JPH0393605A - 金属酸化物微粉末の流動性の改善の方法 - 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］ 本発明は金属酸化物微粉末の流動性の改善に関するもの
である． ［従来の技術］ 従来、シリカ，アルミナ，チタニア等の金属酸化物微粉
末の固結防止や流動性改善のため、該金属酸化物微粉末
の表面を疎水化処理する方法が知られており、そのよう
な疎水化剤としては、ジメチルジクロロシラン．ヘキサ
メチルジシラザン，ジメチルシリコーンオイル等のけい
素化合物が使用されている． また、こうして得られた表面を疎水化された金属酸化物
微粉末は、消化剤用のリン酸アンモニウム粉末やエボキ
シ系粉体塗料，電子写真複写機用の乾式トナーなどに添
加され、それらの粉末の固結防止や流動性改善の目的に
も広く使用されている．

【発明の解決しようとする問題点】

上記の使用例においては電子写真複写機用乾式トナーの
流動性を改善するために添加される場合が多く、近年高
画質化の要求が高まるに伴い、上記従来の表面を疎水化
された金属酸化物微粉末ではトナーの流動性の改善効果
が十分でなく、トナー現象がスムーズに行なえず、さら
に流動性の改善機能を有する添加剤が求められるに至っ
た． 本発明者は、かかる問題点を解消すべく鋭意検討した結
果、特定のけい素化合物により金属酸化物微粉末を表面
処理することにより、該金属酸化物微粉末の流動性が改
善され、さらに上記の表面処理した金属酸化物微粉末を
添加することによりトナー等の粉体の流動性が著しく改
善されることを見出し、本発明を完或するに至った． すなわち、本発明の目的は、金属酸化物微粉末および粉
体の流動性の改善方法を新規に提供することにある．

