DE69919810T2

DE69919810T2 - Tonerherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69919810T2
Application number: DE69919810T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Tsuji; Atsushi Kubo; Minoru Ohmura; Hitoshi Kanda; Takeshi Tsujino
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2019-11-06
Also published as: EP0999476B1; DE69919810D1; EP0999476A1; US6309788B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Toners mit guter elektrofotografischer Leistung, der Tonerteilchen aufweist, in denen feinteiliges Färbemittel fein und gleichmäßig verteilt vorhanden ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Toners durch Polymerisieren von polymerisierbaren Monomeren in einem wässrigen Medium zur Bildung von Tonerteilchen, wobei die Monomere in den Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung vorhanden sind, in der ein feinteiliges Färbemittel fein und einheitlich verteilt vorhanden ist.
Eine Anzahl von Verfahren, wie sie in US-Patent Nr. 2 297 691 und dergleichen offenbart sind, sind als Elektrofotografie bekannt. Im Allgemeinen werden unter Verwendung eines fotoleitenden Materials Kopien oder Ausdrucke erhalten, indem ein elektrostatisches, latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Element erzeugt wird, das elektrostatische, latente Bild dann unter Verwendung eines Toners entwickelt wird, wodurch ein Tonerbild entsteht, dieses Tonerbild je nach Sachlage auf ein Übertragungsmaterial, wie zum Beispiel Papier, übertragen wird und schließlich das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial durch die Wirkung von Wärme, Druck, Wärme und Druck oder Lösungsmitteldampf fixiert wird. Als Verfahren zur Entwicklung des elektrostatischen Bildes unter Verwendung von Tonern oder als Verfahren zur Fixierung des Tonerbildes wurden eine Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen, und es werden die Verfahren eingesetzt, die für die individuellen Bildgebungsprozesse geeignet sind.
Toner, die für einen solchen Zweck verwendet werden, wurden bisher im Allgemeinen hergestellt, indem Färbemittel, die Farbstoffe oder Pigmente umfassen, in thermoplastische Harze durch Schmelzkneten eingebracht wurden, um eine einheitliche Verteilung zu bewirken, worauf unter Verwendung einer Feinmühle pulverisiert und unter Verwendung eines Klassierers klassiert wurde, wo durch Tonerteilchen mit den gewünschten Teilchendurchmessern hergestellt wurden.
Durch ein solches Herstellungsverfahren können einigermaßen gute Toner hergestellt werden, aber es gibt eine Grenze im Bezug auf die Vielfalt, in der Tonermaterialien ausgewählt werden können. Zum Beispiel müssen Harze, in denen Färbemittel dispergiert sind, spröde genug sein, um leicht mit Hilfe einer kommerziell erhältlichen Feinmühle pulverisiert werden zu können. Solche Harze, in denen Färbemittel dispergiert sind und die spröde gemacht worden sind, neigen dazu, eine breite Teilchengrößenverteilung der gebildeten Teilchen zu ergeben, wenn tatsächlich bei hoher Geschwindigkeit pulverisiert wird, was insbesondere das Problem verursacht, dass die Neigung besteht, relativ große Teilchen herzustellten. Darüber hinaus neigen solche hochgradig spröden Materialien dazu, in den Entwicklungsaufbauten der Kopiermaschine oder dergleichen weiter pulverisiert zu werden. Auch ist es schwierig, feste, feine Teilchen aus Färbemitteln oder dergleichen einheitlich im Harz zu verteilen, und einige Toner verursachen ein Ansteigen der Schleierbildung, ein Abnehmen der Bilddichte und eine Verschlechterung der Farbmischeigenschaften oder der Lichtdurchlässigkeit, abhängig vom Dispersionsgrad. Auch können Färbemittel an Bruchstellen pulverisierter Teilchen freiliegen und Schwankungen in der Entwicklungsleistung der Toner verursachen.
Mittlerweile werden, um die Probleme der Toner, die durch solche Pulverisierung hergestellt werden, zu überwinden, Toner, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden, und Toner, die durch verschiedene Polymerisationen hergestellt werden, eingesetzt, und ihre Herstellungsverfahren sind in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 36-10231, Nr. 43-10799, Nr. 51-14895 und dergleichen offenbart. Zum Beispiel werden beim Verfahren zur Herstellung von Tonern durch Suspensionspolymerisation ein polymerisierbares Monomer, ein Färbemittel und ein Polymerisationsinitiator und gegebenenfalls auch ein Quervernetzungsmittel, ein Ladungssteuermittel und andere Zusätze einheitlich aufgelöst oder dispergiert, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung gebildet wird. Danach wird diese polymerisierbare Monomerzusammensetzung in einer kontinuierlichen Phase (zum Beispiel einem wässrigen Medium), die einen Dispersionsstabilisator enthält, mit Hilfe eines geeigneten Rührsystems dispergiert, und gemeinsam der Polymerisationsreaktion unterworfen, wodurch Tonerteilchen mit gewünschten Teilchendurchmessern erhalten werden.
Da dieses Verfahren keinen Pulverisierschritt aufweist, müssen die Tonerteilchen nicht spröde sein, und deshalb können weiche Materialien als Harz verwendet werden. Auch werden Färbemittel nicht an den Oberflächen der Tonerteilchen freigelegt, und deshalb können Tonerteilchen erhalten werden, die eine einheitliche triboelektrische Aufladeleistung aufweisen. Solche Vorteile weist dieses Verfahren auf. Auch kann, da die erhaltenen Tonerteilchen eine relativ scharfe Teilchengrößenverteilung aufweisen, der Klassierschritt weggelassen werden oder es können, selbst wenn klassiert wird, Tonerteilchen in hoher Ausbeute erhalten werden. Dieses Verfahren hat auch den Vorteil, dass die erhaltenen Tonerteilchen, da in ihnen eine bei niedriger Temperatur erweichende Substanz in großer Menge eingekapselt werden kann, eine überlegene Antiabschmutzungseigenschaft aufweisen.
Wenn Monomermischungen, die ein feinteiliges Färbemittel enthalten, erhalten werden, ist es bisher üblich, eine Dyno-Mühle, die kommerziell von der Firma Shinmaru-Enterprises-Corporation erhältlich ist, wie es in der offen gelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 6-11900 offenbart ist, oder eine Coball-Mühle, die von Shinko Pantec Co., Ltd. hergestellt wird, zu verwenden, wie es in der offen gelegten, japanischen Patenanmeldung Nr. 6-75429 offenbart ist.
Ein Querschnitt des Hauptkörpers der Dyno-Mühle und ein Diagramm eines Systems, in das der Hauptkörper aufgenommen ist, sind in 10 dargestellt. Bezeichnungszahl 121 bezeichnet das Hauptkörpergehäuse, 122 bezeichnet eine Materialzufuhröffnung, 123 bezeichnet eine Ablassöffnung, 124 bezeichnet eine Rührerwelle, 125 bezeichnet Mahlkörper, 126 bezeichnet eine Umwälzpumpe, 127 bezeichnet einen Vorratstank, 128 bezeichnet Rührerscheiben und 129 bezeichnet einen Motor. Ein flüssiges Material, das als Dispersionstarget dient und in den Vorratstank 127 gegeben wurde, wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 126 durch die Materialzufuhröffnung 122 eingeleitet, durch die Schichten der Mahlkörper 125, die ihre Bewegung durch die Drehkraft der Rührerscheiben 128 wiederholen, durchgeleitet, wodurch das Dispergieren bewirkt wird, dann von den Mahlkörpern getrennt, danach durch die Ablassöffnung 123 abgegeben und schließlich in den Vorratstank 127 zurückgeführt. Dieser Kreislauf wird wiederholt, wodurch das Dispergieren bewirkt wird.
Ein Querschnitt des Hauptkörpers der Coball-Mühle und ein Diagramm eines Systems, in das der Hauptkörper aufgenommen ist, sind in 11 dargestellt. Bezeichnungszahl 231 bezeichnet das Hauptkörpergehäuse, 232 bezeichnet eine Materialzufuhröffnung, 233 bezeichnet eine Ablassöffnung, 234 bezeichnet eine Rührerwelle, 235 bezeichnet Mahlkörperschichten, 236 bezeichnet eine Umwälzpumpe, 237 bezeichnet einen Vorratstank und 238 bezeichnet einen Rührer. Ein flüssiges Material, das als Dispersionstarget dient und in den Vorratstank 237 gegeben wurde, wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 236 durch die Materialzufuhröffnung 232 eingeleitet, durch die Schichten der Mahlkörper 235, die ihre Bewegung durch die Drehkraft des Rührers 238 wiederholen, durchgeleitet, wodurch das Dispergieren bewirkt wird, dann von den Mahlkörpern durch die Mahlkörpertrenneinrichtung 234 getrennt, danach durch die Ablassöffnung 233 abgegeben und schließlich in den Vorratstank 237 zurückgeführt. Dieser Kreislauf wird wiederholt, wodurch das Dispergieren bewirkt wird.
Allerdings kann die Verwendung einer solchen, konventionellen Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp, um eine Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, herzustellen, in bemerkenswertem Ausmaß ein Phänomen verursachen, das als „Packen" bezeichnet wird und darin besteht, dass die Mahlkörper nach außen gegen die Wandung gestoßen werden, wenn die Zentrifugalkraft des Rotors stärker ist als der Fluss der Monomermischung, weil die Richtung, in der die Monomermischung fließt, nicht mit der Richtung der Zentrifugalkraft übereinstimmt. Dies macht die mit Mahlkörpern beladenen Schichten in der Maschine uneinheitlich. Als Ergebnis neigt der Fluss der Monomermischung dazu, durch den Bereich zu führen, in dem die Mahlkörperschichten dünn geworden sind, wodurch sie einen kleinen Strömungswiderstand haben, was das Problem mit sich bringt, dass die Dispergierwirksamkeit massiv schwächer ist.
Wenn auf der anderen Seite die Zentrifugalkraft des Rotors schwächer ist als die Strömung der Monomermischung, werden die Mahlkörper unausweichlich in Richtung auf die Ablassöffnung weggetragen wegen der Strömung der Monomermischung, was ein Phänomen, das als „Verklumpen" der Mahlkörper bezeichnet wird, in der Nachbarschaft der Abgabeöffnung verursacht, was es schwierig macht, die Maschine zuverlässig zu betreiben. So war es bisher schwierig, eine Balance zu halten zwischen der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors verursacht wird, und der Strömung der Monomermischung, um so zuverlässig die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, herzustellen.
Zusätzlich kann ein Verringerung der Bilddichte auftreten, wenn Bilder erzeugt werden unter Verwendung eines Toners, der Tonerteilchen aufweist, die unter Verwendung einer Monomermischung erhalten wurden, die fein verteilte Färbemittel enthält und in der ein Färbemittel und ein Ladungssteuermittel mangelhaft dispergiert vorhanden sind. Es besteht ein Problem darin, dass die Teilchenbildungsleistung dazu neigt, geringer zu werden, wenn eine solche Monomermischung eingesetzt wird, die feinteiliges Färbemittel enthält und deren Bestandteile nicht einheitlich dispergiert sind, um eine Teilchenbildung in einem wässrigen Medium durchzuführen, das einen Dispersionsstabilisator enthält. Entsprechend ist es, um mit Hilfe einer Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp eine Monomermischung zu erhalten, die feinteiliges Färbemittel enthält und deren Bestandteile gut dispergiert sind, erforderlich, die Wirksamkeit der Mahlkörper zu verbessern. Um die die Wirksamkeit der Mahlkörper zu verbessern, müssen Mahlkörper mit kleinem Durchmesser, oder genau gesagt, Mahlkörper mit einem Durchmesser von 2 mm oder weniger verwendet werden, wodurch die Wirksamkeit der Mahlkörper deutlich verbessert wird. Allerdings führt der Einsatz von Mahlkörpern mit 2 mm oder geringerem Durchmesser zu stark ausgeprägtem „Packen", was die Neigung erhöht, die vorstehend genannten Phänomene des Packens und des Verklumpens zu verursachen, so dass es bisher schwierig war, die Maschine stabil zu betreiben, und auch schwierig war, zuverlässig die Monomermischung herzustellen, die feinteiliges Färbemittel enthält.
Um eine gut dispergierte Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, mit Hilfe der konventionellen Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp zu erhalten bei gleichzeitiger Beseitigung der Phänomene des Packens und Verklumpens, ist es bevorzugt, Perlen zu verwenden, die größer als 2 mm sind, und weiter bevorzugt Perlen mit einem Durchmesser von 3 mm oder mehr. Dies brauchte bisher allerdings eine längere Zeit, um die gewünschte Dispersion zu erhalten.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Tonerherstellungsverfahren bereitzustellen, das die vorstehend diskutierten Probleme gelöst hat.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, innerhalb eines Verfahrens zur Herstellung eines Toners durch Polymerisation ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, durch das ein Toner, der in sich ein Färbemittel mit größerer Einheitlichkeit dispergiert enthält und eine gute Bilddichte verspricht, in guter Effizienz und Zuverlässigkeit hergestellt werden kann.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, innerhalb eines Verfahrens zur Herstellung eines Toners durch Polymerisation ein Herstellungsverfahren bereitzustellen, durch das ein Toner, der eine einheitliche Qualität und eine scharfe Teilchengrößenverteilung aufweist, in guter Effizienz und Zuverlässigkeit hergestellt werden kann.
Um die vorstehend genannten Aufgaben zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, der Tonerteilchen umfasst, bereit, das Folgendes umfasst:

• Einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung dispergiert wird, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, wodurch eine flüssige Monomermischung erhalten wird, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält;
• einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die sich ergebende, flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel darin dispergiert enthält, in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden; und
• einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen erzeugt werden; worin
(A) im Dispergierschritt eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern als Dispergiereinrichtung verwendet wird, wobei die Dispergiermaschine folgendes umfasst
• einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind,
• einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und
• eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind, und
(B) (i) das fein eilige Färbemittel zusammen mit der flüssigen Monomermischung durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, während der Rotor durch den drehenden Antrieb der Antriebswelle gedreht wird,
(ii) die flüssige Monomermischung und das feinteilige Färbemittel durch die Schlitze der Trennvorrichtung mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, in die äußere Kammer transportiert werden, während das feinteilige Färbemittel durch die Wirkung a) der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und b) der Mahlkörper in der flüssigen Monomermischung dispergiert wird und
(iii) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, aus der äußeren Kammer durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen wird, wodurch eine Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, erhalten wird.

