JP7229814B2 - Electrophotographic pigment and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、四酸化三鉄を主成分とする磁性体の表面にi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を被覆した顔料に関する。より詳細には、疎水化度が大きく、かつ揮発性有機化合物(以下「VOC」と記す)発生量が小さいことを特徴とし、重合法による磁性一成分トナーをはじめとする電子写真の現像剤の材料として用いるのに適した疎水性磁性顔料に関する。 The present invention relates to a pigment obtained by coating the surface of a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component with a hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane. More specifically, it is characterized by a large degree of hydrophobicity and a small amount of volatile organic compounds (hereinafter referred to as "VOC") generated, and is used as an electrophotographic developer such as a magnetic one-component toner by a polymerization method. It relates to hydrophobic magnetic pigments suitable for use as materials.

近年、電子写真方式による複写機、プリンター、FAX、その他複合機等(以下、代表で「プリンタ-」と略記する)の機器の機能向上に伴い、使用する現像剤(以下、トナーとの表記も現像剤と同義)についても高い品質が要求されるようになっている。正確に、速く、大量に印刷が可能で、またコストとのバランスのとれたトナーが求められている。このため、画像品質の向上と製造コストの低減を目的として、従来の粉砕法トナーに代わり重合法トナーが用いられるようになった。特許文献1は、重合法トナーの製造方法を示す。四酸化三鉄を重合法トナーの材料として用いる場合は、元来親水性である表面を疎水性に改質し、疎水化度を高めることが重要となる。 In recent years, along with the functional improvement of equipment such as electrophotographic copiers, printers, facsimiles, and other multifunction machines (hereafter abbreviated as "printers"), the developer used (hereafter also referred to as toner) (synonymous with developer) is also required to be of high quality. There is a demand for a toner that can be printed accurately, quickly, in large quantities, and that is well-balanced with cost. Therefore, in order to improve image quality and reduce production costs, polymerized toner has been used in place of the conventional pulverized toner. Patent Document 1 discloses a method for producing a polymerized toner. When triiron tetroxide is used as a material for polymerized toner, it is important to modify the originally hydrophilic surface to be hydrophobic to increase the degree of hydrophobicity.

換言すると、表面改質が十分ではなく、親水性の表面が多数残存していると、重合法トナーの製造過程において、四酸化三鉄を含む磁性顔料を樹脂モノマー中に分散させて水中に懸濁した際に顔料が水相に移行し、トナー母体粒子中での顔料の分散性が悪化する。またトナー母体粒子間で顔料の含有量に差が生じ、最悪の場合には顔料を全く含有しないトナー母体粒子が生成するなどの問題を生じる。 In other words, if the surface modification is not sufficient and many hydrophilic surfaces remain, the magnetic pigment containing triiron tetroxide is dispersed in the resin monomer and suspended in water in the process of manufacturing the polymerization toner. When the toner becomes cloudy, the pigment migrates to the aqueous phase, and the dispersibility of the pigment in the toner base particles deteriorates. In addition, a difference in pigment content occurs between the toner base particles, and in the worst case, there arises a problem that toner base particles containing no pigment at all are produced.

特許文献2は四酸化三鉄(マグネタイト)などの磁性酸化鉄粒子をn-デシルトリメトキシシランなどで被覆する製法を示す。特許文献2の実施例の中で最も疎水化度が高いn-ヘキサデシルトリメトキシシランを用いて被覆された実施例14の疎水性磁性酸化鉄粒子は、メタノール濡れ性試験による疎水化度が83%(換算すると771g/kg)であったことが記載されている。特許文献3はマグネタイトのコア粒子の表面にアルキルシラン化合物層を設ける製法を示す。特許文献3の実施例の中で最も疎水化度が高いn-オクチルトリメトキシシランを用いて被覆された実施例3の被覆マグネタイト粒子は、メタノール濡れ性試験による疎水化度が70%(換算すると649g/kg)であったことが示されている。これらの疎水化度の大きい磁性顔料は重合法トナーの材料として好適であった。 Patent Document 2 discloses a method of coating magnetic iron oxide particles such as triiron tetraoxide (magnetite) with n-decyltrimethoxysilane or the like. The hydrophobic magnetic iron oxide particles of Example 14 coated with n-hexadecyltrimethoxysilane, which has the highest degree of hydrophobicity among the examples of Patent Document 2, have a degree of hydrophobicity of 83 in a methanol wettability test. % (converted to 771 g/kg). Patent document 3 shows a manufacturing method of providing an alkylsilane compound layer on the surface of core particles of magnetite. The coated magnetite particles of Example 3 coated with n-octyltrimethoxysilane, which has the highest degree of hydrophobicity among the examples of Patent Document 3, have a degree of hydrophobicity of 70% (converted to 649 g/kg). These magnetic pigments with a high degree of hydrophobicity were suitable as materials for polymerized toners.

一方で、近年では健康への関心の高まりから、プリンターの使用時に発生する化学物質が問題視されるようになった。その一つとして、印刷時に現像剤を加熱することによって発生するVOCがあり、このVOC発生量の抑制が課題となっている。例えば、ドイツにおける環境ラベルであるブルーエンジェルでは、商品の製造から使用、廃棄に至るまでの環境負荷の低減を求めており、プリンターにおいては印刷時のVOC発生量の低減を求めている。 On the other hand, in recent years, due to the growing interest in health, the chemical substances generated during the use of printers have come to be viewed as a problem. As one of them, there is VOC generated by heating developer during printing, and suppression of the amount of generated VOC is a problem. For example, the German environmental label Blue Angel calls for a reduction in the environmental impact of products from manufacture to use and disposal, and for printers, a reduction in the amount of VOCs generated during printing.

重合法トナーについても、加熱時のVOC発生量の低減が求められている。特許文献2及び特許文献3で得られた疎水化度の大きい磁性顔料を材料とした重合法トナーについて調査した結果、加熱時に顔料から発生するVOCの量が大きいことが明らかになった。一般的に、炭素数の大きいアルキル基が含まれる製品は、加熱時のVOC発生量が大きい。重合法トナーの場合は、顔料のコア粒子の被覆に使用するアルコキシシラン中のアルキル基の炭素数が大きい場合、加熱時のVOC発生量が大きい傾向が見られる。 Polymerized toners are also required to reduce the amount of VOCs generated during heating. As a result of investigating polymerized toners using magnetic pigments with high hydrophobicity obtained in Patent Documents 2 and 3, it was found that the amount of VOCs generated from the pigments during heating is large. In general, products containing alkyl groups with a large number of carbon atoms generate a large amount of VOCs when heated. In the case of the polymerized toner, when the number of carbon atoms in the alkyl group in the alkoxysilane used to coat the core particles of the pigment is large, the amount of VOC generated during heating tends to be large.

アルコキシシランを含有する磁性顔料に由来するVOC発生量を低減するには、アルキル基の炭素数が少ないアルコキシシランを使用することが極めて有効である。しかしながら、炭素数の少ないアルキル基を有するアルコキシシランを四酸化三鉄粒子に被覆した場合、疎水化度の大きな磁性顔料を得ることは難しい、という課題があった。特許文献4には、実施例4においてマグネタイトのコア粒子の被覆にアルキル基の炭素数が4のアルコキシシランであるi-ブチルトリメトキシシランを使用した例が記載されているが、メタノール濡れ性試験による疎水化度は60%(換算すると543g/kg)であり、n-ヘキシルまたはn-オクチルのような炭素数の大きいアルコキシシランを用いた実施例1から実施例3及び実施例5から実施例8に比べて、疎水化度が小さくなったことが記載されている。特許文献4の実施例4の被覆マグネタイト粒子は、特許文献2及び3で得られた顔料と比較して疎水化度が小さく、重合法トナーの材料としては不適であった。 In order to reduce the amount of VOC generated from magnetic pigments containing alkoxysilanes, it is extremely effective to use alkoxysilanes whose alkyl groups have a small number of carbon atoms. However, when triiron tetroxide particles are coated with an alkoxysilane having an alkyl group with a small number of carbon atoms, there is a problem that it is difficult to obtain a magnetic pigment having a high degree of hydrophobicity. Patent Document 4 describes an example in which i-butyltrimethoxysilane, which is an alkoxysilane having an alkyl group with 4 carbon atoms, was used to coat the core particles of magnetite in Example 4, but a methanol wettability test was performed. Hydrophobicity is 60% (543 g / kg in terms of conversion), and Examples 1 to 3 and Examples 5 to 5 using alkoxysilanes with a large carbon number such as n-hexyl or n-octyl It is described that the hydrophobization degree became smaller than that of No. 8. The coated magnetite particles of Example 4 of Patent Document 4 have a lower degree of hydrophobicity than the pigments obtained in Patent Documents 2 and 3, and are unsuitable as a material for polymerized toner.

アルコキシシラン以外の表面処理剤を用いた事例として、特許文献5には、直鎖状オルガノポリシロキサン若しくはシラザンを用いて磁性酸化鉄粒子の表面を被覆する製法が示されている。特許文献5の発明はVOC発生量を低減することに成功しており、疎水化度は最も大きい実施例5で66%(換算すると606g/kg)であった。特許文献5で得られた被覆後の磁性酸化鉄粒子は、重合法トナーに使用することは可能であるが、トナーの品質を安定させるために、更に疎水化度を高めることは望ましい。また、多様なトナーの要求に適合するために、VOC発生量の低減と高い疎水化度との両立ができる多様な構成の磁性体を提供できることは望ましい。 As an example of using a surface treatment agent other than alkoxysilane, Patent Document 5 discloses a manufacturing method of coating the surface of magnetic iron oxide particles with linear organopolysiloxane or silazane. The invention of Patent Document 5 succeeded in reducing the amount of VOCs generated, and the degree of hydrophobization was 66% (606 g/kg when converted) in Example 5, which was the largest. Although the coated magnetic iron oxide particles obtained in Patent Document 5 can be used for polymerized toner, it is desirable to further increase the degree of hydrophobicity in order to stabilize the quality of the toner. Further, in order to meet the requirements of various toners, it is desirable to be able to provide magnetic materials having various configurations that can achieve both a reduction in the amount of VOC generation and a high degree of hydrophobicity.

特開2003-131422公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-131422 特開2005-263619公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-263619 特開2014-148425公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-148425 特開2013-193890公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-193890 特開2016-210629公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-210629

本発明の目的は、重合法による電子写真現像剤用の材料として、樹脂モノマー中で安定した分散状態を保持するために必要となる大きい疎水化度を有し、現像剤の実使用時に人体に有害なVOCの発生量が小さい磁性顔料及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a material for an electrophotographic developer by a polymerization method, which has a large degree of hydrophobicity necessary for maintaining a stable dispersed state in a resin monomer, and which is not harmful to the human body when the developer is actually used. To provide a magnetic pigment which generates a small amount of harmful VOCs and a method for producing the same.

本発明者等は、重合法トナーの材料となる磁性顔料に関して鋭意検討を重ねた結果、四酸化三鉄を主成分とする磁性体の表面にアルコキシシランであるi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を特定の方法で特定の量の範囲となるように被覆することにより、重合法トナーの製造に好適な大きい疎水化度を有し、なおかつ加熱によるVOC発生量が小さい磁性顔料が得られることを見いだした。 The inventors of the present invention have extensively studied magnetic pigments that are used as materials for polymerized toner. By coating a substance in a specific amount range by a specific method, a magnetic pigment having a large degree of hydrophobicity suitable for the production of polymerized toner and generating a small amount of VOC when heated can be obtained. I found

