DE102007026291A1

DE102007026291A1 - Toner

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Publication number: DE102007026291A1
Application number: DE102007026291A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Wakayama Eida
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-01-17
Also published as: JP2007328224A; US8039191B2; US20070287090A1

Abstract

Ein Toner mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 1,5 bis 3,5 m<SUP>2</SUP>/g, erhältlich durch ein Verfahren, umfassend die Schritte; Schritt (1): Pulverisieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 µm zu erhalten; und Schritt (2): externe Zugabe von Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm zu den in vorstehendem Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen. Der Toner vorliegender Erfindung ist zum Beispiel geeignet für die Verwendung zur Entwicklung eines latenten Bildes, das durch Elektrofotografie, ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren, ein elektrostatisches Druckverfahren oder ähnlichem gebildet wurde.

Description

Die vorlegende Erfindung betrifft einen Toner, der zum Beispiel zur Entwicklung eines latenten Bildes, das durch Elektrofotografie, ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren, ein elektrostatisches Druckverfahren oder ähnlichem gebildet wurde, verwendet wird.
Weil im Allgemeinen vier Tonerfarben verwendet werden, ist in der Ausbildung fixierter Vollfarbbilder der Einfluss eines vom Toner befreiten externen Zusatzmittels auf einen organischen Fotoleiter (OPC) oder ähnliches groß und es ist wahrscheinlich, dass unter hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit Hintergrundnebel erzeugt wird, so dass im Vergleich zur Entwicklung unter Verwendung nur einer Tonerfarbe eher eine Verschlechterung der fixierten Bilder verursacht wird. Deshalb wurde vorgeschlagen, dass das externe Zusatzmittel fest an eine Toneroberfläche geheftet wird. Zum Beispiel schlägt JP2004-126005 A ein Verfahren zur Durchführung der Oberflächenbehandlung mit dem externen Zusatzmittel auf einem Toner vor, dessen spezifische BET-Oberfläche oder ähnliches angegeben ist, und JP2003-215838 A schlägt ein Verfahren zur Fixierung des externen Zusatzmittels unter komprimierten Scherspannungsbedingungen vor.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 1,5 bis 3,5 m²/g, erhältlich durch ein Verfahren, umfassend die Schritte;
Schritt (1): Pulverisieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 μm zu erhalten; und
Schritt (2): externe Zugabe von Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm zu den in vorstehendem Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner, bei dem die Filmbildung auf einem organischen Fotoleiter und die Erzeugung von Hintergrundnebel unter Umgebungsbedingungen hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit durch Freisetzung eines externen Zusatzmittels vermindert werden, und ein Verfahren zur Herstellung des Toners.
Der Toner vorliegender Erfindung weist die ausgezeichnete Wirkung auf, dass die Filmbildung auf einem organischen Fotoleiter und die Erzeugung von Hintergrundnebel unter Umgebungsbedingungen hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit durch Freisetzung eines externen Zusatzmittels vermindert werden.
Diese und andere Vorteile vorliegender Erfindung werden aus folgender Beschreibung ersichtlich.
Ein Verfahren aus JP2004-126005 A ist die einfache Anpassung der Teilchengröße und der Menge an Siliciumdioxid, das dem Toner extern zugefügt werden soll, so dass der Freiheitsgrad in der Gestaltung des Toners gering ist. Zudem erfordert ein Verfahren aus JP2003-215838 A eine Dauer von 15 Minuten für die externe Zugabe, so dass die Verschlechterung der Produktivität ein Nachteil ist.
Der Toner vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Toner durch ein Verfahren, umfassend die Schritte; Schritt (1): Pulverisieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 μm zu erhalten; und Schritt (2): externe Zugabe von Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm zu den in vorstehendem Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen, erhältlich ist und eine spezifische BET-Oberfläche von 1,5 bis 3,5 m²/g aufweist.
In Schritt (1) wird den feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, welche leicht selbstaggregieren, ermöglicht, während des Pulverisierens der Tonerzusammensetzung zugegen zu sein, wodurch Selbstaggregation unterdrückt wird, und die feinen anorganischen Teilchen können an die Oberfläche der Stammtonerteilchen gehaftet werden. Außerdem wird in Schritt (2) das Siliciumdioxid weiter extern den in Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen zugegeben, wodurch ein externes Zusatzmittel zusätzlich zu den feinen anorganischen Teilchen, die dem Stammtonerteilchen in Schritt (1) zugegeben wurden, weiter an die Oberfläche der Tonerteilchen gehaftet werden kann. Folglich werden die feinen anorganischen Teilchen und das Siliciumdioxid an den durch die Schritte (1) und (2) erhältlichen Toner gehaftet. Des Weiteren werden die feinen anorganischen Teilchen, die sich während des Pulverisierens in Schritt (1) nicht an die Stammtonerteilchen gehaftet haben, gesammelt, wodurch die freien feinen anorganischen Teilchen vermindert werden, insbesondere kann freies Siliciumdioxid vermindert werden, wenn das Siliciumdioxid als feine anorganische Teilchen verwendet wurde. Außerdem kann in Erwägung gezogen werden, dass das Siliciumdioxid mit vergleichsweise mäßigen Selbstaggregationseigenschaften und einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm den Stammtonerteilchen nach der Pulverisierung der Tonerzusammensetzung extern zugegeben wird, wodurch der Toner vorliegender Erfindung einen Abstandshaltereffekt auf der Toneroberfläche aufweist, so dass die OPC-Filmbildung verbessert wird. Das Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm besitzt eine kleinere spezifische Oberfläche als die feinen anorganischen Teilchen wie Siliciumdioxid mit kleinen Teilchengrößen einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm. Deshalb kann auch die Wirkung erzielt werden, dass die spezifische BET-Oberfläche des Toners nicht maßgeblich verändert würde, selbst wenn das Siliciumdioxid den Stammtonerteilchen gemäß einem üblichen Verfahren extern zugegeben wird.
Insbesondere besitzt der durch vorstehend erwähnte Schritte erhältliche Toner vorliegender Erfindung eine festgelegte spezifische BET-Oberfläche und die Beschaffenheit, dass die feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm fest an der Oberfläche der Stammtonerteilchen haften und überdies das Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm fest an der Oberfläche der Stammtonerteilchen haftet. Es wird angenommen, dass darunter die feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm an der Oberfläche der Stammtonerteilchen haften, die der Pulverisierungskraft einer Pulverisiermühle oder ähnlichem unterzogen werden, wodurch sie noch fester an den Stammtonerteilchen haften. Außerdem weist der Toner vorliegender Erfindung weniger freies externes Zusatzmittel auf.
