JP5330813B2 - Hydrophobic magnetite particle powder - Google Patents
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Description
本発明は、優れた疎水性を有していることを特徴とし、さらに有機溶媒中への分散性に優れたマグネタイト粒子粉末、特に懸濁重合磁性トナーに好適な疎水性マグネタイト粒子粉末、およびその製造方法に関する。 The present invention is characterized in that it has excellent hydrophobicity, and further has excellent dispersibility in an organic solvent, particularly a magnetite particle powder suitable for suspension polymerization magnetic toner, and its It relates to a manufacturing method.
マグネタイト粒子粉末は、静電複写磁性トナー用材料粉、静電潜像現像用キャリア用材料粉等において汎用されているが、近年の電子写真技術の発達により、特にデジタル技術を用いた複写機、プリンターが急速に発達し、要求される特性がより高度なものになってきている。 Magnetite particle powder is widely used in electrostatic copying magnetic toner material powder, electrostatic latent image developing carrier material powder, etc., but with the recent development of electrophotographic technology, in particular, a copying machine using digital technology, Printers are rapidly developing and the required characteristics are becoming more sophisticated.
マグネタイト粒子粉末は、粒子表面に水酸基や吸着水分が存在しているため、一般に親水性であり、親油性が乏しく、有機媒体中への分散や樹脂中への練り込みが困難なため、粒子表面が疎水化され、有機媒体および樹脂中での分散に優れたマグネタイト粒子粉末が要求されている。 Magnetite particle powder is generally hydrophilic because it contains hydroxyl groups and adsorbed moisture on the particle surface, poorly lipophilic, and difficult to disperse in organic media and knead into resin. There is a demand for magnetite particle powders that are hydrophobized and excellent in dispersion in organic media and resins.
また、近年トナーの製造プロセスは、これまでの熱混練による乾式法に代わり、有機溶媒中等での化学的な反応による湿式法が注目されてきている。湿式法の内、懸濁重合法により得られる磁性トナーは、乾式法により得られる混練トナーと比較し、強い分散力により処理されないため、マグネタイト粒子をトナー中に均一分散させることが容易ではない。 In recent years, attention has been paid to a wet process using a chemical reaction in an organic solvent or the like, instead of the conventional dry process using heat kneading. Among the wet methods, the magnetic toner obtained by the suspension polymerization method is not treated with a strong dispersion force as compared with the kneaded toner obtained by the dry method, so that it is not easy to uniformly disperse the magnetite particles in the toner.
従来、親水性のマグネタイト粒子表面を疎水化する手法として、マグネタイト粒子粉末と疎水化処理剤とを湿式法又は乾式法にて混合した後、加熱処理する方法があり、疎水化処理剤として各種シラン系化合物を用いる方法が一般的に知られている。疎水化処理剤として用いられる各種シラン系化合物は、比較的高価な物であり、高い歩留まりで粒子表面でマグネタイトと結合していることが要求される。 Conventionally, as a method for hydrophobizing the surface of hydrophilic magnetite particles, there is a method in which magnetite particle powder and a hydrophobizing agent are mixed by a wet method or a dry method, followed by heat treatment, and various silanes are used as hydrophobizing agents. A method using a compound of the general type is generally known. Various silane compounds used as a hydrophobizing agent are relatively expensive, and are required to be bonded to magnetite on the particle surface with a high yield.
また、疎水化処理剤は、マグネタイト粒子表面と結合することで効果を発揮する。懸濁重合法による製造プロセスにおいて、有機溶媒中に脱離してしまうような処理物層を有すマグネタイト粒子粉末を用いると、親水性の表面が露出することによる分散不良が生じる。のみならず、脱離した処理剤が樹脂成分の反応を阻害することにもつながる。従って、疎水化処理により形成された処理物層は、量的に過不足なく、かつマグネタイト粉末粒子表面に対し、きちんと結合していることが要求される。 The hydrophobizing agent exhibits an effect by binding to the surface of the magnetite particles. In the production process by suspension polymerization, when magnetite particle powder having a treated layer that is detached in an organic solvent is used, poor dispersion due to exposure of the hydrophilic surface occurs. In addition, the detached treating agent leads to inhibition of the reaction of the resin component. Therefore, it is required that the treated product layer formed by the hydrophobization treatment is not excessively and insufficient in quantity and is properly bonded to the surface of the magnetite powder particles.
かかる疎水化処理マグネタイト粒子に関しては、たとえば、特許文献１には、マグネタイト粒子表面を、シラン化合物を用いて湿式法にて疎水化し、該シラン化合物の有機溶媒への溶出率が３０％以下であることを特徴とするマグネタイト粒子粉末に関する開示があり、この技術によれば、疎水性や有機溶媒中の分散性に優れ、該マグネタイトを用いたトナーの帯電特性が向上できるとしている。 Regarding such hydrophobized magnetite particles, for example, in Patent Document 1, the surface of magnetite particles is hydrophobized by a wet method using a silane compound, and the elution rate of the silane compound into an organic solvent is 30% or less. According to this technique, it is said that it is excellent in hydrophobicity and dispersibility in an organic solvent, and the charging characteristics of a toner using the magnetite can be improved.
また、特許文献２には、マグネタイト粒子表面にシラン化合物を乾式にて疎水化し、該シラン化合物にカーボンブラックが含まれ、且つシラン化合物を二層構造にする事を特徴とするマグネタイト粒子粉末に関する開示があり、この技術によれば、樹脂中への分散性が優れたマグネタイト粒子粉末が得られるとしている。 Patent Document 2 discloses a magnetite particle powder characterized in that a silane compound is hydrophobized on the surface of magnetite particles by dry process, carbon black is contained in the silane compound, and the silane compound has a two-layer structure. According to this technique, it is said that a magnetite particle powder having excellent dispersibility in a resin can be obtained.
一方、近年環境規制が厳しくなってきており、マグネタイト粒子粉末の製造プロセスにおいても低環境負荷で、有害なものを排出しないことが要求されており、かつ安価な製造プロセスであることが要求されている。 On the other hand, environmental regulations have become stricter in recent years, and in the manufacturing process of magnetite particle powder, it is required to emit no harmful substances with low environmental load, and to be an inexpensive manufacturing process. Yes.
