DE102017110203A1

DE102017110203A1 - Toner für elektrophotographische prozesse und elektrostatische druckprozesse

Info

Publication number: DE102017110203A1
Application number: DE102017110203.5A
Authority: DE
Inventors: Kentaro Yamawaki; Shiro Kuroki; Toshihiko Katakura; Akane Masumoto; Tsuneyoshi Tominaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2017-11-16
Also published as: JP6891037B2; US9864290B2; CN107367912B; CN107367912A; US20170329246A1; JP2017207746A

Abstract

Offenbart wird ein Toner, der Tonerteilchen beinhaltet, die jeweils einen Kernabschnitt, der ein Bindemittelharz enthält, und eine Oberflächenschicht, die ein Organosiliciumpolymer enthält, beinhaltet, wobei jedes der Tonerteilchen ein polyvalentes Metallelement mit einem Widerstand von 2,5 × 10–8 Ω·m oder mehr und 10,0 × 10–8 Ω·m oder weniger bei 20°C enthält, und, wenn die Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse unterworfen werden, eine Nettointensität, die von dem polyvalenten Metallelement abstammt, 0,10 kcps oder mehr und 30,00 kcps oder weniger ist.

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Toner, der in Bilderzeugungsverfahren verwendet wird, die elektrophotographische Prozesse und elektrostatische Druckprozesse beinhalten. Beschreibung des Stands der Technik
Gegenwärtig werden Verfahren zum Visualisieren von Bildinformation durch elektrostatische latente Bilder, zum Beispiel Elektrophotographie, in verschiedenen Gebieten angewandt. In solchen Verfahren wird eine höhere Leistung, wie etwa höhere Bildqualität oder höhere Geschwindigkeit, benötigt. Überdies ist es notwendig, dass Toner, die in solchen Verfahren verwendet werden, eine gute Umgebungsstabilität und Speicherstabilität aufweisen, weil sie bei verschiedenen Temperaturen und Feuchtigkeiten verwendet werden und für lange Zeitspannen gelagert werden.
Insbesondere bluten Färbemittel, Trennmittel und so weiter, die in Tonern enthalten sind, zu deren Oberflächen in Hochtemperaturumgebungen aus; daher können eine Veränderung in der Menge der elektrostatischen Ladung der Toner und die Verschmutzung von Bauteilen, wie etwa Entwicklungswalzen, Regulationsklingen und photosensitiven Elementen, mit Tonern leicht auftreten.
Das japanische Patent Offenlegungs-Nr. 2014-130238 offenbart eine Technik, die einen Toner verwendet, der Tonerteilchen mit einer Oberflächenschicht beinhaltet, die ein spezifisches organisches Siliciumpolymer enthält. In dieser Technik ist es möglich, dass Ausbluten eines Materials auf die Oberflächen der Tonerteilchen in einer Hochtemperaturumgebung zu inhibieren. Daher weist der Toner eine gute Entwicklungsbeständigkeit, eine gute Speicherstabilität, eine gute Umgebungsstabilität und eine gute Niedrigtemperaturfixierbarkeit auf.
Es wurde herausgefunden, dass wenn kontinuierliches Drucken in einer Niedrigtemperatur- und Niedrigfeuchtigkeitsumgebung bei einer geringen Druckrate ausgeführt wird, eine Geisterbildung leicht auftreten kann. Dies wird augenscheinlich dem Faktum zugeschrieben, dass ein Toner, der bei einem Abschnitt lokalisiert ist, der zu einem nicht-Bildbereich korrespondiert und der nicht entwickelt ist, wiederholt gegen eine Regulierungsklinge reibt, während er auf einem Entwickler-tragenden Element getragen wird, um zu bewirken, dass der Toner in einem exzessiv geladenen Zustand ist, was als ein „Überladungszustand” bezeichnet wird.
Bezüglich Techniken zum Inhibieren von Überladung offenbart das japanische Patent Offenlegungs-Nr. 2014-130202 eine Technik, in welcher drei Arten von Siliciumdioxidfeinteilchen und eine einzelne Art von Aluminiumoxidfeinteilchen mit einem spezifischen Durchmesser als externe Additive verwendet werden. Das japanische Patent Offenlegungs-Nr. 2014-010224 offenbart eine Technik, in welcher anorganische Kompositfeinteilchen, die Magnesium und Aluminium enthalten, extern zugegeben werden und in welcher jeweils der Gehalt davon und der statische Widerstand in einem spezifischen Bereich ist.
In jeder der Techniken zum Inhibieren von Überladung, wie sie in den vorhergenannten Dokumenten beschrieben sind, ist es deren Idee es zu ermöglichen, dass exzessive Ladungen entweichen. In dem Fall, wo die Technik auf einen Toner angewandt wird, der Tonerteilchen mit einer Oberflächenschicht beinhaltet, die ein Organosiliciumpolymer enthält, obwohl dieser Effekt zu Beginn der Verwendung bereitgestellt wird, reduziert die Bildung einer großen Anzahl an Blättern von Bildern diesen Effekt. Es wird angenommen, dass der Grund darin besteht, dass die Tonerteilchen mit einer Oberflächenschicht, die aus einem Organosiliciumpolymer zusammengesetzt ist, eine härtere Oberfläche als Toner im Stand der Technik haben, und daher das externe Additiv nicht vollständig zu dem Toner angefügt war, so dass das externe Additiv vom Toner abgetrennt wurde.
ZUSAMMENFASSUNG
Wie oben beschrieben liegt eine Schwierigkeit für den Toner im Stand der Technik, der Tonerteilchen mit einer Oberflächenschicht beinhaltet, die ein Organosiliciumpolymer enthält, im Inhibieren des Überladens.
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Toner bereit, der eine gute Entwicklungsbeständigkeit, eine gute Speicherstabilität, eine gute Umgebungsstabilität und eine gute Niedrigtemperaturfixierbarkeit aufweist und der das Auftreten einer Geisterbildung inhibiert, wenn kontinuierliches Drucken bei einer niedrigen Druckrate in einer Niedrigtemperatur- und Niedrigfeuchtigkeitsumgebung ausgeführt wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ausgerichtet auf das Bereitstellen eines Toners, der Tonerteilchen beinhaltet, die jeweils einen Kernabschnitt, der ein Bindemittelharz enthält, und eine Oberflächenschicht, die ein Organosiliciumpolymer enthält, aufweist, wobei das Organosiliciumpolymer eine durch die Formel (1) dargestellte Partialstruktur aufweist: R-SiO_3/2 Formel (1)
Innerhalb der Formel (1) stellt R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen dar, und wenn Oberflächen der Tonerteilchen einer Röntgenphotoelektronenspektroskopieanalyse unterworfen werden, um eine Kohlenstoffatomdichte dC, eine Sauerstoffatomdichte dO und eine Siliciumatomdichte dSi zu bestimmen, ist die Siliciumatomdichte dSi 2,5 Atom-% oder mehr und 28,6 Atom-% oder weniger mit Bezug auf 100,0 Atom-% von der Summe der Kohlenstoffatomdichte dC, der Sauerstoffatomdichte dO und der Siliciumatomdichte dSi. In einem Diagramm, das durch Unterwerfen der Tetrahydrofuran-unlöslichen Materie des Tonerteilchens einer ²⁹Si-NMR Messung erhalten ist, ist ein Prozentsatz einer Fläche eines Peaks, der der durch die oben beschriebene Formel (1) dargestellten Partialstruktur zuzuordnen ist, 20% oder mehr mit Bezug auf eine Gesamtfläche eines Peaks des Organosiliciumpolymers. Jedes der Tonerteilchen enthält ein polyvalentes Metallelement mit einem Widerstand von 2,5 × 10^–8 Ω·m oder mehr und 10,0 × 10^–8 Ω·m oder weniger bei 20°C, und wenn die Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse unterworfen werden, ist eine Nettointensität, die von dem polyvalenten Metallelement abstammt, 0,10 kcps oder mehr und 30,00 kcps oder weniger.
Weitere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden von der folgenden Beschreibung exemplarischer Ausführungsform mit Bezug auf die eingefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEIGHNUNGEN
1 ist ein Beispiel eines ²⁹Si-NMR Diagramms von Tonerteilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein konzeptionelles Diagramm, das die Dicke der Oberflächenschicht definiert, die eine Organosiliciumverbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet Tonerteilchen, die einen Kernabschnitt, der ein Bindemittelharz enthält, und eine Oberflächenschicht, die ein spezifisches Organosiliciumpolymer enthält, beinhalten. Der Toner enthält ein polyvalentes Metallelement mit einem Widerstand von 2,5 × 10^–8 Ω·m oder mehr und 10,0 × 10^–8 Ω·m oder weniger bei 20°C. Die Nettointensität, die von dem polyvalenten Metallelement abstammt, erhalten durch Röntgenfluoreszenzanalyse der Tonerteilchen, ist 0,10 kcps oder mehr und 30,00 kcps oder weniger. Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse wird ein Probekörper mit kontinuierlichen Röntgenstrahlen bestrahlt, um charakteristische Röntgenstrahlen (fluoreszente Röntgenstrahlen) zu erzeugen, die den Elementen inhärent sind, die in dem Probekörper enthalten sind. Die erzeugten fluoreszenten Röntgenstrahlen werden durch einen Analysekristall (in einer Wellenlängen-dispersiven Weise) dispergiert, um ein Spektrum zu bilden. Das Spektrum wird gemessen und dann werden die Konstitutionselemente durch deren Intensität quantitativ analysiert. Der Begriff „Nettointensität” bezieht sich auf eine Röntgenstrahlenintensität, die durch Abziehen der Hintergrundintensität von einer Röntgenstrahlenintensität bei einem Peakwinkel, der die Anwesenheit des Metallelements anzeigt, erhalten ist. Der Begriff „polyvalentes Metallelement”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Metallelement, das polyvalente Metallionen bildet.
Das Überladen des Toners kann gelöst werden, indem es ermöglicht wird, dass exzessive Ladungen entweichen, wie im Stand der Technik offenbart. Um zu ermöglichen, dass die Ladungen ausreichend entweichen, kann angenommen werden, dass ein Material mit einem spezifischen Widerstand in den Toner inkorporieren wird. Die Erfinder haben Studien ausgeführt und herausgefunden, dass das Auswählen eines polyvalenten Metallelements von Materialien mit einem spezifischen Widerstand zum Inhibieren des Überladens signifikant effektiv ist. Es wird angenommen, dass dies dem Zustand zuzuschreiben ist, dass das Inkorporieren des polyvalenten Metalls mit einem spezifischen Widerstand den Effekt zum Ermöglichen, dass exzessive Ladungen entweichen, und den Effekt zum Reduzieren von Silanolgruppen mit einer hohen negativen Ladbarkeit bereitstellt.
Überdies haben die Anmelder herausgefunden, dass, weil das polyvalente Metall mit einem spezifischen Widerstand inkorporiert ist, das Ablösen kleiner Teilchen und das Brechen der Tonerteilchen weniger wahrscheinlich auftritt, selbst wenn starke Scherkraft auf den Toner angewandt wird, und dass ein Problem, wie etwa ein Entwicklungsstreifen, der dem Ablösen und dem Brechen zuzuschreiben ist, weniger wahrscheinlich auftreten kann. Als Grund dafür wird angenommen, dass, weil das inkorporierte Metall polyvalent ist, wenn eine Carboxylgruppe in dem Bindemittelharz vorhanden ist und/oder wenn eine Silanolgruppe in dem Organosiliciumpolymer vorhanden ist, eine Metallvernetzung gebildet wird, um die Festigkeit zu erhöhen. Es sollte verstanden werden, dass bezüglich des Organosiliciumpolymers eine Schwierigkeit darin liegt, die Silanolgruppe zu eliminieren und daher die Silanolgruppe selbst in einer geringen Menge vorhanden ist.
Widerstände von verschiedenen Substanzen bei 20°C sind zum Beispiel beschrieben in ”Kagaku Daijiten (ENCYCLOPEDIC DICTIONARY OF CHEMISTRY)”, erste Auflage; Tokyo Kagaku Dojin, 1989. In der vorliegenden Offenbarung muss ein polyvalentes Metallelement mit einem Widerstand von 2,5 × 10^–8 Ω·m oder mehr und 10,0 × 10^–8 Ω·m oder weniger verwendet werden. Beispiele des polyvalenten Metallelements mit dem vorhergehenden Widerstand beinhalten Aluminium (2,7 × 10^–8 Ω·m), Calcium (3,5 × 10^–8 Ω·m), Magnesium (4,5 × 10^–8 Ω·m), Wolfram (ungefähr 5 × 10^–8 Ω·m), Molybdän (ungefähr 5 × 10^–8 Ω·m), Cobalt (6,2 × 10^–8 Ω·m), Zink (5,8 × 10^–8 Ω·m), Nickel (6,8 × 10^–8 Ω·m), und Eisen (9,7 × 10^–8 Ω·m). Wenn der Widerstand des polyvalenten Metallelements bei 20°C im oben beschriebenen Bereich ist, wird das Auftreten des Entweichens von Ladungen in einer Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsumgebung inhibiert, während das Auftreten von Überladung inhibiert wird.
Wenn die Nettointensität, die vom polyvalenten Metallelement abstammt, die durch Röntgenfluoreszenzanalyse erhalten ist, 0,10 kcps oder mehr ist, kann der Effekt zum Inhibieren von Überladung ausreichend bereitgestellt werden. Weil das Vorhandensein einer exzessiv großen Menge des polyvalenten Metallelements anfällig dafür ist, Schleierbildung zu verursachen, das vom Entweichen von Ladungen in einer Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsumgebung resultiert, muss die Nettointensität 30,00 kcps oder weniger sein. Die Nettointensität kann 20,00 kcps oder weniger sein. Wenn zwei oder mehr polyvalente Metallelemente mit einem Widerstand innerhalb des oben beschriebenen Bereichs inkorporiert sind, ist die Nettointensität als die Gesamtnettointensität der polyvalenten Metallelemente definiert.
Ein Verfahren zum Inkorporieren des polyvalenten Metallelements in die Tonerteilchen ist nicht besonders beschränkt. Weil das Inkorporieren nach der Bildung der Oberflächenschicht, die aus dem Organosiliciumpolymer zusammengesetzt ist, schwierig ist, kann das Inkorporieren vor dem Bilden der Oberflächenschicht oder während des Bildens der Oberflächenschicht ausgeführt werden. Zum Beispiel, in dem Fall, wo die Tonerteilchen durch ein Pulverisierungsverfahren hergestellt werden, kann das polyvalente Metallelement in die Tonerteilchen inkorporiert werden durch vorab Inkorporieren des polyvalenten Metallelements in ein Rohmaterialharz oder durch Zugabe des polyvalenten Metallelements, wenn die Rohmaterialien schmelzgeknetet werden. In dem Fall, wo die Tonerteilchen durch einen Nassherstellungsverfahren, wie etwa einen Polymerisationsprozess hergestellt werden, kann das polyvalente Metallelement in Rohmaterialien inkorporiert werden oder kann durch ein wässriges Medium während des Herstellens zugegeben werden. Das Inkorporieren des polyvalenten Metallelements in die Tonerteilchen mittels eines ionisierten Zustands im wässrigen Medium in dem Nassherstellungsverfahren kann angesichts der Gleichförmigkeit ausgeführt werden. Aluminium, Eisen, Magnesium oder Calcium können als das polyvalente Metallelement verwendet werden, weil diese Elemente eine relativ hohe Ionisierungstendenz aufweisen und einfach ionisiert werden.
Irgendeine Form des polyvalenten Metallelements kann während der Herstellung inkorporiert werden. Das polyvalente Metallelement kann verwendet werden in einer elementaren Form oder in der Form eines Halogenids, eines Hydroxids, eines Oxids, eines Sulfids, eines Carbonats, eines Sulfats, eines Hexafluorsilylats, eines Acetats, eines Thiosulfats, eines Phosphats, eines Chlorats, eines Nitrats oder dergleichen. Wie oben beschrieben, kann das polyvalente Metallelement in die Tonerteilchen mittels eines ionisierten Zustands im wässrigen Medium inkorporiert werden. Der Begriff „wässriges Medium” bezieht sich auf ein Medium mit einem Wassergehalt von 50 Massen-% oder mehr und einem Gehalt an wasserlöslichen organischen Lösungsmittel von 50 Massen-% oder weniger. Beispiele des wasserlöslichen organischen Lösungsmittels beinhalten Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol, Aceton, Methylethylketon und Tetrahydrofuran.
In dem Fall, wo ein Toner in einem wässrigen Medium, das Hydroxyapatit enthält, hergestellt wird, und wo Calcium als das polyvalente Metallelement verwendet wird, muss die Menge an zugegebenem Calcium sorgfältig bestimmt werden. Die chemische Formel von Hydroxyapatit ist Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Das Verhältnis von Calcium zu Phosphor ist 1,67. Wenn M(Ca) ≤ 1,67M(P), wo die Molzahl an Calcium als M(Ca) bezeichnet wird, und die Molzahl an Phosphor als M(P) bezeichnet wird, wird Calcium einfach in Hydroxyapatit inkorporiert. Daher, falls Calcium nicht in einer Menge vorhanden ist, die mehr als die oben beschriebene Menge ist, wird Calcium nicht einfach in den Toner inkorporiert.
Oberflächenschicht, die Organosiliciumpolymer enthält
Die Oberflächenschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Schicht, die den Kernabschnitt bedeckt und die an der äußersten Oberfläche von jedem der Tonerteilchen vorhanden ist. Die Oberflächenschicht kann die gesamte Oberfläche des Kernabschnitts bedecken. Allerdings darf die Oberfläche des Kernabschnitts nicht teilweise mit der Oberflächenschicht bedeckt sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Prozentsatz der Anzahl an Liniensegmenten, auf welchen die Dicken der Oberflächenschichten, die das Organosiliciumpolymer enthalten, der Tonerteilchen 2,5 nm oder weniger ist (hiernach auch als „der Prozentsatz der Oberflächenschichten mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger” bezeichnet), bevorzugt 20,0% oder weniger, und die Details werden nachfolgend beschrieben. Diese Bedingung nähert sich dem Fakt an, dass 80,0 Flächen-% oder mehr der Oberfläche von jedem der Tonerteilchen mit der Oberflächenschicht mit einer Dicke von 2,5 nm oder mehr bedeckt ist und das Organosiliciumpolymer enthält. Das heißt, wenn diese Bedingung erfüllt ist, bedeckt die Oberflächenschicht, die das Organosiliciumpolymer enthält, die Oberfläche des Kernabschnitts in ausreichender Weise. Der Prozentsatz des Abschnitts der Oberflächenschicht mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger ist stärker bevorzugt 10,0% oder weniger. Die Messung wird durch Querschnittsbeobachtung unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) ausgeführt. Die Details davon werden nachfolgend beschrieben.
