JPH0769643A - マグネタイト粉末の製造方法 - Google Patents

マグネタイト粉末の製造方法

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JPH0769643A
JPH0769643A JP6155715A JP15571594A JPH0769643A JP H0769643 A JPH0769643 A JP H0769643A JP 6155715 A JP6155715 A JP 6155715A JP 15571594 A JP15571594 A JP 15571594A JP H0769643 A JPH0769643 A JP H0769643A
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JP
Japan
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solution
magnetite
aging treatment
ferrous
dispersibility
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Withdrawn
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JP6155715A
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English (en)
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Takahiro Kikuchi
地 孝 宏 菊
Satoshi Uenosono
聡 上ノ薗
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】樹脂との混練性向上、低残留磁束密度化、小粒
径化、分散性向上などの諸特性を向上させることができ
るマグネタイト粉末の製造方法を提供する。 【構成】第一鉄塩水溶液にアルカリ水溶液を添加して得
られた水酸化第一鉄コロイドを含む水溶液に、加熱しな
がら空気などの酸素含有ガスを通気してマグネタイト粒
子が分散した溶液を得て、さらにこの溶液に窒素などの
非酸化性かつ非還元性ガスを通気するエージング処理に
よって、特性の優れたマグネタイト粉末を得る。エージ
ング処理は、60〜100℃の温度で、pH4〜12の
範囲で行なうのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁性トナー用材料、電磁
波吸収材、塗料用顔料などに有用な、粒度分布が狭くて
比表面積が小さく、さらに残留磁束密度が小さく、かつ
凝集しにくく樹脂中での分散性に優れたマグネタイト粉
末を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりマグネタイト粉末は、磁性トナ
ー、電磁波吸収材、塗料用顔料、磁気記録用磁性材料粉
末等、幅広く用いられている。これらの多くの用途にお
いては、マグネタイト粉末は樹脂やカップリング剤等と
の混練作業を必要とするため、マグネタイト粉末には粒
度分布が狭く比表面積が小さいこと、残留磁化が小さ
く、凝集しにくく、かつ樹脂中での分散性が良いこと等
が要求されている。
【0003】例えば電子写真現像剤の分野においては、
現像剤はキャリアを用いる二成分系トナーとキャリアを
用いずに樹脂中にマグネタイト粒子粉末等の磁性粒子粉
末を混合させたトナー粒子を用いる一成分系トナーに大
別される。近年の複写機器の高速度化、高画質化等に伴
いつつトナーについても特性向上が強く要求されてい
る。これに伴い一成分系トナー用マグネタイト粉末につ
いても樹脂との混練性向上、低残留磁束密度化、小粒径
化、分散性向上などが要求されている。
【0004】このうち樹脂中での分散性については、ト
ナーとしたときの流動性に影響する。樹脂中でのマグネ
タイト粉末の分散性が悪い場合には、トナー粒子の流動
性が低下し画像特性が低下する問題がある。樹脂中での
分散性向上のためにマグネタイト粉末の粒度分布を狭く
し比表面積を低下させ、さらに残留磁化を下げて凝集し
にくくし分散性を高めることが望まれている。
【0005】しかし、従来のマグネタイト粉末は粒度分
布が充分でなく、微粉が多く見られる問題があった。微
粉が多い場合には比表面積が大きくなるため樹脂中での
分散性が悪くなり、またマグネタイトの粒径が小さい場
合には保磁力が増大し、それに伴い残留磁化も大きくな
るため、粒子が凝集しやすくなり樹脂中でのマグネタイ
ト粉末の分散性が悪くなってしまう。このように粉末の
分散性が悪くなると、樹脂との混練性が悪くなり濃度ム
ラが生じやすくなるためトナーとした場合に画像濃度や
解像度が悪くなるすなわち充分な画像特性が得られない
という問題があった。
【0006】なお特開昭62−278131号、特開平
2−45570号、特開平3−201509号、特開平
5−43253号はいづれもマグネタイト粒子粉末に関
するものであるが、微粉が少なくて比表面積の小さい粉
末の製造法についての記載は見られない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上述した従来技術の問題点を解消しようとするもの
であり、樹脂との混練性向上、低残留磁束密度化、小粒
径化、分散性向上などの諸特性を向上させることができ
るマグネタイト粉末の製造方法を提供することを目的と
する。
【0008】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な問題のおこらないマグネタイト粉末として、微粉を減
