JPH04204949A - Needle-shaped magnetite particle powder for magnetic toner and its production - Google Patents

Needle-shaped magnetite particle powder for magnetic toner and its production

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JPH04204949A
JPH04204949A JP2339927A JP33992790A JPH04204949A JP H04204949 A JPH04204949 A JP H04204949A JP 2339927 A JP2339927 A JP 2339927A JP 33992790 A JP33992790 A JP 33992790A JP H04204949 A JPH04204949 A JP H04204949A
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needle
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栄一 栗田
Yasuhiko Fujii
泰彦 藤井
Yoji Okano
洋司 岡野
Hiromitsu Misawa
浩光 三澤
Kazuo Fujioka
藤岡 和夫
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Abstract

PURPOSE:To decrease magnetic flocculation force to increase mixing property with resin and to expose the surface of toner particles and to make the grain black by specifying the grain size, aspect ratio and residual magnetization of needle-shaped magnetite grains. CONSTITUTION:The magnetite grains are controlled to 100-200Angstrom grain size, 1.5-10.0 aspect ratio and 10-30emu/g residual magnetization for 1KOe external magnetic field. These needle-shaped magnetite grains are prepared by heating and dehydrating needle--shaped lepidochrosite grains at 200-500 deg.C to obtain needle-shaped maghemite grains, dispersing the maghemite grains in an alkali suspension containing iron hydroxide colloid produced by the reaction of iron (II) salt aq. and alkali hydroxide aq., and then heating while stirring the suspension in a nonoxidative atmosphere at 40-100 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶子サイズが100〜200人であって、
軸比(長軸径/短軸径)が1.5〜10.0であり、残
留磁化値が10〜30 emu/gである針状マグネタ
イト粒子からなる磁性トナー用材料粒子粉末及びその製
造法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is directed to a crystallite having a crystallite size of 100 to 200,
A magnetic toner material particle powder consisting of acicular magnetite particles having an axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) of 1.5 to 10.0 and a residual magnetization value of 10 to 30 emu/g, and a method for producing the same It is related to.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、静電潜像の現像法の一つとして、キャリアを使用
せずに樹脂中にマグネフィト粒子粉末等の磁性粒子粉末
を混合分散させた複合体粒子を現像剤として用いる所謂
−成分系磁性トナーによる現像法が広く知られ、汎用さ
れている。
Conventionally, as one of the methods for developing electrostatic latent images, so-called component-based magnetic toner is used as a developer, using composite particles in which magnetic particles such as magnetophyte particles are mixed and dispersed in a resin without using a carrier. This developing method is widely known and widely used.

近時、複写機器の高速度化、高画質化、連続化等の高性
能化に伴って、現像剤である磁性トナーの特性向上が強
く要求されており、その為には、磁性粒子粉末が黒色を
呈しているとともに、樹脂との混合性が優れていること
が要求される。
Recently, as the performance of copying equipment has increased, such as faster speeds, higher image quality, and continuous use, there has been a strong demand for improved characteristics of magnetic toner, which is the developer. It is required to have a black color and to have excellent miscibility with resin.

この事実は、特開昭55−65406号公報の「一般に
、このような−成分方式における磁性トナー用の磁性粉
には次のような緒特性が要求される。・・・・iv)実
用に耐える黒さをもつこと。磁性トナー中には、着色剤
を含有させることもできるが、粉体それ自身が黒色を有
し、着色剤は使用しない方が好ましい。・・・・儲)樹
脂との混合性がよいこと。
This fact is explained in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-65406, "Generally, the following properties are required for magnetic powder for magnetic toner in such a -component method... iv) For practical use. Must have a durable blackness.Although a coloring agent may be included in the magnetic toner, the powder itself has a black color and it is preferable not to use a coloring agent. Good mixability.

・・・・トナー中の微視的混合度がトナーの特性にとっ
て重要となる。・・・・Jなる記載の通りである。
...The degree of microscopic mixing in the toner is important for the properties of the toner. ...as described in J.

マグネタイト粒子粉末と樹脂との混合性の向上の為には
、マグネタイト粒子粉末の分散性が優れていることが必
要であり、その為には、残留磁化値が可及的に小さいこ
とによって磁気的な凝集力が小さいものであることが要
求される。
In order to improve the mixability of the magnetite particles and the resin, it is necessary that the magnetite particles have excellent dispersibility. It is required that the cohesive force is small.

尚、特開昭63−128356号公報の「・・・・1K
Oeの磁場の強さは、本発明の磁性カプセルトナーを用
いて現像を行う際の現像スリーブ付近の磁場の強さにほ
ぼ対応するものである。」なる記載の通り、磁性トナー
は一般に、I XOe程度の外部磁場の下で使用される
ので、磁性トナーに含有されるマグネタイト粒子粉末の
残留磁化値もI KOeの外部磁場をかけた後における
値が出来るだけ小さいことが望まれる。
In addition, ``...1K'' of JP-A-63-128356
The strength of the magnetic field Oe approximately corresponds to the strength of the magnetic field near the developing sleeve when performing development using the magnetic capsule toner of the present invention. '', magnetic toner is generally used under an external magnetic field of about I XOe, so the residual magnetization value of the magnetite particles contained in the magnetic toner is also the value after applying an external magnetic field of I KOe. is desired to be as small as possible.

