TW201520170A - 疏水化球狀矽石微粉末及其用途 - Google Patents

Abstract

提供一種疏水化球狀矽石微粉末，其適合用以生產帶電穩定性、流動性、間隔件效果、帶電性優異的調色劑外添劑。 一種疏水化球狀矽石微粉末，其特徵為粉體電阻為1.0×1013Ω．cm以上3.0×1014Ω．cm以下，水分量為0.5wt%以下，振實密度(tap density)為0.10g/cm3以上0.40g/cm3以下。

Description

疏水化球狀矽石微粉末及其用途

本發明係關於疏水化球狀矽石微粉末及其製造方法與其之用途。

以往使用於數位影印機或雷射印表機等的靜電荷影像顯影用調色劑，為了改善流動性或穩定帶電特性，經表面處理的矽石微粉體被作為調色劑外添劑使用。對該矽石微粉體所要求的特性，是凝聚少且高分散，這樣是為了減少因濕度所致帶電量之變化而具有高疏水性，而且可使調色劑表面均勻地被覆。就矽石微粉體之比表面積，雖係使用200至500m²/g左右之超微粉末，不過可確認在進行著重複的影像形成時，在調色劑微粒表面埋沒矽石超微粉末，調色劑之流動性、摩擦帶電量(frictional electrification)、轉印性等降低，引起影像不良。

為了減低該矽石超微粉末之埋沒，有併用比表面積小於80m²/g的粒徑比較大的無機微粉末之方法(專利文獻1、專利文獻2)。粒徑比較大的無機微粉末顯現減低調色劑彼此直接接觸產生的應力(stress)的間隔件效果。藉此，可採取抑制矽石超微粉末之埋沒，謀求調色劑長效化之方法等。

在調色劑之流動性方面，若增加粒徑比較大的無機微粉末之外添量(external additive amount)，則會有流動性惡化的問題。針對該問題之解決，有提案一種使用己基以下烷基烷氧基矽烷，在胺系觸媒之存在下，對20至100m²/g之煙燻矽石(fumed silica)進行表面處理之方法(專利文獻3)。

又，有提案一種方法，其中在對藉由溶膠凝膠法所得親水性球狀矽石微粒進行疏水化處理所得20至500nm之疏水性球狀矽石微粒上黏附電荷控制劑的控制外添用電荷之微粒，使該控制外添用電荷之微粒保持摩擦帶電量於一定範圍的方法(專利文獻4)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平5-346682號公報

[專利文獻2]日本特開2000-81723號公報

[專利文獻3]日本特開2004-231498號公報

[專利文獻4]日本特開2011-185998號公報

但是，在專利文獻1及專利文獻2之方法中，粒徑比較大的無機微粉末，相較於超微粉末，有帶電量較小的傾向，若針對提高間隔件效果而增加外添量，則會招致帶電量降低。

在專利文獻3，由於煙燻矽石之形狀、及烷基矽烷所 致凝聚，若增加外添量則會有流動性惡化之虞。

在專利文獻4，減低調色劑彼此直接接觸產生的應力的間隔件效果還不充分，會有因重複使用所致電荷控制劑之脫落而招致帶電量降低之虞。因此，吾人謀求針對粒徑比較大的微粉末之帶電特性、流動特性的進一步改善。

本發明之目的，在於提供一種疏水化球狀矽石微粉末，其適合用以生產帶電穩定性、流動性、間隔件效果、帶電量優異的調色劑外添劑。

本發明人等為達成上述目的，進行戮力研究而在控制粉體電阻、水分量、振實密度(tap density)上獲得成功，並發現達成該等的疏水化球狀矽石微粉末。本發明係基於此等真知灼見者，本發明係為解決上述課題，而採用下述(1)之手段。

(1)一種疏水化球狀矽石微粉末，其特徵為粉體電阻為1.0×10¹³Ω．cm以上3.0×10¹⁴Ω．cm以下，水分量為0.5wt%以下，振實密度為0.10g/cm³以上0.40g/cm³以下。

又，較佳為採用以下之手段。

(2)如前述(1)之疏水化球狀矽石微粉末，其中該疏水化球狀矽石微粉末之以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑為0.080μm以上0.200μm以下，該疏水化球狀矽石微粉末之最大粒徑為0.800μm以下。

