(57)【要約】【課題】帯電量が大きく、高い疎水性を有し、トナーに添加して用いた場合に優れた画像特性を得ることができる表面改質シリカ粉体を提供する。【手段】フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しないシラン化合物Ｂとを併用して疎水化処理されたシリカ粉体であって、上記シラン化合物ＡＢの合計量がシリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部であり、かつ上記シラン化合物Ａの量が上記シラン化合物Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）の条件下で表面処理されたことを特徴とし、摩擦帯電量が−５００μC/ｇより大きく、疎水率が７０％以上であることを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとを併用して疎水化処理されたシリカ粉体であって、上記シラン化合物Ａと疎水化剤Ｂの合計量がシリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部であり、かつ上記シラン化合物Ａの量が上記疎水化剤Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）の条件下で表面処理されたことを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体。
【請求項２】
請求項１の条件下で表面処理されることによって、摩擦帯電量が−５００μC/ｇより大きく、疎水率が７０％以上であることを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体。
【請求項３】
請求項１または２のフッ素含有表面改質シリカ粉体を含有することを特徴とするトナー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとを併用し、特定の条件下で疎水化処理することによって、高い摩擦帯電量と疎水率を有するようにした表面改質シリカ粉体に関する。本発明の表面改質シリカ粉体は電子写真のトナー添加剤として好適である。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素含有オイルで処理したシリカ粉体やフッ素基置換シランカップリング剤で処理した無機酸化物粉末、およびこれらの微粉末を添加したトナー組成物が従来知られている（特公平3-49105号、特開昭60-93455号）。フッ素基置換シランカップリング剤で処理した微粒子を含有するトナーは、微粒子表面に存在するフッ素によって負に強く帯電するため、画像にカブリが表れず、寿命も長く、また環境依存性も少ないという優れた効果がある。さらに、環境依存性が少ないために添加用微粒子を多量に加えることができ、優れた流動性を持つトナーが得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
無機酸化物粉末をフッ素含有シラン化合物によって疎水化処理する場合、処理剤の量が少ないと強い負帯電性には至らず、また十分な疎水性が付与されないため環境依存性が大きくなり、負帯電性を長時間安定して維持することが困難となる。さらには流動性改善のためにこの疎水化処理粉末を多量に加えることができない。一方、処理剤の量が多いと強負帯電性、疎水性が向上し、環境依存性は小さくなるが、疎水化処理粉末の凝集性が大きくなるためにトナーに添加した場合十分な流動性改善効果が得られない。
【０００４】
そこで、フッ素含有シラン化合物とポリシロキサンとを併用することによって少ない使用量で高い疎水性を有するようにした疎水化アルミナ、およびこれを含有したトナー組成物が知られている（特開平4-31312号、特開平5-139726号、特開平5-45926号）。しかし、これらの従来技術のものは疎水性は高いが、帯電量は小さいものである。
【０００５】
本発明は、フッ素含有シラン化合物による表面改質シリカ粉末について、従来の上記課題を解決したものであり、フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとを併用し、特定の条件下で疎水化処理することによって、高い摩擦帯電量と疎水率を有するようにした表面改質シリカ粉体を提供する。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明は以下の構成からなる表面改質シリカ粉体とこれを含有するトナー組成物に関する。
（１）フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとを併用して疎水化処理されたシリカ粉体であって、上記シラン化合物Ａと疎水化剤Ｂの合計量がシリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部であり、かつ上記シラン化合物Ａの量が上記疎水化剤Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）の条件下で表面処理されたことを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体。
（２）上記(1)の条件下で表面処理されることによって、摩擦帯電量が−５００μC/ｇより大きく、疎水率が７０％以上であることを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体。
（３）上記(1)または(2)のフッ素含有表面改質シリカ粉体を含有することを特徴とするトナー組成物。
【０００７】
【具体的な説明】
