PL187698B1 - Cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza i jego zastosowanie do wytwarzania tonerów,farb drukarskich i farb do atramentowych drukarekstrumieniowych - Google Patents

Cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza i jego zastosowanie do wytwarzania tonerów,farb drukarskich i farb do atramentowych drukarekstrumieniowych

Info

Publication number
PL187698B1
PL187698B1 PL97322569A PL32256997A PL187698B1 PL 187698 B1 PL187698 B1 PL 187698B1 PL 97322569 A PL97322569 A PL 97322569A PL 32256997 A PL32256997 A PL 32256997A PL 187698 B1 PL187698 B1 PL 187698B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
magnetites
production
magnetic
toner
inks
Prior art date
Application number
PL97322569A
Other languages
English (en)
Other versions
PL322569A1 (en
Inventor
Wolfgang Körschen
Ulrich Meisen
Original Assignee
Bayer Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer Ag filed Critical Bayer Ag
Publication of PL322569A1 publication Critical patent/PL322569A1/xx
Publication of PL187698B1 publication Critical patent/PL187698B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22Compounds of iron
    • C09C1/24Oxides of iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40Electric properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

1. Czastki magnetytu stanowiace magnetyczny tlenek zelaza zawierajacy od 45 do 73% masowych Fe, o jasnosci (L*) od 45,0 do 65,0 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (b*) od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB i z jednym lub zwieksza liczba dodatkowych zwiazków wybranych z grupy obejmujacej tlenki, wodorotlenki, oksywodorotlenki, slabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyrkonu(IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV) w ilosci od 0,1 do 5% masowych, które to dodatkowe zwiazki zwiekszaja ladunek tryboelektryczny wyjsciowego materialu bez dodatku o co najmniej 30%, dajace sie wytworzyc przez umieszczenie w naczyniu magnetycznego tlen- ku zelaza zawierajacego od 45 do 73% masowych zelaza, o jasnosci (L*) od 45,0 do 70 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB i odcieniu zabarwienia (b*) od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB, dodanie do niego jednego lub wiecej dodatkowych zwiazków wybranych z grupy obejmujacej tlenki, wodorotlenki, oksywodo- rotlenki, slabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyr- konu (IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV) w postaci cieklej lub stalej, nastepne staranne wymieszanie calosci oraz ewentualne wysuszenie. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza zawierający zgodnie z oznaczeniem według DIN 55 913 od 45 do 73% masowych Fe, korzystnie od 62 do 71% masowych, zwłaszcza korzystnie od 67 do 71,5% masowych o jasności (L*) od 45,0 do 65,0 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (b*) od -1/0 do -7,0 jednostek CIELAB i z jednym lub z większą liczbą dodatkowych związków wybranych z grupy obejmującej tlenki, wodorotlenki, oksywodorotlenki, słabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyrkonu(IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV) w ilości od 0,1 do 5% masowych, które to dodatkowe związki zwiększają ładunek tryboelektryczny wyjściowego materiału (bez dodatku) o co najmniej 30%, korzystnie o co najmniej 50%, dające się wytworzyć przez umieszczenie w naczyniu magnetycznego tlenku żelaza zawierającego od 45 do 73% masowych żelaza, o jasności (L*) od 45,0 do 70 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB i odcieniu zabarwienia (b*) od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB, dodanie do niego jednego lub więcej dodatkowych związków wybranych z grupy obejmującej tlenki, wodorotlenki, oksywodorotlenki, słabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyrkonu(IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV), w postaci ciekłej lub stałej, następne staranne wymieszanie całości oraz ewentualne wysuszenie.
Korzystnie dodatkowy związek dodaje się do wodnej zawiesiny magnetycznego tlenku żelaza.
Ładunek tryboelektryczny magnetycznych tlenków żelaza według wynalazku korzystnie wynosi od -10 do +10 pC/g, a najkorzystniej od 0 do +10 pC/g. Na ogół magnetyczne tlenki żelaza mają ładunek tryboelektryczny <-5 pC/g; sporadycznie występują tlenki żelaza o ładunku tryboelektrycznym >-5 pC/g, jednak charakteryzują się one zwykle złymi wartościami zabarwienia.
Następnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie cząstek magnetytu według wynalazku do wytwarzania tonerów, farb drukarskich i farb do atramentowych drukarek strumieniowych.
Magnetyty według wynalazku można korzystnie wytworzyć w następujący sposób:
1. Przygotować składnik zasadowy w atmosferze gazu obojętnego.
2. Podgrzać, mieszając do temperatury wytrącania.
3. Wprowadzić składnik zawierający żelazo(II) oraz dodatkowy związek.
4. Podgrzać do temperatury reakcji.
5. Utlenić środkiem utleniającym do uzyskania pożądanej zawartości żelaza(III).
Można też jednak wytworzyć magnetyt lub ferryt typu spinelu w inny znany jako taki sposób.
Związek dodawany w celu osiągnięcia pożądanej wartości ładunku tryboelektrycznego można wprowadzić, w zależności od rodzaju tego związku, w procesie wytrącania składnika zawierającego zelazo/II/ albo do gotowej przemytej zawiesiny magnetytu.
187 698
Jako dodatki korzystnie stosuje się następujące związki:
tlenki pierwiastków z grupy obejmującej Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn;
wodorotlenki lub oksywodorotlenki pierwiastków z grupy obejmującej Li, Na, K, Mg,
Ca, Sr, Ba, Zn, Mn;
słabo rozpuszczalne w wodzie sole pierwiastków z grupy obejmującej Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn;
dobrze rozpuszczalne w wodzie sole pierwiastków z grupy obejmującej Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Mn;
organiczne pochodne cyrkonu,''IV/, takie jak np. estry kwasów cyrkono/IV/tłuszczowych;
organiczne pochodne ceru/IV/, takie jak np. estry kwasów cero/IV/tłuszczowych; organiczne pochodne cyny/IV/, takie jak np. estry kwasów cyno/IV/tłuszczowych.
Jako składnik zasadowy do wytwarzania magnetytów korzystnie stosuje się wodorotlenek metalu alkalicznego, wodorotlenek metalu ziem alkalicznych, tlenek metalu ziem alkalicznych, węglan metalu alkalicznego lub amoniak.
Żelazo/II/ wprowadza się z reguły w postaci rozpuszczalnego w wodzie składnika zawierającego żelazo/II/, przy czym zwłaszcza korzystne jest stosowanie FeSOą lub FeCh. Można też jednak stosować inne rozpuszczalne w wodzie związki żelaza/II/. Jako środek utleniający może być używany tlen powietrza, czysty tlen, H2 O2, chloran metalu alkalicznego /V/, chloran metalu alkalicznego /VII/ lub azotan. Ze względów ekonomicznych zwłaszcza korzystne jest stosowanie tlenu powietrza, czystego tlenu, H2 O2 albo azotanu sodu.
Magnetyczne tlenki żelaza wytworzone według znanych sposobów /np. jednoetapowa metoda strąceniowa, niemiecki opis patentowy nr 3 209 469/ zawierają zwykle 45-73% masowych żelaza /oznaczenie według DIN 55 913/, w zależności od zawartości Fe/II/ i ewentualnie od zawartości pierwiastka domieszkującego. Ładunek tryboelektryczny tych tlenków żelaza jest mniejszy niż -2 pC/g /metoda pomiaru - patrz dalszy tekst/. Magnetyczne tlenki żelaza wytworzone zgodnie z innymi znanymi sposobami /np. w wyniku reakcji metalicznego żelaza z nitrobenzenem/ albo na drodze innych metod strąceniowych lub redukcyjnych mają z reguły ujemny tryboelektryczny potencjał ładowania wynoszący około -5 pC/g. Magnetyty wytworzone w wyniku utleniania Fe nitrobenzenem często jednak charakteryzują się chłonnością wilgoci przekraczającą 1,5% masowych w ciągu 24 godzin. Tak duża wartość może spowodować niepożądaną zmianę właściwości podczas wytwarzania tonera.