一方、細線再現性、階調性に優れた磁性トナーは、特開
平1−221754号公報の「・・・・5μm以下のト
ナー粒子が・・・・画質の鮮鋭さの問題点の解決に有効
である・・・・」なる記載の通り、小粒径化が望まれる
。しかし、小粒径化に伴い磁性トナー表面積が増大する
ため、磁性トナー粒子の帯電量は適正値から異常に増大
する。
On the other hand, magnetic toner with excellent fine line reproducibility and gradation is effective in solving the problem of sharpness of image quality as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-221754. According to the description "...", a reduction in particle size is desired. However, since the surface area of the magnetic toner increases as the particle size decreases, the amount of charge on the magnetic toner particles abnormally increases from the appropriate value.

このような現象は、磁性粒子粉末の樹脂との混合性、す
なわち、結着樹脂への分散性や密着性を高めるために行
われる磁性粒子粉末の疎水化処理によっても起こってい
る。
Such a phenomenon also occurs due to the hydrophobization treatment of the magnetic particles, which is performed to improve the miscibility of the magnetic particles with the resin, that is, the dispersibility and adhesion to the binder resin.

この事実は、特開平2−97968号公報の[・・・・
磁性粉の疎水化処理によって、トナーそのものの抵抗が
上がり・・・・磁性トナーの帯電量は適性値からより増
大する方向へ変動するものである。帯電量が適正値から
、異常に増大するとスリーブ上でのトナーのコート層厚
みが不均一化したり、画像濃度が低下したりし、画像の
品質を落す結果となる。
This fact is shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-97968 [...
By hydrophobizing the magnetic powder, the resistance of the toner itself increases...the amount of charge of the magnetic toner changes from an appropriate value to an increasing value. If the amount of charge increases abnormally from a proper value, the thickness of the toner coating layer on the sleeve becomes uneven, the image density decreases, and the quality of the image deteriorates.

・・・・」なる記載の通りである。It is as stated in ``...''.

従来、磁性トナー用磁性粒子粉末として用いられている
マグネタイト粒子粉末は、■第一鉄塩水溶液と該第−鉄
塩水溶液中のFe”2に対し当量以上のアルカリ性水溶
液とを反応して得られたpI(10以上の水酸化第一鉄
コロイドを含む懸濁液に、酸素含有ガスを通気すること
により得られる八面体を呈したマグネタイト粒子粉末(
特公昭44−668号公報)、■第一鉄塩水溶液と該第
−鉄塩水溶液中のFe”に対し0.80〜0.9g当量
の水酸化アルカリとを反応して得られた水酸化第一鉄コ
ロイドを含む第一鉄塩反応水溶液に、酸素含有ガスを通
気することにより、球状マグネタイト粒子を生成させる
第一段と、該第−段反応終了後、残存Fe″2に対し1
゜00当量以上の水酸化アルカリを添加してpHl0以
上で加熱酸化することにより得られる球状を呈したマグ
ネタイト粒子粉末(特公昭62−51208号公報)、
又は、■針状ゲータイト粒子を200〜600℃の温度
範囲で加熱脱水して得られた針状ヘマタイト粒子を還元
ガス中、300〜500℃の温度範囲で加熱還元して得
られる乾式法の針状マグネタイト粒子粉末を用いた磁性
トナー(特開昭54−158931号公報など)等が挙
げられる。
Magnetite particles conventionally used as magnetic particles for magnetic toners are obtained by reacting an aqueous ferrous salt solution with an alkaline aqueous solution in an amount equivalent to or more of Fe"2 in the ferrous salt aqueous solution. Magnetite particle powder exhibiting an octahedron obtained by bubbling oxygen-containing gas into a suspension containing ferrous hydroxide colloid with pI (10 or more)
(Japanese Patent Publication No. 44-668), ■ Hydroxide obtained by reacting an aqueous ferrous salt solution with an alkali hydroxide equivalent of 0.80 to 0.9 g based on the amount of Fe in the aqueous ferrous salt solution. A first stage in which spherical magnetite particles are generated by passing an oxygen-containing gas into a ferrous salt reaction aqueous solution containing ferrous colloid;
Magnetite particle powder exhibiting a spherical shape obtained by adding 0.00 equivalent or more of alkali hydroxide and heating and oxidizing at pH 10 or more (Japanese Patent Publication No. 62-51208);
Or, ■ Dry method needles obtained by heating and reducing acicular hematite particles obtained by heating and dehydrating acicular goethite particles at a temperature range of 200 to 600°C in a reducing gas at a temperature range of 300 to 500°C. Magnetic toners (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 158931/1983, etc.) using magnetite particles may be mentioned.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

近時の複写機器の高速度化、高画質化、連続化等の高性
能化が進む中においては、樹脂との混合性を高めるため
に各種界面活性剤やカップリング剤等でマグネタイト粒
子の粒子表面を疎水化処理されているが、マグネタイト
粒子の粒子形状が前出■の八面体又は前出■の球状であ
る場合には、磁性トナー粒子の粒子表面に当該マグネタ
イト粒子の一部を露出させることが困難であるため帯電
量が適正値より大きくなりやすい。
As the performance of modern copying equipment increases, such as higher speeds, higher image quality, and greater continuity, magnetite particles are coated with various surfactants, coupling agents, etc. to improve their miscibility with resins. If the surface of the magnetite particles has been subjected to hydrophobization treatment, but the shape of the magnetite particles is octahedral as described in (2) above or spherical as in (2) above, a part of the magnetite particles are exposed on the particle surface of the magnetic toner particles. Since this is difficult, the amount of charge tends to be larger than the appropriate value.