懸濁重合磁性トナー用マグネタイト粒子粉末には、優れた疎水性と有機溶媒への分散性が要求されており、これを達成するために疎水化処理剤、特に各種シラン系化合物による被覆が行われることがある。各種シラン系化合物は比較的高価であることから、必要最小限の量で効率的に処理されることが望ましい。特許文献１においては、粒子表面のシラン化合物の残存率が悪く、効率的に処理をなされているとは言えず、添加される疎水化処理剤の多くの部分が機能発揮のために使われていない。 Magnetite particle powders for suspension polymerization magnetic toners are required to have excellent hydrophobicity and dispersibility in organic solvents. To achieve this, coating with a hydrophobizing agent, particularly various silane compounds, is performed. Sometimes. Since various silane-based compounds are relatively expensive, it is desirable that they are efficiently processed in the minimum necessary amount. In Patent Document 1, the residual rate of the silane compound on the particle surface is poor and it cannot be said that the treatment is performed efficiently, and many parts of the added hydrophobizing agent are used for the function. Absent.
また、特許文献１の技術では、マグネタイト粒子粉末の疎水性、有機溶媒分散性、疎水化処理剤の結合強度について言及されているものの、この程度のマグネタイト粒子粉末では、要求特性が高度になっている懸濁重合磁性トナー製造において、帯電特性の向上は困難である。 Further, although the technique of Patent Document 1 mentions the hydrophobicity of the magnetite particle powder, the organic solvent dispersibility, and the bond strength of the hydrophobizing agent, the required properties are advanced in this degree of magnetite particle powder. In the production of suspension polymerization magnetic toner, it is difficult to improve charging characteristics.
更に、特許文献１の技術では、疎水化の均一性を得るためには水媒体中での湿式処理が好ましいとしているが、湿式処理では、シラン系化合物の処理剤由来のアルコールや、反応に寄与しなかったシラン化合物が廃液中に流出するため、何らかの廃水処理設備が必要となり、工業的に好ましくない。 Furthermore, in the technology of Patent Document 1, wet processing in an aqueous medium is preferable in order to obtain the homogeneity of hydrophobicity, but in wet processing, it contributes to alcohol derived from a silane compound treatment agent and reaction. Since the untreated silane compound flows out into the waste liquid, some kind of waste water treatment facility is required, which is not industrially preferable.
特許文献２においては、樹脂成分中への分散性について言及されているものの、疎水性が充分でなく、また分散性も不十分である。 In Patent Document 2, although mention is made of dispersibility in a resin component, the hydrophobicity is not sufficient, and the dispersibility is also insufficient.
従って、従来技術の疎水性マグネタイト粒子粉末は、疎水性、分散性、疎水化処理剤の結合性の面で、懸濁重合磁性トナー用として充分満足のゆくものではなかった。 Therefore, the hydrophobic magnetite particle powder of the prior art has not been sufficiently satisfactory for suspension polymerization magnetic toner in terms of hydrophobicity, dispersibility, and binding property of the hydrophobizing agent.
本発明は、上記従来技術における問題点を解消しうる疎水性マグネタイト粒子粉末とその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a hydrophobic magnetite particle powder and a method for producing the same, which can solve the problems in the prior art.
本発明者らは、鋭意検討の結果、特定のシラン化合物である１種または２種以上のアルコキシシランで粒子表面を疎水化したマグネタイト粒子粉末であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved if the magnetite particle powder has a particle surface hydrophobized with one or more alkoxysilanes which are specific silane compounds. Was completed.
すなわち、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末は、粒子表面がＲＳｉＸ3（Ｒ：炭素数１〜１８のアルキル基、Ｘ：メトキシ基またはエトキシ基）で表されるアルコキシシランで疎水化されたマグネタイト粒子粉末であって、該アルコキシシランはＲの炭素数３以下のアルキル基と、Ｒの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上含むことを特徴する。 That is, the hydrophobic magnetite particle powder of the present invention is a magnetite particle whose surface has been hydrophobized with an alkoxysilane whose surface is represented by RSiX 3 (R: alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, X: methoxy group or ethoxy group). The powder is characterized in that the alkoxysilane contains at least one kind or two kinds or more of an alkyl group having 3 or less carbon atoms in R and an alkyl group having 4 or more carbon atoms in R.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法は、ＲＳｉＸ3（Ｒ：炭素数１〜１８のアルキル基、Ｘ：メトキシ基またはエトキシ基）で表されるアルコキシシランを用いて、マグネタイト粒子表面を疎水化する疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法であって、該アルコキシシランはＲの炭素数３以下のアルキル基と、Ｒの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上用いて処理することを特徴とする。 A method of manufacturing a hydrophobic magnetite particles of the present invention, RSiX 3 (R: alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, X: methoxy or ethoxy) with alkoxysilane represented by the magnetite particle surface Is a method for producing a hydrophobic magnetite particle powder, wherein the alkoxysilane uses at least one alkyl group having 3 or less carbon atoms in R and one or more alkyl groups having 4 or more carbon atoms in R. It is characterized by processing.
本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末は、含有する複数のシラン系化合物が有効的に機能することを特徴とし、さらに優れた疎水性と、有機溶媒中への分散性を有しているなどの特徴を有することから、特に懸濁重合磁性トナーの製造に好適である。 The hydrophobic magnetite particle powder of the present invention is characterized in that a plurality of silane compounds contained therein function effectively, and further has characteristics such as excellent hydrophobicity and dispersibility in an organic solvent. Therefore, it is particularly suitable for the production of suspension polymerization magnetic toner.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法は、廃水処理や廃水の流出の可能性がなく、工業的に優れている。 In addition, the method for producing hydrophobic magnetite particle powder of the present invention is industrially excellent because there is no possibility of wastewater treatment or wastewater outflow.
まず、本発明の疎水性マグネタイト粒子においては、粒子表面がＲＳｉＸ3（Ｒ：炭素数１〜１８のアルキル基、Ｘ：メトキシ基またはエトキシ基）で表されるアルコキシシランで疎水化されたマグネタイト粒子粉末であって、該アルコキシシランはＲの炭素数３以下のアルキル基と、Ｒの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上含むことが重要である。 First, in the hydrophobic magnetite particle of the present invention, the particle surface is hydrophobized with an alkoxysilane whose surface is represented by RSiX 3 (R: alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, X: methoxy group or ethoxy group). In the powder, it is important that the alkoxysilane contains at least one kind or two kinds or more of an alkyl group having 3 or less carbon atoms of R and an alkyl group having 4 or more carbon atoms of R.