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Toners bereit, der Tonerteilichen aufweist, das folgende Schritte umfasst:

• einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, dispergiert wird, wodurch eine flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, erhalten wird;
• einen Herstellungsschritt, bei dem ein Polymerisationsinitiator zu der flüssigen Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält und in der da s feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, zugegeben wird, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen,
• einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, und
• einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen gebildet werden,

• einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind,
• einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und
• eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind; und

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zur Herstellung eines Toners mit Tonerteilchen, das folgende Schritte umfasst

• einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, dispergiert wird, wodurch eine flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, erhalten wird;
• einen Herstellungsschritt, bei dem ein Polymerisationsinitiator zu der flüssigen Monomermischung, die feinteilige Färbemittel dispergiert enthält und in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, zugegeben wird, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen,
• einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, und
• einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen gebildet werden,

(A) im Dispergierschritt eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern als Dispergiereinrichtung verwendet wird, wobei die Dispergiermaschine folgendes umfasst
• einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind,
• einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und
• eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind, und
(B) (i) das feinteilige Färbemittel zusammen mit der flüssigen Monomermischung durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, während der Rotor durch den drehenden Antrieb der Antriebswelle gedreht wird,
(ii) die flüssige Monomermischung und das feinteilige Färbemittel durch die Schlitze der Trennvorrichtung mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, in die äußere Kammer transportiert werden, während das feinteilige Färbemittel durch die Wirkung a) der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und b) der Mahlkörper in der flüssigen Monomermischung dispergiert wird,
(iii) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, aus der äußeren Kammer durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen wird und die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise abgelassen worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird,
(iv) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt worden ist, erneut in die Mitte der inneren Kammer durch die Flüssigkeitszufuhröffnung eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren,

(C) die so erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, in den Herstellungsschritt eingeführt wird.