(3)如前述(1)或(2)之疏水化球狀矽石微粉末，其中在該疏水化球狀矽石微粉末中顯微鏡法所致投影面積圓 相當直徑0.100μm以上的微粒為平均球形度0.88以上， 在該顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數為100%之情形，球形度0.85以下微粒之個數比例為20%以下， 在該顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數為100%之情形，球形度0.80以下微粒之個數比例為10%以下。

(4)一種如前述(1)至(3)中任一項之疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，其中在溫度35℃以上55℃以下、絕對濕度40g/m³以上100g/m³以下之條件下放置24小時以上的球狀矽石微粉末上，對每1m²之該球狀矽石微粉末噴霧4.0×10^-6mol以上1.5×10^-5mol以下的六甲基二矽氮烷。

(5)如前述(1)之疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，其中該球狀矽石微粉末之水分量為0.4wt%以下，以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑為0.070μm以上0.170μm以下，最大粒徑為0.300μm以下。

(6)一種靜電荷影像顯影用調色劑外添劑，其含有如前述(1)至(3)中任一項之疏水化球狀矽石微粉末。

根據本發明係提供一種疏水化球狀矽石微粉末，其適合用以生產帶電穩定性、流動性、間隔件效果、帶電量優異的調色劑外添劑。

[實施發明之形態]

茲詳細說明本發明之實施形態如下。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末必須是粉體電阻為1.0×10¹³Ω．cm以上3.0×10¹⁴Ω．cm以下。粉體電阻小於1.0×10¹³Ω．cm時，帶電量變小，在使用於調色劑外添劑時，發生調色劑帶電量降低之問題。另一方面，粉體電阻超過3.0×10¹⁴Ω．cm時，雖然初期帶電量變大，但經時變化所致帶電劣化變大，在作為調色劑外添劑使用時，發生印字特性之經時穩定性惡化之問題。較佳的粉體電阻為1.5×10¹³Ω．cm以上2.5×10¹⁴Ω．cm以下，更佳為2.0×10¹³Ω．cm以上2.0×10¹⁴Ω．cm以下。又，粉體電阻例如可為1.5×10¹³、1.6×10¹³、2.0×10¹³、5.0×10¹³、1.0×10¹⁴、1.9×10¹⁴、2.0×10¹⁴、2.1×10¹⁴、2.5×10¹⁴、2.9×10¹⁴、或3.0×10¹⁴Ω．cm，亦可在該等任意的二個值之範圍內。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末之粉體電阻可使用三菱化學Analytech公司製「粉體電阻測定系統MCP-PD51、4探針Probe」來測定。在溫度25℃、相對濕度55%之條件下，將2.0g疏水化球狀矽石粉末靜置24小時後，填充於 20mm之測定用鑄模，在38.2MPa之加壓下進行測定。又，外加電壓為1000V、電壓外加時間為20秒。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末必須是水分量0.5wt%以下。水分量在使用於調色劑外添劑時，會影響帶電量大小與環境差(在高溫高濕下與 低溫低濕下的帶電量之差)。水分量變多而超過0.5wt%時，則帶電量降低，亦招致環境差之惡化。較佳的水分量為0.4wt%以下，更佳為0.3wt%以下。又，水分量例如可為0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.05或0.01wt%以下，亦可在該等任意二個值之範圍內。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末之水分量，可使用卡耳-費雪法(Karl Fischer’s method)來測定。卡耳-費雪測定係使用三菱化學公司製水分氣化裝置VA-122與三菱化學公司製水分測定裝置CA-100，且在水分測定裝置之陽極液係使用Aquamicron AX(三菱化學公司製)、在陰極液係使用Aquamicron CXU(三菱化學公司製)。在卡耳-費雪測定時，將背景值固定在0.20(μg/秒)，持續進行測定至所檢測的水分低於背景值為止。在水分氣化裝置之電加熱器所致加熱處理時，不使疏水化球狀矽石微粉末暴露於外界氣體，並將產生自水分氣化裝置的水分隨同高純度氬300ml/分鐘導入卡耳-費雪裝置，並測定水分量。在本發明，將在溫度25℃、相對濕度55%之條件下靜置24小時後將疏水化球狀矽石微粉末裝入裝置，在水分氣化裝置之電加熱器的加熱溫度成為200℃為止產生的水分設為水分量。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末必須是振實密度0.10g/cm³以上0.40g/cm³以下者。振實密度小於0.10g/cm³時，作為調色劑外添劑使用時，調色劑樹脂表面之疏水化球狀矽石微粉末被覆率易於變低，有著間隔件效果降低之問題。另一方面，振實密度超 過0.40g/cm³時，在進行疏水化表面處理時，進行均勻處理有困難，有經時變化所致帶電劣化變大的問題。較佳的振實密度為0.13g/cm³以上0.35g/cm³以下，更佳為0.15g/cm³以上0.30g/cm³以下。又，振實密度可為例如0.10、0.11、0.15、0.19、0.20、0.21、0.25、0.29、0.30、0.31、0.35、0.39、或0.40g/cm³，亦可在該等任意二個值之範圍內。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末之振實密度可使用粉末測定器測定。測定裝置係使用Hosokawamicron公司製「PT-E型」。在溫度25℃、相對濕度55%之條件下將靜置24小時的疏水化球狀矽石微粉末裝入100ml之杯中，以1秒1次之速度進行180次振實(tapping)後，測定表觀密度。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末較佳為用雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑為0.080μm以上0.200μm以下，較佳為最大粒徑0.800μm以下。平均粒徑小於0.080μm時，在使用於調色劑外添劑時，會有伴隨時間變化產生對調色劑之埋沒，而慢慢降低間隔件效果的可能性。另一方面，平均粒徑超過0.200μm，及/或最大粒徑超過0.800μm時，因大直徑微粒之影響，有降低調色劑外添劑之流動性的可能性。平均粒徑更佳為0.085μm以上0.180μm以下，最佳為0.090μm以上0.160μm以下。又，最大粒徑更佳為0.700μm以下，最佳為0.600μm以下。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微 粉末之雷射繞射散射式粒度分布，可使用Beckman Coulter公司製「LS-230」測定。在測定時，溶劑係使用乙醇，使用Tomy精工公司製「超音波產生器UD-200(裝配超微量晶片TP-040)」以200W之輸出予以分散處理3分鐘作為前處理。又，將PIDS(偏光強度微分散射；Polarization Intensity Differential Scattering)濃度調整為45至55質量%。粒度分布之解析係以粒徑通道為log(μm)=0.04之寬度將0.04至2000μm之範圍形成116分割來進行。乙醇之折射率係使用1.36，疏水化球狀矽石微粉末之折射率係使用1.50。