そして、前記アルコキシシランによる、Ｒの炭素数３以下のアルキル基と、Ｒの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上含む、２層以上のシラン化合物被覆層を粒子表面に有するのが好ましい。 Then, two or more silane compound coating layers each containing at least one or two kinds of alkyl groups having 3 or less carbon atoms of R and alkyl groups having 4 or more carbon atoms of R are formed on the particle surface. It is preferable to have.
更に、前記２層以上のシラン化合物被覆層は、１層目がＲの炭素数３以下のアルキル基を含み、２層目以降は前層よりＲの炭素数の多いアルキル基を含み、かつ最外層がＲの炭素数４以上のアルキル基を含むシラン化合物であるのが好ましい。 Further, in the two or more silane compound coating layers, the first layer contains an alkyl group having 3 or less carbon atoms of R, and the second and subsequent layers contain an alkyl group having more carbon atoms of R than the previous layer, and The outer layer is preferably a silane compound containing an R alkyl group having 4 or more carbon atoms.
Ｒの炭素数３以下のアルキル基とＲの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上含むアルコキシシランを複合化して用いるのは、比較的短鎖アルコキシシラン化合物被覆層で、粒子表面との結合を確保し、更に長鎖アルコキシシラン化合物被覆層で、粒子全体の被覆を補完するのみならず、粒子表面のシラン化合物の残存率、有効使用率をも向上できる。 It is a relatively short-chain alkoxysilane compound coating layer that is used in combination with an alkoxysilane containing at least one or more of R alkyl group having 3 or less carbon atoms and R alkyl group having 4 or more carbon atoms. The bond with the particle surface is ensured, and the long-chain alkoxysilane compound coating layer not only complements the entire particle coating, but also improves the residual rate and effective usage rate of the silane compound on the particle surface.
そして、好ましくは短鎖アルコキシシランに基く化合物被覆層をコア粒子表面側に、その外側以降に長鎖アルコキシシランに基く化合物被覆層を設けるのが疎水性や分散性の機能向上のために好ましく、用いるアルコキシシランの種類を増やし、被覆層を多層化しても良い。 And preferably a compound coating layer based on a short-chain alkoxysilane is provided on the core particle surface side, and a compound coating layer based on a long-chain alkoxysilane is provided on the outside of the core particle for improving the function of hydrophobicity and dispersibility. The number of alkoxysilanes used may be increased, and the coating layer may be multilayered.
マグネタイト粒子粉末にこのようなシラン化合物被覆層を形成することにより、強固な疎水化膜が形成され、優れた疎水性と樹脂分散性を有する疎水性マグネタイト粒子粉末とすることができる。 By forming such a silane compound coating layer on the magnetite particle powder, a strong hydrophobized film is formed, and a hydrophobic magnetite particle powder having excellent hydrophobicity and resin dispersibility can be obtained.
なお、被覆層中に含まれるシラン化合物は、Ｒの炭素数３以下のアルキル基とＲの炭素数４以上の異種アルコキシシランが２種以上４種以下併用されて得られたものであることが、処理の均一性、被覆量の制御性の観点から好ましい。 In addition, the silane compound contained in the coating layer is obtained by combining two or more types of alkyl groups having 3 or less carbon atoms of R and different alkoxysilanes having 4 or more carbon atoms of R in combination. From the viewpoint of process uniformity and controllability of the coating amount.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末は、添加したアルコキシシラン中のカーボン量に対して、前記疎水性マグネタイト粒子粉末のカーボン量の残存率が９０％以上であることが好ましい。つまり添加したアルコキシシランのアルキル鎖由来のカーボン量に対して、処理後の疎水性マグネタイト粒子粉末のカーボン量が９０％以上であることが好ましい。この残存率が９０％以上であれば、高度な疎水性、分散性を発揮するのに充分なシラン化合物層がマグネタイト粒子表面に形成される。 In the hydrophobic magnetite particle powder of the present invention, the residual ratio of the carbon amount of the hydrophobic magnetite particle powder is preferably 90% or more with respect to the carbon amount in the added alkoxysilane. That is, it is preferable that the carbon amount of the hydrophobic magnetite particle powder after the treatment is 90% or more with respect to the carbon amount derived from the alkyl chain of the added alkoxysilane. When the residual ratio is 90% or more, a silane compound layer sufficient to exhibit high hydrophobicity and dispersibility is formed on the surface of the magnetite particles.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末からのカーボンのテトラヒドロフランへの脱離率は、２０％以下であることが好ましい。この脱離率が２０％以下であれば、懸濁重合トナー製造中に脱離したシラン化合物が少ないことに起因して、樹脂成分の重合反応を阻害することなく、トナー中で活性サイトとなり水分を呼び込むことを抑制でき、帯電特性の安定化、画質向上に寄与する。 Further, the desorption rate of carbon from the hydrophobic magnetite particle powder of the present invention to tetrahydrofuran is preferably 20% or less. If this detachment rate is 20% or less, it becomes an active site in the toner without inhibiting the polymerization reaction of the resin component due to the small amount of silane compound released during the production of the suspension polymerization toner. Can be suppressed, contributing to stabilization of charging characteristics and improvement of image quality.
また、添加したアルコキシシランに対する、疎水性マグネタイト粒子粉末中に含まれるシラン化合物の有効使用率は、８０％以上であることが好ましい。つまり添加したアルコキシシランのアルキル鎖由来のカーボン量に対して、テトラヒドロフラン洗浄後の疎水性マグネタイト粒子粉末のカーボン量が８０％以上であることが好ましい。この有効使用率が８０％以上であれば、添加したアルコキシシランが効率的に疎水性や分散性の機能を発揮する。 Moreover, it is preferable that the effective usage rate of the silane compound contained in the hydrophobic magnetite particle powder with respect to the added alkoxysilane is 80% or more. That is, it is preferable that the amount of carbon in the hydrophobic magnetite particle powder after washing with tetrahydrofuran is 80% or more with respect to the amount of carbon derived from the alkyl chain of the alkoxysilane added. If the effective usage rate is 80% or more, the added alkoxysilane efficiently exhibits hydrophobic and dispersive functions.
