DE602004001025T2

DE602004001025T2 - Magnetischer Toner

Info

Publication number: DE602004001025T2
Application number: DE602004001025T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ogawa; Takashige Kasuya; Syuhei Moribe; Kouji Nishikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: KR20050014638A; US20050026060A1; KR100544937B1; CN1577123A; EP1503249A1; DE602004001025D1; US20070202424A1; US7422832B2; EP1503249B1; JP2005062797A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zur Anwendung in einem Bildherstellungsverfahren, wie Elektrophotographie, elektrostatischer Druck, ein magnetisches Aufzeichnungsverfahren oder ein Tonerstrahlverfahren.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Es sind bisher verschiedene Toner in der Hinsicht vorgeschlagen worden, dass die Fixierung bei niedriger Temperatur und eine heiße Offset-Beständigkeit bei hoher Temperatur miteinander verträglich sind. Insbesondere ist ein Toner unter Verwendung eines Bindemittelharzes mit einer Polyesterkomponente in einem Modell, wie eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung, verwendet worden, wobei das Fixiervermögen von Wichtigkeit wegen seines hervorragen Fixiervermögens und heißer Offset-Eigenschaften ist. Allerdings neigt ein Polyesterharz dazu, Wasser zu enthalten, weil das Polyesterharz durch eine Dehydratisierungsreaktion polymerisiert wird. Darüber hinaus neigt das Polyesterharz dazu, Wasser zu adsorbieren aufgrund der Gegenwart einer Säuregruppe oder einer Hydroxylgruppe am Ende seines Moleküls. Deswegen ist das Polyesterharz temperatur- und feuchtigkeitsempfindlich bei seiner Verwendung in den jeweiligen Umgebungen, so dass das Entwicklungsvermögen und Ladungsvermögen als Eigenschaften des Toners je nach Umgebung instabil sein können.
Geräte, wie Drucker, sollen im Hinblick auf den Energieverbrauch und Platzeinsparung in Büros miniaturisiert bzw. verkleinert sein, und die Behälter zum Aufbewahren von Tonern sollen ebenfalls verkleinert sein. Deswegen besteht ein Bedarf hinsichtlich eines Toners mit einem geringen Tonerverbrauch, das heißt, eines Toners, mit dem viele Blätter unter Anwendung nur einer kleinen Menge des Toners ausgedruckt werden können.
Wenn ein Bindemittelharz mit einer Polyesterkomponente für einen magnetischen Toner verwendet wird, ist es außerordentlich wichtig, die magnetischen Eigenschaften des Toners und die Ladeeigenschaft des Bindemittelharzes zu steuern, um einen niedrigen Tonerverbrauch zu erreichen. Insbesondere ist ein Polymerisationskatalysator zur Herstellung eines Polyesterharzes wichtig, um die Umweltstabilität des Entwicklungsvermögens des Toners zu erhöhen und einen niedrigen Tonerverbrauch zu erreichen, weil der Polymerisationskatalysator einen außerordentlichen Effekt auf die Ladeeigenschaft des Bindemittelharzes hat.
Nach den im Allgemeinen angewendeten Techniken zur Herstellung eines Polyesterharzes für einen Toner, wird ein Katalysator auf Zinnbasis, wie Dibutylzinnoxid und Dioctylzinnoxid, oder ein Katalysator auf Antimonbasis, wie Antimontrioxid, als Polymerisationskatalysator verwendet. Diese Techniken sind nicht dafür geeignet, die für einen magnetischen Toner erforderliche Leistung zu erbringen, das heißt, eine höhere Geschwindigkeit und größere Umweltstabilität sind nunmehr mehr denn je erforderlich.
Die JP 2002-148867 A beschreibt eine Technik, bei der ein Titanat eines aromatischen Diols als Polymerisationskatalysator verwendet wird. Die JP 2001-064378 A beschreibt eine Technik, bei der eine feste Titanverbindung als Polymerisationskatalysator verwendet wird.
Allerdings ist die Polymerisierung einer Polyesterkomponente unter Verwendung eines Polymerisationskatalysators, der aus diesen Titanverbindungen hergestellt ist, nicht für die Steuerung der Ladbarkeit eines magnetischen Toners geeignet.
In einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines magnetischen Toners, der bevorzugt in einem elektrophotographischen Entwicklungsverfahren verwendet wird, beeinträchtigen die magnetischen Eigenschaften und die Ladbarkeit des magnetischen Toners signifikant den Tonerverbrauch. Insbesondere, bei einem magnetischen Toner unter Verwendung eines Polyesterharzes als sein Bindemittelharz, ist es notwendig, entsprechend die Ladbarkeit, das Dispersionsvermögen eines magnetischen Eisenoxids, die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Toners usw. durch eine Kombination des Harzes und eines magnetischen Materials zu steuern. Die JP 09-090670 A, JP 09-146297 A, JP 10-171150 A und JP 2002-214829 A offenbaren jeweils magnetische Eigenschaften eines Toners. Allerdings sind ein Polymerisationskatalysator für eine Polyesterkomponente und die magnetischen Eigenschaften eines Toners in diesen Publikationen nicht ausreichend studiert worden, und es besteht daher Raum für Verbesserungen.
Die JP 03-084558 A, JP 03-229268 A und JP 04-001766 offenbaren jeweils eine Technik zur Bildung eines Toners in eine annähernd kugelförmige Form mit einem Herstellungsverfahren, wie ein Sprühgranulierungsverfahren, ein Lösungsverfahren oder ein Polymerisationsverfahren als Technik zur Modifikation der Form bzw. Gestalt eines Toners. Außerdem offenbaren jeweils die JP 02-087157 A, JP 10-097095 A, JP 11-1149176 A und JP 11-202557 eine Technik zur Modifikation der Form und Oberflächeneigenschaften eines Tonerteilchens, das nach einer Pulverisierungsmethode durch Anwendung von thermischen oder mechanischen Stößen hergestellt wird. Allerdings führt die Modifikation der Form eines Toners nach diesen Verfahren allerdings nicht zu einer Verringerung des Tonerverbrauchs, während allerdings eine hohe Umweltstabilität des Entwicklungsvermögens eines magnetischen Toners unter Anwendung eines Polyesterharzes erhalten bleibt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner zur Verfügung zu stellen, der die obigen Probleme überwindet, das heißt, einen magnetischen Toner, der ein ausgezeichnetes Entwicklungsvermögen und Umweltstabilität aufweist und einen geringen Tonerverbrauch ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Toner, der magnetische Tonerteilchen umfasst, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz und ein magnetisches Eisenoxid umfassen, wobei der Magnettoner eine Sättigungsmagnetisierung σs in einem Bereich von 5 bis 60 Am²/kg und eine remanente Magnetisierung σr in einem Bereich von 0,1 bis 10,0 Am²/kg in einem gemessenen Magnetfeld von 795,8 kA/m aufweist und das Bindemittelharz eine Polyesterkomponente enthält, die durch Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator polymerisiert worden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
1 eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für ein Oberflächenmodifikationsgerät zeigt, das in einer Oberflächenmodifizierungsstufe der vorliegenden Erfindung verwendet wird und
2 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Draufsicht eines Dispersionsrotors, der in 1 gezeigt ist, zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In der vorliegenden Erfindung wird davon ausgegangen, dass ein Harz mit einer Polyesterkomponente unter Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator eine Ti-Verbindung gleichmäßig enthält. Ob die Ti-Verbindung allerdings als Ti-Chelatverbindung vorliegt oder durch eine Polymerisationsreaktion in eine Verbindung übergegangen ist, die nicht der Chelatverbindung entspricht, ist bisher noch nicht bestätigt worden. Es ist allerdings kaum zu glauben, dass die Ti-Verbindung als Ti-Metall vorhanden ist, und es gibt eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Ti-Verbindung als Verbindung vorliegt. Deswegen wird eine Restsubstanz des Polymerisationskatalysators im Harz als „Ti-Verbindung" bezeichnet.
Bei einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren unter eines magnetischen, ein magnetisches Eisenoxid enthaltenden Toners verringern abschwächende magnetische Eigenschaften des Toners die Bindungskraft des Toners an die Entwicklungstrommel und erhöhen die Entwicklungsleistung, was zu einer erhöhten Bilddichte führt. Allerdings kann es dazu kommen, dass die Abschwächung der Bindungskraft des Toners an die Entwicklungstrommel die Entwicklung des Toners in einem Nichtbildbereich verursacht, so dass Nebelbildung entstehen kann. Andererseits unterdrücken steigende magnetische Eigenschaften des Toners die Nebelbildung, allerdings neigt die Bilddichte dazu, schwächer zu werden. Außerdem vergrößert sich die Magnetbürste des Toners auf der Entwicklungstrommel und die Tonerborste verliert kaum ihre Form zwischen der lichtempfindlichen Trommel und der Entwicklungstrommel bei der Entwicklung, so dass der Toner entwickelt wird, während die Form der Borste erhalten bleibt. Deswegen wird der Toner in einem Bildbereich auf der lichtempfindlichen Trommel in einer größeren Menge als notwendig entwickelt, so dass der Tonerverbrauch ohne weiteres ansteigen kann.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die Verwendung eines Magnettoners, dessen Sättigungsmagnetisierung σs in einem Bereich von 5 bis 60 Am²/kg und remanente Magnetisierung σr in einem Bereich von 0,1 bis 10,0 Am²/kg in einem gemessenen Magnetfeld von 795,8 kA/m liegt und die Verwendung eines Bindemittelharzes mit einer Polyesterkomponente, die durch Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator stabilisiert worden ist, ein ausgezeichnetes Entwicklungsvermögen aus Weißlicht ermöglichen, unabhängig von der Umgebung, in der der Toner verwendet wird. Die Erfinder haben ebenfalls herausgefunden, dass die Verwendung des Magnettoners effektiv für die Verringerung des Tonerverbrauchs ist.
Dieses ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Ti-Verbindung in der Polyesterkomponente als Dispersionsmittel für ein magnetisches Eisenoxid dient, und, im Ergebnis, erhöht sich beträchtlich das Dispersionsvermögen des magnetischen Eisenoxids im Harz im Vergleich zu dem Fall, wenn ein Harz unter Verwendung eines Polymerisationskatalysators, der nicht einer Ti-Chelatverbindung entspricht, verwendet wird. In diesem Fall werden Änderungen des magnetischen Eisenoxidgehalts unter dem Tonerteilchen klein und die Verteilung der magnetischen Eigenschaft von jedem Tonerteilchen wird extrem scharf. Deswegen kann jedes Tonerteilchen seine entsprechenden magnetischen Eigenschaften hervorbringen. Darüber hinaus erhöht eine gleichmäßige Dispersion des magnetischen Eisenoxids im Toner außerordentlich den Anstieg der Ladung des Toners, so dass gleichzeitig eine hohe Ladungsmenge für den Toner erreicht wird. Außerdem verstärkt die gleichmäßige Dispersion die Verteilung der Ladungsmenge von jedem Tonerteilchen. Deswegen kann der Toner ein ausgezeichnetes Entwicklungsvermögen beibehalten, selbst bei Bedingungen, wie eine Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, wo in der Regel der Toner kaum geladen wird.
Des Weiteren führt die gleichmäßige Dispersion des magnetischen Eisenoxids im Toner zu einer gleichmäßigen Beladung des magnetischen Eisenoxids an der Tonerteilchenoberfläche. Deswegen dient das magnetische Eisenoxid dazu, übermäßige Ladung des Toners in einer Umgebung niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit durchzulassen, so dass eine geeignete La dungsmenge erhalten werden kann, während die scharfe Ladungsverteilung von jedem Tonerteilchen erhalten bleibt. Somit kann man ein ausgezeichnetes Entwicklungsvermögen erhalten, während Nebelbildung unterdrückt wird.
Die Steuerung der magnetischen Eigenschaften eines Toners mit einer scharfen Ladungsmengenverteilung und einer hohen Ladung, wie oben beschrieben, verringert ebenfalls den Tonerverbrauch.
Bei einem Einkomponenten-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines magnetischen Toners, und zwar am Entwicklungsbereich, wo sich eine Entwicklungstrommel und eine lichtempfindliche Trommel gegenüberstehen, vereinen sich mehrere bis mehrere Zehnereinheiten von magnetischen Tonern aufgrund einer magnetischen Kraft eines Magneten, der sich innerhalb der Entwicklungstrommel befindet, so dass sich ein Borste ausbildet. Die Borste fliegt von der Oberfläche der Entwicklungstrommel auf die lichtleitfähige Trommel aufgrund einer Entwicklungsvorspannung und wird dann entwickelt.
Der erfindungsgemäße Toner weist ein ausgezeichnetes Dispersionsvermögen des magnetischen Eisenoxids auf und zeigt nur geringe Änderungen der magnetischen Eigenschaften von jedem Tonerteilchen. Deswegen können auf der Entwicklungstrommel Borsten mit einer gleichmäßigen Länge gebildet werden. Außerdem kann die Steuerung der magnetischen Eigenschaften des Toners die Entwirrung der Borste erleichtern, wenn die Borste auf die lichtleitende Trommel fliegt. Deswegen wird der Toner nicht auf einem latenten Bild auf der lichtempfindlichen Trommel in einer größeren Menge als notwendig entwickelt, so dass der Tonerverbrauch verringert werden kann. Weil außerdem die Ladungsmenge des Toners hoch ist und die Ladungsmengenverteilung zu diesem Zeitpunkt scharf ist, kann das latente Bild auf der lichtempfindlichen Trommel verlässlich reproduziert werden. Außerdem liegt der Toner nicht am Bildbereich an, und der Toner wird nicht in einer größeren Menge verbraucht, als für die Kompensation für die Ladung des latenten Bilds notwendig ist. Deswegen kann weiterhin dieser Effekt der Verringerung des Tonerverbrauchs erreicht werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass man die obige Wirkung nicht erhält, außer man verwendet ein Harz mit einer Polyesterkomponente, die unter Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator polymerisiert worden ist, als Magnettoner, womit die magnetischen Eigenschaften des Toners gesteuert werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bestätigt, dass man die obige Wirkung nicht erreichen kann, wenn man ein Harz mit einer Polyesterkomponente, die unter Verwendung eines anderen Katalysators polymerisiert worden ist, verwendet oder lediglich die magnetischen Eigenschaften des Toners einstellt.
Es ist erfindungsgemäß wichtig, dass die Sättigungsmagnetisierung σs und die remanente Magnetisierung σr eines Magnettoners in einem gemessenen Magnetfeld von 795,8 kA/m in einem Bereich von 5 bis 60 Am²/kg und in einem Bereich von 0,1 bis 10,0 Am²/kg liegen. Ein Toner mit diesen magnetischen Eigenschaften ermöglicht eine ideale Magnetbürste, die man auf einer Entwicklungstrommel erhalten kann. Des Weiterhin wird die Borste bei der Entwicklung entwirrt, und die Borste verhält sich nicht als Borste, sondern als einzelnes Tonerteilchen am Entwicklungsspaltbereich zwischen der Entwicklungstrommel und einer lichtleitenden Trommel. Somit kann der Tonerverbrauch verringert werden.
Wenn die remanente Magnetisierung σr der magnetischen Eigenschaften des Toners größer als 10,0 Am²/kg ist, erhöht sich die magnetische Kohäsivkraft der Toner, die eine Borste bilden, was es schwierig macht, die Borste zu entwirren. Deswegen wird der Toner in einem Bildbereich eines latenten Bildes auf der lichtleitenden Trommel in einer größeren Menge als notwendig entwickelt, was zu einem erhöhten Tonerverbrauch führt. Wenn andererseits σr kleiner als 0,1 Am²/kg ist, dann schwächt sich die Kraft zum Zurückziehen des Toners von der Entwicklungstrommel zur lichtleitenden Trommel ab, was zu störender Nebelbildung führt.
Wenn die Sättigungsmagnetisierung σs größer als 60 Am²/kg ist, vergrößert sich übermäßig die Borste auf der Entwicklungstrommel, was zu einer ungleichmäßigen Ladung des Toners führt, oder die Borste kann nur schlecht entworren werden, so dass sich der Tonerverbrauch erhöht. Wenn σs kleiner als 5 Am²/kg ist, dann bedeckt der Toner die Entwicklungstrommel nur wenig gleichmäßig, was zu einem verschlechterten Entwicklungsvermögen führt.
Die magnetischen Eigenschaften des Toners können durch die magnetischen Eigenschaften und die Zugabemenge des zu verwendenden magnetischen Eisenoxids gesteuert werden.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendete Ti-Chelatverbindung weist bevorzugt einen Liganden auf, der aus einem Diol, einer Dicarbonsäure und einer Oxycarbonsäure gewählt ist. Von diesen ist der Ligand insbesondere bevorzugt irgendeiner eines aliphatischen Diols, einer Dicarbonsäure und einer Oxycarbonsäure. Wegen der Verringerung der Reaktionszeit und der leichteren Temperatursteuerung ist ein aliphatischer Ligand bevorzugt, weil der aliphatische Ligand eine höhere katalytische Aktivität als ein aromatischer Ligand aufweist.
Spezifische Beispiele des für die Ti-Chelatverbindung zu verwendenden Liganden umfassen: Diole, wie 1,2-Ethandiol, 1,2-Propandial und 1,3-Propandiol; Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure und Maleinsäure und Oxycarbonsäuren, wie Glycolsäure, Milchsäure, Hydroxyacrylsäure, α-Oxybuttersäure, Glycerinsäure, Tartronsäure, Apfelsäure, Weinsäure und Zitronensäure.
Außerdem wird die Ti-Chelatverbindung durch eine der folgenden Formeln (I) bis (VIII) und Hydrate davon dargestellt. Formel (I)
(in Formel (I) bedeutet, R₁ eine Alkylengruppe oder eine Alkylengruppe, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1, und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2 ist.) Formel (II)
(in der Formel (II) bedeutet R₂ eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1, und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2). Formel (III)
(in der Formel (III) bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2). Formel (IV)
(in der Formel (IV) bedeutet R₃ eine Alkylengruppe oder einer Alkenylengruppe, die jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2.) Formel (V)
(in der Formel (V) bedeutet R₄ eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion und ein anorganisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2.) Formel (VI)