らせば粒度分布が狭くなって比表面積を小さくすること
ができかつ残留磁束密度を低くすることができることに
着目し、その方法としてマグネタイト粒子を含む溶液を
非酸化性、非還元性雰囲気中でエージング処理すれば新
たな核生成を抑制して粒成長を優先的に促進させること
ができて微粉量を減らし得ることを見出し、鋭意検討を
重ねた結果本発明を完成したもである。
【0009】本発明は、第一鉄塩水溶液にアルカリ水溶
液を添加して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む水溶
液に、加熱しながら酸素含有ガスを通気してマグネタイ
ト粒子が分散した溶液を得て、その溶液に非酸化性かつ
非還元性ガスを通気してエージング処理を行う、マグネ
タイト粉末の製造方法を提供するものである。
【0010】なお、エージング処理は、60〜100℃
の温度で、pH4〜12の範囲で行うのが好ましい。ま
た、第一鉄塩水溶液は各種金属塩を含有していてもよ
い。
【0011】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
の方法は、まずマグネタイト粒子が分散した水溶液を製
造する第1工程、及びこの得られた分散体を含む溶液を
エージング処理する第2工程に分けることができ、この
第2工程で得られたエージング処理されたマグネタイト
粒子を水洗、濾別、乾燥、解砕することによって製品で
あるマグネタイト粉末を得るのである。
【0012】本発明において、マグネタイト粒子が分散
した水溶液を製造する第1工程は、基本的には従来から
マグネタイト粉末を得るために広く採用されている公知
方法である。例えば第一鉄塩水溶液とアルカリ金属の水
酸化物または炭酸塩水溶液とを混合して得られた懸濁液
に加熱しながら酸素を含むガスを吹き込んで酸化する方
法を採用することができる。
【0013】この際、第一鉄塩水溶液としては塩化第一
鉄溶液、硫酸第一鉄溶液、ヨウ化第一鉄溶液、臭化第一
鉄溶液などが使用でき、溶液中にZn,Mn,Ni,C
r,Cu等のスピネル化合物に入りうるイオンを含んで
いてもよい。このイオン源としては上記金属の塩であ
り、例えば鋼の酸洗廃液などを用いることができる。ア
ルカリ水溶液としては水酸化ナトリウム溶液、水酸化カ
リウム溶液、炭酸ナトリウム溶液、炭酸カリウム溶液な
どが使用できる。酸素含有ガスは空気であってもよい。
【0014】第1工程における合成条件としては温度は
60〜100℃の範囲が望ましい。60℃未満には針状
ゲーサイトが生成し、100℃超では工業的に適さな
い。合成時のpHは酸性域、中性域、アルカリ域のいず
れでも可能であるが、酸性域での合成では、反応溶液中
に鉄イオンが残存するため好ましくないので中性域ある
いはアルカリ域での合成が望ましい。
【0015】本発明において、エージング処理を行なう
第2工程は、第1工程で得られたマグネタイト粒子を含
む水酸化第一鉄コロイド溶液に加熱しながら非酸化性、
非還元性ガスを通気してエージングを行い、新たな核生
成を抑制し、微粉を溶解させて粒成長を優先的に促進さ
せることによって微粉の生成を減らし、粒度分布を狭く
するのである。粒径が小さいマグネタイト粒子ほど表面
エネルギーが大きく溶解しやすい。
【0016】エージング処理時の温度としては40℃以
上が好ましい、より好ましくは60℃以上100℃以下
である。温度が60℃よりも低い場合には微粉の溶解や
粒成長が遅く、エージングに要する時間が長く、しかも
充分な効果が得られにくいためである。また温度が10
0℃よりも高い場合にはエージングに要する時間は短く
てすむが工業的には不適である。なおエージング時の温
度は第1工程の合成過程の温度と同じである必要はな
い。
【0017】さらにエージング処理時の溶液のpHとし
ては4以上12以下が望ましい。とりわけpH6〜12
が好ましい。pH4より小さい場合には、微粉が溶解し
たあと粒成長は起こらず、鉄イオンがそのまま溶液中に
残存してしまう問題があるため、エージングの効果が充
分得られない。逆にpHが12より大きい場合には、反
応の進み方が遅いため、短時間では充分な効果が得られ
ず、エージングに要する時間が長く実用的ではない。
【0018】エージング処理中に通気するガスとしては
窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の非酸化性か
つ非還元性ガスが使用できる。エージング処理時のガス
流量は特に制限はなく、反応溶液中に空気が入り込まず
にマグネタイト粒子が過酸化しない程度であればよい。
エージング時間は反応溶液のpHにより異なるが、目的
とするマグネタイト粒子のサイズにより決まるため特に
制限はなく適宜選択すればよい。
【0019】このようにして溶液中で生成されたマグネ
タイト粒子は、常法によって水洗、濾別、乾燥、解砕す
ることによって下記に示すような優れた特性を有するマ
グネタイト粉末となる。
【0020】すなわち本発明の方法で得られるマグネタ
イト粉末は、微粉の減少により粒度分布が狭くなるので
比表面積が小さなものとなる。微粉を減らすことにより
残留磁化も低減させることができる。微粉を減らして粒
度分布を狭くすることにより比表面積が低下し、樹脂中
での分散性を改善することができる。また残留磁化の低
減によりマグネタイト粒子が凝集しにくくなるため、樹
脂中での分散性が向上し、画像特性の優れた一成分系ト
ナーを得ることができる。
【0021】このようにして、本発明の方法によれば、
比表面積が小さくかつ残留磁化が低いマグネタイト粉末
の製造が可能になるのである。
【0022】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。なお、実施例における平均粒子径は空気透過法