Aby wytworzyć magnetyczne tlenki żelaza według wynalazku korzystnie wytwarza się magnetyczny tlenek żelaza jednoetapową metodą strąceniową. Ten produkt wyjściowy przed wprowadzeniem do niego dodatkowego związku charakteryzuje się jasnością/L*/ od 45,0 do 70,0 jednostek CIELAB, odcieniem zabarwienia /a*/ od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB, odcieniem zabarwienia /b*/ od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB, zawartością żelaza 45-73% masowych i ładunkiem tryboelektrycznym około -2 pC/g. W wyniku wprowadzenia dodatkowego związku otrzymuje się magnetyczny tlenek żelaza zawierający 45-73% masowych Fe i o jasności /L*/ 45,0 - 65,0 jednostek CIELAB. Pozostałe właściwości optyczne zmieniają się nieznacznie. Szczególną zaletę produktu według wynalazku stanowi mała chłonność wilgoci. Ładunek tryboelektryczny produktu zwiększa się o co najmniej 30% w porównaniu z materiałem wyjściowym.
Ładunek tryboelektryczny magnetycznych tlenków żelaza według wynalazku korzystnie wynosi od -10 pC/g do +10 pC/g. Zwłaszcza korzystne są magnetyczne tlenki żelaza o ładunku tryboelektrycznym od 0 do 10 pC/g, przy czym wartość ładunku tryboelektrycznego określa się w sposób bliżej opisany w dalszym tekście.
Środek domieszkujący wymagany w celu uzyskania ładunku tryboelektrycznego może być wprowadzony w postaci rozpuszczalnych w wodzie soli wymienionych uprzednio metali do składnika zawierającego żelazo/II/. Można też stosować surowy materiał wyjściowy, który juz zawiera pożądaną ilość dodatku. Można więc na przykład wykorzystać zużyte kwasy odpadkowe z trawienia stali zawierającej Mg lub Zn; w skład tych kwasów, oprócz Fe, wchodzą odpowiednie ilości Mg albo Zn. Dodatkowy związek można również wprowadzić na przykład w postaci tlenków, oksywodorotlenków, wodorotlenków, słabo rozpuszczalnych soli magne6
187 698 zu, manganu, wapnia lub cynku, bądź też w postaci wymienionych uprzednio związków organicznych do gotowej zawiesiny magnetytu już po przemyciu i odsączeniu a przed suszeniem. Potrzebną ilość wymaganego związku dodatkowego wprowadza się przy użyciu odpowiedniego dozownika i za pomocą sprawnego urządzenia dyspergującego całkowicie rozprowadza w zawiesinie magnetytu. Aby zapobiec rozdzieleniu układu w trakcie suszenia, zawiesinę dysperguje się podczas podawania jej do suszarki.
Właściwości gotowych magnetycznych tlenków żelaza z tlenków żelaza zawierających 45-73% masowych Fe mierzy się według następujących metod:
1. Pomiar ładunku tryboelektrycznego proszkowego produktu końcowego /takiego jaki jest zastrzeżony w zastrzeżeniach/.
W szklanej butelce o pojemności 10 ml w ciągu 15 minut z szybkością 60 obrotów/min przy użyciu wózka obrotowego miesza się i ładuje elektrycznie 0,5 g suchego magnetycznego tlenku żelaza z 9>5 g żywicy styrenowo-akrylanowej firmy Degussa /typ VPOT 409/. Następnie z mieszaniny pobiera się próbkę około 100 mg, dokładnie ją odważa i wprowadza do „zdmuchującego” /ang. blow-off/ aparatu służącego do pomiaru ładunku proszków /wytwórca: firma Toshiba Chem. Prod. Co. Ltd., Tokio, typ TB 200/. Pomiar ładunku tryboelektrycznego następuje po przedmuchaniu azotem pod ciśnieniem 0,1 MPa wciągu 30 sekund. W komorze Faradaya aparatu TB 200 znajduje się z tego względu starannie oczyszczone sito ze stali nierdzewnej z otworami o wymiarze 60 pm.