前出■の針状マグネタイト粒子粉末は、針状であるから
磁性トナー粒子の粒子表面にその一部が露出するので、
磁性トナー粒子表面の抵抗を下げ帯電量を安定させるこ
とができるが、加熱脱水や加熱還元による熱処理によっ
て生起した粒子の焼結によって樹脂との混合性が劣化す
ると共に、加熱還元によって得られたマグネタイト粒子
は、残留磁化値が30 emu/gを越えるほど高くな
るため磁気的な凝集も起こり易くなる。
Since the acicular magnetite particle powder mentioned above is acicular, a part of it is exposed on the particle surface of the magnetic toner particles.
Although it is possible to lower the surface resistance of magnetic toner particles and stabilize the amount of charge, the sintering of the particles caused by thermal dehydration and thermal reduction heat treatment deteriorates the miscibility with the resin, and the magnetite obtained by thermal reduction deteriorates. The higher the residual magnetization value of the particles exceeds 30 emu/g, the higher the magnetic aggregation becomes likely to occur.

また、前出特開平2−97968号公報に開示されてい
る表面が疎水化処理された磁性粉と疎水化処理していな
い針状の非磁性金属酸化物とを少なくとも含有する磁性
トナーにあっては、針状の非磁性金属酸化物としての含
水酸化鉄やヘマタイト等が黄褐色乃至赤褐色であるので
黒色度を阻害する。
Furthermore, the magnetic toner disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-97968, which contains at least a magnetic powder whose surface has been subjected to a hydrophobization treatment and an acicular non-magnetic metal oxide which has not been subjected to a hydrophobization treatment. Since acicular nonmagnetic metal oxides such as hydrated iron oxide and hematite are yellowish brown to reddish brown, they inhibit blackness.

そこで、本発明は、黒色を呈していると共に、残留磁化
値が低いので磁気的な凝集力が小さくて、乾式法のよう
に還元雰囲気での熱処理による焼結を生起させていない
ので樹脂との混合性が優れており、しかも、磁性トナー
粒子の粒子表面から露出させることのできる針状マグネ
タイト粒子粉末を得ることを技術的課題するものである
Therefore, the present invention has a black color and has a low residual magnetization value, so the magnetic cohesive force is small, and unlike the dry method, sintering due to heat treatment in a reducing atmosphere does not occur, so it is compatible with resin. The technical object is to obtain acicular magnetite particles that have excellent mixability and can be exposed from the surface of magnetic toner particles.

〔課題を解決する為の手段〕[Means to solve problems]

本発明者は、前述の技術的課題について種々検討を重ね
た結果、本発明に到達したのである。
The present inventor has arrived at the present invention as a result of various studies regarding the above-mentioned technical problems.

即ち、本発明は、結晶子サイズが100〜200人であ
って、軸比が1.5〜10.0であり、外部磁場1KO
eにおける残留磁化値が10〜30 emu/gである
針状マグネタイト粒子からなる磁性トナー用針状マグネ
タイト粒子粉末及び針状レピッドクロサイト粒子を20
0〜500”Cの温度範囲で加熱脱水して得られた針状
マグヘマイト粒子を、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ
水溶液とを反応させて得られた水酸化第一・鉄コロイド
を含むアルカリ性懸濁液中に分散させ、当該懸濁液を非
酸化性雰囲気において40〜100℃の温度範囲で加熱
攪拌することによって針状マグネタイト粒子を生成させ
ることからなる磁性トナー用針状マグネタイト粒子粉末
の製造法である。
That is, in the present invention, the crystallite size is 100 to 200, the axial ratio is 1.5 to 10.0, and the external magnetic field is 1 KO.
Acicular magnetite particles for magnetic toner and acicular lepidocrocite particles comprising acicular magnetite particles having a residual magnetization value of 10 to 30 emu/g at
An alkaline compound containing ferrous hydroxide colloid obtained by reacting acicular maghemite particles obtained by heating and dehydrating in a temperature range of 0 to 500"C with a ferrous salt aqueous solution and an alkali hydroxide aqueous solution. Acicular magnetite particle powder for magnetic toner is produced by dispersing it in a suspension and heating and stirring the suspension in a non-oxidizing atmosphere at a temperature range of 40 to 100°C to generate acicular magnetite particles. It is a manufacturing method.

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べる。Next, various conditions for implementing the present invention will be described.

本発明の針状マグネタイト粒子の結晶子サイズは100
〜200人である。200人を越える場合には、保磁力
と飽和磁化値が高くなることにより、残留磁化価もまた
高くなりすぎるので好ましくない。
The crystallite size of the acicular magnetite particles of the present invention is 100
~200 people. If the number of participants exceeds 200, the coercive force and saturation magnetization value will become high, and the residual magnetization value will also become too high, which is not preferable.

