DE102023110868A1

DE102023110868A1 - Toner und zweikomponenten-entwickler

Info

Publication number: DE102023110868A1
Application number: DE102023110868.9A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Tsujimoto; Toru Takahashi; Ryuichiro Matsuo; Shin Kitamura; Nobuyuki Fujita; Ryuji Murayama; Hitoshi Sano; Takakuni Kobori; Yoshihiro Ogawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2022-04-28
Filing date: 2023-04-27
Publication date: 2023-11-02
Also published as: CN116974164A; US20230408944A1; JP2023163891A

Abstract

Toner, der ein Tonerteilchen und Siliciumoxidfeinteilchen A auf einer Oberfläche des Tonerteilchens aufweist, wobei ein gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser des Toners 4,0 bis 15,0 µm beträgt, ein Kohlenstoffverlustanteil, wenn das Siliciumoxidfeinteilchen A mit Hexan gewaschen wird, 5 bis 70% beträgt und eine Temperatur, bei der ein Differentialkoeffizient eines gleitenden Neun-Punkte-Mittels von integrierten Werten, die von 35°C aus integriert wurden, 4000 oder mehr für eine Intensität eines erhaltenen Ions mit einer Massenanzahl (M/z) von 207 erreicht, 270°C oder höher ist, wenn die Massenspektrometrie bei einem Abtastintervall von 0,4 Sekunden durchgeführt wird, während das Siliciumoxidfeinteilchen A unter bestimmten Bedingungen erhitzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Toner und einen Zweikomponenten-Entwickler, die zur Entwicklung elektrostatischer Bilder in elektrophotographischen Verfahren, elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren und dergleichen verwendet werden.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Auf elektrofotografischen Systemen basierende Vollfarbkopierer haben in den letzten Jahren weite Verbreitung gefunden und werden zusehends auf dem Druckmarkt eingesetzt. Der Druckmarkt erfordert eine breite Palette von Medien (Papiersorten) und gleichzeitig hohe Geschwindigkeiten, eine hohe Bildqualität und eine hohe Produktivität, die durch einen längeren Dauerbetrieb erreicht wird.
Eine Stabilisierung der Tonerladeeigenschaften ist notwendig, um die Bildqualität zu verbessern. Zur Stabilisierung der Ladeeigenschaften von Tonern wurden verschiedene Untersuchungen zu externen Additiven durchgeführt. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2016-167029 einen Toner mit verbesserten Ladeeigenschaften, die durch die externe Zugabe von Siliciumoxid-Teilchen erreicht werden, die mit zyklischem Siloxan oberflächenbehandelt wurden. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2009-031426 offenbart einen Toner mit zyklischem Siloxan an der Oberfläche.
Um eine zusätzliche Verbesserung der Bildqualität zu erreichen, wird ein Toner benötigt, der eine hohe Übertragungseffizienz ohne Bildabplatzungen und ohne Übertragungslücken während der Übertragung bietet. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP H9-204065 offenbart beispielsweise einen Toner, der eine hohe Übertragungseffizienz aufweist, die durch die externe Zugabe eines anorganischen Feinpulvers erreicht wird, das einer Oberflächenbehandlung mit Silikonöl unterzogen wurde.
Um hohe Produktivitäten durch längeren Dauerbetrieb zu erreichen, wurden auch Untersuchungen zur Unterdrückung der Bauteilverunreinigung durch externe Zusätze durchgeführt. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2004-126251 einen Toner mit dem externen Additiv eines Siliciumoxidteilchens, das mit einem Silan-Kopplungsmittel oberflächenbehandelt wurde, gefolgt von einer Oberflächenbehandlung mit einem Silikonöl.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn man jedoch auf Anwendungen für den Druckermarkt abzielt, ist es notwendig, eine noch höhere Produktivität durch höhere Geschwindigkeiten, eine höhere Bildqualität und einen kontinuierlichen Betrieb über längere Zeiträume zu erreichen. Daher müssen Toner höhere Ladungserhaltungseigenschaften aufweisen als bisher.
Allerdings werden berührungslose Korona-Ladevorrichtungen als Ladevorrichtungen für Fotorezeptoren in Hochgeschwindigkeitskopierern verwendet, wie sie etwa im Druckermarkt eingesetzt werden. Da Koronaladegeräte nicht mit den Fotorezeptoren in Kontakt kommen, kommen auch Toner, Siliciumoxidfeinteilchen und dergleichen nicht mit den Fotorezeptoren in Kontakt, was im Hinblick auf die Unterdrückung der Verunreinigung von Bauteilen vorteilhaft ist. Wenn jedoch eine noch höhere Produktivität durch höhere Geschwindigkeiten, eine bessere Bildqualität und ein kontinuierlicher Betrieb über längere Zeiträume angestrebt werden, kommt es in einem Ladeschritt zu einer größeren Entladung über einen längeren Zeitraum.
Wenn also ein anorganisches Feinpulver wie etwa Siliciumoxidfeinteilchen auf einem Fotorezeptor vorhanden ist, wird das anorganische Feinpulver einer höheren Entladeenergie ausgesetzt als bisher. Wenn die Oberfläche eines anorganischen Feinpulvers mit einem Silikonöl behandelt ist, um Transferlücken (bzw. Übertragungsfehlstellen) zu unterdrücken und eine hohe Übertragungseffizienz zu erreichen, verflüchtigt sich das Silikonöl, das einer hohen Entladeenergie ausgesetzt ist, und löst sich von der Oberfläche des anorganischen Feinpulvers und haftet dann an ein Bauteil, wie etwa eine Ladevorrichtung, an und führt zu Verunreinigungen. Infolgedessen kann es zu Ungleichmäßigkeiten bei der Aufladung auf dem Fotorezeptor kommen, und die Gleichmäßigkeit des Bildes in der Ebene kann abnehmen.
In den Tonern, die in den oben erwähnten Dokumenten offengelegt wurden, war es nicht möglich, in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wurde, die ladungserhaltenden Eigenschaften eines Toners über einen langen Zeitraum zu erreichen und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten in der Ladung zu unterdrücken, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht wurden.
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Toner bereit, der hohe Ladungserhaltungseigenschaften über einen langen Zeitraum erreichen kann und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten in der Ladung unterdrückt, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, selbst wenn eine höhere Bildqualität oder höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Toner, der ein Tonerteilchen und ein Siliciumoxidfeinteilchen A auf einer Oberfläche des Tonerteilchens aufweist, wobei
ein gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser des Toners 4,0 bis 15,0 µm beträgt,
der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan 5 bis 70 % beträgt und
eine Temperatur, bei der ein Differentialkoeffizient eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts von integrierten Werten, die von 35°C aus integriert wurden, 4000 oder mehr für eine Intensität eines erhaltenen Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 erreicht, 270°C oder höher ist, wenn eine Massenspektrometrie bei einem Abtastintervall von 0,4 Sekunden durchgeführt wird, während das Siliciumoxidfeinteilchen A unter den unten beschriebenen Bedingungen erwärmt wird.
Massenspektrometrie-Bedingungen:

(i) 7,0 mg des Siliciumoxidfeinteilchens A werden von 35°C mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt;
(ii) das bei steigender Temperatur erzeugte Gas wird unter der Bedingung eines Ionisierungsstroms von 50 µA und einer Ionisierungsenergie von 70 eV ionisiert;
(iii) die in dem ionisierten Gas enthaltenen Komponenten werden unter Verwendung eines Quadrupol-Massenspektrometers bei einer EM-Spannung von 1000 V massenspektrometrisch untersucht.

Die vorliegende Offenbarung ermöglicht es, einen Toner bereitzustellen, der über einen langen Zeitraum hinweg hohe Ladungserhaltungseigenschaften aufweist und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten in der Ladung, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, selbst dann unterdrückt, wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht einer Berechnung des Einbettungsgrades.
2 ist eine schematische Ansicht eines Wärmebehandlungsapparats.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, beziehen sich in der vorliegenden Offenlegung die Ausdrücke „von XX bis YY“ und „XX bis YY“, die numerische Wertebereiche angeben, auf numerische Wertebereiche, die die Untergrenze und die Obergrenze, die die Endpunkte sind, beinhalten. Wenn numerische Wertebereiche stufenweise angegeben sind, können die Ober- und Untergrenzen der einzelnen numerischen Wertebereiche in beliebiger Kombination kombiniert werden. Außerdem bezieht sich der Begriff Monomereinheit auf eine umgesetzte Form der Monomersubstanz im Polymer.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sorgfältige Forschung betrieben, um einen Toner zu erhalten, der eine hohe Ladungserhaltung über einen langen Zeitraum erreicht und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten in der Ladung unterdrückt, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, selbst wenn eine höhere Bildqualität oder höhere Geschwindigkeit angestrebt werden. Im Ergebnis haben die Erfinder festgestellt, dass die oben genannten Probleme durch den nachfolgend beschriebenen Toner gelöst werden können.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Toner, der ein Tonerteilchen und ein Siliciumoxidfeinteilchen A auf einer Oberfläche des Tonerteilchens aufweist, wobei
ein gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser des Toners 4,0 bis 15,0 µm beträgt,
der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan 5 bis 70 % beträgt und
eine Temperatur, bei der ein Differentialkoeffizient eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts von integrierten Werten, die von 35°C aus integriert wurden, 4000 oder mehr für eine Intensität eines erhaltenen Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 erreicht, 270°C oder höher ist, wenn eine Massenspektrometrie bei einem Abtastintervall von 0,4 Sekunden durchgeführt wird, während das Siliciumoxidfeinteilchen A unter den unten beschriebenen Bedingungen erwärmt wird.
Massenspektrometrie-Bedingungen:

Es wird angenommen, dass dieser vorteilhafte Effekt aus folgendem Grund erzielt werden kann.
Ein Ion mit einer Massenzahl (M/z) von 207 wird charakteristischerweise beobachtet, wenn eine Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie etwa ein Silikonöl, durch Hitze zersetzt und ionisiert wird. Wenn bei dem oben erwähnten Verfahren die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 bei steigender Temperatur analysiert wird und der Differentialkoeffizient (Steigung im Diagramm) eines gleitenden Neun-Punkte-Durchschnitts der integrierten Werte ab 35°C 4000 oder mehr erreicht, zeigt dies an, dass die Verbindung mit einer Siloxanstruktur sich aufgrund der Wärmeenergie bei der Temperatur von der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A ablöst, sich zersetzt und ionisiert wird.
Das heißt, wenn dieser Differentialkoeffizient (Steigung im Diagramm) 4000 oder mehr erreicht, so zeigt dies an, dass die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie etwa ein Silikonöl, an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist. Darüber hinaus muss beim Toner der vorliegenden Offenbarung die Temperatur an diesem Punkt 270°C oder höher sein.
Es wird angenommen, dass die Leichtigkeit der Abtrennung von Verbindungen mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. einem Silikonöl, von der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A proportional zur Stärke der Wechselwirkungen zwischen der Verbindung mit einer Siloxanstruktur und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A ist.
Es wird angenommen, dass mit steigender Temperatur die Wechselwirkungen zwischen der Verbindung mit Siloxanstruktur, wie z.B. einem Silikonöl, und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A stärker werden und die Verbindung mit einer Siloxanstruktur stärker an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gehalten wird. Infolgedessen trennt sich in einem Fall, in dem eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, nicht die Entladungsenergie ab und kann an der Oberfläche des SiliciumoxidFeinteilchens A verbleiben, selbst wenn eine höhere Entladeenergie in einem Ladeschritt auftritt.
Daher ist es in der vorliegenden Offenbarung möglich, die Bauteilverunreinigung durch eine Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, zu unterdrücken, die mit herkömmlichen Siliciumoxidfeinteilchen nicht unterdrückt werden konnte. Die Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Kurvensteigung) eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts integrierter Werte von 35°C ausgehend 4000 oder mehr für die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 erreicht, ist vorzugsweise 300°C oder höher, und weiter vorzugsweise 320°C oder höher.
Darüber hinaus liegt die Obergrenze für die obige Temperatur vorzugsweise bei 500°C oder weniger, noch bevorzugter bei 400°C oder weniger, und weiter bevorzugt bei 360°C oder weniger. Wenn die Obergrenze bei 500°C oder darunter liegt, wird die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, mit angemessener Festigkeit an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen gehalten, und die Ablöseeigenschaften des Toners werden verbessert. Infolgedessen können selbst in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, Transferlücken besser unterdrückt werden.
Wenn sich zudem die Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A auch dann nicht verändert, wenn sie, wie oben beschrieben, einer höheren Energie ausgesetzt wird, bedeutet dies, dass selbst in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstant gehalten wird und der Ladungszustand über einen langen Zeitraum stabil ist. Infolgedessen werden die Ladungsbeibehaltungseigenschaften verbessert.
Die Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Steigung im Diagramm) 4000 erreicht, kann durch Einstellen der Art und Menge eines siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittels, das später beschrieben wird, der Temperatur und der Behandlungszeit bei der Durchführung einer Oberflächenbehandlung, der Viskosität und der Menge eines Silikonöls oder der Temperatur und der Behandlungszeit bei der Durchführung einer Oberflächenbehandlung mit einem Silikonöl gesteuert werden.
Insbesondere kann die Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Kurvensteigung) 4000 erreicht, erhöht werden, indem ein Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird, das eine Siloxanbindung mit einer geeigneten Kettenlänge enthält, und die Temperatur während einer Oberflächenbehandlung auf 300°C oder höher, vorzugsweise 330°C oder höher, eingestellt wird. Darüber hinaus kann die Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Kurvensteigung) 4000 erreicht, erhöht werden, indem die Temperatur bei der Oberflächenbehandlung mit einem Silikonöl auf 220°C oder höher, vorzugsweise 300°C oder höher, und noch bevorzugter 330°C oder höher, eingestellt wird.
Darüber hinaus beträgt der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan 5 bis 70%. Wenn die Menge an Kohlenstoff abnimmt, wenn die Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan gewaschen werden, zeigt dies an, dass die Verbindung mit der oben erwähnten Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, in einem Zustand vorhanden ist, in dem die Verbindung durch Hexan von der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A ablösbar ist. Das heißt, unabhängig davon, ob die Verbindung mit einer Siloxanstruktur in einem freisetzbaren Zustand an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorliegt, sind die Wechselwirkungen zwischen der Verbindung mit einer Siloxanstruktur und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A stark. Es wird daher angenommen, dass die Verbindung mit einer Siloxanstruktur stark an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gehalten wird.
Durch die Steuerung des Kohlenstoffverlustanteils auf 5 bis 70%, wenn die Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan gewaschen werden, kann die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, mit angemessener Stärke an die Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A gebunden sein, und die Ablöseeigenschaften (bzw. die Trennfähigkeit) des Toners werden verbessert. Infolgedessen können Transferlücken unterdrückt werden, selbst wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Durch Einstellen des Kohlenstoffverlustanteils innerhalb des oben genannten Bereichs wird die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, besser an der Oberfläche des Siliciumoxids gehalten. Wenn der Kohlenstoffverlustanteil 70% oder weniger beträgt, ist es selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie in einem Ladeschritt weniger wahrscheinlich, dass sich die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, die an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen vorhanden ist, in Folge der Entladungsenergie ablöst. Daher ist es wahrscheinlicher, dass die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A verbleibt und eine Bauteilverunreinigung unterdrückt werden kann.
Wenn der Kohlenstoffverlustanteil 5% oder mehr beträgt, können außerdem Transferlücken unterdrückt werden, da die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A mit angemessener Stärke gebunden ist. Außerdem wird der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstanter und stabiler gehalten, und die Ladungserhaltungseigenschaften werden verbessert.
Wenn das Siliciumoxidfeinteilchen A mit Hexan gewaschen wird, beträgt der Kohlenstoffverlustanteil bevorzugter 30 bis 55%.
Dieser Kohlenstoffverlustanteil kann durch Steuern einer zweistufigen Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittels und eines Silikonöls, der Temperatur und der Behandlungszeit bei der Durchführung einer Oberflächenbehandlung, der Behandlungsmenge bei Verwendung eines Silikonöls und so weiter gesteuert werden. Der Kohlenstoffverlustanteil kann erhöht werden, indem die Temperatur bei der Behandlung mit einem Silikonöl gesenkt wird, die Behandlungsmenge mit einem Silikonöl erhöht wird und so weiter. Gleichzeitig kann der obige Kohlenstoffverlustanteil verringert werden, indem die Temperatur bei der Behandlung mit einem Silikonöl erhöht wird, die Behandlungsmenge mit einem Silikonöl verringert wird, und so weiter.
Wenn es notwendig ist, das Siliciumoxidfeinteilchen A von dem Tonerteilchen zu trennen, um physikalische Eigenschaften in Bezug auf das Siliciumoxidfeinteilchen A zu messen, können die Messungen nach der Trennung der Siliciumoxidfeinteilchen mit einem später beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Da die Trennung bei dem später beschriebenen Abtrennverfahren in einem wässrigen Medium durchgeführt wird, wird ein hydrophobes Behandlungsmittel (z.B. eine Siliciumverbindung) nicht in das Medium eluiert, und es ist möglich, die Siliciumoxidfeinteilchen A von den Tonerteilchen zu trennen, während die physikalischen Eigenschaften von vor dem Abtrennschritt beibehalten werden. Daher sind die Werte der physikalischen Eigenschaften, die mit dem vom Tonerteilchen abgetrennten Siliciumoxidfeinteilchen A gemessen wurden, im Wesentlichen die gleichen wie die Werte der physikalischen Eigenschaften, die mit dem Siliciumoxidfeinteilchen A vor der externen Zugabe gemessen werden.
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des Toners beträgt 4,0 bis 15,0 µm. Indem der Durchmesser der Tonerteilchen innerhalb des zuvor genannten Bereichs eingestellt wird, kann das Siliciumoxidfeinteilchen A mit den oben genannten Eigenschaften die Toneroberfläche angemessen beschichten, und die vorteilhafte Wirkung des Siliciumoxidfeinteilchens A kann aufgezeigt werden. Dadurch ist es möglich, einen Toner zu erhalten, der über einen langen Zeitraum eine hohe Ladungserhaltung bietet und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten bei der Ladung unterdrückt, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, selbst wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des Toners beträgt vorzugsweise 5,0 bis 10,0 µm, und noch bevorzugter 6,0 bis 8,0 µm.
Verfahren zur Analyse der Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207

Die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 wird mit einem thermogravimetrischen Massenspektrometer (TG-MS) analysiert (ein JMS-Q1500GC+STA2500 Regulus Quadrupol-Massenspektrometer der Firma JEOL Ltd.) Die Messbedingungen sind wie folgt. Messbedingungen

- Menge an Siliciumoxidfeinteilchen A:	7,0 mg
- Starttemperatur der Messung:	35°C
- Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs:	20°C/min
- TG-MS-Messatmosphäre:	Stickstoff
- Temperatur der Ionenquelle:	250°C
- Ionisierungsstrom:	50 µA
- Ionisierungsenergie:	70 eV
- EM-Spannung:	1000 V
- Intervall der Datenerfassung:	0,4 Sekunden

Zusätzlich wird die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207, die mit den oben beschriebenen Messungen erhalten wird, mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren analysiert und die Temperatur ermittelt, bei der der Differentialkoeffizient (Kurvensteigung) eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts integrierter Werte von 35°C an 4000 oder mehr erreicht. Analyse Bedingungen

- Es wird ein Durchschnittswert für die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 innerhalb des Temperaturbereichs von 35 bis 100°C berechnet, der als Hintergrundwert verwendet wird.
- Die Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Kurvensteigung) eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts der integrierten Werte der Ionenstärke 4000 oder mehr erreicht, wird durch Subtraktion dieses Hintergrundwerts von den Ionenintensitäten bei Temperaturen über 35°C bestimmt.

Abtrennung von Siliciumoxidfeinteilchen A von Toner
Die Messungen von physikalischen Eigenschaften können mit Siliciumoxidfeinteilchen A durchgeführt werden, die mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren vom Toner getrennt werden.
20 g einer 10 Masse-% wässrigen Lösung von „Contaminon N“ (Reinigungsmittel mit neutralem pH-Wert 7 für die Reinigung von Präzisionsmessgeräten, das einen nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff, einen anionischen grenzflächenaktiven Stoff und einen organischen Builder, auch Aufbaustoff genannt, umfasst) werden in ein Fläschchen mit einem Fassungsvermögen von 50 mL eingewogen und mit 1 g des Toners vermischt.
Diese wird in einen „KM Shaker“ (Modell: V.SX, Iwaki Sangyo Co., Ltd.) gegeben und 30 Sekunden lang mit einer auf 50 eingestellten Geschwindigkeit geschüttelt. Dadurch wird das Siliciumoxidfeinteilchen A von der Oberfläche der Tonerteilchen auf die Seite der wässrigen Lösung übertragen.
Als nächstes werden im Falle eines magnetischen Toners, der einen magnetischen Körper enthält, Siliciumoxidfeinteilchen erhalten, indem Siliciumoxidfeinteilchen, die in eine überstehende Flüssigkeit übergegangen sind, in einem Zustand, in dem Tonerteilchen, mit Hilfe eines Neodym-Magneten gebunden sind, abgetrennt und dann durch Vakuumtrocknung (40°C/24 Stunden) bis zur Trockne eingedampft.
Im Falle eines nichtmagnetischen Toners wird ein Zentrifugalseparator (H-9R, Kokusan Co., Ltd.) (5 Minuten bei 1.000 U/min) verwendet, um die Tonerteilchen von den Siliciumoxidfeinteilchen zu trennen, die in den Überstand überführt werden.
Wenn dem Toner neben dem Siliciumoxidfeinteilchen A noch ein weiteres externes Additiv zugesetzt wurde, kann das Siliciumoxidfeinteilchen A von dem anderen externen Additiv getrennt werden, indem ein zentrifugaler Trennungsprozess für die externen Additive durchgeführt wird, die mit dem oben beschriebenen Prozess vom Toner getrennt wurden. Selbst wenn dem Toner mehrere Arten von Siliciumoxidfeinteilchen extern zugesetzt wurden, können sie durch einen Prozess der Zentrifugaltrennung getrennt werden, solange sie unterschiedliche Teilchendurchmesser aufweisen. Die Trennung kann beispielsweise unter Bedingungen von 40.000 U/min für 20 Minuten mit einem CS120FNX von Hitachi Koki Co., Ltd. durchgeführt werden.
Messung des Kohlenstoffverlustanteils bei Wäsche des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan
1,0 g des Siliciumoxidfeinteilchens wird in ein 50-mL-Schraubdeckelfläschchen eingewogen und 20 mL n-Hexan hinzugefügt. Anschließend wird 10 Minuten lang mit einem Ultraschallhomogenisator (VP-050 der TAITEC Corporation) bei einer Intensität von 20 (10 W Leistung) extrahiert. Der resultierende Extrakt wird mit einem Zentrifugalseparator abgetrennt, der Überstand wird entfernt und die resultierende feuchte Probe wird mit einem Verdampfer von dem n-Hexan befreit, um ein Siliciumoxidfeinteilchen nach Hexanwäsche zu erhalten.
Mit einem Gesamtstickstoff-/Gesamtkohlenstoff-Analysator (Sumigraph NC-22F, Sumika Chemical Analysis Service, Ltd.) wird die Menge an Kohlenstoff in den Siliciumoxidfeinteilchen sowohl vor als auch nach der Hexanwäsche gemessen und der Kohlenstoffverlustanteil (%) dann anhand der folgenden Formel berechnet. $\begin{array}{l} Kohlenstoffverlustanteil (%) = {(Menge (Masse%) des Kohlenstoffs im \\ Siliciumoxidteilchen vor der Hexanw \ddot{a} sche) - (Menge (Masse%) des \\ Kohlenstoffs im Siliciumoxidteilchen nach der Hexanw \ddot{a} sche)} (Menge \\ (Masse%) des Kohlenstoffs im Siliciumoxidteilchen vor der Hexanw \ddot{a} sche) \\ \times 100 \end{array}$
Verfahren zur Messung des gewichtsmittleren Teilchendurchmessers (D4) von Toner
Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) des Toners wird mit Hilfe eines Präzisionsmessgeräts für die Teilchendurchmesserverteilung „Coulter Counter Multisizer 3“ (eingetragenes Warenzeichen, hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) berechnet, das auf einem elektrischen Porenwiderstandsverfahren basiert und mit einem Rohr mit einer Öffnung von 100 µm ausgestattet ist, sowie einer speziellen Software „Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) für die Einstellung der Messbedingungen und die Analyse der Messdaten, Durchführen von Messungen mit einer Anzahl effektiver Messkanäle von 25.000 und Analyse der Messdaten.
Für die elektrolytische wässrige Lösung, die für die Messung verwendet wird, kann eine Lösung verwendet werden, in der spezielles Natriumchlorid in ionenausgetauschtem Wasser aufgelöst ist, so dass die Konzentration etwa 1 Masse-% beträgt, z.B. „ISOTON II“ (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.).
Bevor die Messung und Analyse durchgeführt werden, wird die zugehörige Software wie folgt eingestellt.
Auf dem Bildschirm „Change Standard Measurement Method (SOM) screen“ der zugehörigen Software wird die Gesamtzahl der Zählungen im Kontrollmodus auf 50.000 Teilchen, die Anzahl der Messungen auf 1 und ein mit „Standard Particle 10.0 µm“ (hergestellt von Beckman Coulter Co., Ltd.) erhaltener Wert als Kd-Wert eingestellt. Der Schwellenwert und der Rauschpegel werden durch Drücken der Taste für die Schwellenwert-/Rauschpegelmessung automatisch eingestellt. Außerdem wird der Strom auf 1600 µA eingestellt, die Verstärkung auf 2, die Elektrolytlösung auf ISOTON II und das Spülen der Aperturröhre nach der Messung wird ausgewählt.
Auf dem Bildschirm „Pulse to Particle Diameter Conversion Setting Screen“ der zugehörigen Software wird das Bin-Intervall (bzw. Containerintervall) auf den logarithmischen Partikeldurchmesser, der Partikeldurchmessercontainer auf einen 256 Teilchen-Container und der Bereich für den Teilchendurchmesser auf 2 µm bis 60 µm eingestellt.
Das spezifische Messverfahren ist wie folgt.

