DE112013000797T5

DE112013000797T5 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE112013000797T5
Application number: DE112013000797.5T
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Nomura Shotaro; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Magome Michihisa; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Hasegawa Yusuke; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Matsui Takashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: TW201337480A; WO2013115409A1; CN104094173B; US20140335450A1; JP2013156617A; MY167952A; DE112013000797B4; TWI479285B; CN104094173A; US9097997B2; KR20140119757A; KR101588545B1; JP5436590B2

Abstract

Ein magnetischer Toner wird bereitgestellt, der sowohl anfänglich als auch nach Langzeit-Verwendung einen exzellenten elektrostatischen Offset-Widerstand vorweist. Der magnetische Toner enthält: magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper enthalten; und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, ein vorherbestimmtes Metalloxidfeinteilchen in einem vorherbestimmten Anteil enthalten; der magnetische Toner vorherbestimmte Zahlenwertbereiche für ein Bedeckungsverhältnis A der magnetischen Tonerteilchenoberfläche, die durch die anorganischen Feinteilchen bedeckt ist, und für ein Bedeckungsverhältnis B durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, aufweist; das magnetische Tonerteilchen einen kristallinen Polyester enthält; und die Messung des magnetischen Toners mit einem Differentialscanningkalorimeter eine charakteristische Differentialscanningkalorimetriekurve bereitstellt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Toner zur Verwendung in beispielsweise elektrofotographischen Verfahren, elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren und magnetischen Aufzeichnungsverfahren.
[Stand der Technik]
Bilderzeugende Apparate, die elektrofotographische Technologie verwenden, e. g. Kopierer und Drucker, sind derzeit weit verbreitet. Das bilderzeugende Verfahren umfasst dabei einen elektrostatisches latentes Bild-erzeugenden Schritt, in welchem ein elektrostatisches latentes Bild auf einem geladenen elektrostatisches latentes Bild-tragenden Element gebildet wird; einen Entwicklungsschritt, in welchem dieses elektrostatische latente Bild elektrostatisch durch Toner, der auf einem tonertragenden Element getragen wird, entwickelt wird; einen Transferschritt, in welchem das Tonerbild auf dem elektrostatisches latentes Bild-tragenden Element auf ein Transfermaterial transferiert wird; und einen Fixierungsschritt, in welchem dieses Tonerbild auf einem Aufzeichnungsmedium fixiert wird, e. g. Papier, durch die Anwendung von e. g. Wärme oder Druck.
Bilderzeugende Apparate, die elektrofotographische Technologie verwenden, e. g. Kopierer und Drucker, haben in den letzten Jahren eine zunehmende Diversifizierung in ihren bestimmungsgemäßen Anwendungen und Verwendungsumgebungen erfahren. In Kombination hiermit, gibt es auch eine starke Nachfrage für weitere Geschwindigkeitssteigerungen und für eine noch längere Lebensdauer.
Wenn jedoch der Apparat schneller gemacht wird, kann die Zeit für den Toner auf dem tonertragenden Element nicht ausreichend sein, um adäquat/ausreichend geladen zu werden, und infolgedessen kann das gleichmäßige Laden des Toners beeinträchtigt sein. Während Langzeit-Einsatzes, bei dem die Tonerzusammensetzung zunehmend ungleichmäßig wird, wird dieses Phänomen signifikanter.
Wenn die Ladungsverteilung auf dem Toner ungleichmäßig wird, werden verschiedene Probleme, wie etwa eine Verringerung in der Entwicklungseffizient und eine Verringerung in der Transfereffizienz, erzeugt. Eines dieser Probleme ist eine Art von Phänomen, das als elektrostatischer Offset (engl. electrostatic Offset) bekannt ist.
Elektrostatischer Offset ist ein Phänomen, in welchem, bevor das unfixierte Bild durch den Fixierapparat fixiert wird, der Toner auf dem unfixierten Bild an Stellen auf dem Fixierapparat fliegt und haftet, die in Kontakt mit dem unfixierten Bild sind, infolgedessen wird der Toner auf dem Aufzeichnungsmedium auf eine Weise fixiert, die nicht mit den Stellen korreliert, die durch das elektrostatische latente Bild definiert sind, und dadurch werden Bilddefekte hergestellt. Normalerweise haftet der Toner elektrostatisch an dem unfixierte Bild an und wird auch nicht elektrisch an die Kontaktstellen des Fixierungsapparats angezogen. Manchmal wird jedoch Toner mit einer Ladung, entgegengesetzt zu der normalen Ladung, hergestellt, wenn die Ladungsverteilung auf dem Toner ungleichmäßig wird. Eine elektrostatische Kraft wird zwischen dem entgegengesetzt geladenen Toner und den Kontaktstellen des Fixierungsapparats hergestellt, und als Resultat davon fliegt der entgegengesetzt geladene Toner willkürlich über die Kontaktbereiche, und letztendlich werden dann Bilddefekte hergestellt. Dieses Phänomen wird signifikanter bei hoher Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebungen in denen Tonerladungsverlust induziert wird, und dadurch die Herstellung an Ladungsdefekten erleichtert wird.
Die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Ladungsverteilung ist entscheidend für die Inhibierung von elektrostatischem Offset; jedoch, selbst wenn das Verfahren der Ladungsvermittlung auf den Toner auf dem tonertragenden Element irgendwie verstärkt werden kann, ist die Ladung in dem Transferschritt und auf dem Aufzeichnungsmedium anschließend reduziert, und somit wird es sehr schwer das Auftreten von Ungleichmäßigkeit komplett zu verhindern. Aus diesem Grund gibt es für den Ansatz des kompletten Unterdrückens des Auftretens an entgegengesetzt geladenem Toner Grenzen.
Ein weiterer Ansatz, der hier in Betracht gezogen wurde, ist die Inhibierung des Flugs des entgegengesetzt geladenen Toners, indem ein Halbschmelzen des Toners auf dem unfixierten Bild in der Nachbarschaft der Fixiervorrichtung bewirkt wird, um Tonervereinigung oder -verschmelzung zu bewirken.
Insbesondere existieren zahlreiche Toner, die kristalline Polyester enthalten, der in Reaktion auf Wärme schnell auf dem Toner (Patentdokumente 1 bis 4) schmilzt; jedoch hat keines von diesen eine ausreichende Verschmelzung des Toners auf dem unfixierten Bild erzielt, und sie stellten keine ausreichende Gegenmaßnahme für elektrostatischen Offset dar. Die zusätzliche Steigerung in der Menge an einfachem kristallinem Polyester bewirkt jedoch das Produzieren verschiedenster Probleme mit e. g. der Ladungsleistung und der Umgebungsstabilität.
Deshalb gab/gibt es Nachfrage nach einem Toner, der elektrostatischen Offset unterdrücken kann, basierend auf einem Ansatz aus einem neuen Blickwinkel.
[Zitierliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] Japanische Patentanmeldung Publikationsnr.: 2003-173047
[PTL 2] Japanische Patentanmeldung Publikationsnr.: 2007-33828
[PTL 3] Japanische Patentanmeldung Publikationsnr.: 2003-177574
[PTL 4] Japanisches Patent Publikationsnr.: 4,517,915

[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Probleme]
Die vorliegende Erfindung stellt einen magnetischen Toner bereit, der einen exzellenten elektrostatischen Offset-Widerstand (engl. Offset resistance) sowohl anfänglich als auch nach Langzeitverwendung vorweist.
[Lösung zum Problem]
Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen magnetischen Toner, der umfasst: magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen; und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei
die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen,
die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist, wobei;
wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist,
der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und ein Verhältnis (Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A) des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 bis nicht mehr als 0,85 aufweist;
das magnetische Tonerteilchen einen kristallinen Polyester enthält; und
in einer Differentialscanningkalorimetriemessung des magnetischen Toners,

i) die Peak-Temperatur (Cm) des höchsten endothermen Peaks, der von dem kristallinen Polyester stammt und während einer ersten Temperatursteigerung erhalten ist, von zumindest 70°C bis nicht mehr als 130°C ist, und
ii) wenn ΔH1 eine Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, welche durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „a”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während der ersten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differenzialscanningkalorimetriekurve „a” begrenzt ist, und ΔH2 eine Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, welche durch eine Differenzialscanningkalorimetriekurve „b”, die den höchsten endothermen