100人未満のものを得ようとすると針状レピッドクロ
サイト粒子の生成条件、加熱脱水及びマグネタイト粒子
の生成の制御が著しく困難となるため工業的ではない。
If one attempts to obtain less than 100 particles, it will be extremely difficult to control the conditions for producing acicular lepidocrocite particles, heating dehydration, and producing magnetite particles, which is not industrially possible.

本発明の針状マグネタイト粒子の軸比(長軸径/短軸径
)は1.5〜10.0であり、好ましくは2.0〜6.
0である。軸比が1.5未満の場合には、磁性トナー粒
子の粒子表面に露出させることができなくなるため帯電
量を適正に保つことができなくなる。軸比が10.0を
越える場合には、形状異方性により残留磁化値が高くな
るため好ましくない。
The acicular magnetite particles of the present invention have an axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) of 1.5 to 10.0, preferably 2.0 to 6.
It is 0. If the axial ratio is less than 1.5, the toner particles cannot be exposed on the surface of the magnetic toner particles, making it impossible to maintain an appropriate amount of charge. If the axial ratio exceeds 10.0, the residual magnetization value will increase due to shape anisotropy, which is not preferable.

尚、平均長軸径は0.1〜1.0μmである。Note that the average major axis diameter is 0.1 to 1.0 μm.

本発明の針状マグネタイト粒子の残留磁化値(σr )
 は10〜30eIlu/gである。30 emu/g
を越える場合には、乾式法で得られる針状マグネタイト
粒子と同様に磁気的な凝集力が強くなり好ましくない。
Residual magnetization value (σr) of acicular magnetite particles of the present invention
is 10-30 eIlu/g. 30 emu/g
If it exceeds this, the magnetic cohesive force becomes strong like the acicular magnetite particles obtained by the dry method, which is not preferable.

10 emu/g未満のものは、結晶子サイズを小さく
しないといけないため前記理由と同様に工業的ではない
If it is less than 10 emu/g, the crystallite size must be reduced, so it is not industrially suitable for the same reason as above.

尚、外部磁場I KOeにおける保磁力は150〜30
00eである。
In addition, the coercive force in the external magnetic field IKOe is 150 to 30
It is 00e.

本発明においては、出発物として、針状レピッドクロサ
イト粒子粉末を用いる。例えば、特公昭36−2170
5号公報、特公昭37−2006号公報、特公昭43−
2214号公報等に開示されている技術手段や窯業協会
誌第86巻第9号(1978年)第381〜387頁に
示される「・・・・水酸化鉄(1)の沈澱を中性付近の
水溶液中で酸化する際に微量のリン酸塩を添加するとγ
−FeOOHが単相で得られ、・・・・」なる記載の通
りの技術手段によって針状レピッドクロサイト粒子粉末
を得ることができる。
In the present invention, acicular lepidic crocite particles are used as a starting material. For example, Tokuko Sho 36-2170
Publication No. 5, Special Publication No. 37-2006, Special Publication No. 43-
Technical means disclosed in Publication No. 2214, etc. and Ceramic Industry Association Journal Vol. 86, No. 9 (1978), pp. 381-387, When a small amount of phosphate is added during oxidation in an aqueous solution of
-FeOOH is obtained in a single phase, and acicular lepidic crocite particle powder can be obtained by the technical means as described.

本発明において用いられる針状レピッドクロサイト粒子
の平均長軸径は0.1〜1.0μmであり、軸比(長軸
径/短軸径)は1.5〜10.0である。
The average major axis diameter of the acicular lepidocrocite particles used in the present invention is 0.1 to 1.0 μm, and the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) is 1.5 to 10.0.

本発明においては、針状レピッドクロサイト粒子を20
0〜500’Cの温度範囲、好ましくは200〜350
℃の温度範囲で加熱脱水して針状マグヘマイト粒子を得
る。200℃未満の場合には、充分に脱水されないため
、マグネタイト粒子の生成の際に針状を維持できなくな
る。500℃を越える場合には、ヘマタイトが混在し、
結晶子サイズも大きくなるため好ましくない。
In the present invention, 20 acicular lepidocrocite particles are used.
Temperature range from 0 to 500'C, preferably from 200 to 350'C
Acicular maghemite particles are obtained by heating and dehydration in a temperature range of ℃. If the temperature is lower than 200° C., sufficient dehydration will not occur, making it impossible to maintain the acicular shape during generation of magnetite particles. When the temperature exceeds 500℃, hematite is mixed,
This is not preferable because the crystallite size also increases.

本発明における第一鉄塩水溶液としては、硫酸第−鉄、
塩化第一鉄などを用いることができる。
The ferrous salt aqueous solution in the present invention includes ferrous sulfate,
Ferrous chloride or the like can be used.

本発明における水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水などを用い
ることができる。
As the aqueous alkali hydroxide solution in the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, etc. can be used.

本発明における第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液
とを反応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁
液はアルカリ性である。アルカリ性の理由は、酸性では
充分に水酸化第一鉄コロイドが生成せず、第一鉄塩が残
存するため好ましくない。そのpHは10を越えること
が望ましい。
The suspension containing the ferrous hydroxide colloid obtained by reacting the ferrous salt aqueous solution and the alkali hydroxide aqueous solution in the present invention is alkaline. The reason for alkalinity is that acidity is not preferable because ferrous hydroxide colloid is not sufficiently produced and ferrous salt remains. It is desirable that the pH is above 10.