2. Wartość zabarwienia określa się w wyniku sporządzenia lakieru. W tym celu w młynku o średnicy 25 mm /wytwórca: firma Engelsmann/ pod obciążeniem 2,5 kg rozciera się 2,0 g środka wiążącego Alkydal F 48 /produkt firmy Bayer AG/, 0,1 g ocenianego magnetycznego tlenku żelaza i 1,0 g TiO2 Bayertitan R-FK2 /produkt firmy Bayer AG/. Pomiar wartości zabarwienia prowadzi się według ASTM E 308-90, D 3964, D 2244-89. Ocena następuje z włączeniem połysku, bez matematycznego uwzględnienia udziału połysku, pod standardowym kątem obserwacji /27 w znormalizowanym świetle C. Rozdzielczość widmowa używanego urządzenia pomiarowego wynosi 20 nm. Przed pomiarem 3,2 g magnetycznego tlenku zelaza miele się w ciągu 30 sekund w mikrodyspergatorze firmy Braun za pomocą kulki agatowej średnicy 10 mm.
3. Właściwości magnetyczne /siła koercji, właściwa magnetyzacja nasycenia, właściwe namagnesowanie szczątkowe/ określa się w aparacie do pomiaru właściwości magnetycznych firmy Bayer w warunkach natężenia pola wynoszącego 5000 Oe.
4. Powierzchnię metodą BET mierzy się według DIN 66 131. Mieszanina gazów: 90% He + 10% N2, temperatura pomiaru 77,4 K, wygrzewanie w temperaturze 140°C w ciągu 60 minut.
5. Analiza elementarna Si, Mn, Ca, Mg, Zn, Na itd. Pierwiastki oznacza się na drodze analizy widmowej metodą ICP- OES.
6. Analiza elementarna Fe, Fe/II/, Fe/III/
Oznaczanie prowadzi się według DIN 55 913. Zawartość Fe/II/ określa się na drodze miareczkowania KMnO4 za pomocą odczynnika roztworu mianowanego /Mettler DL-70/. Zawartość Fe/III/ oznacza się w sposób analogiczny, stosując TiCL·,. Zawartość łączną oblicza się na podstawie wyników obydwu powyższych oznaczeń i odważki. Oznaczanie miana obydwu roztworów mianowanych odbywa się codziennie.
7. Postać i wymiary cząstek
Wymiary i postać cząstek ocenia się na podstawie fotografii wykonanych za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego /TEM/; powiększenie 30 000.
Przykład 1
Strącany magnetyt wytwarza się zgodnie ze sposobem według japońskiego opisu patentowego nr 51 044 298. Jego ładunek tryboelektryczny, zmierzony uprzednio opisaną metodą, wynosi -1,7 pC/g. Do zawiesiny zawierającej 50% masowych tego magnetytu wprowadza się 2% masowe MgO /w przeliczeniu na magnetyt/ i dysperguje w dyspergatorze aż do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Następnie zawiesinę suszy się i miele za pomocą odpowiedniego urządzenia mielącego. Otrzymany produkt końcowy ma następujące właściwości:
187 698 jasność L*:
a*:
b*:
zawartość Si: siła koercji: wymiar cząstek: zawartość Fe: zawartość MgO: ładunek tryboeletryczny:
Przykład 2
Strącany magnetyt wytwarza się w zbiorniku z mieszadłem w wyniku wytrącenia z FeSOj za pomocą NaOH w temperaturze 85°C, w warunkach pH - 11,0 oraz następnego utlenienia tlenem powietrza w temperaturze 85°C. Ładunek tryboelektryczny tego strącanego magnetytu wynosi -1,9 pC/g. Do zawiesiny zawierającej 50% masowych powyższego magnetytu wprowadza się 2% masowe MgO /w przeliczeniu na magnetyt/ i dysperguje w dyspergatorze aż do uzyskania jednorodnej zawiesiny. Następnie zawiesinę suszy się i miele za pomocą odpowiedniego urządzenia mielącego. Otrzymany produkt końcowy ma następujące właściwości:
jasność L*:
a*:
b*:
zawartość Si: siła koercji: wymiar cząstek: zawartość Fe: zawartość MgO: ładunek tryboelektryczny:
50,8 jednostek CIELAB 0,6 jednostek CIELAB
- 3,5 jednostek CIELAB 0,68% masowych
Oe 0,2 pm
68,6% masowych 1,5% masowych +1,6 pC/g
58,4 jednostek CIELAB -0,1 jednostek CIELAB -5,9 jednostek CIELAB 0,01% masowych 93 Oe
0,3 pm
70,3% masowych 1,6% masowych +2,0 pC/g.
