JPH03271376A - 白色磁性粉体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁性カラートナーや磁性カラーインキの原料と
して有用な白色磁性粉体およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来−成分磁性カラートナーに使用する磁性粉体として
は、金属コバルト・金属鉄・金属ニッケルなどの金属、
あるいはフェライト・酸化クロムなどの酸化物が用いら
れており、これらを顔料と樹脂に練り込み固結後粉砕・
分級して一成分磁性カラートナーとしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこれら磁性粉体は元来、黒色あるいは黒灰色であ
って、黒色以外のカラートナーに使用した場合には色を
純色にし、鮮かな色の磁性カラートナーを得ることがで
きなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は鮮やかな色の磁性カラートナーに適する白色磁性
粉体とその製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は次の構成により達成される。

請求項１の発明は、磁性酸化物微粉からなる単数又は複
数の核の周囲に金属コバルトが形成された白色磁性粉体
である。

請求項２の発明は、水にコバルト塩を溶解し、次にクエ
ン酸または酒石酸のアルカリ塩と、硼酸と、次亜リン酸
アルカリとを添加した水溶液中に、粒径５〜５００ｎｍ
の磁性酸化物微粉を分散させ、この懸濁液にアルカリ水
溶液を加えてｐＨ６〜１１に調整した後、８０℃以上の
温度で還元して磁性酸化物微粉の核に金属コバルトを形
成させ、得られた粉体を分級して粒径０．　１〜１０μ
ｍの金属コバルト粉体を得る白色磁性粉体の製造方法で
ある。

［作用コ かかる構成においては、マグネタイトなどの磁性酸化物
微粉からなる核に金属コバルトが形成された白色磁性粉
体が得られる。

ちなみに、コバルト錯イオンを還元して、板上に金属コ
バルト膜を形成する無電解メツキ法が鷹野らにより提案
されている（金属表面技術１７巻、８号、Ｐ、２９９〜
．１９６６）。しかしこのとき形成される金属コバルト
は連続的な膜状であるため、この膜面だけを剥離し粉砕
することにより微粉とすることはできるが、均一な粒径
をもつ球状に近い滑らかな表面をもつ金属コバルト粉体
を得ることは困難である。

そこでコバルト錯イオンを還元して金属コバルトを析出
させる際に、マグネタイトなどの磁性酸化物微粉を用い
ると、磁性酸化物微粉を核として球状の金属コバルトが
析出する条件があることを見出した。また反応時間など
の条件をコントロールすることにより、適当な粒径の金
属コバルト粉体を形成できるとことが判明した。

本発明に用いられる磁性酸化物微粉の粒径は５〜５００
ｎｍ程度が適当である。これは５ｎｍ以下では磁性酸化
物微粉が酸化に弱いこと、また磁性が無いことにより合
成された金属コバルト粉体の磁化を低くする原因になる
という不都合が生じ、また５００ｎｍをこえるとコバル
トより磁化の小さい核の磁性酸化物が占める重量が大き
くなり、金属コバルト粉体全体の磁化を低くする原因に
なるという不都合が生じるためである。

この磁性酸化物微粉を用いて金属コバルトを形成する方
法の一例について第１図のフローチャートを用いて説明
する。

まずコバルト還元溶液を調整する。最初に硫酸コバルト
などのコバルト塩を蒸留水１リットル当り０．０１〜０
３ｍｏｌ加え完全に溶解させる。

次に錯化剤としてクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウ
ム、クエン酸ナトリウムカリウム、酒石酸ナトリウム、
酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウムカリウムなどのアル
カリ塩の１種以上０．０１〜１ｍ０１と、硼酸０．０１
〜１．５ｍｏｌを加え、還元剤として次亜リン酸カリウ
ム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウムカリ
ウムなどの次亜リン酸アルカリ塩の１種以上０．０１〜
１ｍｏｌを加え完全に溶解させる。