Peak anzeigt, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während einer zweiten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differenzialscanningkalorimetriekurve „b” begrenzt ist, der Wert, der durch Subtrahieren von ΔH2 von ΔH1 erhalten ist, von zumindest 0,30 J/g bis nicht mehr als 5,30 J/g ist.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung kann einen magnetischen Toner bereitstellen, der sowohl anfänglich als auch nach Langzeitverwendung einen exzellenten elektrostatischen Offset-Widerstand vorweist.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Anzahl an Teilen an Siliziumoxidzugabe und dem Bedeckungsverhältnis zeigt;
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Anzahl an Teilen an Siliziumoxidzugabe und dem Bedeckungsverhältnis zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen dem externen Additivbedeckungsverhältnis und dem Haftreibungskoeffizienten zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Bild-erzeugenden Apparats zeigt;
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischprozessapparats zeigt, der für die externe Zugabe und das Mischen von anorganischen Feinteilchen verwendet werden kann;
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur eines Rührelements, das in dem Mischprozessapparat verwendet wird, zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Zusammenhangs zwischen der Ultraschalldispersionszeit und dem Bedeckungsverhältnis zeigt.
[Beschreibung der Ausführungsformen]
Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Toner. Bisher bekannte elektrographische Prozeduren können für das Bild-erzeugende Verfahren und das Fixierverfahren verwendet werden und es gibt diesbezüglich insbesondere keine Limitierungen.
Der magnetische Toner (im Folgenden auch einfach als Toner bezeichnet) der vorliegenden Erfindung ist ein magnetischer Toner, der magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper umfassen, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, umfassen, wobei;
die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen,
die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist, wobei;
wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist,
der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und ein Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 bis nicht mehr als 0,85 aufweist;
das magnetische Tonerteilchen einen kristallinen Polyester enthält; und in
einer Differenzialscanningkalorimetriemessung des magnetischen Toners, i) die Peak-Temperatur (Cm) des höchsten endothermen Peaks, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während einer ersten Temperatursteigerung erhalten ist, von zumindest 70°C bis nicht mehr als 130°C ist und ii) wenn ΔH1 die Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differenzialscanningkalorimetriekurve „a”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der von dem kristallinen Polyester stammt und während der ersten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differenzialscanningkalorimetriekurve „a” begrenzt ist, und ΔH2 die Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differenzialscanningkalorimetriekurve „b”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während einer zweiten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differenzialscanningkalorimetriekurve „b” begrenzt ist, der Wert, der durch Subtrahieren von ΔH2 von ΔH1 erhalten ist, von zumindest 0,30 J/g bis nicht mehr als 5,30 J/g ist.
Der Mechanismus, der dem Auftreten von elektrostatischem Offset zugrunde liegt, wird zuerst beschrieben.
Elektrostatischer Offset wird verursacht, wenn der Toner auf dem Papier willkürlichem elektrostatischen Flug auf das Fixierelement in dem Stadium vor Einführung des mit unfixiertem Toner geladenen Papiers in den Spalt zwischen dem Fixierelement und der Druckwalze durchmacht. Man glaubt, dass in diesem Moment die treibende Kraft für den Tonerflug hauptsächlich eine elektrostatische Kraft ist. Der auf das Fixierelement geflogene Toner stellt zufällige/willkürliche Bilddefekte, durch seine Einführung als solches in den Fixierspalt, in dem er auf das Papier fixiert wird, und durch dessen Verunreinigung des Fixierelements, her. Dies ist das als statischer Offset bekannte Phänomen.
Der Toner, der zufällig auf das Fixierelement vorgelagert vor dem Fixierspalt fliegt, ist hauptsächlich ein Toner, der eine von normal entgegengesetzte Ladung trägt, und diese entgegengesetzt geladene Tonerkomponente wird im Allgemeinen als eine Ladungsinversionskomponente bezeichnet. Die Herstellung der Ladungsinversionskomponente tritt leichter auf wenn die Tonerladungsverteilung breiter wird. Aus diesem Grund wurde die Reduktion der Inversionskomponente durch Scharfzeichnung/Verschmälern der Tonerladungsverteilung als ein Ansatz zur Verbesserung des elektrostatischen Offsets verfolgt.
Jedoch, selbst wenn die Tonerladungsverteilung zwischen der Entwicklungshülse und der Entwicklungsklinge, wo Ladung auf den Toner übertragen wird, oder auf der Entwicklungstrommel geschärft/verengt wird, wird letztendlich zu einem gewissen Ausmaß eine Inversionskomponente in dem Toner während der Passage durch den Transferschritt, wo der elektrostatische Flug des Toners auf das Papier bewirkt wird, hergestellt. Daher wurde ein auf die Verbesserung der Ladungsverteilung basierter Ansatz für eine Grundlegende Lösung des elektrostatischen Offsets als nicht zufriedenstellend angesehen.
In einem getrennten Ansatz wurde deshalb eine Prozedur betrachtet/angedacht, in welcher der Flug des entgegengesetzt geladenen Toners, durch Bewirken einer Halbschmelzung und daher einer Koaleszenz des Toners auf dem unfixierten Bild in der Nähe der Fixiereinheit, inhibiert wird. Tatsächlich existieren zahlreiche Toner, die einen kristallinen Polyester enthalten, der als Reaktion auf Erwärmung schnell schmilzt. Jedoch hat keiner davon eine zufriedenstellende Koaleszenz des Toners auf dem unfixierten Bild erreicht und sie waren keine zufriedenstellende Gegenmaßnahme gegen den elektrostatischen Offset. Jedoch bewirkt die zusätzliche Mengenzunahme eines einfachen kristallinen Polyesters letztendlich die Herstellung verschiedenster Probleme, e. g., aufgrund eines Anstiegs in der Hygroskopizität, einer Reduktion in der Ladungsleistung des Toners und einer Verschlechterung in der Umgebungsstabilität des Toners. Außerdem, wenn – auch in einer Technik, die anders als die Verwendung eines kristallinen Polyesters ist – sich der Toner in Reaktion auf Erwärmung schnellem exzessivem Schmelzen unterzieht, ist dies ein Faktor, der Probleme verursacht, wie etwa die Verschlechterung der Lagerstabilität, die Verschlechterung in dem warmen Offset (enlg. hot Offset) und eine Reduktion in der Bilddichte.
Die vorliegenden Erfinder haben daher gezielte Untersuchungen durchgeführt, um den elektrostatischen Offset durch eine Technik zu verbessern, die anders als die oben Angedachten ist. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass das oben identifizierte Problem, durch das Kontrollieren des Zustands an externer Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu den magnetischen Tonerteilchen und das Erhöhen der Dichte der Ladungskonfiguration des magnetischen Toners auf dem Papier und durch das Einarbeiten innerhalb des magnetischen Toners einer vorgeschriebene Menge einer Komponente, die schnell in Reaktion auf Erwärmung auswandert/ausmigriert, gelöst werden kann. Die Details werden im Folgenden angegeben.
Eine Übersicht des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Zuerst wird für den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung der Zustand an Bedeckung der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch die anorganischen Feinteilchen und der Zustand an Bedeckung durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, optimiert und die Dichte des magnetischen Toners in dem unfixierten Bild auf dem Papier wird erhöht. Darüber hinaus wird angenommen, dass das Einarbeiten eines kristallinen Polyesters in die magnetischen Tonerteilchen des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung und seine schnelle Auswanderung/Ausmigration dazu dienen, um schnelle Koaleszenz oder Vereinigung des magnetischen Toners auf dem Papier zu unterstützen, welches den Flug der Inversionskomponente inhibiert, und deshalb das Auftreten vom elektrostatischen Offset reduziert.
Die Auffassungen der vorliegenden Erfinder für den detaillierten Mechanismus, der der Verbesserungen des elektrischen Offsets unterliegt, sind wie folgt.
Zunächst wird angenommen, dass der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung auf das Medium, e. g. Papier, in einem der dichtesten Packung annäherten Zustand geladen wird. Hier wird, aufgrund von beispielsweise der Bildung einer Schalenschicht durch die anorganischen Feinteilchen aufgrund der Optimierung des Bedeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinteilchen, die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, die Van-der-Waals-Kraft schnell reduziert und die magnetische Toner-zu-magnetischer Toner-Anhaftungskraft wird folglich reduziert. Darüber hinaus wird angenommen, dass die schwach anhaftenden anorganischen Feinteilchen einen Lagerungseffekt (enlg. bearing effect) zwischen magnetischen Tonerteilchen ausüben und dass die magnetische Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftung dadurch im Vergleich zu einem konventionellen Zustand an externer Zugabe reduziert wird.
Die Packung des magnetischen Toners vor Fixierung auf dem Papier kann sogar zu noch höheren Dichten gebracht werden, wenn die magnetische Toner-zu-magnetische Toner-Anhaftung reduziert wird und die aggregierende Kraft zwischen den magnetischen Tonern dadurch im Wesentlichen reduziert wird. Die Ursachen hierfür sind vermutlich wie folgt.
In Entwicklungsverfahren, die einen magnetischen Toner verwenden, wird die Entwicklung durch das Transportieren des magnetischen Toners in die Entwicklungszone unter Verwendung eines tonertragenden Elements, das in seinem Inneren mit Mitteln zum Generieren eines magnetischen Felds ausgestattet ist, durchgeführt. In der Entwicklungszone bildet der magnetische Toner auf der Entwicklungshülse eine magnetische Kette entlang der magnetischen Kraftlinien im magnetischen Feld. In diesem Stadium wird angenommen, dass in einem magnetischen Toner, der niedrige Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern vorweist, die magnetischen Tonerteilchen der magnetischen Kette, die in einer hohen Dichte gepackt sind, sich der dichtesten Packung annähern. Aufgrund seines hohen Grads an Bewegungsfreiheit wird angenommen, dass ein magnetischer Toner, der niedrige Aggregationskräfte vorweist, schnell dichteste Packung annimmt, wenn der magnetische Toner an die Entwicklungshülsenoberfläche durch das magnetische Feld von beispielsweise der magnetischen Walze angezogen wird. Außerdem glauben die vorliegenden Erfinder, dass der magnetische Toner mit einer hohen Dichte auf dem Papier vor dem Fixieren geladen werden kann, weil die sehr dicht gepackte magnetische Ketten Entwicklung unterlaufen und auf das Aufzeichnungsmedium transferiert werden.
Außerdem, wenn die magnetische Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftkraft groß ist, werden sowohl elektrostatisch als auch physikalisch schnell Aggregate gebildet, in welchem Fall die Dichte der gesamten Masse aufgrund der großen Lücken, die zwischen Aggregaten auftreten, abnimmt und als eine weitere Ursache wird angenommen, dass sich Aggregate nicht bilden und dichteste Packung dadurch auftreten kann, wenn die magnetische Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftungskraft schwach ist.
Weiterhin wird angenommen, dass die Fließfähigkeit der gesamten Masse aufgrund der niedrigen magnetischen Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftungskraft verbessert wird und das Verhalten der Teilchen in dem magnetischen Tonerladungsschritt dadurch gleichmäßiger gemacht wird, und folglich auch die Generierung der Inversionskomponenten unterdrückt wird.
Jedoch ist dieses allein für die Inhibierung des Flugs der Inversionskomponenten und das Reduzieren an elektrostatischem Offset unzureichend/inadäquat.
Zusätzlich zum Kontrollieren des Zustands an externer Zugabe der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung, wird ein kristalliner Polyester in die magnetischen Tonerteilchen des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung eingearbeitet. Kristalliner Polyester weist die Eigenschaft des schnellem Schmelzens und Expandierens in Reaktion auf Wärme und das Auswandern/Ausmigrieren auf die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens auf. Aus diesem Grund wird angenommen, dass der kristalline Polyester in dem magnetischen Tonerteilchen – beim Unterwerfen an Wärmeübertragung in der Nähe des Fixierungsspalts, in dessen Nähe nimmt die Inversionskomponente im Fall eines konventionellen Toners letztendlich den Flug auf – verflüssigt und auf die Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens auswandert/ausmigriert. Es wird ferner angenommen, dass dieser verflüssigte kristalline Polyester die magnetische Toner-zu-magnetischer Toner-Adhäsion in der dichtesten Packung magnetischer Toner verursacht und dadurch den Flug der Inversionskomponenten inhibiert. Es wird angenommen, dass – aufgrund des vorher beschriebenen Zustands an externer Zugabe der anorganischen Feinteilchen, welche dichteste Packung innerhalb der magnetischen Toner bewirken und die magnetische Toner-zu-magnetischen Toner-Kontaktfläche maximieren – die Wirkung dieses kristallinen Polyesters zum ersten Mal auf ein Level/Niveau gesteigert wird, das den Flug der Inversionskomponenten inhibiert. Darüber hinaus ist die Maximierung der thermischen Leitfähigkeit zwischen den unfixierten Tonern, die durch dichteste Packung verursacht wird, auch ein kritischer Punkt.
Darüber hinaus kann auch ein Effekt erwartet werden, in welchem der verflüssigte und ausgewanderte/ausmigrierte kristalline Polyester geladene Stellen auf der magnetischen Toneroberfläche bedeckt, dies bewirkt eine Abnahme in der Ladung der Inversionskomponente.
Die Komponente verantwortlich für das Auswandern/Ausmigrieren und die Koaleszenz muss in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kristalliner Polyester sein. Die vorliegenden Erfinder vermuten die Gründe dafür wie folgt.
Um den Flug der Inversionskomponenten zu inhibieren, induziert die Komponente, verantwortlich für das Auswandern/Ausmigrieren und die Koaleszenz, wünschenswerter Weise die stärkst mögliche magnetischer Toner-zu-magnetischer Toner-Bindung. Aus diesem Grund muss die auswanderende/ausmigrierende Komponente eine einigermaßen große Viskosität aufweisen.
Es gibt zwei Gründe für die Faktoren, die die Viskosität eines flüssigen Polymers bestimmen, i. e. intermolekulare Reibung und Widerstand aufgrund von sterischer Hinderungen basierender auf die Verhakung der Polymerketten. Ein kristalliner Polyester weist eine relativ lange Molekularkette und eine hohe Vorkommensdichte der polaren Estergruppen auf, und weist folglich, wenn geschmolzen, auch hohe intermolekulare Reibung und Verhakungs-induzierten Widerstand vor, und weist dadurch eine hohe Viskosität auf. Aus diesem Grund kann er als auswandernde/ausmigrierende Komponente mit zufriedenstellenden Eigenschaften angesehen werden.
Zusätzlich zu den kristallinen Polyestern können multifunktionale Esterwachse als eine Komponente erwogen werden, die während einer typischen Erwärmung auswandert/ausmigriert. Jedoch ist im Fall eines multifunktionalen Esterwachses die Interaktion mit anderen Wachsmolekülen schlecht, weil relativ wenige Estergruppen vorhanden sind und weil die Estergruppen strukturell nah am Zentrum der Moleküle sind. Des Weiteren, ist, aufgrund einer Struktur, in welcher der Kern ein zentraler funktionaler Ester mit davon ausdehnenden Alkylketten ist, gegenseitige Verhakung schwieriger als für ein Molekül mit einer geraden Kettenstruktur. Aus diesem Grund wird angenommen, dass das Sicherstellen einer adäquaten Viskosität problematisch wird, sogar wenn das Schmelzen und das Auswandern/Ausmigrieren aufgetreten sind.
Darüber hinaus tendiert der elektrostatische Offset normalerweise dazu während Langzeitverwendung aufgrund einer Verbreiterung der Ladungsverteilung in dem magnetischen Toner schlechter zu werden; jedoch wurde gezeigt, dass der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung seine Eigenschaften sogar während Langzeitverwendung beibehalten kann.
Die vorliegenden Erfinder sehen die Gründe dafür wie folgt an. Wie zuvor beschrieben wurde, enthält der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung anorganische Feinteilchen, die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, und anorganische Feinteilchen, die schwach an seiner oberen Schicht angeheftet sind, und diese bedecken die magnetische Tonerteilchenoberfläche in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung gleichmäßig. Aus diesem Grund wird die Tendenz der magnetischen Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftung aufzutreten und die Tendenz der magnetischen Toner-zu-magnetischen Toner-Aggregation aufzutreten reduziert. Zusätzlich, da auch die Anhaftungskraft an e. g. Elemente des Apparats reduziert wird, wird die physikalische Beschädigung während des elektrofotographischen Verfahrens weniger wahrscheinlich. Aus diesem Grund wird das Auftreten der Verschlechterung in dem magnetischen Toner, die durch Einbetten der externen Zugabe verursacht ist, unterdrückt. Darüber hinaus werden im Vergleich zu einem konventionellen Zustand an Bedeckung durch die anorganischen Feinteilchen anorganische Feinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, vorhanden sein und es wird angenommen, dass als ein Resultat das Einbetten der schwach anhaftenden anorganischen Feinteilchen in seiner oberen Schicht unterdrückt wird und die Veränderungen in dem Stadium des Vorkommens der anorganischen Feinteilchen auch während Langzeitverwendung minimiert sind.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung wird insbesondere im Folgenden betrachtet.
Das Zulassen, dass das Bedeckungsverhältnis A (%) das Bedeckungsverhältnis der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch die anorganischen Feinteilchen ist, und das Zulassen, dass das Bedeckungsverhältnis B (%) das Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen ist, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, es ist entscheidend für die magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung, dass das Bedeckungsverhältnis A zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% ist und dass das Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A, unten auch einfach als B/A bezeichnet] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A zumindest 0,50 und nicht mehr als 0,85 ist. Das Bedeckungsverhältnis A ist bevorzugt zumindest 50,0% und nicht mehr als 65,0% und B/A ist bevorzugt zumindest 0,55 und nicht mehr als 0,80.
Da der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung einen großen Wert von zumindest 45,0% für das Bedeckungsverhältnis A aufweist, sind die magnetische Toner-zur-magnetischer Toner-Van-der-Waals-Kraft und die Van-der-Waals-Kraft zu Elementen des Apparats niedrig und daher sind die magnetischer Toner-zu-magnetischer Toner-Anhaftungskraft und die Anhaftungskraft an Elementen des Apparats reduziert und aus diesem Grund wird das unfixierte Bild in einer noch dichter gepackten Art und Weise auf das Papier geladen und der elektrostatische Offset-Widerstand wird erheblich verbessert. Zusätzlich wird der elektrostatische Offset-Widerstand aufrechterhalten, weil es, sogar während Langzeitverwendung, wenig Verschlechterung im magnetischen Toner gibt.
Die anorganischen Feinteilchen müssen in großen Mengen zugegeben werden, um das Bedeckungsverhältnis A über 70,0% zu bringen. Selbst wenn hierfür ein externes Zugabeverfahren entwickelt werden könnte, würde die thermische Leitfähigkeit durch die freigesetzten anorganischen Feinteilchen erniedrigt werden und schnelle Koaleszenz würde verhindert werden und der elektrostatische Offset-Widerstand würde sich als ein Resultat verschlechtern.
Wenn andererseits das Bedeckungsverhältnis A weniger als 45,0% ist, kann die magnetische Tonerteilchenoberfläche von vornherein nicht adäquat/ausreichend durch die anorganischen Feinteilchen bedeckt sein und folglich wird die Herstellung an e. g. Aggregaten vereinfacht. Wenn Aggregatreicher magnetischer Toner auf Papier transferiert wird, wird die Packungsdichte als Ganzes aufgrund der großen Lücken reduziert. Als ein Resultat kann sich die Koaleszenz-Funktion des kristallinen Polyesters nicht manifestieren und der elektrostatische Offset kann nicht verbessert werden. Zusätzlich, wie oben beschrieben, verschlechtert sich die Langzeit-Lagerfähigkeit in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung, wenn ein kristalliner Polyester im magnetischen Tonerteilchen ohne ausdrückliches Entwerfen des Stadiums an externer Zugabe der anorganischen Feinteilchen eingearbeitet ist.
Wie oben erwähnt, tragen die anorganischen Feinteilchen, die zwischen magnetischen Tonerteilchen und zwischen dem magnetischen Toner und den verschiedenen Elementen vorhanden sein können, dazu bei, den Effekt der Verminderung der Van-der-Waals-Kräfte und der Verminderung elektrostatischer Kräfte zu bewirken. Es wird angenommen, dass das Aufweisen eines größeren Bedeckungsverhältnisses A insbesondere bezüglich dieses Effekts entscheidend ist.
Zunächst wird die Van-der-Waals-Kraft (F), die zwischen einer flachen Platte und einem Teilchen hergestellt wird, durch die folgende Gleichung ausgedrückt. F = H × D/(12Z²)
Hier ist H die Hamaker Konstante, D ist der Durchmesser des Teilchens und Z ist die Distanz zwischen dem Teilchen und der flachen Platte.
Bezüglich Z wird allgemein angenommen, dass eine anziehende Kraft bei großen Distanzen wirkt und eine abstoßende Kraft bei sehr kleinen Distanzen wirkt, und Z wird als eine Konstante behandelt, da sie nicht mit dem Zustand der magnetischen Tonerteilchenoberfläche zusammenhängt.
Nach der vorangegangenen Gleichung ist die Van-der-Waals-Kraft (F) proportional zum Durchmesser des Teilchens in Kontakt mit der flachen Platte. Wenn dies auf die magnetische Toneroberfläche angewendet wird, ist die Van-der-Waals-Kraft (F) für anorganische Feinteilchen mit ihrer kleineren Teilchengröße in Kontakt mit der flachen Platte kleiner als für ein magnetische Tonerteilchen in Kontakt mit der flachen Platte. Das heißt, die Van-der-Waals-Kraft ist für den Fall der Kontaktvermittlung durch die anorganischen Feinteilchen, die als ein externes Additiv bereitgestellt werden, kleiner als für den Fall des direkten Kontakts zwischen den magnetischen Tonerteilchen.
Das Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen kann mit Hilfe einer Gleichung unter der Annahme erarbeitet werden, dass die anorganischen Feinteilchen und der magnetische Toner eine sphärische Form aufweisen. Jedoch gibt es auch viele Fälle, in welchen die anorganischen Feinteilchen und/oder der magnetische Toner keine sphärische Form aufweisen, und auch zusätzlich die anorganischen Feinteilchen in einem aggregierten Zustand an der Tonerteilchenoberfläche vorhanden sein können. Als Folge gilt das theoretische Bedeckungsverhältnis, das unter Verwendung der angezeigten Technik abgeleitet ist, nicht für die vorliegende Erfindung.
Die vorliegenden Erfinder haben daher Beobachtungen der magnetischen Toneroberfläche mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) durchgeführt und das Bedeckungsverhältnis für die wirkliche Bedeckung der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch die anorganischen Feinteilchen festgestellt.
Als ein Beispiel wurden das theoretische Bedeckungsverhältnis und das wirkliche Bedeckungsverhältnis für Mischungen bestimmt, die durch Zugabe verschiedener Mengen an Siliziumoxidfeinteilchen (Anzahl an Teilen an Siliziumoxidzugabe zu 100 Masseteilen an magnetischen Tonerteilchen) zu magnetischen Tonerteilchen (magnetischer Körpergehalt = 43,5 Masse-%), die durch ein Pulverisierungsverfahren bereitgestellt sind und einen volumengemitteltes Teilchendurchmesser (Dv) von 8,0 μm (siehe 1 und 2) aufweisen, zubereitet wurden. Für die Siliziumoxidfeinteilchen wurde Siliziumoxid mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser (Dv) von 15 nm verwendet. Für die Berechnung des theoretischen Bedeckungsverhältnisses, wurden 2,2 g/cm³ für die spezifische Dichte der Siliziumoxidfeinteilchen verwendet; 1,65 g/cm³ wurden für die spezifische Dichte des magnetischen Toners verwendet; und monodisperse Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 15 nm und 8,0 um wurden jeweils für die Siliziumoxidfeinteilchen und die magnetischen Tonerteilchen genommen.
Wie in 1 gezeigt, überschreitet das theoretische Bedeckungsverhältnis 100% wenn die Zugabemenge der Siliziumoxidfeinteilchen erhöht wird. Andererseits variiert das wirkliche Bedeckungsverhältnis mit der Zugabemenge der Siliziumoxidfeinteilchen, aber überschreitet nicht 100%. Dies liegt daran, dass die Siliziumoxidfeinteilchen zu einem gewissen Ausmaß als Aggregate auf der magnetischen Toneroberfläche vorhanden sind oder aufgrund eines großen Effekts der nicht sphärischen Siliziumoxidfeinteilchen.
Darüber hinaus wurde nach Untersuchungen durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass sogar bei der gleichen Zugabemenge an Siliziumoxidfeinteilchen das Bedeckungsverhältnis auch mit der externen Zugabetechnik variiert. Das heißt, es ist nicht möglich, das Bedeckungsverhältnis eindeutig aus der Zugabemenge der Siliziumoxidfeinteilchen (siehe 2) zu bestimmen. Hier bezieht sich die externe Zugabebedingung A auf das Mischen bei 1,0 W/g für eine Prozessierungszeit von 5 Minuten unter Verwendung des Apparats, der in 5 gezeigt ist. Die externe Zugabebedingung B bezieht sich auf das Mischen bei 4000 rpm für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten unter Verwendung eines FM10C Henschel-Mischers (von Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
Aus den im vorangegangenen bereitgestellten Gründen verwendeten die vorliegenden Erfinder das anorganische Feinteilchenbedeckungsverhältnis, das durch REM-Beobachtung der magnetischen Toneroberfläche erhalten wurde.
Wie oben beschrieben, wird angenommen, dass die Anhaftungskraft an ein Element durch Erhöhen des Bedeckungsverhältnisses durch die anorganischen Feinteilchen reduziert werden kann. Tests wurden deshalb für die Anhaftungskraft mit einem Element und das Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteilchen durchgeführt.
Der Zusammenhang zwischen dem Bedeckungsverhältnis des magnetischen Toners und der Anhaftungskraft zu einem Element wurde indirekt durch Messen des Haftreibungskoeffizienten zwischen einem Aluminiumsubstrat und sphärischen Polystyrolteilchen mit verschiedenen Bedeckungsverhältnissen durch Siliziumoxidfeinteilchen abgeleitet.
Insbesondere wurde der Zusammenhang zwischen dem Bedeckungsverhältnis und dem Haftreibungskoeffizienten unter Verwendung sphärischer Polystyrolteilchen (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser (D4) = 7,5 μm), die verschiedene Bedeckungsverhältnisse (Bedeckungsverhältnisse bestimmt durch REM-Beobachtung) durch Siliziumoxidfeinteilchen aufwiesen, bestimmt.
Insbesondere wurden sphärische Polystyrolteilchen, zu welchen Siliziumoxidfeinteilchen zugegeben worden sind, auf ein Aluminiumsubstrat gepresst. Das Substrat wurde zur Linken und zur Rechten bewegt, während des Ladens des Pressdrucks, und der Haftreibungskoeffizient wurde aus den resultierenden Beanspruchungen berechnet. Dies wurde für die sphärischen Polystyrolpartikel bei jedem unterschiedlichen Bedeckungsverhältnis durchgeführt, und der erhaltene Zusammenhang zwischen dem Bedeckungsverhältnis und dem Haftreibungskoeffizienten ist in 3 gezeigt.
Es wird angenommen, dass der durch die vorangegangene Technik bestimmte Haftreibungskoeffizient mit der Summe der Van-der-Waals- und Reflektions/Rückwurf-Kräfte, die zwischen den sphärischen Polystyrolteilchen und dem Substrat wirken, korreliert. Wie in 3 gezeigt, tendiert ein größeres Bedeckungsverhältnis durch Siliziumoxidfeinteilchen in einen niedrigeren Haftreibungskoeffizienten zu resultieren. Dies deutet darauf hin, dass ein magnetischer Toner, der ein großes Bedeckungsverhältnis durch anorganische Feinteilchen aufweist, auch eine niedrige Anhaftungskraft für Elemente aufweist.