(1) Etwa 200 ml der elektrolytischen wässrigen Lösung werden in ein 250 ml Rundboden-Glasgefäß gegeben, das speziell für den Multisizer 3 vorgesehen ist. Das Gefäß wird auf einen Probenständer gestellt und ein Rührstab wird mit 24 Umdrehungen pro Sekunde gegen den Uhrzeigersinn gerührt. Anschließend werden Schmutz und Luftblasen im Inneren des Aperturröhrchens mit der Funktion „Flush Aperture Tube“ der speziellen Software entfernt.
(2) Etwa 30 ml der elektrolytischen wässrigen Lösung werden in ein 100 ml Becherglas mit flachem Boden gegeben, und etwa 0,3 ml eines Verdünnungsmittels, das durch 3-fache Massenverdünnung von „CONTAMINON N“ (eine 10%ige wässrige Lösung eines neutralen Reinigungsmittels zum Waschen von Präzisionsmessinstrumenten bei pH 7, das aus einem nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff, einem anionischen grenzflächenaktiven Stoff und einem organischen Builder, auch Aufbaustoff genannt, aufgebaut ist und von Wako Pure Chemical Industries, Ltd. hergestellt wird) als Dispergiermittel mit ionenausgetauschtem Wasser erhalten wurde, werden dazugegeben.
(3) Eine bestimmte Menge ionenausgetauschtes Wasser wird in einen Wassertank eines Ultraschalldispergierers „Ultrasonic Dispersion System Tetora 150“ (hergestellt von Nikkaki Bios Co., Ltd.) mit einer elektrischen Leistung von 120 W gegeben, der zwei Oszillatoren mit einer Schwingungsfrequenz von 50 kHz enthält, die mit einer Phasenverschiebung von 180 Grad eingebaut sind, und etwa 2 ml des CONTAMINON N werden in den Wassertank gegeben.
(4) Das Becherglas aus (2) wird in die Becherbefestigungsöffnung des Ultraschalldispergierers eingesetzt und der Ultraschalldispergierer wird betrieben. Die Höhenposition des Becherglases wird so eingestellt, dass der Resonanzzustand des Flüssigkeitsspiegels der elektrolytischen wässrigen Lösung im Becher maximiert wird.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung im Becherglas in (4) oben mit Ultraschallwellen beschallt wird, werden etwa 10 mg Toner nach und nach der wässrigen Elektrolytlösung zugegeben und dispergiert. Dann wird die Ultraschall-Dispersionsbehandlung für weitere 60 Sekunden fortgesetzt. Bei der Ultraschall-Dispergierung wird die Temperatur des Wassers im Wassertank entsprechend auf 10°C bis 40°C eingestellt.
(6) Die elektrolytische wässrige Lösung aus (5), in der der Toner dispergiert ist, wird mit einer Pipette in den im Probenständer installierten Rundbodenbecher aus (1) getropft und die gemessene Konzentration auf etwa 5% eingestellt. Die Messung wird fortgesetzt, bis die Anzahl der gemessenen Teilchen 50.000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden mit der speziellen Software, die mit dem Gerät geliefert wird, analysiert und der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet. Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser (D4) ist der „average diameter“ auf dem Bildschirm Analyse/Volumenstatistik (arithmetisches Mittel), wenn Graph/Vol% in der zugehörigen Software eingestellt ist.

Aus den oben genannten Gründen ist es möglich, einen Toner zu erhalten, der über einen langen Zeitraum hohe Ladungserhaltungseigenschaften aufweist und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten bei der Ladung, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, selbst dann unterdrückt, wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Darüber hinaus beträgt die Menge der Feuchtigkeitsadsorption pro 1 m² der spezifischen BET-Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A bei einer Temperatur von 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80% vorzugsweise 0,01 bis 0,07 cm³/m², bevorzugter 0,01 bis 0,05 cm³/m², und weiter vorzugsweise 0,02 bis 0,03 cm³/m².
Die Menge der Feuchtigkeitsadsorption des Siliciumoxidfeinteilchens A wird durch den Zustand der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A beeinflusst. Wenn die Menge der Feuchtigkeitsadsorption des Siliciumoxidfeinteilchens A innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, zeigt dies an, dass die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A eine geeignete Hydrophobie aufweist. Das bedeutet, dass sich Siloxanketten an Silanolgruppen binden, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats vorhanden waren, und dass die Menge der an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats verbleibenden Silanolgruppen daher abnimmt. Daher ist es auch möglich, eine Abnahme der Aufladung in einer Atmosphäre mit hoher Luftfeuchtigkeit zu unterdrücken und gleichzeitig eine übermäßige Aufladung in einer Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit zu unterdrücken, da eine geeignete Menge an Feuchtigkeit adsorbiert wird.
Dadurch wird der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstanter und stabiler gehalten und die Ladungserhaltungseigenschaften werden weiter verbessert.
Die Menge der Feuchtigkeitsadsorption der Siliciumoxidfeinteilchen A kann durch die Steuerung der Art und Menge eines Siloxanbindungen-enthaltenden Oberflächenbehandlungsmittels, das später beschrieben wird, der Temperatur und der Behandlungszeit, wenn eine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, und so weiter gesteuert werden. Insbesondere kann die Feuchtigkeitsadsorption durch Erhöhung der Menge des Siloxanbindungen-enthaltenden Oberflächenbehandlungsmittels, durch Erhöhung der Temperatur bei der Durchführung einer Oberflächenbehandlung oder durch Verlängerung der Behandlungszeit verringert werden.
Verfahren zur Messung der Feuchtigkeitsadsorptionsmenge
Die Menge der Feuchtigkeitsadsorption durch das Siliciumoxidfeinteilchen A wird mit einem Adsorptionsäquilibrieranalysator (BELSORP-aqua3, BEL JAPAN, Inc.) gemessen. Dieses Gerät misst die Menge der Adsorption eines Zielgases (Wasserdampf).
Entgasung
Die an der Probe adsorbierte Feuchtigkeit wird vor der Messung ausgegast. Die Küvette, der Zusatzstab (bzw. Füllstab) und der Deckel werden zusammengesetzt und leer gewogen. 0,3 g der Probe werden gewogen und in die Küvette gegeben. Der Zusatzstab wird in die Küvette eingeführt, die Kappe wird aufgesetzt und der Anschluss an die Entgasungsöffnung vorgenommen. Das Heliumventil wird geöffnet, sobald alle zu messenden Küvetten an der Entgasungsöffnung angebracht sind. Die Taste für einen zu entgasenden Anschluss wird auf ON gestellt und die Taste „VAC“ wird gedrückt. Die Entgasung wird zumindest für einen Tag durchgeführt.
Messung
Die Stromversorgung des Hauptgeräts (auf der Rückseite des Hauptgeräts befindet sich ein Schalter) wird auf ON gestellt. Dabei wird auch die Vakuumpumpe gestartet. Der Strom für den Wasserkreislauf und das Bedienfeld wird auf ON gestellt. „BELaqua3.exe“ (Messsoftware) in der Mitte des PC-Bildschirms wird gebootet. Temperatursteuerung des Heißluftbads: Doppelklicken auf „SV“ im Rahmen „TIC1“ im Fenster „Flow Diagram“, um das Fenster „Temperature Setting“ zu öffnen. Die Temperatur (80°C) wird eingegeben und „Set“ wird geklickt.
Steuerung der Adsorptionstemperatur: „SV“ in „Adsorption Temperature“ im Fenster „Flow Diagram“ wird doppelt angeklickt und der „SV value“ (Adsorptionstemperatur) wird eingegeben. Klicken auf „Start Circulation“ und „External Temperature Control“ und dann auf „Set“.
Die Taste „PURGE“ wird gedrückt und die Entgasung wird gestoppt, die Taste „Port“ wird auf OFF gestellt, die Probe wird entnommen, die Kappe 2 wird aufgesetzt, die Probe wird gewogen und die Probe wird an das Hauptmessgerät angeschlossen. Am PC auf „Measurement Conditions“ klicken, um das Fenster „Measurement Conditions Settings“ zu öffnen. Die Messbedingungen lauten wie folgt.
Luftthermostat Tanktemperatur: 80,0°C,
Adsorptionstemperatur: 30,0°C, Adsorbatname: H₂O, Äquilibrierungszeit: 500 s, Temperaturhaltung: 60 min, Sättigungsdampfdruck: 4,245 kPa, Pumpendrehzahl des Probenröhrchens: normal, chemische Adsorptionsmessung: nein, anfänglich eingebrachte Menge: 0,20 cm³ (STP) · g^-1, Anzahl der relativen Druckmessbereiche: 4.
Die Anzahl der zu messenden Proben wird ausgewählt und „Measurement Data File Name“ sowie „Sample Weight“ werden eingegeben. Die Messung wird gestartet.
Die Analyse wird durch Starten der Analysesoftware durchgeführt. Die Menge der adsorbierten Feuchtigkeit wird bei einem relativen Wasserdampfdruck von 80% bestimmt.
Die spezifische BET-Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A beträgt vorzugsweise 60 bis 160 m²/g, und noch bevorzugter 70 bis 160 m²/g.
Wenn die spezifische BET-Oberfläche (auch als „BET-spezifische Oberfläche“ bezeichnet) des Siliciumoxidfeinteilchens A im angegebenen Bereich liegt, kann das Siliciumoxidfeinteilchen A das Tonerteilchen in angemessenem Umfang beschichten und die Wirkungen des Siliciumoxidfeinteilchens A können besser zur Geltung kommen. Infolgedessen bleiben die an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A vorhandenen Siloxanverbindungen selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt der Aufladung leichter an Ort und Stelle und sind widerstandsfähiger gegen die durch die Entladeenergie hervorgerufene Ablösung, so dass die Bauteilverunreinigung noch weiter unterdrückt werden kann.
A Außerdem kann die Ladungshaltung weiter verbessert werden, da der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist. Darüber hinaus werden die die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Ablösbarkeit (Trennfähigkeit) des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und der Geschwindigkeit angestrebt werden.
Messung der spezifischen BET-Oberfläche von Siliciumoxidfeinteilchen
Die spezifische BET-Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens kann nach der BET-Methode (BET-Mehrpunktmethode) unter Verwendung eines Kryogengasadsorptionsverfahrens auf der Grundlage eines dynamischen Konstantdruckverfahrens bestimmt werden. Mit einem Analysator für die spezifische Oberfläche (Produktname: Gemini 2375 Ver. 5.0, Shimadzu Corporation) kann die spezifische BET-Oberfläche (m²/g) durch Messung nach der BET-Mehrpunktmethode und Adsorption von Stickstoffgas an der Probenoberfläche berechnet werden.
Die Menge einer freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für das in der vorliegenden Erfindung verwendete Siliciumoxidfeinteilchen A beträgt vorzugsweise 3,0 bis 9,0 Massenteile, bevorzugter 5,0 bis 8,0 Massenteile und weiter bevorzugt 6,0 bis 8,0 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Siliciumoxidfeinteilchens A.
Durch die Einstellung der Menge einer freigesetzten Komponente innerhalb des oben genannten Bereichs ist eine Verbindung mit einer Siloxanstruktur an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A moderat frei (exponiert), und die Trenneigenschaften des Toners werden verbessert. Infolgedessen können Transferlücken selbst dann unterdrückt werden, wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird.
Durch Einstellen der Menge einer freigesetzten Komponente innerhalb des oben erwähnten Bereichs wird die Verbindung mit einer Siloxanstruktur außerdem geeigneter an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gehalten. Infolgedessen ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, infolge der Entladungsenergie ablöst, und sie kann an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen verbleiben, und eine Bauteilverunreinigung kann besser unterdrückt werden, selbst wenn in einem Ladeschritt eine hohe Entladungsenergie angewendet wird. Darüber hinaus kann die Ladungserhaltung weiter verbessert werden, weil der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist.
Die Menge einer freigesetzten Komponente kann durch die Steuerung einer zweistufigen Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittels und eines Silikonöls, der Temperatur und der Behandlungszeit bei der Durchführung einer Oberflächenbehandlung, der Behandlungsmenge bei Verwendung eines Silikonöls und so weiter gesteuert werden.
Insbesondere kann die Menge einer freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für das Siliciumoxidfeinteilchen A erhöht werden, indem die Temperatur bei der Durchführung einer Behandlung mit einem Silikonöl gesenkt wird, die Behandlungsmenge mit einem Silikonöl erhöht wird und so weiter. Darüber hinaus kann die Menge einer freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für das Siliciumoxidfeinteilchen A verringert werden, indem die Temperatur bei der Durchführung einer Behandlung mit einem Silikonöl erhöht wird, die Behandlungsmenge mit einem Silikonöl verringert wird, und so weiter.
Verfahren zur Messung der Menge der freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für das Siliciumoxidfeinteilchen A
Die Menge der freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für Siliciumoxidfeinteilchen A kann durch Messung der Menge an Silikonöl bestimmt werden, die bei Elution in n-Hexan eluiert wird.
Konkret werden 0,5 g einer Probe der Siliciumoxidfeinteilchen A und 32 mL n-Hexan in ein 50-mL-Zentrifugenröhrchen gegeben und 30 Minuten lang mit einem Ultraschallreiniger (1510JMTH, Yamato Scientific Co., Ltd.) dispergiert/suspendiert. Die resultierende Suspension wird durch Zentrifugieren abgetrennt und eine feste Phase (Siliciumoxid) wird abgetrennt und zurückgewonnen. Zu dem zurückgewonnenen Siliciumoxid werden weitere 32 mL n-Hexan hinzugefügt und der Prozess der Ultraschalldispergierung und Zentrifugaltrennung wird insgesamt dreimal durchgeführt, gefolgt von einer Trocknung unter vermindertem Druck (120°C, 12 Stunden), um ein trockenes Pulver zu erhalten.
Der Kohlenstoffgehalt dieses Pulvers wird mit einem Gesamtstickstoff/Gesamtkohlenstoff-Analysator (Sumigraph NC-22F, Sumika Chemical Analysis Service, Ltd.) gemessen. Der Gesamtkohlenstoffgehalt in einer 0,5 g Probe wird zuvor ebenfalls gemessen und die Differenz zu diesem Gesamtkohlenstoffgehalt wird berechnet, um die Menge der extrahierten freigesetzten Komponente zu ermitteln.
Das Siliciumoxidfeinteilchen A weist vorzugsweise eine Verbindung mit einer Siloxanstruktur an dessen Oberfläche auf. Das Siliciumoxidfeinteilchen A wird vorzugsweise durch Mischen eines Siliciumoxidfeinteilchensubstrats mit einem Siloxanbindung-enthaltenden (bzw. siloxanbindungshaltigen) Oberflächenbehandlungsmittel, Durchführung einer Wärmebehandlung und anschließende Behandlung mit einem Silikonöl erhalten. In der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Begriff „Siliciumoxidfeinteilchen A“ die von einem Oberflächenbehandlungsmittel stammenden Teile, wenn das Siliciumoxidfeinteilchen A mit einem Oberflächenbehandlungsmittel, z.B. Silikonöl, oberflächenbehandelt wurde. Ein Siliciumoxidfeinteilchen vor der Oberflächenbehandlung wird auch als „Siliciumoxidfeinteilchensubstrat“ bezeichnet.
Das Herstellungsverfahren zur Gewinnung des Toners umfasst vorzugsweise einen Schritt zur Gewinnung eines Siliciumoxidfeinteilchens A und einen Schritt zur Gewinnung eines Toners durch Mischen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit einem Tonerteilchen. Darüber hinaus umfasst das Herstellungsverfahren zur Gewinnung des Toners vorzugsweise einen Schritt zur Bereitstellung des Siliciumoxidfeinteilchens A, das durch den folgenden Schritt erhalten wird.
Der Schritt zur Gewinnung des Siliciumoxidfeinteilchens A umfasst vorzugsweise:

einen Schritt zur Gewinnung eines oberflächenbehandelten Materials aus einem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat mit einem siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittel durch Mischen eines Siliciumoxidfeinteilchensubstrats mit einem siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittel (vorzugsweise einem zyklischen Siloxan) und Durchführen einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 295°C oder höher (vorzugsweise 300°C oder höher); und
einen Schritt zur Gewinnung des Siliciumoxidfeinteilchens A durch Weiterbehandlung des oberflächenbehandelten Materials mit einem Silikonöl.