此外，在本發明測定的粒度分布，累積質量成為50%的微粒係平均粒徑、累積質量成為100%的粒徑為最大粒徑。

本發明之一實施形態中，疏水化球狀矽石微粉末之顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒為平均球形度0.88以上，在顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數成為100%之情形，球形度0.85以下微粒之個數比例為20%以下，在顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數成為100%之情形，較佳為0.80以下微粒之個數比例10%以下。

球形度低的微粒，多為具有結構物(structure)結構之情形或形成凝聚體之情形，球形度越低，則其傾向更為顯著。顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒，為平均球形度0.88以上，在顯微鏡法所致投影面積 圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數成為100%之情形，只要球形度0.85以下微粒之個數比例為20%以下、球形度0.80以下微粒之個數比例為10%以下，則結構物結構微粒或凝聚體少，使用作為調色劑外添劑時，可發揮更優異的帶電穩定性。顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之平均球形度更佳為0.90以上，最佳為0.92以上。又，在顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數成為100%之情形，球形度0.85以下微粒之個數比例為15%以下、球形度0.80以下微粒之個數比例為8%以下更佳，球形度0.85以下微粒之個數比例為10%以下、球形度0.80以下微粒之個數比例為6%以下最佳。

在本發明之一實施形態，疏水化球狀矽石微粉末之球形度可以下述方法測定。在以碳糊將疏水化球狀矽石微粉末固定於試料臺後，進行鋨塗布，將以日本電子公司製掃描型電子顯微鏡「JSM-6301F型」攝影的倍率50000倍、解像度2048×1356像素的影像擷取於個人電腦。將該影像擷取於Mountech公司製影像解析裝置「MacView Ver.4」，並自微粒之投影面積(A)與周長(PM)測定球形度。將對應於周長(PM)的正圓面積設為(B)時，則該微粒之球形度成為A/B，故若假設具有與試料周長(PM)相同之周長的正圓，則因PM=2πr、B=πr²，而成為B=π×(PM/2π)²，各個微粒之球形度，則為球形度=A/B=A×4π/(PM)²。求得如此所得任意投影面積圓相當直徑0.100μm以上的微粒200個之球形度，將其平均值作 為平均球形度。又，由該等微粒200個中之球形度0.85以下，或者0.80以下微粒之個數，計算各微粒之個數比例。