Das Organosiliciumpolymer in dem Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine durch die Formel (1) dargestellte Partialstruktur. Eine Siloxanbindung (Si-O-Si), in welcher sich zwei Si Atome ein Sauerstoffatom teilen, wird als -SiO_1/2 Ausgedrückt. Ein Rest, in welchem drei Siloxanbindungen zu einem Si-Atom angefügt sind, wird als -SiO_3/2 ausgedrückt. In der durch die Formel (1) dargestellten Partialstruktur ist eine der vier chemischen Bindungen des Si-Atoms zu R angefügt und die verbleibenden drei Bindungen sind Siloxanbindungen, R-SiO_3/2 Formel (1) wobei R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen darstellt.
Der -SiO_3/2 Rest weist augenscheinlich eine Beschaffenheit ähnlich zu Siliciumdioxid (SiO₂) auf, welches aus einer großen Anzahl an Siloxanbindungen zusammengesetzt ist. Daher wird in dem Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarungen augenscheinlich ein Zustand ähnlich zu dem des Falles, wo Siliciumdioxid zu der Oberfläche zugegeben wird, gebildet. Dies kann die Hydrophobizität der Oberfläche von jedem der Tonerteilchen verbessern, um die Umgebungsstabilität des Toners zu verbessern.
Wenn die Oberflächen der Tonerteilchen durch Röntgenphotoelektronenspektroskopieanalyse (auch als Elektronenspektroskopie für chemische Analyse (ESCA) bekannt) analysiert werden, um eine Kohlenstoffatomdichte dC, eine Sauerstoffatomdichte dO, und eine Siliciumatomdichte dSi zu bestimmen, ist die Siliciumatomdichte dSi 2,5 Atom-% oder mehr und 28,6 Atom-% oder weniger mit Bezug auf 100,0 Atom-% von der Summe der Kohlenstoffatomdichte dC, der Sauerstoffatomdichte dO und der Siliciumatomdichte dSi.
ESCA wird verwendet, um die Elementaranalyse der Oberflächenschichten auszuführen, die sich jeweils von der Oberfläche von jedem der Tonerteilchen hin zum Zentrum des Tonerteilchens (dem Mittelpunkt einer langen Achse) erstrecken und einer Dicke von mehreren Nanometern aufweisen. Eine Siliciumatomdichte dSi in den Oberflächenschichten der Tonerteilchen von 2,5 Atom-% reduziert die freie Oberflächenenergie der Oberflächenschichten, um die Fließfähigkeit zu verbessern, wodurch eine Verschmutzung von Bauteilen und das Auftreten von Schleierbildung inhibiert werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung muss die Siliciumatomdichte dSi im Hinblick auf die Ladbarkeit 28,6 Atom-% oder weniger sein. Bei einer Siliciumatomdichte dSi von mehr als 28,6 Atom-% wird der Effekt des Inhibierens von Überladung nicht ausreichend bereitgestellt, selbst wenn das zuvor genannte polyvalente Metallelement inkorporiert ist.
Die Siliciumatomdichte in den Oberflächenschichten der Tonerteilchen kann durch Einstellen der Art und Menge an Organosiliciumverbindung gesteuert werden, die für die Bildung des Organosiliciumpolymers verwendet wird. Die Siliciumatomdichte kann auch durch Einstellen der Struktur von R in der Formel (1), ein Verfahren zum Herstellen der Tonerteilchen, die Reaktionstemperatur, die Reaktionszeit, das Reaktionslösungsmittel und den pH zum Zeitpunkt des Bildens des Organosiliciumpolymers gesteuert werden.
In einem Diagramm, das durch die ²⁹Si-NMR Messung einer Tetrahydrofuran(THF)-unlöslichen Materie der Tonerteilchen des Toners gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erhalten ist, ist der Prozentsatz der Fläche eines Peaks, der der Struktur von Formel (1) zuzuordnen ist, 20% oder mehr mit Bezug auf die Gesamtpeakfläche des Organosiliciumpolymers. Die Details eines Messverfahrens werden nachfolgend beschrieben. Dies nähert sich dem Fakt an, dass der Prozentsatz an Si-Atomen mit einer Partialstruktur, die als R-SiO_3/2 ausgedrückt wird, in dem in den Tonerteilchen enthaltenen Organosiliciumpolymer 20% oder mehr der gesamten Si Atome in dem Organosiliciumpolymer ist. Wie oben beschrieben indiziert der Rest, der als -SiO_3/2 ausgedrückt wird, dass drei der vier chemischen Bindungen des Si Atoms zu Sauerstoffatomen angefügt sind und diese Sauerstoffatome zu anderen Si Atomen angefügt sind. Wenn eines dieser Sauerstoffatome in einer Silanolgruppe enthalten ist, wird die Partialstruktur des Organosiliciumpolymers als R-SiO_2/2-OH ausgedrückt. Wenn zwei dieser Sauerstoffatome in Silanolgruppen enthalten sind, wird die Partialstruktur als R-SiO_1/2(-OH)₂ ausgedrückt. Ein Vergleich dieser Strukturen zeigt, dass die Partialstruktur, in welcher eine große Anzahl an Sauerstoffatomen zu Si Atomen vernetzt ist, um eine vernetzte Struktur zu bilden, näher zu einer Siliciumdioxidstruktur ist, die als SiO₂ ausgedrückt wird. Eine große Anzahl der -SiO_3/2 Reste resultiert in einer niedrigeren freien Oberflächenenergie der Oberflächen der Tonerteilchen und daher in einer guten Umgebungsstabilität und einem gutem Widerstand gegenüber dem Verschmutzen der Bauteile. Eine geringe Anzahl der -SiO_3/2 Reste resultiert in einer größeren Anzahl der Silanolgruppen mit negativer Ladbarkeit, wodurch in einigen Fällen verhindert wird, dass das Überladen vollständig inhibiert wird. Demgemäß muss im Hinblick auf die Ladbarkeit und Beständigkeit der Prozentsatz der Partialstruktur, die als R-SiO_3/2 ausgedrückt wird, 20% oder mehr sein, und bevorzugt 40% oder mehr und 80% oder weniger.
Überdies werden gute Hydrophobizität und gute Ladbarkeit erhalten, die von R in der Formel (1) abstammt, zusätzlich zu der guten Beständigkeit, die von der Partialstruktur abstammt. Diese Effekte inhibieren in zufriedenstellender Weise das Ausbluten eines Harzes mit einem niedrigen Molekulargewicht (Mw) von 1000 oder weniger und einem Harz mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur (Tg) von 40°C oder weniger, und, abhängig von den Umständen, eines Trennmittels, der Harze und des Trennmittels, die innerhalb der Toner vorhanden sind und anfällig sind zum Ausbluten. Dies resultiert in verbesserten Agitationseigenschaften des Toners, so dass der Toner eine gute Speicherstabilität, eine gute Umgebungsstabilität während eines Hochdruckverhältnis-Bildausstoßdauertests bei einer Druckrate von 30% oder mehr und eine gute Entwicklungsbeständigkeit aufweist.
Der Prozentsatz der Fläche des Peaks, der der Partialstruktur zuzurechnen ist, kann gesteuert werden durch Einstellen der Art und Menge der Organosiliciumverbindung, die für die Bildung des Organosiliciumpolymers verwendet wird, und die Reaktionstemperatur, die Reaktionszeit, das Reaktionslösungsmittel und den pH bei Hydrolyse, Additionspolymerisation und Polykondensation zum Zeitpunkt der Bildung des Organosiliciumpolymers.
In der in der Formel (1) dargestellten Partialstruktur stellt R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen dar. Wenn R ein Kohlenwasserstoff mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen ist, wird zufriedenstellende Umgebungsstabilität bereitgestellt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist R bevorzugt ein Kohlenwasserstoff mit 1 oder mehr und 5 oder weniger Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe und stärker bevorzugt ein Kohlenwasserstoff mit 1 oder mehr und 3 oder weniger Kohlenstoffatomen im Hinblick auf die Ladbarkeit und das Verhindern von Schleierbildung. Eine zufriedenstellende Ladbarkeit resultiert in guter Transferierbarkeit, um eine Menge an nicht transferiertem Toner zu reduzieren, wodurch das Verschmutzen einer Walze, eines Ladeelements und eines Transferelements inhibiert wird.
Beispiele des Kohlenwasserstoffs mit 1 oder mehr und 3 oder weniger Kohlenstoffatomen beinhalten Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Vinylgruppen. R kann im Hinblick auf die Umgebungsstabilität und die Speicherstabilität eine Methylgruppe darstellen.
Ein typisches Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen des Organosiliciumpolymers wird als Sol-Gel Verfahren bezeichnet. Das Sol-Gel Verfahren ist ein Verfahren, in welchem ein flüssiges Rohmaterial, das als ein Startmaterial dient, einer Hydrolyse und Polykondensation unterworfen wird, um einen Solzustand zu bilden, gefolgt durch Gelieren. Das Sol-Gel Verfahren wird angewandt, um Glas, Keramiken, organische-anorganische Hybride und Nanokomposite anzufertigen. Ein funktionelles Material in der Form von einem aus Oberflächenschichten, Fasern, massigen Körpern, Feinteilchen usw. kann von einer flüssigen Phase bei einer niedrigen Temperatur durch dieses Herstellungsverfahren hergestellt werden.
Spezifisch kann das Organosiliciumpolymer, das in den Oberflächenschichten der Tonerteilchen vorhanden ist, durch Hydrolyse und Polykondensation einer Siliciumverbindung, wie etwa einem Alkoxysilan, gebildet werden.
Das gleichförmige Anordnen der Oberflächenschicht, die das Organosiliciumpolymer enthält, auf jedem der Tonerteilchen stellt einen Toner bereit, der eine verbesserte Umgebungsstabilität aufweist, ohne das Inkorporieren eines externen Additivs, und eine gute Speicherstabilität, wobei die Leistung des Toners weniger wahrscheinlich abnimmt, wenn der Toner für lange Zeitperioden verwendet wird.
In dem Sol-Gel Verfahren wird eine Flüssigkeit als ein Startmaterial verwendet und es wird geliert, um ein Material zu bilden, wodurch die Bildung von verschiedenen Mikrostrukturen und Formen ermöglicht wird. Insbesondere wenn die Tonerteilchen in einem wässrigen Medium hergestellt werden, wird das Organosiliciumpolymer einfach auf den Oberflächen der Tonerteilchen abgeschieden, aufgrund von Hydrophilie, die von einer hydrophilen Gruppe, wie etwa einer Silanolgruppe, der Organosiliciumverbindung abstammt. Die Microstruktur und die Form kann durch Einstellen der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit, des Reaktionslösungsmittels, des pHs, der Art und Menge der organometallischen Verbindung, usw. gesteuert werden.
Das Organosiliciumpolymer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann durch die Polykondensation einer Organosiliciumverbindung mit einer durch die nachfolgend illustrierte Formel (Z) dargestellten Struktur angefertigt werden. Die Polykondensation der Organosiliciumverbindung kann im Hinblick auf das Verbessern der Festigkeit des Organosiliciumpolymers in der Gegenwart des ionisierten polyvalenten Metallelements ausgeführt werden.
wobei in der Formel (Z) R₁ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen darstellt und R₂, R₃ und R₄ jeweils unabhängig ein Halogenatom, eine Hydroxygruppe, eine Acetoxygruppe oder eine Alkoxygruppe darstellen.
R₁ ist eine Gruppe, die nach der Polymerisation als R in der Formel (1) dienen wird, und kann die gleiche Gruppe sein wie zuvor beschrieben.
R₂, R₃ und R₄ stellen jeweils unabhängig ein Halogenatom, eine Hydroxygruppe, eine Acetoxygruppe oder eine Alkoxygruppe dar (hiernach auch als eine „reaktive Gruppe” bezeichnet). Diese reaktiven Gruppen unterziehen sich einer Hydrolyse, Additionspolymerisation und Polykondensation, um eine vernetzte Struktur zu bilden, wodurch ein Toner bereitgestellt wird, der einen guten Widerstand gegenüber dem Verschmutzen von Bauteilen und eine gute Entwicklungsbeständigkeit aufweist. Jede der reaktiven Gruppen kann im Hinblick auf eine milde Hydrolysierbarkeit bei Raumtemperatur und die Einfachheit des Abscheidens und der Beschichtungsfähigkeit auf den Oberflächen der Tonerteilchen eine Alkoxygruppe sein und kann eine Methoxygruppe oder Ethoxygruppe sein. Die Hydrolyse, die Additionspolymerisation und die Polykondensation von R₂, R₃ und R₄ können durch Einstellen der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit, des Reaktionslösungsmittels und des pHs gesteuert werden.
Zum Anfertigen des Organosiliciumpolymers, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können eine oder mehr der durch die Formel (Z) dargestellten Organosiliciumverbindungen, die jeweils drei reaktive Gruppen (R₂, R₃ und R₄) und eine nicht-reaktive Gruppe (R₁) in deren Molekül beinhalten, alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden (hiernach werden solche Organosiliciumverbindungen auch als „trifunktionale Silane” bezeichnet).
Beispiele der durch die Formel (Z) dargestellten Organosiliciumverbindungen, die oben illustriert ist, beinhalten:
trifunktionale Methylsilane, wie etwa Methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilan, Methyldiethoxymethoxysilan, Methylethoxydimethoxysilan, Methyltrichlorsilan, Methylmethoxydichlorsilan, Methylethoxydichlorsilan, Methyldimethoxychlorsilan, Methylmethoxyethoxychlorsilan, Methyldiethoxychlorsilan, Methyltriacetoxysilan, Methyldiacetoxymethoxysilan, Methyldiacetoxyethoxysilan, Methylacetoxydimethoxysilan, Methylacetoxymethoxyethoxysilan, Methylacetoxydiethoxysilan, Methyltrihydroxysilan, Methylmethoxydihydroxysilan, Methylethoxydihydroxysilan, Methyldimethoxyhydroxysilan, Methylethoxymethoxyhydroxysilan und Methyldiethoxyhydroxysilan;
trifunktionale Silane, wie etwa Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Ethyltrichlorsilan, Ethyltriacetoxysilan, Ethyltrihydroxysilan, Propyltrimethoxysilan, Propyltriethoxysilan, Propyltrichlorsilan, Propyltriacetoxysilan, Propyltrihydroxysilan, Butyltrimethoxysilan, Butyltriethoxysilan, Butyltrichlorsilan, Butyltriacetoxysilan, Butyltrihydroxysilan, Hexyltrimethoxysilan, Hexyltriethoxysilan, Hexyltrichlorsilan, Hexyltriacetoxysilan und Hexyltrihydroxysilan; und
trifunktionale Phenylsilane, wie etwa Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Phenyltrichlorsilan, Phenyltriacetoxysilan und Phenyltrihydroxysilan.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Organosiliciumpolymer angefertigt werden von der Organosiliciumverbindung mit der durch Formel (Z) dargestellten Struktur in Kombination mit der folgenden Verbindung, solange die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Offenbarung nicht beeinträchtigt werden: eine Organosiliciumverbindung mit vier reaktiven Gruppen in dessen Molekül (tetrafunktionales Silan), eine Organosiliciumverbindung mit zwei reaktiven Gruppen in dessen Molekül (bifunktionales Silan) oder eine Organosiliciumverbindung mit einer reaktiven Gruppe (monofunktionales Silan).
Beispiele der Organosiliciumverbindungen beinhalten trifunktionale Vinylsilane, wie etwa Dimethyldiethoxysilan, Tetraethoxysilan, Hexamethyldisilazan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltriethoxysilan, Vinyltriisocyanatosilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyldiethoxymethoxysilan, Vinylethoxydimethoxysilan, Vinylethoxydihydroxysilan, Vinyldimethoxyhydroxysilan, Vinylethoxymethoxyhydroxysilan und Vinyldiethoxyhydroxysilan.
Der Toner kann einen Organosiliciumpolymergehalt von 0,5 Massen-% oder mehr und 10,5 Massen-% oder weniger aufweisen und jede der Oberflächenschichten, die das Organosiliciumpolymer enthalten, kann eine mittlere Dicke Dav. von 5,0 nm oder mehr und 100,0 nm oder weniger aufweisen.
Ein Organosiliciumpolymergehalt von 0,5 Massen-% oder mehr resultiert in einer weiteren Reduktion der freien Oberflächenenergie in jeder Oberflächenschicht, um die Fließfähigkeit zu verbessern, wodurch das Verschmutzen von Bauteilen und das Auftreten von Schleierbildung weiter inhibiert wird. Ein Organosiliciumpolymergehalt von 10,5 Massen-% oder weniger resultiert in einem zufriedenstellenderen Inhibierungseffekt des polyvalenten Metallelements auf das Überladen. Der Organosiliciumpolymergehalt kann durch Einstellen der Art und Menge einer Organosiliciumverbindung, die für die Bildung des Organosiliciumpolymers verwendet wird, des Verfahrens zum Herstellen der Tonerteilchen, die Reaktionstemperatur, die Reaktionszeit, das Reaktionslösungsmittel und dem pH zum Zeitpunkt der Bildung des Organosiliciumpolymers gesteuert werden.
Die mittlere Dicke von jeder der Oberflächenschichten in einer Ausführungsform der Offenbarung wird durch das nachfolgend beschriebene Verfahren bestimmt. Jede der Oberflächenschichten, die das Organosiliciumpolymer enthalten, kann in nahem Kontakt mit einem korrespondierenden der Kernabschnitte in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein. Mit anderen Worten muss jede Oberflächenschicht keine granulare Bedeckungsschicht sein. In diesem Fall wird das Auftreten von Ausbluten einer Harzkomponente, eines Trennmittels oder dergleichen von dem inneren Abschnitt von jedem Tonerteilchen unter der Oberflächenschicht inhibiert, um einen Toner bereitzustellen, der eine gute Speicherstabilität, eine gute Umgebungsstabilität und eine gute Entwicklungsbeständigkeit aufweist. Wenn die mittlere Dicke Dav. des Tonerteilchen innerhalb des oben beschriebenen Bereichs ist, kann das Ausbluten der Harzkomponente, des Trennmittels oder dergleichen auf die Oberfläche des Tonerteilchens zufriedenstellend inhibiert werden, ohne die Fixierbarkeit zu behindern. Die mittlere Dicke Dav. kann durch Einstellen des Gehalts des Organosiliciumpolymers und dem Verfahren zum Herstellen der Tonerteilchen zum Zeitpunkt der Bildung des Organosiliciumpolymers gesteuert werden. Die mittlere Dicke Dav. kann auch durch Einstellen der Anzahl an Kohlenstoffatomen in der Kohlenwasserstoffgruppe und der hydrophilen Gruppen in der Formel (1), und der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit, des Reaktionslösungsmittels und des pHs bei der Additionspolymerisation und der Polykondensation zum Zeitpunkt des Bildens des Organosiliciumpolymers gesteuert werden.
Jede der Oberflächenschichten kann ein Harz, wie etwa ein Styrol-Acryl-Copolymerharz, ein Polyesterharz oder ein Urethanharz, oder irgendeines von verschiedenen Additiven zusätzlich zu dem spezifischen Organosiliciumpolymer enthalten.
Kernabschnitt, der das Bindemittelharz enthält
Der Kernabschnitt, der in jedem der Tonerteilchen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ist, enthält das Bindemittelharz. Das Bindemittelharz ist nicht besonders beschränkt und ein im Stand der Technik bekanntes Bindemittelharz kann verwendet werden.