(in der Formel (VI) bedeutet R₅ eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2.) Formel (VII)
(in der Formel (VII) bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2.) Formel (VIII)
(in der Formel (VIII) bedeutet R₆ eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweist und einen Substituenten aufweisen kann, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallion, ein Ammoniumion oder ein organisches Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2.)
Die durch eine der obigen Formeln (II), (III), (VI) und (VII) und ihre Hydrate gezeigte Ti-Chelatverbindung ist insbesondere bevorzugt. Dieses ist darauf zurückzuführen, dass die Verbindung das Dispersionsvermögen des magnetischen Eisenoxids erhöht, so dass die Wirkung der Verbesserung der Umweltstabilität im Hinblick auf das Entwicklungsvermögen des Toners oder die Wirkung der Verringerung des Tonerverbrauchs groß ist.
Das Gegenkation M in irgendeiner der Formeln (I) bis (VIII) ist bevorzugt ein Alkalimetall. Beispiele für das Alkalimetall umfassen Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium. Von diesen sind Lithium, Natrium und Kalium bevorzugt. Natrium und Kalium sind insbesondere bevorzugt.
Die Zugabemenge der Ti-Chelatverbindung liegt bei 0,01 Massen-% oder mehr und 2 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und 1 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge der Polyesterkomponente. Eine Zugabemenge von weniger als 0,01 Massen-% verlängert nicht nur die Reaktionszeit zum Zeitpunkt der Polyesterpolymerisation, sondern es wird ebenfalls schwierig, den Effekt der Erhöhung des Dispersionsvermögens des magnetischen Eisenoxids zu erhalten. Eine Zugabemenge von mehr als 2% beeinträchtigt die Ladungseigenschaft des Toners, so dass es dazu kommen kann, dass die Änderung der Ladungsmenge groß wird.
Jeder dieser Ti-Chelatverbindungen kann allein verwendet werden, oder es können zwei oder mehrere Arten dieser Ti-Chelat verbindungen in Kombination verwendet werden. Alternativ kann jede dieser Ti-Chelatverbindungen in Kombination mit einem Polymerisationskatalysator, der nicht der Ti-Chelatverbindung entspricht, verwendet werden. Insbesondere ist die Verwendung von zwei oder mehreren Arten dieser Ti-Chelatverbindungen bevorzugt, weil dadurch die Ladungsstabilität des Toners erhöht wird und ebenfalls die Verringerung des Tonerverbrauchs bewirkt wird.
Spezifische Beispiele der Ti-Chelatverbindungen (1) bis (11), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind nachfolgend gezeigt.
Weiterhin kann in der vorliegenden Erfindung ein Promotor zusätzlich zum Polymerisationskatalysator verwendet werden.
Beispielsweise wird eine Calciumverbindung, wie Calciumacetat, eine Magnesiumverbindung, wie Magnesiumacetat oder eine Zinkverbindung, wie Zinkacetat verwendet. Halogene von Alkali- und/oder Erdalkaliverbindungen können jeweils auch als Promotor verwendet werden. Spezifische Beispiele für die Halogene umfassen Lithiumchlorid, Kaliumjodid, Kaliumfluorid, Calciumchlorid und Magnesiumchlorid.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendete Polyesterkomponente wird durch Kondensationspolymerisation zwischen einem mehrwertigen Alkohol und einer Polycarbonsäure hergestellt. Jede unten gezeigte Polyestermonomerkomponente kann für die Polyesterkomponente, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, verwendet werden.
Beispiele für zweiwertige Alkoholkomponenten umfassen: Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,5-Pentadiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 2-Ethyl-1,3-Hexandiol, hydriertes Bisphenol A und Bisphenole, die durch die allgemeine Formel (A) dargestellt sind und Derivate davon und Diole, die durch die Formel (B) dargestellt sind. Formel (A)
(In der Formel bedeutet R eine Ethylengruppe oder Propylengruppe, bedeuten x und y eine ganze Zahl von 0 oder mehr und der durchschnittliche Wert von x + y ist 0 bis 10.) Formel (B)
(In der Formel bedeutet R' ein Element oder zwei oder mehr, ausgewählt aus -CH₂CH₂-, -CH₂-CH(CH₃)- und -CH₂-C(CH₃)₂-, bedeuten x' und y' jeweils eine ganze Zahl von 0 oder mehr, und der durchschnittliche Wert von x' + y' ist 0 bis 10.)
Beispiele für zweiwertige Säurekomponenten umfassen Dicarbonsäuren und Derivate davon, wie: Benzoldicarbonsäuren oder Anhydride davon oder niedrigmolekulare Alkylester davon, wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure und Azelainsäure oder Anhydride davon oder niedrigmolekulare Alkylester davon; Alkenylbernsteinsäuren oder Alkylbernsteinsäuren, wie n-Dodecenylbernsteinsäure und n-Dodecylbernsteinsäure oder Anhydride davon oder niedrigmolekulare Alkylester davon und ungesättigte Dicarbonsäuren, wie Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itacvonsäure oder Anhydride davon oder niedrigmolekulare Akylester davon.
Des Weiteren ist es bevorzugt, eine Alkoholkomponente mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen und eine Säurekomponente mit einer Wertigkeit von 3 oder mehr, die als Vernetzungskomponenten wirken, in Kombination zu verwenden.
Beispiele für eine mehrwertige Alkoholkomponente mit drei oder mehr Hydroxylgruppen umfassen Sorbit, 1,2,3-6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, 1,2,4-Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und 1,3,5-Trihydroxybenzol.
Insbesondere bevorzugte Beispiele für die mehrwertige Alkoholkomponente mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen umfassen eine Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether eines Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält. Eine Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether eines Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält, ist ein Reaktionsprodukt aus einem Phenolharz vom Novolak-Typ und einer Verbindung mit einem Epoxidring im Molekül, das 3 oder mehr alkoholische Hydroxylgruppen an seinen Enden aufweist.
Als Phenolharz vom Novolak-Typ kann beispielsweise, wie in der Encyclopedia of Polymer Science and Technology (Interscience Publishers) Band 10, Seite 1, Abschnitt über Phenolharze beschrieben, ein Harz angegeben werden, das durch Polykondensation von Phenolen und Aldehyden unter Verwendung einer anorganischen Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure und Schwefelsäure oder einer organischen Säure, wie para-Toluolsulfonsäure und Oxalsäure oder eines Metallsalzes, wie Zinkacetat als Katalysator, hergestellt wird.
Beispiele für die Phenole umfassen Phenol und ein substituiertes Phenol mit einer oder mehreren Kohlenwasserstoffgruppen, die jeweils 1–35 Kohlenstoffatome und/oder Halogengruppen aufweisen. Spezifische Beispiele für das substituierte Phenol umfassen Kresol (jeweils ortho-, meth- und para-), Ethylphenol, Nonylphenol, Octylphenol, Phenylphenol, styrolisiertes Phenol, Isopropenylphenol, 3-Chlorphenol, 3-Bromphenol, 3,5-Xylenol, 2,4-Xylenol, 2,6-Xylenol, 3,5-Dichlorphenol, 2,4-Dichlorphenol, 3-Chlor-5-methylphenol, Dichlorxylenol, Dichlorxylenol, Dibromxylenol, 2,4,5-Trichlorphenol und 6-Phenyl-2-chlorphenol. Zwei oder mehrere der Phenole können ebenfalls in Kombination verwendet werden.
Von diesen sind Phenole und ein substituiertes Phenol mit einer Kohlenwasserstoffgruppe bevorzugt, insbesondere sind Phenol, Kresol, tert.-Butylphenol und Nonylphenol bevorzugt. Phenol und Kresol sind wegen der Kosten und er Offset-Beständigkeit des Toners bevorzugt. Das mit einer Kohlenwasserstoffgruppe substituierte Phenol, beispielsweise tert.-Butylphenol oder Noneylphenol ist bevorzugt, weil die Temperaturabhängigkeit der Ladungsmenge des Toners klein gehalten wird.
Beispiele für die Aldehyde umfassen Formalin (Formaldehydlösungen verschiedener Konzentrationen), Paraformaldehyd, Trioxan und Hexamethylentetramin.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht eines Phenolharzes vom Novolak-Typ liegt normalerweise im Bereich von 300 bis 8.000, bevorzugt 350 bis 3.000 oder bevorzugte 400 bis 2.000. Die zahlenmittlere Nukleuszahl der Phenole innerhalb des Phenolharzes vom Novolak-Typ liegt normalerweise in einem Bereich von 3 bis 60, bevorzugt 3 bis 20 oder bevorzugter 4 bis 15.
Außerdem hat das Phenolharz vom Novolak-Typ einen Erweichungspunkt (JIS K 2531; Ring- und Ballmethode) normalerweise in einem Bereich von 40 bis 180°C, bevorzugt 40 bis 150°C und bevorzugter 50 bis 130°C. Ein Erweichungspunkt unterhalb von 40°C verursacht ein Blocking bei Normaltemperatur, was es schwierig macht, das Harz zu behandeln. Außerdem ist ein Erweichungspunkt oberhalb von 180°C nicht bevorzugt, da eine Gelierung während des Herstellungsverfahrens der Polyesterkomponente auftreten kann.
Spezifische Beispiele für die Verbindung mit einem Epoxidring im Molekül umfassen Ethylenoxid (EO), 1,2-Propylenoxid (PO), 1,2-Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid, Styroloxid und Epichlorhydrin. Ein aliphatischer einwertiger Alkohol mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Glycidylether eines einwertigen Phenols kann ebenfalls verwendet werden. Von diesen sind EO und/oder PO bevorzugt.
Die Molzahl der Zugabe der Verbindung mit einem Epoxidring im Molekül beträgt normalerweise 1 bis 30 Mol, bevorzugt 2 bis 15 Mol oder bevorzugter 2,5 bis 10 Mol, bezogen auf 1 Mol des Phenolharzes vom Novolak-Typ. Außerdem beträgt die durchschnittliche Molzahl der hinzugefügten Verbindung mit einem Epoxidring im Molekül, bezogen auf eine phenolische Hydroxylgruppe im Phenolharz vom Novolak-Typ, normalerweise 0,1 bis 10 Mol, bevorzugt 0,1 bis 4 Mol oder bevorzugter 0,2 bis 2 Mol.
Die Struktur einer Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether des Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält und insbesondere bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist durch die folgende Formel (12) dargestellt. Formel (12)
(In der Formel bedeutet R eine Ethylengruppe oder eine Propylengruppe, bedeutet x eine ganze Zahl von 0 oder mehr und bedeuten y1, y2 und y3 die gleiche oder eine unterschiedliche ganze Zahl von 0 oder mehr. Mindestes eines von y1, y2 und y3 bedeutet eine ganze Zahl von 1 oder mehr).
Die Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether des Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält, weist ein zahlenmittleres Molekulargewicht normalerweise im Bereich von 300 bis 10.000, bevorzugt 350 bis 5.000 und bevorzugter 450 bis 3.000 auf. Ein zahlenmittleres Molekulargewicht von unterhalb 300 führt zu einer unzureichenden Offset-Beständigkeit des Toners. Ein zahlenmittleres Molekulargewicht von über 10.000 ist nicht bevorzugt, weil schnell eine Gelierung während des Herstellungsverfahrens der Polyesterkomponente erfolgen kann.
Die Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether eines Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält, weist einen Hydroxylgruppenwert (die Gesamtheit einer alkoholischen Hydroxylgruppe und einer phenolischen Hydroxylgruppe) normalerweise in einem Bereich von 10 bis 550 mg KOH/g bevorzugt 50 bis 500 mg KOH/g oder bevorzugter 100 bis 450 mg KOH/g auf. Außerdem liegt bei den Hydroxylgruppenwerten der Phenolhydroxylgruppenwert normalerweise in einem Bereich von 0 bis 500 mg KOH/g, bevorzugt 0 bis 350 mg KOH/g und bevorzugter 5 bis 250 mg KOH/g.
Das Herstellungsverfahren für eine Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether eines Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält, wird nachfolgend beschrieben. In Gegenwart eines Katalysators (ein basischer Katalysator oder saurer Katalysator), je nach Bedarf, wird eine Verbindung mit einem Epoxidring im Molekül in das Phenolharz vom Novolak-Typ gegeben, um eine Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxyalkylenether des Phenolharzes vom Novolak-Typ enthält, herzustellen. Die Reaktionstemperatur beträgt normalerweise 20 bis 250°C oder bevorzugt 70 bis 200°C. Die Zugabereaktion kann ebenfalls unter Normaldruck, erhöhtem Druck oder vermindertem Druck durchgeführt werden. Die Additionsreaktion kann ebenfalls in Gegenwart von mindestens einem Lösungsmittel, wie Xylol oder Dimethylformamid, eines anderen zweiwertigen Alkohols und eines anderen Alkohols mit drei oder mehr Hydroxylgruppen durchgeführt werden.
Weiterhin umfassen Beispiele für eine Polycarbonsäurekomponente mit zwei oder mehreren Carboxylgruppen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Polycarbonsäuren und Derivate davon, wie Pyromellitsäure, 1,2,4-Benzoltricarbonäsure, 1,2,5-Benzoltricarbonsäure; 2,5,7-Naphthalintricarbonäsure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonäsure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methylencarboxypropan, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Empoltrimersäure und Anhydride davon und niedrigmolekulare Alkylester davon und Tetracarbonsäuren, die durch die folgende Formel (C) dargestellt sind und Anhydride davon und niedrig-molekulare Alkylgruppen davon. Von diesen sind 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,2,5-Benzoltricarbonsäre, Anhydride davon und niedrig-molekulare Alkylester davon bevorzugt. Formel (C)
(In der Formel bedeutet X eine Alkylengruppe oder eine Alkenylengruppe mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen und mit einer oder mehreren Seitenketten mit drei oder mehreren Kohlenstoffatomen.)
Der Anteil der in der Erfindung Alkoholkomponente beträgt 40 bis 60 Mol-% oder bevorzugt 45 bis 55 Mol-%. Ebenfalls beträgt der Säurekomponentenanteil 60 bis 40 Mol-% oder bevorzugt 55 bis 45 Mol-%. Der Anteil einer mehrwertigen Komponente mit einer Wertigkeit von 3 oder mehr beträgt bevorzugt 5 bis 60 Mol-% der Gesamtzusammensetzung.
Die Polyesterkomponente erhält man durch Kondensationspolymerisation, die im Allgemeinen bekannt ist. Eine Polymerisationsreaktion einer Polyesterkomponente wird normalerweise bei einer Temperatur von 150 bis 300°C, bevorzugt etwa 170 bis 280°C, in Gegenwart einer Ti-Chelatverbindung, die durch der obigen Formelen (I) bis (VIII) dargestellt ist, als Katalysator durchgeführt. Ebenso kann die Reaktion unter Normaldruck, vermindertem Druck oder erhöhten Druck durchgeführt werden. Die Reaktion wird wünschenswerter Weise durchgeführt durch Verringerung des Reaktionssystemdrucks auf weniger als 200 mm Hg, bevorzugt weniger als 25 mm Hg oder bevorzugter weniger als 10 mm Hg, nachdem eine vorbestimmte Reaktionsrate erreicht worden ist (beispielsweise etwa 30 bis 90%).
Die erfindungsgemäße Polyesterkomponente kann man erhalten durch Anhalten der Reaktion, wenn die Eigenschaften (z. B. der Säurewert und der Erweichungspunkt) eines Reaktionsprodukts die vorbestimmten Werte erreicht haben oder wenn das Rührdrehmoment oder die Rührkraft eines Reaktors einen bestimmten Wert erreicht.
Der erfindungsgemäße Toner kann eine Vinylpolymerkomponente enthalten. Beispiele für Vinylmonomere, die die Vinylpolymerkomponente ausmachen, umfassen: Styrol, Styrolderivate, wie o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Phenylstyrol, p-Ethylestyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-Butylstyrol, p-tert.-Tributylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol, p-n-Dodecylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol, m-Nitrostyrol, o-Nitrostyrol und p-Nitrostyrol; gesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; ungesättigte Polyene, wie Butadien und Isopren; Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid; Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbenzoat; α-Methylenaliphatische Monocarboxylate, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethyslmethacrylat; Acrylate, wie Methylacrlyat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Octylacrlyat, Dedocylacry lat, 2-Ethylhexylacrlyat, Stearylacrylat, 2-Chlorethyleacrlyat und Phenylacrylat; Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether; Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopenylketon; N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrole, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N-Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthalin; und Acrylat oder Methacrylatderivate, wie Acrylonitril, Methacrylonitril und Acrylamid.
Des Weiteren umfassen Beispiele für die Vinylmonomere: α,β-ungesättigte Säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure und Zimtsäure; Anhydride von α,β-ungesättigten Säuren, wie Crotonanhydrid und Zimtanhydrid; Anhydride von α,β-ungesättigten Säuren und niedrigmolekularen Fettsäuren und Monomere mit Carboxylgruppen, wie Alkenylmalonsäure, Alkenylglytarsäure, Alkenyladipinsäure und Monoester davon.
Weiterhin umfassen Beispiele für die Vinylmonomere: Acrylate oder Methacrylate, wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und 2-Hydroxypropylmethacrylat und Monomere mit Hydroxygruppen wie 4-(1-Hydroxy-1-methylbutyl)styrol und 4-(1-Hydroxy-1-methylhexyl)styrol.
Weiterhin umfassen Beispiele für die Vinylmonomere: ungesättigte Dicarbonsäurehalbester, wie Maleinsäuremethylhalbester, Maleinsäureethylhalbester, Maleinsäurebutylhalbester, Citraconsäuremethylhalbester, Citraconsäureethylhalbester, Citraconsäurebutylhalbester, Itaconsäuremethylhalbester, Alkenylbernsteinsäuremethylhalbester, Fumarsäurehalbester und Mesaconsäuremethylhalbester; ungesättigte Dicarbonsäurediester, wie Dimethylmaleat und Dimethylfumarat; ungesättigte Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Alkenyl bernsteinsäure, Fumarsäure und Mesaconsäure; ungesättigte Dicarbonsäureanhydride, wie Maleinanhydrid, Citraconanhydrid, Itaconanhydrid und Alkenylbernsteinsäureanhydrid. Wenn allerdings das Verhältnis der Polyestermonomerkomponente bezogen auf die gesamten Monomerkomponenten, die zur Herstellung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bindemittelharz verwendet werden, berechnet wird, werden die obigen ungesättigten Dicarbonsäuren als Polyestermonomerkomponente berechnet.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Vinylpolymerkomponente ein Polymer sein, das, je nach Bedarf, mit den unten aufgeführten Vernetzungsmonomeren vernetzt ist.