Das Siloxanbindung-enthaltende (bzw. siloxanbindungshaltige) Oberflächenbehandlungsmittel ist nicht besonders begrenzt und es können bekannte Materialien verwendet werden. Die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats wird vorzugsweise durchgeführt, um die Erzielung der oben beschriebenen Eigenschaften zu erleichtern.
Das siloxanbindungshaltige Oberflächenbehandlungsmittel kann beispielsweise angegeben werden durch Silikonöle, z.B. Dimethylsilikonöl, Silikonöle, die durch Modifikation eines Dimethylsilikonöls mit einer organischen Gruppe in Seitenketten- oder Endposition bereitgestellt sind, z.B. Methylwasserstoffsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, Alkyl-modifiziertes Silikonöl, Chloralkyl-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenyl-modifiziertes Silikonöl, Fettsäure-modifiziertes Silikonöl, Polyether-modifiziertes Silikonöl, Alkoxy-modifiziertes Silikonöl, Carbinol-modifiziertes Silikonöl, Aminomodifiziertes Silikonöl und Fluor-modifiziertes Silikonöl; und durch zyklische Siloxane, z.B. Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan, Decamethylcyclopentasiloxan.
Das siloxanbindungshaltige Oberflächenbehandlungsmittel ist vorzugsweise ein zyklisches Siloxan. Zyklische Siloxane mit bis zu 10-gliedrigen Ringen sind besonders bevorzugt. Das zyklische Siloxan kann ein zyklisches Siloxan sein, bei dem ein Teil der an Siliciumatome gebundenen Methylgruppen einen Substituenten aufweist. Bei dem Siliciumoxidfeinteilchen A handelt es sich vorzugsweise um ein behandeltes Material, das durch Behandlung eines Siliciumoxidfeinteilchens mit einem zyklischen Siloxan hergestellt wurde. Das zyklische Siloxan ist vorzugsweise mindestens eine Auswahl aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan und Decamethylcyclopentasiloxan. Das zyklische Siloxan umfasst vorzugsweise Octamethylcyclotetrasiloxan.
Das Verfahren zur Durchführung der Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats ist nicht besonders begrenzt, und die Oberflächenbehandlung kann durchgeführt werden, indem das Siloxanbindung enthaltende Oberflächenbehandlungsmittel mit dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat in Kontakt gebracht wird. Unter dem Gesichtspunkt der gleichmäßigen Behandlung der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats und der einfachen Erzielung der oben beschriebenen Eigenschaften wird das Oberflächenbehandlungsmittel vorzugsweise durch ein Trockenverfahren mit dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat in Kontakt gebracht. Beispiele hierfür sind, wie im Folgenden beschrieben, ein Verfahren, bei dem ein Dampf des Oberflächenbehandlungsmittels mit dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat in Kontakt gebracht wird, oder ein Verfahren, bei dem der Kontakt mit dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat durch Versprühen einer unverdünnten Lösung des Oberflächenbehandlungsmittels oder durch Versprühen einer Verdünnung desselben mit irgendeinem aus verschiedenen Lösungsmitteln erfolgt.
Die Behandlungstemperatur ist nicht besonders begrenzt, da sie z.B. auch von der Reaktivität des verwendeten Oberflächenbehandlungsmittels abhängt. Eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 300°C oder mehr unter Vermischung des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats und des Oberflächenbehandlungsmittels ist bevorzugt. Eine Temperatur von 300°C bis 380°C ist besonders bevorzugt.
Die Behandlungszeit variiert ebenfalls in Abhängigkeit von der Reaktivität des verwendeten Oberflächenbehandlungsmittels und der Behandlungstemperatur, liegt aber vorzugsweise bei 5 Minuten bis 300 Minuten, noch bevorzugter 30 Minuten bis 240 Minuten und noch bevorzugter 60 Minuten bis 200 Minuten. Wenn die Behandlungstemperatur und die Behandlungszeit der Oberflächenbehandlung in den angegebenen Bereichen liegen, ist dies auch unter dem Gesichtspunkt einer zufriedenstellenden Reaktion des Behandlungsmittels mit dem Siliciumoxidfeinteilchen-Substrat und unter dem Gesichtspunkt der Produktionseffizienz vorzuziehen.
In einem bevorzugten Verfahren zum Inkontaktbringen des Oberflächenbehandlungsmittels mit dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat wird der Kontakt mit einem Dampf des Oberflächenbehandlungsmittels unter vermindertem Druck oder in einer Inertgasatmosphäre, z.B. einer Stickstoffatmosphäre, durchgeführt. Durch die Anwendung eines Verfahrens, das das Inkontaktbringen mit einem Dampf umfasst, wird jegliches Oberflächenbehandlungsmittel, das nicht mit der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen reagiert hat, leicht entfernt, und die Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen kann in geeigneter Weise mit einer modifizierenden Gruppe geeigneter Polarität beschichtet werden. In einem Fall, in dem ein Verfahren verwendet wird, das den Kontakt mit einem Dampf eines Oberflächenbehandlungsmittels umfasst, ist es vorteilhaft, die Behandlung bei einer Temperatur durchzuführen, die nicht niedriger als der Siedepunkt des Oberflächenbehandlungsmittels ist. Der Kontakt mit dem Dampf kann in mehreren Durchgängen erfolgen (zum Beispiel 2 bis 3 Durchgänge).
Das Siliciumoxidfeinteilchen A wird durch Behandlung eines Siliciumoxidfeinteilchensubstrats mit einem zyklischen Siloxan erhalten, und die Temperatur bei der Behandlung mit dem zyklischen Siloxan beträgt stärker bevorzugt 300°C oder mehr.
Da das zyklische Siloxan mit einer Silanolgruppe an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats über eine Ringöffnungsreaktion reagiert, kann die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A in geeigneter Weise mit einer modifizierenden Gruppe geeigneter Polarität beschichtet werden. Auf diese Weise lassen sich die Wechselwirkungen zwischen der Verbindung mit einer Siloxanstruktur und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A in angemessener Stärke steuern. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan auf einen bevorzugten Bereich steuern.
Unterdessen dient eine Silanolgruppe am Ende einer von dem zyklischen Siloxan abgeleiteten modifizierenden Gruppe, die in der Ringöffnungsreaktion zwischen dem zyklischen Siloxan und einer Silanolgruppe an der Oberfläche des Substrats aus Siliciumoxidfeinteilchen erzeugt wird, als Ort für eine Reaktion mit dem zyklischen Siloxan, was bedeutet, dass die Kettenlänge wahrscheinlich zunehmen wird. Die Behandlungstemperatur liegt vorzugsweise bei 300°C oder höher, weil dabei Siloxanbindungen entstehen und gebrochen werden und es möglich ist, die Kettenlänge gleichmäßig zu steuern. Wenn die Kettenlänge einheitlich wird, kann die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A geeigneter mit einer modifizierenden Gruppe mit geeigneter Polarität beschichtet werden.
Durch die Beschichtung der Oberfläche des Substrats aus Siliciumoxidfeinteilchen mit einer modifizierenden Gruppe mit einer geeigneten Kettenlänge wird angenommen, dass bei einer anschließenden Behandlung mit Silikonöl die Wechselwirkungen zwischen dem Silikonöl und einer modifizierenden Gruppe, die von dem zyklischen Siloxan stammt, stärker sind. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan leicht in einem bevorzugten Bereich steuern.
Infolgedessen ist das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt des Aufladens widerstandsfähiger gegen die durch die Entladungsenergie hervorgerufene Ablösung, und die Bauteilverunreinigung kann noch weiter unterdrückt werden. Außerdem kann die Ladungshaltung weiter verbessert werden, da der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist. Darüber hinaus sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Trennfähigkeit des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und Geschwindigkeit angestrebt werden.
Unter den zyklischen Siloxanen ist Octamethylcyclotetrasiloxan unter dem Gesichtspunkt, dass die Kettenlänge einer modifizierenden Gruppe an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gesteuert werden kann und die Reinigung erleichtert wird, bevorzugt. Durch die Verwendung von Octamethylcyclotetrasiloxan kann die Kettenlänge einer modifizierenden Gruppe an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gleichmäßiger gesteuert werden und die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A kann geeigneter mit einer modifizierenden Gruppe mit geeigneter Polarität beschichtet werden. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan in einem bevorzugten Bereich kontrollieren.
Selbst wenn in einem Schritt der Aufladung eine hohe Entladungsenergie angewandt wird, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass sich das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl infolge der Entladungsenergie ablöst, und die Bauteilverunreinigung kann besser unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Ladungserhaltung weiter verbessert werden, weil der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist.
Außerdem sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Trennfähigkeit des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken während der Übertragung weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und Geschwindigkeit angestrebt werden.
Die Menge des Oberflächenbehandlungsmittels, bezogen auf 100 Masseteile des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats, beträgt vorzugsweise 40 bis 150 Masseteile, und noch bevorzugter 70 bis 140 Masseteile. Insbesondere, wenn die Oberflächenbehandlung durch ein Verfahren durchgeführt wird, bei dem der Kontakt mit zyklischem Siloxan unter Verwendung von Dampf erfolgt, werden vorzugsweise zumindest 100 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats, zugegeben. Auf diese Weise kann das Siliciumoxidfeinteilchensubstrat gleichmäßiger oberflächenbehandelt werden, und die Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen kann geeigneter mit einer modifizierenden Gruppe mit geeigneter Polarität beschichtet werden. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan in einem bevorzugten Bereich kontrollieren.
Infolgedessen bleibt das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt der Aufladung eher an Ort und Stelle und ist resistenter gegen die durch die Entladungsenergie hervorgerufene Ablösung, und die Bauteilverunreinigung kann noch weiter unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Ladungshaltung weiter verbessert werden, da der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist. Außerdem sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise exponiert und die Trennfähigkeit des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Lücken bei der Übertragung weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und der Geschwindigkeit angestrebt werden.
Wenn die Oberflächenbehandlung unter vermindertem Druck durchgeführt wird, wird der Druck innerhalb des Gefäßes aufgrund des Dampfs des Oberflächenbehandlungsmittels vorzugsweise auf 0,1 Pa bis 100 Pa und noch bevorzugter auf 1,0 Pa bis 10 Pa eingestellt. Dadurch, dass der Druck in dem angegebenen Bereich liegt, wird die Häufigkeit des Kontakts zwischen den Dampfmolekülen des Oberflächenbehandlungsmittels reduziert und die chemischen Reaktionen zwischen dem Oberflächenbehandlungsmittel und dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat werden unterdrückt, so dass die chemischen Reaktionen zwischen dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat und dem Oberflächenbehandlungsmittel, das mit der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats in Kontakt ist, bevorzugt ablaufen können.
Darüber hinaus werden sekundäre Reaktionsprodukte, die durch chemische Reaktionen zwischen dem Siliciumoxidfeinteilchensubstrat und dem Oberflächenbehandlungsmittel entstehen, leicht aus der Umgebung der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen entfernt und der Kontakt des Oberflächenbehandlungsmittels mit der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats wird leichter erreicht, und die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats kann dann gleichmäßiger behandelt werden.
Wenn die Oberflächenbehandlung unter vermindertem Druck durchgeführt wird, geht dem Kontakt zwischen dem Oberflächenbehandlungsmittel und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats vorzugsweise die Durchführung einer Entgasungsbehandlung (bzw. Ausgasungsbehandlung) voraus, bei der das Siliciumoxidfeinteilchensubstrat unter vermindertem Druck erhitzt wird; dadurch wird beispielsweise die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats adsorbierte Feuchtigkeit entfernt. Auf diese Weise kommt das Oberflächenbehandlungsmittel leichter mit der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats in Kontakt und die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats kann gleichmäßiger behandelt werden. Um den Kontakt zwischen dem Oberflächenbehandlungsmittel und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats weiter zu erleichtern, werden die Entgasungsbehandlung und die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchens durch das Oberflächenbehandlungsmittel außerdem vorzugsweise wiederholt durchgeführt.
Nachdem das Siliciumoxidfeinteilchensubstrat mit dem siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittel vermischt und die Wärmebehandlung durchgeführt wurde, wird das Siliciumoxidfeinteilchensubstrat vorzugsweise zusätzlich mit Silikonöl behandelt. Die Wärmebehandlung mit Silikonöl, die die zweite Stufe der Reaktion darstellt, wird vorzugsweise bei einer Behandlungstemperatur von 300°C oder mehr durchgeführt. Das heißt, die Temperatur, bei der das oberflächenbehandelte Material mit Silikonöl weiterbehandelt wird, beträgt vorzugsweise 300°C oder mehr.
Eine Behandlungstemperatur von 300°C oder mehr erleichtert eine gleichmäßige Vermischung des Silikonöls mit der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen, die mit dem zyklischen Siloxan oberflächenbehandelt wurden, und die Wechselwirkung zwischen dem Silikonöl und den modifizierenden Gruppen aufgrund des zyklischen Siloxans an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen wird dadurch verstärkt. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan in einem bevorzugten Bereich kontrollieren.
Infolgedessen bleibt das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt der Aufladung eher an Ort und Stelle und ist resistenter gegen die durch die Entladungsenergie hervorgerufene Ablösung, und die Bauteilverunreinigung kann noch besser unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Ladungserhaltung weiter verbessert werden, weil der Ladezustand an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist.
Außerdem sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Trennfähigkeit (Ablösbarkeit) des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken während der Übertragung weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und Geschwindigkeit angestrebt werden.
Unter dem Gesichtspunkt einer gleichmäßigen Behandlung der Siliciumoxidoberfläche beträgt die Behandlungszeit mit Silikonöl vorzugsweise 40 Minuten bis 150 Minuten und noch bevorzugter 60 Minuten bis 120 Minuten.
Die Menge des zugesetzten Silikonöls, bezogen auf 100 Masseteile des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats, beträgt vorzugsweise 3 bis 25 Masseteile und noch bevorzugter 5 bis 20 Masseteile. Wenn diese zugesetzte Menge wie oben erwähnt ist, ist es möglich, die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A gleichmäßig zu behandeln und Wechselwirkungen mit modifizierenden Gruppen, die von dem zyklischen Siloxan abgeleitet sind, an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A effektiv zu erreichen. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust beim Waschen der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan in einem bevorzugten Bereich kontrollieren.
Infolgedessen bleibt das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt der Aufladung eher an Ort und Stelle und ist widerstandsfähiger gegen eine durch die Entladungsenergie verursachte Ablösung, so dass eine Bauteilverunreinigung noch weiter unterdrückt werden kann. Darüber hinaus kann die Ladungserhaltung weiter verbessert werden, weil der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist.
Außerdem sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Trennfähigkeit des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken während der Übertragung weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und der Geschwindigkeit angestrebt werden.
Die kinematische Viskosität bei 25°C des Silikonöls reguliert die molekulare Mobilität des Silikonöls und beträgt vorzugsweise 30 bis 500 mm²/s, bevorzugter 40 bis 200 mm²/s und weiter bevorzugt 70 bis 130 mm²/s. Durch Steuern der kinematischen Viskosität des Silikonöls bei 25°C in dem oben genannten Bereich fällt die Kettenlänge des Silikonöls in einen geeigneten Bereich und Wechselwirkungen mit modifizierenden Gruppen, die sich von dem zyklischen Siloxan an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A ableiten, können effektiv erreicht werden. Daher wird es einfacher, die Temperatur zu erhöhen, bei der der Differentialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht. Darüber hinaus lässt sich der Kohlenstoffverlust bei der Wäsche der Siliciumoxidfeinteilchen mit Hexan in einem bevorzugten Bereich kontrollieren.
Infolgedessen bleibt das an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Silikonöl selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie im Schritt der Aufladung eher an Ort und Stelle und ist widerstandsfähiger gegen eine durch die Entladungsenergie verursachte Ablösung, so dass eine Bauteilverunreinigung noch weiter unterdrückt werden kann. Darüber hinaus kann die Ladungserhaltung weiter verbessert werden, weil der Zustand der Ladung an der Toneroberfläche konstanter gehalten wird und der Ladezustand stabiler ist.
Außerdem sind die Siloxanstruktur-tragenden Verbindungen an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A in geeigneter Weise freigesetzt und die Trennfähigkeit des Toners wird verbessert. Infolgedessen können Transferlücken während der Übertragung weiter unterdrückt werden, selbst wenn zusätzliche Steigerungen der Bildqualität und Geschwindigkeit angestrebt werden.
Als Siliciumoxidfeinteilchensubstrat, das ein Siliciumoxidfeinteilchen vor der Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchens A ist, können bekannte Materialien verwendet werden. Beispiele hierfür beinhalten Siliciumverbindungen, insbesondere Siliciumhalogenide wie Siliciumchloride, pyrogenes Siliciumoxid, das im Allgemeinen durch Abbrennen von gereinigtem Siliciumtetrachlorid in einer Knallgasflamme hergestellt wird, nasses Siliciumoxid, das aus Wasserglas hergestellt wird, Siliciumoxidteilchen vom Sol-Gel-Typ, die durch ein Nassverfahren erhalten werden, Siliciumoxidteilchen vom Gel-Typ, wässrige kolloidale Siliciumoxidteilchen, alkoholische Siliciumoxidteilchen, Quarzgutteilchen (Kieselglasteilchen), die durch ein Gasphasenverfahren erhalten werden, und Siliciumoxidteilchen, die durch ein Deflagrationsverfahren erhalten werden. Pyrogenes Siliciumoxid wird bevorzugt.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Siliciumoxidfeinteilchens A beträgt vorzugsweise 5 bis 40 nm, stärker bevorzugt 8 bis 25 nm und weiter bevorzugt 10 bis 17 nm. Durch diese Zusammensetzung kann das Siliciumoxidfeinteilchen A das Tonerteilchen angemessen beschichten und die vorteilhafte Wirkung des Siliciumoxidfeinteilchens A entfalten.
Infolgedessen bleibt die Verbindung mit Siloxanstruktur, die an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A vorhanden ist, selbst bei Anwendung einer hohen Entladungsenergie in einem Schritt der Aufladung tendenziell erhalten, wird weniger wahrscheinlich durch die Entladungsenergie abgetrennt und kann an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen verbleiben, und die Bauteilverunreinigung kann besser unterdrückt werden. Darüber hinaus wird der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstanter und stabiler gehalten, und die Eigenschaften zur Aufrechterhaltung der Ladung werden weiter verbessert.
Außerdem ist die Verbindung mit einer Siloxanstruktur an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A moderat exponiert, und die Trennfähigkeitseigenschaften des Toners werden verbessert. Daher können auch in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, Transferlücken besser unterdrückt werden.
Das Siliciumoxidfeinteilchen A, das durch ein Oberflächenbehandlungsverfahren wie das oben beschriebene erhalten wurde, kann eine bevorzugte Wirkung zeigen, wenn es in Kombination mit einem Siliciumoxidfeinteilchen B verwendet wird, das sich hinsichtlich des Teilchendurchmessers von dem Siliciumoxidfeinteilchen A unterscheidet. Das heißt, der Toner umfasst vorzugsweise ferner ein Siliciumoxidfeinteilchen B, das sich von dem Siliciumoxidfeinteilchen A unterscheidet.
Durch die Zugabe des Siliciumoxidfeinteilchens B kann die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A in geeigneter Weise mit der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens B interagieren. Dadurch wird die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, zwischen der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens B in angemessener Stärke gehalten. Daher ist es wahrscheinlicher, dass die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, erhalten bleibt.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Siliciumoxidfeinteilchens B beträgt vorzugsweise 50 bis 500 nm, noch bevorzugter 70 bis 300 nm und weiter bevorzugt 80 bis 200 nm. Wenn der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Siliciumoxidfeinteilchens B innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, wird die Dispergierbarkeit des Siliciumoxidfeinteilchens B an der Toneroberfläche verbessert und der Toner kann in geeigneter Weise beschichtet werden.
Darüber hinaus weisen die Siliciumoxidfeinteilchen B vorzugsweise einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser auf, der zumindest 50 nm größer ist als der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Siliciumoxidfeinteilchen A, vorzugsweise zumindest 70 nm und weiter vorzugsweise um zumindest 100 nm größer als der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Siliciumoxidfeinteilchen A. Beispielsweise ist der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Siliciumoxidfeinteilchen B vorzugsweise um 50 bis 200 nm größer als der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Siliciumoxidfeinteilchen A, vorzugsweise um 70 bis 180 nm und weiter vorzugsweise um 100 bis 150 nm.
Wenn die Bereiche des zahlenmittleren Teilchendurchmessers für das Siliciumoxidfeinteilchen A und das Siliciumoxidfeinteilchen B der oben genannten Beziehung entsprechen, kann die Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A in geeigneter Weise mit der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens B interagieren. Infolgedessen wird die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, zwischen der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A und der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens B mit angemessener Stärke gehalten.
Selbst wenn in einem Schritt des Aufladens eine hohe Entladungsenergie angewandt wird, bleibt die Verbindung mit einer Siloxanstruktur, die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhanden ist, daher tendenziell erhalten und löst sich infolge der Entladungsenergie mit geringerer Wahrscheinlichkeit ab, so dass eine Bauteilverunreinigung besser unterdrückt werden kann. Darüber hinaus wird der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstanter und stabiler gehalten, und die Eigenschaften zur Aufrechterhaltung der Ladung werden weiter verbessert.
Außerdem ist die Verbindung mit einer Siloxanstruktur an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A moderat exponiert, und die Trennfähigkeitseigenschaften des Toners werden verbessert. Daher können selbst in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, Transferlücken besser unterdrückt werden.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Siliciumoxidfeinteilchens
Die Messung des zahlenmittleren Teilchendurchmessers der Siliciumoxidfeinteilchen kann mit einem HRA (X-100) Microtrac Partikelgrößenverteilungsanalysator (Nikkiso Co., Ltd.) im Bereich von 0,001 µm bis 10 µm durchgeführt werden.
Die Bestimmung kann auch durch Messung der Anzahl und des Teilchendurchmessers (größter Durchmesser) der Siliciumoxidfeinteilchen, die auf der Oberfläche des Tonerteilchens vorhanden sind, bei Betrachtung des Tonerteilchens mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM bzw. SEM = „scanning electron microscope“), erfolgen, wodurch ein zahlenmittlerer Teilchendurchmesser erhalten wird, der im Wesentlichen gleich ist. Hier kann ein an das SEM angeschlossener energiedispersiver Röntgenanalysator (EDS) verwendet werden, um zu bestätigen, dass es sich bei dem zu messenden Material um ein Siliciumoxidfeinteilchen handelt.
Wenn eine Kombination aus Siliciumoxidfeinteilchen A und Siliciumoxidfeinteilchen B verwendet wird, kann aufgrund der gemeinsamen Verwendung von Siliciumoxidfeinteilchen, die große Unterschiede im Teilchendurchmesser aufweisen, der mittlere Teilchendurchmesser im Allgemeinen berechnet werden, indem ein festgesetzter Teilchendurchmesser als Trennlinie festgelegt, und dann in Teilchen, die größer als dieser Durchmesser sind, und Teilchen, die kleiner als dieser Durchmesser sind, unterteilt wird. Für den Teilchendurchmesser der Trennlinie kann die Verteilung der Siliciumoxidfeinteilchen auf der Oberfläche der Tonerteilchen gemessen werden und ein Teilchendurchmesser verwendet werden, dessen Häufigkeit eine Senke darstellt (Minimalwert zwischen Maximalwerten).
Das Tonerherstellungsverfahren enthält vorzugsweise einen Schritt der Gewinnung des Siliciumoxidfeinteilchens B. Darüber hinaus enthält das Tonerherstellungsverfahren vorzugsweise einen Schritt der Bereitstellung des Siliciumoxidfeinteilchens B, das durch den folgenden Schritt gewonnen wird.
Der Schritt zur Gewinnung des Siliciumoxidfeinteilchens B hat vorzugsweise
einen Schritt des Erhaltens eines Siliciumoxidfeinteilchens B durch Mischen eines Siliciumoxidfeinteilchensubstrats mit einem Siloxanbindung-enthaltenden Oberflächenbehandlungsmittel und Durchführen einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 295°C oder mehr (vorzugsweise 300°C oder mehr), um eine Oberflächenbehandlung der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats mit dem Siloxanbindung-enthaltenden Oberflächenbehandlungsmittel durchzuführen.
Das heißt, das Siliciumoxidfeinteilchen B ist vorzugsweise ein behandeltes Material, das durch Behandlung mit einem Siloxanbindung-enthaltenden Oberflächenbehandlungsmittel bereitgestellt ist. Was das Schema für die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchens B mit dem siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittel anbelangt, so ist dies das gleiche oder ein ähnliches Schema wie das oben in Bezug auf das Siliciumoxidfeinteilchen A beschriebene. Die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchens B wird vorzugsweise unter mehrmaligem Kontakt mit dem Dampf des siloxanbindungshaltigen Oberflächenbehandlungsmittels durchgeführt (zum Beispiel 2- bis 4-mal). Die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchens B wird vorzugsweise mit zyklischem Siloxan durchgeführt.
Zu den Siliciumoxidfeinteilchen B gehören beispielsweise pyrogene Siliciumoxide, die durch die Verbrennung einer Siliciumverbindung, insbesondere eines Siliciumhalogenids, im Allgemeinen eines Siliciumchlorids und üblicherweise eines gereinigten Siliciumtetrachlorids, in einer Knallgasflamme hergestellt werden, aus Wasserglas hergestellte nasse Siliciumoxidteilchen, Siliciumoxidteilchen nach dem Sol-Gel-Verfahren, die durch ein Nassverfahren erhalten werden, Siliciumoxidteilchen nach dem Gel-Verfahren, wässrige kolloidale Siliciumoxidteilchen, alkoholische Siliciumoxidteilchen, Quarzgutteilchen, die durch ein Gasphasenverfahren erhalten werden, und Siliciumdioxidteilchen nach dem Deflagrationsverfahren. Bevorzugt sind pyrogene Siliciumoxide.
Das Siliciumoxidfeinteilchen B ist vorzugsweise ein kugelförmiges (sphärisches) Siliciumoxidfeinteilchen. Der Begriff „kugelförmig“ umfasst annähernd kugelförmige Formen, wie z.B. Formen, die leicht elliptisch sind und Formen, bei denen ein Teil einer Kugel etwas fehlt. Die durchschnittliche Zirkularität (Rundheit) des Siliciumoxidfeinteilchens B beträgt vorzugsweise 0,900 bis 1,000, und noch bevorzugter 0,930 bis 0,990.
Messung der durchschnittlichen Zirkularität von Siliciumoxidfeinteilchen B
Die Zirkularität wird bestimmt, indem das Siliciumoxidfeinteilchen B mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) bei einer 25.000-fachen Vergrößerung und einer Pixelanzahl von 1280×960 Pixeln (die Größe eines Pixels beträgt ca. 4 nm × ca. 4 nm) betrachtet und das aufgenommene Bild anschließend mit der Bildanalysesoftware Image J (erhältlich bei https://imagej.nih.gov/ij/) analysiert wird.
Zunächst wird das Siliciumoxidfeinteilchen B einer Konturextraktion unterzogen, und die projizierte Fläche S und der Umfang L des Teilchens werden gemessen.
Als nächstes werden der kreisäquivalente Durchmesser und die Zirkularität aus der Fläche S und dem Umfang L bestimmt. Der kreisäquivalente Durchmesser ist definiert als der Durchmesser eines Kreises, der die gleiche projizierte Fläche wie ein Teilchenbild hat, und die Zirkularität ist definiert als der Wert, der sich ergibt, wenn man den aus dem kreisäquivalenten Durchmesser ermittelten Umfang eines Kreises durch den Umfang des Teilchenbildes dividiert, und wird nach folgender Formel berechnet. $Zirkularit \ddot{a} t = 2 \times (π \times S) / L^{1 / 2}$
Diese Zirkularität wird für zumindest 100 Siliciumoxidfeinteilchen B berechnet, und der arithmetische Mittelwert davon wird als durchschnittliche Zirkularität des Siliciumoxidfeinteilchens B angesehen.
Das Tonerteilchen kann ein Bindemittelharz enthalten. Für das Tonerteilchen kann ein bekanntes Bindemittelharz verwendet werden. Die Folgenden sind Beispiele für das Bindemittelharz:

Styrolharze, Styrol-Copolymer-Harze, Polyesterharze, Polyolharze, Polyvinylchloridharze, Phenolharze, mit Naturharz modifizierte Phenolharze, mit Naturharz modifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat, Silikonharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Furanharze, Epoxidharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Terpenharze, Cumaron-Inden-Harze und Petroleumharze. Bevorzugte Harze sind Styrol-Copolymerharze, Polyesterharze und Hybridharze, die durch Mischen eines Polyesterharzes mit einem Styrol-Copolymerharz oder durch eine Teilreaktion der beiden hergestellt sind. Die Verwendung von Polyesterharzen ist bevorzugt.