茲就本發明之一實施形態的球狀矽石微粉末之疏水化處理法加以說明。本發明人等發現在以六甲基二矽氮烷進行疏水化處理前，藉由在球狀矽石微粉末表面預先吸附水分，而可使矽醇基活性化，並在球狀矽石微粉末表面以高反應率鍵結六甲基二矽氮烷，可提高疏水化球狀矽石微粉末之帶電穩定性。本發明人等進一步已知在吸附水分時，相較於單純將水噴霧再予吸附，藉由以水蒸氣之狀態且在特定溫度及濕度條件下吸附水分，則可在球狀矽石微粉末表面以高反應率非常均勻地鍵結六甲基二矽氮烷，可進一步提高疏水化球狀矽石微粉末之帶電穩定性。又，吾人已知可顯著降低水分影響所致凝聚的發生，對於流動性的提高亦有效。

本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，較佳為使用在以六甲基二矽氮烷進行疏水化處理前，在溫度35℃以上55℃以下、絕對濕度40g/m³以上100g/m³以下之條件下放置24小時以上的球狀矽石微粉末為佳。在以六甲基二矽氮烷進行疏水化處理之前，藉由在溫度35℃以上55℃以下、絕對濕度40g/m³以上100g/m³以下之條件下，放置球狀矽石微粉末24小時以上，則可在球狀矽石微粉末表面非常均勻地存在水分。藉此，在將六甲基二矽氮烷噴霧時，可進行均勻的疏水化處理，在作為調色劑外添劑使用時，可提高經時變化所 致帶電穩定性。若溫度小於35℃，及/或絕對濕度小於40g/m³時，因存在於球狀矽石微粉末表面的水分量變少，故在以六甲基二矽氮烷進行疏水化處理時之均勻疏水性成為不充分，在作為調色劑外添劑使用時，則無法充分提高經時變化所致帶電穩定性。放置時間小於24小時之情形亦相同，因存在於球狀矽石微粉末表面的水分量變少，故不佳。另一方面，溫度超過55℃，及/或絕對濕度超過100g/m³時，則由於在球狀矽石微粉末彼此間作用的液體交聯之作用，球狀矽石微粉末將會凝聚。因此，在以六甲基二矽氮烷進行疏水化處理時，球狀矽石微粉末之凝聚內部的疏水性降低，結果無法充分提高經時變化所致帶電穩定性。更佳為溫度37℃以上53℃以下，最佳為40℃以上50℃以下。又，絕對濕度更佳為45g/m³以上90g/m³以下，最佳為50g/m³以上80g/m³以下。

本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，係以上述條件將水分均勻地存在於球狀矽石微粉末後，對每1m²之球狀矽石微粉末噴霧4.0×10^-6mol以上1.5×10^-5mol以下之六甲基二矽氮烷為佳。六甲基二矽氮烷之噴霧量係每1m²之球狀矽石微粉末小於4.0×10^-6mol時，則均勻疏水性成為不充分，使用作為調色劑外添劑時，無法充分提高經時變化所致帶電穩定性。另一方面，超過1.5×10^-5mol時，則疏水化球狀矽石微粉末將會凝聚，結果降低調色劑樹脂表面之疏水化球狀矽石微粉末被覆率，而有間隔件效果降低之問題。六甲基二矽氮烷之噴霧量更佳為每1m²之球狀矽石微粉末 5.5×10^-6mol以上1.4×10^-5mol以下，最佳為7.0×10^-6mol以上1.3×10^-5mol以下。

六甲基二矽氮烷之噴霧法，例如有以浮游狀態對球狀矽石微粉末原料噴霧原液之方法，或噴霧六甲基二矽氮烷後予以氣化並與球狀矽石微粉末接觸的方法等。

在本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，對於球狀矽石微粉末原料，可單獨處理六甲基二矽氮烷，亦可以二種以上的表面處理劑處理。例如在為了提供正帶電性而併用胺基矽烷偶合劑之情形，先對球狀矽石微粉末進行胺基矽烷處理後，再實施本發明一實施形態的疏水化處理方法即可。