Deshalb besitzt der durch die vorstehenden Schritte erhältliche Toner vorliegender Erfindung die vorstehende Beschaffenheit, in welcher die feinen anorganischen Teilchen und das Siliciumdioxid an der Oberfläche der Stammtonerteilchen haften, und die spezifische BET-Oberfläche wird genau angepasst, wodurch die Ladungsstabilität durch die Umgebung verbessert wird und auch die Erzeugung von Hintergrundnebel unter Umgebungsbedingungen hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit unterdrückt wird. Eine spezifische BET-Oberfläche wird angeführt als ein Wert, der Eigenschaften des Toners darstellt. Die spezifische BET-Oberfläche ist der Wert, der aus einer Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung des Toners, einer Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung des externen Zusatzmittels, der Menge an externem Zusatzmittel, der Menge an hydrophober Behandlung mit dem externen Zusatzmittel, dem Zustand der Haftung des externen Zusatzmittels an den Toner und ähnlichem bestimmt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wert den Zustand der Haftung des Siliciumdioxids an den Toner darstellen kann. Im Toner vorliegender Erfindung zeigt sich, wenn die spezifische BET-Oberfläche höher als der angemessene Wert ist, dass die Haftungsstärke des externen Zusatzmittels an den Toner nicht ausreichend ist oder die Menge des externen Zusatzmittels übermäßig ist, so dass Haltbarkeit und Hintergrundnebel unter Umgebungsbedingungen hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit schlechter werden. Es zeigt sich außerdem, wenn die spezifische BET-Oberfläche niedriger als der angemessene Wert ist, dass die Haftung des externen Zusatzmittels niedrig ist oder die Einbettung des externen Zusatzmittels in die Toneroberfläche übermäßig ist, so dass eine Verschlechterung der Fließeigenschaften oder ähnliches verursacht wird. Die Anpassung der spezifischen BET-Oberfläche an den angemessenen Wert kann durch Anpassen von Pulverisierungsverfahren und -bedingungen in Schritt (1) und der Menge an Siliciumdioxid in Schritt (2) oder ähnlichem erreicht werden. Zum Beispiel kann eine hohe spezifische BET-Oberfläche durch eine Erhöhung der Menge an feinen anorganischen Teilchen, eine Verminderung des Pulverisierungsdruckes, Abschwächen des Grades einer Untergrenzen-Cut-Off-Klassifizierung und ähnliches in Schritt (1) und durch eine Erhöhung der Menge an extern zugegebenem Siliciumdioxid, eine Verminderung der Stärke der externen Zugabe oder ähnliches in Schritt (2) erreicht werden.
Im Hinblick auf zufrieden stellende Fließeigenschaften und Aufladbarkeit besitzt der Toner vorliegender Erfindung eine spezifische BET-Oberfläche von 1,5 bis 3,5 m²/g, bevorzugt von 1,8 bis 3,5 m²/g und stärker bevorzugt von 2,0 bis 3,0 m²/g. In vorliegender Beschreibung wird die spezifische BET-Oberfläche gemäß dem in den nachstehend dargestellten Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt.
Schritt (1) ist ein Schritt des Pulverisierens einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 μm zu erhalten.
Im Hinblick auf die Vermeidung einer übermäßigen Einbettung besitzen die feinen anorganischen Teilchen eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, bevorzugt 8 bis 20 nm und stärker bevorzugt 8–16 nm. In vorliegender Beschreibung wird die mittlere Primärteilchengröße der feinen anorganischen Teilchen gemäß dem in den nachstehend dargestellten Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt. Die feinen anorganischen Teilchen können in einem Gemisch zweier oder mehrerer Arten von Teilchen verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Arten der feinen anorganischen Teilchen kombiniert werden, wird bevorzugt, dass alle kombinierten feinen anorganischen Teilchen eine durchschnittliche Primärteilchengröße innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs aufweisen.
Die feinen anorganischen Teilchen schließen ein anorganisches Oxid oder ähnliches ein, ausgewählt aus Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Kupferoxid und Zinnoxid. Diese können einzeln oder in Gemischen von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Unter ihnen ist Siliciumdioxid mit einem unter feinen anorganischen Teilchen vergleichsweise niedrigen spezifischen Gewicht bevorzugt hinsichtlich gleichmäßiger Haftung am Toner während des Pulverisierens.
Als Siliciumdioxid können jene mit einem bekannten Verfahren Hergestellten verwendet werden. Im Hinblick auf die Dispergierfähigkeit des Siliciumdioxids sind jene mit einem trockenen Verfahren oder Hochtemperatur-Hydrolyseverfahren Hergestellten bevorzugt. Außerdem kann das Siliciumdioxid neben wasserfreiem Siliciumdioxid Aluminiumsilicat, Natriumsilicat, Kaliumsilicat, Magnesiumsilicat, Zinksilicat oder ähnliches enthalten. SiO₂ ist im Siliciumdioxid bevorzugt in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr enthalten und stärker bevorzugt in einer Menge von 85 Gew.-% oder mehr.
Die Oberfläche der feinen anorganischen Teilchen kann einer hydrophoben Behandlung unterzogen werden und es wird bevorzugt, dass das Siliciumdioxid mit einem Mittel zur hydrophoben Behandlung behandelt wird. Das Verfahren der hydrophoben Behandlung ist nicht besonders beschränkt. Das Mittel zur hydrophoben Behandlung schließt Silanhaftmittel wie Hexamethyldisilazan (HMDS) und Dimethyldichlorsilan (DMDS); Behandlungsmittel aus Siliconöl wie Dimethylsiliconöl und aminomodifiziertes Siliconöl und ähnliches ein. Darunter sind Silanhaftmittel bevorzugt. Es wird bevorzugt, dass die feinen anorganischen Teilchen mit dem Mittel zur hydrophoben Behandlung in einer Menge von bevorzugt 1 bis 7 mg/m² pro spezifischer BET-Oberfläche der feinen anorganischen Teilchen behandelt werden.
Außerdem wird bevorzugt, dass die feinen anorganischen Teilchen ein Gemisch aus positiv geladenen feinen Teilchen und negativ geladenen Teilchen sind. Das Gemisch aus positiv geladenen feinen Teilchen und negativ geladenen Teilchen wird in Schritt (1) verwendet, wodurch eine überschüssige Ladung der feinen anorganischen Teilchen in der Pulverisiermühle unterdrückt wird und die Dispersion der feinen anorganischen Teilchen verbessert wird. Aufgrund dessen kann eine gleichmäßigere Haftung auf der Toneroberfläche bereitgestellt werden.
Der Begriff „negativ geladene feine Teilchen" bezieht sich auf Teilchen, die eine negative Ladung zeigen, wenn die feinen anorganischen Teilchen und Eisenpulver einer triboelektrischen Ladung ausgesetzt werden, und der Begriff „positiv geladene feine Teilchen" bezieht sich auf Teilchen, die eine positive Ladung zeigen, wenn die feinen anorganischen Teilchen und Eisenpulver einer triboelektrischen Ladung ausgesetzt werden. Die Ladung der feinen anorganischen Teilchen wird mit einem Abblaseladungsmessgerät bestimmt. Die Ladung der negativ geladenen feinen Teilchen beträgt bevorzugt –10 bis –500 μC/g und stärker bevorzugt von –20 bis –400 μC/g. Außerdem beträgt die Ladung der positiv geladenen feinen Teilchen bevorzugt 10 bis 500 μC/g und stärker bevorzugt von 20 bis 400 μC/g.
Die Ladung der feinen anorganischen Teilchen kann zum Beispiel durch hydrophobe Behandlung der feinen anorganischen Teilchen angepasst werden.
Das Mittel zur hydrophoben Behandlung um die negativ geladenen feinen Teilchen zu erhalten ist nicht besonders beschränkt und schließt Silanhaftmittel wie Hexamethyldisilazan (HMDS), Dimethyldichlorsilan (DMDS), Isobutyltrimethoxysilan und Octylsilan; Behandlungsmittel aus Siliconöl wie Dimethylsiliconöl; und ähnliches ein.