187 698
Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (3)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Cząstki magnetytu stanowiące magnetyczny tlenek żelaza zawierający od 45 do 73% masowych Fe, o jasności (L*) od 45,0 do 65,0 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (b*) od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB i z jednym lub z większą liczbą dodatkowych związków wybranych z grupy obejmującej tlenki, wodorotlenki, oksywodorotlenki, słabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyrkonu(IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV) w ilości od 0,1 do 5% masowych, które to dodatkowe związki zwiększają ładunek tryboelektryczny wyjściowego materiału bez dodatku o co najmniej 30%, dające się wytworzyć przez umieszczenie w naczyniu magnetycznego tlenku żelaza zawierającego od 45 do 73% masowych żelaza, o jasności (L*) od 45,0 do 70 jednostek CIELAB, odcieniu zabarwienia (a*) od -0,5 do 1,5 jednostek CIELAB i odcieniu zabarwienia (b*) od -1,0 do -7,0 jednostek CIELAB, dodanie do niego jednego lub więcej dodatkowych związków wybranych z grupy obejmującej tlenki, wodorotlenki, oksywodorotlenki, słabo rozpuszczalne w wodzie i dobrze rozpuszczalne w wodzie sole metali litu, sodu, potasu, magnezu, wapnia, strontu, baru, manganu i cynku, organiczne pochodne cyrkonu (IV), organiczne pochodne ceru(IV) oraz organiczne pochodne cyny(IV) w postaci ciekłej lub stałej, następne staranne wymieszanie całości oraz ewentualne wysuszenie.
  2. 2. Cząstki magnetytu według zastrz. 1, znamienne tym, że dodatkowy związek dodaje się do wodnej zawiesiny magnetycznego tlenku żelaza.
  3. 3. Zastosowanie cząstek magnetytu określonych w zastrz. 1 do wytwarzania tonerów, farb drukarskich i farb do atramentowych drukarek strumieniowych.
    Wynalazek dotyczy cząstek magnetytu, stanowiących magnetyczny tlenek żelaza, zawierający od 45 do 73% masowych żelaza oraz ich zastosowania do wytwarzania tonerów (100-procentowych pigmentów), farb drukarskich i atramentów do drukarek.
    Magnetyty w postaci cząstek, otrzymywane metodą strąceniową z roztworów wodnych są znane od dawna. Już w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 802 928 przedstawiono sposób wytwarzania magnetytu w wyniku wytrącenia siarczanu żelaza(II) za pomocą składnika zasadowego i następnego utlenienia powietrzem. Na podstawie tego sposobu opracowano od tego czasu liczne dalsze warianty wytwarzania magnetytów metodą strąceniową. Produkty te znalazły przede wszystkim zastosowanie do wytwarzania wszystkich rodzajów farb. Szczególna zaleta magnetytów w porównaniu z pigmentami organicznymi i sadzą polega na ich znacznie lepszej odporności na wpływy atmosferyczne, dzięki czemu opartych na nich farb można również używać na zewnątrz. Ponadto strącone magnetyty stosuje się do barwienia kształtek betonowych, takich jak betonowe kamienie brukarskie lub betonowe dachówki. Od dłuższego czasu magnetyty wykorzystuje się też w elektrofotografii do wytwarzania tonerów. Do wytwarzania tonerów do urządzeń kopiujących z jednoskładnikowym tonerem szczególnie przydatne są magnetyty otrzymane metodą strąceniową. Stosowany w urządzeniach kopiujących toner magnetyczny musi charakteryzować się różnymi właściwościami ogólnymi. Wraz z postępującym rozwojem i ulepszaniem urządzeń kopiujących oraz drukarek wymagania dotyczące magnetycznego tonera, a więc i stosowanego do jego wyrobu