Nun wird B/A beschrieben. Das Bedeckungsverhältnis A ist ein Bedeckungsverhältnis, das auch die einfach freisetzbaren anorganischen Feinteilchen beinhaltet, während das Bedeckungsverhältnis B das Bedeckungsverhältnis aufgrund anorganischer Feinteilchen ist, die an die magnetische Toneroberfläche fixiert sind und nicht in dem unten beschriebenen Freisetzungsprozess freigesetzt werden. Es wird angenommen, dass die anorganischen Feinteilchen, die durch das Bedeckungsverhältnis B repräsentiert sind, in einem semi-eingebetteten Zustand in der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind und dadurch keine Versetzung durchlaufen, sogar wenn der magnetische Toner an Scherkräfte auf der Entwicklungshülse oder auf dem elektrostatisches latentes Bild-tragenden Element unterworfen wird. Die durch das Bedeckungsverhältnis A repräsentierten anorganischen Feinteilchen enthalten die anorganischen Feinteilchen, die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, und, über einer oberen Schicht davon, anorganische Feinteilchen, die einen höheren Grad an Freiheit vorweisen.
Das B/A in dem Bereich von zumindest 0,50 bis nicht mehr als 0,85 ist, zeigt an, dass anorganische Feinteilchen, die an die magnetische Teilchenteilchenoberfläche fixiert sind, zu einem gewissen Grad vorhanden sind, und dass zur gleichen Zeit schwach anhaftende anorganische Feinteilchen auch in seiner oberen Oberfläche in einer vorteilhaften Menge vorhanden sind. Es wird angenommen, dass mit solch einem Zustand an externer Zugabe, die schwach anhaftenden, einfach freisetzbaren anorganischen Feinteilchen eine Tragendähnliche (engl. bearing-like) Wirkung vorweisen, die die Reibung bezüglich der magnetischen Tonerteilchenoberfläche, in welcher anorganische Feinteilchen fixiert sind, erniedrigt, und dass das magnetische Toner-zu-magnetische Toner-Anhaftungsverhalten wesentlich abgeschwächt wird.
Die Abschwächung des magnetischen Toners-zu-magnetischen Toners-Anhaftungsverhalten ermöglicht es, wie vorher beschrieben, für die Packung des unfixierten Toners auf dem Papier sich noch näher der dichteste Packung anzunähern, und die thermische Leitfähigkeit wird folglich auch verbessert. Als ein Resultat bewirkt dies eine ausgiebige Generierung der kristallinen Polyesterbasierten Koaleszenz-Funktion im magnetischen Toner und kann eine Reduktion im elektrostatischen Offset bewirken. Ferner wird durch eine verbesserte Fließfähigkeit, die durch die Erniedrigung der magnetischen Toner-zu-magnetischen Toner-Anhaftungskraft bewirkt wird, der Zustand an Triboladung (engl. tribocharging) der Uniformität angenähert und die Inversionskomponente wird dadurch reduziert, welches wieder zur Verbesserung der elektrostatischen Offsets beiträgt.
Andererseits wird angenommen, dass die physikalischen Belastungen auf den magnetischen Toner während Langzeitverwendung durch den tragenden Effekt (engl. bearing effect) gelöst sind und dass dieser elektrostatischer Offsetverbessernde Effekt während großer Ausstoßniveaus beibehalten wird.
Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A in der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt nicht mehr als 10,0%. Nicht mehr als 8,0% wird bevorzugt. Die Vorgabe eines Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A von nicht mehr als 10,0% bedeutet, dass das Bedeckungsverhältnis A sehr gleichmäßig zwischen magnetischem Tonerteilchen und innerhalb magnetischer Tonerteilchen ist. Wenn der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A nicht mehr als 10,0% ist, wird dies bevorzugt, weil sich der Bedeckungszustand durch die anorganischen Feinteilchen auf den magnetischen Tonerteilchen dann der Uniformität innerhalb des Systems annähert und lokale Bereiche mit einem großen Bedeckungsverhältnis durch die anorganischen Feinteichen, welche die magnetische Toner-zu-magnetische Toner Schmelzbindungen behindern, reduziert werden und es keine Ungleichmäßigkeit der Koaleszenz gibt, die durch den auswandernden/ausmigrierenden kristallinen Polyester induziert wird.
Wenn der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A 10.0% übersteigt, werden die Unterschiede von Bereich zu Bereich des Bedeckungszustands der magnetischen Tonerteilchenoberfläche durch die anorganischen Feinteilchen folglich relativ groß, welches die Fähigkeit die Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern zu erniedrigen beeinträchtigt.
Die Verwendung des externen Zugabeapparats und der Technik, die unten beschrieben wird, wird bevorzugt – welche in der Lage sind ein hohes Maß an Ausbreitung der Siliziumoxidfeinteilchen über die magnetische Tonerteilchenoberfläche zu bewirken – um den Variationskoeffizienten des Bedeckungsverhältnisses A auf 10,0% oder darunter zu bringen.
Nach den Ergebnissen der Untersuchungen durch die vorliegenden Erfinder wurde herausgefunden, dass dieser tragende Effekt und der oben beschriebene Anhaftungskraft-reduzierende Effekt maximal erhalten werden, wenn beide die anorganischen Feinteilchen, die an die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, und die einfach freisetzbaren anorganischen Feinteilchen relativ kleine anorganische Feinteilchen mit einem primären zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von ungefähr zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm sind. Dementsprechend wurden das Bedeckungsverhältnis A und das Bedeckungsverhältnis B, durch fokussieren auf die anorganischen Feinteilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 50 nm, berechnet.
Es ist entscheidend für den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung, dass das magnetische Tonerteilchen einen kristallinen Polyester enthält; dass die Peaktemperatur (Cm), wie an dem magnetischen Toner unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters (DSC) gemessen, von dem höchsten endothermen Peak, der von dem kristallinen Polyester stammt und während eines ersten Temperatursteigerung erhalten ist, von zumindest 70°C bis nicht mehr als 130°C ist; und dass – das ΔH1 die Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „a”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während der ersten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „a” begrenzt ist, und das ΔH2 die Wärmeabsorptionsmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „b”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während einer zweiten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „b” begrenzt ist – der Wert, der durch Subtrahieren von ΔH2 von ΔH1 erhalten ist, von zumindest 0,30 J/g bis nicht mehr als 5,30 J/g (das heißt es ist entscheidend, dass ΔH2 von zumindest 0,30 J/g bis nicht mehr als 5,30 J/g kleiner als ΔH1 ist) ist.
Wenn die Peaktemperatur (Cm) für den magnetischen Toner des höchsten endothermen Peaks, der aus dem kristallinen Polyester stammt, von zumindest 70°C bis nicht mehr als 130°C ist, dann wird eine schnelle Koaleszenz des unfixierten Bilds während Beibehaltens der Lagerstabilität möglich gemacht. Wenn andererseits Cm kleiner als 70°C ist, verschlechtert sich die Lagerstabilität, e. g. das Blockierende-Verhalten. Zusätzlich wird ein Harz, das einen niedrigen Cm aufweist, ein relativ niedriges Molekulargewicht aufweisen und eine ausreichende/adäquate Viskosität kann dann nicht erwartet werden, sogar wenn Verflüssigung und Auswandern/Ausmigration auf der magnetischen Toneroberfläche auftritt, und als eine Konsequenz ist die Inhibierung des Flug durch die Invasionskomponente beeinträchtigt. Wenn Cm größer als 130°C ist, verschlechtert sich die Pulverisierbarkeit und die Teilchendurchmesserverteilung der magnetischen Tonerteilchen verbreitert sich. Zusätzlich wird ein Harz, das einen großen Cm aufweist, dazu tendieren, ein großes Molekulargewicht aufzuweisen, welches ein schnelles Auswandern/Ausmigration auf die magnetische Toneroberfläche aufgrund von Schmelzen verhindert.
Hier wird, um zu gewährleisten, dass der Peak, der für den magnetischen Toner durch DSC gemessen ist, von dem kristallinen Polyester stammt, die kristalline Komponente zuerst als der Rest durch Soxhlet-Extraktion des magnetischen Toners unter Verwendung von Methylethylketon-(MEK)-Lösungsmittel isoliert. Darüber hinaus wird durch Messung des NMR-Spektrums kontrolliert, ob die Molekularstruktur dieses extrahierten Rests die kristalline Polyesterkomponente ist; danach folgt DSC-Messung des extrahierten Rests als einfache Substanz und Beurteilung durch Vergleichung dieses Peaks mit dem Peak der DSC-Messung des magnetischen Toners.
Bezüglich des größten endothermen Peaks, der für den magnetischen Toner mittels DSC gemessen ist, stammt ein endothermer Peak in der DSC-Messung grundsätzlich aus einer kristallinen Struktur. Deshalb zeigt ΔH1 die Existenz der kristallinen Struktur des kristallinen Polyesters in dem magnetischen Toner an. Der endotherme Peak, der aus dieser kristallinen Struktur stammt, ist in der zweiten Temperatursteigerung ausgelöscht, weil der kristalline Polyester während der ersten Temperatursteigerung schmilzt und sich mit dem umgebenden nicht kristallinen Harz mischt und die kristalline Struktur dadurch verloren geht. Aus diesem Grund kann die Menge der kristallinen Struktur, die aus dem kristallinen Polyester stammt, aus der Menge an Abnahme von ΔH1 bis ΔH2 (d. h. ΔH1 – ΔH2) hergeleitet werden.
Wenn die Wärmeabsorptionsmenge für die kristalline Struktur, die aus dem kristallinen Polyester stammt, zumindest 0,30 J/g und nicht mehr als 5,30 J/g in dem magnetischen Toner ist, tritt schnelles Schmelzen und Auswandern/Ausmigrieren auf die magnetische Toneroberfläche während der Wärmeübertragung auf und eine koaleszierende Wirkung auf Kluster von unfixiertem Toner wird hergestellt. Wenn [ΔH1 – ΔH2] weniger als 0,30 J/g ist, gibt es zu wenig kristalline Struktur und eine adäquates Auswandern/Ausmigrieren des kristallinen Polyesters kann nicht erwartet werden. Wenn andererseits [ΔH1 – ΔH2] größer als 5,30 J/g ist, sind zu viele kristalline Polyester vorhanden und folglich verschlechtert sich die Hygroskopizität des magnetischen Toners und Ladungsdeffekte werden beispielsweise aufgrund von Ladungsverlust hergestellt.
Außerdem ist Cm bevorzugt von zumindest 90°C bis nicht mehr als 125°C und [ΔH1 – ΔH2] ist bevorzugt von zumindest 0,5 J/g bis nicht mehr als 3,0 J/g.
Cm kann in dem angegebenen Bereich durch sorgfältige Einstellung der Monomerarten, die den kristallinen Polyester ausmachen, und ihrer konstituierenden Verhältnisse eingestellt werden. Andererseits kann [ΔH1 – ΔH2] in den angegebenen Bereich beispielsweise durch Einstellen des Verhältnisses der kristallinen Struktur durch Kontrollieren der Abkühlungsrate in dem Tonerharzknetschritt eingestellt werden.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung enthält bevorzugt ein Trennmittel. Der Trennmittelgehalt, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, ist bevorzugt bei zumindest 1 Masseteil bis nicht mehr als 10 Masseteile. Zusätzlich ist die Peaktemperatur (Wm) des höchsten endothermen Peaks, der aus dem Trennmittel stammt und aus dem magnetischen Toner unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters (DSC) gemessen ist, bevorzugt zumindest 40°C, und Wm und die vorherbeschriebene Peaktemperatur (Cm) des höchsten endothermen Peaks, der aus dem kristallinen Polyester stammt und während der ersten Temperatursteigung in einer Messung des magnetischen Toners unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters (DSC) erhalten ist, erfüllen bevorzugt die folgende Formel (1). 35 ≤ Cm – Wm ≤ 55 Formel 1
Bisher wurde von dem Trennmittel in einem magnetischen Toner erwartet, dass es die niedrig Temperatur-Fixierfähigkeit durch das Vorweisen eines plastifizierenden Effekts auf das Bindemittelharz verbessert und dass es gleichzeitig das Anhaften des magnetischen Toners an Elemente des Apparats, e. g. der Fixierungswalze, verhindert, durch Auswandern/Ausmigrieren auf die magnetische Toneroberfläche während der Fixierung.
Ein Trennmittelgehalt in der vorliegenden Erfindung, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, bei zumindest 1 Masseteil bis nicht mehr als 10 Masseteile und ein [Cm – Wm] von zumindest 35°C bis nicht mehr als 55°C werden bevorzugt, weil das Trennmittel dann vor dem kristallinen Polyester schmilzt und das Auswandern/Ausmigrieren des kristallinen Polyesters durch das Plastifizieren des Bindemittelharzes vereinfacht. Dies wird auch bevorzugt, um der koaleszierenden Wirkung auf Kluster von unfixiertem Toner, die durch Auswandern/Ausmigrieren des kristallinen Polyesters bewirkt wird, zu assistieren.
Zusätzlich ist die Peaktemperatur (Wm) des höchsten endothermen Peaks, der aus diesem Trennmittel stammt, bevorzugt zumindest 40°C, um eine ausreichende Lagerstabilität für den magnetischen Toner zu erhalten.
Das Bindemittelharz in dem magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Vinylharz oder ein Polyesterharz sein, aber es ist insbesondere nicht limitiert und die bisher bekannten Harze können verwendet werden.
Spezifische Beispiele eines Vinylharzes beinhalten Polystyrol oder ein Styrolcopolymer, e. g. ein Styrol-Propylencopolymer, Styrol-Vinyltoluolcopolymer, Styrol-Methylacrylatcopolymer, Styrol-Ethylacrylatcopolymer, Styrol-Butylacrylatcopolymer, Styrol-Octylacrylatcopolymer, Styrol-Methylmethacrylatcopolymer, Styrol-Ethylmethacrylatcopolymer, Styrol-Butylmethacrylatcopolymer, Styrol-Butadiencopolymer, Styrol-Isoprencopolymer, Styrol-Maleinsäurecopolymer oder Styrol-Maleatestercoplymer; sowie auch Polyacrylatester; Polymethacrylatester; Polyvinylacetat; und so weiter und ein einzelnes von diesen kann verwendet werden oder eine Kombination von einer Mehrzahl von diesen kann verwenden werden.
Das Polyesterharz ist wie folgt.
Als ein ein Polyesterharz bildendes Polymer kann das Folgende verwendet werden.
Zunächst kann die divalente Alkoholkomponente, die das Polyesterharz ausmacht, veranschaulicht sein durch Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Pentandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenol mit der folgenden Formel (A) und ihre Derivate, und Diole mit der folgenden Formel (B). [C1]
(In der Formel ist R eine Ethylengruppe oder Propylengruppe; X und Y sind jeweils ganze Zahlen größer als oder gleich 0; und der durchschnittliche Wert von x + y ist größer als oder gleich 0 und weniger als oder gleich 10.) [C2]
(In der Formel ist R' -CH₂CH₂- oder -CH₂CH(CH₃)- oder -CH₂-C(CH₃)₂-; x' und y' sind ganze Zahlen größer als oder gleich 0; und der durchschnittliche Wert von x + y ist größer als oder gleich 0 und weniger als oder gleich 10.)
Zweitens kann die divalente Säurekomponente, die das Polyesterharz ausmacht, veranschaulicht sein durch Benzoldicarbonsäuren, wie etwa Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalanhydride; Alkyldicarbonsäuren, wie etwa Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure; Alkenylbernsteinsäuren, wie etwa n-Dodecenylbernsteinsäure; und ungesättigte Dicarbonsäuren, wie etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Zitronensäure und Itaconsäure.
Eine trivalente oder höher valente Alkoholkomponente allein oder eine trivalente oder höher valente Säurekomponente allein kann als eine Quervernetzungskomponente verwendet werden, oder beide können in Kombination verwendet werden.
Die trivalente oder höher valente polyvalente Alkoholkomponente kann veranschaulicht sein durch Sorbitol, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, Butantriol, Pentantriol, Glycerin, Methylpropantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Trimethoxybenzol.
Die trivalente oder höher valente polyvalente Carbonsäurekomponente in der vorliegenden Erfindung kann veranschaulicht sein durch Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Benzoltricarbonsäure, Butantricarbonsäure, Hexantricarbonsäure und Tetracarbonsäuren mit der folgenden Formel (C). [C3]
(In der Formel stellt X eine C_5-30-Alkylengruppe oder Alkenylengruppe dar, die zumindest eine Seitenkette aufweist, die zumindest 3 Kohlenstoffe enthält.) Dieses Polyesterharz ist üblicherweise erhältlich durch eine allgemein bekannte Kondensationspolymerisationsreaktion.
Styrolcopolymere und Polyesterharze sind unter den Vorangegangenen für das Bindemittelharz des magnetischen Toners vom Standpunkt von e. g. der Entwicklungseigenschaften und der Fixierleistung insbesondere bevorzugt.
Der kristalline Polyester, der in dem magnetischen Tonerteilchen vorhanden ist, in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung wird durch die Polykondensationsreaktion einer Monomerzusammensetzung erhalten, die enthält, als seine Hauptkomponenten, C_2-22 aliphatisches Diol und C_2-22 aliphatische Dicarbonsäure.
Während es insbesondere keine Limitierungen für das C_2-22 (mehr bevorzugte C_2-12) aliphatische Diol gibt, sind Ketten (bevorzugt gerade Ketten) aliphatische Diole bevorzugt, beispielsweise Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, Dipropylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,4-Butandienglycol, Trimethylenglycol, Tetramethylenglycol, Pentamethylenglycol, Hexamethylenglycol, Octamethylenglycol, Nonamethylenglycol, Decamethylenglycol und Neopentylglycol. Insbesonders bevorzugte Beispiele unter den vorangegangenen sind geradkettige aliphatische α,ω-Diole, e. g. Ethylenglycol, Diethylenglycol, 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol.
Bevorzugt zumindest 50 Masse-% und mehr bevorzugt zumindest 70 asse-% der Alkoholkomponente ist ein Alkohol, der aus den C_2-22 aliphatischen Diolen ausgewählt ist.
Ein polyvalentes Alkoholmonomer kann in der vorliegenden Erfindung auch zusätzlich zu den Zuvorgenannten aliphatischen Diol verwendet werden. Die divalenten Alkoholmonomere unter diesen polyvalenten Alkoholmonomeren können veranschaulicht sein durch aromatische Alkohole, wie etwa polyoxyethyleniertes Bisphenol A und polyoxypropyleniertes Bisphenol A und durch 1,4-Cyclohexandimethanol. Die trivalenten oder höher valenten polyvalenten Alkoholmonomere unter diesen polyvalenten Alkoholmonomeren können veranschaulicht sein durch aromatische Alkohole, wie etwa 1,3,5-Trihydroxymethylbenzol und durch aliphatische Alkohole, wie etwa Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, Tripentaerythritol, 1,2,4-Butandiol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerol, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-Butantriol, Trimethylolethan und Trimethylolpropan.
Ein monovalenter Alkohol kann in der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden, insoweit als die Eigenschaften des kristallinen Polyesters nicht beeinträchtigt werden. Dieser monovalente Alkohol kann veranschaulicht sein durch monofunktionale Alkohole, wie etwa n-Butanol, Isobutanol, 6-Butanol, n-Hexanol, n-Octanol, Laurylalkohol, 2-Ethylhexanol, Decanol, Cyclohexanol, Benzylalkohol und Dodecylalkohol.
Andererseits, während es insbesondere keine Limitierungen für die C_2-22 (mehr bevorzugt C_4-14) aliphatische Dicarbonsäure gibt, sind Ketten (bevorzugt gerade Ketten) aliphatische Dicarbonsäuren bevorzugt. Spezifische Beispiele sind Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Glutakonsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure, Nonandicarbonsäure, Decandicarbonsäure, Undecandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure, Citraconsäure und Itaconsäure auch beinhaltend beispielsweise ihre Anhydride und die Hydrolysate von ihren niederen Alkylestern.
In der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt zumindest 50 Masse-% und mehr bevorzugt zumindest 70 Masse-% von dieser Carbonsäurekomponente eine Carbonsäure, die aus den C_2-22 aliphatischen Dicarbonsäuren ausgewählt ist.
Eine polyvalente Carbonsäure mit Ausnahme der oben genannten C_2-22-aliphatischen Dicarbonsäuren kann in der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden. Die divalenten Carbonsäuren unter den anderen polyvalenten Carbonsäuremonomeren können veranschaulicht sein durch aromatische Carbonsäuren, wie etwa Isophthalsäure und Terephthalsäure; aliphatische Carbonsäuren, wie etwa n-Dodecylsuccinsäure und n-Dodecenylsuccinsäure; und alicyclische Carbonsäuren, wie etwa Cyclohexandicarbonsäure, auch einschließlich beispielsweise ihrer Anhydride und niederen Alkylestern. Zusätzlich können die trivalenten oder höher valenten polyvalenten Carbonsäuren unter den anderen Carbonsäuremonomeren veranschaulicht sein durch aromatische Carbonsäuren, wie etwa 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellitsäure), 2,5,7-Naphthalentricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalentricarbonsäure und Pyromellitsäuren und durch aliphatische Carbonsäuren, wie etwa 1,2,4-Butandicarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure und 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methylencarboxypropan auch einschließlich ihrer Derivate, wie etwa Anhydride und niedere Alkylester.
Eine monovalente Carbonsäure kann in der vorliegenden Erfindung auch zu dem Ausmaß eingearbeitet werden, das die Eigenschaften des kristallinen Polyesters nicht beeinträchtigt sind. Diese monovalente Carbonsäure kann veranschaulicht sein durch Monocarbonsäuren, wie etwa Benzoesäure, Naphthalencarbonsäure, Salicylsäure, 4-Methylbenzoesäure, 3-Methylbenzoesäure, Phenoxyessigsäure, Biphenylcarbonsäure, Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Octansäure, Decanonsäure, Dodecansäure und Stearinsäure.
Der kristalline Polyester für die vorliegende Erfindung kann gemäß dem normalen Polyestersyntheseverfahren hergestellt werden. Zum Beispiel kann der gewünschte kristalline Polyester durch Ausführen einer Esterreaktion oder einer Esteraustauschreaktion zwischen dem oben beschriebenen Carbonsäuremonomer und Alkoholmonomer und danach Ausführen einer Polykondensationsreaktion gemäß eines normalen Verfahrens unter reduziertem Druck oder mit der Einführung von Stickstoffgas erhalten werden.
Falls notwendig kann diese Ester- oder Esteraustauschreaktion unter Verwendung eines normalen Esterkatalysators oder Esteraustauschkatalysators z. B. Sulfonsäure, Titanbutoxid, Dibutylzinnoxid, Manganacetat, Magnesiumacetat und so weiter ablaufen.
Diese Polykondensationsreaktion kann unter Verwendung eines gewöhnlichen Polymerisationskatalysators beispielsweise eines bekannten Katalysators, wie etwa Titanbutoxid, Dibutylzinnoxid, Titanacetat, Zinkacetat, Zinndisulfid, Antimontrioxid, Germandioxid und so weiter ablaufen. Die Polymerisationstemperatur und Menge an Katalysator kann geeigneter Weise ohne besondere Beschränkungen bestimmt werden.
In der Esterreaktion oder Esteraustauschreaktion oder Polykondensationsreaktion kann beispielsweise ein Verfahren verwendet werden, in welchem das gesamte Monomer zusammen geladen wird, um die Stärke des erhaltenen kristallinen Polyesters zu erhöhen oder um die niedrige Molekulargewichtskomponente zu reduzieren kann das divalente Monomer zuerst reagiert werden gefolgt durch die Zugabe und Reaktion des trivalenten oder höher valenten Monomers.
Für das Trennmittel in der vorliegenden Erfindung wird ein Kohlenwasserstoffwachs, e. g. niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, mikrokristallines Wachs, Paraffinwachs und so weiter aufgrund der korrespondieren Einfachheit an Dispersion in dem magnetischen Toner bevorzugt. Falls notwendig kann ein Einzelnes davon verwendet werden oder zwei oder mehrere können in Kombination verwendet werden.
Spezifische Beispiele des Trennmittel können veranschaulicht sein, wie etwa Petrolwachse, e. g. Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Petrolatum und ihre Derivate; Montanwachse und ihre Derivate; Kohlenwasserstoffwachse bereitgestellt durch das Fischer-Tropsch-Verfahren und ihre Derivate; Polyolefinwachse, wie typifiziert durch Polyethylen und Polypropylen und ihre Derivate; natürliche Wachse, e. g. Carnaubawachs und Candelillawachs und ihre Derivate und Esterwachse. Hier beinhalten die Derivate oxidierte Produkte, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren und gegraftete Modifikationen. Zusätzlich kann das Esterwachs ein monofunktionales Esterwachs oder ein multifunktionales Esterwachs sein, e. g. meistbekannt ein difunktionales Esterwachs aber auch ein tetrafunktionales oder hexafunktionales Esterwachs.
Das Trennmittel kann in das Bindemittelharz durch beispielsweise ein Verfahren, in welchem während der Harzproduktion das Harz in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, die Temperatur der Harzlösung erhöht wird, und die Zugabe und das Mischen während Rührens durchgeführt werden, oder ein Verfahren, in welchem die Zugabe durchgeführt wird während des Schmelzknetens während der Herstellung des Toners, eingearbeitet werden.
Der magnetische Körper, der in dem magnetischen Toner in der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, kann durch Eisenoxide wie etwa Magnetid, Maghemit, Ferrit und so weiter; Metalle wie etwa Eisen, Kobalt und Nickel; und Legierungen und Mischungen von diesen Metallen mit Metallen wie etwa Aluminium, Kupfer, Magnesium, Zinn, Zink, Beryllium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium, veranschaulicht sein.
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der obigen magnetischen Körper ist bevorzugt nicht mehr als 0,50 μm und ist mehr bevorzugt von 0,05 μm bis 0,30 μm.
Bezüglich der magnetischen Eigenschaften für die Anwendung von 795,8 kA/m ist die Koerzitifkraft (Hc) bevorzugt von 1,6 bis 12,0 kA/m; ist die Intensität an Magnetisierung (σs) bevorzugt von 50 bis 200 Am²/kg und ist mehr bevorzugt von 50 bis 100 Am²/kg; und die restliche Magnetisierung (σr) ist bevorzugt von 2 bis 20 Am²/kg.
Der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von zumindest 35 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-% und ist mehr bevorzugt von zumindest 40 Masse-% bis nicht mehr als 50 Masse-%.
Wenn der Gehalt des magnetischen Körpers weniger als 35 Masse-% ist, gibt es eine reduzierte magnetische Anziehung zur Magnetwalze in der Entwicklungshülse und Schleierbildung tendiert leicht aufzutreten. Wenn andererseits der Gehalt des magnetischen Körpers 50 Masse-% überschreitet, tendiert die Entwicklungsleistung abzunehmen während die Bilddichte abgenommen haben kann.
Der Gehalt des magnetischen Körpers in dem magnetischen Toner kann unter Verwendung wie etwa eines TGA Q5000IR thermischen Analyiserers von PerkinElmer Inc. gemessen sein. Bezüglich des Messverfahrens wird der magnetische Toner von normaler Temperatur bis 900°C unter einer Stickstoffatmosphere bei einer Rate des Temperaturanstiegs von 25°C/min aufgeheizt: der Masseverlust von 100 bis 725°C wird als die Komponente genommen, die durch Subtrahieren des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner bereitgestellt ist, und die restliche Masse wird als die Menge des magnetischen Körpers genommen.
Ein Ladungskontrollagens wird bevorzugt zugegeben und verwendet in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung. Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein negativ-ladender Toner.
Organometallkomplexverbindungen und Chelatverbindungen sind als Ladungsagenzien für negatives-Laden effektiv und können veranschaulicht sein durch Monoazo-Metallkomplexverbindungen; Acetylenaceton-Metallkomplexverbindungen; und Metallkomplexverbindungen von aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Dicarbonsäuren.
Spezifische Beispiele von kommerziell erhältlichen Produkten sind Spilon Black TRH, T-77 und T-95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und BONTRON (eingetragener Handelsname) S-34, S-44, S-54, E-84, E-88 und E-89 (Orient Chemical Industries Co., Ltd.).
Ein Einzelnes von diesen Ladungskontrollagenzien kann verwendet werden oder zwei oder mehrere in Kombination können verwendet werden. Vom Standpunkt der Ladungsmenge des magnetischen Toners betrachtet, werden diese Ladungskontrollagenzien, ausgedrückt pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes, bevorzugt von 0,1 bis 10,0 Masseteilen und mehr bevorzugt von 0,1 bis 5,0 Masseteilen verwendet.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt von zumindest 40°C bis nicht mehr als 70°C. Die Glasübergangstemperatur ist bevorzugt von zumindest 40°C bis nicht mehr als 70°C, weil dies die Lagerstabilität und Haltbarkeit während Beibehaltens einer exzellenten Fixierungsleistung verbessern kann.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung enthält anorganische Feinteilchen an der magnetischen Tonerteilchenoberfläche.