本発明は以下を含む。
[1]四酸化三鉄を主成分とする磁性体の表面にアルキルシラン化合物層を有する顔料であって、アルキルシラン化合物層が、前記顔料の重量に基づいて、8.5g/kg以上40.0g/kg以下の量のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物からなり、前記顔料の疎水化度が575g/kg以上800g/kg以下である、前記顔料。
[2]透過型電子顕微鏡を用いた画像解析から求めた一次粒子のメディアン径が0.20μm以上0.35μm以下である[1]に記載の顔料。
[3]外部磁場が79.6kA/mの際の磁化が64.0Am/kg以上72.0Am/kg以下であり、かつ外部磁場が79.6kA/mで着磁した後の残留磁化が2.8Am/kg以上4.2Am/kg以下である[1]又は[2]に記載の顔料。
[4]四酸化三鉄を主成分とする磁性体を水中に分散したスラリーに、i-ブチルトリメトキシシランを添加して、i-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を生じさせ、この加水分解物を前記磁性体の表面に被着させる工程、及びi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物が被着した磁性体を固液分離により得て、乾燥する工程
を含む、[1]から[3]までのいずれか1項に記載の顔料の製造方法
[5](1)四酸化三鉄を主成分とする磁性体を水中に0.18kg/L以上0.60kg/L以下の量で含むスラリーを準備し、前記スラリーのpHを7.0以上11.5以下に、かつ、温度を35℃以上90℃以下に調整する工程、
(2)i-ブチルトリメトキシシランを(1)のスラリーに添加し、スラリーの温度を(1)に記載の温度範囲に保ったまま2時間以上かく拌することで前記磁性体表面にi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を被着させる工程、
(3)(2)のスラリーから前記加水分解物が被着した磁性体を含むケーキを固液分離する工程、及び
(4)(3)のケーキを空気中で60℃以上100℃以下の温度で乾燥させる工程
を含む、[4]に記載の製造方法。
The invention includes the following.
[1] A pigment having an alkylsilane compound layer on the surface of a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component, wherein the alkylsilane compound layer is 8.5 g/kg or more based on the weight of the pigment. The pigment, which is composed of a hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane in an amount of 0 g/kg or less, and has a hydrophobicity of 575 g/kg or more and 800 g/kg or less.
[2] The pigment according to [1], wherein the median diameter of the primary particles determined by image analysis using a transmission electron microscope is 0.20 μm or more and 0.35 μm or less.
[3] Magnetization at an external magnetic field of 79.6 kA/m is 64.0 Am 2 /kg or more and 72.0 Am 2 /kg or less, and residual magnetization after magnetization at an external magnetic field of 79.6 kA/m is 2.8 Am 2 /kg or more and 4.2 Am 2 /kg or less.
[4] i-Butyltrimethoxysilane is added to a slurry in which a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component is dispersed in water to produce a hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane, and this hydrolysis is performed. [1] to [3], including the step of depositing a substance on the surface of the magnetic substance, and the step of obtaining the magnetic substance coated with the hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane by solid-liquid separation and drying it. [5] (1) A magnetic substance containing triiron tetraoxide as a main component is contained in water in an amount of 0.18 kg/L or more and 0.60 kg/L or less. A step of preparing a slurry and adjusting the pH of the slurry to 7.0 or more and 11.5 or less and the temperature to 35 ° C. or more and 90 ° C. or less;
(2) i-Butyltrimethoxysilane is added to the slurry of (1), and the temperature of the slurry is maintained within the temperature range described in (1) and stirred for 2 hours or more, thereby i- depositing a hydrolyzate of butyltrimethoxysilane;
(3) a step of solid-liquid separation of the cake containing the magnetic substance coated with the hydrolyzate from the slurry of (2); The production method according to [4], including the step of drying with.

本発明によれば、四酸化三鉄を主成分とする磁性体を特定の量の範囲のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物で特定の方法を用いて被覆することにより、疎水化度が大きく、かつ電子写真現像剤の実使用時のVOC発生量が小さい磁性顔料を提供することができる。 According to the present invention, a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component is coated with a hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane in a specific amount range using a specific method, so that the degree of hydrophobicity is increased. It is possible to provide a magnetic pigment that is large and that generates a small amount of VOC during actual use of an electrophotographic developer.

以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の顔料は、四酸化三鉄を主成分とする磁性体であるコアの表面に、アルキルシラン化合物層を有しており、アルキルシラン化合物層は、顔料の重量に基づいて、8.5g/kg以上40.0g/kg以下の範囲の量のi-ブチルトリメトキシシランの加水分化物からなる。上記の量はより好ましくは10.0g/kg以上30.0g/kg以下であり、さらに好ましくは12.0g/kg以上25.0g/kg以下である。 The present invention will be described below based on its preferred embodiments. The pigment of the present invention has an alkylsilane compound layer on the surface of the core, which is a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component. The alkylsilane compound layer weighs 8.5 g based on the weight of the pigment. i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate in an amount ranging from 40.0 g/kg to 40.0 g/kg. The above amount is more preferably 10.0 g/kg or more and 30.0 g/kg or less, and still more preferably 12.0 g/kg or more and 25.0 g/kg or less.

i-ブチルトリメトキシシランの加水分解物の量が8.5g/kgよりも小さい場合、コアとなる四酸化三鉄を主成分とする磁性体の比表面積を考慮するとコアの表面を十分に覆うことができないので、親水性表面が残留し、疎水化度が大きい顔料が得られない。一方でi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物の量が40.0g/kgよりも大きい場合は、顔料中の非磁性成分の割合が大きくなり、顔料の磁化が低下する。また、i-ブチルトリメトキシシランは酸化鉄と比較して高価であることから、得られる顔料の疎水化度が重合法トナーの製造に支障のない範囲である限り、顔料中のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物の量は小さい方が好ましい。 When the amount of hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane is less than 8.5 g/kg, the surface of the core is sufficiently covered considering the specific surface area of the core magnetic material mainly composed of triiron tetroxide. As a result, a hydrophilic surface remains and a highly hydrophobic pigment cannot be obtained. On the other hand, if the amount of hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane is more than 40.0 g/kg, the proportion of non-magnetic components in the pigment increases and the magnetization of the pigment decreases. In addition, since i-butyltrimethoxysilane is more expensive than iron oxide, i-butyltrimethoxysilane in the pigment can be used as long as the degree of hydrophobicity of the resulting pigment is within a range that does not interfere with the production of the polymerized toner. The smaller the amount of methoxysilane hydrolyzate, the better.

なお、本発明において、顔料におけるi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物の量は、以下の方法により測定する:
LECO製CS-230型炭素(C)・硫黄(S)分析装置を用いて顔料における炭素(C)含有量を分析する。i-ブチルトリメトキシシランが完全に加水分解したと仮定して、i-ブチルトリメトキシシランの加水分解物含有量(g/kg)を該炭素(C)測定値を用いて、以下の式により、算出する:
加水分解物含有量(g/kg)=炭素(C)測定値(wt%)×2.773×10
本発明の顔料は、疎水化度が575g/kg以上である。より好ましくは625g/kg以上である。疎水化度が575g/kg未満である場合、重合法トナーの製造時に顔料が水相に移行しやすくなり、トナー母体粒子中での顔料の分散性が悪化する。またトナー母体粒子間で顔料の含有量に差が生じ、最悪の場合には顔料を全く含有しないトナー母体粒子が生成するなどの問題を生じ得る。疎水化度の上限値は特に限定されないが、現実的には800g/kg以下程度、あるいは750g/kg以下程度であると考えられる。
In the present invention, the amount of i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate in the pigment is measured by the following method:
The carbon (C) content in the pigment is analyzed using a LECO model CS-230 carbon (C)/sulfur (S) analyzer. Assuming that the i-butyltrimethoxysilane is completely hydrolyzed, the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate content (g/kg) is calculated using the carbon (C) measurements by the following equation: ,calculate:
Hydrolyzate content (g/kg) = Carbon (C) measured value (wt%) x 2.773 x 10
The pigment of the present invention has a hydrophobicity of 575 g/kg or more. More preferably, it is 625 g/kg or more. If the degree of hydrophobicity is less than 575 g/kg, the pigment tends to migrate into the aqueous phase during production of the polymerized toner, resulting in poor dispersibility of the pigment in the toner base particles. In addition, a difference in the content of the pigment occurs between the toner base particles, and in the worst case, problems such as the formation of toner base particles containing no pigment at all may occur. The upper limit of the degree of hydrophobicity is not particularly limited, but in reality it is considered to be about 800 g/kg or less, or about 750 g/kg or less.

本発明において、疎水化度は、以下の方法により測定する:
目開き1mmのふるいを通過した顔料を測定試料として用いることとし、ふるい通過から5分以内に測定を実施することとする。メタノール含有量が25g/kgずつ異なる複数のメタノール水溶液を用意し(例えば、・・・500g/kg、525g/kg、550g/kg、575g/kg、600g/kg、625g/kg、650g/kg、675g/kg、700g/kg、725g/kg・・・)、それぞれ約2mLずつ別々の試験管に入れておく。各試験管に20mg以上40mg以下の試料を静かに投入し、沈降の有無を目視確認する。試料を投入してから5秒経過時点で、投入した試料が全く沈降しない場合は「沈降しない」、一部でも沈降した場合は「沈降する」と判定する。なお、まれにふるいを通したにもかかわらず試料が小さなダマを形成し、ダマが少量沈降(最大でも全体の10%以内、目測で20粒以内程度)する場合もあるが、そのような例外的なダマの沈降は除いて判定することとする。試料が沈降する最もメタノール濃度の小さい水溶液のメタノール含有量を、疎水化度(g/kg)とする。
In the present invention, the degree of hydrophobicity is measured by the following method:
A pigment that has passed through a sieve with an opening of 1 mm is used as a measurement sample, and the measurement is performed within 5 minutes after passing through the sieve. Prepare a plurality of methanol aqueous solutions with different methanol contents by 25 g/kg (for example, 500 g/kg, 525 g/kg, 550 g/kg, 575 g/kg, 600 g/kg, 675 g/kg, 700 g/kg, 725 g/kg . A sample of 20 mg or more and 40 mg or less is gently put into each test tube, and the presence or absence of sedimentation is visually confirmed. When 5 seconds have passed since the sample was added, it is determined that the sample does not settle at all, and that it settles if even a part of the sample settles. In rare cases, even though the sample has passed through a sieve, small lumps may form, and a small amount of lumps may settle (up to 10% of the total, about 20 grains or less by eye measurement), but such an exception Judgment shall be made by excluding the sedimentation of typical lumps. The methanol content of the aqueous solution with the lowest methanol concentration in which the sample settles is defined as the degree of hydrophobicity (g/kg).

本発明の顔料は、透過型電子顕微鏡を用いた画像解析から求めた一次粒子のメディアン径が0.20μm以上0.35μm以下であることが好ましい。一次粒子のメディアン径が、0.35μmよりも大きいと、顔料による着色力が低下し、顔料を用いたトナーの着色力も低下するおそれがある。一方で、一次粒子のメディアン径が0.20μmより小さい場合、顔料の凝集力が増大し、トナー中での顔料の分散性が悪化する可能性がある。 The pigment of the present invention preferably has a median diameter of primary particles of 0.20 μm or more and 0.35 μm or less as determined by image analysis using a transmission electron microscope. When the median diameter of the primary particles is larger than 0.35 μm, the coloring power of the pigment may be lowered, and the coloring power of the toner using the pigment may also be lowered. On the other hand, if the median diameter of the primary particles is less than 0.20 μm, the cohesive force of the pigment increases and the dispersibility of the pigment in the toner may deteriorate.

本発明の顔料の一次粒子のメディアン径は、透過型電子顕微鏡像の画像解析から求めることができる。例えば、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明の顔料は、外部磁場が79.6kA/mの際の磁化が64.0Am/kg以上72.0Am/kg以下であり、かつ外部磁場が79.6kA/mで着磁した後の残留磁化が2.8Am/kg以上4.2Am/kg以下であることが好ましい。より好ましくは外部磁場が79.6kA/mの際の磁化は65.0Am/kg以上である。外部磁場が79.6kA/mの際の磁化が64.0Am/kg未満あるいは残留磁化が2.8Am/kg未満になると、帯電後のトナー母体粒子の磁化が低下し、トナーの挙動を制御することが難しくなり、画像のかすれが発生しやすくなるおそれがある。外部磁場が79.6kA/mの際の磁化が72.0Am/kg以上、あるいは残留磁化が4.2Am/kgを超えると、トナー母体粒子が磁気によって凝集しやすくなり、かぶりや画像のにじみが生じるおそれがある。
The median diameter of the primary particles of the pigment of the present invention can be obtained from image analysis of transmission electron microscope images. For example, it can be measured by the method described in Examples below.
The pigment of the present invention has a magnetization of 64.0 Am 2 /kg or more and 72.0 Am 2 /kg or less at an external magnetic field of 79.6 kA/m, and after magnetization at an external magnetic field of 79.6 kA/m preferably has a residual magnetization of 2.8 Am 2 /kg or more and 4.2 Am 2 /kg or less. More preferably, the magnetization is 65.0 Am 2 /kg or more when the external magnetic field is 79.6 kA/m. When the magnetization is less than 64.0 Am 2 /kg or the residual magnetization is less than 2.8 Am 2 /kg when the external magnetic field is 79.6 kA/m, the magnetization of the toner base particles after charging decreases, and the behavior of the toner deteriorates. It becomes difficult to control, and there is a risk that blurred images are likely to occur. When the magnetization is 72.0 Am 2 /kg or more when the external magnetic field is 79.6 kA/m or the residual magnetization exceeds 4.2 Am 2 /kg, the toner base particles tend to aggregate due to the magnetism, resulting in fogging and image deterioration. Bleeding may occur.

本発明の顔料の磁化及び残留磁化は、23℃前後の室温で振動試料型磁力計を用いて測定することができる。例えば、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
本発明の顔料は、VOC(揮発性有機化合物)発生量が、n-ヘキシルトリメトキシシランを用いてマグネタイト(四酸化三鉄)粒子を被覆した、特許文献2(特開2005-263619号公報)の実施例8で得られる疎水性磁性酸化鉄粒子(以下、「n-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子」と記す)のVOC発生量の、30%以下であることが好ましい。
The magnetization and remanent magnetization of the pigments of the present invention can be measured using a vibrating sample magnetometer at room temperature around 23°C. For example, it can be measured by the method described in Examples below.
The pigment of the present invention reduces the amount of VOC (volatile organic compounds) generated by coating magnetite (triiron tetroxide) particles using n-hexyltrimethoxysilane. It is preferably 30% or less of the VOC generation amount of the hydrophobic magnetic iron oxide particles obtained in Example 8 (hereinafter referred to as "n-hexyltrimethoxysilane-coated particles").