本発明の表面改質シリカ粉体は、フッ素含有シラン化合物Ａとフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとを併用して疎水化処理されたシリカ粉体であって、上記シラン化合物Ａと疎水化剤Ｂの合計量がシリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部であり、かつ上記シラン化合物Ａの量が上記疎水化剤Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）の条件下で表面処理されたことを特徴とするフッ素含有表面改質シリカ粉体である。
【０００８】
本発明のシリカ粉体の粒径はトナー添加剤として用いる一般的な平均粒径を有するものであれば良い。このシリカ粉体の疎水化処理に用いるフッ素含有シラン化合物Ａとして、例えば以下の化合物が用いられる。
Ｃ６Ｆ１３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
Ｃ４Ｆ９ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３(ＯＣ２Ｈ５)２
Ｃ６Ｆ１３ＣＨ２ＣＨ２Ｏ(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)２(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
Ｃ７Ｆ１５ＣＨ２Ｏ(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)
Ｃ７Ｆ１５ＣＯＮＥｔ(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２ＮＥｔ(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２ＮＰｒ(ＣＨ２)３Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２ＮＥｔ(ＣＨ２)３ＳｉＣＨ３Ｃｌ２
Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ(ＯＣＨ３)３
【０００９】
上記フッ素含有シラン化合物Ａと併用されるフッ素を含有しない疎水化剤Ｂとしては、例えば、ヘキサメチルジシラザンのようなアルキルシラザン系化合物、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシランのようなアルキルアルコキシシラン系化合物、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランのようなクロロシラン系化合物、あるいはシリコーンオイル化合物などが用いられる。
【００１０】
上記シリコーンオイル系化合物の具体例としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルといったストレートシリコーンオイルやアミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルを用いることができる。また目的に応じて２種以上を混合しても良い。
【００１１】
なお、フッ素含有シラン化合物Ａおよびフッ素を含有しない疎水化剤Ｂは上記の例に限定されない。また、これらの疎水化剤はヘキサン、トルエン、アルコール（メタノール、エタノール、プロパノールなど）、アセトンなど（場合によっては水など）で希釈して用いると良い。
【００１２】
上記シラン化合物Ａおよび上記疎水化剤Ｂによるシリカ粉体の疎水化処理において、上記化合物ＡＢの合計使用量は、シリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部が適当である。この合計使用量が１０重量部より少なくとシリカ粉体の疎水率および帯電量を目的の範囲に高めることができない。また、この合計使用量が３５重量部を上回ると無機酸化物粉体の凝集が著しく大きくなり十分な流動性改善効果が得られない。
【００１３】
さらに上記合計使用量の範囲において、フッ素含有シラン化合物Ａの量はフッ素を含有しない疎水化剤Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）が適当である。シラン化合物Ａの量がこれより多いと無機酸化物粉体の疎水率を十分高めることができず、また高コストとなるため実生産には適さない。
【００１４】
以上のように、上記シラン化合物Ａと疎水化剤Ｂの合計量がシリカ粉体１００重量部に対して１０〜３５重量部であり、かつ上記シラン化合物Ａの量が上記疎水化剤Ｂの量に対して１/２以下（２Ａ≦Ｂ）の条件下で表面処理することによって、摩擦帯電量（絶対値）が−５００μC/ｇより大きく、疎水率が７０％以上である疎水性シリカ粉体を得ることができる。
【００１５】
本発明の疎水性シリカ粉体は、負の帯電量が大きく、かつ高い疎水性を有するので、トナー添加剤として用いた場合、画像の「かぶり」がなく、濃度の濃い優れた画像特性を得ることができる。また、後述の比較例に示すように、ヘキサメチルジシラザンやイソブチルトリメトキシシランのようにフッ素を含有しない疎水化剤によって疎水化処理したシリカ粉体は、帯電量が大きく疎水率が高いものでも、これをトナー組成物に添加した場合に画像特性が低下する場合があるが、本発明の疎水性シリカ粉体はこのような問題がなく、高品質の画像を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例および比較例によって具体的に示す。なお、各例において、疎水率、帯電量、安息角、篩透過率、画像特性はおのおの次のようにして測定した。
【００１７】
〔疎水率〕：疎水化処理したシリカ粉末１ｇを２００mlの分液ロートに計りとり、これに純水１００mlを加えて栓をし、ターブラーミキサーで１０分間振盪する。振盪後、１０分間静置する。静置後、下層の２０〜３０mlをロートから抜き取った後に、下層の混合液を１０mm石英セルに分取し、純水をブランクとして比色計にかけ、その５００nm波長の透過率を疎水率とした。