    187 698 magnetytu, stają się coraz ostrzejsze. Najnowsza generacja drukarek osiąga rozdzielczość przekraczającą 600 dpi /kropek na cal/, co doprowadziło do opracowania drobnoziarnistego tonera z wąskim rozkładem wymiarów cząstek. Wskutek tego również stosowane tu magnetyty muszą mieć bardzo wąski rozkład wymiarów cząstek. Ponadto wymagany jest określony wymiar cząstek, aby zapewnić jednorodne rozmieszczenie cząstek magnetytu w gotowym tonerze. Same magnetyty muszą mieć wystarczająco dużą oporność elektryczną, aby móc stabilizować utajony obraz w trakcie przenoszenia elektrostatycznego. Ponadto siła koercji, magnetyzacja nasycenia oraz namagnesowanie szczątkowe muszą pozostawać we właściwym stosunku do natężenia pola panującego w aparacie. W urządzeniu kopiującym na toner działają głównie dwie siły: przyciąganie magnetyczne ustalane przez nasycenie i namagnesowanie szczątkowe oraz naładowanie tryboelektryczne. Toner odpowiedni do specjalnego urządzenia kopiującego musi więc charakteryzować się obydwiema tymi właściwościami. Na właściwości magnetyczne tlenku żelaza można wpływać poprzez postać i wymiary cząstek, a więc ostatecznie poprzez warunki wytrącania. Dobranie właściwości tryboelektrycznych nie jest możliwe w tak prosty sposób. W celu uzyskania określonej wartości potencjału naładowania stosuje się często podczas wytwarzania tonera kompleksy metali przejściowych, zwłaszcza kompleksy chromu. Substancje te są po części toksyczne i wyróżniają się stosunkowo wysoką ceną.
    Wytwarzanie magnetytów metodą strąceniową z dodatkiem krzemu przedstawiono w japońskim opisie patentowym nr 51 044 298 /Chemical Abstract/. Czyste strącane magnetyty bez dodatku obcych pierwiastków można wytwarzać w sposób periodyczny według niemieckiego opisu patentowego nr 3 209 469 albo w sposób ciągły według niemieckiego opisu patentowego nr 2 618 058. Zgodnie ze wspomnianymi opisami jako sól żelaza/II/ stosuje się FeSO4. Do wytwarzania magnetytu metodą strąceniową można też użyć innej rozpuszczalnej soli żelaza/II/. Tak więc wchodzi tu też w grę zastosowanie FeCh, zgodnie z niemieckim opisem patentowym nr 3 004 718. Wykorzystywanie FeSO4 lub FeCT ma tę zaletę, że obydwa te związki mogą być w dużych ilościach dostępne jako produkty odpadkowe w przemysłowych procesach przerobu żelaza. Jako strącalnik, oprócz najczęściej stosowanego wodorotlenku sodu, można też użyć CaO lub CaCOj /niemiecki opis patentowy nr 3 004 718/, amoniaku /niemiecki opis patentowy nr 2 460 493/ albo Na2 CO3 /europejski opis patentowy nr 187 331/. W charakterze środka utleniającego z reguły stosuje się powietrze. Przedstawiono też jednak sposoby utleniania za pomocą azotanów /opisy patentowe NRD nr 216 040 i 284 478/.
    Do zastosowań w tonerach magnetycznych zwłaszcza korzystne jest wytwarzanie magnetytów zawierających krzem. Mają one inną charakterystykę ładowania niż czyste magnetyty i przy jednakowych wymiarach cząstek charakteryzują się większą stabilnością termiczną. Sposób wytwarzania takich cząstek został przedstawiony w japońskim opisie patentowym nr 61 034 007 /Chemical Abstract/. Zgodnie z nim, do siarczanu żelaza/II/ dodaje się składnik krzemowy, co prowadzi do wytrącania kwasu krzemowego i przez to do nierównomiernego rozmieszczenia Si w sieci krystalicznej magnetytu. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 992 191 zastrzega się magnetyt zawierający 0,1-5 At% Si w przeliczeniu na Fe jako szczególnie odpowiedni do wytwarzania tonera. Od tego czasu pojawiły się liczne dalsze opisy przedstawiające wytwarzanie oraz zastosowanie magnetytów zawierających krzem. Magnetyty zawierające krzem znajdują się na rynku handlowym już od ponad 30 lat.