Die anorganischen Feinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche vorhanden sind, können veranschaulicht sein durch Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen und diese anorganischen Feinteilchen können auch vorteilhaft nach der Ausführung einer hydrophoben Behandlung auf der Oberfläche davon verwendet werden.
Es ist wichtig, dass die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche des magnetischen Tonerteilchens vorhanden sind, in der vorliegenden Erfindung zumindest eine Art von Metalloxidfeinteilchen enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen besteht und das zumindest 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen sind. Bevorzugt sind zumindest 90 Masse-% von dem Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen.
Die Gründe dafür sind, dass Siliziumoxidfeinteilchen nicht nur die beste Balance zwischen Beeinflussung der Ladungsleistung und Fließfähigkeit bereitstellen, sondern auch exzellent vom Standpunkt der Erniedrigung der Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern sind.
Der Grund warum Siliziumoxidfeinteilchen exzellent vom Standpunkt der Erniedrigung der Aggregationskräfte zwischen den magnetischen Tonern sind, ist nicht vollständig klar, aber es wird die Hypothese aufgestellt, dass dies wahrscheinlich auf die wesentliche Wirkungsweise des zuvor beschriebenen Lagereffekts bezüglich des Gleitverhaltens zwischen den Siliziumoxidfeinteilchen ist.
Zusätzlich sind Siliziumoxidfeinteilchen bevorzugt die Hauptkomponente der anorganischen Feinteilchen, die auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind. Insbesondere enthalten die anorganischen Feinteilchen, die auf die magnetische Tonerteilchenoberfläche fixiert sind, bevorzugt zumindest eine Art von Metalloxidfeinteilchen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen besteht, wobei Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 80 Masse-% von diesen Metalloxidfeinteilchen sind. Die Siliziumoxidfeinteilchen sind mehr bevorzugt zumindest 90 Masse-%. Es wird angenommen, dass dies aus den gleichen Gründen, wie oben diskutiert, ist: Siliziumoxidfeinteilchen sind am Besten vom Standpunkt des Beeinträchtigens der Ladungsleistung und der Fließfähigkeit und folglich tritt ein schneller anfänglicher Anstieg in der magnetischen Tonerladung auf. Das Resultat ist, dass eine hohe Bilddichte erhalten werden kann, welche stark bevorzugt wird.
Hier kann der Zeitpunkt und die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen eingestellt werden, um die Siliziumoxidfeinteilchen auf zumindest 85 Masse-% der Metalloxidfeinteilchen zu bringen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche vorhanden sind, und um auch die Siliziumoxidfeinteilchen auf zumindest 80 Masse-% bezüglich der Metalloxidteilchen zu bringen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind.
Die Menge an vorhandenen anorganischen Feinteilchen kann unter Verwendung der Verfahren kontrolliert werden, die unten zum Quantifizieren der anorganischen Feinteilchen beschrieben werden.
Wie oben beschrieben, ist der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen in den anorganischen Feinteilchen in der vorliegenden Erfindung bevorzugt von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm. Das Einstellen des zahlengemittelten Teilchendurchmessers (D1) der Primärteilchen in den anorganischen Feinteilchen in den angegebenen Bereich vereinfacht vorteilhafter Weise das Kontrollieren des Bedeckungsverhältnisses A und B/A. Wenn der Primärteilchen-zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) weniger als 5 nm ist, tendieren die anorganischen Feinteilchen miteinander zu aggregieren und das Erhalten eines großen Werts für B/A wird problematisch und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird auch anfällig große Werte anzunehmen. Wenn andererseits der Primärteilchen-zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) 50 nm überschreitet, ist das Bedeckungsverhältnis A anfällig klein zu werden, sogar bei großen Zugabemengen der anorganischen Feinteilchen; zusätzlich wird B/A auch dazu tendieren, einen niedrigen Wert aufzuweisen, weil es schwierig wird für die anorganischen Feinteilchen auf den magnetischen Tonerteilchen fixiert zu werden. Das heißt es wird schwierig, den oben beschriebenen Anhaftungskraft-reduzierenden Effekt und tragenden Effekt zu erhalten, wenn der Primärteilchen-zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) größer als 50 nm wird. Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen ist mehr bevorzugt von zumindest 10 nm bis nicht mehr als 35 nm.
An den in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Feinteilchen wird bevorzugt eine hydrophobe Behandlung durchgeführt und insbesondere sind bevorzugte anorganische Feinteilchen hydrophob auf eine Hydrophobizität, wie durch den Methanoltitrationstest gemessen, von zumindest 40% und mehr bevorzugt zumindest 50% behandelt worden.
Das Verfahren zur Durchführung der hydrophoben Behandlung kann durch Verfahren veranschaulicht werden, in welchen die Behandlung mit e. g. einer organischen Siliziumverbindung, einem Silikonöl, einer langkettigen Fettsäure und so weiter durchgeführt wird.
Die organische Siliziumverbindung kann veranschaulicht werden durch Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan und Hexamethyldisiloxan. Ein Einzelnes davon kann verwendet werden oder eine Mischung von zwei oder mehreren können verwendet werden.
Das Silikonöl kann veranschaulicht werden durch Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Silikonöl, Chlorphenylsilikonöl und fluormodifiziertes Silikonöl.
Eine C_10-22-Fettsäure wird passend für die langkettige Fettsäure verwendet und die langkettige Fettsäure kann eine geradkettige Fettsäure oder eine verzweigte Fettsäure sein. Eine gesättigte Fettsäure oder eine ungesättigte Fettsäure kann verwendet werden.
Unter den Vorangegangenen werden C_10-22-geradkettige gesättigte Fettsäuren stark bevorzugt, weil sie schnell eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche der anorganischen Feinteilchen bereitstellen.
Diese geradkettigen gesättigten Fettsäuren können veranschaulicht werden durch Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure und Behensäure.
Anorganische Feinteilchen, die mit Silikonöl behandelt worden sind, werden für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Feinteilchen bevorzugt und anorganische Feinteilchen, die mit einer organischen Siliziumverbindungen und einem Silikonöl behandelt worden sind, werden mehr bevorzugt. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Kontrolle der Hydrophobizität.
Das Verfahren zur Behandlung der anorganischen Feinteilchen mit einem Silikonöl kann durch ein Verfahren, in welchem das Silikonöl direkt unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, mit anorganischen Feinteilchen, die mit einer organischen Siliziumverbindung behandelt worden sind, gemischt wird, und durch ein Verfahren, in welchem das Silikonöl auf die anorganischen Feinteilchen gesprüht wird, veranschaulicht werden. Ein weiteres Beispiel ist ein Verfahren, in welchem das Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst oder dispergiert wird; die anorganischen Feinteilchen dann zugegeben und gemischt werden; und das Lösungsmittel entfernt wird.
Um eine gute Hydrophobizität zu erhalten, ist die Menge an Silikonöl, das für die Behandlung verwendet wird, ausgedrückt pro 100 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, bevorzugt von zumindest 1 Masseteil bis nicht mehr als 40 Masseteile und ist mehr bevorzugt von zumindest 3 Masseteile bis nicht mehr als 35 Masseteile.
Um dem magnetischen Toner eine exzellente Fließfähigkeit zu verleihen, weisen die Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen, die durch die vorliegende Erfindung verwendet werden, eine spezifische Oberfläche, die durch das BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption (BET-spezifische Oberfläche) gemessen ist, bevorzugt von zumindest 20 m²/g bis nicht mehr als 350 m²/g und mehr bevorzugt von zumindest 25 m²/g bis nicht mehr als 300 m²/g auf.
Die Messung der spezifischen Oberfläche (BET-spezifische Oberfläche) durch das BET-Verfahren basierend auf Stickstoffadsorption wird basierend auf JIS 28830 (2001) durchgeführt. Ein „TriStar300 (Shimadzu Corporation) automatic specific surface area · pore distribution analyzer”, welcher Gasadsorption durch eine konstante Volumentechnik als seine Messungsprozedur verwendet, wird als das Messinstrument verwendet.
Die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen, ausgedrückt pro 100 Masseteile der magnetischen Tonerteilchen, ist bevorzugt von zumindest 1,5 Masseteilen bis nicht mehr als 3,0 Masseteile der anorganischen Feinteilchen, mehr bevorzugt von zumindest 1,5 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile und noch mehr bevorzugt von zumindest 1,8 Masseteile bis nicht mehr als 2,6 Masseteile.
Das Einstellen der Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen in den angegebenen Bereich wird auch vom Standpunkt des Vereinfachens geeigneter Kontrolle des Bedeckungsverhältnisses A und B/A und auch vom Standpunkt der Bilddichte und Schleierbildung bevorzugt.
Das Überschreiten von 3,0 Masseteilen für die Zugabemenge der anorganischen Feinteilchen, sogar falls ein externer Zugabeapparat und ein externes Zugabeverfahren entwickelt werden könnte, führt zur Freisetzung der Siliziumoxidfeinteilchen und vereinfacht das Auftreten von beispielsweise einem Streifen auf dem Bild.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen anorganischen Feinteilchen können Teilchen mit einem Primärteilchen-zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von zumindest 80 nm bis nicht mehr als 3 μm zu dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Zum Beispiel kann auch ein Schmiermittel, e. g. ein Fluorharzpulver, Zinkstearatpulver oder Polyvinylidenfluoridpulver; ein Poliermittel, e. g. ein Ceroxidpulver, ein Siliziumcarbidpulver, ein Strontiumtitanatpulver oder ein Abstandshalter-Teilchen, wie etwa Siliziumoxid, in kleinen Mengen, die die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinflussen, zugegeben werden.
<Quantifizierungsverfahren für die anorganischen Feinteilchen>
(1) Bestimmung des Gehalts an Siliziumoxidfeinteilchen in dem magnetischen Toner (Standardzugabeverfahren)
3 g des magnetischen Toners werden in einem Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm eingeführt und ein Pellet wird unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen zubereitet. Die Silizium-(Si)-intensität (Si-Intensität-1) wird durch wellenlängendispersive Röntgenstrahlfluoreszenzanalyse (XRF) bestimmt. Die Messungsbedingungen werden bevorzugt für das verwendete XRF-Instrument optimiert und alle Intensitätsmessungen werden in Serie unter Verwendung derselben Bedingungen durchgeführt. Siliziumoxidfeinteilchen mit einem Primärteilchen-zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 12 nm werden bei 1,0 Masse-% bezüglich des magnetischen Toners zugegeben und das Mischen wird mit einer Kaffeemühle durchgeführt.
Für die zu diesem Zeitpunkt zugemischten Siliziumoxidfeinteilchen können Siliziumoxidfeinteilchen mit einem Primärteilchen-zahlengemittelten Teilchendurchmesser von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm ohne das Beeinflussen dieser Bestimmung verwendet werden.
Nach dem Mischen wird die Pellet-Fabrikation, wie oben beschrieben, durchgeführt und die Si-Intensität (Si-Intensität-2) wird, auch wie oben beschrieben, bestimmt. Unter Verwendung derselben Prozedur wird auch die Si-Intensität (Si-Intensität-3, Si-Intensität-4) für Proben bestimmt, die durch Zugabe und Mischen der Siliziumoxidfeinteilchen bei 2,0 Masse-% und 3,0 Masse-% der Siliziumoxidfeinteilchen bezüglich des magnetischen Toners zubereitet sind. Der Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner basierend auf dem Standardzugabeverfahren wird unter Verwendung Si-Intensitäten 1 bis 4 berechnet.
Der Titanoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner und der Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) in dem magnetischen Toner sind unter Verwendung des Standartzugabeverfahrens und derselben Prozedur, wie oben beschrieben, für die Bestimmung des Siliziumoxidgehalts bestimmt. Das heißt für den Titanoxidgehalt (Masse-%), werden Titanoxidfeinteilchen mit einem Primärteilchen-zahlengemittelten Teilchendurchmesser von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt und die Bestimmung kann durch Bestimmung der Titan-(Ti)-intensität gemacht werden. Für den Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) werden Aluminiumoxidfeinteilchen mit einem Primärteilchen-zahlengemittelten Teilchendurchmesser von zumindest 5 nm bis nicht mehr als 50 nm zugegeben und gemischt und die Bestimmung kann durch Bestimmung der Aluminium-(Al)-intensität gemacht werden.
(2) Trennung der anorganischen Feinteilchen von den magnetischen Tonerteilchen
5 g des magnetischen Toners werden unter Verwendung einer Präzisionswaage in einen 20 ml Plastikbecher mit Deckel eingewogen; 100 ml Methanol werden zugegeben; und Dispergieren wird für 5 Minuten unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers durchgeführt. Der magnetische Toner wird unter Verwendung eines Neodymmagneten festgehalten und der Überstand wird verworfen. Der Prozess des Dispergierens mit Methanol und des Verwerfens des Überstands wird dreimal ausgeführt, gefolgt durch die Zugabe von 100 ml and 10% NaOH und einiger Tropfen von „Contaminon N” (eine 10 Masse-% wässrige Lösung eines neutralen pH-7-Detergenz zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten und umfassend einen nicht ionischen oberflächenaktiven Stoff, einen anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem organischen Builder von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), leichtes Mischen und dann ruhig Stehenlassen für 24 Stunden. Diesem folgt die erneute Trennung unter Verwendung eines Neodymmagneten. Zu diesem Zeitpunkt wird wiederholtes Waschen mit destilliertem Wasser durchgeführt, bis kein NaOH zurückbleibt. Die wiedergewonnenen Teilchen werden unter Verwendung eines Vakuum-Trockners gründlich getrocknet, um die Teilchen A zu erhalten. Die extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen werden aufgelöst und durch diesen Prozess entfernt. Titaniumoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen können in Teilchen A vorhanden bleiben, da sie in 10% NaOH schlecht löslich sind.
(3) Messung der Si-Intensität in den Teilchen A
3 g der Teilchen A werden in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 30 mm eingeführt; ein Pellet wird unter Verwendung eines Drucks von 10 Tonnen fabriziert; und die Si-Intensität (Si-Intensität-5) wird durch wellenlängendispersive XRF bestimmt. Der Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in Teilchen A wird unter Verwendung der Si-Intensität-5 und der Si-Intensität-1 bis -4, die in der Bestimmung des Siliziumgehalts in dem magnetischen Toner verwendet sind, berechnet.
(4) Trennung des magnetischen Körpers von dem magnetischen Toner
100 ml an Tetrahydrofuran wird zu 5 g der Teilchen A unter gründlichem Mischen zugegeben, gefolgt durch Ultraschalldispersion für 10 Minuten. Die magnetischen Teilchen werden mit einem Magneten festgehalten und der Überstand wird verworfen. Dieser Prozess wird fünfmal durchgeführt, um die Teilchen B zu erhalten. Dieser Prozess kann die organische Komponente, e. g. Harze, fast vollständig außerhalb des magnetischen Körpers entfernen. Jedoch, weil in dem Harz eine Tetrahydrofuran-unlösliche Materie zurückbleiben kann, werden die Teilchen B, die durch diesen Prozess bereitgestellt sind, bevorzugt bei 800°C erhitzt, um die restliche organische Komponente wegzubrennen, und die Teilchen C, die nach Erhitzen erhalten werden, entsprechen in etwa dem magnetischen Körper, der in dem magnetischen Toner vorhanden war.
Messung der Masse der Teilchen C ergibt den magnetischen Körpergehalt W (Masse-%) in dem magnetischen Toner. Um die Erhöhung aufgrund der Oxidation des magnetischen Körpers zu korrigieren, wird die Masse an Teilchen C mit 0,9666 (Fe₂O₃ → Fe₃O₄) multipliziert.
(5) Messung der Ti-Intensität und Al-Intensität in dem getrennten magnetischen Körpern
Ti und Al können als Verunreinigung oder Additive in dem magnetischen Körper vorhanden sein; die Menge an Ti und Al, die dem magnetischen Körper zuzurechnen ist, kann durch FP-Quantifizierung in wellenlängendispersive XRF detektiert werden. Die detektierte Menge an Ti und Al wird in Titanoxid und Aluminiumoxid konvertiert und dann wird der Titanoxidgehalt und Aluminiumoxidgehalt im magnetischen Körper berechnet.
Die Menge an extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen, die Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen und die Menge an extern zugegebenen Aluminiumoxidfeinteilchen werden durch Einsetzen der quantitativen Werte, die durch die vorangegangenen Prozeduren erhalten sind, in den folgenden Formeln berechnet. Menge an extern zugegebenen Siliziumoxidfeinteilchen (Masse-%) = Siliziumoxidgehalt (Masse-%) im magnetischen Toner – Siliziumoxidgehalt (Masse-%) in Teilchen A Menge an extern zugegebenen Titanoxidfeinteilchen (Masse-%) = Titanoxidgehalt (Masse-%) im magnetischen Toner – {Titanoxidgehalt (Masse-%) im magnetischen Körper x magnetischer Körpergehalt W/100} Menge an extern zugegebenem Aluminiumoxidfeinteilchen (Masse-%) = Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) im magnetischen Toner – {Aluminiumoxidgehalt (Masse-%) im magnetischen Körper x magnetischer Körpergehalt W/100}
(6) Berechnung des Anteils an Siliziumoxidfeinteilchen in den
Metalloxidfeinteilchen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Siliziumoxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen besteht, für die anorganischen Feinteilchen, die auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert sind Nach Durchführung der Prozedur, „Entfernen der unfixierten anorganischen Feinteilchen” in dem Verfahren, das oben zum Berechnen des Bedeckungsverhältnisses B beschrieben ist, und danach Trocknen des magnetischen Toners, kann der Anteil an den Siliziumoxidfeinteilchen und den Metalloxidfeinteilchen durch Ausführen derselben Prozeduren, wie in den Verfahren von (1) bis (5), die oben beschrieben sind, berechnet werden.
Betrachtet vom Standpunkt der Ausgewogenheit zwischen der Entwicklungsleistung und der Fixierleistung, weist der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von bevorzugt 6,0 μm bis 10,0 μm und mehr bevorzugt 7,0 μm bis 9,0 μm auf.
Zusätzlich betrachtet vom Standpunkt des Unterdrückens des Aufladens ist die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung bevorzugt von zumindest 0,935 bis nicht mehr als 0,955 und ist mehr bevorzugt von zumindest 0,938 bis nicht mehr als 0,950. Die durchschnittliche Zirkularität des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung kann in dem angegebenen Bereich durch Kontrollieren des Produktionsverfahrens des magnetischen Toners und der Produktionsbedingungen eingestellt werden.
Beispiele für Verfahren zur Produktion des magnetischen Toners der vorliegenden Erfindung werden unten bereitgestellt, aber es gibt keine Veranlassung, das Produktionsverfahren auf diese zu limitieren.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung kann durch ein bekanntes Verfahren produziert werden, das einen Schritt aufweist, der die Einstellung des Bedeckungsverhältnisses A, B/A ermöglicht, und bevorzugt einen Schritt aufweist, in welchem die durchschnittliche Zirkularität eingestellt wird, während die anderen Produktionsschritte insbesondere nicht limitiert sind.
Das folgende Verfahren ist ein vorteilhaftes Beispiel von solch einem Produktionsverfahren. Zuerst werden das Bindemittelharz und der magnetische Körper und falls notwendig andere Ausgangsmaterialien, e. g. ein Trennmittel und ein Ladungskontrollagens, gründlich unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschelmischers oder einer Kugelmühle, gemischt und werden dann unter Verwendung eines Wärmeknetapparats, wie etwa einer Walze, Knete oder Extruders, geschmolzen, aufgearbeitet und geknetet, um die Harze miteinander kompatibel zu machen.
Das erhaltene geschmolzene und geknetete Material wird abgekühlt und verfestigt und dann grob pulverisiert, fein pulverisiert und klassifiziert (klassiert) und die externen Additive, e. g. anorganische Feinteilchen, werden extern zugegeben und in die resultierenden magnetischen Tonerteilchen gemischt, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Der hier verwendete Mischer kann veranschaulicht werden durch den Henschelmischer (Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermischer (Kawata Mfg. Co., Ltd.); Ribocone (Okawara Corporation); Nauta-Mixer, Turbulizer und Cyclornix (Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd.); Loedige-Mischer (Matsubo Corporation); und Nobilta (Hosokawa Micron Corporation).
Die vorher genannten Knetapparate können veranschaulicht werden durch den KRC-Kneter (Kurimoto, Ltd.); Buss Ko-Kneter (Guss Corp.); TEM-Extruder (Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX Zweischneckenkneter (The Japan Steel Works, Ltd.); PCM-Kneter (Ikegai Ironworks Corporation); Dreiwalzenmühlen, Mischwalzenmühlen, Kneter (Inoue Manufacturing Co., Ltd.); Kneadex (Mitsui Mining Co., Ltd.); Modell MS-Druckkneter und Kneter-Ruder (Moriyama Mfg. Co., Ltd.); und Banbury-Mischer (Kobe Steel, Ltd.).
Die vorher genannten Pulverisierer können veranschaulicht werden durch Gegenstrahlmühle, Micron Jet und Inomizer (Hosokawa Micron Corporation); IDS-Mühle und PJM-Jet-Mühle (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); Querstrahlmühle (Kurimoto, Ltd.); Ulmax (Nisso Engineering Col, Ltd.); Sk-Strahl-O-Mühle (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Krypton (Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); Turbomühle (Turbo Kogyo Co., Ltd.); und Superrotor (Nisshin Engineering Inc.).
Unter den Vorangegangenen kann die durchschnittliche Zirkularität durch das Einstellen der Abgastemperatur während Mikropulverisierung unter Verwendung einer Turbomühle kontrolliert werden. Eine niedrigere Abgastemperatur (beispielsweise nicht mehr als 40°C) stellt einen niedrigeren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereit, während eine größere Abgastemperatur (beispielsweise ungefähr 50°C) einen höheren Wert für die durchschnittliche Zirkularität bereitstellt.
Die vorher genannten Klassifizierer (Klassierer) können veranschaulicht werden durch den Classiel, Micron-Klassifizierer und Spedic-Klassifizierer (Seishin Enterprise Co., Ltd.); Turbo-Klassifizierer (Nisshin Engineering Inc.); Micron-Trenner, Turboplex (ATP) und TSP-Trenner (Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (Nittetsu Mining Co., Ltd.); Dispersionstrenner (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); und YM Microcut (Yasukawa Shoji Co., Ltd.).
Screening-Vorrichtungen, die verwendet werden können, um die groben Teilchen zu screenen können veranschaulicht werden durch den Ultrasonic (Koei Sangyo Co., Ltd.), Rezona-Sieb 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 zirkulare vibrierende Siebe.
Ein bekannter Mischprozessapparat, e. g. der oben beschriebene Mischer, kann als der Mischprozessapparat für die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen verwendet werden; jedoch wird ein Apparat, wie in 5 gezeigt, vom Standpunkt des Ermöglichens einfacher Kontrolle des Bedeckungsverhältnisses A, B/A und des Variationskoeffizientens des Bedeckungsverhältnisses A bevorzugt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mischprozessapparats zeigt, der verwendet werden kann, um die externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen durchzuführen, die durch die vorliegende Erfindung verwendet werden.
Dieser Mischprozessapparat ermöglicht einfaches Fixieren der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche, weil er eine Struktur aufweist, die Scherkräfte in einem engen Spaltbereich auf die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen anwendet.
Des Weiteren, wie unten beschrieben, werden das Bedeckungsverhältnis A, B/A und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A einfach in dem bevorzugten Bereich der vorliegenden Erfindung kontrolliert, weil die Zirkulation der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in der axialen Richtung des rotierenden Elements vereinfacht wird und weil eine gründliche und gleichmäßige Mischung vor der Entwicklung und Fixierung vereinfacht wird.
Andererseits ist 5 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Struktur des Rührelements, das in dem oben genannten Mischprozessapparat verwendet ist, zeigt.
Die externe Zugabe und der Mischprozess für die anorganischen Feinteilchen werden unten unter Verwendung der 5 und 6 beschrieben.
Dieser Mischprozessapparat, der externe Zugabe und das Mischen der anorganischen Feinteilchen durchführt, weist ein rotierendes Element 2, auf dessen Oberfläche zumindest eine Mehrzahl an Rührelementen 3 angeordnet sind; ein Antriebselement 8, welches die Rotation des rotierenden Elements antreibt; und ein Hauptgehäuse 1, welches angeordnet ist, um einen Spalt mit den Rührelementen 3 aufzuweisen, auf.
Es ist wichtig, dass der Spalt (Abstand) zwischen dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 und dem Rührelement 3 konstant und sehr klein gehalten wird, um eine gleichmäßige Scherkraft auf die magnetischen Tonerteilchen anzuwenden und die Fixierung der anorganischen Feinteilchen auf die magnetischen Tonerteilchenoberfläche zu vereinfachen.
Der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 in diesem Apparat ist nicht mehr als das Zweifache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2. In 5 ist ein Beispiel gezeigt, in welchem der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 das 1,7-fache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2 (des Stammdurchmessers, der durch Subtrahieren des Rührelements 3 von dem Rotierelement 2 bereitgestellt ist) ist. Wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 nicht mehr als das Zweifache des Durchmessers des äußeren Umfangs des rotierenden Elements 2 ist, wird die Schlagkraft (engl. impact force) auf die magnetischen Tonerteilchen zufriedenstellend angewendet, da der Prozessierungsraum, in welchem die Kräfte auf die magnetischen Tonerteilchen wirken, geeignet limitiert ist.
Zusätzlich ist es wichtig, dass der vorher genannte Abstand in Übereinstimmung mit der Größe des Hauptgehäuses eingestellt wird. Vom Standpunkt der Anwendung von adäquaten Scherkräften auf die magnetischen Tonerteilchen betrachtet, ist es wichtig, dass der Abstand von ungefähr zumindest 1% bis nicht mehr als 5% des Durchmessers des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 eingestellt wird. Insbesondere, wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 in etwa 130 mm ist, wird der Abstand bevorzugt in etwa auf zumindest 2 mm bis nicht mehr als 5 mm eingestellt; wenn der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 ungefähr 800 mm ist, wird der Abstand bevorzugt in etwa auf zumindest 10 mm bis nicht mehr als 30 mm eingestellt.
In dem Prozess der externen Zugabe und des Mischens der anorganischen Feinteilchen der vorliegenden Erfindung werden das Mischen und die externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der magnetischen Tonerteilchenoberfläche unter Verwendung des Mischprozessapparats durch Rotieren des rotierenden Elements 2 durch das Antriebselement 8 und Rühren und Mischen der magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen, die in dem Mischungsprozessapparat eingebracht worden sind, durchgeführt.
Wie in 6 gezeigt, ist zumindest ein Anteil der Mehrzahl an Rührelementen 3 als ein vorwärtstransportierendes Rührelement 3a ausgebildet, das, begleitend mit der Rotation des rotierenden Elements 2, die magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in eine Richtung entlang der axialen Richtung des rotierenden Elements transportiert. Zusätzlich ist zumindest ein Anteil der Mehrzahl an Rührelementen 3 als ein rückwärtstransportierendes Rührelement 3b ausgebildet, das, begleitend mit der Rotation des rotierenden Elements 2, die magnetischen Tonerteilchen und anorganischen Feinteilchen in die andere Richtung der axialen Richtung des rotierenden Elements zurücktransportiert.