Als negativ geladene feine Teilchen können die im Handel erhältlichen verwendet werden. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit HMDS behandelten Siliciumdioxidprodukte schließen H3004, H2000, HDK H30TM, HDK H20TM, HDK H13TM (vorstehend im Handel erhältlich von Wacker Chemicals), TS530 (vorstehend im Handel erhältlich von Cabot Corporation), RX300, RX200 (vorstehend im Handel erhältlich von Nippon Aerosil), und ähnliche ein. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit DMDS behandelten Siliciumdioxidprodukte schließen R976, R974, R972 (vorstehend im Handel erhältlich von Nippon Aerosil) und ähnliche ein. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit Siliconöl behandelten Siliciumdioxidprodukte schließen HDK H30TD, HDK H20TD, HDK H13TD (vorstehend im Handel erhältlich von Wacker Chemicals), TS720 (vorstehend im Handel erhältlich von Cabot Corporation) und ähnliche ein. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit einem Gemisch aus HMDS und Siliconöl behandelten Siliciumdioxidprodukte schließen HDK H30TX, HDK H20TX, HDK H13TX (vorstehend im Handel erhältlich von Wacker Chemicals) und ähnliche ein. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit Isobutyltrimethoxysilan behandelten Titanoxidprodukte schließen JMT-150IB (vorstehend im Handel erhältlich von Tayca) und ähnliche ein.
Das Mittel zur hydrophoben Behandlung um die positiv geladenen feinen Teilchen zu erhalten ist nicht besonders beschränkt und schließt Aminosilan; Behandlungsmittel aus Siliconöl wie aminomodifiziertes Siliconöl und epoxymodifiziertes Siliconöl; und ähnliche ein. Darunter ist das aminomodifizierte Siliconöl bevorzugt hinsichtlich der Umgebungsstabilität der Ladung.
Als positiv geladene feine Teilchen können die im Handel erhältlichen verwendet werden. Die bevorzugten im Handel erhältlichen mit aminomodifiziertem Siliconöl behandelten Siliciumdioxidprodukte schließen HVK2150, HDK3050, HDK H30TA, HDK H13TA (vorstehend im Handel erhältlich von Wacker Chemicals) und ähnliche ein.
Das Mischen der positiv geladenen feinen Teilchen und der negativ geladenen feinen Teilchen kann entweder vorher oder in einer Pulverisiermühle durchgeführt werden. Außerdem muss die Einspeisung der positiv geladenen feinen Teilchen und der negativ geladenen feinen Teilchen in die Pulverisiermühle nicht unbedingt gleichzeitig erfolgen und kann einzeln durchgeführt werden. Es wird bevorzugt, dass das Mischen vorher durchgeführt wird und danach das Gemisch gleichzeitig in eine Pulverisiermühle eingespeist wird, hinsichtlich einer Verhinderung, dass die feinen Teilchen miteinander aggregieren.
Als Kombination der positiv geladenen feinen Teilchen und der negativ geladenen feinen Teilchen, sind im Hinblick auf eine Sicherstellung der Fließeigenschaften in einer Pulverisiermühle ein positiv geladenes Siliciumdioxid und ein negativ geladenes Siliciumdioxid bevorzugt.
Das Gewichtsverhältnis der verwendeten positiv geladenen feinen Teilchen und der negativ geladenen feinen Teilchen (positiv geladene feine Teilchen/negativ geladene feine Teilchen) beträgt im Hinblick auf die Kontrolle der Ladefähigkeit bevorzugt 99/1 bis 70/30 und stärker bevorzugt 97/3 bis 80/20, wenn der erhältliche Toner ein positiv geladener Toner ist, und das Gewichtsverhältnis beträgt bevorzugt 1/99 bis 30/70 und stärker bevorzugt 3/97 bis 20/80, wenn der erhältliche Toner ein negativ geladener Toner ist.
Die feinen anorganischen Teilchen werden im Hinblick auf zufrieden stellender Fließeigenschaften und Haltbarkeit in Schritt (1) in einer Menge von bevorzugt 1,5 bis 8 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 2 bis 8 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt von 3 bis 8 Gewichtsteilen und noch stärker bevorzugt von 4 bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonerzusammensetzung, verwendet.
Nicht die ganze Menge der in Schritt (1) verwendeten feinen anorganischen Teilchen haftet notwendigerweise an den erhältlichen Stammtonerteilchen. Der Haftungsanteil variiert in Abhängigkeit von der in Schritt (1) verwendeten Pulverisiermühle oder den Betriebsbedingungen derselben. Wenn die feinen anorganischen Teilchen in Schritt (1) in einer Menge von etwa 10 Gewichtsteilen oder weniger verwendet werden, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonerzusammensetzung, steigt die Haftungsmenge proportional zur verwendeten Menge. Außerdem beträgt unter den üblichen Pulverisierungsbedingungen, die ein Fachmann bei einer allgemeinen Pulverisierung anwendet, der Haftungsanteil an der Oberfläche der Stammtonerteilchen etwa 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der verwendeten feinen anorganischen Teilchen.
Das in der Tonerzusammensetzung enthaltene Harzbindemittel schließt Polyester, Polyesteramide, Epoxyharze, Polycarbonate, Polyurethane, Styrolacrylharze, Verbundharze, erhältlich durch Verwendung von Ausgangsmonomeren für Polykondensationsharze und Ausgangsmonomeren für Additionspolymerisationsharze, und ähnliche ein, ohne besonders darauf beschränkt zu sein. Darunter sind im Hinblick auf die Dispergierfähigkeit des Farbmittels und die Übertragbarkeit die Polyester und die Verbundharze mit einer Polyesterkomponente und einer Additionspolymerisationsharzkomponente, wie ein Vinylharz, bevorzugt, und Polyester ist stärker bevorzugt. Polyester ist in einer Menge von bevorzugt 50 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 80 bis 100 Gew.-% und noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten.
Hier können die Verbundharze Harze (Hybridharze) sein, die erhältlich sind durch Verwendung von, zusätzlich zu den Ausgangsmonomeren für Polykondensationsharze und den Ausgangsmonomeren für Additionspolymerisationsharze, Verbindungen (zweifach reaktive Monomere), welche sowohl mit den Ausgangsmonomeren für Polykondensationsharze als auch mit den Ausgangsmonomeren für Additionspolymerisationsharze reagieren können.
Die Polyester können erhalten werden durch Polykondensation der Ausgangsmonomere, die eine Alkoholkomponente, umfassend zweiwertige oder höhere mehrwertige Alkohole, und eine Carbonsäurekomponente, umfassend Dicarbonsäure- oder höhere Polycarbonsäureverbindungen, enthalten.
Die zweiwertigen Alkohole schließen ein Alkylenoxid(2 oder 3 Kohlenstoffatome)-addukt (mittlere Molzahl: 1 bis 10) aus Bisphenol A wie Polyoxypropylen-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,6-Hexandiol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, und ähnliche ein.
Die dreiwertigen oder höher mehrwertigen Alkohole schließen Sorbitol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythritol, Glycerol, Trimethylolpropan, und ähnliche ein.
Außerdem schließen die Dicarbonsäureverbindungen Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, und Maleinsäure; eine substituierte Bernsteinsäure, deren Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; Säureanhydride davon; Alkyl-(1 bis 12 Kohlenstoffatome)-ester davon; und ähnliche ein.
Die Tricarbonsäure- oder höheren Polycarbonsäureverbindungen schließen 1,2,4-Benzentricarbonsäure (Trimellithsäure), Säureanhydride davon, Alkyl(1 bis 12 Kohlenstoffatome)-ester davon, und ähnliche ein.
Im Hinblick auf die Einstellung des Molekulargewichts und der Verbesserung des Offset-Widerstandes kann hier die Alkoholkomponente ordnungsgemäß einen einwertigen Alkohol enthalten, und die Carbonsäurekomponente kann ordnungsgemäß eine Monocarbonsäureverbindung enthalten.
Der Polyester kann zum Beispiel durch Polykondensation der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente bei einer Temperatur von 180 bis 250 °C in einer Inertgasatmosphäre, des Weiteren unter vermindertem Druck und nach Wunsch unter Verwendung eines Veresterungskatalysators hergestellt werden.