    Wymiary i postać cząstek magnetytu można regulować wartością pH w procesie strącania. W warunkach dużych wartości pH i, odpowiednio, małych wartości stosunku Fe/II/:NaOH /mniejszych niż 0,47/ otrzymuje się ośmiościany. Takie cząstki charakteryzują się stosunkowo dużą siłą koercji i namagnesowaniem szczątkowym. W przypadku gdy stosunek Fe/II/:NaOH jest większy niż 0,48 zwiększa się udział cząstek okrągłych, wyróżniających się bardzo małym namagnesowaniem szczątkowym. Ponadto magnetyty otrzymane w takich warunkach są na ogół, w porównaniu z magnetytami uzyskanymi w innym zakresie wartości pH, stosunkowo drobnoziarniste. Zależności te zostały opisane w Bull. Chem. Soc, Japan, 47/7/, 1974, 1646-50.
    W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 401 313 przedstawiono powierzchniowo modyfikowane cząstki, które między innymi mogą być zastosowane również w tonerach. Cząstki zawierają co najmniej jeden środek modyfikujący ładunek elektryczny
    187 698 i co najmniej jeden środek ułatwiający zdyspergowanie. Cząstki stanowią m.in. tlenki metali, takie jak tlenek żelaza.
    W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 303 749 zastrzega się magnetyczny toner zawierający magnetyczny tlenek żelaza. Użyty tlenek żelaza poddaje się działaniu organicznego tytanianu albo lecytynoreaktywnego środka sprzęgającego.
    W europejskim opisie patentowym nr 533 069 przedstawiono magnetyczny toner oraz magnetyczny wywoływacz. Do ich wytwarzania stosuje się żywicę i magnetyczny tlenek żelaza zawierający krzem.
    Celem niniejszego wynalazku było opracowanie magnetycznego tlenku żelaza posiadającego duży ładunek tryboelektryczny i jednocześnie charakteryzującego się wymaganym wąskim rozkładem wymiarów cząstek jak również wymaganymi wymiarami tych cząstek. Cel ten można osiągnąć dzięki magnetycznym tlenkom żelaza według wynalazku, zawierającym określone dodatki/środki domieszkujące.
PL97322569A 1996-10-15 1997-10-13 Cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza i jego zastosowanie do wytwarzania tonerów,farb drukarskich i farb do atramentowych drukarekstrumieniowych PL187698B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19642534A DE19642534C2 (de) 1996-10-15 1996-10-15 Magnetitteilchen, bestehend aus magnetischen Eisenoxid, Verfahren zur Herstellung und dessen Verwendung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL322569A1 PL322569A1 (en) 1998-04-27
PL187698B1 true PL187698B1 (pl) 2004-09-30

Family

ID=7808828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97322569A PL187698B1 (pl) 1996-10-15 1997-10-13 Cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza i jego zastosowanie do wytwarzania tonerów,farb drukarskich i farb do atramentowych drukarekstrumieniowych

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6143194A (pl)
EP (1) EP0837108B1 (pl)
JP (1) JPH10130526A (pl)
KR (1) KR100473298B1 (pl)
CZ (1) CZ294122B6 (pl)
DE (2) DE19642534C2 (pl)
HU (1) HUP9701650A3 (pl)
PL (1) PL187698B1 (pl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10043492A1 (de) * 2000-09-01 2002-03-14 Bayer Ag Verwendung von Magnetteilchen und Verfahren zu deren Herstellung
DE10044397A1 (de) * 2000-09-08 2002-03-21 Bayer Ag Magnetite und deren Verwendung bei der Herstellung von Tonern
DE60133256T2 (de) * 2000-11-01 2009-04-16 Fuji Xerox Co., Ltd. Schwarzer elektrophotographischer Toner, elektrophotographischer Entwickler und Bildherstellungsverfahren