〔帯電量〕：７５mLのガラス容器に鉄粉キャリア５０ｇと疎水化処理したシリカ粉末０.１ｇを入れて蓋をし、ターブラミキサーで５分振盪した後、このシリカ粉末が混合した鉄粉キャリアを０.１ｇ採取し、ブローオフ帯電量測定装置（東芝ケミカル社製：TB-200型）で１分間窒素ブローした後の値を帯電量とした。
【００１８】
〔安息角〕：疎水化処理したシリカ粉末０.４ｇと負帯電性８μmトナー４０ｇとをミキサーにて攪拌混合してトナー組成物を調製し、これをパウダーテスタ（ホソカワミクロン社製:PT-N型）に装入して安息角を測定した。この値が３５度以下であるものが流動性良好である。
〔篩通過率〕：疎水化処理したシリカ粉末０.４ｇと負帯電性８μmトナー４０ｇとをミキサーにて攪拌混合してトナー組成物を調製し、これをパウダーテスタ（ホソカワミクロン社製:PT-N型）に装入し、１５０μm、７５μm、４５μmの各孔径のスクリーンを振動させながら順次篩い分けを行ない、これらのスクリーンを全て通過した割合を４５μmスクリーン通過率とし、この値が８０％以上を流動性良好であるとした。
〔画像特性〕：市販の複写機を用い、50000万枚以上刷ったところで、画像特性（カフ゛リや画像濃度）を観察して評価した。
【００１９】
〔実施例１〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してヘプタデカフロロデシルトリメトキシシラン（KBM-7803：信越化学工業社製）２ｇ、ヘキサメチルジシラザン２０ｇの混合溶液をスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ａを調製した。
【００２０】
〔実施例２〕
BET比表面積３００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil300）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してヘプタデカフロロデシルトリメトキシシラン（KBM-7803：信越化学工業社製）３ｇ、イソブチルトリメトキシシラン３０ｇの混合溶液をスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｂを調製した。
【００２１】
〔実施例３〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してトリフロロプロピルトリメトキシシラン（KBM-7103：信越化学工業社製）１０ｇ、ヘキサメチルジシラザン２０ｇの混合溶液をスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｃを調製した。
【００２２】
〔実施例４〕
BET比表面積５０m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil50）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してトリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン（TSL8257：GE東芝シリコーン社製）２ｇ、ヘキサメチルジシラザン１０ｇの混合溶液をスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｅを調製した。
【００２３】
〔実施例５〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してトリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン（TSL8257：GE東芝シリコーン社製）８ｇ、イソブチルトリメトキシシラン２０ｇの混合溶液をスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｆを調製した。
【００２４】
〔比較例１〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してヘプタデカフロロデシルトリメトキシシラン（KBM-7803：信越化学工業社製）２５ｇをスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｇを調製した。
【００２５】
〔比較例２〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してヘキサメチルジシラザン２０ｇをスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｉを調製した。
【００２６】
〔比較例３〕
BET比表面積２００m2/ｇの気相法シリカ（商品名Aerosil200）を反応槽に入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら粉１００ｇに対してイソブチルトリメトキシシラン２０ｇをスプレーし、２００℃で１２０分加熱撹拌後に冷却し、表面改質シリカ微粉体Ｊを調製した。
【００２７】
上記表面改質シリカ粉体について疎水率と帯電量を測定した。また、この表面改質シリカ粉体をトナーに混合したトナー組成物について安息角、篩透過率、画像特性を測定した。これらの結果を表面処理条件と共に表１に示した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の表面改質シリカ粉体は負の帯電量が大きく、かつ高い疎水性を有する。従って、これをトナーに添加して用いれば優れた画像特性を得ることができる。また、ヘキサメチルジシラザンやイソブチルトリメトキシシランのようにフッ素を含有しない疎水化剤によって疎水化処理したシリカ粉体は、帯電量が大きく疎水率が高いものでも、これをトナー組成物に添加した場合に画像特性が低下する場合があるが、本発明の疎水性シリカ粉体はこのような問題がなく、高品質の画像を得ることができる。
【００２９】
【表１】
2004210566.tif 000002