Der Polyester hat eine Erweichungstemperatur von bevorzugt 90 bis 150 °C und stärker bevorzugt von 95 bis 130 °C, hinsichtlich Fixierfähigkeit und Haltbarkeit, und eine Glasübergangstemperatur von bevorzugt 50 bis 85 °C. Außerdem hat der Polyester eine Säurezahl von bevorzugt 0,1 bis 35 mgKOH/g und eine Hydroxylzahl von bevorzugt 5 bis 50 mgKOH/g.
Als in der Tonerzusammensetzung enthaltene Farbmittel können Farbstoffe, Pigmente und ähnliches, was als Farbmittel für einen Toner verwendet wird, verwendet werden. Das Farbmittel schließt Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brilliantechtscharlach, Pigmentgrün B, Rhodamin B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Chinacridon, Carmin 6B, Disazogelb und ähnliche ein. Diese Farbmittel können einzeln oder in Mischung zweier oder mehrerer Arten verwendet werden. Das Farbmittel ist in einer Menge von bevorzugt 1 bis 40 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt von 2 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels enthalten.
Des Weiteren kann die Tonerzusammensetzung ordnungsgemäß ein Zusatzmittel wie ein Trennmittel, Mittel zur Ladungssteuerung, ein magnetisches Pulver, ein Mittel, das das Fließvermögen verbessert, ein Mittel, das die elektrische Leitfähigkeit regelt, ein Streckungmittel, einen verstärkenden Füllstoff wie eine faserige Substanz, ein Antioxidationsmittel, ein Alterungsschutzmittel oder ein Mittel, das die Reinigungsfähigkeit verbessert enthalten.
Es wird bevorzugt, dass die Tonerzusammensetzung ein schmelzgeknetetes Produkt ist, erhältlich durch Schmelzkneten der Ausgangsstoffe für den Toner umfassend vorstehend erwähntes Harzbindemittel, Farbmittel und ähnliches. Hier wird bevorzugt, dass die Ausgangsstoffe für den Toner mit einem Henschel-Mixer oder ähnlichem vorgemischt werden und das Gemisch wird dem Schmelzkneten unterzogen.
Das Schmelzkneten der Tonerzusammensetzung kann mit einem geschlossenen Kneter, einem Ein- oder Zweischneckenextruder, einem offenen Walzenextruder oder ähnlichem durchgeführt werden. Darunter ist ein offener Walzenextruder bevorzugt. Die Farbmittel können mit dem offenen Walzenextruder wirksam in hoher Dispersion erhalten werden, ohne eine Wiederholung des Knetens oder ohne eine Dispersionshilfe.
Der in vorliegender Erfindung verwendbare offene Walzenextruder stellt mehrfache Einspeisungsöffnungen und einen Entladungsdurchlass für ein geknetetes Produkt entlang einer axialen Richtung der Walze zur Verfügung.
Ein offener Walzenextruder bezeichnet einen Kneter, dessen Schmelzknetteil offener Bauart ist und die während des Schmelzknetens erzeugte Wärme leicht abführen kann. Außerdem ist es wünschenswert, dass der in vorliegender Erfindung verwendbare offene Walzenextruder mindestens zwei Walzen umfasst und bevorzugt die beiden Walzen einer Wärmewalze und einer Kühlwalze.
Formen, Größen, Materialien und ähnliches der Walze sind nicht besonders beschränkt. Ebenso kann die Walzenoberfläche jegliche glatte, wellige, raue oder andere Oberfläche sein. Um den Knetanteil zu erhöhen, wird bevorzugt, dass mehrfache spiralförmige Vertiefungen auf der Oberfläche einer jeden Walze eingeprägt sind.
Die Temperatur der Walze kann zum Beispiel durch die Temperatur eines durch das Innere der Walze passierenden Heizmediums eingestellt werden, und jede Walze kann im Inneren in zwei oder mehrere Teile geteilt werden, wobei jeder mit Heizmedium verschiedener Temperatur verbunden wird.
Es wird bevorzugt, dass die Temperatur der Wärmewalze, speziell die Einspeisungsseite der Walze, höher ist als sowohl die Erweichungstemperatur des Harzbindemittels als auch die Schmelztemperatur des Trennmittels, stärker bevorzugt eine Temperatur berechnet aus der Temperatur, die höher ist als die jeweils höhere Erweichungstemperatur des Harzbindemittels und die Schmelztemperatur des Trennmittels plus 0 bis 80 °C, und noch stärker bevorzugt eine Temperatur berechnet aus der Temperatur plus 5 bis 50 °C. Hier, in der Herstellung der Toners umfassend mehrere Harzbindemittel, bezeichnet die Erweichungstemperatur des Harzbindemittels eine Erweichungstemperatur, die erhalten wird durch Multiplikation der Erweichungstemperatur eines jeden Harzbindemittels mit dem Gewichtsverhältnis und Aufsummieren dieser multiplizierten Zahlen. Außerdem wird bevorzugt, dass die Temperatur an der Kühlwalze, speziell der Einspeisungsseite der Kühlwalze, niedriger ist als die Erweichungstemperatur des Harzbindemittels.
Die Rotationszahl der Wärmewalze, d.h. die Umfangsgeschwindigkeit der Wärmewalze, beträgt bevorzugt 2 bis 100 m/min. Die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze beträgt bevorzugt 2 bis 100 m/min, stärker bevorzugt 10 bis 60 m/min und noch stärker bevorzugt 15 bis 50 m/min. Außerdem wird bevorzugt, dass die beiden Walzen voneinander verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen und dass das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (Kühlwalze/Wärmewalze) bevorzugt 1/10 bis 9/10 und stärker bevorzugt 3/10 bis 8/10 beträgt.
Es wird bevorzugt, dass die Pulverisierung der Tonerzusammensetzung durchgeführt wird mit einem Verfahren umfassend die Schritte der Durchführung einer groben Pulverisierung und anschließend der Durchführung der feinen Pulverisierung. Die Tonerzusammensetzung kann direkt fein pulverisiert werden. Die feinen anorganischen Teilchen dürfen in jedem Pulverisierungsschritt von grober Pulverisierung und feiner Pulverisierung zugegen sein. Es wird bevorzugt, dass der feine Pulverisierungsschritt in Gegenwart der feinen anorganischen Teilchen durchgeführt wird. Bei der groben Pulverisierung wird bevorzugt, dass die Toner zusammensetzung zu einer solchen Größe pulverisiert wird, dass das Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) des resultierenden, grob pulverisierten Produkts 1000 μm oder weniger beträgt und stärker bevorzugt 70 bis 500 μm.
Der Schritt der groben Pulverisierung der Tonerzusammensetzung kann mit Atomizer, Rotoplex oder ähnlichen durchgeführt werden.
Die im feinen Pulverisierungsschritt verwendete Pulverisiermühle schließt eine Strahlpulverisiermühle wie eine Fließbett-Strahlmühle oder eine Gasstrom-Strahlmühle; eine mechanische Pulverisiermühle wie eine Turbomühle; und ähnliches ein. Eine Strahlpulverisiermühle ist bevorzugt hinsichtlich der Pulverisierbarkeit.
Hier wird bevorzugt, dass Teilchen mit einer großen Teilchengröße in der Tonerzusammensetzung nach der feinen Pulverisierung gemäß einer Obergrenzen-Cut-Off-Klassifizierung aussortiert werden und die aussortierten Teilchen noch einmal pulverisiert werden.