VOCの発生量は、例えば、ガスクロマトグラフィーを用いて、ノルマルヘキサンのピークとn-ヘキサデカンのピークの間に検出されたピーク面積を求め、対照物質であるn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子の上記ピーク面積と比較することにより、計算することができる。より詳細には、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。 The amount of VOCs generated can be determined by, for example, using gas chromatography to determine the peak area detected between the peak of normal hexane and the peak of n-hexadecane, and the amount of the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles as a control substance. It can be calculated by comparing the peak areas. More specifically, it can be measured by the method described in Examples below.

本発明の顔料は、代表的には以下の方法で製造される。まず、基体(コア)となる四酸化三鉄を主成分とする磁性体の製造法を、湿式法の四酸化三鉄の製造を例にとって説明する。 The pigment of the invention is typically produced by the following method. First, a method for producing a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component, which serves as a substrate (core), will be described by taking an example of a wet method for producing triiron tetroxide.

湿式法の四酸化三鉄は、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリの中和反応により水酸化第一鉄沈殿を生成させ、必要に応じて生成前、生成中若しくは生成後にケイ素、リン等を添加し、pH及び温度を管理しながら空気を吹き込んで酸化することにより得られる。pHや空気酸化の時間を制御することで、組成や粒子径を制御することができる。 In the wet method, triiron tetroxide is produced by the neutralization reaction of ferrous salt aqueous solution and alkali hydroxide to produce ferrous hydroxide precipitate, and if necessary, silicon, phosphorus, etc. It is obtained by adding and oxidizing by blowing air while controlling pH and temperature. The composition and particle size can be controlled by controlling the pH and air oxidation time.

第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硝酸第一鉄等が挙げられるが、一般的には硫酸法酸化チタン製造の副生成物である硫酸第一鉄、スクラップの洗浄に伴って生成する硫酸第一鉄を使用する。また水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物並びに水酸化アンモニウム、アンモニアガスを用いることができる。 Examples of ferrous salt aqueous solutions include ferrous sulfate, ferrous chloride, and ferrous nitrate. Ferrous sulphate, which is produced with washing, is used. As alkali hydroxides, alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide, hydroxides of alkaline earth metals, ammonium hydroxide and ammonia gas can be used.

最初に第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリとの中和反応をすることにより水酸化第一鉄沈殿を生成させるが、その際、第一鉄塩水溶液中の鉄イオン(II)1.0molに対し、水酸化物イオン(OH)が1.8mol以上2.0mol以下であることが好ましい。鉄イオン1molに対して水酸化物イオンが1.8mol未満ではオキシ水酸化鉄が生成しやすくなり、好ましくない。また鉄イオン1.0molに対して水酸化物イオンが2.0molを超えると、立方体、八面体等の多面体粒子が生成し、残留磁化が大きくなって粒子が凝集しやすくなるため、やはり好ましくない。 First, a ferrous salt aqueous solution and an alkali hydroxide are neutralized to form a ferrous hydroxide precipitate. On the other hand, the hydroxide ion (OH ) is preferably 1.8 mol or more and 2.0 mol or less. If the amount of hydroxide ion is less than 1.8 mol per 1 mol of iron ion, iron oxyhydroxide tends to be generated, which is not preferable. On the other hand, if the hydroxide ion exceeds 2.0 mol per 1.0 mol of iron ion, polyhedral particles such as cubes and octahedrons are formed, and the residual magnetization increases and the particles tend to aggregate, which is also not preferable. .

本発明における水酸化第一鉄を酸化する際の温度としては、60℃以上100℃以下が適しており、より好ましくは85℃以上90℃以下である。酸化する際の温度が60℃より低いと磁化及び残留磁化が小さくなり、それを含有するトナー母体の磁化及び残留磁化が過度に小さくなると、トナーの挙動を制御することが難しくなり、画像のかすれが発生しやすくなる。一方で100℃より高い温度に加熱しながら酸化するのは、工業的には難しい。 The temperature for oxidizing the ferrous hydroxide in the present invention is suitably 60° C. or higher and 100° C. or lower, more preferably 85° C. or higher and 90° C. or lower. If the temperature during oxidation is lower than 60° C., the magnetization and residual magnetization are reduced, and if the magnetization and residual magnetization of the toner base containing it are excessively reduced, it becomes difficult to control the behavior of the toner, resulting in blurred images. becomes more likely to occur. On the other hand, it is industrially difficult to oxidize while heating to a temperature higher than 100°C.

基体の酸化率は、68%以上74%以下が適しており、より好ましくは70%以上71%以下である。酸化率が小さい場合、磁化及び残留磁化が目標に達しないことがあり、酸化率が大きい場合、得られる基体が暗赤色となるため、トナーとしての使用に適さないことがある。基体の酸化率とは、四酸化三鉄を主成分とする磁性体の製造において、全ての鉄イオンに対する、鉄イオン(III)のmol量を指す。基体の酸化率は、以下の方法で測定することができる:
基体スラリーに濃硫酸を加えて加熱し、基体を溶解する。過マンガン酸カリウム水溶液を用いて、溶液中の鉄(II)イオンを滴定し、この時の滴定量を「滴定量A」とする。次に水銀アマルガムを用いて、溶液中の全ての鉄(III)イオンを鉄(II)イオンに還元した後、再度過マンガン酸カリウム水溶液を用いて、溶液中の鉄(II)イオンを滴定し、この時の滴定量を「滴定量B」とする。以下の式を用いて酸化率を算出する:
酸化率(mol%)=100×(滴定量B-滴定量A)/滴定量B
本発明の基体となる四酸化三鉄を主成分とする磁性体においては、ケイ素やリンの化合物を添加することで四酸化三鉄中にシリカなどの成分を導入することができる。本発明において、四酸化三鉄を主成分とする磁性体には、実質的に四酸化三鉄のみからなる粒子、及び四酸化三鉄を主成分とするがケイ素またはリンのような鉄以外の他の元素を微量に添加した粒子が含まれる。なお、四酸化三鉄を主成分とする磁性体には、マンガンは導入しなくても良い。後述する本発明の表面処理工程では、磁性体表面のマンガンの存在量に関わらずアルキルシラン化合物層を薄くかつ均一に被覆することができる。四酸化三鉄を主成分とする磁性体における鉄以外の元素の含有量は、トナーの含有化学物質量に関する規制に応じて変更してもよい。四酸化三鉄を主成分とする磁性体は、磁性体の重量に基づいて、950g/kgを超える四酸化三鉄を含み、より好ましくは980g/kgを超える四酸化三鉄を含む。磁性体中の四酸化三鉄の割合は、磁性体(四酸化三鉄)の製造時に添加した鉄以外の他の元素を含む化合物の量を測定し、その割合を減じることにより求めることができる。
The oxidation rate of the substrate is suitably 68% or more and 74% or less, more preferably 70% or more and 71% or less. If the oxidation rate is small, the target magnetization and remanent magnetization may not be achieved, and if the oxidation rate is large, the resulting substrate will be dark red and may not be suitable for use as a toner. The oxidation rate of the substrate refers to the molar amount of iron ions (III) with respect to all iron ions in the production of a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component. The oxidation rate of a substrate can be measured by the following method:
Concentrated sulfuric acid is added to the substrate slurry and heated to dissolve the substrate. An aqueous solution of potassium permanganate is used to titrate iron (II) ions in the solution, and the titration amount at this time is referred to as "titration amount A". Next, mercury amalgam was used to reduce all the iron (III) ions in the solution to iron (II) ions, and then the potassium permanganate aqueous solution was used again to titrate the iron (II) ions in the solution. , the titration amount at this time is called "titration amount B". Calculate the oxidation rate using the following formula:
Oxidation rate (mol%) = 100 × (titration B - titration A) / titration B
In the magnetic material containing triiron tetroxide as a main component, which is the base of the present invention, a component such as silica can be introduced into the triiron tetroxide by adding a compound of silicon or phosphorus. In the present invention, the magnetic material containing triiron tetroxide as a main component includes particles substantially consisting only of triiron tetroxide, and particles containing triiron tetroxide as a main component but other than iron such as silicon or phosphorus. Particles to which trace amounts of other elements are added are included. Manganese does not need to be introduced into the magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component. In the surface treatment step of the present invention, which will be described later, the alkylsilane compound layer can be thinly and uniformly coated regardless of the amount of manganese present on the surface of the magnetic material. The content of elements other than iron in the magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component may be changed in accordance with the regulations regarding the amount of chemical substances contained in the toner. The magnetic material based on triiron tetroxide contains more than 950 g/kg of triiron tetroxide, more preferably more than 980 g/kg of triiron tetroxide, based on the weight of the magnetic material. The ratio of triiron tetraoxide in the magnetic substance can be obtained by measuring the amount of the compound containing elements other than iron added during the production of the magnetic substance (triiron tetraoxide) and subtracting the ratio. .

ケイ素化合物としては、水ガラス、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等の水溶性のケイ素化合物が用いられる。その添加量は四酸化三鉄に対してシリカ換算で7g/kg以上20g/kg以下であり、より好ましくは9g/kg以上15g/kg以下である。添加量が少ない場合は粒子形状が多面体状になりやすく、残留磁化が大きくなり凝集しやすくなることがある。一方で20g/kgより添加量が大きいと四酸化三鉄の表面にシリカが析出し、後の工程でアルコキシシランの被着が阻害される。 As the silicon compound, water glass, sodium silicate, potassium silicate, and other water-soluble silicon compounds are used. The amount added is 7 g/kg or more and 20 g/kg or less, more preferably 9 g/kg or more and 15 g/kg or less in terms of silica, relative to triiron tetraoxide. If the amount added is small, the particles tend to have a polyhedral shape, and residual magnetization increases, making them likely to agglomerate. On the other hand, if the addition amount is larger than 20 g/kg, silica precipitates on the surface of the triiron tetroxide, which hinders the adhesion of the alkoxysilane in the subsequent steps.

顔料中のケイ素(Si)またはシリカ(SiO)含有量は、例えば、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
リン化合物としては、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の水溶性のリン化合物が用いられる。その添加量は四酸化三鉄に対して五酸化二リン換算で5.0g/kg以下が好ましい。リン化合物を添加することで四酸化三鉄の残留磁化を低くすることができる。5.0g/kgよりも添加量を増やしても残留磁化は大きく変化せず、更に添加量が大きい場合は四酸化三鉄の結晶成長を阻害する可能性がある。リン化合物を添加しなくても四酸化三鉄の残留磁化が目標範囲内の場合は、添加しなくても良い。
The silicon (Si) or silica (SiO 2 ) content in the pigment can be measured, for example, by the method described in Examples below.
As the phosphorus compound, a water-soluble phosphorus compound such as sodium hexametaphosphate is used. The amount of addition is preferably 5.0 g/kg or less in terms of diphosphorus pentoxide with respect to triiron tetraoxide. By adding a phosphorus compound, the residual magnetization of triiron tetroxide can be lowered. Even if the added amount is increased above 5.0 g/kg, the remanent magnetization does not change significantly, and if the added amount is further increased, the crystal growth of triiron tetroxide may be inhibited. If the remanent magnetization of triiron tetroxide is within the target range even without adding a phosphorus compound, it may not be added.

ケイ素化合物及びリン化合物を添加する場合は、水酸化アルカリ、第一鉄塩水溶液、及びそれらの混合品のいずれに投入しても良い。ただし、四酸化三鉄の結晶化が始まる前に添加する必要がある。 When silicon compounds and phosphorus compounds are added, they may be added to any of alkali hydroxides, ferrous salt aqueous solutions, and mixtures thereof. However, it must be added before crystallization of triiron tetraoxide begins.

四酸化三鉄を主成分とする磁性体の形状は、球状であることが好ましい。コアとなる磁性体の形状が概略球状であると、残留磁化を適度な範囲に調整しやすく、粒子の凝集などの問題が起きにくくなる。また、磁性体の表面に四酸化三鉄以外の特定の元素が偏在している必要はない。 The shape of the magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component is preferably spherical. When the shape of the core magnetic material is substantially spherical, it is easy to adjust the residual magnetization to an appropriate range, and problems such as particle agglomeration are less likely to occur. Further, it is not necessary that a specific element other than triiron tetroxide is unevenly distributed on the surface of the magnetic material.