Das Bindemittelharz kann eine Carboxygruppe enthalten und das polyvalente Metallelement kann ein Metallelement sein, das aus der aus Aluminium, Eisen, Magnesium und Calcium bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Wenn das enthaltene polyvalente Metallelement Aluminium ist, kann die Nettointensität, die von Aluminium abstammt, 0,10 kcps oder mehr und 0,50 kcps oder weniger sein, wobei die Nettointensität durch Unterziehen der Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse erhalten ist. Wenn das polyvalente Metallelement Eisen ist, kann die Nettointensität, die von Eisen abstammt, 1,00 kcps oder mehr und 5,00 oder weniger sein, wobei die Nettointensität durch Unterwerfen der Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse erhalten ist. Wenn das polyvalente Metallelement Magnesium oder Calcium ist, kann die Nettointensität, die von Magnesium oder Calcium abstammt, 3,00 kcps oder mehr und 20,00 kcps oder weniger sein, wobei die Nettointensität durch Unterwerfen der Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse erhalten ist. Es wurde herausgefunden, dass die oben beschriebene Kombination das Auftreten von Ablösen kleiner Teilchen und von Brechen davon weniger wahrscheinlich macht, selbst wenn starke Scherkräfte auf den Toner angewandt werden. Es wird angenommen, dass der Grund darin besteht, dass die Anwesenheit der Carboxygruppe des Bindemittelharzes, der im Organosiliciumpolymer verbleibenden Silanolgruppe und des polyvalenten Metalls, das relativ leicht ionisiert wird, in der Bildung einer Metallvernetzung resultiert, um die Bindefestigkeit zwischen dem Kernabschnitt und der Oberflächenschicht zu erhöhen. Variationen im Bereich der Nettointensität von Material zu Material stehen augenscheinlich in Relation zur Valenz der Metalle. Das heißt, ein hochvalentes Metall kann mit vielen Silanolgruppen und Carboxygruppen in einer geringen Menge koordiniert werden. Es wird daher angenommen, dass Aluminium trivalent ist und in einer geringen Menge verwendet wird, dass Magnesium oder Calcium divalent sind und in einer großen Menge verwendet werden, und dass Eisen gemischtvalent ist und in einer dazwischenliegenden Menge verwendet wird.
Bindemittelharz
Beispiele des Bindemittelharzes beinhalten Vinyl-basierte Harze und Polyesterharze. Vinyl-basierte Harze, Polyesterharze und andere Bindemittelharze können beispielsweise wie folgt sein.
Beispiele davon beinhalten Homopolymere von Styrol und Substitutionsprodukte davon, wie etwa Polystyrol und Poly(vinyltoluol); Styrol-basierte Copolymere, wie etwa Styrol-Propylen-Copolymere, Styrol-Vinyltoluol-Copolymere, Styrol-Vinylnaphthalen-Copolymere, Styrol-Methylacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylacrylat-Copolymere, Styrol-Butylacrylat-Copolymere, Styrol-Octylacrylat-Copolymere, Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-Copolymere, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymere, Styrol-Methylvinylether-Copolymere, Styrol-Ethylvinylether-Copolymere, Styrol-Methylvinylketon-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere, Styrol-Maleinsäure-Copolymere und Styrol-Maleat-Copolymere; und Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Poly(vinylacetat), Polyethylen, Polypropylen, Poly(vinylbutyral), Silikonharze, Polyamidharze, Epoxidharze, Polyacrylharze, Rosine, modifizierte Rosine, Terpenharze, Phenolharze, aliphatische und alicyclische Kohlenwasserstoffharze und aromatische Petroleumharze. Diese Bindemittelharze können alleine oder in Kombination als eine Mischung verwendet werden.
Das Bindemittelharz kann eine Carboxygruppe enthalten und kann von einem polymerisierbaren Monomer, das eine Carboxygruppe enthält, angefertigt werden. Beispiele davon beinhalten Vinylgruppe-enthaltende Carboxylsäuren, wie etwas Acrylsäure, Methacrylsäure, α-Ethylacrylsäure und Crotonsäure; ungesättigte Dicarboxylsäuren, wie etwa Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure; und ungesättigte Dicarboxylsäuremonoesterderivate, wie etwa Mono(acryloyloxy)ethylsuccinat, Mono(methacryloyloxy)ethylsuccinat, Mono(acryloyloxy)ethylphthalat und Mono(methacryloyloxy)ethylphthalat.
Als das Polyesterharz kann ein Produkt verwendet werden, das durch Polykondensation einer Carboxylsäurekomponente und einer Alkoholkomponente angefertigt wird, die nachfolgend beschrieben werden. Beispiele der Carboxylsäurekomponente beinhalten Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Cyclohexandicarboxylsäure und Trimellitsäure. Beispiele der Alkoholkomponente beinhalten Bisphenol A, hydriertes Bisphenol, Ethylenoxid-Addukte von Bisphenol A, Propylenoxid-Addukte von Bisphenol A, Glycerol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol.
Das Polyesterharz kann ein Polyesterharz sein, dass eine Harnstoffgruppe enthält. Eine Carboxygruppe, die an einem Ende lokalisiert ist, oder dergleichen, darf nicht gecapped sein.
In dem Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Harz eine polymerisierbare funktionelle Gruppe enthalten, um eine Veränderung in der Viskosität des Toners bei hohen Temperaturen zu verbessern. Beispiele der polymerisierbaren funktionellen Gruppe beinhalten Vinyl-, Isocyanato-, Epoxid-, Amino-, Carboxy- und Hydroxygruppen.
Vernetzungsmittel
Um das Molekulargewicht des Bindemittelharzes zu steuern, das in den Tonerteilchen enthalten ist, kann zum Zeitpunkt der Polymerisation eines polymerisierbaren Monomers ein Vernetzungsmittel zugegeben werden.
Beispiele davon beinhalten Ethylenglycoldimethacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Neopentylglycoldimethacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Divinylbenzol, Bis(4-acryloxypolyethoxyphenyl)propan, Ethylenglycoldiacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Diacrylate von Poly(ethylenglycol)en 200, 400 und 600, Dipropylenglycoldiacrylat, Poly(propylenglycol)diacrylat, ein Polyester-Typ Diacrylat (MANDA, Nippon Kayaku Co., Ltd.), und Verbindungen, die durch Namen ausgedrückt werden, die gegeben sind durch Ersetzen von „Acrylat” mit „Methacrylat”.
Die Menge des zugegebenen Vernetzungsmittels kann 0,001 Massen-% oder mehr und 15,000 Massen-% oder weniger mit Bezug auf das polymerisierbare Monomer sein.
Trennmittel
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Trennmittel als eines von Materialien in den Tonerteilchen enthalten sein. Beispiele des Trennmittels, das für die Tonerteilchen verwendet werden kann, beinhalten Petroleum-basierte Wachse, wie etwa Paraffinwachse, microkristalline Wachse, Petrolatum, und Derivate davon; Montanwachs und Derivate davon; Kohlenwasserstoffwachse, die durch das Fischer-Tropsch Verfahren hergestellt sind und Derivate davon; Polyolefinwachse, wie etwa Polyethylen, Polypropylen und Derivate davon; natürliche Wachse, wie etwa Carnaubawachs, Candelillawachs und Derivate davon; höhere aliphatische Alkohole; Fettsäuren, wie etwa Stearinsäure und Palmitinsäure, und Verbindungen davon; Säureamidwachse; Esterwachse; Ketone; hydriertes Rizinusöl und Derivate davon; pflanzliche Wachse; tierische Wachse und Silikonharze. Die Derivate beinhalten Oxide, Blockcopolymere mit Vinyl-basierten Monomeren, und Pfropfen-modifizierte Produkte. Der Gehalt des Trennmittels kann 5,0 Massenteile oder mehr und 20,0 Massenteile oder weniger mit Bezug auf 100,0 Massenteilen des Bindemittelharzes oder des polymerisierbaren Monomers sein.
Färbemittel
In dem Fall, wo in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Färbemittel in die Tonerteilchen inkorporiert wird, kann irgendeines der nachfolgend beschriebenen bekannten Färbemittel verwendet werden.
Gelbpigmente beinhalten gelbes Eisenoxid; kondensierte Azoverbindungen, wie etwa Naples Yellow, Naphthol Yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Chinolingelblack, Permanent Yellow NCG und Tartrazingelblack; und Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Arylamidverbindungen. Spezifische Beispiele davon sind wie folgt:
C. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 155, 168 und 180.
Beispiele von Orangepigmenten sind wie folgt:
Permanent Orange GTR, Pyrazolone Orange, Vulcan Orange, Benzidine Orange G, Indathrene Brilliant Orange RK und Indathrene Brilliant Orange GK.
Beispiele von Rotpigmenten beinhalten Eisenrot; kondensierte Azoverbindungen, wie etwa Permanent Red 4R, Lithol Red, Pyrazolone Red, Watching Red, Calciumsalz, Lake Red C, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Brilliant Carmine 3B, Eosinlack, Rhodaminlack B und Alizarinlack; Diketopyrrolopyrrolverbindungen, Anthrachinon, Quinacridonverbindungen, basische Farbstofflackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Spezifische Beispiele davon sind wie folgt:
C. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.
Beispiele von Blaupigmenten beinhalten basischen Blaulack; Victoriablaulack, Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate davon, wie etwa Phthalocyaninblau, Metall-freies Phthalocyaninblau, teilweise chloriertes Phthaloxyaninblau, Fast Sky Blue und Indathrene Blue BG; Anthrachinonverbindungen; und basische Farbstofflackverbindungen. Spezifische Beispiele davon sind wie folgt:
C. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 und 66.
Beispiele von Violettpigmenten beinhalten Fast Violet B und Methylviolettlack.
Beispiele von Grünpigmenten beinhalten Pigment Green B und Malachitgrünlack. Beispiele von Weißpigmenten beinhalten Zinkoxid, Titanoxid, Antimonweiß und Zinksulfid.
Beispiele von Schwarzpigmenten beinhalten Carbon Black, Anilinschwarz, nichtmagnetischen Ferrit, Magnetit und eine Pigmentmischung, die durch Mischen der vorhergehenden gelb-, rot- und blau-basierten Färbemitteln angefertigt sind, die zusammen eine schwarze Farbe erzeugen. Diese Färbemittel können alleine verwendet werden oder in Kombination als eine Mischung, oder in der Form einer festen Lösung.
Es muss auf die polymerisationsinhibierende Aktivität und die Dispersionsmediumtransferierbarkeit des Färbemittels abhängig vom Verfahren zum Herstellen des Toners geachtet werden. Eine Oberflächenmodifikation kann durch Behandeln der Oberfläche des Färbemittels mit einer Substanz ausgeführt werden, die, falls notwendig, keine polymerisationsinhibierende Aktivität aufweist. Insbesondere weisen die meisten Farbstoffe und Carbon Blacks eine polymerisationsinhibierende Aktivität auf. Daher muss bei deren Verwendung sorgfältig gearbeitet werden.
Der Färbemittelgehalt kann 3,0 Massenteile oder mehr und 15,0 Massenteile oder weniger mit Bezug auf 100,0 Massenteile des Bindemittelharzes oder des polymerisierbaren Monomers sein.
Ladungssteuerungsmittel
Die Tonerteilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können ein Ladungssteuerungsmittel enthalten. Bekannte Ladungssteuerungsmittel können verwendet werden. Insbesondere kann ein Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, dass rasch lädt und eine bestimmte elektrische Ladungsmenge stabil beibehält. In dem Fall, wo die Tonerteilchen durch ein direktes Polymerisationsverfahren hergestellt werden, kann ein Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, das eine geringe polymerisationsinhibierende Aktivität aufweist und das in einem wässrigen Medium im Wesentlichen unlöslich ist.
Ladungssteuerungsmittel, die die Tonerteilchen zu einer negativen Ladbarkeit steuern, sind beispielsweise wie folgt.
Beispiele davon beinhalten organometallische Verbindungen und Chelatverbindungen, wie etwa Monoazometallverbindungen, Metallacetylacetonatverbindungen und Metallverbindungen von aromatischen Oxycarboxylsäuren, aromatischen Dicarboxylsäuren, Oxycarboxylsäuren und Dicarboxylsäuren. Beispiele davon beinhalten auch aromatische Oxycarboxylsäuren, aromatische Monocarboxylsäuren, aromatische Polycarboxylsäuren und deren Metallsalze, Anhydride und Ester, und Phenolderivate, wie etwa Bisphenol. Andere Beispiele davon beinhalten Harnstoffderivate, Metall-enthaltende Salicylsäure-basierte Verbindungen, Metall-enthaltende Naphthoesäure-basierte Verbindungen, Borverbindungen, quaternäre Ammoniumsalze und Calixaren.
Ladungssteuerungsmittel, die den Toner zu einer positiven Ladbarkeit steuern, sind beispielsweise wie folgt.
Beispiele davon beinhalten Nigrosin und Nigrosin, das mit einem Fettsäuremetallsalz modifiziert ist; Guanidinverbindungen; Imidazolverbindungen; quaternäre Ammoniumsalze, wie etwa Tributylbenzylammonium 1-hydroxy-4-naphthosulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat; Oniumsalze, wie etwa Phosphoniumsalze, welche Analoga von quaternären Ammoniumsalzen sind, und Lackpigmente davon; Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente davon (Beispiele von Lackmitteln beinhalten Phosphowolframsäure, Phosphomolybdänsäure, Phosphowolframmolybdänsäure, Gerbsäure, Laurinsäure, Gallsäure, Ferricyanid und Ferrocyanid); Metallsalze von höheren Fettsäuren; und Harz-basierte Ladungssteuerungsmittel.
Diese Ladungssteuerungsmittel können alleine oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. In dem Fall, wo ein Metall enthaltendes Ladungssteuerungsmittel für den Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, ist zu bemerken, dass der Widerstand des Metalls und der Metallgehalt innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung sind. Die Menge des zugegebenen Ladungssteuerungsmittels kann 0,01 Massenteile oder mehr und 10,00 Massenteile oder weniger sein mit Bezug auf 100,00 Massenteile des Bindemittelharzes sein.
Externes Additiv
Die Tonerteilchen können im Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ohne Verwendung eines externen Additives beinhaltet sein. Um die Fließfähigkeit, die Ladbarkeit, die Reinigungsleistung und so weiter zu verbessern, kann der Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Fließfähigkeitshilfsmittel, ein Reinigungshilfsmittel und so weiter enthalten, welche als externe Additive bezeichnet werden.
Beispiele der externen Additive beinhalten anorganische Oxidfeinteilchen, wie etwa Siliciumdioxidfeinteilchen, Aluminiumoxidfeinteilchen und Titanoxisfeinteilchen; anorganische Stearatverbindungsfeinteilchen, wie etwa Aluminiumstearatfeinteilchen und Zinkstearatfeinteilchen; und anorganische Titanatverbindungsfeinteilchen, wie etwa Strontiumtitanatfeinteilchen und Zinktitanatfeinteilchen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Diese anorganischen Feinteilchen können einer Glanzbehandlung mit einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einer höheren Fettsäure, einem Silikonöl oder dergleichen unterworfen werden, um die Hitzebeständigkeit während des Speicherns und die Umgebungsstabilität zu verbessern. Das externe Additiv kann eine BET spezifische Oberfläche von 10 m²/g oder mehr und 450 m²/g oder weniger aufweisen.
Die BET spezifische Oberfläche kann durch ein Niedrigtemperaturgasadsorptionsverfahren unter Verwendung eines dynamischen Konstantdruckverfahrens gemäß einem BET Verfahren (ein BET Mehrpunktverfahren) bestimmt werden. Zum Beispiel wird es einem Probekörper ermöglicht, Stickstoffgas auf dessen Oberfläche in einem spezifischen Oberflächenanalysator zu absorbieren (Handelsname: Gemini 2375 Ver. 5,0, hergestellt von Shimadzu Corporation) und eine Messung wird durch das BET-Mehrpunktverfahren ausgeführt, um die BET-spezifische Oberfläche (m²/g) zu berechnen.
Die Gesamtmenge dieser verschiedenen externen Additive ist 0,05 Massenteile oder mehr und 5 Massenteile oder weniger und bevorzugt 0,1 Massenteile oder mehr und 3 Massenteile oder weniger mit Bezug auf 100 Massenteilen der Teilchen, bevor die externen Additive zugegeben werden. Die verschiedenen externen Additive können in Kombination verwendet werden.
Entwickler
Der Toner gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann als ein magnetischer oder nicht-magnetischer Einkomponenten-Entwickler verwendet werden und kann mit einem Träger gemischt werden, bevor er als ein Zweikomponentenentwickler verwendet wird.
Beispiele des Trägers, der verwendet werden kann, beinhalten magnetische Teilchen, die bekannte Materialien enthaltend, wie zum Beispiel Metalle, wie etwa Eisen, Ferrit und Magnetit, und Legierungen dieser Metalle und Metalle, wie etwa Aluminium und Blei. Von diesen können Ferritteilchen verwendet werden. Als der Träger kann zum Beispiel ein beschichteter Träger, der magnetische Teilchen beinhaltet, deren Oberflächen mit einem Beschichtungsmittel, wie etwa einem Harz, beschichtet sind, oder Harzdispergierte Träger, die magnetische Feinpulver dispergiert in einem Bindemittelharz beinhalten, verwendet werden.
Der Träger weist bevorzugt einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 15 μm oder mehr und 100 μm oder weniger auf, und stärker bevorzugt 25 μm oder mehr und 80 μm oder weniger.
Verfahren zum Herstellen von Tonerteilchen
Als ein Verfahren zum Herstellen der Tonerteilchen kann ein bekanntes Verfahren angewandt werden. Zum Beispiel kann ein Knet- und Pulverisierungsverfahren oder ein Nassherstellungsverfahren angewandt werden. Angesichts des Erreichens eines einheitlichen Teilchendurchmessers und einer guten Formsteuerbarkeit kann ein Nassherstellungsverfahren angewandt werden. Beispiele des Nassherstellungsverfahrens beinhalten ein Suspensionspolymerisationsverfahren, ein Lösungssuspensionsverfahren, ein Emulsionspolymerisations- und Koagulationsverfahren, und ein Emulsions-Aggregationsverfahren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Emulsions-Aggregationsverfahren angewandt werden.
Der Grund dafür ist wie folgt:

(i) das polyvalente Metallelement wird in einem wässrigen Medium einfach ionisiert;
(ii) das polyvalente Metallelement wird einfach in die Tonerteilchen während der Aggregation des Bindemittelharzes inkorporiert; und
(iii) weil eine Silanolgruppe vorhanden ist, wenn das Organosiliciumpolymer in einem wässrigen Medium gebildet wird, kann die Metallvernetzung zwischen der Silanolgruppe des Organosiliciumpolymers und dem Bindemittelharz einfach gebildet werden.

In dem Emulsions-Aggregationsverfahren werden Materialien, wie etwa Feinteilchen des Bindemittelharzes und des Färbemittels, in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert und gemischt. Das wässrige Medium kann einen grenzflächenaktiven Stoff enthalten. Ein Flockungsmittel wird zu der Mischung zugegeben, um die Materialien zu einem Zieltonerteilchendurchmesser zu aggregieren. Den Harzfeinteilchen wird es ermöglicht, im Anschluss an oder zum Zeitpunkt der Aggregation zu koaleszieren. Die Form wird, wie notwendig, durch Wärme gesteuert, wodurch die Tonerteilchen gebildet werden. Hierbei können die Feinteilchen des Bindemittelharzes aus Kompositteilchen gebildet werden, die aus Harzen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zusammengesetzt sind, wobei jedes der Kompositteilchen eine Mehrschichtstruktur aufweist, die zwei oder mehr Schichten beinhaltet. Zum Beispiel können die Kompositteilchen durch eines aus einem Emulsionspolymerisationsverfahren, einem Miniemulsionspolymerisationsverfahren, einem Phaseninversionsemulgationsverfahren usw. oder durch das Kombinieren einiger Herstellungsverfahren hergestellt werden.
In dem Fall, wo ein internes Additiv in die Tonerteilchen inkorporiert wird, können die Harzfeinteilchen das interne Additiv enthalten. Eine interne Additivteilchendispersion, die nur das interne Additiv enthält, wird angefertigt und die Co-Aggregation der internen Additivfeinteilchen und der Harzfeinteilchen kann zum Zeitpunkt der Aggregation der Harzfeinteilchen ausgeführt werden. Tonerteilchen, die Schichten beinhalten, die unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, können durch Zugabe von Harzfainteilchen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen bei unterschiedlichen Zeitpunkten während der Aggregation hergestellt werden.
Beispiele des Dispersionsstabilisators, der verwendet werden kann, sind wie folgt. Beispiele eines anorganischen Dispersionsstabilisators beinhalten Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Zinkphosphat, Aluminiumphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid.
Beispiele eines organischen Dispersionsstabilisators beinhalten Poly(vinylalkohol), Gelatine, Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Ethylcellulose, ein Natriumsalz von Carboxymethylcellulose und Stärke.
Als das grenzflächenaktive Mittel kann ein kationisches grenzflächenaktives Mittel, ein anionisches grenzflächenaktives Mittel, oder ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel, wie bekannt, verwendet werden. Spezifische Beispiele des kationischen grenzflächenaktiven Mittels beinhalten Dodecylammoniumbromid, Dodecyltrimethylammoniumbromid, Dodecylpyridiniumchlorid, Dodecylpyridiniumbromid und Hexadecyltrimethylammoniumbromid. Spezifische Beispiele des nichtionischen grenzflächenaktiven Mittels beinhalten Dodecylpolyoxyethylenether, Hexadecylpolyoxyethylenether, Nonylphenylpolyoxyethylenether, Laurylpolyoxyethylenether, Sorbitanmonooleatpolyoxyethylenether, Styrylphenylpolyoxyethylenether und Monodecanoylsucrose. Spezifische Beispiele des anionischen grenzflächenaktiven Mittels beinhalten Fettsäureseifen, wie etwa Natriumstearat und Natriumlaurat, Natriumlaurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonate und Natriumpolyoxyethylen (2) laurylethersulfat.
Der Toner kann im Hinblick auf ein Bild mit einer hohen Definition und hohen Auflösung einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 3,0 μm oder mehr und 10,0 μm oder weniger aufweisen. Der Teilchendurchmesser des Toners kann durch ein Aperturimpedanzverfahren gemessen werden. Zum Beispiel kann der Teilchendurchmesser des Toners unter Verwendung eines Multisizer 3 Coulter Counter und der dazugehörigen bestimmungsgemäßen Software Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51 (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) gemessen und berechnet werden.
Der Toner weist im Hinblick auf das Verbessern der Transfereffizienz bevorzugt eine mittlere Zirkularität von 0,930 bis 1,000 und stärker bevorzugt 0,950 bis 0,995 auf. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die mittlere Zirkularität des Toners unter Verwendung eines FPIA-3000 (von Sysmex Corporation) gemessen und berechnet werden.
Verfahren zum Messen physikalischer Eigenschaften des Toners
Verfahren zum Trennen einer THF-unlöslichen Materie von Tonerteilchen für eine NMR-Messung
Tetrahydrofuran(THF)-unlösliche Materie von den Tonerteilchen wird wie nachfolgend beschrieben getrennt.
Zunächst werden 10,0 g der Tonerteilchen in eine Filterpapierhülse gefüllt (Nr. 86R, hergestellt von Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) und einer Soxhlet-Extraktion für 20 Stunden mit 200 ml THF, das als ein Lösungsmittel dient, unterworfen. Der resultierende Filterrest in der Filterpapierhülse wird bei 40°C für mehrere Stunden unter Vakuum getrocknet, um die THF-unlösliche Materie der Tonerteilchen für eine NMR-Messung bereitzustellen. Falls die Tonerteilchen ein magnetisches Material enthalten, wird das magnetische Material mit einem Magneten während der Extraktion oder dergleichen getrennt.
Falls die Tonerteilchen einer Oberflächenbehandlung mit einem externen Additiv oder dergleichen unterworfen wurden, wird das externe Additiv durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren entfernt, um die Tonerteilchen bereitzustellen.
Zunächst werden 160 g Sucrose (hergestellt von Kishida Chemical Co., Ltd.) zu 100 ml entionisiertem Wasser zugegeben und in einem heißen Wasserbad gelöst, um eine konzentrierte Sucroselösung anzufertigen. Zu einem Zentrifugenglas werden 31 g der konzentrierten Sucroselösung und 6 ml Contaminon N zugegeben (eine 10 Massen-%ige wässrige neutrale Detergenslösung mit einem pH von 7 für das Reinigen von Präzisionsmessinstrumenten, zusammengesetzt aus einem nichtionischen grenzflächenaktiven Mittel, einem anionischen grenzflächenaktiven Mittel und einem organischen Gerüstbilder, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), wodurch eine Dispersion angefertigt wird. Zu der Dispersion werden 1,0 g des Toners zugegeben. Die Agglomerate des Toners werden mit einem Spatel oder dergleichen zerrieben.
Das Zentrifugenglas wird mit einem Schüttler bei einer Rate von 350 Schlägen pro Minute (spm) für 20 Minuten geschüttelt. Nach dem Schütteln wird die Lösung in ein Glasrohr für einen Schwingungsrotor (50 ml) transferiert und einer Zentrifugation mit einer Zentrifuge bei 3500 U/min für 30 Minuten unterworfen. Mit dieser Operation werden Tonerteilchen von dem externen Additiv getrennt, die von den Tonerteilchen entfernt wurden. Die ausreichende Trennung des Toners von der wässrigen Lösung wird visuell verifiziert. Der Toner, welcher in die oberste Schicht getrennt wird, wird mit einem Spatel oder dergleichen gesammelt. Der gesammelte Toner wird mit einem Vakuumfilter filtriert und mit einem Trockner für 1 Stunde oder mehr getrocknet, um Tonerteilchen zu ergeben. Diese Operation wird mehrere Male wiederholt, um die benötigte Menge an Tonerteilchen zu sammeln.
Verfahren zum Identifizieren einer durch die Formel (1) dargestellten Partialstruktur
Die durch die Formel (1) dargestellte Partialstruktur in dem Organosiliciumpolymer in den Tonerteilchen wird durch die nachfolgend beschriebenen Verfahren identifiziert.
Die Anwesenheit oder Abwesenheit der Kohlenwasserstoffgruppe, die in der Formel (1) durch R dargestellt wird, wird durch ¹³C-NMR identifiziert. Details der durch die Formel (1) dargestellten Partialstruktur werden durch ¹H-NMR, ¹³C-NMR und ²⁹Si-NMR identifiziert. Ein Instrument und die Messbedingungen, die verwendet werden, sind nachfolgend aufgezählt.
Messbedingungen