Beispiele für aromatische Divinylverbindungen umfassen Divinylbenzol und Divinylnaphthalin. Beispiele für Diacrylatverbindungen, die mit einer Alkylgruppe gebunden sind, umfassen Ethylenglykoldiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrlyat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrlyat, Neopentylglykoldiacrylat und solche, die durch Ersetzen des „Acrylats" jeder dieser Verbindungen durch „Methacrylat" erhalten werden.
Weiterhin umfassen Beispiele für Diacrylatverbindungen, die mit einer eine Etherbindung enthaltenden Alkylkette gebunden sind, Diethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrlyat, Polyethylenglykol #400 diacrylat, Polyethylenglykol #600 diacrylat, Dipropylenglykoldiacrylat und solche, die durch Ersetzen des „Acrylats" von jeder der Verbindungen durch „Methacrylat" erhalten werden.
Weiterhin umfassen Beispiele für Diacrylatverbindungen, die mit einer Kette gebunden sind, die eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung enthält: Polyoxyethylen(2)-2,2-bis(4-hydroxydihenyl)propandiacrylatPolyoxyethylen(4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propandiacrylat und solche, die durch Ersetzen des „Acrylats" von jeder der Verbindungen durch „Methacrylat" erhalten werden und Polyesterdiacrylatverbindungen (beispielsweise Handelsname MANDA, erhältlich von Nippon Kayaku Co., Ltd.).
Beispiele für polyfunktionelle Vernetzungsmittel umfassen: Pentaerythrittriacrylat, Triimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat und solche, die man durch Ersetzen des „Acrylats" von jeder der Verbindungen durch „Methacrylat" erhält und Triallylcyanurat und Triallyltrimellitat.
Diese Vernetzungsmittel werden in einer Menge von bevorzugt 0,01 bis 10,0 Massenteile und bevorzugter 0,03 bis 5 Teile, bezogen auf 100 Massenteile der anderen Vinylmonomerkomponente eingesetzt.
Beispiele für Polymerisationsinitiatoren, die zur Herstellung der Vinylpolymerkomponente verwendet werden, umfassen:
2,2'-Azobisisobutyronitril,
2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitirl),
2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril),
2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril),
Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat,
1,1'-Azobis(1-cyclohexancarbonitril),
2-(Carbamoylazo)isobutyronitril,
2,2'-Azobis(2,4,4-trimethylpentan),
2-Phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril,
und 2,2'-Azobis(2-methylpropan); Ketonperoxide, wie Methylenthylketonperoxid, Acetylacetonperoxid und Cyclohexanonperoxid und 2,2-Bis(tert.-butylperoxy)butan, tert.-Butylhydroperoxid, Cumenhydroperoxid, 1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylcumpylperoxid, Dicumylperoxid, α,α'-Bis(tert.-butylperoxydiisopropyl)benzol, Isobutylperoxid, Octanoylperoxid, Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Benzoylperoxid, Diisopropylperoxydicarbonat, Di-2-ethylhexylperoxydicarbonat, Di-n-propylperoxydicarbonat, Di-2-ethoxyethylperoxydicarbonat, Di-methoxyisopropylperoxydicarbonat, Di(3-methyl-3-methoxybutyl)peroxycarbonat, Acetylcyclohexylsulfonylperoxid, tert.-Butylperoxyacetat, tert.-Butylperoxyisobutyrat, tert.-Butylperoxyneodecanoat, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxylaurat, tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, Di-tert.-butylperoxyisophthalat, tert.-Butylperoxyallylcarbonat, tert.-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, Di-tert.-butylperoxyhexahydroterephthalat und Di-tert.-butylperoxyazelat.
Als Polymerisationsinitiator, der zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vinylpolymerkomponente verwendet wird, kann ein polyfunktioneller Polymerisationsinitiator, wie er nachfolgend exemplifiziert ist, allein oder in Kombination mit monofunktionellen Polymerisationsinitiatoren verwendet werden.
Spezifische Beispiele für den polyfunktionellen Polymerisationsinitiator mit einer polyfunktionellen Struktur umfassen:
Polyfunktionelle Polymerisationsinitiatoren mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen mit Polymerisationsinitiatorfunktion, wie Peroxidgruppen innerhalb eines Moleküls, wie
1,1-Di-tert.-butylperoxy-3,3,3-trimethylcyclohexan,
1,3-Bis(tert.-butylperoxyisopropyl)benzol,
2,5-Dimethyl-2,5(tert.-butylperoxy)hexan,
2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)hexan,
Tris(tert.-butylperoxy)triazin,
1,1-Di-tert.-butylperoxycyclohexan,
2,2-Di-tert.-butylperoxybutan,
4,4-Di-tert.-butylperoxyvalerinsäure-n-butylester,
Di-tert.-butylperoxyhexahydroterephtalat,
Di-tert.-butylperoxyazelat,
Di-tert.-butylperoxytrimethyladipat,
2,2-Bis-(4,4-di-tert.-butylperoxycyclohexyl)propan und
2,2-tert.-Butylperoxyoctan und polyfunktionelle Polymerisationsinitiatoren mit sowohl funktionellen Gruppen mit Polymerisationsinitiatorfunktion, wie Peroxidgruppen als auch polymerisierbaren ungesättigten Gruppen innerhalb eines Moleküls, wie Diallylperoxydicarbonat,
Tributylperoxymaleinsäure, tert.-Butylperoxyallylcarbonat und tert.-Butylperoxyisopropyl-fumarat.
Von diesen umfassen Beispiele für bevorzugtere polyfunktionelle Polymerisationsinitiatoren 1,1-Di-tert.-butylperoxy-3,3,5,-trimethylcyclohexan, 1,1-Di-tert.-butylperoxycyclohexan, Di-tert.-butylperoxyhexahydroterephthalat, Di.-tert.-butylperoxyazelat und 2,2-Bis-(4,4-di-tert.-butylperoxycyclohexyl)propan und tert.-Butylperoxyallylcarbonat.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare bevorzugte magnetiche Eisenoxide umfassen: magnetische Eisenoxide, die verschiedene Elemente, wie Magnetit, Maghemit und Ferrit enthalten und Mischungen daraus.
Von diesen enthält das magnetische Eisenoxid bevorzugt mindestens ein Element, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Lithium, Beryllium, Bor, Magnesium, Aluminium, Silicium, Phosphor, Germanium, Titan, Zirkonium, Zinn, Blei, Zink, Calcium, Barium, Scandium, Vanadium, Chrom, Mangan, Cobalt, Kupfer, Nickel, Gallium, Cadmium, Indium, Silber, Palladium, Gold, Quecksilber, Platin, Wolfram, Molybdän, Niob, Osmium, Strontium, Yttrium, Technetium, Ruthenium, Rhodium und Wismuth.
Das in der vorliegenden Verwendung verwendete magnetische Eisenoxid enthält insbesondere bevorzugt ein Si-Element in einer Menge von 0,1 bis 2,0 Massen-%, bezogen auf die magnetischen Eisenoxide.
Das ein Si-Element enthaltende magnetische Eisenoxid zeigt einen gut ausgeglichenen Gehalt auf der Oberfläche der Tonerteilchen. Die Ladungsmenge des Toners kann ungeachtet der Umgebung aufrechterhalten bleiben, so dass bevorzugt eine Verschlechterung der Bilddichte in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit und eine Nebelbildung in einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit in einem größeren Ausmaß unterdrückt wird.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete bevorzugte magnetische Eisenoxid weist magnetische Eigenschaften, gemessen in einem Magnetfeld von 795,8 kA/m, auf, wie: eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 200 Am²/kg und bevorzugter 70 bis 100 Am²/kg; eine remanente Magnetisierung von 1 bis 100 Am²/kg und bevorzugter 2 bis 20 Am²/kg und eine Antimagnetkraft von 1 bis 30 kA/m und bevorzugter 2 bis 15 kA/m.
Das erfindungsgemäße magnetische Eisenoxid kann mit Oberflächenbehandlungsmitteln, wie ein Silankupplungsmittel, ein Titankupplungsmittel, Titanat, Aminosilan und eine organische Siliciumverbindung, behandelt werden.
Ein Verfahren zur Messung verschiedener physikalischer Eigenschaften nach der vorliegenden Erfindung wird nun nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
(Bestimmung der Menge der Metallelemente im magnetischen Eisenoxid)
Nach der vorliegenden Erfindung kann man die Mengen der Metallelemente im magnetischen Eisenoxid (bezogen auf das magnetische Eisenoxid), außer Eisen, nach der folgenden Methode bestimmen. Beispielsweise werden etwa 3 Liter deionisiertes Wasser in einen 5 Liter Becher gegossen und unter Verwendung eines Wasserbades auf 45–50°C erwärmt. Etwa 25 g magnetisches Eisenoxid in einer Aufschlämmung, die hergestellt wird durch Vermischen mit etwa 400 ml deionisiertem Wasser, wird in den 5 Liter Becher zusammen mit dem deionisiertem Wasser gegeben, während mit etwa 300 ml deionisiertem Wasser gewaschen wird.
Als nächstes wird Chlorwasserstoffsäure vom Reagenzgrad oder ein Säuregemisch aus Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure in die Mischung gegeben, während die Temperatur auf etwa 50°C und die Rührgeschwindigkeit auf etwa 200 Upm gehalten wurden, um somit die Lösung zu beginnen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Konzentration der wässrigen Chlorwasserstoffsäurelösung etwa 3 Mol/l. Etwa 200 ml der Mischung wird als Probe genommen, wenn alles gelöst ist und die Mischung klar wird. Dann wird die Menge des Eisenelements und der Metallelemente, außer dem Eisenelement, durch Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP) bestimmt.
Die Mengen der Metallelemente, außer dem Eisenelement, bezogen auf das magnetische Eisenoxid wird nach der folgenden Gleichung (1) berechnet.
Gleichung (1)
Menge der Metallelemente, bezogen auf das magnetische Eisenoxid (Massen-%) = ((c × d) 7 (e × 1000) × 100 (worin c: Metallelementkonzentration in der Probe (mg/l), d: Menge der Probe (1) und e: Masse des magnetischen Eisenoxids (g)) (Magnetische Eigenschaften des Magnettoners und des magnetischen Eisenoxids)
Die magnetischen Eigenschaften können unter Verwendung eines Magnetometers vom „Oszillationstyp" (VSM-3S-15, hergestellt von TOEI INDUSTRY CO., LTD.) in einem äußeren Magnetfeld von 795,8 kA/m gemessen werden.
Der erfindungsgemäße Toner kann ein Farbmittel enthalten. Das Farbmittel, das in dem erfindungsgemäßen Toner verwendet werden kann, umfasst ein willkürliches, geeignetes Pigment oder Farbstoff. Beispiele für das Pigment umfassen: Ruß, Anilinschwarz, Acetylenschwarz, Naphtholgelb, Hansagelb, Rhodaminlack, Alizarinlack, Clocothar, Phthalocyaninblau und Indanthrenblau. Diese Farbmittel werden in einer notwendigen und ausreichenden Menge eingesetzt, um die optische Dichte des fixierten Bildes aufrechtzuerhalten. Das Farbmittel wird in einer Menge von 0,1 bis 20 Massenteilen und bevorzugt 0,2 bis 10 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Harzes, hinzugegeben.
Der Farbstoff kann für den gleichen Zweck verwendet werden. Beispiele für den Farbstoff umfassen einen Azofarbstoff, einen Anthrachinonfarbstoff, einen Xanthenfarbstoff und Methinfarbstoff. Der Farbstoff wird in einer Menge von 0,1 bis 20 Massenteilen und bevorzugt 0,3 bis 10 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Harzes, hinzugegeben.
Nach der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Metallverbindung einer aromatischen Hydroxycarbonsäure, die durch die folgende allgemeine Formel (13) dargestellt ist, dafür bevorzugt, um die Ladung zu beschleunigen und die Umweltstabilität des Entwicklungsvermögens zu verbessern. Formel (13)
(worin M ein Koordinationszentralmetall, wie Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Ti, Zr, Zn, Si, B oder Al bedeutet; (B) bedeutet:
(kann einen Substituenten, wie eine Alkylgruppe enthalten) (worin X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Nitrogruppe bedeutet); und
(worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet).
A'⁺ bedeutet Wasserstoff, ein Natriumion, ein Kaliumion, ein Ammoniumion oder aliphatisches Ammoniumion. Z bedeutet -O- oder -C(=O)-O-).
Als nächstes werden spezifische Beispiele für die Metallverbindung der Hydroxycarbonsäure wie folgt dargestellt.
Von diesen ist eine Verbindung mit Al als Zentralmetall bevorzugt, da es eine höhere Ladungsmenge zur Verfügung stellt.
Es ist ebenfalls ein bevorzugter Modus für den erfindungsgemäßen Toner, dass er eine Monoazoeisenverbindung als Ladungssteuermittel enthält, um die Tonerladung zu erhöhen und die Stabilität der Ladung zu verstärken.
Die durch die folgende allgemeine Formel (18) gezeigte Monoazoeisenverbindung ist insbesondere dafür bevorzugt, eine hohe Ladungsmenge mit Stabilität zu verleihen. Formel (18)
(worin X₂ und X₃ jeweils ein Wasserstoffatom, eine nierigmolekulare Alkylgruppe, eine niedrigmolekulare Alkoxygruppe, eine Nitrogruppe oder ein Halogenatom bedeuten und k und k' jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten. Y₁ und Y₃ bedeuten jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit eine 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Sulfonamidgruppe, eine Mesylgruppe, eine Sulfongruppe, eine Carboxylatgruppe, eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Acetylaminogruppe, eine Benzoylgruppe, eine Aminogruppe oder ein Halogenatom. l und l' bedeuten jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 3 und Y₂ und Y₄ bedeuten jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe. Die obigen X₂ und X₃ k und k', Y₁ und Y₃, l und l' und Y₂ und Y₄ können gleich oder unterschiedlich voneinander sein. A''⁺ bedeutet ein Ammoniumion, ein Natriumion, ein Kali umion, ein Wasserstoffion oder ein gemischtes Ion daraus, das bevorzugt 75 bis 98 Mol-% des Ammoniumions enthält).
Als nächstes werden nun nachfolgend spezifische Beispiele für die Monoazoeisenverbindung gezeigt. Monoazoeisenverbindung (1)
Monoazoeisenverbindung (2)
Monoazoeisenverbindung (3)
Monoazoeisenverbindung (4)
Monoazoeisenverbindung (5)
Monoazoeisenverbindung (6)
Monoazoeisenverbindung (7)
Von diesen ist eine Verbindung, die als die Monoazoeisenverbindung (1) dargestellt ist, bevorzugt, um den Tonerverbrauch zu verringern.
Diese Monoazoeisenverbindungen werden in einem Bereich von 0,1 bis 10 Massenteilen und bevorzugter 0,1 bis 5 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Bindemittelharzes, verwendet.
Insbesondere führt in der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Al-Hydroxycarbonsäureverbindung und einer Monoazoeisenverbindung zusammen bevorzugt zu einem signifikanten Anstieg der Ladungsmenge des Toners und zu einer Verbesserung der Umweltstabilität des Entwicklungsvermögens, wenn die obigen beiden Verbindungen mit der Polyesterverbindung, die unter Verwendung einer Ti-Chelatverbindung polymerisiert ist, kombiniert werden.
Der erfindungsgemäße Magnettoner weist bevorzugt eine durchschnittliche Kreisförmigkeit der Tonerteilchen auf, die einen äquivalenten Kreisdurchmesser von 3 μm bis 400 μm von bevorzugt 0,930 bis weniger als 0,970, bevorzugter 0,935 bis weniger als 0,970, gemessen unter Verwendung eines Teilchenbildanalysators vom Strömungstyp, aufweisen, um so weniger Tonerverbrauch zu erreichen.
Die Steuerung der magnetischen Eigenschaften der Kreisförmigkeit des Magnettoners unter Verwendung eines Bindemittelharzes mit einer Polyesterkomponente, die unter Verwendung eines Ti-Chelats als Katalysator polymerisiert worden ist, ermöglicht insbesondere eine sehr scharfe Verteilung der Ladungsmenge oder der magnetischen Eigenschaften der Tonerteilchen, so dass die Erfordernisse eines geringeren Tonerverbrauchs und einer hohen Bilddichte auf hohem Niveau erfüllt sind.
Die Tonerteilchen eines kugelförmigen Magnettoners haben theoretisch keine magnetische Isotropie, wenn das magnetische Eisenoxid gleichmäßig dispergiert ist. Deswegen tritt keine magnetische Kohäsion der Tonerteilchen auf, was die Entwicklung der Tonerteilchen, die als individuelle Teilchen dispergiert sind, ermöglicht, eher als die Entwicklung einer Borste. Im Ergebnis wird ein Minimum des Toners auf der lichtleitenden Trommel entwickelt, und der Tonerverbrauch ist verringert. Bei einer geringen Kreisförmigkeit sind die Tonerteilchen uneben. Ein konkaver Bereich oder ein konvexer Bereich der Tonerteilchen weist teilweise eine lokalisierte magnetische Richtung auf, und die magnetische Kohäsionskraft der Tonerteilchen wird groß. Außerdem wird die Borste nur wenig während der Entwicklung gelockert, was einen Anstieg des Tonerverbrauchs verursacht. Die Steuerung der Kreisförmigkeit reduziert die Unebenheit der Tonerteilchen und mittelt die magnetische Kraft innerhalb der Tonerteilchen, und die magnetische Anisotropie wird klein. Die magnetische Kohäsionskraft der Tonerteilchen wird somit klein, und die Borste lockert sich ohne weiteres auf, was eine Verringerung des Tonerverbrauchs ermöglicht. Wenn die durchschnittliche Kreisförmigkeit weniger als 0,930 für Tonerteilchen mit äquivalenten Kreisdurchmessern von 3 μm bis 400 μm, gemessen unter Verwendung eines Teilchenbildanalysators vom Strömungstyp, beträgt, ist die magnetische Kohäsionskraft groß, und der Tonerverbrauch erhöht sich ohne weiteres. Wenn die durchschnittliche Kreisförmigkeit 0,970 oder mehr beträgt, wird die Steuerung der Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel schwierig. Deswegen wird die Ladungsmengenverteilung des Toners mit einer übermäßigen Menge an Beschichtung breit. Die Entwicklungsfähigkeit kann schlechter werden, und es kann sich Nebelbildung verstärken, was den Tonerverbrauch erhöht.
Die durchschnittliche Kreisförmigkeit nach der vorliegenden Erfindung eignet sich dafür, eine Teilchenform in quantitativer Weise einfach auszudrücken. In der vorliegenden Erfindung, unter Verwendung eines Teilchenbildanalysators vom Strömungstyp („FPIA-2100", hergestellt von SYSMEX CORPORATION) in einer Umgebung mit 23°C und 60% RH, wird die Kreisförmigkeit eines jeden Teilchens, die äquivalente Kreisdurchmesser von 0,60 μm bis 400 μm aufweisen, nach der folgenden Gleichung (2) bestimmt. Weiterhin wird der Wert, der bestimmt wird durch Dividieren der Summe der gemessenen Kreisförmigkeitswerte der gesamten Teilchen mit äquivalenten Kreisdurchmessern von 3 μm bis 400 μm durch die Anzahl der Gesamtteilchen, als durchschnittliche Kreisförmigkeit definiert.
Gleichung (2)