このときコバルト塩、錯化剤および還元剤の添加量が少
ないとコバルト錯イオンの形成量が少なくなり反応がは
きんど起こらないことがあり、また多すぎると不経済で
あったり、溶解度を超え過飽和になり溶解しなくなると
いう不都合が生じる。

なおこれらの薬品の添加順序については特に規制される
ものではない。

これに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アン
モニウムなどのアルカリ水溶液を加えて還元液全体のｐ
Ｈを６〜１１、好ましくは８〜１０とする。ｐＨが低い
と磁性酸化物微粉が分解したり、還元反応が十分に進ま
なくなる。一方、ｐＨが高すぎると還元反応が充分に進
まなかったり、水酸化コバルトを生じ反応が起こらない
ことがある。

次にこの溶液に、粒径５〜５００　ｎｍのマグネタイト
などの磁性酸化物微粉を適量加えて、充分攪拌したのち
ウォーターバス中で８０℃以上にして保持すると金属光
沢を持つ金属コバルトの微粉が形成されているのが肉眼
でも認められるようになる。

適当な粒度になる時間で反応をとめるために還元溶液を
分離する。この反応時間は溶液の濃度・ｐＨ・核となる
磁性酸化物微粉の粒径とその量および錯化剤や還元剤の
種類などにより決定されるので一定の時間で区切ること
が可能であり、クエン酸を使用した場合は１〜２４時間
、好ましくは２〜８時間、酒石酸の場合にはその約１．
５倍が適当である。この反応において生成する金属コバ
ルト粉体は対流により回転しており、球状に成長するも
のと考えられる。このためあまり長い時間かけると粒子
が大きくなりすぎて容器の底部に定着して成長を始め、
粒子どうしがつながって、ついには膜を形成するように
なり、球状の金属コバルト粉体が得られなくなる。それ
を防ぐためには適当な時間で反応を止めるのが良い。

次にここで得られた金属コバルト粉体のうちトナー材料
として使用できない微粉を沈降速度の差を利用して取除
く。金属コバルト粉体であっても、ある程度以上の大き
さがないと光を十分に反射せず黒色を呈してトナー材料
としては使用できない。

次に電解質を取除くため蒸留水で数回洗浄し、さらにア
セトン洗浄を行い水分を除去すると磁性酸化物微粉を核
として金属コバルトが形成された白色磁性粉体が得られ
る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例および比較例をあげてさらに具体
的に説明する。

なお、各実施例および比較例はいずれも水熱合成した粒
径１５ｎｍのマグネタイト微粉を原料とし、以下の条件
で白色磁性粉体を作成した。その性状、色、磁化などを
表１に示す。ここで磁化の単位はｅ　ｍ　ｕ　／　ｇで
示し、室温・１０ｋＯｅで測定した。粒径の単位はμｍ
で示した。

実施例１ 蒸留水ＩＩに硫酸コバルト０．０３ｍｏｌ、クエン酸三
ナトリウム０．２０ｍｏｌ、硼酸０．　５０ｍｏｌおよ
び次亜リン酸ナトリウム０．　２０ｍｏ１を加え完全に
溶解した。これにｐＨが８になるまで２規定ＮａＯＨ水
溶液を添加し、さらに含水マグネタイト微粉０．０１ｇ
を加え十分に攪拌し、分散させた。これをウォーターバ
ス中で５時間９５℃に保持し、金属コバルトを還元析出
させ白色磁性粉体Ａを得た。

実施例２ 蒸留水１１に硫酸コバルト０．１０ｍｏｆ、クエン酸三
ナトリウム０．２０ｍｏｌ、硼酸０．　５０ｍｏ　１お
よび次亜リン酸ナトリウム０．　２０ｍ０１を加え完全
に溶解した。これにｐＨが８になるまで２規定ＮａＯＨ
水溶液を添加し、さらに含水マグネタイト微粉０．０］
、ｇを加え十分に攪拌し、分散させた。これをウォータ
ーバス中で６時間９５℃に保持し、金属コバルトを還元
析出させ試料Ｂを得た。