Hierbei ist die „Vorwärtsrichtung”, wenn die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und die Produktauslassöffnung 6 an den zwei Enden des Hauptgehäuses 1 wie in 5 angeordnet sind, die Richtung in Richtung der Produktauslassöffnung 6 von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 (die Richtung nach Rechts in 5).
Das heißt, wie in 6 gezeigt, ist die Fläche des vorwärtstransportierenden Rührelements 3a so gekippt, um die magnetischen Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung (13) zu transportieren. Andererseits ist die Fläche des rückwärtstransportierenden Rührelements 3b so gekippt, um die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen in die Rückwärtsrichtung (12) zu transportieren.
Auf diese Weise werden die externe Zugabe der anorganischen Feinteilchen zu der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen und das Mischen, während wiederholtem Durchführen des Transports in die „Vorwärtsrichtung” (13) und des Transports in die „Rückwärtsrichtung” (12), durchgeführt.
Zusätzlich, bilden eine Mehrzahl von Elementen mit Bezug auf die Rührelemente 3a, 3b, die an Intervallen in der Umfangsrichtung des rotierenden Elements 2 angeordnet sind, einen Satz. In dem in 6 gezeigten Beispiel bilden zwei Elemente in einem Intervall von 180° miteinander einen Satz der Rührelemente 3a, 3b auf dem rotierenden Element 2, aber eine größere Anzahl an Elementen kann einen Satz bilden, wie etwa drei in einem Intervall von 120° oder vier in einem Intervall von 90°.
In dem in 6 gezeigten Beispiel sind eine Gesamtheit von 12 Rührelementen 3a, 3b in einem gleichen Intervall gebildet.
Des Weiteren zeigt D in 6 die Breite eines Rührelements an und d zeigt die Distanz an, die den überlappenden Anteil eines Rührelements darstellt. In 6 ist D, wenn vom Standpunkt des Bewirkens eines effizienten Transports der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen in die Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung aus betrachtet, bevorzugt eine Breite, die in etwa von zumindest 20% bis nicht mehr als 30% der Länge des rotierenden Elements 2 ist. 6 zeigt ein Beispiel, in welchem D 23% ist. Darüber hinaus, ist, bezüglich der Rührelemente 3a und 3b, wenn eine Verlängerungslinie in der senkrechten Richtung von der Stelle des Endes des Rührelements 3a gezeichnet wird, ein gewisser überlappender Anteil d des Rührelements mit dem Rührelement 3b bevorzugt vorhanden. Dies dient dazu Scherkräfte effizient auf die magnetischen Tonerteilchen anzuwenden. Dieses d ist vom Standpunkt der Anwendung von Scherkräften bevorzugt von zumindest 10% bis nicht mehr als 30% von D.
Zusätzlich zu der in 6 gezeigten Form kann die Klingenform – insoweit als die magnetischen Tonerteilchen in die Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung transportiert werden können und der Abstand beibehalten wird – eine Form sein, die eine gekurvte Oberfläche oder eine Paddelstruktur aufweist, in welcher ein End-Klingenelement an dem rotierenden Element 2 durch einen stabförmigen Arm verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung wird unten detailliert bezüglich der schematischen Diagramme der in 5 und 6 gezeigten Apparate beschrieben.
Der in 5 gezeigte Apparat weist ein rotierendes Element 2, welches zumindest eine Mehrzahl an Rührelementen 3 aufweist, die auf seiner Oberfläche angeordnet sind; ein Antriebselement 8, das die Rotation des rotierenden Elements 2 antreibt; ein Hauptgehäuse 1, welches so angeordnet ist, um einen Spalt mit den Rührelementen 3 zu bilden; und einen Mantel 4, in welchem ein Wärmetransfermedium fließen kann und welches auf der Innenseite des Hauptgehäuses 1 und an der Endoberfläche 10 des rotierenden Elements verweilt, auf.
Zusätzlich weist der in 5 gezeigte Apparat eine Rohmaterialeinlassöffnung 5, welche auf der oberen Seite des Hauptgehäuses 1 zum Zweck des Einführens der magnetischen Tonerteilchen und der anorganischen Feinteilchen gebildet ist, und eine Produktauslassöffnung 6 auf, welche auf der unteren Seite des Hauptgehäuses 1 zum Zweck des Auslassens, aus dem Hauptgehäuse zum Äußeren, des magnetischen Toners, der der externen Zugabe und dem Mischprozess unterworfen worden ist, gebildet ist.
Der in 5 gezeigte Apparat weist auch ein Rohmaterialeinlassöffnungs-Innenteil 16, das in die Rohmaterialeinlassöffnung 5 eingefügt ist, und ein Produktauslassöffnungs-Innenteil 17, das in die Produktauslassöffnung 6 eingefügt ist, auf.
In der vorliegenden Erfindung wird das Rohmaterialeinlassöffnungs-Innenteil 16 zuerst von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 entfernt und die magnetischen Tonerteilchen werden in den Prozessierraum 9 von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 aus eingeführt. Dann werden die anorganischen Feinteilchen in den Prozessierraum 9 von der Rohmaterialeinlassöffnung 5 aus eingeführt und das Rohmaterialeinlassöffnungs-Innenteil 16 wird eingefügt. Das rotierende Element 2 wird anschließend durch das Antriebselement 8 (11 stellt die Richtung der Rotation dar) rotiert, und das dadurch eingeführte Material, das zu prozessieren ist, wird der externen Zugabe und dem Mischprozess unterworfen, während es durch die Mehrzahl an Rührelementen 3, die auf der Oberfläche des rotierenden Elements 2 angeordnet sind, gerührt und gemischt wird.
Die Einführungssequenz kann auch zuerst Einführung der anorganischen Feinteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 und dann Einführung der magnetischen Tonerteilchen durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 sein.
Zusätzlich können die magnetischen Tonerteilchen und die anorganischen Feinteilchen vorher unter Verwendung eines Mischers, wie etwa eines Henschel-Mischers, gemischt werden und die Mischung kann danach durch die Rohmaterialeinlassöffnung 5 des in 5 gezeigten Apparats eingeführt werden.
Insbesondere im Hinblick auf die Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess, ist das Kontrollieren der Leistung des Antriebselements auf von zumindest 0,2 W/g bis nicht mehr als 2,0 W/g bezüglich des Erhaltens des Bedeckungsverhältnisses A, B/A und des Variationskoeffizientens des Bedeckungsverhältnisses A, die durch die vorliegende Erfindung spezifiziert werden, bevorzugt. Das Kontrollieren der Leistung des Antriebselements 8 auf von zumindest 0,6 W/g bis nicht mehr als 1,6 W/g wird mehr bevorzugt.
Wenn die Leistung niedriger als 0,2 W/g wird, wird es schwierig ein großes Bedeckungsverhältnis A zu erhalten, und B/A tendiert niedrig zu werden. Andererseits tendiert B/A zu groß zu werden, wenn 2,0 W/g überschritten wird.
Die Prozessierungszeit ist insbesondere nicht limitiert, aber ist bevorzugt von zumindest 3 Minuten bis nicht mehr als 10 Minuten. Wenn die Prozessierungszeit kürzer als 3 Minuten wird, tendiert B/A niedrig zu werden und ein großer Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A tritt wahrscheinlich auf. Andererseits, wenn die Prozessierungszeit 10 Minuten überschreitet, tendiert im Gegenzug B/A hoch zu werden und die Temperatur innerhalb des Apparats wird anfällig zu steigen.
Die Rotationsrate der rührenden Elemente während externer Zugabe und Mischung ist insbesondere nicht limitiert; jedoch, wenn, für den in 5 gezeigten Apparat, das Volumen des Prozessierungsraums 9 in dem Apparat 2,0 × 10^–3 m³ ist, ist die rpm (engl. revolutions per minute) der rührenden Elemente – wenn die Form der rührenden Elemente 3 wie in 6 gezeigt ist – bevorzugt von zumindest 1000 rpm bis nicht mehr als 3000 rpm. Das Bedeckungsverhältnis A, B/A und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert werden, werden bei von zumindest 1000 rpm bis nicht mehr als 3000 rpm einfach erhalten.
Ein besonders bevorzugtes Prozessierungsverfahren für die vorliegende Erfindung weist einen Vormischschritt vor der externen Zugabe und dem Mischprozessschritt auf. Das Einfügen eines Vormischschritts erzielt eine sehr gleichmäßige Dispersion der anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche, und als ein Resultat wird einfach ein hohes Bedeckungsverhältnis A erhalten und der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird einfach reduziert.
Genauer gesagt sind die Vormischprozessierungsbedingungen bevorzugt eine Leistung des Antriebselements 8 von zumindest 0,06 W/g bis nicht mehr als 0,20 W/g und eine Prozessierungszeit von zumindest 0,5 Minuten bis nicht mehr als 1,5 Minuten. Es ist schwierig eine ausreichende gleichmäßige Mischung in dem Vormischungsschritt zu erhalten, wenn, für die Vormischungsprozessierungsbedingungen, die geladene Leistung unter 0,06 W/g ist oder die Prozessierungszeit kürzer als 0,5 Minuten wird. Wenn andererseits, für die Vormischprozessierungsbedingungen, die geladene Leistung höher als 0,20 W/g wird oder die Prozessierungszeit länger als 1,5 Minuten wird, können die anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche fixiert werden bevor eine ausreichende gleichmäßige Mischung erreicht worden ist.
Nachdem die externen Zugabe und der Mischprozess beendet worden sind, wird das Produktauslauföffnungs-Innenteil 17 aus der Produktauslassöffnung 6 entfernt und das rotierende Element 2 wird durch das Antriebselement 8 rotiert, um den magnetischen Toner aus der Produktauslassöffnung 6 zu entladen. Falls notwendig, können grobe Teilchen und so weiter von dem erhaltenen magnetischen Toner unter Verwendung eines groben Siebs (Englisch: screen) oder eines Siebs beispielsweise eines zirkulär vibrierenden groben Siebs separiert werden, um den magnetischen Toner zu erhalten.
Ein Beispiel eines Bild-erzeugenden Apparats der den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung vorteilbringend verwenden kann, wird im Einzelnen unten mit Bezug auf 4 beschrieben. In 4 ist 100 ein elektrostatisches latentes bildtragendes Element (unten auch als ein fotosensitives Element bezeichnet), und unter anderem sind die Folgenden an seinem Umfang angeordnet: ein Ladungselement 117 (nachfolgend auch als Ladungswalze bezeichnet), eine Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem tonertragenden Element 102, ein Transferelement 114 (Transferwalze), ein Reinigungscontainer 116, eine Fixiereinheit 126 und eine Registerwalze 124. Das elektrostatisches latentes bildtragende Element 100 wird durch das Ladungselement 117 geladen.
Fotobelichtung wird durch Bestrahlen des elektrostatisches latentes bildtragenden Elements 100 mit Laserlicht von einem Lasergenerator 121 durchgeführt, um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden, das zu dem beabsichtigten Bild korrespondiert. Das elektrostatische latente Bild auf dem elektrostatisches latentes bildtragenden Element 100 wird durch die Entwicklungsvorrichtung 140 mit einem Monokomponenten-Toner entwickelt, um ein Tonerbild bereitzustellen, und das Tonerbild wird auf ein Transfermaterial durch das Transferelement 114 transferiert, welches das elektrostatisches latentes bildtragende Element mit dem Transfermaterial, das dazwischen angeordnet ist, kontaktiert. Das tonerbildtragende Transfermaterial wird an die Fixiereinheit 126 übermittelt und Fixierung auf dem Transfermaterial wird durchgeführt. Zusätzlich wird der Toner der zu einem gewissen Ausmaß auf dem elektrostatisches latentes bildtragenden Element zurückgeblieben ist durch die Reinigungsklinge heruntergekratzt und wird im Reinigungscontainer 116 gespeichert.
Die Verfahren zur Messung der verschiedenen Eigenschaften, die durch die vorliegende Erfindung referenziert sind, werden unten beschrieben.
<Berechnung des Bedeckungsverhältnisses A>
Das Bedeckungsverhältnis A wird in der vorliegenden Erfindung durch Analysieren, unter Verwendung von Image-Pro Plus Vers. 5.0 Image Analysis Software (Nippon Rubber Kabushiki Kaisha), des Bildes der magnetischen Toneroberfläche, das mit Hitachis S-4800 ultrahochauflösendem Feldemissionsrasterelektronenmikroskop (Hitachi High-Technologies Coroporation) aufgenommen ist, berechnet. Die Bedingungen für die Bilderfassung mit der S-4800 sind wie folgt.
(1) Probenzubereitung
Eine elektroleitfähige Paste wird in einer dünnen Schicht auf den Probestutzen (15 mm × 6 mm Aluminiumprobestutzen) ausgebreitet und der magnetische Toner wird auf diese gesprüht. Zusätzliches wird Blasen mit Luft durchgeführt, um überschüssigen magnetischen Toner von dem Probestutzen zu entfernen und um gründliches Trocknen auszuführen. Der Probestutzen wird in einen Probehalter eingesetzt und die Probenstutzenhöhe wird auf 36 mm mit dem Probenhöhenmesser eingestellt.
(2) Einstellen der Beobachtungsbedingungen mit dem S-4800
Das Bedeckungsverhältnis A wird unter Verwendung des Bildes berechnet, das durch Rückstreuungselektronenabbildung mit dem S-4800 erhalten ist. Das Bedeckungsverhältnis A kann mit exzellenter Genauigkeit unter Verwendung des Rückstreuungselektronenbilds gemessen werden, weil die anorganischen Feinteilchen weniger aufgeladen sind als es der Fall mit dem sekundären Elektronenbild ist.
Einführen von flüssigem Stickstoff bis zum Rand der Antikontaminationsfalle, die in dem S-4800 Gehäuse lokalisiert ist, und Stehenlassen für 30 Minuten. Start des „PC-SEM” des S-4800 und Durchführen von Flashing (die FE-Spitze, die die Elektronenquelle ist, wird gereinigt). Anklicken des Beschleunigungsspannungsdisplaybereichs in dem Kontrollpanel auf dem Bildschirm und Drücken des [flashing]-Knopfs, um den Flashing-Ausführungsdialog zu öffnen. Bestätigen einer Flashing-Intensität von 2 und Ausführen. Bestätigen, dass der Emissionsstrom aufgrund des Flashings 20 bis 40 μA ist. Einführen des Probenhalters in die Probenkammer des S-4800 Gehäuses. Drücken von [home] auf dem Kontrollpanel, um den Probenhalter auf die Beobachtungsposition zu transferieren.
Drücken der Beschleunigungsspannung im Displaybereich, um den HV-Einstellungsdialog zu öffnen, und Einstellen der Beschleunigungsspannung auf [0,8 kV] und des Emissionsstroms auf [20 μA]. In der [base]-Tabelle des Operationspanels Einstellen der Signalauswahl auf [SE]; Auswählen [upper(U)] und [*BSE] für den SE-Detektor; und Einstellen [L. A. 100] in der Auswahlbox auf dem Rechten von [+BSE], um in dem Observierungsmodus unter Verwendung des Rückstreuungselektronenbilds zu gehen. Auf gleiche Weise in der [base]-Tabelle des Operationspanels Einstellen des Probenstroms auf den elektronen optisches Systembedingungsblock [Normal]; Einstellen des Fokussierungsmodus auf [UHR]; und Einstellen WD auf [3.0 mm]. Drücken des [ON]-Knopfs in dem Beschleunigungsspannungsdisplaybereich auf dem Kontrollpanel und Anwenden der Beschleunigungsspannung.
(3) Berechnung des zahlengemittelten Teilchendurchmessers (D1) des magnetischen Toners
Einstellen der Vergrößerung auf 5000X (5k) durch Ziehen innerhalb des Vergrößerungsanzeigebereichs des Kontrollpaneels. Drehen des [COARSE] Fokusknopfs in dem Operationspaneel und Einstellungsdurchführung der Öffnungsausrichtung bis ein gewisses Maß an Fokussierung erhalten worden ist. Klicken [Align] in dem Kontrollpaneel und Anzeigen des Ausrichtungsdialogs und Auswählen [beam]. Migrieren des angezeigten Balkens zum Zentrum der konzentrischen Kreise durch Drehen der STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe (X, Y) an dem Operationspaneel. Dann Auswählen [aperture] und einer nach dem anderen Drehen der STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe (X, Y) und Einstellen sodass die Bewegung des Bildschirms gestoppt wird oder die Bewegung minimiert wird. Schließen des Ausrichtungsdialogs und Fokussieren mit dem Autofokus. Fokussieren durch Wiederholen dieser Operation für zwei zusätzliche Male.
Danach Bestimmen des zahlengemittelten Teilchendurchmessers (D1) durch Messen des Teilchendurchmessers bei 300 magnetischen Tonerteilchen. Der Teilchendurchmesser des individuellen Teilchens wird als der maximale Durchmesser genommen, wenn das magnetische Tonerteilchen beobachtet wird.
(4) Fokussierungseinstellung
Für Teilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) die in (3) erhalten sind, von ± 0,1 μm, mit dem Zentrum des maximalen Durchmessers, der auf das Zentrum des Messbildschirms eingestellt ist, Ziehen innerhalb des Vergrößerungsanzeigebereichs des Kontrollpaneels um die Vergrößerung auf 10000X (10k) einzustellen. Drehen des [COARSE] Fokussierungsknopfes in dem Operationspaneel und Einstellung der Öffnungsausrichtung durchführen bis ein gewisser Grad an Fokussierung erhalten worden ist. Anklicken [Align] in dem Kontrollpaneel und Anzeigen des Ausrichtungsdialogs und Auswählen von [beam]. Migrieren des angezeigten Balkens zum Zentrum der konzentrischen Kreise durch Drehen der STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe (X, Y) an dem Operationspaneel. Dann Auswählen [aperture] und einer nach dem anderen Drehen der STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe (X, Y) und Einstellen sodass die Bewegung des Bildes stoppt oder die Bewegung minimiert. Schließen des Ausrichtungsdialogs und Fokussieren unter Verwendung des Autofokus. Dann Einstellen der Vergrößerung auf 50000X (50k); Durchführen der Fokussierungseinstellung wie oben unter Verwendung des Fokussierungsknopfs und des STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe; und Refokussieren unter Verwendung des Autofokus. Fokussieren durch Wiederholen dieser Operation. Weil hierbei die Genauigkeit der Bedeckungsverhältnismessung abzunehmen tendiert wenn die Beobachtungsebene einen großen Neigungswinkel aufweist, Durchführen der Analyse, indem die Oberfläche mit der geringsten Neigung ausgewählt wird, indem eine Auswahl während der Fokussierungseinstellung, in welcher die gesamte Beobachtungsebene simultan im Fokus ist, getroffen wird.
(5) Bildaufnahme
Ausführen der Helligkeitsanpassung unter Verwendung des ABC Modes und Aufnehmen einer Photographie mit einer Größe von 640 × 480 Pixel und Speichern. Durchführen der Analyse, wie oben beschrieben, unter Verwendung dieser Bilddatei. Verwenden einer Photographie für jedes magnetische Tonerteilchen und Erhalten von Bildern für zumindest 30 magnetische Tonerteilchen.
(6) Bildanalyse
Das Bedeckungsverhältnis A wird in der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der unten angegebenen Analysesoftware durch Unterwerfen des durch die oben beschriebene Prozedur erhaltenen Bildes an einer Binarisierungsprozedur berechnet. Wenn dies ausgeführt wird, wird das oben beschriebene einzelne Bild in 12 Quadrate geteilt und jedes wird analysiert. Jedoch wenn ein anorganisches Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser größer als oder gleich zu 50 nm innerhalb einer Partition vorhanden ist, wird die Berechnung des Bedeckungsverhältnis A für diese Partition nicht durchgeführt.
Die Analysebedingungen mit der Image-Pro Plus Version 5.0 Bildanalysesoftware sind wie folgt.
Software: Image-ProPlus5.1J
Von ”measurement” in der Werkzeugleiste Wählen von ”count/size” und dann ”option” und Einstellen der Binarisierungsbedingungen. Auswählen von 8 Links in der Objektextraktionsoption und Einstellen des Glättens auf 0. Darüber hinaus werden vorläufiges Screenen, Füllen von Vakanzen und Envelope nicht ausgewählt und die ”exclusion of boundary line” wird auf ”none” eingestellt. Auswählen von ”measurement items” von ”measurement” in der Werkzeugleiste und Eingeben von 2 bis 10 für den Bereich Screeningauswahl.
Das Bedeckungsverhältnis wird mittels Analyse durch Abstecken einer Quadratzone berechnet. Hier wird der Bereich (C) der Zone 24000 bis 26000 Pixel gemacht. Automatische Binarisierung wird durch ”processing”-Binarisierung durchgeführt und der gesamte Bereich (D) der siliziumoxidfreien Zone wird berechnet.
Das Bedeckungsverhältnis a wird unter Verwendung der folgenden Formel aus dem Bereich C der Quadratzone und dem gesamten Bereich D der siliziumoxidfreien Zone berechnet. Bedeckungsverhältnis a (%) = 100 – (D/C × 100)
Wie oben angemerkt wird die Berechnung des Bedeckungsverhältnis a für zumindest 30 magnetische Tonerteilchen durchgeführt. Der durchschnittliche Wert von allen erhaltenen Daten wird als das Bedeckungsverhältnis A für die vorliegende Erfindung genommen.
<Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A>
Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A wird in der vorliegenden Erfindung wie folgt bestimmt. Der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnis A wird unter Verwendung der folgenden Formel erhalten, die σ(A) die Standardabweichung von allen Bedeckungsverhältnisdaten sein lässt, die in der Berechnung des oben beschriebenen Bedeckungsverhältnis A verwendet worden sind. Variationskoeffizient (%) = {σ(A)/A} × 100
<Berechnen des Bedeckungsverhältnis B>
Das Bedeckungsverhältnis B wird durch das erstrangige Entfernen der unfixierten anorganischen Feinteilchen von der magnetischen Toneroberfläche und danach durch das Durchführen derselben Prozedur wie für die Berechnung des Bedeckungsverhältnis A berechnet.
(1) Entfernung der unfixierten anorganischen Feinteilchen
Die unfixierten anorganischen Feinteilchen werden wie unten beschrieben entfernt. Die vorliegenden Erfinder untersuchten und stellten dann diese Entfernungsbedingungen ein, um die anorganischen Feinteilchen, anders als diejenigen die in der Toneroberfläche eingebettet sind, gründlich zu entfernen.
Als ein Beispiel, zeigt 7 den Zusammenhang zwischen der Ultraschalldispersionszeit und dem Bedeckungsverhältniss, das nach Ultraschalldispersion berechnet ist, für magnetische Toner, in welchen das Bedeckungsverhältnis A auf 46% unter Verwendung der in 5 gezeigten Apparatur bei drei unterschiedlichen externen Zugabeintensitäten gebracht wurde. 7 wurde durch Berechnen, unter Verwendung der gleichen Prozedur wie für die Berechnung des Bedeckungsverhältnis A, wie oben beschrieben, des Bedeckungsverhältnisses eines magnetischen Toners, der durch Entfernen der anorganischen Feinteilchen mittels Ultraschalldispersion durch das unten beschriebene Verfahren und dann Trocknen bereitgestellt wurde.
7 demonstriert dass das Bedeckungsverhältnis im Zusammenhang mit der Entfernung der anorganischen Feinteilchen durch Ultraschalldispersion abnimmt und dass das Bedeckungsverhältnis auf einen ungefähr konstanten Wert durch Ultraschalldispersion für 20 Minuten, für alle externen Zugabeintensitäten, gebracht wird. Darauf basierend wurde festgelegt, dass Ultraschalldispersion für 30 Minuten eine gründliche Entfernung der anorganischen Feinteilchen anders als die in der Toneroberfläche eingebetteten anorganischen Feinteilchen bereitstellt und das dadurch erhaltene Bedeckungsverhältnis wurde als Bedeckungsverhältnis B definiert.
Detaillierter betrachtet, werden 16,0 g an Wasser und 4,0 g an Contaminon N (ein neutrales Detergens von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Produkt Nr. 037-10361) in ein 30 ml Glasfläschchen eingeführt und werden gründlich gemischt. 1,50 g des magnetischen Toners werden in die resultierende Lösung eingeführt und der magnetische Toner wird komplett mittels Anwendens eines Magneten am Boden untergetaucht. Danach wird der Magnet herumbewegt, um den magnetischen Toner an die Lösung zu konditionieren und Luftblasen zu entfernen.
Die Spitze eines UH-50 Ultraschalloszillators (von SMT Co., Ltd., die verwendete Spitze ist eine Titanlegierungsspitze mit einem Spitzendurchmesser Φ von 6 mm) wird so eingeführt, dass sie im Zentrum des Fläschchens ist und bei einer Höhe von 5 mm vom Boden des Fläschchens verweilt, und die anorganischen Feinteilchen werden durch Ultraschalldispersion entfernt. Nach der Anwendung von Ultraschall für 30 Minuten wird die gesamte Menge des magnetischen Toners entfernt und getrocknet. Während dieser Zeit wird so wenig Wärme wie möglich angewandt während Durchführens von Vakuumtrocknung bei nicht mehr als 30°C.
(2) Berechnung des Bedeckungsverhältnis B
Nach der wie oben beschriebenen Trocknung wird das Bedeckungsverhältnis des Toners wie für das Bedeckungsverhältnis A, das oben beschrieben ist, berechnet, um das Bedeckungsverhältnis B zu erhalten.
<Verfahren zur Messung des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen>
Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen der anorganischen Feinteilchen wird aus dem anorganischen Feinteilchenbild auf der magnetischen Toneroberfläche berechnet, das mit Hitachi's S-4800 ultrahochauflösendem Feldemissionsrasterelektronenmikroskop (Hitachi High-Technologies Corporation) aufgenommen ist. Die Bedingungen für die Bildaufnahme mit dem S-4800 sind wie folgt.
Dieselben Schritte (1) bis (3) wie oben in ”Berechnen des Bedeckungsverhältnis A” beschrieben werden durchgeführt; Fokussieren wird durchgeführt durch Durchführen der Fokussierungseinstellung bei einer 50000X Vergrößerung der magnetischen Toneroberfläche wie in (4); und die Helligkeit wird dann unter Verwendung des ABC Modes eingestellt. Hierauf folgt das Einstellen der Vergrößerung auf 100000X; Durchführen der Fokuseinstellung unter Verwendung des Fokusknopfs und der STIGMA/ALIGNMENT Knöpfe wie in (4); und Fokussierung unter Verwendung des Autofokus. Der Fokussierungseinstellungsprozess wird wiederholt, um Fokussierung bei 100000X zu erreichen.
Danach wird der Teilchendurchmesser an zumindest 300 anorganischen Feinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen und der Primärteilchen zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) wird bestimmt. Hierbei wird aufgrund, dass die anorganischen Feinteilchen auch als Aggregate vorhanden sind, der maximale Durchmesser an dem bestimmt was als das Primärteilchen identifiziert werden kann, und der Primärteilchen zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) wird durch Ermitteln des arithmetischen Mittels der erhaltenen maximalen Durchmesser erhalten.
<Verfahren zur Messung des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers (D4) des magnetischen Toners>
Der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) des magnetischen Toners wird wie folgt berechnet. Das verwendete Messinstrument ist ein ”Coulter Counter Multisizer 3” (eingetragener Handelsname, von Beckman Coulter, Inc.), ein Präzisionsteilchengrößenverteilungsmessinstrument, das auf dem Poren elektrischen Widerstandsprinzip operiert und mit einer 100 μm Öffnungsröhre ausgestattet ist. Die Messbedingungen werden eingestellt und die Messdaten werden unter Verwendung der mitgelieferten zugehörigen Software, i. e., ”Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (von Beckman Coulter, Inc.) analysiert. Die Messungen werden bei 25000 Kanälen für die Anzahl an effektiven Messungskanälen durchgeführt.
Die verwendete wässrige Elektrolytlösung für die Messungen wird durch Auflösen von hochreinem Natriumchlorid in Wasser aus einem Ionenaustauscher (ionenausgetauschtes Wasser) zubereitet, um eine Konzentration von in etwa 1 Masse% bereitzustellen und beispielsweise kann ”ISOTON II” (von Beckman Coulter, Inc.) verwendet werden.
Die zugehörige Software wird wie folgt vor der Messung und der Analyse konfiguriert.
In dem ”modify the standard operating method (SOM)” Bildschirm in der zugehörigen Software wird die gesamte Zählungsanzahl in dem Kontrollmodus auf 50000 Teilchen eingestellt; die Anzahl an Messungen wird auf 1 Mal eingestellt; und der Kd Wert wird auf den Wert eingestellt, der unter Verwendung von ”standard particle 10.0 μm” (von Beckman Coulter, Inc.) erhalten wird. Der Schwellenwert und das Rauschlevel werden automatisch durch Drücken des ”threshold value/noise level measurement button” eingestellt. Zusätzlich wird der Strom auf 1600 μA eingestellt, wird die Verstärkung auf 2 eingestellt; wird das Elektrolyt auf ISOTON II eingestellt; und wird ein Haken für den ”post-measurement aperture tube flush” eingegeben.
In dem ”setting conversion from Pulses to particle diameter” Bildschirm der zugehörigen Software wird das bin Intervall (engl. bin interval) auf logarithmischen Teilchendurchmesser eingestellt; der Teilchendurchmesser bin wird auf 256 Teilchendurchmesser bins eingestellt; und der Teilchendurchmesserbereich wird auf von 2 μm bis 60 μm eingestellt.
Die genaue Messprozedur ist wie folgt.