Kreisförmigkeit a = L0/L(worin L₀ die Umfangslänge eines Kreises mit einem Bereich identisch zu dem eines projizierten Teilchenbilds bedeutet und L eine Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes, verarbeitet bei einer Bildverarbeitungsauflösung von 512×512 (0,3 μm × 0,3 μm Pixel).)

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Kreisförmigkeit ist ein Index des Grades der Unebenheit der Tonerteilchen. Die Kreisförmigkeit von 1,00 bedeutet, dass die Teilchen die Form einer perfekten Kugel aufweisen, und ein kleiner Wert für die Kreisförmigkeit bedeutet eine komplexe Oberflächenform des Toners.
Hier berechnet der in der vorliegenden Erfindung verwendete Analysator „FPIA-2100" die durchschnittliche Kreisförmigkeit nach folgender Methode. Dieses bedeutet, der „FPIA-2100" misst die Kreisförmigkeit, dann wird jedes Teilchen in 61 Klassen in den Kreisförmigkeitsbereich von 0,4 bis 1,0 gemäß der gemessenen Kreisförmigkeit zur Berechnung der durchschnittlichen Kreisförmigkeit verteilt. Die durchschnittliche Kreisförmigkeit wird unter Verwendung eines Zentralwerts für die Kreisförmigkeit von jeder Klasse und die Frequenz der Teilchen der Klasse bestimmt. Allerdings ist der Fehlerbereich des durchschnittlichen Kreisförmigkeitswerts, der nach der obigen Berechnungsmethode berechnet worden ist, und der durchschnittliche Kreisförmigkeitswerts, der erhalten wird nach einer Gleichung unter Anwendung der Summe der Kreisförmigkeitswerte von jedem der Teilchen extrem klein, im Wesentlichen vernachlässigbar. Deswegen kann für die Datenverarbeitung, die die Verkürzung der Berechnungszeit und Vereinfachung der arithmetischen Gleichungen, unter Anwendung des Konzepts der Gleichung unter Berücksichtigung der Summe der obigen Kreisförmigkeitswerte von jedem der Teilchen eine teilweise modifizierte Berechnungsmethode angewendet werden. Weiterhin weist der in der vorliegenden Erfindung verwendete Analysator „FPIA-2100" eine erhöhte Messgenauigkeit für die Tonerform im Vergleich zu „FPIA 1000" der herkömmlicherweise zur Berechnung der Tonerform verwendet wird, durch die Verdünnung eines umhüllten Stromes (7 μm bis 4 μm) auf, was die Vergrößerung der verarbeiten Teilchenbilder verstärkt und die Verarbeitungsauflösung der aufgenommenen Bilder erhöht (256×256 bis 512×512), wommit ein verlässliches Einfangen feiner Teilchen ermöglicht wird. Wenn deswegen die Teilchenform und die Teilchengrößenverteilung genauer, wie in der vorliegenden Erfindung, gemessen werden müssen, ist FPIA-2100 dafür geeignet, genauere Informationen hinsichtlich der Teilchenform und der Teilchengrößenverteilung zu liefern.
Als spezifische Methode zur Messung der Kreisförmigkeit werden 0,1 bis 0,5 ml eines oberflächenaktiven Mittels, bevorzugt Alkylbenzolsulfonat, als Dispersionsmittel in 200 bis 300 ml Wasser gegeben, wobei Verunreinigungen aus dem Reaktionsbehälter zuvor entfernt worden sind. In diese Lösung werden weiterhin 0,1 bis 0,5 g einer Messprobe gegeben. Die erhaltene Sus pension, die die dispergierte Probe enthält, wird einer Dispersion unter Anwendung eines Ultraschallgenerators für 2 Minuten unterworfen. Die Kreisförmigkeitsverteilung der Teilchen wird gemessen durch Einstellen der Konzentration der Disperison auf 2.000 bis 10.000 Teilchen/μl. Die folgende Vorrichtung wird als Ultraschallgenerator verwendet, beispielsweise unter folgenden Dispersionsbedingungen, UH-150 (hergestellt von SMT Co., Ltd.)
Leistungsgrad: 5
Konstanter Modus
Das folgende beschreibt den Vorgang der Messung. Die Probendispersion geht durch einen Durchgang, der sich entlang der Strömungsrichtung erstreckt, einer flachen Strömungszelle, deren Dicke etwa 200 μm beträgt. Ein Strobe und eine CCD-Kamera sind an einer Position installiert, in der sie sich wechselseitig gegenüber der Strömungszelle befinden, um einen optischen Weg, der über die Dicke der Strömungszelle geht, zu bilden. Der Strobe wird auf die strömende Probendispersion in einem Abstand von 1/30 Sekunden gestrahlt, um ein Bild der Teilchen, die durch die Strömungszelle strömen, zu liefern. Im Ergebnis wird jedes der Teilchen als zweidimensionales Bild mit einem fixierten Bereich parallel zur Strömungszelle projiziert. Ein Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche wie ein Bereich eines zweidimensionalen Bildes von jedem der Teilchen wird als der äquivalente Kreisdurchmesser berechnet. Die Kreisförmigkeit von jedem der Teilchen wird aus der projizierten Bildfläche des zweidimensionalen Bildes von jedem der Teilchen und der Umfangslänge des projizierten Bildes unter Anwendung der obigen Kreisförmigkeitsgleichung berechnet.
Als nächstes wird nun ein Verfahren zur Herstellung der Tonerteilchen durch eine Oberflächenmodifizierungsstufe als bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tonerteilchen beschrieben. Das in der Oberflächenmodifikationsstufe verwendete Oberflächenmodifizierungsgerät und das Verfahren zur Herstellung der Tonerteilchen unter Verwendung der Oberflächenmodifikationsvorrichtung wird nun im Einzelnen nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt in Beispiel für die in der vorliegenden Erfindung verwendete Oberflächenmodifikationsvorrichtung und 2 zeigt ein Beispiel einer Obenaufsicht eines Rotors in 1, der sich bei hoher Geschwindigkeit dreht.
Die in 1 gezeigte Oberflächenmodifikationsvorrichtung weist folgendes auf: ein Gehäuse; eine Ummantelung (nicht gezeigt), die eine Wasserkühlung oder einen Gefrierstopp ermöglicht, wobei diese da durch gehen; einen Dispersionsrotor 36, der eine Oberflächenmodifizierungsvorrichtung und ein Scheibenrotor ist und an der Mittelrotationsachse innerhalb des Gehäuses befestigt ist und sich bei hoher Geschwindigkeit dreht und mehrere viereckige Scheiben oder zylindrische Stifte 40 auf einer oberen Oberfläche aufweist; ein Futter 34 mit einer Vielzahl von Vertiefungen in seiner Oberfläche, das um die äußere Peripherie des Dispersionsrotors 36 in einer vor beschriebenen Entfernung, die zum Dispersionsrotor 36 eingehalten wird, angeordnet ist (das Futter kann auch ohne Vertiefung vorliegen); ein Klassifikationsrotor 31, der eine Vorrichtung ist, um die oberflächenmodifizierten Tonerbestandteile auf eine vorbestimmte Teilchengröße zu klassifizieren; ein Einlass für kalte Luft 35 zum Einführen kalter Luft; ein Tonerbestandteileinlass 33 zur Eingabe der zu behandelnden Tonerbestand teile; ein Auslassventil 38, das so angeordnet ist, dass es geöffnet und geschlossen werden kann, um eine Einstellung der Oberflächenmodifikationszeit zu ermöglichen; ein Pulverauslass 37 zur Entfernung der behandelten Pulver und ein zylindrischer Führungsring 39 als Führungsvorrichtung, die den Raum, der von dem Klassifikationsrotor 31 umgeben wird, als Klassifizierungsvorrichtung, den Dispersionsrotor 36 als Oberflächenmodifizierungsvorrichtung und das Futter 34 in einen ersten Raum 41 zur Aufnahme der Teilchen, bevor sie in die Klassifizierungsvorrichtung gegeben werden, und einen zweiten Raum 42 zur Zuführung der Teilchen, wobei die feinen Teilchen durch die Klassifizierungsvorrichtung entfernt werden, in die Oberflächenmodifikationsvorrichtung einteilt. Ein Lückenbereich zwischen dem Dispersionsrotor 36 und dem Futter 34 betrifft eine Oberflächenmodifikationszone und ein Bereich mit dem Klassifikationsrotor 31 und dem Umfangsbereich des Rotors bedeutet eine Klassifikationszone.
Der Klassifikationsrotor 31 kann horizontal oder vertikal, wie in 1 gezeigt ist, angeordnet sein. Weiterhin kann die Anzahl der Klassifikationsrotoren, wie in 1 gezeigt ist, eins sein oder auch mehr sein. Bei dem oben beschriebenen konstruierten Oberflächenmodifikationsgerät werden die Tonerbestandteile in Form von Teilchen vom Tonerbestandteileinlass 33 mit dem geschlossenen Auslassventil 38 unter Anwendung eines Blasgeräts eingesaugt und dann mit dem Klassifizierungsrotor 31 klassifiziert.
Zu diesem Zeitpunkt werden die klassifizierten feinen Pulver mit der vorgeschriebenen Teilchengröße oder kleiner kontinuierlich entfernt und außerhalb der Vorrichtung 32 verbracht. Die grobkörnigen Pulver mit der vorgeschriebenen Teilchengröße oder größer werden von der Oberflächenmodifikationszone entlang der inneren Peripherie (zweiter Raum 42) des Führungsrings 39 durch Zentrifugation geleitet, während sie durch eine Zirkulationsströmung, die durch den Dispersionsrotor 36 erzeugt wird, getragen werden. Die Tonerbestandteile, die zur Oberflächenmodifikationszone geführt worden sind, erhalten eine mechanische Schlagkraft zwischen dem Dispersionsrotor 36 und dem Futter 34 und sie werden somit der Oberflächenmodifikationsbehandlung unterworfen. Die oberflächenmodifizierten Teilchen werden in die Klassifikationszone entlang der äußeren Peripherie des Führungsrings 39 (erster Raum 41) geführt, während sie von der kühlen Luft, die durch die Vorrichtung geht, getragen werden. Die feinen Pulver werden wieder außerhalb der Vorrichtung durch den Klassifikationsrotor 31 verbracht. Die grobkörnigen Pulver werden von der Zirkulationsströmung getragen und kehren wieder zur Oberflächenmodifikationszone zurück, um dort wiederholt einer Oberflächenmodifikation unterworfen zu werden. Nach einem gewissen Zeitraum werden die oberflächenmodifizierten Teilchen vom Auslass 37 durch Öffnen des Auslassventils 38 gesammelt.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch das Merkmal aus, dass die Oberflächenmodifikation der Tonerteilchen gleichzeitig mit der Entfernung der feinen Pulverkomponente während der Tonerteilchenoberflächenmodifikationsstufe durchgeführt werden kann. Demzufolge können Tonerteilchen mit der gewünschten Kreisförmigkeit, der gewünschten durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeit und der gewünschten Menge an ultrafeinen Teilchen effektiv zur Verfügung gestellt werden, ohne dass die ultrafeinen Teilchen an der Tonerteilchenoberfläche haften. Wenn die feinen Pulver nicht mit der Oberflächenmodifikation gleichzeitig entfernt werden können, wird die Menge der ultra feinen Teilchen in den oberflächenmodifizierten Tonerteilchen groß. Außerdem haftet die ultrafeine Teilchenkomponente an der Tonerteilchenoberfläche mit einer geeigneten Teilchengröße aufgrund mechanischer und thermischer Einflüsse. Im Ergebnis bilden sich Vorsprünge, die durch die haftende Feinpulverkomponente hervorgerufen werden, auf der Oberfläche der Tonerteilchen, so dass man keine Tonerteilchen mit der gewünschten Kreisförmigkeit und der gewünschten durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeit erhält.
Als Ergebnis der Studien durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung hat sich ergeben, dass die Oberflächenmodifikationszeit oder Zykluszeit, durch die Oberflächenmodifikationsvorrichtung bevorzugt 5 bis 180 Sekunden, bevorzugter 15 bis 120 Sekunden beträgt. Wenn die Oberflächenmodifikationszeit weniger als 5 Sekunden beträgt, können keine zufrieden stellenden oberflächenmodifizierten Tonerteilchen wegen der Kürze der Modifikationszeit erhalten werden. Wenn weiterhin die Modifikationszeit 180 Sekunden überschreitet, ist die Oberflächenmodifikationszeit zu lange. Diese übermäßige Oberflächenmodifikationszeit kann zu einer Verschmelzung innerhalb der Vorrichtung aufgrund von Hitze führen, die während der Oberflächenmodifikation gebildet wird, womit der Durchsatz verschlechtert wird.
Weiterhin beträgt die Temperatur T1 der Kühlluft, die in die Oberflächenmodifikationsvorrichtung geleitet wird, bevorzugt 5°C oder weniger nach dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tonerteilchen. Das Einstellen der Temperatur T1 der Kühlluft, die in die Oberflächenmodifikationsvorrichtung eingeleitet wird, auf 5°C oder weniger, bevorzugter 0°C oder weniger, des Weiteren bevorzugter -5°c oder weniger macht es möglich, eine Schmelze innerhalb der Vorrichtung durch Hitze, die sich während der Oberflächenmodifikation bildet, zu verhindern. Wenn die Temperatur T1 der Kühlluft, die in die Oberflächenmodifikationsrichtung eingeleitet wird, 5°C überschreiten, kann es zu einer Schmelze innerhalb der Vorrichtung durch Hitze kommen, die sich während der Oberflächenmodifikation bildet.
Die Kühlluft, die in die Oberflächenmodifikationsvorrichtung eingeleitet wird, ist bevorzugt feuchtigkeitslos, um damit zu verhindern, dass sich Tautropfen innerhalb der Vorrichtung bilden. Jeder bekannte Entfeuchter kann verwendet werden. Die Taupunkttemperatur der eingeleiteten Kühlluft beträgt bevorzugt -15°C oder weniger und bevorzugter -20°C oder weniger.
Weiterhin weist die Oberflächenmodifikationsvorrichtung innen einen Mantel auf, um den Innenraum der Vorrichtung bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tonerteilchen zu kühlen. Die Oberflächenmodifikationsbehandlung wird bevorzugt durchgeführt, während ein Kühlmittel (bevorzugt Kühlwasser, bevorzugter ein Antifrostmittel, wie Ethylenglykol) durch den Mantel geht. Die Kühlung innerhalb der Vorrichtung unter Verwendung des Mantels ermöglicht es, dass eine Schmelze in der Vorrichtung durch Hitze während der Oberflächenmodifikation der Tonerteilchen verhindert wird.
Die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Mantel der Oberflächenmodifikationsvorrichtung geht, beträgt bevorzugt 5°C oder weniger. Das Einstellen der Temperatur des Kühlmittels, das durch den Mantel der Oberflächenmodifikationsvorrichtung geht, auf bevorzugt 5°C oder weniger, bevorzugter 0°C oder weniger, weiter bevorzugter -5°C oder weniger erlaubt es, eine Schmelze in der Vorrichtung durch Hitze während der Oberflächenmodifikation zu verhindern. Wenn die Temperatur des Kühlmittels, das in den Mantel geleitet wird, 5°C überschreitet, kann eine Schmelze in der Vorrichtung durch Hitze auftreten, die während der Oberflächenmodifikation gebildet wird.
Weiterhin beträgt die Temperatur T2 des hinteren Teils des Klassifikationsrotors in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung bevorzugt 60°C oder weniger. Das Einstellen der Temperatur T2 des hinteren Teils des Klassifikationsrotors in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung auf 60°C oder weniger, und bevorzugt 50°C oder weniger ermöglicht es, eine Schmelze in der Vorrichtung durch Hitze, die sich während der Oberflächenmodifikation bildet, zu verhindern. Wenn die Temperatur T2 des hinteren Teils des Klassifikationsrotors in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung 60°C überschreitet, kann eine Schmelze in der Vorrichtung durch Hitze auftreten, die sich während der Oberflächenmodifikation bildet, weil die Oberflächenmodifikationszone einer Temperatur von oberhalb 60°C unterworfen wird.
Weiterhin beträgt die Minimallücke zwischen dem Dispersionsrotor und dem Futter in der Oberflächenmodifikationsrichtung bevorzugt 0,5 mm bis 15,0 mm und bevorzugter 1,0 mm bis 10,0 mm bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Tonerteilchen. Weiterhin beträgt die Rotationsumfangsgeschwindigkeit des Dispersionsrotors bevorzugt 75 m/s bis 200 m/s und bevorzugter 85 m/s bis 180 m/s. Weiterhin beträgt eine Maximallücke zwischen dem oberen Bereich der rechteckigen Scheiben oder zylindrischen Stifte, die sich an der oberen Oberfläche des Dispersionsrotors in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung befindet und dem unteren Teil des zylindrischen Führungs rings bevorzugt 2,0 mm bis 50,0 mm und bevorzugter 5,0 mm bis 45,0 mm.
Eine Pulver herstellende Oberfläche des Dispersionsrotors und des Futters in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung wird bevorzugt einer Abriebbeständigkeitsbehandlung aus Sicht der Tonerteilchenproduktivität gemäß der vorliegenden Erfindung unterworfen. Ein Verfahren für die Abriebbeständigkeitsbehandlung unterliegt keinen Einschränkungen. Außerdem ist die Blattform des Dispersionsrotors und des Futters in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung ebenfalls in keiner Weise darauf eingeschränkt.
Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tonerteilchen umfasst bevorzugt zuvor das Entfernen einer gewissen Menge eines feinen Pulvers und grobkörnigen Pulvers von den Tonerbestandteilteilchen, die nahe an der gewünschten Teilchengröße pulverisiert sind, unter Verwendung eines Luftsichters und die Oberflächenmodifikation der Tonerteilchen und das Entfernen der ultrafeinen Pulverkomponente durch die Oberflächenmodifikationsvorrichtung. Das Entfernen der feinen Pulver zuvor führt zu einer zufrieden stellenden Dispersion der Tonerteilchen in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung. Die feine Pulverkomponente in den Tonerteilchen weist insbesondere eine große spezifische Oberfläche auf und weist eine relativ höhere Ladungsmenge im Vergleich zu anderen großen Tonerteilchen auf. Deswegen wird die feine Pulverkomponente nur schwer von den anderen Tonerteilchen abgetrennt, und die ultrafeine Pulverkomponente kann nicht in entsprechender Weise mit dem Klassifikationsrotor klassifiziert werden. Allerdings ermöglicht die Entfernung der feinen Pulverkomponente in den Tonerteilchen zuvor eine leichtere Dispersion der einzelnen Toner teilchen in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung und eine entsprechende Klassifizierung der ultrafeinen Pulverkomponente mit dem Klassifikationsrotor, womit man Tonerteilchen mit der gewünschten Teilchengrößenverteilung erhält. Der Toner mit den feinen Pulvern, die unter Verwendung des Luftsichters entfernt worden sind, weist bevorzugt einen Kumulativwert der zahlenmittleren Verteilung der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 4 μm von 10% bis weniger als 50%, bevorzugt 15% bis weniger als 45%, bevorzugter 15 bis weniger als 40% in der Teilchendurchmesserverteilung, gemessen unter Anwendung der Coulter-Counter-Methode, auf. Die ultrafeine Pulverkomponente kann effektiv in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung entfernt werden. Beispiele für den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Luftsichter umfassen den „Elbow Jet" (hergestellt von Nittetsu Mining Co., Ltd.).
Weiterhin ermöglicht die Steuerung der UpMs etc. des Dispersionsrotors und des Klassifikationsrotors in der Oberflächenmodifikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuerung der Kreisförmigkeit und der durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeit der Tonerteilchen auf entsprechend geeignetere Werte.
Der erfindungsgemäße Toner kann ein Wachs enthalten.
Verschiedene Wachse können für das Wachs der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und Beispiele dafür umfassen:
aliphatische Kohlenwasserstoffwachse, wie Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, Propylen mit niedrigem Molekulargewicht, ein Polyolefincopolymer, ein Polyolefinwachs, ein mikrokristallines Wachs, ein Paraffinwachs und ein Fischer- Tropsch-Wachs; aliphatische Kohlenwasserstoffoxidwachse, wie Polyethylenoxidwachs; Blockcopolymere von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen und aliphatischen Kohlenstoffoxidwachsen; pflanzliche Wachse, wie Candeliliawachs, ein Carnaubawachs, ein Japanwachs und ein Jojobawachs; tierische Wachse, wie Bienenwachs, Lanolin und Spermacetiwachs; Mineralwachse, wie Ozokerit, Ceresin und Petrolactam; Wachse, mit aliphatischen Estern als Hauptkomponente, wie Montanoinsäureesterwachs und ein Castorwachs und aliphatische Esterwachse, von denen ein Teil oder die gesamte Säurekomponente entfernt ist, wie ein entsäuertes Carnaubawachs.