Die in vorliegender Erfindung bevorzugt verwendete Fließbett-Strahlmühle schließt die "TFG" Serie, im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation, die "AFG" Serie, im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation, und ähnliche ein.
Außerdem schließt die Gasstrom-Strahlmühle zum Beispiel eine Schlagprallmühle, umfassend eine Venturi-Düse und ein der Venturi-Düse gegenüberliegend angeordnetes Schlagteil, und ähnliche ein.
Das Verfahren zur Pulverisierung des pulverisierten Produkts in Gegenwart der feinen anorganischen Teilchen schließt ein Verfahren umfassend die Schritte zunächst vor der feinen Pulverisierung das grob pulverisierte Produkt mit den feinen anorganischen Teilchen zu mischen und das Gemisch in eine Pulverisiermühle einzuspeisen; ein Verfahren umfassend den Schritt ein grob pulverisiertes Produkt oder die Tonerzusammensetzung mit den feinen anorganischen Teilchen bei Einspeisung in eine Pulverisiermühle zu vereinigen und gleichzeitig die Vereinigung in die Pulverisiermühle einzuspeisen; ein Verfahren umfassend den Schritt das grob pulverisierte Produkt oder die Tonerzusammensetzung und die feinen anorganischen Teilchen jeweils durch eine separate Einspeisungsöffnung in die Pulverisiermühle einzuspeisen; und ähnliches ein ohne besonders darauf beschränkt zu sein. In vorliegender Erfindung wird das Verfahren umfassend die Schritte zunächst das grob pulverisierte Produkt und den feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm zu mischen und das Gemisch in eine Pulverisiermühle einzuspeisen, bevorzugt hinsichtlich der Haftung der feinen anorganischen Teilchen.
Das Mischen des grob pulverisierten Produkts und der feinen anorganischen Teilchen kann zum Beispiel mit einem zum Rühren mit hoher Geschwindigkeit befähigten Mixer, wie einem Henschel Mixer oder einem Super Mixer, durchgeführt werden. Ein Henschel Mixer ist bevorzugt hinsichtlich der Dispergierfähigkeit.
Wenn der vorstehend erwähnte, zum Rühren mit hoher Geschwindigkeit befähigte Mixer verwendet wird, beträgt die Dauer des Mischens des grob pulverisierten Produkts und der feinen anorganischen Teilchen bevorzugt 1 bis 5 Minuten und stärker bevorzugt 2 bis 4 Minuten.
Das pulverisierte Produkt vorliegender Erfindung kann einem Klassifikator unterworfen werden hinsichtlich der Entfernung von feinem Pulver gemäß einer Untergrenzen-Cut-Off-Klassifizierung. Spezielle Beispiele des in vorliegender Erfindung bevorzugt verwendbaren Klassifikators schließen einen in 2 von JP-A-Hei-11-216425 gezeigten Klassifikator, einen in 6 von JP2004-78063 A gezeigten Klassifikator, im Handel erhältliche Klassifikatoren wie die "TSP" Serie, im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation, und ähnliches ein. Als spezielle Beispiele für Klassifikatoren, ausgestattet mit einem Klassifizierrotor in jeder der beiden oberen und unteren Stufen, sind ein in 1 von JP2001-293438 A gezeigter Klassifikator, im Handel erhältliche Klassifikatoren wie die "TTSP" Serie, im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation, und ähnliche bevorzugt.
Die durch vorstehende Pulverisierungsschritte erhältlichen Stammtonerteilchen besitzen ein Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) von 3 bis 8 μm und hinsichtlich zufrieden stellender Fließeigenschaften und Auflösung ein Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) von bevorzugt 3 bis 7 μm und stärker bevorzugt von 4 bis 6 μm. In vorliegender Beschreibung wird das Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) der Stammtonerteilchen gemäß dem in den nachstehend dargestellten Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt.
In Schritt (2) wird das Siliciumdioxid extern den in vorstehendem Schritt (1) erhältlichen Stammtonerteilchen zugegeben. Als Verfahren für die externe Zugabe des Siliciumdioxids zu den Stammtonerteilchen, kann ein Verfahren umfassend den Schritt das Siliciumdioxid und die Stammtonerteilchen mit einem Mixer wie einem Henschel Mixer zu mischen, um das Silicium extern der Toneroberfläche zuzufügen, verwendet werden.
Im Hinblick auf die Sicherstellung der Haltbarkeit des Toners ist es wünschenswert, dass das Siliciumdioxid eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm, bevorzugt von 30 bis 55 nm und stärker bevorzugt von 30 bis 50 nm aufweist. In vorliegender Beschreibung wird die durchschnittliche Primärteilchengröße des Siliciumdioxids gemäß dem in den nachstehend dargestellten Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt.
Das Siliciumdioxid schließt gleichermaßen jene vorstehend erwähnten ein, und diejenigen, welche mit einem Mittel zur hydrophoben Behandlung behandelten sind bevorzugt. Diese können in Mischung zweier oder mehrerer Arten verwendet werden. Wenn zwei oder mehrere Arten des Siliciumdioxids vereinigt werden, wird bevorzugt, dass die durchschnittliche Primärteilchengröße aller zu vereinigenden Siliciumdioxide in vorstehend genanntem Bereich liegt.
Im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Einstellung der spezifischen BET-Oberfläche des Toners wird das Siliciumdioxid in einer Menge von bevorzugt 0,5 bis 4,0 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 1,0 bis 4,0 Gewichtsteilen und noch stärker bevorzugt von 1,0 bis 3,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Stammtonerteilchen, verwendet.
Im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Einstellung der spezifischen BET-Oberfläche des Toners beträgt das Gewichtsverhältnis des in Schritt (2) verwendbaren Siliciumdioxids zu den in Schritt (1) verwendbaren feinen anorganischen Teilchen (Siliciumdioxid/feine anorganische Teilchen) bevorzugt 0,1 bis 0,8, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,7 und noch stärker bevorzugt 0,2 bis 0,6.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Übertragbarkeit von einem Fotoleiter auf ein Druckmedium wird des Weiteren bevorzugt, dass der Toner vorliegender Erfindung erhältlich ist durch ein Verfahren, das weiterhin den Schritt der externen Zugabe feiner Harzteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 50 bis 500 nm zu den Stammtonerteilchen zu mindestens einem Zeitpunkt vor, während und nach Schritt (2) umfasst.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Haftung des in Schritt (2) verwendbaren Siliciumdioxids an der Toneroberfläche durch triboelektrische Kraft sind als feine Harzteilchen feine Harzteilchen mit entgegengesetzter Ladung zu dem in Schritt (2) verwendeten Siliciumdioxid bevorzugt. Als positiv geladene feine Teilchen sind feine Melamin-Formaldehyd-Teilchen, feine Harzteilchen auf Acrylbasis, und ähnliche bevorzugt. Als negativ geladene feine Teilchen sind feine Polytetrafluorethylen-Teilchen und ähnliche bevorzugt.
Das Verfahren zur externen Zugabe der feinen Harzteilchen zu den Stammtonerteilchen schließt gleichermaßen vorstehend beschriebenes Verfahren zur externen Zugabe von Siliciumdioxid zu den Stammtonerteilchen ein. Die feinen Harzteilchen können zu mindestens einem Zeitpunkt vor, während und nach dem Schritt (2) extern zu den Stammtonerteilchen gegeben werden. Um die Haftung des Siliciumdioxids durch triboelektrische Kraft der feinen Harzteilchen weiter zu verbessern, wird bevorzugt, dass die feinen Harzteilchen zusammen mit dem Siliciumdioxid in Schritt (2) verwendet werden und es wird bevorzugt, das die feinen Harzteilchen parallel mit Schritt (2) extern zu den Stammtonerteilchen gegeben werden.