【問題点を解決するための手段】

本発明の目的は、 金属酸化物微粉末をバーフルオロアルキル基含有のけい
素化合物で表面処理することにより該金属酸化物微粉末
の流動性を改善する方法、および 上記のバーフルオロアルキル基含有のけい素化合物で表
面処理した金属酸化物微粉末を添加することによる粉体
の流動性改善の方法により達成される． 以下、本発明を詳細に説明する． 本発明において、出発材料である金属酸化物微粉末は、
金属の種類，その製造方法は限定されるものでなく、微
粉末であればよい。 本発明において、上記の金属酸化物微粉末を出発材料と
して得られる表面処理した金属酸化物微粉末を添加する
ことによりトナー等の他の粉体の流動性を改善する場合
は、出発材料である金属酸化物微粉末は、気相高温分解
法によって得られるヒュームドシリ力，アルミナ．チタ
ニアあるいはけい素，アルミニウム，チタンの少なくと
も２種の共酸化物で、少なくとも５０ｒｄ／ｇの比表面
積を有し、一次粒子が５０ｎｍ以下の微粉なもの、例え
ば日本アエロジル社製の「アエロジル２００Ｊ，ｒアエ
ロジル３００Ｊ　，西独デクサ社製の「アルミナムオキ
サイドＣ」，「チタニウムオキサイドＰ−２５Ｊ，ｒＭ
ＯＸｌ７０」などが好適である． これらの金属酸化物微粉末を処理するパーフルオロアル
キル基含有の有機けい素化合物は、該金属酸化物微粉末
の表面に存在する水酸基と縮合反応や水素結合を介して
、表面処理するとともに、該粉末自体の流動性および表
面処理された該粉末を添加することにより他の粉末の流
動性を著しく改善させるために必須のものであり、一般
式ＲｆＣＨｍＣＨｓ　（　Ｒ　）　ａｓｉ０　１！−ａ
ｌ　／ｌ　　（　Ｒｆは炭素数１以上のバーフルオロア
ルキル基、Ｒはｌ価の炭化水素基、ａは０〜２）または
一般式ＲｆＣＨｍＣＨｍ（　Ｒ　）ｍｓｉＸ４−ｂ　（
　Ｘは塩素原子またはアルコキシ基、Ｒは炭化水素基、
ｂは１．２または３）で表わされるシロキサン，アルコ
キシシラン，クロロシラン類から選ばれ、１種または２
種以上の混合物として用いられる．このような処理剤と
しては、［ＣＦｓＣＨ＊ＣＨ＊　（ＣＨｓ）ＳＬ０１　
Ｓ．ＩＣ４Ｆ＠ＣＨｍＣＨ１　（ＣＨＩ）ＳｌＯ］　ｓ
等の環状トリシロキサン、トリフルオロブロビルメチル
ポリシロキサン，ノナフルオロへキシルメチルボリシロ
キサン，トリフルオロプロビルメチルシロキサン・ノナ
フルオロへキシルメチルシロキサン共重合体等の鎖状シ
ロキサン、ＣＦｓＣＨａＣＨｔ　（ＣＨｓ）ＳｉＣ１ａ
，ＣＪｓＣＨ＊ＣＨｓ（ＣＨｓ）ＳｉＣｌｔ等のクロロ
シラン、ＣＦｍｃＨｉｃＨ＊（ＣＨｓ）Ｓｉ（ＯＣＨｍ
）＊，ＣＦｓＣＨｔＣＨａＳｉ（ＯＣＨｚ）ｓ　，Ｃ４
ＦｓＣＨｔＣＨｓＳｉ（ＯＣＨｓ）ｓ等のアルコキシシ
ランまたはこれらの部分加水分解縮合物、または部分共
加水分解縮合物等が例示される． 金属酸化物微粉末の表面処理は、前述の金属酸化物微粉
末と上記バーフルオロアルキル基含有のけい素化合物を
接触させることにより容易に達成される．ここで、必要
により加熱処理あるいは触媒の添加などにより処理効率
を高めることもできる． 特に処理剤として上記環状トリシロキサンまたはシラン
を用いると均一な処理が可能となり好ましい．また上記
処理剤においてＲｆが炭素数ｌ〜１２程度のバーフルオ
ロアルキル基のものが、金属酸化物微粉末との均一混合
が容易であるため好ましく採用される。また、パーフル
オロアルキル基の炭素数のあまり大きなものは得られる
効果に比べ価格が非常に高くなったり、入手が困難とな
るため経済的に好ましくないばかりでなく、処理剤が固
体あるいは高粘度のものになるため取り扱いが煩雑にな
り好ましくない。 本発明の金属酸化物微粉末を処理する処理剤量は該金属
酸化物微粉末の表面積や、表面に存在する水酸基の数等
により決められるもので、該金属酸化物微粉末に対して
０．１〜５０重量％が良い。０．１重量％以下では処理
の効果が明瞭でなく、５０重量％を越えても効果が飽和
するからである。 また、金属酸化物微粉末の表面処理は、本発明の効果を
損なわない範囲において、ヘキサメチルジシラザン，メ
チルトリエトキシシラン，ジメチルシリコーンオイル等
のけい素化合物を処理剤として併用してもよい。 こうして得られた表面処理された金属酸化物微粉末は流
動性が極めて改善される． 本発明のもう一つの大きな目的である、前述の方法によ
り得られた表面処理した金属酸化物微粉末を添加するこ
とによる他の粉体の流動性の改善方法においては、通常
用いられている成分を含有するトナーすなわち粒径が５
〜５０μｍの樹脂粉末と硫化物，窒化物，カーボンブラ
ック等の無機物の粉末および一成分系トナーの場合はさ
らに鉄，コバルト，ニッケルなどの合金や酸化物のよう
な磁性体の粉末からなるトナーに上述した方法によって