次に、i-ブチルトリメトキシシランを用いて磁性体表面にアルキルシラン化合物層を被着させる。被着の方法には、湿式法と乾式法があるが、被着斑が生じにくく、疎水化度を高めやすいという観点から、湿式法を用いることが好ましい。湿式法による被着を行う際には、まず、コアとなる磁性体(基体)を水中に分散してスラリーとする。スラリー中の磁性体の濃度は0.18kg/L以上0.60kg/L以下が適している。磁性体の濃度が0.18kg/Lよりも小さい場合、i-ブチルトリメトキシシランと四酸化三鉄の接触頻度が小さくなるため被着量が減少する。この結果、得られるアルキルシラン化合物層を有する顔料の疎水化度が小さくなる傾向がある。一方で磁性体の濃度が0.60kg/Lより大きい場合、スラリーの粘度が大きいため均一なかく拌が難しく、四酸化三鉄粒子間で被着量斑が生じ得る。 Next, i-butyltrimethoxysilane is used to coat the surface of the magnetic material with an alkylsilane compound layer. The method of adhesion includes a wet method and a dry method, but it is preferable to use the wet method from the viewpoint that unevenness of adhesion is less likely to occur and the degree of hydrophobicity can be easily increased. When performing the adhesion by the wet method, first, the magnetic material (substrate) that will be the core is dispersed in water to form a slurry. A suitable concentration of the magnetic material in the slurry is 0.18 kg/L or more and 0.60 kg/L or less. When the concentration of the magnetic material is less than 0.18 kg/L, the contact frequency between i-butyltrimethoxysilane and triiron tetroxide decreases, resulting in a decrease in the adhered amount. As a result, the resulting pigment having an alkylsilane compound layer tends to be less hydrophobic. On the other hand, when the concentration of the magnetic substance is more than 0.60 kg/L, uniform stirring is difficult due to the high viscosity of the slurry, which may result in non-uniform adhesion between the triiron tetroxide particles.

被着を行う際のスラリー温度は35℃以上90℃以下が適しており、より好ましくは50℃以上90℃以下である。スラリー温度が35℃より低い場合、四酸化三鉄の表面へのi-ブチルトリメトキシシラン加水分解物の被着速度が小さくなり、得られる顔料の疎水化度が小さくなる傾向がある。一方でスラリー温度が90℃より高くなると被着が急激に進行するため、四酸化三鉄粒子間に被着量斑が生じる可能性がある。 The temperature of the slurry during the deposition is suitably 35°C or higher and 90°C or lower, more preferably 50°C or higher and 90°C or lower. If the slurry temperature is lower than 35° C., the adhesion rate of the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate to the surface of triiron tetroxide tends to be low, and the hydrophobicity of the resulting pigment tends to be low. On the other hand, when the slurry temperature is higher than 90° C., the deposition progresses rapidly, so there is a possibility that uneven deposition may occur between the triiron tetroxide particles.

被着を行う際のスラリーpHは7.0以上11.5以下が適しており、より好ましくは9.5以上11.0以下である。スラリーpHが7.0よりも小さい場合は、i-ブチルトリメトキシシラン加水分解物の被着速度が小さくなり、得られる顔料の疎水化度が小さくなる傾向がある。スラリーpHが11.5よりも大きい場合はi-ブチルトリメトキシシラン同士の縮合反応が進行しやすくなり、基体に対する被着量が小さくなるため、やはり得られる顔料の疎水化度が小さくなる傾向がある。pHの調整には、これらに限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリを用いることができる。 The slurry pH at the time of deposition is suitably 7.0 or more and 11.5 or less, more preferably 9.5 or more and 11.0 or less. If the pH of the slurry is lower than 7.0, the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate adheres at a lower rate, and the resulting pigment tends to have a lower degree of hydrophobicity. When the pH of the slurry is higher than 11.5, the condensation reaction between i-butyltrimethoxysilanes is likely to proceed, and the amount adhered to the substrate is reduced. be. Alkaline hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and the like can be used to adjust the pH, but are not limited to these.

i-ブチルトリメトキシシランを添加した後の上記温度及びpHにおける保持時間は2時間以上が適しており、更に好ましくは4時間以上である。保持時間が2時間より短い場合、被着が完了しないことがあるため、疎水化度が安定しないおそれがある。保持に際しては、均一な被着を促進するため、スラリーのかく拌を行うことが好ましい。 The holding time at the above temperature and pH after adding i-butyltrimethoxysilane is suitably 2 hours or longer, more preferably 4 hours or longer. If the holding time is shorter than 2 hours, the adhesion may not be completed and the degree of hydrophobicity may not be stable. During holding, it is preferable to stir the slurry in order to promote uniform deposition.

水酸化アルカリがアルキルシラン化合物層を有する顔料中に残留すると重合法トナーを製造する工程で支障をきたす場合は、i-ブチルトリメトキシシラン添加後の保持が終了した後に、アルカリ成分の中和のためにスラリーpHを7.0~9.0に再調整しても良い。pHの調整には、これに限定されないが、硫酸、塩酸等の酸を用いることができる。 If alkali hydroxide remains in the pigment having an alkylsilane compound layer and causes problems in the process of producing the polymerized toner, neutralize the alkali component after the addition of i-butyltrimethoxysilane. Therefore, the slurry pH may be readjusted to 7.0 to 9.0. Acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid can be used to adjust the pH, although not limited thereto.

四酸化三鉄の表面に被着するi-ブチルトリメトキシシラン分子内のメトキシ基は、被着が終了した段階で全て加水分解していることが望ましい。i-ブチルトリメトキシシランの分子内にメトキシ基が残存していると、四酸化三鉄の表面を隙間なく被覆することが難しいため疎水性の四酸化三鉄の表面が残存し、得られる顔料の疎水化度が小さくなる可能性がある。 It is desirable that all of the methoxy groups in the i-butyltrimethoxysilane molecule adhered to the surface of the triiron tetroxide are hydrolyzed at the stage of completion of the adherence. When a methoxy group remains in the molecule of i-butyltrimethoxysilane, it is difficult to cover the surface of triiron tetroxide without gaps, and the surface of hydrophobic triiron tetroxide remains, resulting in a pigment. may be less hydrophobic.

被着が終了したスラリーを固液分離し、アルキルシラン化合物層が被着した磁性体を含むケーキを得る。ケーキを十分に洗浄した後、乾燥して、本発明の顔料を得る。乾燥は60℃以上100℃以下の温度で実施するのが好ましい。水分の存在下で100℃より高温に加熱すると、顔料中のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物の縮合が進行し、凝集体が発生して顔料の分散性が悪化することがある。乾燥温度が60℃より低いと、水分が残存することがあり、得られる顔料の疎水化度が小さくなることがある。乾燥は1時間以上実施するのが適している。乾燥中は顔料を回転させる必要はないが、乾燥を早めるために乾燥途中で顔料をほぐしたり、顔料の位置を動かしても良い。 The coated slurry is subjected to solid-liquid separation to obtain a cake containing the magnetic material coated with the alkylsilane compound layer. After thoroughly washing the cake, it is dried to obtain the pigment of the present invention. Drying is preferably carried out at a temperature of 60°C or higher and 100°C or lower. Heating to a temperature higher than 100° C. in the presence of moisture promotes condensation of the hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane in the pigment, generating aggregates and possibly deteriorating the dispersibility of the pigment. If the drying temperature is lower than 60° C., water may remain and the hydrophobicity of the resulting pigment may be reduced. Drying is suitably carried out for one hour or longer. It is not necessary to rotate the pigment during drying, but the pigment may be loosened or moved during drying in order to speed up drying.

ケーキの乾燥後に、顔料の疎水化度をより大きくするために、熱処理を実施しても良い。空気中で熱処理を実施すると、コアとなる磁性体の酸化が進行し、顔料が暗赤色となる可能性がある。更にアルキルシラン化合物層が部分的に分解し、疎水化度が小さくなる可能性があるため、窒素ガスに代表される不活性ガスを用いて、不活性雰囲気で熱処理を実施するのが好ましい。熱処理は150℃以上250℃以下で実施するのが好ましく、より好ましくは180℃以上225℃以下である。熱処理温度が150℃以上であると、顔料内部まで熱が行き渡り、疎水化度が大きくなりやすい。熱処理温度が250℃以下であると、アルキルシラン化合物層の分解が抑えられ、疎水化度の低下を防止することができる。 After drying the cake, a heat treatment may be carried out to make the pigment more hydrophobic. If the heat treatment is carried out in the air, the oxidation of the core magnetic material may progress and the pigment may become dark red. Furthermore, since the alkylsilane compound layer may be partially decomposed and the degree of hydrophobicity may be reduced, it is preferable to perform the heat treatment in an inert atmosphere using an inert gas typified by nitrogen gas. The heat treatment is preferably performed at 150° C. or higher and 250° C. or lower, more preferably 180° C. or higher and 225° C. or lower. When the heat treatment temperature is 150° C. or higher, the heat spreads to the inside of the pigment, and the degree of hydrophobicity tends to increase. When the heat treatment temperature is 250° C. or lower, the decomposition of the alkylsilane compound layer is suppressed, and a decrease in hydrophobicity can be prevented.

本発明の顔料は、加熱時のVOC発生量が小さく、かつ疎水化度が大きいという特徴を有し、特に重合法トナーをはじめとする電子写真現像剤の材料として好適である。 The pigment of the present invention is characterized by a small amount of VOC generation when heated and a high degree of hydrophobicity, and is particularly suitable as a material for electrophotographic developers such as polymerized toners.

以下、本発明の態様を示す実施例について説明するが、以下の実施例は単に例示のために示すものであり、発明の範囲がこれらによって制限されるものではない。なお、以下「L」はリットルを示す。 EXAMPLES The following examples illustrate aspects of the present invention, which are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. In addition, "L" shows a liter below.

[測定法]
[メディアン径の測定及び算出]
日本電子製透過型電子顕微鏡JEM-1400plusを用いて測定した。観察倍率は、30,000倍(透過型電子顕微鏡の観察倍率10,000倍×印画3倍)とした。観察視野内の約300個の粒子の円径をCarl Zeiss社製Particle Size Analyzer TGZ-3の参照円径(4mm~10mm)に整合させて求めることができる一次粒子像の面積と等価な面積の円の直径を粒子径とし、粒子径の3乗の累積曲線を作成し、その50%に相当する粒子径をメディアン径(μm)とした。
[Measurement method]
[Measurement and calculation of median diameter]
It was measured using a JEOL transmission electron microscope JEM-1400plus. The observation magnification was 30,000 times (observation magnification of transmission electron microscope 10,000 times x printing 3 times). The area equivalent to the area of the primary particle image that can be obtained by matching the circular diameters of about 300 particles in the observation field to the reference circular diameter (4 mm to 10 mm) of Carl Zeiss Particle Size Analyzer TGZ-3. Taking the diameter of the circle as the particle size, a cumulative curve of the cube of the particle size was created, and the particle size corresponding to 50% thereof was taken as the median size (μm).

[アルコキシシランの加水分解物含有量の測定]
LECO製CS-230型炭素(C)・硫黄(S)分析装置を用いて試料の炭素(C)含有量を分析した。アルコキシシランが完全に加水分解したと仮定して、アルコキシシランの加水分解物量(g/kg)を該炭素(C)測定値から算出した。
[Measurement of Alkoxysilane Hydrolyzate Content]
The carbon (C) content of the sample was analyzed using a LECO model CS-230 carbon (C)/sulfur (S) analyzer. The amount of alkoxysilane hydrolyzate (g/kg) was calculated from the carbon (C) measurements, assuming complete hydrolysis of the alkoxysilane.