尚、第一鉄塩水溶液の添加量は、針状マグヘマイト粒子
に対してFeに換算して17.0〜38.0重量%、好
ましくは25.0〜36.0重量%である。17.0重
量%未満の場合には、充分なマグネタイト化ができず黒
色度が不充分であり、38.0重量%を越える場合には
、未反応の水酸化第一鉄コロイドが混入する。
The amount of the ferrous salt aqueous solution added is 17.0 to 38.0% by weight, preferably 25.0 to 36.0% by weight, in terms of Fe, based on the acicular maghemite particles. If it is less than 17.0% by weight, sufficient magnetization cannot be achieved and the degree of blackness is insufficient, and if it exceeds 38.0% by weight, unreacted ferrous hydroxide colloids will be mixed in.

本発明においては、懸濁液を40〜100℃の温度範囲
で加熱攪拌する。40゛C未満の場合には、反応性が充
分でなくマグネタイト化が困難である。1oo’cを越
える場合には、オートクレーブなどの装置を必要とする
ために工業的ではない。
In the present invention, the suspension is heated and stirred in a temperature range of 40 to 100°C. If the temperature is less than 40°C, the reactivity is insufficient and it is difficult to form magnetite. If it exceeds 10'c, equipment such as an autoclave is required, which is not industrially practical.

また、加熱攪拌する場合の雰囲気は、非酸化性雰囲気で
あり、酸化性雰囲気の場合には、水酸化第一鉄コロイド
の酸化が起こり針状マグヘマイト粒子のマグネタイト化
が阻害される。
Further, the atmosphere in the case of heating and stirring is a non-oxidizing atmosphere, and in the case of an oxidizing atmosphere, oxidation of the ferrous hydroxide colloid occurs and magnetization of the acicular maghemite particles is inhibited.

〔作  用〕[For production]

先ず、本発明において最も重要な点は、針状マグネタイ
ト粒子の結晶子サイズが極めて小さいので残留磁化値が
10〜30 emu/gと低く、しかも、軸比が1.5
〜10.0である点である。
First, the most important point in the present invention is that the crystallite size of the acicular magnetite particles is extremely small, so the residual magnetization value is as low as 10 to 30 emu/g, and the axial ratio is 1.5.
~10.0.

核晶として針状レピッドクロサイト粒子を用いて500
℃未満の温度で加熱脱水することにより結晶子サイズの
小さな針状マグヘマイト粒子を得ることができ、続いて
、水酸化第一鉄コロイドを含むアルカリ性懸濁液中に前
記針状マグヘマイト粒子を分散させて、非酸化性雰囲気
において40〜100℃の温度範囲で加熱攪拌すること
によって針状マグネタイト粒子を生成させる湿式反応に
よってのみ本発明の針状マグネタイト粒子が得られる。
500 using acicular lepidic crocite particles as nucleus crystals
Acicular maghemite particles with a small crystallite size can be obtained by heating and dehydrating at a temperature below °C, followed by dispersing the acicular maghemite particles in an alkaline suspension containing ferrous hydroxide colloid. The acicular magnetite particles of the present invention can only be obtained by a wet reaction in which acicular magnetite particles are produced by heating and stirring in a non-oxidizing atmosphere at a temperature in the range of 40 to 100°C.

一方、500℃を越える高温で加熱脱水した場合には、
針状ヘマタイト粒子となり結晶子サイズも大きくなり、
マグネタイトとする場合に針状性を保持することができ
なくなる。
On the other hand, when heated and dehydrated at a high temperature exceeding 500℃,
It becomes acicular hematite particles and the crystallite size increases,
When magnetite is used, it becomes impossible to maintain acicularity.

尚、核晶として針状ゲータイト粒子を用いた場合には、
加熱脱水しても針状ヘマタイト粒子となるために好まし
くない。
In addition, when acicular goethite particles are used as nucleus crystals,
Even if it is heated and dehydrated, it becomes acicular hematite particles, which is not preferable.

次に、前記針状マグヘマイト粒子を用いて、前述の湿式
反応によってのみ結晶子サイズの成長を抑制することが
でき、残留磁化値が低(、湿式反応により粒子同志が焼
結することもなく分散性に優れた針状マグネタイト粒子
が得られる。
Next, using the above-mentioned acicular maghemite particles, the growth of crystallite size can be suppressed only by the above-mentioned wet reaction, and the residual magnetization value is low. Acicular magnetite particles with excellent properties are obtained.

この湿式反応としては、例えば、特公昭51−9719
号公報に開示されている技術手段を用いて核晶を前記針
状マグヘマイト粒子とすることで前記針状マグネフィト
粒子が得られる。
As this wet reaction, for example, Japanese Patent Publication No. 51-9719
The acicular maghemite particles are obtained by converting the nucleus crystals into the acicular maghemite particles using the technical means disclosed in the publication.

尚、湿式反応による技術手段としては、例えば、usp
第2631085号公報に開示されるFeze3− H
2OとFe0−)1.0とを混合して懸濁液とし、約2
00゜F (約93℃)の温度に加熱してFe50□と
する方法もあるが、この方法は、得られるFe30aの
針状性の保持が困難なので好ましくない。
In addition, as a technical means using wet reaction, for example, USP
Feze3-H disclosed in Publication No. 2631085
2O and Fe0-)1.0 are mixed to form a suspension, and about 2
Although there is a method of heating Fe50□ to a temperature of 00°F (approximately 93°C), this method is not preferred because it is difficult to maintain the acicularity of the resulting Fe30a.