Weitere Beispiele für das Wachs umfassen: geradkettige ungesättigte Fettsäuren, wie Palmetinsäure, Stearinsäure, Montansäure und langkettige Alkylcarboxylsäuren mit einer langkettigen Alkylgruppe; ungesättigte Fettsäuren, wie Brassidinsäure, Eleostearinsäure und Parinarinsäure; gesättigte Alkohole, wie Stearylalkohol, Eicosylalkohol, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol, Melissylalkohol und ein Alkylalkohol mit einer langkettigen Alkylgruppe; Polyalkohole, wie Sorbit; Fettsäureamide, wie Linoleinamid, Oleinamid und Laurinamid; gesättigte Fettsäurenbisamide, wie Methylenbisstearamid, Ethylenbiscapramid, Ethylenbislauramid und Hexamethylenbisstearamid; ungesättigte Fettsäureamide, wie Ethylenbisoleamid, Hexamethylenbisoleamid, N,N'-Dioleyladipamid und N,N'-Dioleylsebacamid; aromatische Bisamide, wie m-Xylolbissteramid und N-N'-Distearylisophthalamid; aliphatische Metallsalze, die im Allgemeinen als Metallseifen bezeichnet werden, wie Calciumstearat. Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; Pfropfwachse, die man erhält durch Pfropfen von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen mit Vinylmonomeren, wie Styrol und Acrylat; teilweise veresterte Verbindungen von Fettsäuren und Polyalkoholen, wie Behenmonoglyzerid und Methylesterverbindungen mit Hydroxylgruppen, die man durch Hydrieren von pflanzlichem Öl erhält.
Beispiele für bevorzugt verwendete Wachse umfassen: Wachse mit einer scharfen Molekulargewichtsverteilung, die man nach einem Pressschwitzverfahren, einer Lösungsmittelmethode, einer Umkristallisierungsmethode, einer Vakuumdestillationsmethode, einer super-kritischen Gasextraktionsmethode oder einer Schmelzkristallisationsmethode erhält; feste Fettsäuren mit niedrigem Molekulargewicht; feste Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht; feste Verbindungen mit einem niedrigen Molekulargewicht und andere Verbindungen mit entfernten Verunreinigungen.
Des Weiteren werden zu dem erfindungsgemäßen Magnettoner hydrophobe anorganische feine Teilchen bevorzugt in die magnetischen Tonerteilchen als externe Additive gegeben.
Beispiele für die in der vorliegenden Erfindung verwendeten hydrophoben anorganischen feinen Teilchen umfassen: Oxide, wie Nassprozess-Siliciumoxid, Trockenprozess-Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Zinnoxid; Mehrfachoxide, wie Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Calciumtitanat, Strontiumzirkonat und Calciumzirkonat und Carbonatverbindungen, wie Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat. Allerdings sind die hydrophoben anorganischen feinen Teilchen bevorzugt aus der Gruppe gewählt, die aus Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und Mehrfachoxiden davon besteht, um das Entwicklungsvermögen und die Fluidität zu verbessern.
Insbesondere bevorzugte anorganische feine Teilchen sind feine Siliciumoxidteilchen, die durch eine Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids gebildet werden, die auch Trockenprozess-Siliciumoxid oder „fumed" Siliciumoxid genannt werden. Die Bildung des obigen Siliciumoxids umfasst die Hitzezersetzungsoxidationsreaktion in einer Oxidwasserstoffflamme eines Siliciumtetrachloridgases, beispielsweise und die Formel für die basische Reaktion ist nachfolgend beschrieben. SiCl₄ + 2H₂ + O₂ → SiO₂ + 4HCl .
Feine Verbundteilchen aus Siliciumoxid und anderen Metalloxiden kann man ebenfalls erhalten unter Verwendung eines Siliciumhalogenids mit anderen Metallhalogeniden, wie Aluminiumchlorid und Titanchlorid in der Herstellungsstufe und das in der vorliegenden Erfindung verwendete Siliciumoxid umfasst diese ebenso.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten hydrophoben anorganischen feinen Teilchen werden bevorzugt einer hydrophoben Behandlung unter Verwendung von 1 oder mehreren Arten von hydrophoben Mitteln, wie Silikonlack, Silikonöl, verschiedene modifizierte Silikonöle, Silankupplungsmittel, Silankupplungsmittel mit funktionellen Gruppen, andere organische Siliciumoxidverbindungen und organische Titanverbindungen, die mit den organischen feinen Teilchen reagieren oder physikalisch daran adsorbieren, unterworfen.
Die hydrophoben anorganischen feinen Teilchen werden bevorzugt mit einer Silanverbindung oder einem Silikonöl behandelt, insbesondere werden die anorganischen feinen Teilchen insbesondere bevorzugt mit sowohl der Silanverbindung als auch dem Sili konöl behandelt. Dieses bedeutet, die Oberflächenbehandlung der anorganischen feinen Teilchen unter Verwendung dieser beiden Arten von hydrophoben Mitteln verschiebt die Hydrophobizitätsverteilung in Richtung höherer Hydrophobizität, es wird eine gleichmäßige Behandlung ermöglicht, wobei die anorganischen feinen Teilchen eine ausgezeichnete Fluidität, eine gleichmäßige Ladungsmenge und Feuchtigkeitsbeständigkeit erhalten. Deswegen kann der Toner ein zufrieden stellendes Entwicklungsvermögen, insbesondere ein Entwicklungsvermögen und eine Haltbarkeitsstabilität in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit bekommen.
Beispiele für die Silanverbindung umfassen: Alkoxysilane, wie Methoxysilan, Ethoxysilan und Propoxysilan; Halogensilane, wie Chlorsilan, Bromsilan und Iodosilan; Silazane; Hydrosilane; Alkylsilane; Arylsilane; Vinylsilane; Acrylsilane; Epoxysilane; Silylverbindungen; Siloxane; Silylharnstoffe; Silylacetamide und Silanverbindungen mit verschiedenen Substituenten dieser Silanverbindungen zusammen. Unter Verwendung dieser Silanverbindungen werden Fluidität, Übertragungsvermögen und Ladungsstabilität verliehen. Eine Vielzahl dieser Silanverbindungen können verwendet werden.
Spezifische Beispiele für die Silanverbindung umfassen Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Denzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethylentirchlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Trioganosilylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, trioragnosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysi lan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan mit 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül, die eine Hydroxylgruppe, die an ein Si innerhalb einer Einheit, die sich in einer Endgruppe befindet, gebunden ist, enthält. Eine Art dieser Silanverbindungen kann unabhängig verwendet werden, oder zwei oder mehrere Arten können davon als Mischung verwendet werden.
Beispiele für das vorzugsweise in der vorliegenden Erfindung verwendete Silikonöl umfassen: reaktive Silikone, wie aminomodifizierte, epoxymodifizierte, carboxylmodifizierte, carbinolmodifizierte, methacrylmodifizierte, mercaptomodifizierte, phenolmodifizierte und mit verschiedenen Gruppen modifizierte Silikone; nicht-reaktive Silikone, wie polyethermodifizierte, polystyrylmodifizierte, alkylmodifizierte, fettsäuremodifizierte, alkoxymodifizierte und fluormodifizierte Silikone und geradkettige Silikone, wie Dimethylsilikon, Methylphenylsilikon, Diphenylsilikon und Methylwasserstoffsilikon.
Von diesen ist das Silikonöl, das eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkylgruppe, bei der ein Teil davon oder die gesamten Wasserstoffatome durch Fluoratome substituiert sind oder ein Wasserstoffatom als Substituent enthalten, bevorzugt. Spezifische Beispiele für das bevorzugte Silikonöl umfassen Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, Methylwasserstoffsilikonöl und fluormodifiziertes Silikonöl.
Diese Silikonöle haben eine Viskosität bei 25°C von bevorzugt 5 bis 2.000 mm²/s, bevorzugter 10 bis 1.000 mm²/s und weiterhin bevorzugter 30 bis 100 mm²/s. Wenn die Viskosität unterhalb von 5 mm²/s ist, kann man keine ausreichende Hydrophobizität erhalten. Wenn die Viskosität oberhalb von 2.000 mm²/s ist, können die anorganischen feinen Teilchen nicht gleichmäßig behandelt werden, und es bilden sich schnell Aggregate. Demzufolge kann keine ausreichende Fluidität erreicht werden.
Eine oder mehrere Arten dieser Silikonöle werden als Mischung, in Kombination oder in vielfachen Behandlungen verwendet. Weiterhin kann die Behandlung unter Verwendung der Silikonöle mit der Behandlung unter Verwendung der Silanverbindungen kombiniert werden.
Die anorganischen feinen Teilchen können mit den Silanverbindungen nach einer bekannten Methode behandelt werden, wozu ein Trockenprozess, wobei die in eine Wolkenform unter Verwendung eines Rührers oder dergleichen gebildeten anorganischen feinen Teilchen mit einer vaporisierten Silanverbindung umgesetzt werden und ein Nassverfahren, wobei die in einem Lösungsmittel dispergierten anorganischen feinen Teilchen mit einer Silanverbindung durch Eintropfen umgesetzt werden, zählen.
Die Menge der Silanverbindungen, die für die Behandlung der anorganischen feinen Teilchen hinzugefügt werden, beträgt 5 bis 40 Massen-Teile, bevorzugt 5 bis 35 Massen-Teile und bevorzugter 10 bis 30 Massen-Teile, bezogen auf 100 Massenteile der anorganischen feinen basischen Teilchen.
Die Menge des Silikonöls, das für die Behandlung hinzu gegeben wird, beträgt bevorzugt 5 bis 35 Massen-Teile, bezogen auf 100 Massen-Teile der anorganischen feinen Teilchen für ein ausgezeichnetes Entwicklungsvermögen in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.
Das hydrophobe Siliciumoxid, das man erhält, indem man Siliciumoxid einer hydrophoben Behandlung mit Hexamethylsilazan unterwirft und weiterhin mit dem Silikonöl behandelt, wird in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet. Eine Behandlung unter Verwendung von Hexamethylsilazan ist eine ausgezeichnete gleichmäßige Behandlung und erbringt einen Toner mit zufrieden stellender Fluidität. Allerdings erhält man nicht ohne weiteres eine Stabilität der Ladungsmenge in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit durch die Behandlung mit Hexamethylsilazan allein. Im Gegensatz dazu wird ermöglicht, dass eine Behandlung mit dem Silikonöl eine hohe Ladungsmenge in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit für den Toner erbringt. Es ist allerdings schwierig, das Silikonöl gleichmäßig zu behandeln. Deswegen wird die Menge des Silikonöls, die für eine gleichmäßige Behandlung erforderlich ist, groß, wobei die Fluidität schnell schlechter wird. Eine Behandlung mit dem Silikonöl nach der Behandlung mit Hexamethylsilazan ermöglicht eine gleichmäßige Behandlung mit einer kleinen Menge des Öls, womit sowohl eine hohe Fluidität und Ladungsstabilität in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit realisiert wird.
Ein Beispiel für eine Behandlung unter Verwendung von hydrophobem Siliciumoxid nach der vorliegenden Erfindung wird nun nachfolgend beschrieben.
Basisches Siliciumoxid wird in einen Behandlungsbehälter gegeben, und es wird eine vorbeschriebene Menge Hexamethylsilazan tropfenweise oder durch Feinzerstäubung hinzu gegeben, wonach dann ausreichend vermischt wird, während im Behandlungsbehälter unter Verwendung eines Rührblatts oder dergleichen gerührt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann das Hexamethylsilazan durch Verdünnen mit einem Lösungsmittel, wie Alkohol, behandelt werden. Das basische Siliciumoxid, das ein gemischtes oder dispergiertes hydrophobes Mittel enthält, bildet zu diesem Zeitpunkt eine Pulverflüssigkeit. Die Pulverflüssigkeit wird in einer Stickstoffatmosphäre auf die Temperatur des Siedepunkts oder darüber des Hexamethylsilazans (bevorzugt 150 bis 250°C) erhitzt und für 0,5 bis 5 Stunden unter Rühren unter Rückfluss gehalten. Dann kann nach Bedarf eine überschüssige Menge des hydrophoben Mittels entfernt werden.
Eine bekannte Technik kann für die hydrophobe Behandlung einer Oberfläche des basischen Siliciumoxids unter Verwendung des Silikonöls verwendet werden, und ein Beispiel dafür umfasst das Eingeben der basischen feinen Siliciumoxidteilchen in den Behandlungsbehälter und das Vermischen der feinen Siliciumoxidteilchen und des Silikonöls unter Rühren im Behandlungsbehälter mit einem Rührblatt oder dergleichen, ähnlich wie bei der Hexamethyldisilazanbehandlung. Das Silikonöl kann direkt unter Verwendung eines Mischers, wie ein Henschel-Mischer, vermischt werden, oder das Silikonöl kann auf die basischen Siliziumoxidteilchen atomisiert werden. Alternativ kann das Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden und mit den feinen basischen Siliziumoxidteilchen vermischt werden, wonach dann das Lösungsmittel entfernt werden kann.
Ein bevorzugtes Verfahren, das man für die Behandlung mit der Silanverbindung und dem Silikonöl verwendet, umfasst die Behandlung der basischen feinen Siliciumoxidteilchen mit der Silanverbindung, die Feinzerstäubung des Silikonöls, wonach dann bei 200°C oder mehr erhitzt wird.
Eine bevorzugte hydrophobe Behandlungsmethode nach der vorliegenden Erfindung ist eine Behandlungsmethode vom Batch-Typ, bei der eine vorbeschriebene Menge der feinen basischen Siliciumoxidteilchen in einen Batchreaktor gegeben wird, wonach dann die Behandlung im Batchreaktor unter Rühren bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Die nach der Behandlungsmethode vom Batch-Typ erhaltenen hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen unterwirft man einer gleichmäßigen Behandlung, wobei sie eine stabile Qualität mit guter Reproduzierbarkeit erhalten.
Die Menge der hinzugefügten hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen hängt von der Art oder Funktion derselben oder dergleichen ab, allerdings beträgt sie bevorzugt 0,1 bis 5 Massen-Teile, bevorzugter 0,1 bis 3 Massen-Teile, bezogen auf 100 Massen-Teile der Tonerteilchen.
Externe Additive, die nicht den feinen Siliciumoxidteilchen entsprechen, können in den Magnettoner der vorliegenden Erfindung nach Bedarf gegeben werden. Beispiele der anderen externen Additive umfassen feine Harzteilchen oder anorganische feine Teilchen, die als Ladungshilfsmittel dienen, ein leitfähigkeitsverleihendes Mittel, ein fluiditätsverleihendes Mittel, ein Backinhibitor, ein Schmiermittel und ein Schleifmittel.
Spezifische Beispiele für die anderen externen Additive umfassen: Schleifmittel, wie Fluorharz, Zinkstearat und Polyvinylfluorid (bevorzugt Polyvinylfluorid), Schleifmittel, wie Ceroxid, Siliciumcarbit und Strontiumtitanat (bevorzugt Strontiumtitanat) und fluiditätsverleihende Mittel, wie Titanoxid und Aluminiumoxid (insbesondere hydrophobe Verbindungen). Beispie le für die anderen externen Additive, die in einer kleinen Menge verwendet werden können, umfassen: Backinhibitoren; leitfähigkeitsverleihende Mittel, wie Ruß, Zinkoxid, Antimonoxid und Zinnoxid und entwicklungsverbessernde Mittel, wie antipolare weiße feine Teilchen und schwarze feine Teilchen.
Der erfindungsgemäße Magnettoner kann hergestellt werden unter Anwendung einer allgemeinen Methode zur Herstellung von Tonerteilchen, die zur Entwicklung in einem statischen Bild verwendet werden. Die Materialien, die für den erfindungsgemäßen Magnettoner verwendet werden, umfassen mindestens das Bindemittelharz und die oben beschriebenen magnetischen Eisenoxide und wahlweise andere Materialien, wie ein Farbmittel, ein Wachs und ein Ladungssteuermittel.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners wird folgende Methode verwendet. Die Tonerbestandteile werden ausreichend unter Verwendung eines Mischers, wie eine Kugelmühle, vermischt. Dann werden die vermischten Materialien gut verknetet unter Anwendung eines thermischen Kneters, wie Heißwalzen, ein Kneter oder ein Extruder. Das geknetete Produkt wird abgekühlt, um sich zu verfestigen, grob pulverisiert und dann fein pulverisiert. Das pulverisierte Produkt wird klassifiziert und dann eine Oberflächenmodifikation der Tonerteilchen unter Verwendung der Oberflächenmodifikationsvorrichtung unterworfen. Alternativ kann das pulverisierte Produkt bevorzugt einer Oberflächenmodifikation unterworfen werden und dann klassifiziert werden. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Toner durch ausreichendes Vermischen der gewünschten Additive, je nach Bedarf, unter Verwendung eines Mischers, wie ein Henschel-Mischer hergestellt werden.
Es können bekannte Vorrichtungen zur Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Toners verwendet werden, und Beispiele für den Mischer umfassen: ein Henschel-Mischer (hergestellt von Mitsui Mining Co., Ltd.); Supermischer (hergestellt von Kawata Mfg.Co. Ltd.); Ribocone (hergestellt von Okawara Mit freundlichen Grüßen. Co., Ltd.); ein Nauta-Mischer, ein Turbulenzgerät und Cyclomix (hergestellt von Hosokawa Micron Corporation); ein Spiralstabmischer (hergestellt von Pacific Machinery & Engineering CO., Ltd.); und ein Redige-Mischer (hergestellt von Matsubo Corporation).
Des Weiteren umfassen Beispiele für den Kneter: KRC-Kneter (hergestellt von Kurimoto; Ltd.); Buss-Co-Kneter (hergestellt von Coperion BUSS AG); TEM-Extruder (hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX-Doppelschraubenkneter (hergestellt von Japan Steel Works, Ltd.); PCM-Kneter (hergestellt von Ikegai, Ltd.), eine Dreiwalzenmühle, Mischwalzenmühle, ein Kneter (hergestellt von Inoue-Nissei Engineering Pte., Ltd.); Kneadex (hergestellt von Mitsui Co., Ltd.); ein Druckkneter vom MS-Typ und ein Kneterruder (hergestellt von Moriyama Co., Ltd.) und ein Banbury-Mischer (hergestellt von Kobe Steel, Ltd.).
Weiterhin umfassen Beispiele für das Pulverisierungsgerät: eine Counter-Strahlmühle, Micron-Strahl und Inomizer (hergestellt von Hosokawa Mictron Corporation); eine Mühle vom IDS-Typ und ein Strahlpulverisierungsgerät PJM (hergestellt von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); eine Crossjet-Mühle (hergestellt von Kurimoto, Ltd.); Ulmax (hergestellt von Nisso Engineering Co., Ltd.); SK Jet-O-Mill (hergestellt von Seisin Enterprise Co., Ltd.); Cliptron (hergestellt von Kawasaki Heavy Industries, LTd.); eine Turbo-Mühle (hergestellt von Turbo Ko gyo Co., Ltd.); und ein Super-Rotor (hergestellt von Nisshin Engineering Inc.).
Weiterhin umfassen Beispiele für das Klassiergerät: Classiel, Micron-Classifier und Spedic-Classifier (hergestellt von Seisin Enterprises Co., Ltd.); Turbo-Classifier (hergestellt von Nisshin Engineering Co., Ltd.); ein Micron-Separator, Turboplex (ATP) und ein TSP-Separator (hergestellt von Hosokawa Micron Co., Ltd.); ein Elbow-Jet (hergestellt von Nittetsu Mining Co., Ltd.); ein Dispersionseparator (hergestellt von Jpaan Pneumatic Co., Ltd.); und ein YM-Microcut (hergestellt von Yasukawa Electric Co., Ltd.).
Weiterhin umfassen Beispiele für die Siebvorrichtung zum Sieben der grobkörnigen Teilchen oder dergleichen: Ultra-Sonic (hergestellt von Koei Sangyo Co., Ltd.); Resona-Sieve und Gyro-Sichter (hergestellt von Tokoju Corporation); Vibrasonic System (hergestellt von Dalton Corporation); Soniclean (hergestellt von Sintokogio Co., Ltd.); Turbo-Screener (hergestellt von Turbo Kogyo Co., Ltd.); Micro-Sichter (hergestellt von Makino Mfg. Co., Ltd.); und Circular Oscillation Screens.
Beispiele
Der grundlegende Aufbau und die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben worden. Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung spezifisch anhand der Beispiele beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Die Tabelle 1 unten zeigt die in den Beispielen verwendeten Ti-Chelatverbindungen. [Tabelle 1]