Die Komponenten, aus denen das Polyesterharz aufgebaut ist, werden nun beschrieben. Je nach Art (bzw. Spezies bzw. Typ) und Verwendungszweck kann eine einzelne Art oder zwei oder mehr Arten der vielzähligen folgenden Komponenten verwendet werden.
Für die zweiwertige Carbonsäurekomponente, aus der das Polyesterharz aufgebaut ist, können die folgenden Dicarbonsäuren und ihre Derivate beispielhaft genannt werden: Benzoldicarbonsäuren und ihre Anhydride und niederen Alkylester (bzw. Niederalkylester), z.B. Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbonsäuren, z.B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure sowie deren Anhydride und Niederalkylester; Alkenylbernsteinsäuren und Alkylbernsteinsäuren mit einer durchschnittlichen Kohlenstoffanzahl von 1 bis 50 sowie deren Anhydride und Niederalkylester; und ungesättigte Dicarbonsäuren, z.B. Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure, sowie deren Anhydride und Niederalkylester.
Die Alkylgruppe in den Niederalkylestern kann beispielsweise eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe und Isopropylgruppe sein.
Für die zweiwertige Alkoholkomponente, aus der das Polyesterharz aufgebaut ist, können hingegen die Folgenden beispielhaft genannt werden:

Ethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 2-Methyl-1,3-Propandiol, 2-Ethyl-1,3-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol (CHDM), hydriertes Bisphenol A, Bisphenole nach Formel (I-1) und deren Derivate und Diole nach Formel (I-2).

In Formel (I-1) ist Reine Ethylengruppe oder Propylengruppe, x und y sind jeweils ganze Zahlen, die gleich oder größer als 0 sind, und der Durchschnittswert von x + y ist 0 bis 10.
In Formel (I-2) ist R' eine Ethylengruppe oder Propylengruppe, x' und y' sind jeweils ganze Zahlen, die gleich oder größer als 0 sind, und der Durchschnittswert von x' + y' beträgt von 0 bis 10.
Zusätzlich zu der bereits erwähnten zweiwertigen Carbonsäurekomponente (bzw. Dicarbonsäurekomponente) und der zweiwertigen Alkoholkomponente können die Bestandteile des Polyesterharzes auch eine mindestens dreiwertige Carbonsäurekomponente und eine mindestens dreiwertige Alkoholkomponente enthalten.
Die mindestens dreiwertige Carbonsäurekomponente ist nicht besonders begrenzt und beispielhaft können Trimellitsäure, Trimellitsäureanhydrid und Pyromellitsäure genannt werden. Die mindestens dreiwertige Alkoholkomponente kann beispielsweise Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Glycerin sein.
Zusätzlich zu den vorgenannten Verbindungen können die Bestandteile des Polyesterharzes eine einwertige Carbonsäurekomponente und eine einwertige Alkoholkomponente als Bestandteile beinhalten. Die einwertige Carbonsäurekomponente kann beispielsweise Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachidinsäure, Behensäure, Cerotinsäure, Heptacosansäure, Montansäure, Melissinsäure, Lakerinsäure, Tetracontansäure und Pentacontansäure sein.
Die einwertige Alkoholkomponente kann beispielsweise Behenylalkohol, Cerylalkohol, Melissylalkohol und Tetracontanol sein.
Der Toner kann als magnetischer Einkomponententoner, als nichtmagnetischer Einkomponententoner oder als nichtmagnetischer Zweikomponenten-Entwickler verwendet werden. Bei der Verwendung als magnetischer Einkomponententoner wird ein magnetisches Eisenoxidteilchen vorzugsweise als Farbmittel verwendet. Für das in einem magnetischen Einkomponententoner enthaltene magnetische Eisenoxidteilchen können beispielhaft genannt werden magnetische Eisenoxide wie Magnetit, Maghämit und Ferrit sowie magnetische Eisenoxide, die andere Metalloxide enthalten; sowie Metalle wie etwa Fe, Co und Ni, Legierungen dieser Metalle mit Metallen wie Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W und V und deren Mischungen. Der Gehalt an magnetischen Eisenoxidteilchen liegt vorzugsweise bei 30 Masseteilen bis 150 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes.
Die unten aufgeführten Farbmittel können als Beispiele für Farbmittel in Fällen angegeben werden, in denen der Toner als nichtmagnetischer Einkomponententoner oder als nichtmagnetischer Toner für einen Zweikomponenten-Entwickler verwendet wird.
Kohleschwarz, z.B. Ofenschwarz, Kanalschwarz, Acetylenschwarz, Thermalruß und Lampenschwarz, kann als Schwarzpigment verwendet werden, ebenso wie ein magnetisches Pulver wie etwa Magnetit und Ferrit.
Als Farbmittel kann ein Pigment oder Farbstoff verwendet werden, der für die Farbe Gelb geeignet ist. Die Pigmente können beispielhaft C. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 23, 62, 65, 73, 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 109, 110, 111, 117, 120, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 151, 154, 155, 167, 168, 173, 174, 176, 180, 181, 183 und 191, und C. I. Vat Yellow 1, 3 und 20 sein. Die Farbstoffe können beispielsweise C. I. Solvent Yellow 19, 44, 77, 79, 81, 82, 93, 98, 103, 104, 112 und 162 sein. Ein einzelner dieser Farbstoffe kann allein oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden.
Als Farbmittel kann ein Pigment oder Farbstoff verwendet werden, der für die Farbe Cyan geeignet ist. Die Pigmente können beispielsweise C. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 16, 17, 60, 62 und 66, C. I. Vat Blue 6 und C. I. Acid Blue 45 sein. Die Farbstoffe können beispielsweise C. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93 und 95 sein. Ein einzelner dieser Farbstoffe kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden.
Als Farbmittel kann ein Pigment oder Farbstoff verwendet werden, der für die Farbe Magenta geeignet ist. Die Pigmente können beispielhaft C. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 48:2, 48:3, 48:4, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 57:1, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 81:1, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 150, 163, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 207, 209, 220, 221, 238 und 254; C. I. Pigment Violet 19; und C. I. Vat Red 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29 und 35 sein.
Zu den magentafarbenen Farbstoffen gehören beispielsweise öllösliche Farbstoffe wie C. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 52, 58, 63, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 111, 121 und 122, C. I. Disperse Red 9, C. I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21 und 27, und C. I. Disperse Violet 1, und basische Farbstoffe wie C. I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39 und 40 und C. I. Basic Violet 1, 3, 7, 10, 14, 15, 21, 25, 26, 27 und 28. Ein einzelnes davon kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden.
Der Gehalt an Farbmitteln beträgt vorzugsweise 1 Masseteil bis 20 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes.
Ein Trennmittel (Wachs) kann verwendet werden, um den Toner ablösbar (trennfähig) zu machen.
Als Wachs können beispielsweise die folgenden Stoffe genannt werden: aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie Polyethylen mit niedriger Molmasse, Polypropylen mit niedriger Molmasse, Olefin-Copolymere, mikrokristallines Wachs, Paraffinwachs und Fischer-Tropsch-Wachse; oxidierte Wachse aus aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen, wie oxidiertes Polyethylenwachs; Wachse, bei denen der Hauptbestandteil ein Fettsäureester ist, wie Carnaubawachs, Behenylbehenat und Montansäureesterwachs; und Wachse, die durch teilweise oder vollständige Desoxygenierung von Fettsäureestern hergestellt sind, wie desoxygeniertes Carnaubawachs.
Weitere Beispiele sind folgende: gesättigte geradkettige Fettsäuren wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Montansäure; ungesättigte Fettsäuren wie Brassidinsäure, Eleostearinsäure und Valinarsäure; gesättigte Alkohole wie Stearylalkohol, Aralkylalkohole, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol und Melissylalkohol; mehrwertige Alkohole wie Sorbitol; Fettsäureamide wie Linoleamid, Oleamid und Lauramid; gesättigte Fettsäurebisamide wie Methylenbisstearamid, Ethylenbiscapramid, Ethylenbislauramid und Hexamethylenbisstearamid; ungesättigte Fettsäureamide wie Ethylenbisoleamid, Hexamethylenbisoleamid, N,N'-Dioleyladipamid und N,N'-Dioleylsebacamid; aromatische Bisamide wie m-Xylenbisstearamid und N,N'-Distearylisophthalamid; Fettsäuremetallsalze (allgemein bekannt als Metallseifen) wie Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; Wachse, die durch Pfropfen eines aliphatischen Kohlenwasserstoffwachses unter Verwendung eines Vinylcomonomers wie Styrol oder Acrylsäure hergestellt sind; Partialester zwischen einer Fettsäure und einem mehrwertigen Alkohol, wie Behenylmonoglycerid; und hydroxygruppenhaltige Methylesterverbindungen, die z. B. durch Hydrierung von Pflanzenölen gewonnen sind.
Aliphatische Kohlenwasserstoffwachse sind besonders bevorzugte Wachse für die Verwendung. Bevorzugte Beispiele sind Kohlenwasserstoffe mit niedriger Molmasse (niedermolekulargewichtige Kohlenwasserstoffe), die durch radikalische Hochdruckpolymerisation von Alkylen oder durch Niederdruckpolymerisation von Alkylen in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators oder Metallocen-Katalysators gewonnen sind; Fischer-Tropsch-Wachse, die aus Kohle oder Erdgas synthetisiert sind; Paraffinwachse; Olefinpolymere, die durch die Pyrolyse von Olefinpolymeren mit hoher Molmasse (hochmolekulargewichtige Olefinpolymere) erhalten sind, und synthetische Kohlenwasserstoffwachse, die aus dem Destillationsrückstand von Kohlenwasserstoff erhalten sind, der nach dem Arge-Verfahren aus Synthesegas gewonnen wird, das Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält, erhalten sind, sowie die synthetischen Kohlenwasserstoffwachse, die durch die Hydrierung solcher synthetischen Kohlenwasserstoffwachse bereitgestellt sind.
Bevorzugt werden Wachse verwendet, die durch die Fraktionierung eines Kohlenwasserstoffwachses durch ein Pressschwitzverfahren, ein Lösungsmittelverfahren, durch Vakuumdestillation oder durch fraktionierte Kristallisation gewonnen werden. Unter den Paraffinwachsen sind Fischer-Tropsch-Wachse und n-Paraffinwachse, bei denen die geradkettige Komponente überwiegt, unter dem Gesichtspunkt der Molmassenverteilung besonders bevorzugt.
Ein einzelnes dieser Wachse kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr können in Kombination verwendet werden. Das Wachs wird vorzugsweise in einer Menge von 1 Massenteil bis 20 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Bindemittelharzes, zugesetzt.
Im Toner kann ein Ladungssteuerungsmittel verwendet werden. Als Ladungssteuerungsmittel können bekannte Ladungssteuerungsmittel verwendet werden. Beispiele hierfür sind Azo-Eisen-Verbindungen, Azo-Chrom-Verbindungen, Azo-Mangan-Verbindungen, Azo-Kobalt-Verbindungen, Azo-Zirkonium-Verbindungen, Chromverbindungen von Carbonsäurederivaten, Zinkverbindungen von Carbonsäurederivaten, Aluminiumverbindungen von Carbonsäurederivaten und Zirkoniumverbindungen von Carbonsäurederivaten.
Aromatische Hydroxycarbonsäuren werden für das vorgenannte Carbonsäurederivat bevorzugt. Es kann auch ein Ladungssteuerungsharz verwendet werden. Je nach Bedarf kann eine einzelne Art von Ladungssteuerungsmittel verwendet werden oder zwei oder mehr Arten von Ladungssteuerungsmitteln können in Kombination verwendet werden. Das Ladungssteuerungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Masseteilen bis 10 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes, verwendet.
Der Toner kann in Form eines Zweikomponenten-Entwicklers in Mischung mit einem magnetischen Träger verwendet werden. Als magnetischer Träger kann ein gewöhnlicher magnetischer Träger, z.B. aus Ferrit, Magnetit und so weiter, oder ein harzbeschichteter Träger verwendet werden. Ebenfalls verwendbar sind dispergierte magnetkörperartige Harzteilchen, die ein in einer Harzkomponente dispergiertes magnetisches Pulver umfassen, oder poröse magnetische Kernteilchen, die in den Hohlräumen ein Harz enthalten.
Für die Magnetkörperkomponente, die in dispergierten Harzteilchen vom Magnetkörpertyp verwendet wird, kann beispielsweise Folgendes verwendet werden: Magnetitteilchenpulver, Maghämitteilchenpulver und magnetisches Eisenoxidteilchenpulver, das durch Inkorporieren von zumindest einem aus den Oxiden von Silicium, den Hydroxiden von Silicium, den Oxiden von Aluminium und den Hydroxiden von Aluminium bereitgestellt wird; Ferritteilchenpulver vom Magnetoplumbit-Typ, das Barium, Strontium oder Barium-Strontium enthält; und verschiedene magnetische Eisenverbindungsteilchenpulver, z.B. Ferritteilchenpulver vom Spinell-Typ, die zumindest eines aus Mangan, Nickel, Zink, Lithium und Magnesium enthalten.
Außer der Magnetkörperkomponente kann ein magnetisches Eisenverbindungsteilchenpulver in Kombination mit einem nichtmagnetischen Eisenoxidteilchenpulver wie Hämatitteilchenpulver, einem nichtmagnetischen (Kristall-) wasserhaltigen Eisenoxidteilchenpulver oder einem nichtmagnetischen anorganischen Verbindungsteilchenpulver wie Titanoxidteilchenpulver, Siliciumoxidteilchenpulver, Talkumteilchenpulver, Aluminiumoxidteilchenpulver, Bariumsulfatteilchenpulver, Bariumcarbonatteilchenpulver, Cadmiumgelbteilchenpulver, Calciumcarbonatteilchenpulver und Zinkweißteilchenpulver verwendet werden.
Magnetit und Ferrit sind Beispiele für das Material des porösen magnetischen Kernteilchens. Ein spezifisches Beispiel für Ferrit ist durch die folgende allgemeine Formel gegeben. (M1₂ O)_x (M2O)_y (Fe₂ O₃)_z
In dieser Formel: M1 ist ein einwertiges Metall und M2 ist ein zweiwertiges Metall, und x und y sind jeweils 0 ≤ (x, y) ≤ 0,8 und z ist 0,2 < z < 1,0, wobei x + y + z = 1,0.
Die Verwendung von zumindest einem Metallatom, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li, Fe, Mn, Mg, Sr, Cu, Zn und Ca als M1 und M2 in der Formel ist bevorzugt. Daneben können z.B. auch Ni, Co, Ba, Y, V, Bi, In, Ta, Zr, B, Mo, Na, Sn, Ti, Cr, Al, Si und Seltene Erden verwendet werden.
Der magnetische Träger umfasst für den harzbeschichteten Träger vorzugsweise ein magnetisches Trägerkernteilchen und eine Harzbeschichtungsschicht auf der Oberfläche des magnetischen Trägerkernteilchens. Die Harzbeschichtung bedeckt zum Beispiel die Oberfläche des magnetischen Trägerkernteilchens. Das magnetische Trägerkernteilchen ist vorzugsweise ein poröses magnetisches Teilchen, das in den Hohlräumen ein Harz enthält.
Als Harz, das in die Hohlräume des porösen magnetischen Teilchens gefüllt wird, kann ein thermoplastisches Harz oder ein duroplastisches bzw. wärmehärtendes Harz verwendet werden.
Thermoplastische Harze, die als Füllharz verwendet werden können, sind zum Beispiel Novolakharze, gesättigte Polyesterharze, Polyarylate, Polyamidharze und Acrylharze.
Zu den wärmehärtenden Harzen gehören beispielsweise Phenolharze, Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze und Silikonharze.
Die Methode zur Beschichtung der Oberfläche des magnetischen Trägerkernteilchens mit dem Harz ist nicht besonders begrenzt, und Beispiele sind Methoden, die die Beschichtung durch ein Beschichtungsverfahren wie ein Tauchverfahren, ein Sprühverfahren, ein Bürstenbeschichtungsverfahren oder ein Wirbelbett durchführen. Tauchverfahren werden unter diesen bevorzugt.
Um die Aufladbarkeit des Toners zu steuern, beträgt die Menge des Harzes, mit dem die Oberfläche des magnetischen Trägerkernteilchens beschichtet ist (d.h. die Menge der Harzbeschichtung), vorzugsweise 0,1 Masseteile bis 5,0 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des magnetischen Trägerkernteilchens.
Als das für die Harzbeschichtung verwendete Harz können beispielsweise Acrylharze, z.B. Acrylatester-Copolymere und Methacrylatester-Copolymere; Styrol-Acrylharze, z.B. Styrol-Acrylatester-Copolymere und Styrol-Methacrylatester-Copolymere; fluorhaltige Harze, z.B. Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere, Monochlortrifluorethylen-Polymere und Polyvinylidenfluorid; sowie Silikonharze, Polyesterharze, Polyamidharze, Polyvinylbutyral, Aminoacrylatharze, Ionomerharze und Polyphenylensulfidharze genannt werden.
Es kann ein einzelnes dieser Harze verwendet werden oder mehrere in Kombination. Acrylharze sind bevorzugt.
Unter den vorgenannten sind Copolymere, die einen (Meth)acrylatester mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe enthalten, unter dem Gesichtspunkt der ladungserhaltenden Eigenschaften besonders bevorzugt. Das Harz für die Harzbeschichtung hat vorzugsweise eine Monomereinheit, die aus einem (Meth)acrylatester mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe gebildet ist. Das heißt, das Harz der Harzbeschichtungsschicht enthält ein Polymer aus Monomer(en), das zumindest einen (Meth)acrylatester mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe umfasst.
Bevorzugte Beispiele für (Meth)acrylatester mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe sind z.B., Cyclobutylacrylat, Cyclopentylacrylat, Cyclohexylacrylat, Cycloheptylacrylat, Dicyclopentenylacrylat, Dicyclopentanylacrylat, Cyclobutylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cycloheptylmethacrylat, Dicyclopentenylmethacrylat und Dicyclopentanylmethacrylat.
Die alizyklische Kohlenwasserstoffgruppe ist vorzugsweise eine Cycloalkylgruppe, wobei die Anzahl der Kohlenstoffe vorzugsweise 3 bis 10 und noch bevorzugter 4 bis 8 beträgt. Eine dieser Gruppen oder eine Auswahl von zwei oder mehr dieser Gruppen kann verwendet werden.
Der Anteil der Monomereinheit, die aus einem (Meth)acrylatester mit einer alizyklischen Kohlenwasserstoffgruppe hervorgeht, an dem Copolymer, das in der Harzbeschichtung verwendet wird (d.h. der Copolymerisationsanteil auf Massenbasis des (Meth)acrylatesters), liegt vorzugsweise bei 5,0 Massen-% bis 80,0 Massen- %, noch bevorzugter bei 50,0 Massen-% bis 80,0 Massen-% und noch bevorzugter bei 70,0 Massen-% bis 80,0 Massen-%. Innerhalb des oben genannten Bereichs werden die Eigenschaften zur Aufrechterhaltung der Ladung bei langfristiger Verwendung verbessert.
Unter den Gesichtspunkten der Ladungsstabilität, der Erhöhung der Haftung zwischen dem magnetischen Trägerkernteilchen und der Harzbeschichtungsschicht und der Unterdrückung von z.B. örtlich begrenzter Ablösung der Harzbeschichtungsschicht enthält das Harz in der Harzbeschichtungsschicht vorzugsweise ein Makromonomer als Copolymerisationskomponente. Ein Beispiel für ein spezifisches Makromonomer wird durch die Formel (B) gegeben. Das heißt, das Harz in der Harzbeschichtungsschicht hat vorzugsweise eine Monomereinheit, die durch ein Makromonomer der Formel (B) bereitgestellt wird.
In der Formel (B) stellt A ein Polymer aus mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Styrol, Acrylnitril und Methacrylnitril dar. R³ ist H oder CH₃.
Das A ist vorzugsweise ein Polymer von Methylmethacrylat.
Um die Haftung zwischen dem magnetischen Trägerkernteilchen und der Harzbeschichtungsschicht zu verbessern, beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Makromonomers vorzugsweise 3.000 bis 10.000 und noch bevorzugter 4.000 bis 7.000.
Um die Haftung zwischen dem magnetischen Trägerkernteilchen und der Harzbeschichtungsschicht zu verbessern, beträgt der Anteil der vom Makromonomer abgeleiteten Monomereinheit im Harz, das in der Harzbeschichtungsschicht verwendet wird, vorzugsweise von 0,5 Masse-% bis 30,0 Masse-%, bevorzugter von 10,0 Masse-% bis 30,0 Masse-% und noch bevorzugter von 20,0 Masse-% bis 25,0 Masse-%.
Messung des gewichtsmittleren Molekulargewichts des Makromonomers
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht (gewichtsmittlere Molmasse) wird unter Verwendung der Gelpermeationschromatographie (GPC) und des folgenden Verfahrens gemessen.
Die Messprobe wird zunächst wie folgt vorbereitet.
Eine Probe (das Beschichtungsharz wird vom magnetischen Träger abgetrennt und mit einem Fraktionierer fraktioniert, um die Probe zu erhalten) wird in einer Konzentration von 5 mg/mL mit Tetrahydrofuran (THF) gemischt und die Probe wird im THF gelöst, indem sie 24 Stunden lang bei Raumtemperatur steht. Anschließend wird die Probe über einen Probenaufbereitungsfilter (Sample Pretreatment Cartridge H-25-2, Tosoh Corporation) filtriert, um die GPC-Probe zu erhalten.