また、前記針状マグヘマイト粒子を前述の水素ガスなど
の還元性ガスを通気し加熱還元する乾式法により針状マ
グネタイト粒子とした場合にも、結晶子サイズが200
人を越える程大きくなり、残留磁化値も高くなると共に
、加熱処理により粒子同志が焼結するために樹脂との混
合性も悪くなる。
Also, when the acicular maghemite particles are made into acicular magnetite particles by a dry method in which the above-mentioned reducing gas such as hydrogen gas is passed through and heated to reduce the acicular magnetite particles, the crystallite size is 200.
They become larger than humans, their residual magnetization value becomes high, and their miscibility with resin deteriorates because the particles sinter together due to heat treatment.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例、比較例並びに参考例により、本発明を説
明する。
Next, the present invention will be explained with reference to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples.

尚、以下の実施例、比較例並びに参考例における結晶子
サイズ、は「X線回折装置RAD−IIA型J(理学電
機■製)を用いて回折線の測定された半価幅からシラー
(Scherrer)の式により求めた値であり、平均
長軸径及び軸比(長軸径/短軸径)は電子顕微鏡写真観
察の結果の平均値であり、保磁力(Hc)、残留磁化値
(σr)及び磁化値(σm)は「振動試料型磁力計VS
M−3S−15J  (東英工業■製)を用いてI K
Oeの外部磁場をかけた後において測定した値で示した
In addition, the crystallite size in the following Examples, Comparative Examples, and Reference Examples is determined by the Schiller (Scherrer ), the average major axis diameter and axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) are the average values of the results of electron micrograph observation, coercive force (Hc), residual magnetization value (σr ) and magnetization value (σm) are “vibrating sample magnetometer VS
IK using M-3S-15J (manufactured by Toei Kogyo ■)
The values are shown as values measured after applying an external magnetic field of Oe.

〈針状レピッドクロサイト粒子の生成〉参考例1 0.6mol/ i!のFeSO4水溶液2IV、を反
応容器に入れ、N2ガス5j2/minを通気しながら
攪拌し、この水溶液に1.2NのNaOH水溶液21を
加え、Fe(0)i)zコロイドの懸濁液を得た。液温
は45℃とした。
<Generation of acicular lepidocrocite particles> Reference example 1 0.6 mol/i! 2IV of FeSO4 aqueous solution was placed in a reaction vessel, stirred while bubbling N2 gas at 5j2/min, and 1.2N NaOH aqueous solution 21 was added to this aqueous solution to obtain a suspension of Fe(0)i)z colloid. Ta. The liquid temperature was 45°C.

前記懸濁液に0.6mol/ lのNa、HPO,水溶
液を8d添加し、液温45℃を維持したま\、151 
/minの空気を通気しながら酸化反応を4.5時間し
て、黄褐色の沈澱を生成させた。
8 d of 0.6 mol/l Na, HPO, aqueous solution was added to the suspension, and while maintaining the liquid temperature at 45°C, 151
The oxidation reaction was carried out for 4.5 hours while blowing air at a rate of /min to form a yellow-brown precipitate.

生成した黄褐色の沈澱を常法により、炉別、水洗、乾燥
して黄褐色の針状レピッドクロサイト粒子粉末105g
を得た。
The generated yellow-brown precipitate was divided into ovens, washed with water, and dried to obtain 105 g of yellow-brown acicular lepidocrocite particles using a conventional method.
I got it.

得られた針状レピッドクロサイト粒子粉末の平均長軸径
は0.36μm、軸比は5.6であった。
The average major axis diameter of the obtained acicular lepidocrocite particles was 0.36 μm, and the axial ratio was 5.6.

また、回1に示す電子顕微鏡写真(x30000)から
明らかな通り針状であり、回2のX線回折図に示すピー
クはレピッドクロサイトであった。
Further, as is clear from the electron micrograph (x30000) shown in Section 1, it was needle-shaped, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram of Section 2 was lepidocrocite.

参考例2 0.6mol/ j2のFeSO4水溶液21を反応容
器に入れ、N2ガス5I/minを通気しながら攪拌し
、この水溶液に1.2NのNaOH水溶液2!を加え、
Fe(Off)zコロイドの懸濁液を得た。液温は45
゛Cとした。
Reference Example 2 A 0.6 mol/j2 FeSO4 aqueous solution 21 was placed in a reaction vessel, stirred while bubbling N2 gas at 5 I/min, and a 1.2N NaOH aqueous solution 21 was added to this aqueous solution. Add
A suspension of Fe(Off)z colloid was obtained. The liquid temperature is 45
It was set as ゛C.

前記懸濁液に0.6mol/ lのNa、HPO,水溶
液を1〇−添加し、液温45℃を維持したま\、151
 /minの空気を通気しながら酸化反応を4.5時間
して、黄褐色の沈澱を生成させた。
0.6 mol/l of Na, HPO, aqueous solution was added to the suspension, and the solution temperature was maintained at 45°C.
The oxidation reaction was carried out for 4.5 hours while blowing air at a rate of /min to form a yellow-brown precipitate.