[シリカ含有量の測定]
試料10gを耐熱性るつぼに計り取り、モトヤマ製電気炉SUPER-C SO-2035Dを用いて空気中、600℃で1時間加熱し、焼成した。試料が完全に冷却した後に内径40mm、高さ5mmのアルミリングに試料8.0gを充填し、島津メクテム製BRIQUETTING MACHINE MP-35を用いて150kg/cmで圧縮成形した。成形した試料のケイ素含有量をリガク製Simultix10を用いて測定した。基体(コア)についても同様にケイ素含有量を測定した。試料のケイ素(Si)含有量から試料のシリカ(SiO)含有量を計算した。顔料(被覆後)のケイ素含有量から基体のケイ素含有量を減じてi-ブチルトリメトキシシラン加水分解物中のケイ素含有量を算出した。LECO製CS-230型炭素(C)・硫黄(S)分析装置を用いて測定した炭素(C)含有量から、i-ブチルトリメトキシシラン加水分解物中の炭素/ケイ素のmol比率を算出した。更にi-ブチルトリメトキシシラン分子中のメトキシ基3個が全て加水分解した状態、即ち炭素/ケイ素のmol比率が4.00となった状態を加水分解が100%進行した状態とし、加水分解率(mmol/mol)を以下の式により算出した:
加水分解率(mmol/mol)=1000×{1-(炭素(C)含有量/ケイ素(Si)含有量-4.00)/3.00}
[VOC発生量の測定]
試料2.0gをゴム栓付きの、容積30mLのスクリュー管瓶に入れ、120℃で1時間加熱した。加熱直後のスクリュー管瓶にシリンジを刺して内部の気体を5mL採取し、ジェイ・サイエンス西日本製パックドカラム(3m)SE-30を取り付けたYanaco製ガスクロマトグラフ G3800に注入した。キャリアガスはヘリウムを用い、流速は30mL/minとした。カラム温度は80℃から、5℃/minで200℃まで昇温した。また対照物質として、特許文献2の実施例8にしたがって製造したn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子を同じ手順で測定した。試料とn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子について、ノルマルヘキサンのピークとn-ヘキサデカンのピークの間に検出されたピーク面積をそれぞれ求めた。n-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子の該当ピーク面積に対する、試料の該当ピーク面積を計算し、従来品に対する試料のVOC発生量(%)とした。
[Measurement of silica content]
10 g of the sample was weighed into a heat-resistant crucible, heated in air at 600° C. for 1 hour using an electric furnace SUPER-C SO-2035D manufactured by Motoyama Co., Ltd., and calcined. After the sample was completely cooled, an aluminum ring with an inner diameter of 40 mm and a height of 5 mm was filled with 8.0 g of the sample and compression molded at 150 kg/cm 2 using a BRIQUETTING MACHINE MP-35 manufactured by Shimadzu Mectem. The silicon content of the molded sample was measured using Rigaku Simultix10. The silicon content of the substrate (core) was similarly measured. The silica (SiO 2 ) content of the sample was calculated from the silicon (Si) content of the sample. The silicon content in the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate was calculated by subtracting the silicon content of the substrate from the silicon content of the pigment (after coating). The carbon/silicon molar ratio in the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate was calculated from the carbon (C) content measured using a LECO CS-230 type carbon (C)/sulfur (S) analyzer. . Furthermore, the state in which all three methoxy groups in the i-butyltrimethoxysilane molecule are hydrolyzed, that is, the state in which the molar ratio of carbon/silicon is 4.00 is defined as the state in which hydrolysis has progressed 100%, and the hydrolysis rate is (mmol/mol) was calculated by the following formula:
Hydrolysis rate (mmol/mol) = 1000 x {1-(carbon (C) content/silicon (Si) content-4.00)/3.00}
[Measurement of VOC Emission Amount]
A 2.0 g sample was placed in a 30 mL screw vial with a rubber stopper and heated at 120° C. for 1 hour. Immediately after heating, a syringe was inserted into the screw vial to collect 5 mL of the internal gas, which was then injected into a Yanaco gas chromatograph G3800 equipped with a packed column (3 m) SE-30 manufactured by J-Science West Japan. Helium was used as the carrier gas, and the flow rate was 30 mL/min. The column temperature was raised from 80°C to 200°C at a rate of 5°C/min. Also, as a control substance, n-hexyltrimethoxysilane-coated particles produced according to Example 8 of Patent Document 2 were measured by the same procedure. For the sample and the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles, the peak area detected between the n-hexane peak and the n-hexadecane peak was determined. The corresponding peak area of the sample with respect to the corresponding peak area of the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles was calculated and used as the VOC generation amount (%) of the sample relative to the conventional product.

[疎水化度の測定]
測定試料は目開き1mmのふるいで通過したものを用い、ふるい通過から5min以内に測定を実施した。メタノール含有量が25g/kgずつ異なる複数のメタノール水溶液を用意し、それぞれ約2mLずつ試験管に入れた。各試験管に20mg以上40mg以下の試料を静かに投入し、沈降の有無を目視確認した。試料を投入してから5秒経過時点で、投入した試料が全く沈降しない場合は「沈降しない」、一部でも沈降した場合は「沈降する」と判定した。試料が沈降する最もメタノール濃度の小さい水溶液のメタノール含有量を、疎水化度(g/kg)とした。
[Measurement of hydrophobicity]
A measurement sample passed through a sieve with an opening of 1 mm was used, and the measurement was performed within 5 minutes after passing through the sieve. A plurality of methanol aqueous solutions with different methanol contents of 25 g/kg were prepared, and about 2 mL of each was placed in a test tube. A sample of 20 mg or more and 40 mg or less was gently put into each test tube, and the presence or absence of sedimentation was visually confirmed. When the charged sample did not settle at all after 5 seconds from the charging of the sample, it was determined as "not settling", and when even a part of the sample was settling, it was determined as "settling". The methanol content of the aqueous solution with the lowest methanol concentration in which the sample settled was defined as the degree of hydrophobicity (g/kg).

[磁気特性の測定]
東英工業製振動試料型磁力計VSM-3を使用し、外部磁場79.6kA/mの際の磁化:σs(Am/kg)、及び残留磁化:σr(Am/kg)を測定した。以下に操作の詳細を示す。なお、本測定において外部磁場値の「-」は、磁場の方向が「+」の場合とは逆であることを示す。また、操作は室温を23.0℃に保った室内で実施した。
[Measurement of magnetic properties]
Magnetization: σs (Am 2 /kg) and residual magnetization: σr (Am 2 /kg) at an external magnetic field of 79.6 kA/m were measured using a vibrating sample magnetometer VSM-3 manufactured by Toei Industry Co., Ltd. . Details of the operation are shown below. In this measurement, "-" of the external magnetic field value indicates that the direction of the magnetic field is opposite to the case of "+". Moreover, the operation was carried out in a room where the room temperature was maintained at 23.0°C.

まず、標準試料を使用し、振動試料型磁力計の+398kA/m印加時の磁化を5EMUに調整した。底面積38.47mm、高さ7mm、内容量が0.05655cmの円柱形のセルに、試料粉末を充填密度として2.20g/cm以上2.40g/cm以下の範囲になるように充填した。円柱状セルの高さ方向が鉛直になるように装置内にセットし、外部磁場を+79.6kA/mに設定し、外部磁場が0A/mから試料への印加を行った。+63.7kA/m付近より印加速度を下げ、+78kA/m以上では印加速度を最低の20min/Full-scaleにし、+79.6kA/mを超えないように印加した。+79.6kA/mの印加時はGAUSS METERの出力値が+1.000Vであることで確認した。+79.6kA/m印加した状態の磁化(+σs)としてMAIN AMPLIFIERの出力値(V)を読み取った。磁化は時間経過とともに緩やかに変化するので、出力値の読み取りは+79.6kA/mの印加を確認した時点で速やかに行った。+σs値を読み取った後、減磁した。外部磁場が0A/mであることを確認し残留磁化の+σr値を求め、磁場を反転して-79.6kA/mまで逆方向に帯電を印加した。印加速度を速くして-79.6kA/mまで印加し、-79.6kA/m印加した状態の磁化(-σs)としてMAIN AMPLIFIERの出力値を読み取った。+σsの読み取り操作と同様に、-63.4kA/m以上の負帯電では印加速度を下げ、-78.0kA/m以上の負帯電での印加速度は最低の20min/Fullscaleにし、-79.6kA/mを超えて負帯電を印加しないようにした。-79.6kA/mの確認をGAUSS METERの出力値で行う点及び-σsとしてMAIN AMPLIFIERの出力値の読み取りを速やかに行う点は+σsと同様である。-σs値を読み取った後、減磁した。外部磁場0A/mを確認し、残留磁化の-σr値を求めた。磁場を反転して+79.6kA/mまで印加した。これらも外部磁場変化に伴う磁化の推移を目視で読み取った。また、印加速度は7min/Fullscaleに設定した。 First, using a standard sample, the magnetization of the vibrating sample magnetometer was adjusted to 5 EMU when +398 kA/m was applied. A cylindrical cell having a base area of 38.47 mm 2 , a height of 7 mm, and an internal capacity of 0.05655 cm 3 was filled with the sample powder so that the packing density was in the range of 2.20 g/cm 3 or more and 2.40 g/cm 3 or less. filled to The columnar cell was set in the apparatus so that the height direction was vertical, the external magnetic field was set to +79.6 kA/m, and the external magnetic field was applied to the sample from 0 A/m. The application rate was lowered from around +63.7 kA/m, and at +78 kA/m or more, the application rate was set to the lowest 20 min/Full-scale, and applied so as not to exceed +79.6 kA/m. It was confirmed that the output value of the GAUSS METER was +1.000 V when +79.6 kA/m was applied. The output value (V) of the MAIN AMPLIFIER was read as the magnetization (+σs) with +79.6 kA/m applied. Since the magnetization gradually changes with the passage of time, the reading of the output value was performed immediately after confirming the application of +79.6 kA/m. After reading the +σs value, it was demagnetized. After confirming that the external magnetic field was 0 A/m, the +σr value of residual magnetization was obtained, and the magnetic field was reversed to apply charging in the opposite direction to -79.6 kA/m. The application speed was increased to -79.6 kA/m, and the output value of the MAIN AMPLIFIER was read as magnetization (-σs) in the state of applying -79.6 kA/m. As in the reading operation of +σs, the application speed is reduced at -63.4 kA/m or more negative charge, and the application speed at -78.0 kA/m or more negative charge is set to the lowest 20 min / full scale, and -79.6 kA. /m was prevented from applying a negative charge. -79.6 kA/m is confirmed with the output value of GAUSS METER, and -σs is the same as +σs in that the output value of MAIN AMPLIFIER is quickly read. After reading the -σs value, it was demagnetized. An external magnetic field of 0 A/m was confirmed, and the -σr value of residual magnetization was obtained. The magnetic field was reversed and applied to +79.6 kA/m. These magnetization transitions accompanying changes in the external magnetic field were also visually read. Also, the application speed was set to 7 min/Fullscale.

上記の操作により読み取った正負2つの外部磁場79.6kA/mの際の磁化σs及び残留磁化σrにおける絶対値の平均値を、外部磁場79.6kA/mの磁化σs及び残留磁化σrとした。 The average value of the absolute values of the magnetization σs and remanent magnetization σr at the two positive and negative external magnetic fields of 79.6 kA/m read by the above operation was taken as the magnetization σs and remanent magnetization σr of the external magnetic field of 79.6 kA/m.

[基体(四酸化三鉄を主成分とする磁性体)の製造]
[基体の製造例A]
反応槽に22kgの水酸化ナトリウムを含む水溶液170Lを入れ、シリカ換算で0.40kg/Lのケイ酸ナトリウム水溶液800mLを加えた後に40℃に昇温した。当該水溶液に毎分80Lの窒素を吹き込みながら、Fe換算で0.10kg/Lの硫酸第一鉄水溶液を、当該水溶液のpHが8.1に達するまで添加して、水酸化第一鉄を生成し、これを含むスラリーを得た。水を添加してスラリー中のFe濃度を0.04kg/Lに調整した上で、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して当該スラリーのpHを8.5に調整した。このスラリーに毎分70Lで40分間空気を吹き込み、酸化した。このスラリーを90℃に昇温後、毎分70Lで空気を吹き込み、酸化率が70%以上71%以下になるまで酸化して、四酸化三鉄を主成分とする磁性体を得た。得られた磁性体(基体)は、常法により濾過、水洗、リパルプして基体スラリーとした。得られた基体はシリカ含有量が11.1g/kg、BET比表面積が8.4m/g、一次粒子のメディアン径が0.24μmであった。
[Production of Substrate (Magnetic Material Containing Triiron Tetroxide as Main Component)]
[Production example A of substrate]
170 L of an aqueous solution containing 22 kg of sodium hydroxide was placed in a reaction vessel, and after adding 800 mL of an aqueous sodium silicate solution of 0.40 kg/L in terms of silica, the temperature was raised to 40°C. While blowing nitrogen at 80 L per minute into the aqueous solution, add an aqueous ferrous sulfate solution of 0.10 kg / L in terms of Fe until the pH of the aqueous solution reaches 8.1 to generate ferrous hydroxide. and a slurry containing this was obtained. After adding water to adjust the Fe concentration in the slurry to 0.04 kg/L, a 1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH of the slurry to 8.5. The slurry was oxidized by blowing air at 70 L/min for 40 minutes. After raising the temperature of this slurry to 90° C., air was blown in at 70 L/min to oxidize the slurry until the oxidation rate reached 70% or more and 71% or less to obtain a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component. The resulting magnetic material (substrate) was filtered, washed with water and repulped in a conventional manner to obtain a substrate slurry. The obtained substrate had a silica content of 11.1 g/kg, a BET specific surface area of 8.4 m 2 /g, and a median diameter of primary particles of 0.24 μm.

[基体の製造例B]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を38分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.5g/kg、BET比表面積が7.6m/g、メディアン径が0.28μmであった。
[Substrate Production Example B]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 70 L/min for 38 minutes. The resulting substrate had a silica content of 10.5 g/kg, a BET specific surface area of 7.6 m 2 /g, and a median diameter of 0.28 μm.