Im Hinblick auf die Haftung am Toner und die Ladungskontrolle haben die feinen Harzteilchen eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 50 bis 500 nm, stärker bevorzugt von 100 bis 400 nm und noch stärker bevorzugt von 100 bis 300 nm.
Im Hinblick auf die Verhinderung von Fleckenbildung auf einer Ladewalze oder ähnlichem werden die feinen Harzteilchen in einer Menge von bevorzugt 0,01 bis 1,0 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von 0,05 bis 0,7 Gewichtsteilen und noch stärker bevorzugt von 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der in Schritt (1) erhältlichen Stammtonerteilchen, verwendet.
Im Hinblick auf die Einstellung eines Gleichgewichts zwischen Übertragbarkeit und Fließeigenschaften beträgt das Gewichtsverhältnis des in Schritt (2) verwendbaren Siliciumdioxids zu den feinen Harzteilchen (Siliciumdioxid/feine Harzteilchen) bevorzugt 99/1 bis 70/30, stärker bevorzugt 99/1 bis 80/20 und noch stärker bevorzugt 98/2 bis 85/15.
Der Toner vorliegender Erfindung besitzt ein Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) von bevorzugt 3 bis 9 μm, stärker bevorzugt von 3,5 bis 9,0 μm, noch stärker bevorzugt von 4,0 bis 7,5 μm und noch stärker bevorzugt von 4,5 bis 6,5 μm.
Der Toner vorliegender Erfindung kann ohne Beschränkung bezüglich des Entwicklungsverfahrens verwendet werden und kann entweder als Toner für Einkomponenten-Entwicklung oder als Toner für Zweikomponenten-Entwicklung verwendet werden. Da der Toner vorliegender Erfindung eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist, ist der Toner geeignet für die Verwendung in einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren mit hoher Beanspruchung. Außerdem weist der Toner vorliegender Erfindung weniger freie externe Zusatzmittel auf, so dass der Toner für die Verwendung als Farbtoner, insbesondere als Vollfarbtoner, geeignet ist.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele beschreiben und stellen weiterhin Ausführungsformen vorliegender Erfindung dar. Die Beispiele werden lediglich zum Zweck der Veranschaulichung gegeben und sollen nicht als Beschränkungen vorliegender Erfindung ausgelegt werden.
Erweichungstemperatur von Harz
Die Erweichungstemperatur bezieht sich auf eine Temperatur, bei der die Hälfte der Probe heraus fließt, wenn die Abwärtsbewegung eines Druckstücks gegen die Temperatur aufgetragen wird, gemessen unter Verwendung eines Fließtesters (KAPILLARRHEOMETER "CFT-500D", im Handel erhältlich von Shimadzu Corporation), in dem eine 1 g Probe durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird, während die Probe so erwärmt wird, dass die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 6 °C/min erhöht wird, und mit dem Druckstück eine Kraft von 1,96 MPa darauf ausgeübt wird.
Glasübergangstemperatur des Harzes
Die Glasübergangstemperatur bezieht sich auf die Temperatur am Kreuzungspunkt der Verlängerung der Basislinie von gleicher oder niedrigerer Temperatur des höchsten endothermen Signals und der Tangente, die die maximale Steigung zwischen dem Anfang des Signals und der Spitze des Signals aufzeigt, was unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters ("DSC 210", im Handel erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) bestimmt wird, indem seine Temperatur auf 200 °C erhöht wird, die Probe von dieser Temperatur mit einer Abkühlrate von 10 °C/min auf 0 °C abgekühlt wird und die Temperatur der Probe danach mit einer Heizrate von 10 °C/min erhöht wird.
Säurezahl des Harzes
Die Säurezahl wird mit einem Verfahren gemäß JIS K0070 bestimmt, außer dass lediglich das Bestimmungslösungsmittel von einem gemäß JIS K0070 vorgeschriebenen Lösungsmittelgemisch aus Ethanol und Ether in ein Lösungsmittelgemisch aus Aceton und Toluol (Volumenverhältnis von Aceton/Toluol = 1:1) getauscht wurde.
Schmelztemperatur des Trennmittels
Die Schmelztemperatur bezieht sich auf das maximale Temperatursignal für Schmelzwärme, welches unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters ("DSC 210", im Handel erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) bestimmt wird, indem seine Temperatur auf 200 °C erhöht wird, die Probe von dieser Temperatur mit einer Abkühlrate von 10 °C/min auf 0 °C abgekühlt wird und die Temperatur der Probe danach mit einer Heizrate von 10 °C/min erhöht wird.
Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) von Stammtonerteilchen und Toner

Messgerät: Coulter Multisizer II (im Handel erhältlich von Beckman Coulter K.K.)
Blendendurchmesser: 100 μm
Analysen-Software: Coulter Multisizer AccuComp Ver. 1.19 (im Handel erhältlich von Beckman Coulter K.K.)
Elektrolytlösung: "Isotope II" (im Handel erhältlich von Beckman Coulter K.K.)
Dispersion: "EMULGEN 109P" (im Handel erhältlich von Kao Corporation, Polyoxyethylenlaurylether, HLB: 13,6) wird in vorstehender Elektrolytlösung so aufgelöst, dass eine Konzentration von 5 Gew.-% resultiert, um eine Dispersion zu ergeben.
Dispersionsbedingungen: Zehn Milligramm einer Testprobe werden zu 5 mL vorstehender Dispersion gegeben und das resultierende Gemisch wird für 1 Minute in einem Ultraschalldisperger dispergiert. Danach werden 25 mL der Elektrolytlösung zu der Dispersion gegeben und das resultierende Gemisch wird eine weitere Minute im Ultraschalldisperger dispergiert um eine Probendispersion zu ergeben.
Messbedingungen: Vorstehende Probendispersion wird so eingestellt, dass sie eine Konzentration aufweist, bei der die Teilchengröße von 30000 Teilchen in 20 Sekunden bestimmt, werden kann, indem 100 mL vorstehender Elektrolytlösung zu vorstehender Probendispersion gegeben werden. Danach wird die Teilchengröße von 30000 Teilchen bestimmt, um ein Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) aus der Teilchengrößenverteilung zu erhalten.

Durchschnittliche Primärteilchengröße der feinen anorganischen Teilchen
Die durchschnittliche Primärteilchengröße bezieht sich auf das Zahlenmittel der Teilchengröße und wird gemäß folgender Formel berechnet: Zahlenmittel der Teilchengröße (nm) = 6/(ρ × spezifische Oberfläche (m2/g)) × 1000,wobei ρ das wahre spezifische Gewicht der feinen anorganischen Teilchen darstellt und die spezifische Oberfläche eine spezifische BET-Oberfläche darstellt, die durch ein Stickstoff-Absoptionsverfahren der feinen anorganischen Teilchen erhalten wird. Das wahre spezifische Gewicht von Siliciumdioxid beträgt 2,2 und das wahre spezifische Gewicht von Titanoxid beträgt 4,2.
Unter der Annahme, dass die feinen anorganischen Teilchen Kugeln mit einer Teilchengröße R sind, kann vorstehende Formel aus folgenden Formeln erhalten werden: Spezifische BET-Oberfläche = S × (1/m) m (Gewicht der Teilchen) = 4/3 × π × (R/2)3 × Dichte S (Oberfläche) = 4π(R/2)2
Die hier bezeichnete Dichte stellt das wahre spezifische Gewicht in vorstehender Formel dar.