(1) Ungefähr 200 mL der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 250 mL Rundbodenbecherglas eingeführt, das zur Verwendung mit dem Multisizer 3 bestimmt ist, und dies wird in den Probenstand platziert und Rühren gegen den Uhrzeigersinn mit dem Rührstab wird bei 24 Rotationen pro Sekunde durchgeführt. Kontamination und Luftblasen innerhalb des Öffnungsrohrs wurden zuvor durch die ”aperture flush” Funktion der zugehörigen Software entfernt.
(2) Ungefähr 30 mL der oben beschriebenen wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 100 ml Flachbodenbecherglas eingeführt. Zu diesem werden als Dispergierstoff ungefähr 0,3 mL einer Verdünnung zugegeben, die durch die ungefähr dreifache (Masse) Verdünnung mit Wasser aus einem Ionenaustauscher von ”Contaminon N” (ein 10 Masse% wässrige Lösung eines neutralen pH 7 Detergens zum Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten, das einen nichtionischen Oberflächenaktivenstoff, ein anionischen Oberflächenaktivenstoff, und einen organische Bilder umfasst, von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zubereitet ist.
(3) Ein ”Ultraschalldispersionssystem Tetora 150” (Nikkaki Bios Co., Ltd.) wird vorbereitet; dies ist ein Ultraschalldispergierer mit einem elektrischen Ausstoß von 120 W und ist mit zwei Oszillatoren (Oszillationsfrequenz = 50 kHz) ausgestattet, die so angeordnet sind dass die Phasen um 180°C versetzt sind. Ungefähr 3,3 L von Wasser aus einem Ionenaustauscher wird in den Wassertank dieses Ultraschalldispergierers eingeführt und ungefähr 2 mL von Contaminon N werden zu dem Wassertank zugegeben.
(4) Das in (2) beschriebene Becherglas wird in die Becherglashalteröffnung des Ultraschalldispergierers eingesetzt und die Ultraschalldispersion wird gestartet. Die Höhe des Becherglases wird so eingestellt, dass die Oberflächenresonanzbedingung der wässrigen Elektrolytlösung innerhalb des Becherglases maximal ist.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung innerhalb des nach (4) eingestellten Becherglases mit Ultraschall bestrahlt wird, werden ungefähr 10 mg des Toners in kleinen Aliquots zur wässrigen Elektrolytlösung zugegeben und dispergieren wird durchgeführt. Die Ultraschalldispersionsbehandlung wird für zusätzliche 60 Sekunden fortgesetzt. Die Wassertemperatur im Wasserbad wird während der Ultraschalldispersion geeignet kontrolliert, um zumindest 10°C und nicht mehr als 40°C zu sein.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die dispergierter-Toner-enthaltende wässrige Elektrolytlösung, die in (5) zubereitet wurde, in das Rundbodenbecherglas, das in den wie in (1) beschriebenen Probenstand eingesetzt ist, mit Einstellung getropft, um eine Messkonzentration von ungefähr 5% bereitzustellen. Die Messung wird dann durchgeführt, bis die Anzahl an gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden durch die vorher zitierte zugehörige Software, die mit dem Instrument bereitgestellt ist, analysiert und der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet. Wenn eingestellt auf graph/volume% mit der zugehörigen Software ist der ”average diameter” auf dem ”analysis/volumetric statistical value (arithmetic average)” Bildschirm der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4).