生成した黄褐色の沈澱を常法により、炉別、水洗、乾燥
して黄褐色の針状レピッドクロサイト粒子粉末106g
を得た。
The generated yellow-brown precipitate was divided into furnaces, washed with water, and dried to obtain 106 g of yellow-brown needle-shaped lepidocrocite particles using a conventional method.
I got it.

得られた針状レピッドクロサイト粒子粉末の平均長軸径
は0.26μm、軸比は50であった。
The obtained acicular lepidocrocite particles had an average major axis diameter of 0.26 μm and an axial ratio of 50.

また、電子顕微鏡観察の結果、針状であり、X線回折の
結果、レピッドクロサイトであった。
Furthermore, as a result of electron microscopic observation, it was needle-shaped, and as a result of X-ray diffraction, it was found to be lepidocrocite.

〈針状マグヘマイト粒子の生成〉 実施例1〜2 比較例1〜2; 実施例1 参考例1で得た針状レピッドクロサイト粒子粉末100
gを400″Cで5時間加熱脱水して、赤褐色の針状マ
グヘマイト粒子粉末90gを得た。
<Generation of acicular maghemite particles> Examples 1 to 2 Comparative Examples 1 to 2; Example 1 100 acicular lepidocrocite particles obtained in Reference Example 1
g was dehydrated by heating at 400''C for 5 hours to obtain 90 g of reddish brown acicular maghemite particle powder.

得られた針状マグヘマイト粒子粉末の結晶子サイズは4
1人、平均長軸径は0.28μm、軸比は4.3であら
た。
The crystallite size of the obtained acicular maghemite particles is 4.
One patient had an average major axis diameter of 0.28 μm and an axial ratio of 4.3.

また、図3に示す電子顕微鏡写真(x30000)から
明らかな通り針状であり、図4のX線回折図に示すピー
クはマグネタイトであった。
Moreover, as is clear from the electron micrograph (x30000) shown in FIG. 3, it was needle-shaped, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram of FIG. 4 was magnetite.

実施例2、比較例1〜2 被処理針状レピッドクロサイト粒子及び加熱脱水温度を
種々変化させた以外は実施例1と同様にして針状マグヘ
マイト粒子粉末及び針状ヘマタイト粒子粉末を得た。
Example 2, Comparative Examples 1 to 2 Acicular maghemite particles and acicular hematite particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the acicular lepidocrocite particles to be treated and the heating dehydration temperature were variously changed. .

この時の主要製造条件と緒特性を表1に示す。Table 1 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time.

〈針状マグネタイト粒子の生成〉 実施例3〜4 比較例3〜6; 実施例3 実施例1で得た針状マグヘマイト粒子粉末50gを50
0dの水に分散した懸濁液に1.7mol/ lのFe
SO4水溶液92戚(針状マグヘマイト粒子に対してF
eに換算して35重量%に該当する。)を入れ、N。
<Production of acicular magnetite particles> Examples 3 to 4 Comparative Examples 3 to 6; Example 3 50 g of acicular maghemite particle powder obtained in Example 1 was
1.7 mol/l Fe in suspension in 0 d water
SO4 aqueous solution 92 relatives (F for acicular maghemite particles
This corresponds to 35% by weight in terms of e. ) and N.

ガス54!/minを通気しながら撹拌し、液温を85
゛cとした。引続き、N2ガス517m1nを通気しな
がら該懸濁液に9.ONのNaOH水溶液を加えpHを
12.0に調整し、Fe(O)I) zコロイド生成さ
せ、当該懸濁液を85℃の温度で3時間撹拌して黒色の
沈澱を生成させ、生成した黒色の沈澱を常法により、炉
別、水洗、乾燥して黒色の針状マグネフィト粒子粉末7
2gを得た。
Gas 54! /min while stirring, and bring the liquid temperature to 85.
It was set as ゛c. Subsequently, 9. A NaOH aqueous solution of ON was added to adjust the pH to 12.0 to produce Fe(O)I)z colloid, and the suspension was stirred at a temperature of 85°C for 3 hours to produce a black precipitate. The black precipitate is separated into a furnace, washed with water, and dried to obtain black acicular magnetophyte particles powder 7 using a conventional method.
2g was obtained.

得られた針状マグネタイト粒子粉末の結晶子す。Crystallites of the obtained acicular magnetite particle powder.

イズは144人、平均長軸径は0.22μm、軸比は4
゜0であり、保磁力は2190e、残留磁化値は21.
8 e剛u/gであった。
The number of children was 144, the average major axis diameter was 0.22 μm, and the axial ratio was 4.
°0, coercive force is 2190e, and residual magnetization value is 21.
It was 8 e stiffness u/g.

また、図5に示す電子顕微鏡写真(x30000’)か
ら明らかな通り針状であり、図6のX線回折図に示すピ
ークはマグネタイトであっk。
Moreover, as is clear from the electron micrograph (x30000') shown in FIG. 5, it is needle-shaped, and the peak shown in the X-ray diffraction diagram of FIG. 6 is magnetite.