また、本発明における疎水性マグネタイト粒子粉末のスチレン中での沈降速度は０．１ｍｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。スチレン中での沈降速度は、疎水性マグネタイト粒子粉末の凝集状態を反映しており、沈降速度が遅いほど良く分散されていることとなる。沈降速度が０．１ｍｍ／ｍｉｎ以下となることで、充分な分散状態を得ることができる。 Moreover, it is preferable that the sedimentation speed | rate in styrene of the hydrophobic magnetite particle powder in this invention is 0.1 mm / min or less. The sedimentation rate in styrene reflects the aggregation state of the hydrophobic magnetite particle powder, and the lower the sedimentation rate, the better the dispersion. When the sedimentation rate is 0.1 mm / min or less, a sufficient dispersion state can be obtained.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末は、水蒸気の相対圧０．９における水蒸気吸着量が、０．５ｍｇ／ｇ以下であることが好ましい。マグネタイト粒子粉末表面の水蒸気吸着は、有機溶媒中への分散性悪化やトナーの帯電をリークさせるため、可能な限り少ない方が良く、０．５ｍｇ／ｇ以下になることで優れた疎水性を有し、有機溶媒分散性や帯電特性に優れたものとなる。 The hydrophobic magnetite particle powder of the present invention preferably has a water vapor adsorption amount of 0.5 mg / g or less at a water vapor relative pressure of 0.9. Adsorption of water vapor on the surface of the magnetite particle powder deteriorates dispersibility in an organic solvent and leaks toner charge. Therefore, it should be as small as possible, and it has excellent hydrophobicity when it is 0.5 mg / g or less. In addition, the organic solvent dispersibility and charging characteristics are excellent.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末は、式（１）で表される疎水化率が２０％以下であることが好ましい。疎水化率が２０％以下になることで、上述した理由の通り、有機溶媒中への分散性や帯電特性に優れたものとなる。
疎水化率（％）＝ 水蒸気吸着から求めた比表面積／窒素ガス吸着から求めた比表面積×１００ 式（１）
Moreover, it is preferable that the hydrophobic magnetite particle powder of this invention is 20% or less of the hydrophobization rate represented by Formula (1). When the hydrophobization rate is 20% or less, as described above, the dispersibility in an organic solvent and the charging characteristics are excellent.
Hydrophobization rate (%) = specific surface area obtained from water vapor adsorption / specific surface area obtained from nitrogen gas adsorption × 100 Formula (1)
本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法は、ＲＳｉＸ3（Ｒ：炭素数１〜１８のアルキル基、Ｘ：メトキシ基またはエトキシ基）で表されるアルコキシシランを用いて、マグネタイト粒子表面を疎水化する疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法であって、該アルコキシシランはＲの炭素数３以下のアルキル基と、Ｒの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上用いて処理することを特徴としている。 The method for producing the hydrophobic magnetite particle powder of the present invention uses an alkoxysilane represented by RSiX 3 (R: an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, X: a methoxy group or an ethoxy group) to make the surface of the magnetite particle hydrophobic. A method for producing a hydrophobic magnetite particle powder to be converted, wherein the alkoxysilane is treated using at least one or two alkyl groups having 3 or less carbon atoms of R and alkyl groups having 4 or more carbon atoms of R, respectively. It is characterized by doing.
前述のとおり、Ｒの炭素数３以下のアルキル基とＲの炭素数４以上のアルキル基をそれぞれ少なくとも１種または２種以上含むアルコキシシランを複合化して用いるのは、比較的短鎖のシラン化合物被覆層で、粒子表面との結合を確保し、長鎖のシラン化合物被覆層で、粒子全体の被覆を補完するのみならず、粒子表面のシラン化合物の残存率、有効使用率をも向上させるためである。 As described above, it is a relatively short-chain silane compound that uses a composite of an alkoxysilane containing at least one or more of R alkyl group having 3 or less carbon atoms and R alkyl group having 4 or more carbon atoms. The coating layer ensures bonding with the particle surface, and the long-chain silane compound coating layer not only supplements the entire particle coating, but also improves the residual rate and effective usage rate of the silane compound on the particle surface. It is.
その際に短鎖アルコキシシラン（Ｒの炭素数３以下のアルキル基含む）と長鎖アルコキシシラン（Ｒの炭素数４以上のアルキル基含む）を混合して使用することも可能だが、第一層目の形成には短鎖アルコキシシランを用い、第二層目以降の形成には長鎖アルコキシシランを用いて処理するのが、前述の短鎖シラン及び長鎖シランにより生じるシラン化合物各々の特徴を活かすことができ、疎水性や分散性の機能向上のために好適である。 In this case, it is possible to use a mixture of a short-chain alkoxysilane (including an alkyl group having 3 or less carbon atoms in R) and a long-chain alkoxysilane (including an alkyl group having 4 or more carbon atoms in R). The short-chain alkoxysilane is used for the formation of the eyes, and the long-chain alkoxysilane is used for the formation of the second and subsequent layers. It is suitable for improving the functions of hydrophobicity and dispersibility.
なお、用いる短鎖シラン及び長鎖シラン種は、２種以上４種以下であることが、処理の均一性、有機溶媒への分散性の観点から好ましい。 In addition, it is preferable from a viewpoint of the uniformity of a process and the dispersibility to an organic solvent that the short-chain silane and long-chain silane type to be used are 2 types or more and 4 types or less.
また、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法においては、マグネタイト粒子表面を疎水化する際に、乾式法を採用するのが好ましい。乾式法とは、乾燥したマグネタイト粒子粉末自体をスラリー化することなく、粉末に直接疎水化処理剤を添加（必要に応じ、分散媒、溶媒を用いることもある）、混合攪拌、乾燥等を施す方法を指す。 Moreover, in the manufacturing method of the hydrophobic magnetite particle powder of this invention, when making the magnetite particle surface hydrophobic, it is preferable to employ | adopt a dry method. In the dry method, a hydrophobizing agent is added directly to the powder without slurrying the dried magnetite particle powder itself (dispersion medium or solvent may be used if necessary), mixing and stirring, drying, etc. Refers to the method.