得られた表面処理した金属酸化物微粉末を０．１〜５重
量％添加すると、トナーの流動性がきわめてよくなる。 流動性の改善の目安としては、足の細いロートからの粉
末の流出状態の観察や、流出速度，安息角の測定が現実
的であるが、それらの方法の他に、粉体へ表面処理した
金属酸化物微粉末を添加したものとしないものとの静嵩
密度の比較も有力な判断基準である．すなわち、該微粉
末を添加することにより静嵩密度が大きくなると流動性
が改善される傾向にある。本発明によって得られた該微
粉末を添加した場合、しないものに比して一様に約１５
〜２０％の静嵩密度の増加が見られる． ［作用］ 本発明において、パーフルオロアルキル基含有のけい素
化合物により表面処理した金属酸化物微粉末の流動性が
改善されるのは、他の処理剤と比較して、パーフルオロ
アルキル基により処理された金属酸化物微粉末の表面の
滑り性がより高くなっていることによるもので、この効
果により、他の粉体に少量添加した場合にも、他の粉体
の流動性を著しく改善することが可能になると考えられ
る。 ［実施例］ 以下に本発明を実施例をもって具体的に説明する。 実施例１，比較例１ ２ｌのフラスコに酸化チタンｒＡ−１００４　（石原産
業社製）　１００ｇ　．　ＩＣ４Ｆ＊ＣＨａＣＨｉ（Ｃ
Ｈｓ）ＳｉＯ］ｓ　２．５ｇを入れた後、系内を減圧に
した。激しい撹拌下に系内にアンモニアを導入し、系の
圧力を常圧に戻した．更に混合物を激しい撹拌下に２０
０℃で１時間加熱することにより表面処理された酸化チ
タンが得られた． こうして得られた表面処理された酸化チタンと表面処理
されていない酸化チタンｒ　Ａ−１００』とで、シリコ
ーンオイルを焼付け処理した内径５ｍｍの足を有するガ
ラスロートからの流出状態の比較をしたところ、表面処
理された酸化チタンは一定の速度で流出し、良好な流動
性を示した。一方、表面処理されていない酸化チタン［
Ａ−１００１はガラスロート内壁に付着し、流出しなか
った． 実施例２，比較例２．３ ２ｌのフラスコに比表面積３ＧＯｎｆ　／　ｇを有する
ヒュームドシリカ「アエロジル３００Ｊ　　（日本アエ
ロジル社製）　５０ｇ　，　［ＣＦｓＣＨ＊ＣＨ＊（Ｃ
Ｈｓ）ＳｉＯ］’ｓ１０ｇを入れた後、系内を減圧にし
た．激しい撹拌下に系内にアンモニアを導入し、系の圧
力を常圧に戻した．更に混合物を激しい撹拌下に１５０
℃で３０分加熱することにより表面処理されたヒエーム
ドシリカを得た． こうして得られた表面処理シリカを下記処方にて他の構
成成分と混合し、トナーを調製した。比較例として前記
の表面処理シリカを構成成分として含まない場合および
従来公知の表面をジメチルシロキサン単位で疎水化処理
したフユームドシリカ「アエロジルＲ９７４Ｊ（日本ア
エロジル社製）を構成成分として含むトナーを調製した
． 得られたトナーについてそれぞれ静嵩密度を測定し、ト
ナーの流動性を調べた．結果を表−１に示した． 本発明の表面処理シリカを構成成分として含むトナーは
、従来公知の表面を疎水化処理したシリカを構或成分と
して含むトナーと比べ約１％の静嵩密度の増加を示し、
良好な流動性を示した． 表 １ 実施例３ 実施例２で［ＣＦｉＣＨ．ＣＨ雪（ＣＨｓ）Ｓｉｌｌｓ
　　１０ｇを用いるかわりに、［Ｃ４ＦｓＣＨ＊ＣＨｇ
　（ＣＨｓ）Ｓｉｌ１　ｍを２０ｇ用い、実施例ｌと全
く同じ方法にて表面処理されたヒュームドシリ力を得た
． こうして得られた表面処理シリカを、実施例２のトナー
構成成分である表面処理シリカのかわりに用いてトナー
を調製し、静嵩密度を調べたところ、０．６０ｇ　／ｃ
ｔａ”と良好な流動性を示した． 実施例４ 実施例３で得られた表面処理されたヒュームドシリカＩ
ｇを実施例１で用いた表面処理されていない酸化チタン
ｒＡ−１００Ｊｌ０Ｇｇに均一に混合し、ガラスロート
からの流出状態を調べたところ、一定の流出速度で流出
し、良好な流動性を示した．

【発明の効果】

本発明の表面処理した金属酸化物微粉末はすぐれた流動
性を示し、トナー等の他の粉体に添加することにより、
それらの粉体の流動性を著しく改善することができるの
で電子写真法による複写機による高画質化を容易にする
等の効果がもたらされるものである．

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属酸化物微粉末をパーフルオロアルキル基含有
   のけい素化合物で表面処理することにより該金属酸化物
   微粉末の流動性を改善する方法。
2. （２）請求項１の表面処理した金属酸化物微粉末を添加
   することによる粉体の流動性改善の方法。
3. （３）請求項１において金属酸化物がシリカ、アルミナ
   、チタニアまたはけい素、アルミニウム、チタンの少な
   くとも２種の金属の共酸化物である方法。