<Verfahren zur Messung des 1H-NMR (kernmagnetische Resonanz) des magnetischen Toners und Anderer>

Messinstrument:

FT-NMR-Instrument, JNM-EX400 (JEOL Ltd.)

Messfrequenz:

400 MHz

Pulsbedingung:

5.0 μs

Datenpunkte:

32768

Verzögerungszeit:

25 Sekunden

Frequenzbereich:

10500 Hz

Anzahl der Integrationen:

16

Messtemperatur:

40°C

Probe:

Die Zubereitung wird durch Einführen von 200 mg der Messprobe in ein Probenröhrchen mit einem Durchmesser von 5 mm; die Zugabe von CDCl₃ (0,05% TMS) als Lösungsmittel; und Durchführen von Auflösung in einem Thermostat bei 40°C durchgeführt.

<Verfahren zur Messung, auf dem magnetischen Toner, der Peaktemperatur (Cm) des aus dem kristallinen Polyester stammenden höchsten endothermen Peaks, der Wärmeabsorptionsmengen [ΔH1 und ΔH2], und der Peaktemperatur (Wm) des aus dem Trennmittel stammenden höchsten endothermen Peaks>
Cm, ΔH1, ΔH2 und Wm werden, basierend auf ASTM-D 3418-82 unter Verwendung eines [DSC-7 (PerkinElmer Inc.)] Differentialscanningkalorimeters (DSC) gemessen oder berechnet.
Die Temperaturkorrektur in der Instrumentendetektionssektion verwendet die Schmelzpunkte von Indium und Zink und die Korrektur der Wärmemenge verwendet die Schmelzwärme von Indium.
[Für Cm, ΔH1 und ΔH2]
10 mg der Messprobe (magnetischer Toner) werden präzise eingewogen und dies wird in einen Aluminiumtiegel eingeführt und, unter Verwendung eines leeren Aluminiumtiegels als die Referenz, wird die Messung bei normaler Temperatur und normaler Luftfeuchtigkeit bei einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/Min im Messtemperaturbereich zwischen 30 und 200°C durchgeführt. Für die Messung wird die Temperatur auf 200°C bei einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/Min erhöht und wird dann auf 30°C bei 10°C/Min abgesenkt und wird danach wieder ein zweites Mal bei einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/Min erhöht.
Wenn der magnetische Toner für die Messprobe verwendet wird, wird CM als die Peaktemperatur des höchsten endothermen Peaks genommen, der in der ersten Temperatursteigung erhalten ist.
Zusätzlich wird, in dem Temperaturbereich, in welchem der endotherme Peak auftritt, ΔH1 als die Wärmeabsorptionsmenge genommen, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „a”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der während der ersten Temperaturanstiegs erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „a” begrenzt ist. Andererseits wird ΔH2 als die Wärmeabsorptionsmenge genommen, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „b”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der während des zweiten Temperaturanstiegs erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „b” begrenzt ist.
[Für Wm]
In dem oben beschriebenen Verfahren zur Messung von Cm, wird Wm als die Peaktemperatur der höchste endotherme Peak genommen, der aus dem Trennmittel stammt und in dem ersten Temperatursteigerungsprozess erhalten ist.
Der aus dem kristallinen Polyester stammende Peak und der aus dem Trennmittel stammende Peak werden durch Kontrollieren der Struktur der konstituierten Moleküle durch NMR-Messung an dem magnetischen Toner unterschieden.
Zusätzlich wird der Trennmittelgehalt im magnetischen Toner durch Vergleichen der endothermen Peaks für den magnetischen Toner mit dem endothermen Peak, der durch DSC von der einfachen Trennmittelsubstanz gemessen ist, die aus dem magnetischen Toner mit einem Soxhlet-Extraktor unter Verwendung von Hexan als Lösungsmittel extrahiert ist, bestimmt.
[Beispiele]
Die vorliegende Erfindung wird genauer durch die unten angegebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf diese beschränkt. Die „Teile” und „%” in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beruhen wenn nicht ausdrücklich anders angegeben auf einer Massenbasis.
<Kristalliner Polyester 1 Herstellungsbeispiel>
Das in Tabelle 1 gezeigte Ausgangsmonomer (42 Masseteile 1,4-Butandiol, 8 Masseteile 1,6-Hexandiol und 50 Masseteile Fumarsäure) und 0,05 Masseteile von tertiärem Butylbrenzcatechin (TBC) wurden in einem Reaktor eingeführt, der mit einem Rührer, Thermometer, und Ausflusskondensator ausgestattet ist, und eine Esterreaktion wurde für 5 Stunden bei 160°C unter einer Stickstoffatmosphäre laufen gelassen. Die Temperatur wurde dann auf 200°C erhöht und eine Polykondensationsreaktion wurde für 1 Stunde laufen gelassen. Die Reaktion wurde für 1 Stunde bei 8,3 kPa fortgeführt, um den kristallinen Polyester 1 zu erhalten. Die Eigenschaften, des erhaltenen kristallinen Polyester 1 sind in Tabelle 1 angegeben.
<Kristalliner Polyester 2 bis 10 Herstellungsbeispiele>

Die kristallinen Polyester 2 bis 10 wurden durch Vorgehen wie für die Herstellung des kristallinen Polyesters 1 erhalten, aber Ändern der Menge an Ausgangsmonomerzugabe, wie in Tabelle 1 angegeben. Die Eigenschaften der erhaltenen kristallinen Polyester 2 bis 10 sind in Tabelle 1 angegeben. [Tabelle 1]

– Kristalliner Polyester 1	30 Masseteile
– Styrol/n-Butylacrylatcopolymer (Styrol: n-Butylacrylat-Masseverhältnis = 78:22, Glasübergangstemperatur = 58°C, Peakmolekulargewicht = 8500)	70 Masseteile
– Magnetischer Körper (Zusammensetzung: Fe₃O₄, Form: sphärisch, durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 0,21 μm, magnetische Eigenschaften für 795,8 kA/m: H_C = 5,5 kA/m, σ_S = 84,0 Am²/kg und (J = 6,4 Am²/kg)	100 Masseteile
– Ladungskontrollagens (Hodogaya Chemical Col, Ltd.: T-77)	1,5 Masseteile
– Trennmittel 1 (Nippon Seiro Col, Ltd.: HNP-9)	2 Masseteile

Die oben aufgelisteten Rohmaterialien wurden vorausgehend unter Verwendung eines Henschelmischers gemischt und wurden dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet und es wurde zugelassen, dass sie spontan auf Raumtemperatur abkühlen. Daraufhin folgte ein Pulverisierungsschritt und Klassifizierungsschritt, um das magnetische Tonerteilchen 1 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 9 μm zu erhalten. Die Herstellungsbedingungen für das magnetische Tonerteilchen 1 sind in Tabelle 2 angegeben. [Tabelle 2]
<Magnetischer Toner 1 Herstellungsbeispiel>
Eine externe Zugabe und der Mischprozess wurden unter Verwendung des in 5 gezeigten Apparats für das magnetische Tonerteilchen 1 durchgeführt, das durch das magnetische Tonerteilchen 1 Herstellungsbeispiel bereitgestellt ist.
In diesem Beispiel wurde der in 5 gezeigte Apparat verwendet, in welchem der Durchmesser des inneren Umfangs des Hauptgehäuses 1 130 mm war; der verwendete Apparat wies ein Volumen für den Prozessierungsraum 9 von 2,0 × 10^–3 m³ auf; die Nennleistung des Antriebselements 8 war 5,5 kW; und das Rührelement 3 wies die in 6 angegebene Form auf. Die Überlappungsbreite d in 6 zwischen dem Rührelement 3a und dem Rührelement 3b war 0,25 D bezüglich der maximalen Breite D des Rührelements 3, und der Abstand zwischen dem Rührelement 3 und dem inneren Umfang des Hauptgehäuses 1 war 3,0 mm.
100 Masseteile des magnetischen Tonerteilchens 1 und 2,00 Masseteile des Siliziumoxidfeinteilchens 1 (erhalten durch Unterwerfen von 100 Masseteilen eines Siliziumoxids [BET: 200 m²/g und primärer teilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser (D1): 12 nm ] einer Oberflächenbehandlung mit 100 Masseteilen von Hexamethyldisilazan und dann Behandlung von 100 Masseteilen von diesen behandelten Siliziumoxid mit 10 Masseteilen Dimethylsilikonöl) wurden in den in 5 gezeigten Apparat mit der oben beschriebenen Apparatstruktur eingeführt.
Eine Vormischung wurde nach der Einführung durchgeführt, um die magnetischen Tonerteilchen und die Siliziumoxidfeinteilchen vor der externen Zugabeprozessierung gleichmäßig zu mischen. Die Vormischbedingungen waren wie folgt: eine Antriebselement-8-Leistung von 0,1 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 150 rpm) und einer Prozessierungszeit von 1 Minute.
Die externe Zugabe und der Mischprozess wurden durchgeführt, sobald die Vormischung beendet war. Bezüglich der Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess, war die Prozessierungszeit 5 Minuten und die periphere Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3 wurde eingestellt, um eine konstante Antriebelement-8-Leistung von 1,0 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 1800 rpm) bereitzustellen. Die Bedingungen für die externe Zugabe und den Mischprozess sind in Tabelle 5 angegeben.
Nach der externen Zugabe und dem Mischprozess, wurden die groben Partikel und so weiter unter Verwendung eines zirkular vibrierenden groben Siebs entfernt, das mit einem groben Sieb mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Öffnung von 75 μm ausgestattet war, um den magnetischen Toner 1 zu erhalten. Wenn der magnetische Toner 1 vergrößert wurde und mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet wurde und der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der primären Teilchen der Siliziumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde, wurde ein Wert von 15 nm erhalten. Die Eigenschaften des erhaltenen magnetischen Toners 1 sind in Tabelle 3 angegeben. [Tabelle 3-1]

[Tabelle 3-2]
<Magnetischer Toner 2 Herstellungsbeispiel>
Ein magnetischer Toner 2 wurde durch Befolgen der gleichen Prozedur wie in dem magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel erhalten, mit der Ausnahme, dass Siliziumoxidfeinteilchen 1 zu Siliziumoxidfeinteilchen 2 geändert wurden, welche durch Durchführen der gleichen Oberflächenbehandlung, wie für Siliziumoxidfeinteilchen 1, aber an einem Siliziumoxid, das eine BET-spezifische Oberfläche von 300 m²/g und einen primären teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 8 nm aufwies, erhalten wurden. Die externen Zugabebedingungen für – und Eigenschaften von dem magnetischen Toner 2 sind in Tabelle 3 und Tabelle 5 angegeben.
<Magnetischer Toner 3 Herstellungsbeispiel>
Ein magnetischer Toner 3 wurde durch Befolgen der gleichen Prozedur wie im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel erhalten, mit der Ausnahme, dass Siliziumoxidfeinteilchen 3 anstelle von Siliziumoxidfeinteilchen 1 verwendet wurden. Siliziumoxidfeinteilchen 3 wurden durch Durchführen der gleichen Oberflächenbehandlung wie für Siliziumoxidfeinteilchen 1 erhalten, aber an einem Siliziumoxid, das eine BET-spezifische Oberfläche von 90 m²/g und einen primären teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser (D1) von 25 nm aufwies. Wenn der magnetische Toner 3 mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet wurde, wurde ein Wert von 28 nm erhalten, wenn der zahlengemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen, der Siliziumoxidfeinteilchen auf der magnetischen Toneroberfläche gemessen wurde.
Die externen Zugabebedingungen und Eigenschaften von dem magnetischen Toner 3 sind in Tabelle 3 und Tabelle 5 angegeben.
<Magnetischer Toner 4 Herstellungsbeispiel>
Die externe Zugabe und der Mischprozess wurden gemäß der folgenden Prozedur unter Verwendung eines externen Zugabeapparats (der Apparat aus 5), welches der gleiche wie der Apparat im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel ist, durchgeführt.
Wie in Tabelle 5 angegeben, wurden die Siliziumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile), die in dem magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel zugegeben wurden, zu Siliziumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zuerst wurden 100 Masseteile an magnetischen Tonerteilchen 1, 0,70 Masseteile an Siliziumoxidfeinteilchen 1 und 0,30 Masseteile der Titanoxidfeinteilchen in den Apparat von 5 eingeführt und dann wurde die gleiche Vormischung wie im magnetischem Toner 1 Herstellungsbeispiel durchgeführt.
In der externen Zugabe und dem Mischprozess, der nach Beendigung der Vormischung durchgeführt wurde, wurde die Prozessierung für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten durchgeführt, während des Einstellens der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3, um eine konstante Antriebselement 8 Leistung von 1,0 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 1800 rpm) bereitzustellen, nach welchen der Mischungsprozess temporär gestoppt wurde. Die zusätzliche Einführung der verbleibenden Siliziumoxidfeinteilchen 1 (1,00 Masseteile bezüglich 100 Masseteilen an magnetischen Tonerteilchen 1) wurde dann durchgeführt, gefolgt durch erneutes Prozessieren für eine Prozessierungszeit von 3 Minuten während Einstellens der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3, um eine konstante Antriebselement-8-Leistung von 1,0 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 1800 rpm) bereitzustellen, dementsprechend wurde eine gesamte externe Zugabe und Mischprozesszeit von 5 Minuten bereitgestellt. Nach der externen Zugabe und dem Mischprozess wurden die groben Teilchen und so weiter unter Verwendung eines zirkulären vibrierenden groben Siebs (engl. circular vibrating screen) wie im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel entfernt, um den magnetischen Toner 4 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 4 sind in Tabelle 3 angegeben und die Eigenschaften des magnetischen Toners 4 sind in Tabelle 5 angegeben.
<Magnetischer Toner 5 Herstellungsbeispiel>
Die externe Zugabe und der Mischprozess wurden gemäß der folgenden Prozedur unter Verwendung desselben externen Zugabeapparats wie der aus 5 in magnetischem Toner 1 Herstellungsbeispiel durchgeführt.
Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden die Siliziumoxidfeinteilchen 1 (2,00 Masseteile), die in magnetischem Toner 1 Herstellungsbeispiel zugegeben wurden, zu Siliziumoxidfeinteilchen 1 (1,70 Masseteile) und Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile) geändert.
Zuerst wurden 100 Masseteile an magnetischen Tonerteilchen 1 und 1,70 Masseteile an Siliziumoxidfeinteilchen 1 in den Apparat von 5 eingeführt und dann wurde die gleiche Vormischung wie im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel durchgeführt.
In der externen Zugabe und dem Mischprozess, die nach Beendigung der Vormischung durchgeführt wurden, wurde das Prozessieren für eine Prozessierungszeit von 2 Minuten durchgeführt, während des Einstellens der peripheren Geschwindigkeit des äußeren Endes des Rührelements 3, um eine konstante Antriebselement-8-Leistung von 1,0 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 1800 rpm) bereitzustellen, danach wurde der Mischprozess temporär gestoppt. Dann wurde die zusätzliche Einführung der verbleibenden Titanoxidfeinteilchen (0,30 Masseteile bezüglich 100 Masseteilen der magnetischen Tonerteilchen 1) durchgeführt, gefolgt durch erneutes Prozessieren für eine Prozessierungszeit von 3 Minuten während Einstellens der peripheren Geschwindigkeit des äußersten Endes des Rührelements 3, um eine konstante Antriebselement-8-Leistung von 1,0 W/g (Antriebselement 8 Rotationsrate von 1800 rpm) bereitzustellen, dadurch wurde eine gesamte externen Zugabe und Mischprozesszeit von 5 Minuten bereitgestellt. Nach der externen Zugabe und dem Mischprozess wurden die groben Teilchen und so weiter unter Verwendung eines zirkulär vibrierenden groben Siebs wie im magnetischem Toner 1 Herstellungsbeispiel entfernt, um den magnetischen Toner 5 zu erhalten. Die externen Zugabebedingungen für den magnetischen Toner 5 sind in Tabelle 3 angegeben und die Eigenschaften davon sind in Tabelle 5 angegeben.
<Magnetische Tonerteilchen 2 bis 36 Herstellungsbeispiele>
Magnetische Tonerteilchen 2 bis 36 wurden durch Vorgehen wie im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel erhalten, aber Ändern der Art an kristallinem Polyester und Trennmittel und der Produktionsbedingungen, wie in Tabelle 2 angegeben. Die Produktionsbedingungen für die erhaltenen magnetischen Tonerteilchen 2 bis 36 sind in Tabelle 2 angegeben. Die Art und die Eigenschaften des Trennmittels sind in Tabelle 4 angegeben. [Tabelle 4]
<Magnetische Toner 6 bis 40 Herstellungsbeispiele und Vergleichs-magnetische Toner 1 bis 17 Herstellungsbeispiele>
Magnetische Toner 6 bis 40 und Vergleichs-magnetische Toner 1 bis 17 wurden unter Verwendung der in Tabelle 5 gezeigten magnetischen Tonerteilchen im magnetischen Toner 1 Herstellungsbeispiel anstatt von magnetischen Tonerteilchen 1 erhalten und durch Durchführen jeweiliger externer Zugabeprozesse unter Verwendung der externen Zugabeformulierungen, externen Zugabeapparate und externen Zugabebedingungen, die in Tabelle 5 gezeigt sind. Die Eigenschaften der magnetischen Toner 6 bis 40 und der Vergleichs-magnetischen Toner 1 bis 17 sind in Tabelle 3 angegeben.
Anatas-Titanoxidfeinteilchen (BET-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, primärteilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser (D1): 15 nm, behandelt mit 12 Masse-% Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die Titanoxidfeinteilchen, die in Tabelle 5 referenziert sind, verwendet und Aluminiumoxidfeinteilchen (BET-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, primärteilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser (D1): 17 nm, behandelt mit 10 Masse-% Isobutyltrimethoxysilan) wurden für die Aluminiumoxidfeinteilchen, die in Tabelle 5 referenziert sind, verwendet.
Tabelle 3 gibt auch den Gehalt (Masse-%) an Siliziumoxidfeinteilchen für die Zugabe von Titanoxidfeinteilchen und/oder Aluminiumoxidfeinteilchen zusätzlich zu Lithiumoxidfeinteilchen an.
Für Vergleichs-magnetische Toner 9 bis 11 und 13 und 14 wurde kein Vormischen durchgeführt und die externe Zugabe und der Mischprozess wurden sofort nach der Einführung (als „kein Vormischen” in Tabelle 5 angegeben) durchgeführt.
Der Hybridisierer, der in Tabelle 5 referenziert ist, ist das Hybridisierer Modell 5 (Nara Machinery Co., Ltd.), und der Henschel-Mischer, der in Tabelle 5 referenziert ist, ist der FM10C (Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co., Ltd.).
Die Eigenschaften der magnetischen Toner sind in Tabelle 3 angegeben. [Tabelle 5-1]

[Tabelle 5-2]
<Vergleichsmagnetischer Toner 18 Herstellungsbeispiel>
Vergleichs-magnetischer Toner 18 wurde durch Mischen und Anhaften unter Verwendung eines Henschel-Mischers von 2,8 Masseteilen eines hydrophoben Siliziumoxids (HVK2150 von Clariant) und 0,8 Masseteile von Strontiumtitanat (Sw-350 von Titan Kogyo, Ltd.) zu 100 Masseteilen von magnetischen Tonerteilchen 1 erhalten. Die Eigenschaften des Vergleichsmagnetischen Toners 18 sind in Tabelle 3 angegeben. <Vergleichsmagnetischer Toner 19 Herstellungsbeispiel>

• Ethylenglykol 50 Masseteile

• Neopentylglykol 65 Masseteile

• Terephthalsäure 96 Masseteile
Diese Monomere wurden in einen Kolben geladen; die Temperatur wurde auf 190°C über eine Stunde erhöht; 1,2 Masseteile an Dibutylzinnoxid wurden eingeführt.
Die Temperatur wurde von 190°C auf 240°C über 6 Stunden, während dem Herausdestillieren des hergestellten Wassers, erhöht und die Dehydrierungskondensationsreaktion wurde für zusätzlich 4 Stunden bei 240°C fortgeführt, um einen nicht kristallinen Polyester mit einem Säurewert von 10,0 mg KOH/g, einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 12000 und einer Glasübergangstemperatur von 60°C herzustellen.
Dann wurde dies, während im geschmolzenen Zustand wie erhalten, bei einer Rate von 100 g pro Minute an ein Cavitron CD1010 (Eurotec Co., Ltd.) transportiert. Ein verdünntes wässriges Ammoniak mit einer Konzentration von 0,37 Masse-%, hergestellt durch die Verdünnung vom wässrigen Ammoniak als Edukt mit Wasser aus einem Ionenaustauscher, wurde in einen separat bereitgestelltes wässrigen Medium-Tank eingeführt und wurde zum Zeitpunkt an dem das Polyesterharz schmilzt in den Cavitron bei einer Rate von 0,1 Liter pro Minute transportiert während des Erwärmens auf 120°C mit einem Wärmeaustauscher. Der Cavitron wurde bei einer Rotorrotationsrate von 60 Hz und einem Druck von 5 kg/m² betrieben, um eine Dispersion an nicht kristallinen Harzfeinteilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 160 nm, einer Feststofffraktion von 30 Masse-%, einer Glasübergangstemperatur von 60°C und einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 12000 zu ergeben.