US6726759B2 (en) * 2002-07-01 2004-04-27 Nu-Kote International, Inc. Aqueous magnetic ink character recognition ink-jet ink composition
US6767396B2 (en) * 2002-07-01 2004-07-27 Nu-Kote International, Inc. Process for the preparation of aqueous magnetic ink character recognition ink-jet ink compositions
DE102005003356A1 (de) * 2005-01-25 2006-07-27 Lanxess Deutschland Gmbh Reduktionsstabile Zinkferrit-Farbpigmente, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
US20150140595A1 (en) * 2012-05-22 2015-05-21 Joseph Gerard Utermohlen Formulations for the synthesis of paramagnetic particles and methods that utilize the particles for biochemical applications
JP6934839B2 (ja) * 2018-05-11 2021-09-15 日清紡ブレーキ株式会社 摩擦材の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5528203B2 (pl) * 1974-10-14 1980-07-26
DE2625106C2 (de) * 1976-06-04 1982-03-11 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Eisenoxidschwarz-Pigmente mit verbesserter Oxidationsbeständigkeit und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3209469A1 (de) * 1981-03-19 1982-09-30 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von eisenoxidschwarz-pigmenten mit verbesserter saeurebestaendigkeit und deren verwendung
DE3632913A1 (de) * 1986-09-27 1988-03-31 Bayer Ag Eisenoxidfarbpigmente mit verbesserten verarbeitungseigenschaften und verbesserter koloristik, verfahren zu deren herstellung sowie ihre verwendung
DE3734342C1 (de) * 1987-10-10 1989-03-30 Bayer Ag Feinteilige Eisenoxidschwarzpigmente,Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
US5401313A (en) * 1993-02-10 1995-03-28 Harcros Pigments, Inc. Surface modified particles and method of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP0837108A1 (de) 1998-04-22
DE59706368D1 (de) 2002-03-21
HUP9701650A2 (hu) 1999-06-28
HUP9701650A3 (en) 2002-02-28
PL322569A1 (en) 1998-04-27
DE19642534A1 (de) 1998-04-16
US6143194A (en) 2000-11-07
KR19980032796A (ko) 1998-07-25
EP0837108B1 (de) 2002-02-13
DE19642534C2 (de) 1998-10-15
CZ294122B6 (cs) 2004-10-13
HU9701650D0 (en) 1997-12-29
JPH10130526A (ja) 1998-05-19
CZ326797A3 (cs) 1998-06-17
KR100473298B1 (ko) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4975214A (en) Magnetic iron oxide containing silicon element and process for producing same
PL187698B1 (pl) Cząstki magnetytu, stanowiące magnetyczny tlenek żelaza i jego zastosowanie do wytwarzania tonerów,farb drukarskich i farb do atramentowych drukarekstrumieniowych
JP4153698B2 (ja) 磁鉄鉱粒子の製法
JP3551204B2 (ja) 黒色磁性酸化鉄粒子粉末
EP1466868B1 (en) Black composite oxide particle and method for production thereof
JP4938168B2 (ja) 低磁性黒色顔料粉末及びその製造方法並びにその用途
JP4183497B2 (ja) 黒色複合酸化物粒子及びその製造方法
KR100788147B1 (ko) 자철광 입자를 함유하는 토너
JP3828727B2 (ja) 酸化鉄粒子
JP4259830B2 (ja) マグネタイト粒子
EP2891925B1 (en) Carrier core material for electrophotographic developer, carrier for electrophotographic developer, and electrophotographic developer
JP4440551B2 (ja) 低−Siマグネタイトの製法
JP2000351630A (ja) マグネタイトの製造方法
AU729360B2 (en) Use of free-flowing, magnetic iron oxide with 50 to 73 wt. per cent iron content
JP4259831B2 (ja) マグネタイト粒子の製造方法
JPH10279314A (ja) 非磁性黒色顔料粉末、該非磁性黒色顔料粉末を用いた非磁性黒色塗料並びに該非磁性黒色顔料粉末を用いた黒色ゴム・樹脂組成物
JP4037014B2 (ja) マグネタイト粒子及びその製造方法
JP5029981B2 (ja) 黒色複合酸化鉄粒子及びそれを用いた電子写真用トナー並びに画像形成方法
MXPA98004808A (en) Use of fluent magnetic iron oxide with 50 a73% in hie content weight
HK1043631A (zh) 含磁铁矿颗粒的有机调色剂

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20051013