アルキル鎖の炭素の数が３以下のアルコキシシランを使用する場合、マグネタイト粒子粉末を、水をはじめとする分散媒中に分散させた状態中で疎水化処理する、いわゆる湿式法は不向きなことが多い。また、複数の処理剤を多段的に処理する場合、実操業面でも乾式法を採用する方が煩雑でなく、好適である。 When an alkoxysilane having 3 or less carbon atoms in the alkyl chain is used, the so-called wet method, in which the magnetite particle powder is hydrophobized in a state of being dispersed in a dispersion medium such as water, may not be suitable. Many. Moreover, when processing a several processing agent in multistage, it is not complicated and it is suitable to employ | adopt a dry method also from an actual operation surface.
なお、各アルコキシシランの添加量は、疎水性の付与、分散性向上の観点から０．５％以上４．０％以下が好ましく、１．０％以上３．０％以下がより好ましい。また、Ｒの炭素数３以下のアルキル基とＲの炭素数４以上のアルキル基のそれぞれ１種以上を合計した添加量としては、１．０％以上５．０％以下が好ましい。 The amount of each alkoxysilane added is preferably from 0.5% to 4.0%, more preferably from 1.0% to 3.0%, from the viewpoint of imparting hydrophobicity and improving dispersibility. Further, the total addition amount of one or more of R alkyl group having 3 or less carbon atoms and R alkyl group having 4 or more carbon atoms is preferably 1.0% or more and 5.0% or less.
さらに、本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法においては、疎水化処理後に、９０℃以上１６０℃以下で熱処理することが好ましい。９０℃以上で熱処理することによりシラノール結合の強固な反応を促し、より強固な膜を得ることが出来る。また、シラン化合物自体の分解、揮発を抑制するためには１６０℃以下で熱処理を行うことが好ましい。 Furthermore, in the method for producing hydrophobic magnetite particle powder of the present invention, it is preferable to perform heat treatment at 90 ° C. or higher and 160 ° C. or lower after the hydrophobization treatment. Heat treatment at 90 ° C. or higher promotes a strong reaction of silanol bonds, and a stronger film can be obtained. Moreover, in order to suppress decomposition | disassembly and volatilization of silane compound itself, it is preferable to heat-process at 160 degrees C or less.
本発明の疎水性マグネタイト粒子粉末の製造方法において、用いられるマグネタイト粒子は、好ましくはマグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を主成分とするものであって、中間組成のベルトライド化合物（ＦｅＯｘ・Ｆｅ2 Ｏ3 、０＜Ｘ＜１）、及びこれらの単独又は複合化合物にＦｅ以外のＳｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐ等を少なくとも１種以上含むスピネルフェライト粒子等を必要な特性に応じて選択したものも包含される。 In the method for producing hydrophobic magnetite particle powder of the present invention, the magnetite particles used are preferably composed mainly of magnetite (Fe 3 O 4 ), and have an intermediate composition beltride compound (FeOx · Fe 2 O). 3 , 0 <X <1), and at least one of Si, Al, Mn, Ni, Zn, Cu, Mg, Ti, Co, Zr, W, Mo, P, etc. other than Fe Also included are those in which the spinel ferrite particles or the like including the above are selected according to the required characteristics.
上記マグネタイト粒子粉末は、粒子形状が、球状、六面体状、八面体状、１０〜１８面体状のいずれかを呈した粒子であれば良い。溶媒中での分散性を考慮すると、残留磁化の低い球状のマグネタイト粒子をコアに用いる事が好ましい。 The magnetite particle powder may be particles having a particle shape that is spherical, hexahedral, octahedral, or 10-18. In consideration of dispersibility in a solvent, it is preferable to use spherical magnetite particles having low residual magnetization for the core.
また、上記マグネタイト粒子は、平均粒子径が０．０５〜２μｍであることが好ましく、近年のトナーの微細化を考慮すると０．１〜０．４μｍであることがより好ましい。 The magnetite particles preferably have an average particle size of 0.05 to 2 [mu] m, and more preferably 0.1 to 0.4 [mu] m in consideration of recent miniaturization of toner.
次に、疎水化処理剤として用いられるアルコキシシランは、ＲＳｉＸ3で表されるものを用いることができる。式中Ｒは、炭素数１〜１８のアルキル基を表し、Ｘは、メトキシ基またはエトキシ基を表す。 Next, as the alkoxysilane used as the hydrophobizing agent, one represented by RSiX 3 can be used. In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and X represents a methoxy group or an ethoxy group.
アルキル基の炭素数３以下のアルコキシシランの具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the alkoxy group having 3 or less carbon atoms in the alkyl group include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, and the like. Is mentioned.
アルキル基の炭素数４以上のアルコキシシランの具体例としては、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ｉｓｏ−ブチルトリメトキシシラン、ｉｓｏ−ブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the alkoxy group having 4 or more carbon atoms in the alkyl group include n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, iso-butyltrimethoxysilane, iso-butyltriethoxysilane, and n-hexyltrimethoxysilane. N-hexyltriethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane and the like.
また、乾式法を採用する場合の処理機としては、撹拌機能を持つ混合機が用いられる。乾式処理機の具体例としては、ハイスピードミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、万能混合機、ナウターミキサー、プロシェアーミキサー、オムニテックス、バーチカルグラニュレーター、リボコーン、ドラムミキサー、アキシャルミキサー、シンプソンミックスマーラー、サイクロミックス、ハイブリダイザー、マルチミル等が挙げられる。 Moreover, a mixer having a stirring function is used as a processing machine when the dry method is adopted. Specific examples of dry processing machines include high-speed mixers, Henschel mixers, super mixers, universal mixers, nauter mixers, pro-shear mixers, Omnitex, vertical granulators, ribocorns, drum mixers, axial mixers, Simpson Mix Mahler, A cyclomix, a hybridizer, a multimill, etc. are mentioned.
各アルコキシシランは、事前に加水分解処理を行っても良いし、そのまま添加しても良い。その際、アセトン、テトラヒドラフラン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、キシレン等の有機溶媒などで希釈しても構わない。 Each alkoxysilane may be hydrolyzed in advance or may be added as it is. In that case, you may dilute with organic solvents, such as acetone, tetrahydrafuran, methanol, ethanol, isopropanol, toluene, xylene.
また、加水分解を行う場合、各種触媒を添加しても良い。酸触媒として、塩酸、硫酸、酢酸、硝酸、蓚酸等が挙げられ、塩基性触媒として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。 Moreover, when performing a hydrolysis, you may add various catalysts. Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, nitric acid, and oxalic acid, and examples of the basic catalyst include sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia.