Terephthalsäure:	18 Massen-Teile
Isophthalsäure:	3 Massen-Teile
Trimellitanhydrid:	7 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Propylengruppe, x + y = 2,2):	70 Massen-Teile
Phenolharz vom Novolak-Typ (mit etwa 5,6 Phenolgruppen),
mit 5,6 Mol EO hinzugefügt:	2 Massen-Teile

0,5 Massen-Teile der Ti-Chelatverbindung (1) und 0,5 Massen-Teile der Ti-Chelatverbindung (2) wurden als Katalysatoren zu den obigen Materialien gegeben. Dann wurde die Mischung einer Kondensationspolymerisation bei 230°C unterworfen, unter Bildung eines Bindemittelharzes 1 mit einer Polyesterkomponente (Tg = 59°C, ein Peakmolekulargewicht Mp = 8.600, in THF-unlösliches Material = 28 Massen-%). Der Gehalt der Polyesterkomponente im Bindemittelharz betrug 100 Massen-%.
<Bindemittelharzherstellungsbeispiel 2>
Es wurden 300 Massen-Teile Xylol in einen Vierhalskolben gegeben. Dann wurde die Luft im Kolben ausreichend durch Stickstoff ersetzt, während das Xylol gerührt wurde. Danach wurde die Temperatur auf Rückfluss erhitzt. Ein Lösungsgemisch aus 75 Massen-Teilen Styrol, 18 Massen-Teilen 2-Ethylhexylacrylat, 7 Massen-Teile Acrylsäure und 2 Massen-Teilen Di-tert.-Butylperoxid wurden in den Kolben unter Rückfluss über 4 Stunden getropft. Danach wurde die Mischung für 2 Stunden gehalten, um die Polymerisation zu vervollständigen, womit man eine Harzlösung mit einer Vinylcopolymereinheitkomponente erhält.