Durchschnittliche Primärteilchengröße der feinen Harzteilchen
Die durchschnittliche Primärteilchengröße bezieht sich auf das Zahlenmittel der Teilchengröße.
Für das Zahlenmittel der Teilchengröße werden die Teilchengrößen (ein Mittel aus Hauptachse und Nebenachse) von einhundert Teilchen mit einem Rasterelektronenmikroskop in ordentlicher 5000- bis 50000facher Bildvergrößerung bestimmt, und der Durchschnitt daraus wird als durchschnittliche Primärteilchengröße der feinen Harzteilchen definiert. Hauptachse bedeutet hier die Länge der längsten axialen Ausrichtung in jedem der Teilchen und Nebenachse bedeutet die Länge der kürzesten axialen Ausrichtung vorstehender Teilchen.
Spezifische BET-Oberfläche
Eine spezifische BET-Oberfläche wird unter Verwendung eines automatisierten Fließbett-Messgeräts für spezifische Oberfläche "FlowSorb III2305" (im Handel erhältlich von Shimadzu Corporation) bestimmt. Die Masse einer leeren Probenzelle W1 (g) wird bestimmt und danach werden 0,1 g einer Tonerprobe in ein Probengefäß gegeben. Das Gefäß wird im Hauptteil des Geräts platziert und eine Entgasung wird unter den Bedingungen einer Temperatur von 40 °C und für eine Zeitdauer von 10 Minuten durchgeführt. Die Probenzelle wird in ein mit flüssigem Stickstoff gefülltes Dewar-Gefäß getaucht und der Adsorptionswert (Wert der Oberfläche der Probe) A1 (m²) wird bestimmt. Danach wird die Probenzelle in Wasser getaucht, um die Temperatur wieder auf Raumtemperatur zu ändern und der Desorptionswert (Wert der Oberfläche der Probe) D1 (m²) wird bestimmt. Die Probenzelle wird aus dem Hauptteil entfernt und das Gewicht W3 (g) wird bestimmt. Eine spezifische BET-Oberfläche wird gemäß der Formel: D1/(W3 – W1)(m²/g) berechnet.
Herstellungsbeispiel 1 für Harz
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoff-Zuleitungsrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 1286 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2218 g Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1603 g Terephthalsäure und 10 g Zinnoctylat befüllt. Die Bestandteile im Kolben wurden unter einer Stickstoffatmosphäre bei 230 °C umgesetzt, bis die Umsatzrate 90 % erreicht. Danach wurde das Reaktionsgemisch weiter bei 8,3 kPa umgesetzt, bis die gewünschte Erweichungstemperatur erreicht wurde, um ein Harz zu ergeben. Das resultierende Harz besaß eine Erweichungstemperatur von 111,4 °C, eine Glasübergangstemperatur von 68,5 °C und eine Säurezahl von 3,2 mg KOH/g. Das resultierende Harz wird als Polyester A festgelegt. Hier bezeichnet die Umsatzrate den Wert, der erhalten wird durch die Formel: eine erzeugte Menge Reaktionswasser (mol)/eine theoretische Menge erzeugten Wassers (mol) × 100.
Herstellungsbeispiel 2 für Harz
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoff-Zuleitungsrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 3308 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 341 g Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 792 g Fumarsäure, 5 g Hydrochinon und 10 g Zinnoctylat befüllt. Die Bestandteile im Kolben wurden unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, während die Temperatur für 5 Stunden von 180 °C auf 230 °C erhöht wurde, und das Reaktionsgemisch wird dann für 1 Stunde weiter bei 8,3 kPa umgesetzt. Danach wurden 480 g Trimellithsäureanhydrid hinzugegeben und das Gemisch wurde für 1 Stunde unter Normaldruck umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird dann weiter bei 8,3 kPa umgesetzt, bis die gewünschte Erweichungstemperatur erreicht wurde, um ein Harz zu ergeben. Das resultierende Harz besaß eine Erweichungstemperatur von 155,8 °C, eine Glasübergangstemperatur von 64,7 °C und eine Säurezahl von 33,2 mg KOH/g. Das resultierende Harz wird als Polyester B festgelegt.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Siebzig Gewichtsteile des Polyesters A, 30 Gewichtsteile des Polyesters B, 4,1 Gewichtsteile eines Farbmittels "Permanent Carmine 3810" (im Handel erhältlich von SANYO COLOR WORKS, LTD.), 2,7 Gewichtsteile eines Farbmittels "Super Magenta R" (im Handel erhältlich von Dainippon Ink and Chemicals Incorporated), 3,5 Gewichtsteile eines Trennmittels "Carnauba Wax C1" (im Handel erhältlich von Kato Yoko, Schmelzpunkt: 83 °C), 3,0 Gewichtsteile eines Trennmittels "HNP-9" (im Handel erhältlich von Nippon Seiro, Schmelzpunkt: 79 °C) und 0,5 Gewichtsteile eines Mittels zur Ladungssteuerung "LR-147" (im Handel erhältlich von Japan Carlit) wurden mit einem Henschel Mixer gemischt. Das Gemisch wurde mit einem offenen Walzenkneter geknetet (äußerer Durchmesser: 320 mm, Gesamtlänge: 1800 mm, wirksame Knetlänge (L): 1500 mm, Temperatur an der Einspeisungsseite der Wärmewalze für Ausgangsmaterial: 145 °C, Temperatur an der Entladeseite der Wärmewalze für geknetetes Produkt: 100 °C, Temperatur an der Einspeisungsseite der Kühlwalze für Ausgangsmaterial: 85 °C, Temperatur an der Entladeseite der Kühlwalze für geknetetes Produkt: 30 °C, Umfangsgeschwindigkeit der Wärmewalze: 70 m/min, Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze: 50 m/min, Lücke zwischen den Walzen: 0,1 mm). Das resultierende geknetete Produkt wurde an der Luft gekühlt und danach wurde das gekühlte Produkt mit einem Alpine Rotoplex (im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation) grob pulverisiert, um ein grob pulverisiertes Produkt (eine Tonerzusammensetzung) mit einem Volumenmittel der Teilchengröße (D₅₀) von 500 μm zu ergeben.
Die in Tabelle 2 gezeigten feinen anorganischen Teilchen wurden mit 100 Gewichtsteilen des resultierenden grob pulverisierten Produkts für 3 Minuten mit einem Henschel Mixer gemischt. Das resultierende Gemisch wurde fein pulverisiert und klassifiziert, indem seine Obergrenze mit einer Gegenstrahlmühle "400AFG" (im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation) bei einer Einspeisungsrate des Ausgangsmaterials von 30 kg/h und einem Pulverisierungsluftdruck von 0,7 MPa abgetrennt wurde, und das fein pulverisierte Gemisch wurde weiter klassifiziert, indem seine Untergrenze mit "TTSP" (im Handel erhältlich von Hosokawa Micron Corporation) abgetrennt wurde, um Stammtonerteilchen zu ergeben. In jedem von Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 wurden das Siliciumdioxid und die feinen Harzteilchen, in Tabelle 2 gezeigt, zu 100 Gewichtsteilen der resultierenden Stammtonerteilchen gegeben, und in jedem der Beispiele 2 und 3 wurde das Siliciumdioxid, in Tabelle 2 gezeigt, zu 100 Gewichtsteilen der resultierenden Stammtonerteilchen gegeben, und jedes der Gemische wurde für 3 Minuten mit einem Henschel Mixer gemischt, um einen Toner zu ergeben.