• Magnetit 49 Masseteile

• Ionischer oberflächenaktiver Stoff (Neogen RK, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Col, Ltd.) 1 Masseteil

• Wasser von einem Ionenaustauscher 50 Masseteile

Diese Komponenten wurden gemischt und wurden vorläufig für 10 Minuten unter Verwendung eines Homogenisierers (Ultra-Turrax: IKA) dispergiert und wurden dann für 15 Minuten bei einem Druck von 245 MPa unter Verwendung eines gegenüberliegenden Pralltyp nassen Pulverisierers (Altimizer: Sugino Machine Limited) dispergiert, um eine magnetische Teilchendispersion zu erhalten.

• Kristalliner Polyester 1	50 Masseteile
• Anionischer oberflächenaktiver Stoff (Neogen SC, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)	2 Masseteile
• Wasser aus einem Ionenaustauscher	200 Masseteile

Diese Komponenten wurden auf 120°C erwärmt und gründlich mit einem Ultra-Turrax T50 von IKA dispergiert und wurden dann mit einem unter Druck stehenden Ausstoß-artigen Homogenisier dispergiert; Einsammeln wurde durchgeführt, als der volumengemittelte Teilchendurchmesser 180 nm erreichte, um eine Dispersion von kristallinen Harzfeinteilchen zu erhalten.

• Die Dispersion an nicht kristallinen Harzfeinteilchen	150 Masseteile
• Die magnetische Teilchendispersion	70 Masseteile
• Die Dispersion an kristallinen Harzfeinteilchen	50 Masseteile
• Polyaluminiumflorid	0,4 Masseteile
• Wasser von einem Ionenaustauscher	100 Masseteile

Diese Komponenten wurden gemischt und wurden gründlich in einem runden rostfreien Stahlkolben unter Verwendung eines Ultra-Turrax T50 von IKA gemischt·dispergiert; diesem folgte Aufwärmen des Kolbens auf einem Aufwärmölbad auf 48°C während Rührens. Nach Beibehalten für 60 Minuten bei 48°C, wurde eine ergänzende Zugabe von 70 Masseteilen der Dispersion an nicht kristallinen Harzfeinteilchen langsam durchgeführt. Danach wurde der pH in dem System auf 8,0 unter Verwendung einer wässrigen Natriumhydroxidlösung mit einer Konzentration von 0,5 mol/L eingestellt; der rostfreie Stahlkolben wurde dann fest verschlossen und der Rührerschaft wurde magnetisch versiegelt; und Aufwärmen auf 90°C wurde durchgeführt während Weiterführens des Rührens und dies wurde für 3 Stunden beibehalten.
Nach der Komplettierung der Reaktion wurde Abkühlen bei einer Rate der Temperaturabnahme von 2°C/min durchgeführt; Filtration wurde durchgeführt mit gründlichem Waschen mit Wasser von einem Ionenaustauscher; und Fest-Flüssig-Separation wurde durchgeführt, um die magnetischen Tonerteilchen 35 zu erhalten.
Vergleichs-magnetischer Toner 19 wurde durch Zugeben der Folgenden zu diesen magnetischen Tonerteilchen 35 erhalten, um ein Bedeckungsverhältnis A auf der magnetischen Tonerteilchenoberfläche von 40% bereitzustellen, und Mischen mit einem Henschel-Mischer:Siliziumoxidfeinteilchen mit einem primären teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser von 40 nm, welche einer hydrophoben Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan unterworfen worden sind, und Meta-Titansäureverbindungsfeinteilchen mit einem primären Teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser von 20 nm, welche das Reaktionsprodukt von Meta-Titansäure und Isobutyltrimethoxysilan waren. Die Eigenschaften des Vergleichs-magnetischen Toners 19 sind in Tabelle 3 angegeben. <Vergleichsmagnetischer Toner 20 Herstellungsbeispiel>

• 1,4-Butandiol 2070 g

• Fumarsäure 2535 g

• Trimellitanhydrid 291 g

• Hydrochinon 4,9 g

Diese Rohmaterialien wurden in einen 5 L Vierhalskolben eingeführt, der mit einem Stickstoffeinführungsrohr, einem Wasserabscheider, einem Rührer und einer Thermoelement ausgestattet war, und wurden für 5 Stunden bei 160°C reagieren gelassen. Diesem folgte die Erhöhung der Temperatur auf 200°C und das Reagieren für 1 Stunde und anschließend das Reagieren für 1 Stunde bei 8,3 kPa, um ein Harz A zu erhalten.

• Bisphenol A-2 mol Propylenoxidaddukt (BPA-PO)	2000 g
• Bisphenol A-2 mol Ethylenoxidaddukt (BPA-EO)	800 g
• Terephthalsäure	600 g
• Dodecenylsuccinanhydrid	500 g
• Trimellitandydrid	350 g
• Dibutylzinnoxid	4 g

Diese Rohmaterialien wurden in einem 5 L Vierhalskolben eingeführt, der mit einem Wasserabscheider, einem Rührer und einem Thermoelement ausgestattet war, und wurden für 8 Stunden bei 220°C reagieren gelassen.

Diesem folgte zusätzliche Reaktion bei 8,3 kPa bis der vorgegebene Erweichungspunkt erreicht wurde, dadurch wurde ein Harz a erhalten.

• Bisphenol A-2 mol Propylenoxidaddukt (BPA-PO)	2000 g
• Bisphenol A-2 mol Ethylenoxidaddukt (BPA-EO)	800 g
• Terephthalsäure	400 g
• Fumarsäure	600 g
• Trimellitandydrid	550 g

Diese Rohmaterialien wurden in einen 5 L Vierhalskolben eingeführt, der mit einem Wasserabscheider, einem Rührer und einem Thermoelement ausgestattet war, und wurden für 8 Stunden bei 220°C reagieren gelassen.

Diesem folgte zusätzliche Reaktion bei 8,3 kPa bis ein Erweichungspunkt von 66°C erreicht wurde, dadurch wurde ein Harz b erhalten.

• Harz A	10 Masseteile
• Harz a	60 Masseteile
• Harz b	30 Masseteile
• Magnetischer Körper (MTS-106HD von Toda Kogyo Corp.)	100 Masseteile
• Polypropylenwachs (Sanyo Chemical Industries, Ltd.: VISKOL 550P, Schmelzpunkt: 120°C)	2 Masseteile
• Ladungskontrollagens (Hodogaya Chemical Col, Ltd.: T-77)	1 Masseteil

Diese Rohmaterialien wurden unter Verwendung eines Henschelmischers gemischt und wurden dann schmelz-geknetet unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders. Das resultierende schmelzgeknetete Material wurde pulverisiert und unter Verwendung eines „Modell IDS-2” Hochgeschwindigkeitsdüsenstrahlpulverisierers/-klassifizierers (Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) klassifiziert, um einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 8 μm bereitzustellen, dadurch wurde das magnetische Tonerteilchen 36 erhalten.
Unter Verwendung eines Henschel-Mischers, wurden zuerst das Folgende zugegeben zu 521,0 g des magnetischen Tonerteilchens 36 unter starkem Rühren bei 1500 rpm und als Additive gemischt: 2,0 g an Anastas-artigen-Titanoxidfeinteilchen [Bet-spezifische Oberfläche: 80 m²/g, primärteilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser (D1) 15 nm, behandelt mit 12 Masse-% Isobutyltrimethoxysilan] und 2,0 g an Siliziumoxidfeinteilchen, die einen primären teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser von 40 nm aufwiesen, und die einer hydrophoben Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan unterworfen worden sind. Danach wurden 2,0 g an Siliziumoxidfeinteilchen, die einen primären teilchenzahlengemittelten Teilchendurchmesser von 40 nm aufwiesen und die einer hydrophoben Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan unterworfen worden sind, als ein Additiv unter Verwendung eines Henschelmischers bei 1000 rpm zugegeben, dadurch wurde der Vergleichs-magnetische Toner 20 erhalten. Die Eigenschaften des Vergleichs-magnetischen Toners 20 sind in Tabelle 3 angegeben.
<Vergleichsmagnetischer Toner 21 Herstellungsbeispiel>
4,6 Masseteile an Meta-Titansäure (primärteilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser = 30 nm, behandelt mit 50 Masse-% i-Butyltrimethoxysilan) wurden zu 100 Masseteilen des magnetischen Tonerteilchens 1 zugegeben und Vermengen wurde mit einem 20 L Henschel-Mischer bei einer peripheren Geschwindigkeit von 40 m/sec × 20 Minuten durchgeführt. Danach wurden 3,4 Masseteile sphärisches Siliziumoxid (primärteilchenzahlengemittelter Teilchendurchmesser = 130 nm, Sol-Gel-Verfahren, behandelt mit 8 Masse-% Hexamethyldisilazan [HMDS]) zugegeben und zusätzliches Vermengen wurde bei einer peripheren Geschwindigkeit von 40 m/sec für 10 Minuten durchgeführt, um den Vergleichs-magnetischen Toner 21 zu erhalten. Die Eigenschaften des Vergleichs-magnetischen Toners 21 sind in Tabelle 3 angegeben.
<Beispiel 1>
[Evaluierung des elektrostatischen Offsets und der Bilddichte vor- und nach Langzeitverwendung]
Der elektrostatische Offset wurde in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung (32,5°C, 85% RH) evaluiert, weil der elektrostatische Offset in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung unvorteilhaft wird, welche die Verbreiterung der Ladungsverteilung im magnetischen Toner vereinfacht.
Ein Laserstrahl (engl. laser jet) 3500 Laser-beam-Drucker von Hewlett-Packard wurde als der Evaluierungsapparat verwendet: Er war so modifiziert, dass die Fixierungstemperatur in dem Fixierungsapparat frei eingestellt werden konnte und eine Prozessgeschwindigkeit 350 mm/sec war.
Darüber hinaus wurde die Prozesskartusche modifiziert, um ihre Kapazität zu verdoppeln, und diese modifizierte Prozesskartusche wurde mit 100 g des magnetischen Toners 1 gefüllt. Diese modifizierte Kartusche wurde in den Evaluierungsapparat installiert und über Nacht in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung (32,5°C, 85% RH) stehen gelassen.
Am nächsten Tag wurde eine Anfangsüberprüfung in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung (32,5°C, 85% RH) durchgeführt durch Einstellen der Fixierungstemperatur in dem Evaluierungsapparat 25°C nach unten vom Defaultwert; Ausgeben eines 3cm-mal-3cm diskreten Punktbilds (eingestellt, um eine Bilddichte von 0,5 bis 0,6 bereitzustellen, gemessen unter Verwendung eines MacBeth Reflektionsdensitometers (MacBeth Corporation) auf FOX RIVER BOND Papier (90 g/m²), das für 24 Stunden in einer hohen Temperatur, hohen Luftfeuchtigkeitsumgebung (32,5°C, 85% RH) gehalten worden ist; und visuellem Evaluieren des Ausmaßes an elektrostatischem Offset, das in dem dichten weißen Bereich unter dem Punktbild hergestellt ist. Die Resultate der Evaluierung sind in Tabelle 6 angegeben.
Die verwendete Skala, um den elektrostatischen Offset zu evaluieren ist unten angegeben.

A:: kann nicht visuell beobachtet werden
B:: kann sehr schwach beobachtet werden
C:: ein Bereich an elektrostatischem Offset wird sofort gesehen, aber ein elektrostatischer Offset fehlender Bereich ist ebenfalls vorhanden
D:: ein 3 cm-mal-3 cm Quadrat kann deutlich beobachtet werden

Andererseits ist die verwendete Skala, um die Bilddichte zu evaluieren, unten angegeben. Für die Bilddichte, wurde ein dichter (engl. solid) Bildbereich gebildet und die Dichte dieses dichten Bilds wurde unter Verwendung eines MacBeth Reflektionsdensitometers (MacBeth Corporation) gemessen.

A:: sehr gut (zumindest 1,45)
B:: gut (weniger als 1,45 und zumindest 1,40)
C:: mittelmäßig (weniger als 1,40 und mindestens 1,35)
D:: schlecht (weniger als 1,35)

(Post-Haltbarkeitsprüfung)
Nach der anfänglichen Prüfung wurde ein 500-Druck-Haltbarkeitstest unter Verwendung von gewöhnlichem A4-Papier (75 g/m²) durchlaufen: ein Druck eines horizontalen Linienmusters mit einer Druckprozentsatz von 1,5% entsprach einem Job, und ein Modus wurde verwendet, in welchem die Maschine eingestellt war, um zu einem momentanen Stopp zwischen Jobs zu kommen, nach welchem der nächste Job gestartet wurde. Dieselbe Prüfung wie oben wurde nach diesem Test durchgeführt. Die Resultate der Evaluierung sind in Tabelle 6 angegeben.
[Evaluierung der Lagerstabilität]
Ungefähr 10 g an magnetischem Toner 1 wurde in einem 100 cm³ Plastikbecher platziert und für 3 Tage bei 50°C stehen gelassen, wonach der Effekt auf den Toner visuell evaluiert wurde. Die Skala zur Evaluierung der Lagerstabilität ist unten angegeben. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben.

A:: sehr gut (keine Veränderung)
B:: gut (Aggregate werden beobachtet, aber brechen einfach auf)
C:: geeignet (schwierig aufzubrechen)
D:: ungeeignet (Klumpenbildung (engl. caking))

<Beispiele 2 bis 4>
Bildausgabe und -testung wurden wie in Beispiel 1 durchgeführt, aber unter Verwendung der magnetischen Toner, die in Tabelle 6 beschrieben sind. Die Resultate dieser Evaluierungen sind in Tabelle 6 angegeben.
<Vergleichsbeispiele 1 bis 21>
Bildausgabe und Testung wurden durchgeführt wie in Beispiel 1 aber unter Verwendung der magnetischen Toner, die in Tabelle 6 beschrieben sind. Die Resultate dieser Evaluierungen sind in Tabelle 6 angegeben. [Tabelle 6]
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Der Umfang der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation, um alle derartige Modifikationen äquivalente Strukturen und Funktionen zu umfassen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-019520 , eingereicht am 1. Februar 2012, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

1: Hauptgehäuse
2: RotierendesElement
3, 3a, 3b: Rührelement
4: Mantel
5: Rohmaterialeinlassöffnung
6: Produktauslassöffnung
7: Mittelschaft
8: Antriebselement
9: Prozessierraum
10: Endoberfläche des rotierenden Elements
11: Richtung der Rotation
12: Rückwärtsrichtung
13: Vorwärtsrichtung
16: Rohmaterialeinlassöffnungs-Innenteil
17: Produktauslassöffnungs-Innenteil
d: Distanz, die den Überlappungsanteil der Rührelemente zeigt
D: Rührelementbreite
100: Elektrostatisches latentes Bild-tragendes Element (photosensitives Element)
102: Tonertragendes Element (Entwicklungshülse)
103: Entwicklungsklinge
114: Transferelement (Transferwalze)
116: Reiniger
117: Ladungselement (Ladungswalze)
121: Lasergenerator (latentes bilderzeugendes Mittel, Fotobelichtungssapparat)
123: Laser
124: Registerwalze
125: Transportband
126: Fixiereinheit
140: Entwicklungsvorrichtung
141: Rührelement

Claims

Magnetischer Toner, der umfasst magnetische Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und einen magnetischen Körper enthalten, und anorganische Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, wobei; die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen vorhanden sind, Metalloxidfeinteilchen umfassen, die Metalloxidfeinteilchen Siliziumoxidfeinteilchen enthalten, und optional Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen enthalten, und ein Gehalt der Siliziumoxidfeinteilchen zumindest 85 Masse-% bezüglich einer Gesamtmasse der Siliziumoxidfeinteilchen, der Titanoxidfeinteilchen und der Aluminiumoxidfeinteilchen ist, wobei; wenn ein Bedeckungsverhältnis A (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen ist und ein Bedeckungsverhältnis B (%) ein Bedeckungsverhältnis der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen durch die anorganischen Feinteilchen, die auf der Oberfläche der magnetischen Tonerteilchen fixiert sind, ist, der magnetische Toner ein Bedeckungsverhältnis A von zumindest 45,0% und nicht mehr als 70,0% und ein Verhältnis [Bedeckungsverhältnis B/Bedeckungsverhältnis A] des Bedeckungsverhältnisses B zu dem Bedeckungsverhältnis A von zumindest 0,50 bis nicht mehr als 0,85 aufweist, das magnetische Tonerteilchen einen kristallinen Polyester enthält; und in einer Differentialscanningkalorimetriemessung des magnetischen Toners, i) die Peak-Temperatur (Cm) des höchsten endothermen Peaks, der von dem kristallinen Polyester stammt und während einer ersten Temperatursteigerung erhalten ist, von zumindest 70°C bis nicht mehr als 130°C ist, und ii) wenn ΔH1 eine Wärmeabsorptionmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, welche durch eine Differenzialscanningkalorimetriekurve „a”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der von dem kristallinen Polyester stammt und der während der ersten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „a” begrenzt ist, und ΔH2 eine Wärmeabsorptionmenge ist, die aus der Fläche berechnet ist, die durch eine Differentialscanningkalorimetriekurve „b”, die den höchsten endothermen Peak anzeigt, der von dem kristallinen Polyester stammt und während einer zweiten Temperatursteigerung erhalten ist, und der Basislinie der Differentialscanningkalorimetriekurve „b” begrenzt ist, der Wert, der durch Subtrahieren von ΔH2 von ΔH1 erhalten ist, von zumindest 0,30 J/g bis nicht mehr als 5,30 J/g ist.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1, wobei der Variationskoeffizient des Bedeckungsverhältnisses A nicht mehr als 10,0% ist.
Magnetischer Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei der magnetische Toner ein Trennmittel bei zumindest 1 Masseteil bis nicht mehr als 10 Masseteile pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes umfasst, die Peak-Temperatur (Wm) des höchsten endothermen Peaks, der von dem Trennmittel stammt, zumindest 40°C ist, und die Wm und Cm die folgende Formel (1) erfüllen: 35 ≤ Cm – Wm ≤ 55.