Dann wurde das organische Lösungsmittel in die Harzlösung abdestilliert, und das erhaltene Harz wurde gekühlt und verfestigt. Das Harz wurde dann pulverisiert unter Bildung eines Harzes mit einer Vinylcopolymereinheitenkomponente (Tg = 58°C, Peakmolekulargewicht (Mp) = 9,200, in THF-unlösliches Material = 0 Massen-%).

Obiges Harz mit einer Vinylcopolymereinheitenkomponente:	10 Massen-Teile
Terephthalsäure:	20 Massen-Teile
Isophthalsäure:	5 Massen-Teile
Trimellitanhydrid:	3 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Propylengruppe, x + y = 2,2):	70 Massen-Teile
Phenolharz vom Novolak-Typ (mit etwa 5,6 Phenolgruppen),
mit 5,6 Mol EO hinzugefügt:	2 Massen-Teile

Danach wurde 1,0 Massen-Teil der Ti-Chelatverbindung (2) als Katalysator zu den obigen Materialien gegeben. Dann wurde die Mischung einer Kondensationspolymerisation bei 230°C unterwor fen, unter Bildung eines Bindemittelharzes 2 mit einer Polyesterkomponente (Tg = 58°C, ein Peakmolekulargewicht Mp = 9.100, in THF-unlösliches Material = 16 Massen-%). Der Gehalt der Polyesterkomponente im Bindemittelharz betrug etwa 87 Massen-%. <Bindemittelharzherstellungsbeispiel 3>

Terephthalsäure:	20 Massen-Teile
Dodecenylbernsteinsäure:	5 Massen-Teile
Trimellitanhydrid:	8 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Propylengruppe, x + y = 2,2):	50 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Ethylengruppe, x + y = 2,2):	15 Massen-Teile
Phenolharz vom Novolak-Typ (mit etwa 5,6 Phenolgruppen),
mit 5,6 Mol EO hinzugefügt:	2 Massen-Teile

1,0 Massen-Teile der Ti-Chelatverbindung (2) wurde zu den obigen Materialien als Katalysator gegeben. Dann wurde die Mischung einer Kondensationspolymerisation bei 230°C unterworfen, unter Bildung eines Bindemittelharzes 3 mit einer Polyesterkomponente (Tg = 57°C, ein Peakmolekulargewicht Mp = 7.600, in THF-unlösliches Material = 36 Massen-%). Der Gehalt der Polyesterkomponente im Bindemittelharz betrug 100 Massen-%. <Bindemittelherstellungsbeispiel 4>

Terephthalsäure:	15 Massen-Teile
Dodecenylbernsteinsäure:	5 Massen-Teile
Trimellitanhydrid:	8 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Propylengruppe, x + y = 2,2):	50 Massen-Teile

Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Ethylengruppe, x + y = 2,2):	20 Massen-Teile
Phenolharz vom Novolak-Typ (mit etwa 5,6 Phenolgruppen),
mit 5,6 Mol EO hinzugefügt:	2 Massen-Teile

1,0 Massen-Teile der Ti-Chelatverbindung (1) wurde zu den obigen Materialien als Katalysator hinzugegeben. Dann wurde die Mischung einer Kondensationspolymerisation bei 230°C unterworfen, unter Bildung eines Bindemittelharzes 4 mit einer Polyesterkomponente (Tg = 56°C, ein Peakmolekulargewicht Mp = 8.100, in THF-unlösliches Material = 11 Massen-%). Der Gehalt der Polyesterkomponente im Bindemittelharz betrug 100 Massen-%.
<Bindemittelherstellungsbeispiel 5>

Es wurde ein Bindemittelharz 5 in der gleichen Weise wie in dem Bindemittelharzherstellungsbeispiel 4 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Tetramethyltitanat anstelle der Ti-Chelatverbindung (1) verwendet wurde. Der Gehalt der Polyesterkomponente in dem Harz betrug 100 Massen-%. <Bindemittelherstellungsbeispiel 6>

Terephthalsäure:	18 Massen-Teile
Isophthalsäure:	3 Massen-Teile
Trimellitanhydrid:	7 Massen-Teile
Bisphenolderivat, dargestellt durch die Formel (A)
(R: eine Propylengruppe, x + y = 2,2):	70 Massen-Teile
Phenolharz vom Novolak-Typ (mit etwa 5,6 Phenolgruppen)
mit 5,6 Mol EO hinzugefügt:	2 Massen-Teile

1 Massen-Teil der Ti-Chelatverbindung (9) wurde zu den obigen Materialien als Katalysator gegeben. Dann wurde die Mischung einer Kondensationspolymerisation bei 230°C unterworfen zur Bildung eines Bindemittelharzes 6 mit einer Polyesterkomponente (Tg = 60°C, ein Peakmolekulargewicht Mp = 8.800, in THF-unlösliches Material = 31 Massen-%). Der Gehalt der Polyesterkomponente im Bindemittelharz betrug 100 Massen-%.
<Herstellungsbeispiel für magnetische Eisenoxidteilchen 1>
Das Sodasilikat wurde in eine wässrige Lösung aus Eisensulfat in der Weise gegeben, dass der Gehalt des Si-Elements 0,50%, bezogen auf das Eisenelement, beträgt. Danach wurde eine kaustische Sodalösung mit der obigen Lösung vermischt, um eine wässrige Lösung herzustellen, die Eisenhydroxid enthält. Es wurde Luft in die wässrige Lösung geblasen, während der pH der wässrigen Lösung auf 10 eingestellt wurde. Dann wurde eine Oxidationsreaktion bei einer Temperatur von 80 bis 90°C durchgeführt, und eine Aufschlämmung zur Herstellung eines Keims herzustellen.
Sobald die Herstellung eines Keims beobachtet wurde, wurde eine wässrige Lösung aus Eisensulfat zusätzlich in die Aufschlämmung nach Bedarf hinzugefügt. Dann wurde Luft in die Aufschlämmung geblasen, während der pH der Aufschlämmung auf 10 eingestellt wurde, um auf diese Weise eine Oxidationsreaktion fortschreiten zu lassen. In der Zwischenzeit wurde die Fortschreitungsrate der Reaktion untersucht, während die Konzentration von nicht umgesetztem Eisenoxid untersucht wurde.
Zur gleichen Zeit wurde die Si-Elementverteilung in dem magnetischen Eisenoxid gesteuert durch stufenweises Einstellen des pHs der Lösung. Bei der stufenweisen Einstellung wurde beispielsweise der pH der Lösung auf 9 in einem frühen Stadium der Oxidationsreaktion eingestellt, auf 8 in einem Zwischenstadium der Oxidationsreaktion und auf 6 in einem späteren Stadium der Oxidationsreaktion. Auf diese Weise wurde die Oxidationsreaktion vervollständigt.
Danach wurde ein wasserlösliches Aluminiumsalz in eine alkalische Suspension gegeben, worin ein magnetisches Eisenoxidteilen, das das Si-Element enthielt, hergestellt wurde, dergestalt, dass der Gehalt des wasserlöslichen Aluminiumsalzes 0,20% betrug, bezogen auf das hergestellte Teilchen in einem Aluminiumelementäquivalent. Danach wurde der pH der Suspension innerhalb eines Bereichs von 6 bis 8 eingestellt, um das wasserlösliche Aluminiumsalz als Aluminiumhydroxid auf der Oberfläche des magnetischen Eisenoxids auszufällen. Dann wurde der Niederschlag gefiltert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und zerkleinert unter Bildung magnetischer Eisenoxidteilchen mit Aluminiumelementen auf der Oberfläche der magnetischen Eisenoxidteilchen. Die erhaltenen magnetischen Eisenoxidteilchen wurden nach herkömmlichen Methoden gereinigt, filtriert und getrocknet.
Primärteilchen der erhaltenen magnetischen Eisenoxidteilchen wurden agglomeriert unter Bildung eines Agglomerats. Eine Kompressionskraft und eine Schwerkraft wurden auf das Agglomerat der magnetischen Eisenoxidteilchen unter Anwendung einer Mischmahlwalze ausgeübt. Das Agglomerat wurde zerkleinert, um die Primärteilchen der magnetischen Eisenoxidteilchen herzustellen. Zur gleichen Zeit wurden die Oberflächen der magneti schen Eisenoxidteilchen geglättet. Auf diese Weise erhielt man ein magnetisches Eisenoxidteilchen 1 mit den in Tabelle 2 gezeigten Eigenschaften.
<Herstellungsbeispiele für magnetische Eisenoxidteilchen 2 und 3>