1 veranschaulicht einen Dispergierschritt, der eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörperteilchen, eine Kühleinrichtung, einen Vorratstank und eine Umwälzpumpe einsetzt.
2 veranschaulicht einen Dispergierschritt, der eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörperteilchen, ein Viskosimeter, einen Steuer computer zur Einstellung der Umdrehungen des Rotors der Dispergiermaschine (ein Personalcomputer zur Steuerung der Anzahl der Umdrehungen des Rotors einer Dispergiermaschine), eine Kühleinrichtung, einen Vorratstank und eine Umwälzpumpe einsetzt.
3 stellt eine Seitenansicht der Dispergiermaschine dar.
4 ist eine Querschnittsansicht des Inneren eines Gehäuses entlang der Linie 4-4 in 1 und 2.
5 ist eine Querschnittsansicht des Inneren eines Gehäuses entlang der Linie 5-5 in 3
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Trennvorrichtung.
8 zeigt ein Beispiel eines Ablaufdiagrammes, das sich auf einen erfindungsgemäßen Prozess zur Herstellung von Tonerteilchen bezieht.
9 ist eine schematische Veranschaulichung von Querschnitten von Tonerteilchen.
10 veranschaulicht ein Beispiel eines konventionellen Dispergierschrittes.
11 veranschaulicht ein anderes Beispiel eines konventionellen Dispergierschrittes.
Als Ergebnis umfassender Untersuchungen wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, dass Färbemittel in polymerisierbaren Monomeren in kurzer Zeit und stabil dispergiert werden können, wenn sie mit Hilfe einer Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp dispergiert werden, in der die Richtung der Strömung der Monomermischung mit der Richtung der Zentrifugalkraft übereinstimmt, die durch die Drehung eines Rotors erzeugt wurde, was dazu führte, dass diese Erfindung gemacht wurde.
Als Beispiele der Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp, die in dieser Erfindung verwendet werden, werden bevorzugt Dispergiermaschinen, wie sie in 1 bis 5 dargestellt sind, verwendet. 1 zeigt ein Beispiel eines Dispergiersystems, in das eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörperteilchen eingebaut ist, das in der Erfindung verwendet wird. 2 zeigt ein Beispiel eines Dispergiersystems, in das eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörperteilchen und ein Viskositätsmesssystem eingebaut sind. 3 stellt eine Seitenansicht des Hauptkörpers der Dispergiermaschine dar, die in der Erfindung verwendet wird. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 1 und 2 und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 3. Eine Dispergiermaschine 1, wie sie in 1 bis 5 dargestellt ist, umfasst ein Gehäuse 2 und ist in ihrem Inneren mit einem Rotor 3 zum Durchrühren von Mahlkörperteilchen 5 und entlang dem Umfang des Rotors mit einer Trenneinrichtung 4 mit Schlitzen 4a zum Abtrennen der Mahlkörperteilchen 5 von einer flüssigen Monomermischung versehen. Durch Drehen des Rotors 3 wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, und diese Zentrifugalkraft bringt die Mahlkörperteilchen 5 dazu, eine Schicht auf der Trenneinrichtung 4 zu bilden, die entlang des Umfanges des Rotors bereitgestellt ist. Gleichzeitig bewirkt die Drehkraft des Rotors 3 eine sich drehende Bewegung. Deshalb wird eine starke Scherkraft erzeugt, die das feinteilige Färbemittel in den polymerisierbaren Monomeren dispergiert.
Die flüssige Monomermischung, die in einen Vorratstank 8 gegeben worden ist, wird in die Dispergiermaschine 1 durch eine Öffnung 6 zum Einleiten von Material mit Hilfe einer Umwälzpumpe 10 eingeleitet und mit Hilfe der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors 3 erzeugt wird, durch die Mahlkörperschicht gedrückt, die entlang des Umfanges des Rotors gebildet worden ist, wodurch sie zuverlässig fein dispergiert wird. Danach wird die flüssige Monomermischung von den Mahlkörperteilchen 5 mit Hilfe der Trenneinrichtung 4 abgetrennt und dann aus der Dispergiermaschine durch eine Ablassöffnung 7 abgeleitet und in den Vorratsbehälter 8 durch eine Rohrleitung, die mit einem Viskosimeter 25 und/oder einem Thermometer 12 versehen ist, und durch eine Kühleinrichtung 11 zurückgeführt. Die Monomermischung, die im Vorratstank 8 enthalten ist, wird wiederholt zwischen Dispergiermaschine 1 und Vorratsbehälter 8 umgepumpt, wobei das feinteilige Färbemittel in dem polymerisierbaren Monomer einheitlich und mit guter Wirksamkeit dispergiert wird.
Die umlaufende Flüssigmonomermischung, die in den Vorratsbehälter 8 zurückgekehrt ist, wird erneut durch die Materialzufuhröffnung 6 in die Dispergiermaschine eingeleitet, so dass der Vorgang wiederholt wird.
Der Rotor 3 ist perspektivisch in 6 dargestellt. Die Trenneinrichtung 4 ist perspektivisch in 7 dargestellt.
Das polymerisierbare Monomer, das Färbemittel, das Ladungssteuermittel und dergleichen können in den Vorratsbehälter direkt gegeben werden oder zuerst gemischt werden und danach in den Vorratsbehälter 8 gegeben werden.
Es besteht die Neigung, dass während des Dispergiervorganges Wärme erzeugt wird, welche die Monomermischung nachteilig beeinflusst. Entsprechend kann ein Wärmeaustauscher als Kühleinrichtung in die Leitung des Umweltsystems bereitgestellt werden, so dass das Dispergiersystem betrieben werden kann, während ein Wärmeaustausch stattfindet. In einem solchen Fall kann die Monomermischung bevorzugt so eingestellt werden, dass sie eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C und weiter bevorzugt von 15°C bis 35°C aufweist. Die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und durch die Flüssigkeitsablassöffung abgelassen worden ist, kann bevorzugt eine Viskosität von 5 bis 2500 mPa·s, weiter bevorzugt von 20 bis 2000 mPa·s und noch weiter bevorzugt von 50 bis 2000 mPa·s aufweisen.
In der Dispergiermaschine, wie sie in 1 bis 5 dargestellt ist, können die verwendeten Mahlkörperteilchen bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm im Hinblick auf die Dispergierbarkeit der Färbemittel in den polymerisierbaren Monomeren aufweisen.
Im Hinblick auf die Dispergierbarkeit der Färbemittel, die Abnutzung der Mahlkörperteilchen und den zuverlässigen Betrieb des Systems selber kann die Beziehung zwischen dem Gesamtvolumen A der Mahlkörperteilchen, die in der Dispergiermaschine vorhanden sind, und einem Raumvolumen B zwischen Rotor 3 und Trenneinrichtung 4 bevorzugt in folgendem Bereich liegen 0,7 < A/B < 1,3
Das Gesamtvolumen A der Mahlkörperteilchen ist ein Wert, der durch folgende Gleichung dargestellt wird A = D/Cworin C die Schüttdichte der Mahlkörperteilchen und D das Beschickungsgewicht der Mahlkörperteilchen, die in die Maschine gegeben werden, darstellt. Mahlkörperteilchen, deren Beschickungsgewicht D genau eingewogen worden ist, werden in einen Messzylinder gegeben, um das Gesamtvolumen A der Mahlkörperteilchen genau zu messen.
Das Raumvolumen B zwischen Rotor 3 und Trenneinrichtung 4 entspricht dem Gesamtvolumen des Teils, der in 4 dargestellt ist.
Im Hinblick auf die Dispergierbarkeit der Färbemittel, die Abnutzung der Mahlkörperteilchen und den zuverlässigen Betrieb des Systems selber kann der Rotor bevorzugt mit einer Umfangsgeschwindigkeit im Spitzenbereich des Rotors zwischen 5 und 20 m/s und weiter bevorzugt zwischen 7 und 17 m/s gedreht werden.
Um zu verhindern, dass Mahlkörperteilchen abgenutzt werden, und um einen zuverlässigen, kontinuierlichen Betrieb des Systems selbst und eine Verringerung des Energieverbrauchs zu erreichen, kann das Viskosimeter 25 zwischen der Flüssigkeitsablassöffnung 7 und der Flüssigkeitszufuhröffnung 6 bereitgestellt werden, um die Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zu messen, die sich gemäß dem Dispersionsgrad des Färbemittels und anderer zugegebener Stoffe ändert. Entsprechend den Werten der so gemessenen Viskosität kann die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors im Spitzenbereich bevorzugt auf den vorstehend genannten Bereich von 5 bis 20 m/s und weiter bevorzugt von 7 bis 17 m/s eingestellt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Rotor bei einer niedrigen Geschwindigkeit gedreht wird (geringe Umdrehungszahl), wenn die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, eine niedrige Viskosität aufweist, und mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird (hohe Umdrehungszahl), wenn die Mischung eine gewisse Viskosität oder mehr erreicht hat. Wenn der Rotor auf der Anfangsstufe der Behandlung, auf der das Färbemittel noch nicht im hohen Maße dispergiert worden ist, mit einer höheren Umlaufgeschwindigkeit (genau gesagt, 7 m/s oder mehr im Spitzenbereich) be trieben wird, weist die Flüssigmonomermischung eine so geringe Viskosität auf, dass es für die Flüssigmonomermischung schwierig ist, sich zwischen die einzelnen Mahlkörperteilchen zu schieben, so dass die Reibung zwischen den Mahlkörperteilchen in der Dispergiermaschine leicht vorherrschend wird. Als Ergebnis kann sich die Abnutzung der Mahlkörperteilchen verstärken, und es kann irgendeine zusätzliche Kraft gegen die Reibung erforderlich sein, was leicht eine große Menge Energie aufbraucht. Wegen des Anstiegs der Reibung können die Mahlkörperteilchen stark abgenutzt werden, was die Zeitdauer bis zum Austausch der Mahlkörperteilchen gegen neue verkürzt. Dies ist nicht wünschenswert, wenn das System mit guter Kosteneffizienz betrieben werden soll. Das Färbemittel wird in einem höheren Maße dispergiert, und die Flüssigmonomermischung erreicht eine festgelegte Viskosität (zum Beispiel 50 mPa·s oder mehr), wo die Umdrehungsgeschwindigkeit am Spitzenbereich des Rotors auf 7 m/s oder mehr eingestellt werden kann. Indem dies getan wird, kann der Dispersionsgrad sehr gut höher getrieben und die Behandlungszeit verkürzt werden.
Ein solches Viskosimeter kann insbesondere ein Schwingungsviskosimeter FUM-80A vom Schirmtyp (hergestellt von Yamaichi Denki K. K.) und MIV16001 vom ADF-Typ (hergestellt von Sofraser Co., Ltd.) einschließen.
In einem Personalcomputer 26 in dem System, das in 2 dargestellt ist, wird eine festgelegte Viskosität im Voraus eingestellt, und es werden auch zwei Werte für die Drehung mit niedriger Geschwindigkeit und die Drehung mit hoher Geschwindigkeit als Umdrehungszahl des Rotors festgelegt. Mit Beginn der Operation wird der Rotor zuerst mit niedriger Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben, und das Viskosimeter, das in das System eingebaut ist, beginnt, die Viskosität der Monomermischung zu messen. Die Werte der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, die mit dem Viskosimeter 25 gemessen werden, werden in den Personalcomputer 26 eingegeben. Wenn die Viskosität einen festgelegten Wert erreicht, werden Signale ausgegeben, um den Rotor in die Betriebsart mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit umzustellen, damit der Rotor sich mit hoher Geschwindigkeit dreht.
Das Dispergieren wird durchgeführt, während auf das Innere der Dispergiermaschine ein Druck ausgeübt wird, und deshalb ist ein Ventil 19 in Fließrichtung hinter der Ablassöffnung 7 bereitgestellt. Dies ist bevorzugt, weil die Dispergierwirksamkeit der Färbemittel verbessert werden kann und auch Kurzwege verhindert werden können. Das Dispergieren kann bevorzugt mit einer Be handlungszeit von 10 bis 300 min und weiter bevorzugt von 20 bis 180 min lang durchgeführt werden.
Materialien für die Mahlkörperteilchen, die in der Dispergiermaschine verwendet werden, können Glas, Stahl, Chromlegierungen, Aluminiumoxid, Zirconiumoxid, Zirconium und Titanoxid einschließen. Von diesen Mahlkörpermaterialien sind Zirconiumoxid und Titanoxid bevorzugt im Hinblick auf die Abnutzungsbeständigkeit.
Eine solche Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp kann insbesondere eine SC-Mühle (hergestellt von Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) einschließen.