前記熱処理においては、アルコキシシランと混合中もしくは混合後に熱処理を行っても良く、特に限定されるものではない。熱処理方法としては前記混合機をジャケット、熱風などを導入し加熱する方法や、別途、箱形、ベルト型、ロータリーキルンなどの加熱装置を用いることが出来る。 The heat treatment may be performed during or after mixing with the alkoxysilane, and is not particularly limited. As a heat treatment method, a method of heating the mixer by introducing a jacket, hot air, or the like, or a heating device such as a box shape, a belt type, or a rotary kiln can be used.
本発明のマグネタイト粒子粉末の特性評価は以下の通り行う。 Characteristic evaluation of the magnetite particle powder of the present invention is performed as follows.
（１）粒子形状及び平均粒子径
走査型電子顕微鏡を用い、倍率２００００倍にて粒子形状観察、及び２００個の粒子についてフェレ径の測定を行い、平均粒子径を求めた。
(1) Particle shape and average particle diameter Using a scanning electron microscope, the particle shape was observed at a magnification of 20000 times, and the ferret diameter was measured for 200 particles to determine the average particle diameter.
（２）添加したアルコキシシラン中のカーボン含有量、疎水化処理されたマグネタイト粒子粉末中のカーボン含有量
添加したアルコキシシラン中のカーボン含有量は、下記の式（ｘ）にて求めた。疎水化処理されたマグネタイト粒子粉末中のカーボン含有量の測定は、炭素分析装置（堀場製作所製、ＥＭＩＡ−１１０）を用いて行った。
添加したアルコキシシラン中のカーボン量（％）＝アルコキシシランの添加量（％）×（アルコキシシランのアルキル鎖のＣ数×１２．０１÷アルコキシシランの分子量） 式（ｘ）
(2) Carbon content in added alkoxysilane, carbon content in hydrophobized magnetite particle powder Carbon content in added alkoxysilane was determined by the following formula (x). The carbon content in the hydrophobized magnetite particle powder was measured using a carbon analyzer (EMIA-110, manufactured by Horiba, Ltd.).
Carbon amount in added alkoxysilane (%) = addition amount of alkoxysilane (%) × (C number of alkyl chain of alkoxysilane × 12.01 ÷ molecular weight of alkoxysilane) Formula (x)
（３）粉末中のカーボン残存率
粉末中のカーボン残存率は、次式で求めた。
粉末中のカーボン残存率（％）＝ 疎水化マグネタイト粒子粉末のカーボン含有量 ／ （添加したアルコキシシラン中のカーボン含有量 × 添加したアルコキシシランのアルキル鎖のカーボンの数 × １２．０１ ／ 添加したアルコキシシランの分子量） × １００
(3) Carbon residual ratio in powder The carbon residual ratio in powder was calculated | required by following Formula.
Carbon residual ratio (%) in powder = carbon content of hydrophobized magnetite particle powder / (carbon content in added alkoxysilane × number of carbons in alkyl chain of added alkoxysilane × 12.01 / added alkoxy Silane molecular weight) x 100
（４）粒子粉末からのカーボンのテトラヒドロフランへの脱離率
疎水性マグタイト粒子粉末３ｇを３０ｃｃのガラス容器に取り、テトラヒドロフランを２０ｃｃ投入後、超音波ホモジナイザー（ＢＲＡＮＳＯＮ社製ＳＯＮＩＦＩＥＲ４５０）にて３０秒間超音波を照射した後、磁石でマグネタイト粒子粉末を沈降させ、上澄みを除去する。その後、５０℃で３時間乾燥した後にカーボンを測定する。脱離率は、次式で求めた。
粒子粉末からのカーボンのテトラヒドロフランへの脱離率（％） ＝ （疎水化マグネタイト粒子粉末のカーボン含有量 − テトラヒドロフラン洗浄後の粒子粉末のカーボン含有量）／ 疎水化マグネタイト粒子粉末のカーボン含有量 × １００ 式
(4) Desorption rate of carbon from particle powder to tetrahydrofuran 3 g of hydrophobic magnetite particle powder was placed in a 30 cc glass container, 20 cc of tetrahydrofuran was added, and then ultrasonicated for 30 seconds with an ultrasonic homogenizer (SONIFIER 450 manufactured by BRANSON). After the irradiation, magnetite particle powder is settled with a magnet and the supernatant is removed. Then, after drying for 3 hours at 50 ° C., carbon is measured. The desorption rate was determined by the following formula.
Desorption rate of carbon from particle powder to tetrahydrofuran (%) = (carbon content of hydrophobized magnetite particle powder−carbon content of particle powder after tetrahydrofuran washing) / carbon content of hydrophobized magnetite particle powder × 100 formula
（５）添加したアルコキシシランの有効使用率
添加したアルコキシシランの有効使用率は、次式で求めた。
添加したアルコキシシランの有効使用率（％）＝ テトラヒドロフラン洗浄後の粒子粉末のカーボン含有量 ／ （添加したアルコキシシラン中のカーボン含有量 × 添加したアルコキシシランのアルキル鎖のカーボンの数 × １２．０１ ／ 添加したアルコキシシランの分子量） × １００
(5) Effective usage rate of added alkoxysilane The effective usage rate of the added alkoxysilane was calculated | required by following Formula.
Effective usage rate of added alkoxysilane (%) = carbon content of particle powder after washing with tetrahydrofuran / (carbon content in added alkoxysilane × number of carbons in alkyl chain of added alkoxysilane × 12.01 / Molecular weight of added alkoxysilane) × 100
（６）水蒸気吸着量
疎水性マグネタイト粒子粉末の水蒸気吸着量は、水蒸気吸着等温線測定装置（日本ベル社製ベルソープ１８）にて、相対圧０．９の水蒸気吸着量を測定した。
(6) Water Vapor Adsorption Amount The water vapor adsorption amount of the hydrophobic magnetite particle powder was measured by a water vapor adsorption isotherm (Bell Soap 18 manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) at a relative pressure of 0.9.