本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末，較佳為疏水化度為50%以上。疏水化度小於50%則在高濕度環境下調色劑之帶電特性惡化，或調色劑微粒彼此間凝聚而使流動性降低。更佳為55%以上，最佳為60%以上。疏水化度可以下述方法測定。亦即，將50ml離子交換水、0.2g試料放入燒杯，一面以磁力攪拌器攪拌，一面自滴定管(buret)滴下甲醇。隨著燒杯內甲醇濃度增加，粉體慢慢沉澱，在其總量沉澱的終點，將甲醇與離子交換水的混合溶液中甲醇容量%設為疏水化度(%)。

使用於本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之製造方法的球狀矽石微粉末，為了實現本發明之水分量、球形度之疏水化球狀矽石微粉末，較佳為使用以金屬矽的氧化反應所得之球狀矽石微粉末。

若例示球狀矽石微粉末之製造方法，可列舉：將金屬矽投入以化學火焰或電氣爐等所形成的高溫場所，一面予以氧化反應一面加以球狀化之方法(例如日本專利第1568168號說明書)；將金屬矽微粒漿液噴霧於燄火中，一面予以氧化反應一面進行球狀化之方法(例如日本特開2000-247626號公報)等。

使用於本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之製造方法的球狀矽石微粉末，水分量為0.4wt%以下，較佳為使用以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑0.070μm以上0.170μm以下，最大粒徑0.300μm以下的球狀矽石微粉末。藉由使球狀矽石微粉末之水分量為0.4wt%以下、平均粒徑為0.070μm以上0.170μm以下、最大粒徑為0.300μm以下，則較為容易實現本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之水分量0.5wt%以下、平均粒徑0.080μm以上0.200μm以下、最大粒徑0.800μm以下。

本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末之對調色劑之調配量，通常相對於100質量份調色劑，較佳為0.1至6質量份，更佳為0.3至4質量份。調配量過少時，對調色劑之附著量少，無法獲得充分的間隔件效果，過多時會有疏水化球狀矽石微粉末自調色劑表面脫離之虞。

本發明之一實施形態的含有疏水化球狀矽石微粉末之調色劑外添劑的矽石粉末，不限於單獨使用本發明之一實施形態的疏水化球狀矽石微粉末，例如亦可 併用流動性賦予效果高的200至500m²/g左右的超微粉末矽石來使用。

以添加有本發明之一實施形態的含有球狀矽石微粉末的調色劑外添劑之靜電荷影像顯影用調色劑而言，可使用將黏合樹脂與著色劑作為主成分所構成的周知之物。又，亦可依照需要添加帶電控制劑。

添加有本發明之一實施形態的含有疏水化球狀矽石微粉末之調色劑外添劑的靜電荷影像顯影用調色劑，可作為一成分顯影劑使用，又，亦可將其與載體混合作為二成分顯影劑使用。在作為二成分顯影劑使用之情形，上述調色劑外添劑可不預先添加於調色劑微粒，而在調色劑與載體之混合時添加以進行調色劑之表面被覆。以載體而言，可使用鐵粉等，或者在該等表面塗布樹脂的周知之物。

[實施例]

茲以實施例及比較例進一步詳細說明本發明如下。此外，本發明並非限定於該等。

實施例1至14比較例1至10

球狀矽石微粉末係使用設置有在燃燒爐頂部可形成內燄與外燄的雙重管結構的LPG-氧混合型燃燒器，並在下部與捕集系管線直接連結而成的裝置來製造。在上述燃燒器中心部進一步設置漿液噴霧用的二流體噴嘴，並自其中心部，以2至30L/小時之進料量噴射包含金屬矽粉末(平均粒徑10.5μm)及水的漿液(金屬矽濃度：10至70質量%)。自周圍供給氧。燄火之形成係藉由在雙重管燃燒 器之出口設置數十個細孔，並自該處噴射LPG與氧之混合氣體來進行。又，為了調整球狀矽石微粉末之水分量，在爐體中部側面安裝一流體噴嘴，並以0至10L/小時之進料量噴霧水。自二流體噴嘴噴射並通過燄火而產生的球狀矽石微粉末，係藉由鼓風機(blower)而對捕集管線進行空氣輸送，以袋式過濾器(bag filter)捕集。此外，根據漿液濃度及漿液進料量之調整來進行球狀矽石微粉末粒徑及球形度之調整。又，水分量之調整係根據水噴霧用進料量之調整來進行。