実施例4、比較例3〜4 被処理粒子粉末の種類、第一鉄塩水溶液の添加量、水酸
化アルカリ水溶液の懸濁液のpH並びに生酸処理の温度
を種々変化させた以外は、実施例3と同様にしてマグネ
タイト粒子を生成させた。
Example 4, Comparative Examples 3 to 4 Except for varying the type of particle powder to be treated, the amount of ferrous salt aqueous solution added, the pH of the suspension of alkali hydroxide aqueous solution, and the temperature of raw acid treatment. Magnetite particles were produced in the same manner as in Example 3.

比較例5〜6 出発物として針状ゲータイト粒子粉末を用い、加熱脱水
した後、H2ガス雰囲気で加熱還元して針状マグネタイ
ト粒子粉末とした。
Comparative Examples 5 to 6 Acicular goethite particles were used as a starting material, heated and dehydrated, and then heated and reduced in an H2 gas atmosphere to obtain acicular magnetite particles.

この時の主要製造条件及び緒特性を表2に示す。Table 2 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time.

表1 〔発明の効果] 本発明に係る針状マグネタイト粒子は、結晶子サイズが
100〜200人と小さくて残留磁化値が10〜3Q 
emu/gと低く、しかも、軸比が1.5〜10.0の
湿式法で得られた針状マグネタイト粒子粉末であるから
磁気的な凝集力が小さく樹脂との混合性にも優れており
、磁性トナー粒子の粒子表面から露出させることができ
、黒色を呈しているので、静電潜像の現像法に用いる一
成分系磁性トナー用材料粉末として好適である。
Table 1 [Effects of the invention] The acicular magnetite particles according to the present invention have a crystallite size as small as 100 to 200 people and a residual magnetization value of 10 to 3Q.
Since it is an acicular magnetite particle powder obtained by a wet method with a low emu/g and an axial ratio of 1.5 to 10.0, it has a small magnetic cohesive force and has excellent miscibility with resin. Since it can be exposed from the particle surface of the magnetic toner particles and has a black color, it is suitable as a one-component magnetic toner material powder used in a method for developing electrostatic latent images.

尚、本発明の針状マグネタイト粒子を各種界面活性剤、
カップリング剤等で粒子表面を疎水化処理してトナーと
しても針状で露出しやすいため適正な帯電量を維持する
ことができる。
In addition, the acicular magnetite particles of the present invention may be mixed with various surfactants,
By treating the surface of the particles with a coupling agent or the like to make them hydrophobic, the particles can also be used as toner particles because they are acicular and easily exposed, so that an appropriate amount of charge can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は、参考例1で得られた針状レピッドクロサイト粒
子粉末、図3は、実施例1で得られた針状マグヘマイト
粒子粉末及び図5は、実施例3で得られた針状マグネタ
イト粒子粉末のそれぞれの粒子構造を示す電子顕微鏡写
真(x 30000)であり、凹2、回4及び図6は、
参考例1、実施例1、及び実施例3のそれぞれのX線回
折図である6特許出潮人 戸田工業株式会社 巴  l (”130000) 図  2 2θ 図  3 回 + 2θ
Fig. 1 shows the acicular lepidic crocite particles obtained in Reference Example 1, Fig. 3 shows the acicular maghemite particles obtained in Example 1, and Fig. 5 shows the acicular lepidic crocite particles obtained in Example 3. It is an electron micrograph (x 30000) showing the particle structure of each magnetite particle powder, and concave 2, concave 4 and FIG.
X-ray diffraction diagrams of Reference Example 1, Example 1, and Example 3 of 6 Patent Izushio Toda Kogyo Co., Ltd. Tomoe ("130000) Figure 2 2θ Figure 3 times + 2θ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、結晶子サイズが100〜200Åであって、軸比が
1.5〜10.0であり、外部磁場1KOeにおける残
留磁化値が10〜30emu/gである針状マグネタイ
ト粒子からなる磁性トナー用針状マグネタイト粒子粉末
。 2、針状レピッドクロサイト粒子を200〜500℃の
温度範囲で加熱脱水して得られた針状マグヘマイト粒子
を、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを反応さ
せて得られた水酸化第一鉄コロイドを含むアルカリ性懸
濁液中に分散させ、当該懸濁液を非酸化性雰囲気におい
て40〜100℃の温度範囲で加熱攪拌することによっ
て針状マグネタイト粒子を生成させることを特徴とする
請求項1記載の磁性トナー用針状マグネタイト粒子粉末
の製造法。
[Claims] 1. Acicular magnetite having a crystallite size of 100 to 200 Å, an axial ratio of 1.5 to 10.0, and a residual magnetization value of 10 to 30 emu/g in an external magnetic field of 1 KOe. Acicular magnetite particle powder for magnetic toner consisting of particles. 2. Water obtained by reacting acicular maghemite particles obtained by heating and dehydrating acicular lepidocrocite particles at a temperature range of 200 to 500°C with an aqueous ferrous salt solution and an aqueous alkali hydroxide solution. Acicular magnetite particles are produced by dispersing ferrous oxide colloid in an alkaline suspension and heating and stirring the suspension in a non-oxidizing atmosphere at a temperature range of 40 to 100°C. The method for producing acicular magnetite particle powder for magnetic toner according to claim 1.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332672B1 (en) * 1998-04-28 2002-11-27 한국석유공업 주식회사 The method that magnetite for toner

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KR100332672B1 (en) * 1998-04-28 2002-11-27 한국석유공업 주식회사 The method that magnetite for toner

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