In der Erfindung kann das Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen durch Polymerisation Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen durch direkte Suspensionspolymerisation einschließen, wie sie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 36-10231 und den offen gelegten, japanischen Patentanmeldungen Nr. 59-53856 und Nr. 59-61842 offenbart sind.
In der Erfindung kann auch bevorzugt Keimpolymerisation verwendet werden, bei der polymerisierbare Monomere zusätzlich auf Färbemittel enthaltenden Polymerteilchen, die zuerst einmal erhalten wurden, adsorbiert und danach unter Verwendung eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden. Ein Beispiel für einen Ablaufplan einer Herstellung von Tonerteilchen durch Polymerisation ist in 8 dargestellt.
Wenn im Hinblick auf die Fixierleistung in die Tonerteilchen eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in großer Menge eingebracht wird, ist es wichtig, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt mit einem schalenbildenden Harz einzukapseln. Als spezifisches Verfahren, durch das eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in Tonerteilchen eingekapselt wird, kann eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt ausgewählt werden, deren Materialpolarität in einem wässrigen Medium kleiner ist als die des hauptsächlichen polymerisierbaren Monomers, und auch eine kleine Menge Harz oder polymerisierbares Monomer mit größerer Polarität als die des hauptsächlichen Monomers kann zugegeben werden. So können Tonerteilchen mit einer Kern/Schale-Struktur, in der die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt mit dem schalenbildenden Harz abgedeckt ist, erhalten werden. Die Teilchengrößenverteilung und die Teilchendurchmesser der Tonerteilchen können durch ein Verfahren einge stellt werden, bei dem die Typen und Mengen eines geringfügig wasserlöslichen, anorganischen Salzes und eines Dispergiermittels mit der Wirkung eines Schutzkolloids geändert werden, oder indem die mechanischen Geräteeigenschaften geändert werden (zum Beispiel die Bedingungen für das Rühren, wie zum Beispiel die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors, die Durchlaufhäufigkeit und die Gestalt der Rührblätter oder die Gestalt des Behälters) oder indem die Konzentration an Feststoff in einer wässrigen Lösung eingestellt wird, wodurch die gewünschten Tonerteilchen erhalten werden können.
Das Vorliegen der Kern/Schale-Struktur kann ermittelt werden, indem Querschnitte der Tonerteilchen betrachtet werden. Als spezifisches Verfahren können die Querschnitte von Tonerteilchen in der folgenden Weise betrachtet werden. Tonerteilchen werden in einem bei Raumtemperatur aushärtenden Epoxidharz gut dispergiert, worauf in einer Atmosphäre mit 40°C zwei Tage lang gehärtet wird. Das erhaltene, gehärtete Produkt wird mit Trirutheniumtetroxid, gegebenenfalls in Kombination mit Triosmiumtetroxid gefärbt. Danach werden Proben in Scheibenform mit Hilfe eines Mikrotoms, das mit einem Diamantschneider ausgerüstet ist, herausgeschnitten, um die Form der Querschnitte der Tonerteilchen unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) zu betrachten. Es ist bevorzugt, das Färbeverfahren mit Trirutheniumtetroxid zu verwenden, um einen Kontrast zwischen den Materialien zu erzeugen, indem gewisse Unterschiede in der Kristallinität zwischen der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt und dem Harz, das die Schale ausmacht, ausgenutzt werden. Ein typisches Beispiel ist in 9 dargestellt. Es wurde beobachtet, dass Tonerteilchen, die in den Beispielen, die im Folgenden dargestellt sind, hergestellt wurden, eine Struktur aufweisen, bei der die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt mit dem Schalenharz eingekapselt worden ist.
Das polymerisierbare Monomer, das verwendet wird, um die Tonerteilchen herzustellen, kann Vinylmonomere einschließen. Als Vinylmonomere sind bevorzugt Styrolmonomere, wie zum Beispiel Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; Acrylsäure- oder Methacrylsäureestermonomere, wie zum Beispiel Methylacrylat oder -methacrylat, Ethylacrylat oder -methacrylat, Propylacrylat oder -methacrylat, Butylacrylat oder -methacrylat, Octylacrylat oder -methacrylat, Dodecylacrylat oder -methacrylat, Stearylacrylat oder -methacrylat, Behenylacrylat oder -methacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat und Diethylaminoethylacrylat oder -methacrylat; und Butadien, Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder methacrylnitril und Acrylsäureamid. Jede der Verbindungen kann alleine oder in Form einer angemessenen Mischung aus Vinylmonomeren verwendet werden, die so gemischt sind, dass die theoretische Glasübergangstemperatur (Tg), wie sie im POLYMER HANDBUCH, zweite Auflage III, S. 139 bis 192 (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben ist, im Bereich von 40°C bis 75°C liegt. Wenn die theoretische Glasübergangstemperatur niedriger als 40°C ist, können Probleme im Hinblick auf die Lagerstabilität von Tonern oder die Laufstabilität von Entwicklern auftreten. Wenn auf der anderen Seite die Temperatur höher als 75°C ist, kann die Fixiertemperatur der Tonerbilder höher werden. Insbesondere im Fall von Farbtonern, die für Vollfarbbilder verwendet werden, kann die Farbmischleistung der sich ergebenden Farbtoner geringer ausfallen, was zu einer schlechten Farbwiedergabefähigkeit führt, und auch Overheadfolien können eine geringe Lichtdurchlässigkeit aufweisen.
Als Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, die in den erfindungsgemäßen Tonerteilchen verwendet wird, ist es bevorzugt, ein Material zu verwenden, das eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks von 40°C bis 90°C zeigt, wie sie gemäß ASTM D3418-8 gemessen wird. Wenn die Temperatur des maximalen endothermen Peaks niedriger als 40°C ist, kann die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt eine schwache Selbstkohäsionskraft aufweisen, was zu schlechten Antihochtemperaturabschmutzungseigenschaften führt. Dies ist nicht wünschenswert für Farbtoner, die für die Herstellung von Vollfarbbildern verwendet werden. Wenn auf der anderen Seite die Temperatur des maximalen endothermen Peaks höher als 90°C liegt, kann die Fixiertemperatur höher werden, was es schwierig macht, die Oberflächen der fixierten Bilder angemessen zu glätten. Dies ist nicht wünschenswert im Hinblick auf die Farbmischleistung. Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem die Tonerteilchen direkt durch Polymerisation hergestellt werden, wenn der maximale endotherme Peak bei einer hohen Temperatur liegt, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt aus den polymerisierbaren Monomeren ausfallen, was auf nicht wünschenswerte Weise die Teilchenbildung verhindert, weil die Teilchenbildung und die Polymerisation in einem wässrigen Medium durchgeführt werden.
Die Peakspitzentemperatur des maximalen endothermen Peaks wird unter Verwendung zum Beispiel eines DSC-7, hergestellt von Perkin Elmer Co., gemessen. Die Temperatur im Nachweisbereich der Vorrichtung wird auf Grundlage der Schmelzpunkte von Indium und Zink korrigiert, und die Kalorie wird auf der Grundlage der Schmelzwärme von Indium korrigiert. Die Probe wird in ein Pfännchen aus Aluminium gegeben, und ein leeres Pfännchen wird als Blindprobe eingesetzt, wobei die Messung mit einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 10°C/min durchgeführt wird.
Die Substanz mit niedrigen Erweichungspunkt kann insbesondere Paraffinwachse, Polyolefinwachse, Fischer-Tropsch-Wachse, Amidwachse, höhere Fettsäuren, Esterwachse und Derivate derselben oder gepfropfte oder durch Blockkondensation hergestellte Verbindungen derselben einschließen.
Esterwachse mit wenigstens einem langkettigen Esterrest mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen, wie sie durch die folgenden Strukturformeln dargestellt sind, sind in der Erfindung besonders bevorzugt, weil sie wirksam die Antihochtemperaturabschmutzungseigenschaften verbessern, ohne die Lichtdurchlässigkeit, die für die Overheadprojektion erforderlich ist, zu beeinträchtigen. Strukturformeln der Esterwachse, die in der Erfindung bevorzugt sind, sind im Folgenden als Formeln (I) bis (VI) dargestellt.
Esterwachs der Formel (I) [R₁-COO-(CH₂)_n-]_a-C-[-(CH₂)_m-OCO-R₂]_b worin a und b jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass a + b = 4, R₁ und R₂ jeweils eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass ein Unterschied in der Zahl der Kohlenstoffatome von R₁ und R₂ 10 oder mehr beträgt, und n und m jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 15 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass n und m nicht gleichzeitig 0 sind.
Esterwachs der Formel (II) [R₁-COO-(CH₂)_n-]_a-C-(-(CH₂)_m-OH]_b worin a und b jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass a + b = 4, R₁ eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen darstellt und n und m jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 15 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass n und m nicht gleichzeitig 0 sind.
Esterwachs der Formel (III)
worin a und b jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass a + b = 3, R₁ und R₂ jeweils eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass ein Unterschied in der Zahl der Kohlenstoffatome von R₁ und R₂ 10 oder mehr beträgt, R₃ eine organische Gruppe mit 1 oder mehr Kohlenstoffatomen darstellt und n und m jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 15 darstellen, wobei vorausgesetzt ist, dass n und m nicht gleichzeitig 0 sind.
Esterwachs der Formel (IV) R₁-COO-R₂ worin R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können und jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen darstellen.
Esterwachs der Formel (V)
worin R₁ und R₃ jeweils eine organische Gruppe mit 6 bis 32 Kohlenstoffatomen darstellen, R₁ und R₃ gleich oder verschieden sein können und R₂ eine organische Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt.
Esterwachs der Formel (VI)
worin R₁ und R₃ jeweils eine organische Gruppe mit 6 bis 32 Kohlenstoffatomen darstellen, R₁ und R₃ gleich oder verschieden sein können und R₂ Folgendes darstellt:
-CH₂CH₂OCsH₄OCH₂CH₂-,
oder -(CH₂)n
und m eine ganze Zahl von 1 bis 10 darstellt und n eine ganze Zahl von 1 bis 20 darstellt.
Das Esterwachs, das in der Erfindung bevorzugt verwendet wird, kann bevorzugt ein solches darstellen, das eine Härte von 0,5 bis 5,0 aufweist. Die Härte des Esterwachses ist ein Wert, der erhalten wird, indem eine Probe hergestellt wird, die eine zylindrische Gestalt von 20 mm Durchmesser und 5 mm Dicke hat, und danach die Vickers-Härte mit Hilfe von zum Beispiel einem dynamischen Ultrafeinhärtemessgerätes (DUH-200), hergestellt von Shimadzu Corporation, gemessen. Als Messbedingungen wird die Position eines Penetrators unter einer Belastung von 0,5 g und einer Belastungsgeschwindigkeit von 9,67 mm/s um 10 μm versetzt. Danach wird er so, wie er ist, 15 s lang gehalten und eine Eindellung, die auf der Probe entstanden ist, gemessen, um die Vickers-Härte zu bestimmen. Wenn das Esterwachs eine Härte von weniger als 0,5 aufweist, können Fixiereinrichtungen eine große Abhängigkeit vom Druck und der Prozessgeschwindigkeit aufweisen, was leicht dazu führt, dass die Antihochtemperaturabschmutzungswirkung verringert wird. Wenn das Wachs auf der anderen Seite eine Härte von mehr als 5,0 aufweist, kann der Toner eine geringe Lagerstabilität aufweisen und das Wachs selbst auch eine schwache Selbstadhäsionskraft besitzen, was in gleicher Weise die Antihochtemperaturabschmutzungseigenschaften verschlechtert.
Als spezifische Verbindungen kann das Esterwachs die folgenden Verbindungen einschließen.
Esterverbindung (1)
Esterverbindung (2)
Esterverbindung (3)
Esterverbindung (4)
Esterverbindung (5)