[基体の製造例C]
製造例Aの基体スラリーと製造例Bの基体スラリーを等量混合し、よくかく拌した。得られた基体はシリカ含有量が10.8g/kg、BET比表面積が8.0m/g、メディアン径が0.26μmであった。
[Substrate Production Example C]
The base slurry of Production Example A and the base slurry of Production Example B were mixed in equal amounts and well stirred. The resulting substrate had a silica content of 10.8 g/kg, a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g, and a median diameter of 0.26 μm.

[基体の製造例D]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を49分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.9g/kg、BET比表面積が8.9m/g、メディアン径が0.24μmであった。
[Substrate Production Example D]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 70 L/min for 49 minutes. The resulting substrate had a silica content of 10.9 g/kg, a BET specific surface area of 8.9 m 2 /g, and a median diameter of 0.24 μm.

[基体の製造例E]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を47分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.5g/kg、BET比表面積が8.1m/g、メディアン径が0.25μmであった。
[Substrate Production Example E]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 70 L/min for 47 minutes. The obtained substrate had a silica content of 10.5 g/kg, a BET specific surface area of 8.1 m 2 /g, and a median diameter of 0.25 μm.

[基体の製造例F]
製造例Dの基体スラリーと製造例Eの基体スラリーを等量混合し、よくかく拌した。得られた基体はシリカ含有量が10.7g/kg、BET比表面積が8.5m/g、メディアン径が0.24μmであった。
[Substrate Production Example F]
Equal amounts of the base slurry of Production Example D and the base slurry of Production Example E were mixed and thoroughly stirred. The resulting substrate had a silica content of 10.7 g/kg, a BET specific surface area of 8.5 m 2 /g, and a median diameter of 0.24 μm.

[基体の製造例G]
水酸化第一鉄を含むスラリーに水を添加してFe濃度を0.10kg/Lに調整した後にpHを9.6に調整し、かつその後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を2分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が11.7g/kg、BET比表面積が6.8m/g、メディアン径が0.29μmであった。
[Substrate Production Example G]
After adjusting the Fe concentration to 0.10 kg / L by adding water to the slurry containing ferrous hydroxide, adjusting the pH to 9.6, and blowing air into the slurry at 70 L per minute for 2 hours A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that the time was set to 1 minute. The obtained substrate had a silica content of 11.7 g/kg, a BET specific surface area of 6.8 m 2 /g, and a median diameter of 0.29 μm.

[基体の製造例H]
反応槽に2700kgの水酸化ナトリウムを含む水溶液22.5mを入れ、シリカ換算で0.40kg/Lのケイ酸ナトリウム水溶液100Lを加えた後に40℃に昇温した。当該水溶液に毎分700Lの窒素を吹き込みながら、Fe換算で0.10kg/Lの硫酸第一鉄水溶液を、当該水溶液のpHが8.0に達するまで添加して、水酸化第一鉄を生成し、これを含むスラリーを得た。水を添加して鉄(Fe)濃度を0.04kg/Lに調整した上で、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して当該スラリーのpHを8.5に調整した。このスラリーに毎分8.0mで39分間空気を吹き込み、酸化した。このスラリーを90℃に昇温後、毎分6.6mで空気を吹き込み、酸化率が70%以上71%以下になるまで酸化して、四酸化三鉄を主成分とする磁性体を得た。得られた磁性体(基体)は、常法により濾過、水洗、リパルプして基体スラリーとした。得られた基体はシリカ含有量が12.0g/kg、BET比表面積が8.0m/g、メディアン径が0.23μmであった。
[Substrate Production Example H]
22.5 m 3 of an aqueous solution containing 2,700 kg of sodium hydroxide was placed in a reaction vessel, and after adding 100 L of an aqueous sodium silicate solution of 0.40 kg/L in terms of silica, the temperature was raised to 40°C. While blowing 700 L of nitrogen per minute into the aqueous solution, add an aqueous ferrous sulfate solution of 0.10 kg / L in terms of Fe until the pH of the aqueous solution reaches 8.0 to generate ferrous hydroxide. and a slurry containing this was obtained. After adding water to adjust the iron (Fe) concentration to 0.04 kg/L, a 1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH of the slurry to 8.5. The slurry was oxidized by blowing air at 8.0 m 3 per minute for 39 minutes. After heating this slurry to 90° C., air is blown in at 6.6 m 3 /min to oxidize until the oxidation rate reaches 70% or more and 71% or less to obtain a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component. rice field. The resulting magnetic material (substrate) was filtered, washed with water and repulped in a conventional manner to obtain a substrate slurry. The resulting substrate had a silica content of 12.0 g/kg, a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g, and a median diameter of 0.23 μm.

[基体の製造例I]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を42分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.8g/kg、BET比表面積が8.3m/g、メディアン径が0.25μmであった。
[Substrate Production Example I]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 70 L/min for 42 minutes. The obtained substrate had a silica content of 10.8 g/kg, a BET specific surface area of 8.3 m 2 /g, and a median diameter of 0.25 μm.

[基体の製造例J]
製造例Iと同じ方法であるが、別のロットで基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.7g/kg、BET比表面積が8.0m/g、メディアン径が0.26μmであった。
[Production Example J of Substrate]
A substrate slurry was made in the same manner as in Preparation I, but in a separate lot. The resulting substrate had a silica content of 10.7 g/kg, a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g, and a median diameter of 0.26 μm.

[基体の製造例K]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分70Lで空気を吹き込む時間を30分間にしたことを除いては、製造例Aと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が9.7g/kg、BET比表面積が7.0m/g、メディアン径が0.34μmであった。
[Production example K of substrate]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example A, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 70 L/min for 30 minutes. The resulting substrate had a silica content of 9.7 g/kg, a BET specific surface area of 7.0 m 2 /g, and a median diameter of 0.34 μm.

[基体の製造例L]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分8.0mで空気を吹き込む時間を30分間にしたことを除いては、製造例Hと同様の方法で基体スラリーを作製した。得られた基体はシリカ含有量が10.8g/kg、BET比表面積が8.4m/g、メディアン径が0.27μmであった。
[Substrate Production Example L]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example H, except that air was blown into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 8.0 m 3 /min for 30 minutes. The resulting substrate had a silica content of 10.8 g/kg, a BET specific surface area of 8.4 m 2 /g, and a median diameter of 0.27 μm.

[基体の製造例M]
反応槽に2700kgの水酸化ナトリウムを含む水溶液22.5mを入れ、シリカ換算で0.40kg/Lのケイ酸ナトリウム水溶液100Lとヘキサメタリン酸ナトリウム13.0kgを加えた後に40℃に昇温した。当該水溶液に毎分700Lの窒素を吹き込みながら、Fe換算で0.10kg/Lの硫酸第一鉄水溶液を、当該水溶液のpHが8.2に達するまで添加して、水酸化第一鉄を生成し、これを含むスラリーを得た。水を添加して鉄(Fe)濃度を0.04kg/Lに調整した上で、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して当該スラリーのpHを8.5に調整した。このスラリーに毎分8.0mで45分間空気を吹き込み、酸化した。このスラリーを90℃に昇温後、毎分6.6mで空気を吹き込み、酸化率が70%以上71%以下になるまで酸化して、四酸化三鉄を主成分とする磁性体を得た。得られた磁性体(基体)は、常法により濾過、水洗、リパルプして基体スラリーとした。
[Production example M of substrate]
22.5 m 3 of an aqueous solution containing 2,700 kg of sodium hydroxide was placed in a reactor, and 100 L of an aqueous sodium silicate solution with a silica conversion of 0.40 kg/L and 13.0 kg of sodium hexametaphosphate were added, and then the temperature was raised to 40°C. While blowing nitrogen at 700 L per minute into the aqueous solution, add an aqueous ferrous sulfate solution of 0.10 kg / L in terms of Fe until the pH of the aqueous solution reaches 8.2 to generate ferrous hydroxide. and a slurry containing this was obtained. After adding water to adjust the iron (Fe) concentration to 0.04 kg/L, a 1 mol/L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH of the slurry to 8.5. The slurry was oxidized by blowing air at 8.0 m 3 per minute for 45 minutes. After heating this slurry to 90° C., air is blown in at 6.6 m 3 /min to oxidize until the oxidation rate reaches 70% or more and 71% or less to obtain a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component. rice field. The resulting magnetic material (substrate) was filtered, washed with water and repulped in a conventional manner to obtain a substrate slurry.

[基体の製造例N]
pHを8.5に調整した後のスラリーに毎分8.0mで空気を吹き込む時間を42分間に変更したことを除いては、製造例Mと同様の方法で基体スラリーを作製した。
[Substrate Production Example N]
A substrate slurry was prepared in the same manner as in Production Example M, except that the time for blowing air into the slurry after adjusting the pH to 8.5 at 8.0 m 3 /min was changed to 42 minutes.

[基体の製造例O]
製造例Mの基体スラリーと製造例Nの基体スラリーを等量混合し、よくかく拌した。得られた基体はシリカ含有量が11.9g/kg、BET比表面積が8.0m/g、メディアン径が0.25μmであった。
[Production example O of substrate]
Equal amounts of the base slurry of Production Example M and the base slurry of Production Example N were mixed and thoroughly stirred. The resulting substrate had a silica content of 11.9 g/kg, a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g, and a median diameter of 0.25 μm.

[基体の製造例P]
特許文献2(特開2005-263619号公報)の基体粒子の製造例Dに記載の方法に準じて製造した。タンクに18.5kgの水酸化ナトリウムを含む水溶液180Lを入れ40℃に調整した後、ヘキサメタリン酸ナトリウム86.4g(Feに対し、P換算で0.32重量%に該当する)及びSiOとして413.5g/Lのケイ酸ナトリウム溶液681.7mL(Feに対し、SiO換算で1.50重量%に該当する)を添加し、硫酸第一鉄水溶液をpHが8.5に達するまで添加した。その後、1mol/L NaOHでpHを9.0に調整した後、鉄濃度を34g/L、液量を400Lとし、30分間保持した。毎分100Lで空気を吹き込み、酸化率(Fe3+/t-Fe重量比)が8%になるまで酸化した。このスラリーを90℃に調整後、毎分50Lで空気を吹き込みながら酸化率68%まで酸化した。その後、毎分80Lの窒素ガスを吹き込みながら3時間撹拌保持して反応終了とした。生成粒子は、常法により、ろ過、水洗、リパルプして基体スラリーとした。得られた基体粒子はシリカ含有量が12.4g/kg、BET比表面積が7.5m/g、メディアン径が0.23μmであった。
[Production example P of substrate]
It was produced according to the method described in Production Example D of Substrate Particles in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-263619). After putting 180 L of an aqueous solution containing 18.5 kg of sodium hydroxide in a tank and adjusting the temperature to 40 ° C., 86.4 g of sodium hexametaphosphate (corresponding to 0.32% by weight in terms of P 2 O 5 with respect to Fe 3 O 4 ) and 681.7 mL of a sodium silicate solution of 413.5 g/L as SiO 2 (corresponding to 1.50% by weight in terms of SiO 2 with respect to Fe 3 O 4 ) were added, and the ferrous sulfate aqueous solution was adjusted to pH was added until the OD reached 8.5. Then, after adjusting the pH to 9.0 with 1 mol/L NaOH, the iron concentration was adjusted to 34 g/L, the liquid volume was adjusted to 400 L, and the solution was held for 30 minutes. Air was blown in at 100 L/min to oxidize until the oxidation rate (Fe 3+ /t-Fe weight ratio) reached 8%. After the slurry was adjusted to 90° C., it was oxidized to an oxidation rate of 68% while blowing air at 50 L/min. Thereafter, the reaction was terminated by stirring and holding for 3 hours while blowing nitrogen gas at 80 L/min. The produced particles were filtered, washed with water, and repulped by a conventional method to obtain a substrate slurry. The resulting substrate particles had a silica content of 12.4 g/kg, a BET specific surface area of 7.5 m 2 /g, and a median diameter of 0.23 μm.

表1に実施例及び比較例で用いる基体のシリカ含有量、BET比表面積及びメディアン径を示す。 Table 1 shows the silica content, BET specific surface area and median diameter of the substrates used in Examples and Comparative Examples.