Instrument: AVANCE III 500 von BRUKER
Sonde: 4 mm MAS BB/1H
Messtemperatur: Raumtemperatur
Probenspinnrate: 6 kHz
Probe: 150 mg der Messprobe (THF-unlösliche Materie der Tonerteilchen für NMR Messung) werden in ein Probenrohr mit einem Durchmesser von 4 mm eingefüllt.

Das Anwesenheit oder Abwesenheit der Kohlenwasserstoffgruppe, die in der Formel (1) durch R bezeichnet wird, wird durch dieses Verfahren überprüft. Die Struktur von Formel (1) wird als „anwesend” identifiziert, wenn ein Signal bestätigt wird.
Messbedingungen für ¹³C-NMR (fest)

Messnuklearfrequenz: 125,77 MHz
Referenzsubstanz: Glycin (externe Referenz: 176,03 ppm)
Observationsbreite: 37,88 kHz
Messverfahren: CP/MAS
Kontaktzeit: 1,75 ms
Wiederholungszeit: 4 s
Anzahl an Akkumulationen: 2048
LB Wert: 50 Hz

²⁹Si-NMR (fest) Messverfahren
Messbedingungen

Instrument: AVANCE III 500 von BRUKER
Sonde: 4 mm MAS BB/1H
Messtemperatur: Raumtemperatur
Probenspinnrate: 6 kHz
Probe: 150 mg der Messprobe (THF-unlösliche Materie der Tonerteilchen für NMR Messung) werden in ein Probenrohr mit einem Durchmesser von 4 mm gefüllt.
Messnuklearfrequenz: 99,36 MHz
Referenzsubstanz: DSS (externe Referenz: 1,534 ppm)
Observationsbreite: 29,76 kHz
Messverfahren: DD/MAS, CP/MAS
²⁹Si 90°C-Pulsbreite: 4,00 μm bei –1 dB
Kontaktzeit: 1,75 ms bis 10 ms
Wiederholungszeit: 30 s (DD/MASS), 10 s (CP/MAS)
Anzahl an Akkumulationen: 2048
LB Wert: 50 Hz

Verfahren zum Berechnen des Prozentsatzes einer Partialstruktur, die durch die Formel (1) (Struktur (1)) dargestellt ist, und der Struktur (Struktur X2), in welcher die Anzahl an Silicium-gebundenem O_1/2 2,0 im Organosiliciumpolymer in den Tonerteilchen ist. Verfahren zum Identifizieren und Quantifizieren der Struktur (1), der Struktur X1, der Struktur X2, der Struktur X3 und der Struktur X4.
Partialstrukturen (1), X1, X2, X3 und X4 können durch ¹H-NMR, ¹³C-NMR und ²⁹Si-NMR identifiziert werden.
Nach der ²⁹Si-NMR Messung der THF-unlöslichen Materie in den Tonerteilchen werden die Peaks von Silankomponenten mit unterschiedlichen Substituenten und Bindungsgruppen in den Tonerteilchen durch Kurvenanpassung in die Struktur X4, in welcher die Anzahl an Silicium-gebundenem O_1/2 4,0 ist und welche durch die nachfolgende allgemeine Formel (X4) dargestellt ist; die Struktur X3, in welcher die Anzahl an Silicium-gebundenem O_1/2 3,0 ist und welche durch die nachfolgende allgemeine Formel (X3) dargestellt ist; die Struktur X2, in welcher die Anzahl an Silicium-gebundenem O_1/2 2,0 ist und welche durch die nachfolgende allgemeine Formel (X2) dargestellt ist; die Struktur X1, in welcher die Anzahl an Silicium-gebundenem O_1/2 1,0 ist und welche durch die nachfolgende allgemeine Formel (X1) dargestellt ist; und die Partialstruktur, die durch die Formel (1) dargestellt ist, getrennt. Der Prozentsatz nach Mol von jeder der Komponenten wird von dem Prozentsatz der Fläche eines korrespondierenden Peaks berechnet.
wobei Rf in der allgemeinen Formel (X3) eine organische Gruppe, ein Halogenatom, eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe gebunden zu Silicium darstellt,
wobei Rg und Rh in der allgemeinen Formel (X2) jeweils eine organische Gruppe, ein Halogenatom, eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe gebunden zu Silicium darstellen,
wobei Ri, Rj und Rk in der allgemeinen Formel (X1) jeweils eine organische Gruppe, ein Halogenatom, eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe gebunden zu Silicium darstellen.
1 illustriert ein Beispiel von Kurvenanpassung. Die Peaktrennung wird in solch einer Weise ausgeführt, dass synthetische Peakdifferenzen (a), die Differenzen zwischen synthetischen Peaks (b) und den Messergebnissen (d) sind, minimiert werden.
Die Fläche eines Peaks, der von der Struktur X1 abstammt, die Fläche eines Peaks, der von der Struktur X2 abstammt, die Fläche eines Peaks, der von der Struktur X3 abstammt und die Fläche eines Peaks, der von der Struktur X4 abstammt, werden bestimmt. SX1, SX2, SX3 und SX4 werden von nachfolgend beschriebenen Ausdrücken bestimmt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Silanmonomer auf der Basis eines chemischen Verschiebungswertes identifiziert. In der ²⁹Si-NMR Messung der Tonerteilchen wird die Summe der Fläche des Peaks, der von der Struktur X1 abstammt, der Fläche des Peaks, der von der Struktur X2 abstammt, der Fläche des Peaks, der von der Struktur X3 abstammt und der Fläche des Peaks, der von der Struktur X4 abstammt, als die Gesamtpeakfläche definiert, wobei die Fläche eines Peaks, der einer Monomerkomponente zuzuordnen ist, von der Gesamtpeakfläche abgezogen wird. SX1 + SX2 + SX3 + SX4 = 1,00 SX1 = {Fläche korrespondierend zur Struktur X1/(Fläche korrespondierend zur Struktur X1 + Fläche korrespondierend zur Struktur X2 + Fläche korrespondierend zur Struktur X3 + Fläche korrespondierend zur Struktur X4)} SX2 = {Fläche korrespondierend zur Struktur X2/(Fläche korrespondierend zur Struktur X1 + Fläche korrespondierend zur Struktur X2 + Fläche korrespondierend zur Struktur X3 + Fläche korrespondierend zur Struktur X4)} SX3 = {Fläche korrespondierend zur Struktur X3/(Fläche korrespondierend zur Struktur X1 + Fläche korrespondierend zur Struktur X2 + Fläche korrespondierend zur Struktur X3 + Fläche korrespondierend zur Struktur X4)} SX4 = {Fläche korrespondierend zur Struktur X4/(Fläche korrespondierend zur Struktur X1 + Fläche korrespondierend zur Struktur X2 + Fläche korrespondierend zur Struktur X3 + Fläche korrespondierend zur Struktur X4)} S(1) = {Fläche korrespondierend zur Struktur (1)/(Fläche korrespondierend zur Struktur X1 + Fläche korrespondierend zur Struktur X2 + Fläche korrespondierend zur Struktur X3 + Fläche korrespondierend zur Struktur X4)}
Chemische Verschiebungen von Silicium in den Strukturen X1, X2, X3 und X4 sind nachfolgend aufgelistet.
Ein Beispiel von Struktur X1 (Ri = Rj = -OC₂H₅, Rk = -CH₃): –47 ppm
Ein Beispiel von Struktur X2 (Rg = -OC2H₅, Rh = -CH₃): –56 ppm
Ein Beispiel von Struktur X3 (R = -CH₃): –65 ppm
Wenn die Struktur X4 vorhanden ist, ist die chemische Verschiebung des Silicium darin wie nachfolgend beschrieben.
Struktur X4: –108 ppm
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in einem Diagramm, das durch Unterwerfen einer THF-unlöslichen Materie der Tonerteilchen einer ²⁹Si-NMR Messung erhalten ist, der Prozentsatz der Fläche des Peaks, der einer durch die Formel (1) dargestellten Partialstruktur zuzuordnen ist, 20,0% oder mehr mit Bezug auf die Gesamtpeakfläche des Organosiliciumpolymers. Verfahren zum Messen der mittleren Dicke Dav. einer Oberflächenschicht von einem Tonerteilchen und Prozentsatz von einer Oberflächenschicht mit 2,5 nm oder weniger durch Beobachtung eines Querschnitts von einem Tonerteilchen unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM).
Ein einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden die Querschnitte der Tonerteilchen durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren beobachtet.
Ein spezifisches Verfahren zum Beobachten von Querschnitten der Tonerteilchen ist wie folgt: die Tonerteilchen werden ausreichend in einem Epoxidharz, das bei Normaltemperatur härtbar ist, dispergiert. Die Harzmischung wird bei 40°C für zwei Tage gehärtet. Ein Dünnabschnitt-Pprobekörper wird von dem resultierenden gehärteten Produkt unter Verwendung eines Mikrotoms herausgeschnitten, das mit einer Diamantklinge ausgestattet ist. Ein Querschnitt von einem Tonerteilchen in dem Probekörper wird unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (Modell: Tecnai TF20XT, hergestellt von FEI) bei einer Vergrößerung von ×10000 bis ×100000 beobachtet.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Differenz im Atomgewicht zwischen Atomen in dem Harz und Atomen in der Organosiliciumverbindung verwendet. Das heißt, die Identifikation wird unter Verwendung des Umstands ausgeführt, dass höhere Molekulargewichte in helleren Bildern resultieren. Um einen Kontrastunterschied zwischen den Materialien zu erhöhen, kann ein Rutheniumtetroxid-Färbeverfahren und ein Osmiumtetroxid-Färbeverfahren angewandt werden.
Jedes der für die Messung ausgewählten Teilchen weist einen kreisäquivalenten Durchmesser Dtem, der von einer TEM Microaufnahme in dessen Querschnitt bestimmt ist, auf, wobei der Wert des kreisäquivalenten Durchmessers Dtem innerhalb ±10% des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers D4 der Tonerteilchen ist, der durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren bestimmt wird.
Wie oben beschrieben, wird ein Hellfeldbild des Querschnitts des Tonerteilchens unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (Modell: Tecnai TF20XT, hergestellt von FEI) bei einer Beschleunigungsspannung von 200 kV aufgenommen. Ein EF Mappingbild bei der Si-K Kante (99 eV) wird durch ein drei-Fenster Verfahren mit einem FELS Detektor (Modell: GIF Tridiem, hergestellt von Gatan, Inc.) aufgenommen und die Anwesenheit des Organosiliciumpolymers auf der Oberflächenschicht wurde überprüft.
Bezüglich eines Tonerteilchens mit einem kreisäquivalenten Durchmesser Dtem innerhalb ±10% des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers D4 der Tonerteilchen wird die Langachse L des Querschnitts des Tonerteilchens bestimmt und der Mittelpunkt der Langachse L wird bestimmt. Liniensegmente werden so gezeichnet, um durch den Mittelpunkt zu gehen und um 11,25° neben Liniensegmenten lokalisiert zu sein, die durch Halbieren der Langachse L erhalten sind. Liniensegmente werden ferner gezeichnet, um 11,25° nebeneinander lokalisiert zu sein, wodurch der Querschnitt des Tonerteilchens in 32 gleiche Abschnitte unterteilt wird (siehe 2). Die Dicken FRAn (n = 1 bis 32) von Abschnitten der Oberflächenschicht auf den Liniensegmenten An (n = 1 bis 32), die sich vom Mittelpunkt zu der Oberflächenschicht des Tonerteilchens erstrechen, werden gemessen.
Die mittlere Dicke Dav. der Oberflächenschichten der Tonerteilchen werden durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet.
Zunächst wird die mittlere Dicke D der Oberflächenschicht von einem Tonerteilchen von der folgenden Gleichung berechnet: D = (Summe von FRA1 bis FRA32)/32
Diese Berechnung wird für 10 Tonerteilchen ausgeführt. Das arithmetische Mittel der resultierenden mittleren Dicken der Oberflächenschichten von 10 Tonerteilchen berechnet. Das arithmetische Mittel wird als die mittlere Dicke Dav. der Oberflächenschichten der Tonerteilchen gemäß einer Ausführungsform der folgenden Offenbarung verwendet.
Der Prozentsatz der Oberflächenschichten mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger wird durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet.
Zunächst wird der Prozentsatz der Oberflächenschicht mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger von einem Tonerteilchen berechnet. Prozentsatz einer Oberflächenschicht mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger = {{Anzahl an FRAn gleich zu oder weniger als 2,5 nm unter FRA1 bis FRA32}/32} × 100
Diese Berechnung wird für 10 Tonerteilchen ausgeführt. Das arithmetische Mittel der resultierenden Prozentsatzwerte in den 10 Tonerteilchen wird berechnet. Das arithmetische Mittel wird als der Prozentsatz der Oberflächenschichten mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger der Tonerteilchen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet. Kreisäquivalenter Durchmesser (Dtem), der von einem Querschnitt eines Tonerteilchens bestimmt ist, der von einer Microaufnahme erhalten ist, die mit einem Transmissionselektronenmikroskop TEM aufgenommen ist.
Das folgende Verfahren wird zum Bestimmen des kreisäquivalenten Durchmessers (Dtem) von den Querschnitten der Tonerteilchen in einer TEM Microaufnahme angewandt. Zunächst wird der kreisäquivalente Durchmesser (Dtem) eines Tonerteilchens von dem Querschnitt der TEM Microaufnahme unter Verwendung des folgenden Ausdrucks bestimmt: Kreisäquivalenter Durchmesser, bestimmt von einem Querschnitt eines Tonerteilchens in einer TEM Microaufnahme (Dtem) = (RA1 + RA2 + RA3 + RA4 + RA5 + RA6 + RA7 + RA8 + RA9 + RA10 + RA11 + RA12 + RA13 + RA14 + RA15 + RA16 + RA17 + RA18 + RA19 + RA20 + RA21 + RA22 + RA23 + RA24 + RA25 + RA26 + RA27 + RA28 + RA29 + RA30 + RA31 + RA32)/16
Die kreisäquivalenten Durchmesser von 10 Tonerteilchen werden bestimmt. Der Durchschnitt der kreisäquivalenten Durchmesser für ein Tonerteilchen wird berechnet und als der kreisäquivalente Durchmesser (Dtem), der von den Querschnitten der Tonerteilchen bestimmt wird, verwendet.
Dichte an Siliciumelement, das in einer Oberflächenschicht eines Tonerteilchens vorhanden ist (Atom-%)
Die Dichte an Siliciumatomen dSi (Atom-%), die Dichte an Kohlenstoffatomen dC (Atom-%) und die Dichte an Sauerstoffatomen dO (Atom-%), die in den Oberflächenschichten der Tonerteilchen vorhanden sind, werden durch Ausführen einer Oberflächenzusammensetzungsanalyse unter Verwendung von Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse (ESCA) berechnet. Ein Apparat für ESCA und die verwendeten Messbedingungen, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, sind nachfolgend aufgelistet.
Verwendetes Instrument: Quantum 2000, hergestellt von ULVAC-PHI, Inc. Messbedingungen von ESCA
Röntgenquelle: Al Kα
Röntgenstrahl: 100 μm, 25 W, 15 kV
Raster: 300 μm × 200 μm
Durchlassenergie: 58,70 eV
Stufengröße: 0,125 eV
Neutralisationselektronenpistole: 20 μA, 1 V
Ar Ionen Pistole: 7 mA, 10 V
Anzahl an Sweeps: 15 für Si, 10 für C, 5 für O
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden die Dichte an Siliciumatomen dSi, die Dichte an Kohlenstoffatomen dC und die Dichte an Sauerstoffatomen dO (alle in Atom-%), die in den Oberflächenschichten der Tonerteilchen vorhanden sind, von den Peakintensitäten von Elementen berechnet, die unter Verwendung relativer Sensibilitätsfaktoren, bereitgestellt durch ULVAC-PHI, Inc., gemessen werden.
Messung von Teilchendurchmesser von Tonerteilchen
Ein Präzisionsteilchengrößenverteilungsanalysegerät (Handelsname: Coulter Counter Multisizer 3) mit einem Apertur-Impedanz-Verfahren und eine bestimmungsgemäße Software (Handelsname: Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51, hergestellt von Beckman Coulter Inc.) werden verwendet. Die Messung wird mit 25000 effektiven Messkanälen mit einem Aperturdurchmesser von 100 μm ausgeführt. Die resultierenden Messdaten werden analysiert und der Teilchendurchmesser (D4) wird berechnet.
Als ein für die Messungen verwendeter wässriger Elektrolyt kann eine ungefähr 1 Massen-%ige Lösung von Natriumchlorid (Reagenzqualität) in Ionenaustauschwasser, z. B. ein ISOTON II (Handelsname: hergestellt von Beckman Coulter, Inc.), verwendet werden.
Die bestimmungsgemäße Software wird vor der Messung und Analyse wie nachfolgend beschrieben konfiguriert.
Im Fenster „Standard operating method (SOM) Setting” der bestimmungsgemäßen Software wird die Gesamtmesszahl im Kontrollmodus auf 50000 Teilchen eingestellt, die Anzahl an Messungen auf 1 eingestellt, und der Kd Wert wird auf einen Wert eingestellt, der mit „standard particles 10,0 μm” (hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) erhalten wird. Der Schwellwert-/Geräuschniveau-Messknopf wird gedrückt, um den Schwellwert und das Geräuschniveau automatisch einzustellen. Die Stromstärke wird auf 1600 μA eingestellt. Der „Gain” wird auf 2 eingestellt. Isoton II (Handelsname) wird als eine Elektrolytlösung ausgewählt. Spülen des Aperturrohrs nach der Messung wird angeklickt.
Im Fenster „Conversion of pulse into particle diameter setting” der bestimmungsgemäßen Software wird das Bin-Intervall auf logarithmischen Teilchendurchmesser eingestellt, das Teilchendurchmesser-Bin wird auf 256 Teilchendurchmesser-Bins eingestellt und der Teilchendurchmesserbereich wird auf 2 μm oder mehr und 60 μm oder weniger eingestellt.
Das spezifische Messverfahren wird nachfolgend beschrieben.