CH₃-(CH₂)₂₀COO(CH₂)₂₁CH₃

Esterverbindung (6)

CH₃-(CH₂)₁₆COO(CH₂)₂₁CH₃

Esterverbindung (7)

CH₃-(CH₂)₃₉COO(CH₂)₁₇CH₃

Esterverbindung (8)

CH₃-(CH₂)₂₀COO(CH₂)₁₇CH₃

Esterverbindung (9)
Esterverbindung (10)
Esterverbindung (11)
In den letzten Jahren wurde es immer häufiger erforderlich, doppelseitige Vollfarbbilder zu erzeugen. Wenn solche doppelseitigen Bilder erzeugt werden, besteht die Möglichkeit, dass ein Tonerbild, das zuerst auf einer Oberfläche eines Übertragungsmaterials erzeugt worden ist, auch wieder durch den Heizbereich eines Fixieraufbaus geleitet wird, wenn als Nächstes ein Bild auf der Rückseite erzeugt wird. So müssen die Antihochtemperaturabschmutzungseigenschaften des Toners sorgfältig berücksichtigt werden. Im Hinblick darauf ist es also wichtig, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in großer Menge zuzufügen. Insbesondere kann die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt bevorzugt zu den Tonerteilchen in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% zugegeben werden. Die Zugabe dieser Substanz in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% kann die Antihochtemperaturabschmutzungseigenschaften verschlechtern. Darüber hinaus neigen die Rückseitenbilder dazu, das Phänomen der Abschmutzung zu zeigen, wenn die doppelseitigen Bilder fixiert werden. Auf der anderen Seite neigen die Tonerteilchen, wenn die Menge mehr als 30 Gew.-% beträgt, dazu, während der Teilchenbildung miteinander zu verschmelzen, so dass leicht solche mit einer breiten Teilchengrößenverteilung hergestellt werden.
In der Erfindung ist es, um die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt im Schalenharz der Tonerteilchen einzukapseln, besonders bevorzugt, zusätzlich zum Schalenharz ein polares Harz zuzugeben. Als polares Harz werden bevorzugt Copolymere von Styrol mit Acrylsäure oder Methacrylsäure, Copolymere der Maleinsäure, gesättigte Polyesterharze, ungesättigte Polyesterharze und Epoxidharze verwendet. Das polare Harz kann besonders bevorzugt ein solches sein, das in seinen Molekülen keine ungesättigten Gruppen enthält, die mit dem Schalenharz und dem polymerisierbaren Monomer reagieren können. Wenn ein polares Harz mit solchen ungesättigten Gruppen verwendet wird, findet eine Quervernetzungsreaktion zwischen dem polaren Harz und dem polymerisierbaren Monomer, das die Schalenharzschicht bildet, statt, so dass das Schalenharz ein zu hohes Molekulargewicht für Toner zur Herstellung von Vollfarbbildern bekommt und deshalb nachteilig für die Farbmischungsleistung von Farbtoner ist. So ist ein solches Harz nicht bevorzugt.
Als das feinteilige Färbemittel, das in der Erfindung verwendet wird, können Rußschwarz, magnetische Materialien und Färbemittel, die durch Verwendung von gelben, magentaroten und cyanblauen Färbemitteln, wie sie im Folgenden dargestellt sind, auf Schwarz getönt sind, als schwarze Färbemittel verwendet werden. Die feinteiligen Färbemittel können bevorzugt Primärteilchen aufweisen, die einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder weniger und weiter bevorzugt von 0,3 μm oder weniger aufweisen.
Als gelbes Färbemittel werden Kondensationsazoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen verwendet. Insbesondere werden bevorzugt folgende Pigmente verwendet C.I. Pigmentgelb 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147 und 168.
Als magentarotes Färbemittel werden Kondensationsazoverbindungen, Diketopyrrolopyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, Lackverbindungen basischer Farbstoffe, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen verwendet. Insbesondere sind folgende Pigmente besonders bevorzugt: C.I. Pigmentrot 2, 3, 5, 6, 7, 23, 482, 483, 484, 571, 811, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.
Als cyanblaues Färbemittel können Kupferphthalocyaninverbindungen und ihre Derivate, Anthrachinonverbindungen und Lackverbindungen basischer Farbstoffe verwendet werden. Insbesondere können besonders bevorzugt folgende Pigmente verwendet werden C.I. Pigmentblau 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 und 66.
Beliebige dieser Färbemittel können alleine oder in Form einer Mischung oder im Zustand einer festen Lösung eingesetzt werden. Die Färbemittel werden ausgewählt unter Berücksichtigung des Farbtonwinkels, der Farbtonintensität, der Helligkeit, der Wetterbeständigkeit, der Lichtdurchlässigkeit auf Overheadprojektorfolien und die Dispergierbarkeit in den Tonerteilchen. Das nicht magnetische Färbemittel kann schließlich in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomermischung, verwendet werden. In den Tonerteilchen kann das Färbemittel bevorzugt in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonerteilchen, vorhanden sein.
In dem Fall, in dem ein magnetisches Material als schwarzes Färbemittel verwendet wird, kann es in einer Menge von 40 bis 150 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomermischung, verwendet werden.
Als Ladungssteuermittel, das in der Erfindung verwendet wird, können bekannte Mittel verwendet werden. Es ist bevorzugt, Ladungssteuermittel zu verwenden, die farblos sind, dafür sorgen, dass der Toner mit höherer Geschwindigkeit aufgeladen wird, und in der Lage sind, zuverlässig eine konstante Ladungsmenge beizubehalten. Auch sind Ladungssteuermittel besonders bevorzugt, die keine polymerisationsinhibierende Wirkung aufweisen und unlöslich in wässrigen Medien sind. Als spezifische Verbindungen können sie als negative Ladungssteuermittel Metallverbindungen der Salicylsäure, der Naphthoesäure oder von Dicarbonsäuren, Polymerverbindungen mit Sulfonsäure- oder Carbonsäureresten in der Seitenkette, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliciumverbindungen und Carixaren einschließen. Als positive Ladungssteuermittel können sie quartäre Ammoniumsalze, Polymerverbindungen mit einem solchen quartären Ammoniumsalz in der Seitenkette, Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen einschließen. Beliebige dieser Ladungssteuermittel können bevorzugt in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomermischung, eingesetzt werden. In der Erfindung ist allerdings die Zugabe eines Ladungssteuermittels nicht unabdingbar notwendig. In dem Fall, in dem eine Zweikomponentenentwicklung eingesetzt wird, kann die triboelektrische Aufladung zwischen Träger und Toner ausgenutzt werden. In dem Fall, in dem eine nichtmagnetische Einkomponentenentwicklung mit Klingenbeschichtung eingesetzt wird, kann die triboelektrische Aufladung zwischen Klingenelement oder Zylinderelement und Toner ausgenutzt werden. Deshalb muss das Ladungssteuermittel nicht unbedingt in den Tonerteilchen vorhanden sein.
Ein Polymerisationsinitiator, der verwendet wird, um die erfindungsgemäßen Tonerteilchen herzustellen, kann einschließen Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazotyp, wie zum Beispiel 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis-(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril und Azobisisobutyronitril; und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp, wie zum Beispiel Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Lauroylperoxid und t-Butylperoxydiethylhexanoat.
Der Polymerisationsinitiator kann üblicherweise in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polymerisierbaren Monomers, verwendet werden, das abhängig vom vorgesehenen Polymerisationsgrad schwankt. Der Polymerisationsinitiator kann, abhängig von den Verfahren für die Polymerisation, ein wenig im Typ variieren, und er kann alleine oder in der Form einer Mischung verwendet werden, wobei sich auf die Temperatur seiner zehnstündigen Halbwertszeit bezogen wird.
Um den Polymerisationsgrad zu steuern, kann des Weiteren ein beliebiges, bekanntes Quervernetzungsmittel, ein beliebiges, bekanntes Kettenübertragungsmittel und ein beliebiger, bekannter Polymerisationsinhibitor zugegeben werden.
Wenn die Suspensionspolymerisation, die einen Dispersionsstabilisator einsetzt, in der Erfindung verwendet wird, kann der verwendete Dispersionsstabilisator einschließen Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid. Jeder beliebige die ser Stabilisatoren kann bevorzugt in einer Menge von 0,2 bis 20 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der polymerisierbaren Monomere, eingesetzt werden.
Als diese Dispersionsstabilisatoren können solche, die kommerziell erhältlich sind, eingesetzt werden, wie sie sind. Um allerdings feine Teilchen zu erhalten, kann die anorganische Verbindung in einem wässrigen Medium gebildet werden. Zum Beispiel können im Fall des Tricalciumphosphates eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit gemischt werden.
Um den Dispersionsstabilisator fein zu dispergieren, können 0,001 bis 0,1 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels verwendet werden. Als Beispiele des oberflächenaktiven Mittel können folgende eingeschlossen werden Natriumdodecylbenzolsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Das erfindungsgemäße Tonerherstellungsverfahren wird im Folgenden genauer beschrieben.
Zum polymerisierbaren Monomer werden das Färbemittel, das Ladungssteuermittel, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt (mit der Wirkung als Trennmittel) und andere Zusätze gegeben, wodurch eine Monomermischung erhalten wird, die dann mit Hilfe der Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp, in der die Richtung der Strömung der Monomermischung im Einklang mit der Richtung der Zentrifugalkraft steht, dispergiert wird. Danach kann der Polymerisationsinitiator zur Monomermischung zugegeben werden, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu bereiten, die dann mit Hilfe eines konventionellen Rührsystems, eines Clear-Mix-Systems, eines Homogenisators, eines Homomixeres oder einer Ultraschalldispergiermaschine einheitlich in dem wässrigen Dispersionsmedium, das den Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert wird. Die Teilchenbildung wird unter Einstellung der Rührgeschwindigkeit und der Zeit so durchgeführt, dass Tröpfchen der Monomermischung die gewünschte Tonerteilchengröße aufweisen können. Nach der Teilchenbildung wird das Rühren in einem solchen Maß fortgeführt, dass der Zustand der Teilchen beibehalten wird und die Teilchen durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators davon abgehalten werden können sich abzusetzen. Dann kann die Polymerisation bei einer Temperatur durchgeführt werden, die auf 40°C oder mehr, üblicherweise auf einen Bereich von 50°C bis 90°C eingestellt ist. In der zweiten Hälfte der Polymerisation kann die Temperatur angehoben werden, und auch das wässrige Dispersionsmedium kann in der zweiten Hälfte der Reaktion oder nachdem Vervollständigung der Reaktion teilweise aus dem Reaktionssystem entfernt werden, um nicht umgesetztes, polymerisierbares Monomer, Nebenprodukte und dergleichen zu entfernen, die Ursache für das Auftreten von Geruch zum Zeitpunkt der Tonerfixierung sind. Nach Vervollständigung der Reaktion werden die erzeugten Tonerteilchen durch Waschen und Filtrieren gesammelt, worauf getrocknet wird, wodurch Tonerteilchen hergestellt werden. Wenn zur Monomermischung kein Polymerisationsinitiator zugegeben wird, kann der Polymerisationsinitiator zum wässrigen Dispersionsmedium nach der Teilchenbildung der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung im wässrigen Dispersionsmedium zugegeben werden, um die polymerisierbaren Monomere der Teilchen zu polymerisieren.
Bei der Suspensionspolymerisation kann Wasser üblicherweise als wässriges Medium bevorzugt eingesetzt werden, und zwar in einer Menge von 300 bis 3000 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomermischung.
Die Teilchengrößenverteilung des Toners kann durch verschiedene Verfahren gemessen werden. Hier wird sie durch das Coulter-Verfahren unter Verwendung eines Coulter-Multisizers gemessen.
Als Messvorrichtung wird der Coulter-Multisizer (hergestellt von Coulter Electronics Inc.) verwendet. Eine Schnittstelle (hergestellt von Nikkaki K. K.), welche die zahlenmittlere Verteilung und die volumenmittlere Verteilung ausgibt, und ein Personalcomputer PC9801 (hergestellt von NEC Corporation) werden angeschlossen. Als Elektrolytlösung wird eine wässrige, 1%-ige NaCl-Lösung unter Verwendung von analysenreinem (first-grade) Natriumchlorid hergestellt.
Die Messung wird durchgeführt, indem als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels, bevorzugt Alkylbenzolsulfonat, auf 100 bis 150 ml der vorstehend genannten, wässrigen Elektrolytlösung und weiter 2 bis 20 mg einer zu vermessenen Probe zugegeben werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird 1 min bis etwa 3 min lang in einer Ultraschalldispergiermaschine dispergiert. Die Werte werden bestimmt, indem die Teilchengrößenverteilung von Teilchen von 2 bis 40 μm auf Zahlenbasis mit Hilfe des Coulter-Multisizers unter Verwendung einer Blendenöffnung von 100 μm als Blende gemessen wird.
In der Erfindung liegt das feinteilige Färbemittel in der Monomermischung fein und einheitlich dispergiert vor, und deshalb kann ein Toner mit kleinen Teilchendurchmessern mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 bis 10 μm (weiter bevorzugt von 4 bis 9 μm) und einer scharfen Teilchengrößenverteilung, bei welcher der Variationskoeffizient in der Zahlenverteilung bei 35% oder weniger (weiter bevorzugt 30% oder weniger) liegt, in guter Wirksamkeit und guter Ausbeute erzeugt werden.
Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung wird über die folgende Gleichung berechnet: Variationskoeffizient (%) = [S/D1] × 100worin S eine Standardabweichung der Zahlenverteilung der Tonerteilchen darstellt und D1 einen zahlenmittleren Teilchendurchmesser (μm) der Tonerteilchen darstellt.
Beispiele
Die Erfindung wird im Folgenden genauer unter Angabe von Beispielen beschrieben.
Beispiel 1
Der Dispergierschritt wurde ausgeführt unter Verwendung des Dispergiersystems, das in 2 dargestellt ist. In das Dispergiersystem wurden 170 Gewichtsteile Styrolmonomer, 10 Gewichtsteile eines feinteiligen, magentaroten Färbemittels (C.I. Pigmentrot 122, zahlenmittlerer Teilchendurchmesser 0,05 μm oder weniger) und 3 Gewichtsteile eines negativen Ladungssteuermittels (einer Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) in einen Vorratstank 8 gegeben. Die Rührschaufeln wurden mit Hilfe eines Rührmotors 13 gedreht, wodurch eine Styrolmonomermischung hergestellt wurde, die das feinteilige, magentarote Färbemittel enthielt. Auf dieser Stufe wurde Kühlwasser in einen Kühlmantel 18 durch eine Zufuhröffnung 16 eingeleitet und aus dem Tank durch eine Ablassöffnung 17 abgeleitet, so dass die Flüssigkeitstemperatur der Styrolmonomermischung auf etwa 20°C eingestellt wurde. Die so hergestellte Styrolmonomermischung wurde in die Nassdispergiermaschine 1 vom Mahlkörperteilchenrührtyp mit Hilfe einer Umwälzpumpe 10 eingeleitet, wobei die Dispergiermaschine mit kugelförmigen Mahlkörperteilchen (kugelförmige Zirkonoxidteilchen mit 0,3 mm Durchmesser) mit einer Packungsdichte von 8 × 10^–4 m³ (etwa 6,8 × 10⁷ Teilchen) befällt wurde. Das Verhältnis des Gesamtvolumens A der Mahlkörperteilchen zum Raumvolumen B der Dispergiermaschine 1, A/B, betrug 1,2.
Wie in 2 bis 5 dargestellt, besitzt die Nassdispergiermaschine vom Mahlkörperteilchenrührtyp einen Rotor 3 (Durchmesser 220 mm) in einem Gehäuse 2. Die Styrolmonomermischung wurde von einer ersten Wandungsoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung 6 im mittleren Bereich aufwies, in dieses Gerät eingeleitet, während der Rotor 3 mit einer Umdrehungszahl von 8,7 U/min (Umfangsgeschwindigkeit 6 m/s) mit Hilfe einer Antriebswelle 21 gedreht wurde, die von einem Motor angetrieben wird, der in die Dispergiermaschine eingebaut ist. Die Menge der Styrolmonomermischung, die in das Gehäuse 2 eingebracht wurde, wurde mit Hilfe der Umwälzpumpe 10 auf 0,9 m³/h eingestellt. Die Styrolmonomermischung, die durch die Flüssigkeitszufuhröffnung 6 eingeleitet wurde, wurde in Richtung auf eine Trenneinrichtung 4 von der Mitte einer inneren Kammer 22 mit Hilfe der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors 3 erzeugt wurde, transportiert. Die Styrolmonomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, wurde weiter zwischen den Schichten der Mahlkörperteilchen, die auf der Trenneinrichtung 4 flossen, durchgeleitet, wodurch das feinteilige Färbemittel mit Hilfe der Drehung des Rotors 3 und der Scherkraft der Mahlkörperteilchen 5 feiner gemacht und in der Styrolmonomermischung dispergiert wurde.