実施例３ 蒸留水１１に硫酸コバルト０．０７ｍｏｌ、酒石酸ナト
リウム０．５０ｍｏｌ、硼酸０．　５０ｍｏ１および次
亜リン酸ナトリウム０．２０ｍｏｌを加え完全に溶解し
た。これにｐＨが８になるまで２規定ＮａＯＨ水溶液を
添加し、さらに含水マグネタイト微粉０．０１ｇを加え
十分に攪拌し、分散させた。これをウォーターバス中で
８時間９５℃に保持し、金属コバルトを還元析出させ試
料Ｃを得た。

比較例１ 蒸留水ＩＩ！に硫酸コバルト０．］、Ｏｍｏｆ、クエン
酸三ナトリウム０．２０ｍｏｌ、硼酸０．　５０ｍｏ　
ｌおよび次亜リン酸ナトリウム０．　２０ｍｏ１を加え
完全に溶解した。これにｐＨが１２になるまて２規定Ｎ
ａＯＨ水溶液を添加しところ、水酸化コバルトが生じ金
属コバルトは得られながった。

比較例２ 蒸留水１１に硫酸コバルトｏ、１．０ｍｏｌ、クエン酸
三ナトリウム０．２０ｍｏｌ、硼酸０．　５０ｍｏ　ｌ
および次亜リン酸ナトリウム０．　２０ｍ０１を加え完
全に溶解した。これにｐＨか５になるまて２規定ＮａＯ
Ｈ水溶液を添加し、含水マグネタイト微粉０．０１ｇを
加え十分に攪拌し分散させた。これをウォーターバス中
で８時間９５°Ｃに保持したが金属コバルトを還元析出
させることができなかった。

比較例３ 蒸留水上１に硫酸コバルト０．１０ｍｏｌ、クエン酸三
ナトリウム０．２０ｍｏｌ、硼酸０．５Ｑｍｏ　ｌおよ
び次亜リン酸ナトリウム０．２０ｍｏ１を加え完全に溶
解した。これにｐＨが８になるまで２規定ＮａＯＨ水溶
液を添加し、さらに含水マグネタイト微粉０．０１ｇを
加え十分に攪拌し分散させた。これをウォーターバス中
で３０時間９５°Ｃに保持し、金属コバルトを還元析出
させ、試料りを得た。この平均粒径は１５μｍでありト
ナー用磁性粉体としては大きすぎて使用できないものと
なった。

［発明の効果］ 本発明の白色磁性粉体は、鮮やかな色の磁性カラートナ
ーに適するものであり、また本発明の製造方法によれば
、磁性カラートナーに適する高品質の白色磁性粉体を容
易に得ることができるので、その工業的価値は大なるも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の一例を示すフローチャート
の図、第２図は実施例１で得られた白色磁性粉体の粒子
構造を示す電子顕微鏡写真である。 高橋敏邦、；・′−・イ）（ −」 第１＠ 手続補正書 第２回 平成２年４月１７日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性酸化物微粉からなる単数又は複数の核の周囲
   に金属コバルトが形成されたことを特徴とする白色磁性
   粉体。
2. （２）水にコバルト塩を溶解し、次にクエン酸または酒
   石酸のアルカリ塩と、硼酸と、次亜リン酸アルカリとを
   添加した水溶液中に、粒径５〜５００ｎｍの磁性酸化物
   微粉を分散させ、この懸濁液にアルカリ水溶液を加えて
   ｐＨ６〜１１に調整した後、８０℃以上の温度で還元し
   て磁性酸化物微粉の核に金属コバルトを形成させ、得ら
   れた粉体を分級して粒径０．１〜１０μｍの金属コバル
   ト粉体を得ることを特徴とする白色磁性粉体の製造方法
   。