Figure 0007229814000001
Figure 0007229814000001

[顔料の製造]
[実施例1]
製造例Cで得た基体スラリーを用いた。基体1.92kgを含むスラリーを、スラリー濃度0.48kg/Lに調整し、特殊機器製ROBOMICS fMODEL(以下「TKロボミックス」と略記する)を用いて9000rpmで20分間分散した。スラリーを550rpmでかく拌しながら70℃に昇温し、0.05kg/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーpHを10.0に調整し、1時間保持した後、基体重量に対して32.0g/kg相当量のi-ブチルトリメトキシシランを添加し、同pHで5.0時間保持した。次に98%濃硫酸を脱イオン水で体積10倍に希釈した希硫酸(以下「1/10希硫酸」と記す)でスラリーpHを9.0に調整し、0.5時間保持した。保持が終了したスラリーはフィルタープレスを用いて濾過し、濾液の電気伝導度が200μS/cm以下となるまで水道水で洗浄した。洗浄ケーキは90℃で3時間乾燥した。乾燥物は東京アトマイザー製造製TASM-1型サンプルミル(以下「サンプルミル」と略記する)を用いて粉砕し、疎水性黒色磁性顔料を得た。得られた顔料のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物含有量は22.5g/kg、疎水化度は625g/kg、一次粒子のメディアン径は0.26μm、外部磁場79.6kA/m下の磁化σsは64.9Am/kg、残留磁化σrは2.9Am/kg、VOC発生量はn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子に対して0.1%未満であった。
[Manufacturing of pigment]
[Example 1]
The substrate slurry obtained in Production Example C was used. A slurry containing 1.92 kg of the substrate was adjusted to a slurry concentration of 0.48 kg/L and dispersed at 9000 rpm for 20 minutes using ROBOMICS fMODEL (hereinafter abbreviated as "TK ROBOMICS") manufactured by special equipment. The temperature of the slurry was raised to 70° C. while stirring at 550 rpm, and the pH of the slurry was adjusted to 10.0 using a 0.05 kg/L sodium hydroxide aqueous solution. An amount equivalent to 0 g/kg of i-butyltrimethoxysilane was added, and the same pH was maintained for 5.0 hours. Next, the pH of the slurry was adjusted to 9.0 with dilute sulfuric acid obtained by diluting 98% concentrated sulfuric acid with deionized water to ten times its volume (hereinafter referred to as "1/10 dilute sulfuric acid") and held for 0.5 hours. The retained slurry was filtered using a filter press and washed with tap water until the electric conductivity of the filtrate became 200 μS/cm or less. The washed cake was dried at 90°C for 3 hours. The dried product was pulverized using a TASM-1 model sample mill manufactured by Tokyo Atomizer Manufacturing Co., Ltd. (hereinafter abbreviated as "sample mill") to obtain a hydrophobic black magnetic pigment. The resulting pigment had a hydrolyzate content of i-butyltrimethoxysilane of 22.5 g/kg, a hydrophobicity of 625 g/kg, a median diameter of primary particles of 0.26 μm, and an external magnetic field of 79.6 kA/m. The magnetization σs was 64.9 Am 2 /kg, the residual magnetization σr was 2.9 Am 2 /kg, and the VOC generation amount was less than 0.1% with respect to the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles.

[実施例2]
実施例1で得られた乾燥物を、窒素雰囲気、180℃で1時間熱処理した。熱処理物はサンプルミルを用いて粉砕し、疎水性黒色磁性顔料を得た。得られた顔料のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物含有量は23.1g/kg、疎水化度は675g/kg、メディアン径は0.26μm、外部磁場79.6kA/m下の磁化σsは68.2Am/kg、残留磁化σrは4.0Am/kg、VOC発生量はn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子に対して0.1%未満であった。
[Example 2]
The dried product obtained in Example 1 was heat-treated at 180° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The heat-treated product was pulverized using a sample mill to obtain a hydrophobic black magnetic pigment. The resulting pigment had a hydrolyzate content of i-butyltrimethoxysilane of 23.1 g/kg, a hydrophobicity of 675 g/kg, a median diameter of 0.26 μm, and a magnetization σs under an external magnetic field of 79.6 kA/m. was 68.2 Am 2 /kg, the residual magnetization σr was 4.0 Am 2 /kg, and the VOC generation amount was less than 0.1% with respect to the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles.

[実施例3]
製造例Fで得た基体スラリーを用いた。水酸化ナトリウム水溶液を用いて調整するスラリーpHを11.2に変更した以外は、実施例2と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 3]
The substrate slurry obtained in Production Example F was used. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 2, except that the pH of the slurry adjusted with an aqueous sodium hydroxide solution was changed to 11.2.

[実施例4]
製造例Gで得た基体スラリーを用いた。基体7.74kgを含むスラリーを、スラリー濃度0.48kg/Lに調整し、特殊機器製TK HOMOMIXER MARKII40(以下「TKホモミキサー」と略記する)を用いて電流値4.0Aで20分間分散した。スラリーを550rpmでかく拌しながら70℃に昇温し、0.05kg/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーpHを9.5に調整し、1時間保持した後、基体重量に対して20.6g/kg相当量のi-ブチルトリメトキシシランを添加し、同pHで6.0時間保持した。次に1/10希硫酸でスラリーpHを9.0に調整し、0.5時間保持した。保持が終了したスラリーはフィルタープレスを用いて濾過し、濾液の電気伝導度が200μS/cm以下となるまで水道水で洗浄した。洗浄ケーキを90℃で3時間乾燥し、窒素雰囲気、225℃で1時間熱処理を行った。熱処理物はサンプルミルを用いて粉砕し、疎水性黒色磁性顔料を得た。得られた顔料のi-ブチルトリメトキシシラン加水分解物中の炭素/ケイ素のmol比率は4.07であった。これより加水分解率は977(mmol/mol)であり、i-ブチルトリメトキシシラン中のメトキシ基のほとんどが加水分解したことがわかった。
[Example 4]
The substrate slurry obtained in Production Example G was used. A slurry containing 7.74 kg of the substrate was adjusted to a slurry concentration of 0.48 kg/L, and dispersed for 20 minutes at a current value of 4.0 A using a special equipment TK HOMOMIXER MARKII40 (hereinafter abbreviated as "TK homomixer"). . The temperature of the slurry was raised to 70° C. while stirring at 550 rpm, and the pH of the slurry was adjusted to 9.5 using a 0.05 kg/L sodium hydroxide aqueous solution. Equivalent to 6 g/kg of i-butyltrimethoxysilane was added and maintained at the same pH for 6.0 hours. Next, the slurry pH was adjusted to 9.0 with 1/10 diluted sulfuric acid and held for 0.5 hours. The retained slurry was filtered using a filter press and washed with tap water until the electric conductivity of the filtrate became 200 μS/cm or less. The washed cake was dried at 90°C for 3 hours and heat-treated at 225°C for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The heat-treated product was pulverized using a sample mill to obtain a hydrophobic black magnetic pigment. The molar ratio of carbon/silicon in the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate of the obtained pigment was 4.07. From this, it was found that the hydrolysis rate was 977 (mmol/mol) and most of the methoxy groups in i-butyltrimethoxysilane were hydrolyzed.

[実施例5]
製造例Fで得た基体スラリーを用いた。水酸化ナトリウム水溶液を用いて調整するスラリーpHを11.0に変更した以外は、実施例3と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 5]
The substrate slurry obtained in Production Example F was used. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 3, except that the pH of the slurry, which was adjusted using an aqueous sodium hydroxide solution, was changed to 11.0.

[実施例6]
製造例Hで得た基体スラリーを用いた。最初に基体1.44kgを含むスラリーを用い、i-ブチルトリメトキシシランの添加量を基体重量に対して14.0g/kgに変更し、その後pH10.0で4.3時間保持し、1/10希硫酸でスラリーpHを7.0に調整し、乾燥した洗浄ケーキを窒素雰囲気で熱処理する温度を150℃に変更した以外は、実施例2と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 6]
The substrate slurry obtained in Production Example H was used. First, a slurry containing 1.44 kg of the substrate was used, and the amount of i-butyltrimethoxysilane added was changed to 14.0 g/kg of the substrate weight. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 2, except that the pH of the slurry was adjusted to 7.0 with 10-diluted sulfuric acid, and the temperature for heat-treating the dried washed cake in a nitrogen atmosphere was changed to 150°C. .

[実施例7]
製造例Iで得た基体スラリーを用いた。分散後にスラリーを加温する温度を50℃に、i-ブチルトリメトキシシランの添加量を基体重量に対して24.0g/kgに変更し、乾燥した洗浄ケーキを窒素雰囲気で熱処理する温度を150℃に変更した以外は、実施例2と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 7]
The substrate slurry obtained in Production Example I was used. The temperature for heating the slurry after dispersion was changed to 50° C., the amount of i-butyltrimethoxysilane added was changed to 24.0 g/kg based on the weight of the substrate, and the temperature for heat-treating the dried washed cake in a nitrogen atmosphere was changed to 150° C. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 2, except that the temperature was changed to °C.

[実施例8]
製造例Jで得た基体スラリーを用いた。分散後にスラリーを加温する温度を90℃に、i-ブチルトリメトキシシランの添加量を基体重量に対して20.6g/kgに変更した以外は、実施例7と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 8]
The substrate slurry obtained in Production Example J was used. Hydrophobic black color was obtained in the same manner as in Example 7 except that the temperature for heating the slurry after dispersion was changed to 90 ° C. and the amount of i-butyltrimethoxysilane added was changed to 20.6 g / kg with respect to the weight of the substrate. A magnetic pigment was obtained.

[実施例9]
製造例Hで得た基体スラリーを用いた。最初のスラリー濃度を0.60kg/Lに調整し、pH10.0で5.0時間保持した後に調整するpHを7.0に変更した以外は、実施例8と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 9]
The substrate slurry obtained in Production Example H was used. Hydrophobic black magnetic powder was prepared in the same manner as in Example 8, except that the initial slurry concentration was adjusted to 0.60 kg / L, held at pH 10.0 for 5.0 hours, and then the adjusted pH was changed to 7.0. A pigment was obtained.

[実施例10]
製造例Jで得た基体スラリーを用いた。基体2.70kgを含むスラリーを、スラリー濃度0.18kg/Lに調整し、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーpHを10.0に調整し、i-ブチルトリメトキシシランを添加した後にpH10.0で5.0時間保持し、乾燥した洗浄ケーキを窒素雰囲気で熱処理する温度を150℃に変更した以外は、実施例4と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 10]
The substrate slurry obtained in Production Example J was used. A slurry containing 2.70 kg of substrate was adjusted to a slurry concentration of 0.18 kg/L, the slurry pH was adjusted to 10.0 using sodium hydroxide aqueous solution, and pH 10.0 after adding i-butyltrimethoxysilane. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 4, except that the temperature for heat-treating the dried washed cake in a nitrogen atmosphere was changed to 150°C.

[実施例11]
製造例Kで得た基体スラリーを用いた。最初に基体7.66kgを含むスラリーを用いた以外は、実施例4と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 11]
The substrate slurry obtained in Production Example K was used. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 4, except that a slurry containing 7.66 kg of the substrate was used first.

[実施例12]
製造例Lで得た基体スラリーを用いた。水酸化ナトリウム水溶液を用いて調整するスラリーpHを9.5に、i-ブチルトリメトキシシランの添加量を基体重量に対して19.0g/kgに、i-ブチルトリメトキシシラン添加後pHを保持する時間を6.0時間に変更し、乾燥した洗浄ケーキを窒素雰囲気で熱処理する温度を225℃に変更した以外は、実施例3と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 12]
The substrate slurry obtained in Production Example L was used. The pH of the slurry adjusted with an aqueous sodium hydroxide solution was adjusted to 9.5, the amount of i-butyltrimethoxysilane added was adjusted to 19.0 g/kg relative to the weight of the substrate, and the pH was maintained after the addition of i-butyltrimethoxysilane. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained in the same manner as in Example 3, except that the heating time was changed to 6.0 hours and the temperature for heat-treating the dried washed cake in a nitrogen atmosphere was changed to 225°C.

[実施例13]
製造例Iで得た基体スラリーを用いた。分散後にスラリーを加温する温度を35℃に、i-ブチルトリメトキシシランの添加量を基体重量に対して27.0g/kgに変更した以外は、実施例7と同様の操作で疎水性黒色磁性顔料を得た。
[Example 13]
The substrate slurry obtained in Production Example I was used. Hydrophobic black color was obtained in the same manner as in Example 7 except that the temperature for heating the slurry after dispersion was changed to 35 ° C. and the amount of i-butyltrimethoxysilane added was changed to 27.0 g / kg with respect to the weight of the substrate. A magnetic pigment was obtained.