適宜調配該等，獲得各種球狀矽石微粉末。球狀矽石微粉末之水分量、平均粒徑、及最大粒徑如表1所示。將所得球狀矽石微粉末各自裝入恆溫恆濕槽(日立Appliances公司製「EC-45MHHP」)，以各種條件放置於槽內。放置於槽內時之溫度、絕對濕度、時間如表1、表2、表3所示。

將自恆溫恆濕槽取出的各100g球狀矽石微粉末即刻裝入流動層(中央化工機公司製「振動流動層裝置VUA-15型」)，並在以N₂氣體流動時以各種噴霧量噴霧六甲基二矽氮烷(信越化學工業公司製「SZ-31」)，進行20分鐘流動混合。流動混合後，升溫至130℃，一面進行氮氣通氣一面除去產生的氨水，獲得疏水化球狀矽石微粉末A至W。又，在單純地進行水噴霧而使水分吸附後，以與上述相同方法進行疏水化處理，獲得疏水化球狀矽石微粉末X。六甲基二矽氮烷之噴霧量係如表1、表2、表3所示。又，疏水化球狀矽石微粉末A至W的粉體電阻、 水分量、振實密度，以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑、最大粒徑、顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒的平均球形度、球形度0.88以下微粒之個數比例、0.85以下微粒個數比例係如表1、表2、表3所示。此外，所得疏水化球狀矽石微粉末之疏水化度均為65%以上。

為了評定疏水化球狀矽石微粉末A至W之作為調色劑外添劑的特性，壓縮度變化比率、靜止角(angle of repose)、帶電量、帶電保持比率、外添劑被覆率係藉由以下方法測定。該等結果如表1、表2、表3所示。

(1)壓縮度變化比率

將5g疏水化球狀矽石微粉末A至X、490g平均粒徑5μm之交聯苯乙烯樹脂粉(綜研化學公司製商品名「SX-500H」)、用以賦予流動性的市售5g煙燻矽石200m²/g品裝入亨歇爾(Henschel)混合器(三井三池化工機公司製「FM-10B型」)，以1000rpm混合1分鐘，製作擬似調色劑(pseudo-toner)。將該模擬調色劑在溫度25℃、相對濕度55%之條件下靜置24小時後，使用粉末測定器(Hosokawamicron公司製「PT-E型」)評定壓縮度。壓縮度係以下式來計算。

壓縮度=(堅實表觀比重-鬆動表觀比重)/堅實表觀比重×100(%)

此外，鬆動表觀比重係在100ml之杯中放入擬似調色劑，於不振實的狀態下測定的比重；堅實表觀比重係在100ml之杯中放入擬似調色劑，以1秒1次之速度振實180 次後測定的表觀比重。

其後，將亨歇爾混合器之混合時間自3分鐘變更為30分鐘，進行壓縮度測定，由下式計算壓縮度變化比率。

壓縮度變化比率=混合時間30分鐘時之壓縮度/混合時間3分鐘時之壓縮度

該壓縮度變化比率越接近1、即壓縮度變化越小，則間隔件效果越良好。

(2)靜止角

將10g疏水化球狀矽石微粉末A至X、與490g平均粒徑5μm之交聯苯乙烯樹脂粉(綜研化學公司製商品名「SX-500H」)裝入亨歇爾混合器(三井三池化工機公司製「FM-10B型」)，以1000rpm混合1分鐘，製作擬似調色劑。將該模擬調色劑在溫度25℃、相對濕度55%之條件下靜置24小時後，使用粉末測定器(Hosokawamicron公司製「PT-E型」)評定靜止角。將在溫度25℃、相對濕度55%之條件下靜置24小時的模擬調色劑放在網眼(mesh)710μm之篩上，予以振動，同時通過漏斗而堆積於直徑8cm之圓形測定用台(table)。在堆積至形成圓錐狀的堆積狀態成為一定為止後，使用分度器將相對於水平面的堆積粉之稜線角度設為靜止角。該靜止角之值越小，流動性越良好。