Die Messung wird dann mit einem GPC-Messgerät (HLC-8120GPC, Tosoh Corporation) gemäß der mit dem Gerät gelieferten Bedienungsanleitung und unter folgenden Messbedingungen durchgeführt. Messbedingungen

Instrument:	„HLC8120 GPC“ Hochleistungs-GPC (Tosoh Corporation)
Säule:	7-Säulen-Zug aus Shodex KF-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 (Showa Denko Kabushiki Kaisha)
Elutionsmittel:	THF
Strömungsgesclhwindigkeit:	1,0 mL/min
Ofentemperatur:	40,0°C
Menge der Probeninjektion:	0,10 mL

Für die Kalibrierungskurve wird eine Molekulargewichts-Kalibrierungskurve verwendet, die unter Verwendung von Polystyrolharz-Standards (Tosoh Corporation, TSK Standard Polystyrol F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500) erstellt wurde, um das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Probe zu bestimmen.
Der Toner umfasst das Tonerteilchen und das Siliciumoxidfeinteilchen A auf der Oberfläche des Tonerteilchens. Der Toner kann durch externe Zugabe des Siliciumoxidfeinteilchens A als externes Additiv zu dem Tonerteilchen erhalten werden. Der Gehalt des Siliciumoxidfeinteilchens A im Toner, bezogen auf 100 Massenteile des Tonerteilchens, beträgt vorzugsweise 0,01 bis 10,0 Massenteile, noch bevorzugter 0,2 bis 3,0 Massenteile, noch bevorzugter 0,4 bis 2,0 Massenteile, noch bevorzugter 0,8 bis 2,0 Massenteile und noch bevorzugter 1,0 bis 1,7 Massenteile.
Durch diese Zusammensetzung kann das Siliciumoxidfeinteilchen A das Tonerteilchen ausreichend beschichten und die vorteilhafte Wirkung des Siliciumoxidfeinteilchens A kann besser zur Geltung kommen. Infolgedessen ist es möglich, einen Toner zu erhalten, der über einen langen Zeitraum hinweg hohe Ladungserhaltungseigenschaften aufweist und gleichzeitig Ungleichmäßigkeiten in der Ladung, die durch Transferlücken oder Bauteilverunreinigungen verursacht werden, besser unterdrückt, selbst wenn eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird. Darüber hinaus ist die Verbindung mit einer Siloxanstruktur an der Oberfläche der Siliciumoxidfeinteilchen A moderat exponiert, und die Trenneigenschaften des Toners werden verbessert. Infolgedessen können selbst in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, Transferlücken besser unterdrückt werden.
Die externe Zugabe des externen Additivs, z.B. des Siliciumoxidfeinteilchens A und des Siliciumoxidfeinteilchens B, zu dem Tonerteilchen kann durch Mischen des Tonerteilchens mit dem externen Additiv unter Verwendung eines Mischers erfolgen, wie im Folgenden beschrieben.
Der Mischer kann zum Beispiel wie folgt aussehen: Henschel Mischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermixer (Kawata Mfg. Co., Ltd.); Ribocone (Okawara Corporation); Nauta Mischer, Turbulizer und Cyclomix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); und Loedige Mischer (Matsubo Corporation).
Wie oben erwähnt, enthält der Toner vorzugsweise sowohl das Siliciumoxidfeinteilchen A als auch das Siliciumoxidfeinteilchen B, das sich von dem Siliciumoxidfeinteilchen A unterscheidet. Es ist bevorzugt, dass ein Teil des Siliciumoxidfeinteilchens B an der Oberfläche des Tonerteilchens eingebettet ist. Bei einem Siliciumoxidfeinteilchen B, das an der Oberfläche des Tonerteilchens eingebettet ist, beträgt der Grad der Einbettung des Siliciumoxidfeinteilchens B in das Tonerteilchen vorzugsweise 5 bis 50%, bevorzugter 10 bis 25% und weiter bevorzugt 12 bis 20%.
Indem der Grad der Einbettung des Siliciumoxidfeinteilchens B so eingestellt wird, dass er innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, kommt es in einem Fall, in dem das Siliciumoxidfeinteilchen B oberflächenbehandelt ist, zu starken chemischen Wechselwirkungen zwischen dem Tonerteilchen und den polaren Gruppen (O-R) an den Enden der Siloxanketten an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens B. Durch diese Zusammensetzung ist es weniger wahrscheinlich, dass sich das Siliciumoxidfeinteilchen B von dem Tonerteilchen löst, selbst wenn das Tonerteilchen einem Aufprall ausgesetzt ist.
Da das Siliciumoxidfeinteilchen A und das Siliciumoxidfeinteilchen B durch die an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A vorhandene Verbindung mit Siloxanstruktur, wie z.B. ein Silikonöl, stark interagieren, wird die Ablösung des Siliciumoxidfeinteilchens A vom Tonerteilchen auch dann verhindert, wenn das Tonerteilchen einem Aufprall ausgesetzt ist.
Da das Siliciumoxidfeinteilchen A in stabiler Weise an der Oberfläche des Tonerteilchens vorhanden ist, wird der Ladungszustand an der Toneroberfläche konstanter und stabiler gehalten, und die Eigenschaften zur Aufrechterhaltung der Ladung werden weiter verbessert. Darüber hinaus ist die Verbindung mit Siloxanstruktur an der Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A moderat exponiert, und die Trenneigenschaften des Toners werden verbessert. Daher können selbst in Fällen, in denen eine höhere Bildqualität oder eine höhere Geschwindigkeit angestrebt wird, Transferlücken besser unterdrückt werden.
Berechnung des Einbettungsgrades des Siliciumoxidfeinteilchens B an der Oberfläche des Tonerteilchens
Zunächst werden als Vorbehandlung Siliciumoxidfeinteilchen, die nicht oder nur wenig eingebettet sind, vom Toner abgetrennt. 20 g „Contaminon N“ (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines neutralen Reinigungsmittels für die Reinigung von Präzisionsmessausrüstungen, das einen pH-Wert von 7 hat und einen nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff, einen anionischen grenzflächenaktiven Stoff und einen organischen Builder umfasst) werden in ein Fläschchen mit einem Fassungsvermögen von 50 ml eingewogen und mit 1 g Toner vermischt.
Das Fläschchen wird auf einen KM-Schüttler (Modell: V.SX) von Iwaki Sangyo Co., Ltd. gestellt, die Geschwindigkeit wird auf 50 eingestellt und das Fläschchen 30 Sekunden lang geschüttelt. Dadurch wandern die Siliciumoxidfeinteilchen, die nicht eingebettet sind, von der Oberfläche der Tonerteilchen auf die Seite der wässrigen Lösung.
Als nächstes wird im Falle eines magnetischen Toners, der einen magnetischen Körper enthält, eine Probe erhalten, indem Siliciumoxidfeinteilchen, die in eine überstehende Flüssigkeit gewandert sind, in einem Zustand, in dem Tonerteilchen mit Hilfe eines Neodym-Magneten gebunden sind, abgetrennt werden, und dann die präzipitierten Tonerteilchen durch Vakuumtrocknung (40°C/24 Stunden) bis zur Trockene eingedampft werden.
Überdies wird im Falle eines nichtmagnetischen Toners ein Zentrifugalseparator (ein H-9R von Kokusan Co., Ltd.) verwendet, um den Toner (bei 1000 U/min für 5 Minuten) in Tonerteilchen und nicht eingebettete Siliciumoxidfeinteilchen zu trennen, die in die überstehende Flüssigkeit gewandert sind. Die verbleibenden Tonerteilchen werden einer Saugfiltration unterzogen, und das Tonerteilchenpulver wird gesammelt und getrocknet.
Tonerteilchen werden mit einem Carbonklebeband auf einem Probenständer eines Elektronenmikroskops fixiert und dann unter den folgenden Bedingungen betrachtet. Die Bilder werden aufgenommen, nachdem ein großer Neigungswinkel der Tonerteilchenoberfläche gewählt wurde (z.B. 70 bis 110°, vorzugsweise etwa 90°). - Verwendeter Apparat: SU8220 hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation

Beschleunigungsspannung: 2 kV
Strahlungsstrom: 10 µA
Bildaufnahme: Sekundärelektronen-Detektor
Vergrößerungsverhältnis: 50.000-fach
Pixelanzahl: 1280×960 (die Größe eines Pixels beträgt etwa 2 nm × etwa 2 nm)