（７）疎水化率（％）
窒素ガス比表面積を、ＢＥＴ計（島津−マイクロメリティックス製２２００型）にて測定し、水蒸気比表面積を、水蒸気吸着等温線測定装置（日本ベル社製ベルソープ１８）にて測定した。疎水化率（％）は、次式で求めた。
疎水化率（％）＝ 水蒸気吸着から求めた比表面積／窒素ガス吸着から求めた比表面積×１００
(7) Hydrophobization rate (%)
The nitrogen gas specific surface area was measured with a BET meter (Shimadzu-Micromeritics model 2200), and the water vapor specific surface area was measured with a water vapor adsorption isotherm (Bell Soap 18 manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.). The hydrophobization rate (%) was determined by the following formula.
Hydrophobization rate (%) = specific surface area obtained from water vapor adsorption / specific surface area obtained from nitrogen gas adsorption × 100
（８）沈降速度
疎水性マグネタイト粒子粉末０．２ｇとスチレンモノマー（関東化学社製）１０ｃｃを試験管に入れ、超音波ホモジナイザー（ＢＲＡＮＳＯＮ社製ＳＯＮＩＦＩＥＲ４５０）にて６０秒間超音波を照射した後、溶液安定性評価装置（フォーマルアクション社製タービスキャンＭＡ２０００）にて沈降速度を測定した。
(8) Sedimentation velocity 0.2 g of hydrophobic magnetite particle powder and 10 cc of styrene monomer (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) are put into a test tube, and after irradiating ultrasonic waves with an ultrasonic homogenizer (SONIFIER 450 manufactured by BRANSON) for 60 seconds, the solution The sedimentation rate was measured with a stability evaluation apparatus (Turbscan MA2000 manufactured by Formal Action).
以下、実施例等により本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples and the like.
（１）コアマグネタイト粒子の製造例
Ｆｅ2+を２．０ｍｏｌ／Ｌ含有する硫酸第一鉄水溶液５０リットルと４．０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液５５リットルとを混合撹拌し、水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液を得た。この液の温度を８５℃に保ちながら２０Ｌ／ｍｉｎで空気を通気し、水酸化第一鉄の湿式酸化を行った。これによってマグネタイトのコア粒子を生成させた。得られたコア粒子を通常の洗浄、濾過、乾燥、粉砕工程により処理した。このコア粒子は球状であった。
(1) Production Example of Core Magnetite Particles 50 liters of ferrous sulfate aqueous solution containing 2.0 mol / L of Fe 2+ and 55 liters of 4.0 mol / L sodium hydroxide aqueous solution were mixed and stirred, A ferrous salt aqueous solution containing iron colloid was obtained. While maintaining the temperature of this liquid at 85 ° C., air was aerated at 20 L / min to conduct wet oxidation of ferrous hydroxide. This produced magnetite core particles. The obtained core particles were processed by normal washing, filtration, drying, and pulverization processes. The core particles were spherical.
（２）コアマグネタイト粒子を含むケーキの製造例
コアマグネタイト粒子の製造例１と同様に反応、洗浄、濾過し、含水率２０％の球状マグネタイトのケーキを得た。
(2) Production Example of Cake Containing Core Magnetite Particles Reaction, washing and filtration were carried out in the same manner as in Production Example 1 of core magnetite particles to obtain a spherical magnetite cake having a water content of 20%.
（３）コアマグネタイト粒子を含む水分散スラリーの製造例
コアマグネタイト粒子の製造例２で得たマグネタイトケーキを水にリスラリーし、濃度１００ｇ／Ｌのマグネタイトスラリーを得た。
(3) Production Example of Aqueous Dispersion Slurry Containing Core Magnetite Particles The magnetite cake obtained in Production Example 2 of core magnetite particles was reslurried in water to obtain a magnetite slurry having a concentration of 100 g / L.
〔実施例１〕
前項（１）で得たマグネタイトコア粒子１ｋｇをハイスピードミキサー（深江パウテック社製ＬＦＳ−２型）に投入し、回転数２０００ｒｐｍにて撹拌しながら、メチルトリメトキシシラン（分子量＝１３６．２）１０ｇを３分間で滴下し５分間撹拌した。その後、同様にｎ−プロピルトリエトキシシラン（分子量＝２０６．４）１０ｇを、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン（分子量＝２０６．４）１０ｇの順に添加し混合した。シラン化合物で混合されたマグネタイト粒子粉末を１２０℃で１時間熱処理を行い、疎水性マグネタイト粒子粉末を得た。
[Example 1]
1 kg of the magnetite core particles obtained in the preceding item (1) is put into a high speed mixer (LFS-2 type manufactured by Fukae Pautech Co., Ltd.), and stirred at a rotational speed of 2000 rpm, 10 g of methyltrimethoxysilane (molecular weight = 136.2). Was added dropwise over 3 minutes and stirred for 5 minutes. Thereafter, 10 g of n-propyltriethoxysilane (molecular weight = 206.4) was similarly added and mixed in the order of 10 g of n-hexyltrimethoxysilane (molecular weight = 206.4). The magnetite particle powder mixed with the silane compound was heat-treated at 120 ° C. for 1 hour to obtain hydrophobic magnetite particle powder.
〔実施例２〕
３層目のシラン化合物をｎ−オクチルトリエトキシシラン（分子量＝２７６．５）１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was conducted except that 10 g of n-octyltriethoxysilane (molecular weight = 276.5) was used as the third layer silane compound.
〔実施例３〕
３層目のシラン化合物をｎ−デシルトリメトキシシラン（分子量＝２６２．５）１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 3
The same operation as in Example 1 was conducted except that 10 g of n-decyltrimethoxysilane (molecular weight = 262.5) was used as the third layer silane compound.
〔実施例４〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をメチルトリメトキシシラン２０ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−ヘキシルトリメトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 20 g of methyltrimethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-hexyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例５〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をメチルトリメトキシシラン２０ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−オクチルトリエトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 20 g of methyltrimethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-octyltriethoxysilane in the second layer.
〔実施例６〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をメチルトリメトキシシラン２０ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−デシルトリメトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 6
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 20 g of methyltrimethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-decyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例７〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−ヘキシルトリメトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 7
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 15 g of n-propyltriethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-hexyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例８〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−オクチルトリエトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 8
The same procedure as in Example 1 was conducted except that there was no silane compound in the third layer, 15 g of n-propyltriethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-octyltriethoxysilane in the second layer.