(1) In ein 250 ml Rundboden-Becherglas für Multisizer 3 werden ungefähr 200 ml der wässrigen Elektrolytlösung eingefüllt. Das Becherglas wird in einen Probenstand eingesetzt. Die Elektrolytlösung wird entgegen des Uhrzeigersinns mit einem Rührstäbchen bei 24 Umdrehungen pro Sekunde gerührt. Schmutz und Luftblasen innerhalb des Aperturrohrs werden mit der „Aperture Flushing”-Funktion der Analysesoftware entfernt.
(2) Ungefähr 30 ml der wässrigen Elektrolytlösung werden in ein 100 ml Flachboden-Becherglas eingefüllt. Zu der Elektrolytlösung werden ungefähr 0,3 ml Contaminon N (Handelsname, 10 Massen-%-ige wässrige Lösung eines neutralen Detergenses zum Reinigen von Präzisionsmessapparaten, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries), verdünnt mit der dreifachen Masse an Ionenaustauschwasser, zugegeben.
(3) Eine bestimmte Menge an Ionenaustauschwasser und ungefähr 2 ml Contaminon N (Handelsname) werden in einen Wassertank eines Ultraschalldispersers (Handelsname: Ultrasonic Dispersion System Tetora 150, hergestellt von Nikkaki Bios Co. Ltd.) eingefüllt, der eine elektrischen Leistung von 120 W hat und der zwei eingebaute Oszillatoren mit einer Oszillationsfrequenz von 50 kHz und einer Phasendifferenz von 180° beinhaltet.
(4) Das unter Punkt (2) bereitgestellte Becherglas wird in eine Becherglashalteröffnung des Ultraschalldispersers platziert und der Ultraschalldisperser wird betrieben. Das Höheniveau des Becherglases wird auf solch eine Weise eingestellt, dass der Resonanzzustand auf der Oberfläche der wässrigen Elektrolytlösung im Becherglas maximal ist.
(5) Während die wässrige Elektrolytlösung in dem unter Punkt (4) bereitgestellten Becherglas mit Ultraschallwellen bestrahlt wird, werden ungefähr 10 mg eines Toners (Teilchen) nach und nach zu der wässrigen Elektrolytlösung zugegeben und dispergiert. Die Ultraschalldispersionsbehandlung wird für weitere 60 Sekunden fortgeführt. Die Wassertemperatur im Wassertank wird während der Ultraschalldispersion geeignet auf 10°C oder mehr und 40°C oder weniger gesteuert.
(6) Unter Verwendung einer Pipette wird die wässrige Elektrolytlösung unter Punkt (5), die den Toner (Teilchen) darin dispergierte enthält, in das Rundbodenbecherglas, das unter Punkt (1) im Probenstand platziert ist, in solch einer Weise zugetropft, dass die Messkonzentration ungefähr 5% ist. Die Messung wird fortgeführt, bis die Anzahl an gemessenen Teilchen 50000 erreicht.
(7) Die Messdaten werden unter Verwendung der bestimmungsgemäßen Software, die dem Analysator beigefügt ist, analysiert, um den gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) zu bestimmen. Der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser (D4) ist der „average diameter” im Fenster „Analysis/volume statistics (arithmetic average)” in der Graph/Vol-% Einstellung der bestimmungsgemäßen Software. Der zahlengemittelte Teilchendurchmesser (D1) ist der „average diameter” im Fenster „Analysis/number statistics (arithmetic average)” in der Graph/Zahlen-% Einstellung der bestimmungsgemäßen Software.