Die aufgenommenen Bilder werden mit der BildanalyseSoftware Image J (erhältlich unter https://imagej.nih.gov/ij/) binarisiert. Wie in 1 gezeigt, wird ein Siliciumoxidfeinteilchen B in einen perfekten Kreis eingepasst (ein perfekter Kreis wird durch [oval selections] erzeugt (die Form wird als perfekter Kreis fixiert, wenn der Vorgang mit gedrückter Umschalttaste ausgeführt wird)), und der Grad der Einbettung wird unter Verwendung der folgenden Formel aus dem Durchmesser (a) des Siliciumoxidfeinteilchens B und der Länge (b) des eingebetteten Teils des Siliciumoxidfeinteilchens B berechnet. Die Länge (b) wird auf einer geraden Linie gemessen, die durch den Scheitelpunkt in Tiefenrichtung auf der eingebetteten Seite des Siliciumoxidfeinteilchens B, die an einen perfekten Kreis angepasst wurde, und den Mittelpunkt des Siliciumoxidfeinteilchens B verläuft. $\begin{array}{l} Grad der Einbettung (%) = L \ddot{a} nge (b) des eingebetteten Teils des \\ Siliciumoxidfeintelichens B / Durchmesser (a) des Siliciumoxidfeintelichens \\ B \end{array}$
Dieser Einbettungsgrad wird für zumindest 100 Siliciumoxidfeinteilchen B berechnet, und der arithmetische Mittelwert dieser Werte wird als Einbettungsgrad des Siliciumoxidfeinteilchens B angesehen.
An der Toneroberfläche kann ein Siliciumoxidfeinteilchen B von einem Siliciumoxidfeinteilchen A anhand des Teilchendurchmessers unterschieden werden.
Der Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen B kann beispielsweise durch Einstellen der Temperatur gesteuert werden, wenn Tonerteilchen und Siliciumoxidfeinteilchen B mit einem Mischer wie dem oben erwähnten gemischt werden. Darüber hinaus kann der Grad der Einbettung auch gesteuert werden, indem die Bedingungen (die Temperatur der Behandlungsatmosphäre oder die Abluftströmgeschwindigkeit im Behandlungsraum) bei der Oberflächenbehandlung des Tonerteilchens (Einbettung des Siliciumoxidfeinteilchens B) nach dem Mischen des Tonerteilchens mit dem Siliciumoxidfeinteilchen B angepasst werden. Die Oberflächenbehandlung ist vorzugsweise eine Wärmebehandlung. Ein Beispiel dafür ist ein Verfahren zur Behandlung mit einem Heißluftstrom.
Das Tonerteilchen kann mit Apparaten wie etwa den nachfolgend genannten wärmebehandelt werden. Ein Hybridisierungssystem (hergestellt von Nara Machinery Co., Ltd.), ein Nobilta (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), ein Mechanofusion-System (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), ein Faculty (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), ein Innomizer (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), ein Theta Composer (hergestellt von Tokuju Co, Ltd.), eine Mechanomill (hergestellt von Okada Seiko Co., Ltd.) oder ein Meteor Rainbow MR Type (Nippon Pneumatic MFG Co., Ltd.)
Außerdem ist es in einem Fall, in dem eine Kombination aus Siliciumoxidfeinteilchen B und Siliciumoxidfeinteilchen A verwendet wird, vorteilhaft, einen Schritt zum Einbetten der Siliciumoxidfeinteilchen B mit einem Verfahren wie etwa dem oben beschriebenen durchzuführen und dann das Siliciumoxidfeinteilchen A extern zuzugeben. Der Toner ist vorzugsweise einer, der mit dem unten beschriebenen Verfahren erhalten wird.
Speziell weist das Tonerherstellungsverfahren vorzugsweise auf: einen Schritt zur Gewinnung eines Tonerteilchens;
einen Schritt zur Zubereitung der Siliciumoxidfeinteilchen A und Siliciumoxidfeinteilchen B;
einen Schritt zum externen Zugeben und Mischen des Siliciumoxidfeinteilchens B zu dem erhaltenen Tonerteilchen;
einen Schritt zur Wärmebehandlung des Tonerteilchens, zu dem das Siliciumoxidfeinteilchen B extern zugegeben und gemischt wurde, und einen Schritt zum externen Zugeben und Mischen des Siliciumoxidfeinteilchens A zu dem wärmebehandelten Tonerteilchen;
Der Gehalt des Siliciumoxidfeinteilchens B beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10,0 Masseteile, noch bevorzugter 1,0 bis 8,0 Masseteile und weiter bevorzugt 2,0 bis 6,0 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des Tonerteilchens.
Es wird nun ein spezifisches Beispiel für ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tonerteilchens (z.B. eines Tonerteilchens, dem das Siliciumoxidfeinteilchen B extern zugegeben und eingemischt wurde) mittels eines Heißluftstroms unter Verwendung des in 2 gezeigten Apparats zur Wärmebehandlung gegeben. Dieses beispielhafte Tonerteilchen wird als Behandlungsgegenstand bezeichnet.
Ein Behandlungsgegenstand, der mengenmäßig von einer quantitativ-Ausgangsmaterialzuführeinheit 1 zugeführt wird, wird einem Einlassrohr 3 zugeführt, das vertikal über einer Ausgangsmaterialversorgungseinheit angeordnet ist, und zwar mit Hilfe eines komprimierten Gases, das durch eine Durchflussmengenreguliereinheit für komprimiertes Gas 2 reguliert wird. Der Behandlungsgegenstand, der das Einlassrohr 3 durchläuft, wird durch ein konisches, hervorstehendes Element 4, das in der Mitte der Ausgangsmaterialzuführeinheit vorgesehen ist, gleichmäßig verteilt, wird dann in Zuführrohre 5 geleitet, die sich radial in acht Richtungen erstrecken, und wird dann in eine Behandlungskammer 6 geleitet, in der eine Wärmebehandlung durchgeführt wird.
An diesem Punkt wird der Strom des in die Behandlungskammer 6 eingebrachten Behandlungsgegenstands durch eine Drosseleinrichtung 9 eingeschränkt, die sich in der Behandlungskammer 6 befindet und dazu dient, den Strom des Behandlungsgegenstands zu begrenzen. Daher wird der der Behandlungskammer 6 zugeführte Behandlungsgegenstand einer Wärmebehandlung unterzogen, während er in der Behandlungskammer 6 verwirbelt wird, und anschließend abgekühlt wird.
Ein Heißluftstrom, der zur Wärmebehandlung des zugeführten Behandlungsgegenstands verwendet wird, wird von einer Heißluftstromzuführeinrichtung 7 zugeführt, durch ein Trennbauteil 12 aufgeteilt und mittels eines Verwirbelungsbauteils 13, das zur Verwirbelung des Heißluftstroms verwendet wird, verwirbelt und spiralförmig in die Behandlungskammer 6 eingeführt. In dieser Konfiguration hat das Verwirbelungsbauteil 13, das zur Verwirbelung des Heißluftstroms verwendet wird, mehrere Blätter bzw. Schaufeln, und die Verwirbelung des Heißluftstroms kann durch die Anzahl und den Winkel dieser Schaufeln gesteuert werden (11 bezeichnet im Übrigen einen Auslass der Heißluftstromzuführeinrichtung).
Der der Behandlungskammer 6 zugeführte Heißluftstrom hat am Auslass der Heißluftstromzuführeinrichtung 7 vorzugsweise eine Temperatur von 100°C bis 300°C, und noch bevorzugter von 130°C bis 190°C. Wenn die Temperatur am Auslass der Heißluftstromzuführeinrichtung 7 in dem oben genannten Bereich liegt, kann verhindert werden, dass der Behandlungsgegenstand durch übermäßige Erwärmung vorschmilzt und zusammenwächst (bzw. verklumpt), und der Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen B kann auch dazu gebracht werden, in einen bevorzugten Bereich zu fallen. Der Heißluftstrom wird von der Heißluftstromzuführeinrichtung 7 zugeführt.
Außerdem werden die wärmebehandelten Harzteilchen durch einen kalten Luftstrom gekühlt, der von einer Kaltluftstromzuführeinrichtung 8 zugeführt wird. Die Temperatur des Kaltluftstroms, der von der Kaltluftstromzuführeinrichtung 8 zugeführt wird, beträgt vorzugsweise - 20°C bis 30°C. Wenn die Temperatur des Kaltluftstroms innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, kann der wärmebehandelte Behandlungsgegenstand effizient gekühlt werden und es ist unwahrscheinlich, dass er schmilzt oder zusammenwächst. Darüber hinaus beträgt der absolute Feuchtigkeitsgehalt im Kaltluftstrom vorzugsweise 0,5 g/m³ bis 15,0 g/m³.
Als Nächstes wird der gekühlte Behandlungsgegenstand durch eine Rückgewinnungseinrichtung 10, die sich am Boden der Behandlungskammer 6 befindet, zurückgewonnen. Außerdem ist vor der Rückgewinnungseinrichtung 10 ein Gebläse (nicht abgebildet) vorgesehen, so dass eine Konfiguration entsteht, in der eine Saugförderung stattfindet.
Darüber hinaus ist eine Zuführöffnung für Pulverteilchen 14 so vorgesehen, dass die Verwirbelungsrichtung des zugeführten Behandlungsgegenstands mit der Verwirbelungsrichtung des Heißluftstroms übereinstimmt, und die Rückgewinnungseinrichtung 10 ist ebenfalls in tangentialer Richtung am Außenumfang der Behandlungskammer 6 vorgesehen, so dass die Verwirbelungsrichtung des verwirbelten Behandlungsgegenstands beibehalten wird. Darüber hinaus ist der Apparat so konfiguriert, dass der Kaltluftstrom, der von der Kaltluftstromzuführeinrichtung 8 zugeführt wird, aus einer horizontalen und tangentialen Richtung vom äußeren Umfang des Apparats zu dessen innerer Umfangsfläche zugeführt wird.
Die Verwirbelungsrichtung des Behandlungsgegenstands, der von der Zufuhröffnung für Pulverteilchen (14) zugeführt wird, die Verwirbelungsrichtung des Kaltluftstroms, der von der Kaltluftstromzuführeinrichtung (8) zugeführt wird, und die Verwirbelungsrichtung des Heißluftstroms, der von der Heißluftstromzuführeinrichtung (7) zugeführt wird, haben alle dieselbe Richtung. Infolgedessen treten in der Behandlungskammer keine Turbulenzen auf, die Wirbelströmung im Apparat wird verstärkt, eine starke Zentrifugalkraft wird auf das noch nicht wärmebehandelte Behandlungsobjekt ausgeübt, und die Dispergierbarkeit des Behandlungsobjekts wird weiter verbessert, was bedeutet, dass Tonerteilchen erhalten werden können, die eine geringe Teilchenkoaleszenz aufweisen.
Das Verfahren zur Herstellung des Tonerteilchens im Prozess der Gewinnung des Tonerteilchens ist nicht besonders begrenzt, und die Herstellung kann mit bekannten Verfahren durchgeführt werden. Beispiele hierfür sind das Pulverisierungsverfahren, das Emulsionsaggregationsverfahren, das Suspensionspolymerisationsverfahren und das Auflösungssuspensionsverfahren.
Ein durch das Pulverisierungsverfahren hergestelltes Tonerteilchen kann zum Beispiel wie folgt hergestellt werden.
Das Bindemittelharz, das Farbmittel, andere optionale Zusatzstoffe usw. werden mit einem Mischer wie einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle gründlich vermischt. Die resultierende Mischung wird mit einem beheizten Kneter, z.B. einem Doppelschnecken-Knetextruder, einer Heißwalze, einem Kneter oder einem Extruder, schmelzgeknetet. Zu diesem Zeitpunkt können auch ein Wachs, magnetische Eisenoxidteilchen und eine metallhaltige Verbindung hinzugefügt werden.
Das schmelzgeknetete Material wird abgekühlt und verfestigt und dann pulverisiert und klassiert, um ein Tonerteilchen zu erhalten. Durch die Einstellung der Abgastemperatur bei der Feinmahlung ist es möglich, den Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen an der Tonerteilchenoberfläche zu steuern. Ein Toner kann durch Mischen der Tonerteilchen und eines externen Additivs, wie etwa den Siliciumoxidfeinteilchen A, unter Verwendung eines Mischers wie etwa einem Henschel-Mischer gewonnen werden.
Als Mischer können die Folgenden beispielhaft genannt werden: Henschel-Mischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermixer (Kawata Mfg. Co., Ltd.); Ribocone (Okawara Corporation); Nauta-Mischer, Turbulizer und Cyclomix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); und Loedige Mixer (Matsubo Corporation).
Der Kneter kann durch die folgenden Beispiele veranschaulicht werden: KRC-Kneter (Kurimoto, Ltd.); Buss Ko-Kneter (Buss Corp.); TEM-Extruder (Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX-Doppelschneckenkneter (The Japan Steel Works, Ltd.); PCM-Kneter (Ikegai Ironworks Corporation); Dreiwalzenmühlen, Mischwalzenmühlen und Kneter (Inoue Manufacturing Co, Ltd.); Kneadex (Mitsui Mining Co., Ltd.); Modell MS Druckkneter und Kneader-Ruder (Moriyama Mfg. Co., Ltd.); und Banbury-Mischer (Kobe Steel, Ltd.).
Als Pulverisierer können die Folgenden beispielhaft genannt werden: Counter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (Hosokawa Micron Corporation); IDS mill und PJM Jet Mill (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Cross Jet Mill (Kurimoto, Ltd.); Ulmax (Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Kryptron (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbo Mill (Turbo Kogyo Co., Ltd.); und Super Rotor (Nisshin Engineering Inc.).
Nach der Pulverisierung kann der Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen an der Tonerteilchenoberfläche bei Bedarf durch eine Oberflächenbehandlung der Tonerteilchen mit einem Hybridisierungssystem (hergestellt von Nara Machinery Co, Ltd.), einer Nobilta (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), einem Mechanofusion-System (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), einer Faculty (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), einem Innomizer (hergestellt von Hosokawa Micron Corp.), einem Theta Composer (hergestellt von Tokuju Co., Ltd.), einer Mechanomill (hergestellt von Okada Seiko Co., Ltd.) oder einem MR Type Meteor Rainbow (Nippon Pneumatic MFG Co., Ltd.).
Als Klassierer können die Folgenden beispielhaft genannt werden: Classiel, Micron Classifier und Spedic Classifier (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo Classifier (Nisshin Engineering Inc.); Micron Separator, Turboplex (ATP) und TSP Separator (Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (Nittetsu Mining Co., Ltd.); Dispersion Separator (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); und YM Microcut (Yasukawa Shoji Co., Ltd.).
Siebgeräte, die zum Aussieben der groben Teilchen verwendet werden können, sind z.B.: Ultrasonic (Koei Sangyo Co., Ltd.), Rezona Sieve und Gyro-Sifter (Tokuju Corporation), Vibrasonic System (Dalton Co., Ltd.), Soniclean (Sintokogio, Ltd.), Turbo Screener (Turbo Kogyo Co., Ltd.), Microsifter (Makino Mfg. Co., Ltd.) und Kreisvibrationssiebe.
Ein Tonerteilchen kann z.B. durch das Emulsionsaggregationsverfahren hergestellt werden, indem man wie folgt vorgeht.
Schritt der Herstellung einer Harz-Feinteilchen-Dispersion (Herstellungsschritt)
Zum Beispiel wird eine gleichförmige Lösung gebildet, indem eine Bindemittelharz-Komponente in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst wird. Anschließend wird optional eine basische Verbindung und/oder ein grenzflächenaktiver Stoff zugegeben. Harzfeinteilchen des Bindemittelharzes werden durch allmähliche Zugabe eines wässrigen Mediums zu dieser Lösung gebildet, wobei die Lösung beispielsweise mit Hilfe eines Homogenisators einer Scherkraft unterzogen wird. Das organische Lösungsmittel wird schließlich entfernt, um eine Harzfeinteilchen-Dispersion herzustellen, in der Harzfeinteilchen dispergiert sind.
Während der Herstellung der Harzfeinteilchendispersion beträgt die Zugabemenge der Harzkomponente, die in dem organischen Lösungsmittel gelöst ist, ausgedrückt in Bezug auf 100 Masseteile des organischen Lösungsmittels, vorzugsweise 10 Masseteile bis 50 Masseteile und noch bevorzugter 30 Masseteile bis 50 Masseteile.
Jedes organische Lösungsmittel, das in der Lage ist, die Harzkomponente aufzulösen, kann verwendet werden. Es werden jedoch Lösungsmittel, die eine hohe Löslichkeit für Olefinharze aufweisen, z.B. Toluol, Xylol, Ethylacetat usw., bevorzugt.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen für den grenzflächenaktiven Stoff. Als Beispiele seien genannt: anionische grenzflächenaktive Stoffe wie die Salze von Sulfatestern, Sulfonatsalze, Carboxylatsalze, Phosphatester und Seifen; kationische grenzflächenaktive Stoffe wie Aminsalze und quartäre Ammoniumsalze; und nichtionische grenzflächenaktive Stoffe wie Polyethylenglykole, Ethylenoxid-Addukte an Alkylphenole und mehrwertige Alkoholsysteme.
Die basische Verbindung kann durch anorganische Basen wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid und durch organische Basen wie Triethylamin, Trimethylamin, Dimethylaminoethanol und Diethylaminoethanol veranschaulicht werden. Eine einzelne Art der basischen Verbindung kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr Arten können in Kombination verwendet werden.
Aggregationsschritt
Der Aggregationsschritt ist ein Schritt zur Bildung von Aggregatteilchen, indem eine Mischung hergestellt wird, indem je nach Bedarf eine Farbmittel-Feinteilchendispersion, eine Wachs-Feinteilchendispersion und eine Silikonöl-Emulsion in die HarzFeinteilchendispersion gemischt werden und dann die in der so hergestellten Mischung vorhandenen Feinteilchen aggregiert werden.
Ein vorteilhaftes Beispiel für das Verfahren zur Bildung der Aggregatteilchen ist ein Verfahren, bei dem der Mischung ein Aggregationsmittel zugesetzt und mit ihr vermischt wird und die Temperatur erhöht und/oder z.B. mechanische Energie in geeigneter Weise angewendet wird.
Die Farbmittelfeinteilchendispersion wird durch die Dispersion eines Farbmittels wie oben beschrieben hergestellt. Die Farbmittelfeinteilchen werden mit einem bekannten Verfahren dispergiert, bevorzugt werden jedoch beispielsweise ein Rotationsscherhomogenisator, ein Dispergiergerät auf Medienbasis wie eine Kugelmühle, eine Sandmühle oder ein Attritor oder ein Hochdruck-Gegenkollisionsdispergiergerät verwendet. Ein grenzflächenaktiver Stoff oder ein polymeres Dispergiermittel, das Dispersionsstabilität verleiht, kann ebenfalls optional zugegeben werden.
Die Wachs-Feinteilchendispersion und die Silikonöl-Emulsion werden durch Dispergieren der jeweiligen Materialien in einem wässrigen Medium hergestellt. Die jeweiligen Materialien können mit einem bekannten Verfahren dispergiert werden, bevorzugt wird jedoch z.B. ein Rotationsscherhomogenisator, ein Dispergiergerät auf Medienbasis wie eine Kugelmühle, eine Sandmühle oder ein Attritor oder ein Hochdruck-Gegenkollisionsdispergierer. Ein grenzflächenaktiver Stoff oder ein polymeres Dispergiermittel, das Dispersionsstabilität verleiht, kann ebenfalls optional zugegeben werden.
Als Aggregationsmittel können beispielsweise Metallsalze einwertiger Metalle wie Natrium, Kalium usw., Metallsalze zweiwertiger Metalle wie Calcium, Magnesium usw., Metallsalze dreiwertiger Metalle wie Eisen, Aluminium usw. und mehrwertige Metallsalze wie Polyaluminiumchlorid verwendet werden. Unter dem Gesichtspunkt der Möglichkeit, den Teilchendurchmesser im Aggregationsschritt zu steuern, werden Metallsalze zweiwertiger Metalle, z.B. Calciumchlorid, Magnesiumsulfat und so weiter, bevorzugt.
Die Zugabe und das Mischen des Aggregationsmittels wird vorzugsweise im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 75°C durchgeführt. Wenn das Mischen unter diesen Temperaturbedingungen durchgeführt wird, verläuft es in einem Zustand, in dem die Aggregation stabil ist. Das Mischen kann zum Beispiel mit einem bekannten Mischgerät, Homogenisator oder Mischer erfolgen.
Verschmelzschritt
Der Verschmelzschritt (bzw. Fusionsschritt) ist ein Schritt, bei dem das aggregierte Teilchen geschmolzen oder koalesziert wird, vorzugsweise durch Erhitzen auf zumindest den Schmelzpunkt des Olefinharzes, um ein Teilchen zu erzeugen, bei dem die Oberfläche des Aggregatteilchens geglättet wurde.
Vor dem Verschmelzschritt können zum Beispiel ein Chelatbildner, ein pH-Regulator, ein grenzflächenaktiver Stoff usw. zugegeben werden, um zu verhindern, dass die erhaltenen Harzteilchen aneinander haften bleiben.
Als Chelatbildner können beispielsweise Ethylendiamintetraacetat (EDTA) und dessen Alkalimetallsalze, z.B. dessen Na-Salz, Natriumgluconat, Natriumtartrat, Kaliumcitrat und Natriumcitrat, Nitrilotriacetat (NTA)-Salze und gut wasserlösliche Polymere, die sowohl die COOH- als auch die OH-Funktionalität enthalten (Polyelektrolyte), genannt werden.
Was die Dauer des Verschmelzschritts angeht, so reichen bei höheren Heiztemperaturen kürzere Zeiten aus, während bei niedrigeren Heiztemperaturen längere Zeiten erforderlich sind. Die Dauer des Erhitzens/Schmelzens kann daher nicht unbedingt angegeben werden, da sie von der Erhitzungstemperatur abhängt; sie wird jedoch im Allgemeinen bei 10 Minuten bis 10 Stunden liegen.
Kühlschritt
Dies ist ein Schritt der Abkühlung der Temperatur des Harzteilchen enthaltenden wässrigen Mediums, das im Verschmelzschritt erhalten wurde. Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist zwar nicht besonders begrenzt, beträgt aber etwa 0,1 bis 50°C/Minute.
Waschschritt
Die Verunreinigungen in den Harzteilchen können entfernt werden, indem die in den vorangegangenen Schritten hergestellten Harzteilchen wiederholt gewaschen und gefiltert werden.
Insbesondere wird das Harzteilchen vorzugsweise mit einer wässrigen Lösung gewaschen, die einen Chelatbildner enthält, z.B. Ethylendiamintetraacetat (EDTA) oder dessen Natriumsalz, und zusätzlich mit reinem Wasser gewaschen.
Das Metallsalz, der grenzflächenaktive Stoff usw. im Harzteilchen können durch wiederholtes Durchführen von Waschen mit reinem Wasser und Filtration entfernt werden. Unter dem Gesichtspunkt der Produktionseffizienz wird die Filtration vorzugsweise 3 bis 20 Mal durchgeführt, wobei 3 bis 10 Mal bevorzugt werden.
Trocknungs- und Klassierschritt
Das Tonerteilchen kann durch Trocknen des gewaschenen Harzteilchens und eine entsprechende Klassierung (Klassifizierung) gewonnen werden.
Ein durch das Auflösungssuspensionsverfahren hergestelltes Tonerteilchen kann zum Beispiel durch das folgende Vorgehen hergestellt werden.
Bei dem Auflösungssuspensionsverfahren wird eine Harzzusammensetzung durch Auflösen der Bindemittelharzkomponente in einem organischen Lösungsmittel erhalten; diese Harzzusammensetzung wird in einem wässrigen Medium dispergiert, um die Harzzusammensetzung zu Teilchen zu granulieren; und das in den Teilchen der Harzzusammensetzung vorhandene organische Lösungsmittel wird entfernt, um ein Tonerteilchen herzustellen.
Das Auflösungssuspensionsverfahren kann angepasst werden, solange sich die Harzkomponente in einem organischen Lösungsmittel auflösen kann, und ermöglicht darüber hinaus eine einfache Steuerung der Form in Abhängigkeit von den Bedingungen bei der Lösungsmittelentfernung.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung von Toner unter Verwendung des Auflösungssuspensionsverfahrens beschrieben, es besteht jedoch keine Einschränkung darauf.
Harzkomponentenauflösungsschritt
Im Schritt der Auflösung der Harzkomponenten werden das Bindemittelharz und nach Bedarf andere Komponenten, z.B. Farbmittel, Wachs, Silikonöl usw., in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert, um eine Harzzusammensetzung herzustellen.
Jedes organische Lösungsmittel, das die Harzkomponente auflösen kann, kann hier als organisches Lösungsmittel verwendet werden. Spezifische Beispiele sind Toluol, Xylol, Chloroform, Methylenchlorid und Ethylacetat. Die Verwendung von Toluol und Ethylacetat wird bevorzugt, da das Lösungsmittel leicht zu entfernen ist und die Kristallisation des kristallinen Harzes fördert.
Die Menge des eingesetzten organischen Lösungsmittels ist nicht begrenzt, sollte aber so bemessen sein, dass eine Viskosität erreicht wird, die das Dispergieren und Granulieren der Harzzusammensetzung in einem schlechten Lösungsmittel, z.B. Wasser, ermöglicht. Insbesondere beträgt das Massenverhältnis zwischen der Harzkomponente und optionalen anderen Komponenten, z.B. Farbmittel, Wachs und Silikonöl, und dem organischen Lösungsmittel vorzugsweise 10/90 bis 50/50 unter den Gesichtspunkten der nachfolgenden Granulierbarkeit, und der Effizienz der Tonerteilchenproduktion.
Andererseits ist es nicht notwendig, dass sich das Farbmittel, das Wachs und das Silikonöl in dem organischen Lösungsmittel auflösen, sondern diese können auch dispergiert werden. Wenn das Farbmittel, das Wachs und das Silikonöl in dispergiertem Zustand verwendet werden, erfolgt die Dispersion vorzugsweise mit einem Dispergiergerät wie einer Perlmühle.
Granulierschritt
Der Granulierschritt ist ein Schritt der Herstellung von Teilchen der erhaltenen Harzzusammensetzung durch Dispergieren der Harzzusammensetzung in einem wässrigen Medium unter Verwendung eines Dispergiermittels, um einen bestimmten Tonerteilchendurchmesser zu erhalten.
Als wässriges Medium wird hauptsächlich Wasser verwendet.
Darüber hinaus enthält dieses wässrige Medium vorzugsweise 1 Masse-% bis 30 Masse-% eines einwertigen Metallsalzes. Die Beimischung des einwertigen Metallsalzes dient dazu, die Diffusion des organischen Lösungsmittels in der Harzzusammensetzung in das wässrige Medium zu unterdrücken und die Kristallinität der im resultierenden Tonerteilchen vorhandenen Harzkomponente zu erhöhen.
Dies erleichtert das Auftreten eines ausgezeichneten Antiblocking-Verhaltens des Toners und erleichtert das Auftreten einer ausgezeichneten Teilchengrößenverteilung für den Toner.
Das einwertige Metallsalz kann z.B. Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid und Kaliumbromid sein, wobei Natriumchlorid und Kaliumchlorid bevorzugt sind.
Darüber hinaus ist das Mischungsverhältnis (Massenverhältnis) zwischen dem wässrigen Medium und der Harzzusammensetzung vorzugsweise wässriges Medium/Harzzusammensetzung = 90/10 bis 50/50.
Es gibt keine besonderen Begrenzungen für das Dispergiermittel, und ein kationischer, anionischer oder nichtionischer grenzflächenaktiver Stoff wird als organisches Dispergiermittel verwendet, wobei anionische grenzflächenaktive Stoffe bevorzugt werden.
Beispiele hierfür sind Natriumalkylbenzolsulfonat, Natrium-a-olefinsulfonat, Natriumalkylsulfonat und Natriumalkyldiphenyletherdisulfonat. Anorganische Dispergiermittel hingegen sind beispielsweise Tricalciumphosphat, Hydroxyapatit, Calciumcarbonatfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Siliciumoxidfeinteilchen.
Das anorganische Dispergiermittel Tricalciumphosphat wird unter den vorangegangenen bevorzugt. Die Gründe dafür sind seine Granulierleistungsfähigkeit und Stabilität sowie die Tatsache, dass es die Eigenschaften des resultierenden Toners nur sehr wenig beeinträchtigt.
Die Zugabemenge des Dispergiermittels richtet sich nach dem Teilchendurchmesser des Granulats. Größere Zugabemengen des Dispergiermittels ergeben kleinere Teilchendurchmesser. Aus diesem Grund variiert die Zugabemenge für das Dispergiermittel je nach dem gewünschten Teilchendurchmesser, aber eine Verwendung im Bereich von 0,1 bis 15 Masse-%, bezogen auf die Harzzusammensetzung, wird bevorzugt.
Die Herstellung der Teilchen der Harzzusammensetzung in dem wässrigen Medium erfolgt vorzugsweise unter Anwendung von Hochgeschwindigkeitsscherung. Geräte, die eine Hochgeschwindigkeitsscherkraft anwenden, können beispielsweise verschiedene Hochgeschwindigkeitsdispergierer und Ultraschalldispergierer sein.
Lösungsmittelentfernschritt
In dem Schritt zur Entfernung des Lösungsmittels wird das organische Lösungsmittel, das in dem resultierenden Teilchen der Harzzusammensetzung enthalten ist, entfernt, um ein Tonerteilchen herzustellen. Diese Entfernung des organischen Lösungsmittels kann unter Rühren durchgeführt werden.
Wasch-, Trocken- und Klassierschritt
Nach dem Schritt der Lösungsmittelentfernung kann ein Wasch- und Trocknungsschritt durchgeführt werden, bei dem mehrmals mit z.B. Wasser gewaschen wird und das Tonerteilchen anschließend abfiltriert und getrocknet wird. Wenn ein Dispergiermittel, das sich unter sauren Bedingungen auflöst, z.B. Tricalciumphosphat, als Dispergiermittel verwendet wurde, wird vorzugsweise ein Waschen mit z.B. Salzsäure und anschließend ein Waschen mit Wasser durchgeführt. Durch das Waschen kann das für die Granulierung verwendete Dispergiermittel entfernt werden. Das Tonerteilchen kann durch anschließendes Waschen mit Filtration, Trocknung und Klassierung gewonnen werden.
Ein durch das Suspensionspolymerisationsverfahren hergestelltes Tonerteilchen kann zum Beispiel wie folgt hergestellt werden.
Eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung wird hergestellt, in der ein polymerisierbares Monomer, das das Bindemittelharz, das Farbmittel, eine Wachskomponente, einen Polymerisationsinitiator und so weiter erzeugen wird, unter Verwendung eines Dispergiergeräts, wie z.B. eines Homogenisators, einer Kugelmühle, eines Ultraschalldispergiergeräts und so weiter, aufgelöst oder gleichmäßig dispergiert wird. Nach dem Granulieren der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in Teilchen durch Dispergieren der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Medium wird ein Tonerteilchen durch Polymerisieren des polymerisierbaren Monomers in den aus der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung aufgebauten Teilchen erhalten.
Diese polymerisierbare Monomerzusammensetzung ist vorzugsweise eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung, die durch Mischen einer Dispersion des in einem ersten polymerisierbaren Monomer (oder einem Teil des polymerisierbaren Monomers) dispergierten Farbmittels mit zumindest einem zweiten polymerisierbaren Monomer (oder dem restlichen polymerisierbaren Monomer) hergestellt wird. Das heißt, das Vorhandensein des Farbmittels in dem polymeren Teilchen in einem eingehender dispergierten Zustand kann erreicht werden, indem das Farbmittel in dem ersten polymerisierbaren Monomer in einen eingehend dispergierten Zustand gebracht und anschließend mit dem zweiten polymerisierbaren Monomer zusammen mit anderen Tonermaterialien gemischt wird.
Nach Bedarf kann das erhaltene Tonerteilchen nach bekannten Verfahren gefiltert, gewaschen, getrocknet und klassiert werden.
Schritt zur Zugabe von externem Additiv zu Tonerteilchen
Ein Toner kann durch Mischen der erhaltenen Tonerteilchen und des externen Additivs (das Siliciumoxidfeinteilchen A und nach Bedarf das Siliciumoxidfeinteilchen B) unter Verwendung eines Mischers, wie z.B. eines Henschelmischers, erhalten werden.
W Wenn sowohl Siliciumoxidfeinteilchen A als auch Siliciumoxidfeinteilchen B verwendet werden, können Siliciumoxidfeinteilchen A und Siliciumoxidfeinteilchen B dem Tonerteilchen einmal extern zugesetzt werden. Wie bereits erwähnt, werden die externe Zugabe von Siliciumoxidfeinteilchen B und die externe Zugabe von Siliciumoxidfeinteilchen A vorzugsweise aufgeteilt durchgeführt.
In dem Schritt der externen Zugabe des Siliciumoxidfeinteilchens B zu dem erhaltenen Tonerteilchen durch Mischen kann das Siliciumoxidfeinteilchen B mit dem Tonerteilchen gemischt werden, zum Beispiel mit einem Mischer wie einem Henschel-Mischer.
Danach wird im Schritt der Wärmebehandlung der Tonerteilchen, denen das Siliciumoxidfeinteilchen B von extern zugegeben und eingemischt wurde, die Wärmebehandlung vorzugsweise mit dem oben beschriebenen Apparat durchgeführt, wobei die Tonerteilchen, denen das Siliciumoxidfeinteilchen B von extern zugegeben und eingemischt wurde, als Behandlungsgegenstand verwendet werden.
Darüber hinaus kann in dem Schritt der externen Zugabe und des Mischens des Siliciumoxidfeinteilchens A zu den wärmebehandelten Tonerteilchen ein Toner erhalten werden, indem die wärmebehandelten Tonerteilchen mit dem Siliciumoxidfeinteilchen A gemischt werden, z.B. mit einem Mischer wie etwa einem Henschel-Mischer.
BEISPIEL

Die grundsätzliche Beschaffenheit und die Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind im Vorangegangenen beschrieben, während die vorliegende Offenbarung im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert wird. Die vorliegende Offenbarung ist dadurch jedoch in keiner Weise begrenzt. Wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, beziehen sich Teile und % auf eine Massenbasis. Bindemittelharz 1 Produktionsbeispiel

- Bisphenol A/Ethylenoxid (2,2 Mol Addukt):	50,0 Mol-Teile
- Bisphenol A/Propylenoxid (2,2 Mol Addukt):	50,0 Mol-Teile
- Terephthalsäure:	90,0 Mol-Teile
- Trimellithsäureanhydrid:	10,0 Mol-Teile

100 Masseteile des oben genannten Monomers, das Polyestereinheiten bildet, wurden in einem 5-Liter-Autoklaven zusammen mit 500 ppm Titantetrabutoxid gemischt.
Ein Rückflusskühler, eine Wasserabscheidevorrichtung, eine N₂ Gaseinlassleitung, ein Thermometer und ein Rührwerk wurden dann am Autoklaven installiert und eine Kondensationspolymerisationsreaktion wurde bei 230°C durchgeführt, während N₂ Gas in den Autoklaven eingeleitet wurde. Die Reaktionszeit wurde so eingestellt, dass der gewünschte Erweichungspunkt erreicht wurde. Nach Abschluss der Reaktion wurde das Bindemittelharz 1 aus dem Behälter entfernt, abgekühlt und pulverisiert. Das Bindemittelharz 1 hatte einen Erweichungspunkt von 130°C und einen Tg von 57°C.
Der Erweichungspunkt wurde wie folgt gemessen.
Messung des Erweichungspunktes
Der Erweichungspunkt wird mit einem „Flowtester CFT-500D Flow Property Evaluation Instrument“ (Shimadzu Corporation) gemessen, einem Kapillarrheometer mit konstanter Last durch Extrusion, gemäß der mit dem Gerät gelieferten Bedienungsanleitung. Bei diesem Gerät wird die in einen Zylinder gefüllte Messprobe erhitzt und geschmolzen, während eine konstante Last durch einen Kolben von oben auf die Messprobe ausgeübt wird. Die geschmolzene Messprobe wird aus einer Düse am Boden des Zylinders extrudiert; daraus kann eine Fließkurve, die die Beziehung zwischen Kolbenhub und Temperatur zeigt, erhalten werden.
Als Erweichungspunkt wird die „Schmelztemperatur nach der 1/2-Methode" („melting temperature by the 1/2 method“) verwendet, wie im Handbuch des „Flowtester CFT-500D Flow Property Evaluation Instrument“ beschrieben. Die Schmelztemperatur nach der 1/2-Methode wird wie folgt bestimmt.
Zunächst wird 1/2 der Differenz zwischen dem Kolbenhub Smax bei Beendigung des Ausströmens und dem Kolbenhub Smin bei Beginn des Ausströmens bestimmt (dieser Wert wird als X bezeichnet, wobei X = (Smax - Smin)/2). Die Temperatur in der Fließkurve, wenn der Kolbenhub in der Fließkurve die Summe aus X und Smin erreicht, ist die Schmelztemperatur nach dem 1/2-Verfahren.

Die verwendete Messprobe wird hergestellt, indem etwa 1,3 g der Probe 60 Sekunden lang bei 10 MPa in einer Umgebung von 25°C mit einem Tablettenpresser (z. B. NT-100H, NPa System Co., Ltd.) in eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von ca. 8 mm gepresst werden. Die Messbedingungen mit dem CFT-500D sind wie folgt.