〔実施例９〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−デシルトリメトキシシラン１０ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 9
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 15 g of n-propyltriethoxysilane in the first layer, and 10 g of n-decyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例１０〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−デシルトリメトキシシラン５ｇをとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 10
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 15 g of n-propyltriethoxysilane in the first layer, and 5 g of n-decyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例１１〕
３層目のシラン化合物が無く、一層目をｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇ、二層目のシラン化合物をｎ−デシルトリメトキシシラン１５ｇとした以外は、実施例１と同様に行った。
Example 11
The same procedure as in Example 1 was performed except that there was no silane compound in the third layer, 15 g of n-propyltriethoxysilane in the first layer, and 15 g of n-decyltrimethoxysilane in the second layer.
〔実施例１２〕
前項（２）で得たマグネタイトケーキをマグネタイト換算で１ｋｇハイビスミックス（プライミックス社製ｍｏｄｅｌ．１型）に投入し、回転数６０ｒｐｍにて撹拌しながら、メチルトリメトキシシラン１０ｇを３分間で滴下し５分間撹拌した。その後、同様にｎ−プロピルトリエトキシシラン１０ｇを、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン１０ｇの順に添加し混合した。シラン化合物で混合されたマグネタイトケーキを５０℃で５時間乾燥後、１２０℃で１時間熱処理を行い、解砕処理後、疎水性マグネタイト粒子粉末を得た。
Example 12
The magnetite cake obtained in the preceding item (2) is put into 1 kg Hibismix (model 1 type manufactured by Primix Co., Ltd.) in terms of magnetite, and 10 g of methyltrimethoxysilane is added dropwise over 3 minutes while stirring at a rotational speed of 60 rpm. Stir for 5 minutes. Thereafter, 10 g of n-propyltriethoxysilane was similarly added and mixed in the order of 10 g of n-hexyltrimethoxysilane. The magnetite cake mixed with the silane compound was dried at 50 ° C. for 5 hours, then heat treated at 120 ° C. for 1 hour, and pulverized to obtain hydrophobic magnetite particle powder.
〔比較例１〕
ｎ−プロピルトリエトキシシラン１５ｇの一層で処理した以外は、実施例１と同様に行った。
[Comparative Example 1]
The same procedure as in Example 1 was conducted, except that 15 g of n-propyltriethoxysilane was used.
〔比較例２〕
ｎ−デシルトリメトキシシラン１５ｇの一層で処理した以外は、実施例１と同様に行った。
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that 15 g of n-decyltrimethoxysilane was used.
〔比較例３〕
前項（３）で得たマグネタイトスラリー１０ＬをｐＨ５．０、温度４０℃に調整し、ＴＫホモミクサーにて６０００ｒｐｍで３０分間撹拌した。その後回転数を維持しつつ、あらかじめ加水分解したｎ−デシルトリメトキシシラン２０ｇを添加し、５時間撹拌した。続いて１００ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を２時間かけて添加し、ｐＨ８．０に調整し、１時間撹拌した。シラン化合物を含むマグネタイトスラリー液を洗浄、濾過、乾燥、解砕後、１２０℃で１時間熱処理を行い、疎水性マグネタイト粒子粉末を得た。
[Comparative Example 3]
10 L of the magnetite slurry obtained in the previous item (3) was adjusted to pH 5.0 and a temperature of 40 ° C., and stirred at 6000 rpm for 30 minutes with a TK homomixer. Thereafter, 20 g of hydrolyzed n-decyltrimethoxysilane was added while maintaining the rotation speed, and the mixture was stirred for 5 hours. Subsequently, 100 g / L sodium hydroxide solution was added over 2 hours, adjusted to pH 8.0, and stirred for 1 hour. The magnetite slurry liquid containing the silane compound was washed, filtered, dried and crushed and then heat treated at 120 ° C. for 1 hour to obtain hydrophobic magnetite particle powder.
〔比較例４〕
添加するシラン化合物をｎ−ヘキシルトリメトキシシランとした以外は比較例３と同様に行った。
[Comparative Example 4]
The same procedure as in Comparative Example 3 was performed except that n-hexyltrimethoxysilane was added as the silane compound to be added.
各製造条件を表１に示す。 Each manufacturing condition is shown in Table 1.
得られた疎水性マグネタイト粒子粉末の特性値を表２に示す。 Table 2 shows the characteristic values of the obtained hydrophobic magnetite particle powder.
表２を見て分かるように、実施例の疎水性マグネタイト粒子粉末は、アルコキシシランに由来する粉末中のカーボン残存率が高く、粒子粉末からのカーボンのテトラヒドロフランへの脱離が少なく、添加したアルコキシシランの有効使用率も高い。このようなことに起因して、疎水性や有機溶媒中での分散等に優れ、本発明に基くシラン化合物被覆層を有する疎水性マグネタイト粒子粉末は、懸濁重合磁性トナー用マグネタイト粒子粉末として好適な材料である。 As can be seen from Table 2, the hydrophobic magnetite particle powder of the example has a high carbon residual ratio in the powder derived from the alkoxysilane, and there is little desorption of carbon from the particle powder to tetrahydrofuran, and the added alkoxy The effective usage rate of silane is also high. Due to these reasons, hydrophobic magnetite particle powder having excellent hydrophobicity and dispersion in an organic solvent and having a silane compound coating layer based on the present invention is suitable as magnetite particle powder for suspension polymerization magnetic toner. Material.
それに比べ、比較例のマグネタイト粒子粉末は、実施例のそれと比べ、アルコキシシランに由来する粉末中のカーボン残存率、粒子粉末からのカーボンのテトラヒドロフランへの脱離率、添加したアルコキシシランの有効使用率いずれかの点で劣り、それに起因して、各種特性も劣るものであった。 In comparison, the magnetite particle powder of the comparative example has a carbon residual ratio in the powder derived from the alkoxysilane, a desorption ratio of carbon from the particle powder to tetrahydrofuran, and an effective usage rate of the added alkoxysilane, compared with that of the example. In any respect, it was inferior, and due to that, various characteristics were also inferior.
Claims (13)
疎水化率（％）＝ 水蒸気吸着から求めた比表面積／窒素ガス吸着から求めた比表面積×１００ …式（１） The hydrophobic magnetite particle powder according to any one of claims 1 to 8, wherein the hydrophobic magnetite particle powder has a hydrophobicity value represented by the following formula (1) of 20% or less.
Hydrophobization rate (%) = specific surface area obtained from water vapor adsorption / specific surface area obtained from nitrogen gas adsorption × 100 Equation (1)
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