Verfahren zum Messen der mittleren Zirkularität des Toners (Teilchen)
Die mittlere Zirkularität des Toners (Teilchen) wird mit einem Strömungsteilchen-Abbildungsinstrument gemessen (Modell: FPIA-3000, von Sysmex Corporation) unter den Mess- und Analysebedingungen zur Kalibration.
Eine geeignete Menge eines grenzflächenaktiven Mittels Alkylbenzolsulfonat, das als ein Dispersant dient, wird zu 20 ml Ionenaustauschwasser zugegeben und dann werden 0,02 g eines Messprobekörpers dazugegeben. Der Probekörper wird für 2 Minuten mit einem auf dem Tisch befindlichen Ultraschallreiniger/Disperser (Modell: VS-150, hergestellt von VELVO-CLEAR) mit einer Oszillationsfrequenz von 50 kHz und einer elektrischen Leistung von 150 W einer Dispersionsbehandlung unterworfen, wodurch eine Dispersion für eine Messung angefertigt wird. Die Dispersion wird geeignet auf 10°C oder höher und 40°C oder niedriger während der Dispersionsbehandlung gekühlt.
Das Strömungsteilchen-Abbildungsinstrument, das mit einer Standardobjektivlinse (Vergrößerung: ×10) ausgestattet ist, wird für die Messung verwendet. Eine Teilchenumhüllung (PSE-900A, von Sysmex Corporation) wird als eine Umhüllungsflüssigkeit verwendet. In einem HPF Messmodus und einem Gesamtmesszellmodus werden 3000 Tonerteilchen in der gemäß der vorhergehenden Prozedur angefertigten Dispersion gemessen. Der Binarisierungsschwellwert in der Teilchenanalyse ist 85%. Der zu analysierende Teilchendurchmesser wird auf einen kreisäquivalenten Durchmesser von 1,98 μm oder mehr und 19,92 μm oder weniger begrenzt. Die mittlere Zirkularität des Toners (Teilchen) wird bestimmt.
Vor dem Messen wird ein automatisches Fokussieren mit Standardlatexteilchen eingestellt (zum Beispiel 5100A (Handelsname), hergestellt von Duke Scientific, verdünnt mit Ionenaustauschwasser). Das Fokussieren werden alle zwei Stunden nach dem Start der Messung kann eingestellt.
Röntgenfluoreszenz
Die Röntgenfluoreszenz von Elementen wird gemäß JIS K 0119-1969 gemessen. Die Messung ist spezifisch wie nachfolgend beschrieben.
Als ein Messinstrument wird ein Wellenlängen-dispersiver Röntgenfluoreszenzanalysator (Modell: Axios, hergestellt von PANalytical) und der verbundenen bestimmungsgemäßen Software (Modell: Super Q ver. 4.0F, hergestellt von PANalytical) zum Einstellen der Messbedingungen und Analysieren der Messdaten verwendet. Die Anode einer Röntgenröhre ist aus Rh zusammengesetzt. Die Messatmosphäre ist ein Vakuum. Der Messdurchmesser (Collimatormaskendurchmesser) ist 27 mm. Die Messzeit ist 10 Sekunden. Zum Messen von Lichtelementen wird ein Proportionalzähler (PC) zur Detektion verwendet. Zum Messen schwerer Elemente wird ein Szintillationszähler (SC) zur Detektion verwendet.
Ein Pellet mit einer Dicke von 2 mm und einem Durchmesser von 39 mm wird als ein Probekörper für die Messung verwendet, wobei das Pellet durch Füllen von 4 g der Tonerteilchen in einen speziellen Aluminiumring zum Pressen, Nivellieren der Oberfläche des Toners und Komprimieren des Toners mit einem Pellet-formenden Kompressor (Modell: BRE-32, hergestellt von Maekawa Testing Machine Mfg. Co., Ltd.) bei 20 MPa für 60 Sekunden gebildet wird.
Die Messung wird unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: die Elemente werden auf der Basis der Röntgenpeakpositionen identifiziert. Die Zählrate (Einheit: Kcps), korrespondierend zu der Anzahl an Röntgenphotonen pro Zeiteinheit, wird gemessen.
Messung eines Organosiliciumpolymergehalts in Tonerteilchen
Der Organosiliciumpolymergehalt wird mit einem Wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzanalysator (Modell: Axios, hergestellt von PANalytical) und der verbundenen bestimmungsgemäßen Software (Modell: Super Q ver. 4.0F, hergestellt von PANalytical) zum Einstellen der Messbedingungen und Analysieren der Messdaten gemessen. Die Anode einer Röntgenröhre ist aus Rh zusammengesetzt. Die Messatmosphäre ist ein Vakuum. Der Messdurchmesser (Collimatormaskendurchmesser) ist 27 mm. Die Messzeit ist 10 Sekunden. Zum Messen von Lichtelementen wird ein Proportionalzähler (PC) zur Detektion verwendet. Zum Messen schwerer Elemente wird ein Szintillationszähler (SC) zur Detektion verwendet.
Ein Pellet mit einer Dicke von 2 mm und einem Durchmesser von 39 mm wird als ein Probekörper für die Messung verwendet, wobei das Pellet durch Füllen von 4 g der Tonerteilchen in einen speziellen Aluminiumring zum Pressen, Nivellieren der Oberfläche des Toners und Komprimieren des Toners mit einem Pellet-formenden Kompressor (Modell: BRE-32, hergestellt von Maekawa Testing Machine Mfg. Co., Ltd.) bei 20 MPa für 60 Sekunden gebildet wird.
Zunächst werden 0,5 Massenteile eines Siliciumdioxid (SiO₂)-Feinpulvers zu 100 Massenteilen der Tonerteilchen zugegeben, die das Organosiliciumpolymer nicht enthalten. Die resultierende Mischung wird ausreichend unter Verwendung einer Kaffeemühle gemischt. In ähnlicher Weise werden 5,0 Massenteile und 10,0 Massenteile des Siliciumdioxidfeinpulvers mit zwei Sätzen der Tonerteilchen gemischt. Diese werden als Probekörper für das Anfertigen einer Kalibrationskurve verwendet.
Jeder der Probekörper wird in ein Pellet für das Anfertigen einer Kalibrationskurve unter Verwendung des Pellet-bildenden Kompressors in der gleichen Weise wie oben gebildet. Die Zählrate (Einheit: cps) von Si-Kα Bestrahlung, die bei einem Beugungswinkel (2θ) von 109,08° beobachtet wird, wenn PET als ein Analysekristall verwendet wird, wird gemessen. Die Beschleunigungsspannung und die Stromstärke des Röntgengenerators, der bei der Messung verwendet wird, sind 24 kV bzw. 100 mA. Eine lineare Kalibrationskurve wird gebildet mit der Zählrate des Röntgenstrahls auf der vertikalen Achse und der Menge an SiO₂, welche zu jedem der Probekörper zugegeben wird, die für das Anfertigen der Kalibrationskurve verwendet werden, auf der horizontalen Achse.
Der für die Analyse herangezogene Toner wird mit einem Pelletbildenden Kompressor in der gleichen Weise wie oben in ein Pellet gebildet. Die Zählrate von Si-Kα Bestrahlung wird gemessen. Der Organosiliciumpolymergehalt des Toners wird von der Kalibrationskurve bestimmt.
BEISPIELE
Während die vorliegende Offenbarung auf der Basis der nachfolgenden Beispiele noch detaillierter beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht durch diese Beispiele beschränkt. Hiernach indizieren Teile Massenteile.
BEISPIEL 1
Anfertigung von Bindemittelharzteilchendispersion
Zunächst werden 89,5 Teile Styrol, 9,2 Teile Butylacrylat, 1,3 Teile Acrylsäure, das als ein Monomer dient, das eine Carboxygruppe verleiht, und 3,2 Teile n-Laurylmercaptan zusammengemischt, um eine Lösung anzufertigen. Eine Lösung von 1,5 Teilen Neogen RK (von Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in 150 Teilen Ionenaustauschwasser wurde zu der Lösung zugegeben und dispergiert. Eine Lösung von 0,3 Teilen Kaliumpersulfat in 10 Teilen Ionenaustauschwasser wurden zu der resultierenden Mischung zugegeben, während die Mischung langsam für 10 Minuten gerührt wurde. Nachdem das System mit Stickstoff gefüllt wurde, wurde die Mischung einer Emulsionspolymerisation bei 70°C für 6 Stunden unterworfen. Nach der Vervollständigung der Polymerisation wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gekühlt. Die Zugabe von Ionenaustauschwasser zu der Reaktionsmischung resultierte in einer Harzteilchendispersion mit einem Feststoffgehalt von 12,5 Massenteilen und einem Mediandurchmesser von 0,2 μm auf einer Volumenbasis. Ein Harz in den Harzteilchen enthielt eine Carboxygruppe, die von Acrylsäure abstammt.
Anfertigung von Trennmitteldispersion
Zunächst wurden 100 Teile eines Trennmittels (Behenylbehenat, Schmelzpunkt: 72,1°C) und 15 Teile Neogen RK mit 385 Teilen Ionenaustauschwasser gemischt. Die Mischung wurde für ungefähr 1 Stunde mit einer Nassstrahlmühle dispergiert (Modell: JN 100, von Jokoh Co., Ltd.), um eine Trennmitteldispersion bereitzustellen. Die Konzentration der Trennmitteldispersion war 20 Massen-%.
Anfertigung von Färbemitteldispersion
Zunächst wurden 100 Teile Carbon Black (Nipex 35, von Orion Engineered Carbons), das als ein Färbemittel dient, und 15 Teile Neogen RK mit 885 Teilen Ionenaustauschwasser gemischt. Die Mischung wurde für ungefähr 1 Stunde mit einer Nassstrahlmühle (Modell: JN 100) dispergiert, um eine Färbemitteldispersion bereitzustellen.
Herstellungsbeispiel von Toner 1
Zunächst wurden 265 Teile der Harzteilchendispersion, 10 Teile der Trennmitteldispersion und 10 Teile der Färbemitteldispersion mit einem Homogenisator dispergiert (Modell: Ultra-Turrax T50, von IKA). Die Temperatur in dem Gefäß wurde unter Rühren auf 30°C eingestellt. Eine wässrige Lösung von 1 mol/L Natriumhydroxid wurde zu der Mischung zugegeben, um den pH auf 8,0 einzustellen (pH Einstellung 1). Eine wässrige Lösung, die 0,3 Teile Magnesiumsulfat enthält, das als ein Flockungsmittel dient, gelöst in 10 Teilen Ionenaustauschwasser, wurde über eine Zeitspanne von 10 Minuten für 30°C unter Rühren dazugegeben. Die Mischung wurde für 3 Minuten stehen gelassen, ein Temperaturanstieg wurde gestartet. Die Mischung wurde auf 50°C erwärmt, um assoziierte Teilchen zu bilden. Der Teilchendurchmesser der assoziierten Teilchen wurde mit einem Multisizer 3 Coulter Counter (eingetragene Marke, hergestellt von Beckman Coulter, Inc.) in diesem Zustand gemessen. Wenn der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser 6,5 um war, wurden 0,9 Teile Natriumchlorid und 5,0 Teile Neogen RK dazugegeben, um das Teilchenwachstum zu beenden.
Nachdem 0,5 Teile Magnesiumsulfat, das als eine zusätzliche Additivmetallverbindung dient, zu der Mischung zugegeben wurden, wurden 14,0 Teile Methyltriethoxysilan, welches eine Organosiliciumverbindung ist, dazugegeben. Eine wässrige Lösung von 1 mol/L Natriumhydroxid wurde zu der Mischung zugegeben, um den pH auf 9,0 einzustellen (pH Einstellung 2). Die Mischung wurde dann auf 95°C erwärmt. Die assoziierten Teilchen wurden einer Koaleszenz und Sphäronisation unterworfen, während die Organosiliciumverbindung unter Rühren bei 95°C einer Hydrolyse und Kondensation unterworfen wurde. Eine Temperaturabsenkung wurde gestartet, wenn die mittlere Zirkularität 0,980 erreichte. Nachdem die Temperatur auf 85°C reduziert wurde, wurde eine wässrige Lösung von 1 mol/L Natriumhydroxid zu der Mischung zugegeben, um den pH auf 9,5 einzustellen (pH Messung 3). Die Mischung wurde für 180 Minuten gerührt, um die Kondensation weiter voranschreiten zu lassen. Die Mischung wurde dann gekühlt, um eine Tonerteilchendispersion 1 bereitzustellen.
Salzsäure wurde zu der Tonerteilchendispersion zugegeben, um den pH auf 1,5 oder weniger einzustellen. Die Mischung wurde für 1 Stunde gerührt, stehen gelassen und einer fest-flüssig-Trennung mit einem Druckfilter unterworfen, um einen Tonerkuchen bereitzustellen. Der Tonerkuchen wurde mit Ionenaustauschwasser wieder in eine Dispersion aufgeschlämmt. Die Dispersion wurde einer fest-flüssig-Trennung mit dem zuvor genannten Filter unterworfen. Nachdem das Wiederaufschlämmen und die fest-flüssig-Trennung wiederholt wurden, bis das Filtrat eine elektrische Leitfähigkeit von 5,0 μS/cm oder weniger hatte, wurde eine finale fest-flüssig-Trennung ausgeführt, um einen Tonerkuchen bereitzustellen. Der resultierende Tonerkuchen wurde mit einem Schnelltrockner (Modell: Flash Jet Dryer, von Seishin Enterprise Co., Ltd) getrocknet. Das Trocknen wurde bei einer Blastemperatur von 90°C und einer Trocknerauslasstemperatur von 40°C ausgeführt. Die Tonerkuchenzuführrate wurde in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Tonerkuchens in solch einer Weise eingestellt, dass die Auslasstemperatur nicht von 40°C abwich. Ein feines Pulver und ein grobes Pulver wurden mit einem Multidivisionsklassierer, der den Coanda-Effekt anwendet, entfernt, um Tonerteilchen 1 bereitzustellen. Silicium-Zuordnen auf Querschnitten der Tonerteilchen 1 während einer TEM Untersuchung zeigte, dass Oberflächenschichten, die ein Organosiliciumpolymer enthalten, auf Oberflächen der Teilchen gebildet waren, und dass der Prozentsatz an Liniensegmenten, auf welchen die Dicke der das Organosiliciumpolymer enthaltenden Oberflächenschichten 2,5 nm oder weniger war, 20,0% oder weniger war. In diesem Beispiel wurden die Tonerteilchen 1 als Toner 1 ohne das Zugeben eines externen Additivs verwendet. Tabelle 2 listet die mittlere Dicke der Oberflächenschichten und den Prozentsatz der Oberflächenschichten mit einer Dicke von 2,5 nm oder weniger von Toner 1 auf.
Verfahren, durch welchen der Toner 1 evaluiert wurde, werden nachfolgend beschrieben.
Evaluation von Entwickelbarkeit
In eine Tonerkartusche für einen Tandemmodus-Laserstrahldrucker, hergestellt von CANON KABUSHIKI KAISHA, wurden 220 g eines zu evaluierenden Toners eingefüllt. Die Tonerkartusche wurde für 24 Stunden in einer Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeits-(30,0°C/80% RH)-Umgebung (hiernach als eine „HH Umgebung" bezeichnet), einer Normaltemperatur- und Normalfeuchtigkeits-(25°C/50% RH)-Umgebung (hiernach als „NN Umgebung” bezeichnet) oder eine Niedrigtemperatur-, Niedrigfeuchtigkeits(10°C/15% RH)-Umgebung (hiernach als eine „LL Umgebung” bezeichnet) stehen gelassen. Die Tonerkartusche, die für 24 Stunden stehen gelassen wurde, wurde auf einen Drucker LBP 9600C befestigt. Bilder wurden auf 1000 Blätter Papiers in A4-Größe in der Querrichtung bei einer Druckrate von 35,0% in den HH- und NN-Umgebungen und bei einer Druckrate von 1,0% für die LL-Umgebung ausgestoßen. Die folgenden Evaluationen wurden in den Umgebungen ausgeführt.
Evaluation von Schleierbildung in HH-Umgebung
In der HH-Umgebung wurden Bilder mit einer Druckrate von 35,0% auf 1000 Blätter ausgestoßen und dann wurden Bilder mit einer Druckrate von 0% ausgestoßen. Der Weißheitsgrad eines weißen Abschnitts von jedem der ausgestoßenen leeren Bilder und der Weißheitsgrad eines Aufzeichnungspapiers wurden mit einem Reflektometer (Tokyo Denshoku Co., Ltd) gemessen. Die Schleierbildungsdichte (%) wurde von einer Differenz im Weißheitsgrad zwischen diesen berechnet. Die Schleierbildungsdichte wurde gemäß den nachfolgend beschriebenen Evaluationskriterien evaluiert. Papierblätter in A4-Größe mit einem Basisgewicht von 70 g/m² wurden als ein Aufzeichnungspapier verwendet. Das Drucken wurde in der Querrichtung des Papiers in A4-Größe ausgeführt.

A: weniger als 1,0%
B: 1,0% oder mehr und weniger als 1,5%
C: 1,5% oder mehr und weniger als 2,0%
D: 2,0% oder mehr und weniger als 2,5%
E: 2,5% oder mehr

Evaluation von Entwicklungsbeständigkeit in NN-Umgebung
In der NN-Umgebung, nachdem Bilder mit einer Druckrate von 35,0% auf 1000 Blätter ausgestoßen wurden, wurde ein gemischtes Bild ausgestoßen, das ein Halbtonbild (Tonerauftragungsniveau: 0,25 mg/cm²) auf einer Vorderkantenhälfte und ein Festbild (Tonerauftragungsniveau: 0,40 mg/cm²) auf einer Hinterkantenhälfte beinhaltet. Das resultierende gemischte Bild wurde gemäß den nachfolgenden Evaluationskriterien evaluiert. Papierblätter in A4-Größe mit einem Basisgewicht von 70 g/m² wurden als Aufzeichnungspapier verwendet. Das Drucken wurde in der Querrichtung des Papiers in A4-Größe ausgeführt. Die Oberflächen einer Entwicklungswalze und einer photosensitiven Walze wurden nach dem Bildausstoß visuell untersucht.

A: kein Verschmutzen wird auf der Entwicklungswalze oder der photosensitiven Walze beobachtet. Ein vertikaler Streifen in der Förderrichtung und Punkte mit unterschiedlichen Dichten wurden auf dem Bild nicht beobachtet.
B: ein oder zwei feine umlaufende Streifen werden auf der Entwicklungswalze beobachtet, oder eine oder zwei Schmelzabscheidungen werden auf der photosensitiven Walze beobachtet. Allerdings werden ein vertikaler Streifen in der Förderrichtung und Punkte mit unterschiedlichen Dichten auf dem Bild nicht beobachtet.
C: drei oder mehr und fünf oder weniger feine umlaufende Streifen werden auf der Entwicklungswalze beobachtet, drei oder mehr und fünf oder weniger Schmelzabscheidungen werden auf der photosensitiven Walze beobachtet, oder ein schwacher vertikaler Streifen in der Förderrichtung und Punkte mit nur schwach unterschiedlichen Dichten werden auf dem Bild beobachtet.
D: sechs oder mehr und 20 oder weniger feine umlaufende Streifen werden auf der Entwicklungswalze beobachtet, sechs oder mehr und 20 oder weniger Schmelzabscheidungen werden auf der photosensitiven Walze beobachtet, oder ein klarer vertikaler Streifen in der Förderrichtung und Punkte mit klar unterschiedlichen Dichten werden auf dem Bild beobachtet.
E: 21 oder mehr feine umlaufende Streifen werden auf der Entwicklungswalze beobachtet, 21 oder mehr Schmelzabscheidungen werden auf der photosensitiven Walze beobachtet, oder ein bemerkenswerter vertikaler Streifen in der Förderrichtung und Punkte mit signifikanten unterschiedlichen Dichten werden auf dem Bild beobachtet.

Evaluation von Geist in LL-Umgebung
In der LL-Umgebung werden Bilder mit einer Druckrate von 1,0% auf 1000 Blätter ausgestoßen. Anschließend wurden Bilder auf 10 Blätter kontinuierlich ausgestoßen, in welchen longitudinale Festschwarzlinien mit jeweils einer Breite von 3 cm und longitudinale Leerlinien mit jeweils einer Breite von 3 cm alternierend angeordnet waren. Dann wurde ein Halbtonbild auf einem Blatt ausgestoßen. Die Evaluation eines Geistes wurde durch das visuelle Beobachten eines Hintergrunds des vorhergehenden Bildes, das auf dem Halbtonbild verblieb, ausgeführt. Wenn das Halbtonbild ausgestoßen wurde, wurde das Halbtonbild so eingestellt, um eine Reflexionsdichte von 0,4 aufzuweisen (ein Macbeth Densitometer ausgestattet mit einem SPI Filter, hergestellt von Macbeth Corp).

A: kein Hintergrund des vorhergehenden Bildes wird beobachtet.
B: ein geringer Hintergrund des vorhergehenden Bildes wird in einem Abschnitt des Halbtonbildes beobachtet.
C: ein Hintergrund des vorhergehenden Bildes wird in einem Abschnitt des Halbtonbildes beobachtet.
D: ein Hintergrund des vorhergehenden Bildes wird in dem gesamten Halbtonbild beobachtet.

Evaluation der Speicherstabilität
In ein 100-mL-Glasgefäß wurden 10 g des Toners eingefüllt. Der Toner wurde bei einer Temperatur von 50°C und einer Feuchtigkeit von 20% für 15 Tage stehen gelassen und dann visuell überprüft.

A: der Toner verbleibt unverändert.
B: Aggregate sind vorhanden, aber einfach zu trennen.
C: Aggregate, die nicht einfach zu trennen sind, sind vorhanden.
D: der Toner weist keine Fließfähigkeit auf.
E: sichtbare Kuchenbildung tritt auf.