Testmodus:	Hochlaufverfahren
Starttemperatur:	50°C
Endtemperatur:	200°C
Messintervall:	1,0°C
Steigerung:	4,0°C/min
Querschnittsfläche des Kolbens:	1,000 cm²
Prüflast (Kolbenlast):	10,0 kgf/cm² (0,9807 MPa)
Vorwärmzeit:	300 Sekunden
Durchmesser der Matrizenöffnung:	1,0 mm
Matrizenlänge:	1,0 mm

Produktionsbeispiel von Siliciumoxidfeinteilchen A1
500 g eines pyrogenen Siliciumoxids mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 145 m²/g (das Siliciumoxidfeinteilchen-Substrat) wurden in einen Reaktor gegeben und unter Stickstoffspülung unter Rühren erhitzt; die Temperatur im Reaktor wurde auf 330°C geregelt. Die Oberflächenbehandlung des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats erfolgte dann durch Zufuhr von Octamethylcyclotetrasiloxan in Dampfform als Oberflächenbehandlungsmittel in den Reaktor bei 10 g/Minute für 60 Minuten, gefolgt von Erhitzen und Rühren für 180 Minuten.
Das nicht umgesetzte Oberflächenbehandlungsmittel wurde dann entfernt, und anschließend wurde die folgende Oberflächenbehandlung durchgeführt, um Siliciumoxidfeinteilchen A1 zu erhalten: Zufuhr, unter Rühren unter Stickstoffspülung, durch Aufsprühen einer Lösung von 50 g Polydimethylsiloxan (kinematische Viskosität bei einer Temperatur von 25°C: 100 mm²/s), verdünnt mit 500 g Hexan, dann Rühren und Erhitzen für 120 Minuten. Tabelle 1 enthält die Bedingungen für die erste Behandlungsstufe, während Tabelle 2-1 und Tabelle 2-2 die Bedingungen für die zweite Behandlungsstufe und die Eigenschaften des Siliciumoxidfeinteilchens A1 enthalten.
Produktionsbeispiel von Siliciumoxidfeinteilchen A2 bis A18

Die Siliciumoxidfeinteilchen A2 bis A18 wurden hergestellt, indem die Herstellung wie bei den Siliciumoxidfeinteilchen A1 durchgeführt wurde, wobei jedoch die pyrogene Kieselsäure (Siliciumoxidfeinteilchensubstrat), das Oberflächenbehandlungsmittel und die Behandlungsbedingungen wie in den Tabellen 1, 2-1 und 2-2 angegeben geändert wurden. Die Eigenschaften der Siliciumoxidfeinteilchen A2 bis A18 sind in Tabelle 2-2 angegeben. [Tabelle 1]

Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	Behandlungsbedingungen der ersten Stufe
Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	Oberflächenbehandlungsmittel	BET spezifische Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats (m²/g)	Menge an Behandlungsmittel (g)	Menge an Behandlungsmittel (Teile)	Behandlungstemperatur (°C)	Behandlungszeit (min)
A1	Octamethylcyclotetrasiloxan	145	600	120	330°C	180
A2	Octamethylcyclotetrasiloxan	200	600	120	330°C	180
A3	Octamethylcyclotetrasiloxan	300	600	120	330°C	180
A4	Octamethylcyclotetrasiloxan	145	480	96	330°C	120
A5	Octamethylcyclotetrasiloxan	145	360	72	330°C	60
A6	Octamethylcyclotetrasiloxan	145	360	72	300°C	60
A7	Octamethylcyclotetrasiloxan	90	360	72	300°C	60
A8	Octamethylcyclotetrasiloxan	90	360	72	300°C	60
A9	Octamethylcyclotetrasiloxan	90	360	72	300°C	60
A10	Octamethylcyclotetrasiloxan	90	360	72	300°C	60
A11	Octamethylcyclotetrasiloxan	90	240	48	300°C	30
A12	Hexamethylcyclotrisiloxan	90	240	48	300°C	30
A13	Decamethylcyclopentasiloxan	90	240	48	300°C	30
A14	Decamethylcyclopentasiloxan	90	210	42	300°C	30
A15	Decamethylcyclopentasiloxan	90	180	36	300°C	30
A16	Hexamethyldisilazan	145	480	96	170°C	60
A17	Octamethylcyclotetrasiloxan	145	480	96	280°C	30
A18	-	-	-	-	-	-

In den Tabellen 1, 2-1 und 2-2 gibt die Menge (Anzahl der Teile) eines Behandlungsmittels die Anzahl der Masseteile eines Oberflächenbehandlungsmittels bezogen auf 100 Masseteile eines Siliciumoxidfeinteilchensubstrats an. [Tabelle 2-1]

Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	Behandlungsbedingungen der zweiten Stufe
Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	Oberflächenbehandlungsmittel	Kinematische Viskosität bei 25°C (mm²/s)	Menge an Behandlungsmitte (Teile)	Behandlungstemperatur (°C)	Behandlungszeit (min)
A1	Polydimethylsiloxan	100	10	330°C	120
A2	Polydimethylsiloxan	100	10	330°C	60
A3	Polydimethylsiloxan	100	10	330°C	60
A4	Polydimethylsiloxan	50	15	300°C	60
A5	Polydimethylsiloxan	50	20	300°C	60
A6	Polydimethylsiloxan	200	5	300°C	60
A7	Polydimethylsiloxan	200	5	300°C	60
A8	Polydimethylsiloxan	300	5	300°C	60
A9	Polydimethylsiloxan	300	5	300°C	30
A10	Polydimethylsiloxan	300	3	300°C	30
A11	Polydimethylsiloxan	300	3	280°C	30
A12	Polydimethylsiloxan	300	3	280°C	30
A13	Polydimethylsiloxan	500	25	250°C	30
A14	Polydimethylsiloxan	500	25	230°C	30
A15	Polydimethylsiloxan	500	25	220°C	30
A16	Polydimethylsiloxan	100	10	170°C	60
A17	Polydimethylsiloxan	100	10	280°C	60
A18	Polydimethylsiloxan	300	25	250°C	30

[Tabelle 2-2]

Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	Eigenschaften
Siliciumoxidfeinteilchen Nr.	BET spezifische Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchensubstrats (m²/g)	Feuchtigkeitsadsorptionsmenge des Siliciumoxidfeinteilchens (cm³/m²)	Temperatur bei der der Differenzialkoeffizient 4000 oder mehr erreicht *¹ (°C)	Kohlenstoffverlustanteil bei Waschen mit Hexan (%)	Menge an freigesetztem Bestandteil *² (Masseteile)	Teilchendurchmesser (nm)
A1	85	0,03	347	48	6,8	15
A2	110	0,02	348	39	7,2	12
A3	155	0,02	349	36	7,1	7
A4	80	0,03	342	55	9	15
A5	74	0,03	340	30	3,4	15
A6	96	0,05	335	65	17	15
A7	65	0,06	334	25	2,8	22
A8	65	0,06	329	25	2,7	22
A9	65	0,06	325	25	2,8	22
A10	65	0,06	325	10	1	22
A11	65	0,08	320	10	1	22
A12	65	0,08	310	10	1	22
A13	40	0,13	300	70	20	22
A14	40	0,14	290	70	21	22
A15	40	0,14	278	70	22	22
A16	85	0,03	260	64	10	15
A17	85	0,03	275	75	8	15
A18	40	0,14	245	3	3	22
*1: Temperatur, bei der der Differentialkoeffizient (Steigung der Kurve) eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts der integrierten Werte ab 35°C 4000 oder mehr für die Intensität eines Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 erreicht
*2: „Menge an freigesetztem Bestandteil“ gibt die Menge (Massenteile) eines freigesetzten Bestandteils auf Kohlenstoffbasis für das Siliciumoxidfeinteilchen an.

In der Tabelle ist mit dem Durchmesser der Teilchen der durchschnittliche Durchmesser der Teilchen gemeint.
Produktionsbeispiel von Siliciumoxidfeinteilchen B1
500 g pyrogenes Siliciumoxid mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 120 nm (das Siliciumoxidfeinteilchensubstrat) wurde in einen Reaktor aus Edelstahl (SUS304) gegeben, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen war. Der Druck im Reaktor wurde auf 0,001 Pa reduziert und die Temperatur des Reaktors wurde auf 330°C geregelt.
Unter diesen Bedingungen wurde 30 Minuten lang eine Entgasungsbehandlung durchgeführt; dann wurde, während ein Dampf aus Octamethylcyclotetrasiloxan als Oberflächenbehandlungsmittel eingeführt und mit 6 g/Minute zugeführt wurde, die Öffnung am Ventil zwischen der Vakuumpumpe und dem Reaktor eingestellt, um den Druck im Reaktor auf 1 Pa zu regeln. Unter diesen Bedingungen wurde eine Oberflächenbehandlung des Substrats aus Siliciumoxidfeinteilchen durch Rühren und Erhitzen für 20 Minuten durchgeführt. Die in diesem Schritt eingebrachte Menge an Octamethylcyclotetrasiloxan betrug insgesamt 120 g.
Dann wurde das Innere des Reaktors auf 0,001 Pa abgepumpt, um Reaktionsprodukte und nicht umgesetztes Oberflächenbehandlungsmittel zu entfernen. Nach einer 30-minütigen Entgasungsbehandlung unter diesen Bedingungen wurde das dampfförmige Oberflächenbehandlungsmittel Octamethylcyclotetrasiloxan erneut mit einer Zufuhrrate von 6 g/Minute zugeführt, während der Druck im Reaktor auf 1 Pa geregelt wurde. Eine zweite Oberflächenbehandlung wurde an den Siliciumoxidfeinteilchen durch Erhitzen und Rühren unter diesen Bedingungen für 20 Minuten durchgeführt. Die Menge an Octamethylcyclotetrasiloxan, die in diesem Schritt zugeführt wurde, belief sich auf insgesamt 120 g.
Nach einer 30-minütigen Entgasungsbehandlung unter den genannten Bedingungen wurde das dampfförmige Oberflächenbehandlungsmittel Octamethylcyclotetrasiloxan erneut mit einer Zufuhrrate von 6 g/Minute zugeführt, während der Druck im Reaktor auf 1 Pa geregelt wurde. Eine dritte Oberflächenbehandlung wurde an den Siliciumoxidfeinteilchen durch Erhitzen und Rühren unter diesen Bedingungen für 20 Minuten durchgeführt. Die Menge an Octamethylcyclotetrasiloxan, die in diesem Schritt zugeführt wurde, betrug insgesamt 120 g. Anschließend wurde das Innere des Reaktors unter Fortführung des Erhitzens und Rührens auf 0,001 Pa abgepumpt, um das nicht umgesetzte Oberflächenbehandlungsmittel zu entfernen, wodurch das Siliciumoxidfeinteilchen B1 entstand. Die durchschnittliche Zirkularität der Siliciumoxidfeinteilchen B1 betrug 0,945.
Produktionsbeispiele von Siliciumoxidfeinteilchen B2 und B3
Die Siliciumoxidfeinteilchen B2 und B3 wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie die Siliciumoxidfeinteilchen B1, mit der Ausnahme, dass der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des pyrogenen Siliciumoxids (Siliciumoxidfeinteilchensubstrat) wie in Tabelle 3 gezeigt geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Siliciumoxidfeinteilchen B2 und B3 sind in Tabelle 3 aufgeführt. [Tabelle 3]

Siliciumoxidfeinteilchen Nr. Properties

Teilchendurchmesser (nm) Durchschnittliche Zirkularität

B1 120 0,945

B2 100 0,943

B3 80 0,932
Beispiel 1
Produktionsbeispiel von Toner 1

- Bindemittelharz 1 100 Teile

- Paraffinwachs (Schmelzpunkt: 78°C) 4 Teile

- Nipex 35 (Kohleschwarz) 6 Teile
Die oben aufgeführten Materialien wurden zunächst mit einem Henschel-Mischer (Produktname: Modell FM-10C, Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.) gemischt und anschließend bei 160°C mit einem Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet.
Das so geknetete Material wurde gekühlt und mit einer Hammermühle grob und anschließend mit einer Turbomühle fein zerkleinert.
Das erhaltene fein pulverisierte Material wurde mit einem auf dem Coanda-Effekt basierenden Mehrsortenklassierer klassiert, um ein Tonerteilchen 1 mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,5 µm zu erhalten.
Als nächstes wurden Siliciumoxidfeinteilchen B1 dem erhaltenen Tonerteilchen 1 als erste externe Zugabebehandlung in der nachfolgend beschriebenen Weise zugegeben.

- Tonerteilchen 1: 100 Teile

- Siliciumoxidfeinteilchen B1: 4,0 Teile
Die oben aufgeführten Materialien wurden mit einem Henschel-Mischer gemischt. Die Betriebsbedingungen des Henschel-Mischers waren eine Rotationsgeschwindigkeit von 4000 U/min, eine Rotationszeit von 2 Minuten und eine Heiztemperatur von Raumtemperatur.
Anschließend wurde eine Wärmebehandlung mit einem in 2 gezeigten Apparat zur Oberflächenwärmebehandlung durchgeführt und ein Teil der Siliciumoxidfeinteilchen B1 wurde in der Oberfläche der Tonerteilchen eingebettet. Die Betriebsbedingungen des Apparats für die Oberflächenwärmebehandlung waren eine Zuführgeschwindigkeit von 1,0 kg/h, eine Heißluftströmungsgeschwindigkeit von 180°C, ein Heißluftstromdurchsatz von 1,4 m³/min, eine Kaltluftstromtemperatur von 3°C und ein Kaltluftströmungsgeschwindigkeit von 1,2 m³/min.
Als nächstes wurden feine und grobe Pulver klassiert und mit Hilfe eines Windkraftklassierers, der den Coanda-Effekt nutzt, (ein von Nittetsu Mining Co., Ltd. hergestellter Elbow Jet Labo EJ-L3) entfernt, um Tonerteilchen 1 zu erhalten, die an ihrer Oberfläche eingebettete Siliciumoxidfeinteilchen B1 aufweisen. Anschließend wurden dem so erhaltenen wärmebehandelten Tonerteilchen 1 als zweite externe Zugabebehandlung Siliciumoxidfeinteilchen A1 in der unten beschriebenen Weise zugegeben.

- Tonerteilchen 1, in dessen Oberfläche Siliciumoxidfeinteilchen B1 eingebettet sind: 100 Teile

- Siliciumoxidfeinteilchen A1: 1,6 Teile
Diese Materialien wurden mit einem Henschel-Mischer (Produktname: Modell FM-10C, Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 67 s^-1 (4.000 U/min) für eine Rotationsdauer von 2 min und bei einer externen Zugabetemperatur von Raumtemperatur gemischt; anschließend wurden sie über ein Ultraschall-Schwingsieb mit einer Öffnung von 54 µm geleitet, um den Toner 1 zu erhalten. Der Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen B1 in den erhaltenen Toner 1 ist in Tabelle 4 gezeigt.
Produktionsbeispiel von magnetischen Trägerkernteilchen 1 Schritt 1 (Schritt des Wiegens und Mischens)

Fe₂O₃ 68,3 Masse-%

MnCO₃ 28,5 Masse-%

Mg(OH)₂ 2,0 Masse-%

SrCO₃ 1,2 Masse-%
Diese Ferrit-Ausgangsstoffe wurden abgewogen; zu 80 Teilen der Ferrit-Ausgangsstoffe wurden 20 Teile Wasser hinzugefügt. Anschließend wurde durch 3-stündiges Nassmischen mit einer Kugelmühle und Zirkoniumdioxid mit einem Durchmesser (ø) von 10 mm eine Aufschlämmung hergestellt. Die Konzentration des Feststoffanteils in der Aufschlämmung betrug 80 Masse-%.
Schritt 2 (Vorbrennschritt)
Die gemischte Aufschlämmung wurde mit einem Sprühtrockner (Ohkawara Kakohki Co., Ltd.) getrocknet und anschließend 3,0 Stunden lang bei einer Temperatur von 1050°C in einer Stickstoffatmosphäre (1,0 Vol.-% Sauerstoffkonzentration) in einem elektrischen, chargenweise betriebenen Ofen gebrannt, um einen vorgebrannten Ferrit herzustellen.
Schritt 3 (Pulverisierungsschritt)
Das vorgebrannte Ferrit wurde mit einem Brecher auf ca. 0,5 mm zerkleinert und dann wurde Wasser hinzugefügt, um eine Aufschlämmung herzustellen. Die Konzentration des Feststoffanteils dieser Aufschlämmung wurde auf 70 Masse-% gebracht. Die Aufschlämmung wurde 3 Stunden lang mit einer Nasskugelmühle und 1/8-Zoll-Edelstahlkugeln gemahlen, um eine Aufschlämmung zu erhalten. Diese Aufschlämmung wurde zusätzlich 4 Stunden lang mit einer Nasskugelmühle und Zirkoniumdioxid mit einem Durchmesser von 1 mm gemahlen, um eine vorgebrannte Ferritaufschlämmung mit einem 50%-Teilchendurchmesser auf Basis der Volumenverteilung (D50) von 1,3 µm zu erhalten.
Schritt 4 (Granulationsschritt)
1,0 Teile Ammoniumpolycarboxylat als Dispergiermittel und 1,5 Teile Polyvinylalkohol als Bindemittel wurden zu 100 Teilen der vorgebrannten Ferritaufschlämmung gegeben, anschließend zu kugelförmigen Teilchen granuliert und mit einem Sprühtrockner (Ohkawara Kakohki Co., Ltd.) getrocknet. Die Teilchengröße des erhaltenen Granulats wurde eingestellt und anschließend wurde 2 Stunden lang bei 700°C in einem elektrischen Drehrohrofen erhitzt, um die organischen Bestandteile, z.B. das Dispergiermittel und das Bindemittel, zu entfernen.
Schritt 5 (Brennschritt)
Das Granulat wurde in einer Stickstoffatmosphäre (1,0 Vol.-% Sauerstoffkonzentration) gebrannt, wobei die Zeit von Raumtemperatur bis zur Brenntemperatur (1100°C) 2 Stunden betrug und 4 Stunden bei der Temperatur von 1100°C gehalten wurde. Anschließend wurde die Temperatur über 8 Stunden auf 60°C gesenkt, die Stickstoffatmosphäre wieder auf Atmosphäre gebracht und das gebrannte Material bei einer Temperatur von nicht über 40°C entfernt.
Schritt 6 (Siebschritt)
Die aggregierten Teilchen im resultierenden gebrannten Material wurden zerkleinert; die groben Teilchen wurden dann durch Sieben über einem Sieb mit einer Maschenweite von 150 µm entfernt; die Feinteile wurden durch Windsichtung entfernt; und der schwach magnetische Anteil wurde durch magnetisches Sieben entfernt, um ein poröses magnetisches Kernteilchen 1 zu erhalten.
Schritt 7 (Füllschritt)
100 Teile des porösen magnetischen Kernteilchens 1 wurden in den Rührbehälter eines Mischers/Rührers (Modell NDMV Allzweckrührer, Dalton Corporation) gegeben, und 5 Teile eines Füllharzes, das 95,0 Masse-% Methylsilikonoligomer und 5,0 Masse-% γ-Aminopropyltrimethoxysilan umfasst, wurden bei Normaldruck tropfenweise zugegeben, während die Temperatur bei 60°C gehalten wurde.
Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde das Rühren unter Anpassung der Zeit fortgesetzt und die Temperatur auf 70°C erhöht, um die Harzzusammensetzung in die einzelnen porösen magnetischen Teilchen zu füllen.
Nach dem Abkühlen wurden die entstandenen harzgefüllten magnetischen Teilchen in einen Mischer mit einem spiralförmigen Flügelrad in einem drehbaren Mischbehälter (Modell UD-AT Trommelmischer, Sugiyama Heavy Industrial Co., Ltd.) überführt, und die Temperatur wurde unter einer Stickstoffatmosphäre mit einer Steigerungsgeschwindigkeit von 2°C/Minute unter Rühren auf 140°C erhöht. Anschließend wurde das Erhitzen und Rühren bei 140°C für 50 Minuten fortgesetzt.

Anschließend wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, die gehärteten harzgefüllten Ferritteilchen entfernt und das nichtmagnetische Material mit einem magnetischen Sieb entfernt. Die groben Teilchen wurden mit einem Rüttelsieb entfernt, um ein harzgefülltes magnetisches Trägerkernteilchen 1 zu erhalten. Produktionsbeispiel von Beschichtungsharz

- Cyclohexylmethacrylat-Monomer	26,8 Masse%
- Methylmethacrylat-Monomer	0,2 Masse%
- Methylmethacrylat-Makromonomer	8,4 Masse%
(Makromonomer mit der Methacryloylgruppe an einem Ende und mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 5.000; dieses ist in Formel (B) angegeben, wobei A ein Polymer aus Methylmethacrylat ist)
- Toluol	31,3 Masse%
- Methylethylketon	31,3 Masse%
- Azobisisobutyronitril	2,0 Masse%

Von diesen Materialien wurden das Cyclohexylmethacrylat-Monomer, das Methylmethacrylat-Monomer, das Methylmethacrylat-Makromonomer, Toluol und Methylethylketon in einen abtrennbaren Vierhalskolben gegeben, der mit einem Rückflusskühler, einem Thermometer, einer Stickstoffzufuhrleitung und einem Rührer ausgestattet war. Stickstoffgas wurde in den abtrennbaren Kolben eingeleitet, um eine Stickstoffatmosphäre herzustellen, und anschließend wurde auf 80°C erhitzt, das Azobisisobutyronitril zugegeben und 5 Stunden lang unter Rückfluss polymerisiert.
In das resultierende Reaktionsprodukt wurde Hexan gegossen, um das Copolymer auszufällen.
Der resultierende Niederschlag wurde durch Filtration abgetrennt und im Vakuum getrocknet, um ein Harz zu erhalten.

30 Teile dieses Harzes wurden in einem Lösungsmittelgemisch aus 40 Teilen Toluol und 30 Teilen Methylethylketon aufgelöst, um eine Harzlösung (Feststoffkonzentration = 30%) zu erhalten.

- Harzlösung (30% Feststoffkonzentration)	33,3 Masse-%
- Toluol	66,4 Masse-%
- Kohleschwarz (Regal 330, Cabot Corporation)	0,3 Masse-%
(Zahlenmittlerer Durchmesser der Primärteilchen: Oberfläche durch Stickstoffadsorption: 94 m²/g, D mL/100 g) 25 nm, spezifische BP-Absorption: 75

Die oben aufgeführten Materialien wurden in einen Farbschüttler gegeben und 1 Stunde lang mit Zirkoniumdioxidkügelchen mit einem Durchmesser von 0,5 mm dispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde über einem 5,0 µm Membranfilter filtriert, um eine Beschichtungsharzlösung zu erhalten.
Produktionsbeispiel von magnetischem Träger 1
Die Beschichtungsharzlösung und die magnetischen Trägerkernteilchen (die Menge der Beschichtungsharzlösung betrug 2,5 Teile als Harzkomponente pro 100 Teile der magnetischen Trägerkernteilchen 1) wurden in einen Vakuum-Entgasungskneter gegeben, der auf normaler Temperatur gehalten wurde.
Nach der Beschickung wurde 15 Minuten lang bei einer Rührgeschwindigkeit von 30 U/min gerührt und das Lösungsmittel um mindestens eine bestimmte Menge (80%) eingedampft, danach wurde die Temperatur auf 80°C erhöht, während unter vermindertem Druck gerührt wurde, das Toluol wurde über 2 Stunden abdestilliert und es wurde abgekühlt.
Ein Produkt mit geringer Magnetkraft wurde mit Hilfe eines Magnetkraftsiebs von dem resultierenden magnetischen Träger abgetrennt, und der magnetische Träger wurde dann durch ein Sieb mit einer Öffnungsweite von 70 µm gegeben und mit Hilfe eines Windsichters klassiert, um einen magnetischen Träger 1 mit einem 50%-Teilchendurchmesser (D50) auf Basis der Volumenverteilung von 38,2 µm zu erhalten.
Zweikomponenten-Entwickler 1 - Herstellung und Auswertungen
Ein Zweikomponenten-Entwickler 1 wurde durch Mischen des Toners 1 und des magnetischen Trägers 1 hergestellt, um eine Tonerkonzentration von 8,0 Masse-% zu erreichen; das Mischen erfolgte mit einem V-Mischer (Modell V-10, Tokuju Kosakusho Co., Ltd.) bei 0,5 s^-1 für eine Rotationszeit von 5 Minuten. Die folgenden Auswertungen wurden mit dem erhaltenen Zweikomponenten-Entwickler 1 durchgeführt.
Auswertungen
Als Bilderzeugungsgerät wurde eine imagePRESS C850 (Canon, Inc.) verwendet; die Fixiereinheit wurde nach außen verlagert, die Fixiertemperatur wurde frei regelbar gemacht und die Bilderzeugungsgeschwindigkeit wurde so geändert, dass 105 Ausdrucke/Minute im A4-Format ausgegeben werden können. Außerdem wurde der Entwicklungskontrast auf einen beliebigen Wert einstellbar gemacht und die Autokorrektur durch die Haupteinheit wurde abgeschaltet. Die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes wurde auf 2,0 kHz festgelegt, und die Peak-zu-Peak-Spannung (Vpp) wurde so konfiguriert, dass die Vpp in 0,1 kV-Schritten von 0,7 kV bis 1,8 kV variiert werden konnte.
Der Zweikomponenten-Entwickler 1 wurde in die Entwicklungsvorrichtung an der Cyanposition dieses Bilderzeugungsgeräts eingeführt, die Ladespannung VD des elektrostatischen Latentbildträgers und die Laserleistung wurden eingestellt, und die folgenden Auswertungen wurden durchgeführt. Die Auswertung erfolgte jeweils in zwei Stufen: eine Bilderzeugungsgeschwindigkeit von 105 Drucken/Min im A4-Format und eine Bilderzeugungsgeschwindigkeit von 85 Drucken/Min im A4-Format.
Weißes Papier (Produktname: CS-814 (A4, 81,4 g/m²), Canon Marketing Japan Inc.) wurde als Auswertungspapier verwendet.
In den folgenden Auswertungen ist ein FFH-Bild ein Wert, der 256 Abstufungen im Hexadezimalformat darstellt, wobei 00H die 1. Abstufung (weißer Hintergrundbereich) der 256 Abstufungen und FFH die 256ste Abstufung (Volltonbereich) der 256 Abstufungen ist.
Bewertung der ladungserhaltenden Eigenschaften
Die ladungserhaltenden Eigenschaften (Ladungshalteeigenschaften) wurden bezüglich der Entwicklungsleistung nach dem kontinuierlichen Druck bewertet.
In einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (Temperatur 25°C, relative Luftfeuchtigkeit 50%) wurde die anfängliche Vpp auf 1,3 kV eingestellt und das Kontrastpotential wurde so eingestellt, dass die Reflexionsdichte eines schwarzen monochromen Vollbildes 1,50 betrug. Bei diesen Einstellungen wurden 100.000 aufeinanderfolgende Blätter eines Bildmusters mit einem monochromen Schwarzbildanteil von 5% auf eine Papieroberfläche ausgegeben. Danach wurde erneut ein schwarzes monochromes Vollbild bei einer Vpp von 1,3 kV ausgegeben, die Reflexionsdichte gemessen, das Kontrastpotential, bei dem die Reflexionsdichte des schwarzen monochromen Vollbildes 1,50 betrug, bestimmt und die Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe verglichen. Die Reflexionsdichte wurde mit einem Spektraldensitometer gemessen (ein Gerät der Serie 500 von X-Rite).
Bewertungskriterien für die Entwicklungsleistungsfähigkeit: Wenn sich die Eigenschaften der Ladungserhaltung verschlechtern, nimmt der Unterschied zwischen der anfänglichen und der auf den Seriendruck folgenden Ausgabe zu.