Die Zugabemengen und die Zugabezeiten des Soda-Silikats und des wasserlöslichen Aluminiumsalzes, der pH der wässrigen Lösung und dergleichen wurden verändert, um die magnetischen Eisenoxidteilchen 2 bis 4 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften zu erhalten. [Tabelle 2]

[Herstellung von Toner 1]

Bindemittelharz 1	100 Massen-Teile
Magnetische Eisenoxidteilchen	100 Massen-Teile
Monoazoeisenverbindung (1) (das Gegenion davon ist eine Mischung aus NH₄ ⁺ und Na⁺, das Mischverhältnis von NH₄ ⁺ zu Na⁺ ist
(NH₄ ⁺/Na⁺) = 7/3)	2 Massen-Teile
Aluminiumsalicylatverbindung (14)	1 Massen-Teil

Fischer-Tropsch-Wachs (DSC-Peak-Spitzentemperatur = 104°C,
Mw/Mn = 1,8)	4 Massen-Teile

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt. Dann wurden die gemischten Materialien unter Anwendung eines Zweiachsenextruders, der auf 130°C erhitzt war, geschmolzen und geknetet. Nachdem das geknetete Produkt abgekühlt war, wurde das geknetete Produkt grob unter Anwendung einer Hammermühle pulverisiert, um ein grobkörniges pulverisiertes Tonermaterial zu erhalten. Das erhaltene grobkörnige pulverisierte Material wurde durch mechanische Pulverisierung unter Anwendung einer mechanischen Pulverisierungsturbomühle (hergestellt von Turbo Industry Ltd.; die Rotator- und Statoroberfläche waren mit einer Chromlegierungsschicht, die Chromcarbid enthielt, beschichtet (Plattierungsdicke 150 μm, Oberflächenhärte HV 1050)) fein pulverisiert, mit einer Einlasslufttemperatur der Feinmahlanlage, einer Auslasslufttemperatur der Feinmahlanlage und einer Temperatur des Kühlmittels zum Kühlen des Feinmahlanlagenrotors und des Futters, die auf -15°C, 48°C und -5°C eingestellt waren. Das feine Pulver und das grobe Pulver des erhaltenen feinen pulverisierten Materials wurden genau klassifiziert und zur gleichen Zeit durch Anwendung eines Multidivisionsklassifiziergeräts, das den Coanda-Effekt nutzt, entfernt (hergestellt von Nittetsu Mining Co., Ltd., Elbow-Jet-Klassifiziergerät).
Das klassifizierte Produkt wurde einer Oberflächenmodifikation mit der in 1 gezeigten Oberflächenmodifikationsvorrichtung unterworfen. Zur gleichen Zeit wurden in diesem Beispiel 8 quadratische Scheiben auf dem oberen Bereich des Dispersionsrotors angebracht. Ein Abstand zwischen dem Führungsring und den 8 rechteckigen Scheiben jeweils auf dem oberen Bereich des Dispersionsrotors wurde auf 30 mm eingestellt, und der Abstand zwischen dem Dispersionsrotor und dem Futter wurde auf 5 mm eingestellt. Die Rotationsumfangsgeschwindigkeit des Dispersionsrotors wurde auf 100 m/s eingestellt, und die Menge der eingeblasenen Luft wurde auf 15 m³/Min. eingestellt. Die Eingabemenge des feinen pulverisierten Produkts wurde auf 20 kg eingestellt, und die Zykluszeit wurde auf 60 s eingestellt. Die Temperatur des Kühlmittels, das durch den Mantel geht, wurde auf 0°C eingestellt, und die Kühllufttemperatur T1 wurde auf -20°C eingestellt. Außerdem wurde die UpM des Klassifizierungsrotors gesteuert, um negativ geladene Tonerteilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser (D4) von 6,2 μm herzustellen.
Ein negativ geladener Toner 1 wurde hergestellt durch Vermischen von 100 Massen-Teilen der negativ geladenen Tonerteilchen und 1,0 Massen-Teil der hydrophoben feinen Siliziumoxidteilchen mit einem Henschel-Mischer, wobei die hydrophoben feinen Siliciumoxid-Teilchen erhalten wurden durch Behandlung des trockenen Siliciumoxids mit einer BET von 200 m²/g mit Hexamethyldisilazan, wonach eine Behandlung mit Dimethylsilikonöl folgte. Die Tabelle 3 zeigt die Werte für die physikalischen Eigenschaften des Toners 1, die mit FPIA 2100 gemessen wurden.
[Herstellung der Toner 2 bis 6 und 8]
Es wurden die Toner 2 bis 8 und 8 mit den in Tabelle 3 gezeigten Eigenschaften in der gleichen Weise wie beim Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Bindemittelharze und die magnetischen Eisenoxidteilchen, wie in Tabelle 3 (verändert wurden) und dass die Betriebsbedingungen für die Feinmahlanlage und für die Oberflächenmodifikationsvorrichtung fein eingestellt wurden.
[Herstellung von Toner 7]
Ein Toner 7 mit den in Tabelle 3 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in der gleichen Weise wie der Toner 1 hergestellt mit der Ausnahme des Folgenden. Als Erstes wurden ein Bindemittelharz und die magnetischen Eisenoxidteilchen, wie in Tabelle 3 gezeigt, verwendet. Zweitens, wurde keine Aluminiumsilicylatverbindung hinzugefügt. Drittens, 1 Massen-Teil einer Monoazochromverbindung wurde anstelle der Monoazoeisenverbindung zugegeben. Viertens, es wurde eine Feinmahlanlage vom Strahlströmungstyp anstelle der mechanischen Feinmahlanlage verwendet, und es wurde keine Oberflächenmodifikation auf der Oberfläche der Modifikationsvorrichtung durchgeführt. Als Fünftens wurde hydrophobes Siliciumoxid, das mit Hexamethyldisilazan behandelt war, als hydrophobes Siliciumoxid verwendet.
[Beispiele 1 bis 7, Vergleichsbeispiel 1]
Danach wurden die hergestellten Toner 1 bis 8 nach der unten beschriebenen Methode bewertet. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Bewertung.
Die folgenden Bewertungen wurden durchgeführt unter Anwendung einer Vorrichtung, die erhalten wurde durch Modifikation eines Laserdruckers, Laserjet 4300, hergestellt von Hewlett-Packard (A4-Größe, vertikale Orientierung, mit einer Prozessgeschwindigkeit von 325 mm/s) auf 55 ppm.
(1) Bilddichte
Bei jeweils einer Umgebung von Normaltemperatur und normaler Feuchtigkeit (23°C, 60% RH), einer Umgebung niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit (15°C, 10% RH) und einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (32,5°C, 80% RH), wurde ein Bildleistungstest mit 20.000 Blättern auf normalen Papier für Kopierer (75 g/m²) bei 2-Blatt-Intervallen und einem Bilddruckverhältnis von 2% durchgeführt. Allerdings wurde für den Toner 8 ein Bildleistungstest mit 25.000 Blättern durchgeführt. Die Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.
Die relative Dichte wurde mit einem Reflexionsdensitometer „Macbeth reflection densitometer" (hergestellt von Macbeth Ltd.) als relative Dichte, bezogen auf ein ausgedrucktes Bild auf einem weißen Grundbereich von 0,00.
(2) Tonerverbrauch
Die Entwicklungsbedingungen wurden in der Weise eingestellt, dass eine Linienbreite einer 2-Punkt-Linie 190 μm in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit (23°C, 60% RH) betrug. Es wurde ein Bildleistungstest mit 5.000 Blättern auf normalem Papier für Kopierer (75 g/m²) durchgeführt, während die Blätter kontinuierlich bei einem Bilddruckverhältnis von 4% durchgelassen wurden. Die Gewichte der Entwicklungsvorrichtung vor und nach dem Bildleistungstest wurden gemessen, um den Tonerverbrauch pro ein Bild zu berechnen.
(3) Nebel
Der Nebel wurde in einem Haltbarkeitstest mit 10.000 Blättern in einer Umgebung niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit (15°C, 10% RH) gemessen. Die Methode zur Messung des Nebels war wie folgt. Es wurde die durchschnittliche Reflexion Dr(%) von normalem Papier vor der Bildleistung gemessen unter Anwendung eines Reflektometers, der mit einem Komplementärfarbenfilter für die gemessene Farbe „(REFLECTOMETERODELTC-6DS", hergestellt von Tokyo Denshoku) ausgerüstet war. In der Zwischenzeit wurde ein weißes Bild auf weißem Papier gebildet, und dann wurde die Reflexion Ds(%) des festen weißen Bildes gemessen. Der Nebel(%) wurde aus der folgenden Gleichung (3) berechnet.
Gleichung (3)

Nebel(%) = Dr(%) – Ds(%)

Der erfindungsgemäße magnetische Toner verwendet ein Bindemittelharz mit einer Polyesterkomponente unter Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator, und die magnetischen Eigenschaften des Magnettoners werden gesteuert. Im Ergebnis können das Entwicklungsvermögen und die Umweltstabilität verbessert werden, und der Tonerverbrauch kann verringert werden.
Es wird ein Magnettoner zur Verfügung gestellt, der magnetische Tonerteilchen umfasst, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz und ein magnetisches Eisenoxid umfassen, wobei der Magnettoner ausgezeichnet im Hinblick auf sein Entwicklungsvermögen und Umweltstabilität ist, wobei außerdem der Tonerverbrauch verringert werden kann. Die Sättigungsmagnetisierung σs und die remanente Magnetisierung σr des Magnettoners in einem gemessenen Magnetfeld von 795,8 kA/m werden in einem Bereich von 5 bis 60 Am²/kg und in einem Bereich von 0,1 bis 10,0 Am²/kg eingestellt, und es wird ein Bindemittelharz mit einer Polyesterkomponente, die durch Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator polymerisiert worden ist, verwendet.

Claims

Magnettoner, der Magnettonerteilchen, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz und magnetisches Eisenoxid umfassen, umfasst, worin der Magnettoner eine Sättigungsmagnetisierung σs im Bereich von 5 bis 60 Am²/kg und eine remanente Magnetisierung im Bereich von 0,1 bis 10,0 Am²/kg in einem gemessenen Magnetfeld von 795,8 kA/m aufweist; und das Bindemittelharz eine Polyesterkomponente enthält, die unter Verwendung einer Ti-Chelatverbindung als Katalysator polymerisiert ist.
Magnettoner nach Anspruch 1, worin die Ti-Chelatverbindung einen Liganden aufweist, der aus der Gruppe gewählt ist, die aus einem Diol, einer Dicarbonsäure und einer Oxicarbonsäure besteht.
Magnettoner nach Anspruch 1, worin die Ti-Chelatverbindung durch eine der folgenden Formeln (I) bis (VIII) und Hydrate davon dargestellt ist: Formel (I)
in der Formel (I) bedeutet R₁ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1, und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2 ist; Formel (II)
in der Formel (II) bedeutet R₂ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet m einen Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet mindestens ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1, und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2. Formel (III)
in der Formel (III) bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2; Formel (IV)
in der Formel (IV) bedeutet R₃ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, ei nem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2; Formel (V)
in der Formel (V) bedeutet R₄ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2; Formel (VI)
in der Formel (VI) bedeutet R₅ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2; Formel (VII)
in der Formel (VII) bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2; Formel (VIII)
in der Formel (VIII) bedeutet R₆ eine Gruppe aus einer Alkylengruppe und einer Alkenylengruppe, die jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, und einen Substituenten aufweisen können, bedeutet M ein Gegenkation, bedeutet m eine Kationenzahl, bedeutet n eine Kationenwertigkeit, n = 2, wenn m = 1, n = 1, wenn m = 2, und M bedeutet ein Ion aus einem Wasserstoffion, einem Alkalimetallion, einem Ammoniumion und einem organischen Ammoniumion, wenn n = 1 und bedeutet ein Erdalkalimetallion, wenn n = 2,
Magnettoner nach Anspruch 1, worin das magnetische Eisenoxid 0,1 bis 2,0 Massen-% eines Si-Elements umfasst.
Magnettoner nach Anspruch 1, der weiterhin hydrophobes Siliciumdioxid umfasst, das mit Hexamethyldisilazan und mit Silikonöl behandelt ist.
Magnettoner nach Anspruch 1, worin eine durchschnittliche Kreisförmigkeit der Magnettonerteilchen des Magnettoners, die äquivalente Kreisdurchmesser von 3 μm oder mehr und 400 μm oder weniger, gemessen mit einem Teilchenbildanalysegerät vom Strömungstyp, aufweisen, 0,930 oder mehr und weniger als 0,970 beträgt.
Magnettoner nach Anspruch 3, worin die Ti-Chelatverbindung durch eine der Formeln (II), (III), (VI) und (VII) und Hydrate davon dargestellt ist.
Magnettoner nach Anspruch 3, worin die Ti-Chelatverbindung durch eine der Formeln (II) und (VI) und Hydrate davon dargestellt ist.
Magnettoner nach Anspruch 1, worin die Polyesterverbindung eine Verbindung mit einer Struktur, die einen Oxialkylenether eines Phenolharzes vom Novolak-Typ als Alkoholkomponente enthält, umfasst.
Magnettoner nach Anspruch 1, der weiterhin ein aromatisches Metallhydroxycarboxylat umfasst.