Messung der triboelektrischen Ladequantität eines Toners
In eine 500-mL-Plastikflasche, die mit einem Verschluss ausgestattet ist, wurden 276 g eines Standardträgers für einen negativ ladbaren Toner (Handelsname: N-01, von The Imaging Society of Japan) und 24 g eines zu evaluierenden Toners gefüllt. Die Mischung wurde mit einem Schüttler (VS-LD: hergestellt von Vayoi Co., Ltd.) bei einer Rate von 4 Schüttelungen pro Sekunde für 1 Minute geschüttelt, um einen Zweikomponenten-Entwickler bereitzustellen. Dann wurden 30 g des Zweikomponenten-Entwicklers zu jeweils einem isolierenden 50-mL Plastikbehältern transferiert. Die resultierenden Proben wurden in der HH-Umgebung und der LL-Umgebung für 5 Tage zur Konditionierung stehen gelassen. Um die Anstiegseigenschaften des Ladens und Entweichens in der HH-Umgebung zu evaluieren, wurde das Schütteln mit dem zuvor genannten Schüttler bei einer Rate von 200 Schlägen pro Minute für 30 Sekunden ausgeführt. Um das exzessive Laden in der LL-Umgebung zu evaluieren, wurde das Schütteln mit dem zuvor genannten Schüttler bei einer Rate von 200 Schlägen pro Minute für 600 Sekunden ausgeführt. Dann wurde die Menge an elektrischer Ladung durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren gemessen.
Der Zweikomponenten-Entwickler wurde in einen Metallbehälter gefüllt, der mit einem leitfähigen Sieb auf dem Boden davon ausgestattet ist, wobei das leitfähige Sieb 20 μm-Öffnungen aufweist. Der Metallbehälter wurde mit einem Saugapparat abgesaugt. Eine Differenz in der Masse vor und nach dem Absaugen und ein Potential, das in einem zu dem Behälter gekoppelten Kondensator gespeichert wird, wurden gemessen. Zu diesem Zeitpunkt war die Absaugkraft 2,0 kPa. Die triboelektrische Ladequantität der Tonerteilchen oder des Toners wurde von der Differenz in der Masse vor und nach dem Absaugen, dem gespeicherten Potential und der Kapazität des Kondensators unter Verwendung des folgenden Ausdrucks berechnet: Q = (A × B)/(W1 – W2) wobei

Q( mC/kg):: die triboelektrische Ladequantität des Tonerteilchens oder Toners
A (μF):: die Kapazität des Kondensators
B (V):: die Potentialdifferenz, die in dem Kondensator gespeichert ist
W1 – W2 (kg):: die Differenz in der Masse vor und nach dem Absaugen

Festigkeit von Oberflächenschicht
Falls die Oberflächenschichten eine geringe Festigkeit aufweisen, verursachen Scherkräfte durch einen Ultraschalldisperser oder dergleichen das Ablösen der Oberflächenschichten und das Fragmentieren der Tonerteilchen, wodurch Kleinteilchendurchmesserteilchen mit einem geringen Umfang ansteigen. Die Frequenz von der Anzahl an Teilchen mit einem geringen Umfang wird berechnet und die resultierende Frequenz wird als ein Index der Festigkeit der Oberflächenschichten verwendet. Es ist zu bemerken, dass eine niedrigere Frequenz von der Anzahl an Teilchen mit einem geringen Umfang eine höhere Festigkeit der Oberflächenschichten indiziert.
Ein Strömungsteilchen-Abbildungsinstrument (Modell: FPIA-3000, von Sysmex Corporation) und ein für FPIA-3000 designter Autosampler, wobei der Autosampler die Funktion des automatischen Dispergieren einer Probe aufweist (von Sysmex Corporation), wurden als Messinstrumente verwendet. Die beigefügte bestimmungsgemäße Software wurde für das Einstellen von Messbedingungen und die Analyse von Messdaten verwendet.
Eine Hochleistungsbild-Aufnahmeeinheit (objektive Linse: LUCPLFLN, Vergrößerung: ×20, numerische Apertur: 0,40) wurde für die Messung verwendet. Eine Fokuseinstellung wurde mit 1,0 μm-Durchmesser Polystyrol Latexteilchen 5100A (von Duke Scientific Corp.) vor der Messung ausgeführt. Eine Teilchenumhüllung (PSE-900A, von Sysmex Corporation) wurde als eine Umhüllungsflüssigkeit verwendet. Die Autosampler-Bedingungen waren wie folgt: die Menge eines verabreichten Dispersanten: 0,5 mL, die Menge der verabreichten Teilchenumhüllung: 10 mL, Schüttelintensität: 80%, Schüttelzeit: 30 Sekunden, Ultraschallbestrahlungsintensität 100%, Ultraschallbestrahlungszeit: 600 Sekunden, die Anzahl an Umdrehungen eines Propellers: 500 U/min und die Agitationszeit mit dem Propeller: 600 Sekunden. Ungefähr 40 mg eines trockenen Toners wurden als eine Probe in ein Becherglas des Autosamplers eingewogen und in den Autosampler platziert. Die Messung wurde in einem HPF Messmodus bei einer Gesamtmessanzahl von 2000 ausgeführt. Die Frequenz der Anzahl von Teilchen mit einem Umfang von 6,3 μm oder weniger wurde auf der Basis der Messergebnisse unter Verwendung der beigefügten Software analysiert.
Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Toner 1 unter Verwendung von ESCA, NMR, Röntgenfluoreszenz und TEM auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiel 2
Toner 2 wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Phenyltriethoxysilan als die zugegebene Organosiliciumverbindung verwendet wurde und dass die Menge der zugegebenen Organosiliciumverbindung wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurde. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Toner 2 auf, Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiel 3
Toner 3 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Menge der zugegebenen Organosiliciumverbindung und der pH Wert nach der pH Einstellung wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Toner 3 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiele 4 bis 8
Toner 4 bis 8 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die pH Werte, die in der pH Einstellung eingestellt wurden, wie in Tabelle aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Tonern 4 bis 8 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiele 9 bis 14
Toner 9 bis 14 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Arten und Mengen der Flockungsmittel und der zusätzlichen additiven Metallverbindungen, die zugegeben wurden, wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Tonern 9 bis 14 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiel 15
Toner 15 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 89,5 Teile Styrol, 10,5 Teile Butylacrylat und 3,2 Teile n-Laurylmercaptan in „Anfertigung von Bindemittelharz-Teilchendispersion” im Beispiel 1 eingefüllt wurden, ohne die Verwendung von Acrylsäure, die als ein Monomer dient, das eine Carboxygruppe verleiht, und dass die Art und Menge des Flockungsmittels und der zusätzlichen additiven Metallverbindung, die zugegeben werden, wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Toner 15 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiele 16 bis 30
Toner 16 bis 30 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Arten und Mengen der Flockungsmittel und der zusätzlichen additiven Metallverbindungen wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Tonern 16 bis 30 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiele 31 bis 34
Toner 31 bis 34 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Mengen der zugegebenen Organosiliciumverbindung wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Tonern 31 bis 34 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Beispiel 35
Toner 35 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Hexyltriethoxysilan als die zugegebene Organosiliciumverbindung verwendet wurde. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Toner 35 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichstoner 1 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass keine Organosiliciumverbindung zugegeben wurde. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Vergleichstoner 1 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichstoner 2 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Octyltriethoxysilan als die zugegebene Organosiliciumverbindung verwendet wurde. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Vergleichstoner 2 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Vergleichsbeispiel 3
Vergleichstoner 3 wurde in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Phenyltriethoxysilan als die zugegebene Organosiliciumverbindung verwendet wurde und dass die Menge der Organosiliciumverbindung und der pH Wert, der in der pH Einstellung eingestellt wird, wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Vergleichstoner 3 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Vergleichsbeispiele 4 und 5
Vergleichsbeispiele 4 und 5 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Mengen der zugegebenen Organosiliciumverbindung und die pH Werte, die in der pH Einstellung eingestellt werden, wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Vergleichstonern 4 und 5 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf.
Vergleichsbeispiele 6 bis 12
Vergleichsbeispiele 6 bis 12 wurden in der gleichen Weise wie dem Herstellungsbeispiel von Toner 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Arten und Mengen der Flockungsmittel und der zusätzlichen additiven Metallverbindungen, die zugegeben werden, wie in Tabelle 1 aufgelistet verändert wurden. Tabelle 2 listet die analytischen Ergebnisse von Vergleichstonern 6 bis 12 auf. Tabelle 3 listet die Evaluationsergebnisse auf. Bezüglich der Ergebnisse von Röntgenfluoreszenzanalyse in den Vergleichsbeispielen 6 bis 8, weil kein polyvalentes Metallelement detektiert wurde, wird der Wert von Kalium in einer Verbindung, die als ein Flockungsmittel verwendet wird, und der zusätzlichen additiven Metallverbindung beschrieben.

Alle resultierenden Toner hatten einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 6,3 bis 6,7 μm und eine mittlere Zirkularität von 0,978 bis 0,983.

Tabelle 3

Beispiel	Schleierbildung in HH	Entwicklungsbeständigkeit in NN	Geist in LL	Speicherstabilität	Laden in LL (Schütteln für 600 s)	Laden in HH (Schütteln für 30 s)	Festigkeit von Oberflächenschicht (% nach Anzahl)
Beispiel 1	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 2	C (1,8%)	C	A	C	80	30	10
Beispiel 3	A (0,5%)	A	C	A	200	60	5
Beispiel 4	C (1,8%)	B	C	A	200	30	10
Beispiel 5	B (1,3%)	A	B	A	150	50	10
Beispiel 6	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 7	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 8	B (1,3%)	B	A	A	80	50	10
Beispiel 9	B (1,3%)	A	A	A	80	50	15
Beispiel 10	A (0,5%)	B	B	A	150	60	10
Beispiel 11	A (0,5%)	A	C	A	200	60	15
Beispiel 12	C (1,8%)	A	A	A	80	20	2
Beispiel 13	A (0,5%)	B	A	A	80	60	25
Beispiel 14	B (1,3%)	B	B	A	150	50	25
Beispiel 15	A (0,5%)	A	B	A	150	60	5
Beispiel 16	A (0,5%)	A	B	A	150	60	20
Beispiel 17	B (1,3%)	A	A	A	80	30	5
Beispiel 18	C (1,8%)	A	A	A	80	20	5
Beispiel 19	A (0,5%)	A	B	A	150	60	15
Beispiel 20	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 21	A (0,5%)	A	C	A	200	60	20
Beispiel 22	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 23	A (0,5%)	A	B	A	150	60	15
Beispiel 24	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 25	A (0,5%)	A	C	A	200	60	20
Beispiel 26	B (1,3%)	A	A	A	80	50	4
Beispiel 27	A (0,5%)	A	B	A	150	60	15
Beispiel 28	A (0,5%)	A	A	A	80	60	5
Beispiel 29	A (0,5%)	A	C	A	200	60	20
Beispiel 30	B (1,3%)	A	A	A	80	50	4
Beispiel 31	C (1,8%)	C	A	C	80	30	15
Beispiel 32	B (1,3%)	B	A	B	80	50	10
Beispiel 33	A (0,5%)	A	B	A	150	60	5
Beispiel 34	A (0,5%)	A	C	A	200	60	5
Beispiel 35	B (1,3%)	B	A	B	80	50	10
Vergleichsbeispiel 1	E (5,0%)	E	A	E	80	10	40
Vergleichsbeispiel 2	D (2,3%)	E	A	D	80	15	40
Vergleichsbeispiel 3	D (2,3%)	E	A	D	80	15	40
Vergleichsbeispiel 4	A (0,5%)	A	D	A	350	60	5
Vergleichsbeispiel 5	E (5,0%)	B	D	C	350	10	15
Vergleichsbeispiel 6	A (0,5%)	D	D	A	300	60	35
Vergleichsbeispiel 7	C (1,8%)	D	C	A	200	30	35
Vergleichsbeispiel 8	E (5,0%)	D	B	A	150	10	35
Vergleichsbeispiel 9	E (5,0%)	A	A	A	80	10	5
Vergleichsbeispiel 10	A (0,5%)	A	D	A	300	60	5
Vergleichsbeispiel 11	A (0,5%)	D	D	A	280	60	35
Vergleichsbeispiel 12	E (5,0%)	A	A	A	80	10	5

Wie von den Tabellen 2 und 3 klar ersichtlich, weisen die Toner 1 bis 35, die in den Beispielen 1 bis 35 hergestellt wurden, welche sich auf Verfahren zum Herstellen der Tonerteilchen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen, eine höhere Entwicklungsbeständigkeit, Speicherstabilität und Umgebungsstabilität als die Vergleichstoner 1 bis 12 auf, die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 12 hergestellt wurden, und die Verwendung der Toner 1 bis 35 führt weniger wahrscheinlich zu einer Geisterbildung, selbst wenn kontinuierliches Drucken bei einer geringen Druckrate in der Niedrigtemperatur- und Niedrigfeuchtigkeitsumgebung ausgeführt wird.
Wenn die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf diese offenbarten exemplarischen Ausführungsformen beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zu gewähren, um all solche Modifikationen und äquivalente Strukturen mit Funktionen mit zu umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014-130238 [0004]
JP 2014-130202 [0006]
JP 2014-010224 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS K 0119-1969 [0137]

Claims

Toner, der umfasst: Tonerteilchen, die jeweils beinhalten: einen Kernabschnitt, der ein Bindemittelharz enthält; und eine Oberflächenschicht, die ein Organosiliciumpolymer enthält, wobei das Organosiliciumpolymer eine durch die Formel (1) dargestellte Partialstruktur aufweist: R-SiO_3/2 Formel (1) wobei R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 oder mehr und 6 oder weniger Kohlenstoffatomen darstellt, wenn Oberflächen der Tonerteilchen einer Röntgenphotoelektronenspektroskopieanalyse unterworfen werden, um eine Kohlenstoffatomdichte dC, eine Sauerstoffatomdichte dO und eine Siliciumatomdichte dSi zu bestimmen, die Siliciumatomdichte dSi 2,5 Atom-% oder mehr und 28,6 Atom-% oder weniger mit Bezug auf 100,0 Atom-% von der Summe der Kohlenstoffatomdichte dC, der Sauerstoffatomdichte dO und der Siliciumatomdichte dSi ist, in einem Diagramm, das durch Unterwerfen der Tetrahydrofuranunlöslichen Materie des Tonerteilchens einer ²⁹Si-NMR Messung erhalten ist, ein Prozentsatz einer Fläche eines Peaks, der der durch die oben beschriebene Formel (1) dargestellten Partialstruktur zuzuordnen ist, 20% oder mehr mit Bezug auf eine Gesamtfläche eines Peaks des Organosiliciumpolymers ist, jedes der Tonerteilchen ein polyvalentes Metallelement mit einem Widerstand von 2,5 × 10^–8 Ω·m oder mehr und 10,0 × 10^–8 Ω·m oder weniger bei 20°C enthält, und wenn die Tonerteilchen einer Röntgenfluoreszenzanalyse unterworfen werden, eine Nettointensität, die von dem polyvalenten Metallelement abstammt, 0,10 kcps oder mehr und 30,00 kcps oder weniger ist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz eine Carboxygruppe enthält, das polyvalente Metallelement Aluminium ist, und die Nettointensität, die von Aluminium abstammt, 0,10 kcps oder mehr und 0,50 kcps oder weniger ist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz eine Carboxygruppe enthält, das polyvalente Metallelement Eisen ist, und die Nettointensität, die von Eisen abstammt, 1,00 kcps oder mehr und 5,00 kcps oder weniger ist.
Toner nach Anspruch 1, wobei das Bindemittelharz eine Carboxygruppe enthält, das polyvalente Metallelement Magnesium oder Calcium ist, und die Nettointensität, die von Magnesium oder Calcium abstammt, 3,00 kcps oder mehr und 20,00 kcps oder weniger ist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Gehalt des Organosiliciumpolymers in jedem der Tonerteilchen 0,5 Massen-% oder mehr und 10,5 Massen-% oder weniger ist, und die Oberflächenschicht, die das Organosiliciumpolymer enthält, eine mittlere Dicke Dav. von 5,0 nm oder mehr und 100,0 nm oder weniger aufweist, wobei die mittlere Dicke Dav. durch Beobachtung von Querschnitten der Tonerteilchen unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops gemessen wird.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei R eine Methylgruppe darstellt.