Hier sind die in jedem der Beispiele und jedem der Vergleichsbeispiele verwendeten feinen anorganischen Teilchen, das Siliciumdioxid und die feinen Harzteilchen wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

	Hersteller	Substanz	Durchschnittliche Primärteilchengröße (nm)	Ladefähigkeit	Mittel zur hydrophoben Behandlung
R972	Nippon Aerosil	Siliciumdioxid	16	Negativ	Dimethyldichlorsilan
HVK2150	Wacker Chemicals	Siliciumdioxid	12	Positiv	Aminomodifiziertes Siliconöl
HDK H13TX	Wacker Chemicals	Siliciumdioxid	16	Negativ	Hexamethyldisilazan und Siliconöl
TS530	Cabot Corporation	Siliciumdioxid	8	Negativ	Hexamethyldisilazan
RX-50	Nippon Aerosil	Siliciumdioxid	40	Negativ	Hexamethyldisilazan
RY-50	Nippon Aerosil	Siliciumdioxid	40	Negativ	Dimethylsiloxan
EPOSTAR S	NIPPON SHOKUBAI CO., LTD	feine Melamin-Formaldehyd-Teilchen	200	Positiv	–

Testbeispiel 1 [Hintergrundnebel]
Ein Toner jeder der Beispiele und jeder der Vergleichsbeispiele wurde einem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklungsapparat "MicroLine 5400" (in Handel erhältlich von Oki Data Corporation), umfassend einen organischen Fotoleiter (OPC), zugeführt. Der zugeführte Toner wurde dann unter Umgebungsbedingungen von 25 °C/50 % relative Feuchte für 12 Stunden stehen gelassen und dann wurden leere Blätter (0 %) gedruckt. Danach wurde der auf der Fotoleitertrommel verbleibende Toner auf ein Reparaturband übertragen und der Unterschied der Bilddichte zu einer Referenz (deren Reparaturband nicht dem Übertragungsvorgang unterzogen wurde) ΔE wurde mit einem Kolorimeter "X-Rite" (im Handel erhältlich von X-Rite) bestimmt, und ein Hintergrundnebel (NN Hintergrundnebel) wurde bewertet. Ein ΔE von weniger als 1,5 zeigt hier, dass der Hintergrundnebel ausgezeichnet ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Außerdem wurde der Toner demselben Apparat wie vorstehend zugeführt, und der zugeführte Toner wurde dann unter Umgebungsbedingungen von 35 °C/80 % relative Feuchte für 12 Stunden stehen gelassen. Danach wurde der Hintergrundnebel (HH Hintergrundnebel) auf die gleiche Weise wie vorstehend bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Testbeispiel 2 [OPC-Filmbildung]
Ein Toner wurde demselben Apparat wie in Testbeispiel 1 zugeführt und ein Haltbarkeitstest wurde bei einer Druckrate von 5 % unter Umgebungsbedingungen von 25 °C/50 % relative Feuchte durchgeführt. Ein Vollflächen-Bild wurde nach dem Druck von jeweils 1000 Blättern gedruckt, und optisch auf einen aufgrund von OPC-Filmbildung erzeugten weißen Fleck untersucht, um die Haltbarkeit zu bewerten. Der Test wurde angehalten, wenn die Erzeugung eines weißen Flecks bestätigt wurde, und bis zu 12000 Blättern durchgeführt. Wenn kein weißer Fleck erzeugt wurde, wurde er mit O bewertet. Wenn bis zu 12000 Blättern ein weißer Fleck erzeugt wurde, wurde er mit x bewertet und die Anzahl der bis zu diesem Zeitpunkt bedruckten Blätter wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Anhand vorstehender Ergebnisse ist zu ersehen, dass die Toner der Beispiele, im Vergleich zu den Toner der Vergleichsbeispiele keinen Hintergrundnebel erzeugen und die Filmbildung auf dem OPC verringern. Insbesondere war der Toner des Vergleichsbeispiels 1, der nicht der Behandlung externer Zugabe von Siliciumdioxid in Schritt (2) unterzogen wurde, mangelhaft in der Filmbildung, und der Toner des Vergleichsbeispiels 2, der nicht der Pulverisierung in Gegenwart der feinen anorganischen Teilchen in Schritt (1) unterzogen wurde, erzeugte beachtlichen Hintergrundnebel in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit. Hier wird in Erwägung gezogen, dass die Ursache für die größeren spezifischen BET-Oberflächen der Vergleichsbeispiele 2 und 3 als die der Beispiele darin liegt, dass in Vergleichsbeispiel 2 kein Siliciumdioxid mit kleiner Teilchengröße in Schritt (1) verwendet wurde, und dass in Vergleichsbeispiel 3 eine große Menge an Siliciumdioxid mit kleiner Teilchengröße verwendet wurde.
Der Toner vorliegender Erfindung wird zum Beispiel zur Entwicklung eines latenten Bildes, das durch Elektrofotografie, ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren, ein elektrostatisches Druckverfahren oder ähnlichem gebildet wurde, verwendet.
Indem die vorliegende Erfindung somit beschrieben wurde, wird offensichtlich, dass dieselbe in mancher Hinsicht verändert werden kann. Solche Änderung sind nicht als Abweichung von Geist und Umfang der Erfindung zu betrachten und es ist die Absicht, alle derartigen Modifizierungen, die einem Fachmann offenkundig sind, in den Umfang folgender Ansprüche einzuschließen.

Claims

Toner mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 1,5 bis 3,5 m²/g, erhältlich durch ein Verfahren, umfassend die Schritte; Schritt (1): Pulverisieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 μm zu erhalten; und Schritt (2): externe Zugabe von Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm zu den in vorstehendem Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen.
Toner nach Anspruch 1, wobei die feinen anorganischen Teilchen aus Schritt (1) in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Tonerzusammensetzung, verwendet werden.
Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Siliciumdioxid aus Schritt (2) in einer Menge von 1,0 bis 4,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Stammtonerteilchen, verwendet wird.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die feinen anorganischen Teilchen ein Gemisch aus positiv geladenen feinen Teilchen und negativ geladenen feinen Teilchen sind.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gewichtsverhältnis des in Schritt (2) verwendbaren Siliciumdioxids zu den in Schritt (1) verwendbaren feinen anorganischen Teilchen (Siliciumdioxid/feine anorganische Teilchen) 0,1 bis 0,8 beträgt.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, erhältlich durch ein Verfahren weiterhin umfassend einen Schritt der externen Zugabe der feinen Harzteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 50 bis 500 nm zu den Stammtonerteilchen zu mindestens einem Zeitpunkt vor, während und nach Schritt (2).
Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend die folgenden Schritte (1) und (2); Schritt (1): Pulverisieren einer Tonerzusammensetzung, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und ein Farbmittel in Gegenwart von feinen anorganischen Teilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 6 bis 20 nm in einer Menge von 2 bis 8 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung, um Stammtonerteilchen mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 3 bis 8 μm zu erhalten; und Schritt (2): externe Zugabe von Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 25 bis 60 nm in einer Menge von 1,0 bis 4,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der im vorstehenden Schritt (1) erhaltenen Stammtonerteilchen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die feinen anorganischen Teilchen ein Gemisch aus positiv geladenen feinen Teilchen und negativ geladenen feinen Teilchen sind.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gewichtsverhältnis des in Schritt (2) verwendbaren Siliciumdioxids zu den in Schritt (1) verwendbaren feinen anorganischen Teilchen (Siliciumdioxid/feine anorganische Teilchen) von 0,1 bis 0,8 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiter umfassend den Schritt der externen Zugabe der feinen Harzteilchen mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 50 bis 500 nm zu den Stammtonerteilchen zu mindestens einem Zeitpunkt vor, während und nach Schritt (2).