により求めた値を、比表面積はBET法により求めた数
値を示した。また、飽和磁化σs、残留磁化σrは東栄
工業製のVSMを用いて印加磁場10KOeで測定し
た。さらに、分散性についてはプラスチコーダーを使用
し、マグネタイト47重量%とスチレン樹脂53重量%
を混合したものを100℃で混練し、そのときの電流値
(トルク)で評価した。
【0023】(実施例)第一鉄塩(硫酸第一鉄または塩
化第一鉄)溶液とアルカリ(NaOHまたはKOH)溶
液とを所定量混合して水酸化第一鉄コロイド溶液を作製
した。この際一部の実施例においては水あるいは金属塩
を添加した。この溶液を窒素バブリングを行いながら加
熱し、所定温度に到達した後窒素バブリングをやめ、空
気バブリングを行いFe(OH)2 を酸化させ、マグネ
タイト粒子を生成させた。反応が終了した時点で反応溶
液の一部を抜き取り、水洗、ろ別、乾燥後解砕してマグ
ネタイト粒子とし、評価を行った。
【0024】残りの溶液を所定温度に調整して一定温度
に保持し、場合によってpH調整物質を添加して所定の
pHとし、一定温度に保ちながら溶液に非酸化性、非還
元性ガスを通気してエージング処理を行った。エージン
グ処理を行った後、水洗、ろ別、乾燥後解砕してマグネ
タイト粒子とし、評価を行った。
【0025】表1にマグネタイト粒子の合成条件とエー
ジング条件ならびに評価結果を併せて示す。実施例1お
よび2に示すように、合成後にエージング処理を行うこ
とによって磁気特性の向上と微粒の減少が見られ、結果
として分散性が向上している。
【0026】実施例3〜10はエージング処理時の温度
の影響を見たものである。温度60℃未満ではエージン
グ処理を行わない場合に比べて分散性の向上は小さい
が、60℃以上で顕著に表れる。なお、実施例4と9に
比較するように60℃未満であっても、エージング時間
を長くすることにより分散性は向上する。その効果は実
施例7と10に比較するように温度が高いほど著しい。
【0027】実施例11〜18はエージング処理時のp
Hの影響を見たものである。pH4においてもエージン
グ処理を行わない場合に比べて分散性は向上するが、そ
の効果はpH6以上において特に顕著であることがわか
る。しかしながら実施例17に示すようにpH3ではそ
の効果は小さく、実施例18に示すようにpHが13以
上でもその効果は小さくなる。
【0028】実施例19、20は最適条件下でエージン
グ処理したマグネタイト粒子の評価結果をエージング処
理しない場合のそれと比較したものである。エージング
処理することによりマグネタイト粒子の分散性は著しく
向上することが明らかである。
【0029】実施例21〜28は水酸化第一鉄コロイド
溶液が各種金属塩を含む場合、すなわち第一鉄塩溶液と
して鋼板の酸洗液を使用とするような場合を想定して行
ったものであって、この場合においてもエージング処理
を行うことによって、分散性の優れたマグネタイト粒子
を得られることが明らかである。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【表4】
【0034】
【表5】
【0035】
【表6】
【0036】
【表7】
【0037】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、従来に比
べ同じ粒径でも比表面積が小さくて粒度分布が狭く、残
留磁化の小さなマグネタイト粉末が得られる。したがっ
て従来よりも樹脂中での分散性に優れたマグネタイト粉
末を提供できて一成分系トナーの高画質化に寄与する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 9/087 G03G 9/08 381

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一鉄塩水溶液にアルカリ水溶液を添加し
    て得られた水酸化第一鉄コロイドを含む水溶液に加熱し
    ながら酸素含有ガスを通気してマグネタイト粒子が分散
    した溶液を得ること、該溶液に非酸化性かつ非還元性ガ
    スを通気してエージング処理を行うこと、を特徴とする
    マグネタイト粉末の製造方法。
  2. 【請求項2】エージング処理は60℃以上100℃以下
    の温度で行う請求項1に記載のマグネタイト粉末の製造
    方法。
  3. 【請求項3】エージング処理はpH4以上12以下で行
    う請求項1または2に記載のマグネタイト粉末の製造方
    法。
  4. 【請求項4】第一鉄塩水溶液は金属塩を含有する請求項
    1〜3のいずれかに記載のマグネタイト粉末の製造方
    法。
JP6155715A 1993-07-07 1994-07-07 マグネタイト粉末の製造方法 Withdrawn JPH0769643A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012032930A1 (ja) * 2010-09-09 2012-03-15 株式会社村田製作所 マグネタイト含有樹脂および電子部品

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012032930A1 (ja) * 2010-09-09 2012-03-15 株式会社村田製作所 マグネタイト含有樹脂および電子部品
CN103098152A (zh) * 2010-09-09 2013-05-08 株式会社村田制作所 含磁铁矿的树脂及电子部件
JP5644860B2 (ja) * 2010-09-09 2014-12-24 株式会社村田製作所 マグネタイト含有樹脂および電子部品
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