[比較例1]
製造例Oで得た基体スラリーを用いた。基体2.16kgを含むスラリーを、スラリー濃度0.12kg/Lに調整し、TKホモミキサーを用いて電流値4.0Aで20分間分散した。500rpmでかく拌しながらスラリー温度を40℃に昇温し、0.05kg/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーpHを9.0に調整し、1時間保持した後、基体重量に対して20.6g/kg相当量のi-ブチルトリメトキシシランを添加し、同pHで50.0時間保持した。次に1/10希硫酸でスラリーpHを7.0に調整し、1.0時間保持した。保持が終了したスラリーはフィルタープレスを用いて濾過し、水道水を用いて濾液の電気伝導度が200μS/cm以下となるまで洗浄した。洗浄ケーキを90℃で3時間乾燥後、窒素雰囲気、150℃で1時間熱処理を行った。熱処理物はサンプルミルを用いて粉砕し、黒色磁性顔料を得た。得られた顔料のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物含有量は8.2g/kg、疎水化度は425g/kg、一次粒子のメディアン径は0.25μm、外部磁場79.6kA/m下の磁化σsは72.1Am/kg、残留磁化σrは4.2Am/kg、VOC発生量はn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子に対して1.0%であった。
[Comparative Example 1]
The substrate slurry obtained in Production Example O was used. A slurry containing 2.16 kg of the substrate was adjusted to a slurry concentration of 0.12 kg/L and dispersed using a TK homomixer at a current value of 4.0 A for 20 minutes. The slurry temperature was raised to 40° C. while stirring at 500 rpm, and the slurry pH was adjusted to 9.0 using a 0.05 kg/L sodium hydroxide aqueous solution. 0.6 g/kg equivalent of i-butyltrimethoxysilane was added and maintained at the same pH for 50.0 hours. Next, the slurry pH was adjusted to 7.0 with 1/10 diluted sulfuric acid and held for 1.0 hour. The retained slurry was filtered using a filter press and washed with tap water until the electric conductivity of the filtrate became 200 μS/cm or less. After drying the washed cake at 90° C. for 3 hours, it was heat-treated at 150° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The heat-treated product was pulverized using a sample mill to obtain a black magnetic pigment. The resulting pigment had a hydrolyzate content of i-butyltrimethoxysilane of 8.2 g/kg, a hydrophobicity of 425 g/kg, a median diameter of primary particles of 0.25 μm, and an external magnetic field of 79.6 kA/m. The magnetization σs was 72.1 Am 2 /kg, the residual magnetization σr was 4.2 Am 2 /kg, and the VOC generation amount was 1.0% with respect to the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles.

[比較例2]
製造例Pを用いた基体スラリーを用い、特許文献2の実施例8に準じて製造した。基体スラリーのpHを5.0に調整し、TKホモミキサー(6,000rpm)で30分間分散した。分散スラリーの平均粒子径は0.72μmであった。分散スラリーの温度を40℃、基体濃度を100g/Lに調整後、塩酸:水=1:9(体積比)の希塩酸でスラリーpHを5.0に調整し、30分間保持した。スラリーpHを5.0に再調整後、基体マグネタイト重量に対して1.64%相当量の、n-ヘキシルトリメトキシシラン原液を添加し、同pH下で20時間撹拌保持した。撹拌機はTKホモミキサーを用いた。次にローラーポンプを用いて100g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を2時間連続添加してpH8.0に調整し1時間保持した。なお、処理の開始から終了までスラリーの温度は40℃を維持した。処理終了スラリーはフィルタープレスを用いてろ過し、純水を使用してろ液の電気伝導度が200μS/cm以下となるまで洗浄した。洗浄ケーキを90℃で2時間乾燥後、続けて130℃で1時間熱処理を行った。熱処理物をTASM-1型サンプルミルを用いて粉砕した。
[Comparative Example 2]
Using the substrate slurry using Production Example P, production was carried out according to Example 8 of Patent Document 2. The pH of the substrate slurry was adjusted to 5.0 and dispersed with a TK homomixer (6,000 rpm) for 30 minutes. The average particle size of the dispersed slurry was 0.72 μm. After adjusting the temperature of the dispersed slurry to 40° C. and the substrate concentration to 100 g/L, the pH of the slurry was adjusted to 5.0 with dilute hydrochloric acid (hydrochloric acid:water=1:9 (volume ratio)) and held for 30 minutes. After readjusting the pH of the slurry to 5.0, n-hexyltrimethoxysilane stock solution was added in an amount corresponding to 1.64% of the base magnetite weight, and the mixture was stirred and maintained at the same pH for 20 hours. A TK homomixer was used as a stirrer. Next, a 100 g/L sodium hydroxide aqueous solution was added continuously for 2 hours using a roller pump to adjust the pH to 8.0, and the mixture was held for 1 hour. The slurry temperature was maintained at 40° C. from the start to the end of the treatment. The treated slurry was filtered using a filter press and washed with pure water until the electric conductivity of the filtrate became 200 μS/cm or less. The washed cake was dried at 90°C for 2 hours and then heat treated at 130°C for 1 hour. The heat-treated product was pulverized using a TASM-1 model sample mill.

実施例1から実施例13及び比較例1、2のアルコキシシランの被着条件を表2に示す。また、実施例1から実施例13及び比較例1、2で得られた顔料の諸特性を表3に示す。 Table 2 shows the deposition conditions of the alkoxysilanes of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 and 2. Table 3 shows various characteristics of the pigments obtained in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 and 2.

Figure 0007229814000002
Figure 0007229814000002

Figure 0007229814000003
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表3からわかるように、実施例1~13では、疎水化度が575g/kg以上であり、VOC発生量が比較例2のn-ヘキシルトリメトキシシラン被覆粒子の発生量の30%未満である疎水性黒色磁性顔料が得られた。一方、比較例1では、i-ブチルトリメトキシシランを使用したものの、低濃度の基体スラリーを用いて被着を実施したため、被着したi-ブチルトリメトキシシラン加水分解物量が小さくなり、得られた顔料の疎水化度が小さくなった。本発明において、顔料の十分な疎水化度を得るためには、上述した通り、i-ブチルトリメトキシシランと基体との接触頻度を高めるために基体スラリーの濃度を高めに設定し、また、被着速度を高めるために温度及びpHを高めに設定し、上記温度及びpHでの保持時間を十分に取ることが望ましいと言える。これらは、ある程度互いに調整可能であると考えられ、例えば、温度が低めの場合には、基体スラリーの濃度をより高めるまたはpHを高く設定し、保持時間を長めに取るなどにより、i-ブチルトリメトキシシランの被着量を高めて疎水化度を高めることができると考えられる。しかし、これらの調整には限度もあると考えられ、例えば、比較例1では、基体スラリーの濃度が0.12kg/Lと非常に低かったため、保持時間を50.0時間と長めに取ったにもかかわらず、被着量(加水分解物含有量)及び疎水化度が小さいという結果になったと考えられる。こうした点を考慮すると、被着時の基体スラリーの濃度は、上述した通り、0.18kg/L以上とすることが望ましいといえる。比較例2では、アルコキシシランの種類を変更した結果、疎水化度は大きくなったが、VOC発生量も非常に大きくなった。 As can be seen from Table 3, in Examples 1 to 13, the degree of hydrophobicity is 575 g/kg or more, and the VOC generation amount is less than 30% of the generation amount of the n-hexyltrimethoxysilane-coated particles of Comparative Example 2. A hydrophobic black magnetic pigment was obtained. On the other hand, in Comparative Example 1, although i-butyltrimethoxysilane was used, the deposition was carried out using a low-concentration base slurry. The degree of hydrophobicity of the pigment decreased. In the present invention, in order to obtain a sufficient degree of hydrophobicity of the pigment, as described above, the concentration of the substrate slurry is set high in order to increase the frequency of contact between the i-butyltrimethoxysilane and the substrate. It can be said that it is desirable to set the temperature and pH to a high value in order to increase the deposition speed, and to take a sufficient holding time at the above temperature and pH. It is believed that these can be adjusted to each other to some extent. It is considered that the degree of hydrophobicity can be increased by increasing the amount of methoxysilane adhered. However, it is considered that there is a limit to these adjustments. Nevertheless, it is considered that the amount of deposition (hydrolyzate content) and degree of hydrophobization were small. Considering these points, it can be said that the concentration of the substrate slurry during deposition is desirably 0.18 kg/L or more, as described above. In Comparative Example 2, as a result of changing the type of alkoxysilane, the degree of hydrophobicity increased, but the VOC generation amount also increased significantly.

以上説明したように本発明では、四酸化三鉄を主成分とする磁性体(コア)の表面にi-ブチルトリメトキシシランを用いてアルキルシラン化合物層を特定の量の範囲のi-ブチルトリメトキシシラン加水分解物量となるように、好ましくは高濃度の磁性体スラリーを用いて、高温、高pHで被覆することで、VOC発生量の小さい顔料が得られる。得られた顔料は重合法トナーをはじめとする電子写真現像剤の材料として好適である。
As described above, in the present invention, i-butyltrimethoxysilane is used to form an alkylsilane compound layer on the surface of a magnetic material (core) containing triiron tetroxide as a main component. A pigment with a small amount of VOC generation can be obtained by coating at a high temperature and a high pH using preferably a high-concentration magnetic slurry so as to obtain the amount of methoxysilane hydrolyzate. The resulting pigment is suitable as a material for electrophotographic developers such as polymerized toners.

Claims (5)

四酸化三鉄を主成分とする磁性体の表面にアルキルシラン化合物層を有する顔料であって、アルキルシラン化合物層が、前記顔料の重量に基づいて、8.5g/kg以上40.0g/kg以下の量のi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物からなり、前記顔料の疎水化度が575g/kg以上800g/kg以下である、前記顔料。 A pigment having an alkylsilane compound layer on the surface of a magnetic material containing triiron tetroxide as a main component, wherein the alkylsilane compound layer is 8.5 g/kg or more and 40.0 g/kg based on the weight of the pigment. The above pigment, which is composed of a hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane in the following amount and has a hydrophobicity of 575 g/kg or more and 800 g/kg or less. 透過型電子顕微鏡を用いた画像解析から求めた一次粒子のメディアン径が0.20μm以上0.35μm以下である請求項1に記載の顔料。 2. The pigment according to claim 1, wherein the median diameter of the primary particles determined by image analysis using a transmission electron microscope is 0.20 [mu]m or more and 0.35 [mu]m or less. 外部磁場が79.6kA/mの際の磁化が64.0Am/kg以上72.0Am/kg以下であり、かつ外部磁場が79.6kA/mで着磁した後の残留磁化が2.8Am/kg以上4.2Am/kg以下である請求項1又は請求項2に記載の顔料。 The magnetization at an external magnetic field of 79.6 kA/m is 64.0 Am 2 /kg or more and 72.0 Am 2 /kg or less, and the residual magnetization after magnetization at an external magnetic field of 79.6 kA/m is 2. 3. The pigment according to claim 1 or 2, which is 8 Am2 /kg or more and 4.2 Am2 /kg or less. 四酸化三鉄を主成分とする磁性体を水中に分散したスラリーに、i-ブチルトリメトキシシランを添加して、i-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を生じさせ、この加水分解物を前記磁性体の表面に被着させる工程、及びi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物が被着した磁性体を固液分離により得て、乾燥する工程
を含む、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の顔料の製造方法
A hydrolyzate of i-butyltrimethoxysilane is produced by adding i-butyltrimethoxysilane to a slurry in which a magnetic material containing triiron tetraoxide as a main component is dispersed in water, and this hydrolyzate is used as the hydrolyzate as described above. Claims 1 to 3, comprising a step of coating the surface of the magnetic substance, and a step of obtaining the magnetic substance coated with the i-butyltrimethoxysilane hydrolyzate by solid-liquid separation and drying it. A method for producing the pigment according to any one of
(1)四酸化三鉄を主成分とする磁性体を水中に0.18kg/L以上0.60kg/L以下の量で含むスラリーを準備し、前記スラリーのpHを7.0以上11.5以下に、かつ、温度を35℃以上90℃以下に調整する工程、
(2)i-ブチルトリメトキシシランを(1)のスラリーに添加し、スラリーの温度を(1)に記載の温度範囲に保ったまま2時間以上かく拌することで前記磁性体表面にi-ブチルトリメトキシシランの加水分解物を被着させる工程、
(3)(2)のスラリーから前記加水分解物が被着した磁性体を含むケーキを固液分離する工程、及び
(4)(3)のケーキを空気中で60℃以上100℃以下の温度で乾燥させる工程
を含む、請求項4に記載の製造方法。
(1) Prepare a slurry containing a magnetic substance containing triiron tetraoxide as a main component in an amount of 0.18 kg/L or more and 0.60 kg/L or less in water, and adjust the pH of the slurry to 7.0 or more and 11.5. and adjusting the temperature to 35° C. or higher and 90° C. or lower,
(2) i-Butyltrimethoxysilane is added to the slurry of (1), and the temperature of the slurry is maintained within the temperature range described in (1) and stirred for 2 hours or more, thereby i- depositing a hydrolyzate of butyltrimethoxysilane;
(3) a step of solid-liquid separation of the cake containing the magnetic substance coated with the hydrolyzate from the slurry of (2); 5. The manufacturing method according to claim 4, comprising the step of drying with.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010100465A (en) 2008-10-22 2010-05-06 Toda Kogyo Corp Surface-treated magnetic iron oxide particle powder and black coating material and rubber-resin composition using the same
JP2010100464A (en) 2008-10-22 2010-05-06 Toda Kogyo Corp Surface-treated magnetic iron oxide particle powder, and black coating material and rubber-resin composition using the same
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8426094B2 (en) * 2010-05-31 2013-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Magnetic toner

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010100465A (en) 2008-10-22 2010-05-06 Toda Kogyo Corp Surface-treated magnetic iron oxide particle powder and black coating material and rubber-resin composition using the same
JP2010100464A (en) 2008-10-22 2010-05-06 Toda Kogyo Corp Surface-treated magnetic iron oxide particle powder, and black coating material and rubber-resin composition using the same
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