Dann wurde die Styrolmonomermischung mit dem so dispergierten, feinteiligen Färbemittel durch die Schlitze 4a zu einer äußeren Kammer 23 transportiert. Die Styrolmonomermischung wurde aus dem Gehäuse durch eine Ablassöffnung 7 abgegeben, die an der Seitenwand (einer zweiten Wandoberfläche) bereitgestellt war, dann durch ein Ventil 19, ein Thermometer 12 und ein Viskosimeter 25 geleitet und schließlich durch eine Kühleinrichtung 11 in den Vorratstank 8 geleitet. Die Styrolmonomermischung, die durch die Flüssigkeitsablassöffnung 7 abgegeben worden war, wies eine Temperatur von 25°C auf, wie mit dem Thermometer 12 zu messen war. Entsprechend wurde die Temperatur der Styrolmonomermischung mit Hilfe der Kühleinrichtung 11 auf 20°C eingestellt, indem Kühlwasser durch eine Zufuhröffnung 14 kontinuierlich eingeleitet wurde und durch eine Ablassöffnung 15 kontinuierlich abgelassen wurde. Auf dieser Stufe besaß die Styrolmonomermischung eine Viskosität von 20 mPa·s. Die Energieaufnahme betrug 7 kW.
Danach zeigte nach dem Verstreichen von zehn Minuten die Styrolmonomermischung eine Viskosität von 55 mPa·s. Entsprechend wurde die Anzahl der Umdrehungen des Rotors auf Hochgeschwindigkeitsrotation bei 16,7 U/s (Umfangsgeschwindigkeit 11,5 m/s) geändert, wobei das feinteilige Färbemittel in der Styrolmonomermischung über einen Zeitraum von 60 min dispergiert wurde. Der Energieverbrauch, der nach zehn Minuten angezeigt wurde, zeigte einen konstanten Wert von 8,5 kW, und die schließlich erhaltene Monomermischung mit feinteiligem Färbemittel wies eine Viskosität von 700 mPa·s auf. Danach wurde die Styrolmonomermischung, in der das feinteilige Färbemittel fein und einheitlich dispergiert worden war, zu einem Herstellungsschritt weiter transportiert, indem ein Dreiwegeventil 20 bedient wurde.
Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die erzeugte Dispersion aus der Dispergiermaschine entnommen, wo sich die Dispersion gut gesammelt hatte. Auch wurden nach Vervollständigung des Dispergierschrittes die Mahlkörperteilchen visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörperteilchen keine Änderung erlitten hatten.
Beim Herstellungsschritt wurden 30 Gewichtsteile n-Butylacrylmonomer, 20 Gewichtsteile eines polaren Harzes [gesättigtes Polyesterharz Polyesterharz, hergestellt durch Kondensationspolymerisation von Terephthalsäure mit Bisphenol A, das mit Polypropylenoxid modifiziert ist, Säurewert 13 mg KOH/g, Molekulargewicht des Hauptpeaks: 7000] und 25 Gewichtsteile eines Esterwachses [Esterverbindung (1), Temperatur des maximalen endothermen Peaks im DSC: etwa 60°C] zur Styrolmonomermischung gegeben, die aus 170 Gewichtsteilen Styrolmonomer, 10 Gewichtsteilen des feinteiligen, magentaroten Färbemittels und 3 Gewichtsteilen des negativen Ladungssteuermittels bestand, und wurden bei 60°C gemischt, worauf zusätzlich 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung hergestellt wurde.
Zwischenzeitlich wurden in einen Vierhalsbehälter mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer vom Typ TK-Homomixer 710 Gewichtsteile durch Ionenaustausch gereinigtes Wasser und 450 Gewichtsteile einer wässrigen 0,1M Na₃PO₄-Lösung gegeben und die erhaltene Mischung auf 60°C erhitzt, während die Umdrehungszahl auf 200 U/s eingestellt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wässrigen, 1,0M CaCl₂-Lösung zugegeben, wodurch ein wässriges Dispersionsmedium erhalten wurde, das Ca₃(PO₄)₂ als feinen, gering wasserlöslichen Dispersionsstabilisator enthielt.
Dann wurden 268 Gewichtsteile der auf eine Temperatur von 60°C erhitzten, polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in das vorstehend beschriebene, wässrige Dispersionsmedium gegeben, das auf eine Temperatur von 60°C erhitzt worden war, um die Teilchenbildung 13 min lang durchzuführen, während der TK-Homomixer bei 200 U/s gedreht wurde. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer gegen einen Rührer ausgetauscht, der Propellerührblätter aufwies, und die Reaktion wurde bei 60°C 5 h lang durchgeführt, und dann wurde die Flüssigkeitstemperatur auf 80°C angehoben, um die Reaktion 10 h lang durchzuführen.
Nach Vervollständigung der Polymerisation wurde ein Teil der gebildeten Aufschlemmung als Probe gezogen und weiter gewaschen und getrocknet, um die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen zu messen.
Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm auf. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%.
Als Ergebnis einer TEM-Untersuchung wurde festgestellt, dass die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen die Struktur aufwiesen, wie sie in 9 dargestellt ist, nämlich dass die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, das Esterwachs, mit dem Schalenharz bedeckt war.
Zu 100 Gewichtsteilen der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurden extern 0,7 Gewichtsteile feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g, wie mit dem BET-Verfahren gemessen wurde, zugegeben, um einen magentaroten Toner herzustellen. Zu 7 Gewichtsteilen des magentaroten Toners wurden 93 Gewichtsteile eines acrylbeschichteten, magnetischen Ferritträgers gemischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler hergestellt wurde.
Dieser Entwickler wurde in eine kommerziell erhältliche Normalpapierfarbkopiermaschine (Farblaserkopierer 500, hergestellt von Canon Inc.) gegeben und Bilder in einer Umgebung mit 23°C und 65% relativer Feuchtigkeit bei einem auf 300 V eingestellten Entwicklungskontrast wiedergegeben. Auf den erzeugten Bildern wurde ihre Reflexionsdichte mit einem Densitometer Macbeth RD918 gemessen, der einen SPI-Filter einsetzte (das gleiche gilt für die Messung der Bilddichte, die hier später beschrieben wird), um die Untersuchung durchzuführen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Als Bewertungskriterien zeigt ein Fall, in dem die Macbeth-Dichte 1,2 oder mehr beträgt, eine gute Bilddichte an, ein Wert von 1,0 bis weniger als 1,2 eine Bilddichte, die auf den Bildern ein bisschen problematisch ist, aber kein Problem bei der praktischen Verwendung darstellt, und ein Wert von weniger als 1,0 eine Bilddichte, die erkennbar ernst die Bildgebung beeinträchtigt und für Produkte nicht wünschenswert ist.
Beispiel 2
Das Dispergieren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material Zirkonoxid) von 0,8 mm Durchmesser bei einer Packung von 8 × 10^–4 m³ (etwa 3,6 × 10⁶ Teilchen) (A/B = 1,2) verwendet wurden. Nach Verstreichen von 12 min zeigte die Styrolmonomermischung eine Viskosität von 53 mPa·s. Entsprechend wurde die Umdrehungszahl des Rotors auf Hochgeschwindigkeitsdrehung mit 16,7 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 11,5 m/s) umgestellt, wobei das feinteilige Färbemittel in der Styrolmonomermischung über einen Zeitraum von 60 min dispergiert wurde. Die Energieaufnahme, die nach 10 min angezeigt wurde, wies einen konstanten Wert von 8,5 kW auf, und eine schließlich erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, wies eine Viskosität von 690 mPa·s auf. Die nachfolgende Verfahrensweise wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,7 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 32%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 3
Das Dispergieren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass, nachdem die Styrolmonomermischung nach Verstreichen von 10 min eine Viskosität von 55 mPa·s zeigte, die Umdrehungszahl des Rotors auf Hochgeschwindigkeitsdrehung mit 20,8 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 14,4 m/s) umgestellt wurde. Die Energieaufnahme, die nach 10 min angezeigt wurde, wies einen konstanten Wert von 9,5 kW auf, und eine schließlich erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, wies eine Viskosität von 770 mPa·s auf. Die nachfolgende Verfahrensweise wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,6 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 26%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewer tet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 4
Unter Verwendung der gleichen Monomermischung, die in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern, die in 2 bis 5 dargestellt ist (Rotordurchmesser: 450 mm), mit Mahlkörpern (Material Zirkonoxid) von 0,3 mm Durchmesser bei einer Packung von 4,77 × 10^–3 m³ (etwa 4,1 × 10⁷ Teilchen) (A/B = 1,0) beschickt. Die Dispergiermaschine wurde bei einer Umdrehungszahl von 4,3 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 6,2 m/s) betrieben. Hierbei wurde die Umwälzpumpe so eingestellt, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Mischung auf 3,6 m³ pro Stunde kam. Auf dieser Stufe betrug die Viskosität der Styrolmonomermischung 25 mPa·s und der Energieverbrauch betrug 28 kW. Nachdem 15 Minuten vergangen waren, zeigte die Styrolmonomermischung eine Viskosität von 51 mPa·s. Entsprechend wurde die Umdrehungszahl des Rotors auf Hochgeschwindigkeitsdrehung mit 8,3 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 11,8 m/s) umgestellt, wobei das feinteilige Färbemittel in der Styrolmonomermischung über einen Zeitraum von 60 min dispergiert wurde. Die Energieaufnahme, die nach 10 min angezeigt wurde, wies einen konstanten Wert von 32 kW auf, und eine schließlich erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, wies eine Viskosität von 750 mPa·s auf.
In der so hergestellten Dispersion wurde das gleiche n-Butylacrylatmonomer, das gleiche gesättigte Polyesterharz und das gleiche Esterwachs [Esterverbindung (1)], wie sie in Beispiel 1 verwendet wurden, in der gleichen Weise aufgelöst, worauf 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden. Die erhaltene Mischung wurde in das wässrige Dispersionsmedium gegeben, um dann die Teilchenbildung 13 min lang durchzuführen. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer gegen einen Rührer ausgetauscht, der Propellerührblätter aufwies, und die Reaktion wurde bei 60°C 5 h lang durchgeführt, und dann wurde die Flüssigkeitstemperatur auf 80°C angehoben, um die Reaktion 10 h lang durchzuführen.
Nach Vervollständigung der Polymerisation wurde ein Teil der gebildeten Aufschlemmung als Probe gezogen und weiter gewaschen und getrocknet, um die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen zu messen. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm auf. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%. Als Ergebnis einer TEM-Untersuchung wurde festgestellt, dass die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen die Struktur aufwiesen, wie sie in 9 dargestellt ist, nämlich dass die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, die Esterverbindung (1), mit dem Schalenharz bedeckt war.
Zu 100 Gewichtsteilen der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurden extern 0,7 Gewichtsteile feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g, wie mit dem BET-Verfahren gemessen wurde, zugegeben, um einen magentaroten Toner herzustellen. Zu 7 Gewichtsteilen des magentaroten Toners wurden 93 Gewichtsteile eines acrylbeschichteten, magnetischen Ferritträgers gemischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler hergestellt wurde.
Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Herstellungsschritt 30 Gewichtsteile n-Butylacrylmonomer, 20 Gewichtsteile eines polaren Harzes [gesättigtes Polyesterharz Polyesterharz, hergestellt durch Kondensationspolymerisation von Terephthalsäure mit Bisphenol A, das mit Polypropylenoxid modifiziert ist, Säurewert 13 mg KOH/g, Molekulargewicht des Hauptpeaks: 7000] und 25 Gewichtsteile eines Esterwachses [Esterverbindung (1), Temperatur des maximalen endothermen Peaks im DSC: etwa 60°C] zu einer Styrolmonomermischung, die aus 170 Gewichtsteilen Styrolmonomer, 30 Gewichtsteilen des feinteiligen, magentaroten Färbemittels und 3 Gewichtsteilen des negativen Ladungssteuermittels bestand und in ähnlicher Weise wie die im Dispergierschritt aus Beispiel 1 erhalten wurde, gegeben wurden, worauf bei 60°C gemischt wurde, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung erhalten wurde, und diese polymerisierbare Monomerzusammensetzung und 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator wurden gleichzeitig in das wässrige Dispersionsmedium gegeben, um die Teilchenbildung 13 min lang mit Hilfe des TK-Homomixers durchzuführen. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm auf. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein magentaroter Toner hergestellt, zu dem feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver extern zugegeben worden war, und dann ein Zweikomponentenentwickler hergestellt, beide in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden Bilder wiedergegeben und ihre Bilddichten gemessen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurde ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 6
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die polymerisierbare Monomerzusammensetzung, die in Beispiel 5 erhalten wurde, in ein wässriges Dispersionsmedium gegeben wurde, das auf eine Temperatur von 60°C erhitzt wurde, um die Teilchenbildung 13 min lang mit Hilfe des TK-Homomixers durchzuführen, und, nachdem der Hochgeschwindigkeitsrührer gegen einen Rührer mit Propellerrührblättern ausgetauscht worden war, wurden 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator zugegeben. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen ge wichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein magentaroter Toner hergestellt, zu dem feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver extern zugegeben worden war, und dann ein Zweikomponentenentwickler hergestellt, beide in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden Bilder wiedergegeben und ihre Bilddichten gemessen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurde ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 7
Der Dispergierschritt wurde unter Verwendung des Dispergiersystems durchgeführt, das in 1 dargestellt ist. Im Dispergiersystem wurden 170 Gewichtsteile Styrolmonomer, 10 Gewichtsteile eines feinteiligen, magentaroten Färbemittels (C.I. Pigmentrot 122, zahlenmittlerer Teilchendurchmesser 0,05 μm oder kleiner) und 3 Gewichtsteile eines negativen Ladungssteuermittels (einer Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) in einen Vorratstank 8 gegeben. Die Rührblätter wurden mit Hilfe eines Rührmotors 13 gedreht, wodurch eine Styrolmonomermischung, die das feinteilige, magentarote Färbemittel enthielt, hergestellt wurde. Auf dieser Stufe wurde Kühlwasser in einen Kühlmantel 18 durch eine Zufuhröffnung 16 eingeleitet und aus dem Tank durch eine Ablassöffnung 17 abgelassen, so dass die Flüssigkeitstemperatur der Styrolmonomermischung auf etwa 20°C eingestellt wurde. Die so hergestellte Styrolmonomermischung wurde in die Nassdispergiermaschine 1 vom Rührtyp mit Mahlkörpern mit Hilfe einer Umwälzpumpe 10 eingeleitet, wobei die Dispergiermaschine mit kugelförmigen Mahlkörperteilchen (kugelförmige Zirkonoxidteilchen mit 0,3 mm Durchmesser) mit einer Packungsdichte von 8 × 10^–4 m³ (etwa 6,8 × 10⁷ Teilchen) befüllt wurde. Das Verhältnis des Gesamtvolumens A der Mahlkörperteilchen zum Raumvolumen B der Dispergiermaschine 1, A/B, betrug 1,2.