(3)帶電量

將15g疏水化球狀矽石微粉末A至X與485g平均粒徑5μm之交聯苯乙烯樹脂粉(綜研化學公司製商品名「SX-500H」)裝入亨歇爾混合器(三井三池化工機公司製「 FM-10B型」)，以1000rpm混合1分鐘，製作擬似調色劑。將該擬似調色劑在溫度25℃、相對濕度55%之條件下靜置24小時後，以下述方法測定吹離帶電量(blow-off charge amount)。將0.20g模擬調色劑與作為載體的3.80g負帶電極性調色劑用標準載體(由日本影像學會所頒布「N-01」)裝入100ml聚乙烯製容器，使用Asahi理化製作所公司製小型球旋轉架臺「AV-1型」，以1秒1旋轉之速度加以旋轉振盪。振盪5分鐘後，使用0.30g該模擬調色劑與載體之混合物，藉由吸引分離式帶電量測定器(三協Piotech公司製「Sepasoft STC-1」)，來測定吹離帶電量。吸引時間為3分鐘、吸引壓力為4.0kPa，使用於模擬調色劑與載體之分離的濾網係使用網眼32μm的金屬絲網。

該吹離帶電量之負值越大，則帶電量越大。

(4)帶電保持比率

將在球磨機旋轉架臺之旋轉振盪時間，自5分鐘變更為120分鐘，進行吹離帶電量測定，自下式計算帶電保持比率。

帶電保持比率=振盪120分鐘後之吹離帶電量/振盪5分鐘後之吹離帶電量

該帶電保持比率之值越接近1、即帶電量變化越少，則帶電之經時穩定性越良好。

(5)外添劑被覆率

將測定帶電保持比率時所調製的模擬調色劑以碳糊固定於試料臺後，進行鋨塗布，以電子顯微鏡(日本電子公司製「JSM-6301型」)進行觀察。將倍率15000倍之影 像擷取於個人電腦，使用影像解析裝置(Mountech公司製「MacView」)，測定交聯苯乙烯樹脂粉之投影面積與球狀矽石微粉末之投影面積，並自下式求得每1個擬似調色劑的外添劑被覆率。

每1個擬似調色劑之外添劑被覆率=(附著在1個交聯苯乙烯樹脂粉表面的球狀矽石微粉末之合計投影面積/1個交聯苯乙烯樹脂粉之投影面積)×100(%)

針對20個擬似調色劑計算外添劑被覆率，將其平均值作為平均外添劑被覆率。

由實施例與比較例之對比顯然可知，根據本發明可提供一種調色劑外添劑，其帶電穩定性、流動性、間隔件效果、帶電量優異。又，可提供一種適合該調色劑外添劑的疏水化球狀矽石微粉末。

[產業上之可利用性]

本發明之疏水化球狀矽石微粉末可利用作為電子照片用調色劑之外添劑，其使用於影印機或雷射印表機等。

Claims (6)

1. 一種疏水化球狀矽石微粉末，其特徵係粉體電阻為1.0×10¹³Ω．cm以上3.0×10¹⁴Ω．cm以下，水分量為0.5wt%以下，振實密度(tap density)為0.10g/cm³以上0.40g/cm³以下。
2. 如請求項1之疏水化球狀矽石微粉末，其中該疏水化球狀矽石微粉末之以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑為0.080μm以上0.200μm以下，該疏水化球狀矽石微粉末之最大粒徑為0.800μm以下。
3. 如請求項1或2之疏水化球狀矽石微粉末，其中在該疏水化球狀矽石微粉末中顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上的微粒為平均球形度0.88以上，在該顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數為100%之情形，球形度0.85以下微粒之個數比例為20%以下，該顯微鏡法所致投影面積圓相當直徑0.100μm以上微粒之總數為100%之情形，球形度0.80以下微粒之個數比例為10%以下。
4. 一種疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，其係如請求項1至3中任一項之疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，其特徵係在溫度35℃以上55℃以下、絕對濕度40g/m³以上100g/m³以下之條件下放置24小時以上的球狀矽石微粉末上，對每1m²之該球狀矽石粉末噴霧4.0×10^-6mol以上1.5×10^-5mol以下的六甲基二矽氮烷。
5. 如請求項4之疏水化球狀矽石微粉末之製造方法，其中 該球狀矽石微粉末係水分量為0.4wt%以下，以雷射繞射散射式粒度分布測定機所測定的平均粒徑為0.070μm以上0.170μm以下，最大粒徑為0.300μm以下。
6. 一種靜電荷影像顯影用調色劑外添劑，其特徵係含有如請求項1至3中任一項之疏水化球狀矽石微粉末。