A: Differenz zwischen Ausgangswert (anfänglicher Wert) und Wert nach der Ausgabe: weniger als 40 V
B: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 40 V oder mehr und weniger als 50 V
C: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 50 V oder mehr und weniger als 60 V
D: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 60 V oder mehr und weniger als 70 V
E: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 70 V oder mehr und weniger als 80 V
F: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 80 V oder mehr und weniger als 90 V
G: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 90 V oder mehr und weniger als 100 V
H: Differenz zwischen dem Ausgangswert und dem Wert nach der Ausgabe: 100 V oder mehr

Auswertung der Transferlücken
In einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (Temperatur 25°C, relative Luftfeuchtigkeit 50%) wurde die Entwicklungsspannung zunächst so eingestellt, dass die Tonerauftragsmenge eines FFh-Bildes 0,45 mg/cm² beträgt. FFh ist ein Wert, der 256 Farben als 16 Binärzahlen angibt, wobei 00h die 1. Abstufung (ein weißer Hintergrundteil) und FFh die 256. Abstufung (ein Volltonteil) bezeichnet.
200 Vollbilder wurden kontinuierlich mit einem Druckprozentsatz von 100% ausgegeben und frischer Toner wurde dem Apparat aus einer Tonerflasche/einem Trichter zugeführt. Unmittelbar danach wurde ein einzelner Druck eines horizontalen 500 µm Linienmusters ausgegeben, ein Bild durch Vergrößerung einer feinen Linie mit Hilfe eines Digitalmikroskops aufgenommen, eine Digitalisierung durchgeführt und die Menge der innerhalb der Linienbreite auftretenden Leerstellen (Lücken) als Leerstellenverhältnis bezüglich eines Flächenverhältnisses berechnet. Ein Leerstellenverhältnis von 50 % bedeutet zum Beispiel, dass 50 % des weißen Hintergrunds innerhalb der Linienbreite zu sehen sind. Transferlücken wurden anhand der folgenden Bewertungskriterien bewertet.

A: Leerstellenverhältnis weniger als 1,0%
B: Leerstellenverhältnis 1,0% oder mehr und weniger als 4,0%
C: Leerstellenverhältnis 4,0% oder mehr und weniger als 8,0%
D: Leerstellenverhältnis 8,0% oder mehr und weniger als 12,0%
E: Leerstellenverhältnis 12,0% oder mehr und weniger als 16,0%
F: Leerstellenverhältnis 16,0% oder mehr und weniger als 20,0%
G: Leerstellenverhältnis 20,0% oder mehr

Bewertung der Ungleichmäßigkeit der Aufladung durch Bauteilverunreinigung
Die Ungleichmäßigkeit der Aufladung, die durch die Bauteilverunreinigung verursacht wurde, wurde anhand der Gleichmäßigkeit des Bildes in der Ebene nach dem kontinuierlichen Druck und der Verunreinigung des Aufladedrahtes bewertet.
Unmittelbar nach der Durchführung eines Haltbarkeitstests mit 200.000 Ausdrucken in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit (Temperatur 25°C, relative Luftfeuchtigkeit 50%) mit einer FFH-Ausgabemaske mit einem Bildverhältnis von 5% wurden 10 Ausdrucke einer FFH-Ausgabemaske mit einem Bildverhältnis von 40% ausgegeben. Anschließend wurde ein einzelner Druck einer 99H-Ausgabemaske mit einem Bildverhältnis von 100% (ein Halbtonbild, das ein ganzes A4-Blatt bedeckt) ausgegeben.
Die Gleichmäßigkeit des Bildes in der Ebene wurde durch Messung der Bilddichte mit einem Spektraldensitometer (Serie 500 von X-Rite) ermittelt.
Die Messpositionen waren wie folgt.
0,5 cm von der oberen Kante des Bildes (der ersten gedruckten Kante) und 5,0 cm, 15,0 cm und 25,0 cm von der linken Kante des Bildes (wobei die erste gedruckte Kante oben liegt);
7,0 cm von der oberen Kante des Bildes und 5,0 cm, 15,0 cm und 25,0 cm von der linken Kante des Bildes;
14,0 cm von der oberen Kante des Bildes und 5,0 cm, 15,0 cm und 25,0 cm von der linken Kante des Bildes; und
20,0 cm vom oberen Rand des Bildes und 5,0 cm, 15,0 cm und 25,0 cm vom linken Rand des Bildes (insgesamt 12 Stellen). Die Differenz zwischen der höchsten Bilddichte und der niedrigsten Bilddichte unter diesen 12 Positionen wurde ermittelt. Darüber hinaus wurde dasjenige Ergebnis mit dem größten Dichteunterschied unter 50 Ausdrucken ausgewertet. Die Gleichmäßigkeit der erhaltenen Bilder in der Ebene wurde anhand der folgenden Kriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6-2 dargestellt.

A: Dichteunterschied: weniger als 0,020
B: Dichteunterschied: 0,020 oder mehr und weniger als 0,030
C: Dichtedifferenz: 0,030 oder mehr und weniger als 0,040
D: Dichteunterschied: 0,040 oder mehr und weniger als 0,050
E: Dichtedifferenz: 0,050 oder mehr und weniger als 0,060
F: Dichteunterschied: 0,060 oder mehr und weniger als 0,080
G: Dichteunterschied:0,080 oder mehr

Diese Bewertungsergebnisse sind in den Tabellen 6-1 und 6-2 aufgeführt.
Produktionsbeispiel der Toner 2 und 3
Die Toner 2 und 3 wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie Toner 1, mit der Ausnahme, dass die Art der Siliciumoxidfeinteilchen wie in Tabelle 4 gezeigt geändert wurde. Produktionsbeispiel von Toner 4

- Bindemittelharz 1: 100 Teile

- Paraffinwachs (Schmelzpunkt 78°C): 4 Teile

- Nipex 35 (Kohleschwarz): 6 Teile
Die oben aufgeführten Materialien wurden mit einem Henschel-Mischer (einem FM-10C von Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.) vorgemischt und dann bei 160°C mit einem Doppelschnecken-Knetextruder geknetet.
Das erhaltene Knetprodukt wurde gekühlt, mit einer Hammermühle grob zerkleinert und mit einer Turbomühle fein pulverisiert.
Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde in einem Mehrabschnittssortiergerät (Mehrsortenklassierer), das den Coanda-Effekt nutzt, klassiert, wodurch Tonerteilchen 2 mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,5 µm erhalten wurde.
Siliciumoxidfeinteilchen A1 und B1 wurden dem erhaltenen Tonerteilchen 2 in der nachfolgend beschriebenen Weise von extern zugegeben.

- Tonerteilchen 2: 100 Teile

- Siliciumoxidfeinteilchen A1: 1,6 Teile

- Siliciumoxidfeinteilchen B1: 4,0 Teile
Toner 4 wurde durch Mischen der oben genannten Materialien mit einem Henschel-Mischer (FM-10C von Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 67 s^-1 (4000 U/min), einer Rotationszeit von 2 Minuten und einer externen Zugabetemperatur von Raumtemperatur erhalten und anschließend durch ein Ultraschall-Vibrationssieb mit einer Öffnungsgröße von 54 µm geleitet.
Produktionsbeispiel der Toner 5 und 6
Die Toner 5 und 6 wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie Toner 4, mit der Ausnahme, dass die Art der Siliciumoxidfeinteilchen wie in Tabelle 4 gezeigt geändert wurde. Produktionsbeispiel von Toner 7

- Bindemittelharz 1: 100 Teile

- Paraffinwachs (Schmelzpunkt 78°C): 4 Teile

- Nipex 35 (Kohleschwarz): 6 Teile
Die oben aufgeführten Materialien wurden mit einem Henschel-Mischer (einem FM-10C von Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.) vorgemischt und dann bei 160°C mit einem Doppelschnecken-Knetextruder schmelzgeknetet.
Das erhaltene geknetete Produkt wurde gekühlt, mit einer Hammermühle grob zerkleinert und anschließend mit einer Turbomühle fein pulverisiert.
Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde in einem Mehrsortenklassierer, der den Coanda-Effekt nutzt, klassiert, wodurch Tonerteilchen 3 mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,5 µm erhalten wurde.
Siliciumoxidfeinteilchen A1 wurden dem erhaltenen Tonerteilchen 3 auf die unten beschriebene Weise von extern zugegeben.

- Tonerteilchen 3: 100 Teile

- Siliciumoxidfeinteilchen A1: 1,6 Teile
Toner 7 wurde durch Mischen der oben aufgeführten Materialien mit einem Henschel-Mischer (FM-10C von Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.) bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 67 s^-1 (4000 U/min), einer Rotationsdauer von 2 Minuten und einer externen Zugabetemperatur von Raumtemperatur erhalten und anschließend durch ein Ultraschall-Vibrationssieb mit einer Öffnungsgröße von 54 µm geleitet.
Produktionsbeispiele der Toner 8 bis 22

Die Toner 8 bis 22 wurden auf die gleiche Weise hergestellt wie Toner 7, mit der Ausnahme, dass die Art der Siliciumoxidfeinteilchen wie in Tabelle 4 gezeigt geändert wurde. [Tabelle 4]

Toner	Siliciumoxidfeinteilchen A Nr.	Siliciumoxidfeinteilchen A Nr.	Grad der Einbettung der Siliciumoxidfeinteilchen B (%)	D4
1	1	1	16	6,5
2	2	1	16	6,5
3	3	1	16	6,5
4	1	1	weniger als 1	6,5
5	1	2	weniger als 1	6,5
6	1	3	weniger als 1	6,5
7	1	-	-	6,5
8	4	-	-	6,5
9	5	-	-	6,5
10	6	-	-	6,5
11	7	-	-	6,5
12	8	-	-	6,5
13	9	-	-	6,5
14	10	-	-	6,5
15	11	-	-	6,5
16	12	-	-	6,5
17	13	-	-	6,5
18	14	-	-	6,5
19	15	-	-	6,5
20	16	-	-	6,5
21	17	-	-	6,5
22	18	-	-	6,5

In der Tabelle steht D4 für den gewichtsmittleren Teilchendurchmesser des Toners (µm).
Produktionsbeispiel eines magnetischen Trägers 2
Ein magnetischer Träger 2 wurde wie im Produktionsbeispiel des magnetischen Trägers 1 hergestellt, wobei das Material des Beschichtungsharzes wie folgt geändert wurde.

- Cyclohexylmethacrylat-Monomer 26,8 Masse%

- Methylmethacrylat-Monomer 8,6 Masse%

- Toluol 31,3 Masse%

- Methylethylketon 31,3 Masse%

- Azobisisobutyronitril 2,0 Masse%
Produktionsbeispiel eines magnetischen Trägers 3
Ein magnetischer Träger 3 wurde wie im Produktionsbeispiel des magnetischen Trägers 1 hergestellt, wobei das Material des Beschichtungsharzes wie folgt geändert wurde.

- Methylmethacrylat-Monomer 35,4 Masse%

- Toluol 31,3 Masse%

- Methylethylketon 31,3 Masse%

- Azobisisobutyronitril 2,0 Masse%
Produktionsbeispiel von Zweikomponenten-Entwickler 2 bis 22

Die Zweikomponenten-Entwickler 2 bis 22 wurden wie im Produktionsbeispiel von Entwickler 1 hergestellt, wobei der magnetische Träger und der Toner wie in Tabelle 5 gezeigt geändert wurden. [Tabelle 5]

Zweikomponenten-Entwickler	Toner	Träger
1	1	1
2	2	1
3	3	1
4	4	1
5	5	2
6	6	3
7	7	3
8	8	3
9	9	3
10	10	3
11	11	3
12	12	3
13	13	3
14	14	3
15	15	3
16	16	3
17	17	3
18	18	3
19	19	3
20	20	3
21	21	3
22	22	3

Auswertungen

Die Auswertungen (Bewertungen) wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, allerdings unter Verwendung den Zweikomponenten-Entwickler 2 bis 22. Die Ergebnisse der Auswertungen sind in Tabelle 6-1 und Tabelle 6-2 angegeben. [Tabelle 6-1]

Auswertung		Bewertung der Ladehalteeigenschaften				Bewertung der Transferlücken
Beispiel /Vergleichsbeispiel	Zweikomponenten-Entwickler Nr.	Bilderzeugungsgeschwindigkeit				Geschwindigkeit
		85 Drucke/min		105 Drucke/min		85 Drucke /min		105 Drucke/min
		Potenzialunterschied	Bewertung	Potenzialunterschied	Bewertung	Leerstellenverhältnis	Bewertung	Leerstellenverhältnis	Bewertung
Beispiel 1	1	20	A	23	A	0,1	A	0,2	A
Beispiel 2	2	20	A	23	A	0,1	A	0,2	A
Beispiel 3	3	20	A	23	A	0,1	A	0,2	A
Beispiel 4	4	23	A	28	A	0,2	A	1,0	B
Beispiel 5	5	25	A	43	B	0,3	A	1,1	B
Beispiel 6	6	26	A	53	C	0,3	A	1,2	B
Beispiel 7	7	29	A	60	D	0,4	A	2,2	B
Beispiel 8	8	29	A	63	D	0,4	A	3,9	B
Beispiel 9	9	30	A	64	D	0,4	A	3,9	B
Beispiel 10	10	31	A	66	D	0,5	A	6,0	C
Beispiel 11	11	32	A	67	D	0,5	A	9,2	D
Beispiel 12	12	32	A	68	D	0,5	A	10,4	D
Beispiel 13	13	32	A	70	E	0,5	A	10,6	D
Beispiel 14	14	33	A	70	E	0,5	A	12,0	E
Beispiel 15	15	35	A	80	F	0,7	A	12,1	E
Beispiel 16	16	35	A	81	F	0,7	A	12,3	E
Beispiel 17	17	35	A	82	F	0,7	A	12,5	E
Beispiel 18	18	38	A	85	F	0,9	A	13,2	E
Beispiel 19	19	38	A	90	G	0,9	A	13,5	E
Vergleichsbeispiel 1	20	38	A	93	G	0,9	A	14,0	E
Vergleichsbeispiel 2	21	50	C	96	G	2,5	B	17,0	F
Vergleichsbeispiel 3	22	93	G	105	H	15,0	E	21,0	G

[Tabelle 6-2]

Auswertung		Auswertung der Ladeungleichmäßigkeit aufgrund von Bauteilverunreinigung
Beispiel Vergleichsbeispiel	Zweikomponenten-Entwickler Nr.	Geschwindigkeit
		85 Drucke/min		105 Drucke/min
		Dichteunterschied	Bewertung	Dichteunterschied	Bewertung
Beispiel 1	1	0,005	A	0,005	A
Beispiel 2	2	0,005	A	0,005	A
Beispiel 3	3	0,005	A	0,005	A
Beispiel 4	4	0,009	A	0,010	A
Beispiel 5	5	0,009	A	0,011	A
Beispiel 6	6	0,009	A	0,011	A
Beispiel 7	7	0,010	A	0,022	B
Beispiel 8	8	0,011	A	0,023	B
Beispiel 9	9	0,011	A	0,024	B
Beispiel 10	10	0,011	A	0,028	B
Beispiel 11	11	0,012	A	0,029	B
Beispiel 12	12	0,012	A	0,036	C
Beispiel 13	13	0,013	A	0,036	C
Beispiel 14	14	0,013	A	0,038	C
Beispiel 15	15	0,016	A	0,039	C
Beispiel 16	16	0,016	A	0,048	D
Beispiel 17	17	0,016	A	0,055	E
Beispiel 18	18	0,018	A	0,065	F
Beispiel 19	19	0,018	A	0,070	F
Vergleichsbeispiel 1	20	0,019	A	0,120	G
Vergleichsbeispiel 2	21	0,065	F	0,130	G
Vergleichsbeispiel 3	22	0,075	F	0,140	G

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen begrenzt ist. Der Umfang der folgenden Ansprüche ist so weit auszulegen, dass er alle derartigen Modifikationen und gleichwertigen Strukturen und Funktionen umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016167029 [0003]
JP 2009031426 [0003]
JP H9204065 [0004]
JP 2004126251 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Ulmax (Nisso Engineering Co., Ltd.) [0225]
SK Jet-O-Mill (Seishin Enterprise Co., Ltd.) [0225]
Kryptron (Kawasaki Heavy Industries, Ltd. [0225]
Elbow Jet (Nittetsu Mining Co., Ltd.); Dispersion Separator (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd. [0227]
Schmelztemperatur nach der 1/2-Methode“ („melting temperature by the 1/2 method [0285]
Produktname: Modell FM-10C, Nippon Coke & Engineering Co., Ltd [0298]
Produktname: Modell FM-10C, Nippon Coke & Engineering Co., Ltd. [0305]
Ohkawara Kakohki Co., Ltd [0308, 0310]
Modell V-10, Tokuju Kosakusho Co., Ltd. [0324]
FM-10C von Nippon Coke and Engineering Co., Ltd. [0344]

Claims

Toner, der ein Tonerteilchen und Siliciumoxidfeinteilchen A auf einer Oberfläche des Tonerteilchens aufweist, wobei ein gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser des Toners 4,0 bis 15,0 µm beträgt, der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan 5 bis 70 % beträgt und eine Temperatur, bei der ein Differentialkoeffizient eines gleitenden Neun-Punkte-Mittelwerts von integrierten Werten, die von 35°C aus integriert wurden, 4000 oder mehr für eine Intensität eines erhaltenen Ions mit einer Massenzahl (M/z) von 207 erreicht, 270°C oder höher ist, wenn eine Massenspektrometrie bei einem Abtastintervall von 0,4 Sekunden durchgeführt wird, während das Siliciumoxidfeinteilchen A unter den unten beschriebenen Bedingungen erwärmt wird; Massenspektrometrie-Bedingungen: (i) 7,0 mg des Siliciumoxidfeinteilchens A werden von 35°C mit einer Temperaturanstiegsrate von 20°C/min in einer Stickstoffatmosphäre erwärmt; (ii) das bei steigender Temperatur erzeugte Gas wird unter der Bedingung eines Ionisierungsstroms von 50 µA und einer Ionisierungsenergie von 70 eV ionisiert; (iii) die in dem ionisierten Gas enthaltenen Komponenten werden unter Verwendung eines Quadrupol-Massenspektrometers bei einer EM-Spannung von 1000 V massenspektrometrisch untersucht.
Toner nach Anspruch 1, wobei die spezifische BET-Oberfläche des Siliciumoxidfeinteilchens A 60 bis 160 m²/g beträgt.
Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Menge an Feuchtigkeitsadsorption des Siliciumoxidfeinteilchens A bei einer Temperatur von 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80% 0,01 bis 0,07 cm³/m² beträgt.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kohlenstoffverlustanteil beim Waschen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit Hexan 30 bis 55% beträgt.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Menge einer freigesetzten Komponente auf Kohlenstoffbasis für das Siliciumoxidfeinteilchen A 3,0 bis 9,0 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des Siliciumoxidfeinteilchens A, beträgt.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Primärteilchen des Siliciumoxidfeinteilchens A einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 40 nm aufweist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Toner ferner ein Siliciumoxidfeinteilchen B umfasst, das sich von dem Siliciumoxidfeinteilchen A unterscheidet.
Toner nach Anspruch 7, wobei ein Primärteilchen des Siliciumoxidfeinteilchens B einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 500 nm aufweist.
Toner nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Primärteilchen des Siliciumoxidfeinteilchens B einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser aufweist, der zumindest 50 nm größer ist als der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Primärteilchens des Siliciumoxidfeinteilchens A.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Gehalt des Siliciumoxidfeinteilchens A 0,2 bis 3,0 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des Tonerteilchens, beträgt.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Siliciumoxidfeinteilchen A eine Verbindung mit einer Siloxanstruktur an einer seiner Oberflächen aufweist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Siliciumoxidfeinteilchen A ein behandeltes Material ist, das durch eine Silikonölbehandlung eines behandelten Materials bereitgestellt ist, das durch Behandlung eines Siliciumoxidfeinteilchens mit einem zyklischen Siloxan bereitgestellt ist.
Zweikomponenten-Entwickler, der einen Toner und einen magnetischen Träger umfasst, wobei der magnetische Träger ein magnetisches Trägerkernteilchen und eine Harzüberzugsschicht auf einer Oberfläche des magnetischen Trägerkernteilchens umfasst, das Harz in der Harzüberzugsschicht eine Monomereinheit umfasst, die von einem (Meth)acrylsäureester mit einer alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppe bereitgestellt ist, und der Toner ist der Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Zweikomponenten-Entwickler nach Anspruch 13, wobei das Harz in der Harzüberzugsschicht ferner eine Monomereinheit umfasst, die durch ein Makromonomer, das durch die folgende Formel (B) dargestellt ist, bereitgestellt ist.
(In Formel (B) bezeichnet A ein Polymer aus mindestens einer Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Styrol, Acrylnitril und Methacrylnitril besteht; und R³ ist H oder CH₃.)
Herstellungsverfahren zur Gewinnung des Toners nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: einen Schritt, um ein oberflächenbehandeltes Material zu erhalten, indem ein Siliciumoxidfeinteilchensubstrat mit einem zyklischen Siloxan gemischt wird und eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 300°C oder höher durchgeführt wird; einen Schritt, um das Siliciumoxidfeinteilchen A durch zusätzliche Behandlung des oberflächenbehandelten Materials mit einem Silikonöl zu erhalten; und einen Schritt, um den Toner durch Mischen des Siliciumoxidfeinteilchens A mit einem Tonerteilchen zu erhalten.
Tonerherstellungsverfahren nach Anspruch 15, wobei die Temperatur, bei der das oberflächenbehandelte Material mit dem Silikonöl weiterbehandelt wird, 300°C oder höher ist.