Wie in 1 bis 5 dargestellt, weist die Nassdispergiermaschine 1 vom Mahlkörperteilchenrührtyp einen Rotor 3 (Durchmesser 220 mm) in einem Gehäuse 2 auf. Die Styrolmonomermischung wurde dahinein von einer ersten Wandungsoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung 6 im mittleren Bereich aufwies, eingeleitet, während der Rotor 3 bei einer Umdrehungszahl von 16,7 U/s (Umfangsgeschwindigkeit 11,5 m/s) mit Hilfe einer Antriebswelle 21 gedreht wurde, die von einem Motor angetrieben wurde, der in die Dispergiermaschine eingebaut war. Die Menge der Styrolmonomermischung, die in das Gehäuse 2 eingeleitet wurde, wurde mit Hilfe der Umwälzpumpe 10 auf 0,9 m³/h eingestellt. Auf dieser Stufe wurde das Gehäuse 2 auf einem inneren Druck von 196,1 kPa gehalten. Die Styrolmonomermischung, die durch die Flüssigkeitszufuhröffnung 6 eingeleitet worden war, wurde mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors 3 erzeugt wurde, aus der Mitte einer inneren Kammer 22 in Richtung auf eine Trenneinrichtung 4 zutransportiert. Die Styrolmonomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, wurde weiter mit Hilfe der Drehung des Rotors 3 und einer Scherkraft der Mahlkörper 5 zwischen Schichten aus Mahlkörpern, die auf der Trenneinrichtung 4 in Fluss gehalten wurden, durchgeleitet, wodurch das feinteilige Färbemittel feiner gemacht und in der Styrolmonomermischung dispergiert wurde.
Dann wurde die auf diese Weise dispergierte Styrolmonomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthielt, zu einer äußeren Kammer 23 durch die Schlitze 4a weitertransportiert. Die Styrolmonomermischung wurde aus dem Gehäuse durch eine Ablassöffnung 7, die in der Seitenwand (einer zweite Wandungsoberfläche) bereitgestellt war, abgelassen, durch ein Ventil 19 und ein Thermometer 12 geleitet und durch eine Kühleinrichtung 11 hindurch in den Vorratstank 8 eingeleitet. Die Styrolmonomermischung, die durch die Flüssigkeitszufuhröffnung 6 abgelassen wurde, wies eine Temperatur von 29°C auf, wie mit dem Thermometer 12 gemessen wurde. Entsprechend wurde die Temperatur der Styrolmonomermischung mit Hilfe der Kühleinrichtung 11, bei der durch eine Zufuhröffnung 14 Kühlwasser kontinuierlich eingeleitet wurde und bei der durch eine Ablassöffnung 15 das Kühlwasser kontinuierlich abgelassen wurde, auf 20°C eingestellt. Der Motor zum Drehen des Rotors zeigte auf dieser Stufe einen Energieverbrauch von 13 kW an. Der Energieverbrauch ließ mit der Zeit nach und stellte sich nach 10 min auf 8,5 kW ein, und blieb danach konstant auf diesem Wert. Der Dispergierschritt, bei dem das feinteilige Färbemittel in der Styrolmonomermischung dispergiert wurde, wurde 60 min lang durchgeführt. Die Styrolmonomermischung durchlief die Dispergiermaschine mit einer Geschwin digkeit von etwa 36 Durchläufe/h. Danach wurde die Styrolmonomermischung, in der das feinteilige Färbemittel fein und einheitlich dispergiert worden war, durch Inbetriebnahme eines Dreiwegeventils 20 zu einem Herstellungsschritt weitergeleitet.
Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Im Herstellungsschritt wurden 30 Gewichtsteile n-Butylacrylmonomer, 20 Gewichtsteile eines polaren Harzes [gesättigtes Polyesterharz Polyesterharz, hergestellt durch Kondensationspolymerisation von Terephthalsäure mit Bisphenol A, das mit Polypropylenoxid modifiziert ist, Säurewert 13 mg KOH/g, Molekulargewicht des Hauptpeaks: 7000] und 25 Gewichtsteile eines Esterwachses [Esterverbindung (1), Temperatur des maximalen endothermen Peaks im DSC: etwa 60°C] zu der Styrolmonomermischung, die aus 170 Gewichtsteilen Styrolmonomer, 10 Gewichtsteilen des feinteiligen, magentaroten Färbemittels und 3 Gewichtsteilen des negativen Ladungssteuermittels bestand, gegeben und bei 60°C gemischt, worauf weiter 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung hergestellt wurde.
Zwischenzeitlich wurden in einen Vierhalsbehälter mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer vom Typ TK-Homomixer 710 Gewichtsteile durch Ionenaustausch gereinigtes Wasser und 450 Gewichtsteile einer wässrigen 0,1M Na₃PO₄-Lösung gegeben und die erhaltene Mischung auf 60°C erhitzt, während die Umdrehungszahl auf 200 U/s eingestellt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wässrigen, 1,0M CaCl₂-Lösung zugegeben, wodurch ein wässriges Dispersionsmedium erhalten wurde, das Ca₃(PO₄)₂ als feinen, gering wasserlöslichen Dispersionsstabilisator enthielt.
Dann wurden 268 Gewichtsteile der auf eine Temperatur von 60°C erhitzten, polymerisierbaren Monomerzusammensetzung in das vorstehend beschriebene, wässrige Dispersionsmedium gegeben, das auf eine Temperatur von 60°C erhitzt worden war, um die Teilchenbildung 13 min lang durchzuführen, während der TK-Homomixer bei 200 U/s gedreht wurde. Danach wurde der Hoch geschwindigkeitsrührer gegen einen Rülhrer ausgetauscht, der Propellerührblätter aufwies, und die Reaktion wurde bei 60°C 5 h lang durchgeführt, und dann wurde die Flüssigkeitstemperatur auf 80°C angehoben, um die Reaktion 10 h lang durchzuführen.
Nach Vervollständigung der Polymerisation wurde ein Teil der gebildeten Aufschlemmung als Probe gezogen und weiter gewaschen und getrocknet, um die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen zu messen. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm auf. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%.
Als Ergebnis einer TEM-Untersuchung wurde festgestellt, dass die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen die Struktur aufwiesen, wie sie in 9 dargestellt ist, nämlich dass die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, das Esterwachs, mit dem Schalenharz bedeckt war.
Zu 100 Gewichtsteilen der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurden extern 0,7 Gewichtsteile feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g, wie mit dem BET-Verfahren gemessen wurde, zugegeben, um einen magentaroten Toner herzustellen. Zu 7 Gewichtsteilen des magentaroten Toners wurden 93 Gewichtsteile eines acrylbeschichteten, magnetischen Ferritträgers gemischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler hergestellt wurde.
Unter Verwendung dieses Entwicklers, wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 Bilder wiedergegeben und bewertet.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 8
Das Dispergieren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material Zirkonoxid) von 0,8 mm Durchmesser bei einer Packung von 8 × 10^–4 m³ (etwa 3,6 × 10⁶ Teilchen) (A/B = 1,2) verwendet wurden. Der Motor zum Drehen des Rotors zeigte im Antriebsanfangszustand einen Energieverbrauch von 12,5 kW an. Der Energieverbrauch ließ mit der Zeit nach und stellte sich nach 10 min auf 8,5 kW ein, und blieb danach konstant auf diesem Wert. Die nachfolgende Verfahrensweise wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,7 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 32%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 9
Das Dispergieren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Umdrehungszahl des Rotors auf 20,8 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 14,4 m/s) umgestellt wurde. Der Motor zum Drehen des Rotors zeigte im Antriebsanfangszustand einen Energieverbrauch von 14,5 kW an. Der Energieverbrauch ließ mit der Zeit nach und stellte sich nach 10 min auf 9,5 kW ein, und blieb danach konstant auf diesem Wert. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 29%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 10
Das Dispergieren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material: Zirkonoxid) von 0,3 mm Durchmesser bei einer Packung von 6,7 × 10^–4 m³ (etwa 5,7 × 10⁷ Teilchen) (A/B = 1,0) verwendet wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,6 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 26%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 11
Unter Verwendung der gleichen Mischung, wie sie in Beispiel 7 verwendet worden war, wurde die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern (Rotordurchmesser: 450 mm) mit Mahlkörpern (Material Zirkonoxid) von 0,3 mm Durchmesser bei einer Packung von 4,77 × 10^–3 m³ (etwa 4,1 × 10⁷ Teilchen) (A/B = 1,0) beschickt. Das Dispergieren wurde bei einer Umdrehungszahl von 8,3 U/s (Umfangsgeschwindigkeit 11,8 m/s) durchgeführt, wodurch eine Flüssigmonomermischung erhalten wurde. Der Motor zum Drehen des Rotors im Antriebsanfangszustand zeigte einen Energieverbrauch von 38,5 kW. Der Energieverbrauch sank mit der Zeit, stellte sich nach 10 min auf 32 kW ein, und blieb danach konstant auf diesem Wert. Hierbei wurde die Umwälzpumpe so eingestellt, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Mischung 3,6 m³/h betrug und die Umwälzhäufigkeit 32 Durchläufe/h betrug. Der interne Mühlendruck betrug 245,2 kPa.
In der so hergestellten Dispersion wurde das gleiche n-Butylacrylatmonomer, das gleiche gesättigte Polyesterharz und das gleiche Esterwachs [Esterverbindung (1)], wie die, die in Beispiel 7 verwendet wurden, in der gleichen Weise aufgelöst, worauf 10 Gewichtsteile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator zugegeben wurden. Die erhaltene Mischung wurde in das wässrige Dispersionsmedium gegeben, um die Teilchenbildung 13 min lang durchzuführen. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer gegen einen Rührer mit Propellerrührblättern ausgetauscht und die Reaktion bei 60°C 5 h lang durchgeführt, und dann wurde die Flüssigkeitstemperatur auf 80°C angehoben, wonach die Reaktion 10 h lang durchgeführt wurde.
Nach Vervollständigung der Polymerisation wurde ein Teil der gebildeten Aufschlemmung als Probe gezogen und weiter gewaschen und getrocknet, um die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen zu messen. Die so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 6,5 μm auf, wie mit dem Coulter-Zähler gemessen wurde. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 28%. Als Ergebnis einer TEM-Untersuchung wurde festgestellt, dass die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen die Struktur aufwiesen, wie sie in 9 dargestellt ist, nämlich dass die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, die Esterverbindung (1), mit dem Schalenharz bedeckt war.
Zu 100 Gewichtsteilen der so erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurden extern 0,7 Gewichtsteile feines, hydrophobiertes Siliciumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g, wie mit dem BET-Verfahren gemessen wurde, zugegeben, um einen magentaroten Toner herzustellen. Zu 7 Gewichtsteilen des magentaroten Toners wurden 93 Gewichtsteile eines acrylbeschichteten, magnetischen Ferritträgers gemischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler hergestellt wurde.
Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 12
Magentarote Tonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material Zirkonoxid) von 3 mm Durchmesser bei einer Packung von 8 × 10^–4 m³ (etwa 6,4 × 10⁴ Teilchen) (A/B = 1,2) verwendet wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 8,0 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 37%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte.
Beispiel 13
Magentarote Tonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Umdrehungszahl des Rotors auf 5 U/s (Umfangsgeschwindigkeit: 3,5 m/s) umgestellt wurde. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 9,8 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 39%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Beispiel 14
Die Verfahrenweise von Beispiel 7 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material Zirkonoxid) von 0,3 mm Durchmesser bei einer Packung von 1 × 10^–3 m³ (etwa 8,5 × 10⁷ Teilchen) (A/B = 1,5) verwendet wurden.
Als die Umdrehungszahl eine festgelegte Umdrehungszahl erreichte, stieg die Temperatur der Mischung, die im Inneren des Systems umgewälzt wurde, auf 70°C, und deshalb wurde die Mischung durch die Kühleinrichtung auf 35°C abgekühlt. Es wird angenommen, dass dieser ungewöhnliche Temperaturanstieg auf die Hitze zurück zu führen ist, die durch gegenseitige Reibung der Mahlkörper erzeugt wurde als Ergebnis einer ungewöhnlichen, dichtesten Packung der Mahlkörper in der Maschine. Es wird angenommen, dass der Rotor und die Mahlkörper in einer Art von Corotation zueinander standen. Die erhaltenen, ma gentaroten Tonerteilchen wiesen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 9,8 μm auf. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 41%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 15
Die Verfahrenweise von Beispiel 7 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Mahlkörper (Material Zirkonoxid) von 0,3 mm Durchmesser bei einer Packung von 4 × 10^–4 m³ (etwa 3,4 × 10⁷ Teilchen) (A/B = 0,6) verwendet wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 8,0 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 36%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Nach Vervollständigung des Dispergierschrittes wurde die Dispersion aus der Dispergiermaschine abgelassen, wo sich die Dispersion gut sammelte. Auch wurden, nachdem der Dispergierschritt abgeschlossen war, die Mahlkörper visuell untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Mahlkörper keine Änderungen erlitten hatten.
Vergleichsbeispiel 1
Das Verfahren von Beispiel 7 wurde wiederholt, um das wässrige Dispersionsmedium zu erhalten.
Eine polymerisierbare Monomermischung mit der gleichen Formulierung wie der in Beispiel 7 wurde verwendet. Die Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp, die in 10 dargestellt ist, wurde mit Mahlkörpern (Material Zirkonoxid) von 1 mm Durchmesser bei einer Packung von 1,23 × 10^–2 m³ beschickt. Die Monomermischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 1 m³/h mit Hilfe einer Pumpe zugeführt. Das Dispergieren wurde mit Hilfe des Umwälzsystems bei einer Rotorumfangsgeschwindigkeit von 13 m/s 60 min lang durchgeführt, wodurch eine Dispersion hergestellt wurde. Die Verfahrensweise von Beispiel 7 wurde für alle auf den Dispergierschritt folgenden Schritte wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 12,1 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 48%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 7 wurde wiederholt, um das wässrige Dispersionsmedium zu erhalten.
Eine polymerisierbare Monomermischung mit der gleichen Formulierung wie der in Beispiel 7 wurde verwendet. Die Dispergiermaschine vom Mahlkörpertyp, die in 11 dargestellt ist, wurde mit Mahlkörpern (Material Zirkonoxid) von 0,8 mm Durchmesser bei einer Packung von 7,5 × 10^–4 m³ beschickt. Die Mo nomermischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 2,25 × 10^–3 m³/h mit Hilfe einer Pumpe zugeführt. Das Dispergieren wurde mit Hilfe des Umwälzsystems bei einer Rotorumfangsgeschwindigkeit von 13 m/s 60 min lang durchgeführt, wodurch eine Dispersion hergestellt wurde. Die Verfahrensweise von Beispiel 7 wurde für alle auf den Dispergierschritt folgenden Schritte wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 11,3 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 43%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 7 wurde wiederholt, um das wässrige Dispersionsmedium zu erhalten.
Eine polymerisierbare Monomermischung mit der gleichen Formulierung wie der in Beispiel 7 wurde auf 60°C erhitzt und in eine mahlkörperlose Dispergiermaschine „Ebara Milder" (hergestellt von Ebara Seisakusho K. K.) mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von 180 kg/h mit Hilfe einer Pumpe zugeführt. Das Dispergieren wurde mit Hilfe des Umwälzsystems bei einer Rotorumdrehungszahl von 5000 U/min (Umfangsgeschwindigkeit von 15 m/s) 60 min lang durchgeführt, wodurch eine Dispersion hergestellt wurde. Die Verfahrensweise von Beispiel 7 wurde für alle auf den Dispergierschritt folgenden Schritte wiederholt, wodurch magentarote Tonerteilchen erhalten wurden. Die erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen hatten einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 16,3 μm. Der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung betrug 52%.
Unter Verwendung der erhaltenen, magentaroten Tonerteilchen wurde ein Zweikomponentenentwickler in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 7 Bilder wiedergegeben und die Bilddichte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Der Zustand der Dispersion und die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt wurden ebenfalls in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
1) Bewertung der Dispersion:

A:

gut

B:

ein wenig schlecht (kein Problem mit den Produkten)

C:

schlecht

2) Bewertung der Teilchenbildungsleistung

A:

gut

B:

ein wenig schlecht (kein Problem mit den Produkten)

C:

schlecht

3) Bewertung der Bilddichte

A:

gut

B:

ein wenig schlecht (kein Problem mit den Produkten)

C:

schlecht

Bewertungsverfahren

A) Was den Dispersionszustand des feinteiligen Färbemittels in den letztendlich gebildeten Dispersionen betrifft, wird er bewertet, indem der Glanz (Glätte) der Dispersionen gemessen wird. Um den Glanz von Dispersionen zu messen, werden die Dispersionen jeweils auf Kunstdruckpapier aufgebracht, worauf gut getrocknet wird, und der Glanz der gebildeten Beschichtungen wird gemessen. Wenn das feinteilige Färbemittel gut dispergiert vorliegt, weisen die Beschichtungsoberflächen Glätte auf und funkeln und haben einen hohen Glanz. Wenn auf der anderen Seite das feinteilige Färbemittel schlecht dispergiert vorliegt, weisen die Beschichtungsoberflächen eine zurückbleibende Unregelmäßigkeit auf, wodurch sie dumpf wirken, was zu einem geringen Glanz führt. Der Glanz (die Glätte) wird mit einem Glanzmessgerät, Modell VG-10, hergestellt von Nippon Denshoku K. K. gemessen. Für die Messung wird die Spannung mit Hilfe einer Konstantspannungsquelle auf 6 V eingestellt. Dann werden der Projektionswinkel und der Aufnahmewinkel jeweils auf 60° eingestellt. Nach Nullpunkteinstellung und Standardisierung unter Verwendung einer Standardplatte werden auf einem Probenstand 3 Blatt weißes Papier übereinander gelegt und die beschichteten Proben darauf gelegt, um die Messung durchzuführen. Zahlenwerte, die auf einer Anzeige dargestellt sind, werden in der Einheit [%] abgelesen. Als Bewertungskriterium wird ein Fall, bei dem der Glanzwert 40% oder mehr beträgt, als guten Dispersionszustand bewertet. Von 35% bis weniger als 40% führt der Dispersionszustand zu geringen Problemen mit den Bildern, aber es gibt keine Probleme bei der praktischen Verwendung, und weniger als 35% bezeichnen einen Dispersionszustand, der die Bilder erkennbar ernst beeinträchtigt und für Produkte nicht wünschenswert ist.
B) Was die Teilchenbildungsleistung im Teilchenbildungsschritt betrifft, wird sie auf Grundlage des Variationskoeffizienten in der Zahlenverteilung untersucht, die mit einem Coulter-Multisizer gemessen wird. Ein Fall, in dem der Variationskoeffizient weniger als 35% beträgt, weist auf eine gute Teilchenbildungsleistung hin. Zwischen 35% und weniger als 40% verursacht die Teilchenbildungsleistung geringe Probleme an den Bildern, aber kein Problem bei der praktischen Verwendung, und bei 40% oder mehr beeinträchtigt eine Teilchenbildungsleistung erkennbar stark die Bilder und ist nicht wünschenswert für Produkte.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Toners aus Tonerteilchen, umfassend: • einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, dispergiert wird, wodurch eine flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, erhalten wird; • einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die sich ergebende, flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, und • einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen gebildet werden, worin (A) im Dispergierschritt eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern als Dispergiereinrichtung verwendet wird, wobei die Dispergiermaschine folgendes umfasst • einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind, • einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und • eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind, und (B) (i) das feinteilige Färbemittel zusammen mit der flüssigen Monomermischung durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, während der Rotor durch den drehenden Antrieb der Antriebswelle gedreht wird, (ii) die flüssige Monomermischung und das feinteilige Färbemittel durch die Schlitze der Trennvorrichtung mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, in die äußere, Kammer transportiert werden, während das feinteilige Färbemittel durch die Wirkung a) der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und b) der Mahlkörper in der flüssigen Monomermischung dispergiert wird und (iii) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, aus der äußeren Kammer durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen wird, wodurch eine Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, erneut durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die flüssige Monomermischung wiederholt in die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet und aus der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern abgelassen wird, so dass die Monomermischung im System umgewälzt und das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen: 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 1, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, worin ein Polymerisationsinitiator im Verlauf des Teilchenbildungsschrittes oder im Verlauf des Polymerisationsschrittes zugegeben wird, nachdem der Dispergierschritt und der Herstellungsschritt abgeschlossen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin ein Viskosimeter zwischen der Flüssigkeitsablassöffnung und der Flüssigkeitszufuhröffnung bereitgestellt wird, um die Viskosität zu messen, und der Dispergierschritt durchgeführt wird, während die Umdrehungszahl des Rotors gemäß den Werten der gemessenen Viskosität eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, erneut durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die flüssige Monomermischung wiederholt in die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet und aus der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern abgelassen wird, so dass die Monomermischung im System umgewälzt wird und das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 14, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 22, worin ein Polymerisationsinitiator im Verlauf des Teilchenbildungsschrittes oder im Verlauf des Polymerisationsschrittes zugegeben wird, nachdem der Dispergierschritt und der Herstellungsschritt abgeschlossen sind.
Verfahren nach Anspruch 14, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, worin • die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird, • die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die so auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt worden ist, erneut durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, und • das Dispergieren eine festgelegte Zeitlang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, wodurch die Monomermischung erhalten wird, die feinteiliges Färbemittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 27, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 27, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen: 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 27, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 32, worin ein Polymerisationsinitiator im Verlauf des Teilchenbildungsschrittes oder im Verlauf des Polymerisationsschrittes zugegeben wird, nachdem der Dispergierschritt und der Herstellungsschritt abgeschlossen sind.
Verfahren nach Anspruch 27, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 27, worin ein Viskosimeter zwischen der Flüssigkeitsablassöffnung und der Flüssigkeitszufuhröffnung bereitgestellt wird, um die Viskosität zu messen, und der Dispergierschritt durchgeführt wird, während die Umdrehungszahl des Rotors gemäß den Werten der gemessenen Viskosität eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, worin die flüssige Monomermischung wiederholt in die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet und aus der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern abgelassen wird, so dass die Monomermischung im System umgewälzt wird und das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 37, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 37, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 37, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 37, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 37 oder 43, worin ein Polymerisationsinitiator im Verlauf des Teilchenbildungsschrittes oder im Verlauf des Polymerisationsschrittes zugegeben wird, nachdem der Dispergierschritt und der Herstellungsschritt abgeschlossen sind.
Verfahren nach Anspruch 37, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 10 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 35% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 9 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 30% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgegeben worden ist, eine Viskosität von 5 mPa·s bis 2500 mPa·s aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1.4, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 10 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 35% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 9 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 30% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgegeben worden ist, eine Viskosität von 5 mPa·s bis 2500 mPa·s aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 10 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 35% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 9 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 30% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 27, worin die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgegeben worden ist, eine Viskosität von 5 mPa·s bis 2500 mPa·s aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Toners aus Tonerteilchen, umfassend • einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, dispergiert wird, wodurch eine flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, erhalten wird; • einen Herstellungsschritt, bei dem ein Polymerisationsinitiator zu der flüssigen Monomermischung, die feinteilige Färbemittel dispergiert enthält und in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, zugegeben wird, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen, • einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, und • einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen gebildet werden, worin im Dispergierschritt eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern als Dispergiereinrichtung verwendet wird, wobei die Dispergiermaschine folgendes umfasst • einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind, • einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und • eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind; und das feinteilige Färbemittel zusammen mit der flüssigen Monomermischung durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, während der Rotor durch den drehenden Antrieb der Antriebswelle gedreht wird, die flüssige Monomermischung und das feinteilige Färbemittel durch die Schlitze der Trennvorrichtung mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, in die äußere Kammer transportiert werden, während das feinteilige Färbemittel durch die Wirkung a) der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und b) der Mahlkörper in der flüssigen Monomermischung dispergiert wird, die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, aus der äußeren Kammer durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen wird, die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise abgelassen worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird, die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt worden ist, erneut in die Mitte der inneren Kammer durch die Flüssigkeitszufuhröffnung eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, wodurch eine Monomermischung erhalten wird, die feinteiliges Färbemittel enthält, und die erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält in den Herstellungsschritt eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die flüssige Monomermischung wiederholt in die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet und aus ihr abgelassen wird, so dass die Monomermischung im System umgewälzt wird und das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 57, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 57, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 57, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 57, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 57, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 57, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 10 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 35% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 9 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 30% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 57, worin die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgegeben worden ist, eine Viskosität von 5 mPa·s bis 2500 mPa·s aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Toners aus Tonerteilchen, umfassend • einen Dispergierschritt, bei dem ein feinteiliges Färbemittel in einer flüssigen Monomermischung, die wenigstens ein flüssiges, polymerisierbares Monomer enthält, dispergiert wird, wodurch eine flüssige Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel dispergiert enthält, erhalten wird; • einen Herstellungsschritt, bei dem ein Polymerisationsinitiator zu der flüssigen Monomermischung, die feinteilige Färbemittel dispergiert enthält und in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, zugegeben wird, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen, • einen Teilchenbildungsschritt, bei dem die polymerisierbare Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert wird, wodurch Teilchen einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet werden, und • einen Polymerisationsschritt, bei dem die polymerisierbaren Monomere, die in den Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung enthalten sind, im wässrigen Dispersionsmedium polymerisiert werden, wodurch Tonerteilchen gebildet werden, worin (A) im Dispergierschritt eine Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern als Dispergiereinrichtung verwendet wird, wobei die Dispergiermaschine folgendes umfasst • einen zylindrischen Behälter mit einer ersten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitszufuhröffnung aufweist, und einer zweiten Wandoberfläche, die eine Flüssigkeitsablassöffnung aufweist, wobei der Behälter im Inneren mit einer inneren Kammer und einer äußeren Kammer versehen ist, die durch eine zylindrische Trennvorrichtung, die Schlitze aufweist, voneinander getrennt sind, • einen Rotorsatz in der inneren Kammer, der durch die drehende Antriebsbewegung einer Antriebswelle drehbar ist, und • eine Vielzahl von kugelförmigen Mahlkörpern, die in der inneren Kammer enthalten sind, und (B) (i) das feinteilige Färbemittel zusammen mit der flüssigen Monomermischung durch die Flüssigkeitszufuhröffnung in die Mitte der inneren Kammer eingeleitet wird, während der Rotor durch den drehenden Antrieb der Antriebswelle gedreht wird, (ii) die flüssige Monomermischung und das feinteilige Färbemittel durch die Schlitze der Trennvorrichtung mit Hilfe einer Zentrifugalkraft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, in die äußere Kammer transportiert werden, während das feinteilige Färbemittel durch die Wirkung a) der Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und b) der Mahlkörper in der flüssigen Monomermischung dispergiert wird, (iii) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist, aus der äußeren Kammer durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgelassen wird und die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise abgelassen worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt wird, (iv) die flüssige Monomermischung, in der das feinteilige Färbemittel dispergiert worden ist und die auf diese Weise auf eine Flüssigkeitstemperatur von 10°C bis 40°C eingestellt worden ist, erneut in die Mitte der inneren Kammer durch die Flüssigkeitszufuhröffnung eingeleitet wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, worin die Viskosität der flüssigen Monomermischung mit einem Viskosimeter gemessen wird, das zwischen der Flüssigkeitsablassöffnung und der Flüssigkeitszufuhröffnung bereitgestellt wird, und das Dispergieren für eine bestimme Zeit durchgeführt wird, während der Anzahl der Umdrehungen des Rotors gemäß der gemessenen Viskosität eingestellt wird, um die feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren, wodurch eine Monomermischung erhalten wird, die feinteiliges Färbemittel enthält, und (C) die so erhaltene Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, in den Herstellungsschritt eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die Umdrehungszahl des Rotors mit dem Ansteigen der Viskosität der Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, größer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die flüssige Monomermischung wiederholt in die Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern eingeleitet und aus ihr abgelassen wird, so dass die Monomermischung im System umgewälzt wird und das Dispergieren eine bestimmte Zeit lang durchgeführt wird, um das feinteilige Färbemittel in der flüssigen Monomermischung zu dispergieren.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die Mahlkörper, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern enthalten sind, einen Durchmesser im Bereich vom 0,1 mm bis 2 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 70, worin der Rotor der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern im Spitzenbereich mit einer Umfangsge schwindigkeit, die auf einen Bereich von 5 m/s bis 20 m/s eingestellt ist, gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 70, worin in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern ein Gesamtvolumen A der Mahlkörper und ein Raumvolumen B zwischen Rotor und Trennvorrichtung in folgendem Bereich liegen 0,7 < A/B < 1,3
Verfahren nach Anspruch 70, worin die flüssige Monomermischung, die in der Nassdispergiermaschine vom Rührtyp mit Mahlkörpern dispergiert worden ist, auf eine Flüssigkeitstemperatur von 15°C bis 35°C eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 70, das weiter einen Herstellungsschritt umfasst, bei dem ein zusätzliches, flüssiges, polymerisierbares Monomer, ein Polymer und ein Wachs zur Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält, zugegeben werden, nachdem die Monomermischung durch den Dispergierschritt gelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 70, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 10 bis 300 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 70, worin im Dispergierschritt das Dispergieren 20 bis 180 min lang durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 10 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 35% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die Tonerteilchen einen gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 4 μm bis 9 μm und einen Variationskoeffizienten der Zahlenverteilung von 30% oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 70, worin die Monomermischung, die feinteiliges Färbemittel enthält und die durch die Flüssigkeitsablassöffnung abgegeben worden ist, eine Viskosität von 5 mPa·s bis 2500 mPa·s aufweist.