DE69122134T3

DE69122134T3 - Eisen als Hauptkomponente enthaltende magnetische Tonerteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69122134T3
Application number: DE69122134T
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Hiroshima-shi Misawa; Kazuo Hiroshima-shi Fujioka; Eiichi Hiroshima-shi Kurita; Yasuhiko Otake-shi Fujii; Youzi Higashi Hiroshima-shi Okano
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2011-01-26
Also published as: EP0439367A2; JPH03221965A; JP3009695B2; EP0439367B1; DE69122134T2; EP0439367B2; DE69122134D1; EP0439367A3; US5232805A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die eine gute Affinität zu einem aromatischen Vinylharz, einem Acrylharz und einem Copolymer aus deren Monomeren, die allgemein für magnetische Toner verwendet werden, aufweisen und die hervorragende Mischeigenschaften mit diesen Harzen für einen magnetischen Toner aufweisen, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung von Verbundteilchen, die durch Dispergieren magnetischer Teilchen, wie Magnetit-Teilchen, in einem Harz als Entwickler ohne Verwendung eines Trägers erhalten werden und die allgemein als magnetischer Toner vom Einkomponententyp bezeichnet werden, ist bereits bekannt und wird als ein Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder angewandt.
Mit der jüngsten Entwicklung von Kopiermaschinen mit einer höheren Leistungsfähigkeit, wie der Fähigkeit zum kontinuierlichen Kopieren qualitativ höherwertiger Bilder mit einer höheren Geschwindigkeit, ist ein magnetischer Toner als Entwickler in hohem Maße erforderlich, um die Eigenschaften zu verbessern, und im Hinblick auf diesen Zweck besteht ein starker Bedarf an magnetischen Teilchen mit hervorragenden Mischeigenschaften mit Harzen für magnetische Toner.
Diese Tatsache wird in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) 55-65406 (1980) wie folgt beschrieben: "Im allgemeinen ist es erforderlich, daß magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner eines derartigen Einkomponententyps die folgenden Eigenschaften haben: ... VII) Sie müssen hervorragende Mischeigenschaften mit einem Harz aufweisen. Üblicherweise beträgt der Teilchendurchmesser eines Toners nicht mehr als mehrere 10 μm, und der mikroskopische Grad der Vermischung im Toner ist eine wichtige Eigenschaft des Toners. ..."
Magnetit-Teilchen mit einer isotropen Form, wie einem Oktaeder oder einer Kugel, werden hauptsächlich als magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner verwendet; die Teilchen werden zu einem aromatischen Vinylharz, wie einem Styrolharz oder einem Vinyltoluolharz, einem Acrylharz, wie einem Acrylsäureharz oder einem Methacrylsäureharz, oder einem Copolymer aus deren Monomeren, die als Harze für einen magnetischen verwendet werden, gegeben.
JP-A-60-52859 beschreibt einen magnetischen Toner, der ein Bindemittel, ein magnetisches Pulver, ein Kupplungsmittel vom Titantyp und ein Detergens enthält.
JP-A-62-70862 beschreibt einen magnetischen Toner, der magnetische Pulver umfaßt, die 50 bis 100 Gew.-% metallische Eisenteilchen, die auf der Oberfläche mit einem Silan und/oder einem Titan-Kupplungsmittel behandelt sind, enthalten.
JP-A-55-28019 beschreibt ein magnetisches Pulver, das mit einem Kupplungsmittel auf Titanbasis überzogen ist.
US-A-4 450 221 beschreibt einen magnetischen Toner, der Kernteilchen, die lyophile magnetische Teilchen und ein Harz mit einem niedrigen Erweichungspunkt umfassen, enthält.
Die vier vorstehenden Dokumente beschreiben weder Teilchen mit den Eigenschaften der Teilchen der vorliegenden Erfindung noch die Behandlung ähnlicher Teilchen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
JP-A-63-13935 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines feinen Pulvers eines magnetischen Eisenoxids für magnetische Aufzeichnungen, welches das Verdichtungsmahlen von pulverigem magnetischen Eisenoxid in Anwesenheit einer Phosphatesterverbindung umfasst.
„Powder, Theory and Application": Maruzen K. K. (25.12.1962) offenbart Verfahren zur Klassifizierung von Grobzerkleinerungsmaschinen.
JP-A-61-214227 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetbandes unter Einsatz eines magnetischen Beschichtungsgemisches, das magnetische Eisenoxidteilchen enthält, die uniaxial anisotropes Cobalt enthalten.
GB-A-2209842 offenbart einen magnetischen Toner, der kugelförmige magnetische Teilchen mit einer spezifizierten Dichte und Leinsamenölabsorption enthält.
JP-A-54-84731 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Toners, welches das Olephilisieren der Oberflächen von feinen magnetischen Teilchen, das Mischen der feinen magnetischen Teilchen mit einem Binderharz bildenden Material, das Bilden einer wässrigen Dispersion des Gemisches und das Durchführen einer Suspensionspolymerisation umfasst.
JP-A-1-251602 offenbart ein Verfahren zur Behandlung eines magnetischen Eisenoxidpulvers mit einem Dispergiermittel unter Einsatz einer Mahl/Mischer-Kollermühle.
JP-A-57-124404 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Eisenoxidpulvers, welches eine Nassreaktion zwischen einer Eisensalzlösung und einer Base umfasst.
An magnetischen Teilchen, die hervorragende Mischeigenschaften mit einem Harz aufweisen, besteht gegenwärtig ein starker Bedarf; bekannte magnetische Teilchen weisen jedoch eine schlechte Affinität zu Harzen auf. Bisher sind keine magnetischen Teilchen mit hervorragenden Mischeigenschaften mit einem Harz bereitgestellt worden.
Die Affinität von Teilchen zu einem Harz bedeutet in der vorliegenden Erfindung den Grad der Affinität der Oberflächen der magnetischen Teilchen zu einem Harz.
Als Index für die Dispergierbarkeit von magnetischen Teilchen in einem Harz wird im allgemeinen der Glanz der Oberflächen eines Harzformkörpers, der die magnetischen Teilchen enthält, gemessen, und wenn der Wert höher ist, wird die Dispergierbarkeit als besser angesehen.
Bei Messung des Glanzes eines Harzformkörpers, der mit bekannten magnetischen Teilchen hergestellt wurde, bei einem Einfallswinkel von 60° durch die vorliegenden Erfinder wiesen die meisten der Formkörper einen Wert von nicht weniger als 90% auf; bei Verringerung des Einfallswinkels auf 20°, so daß winzige Vorsprünge und Kerben auf den Oberflächen der Harzformkörper festgestellt werden konnten, sank der Glanz aller Formkörper auf nicht mehr als 90%.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung nahmen an, daß dieses Phänomen hervorgerufen wurde, da die bekannten magnetischen Teilchen in dem Harz in Form von Agglomeraten aufgrund der schlechten Affinität der einzelnen Teilchen zu dem Harz vorhanden waren und daß die magnetischen Teilchen, wenn die einzelnen Teilchen eine überlegene Affinität zu dem Harz aufweisen, hervorragende Mischeigenschaften mit dem Harz zeigen, so daß sie gleichmäßig in dem Harz dispergiert sind, was zu einer glatten Oberfläche des Harzformkörpers führt, wobei ein Glanz von nicht weniger als 90% selbst bei einem Einfallswinkel von 20° erzielt wird.
Es wird also angenommen, daß der Glanz, der bei einem Einfallswinkel von 20° gemessen wird, ein Index für die Affinität zu dem Harz ist und daß magnetische Teilchen in einem Formkörper mit einer Oberfläche, deren Glanz nicht weniger als 90% beträgt, Teilchen mit einer guten Affinität zu dem sind.
Als Ergebnis von Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung unternommen wurden, um magnetische Teilchen mit einer guten Affinität zu einem Harz zu erhalten, wurde festgestellt, daß durch Verkneten, Verreiben und Spatelbearbeitung von magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm aufweisen, mittels einer Radmühle oder einer Reibmühle, so daß die Teilchen aus einer Agglomeration freigesetzt werden, die erhaltenen magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 18 ml aufweisen und der Glanz der Oberfläche eines Harzformkörpers, der derartige magnetische Teilchen enthält, nicht weniger als 90% bei Messung bei einem Einfallswinkel von 20° beträgt. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieses Befundes gemacht.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
In einem ersten Aspekt der Erfindung werden magnetische Teilchen bereitgestellt, die sich für einen magnetischen Toner eignen, wobei die Teilchen Eisen als Hauptbestandteil enthalten und entweder:

(A) eine isotrope Gestalt, ein Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von nicht mehr als 1,5, einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 10 ml aufweisen und mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens beschichtet sind, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist; oder
(B) eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt, einen mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm, ein Achsenverhältnis von nicht mehr als 10 und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 18 ml aufweisen, wobei die Teilchen mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens beschichtet sind, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist;

(1) ein Styrol-Acrylharz und Xylol bei einem Harzgehalt: (Harz)/(Harz + Xylol) × 100 von 20 Gew.-% in einem Polyesterbehälter, der mit einer Abdeckung versehen ist, unter Verwendung einer Farbkonditioniervorrichtung gemischt werden, wobei eine Harzlösung erhalten wird;
(2) 10 g magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und auf einer elektronischen Waage abgewogen werden, in einen 100 ml fassenden Polyesterbehälter gegeben werden, wozu 50 ml der hergestellten Harzlösung tropfenweise unter Verwendung einer Burette gegeben werden, und das erhaltene Gemisch mit einem Glasstab gerührt wird;
(3) der Punkt, an dem der erste Tropfen in natürlicher Weise von dem Ende des Glasstabs als Folge davon, daß die erhaltene Paste in dem Polyesterbehälter einheitlich wird und deren Fluidität erhöht wird, abtropft, als der Endpunkt angesehen wird; und
(4) die Menge der Harzlösung, die verwendet wird, bis der Endpunkt festgestellt wird, die Flüssigkeitsabsorption ist.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von magnetischen Teilchen gemäß dem ersten Aspekt, die sich für einen magnetischen Toner eignen, bereitgestellt, wobei das Verfahren die Stufe des Verknetens, Verreibens und der Spatelbearbeitung der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm, wenn sie isotrop sind, und von 0,1 bis 3,0 μm, wenn sie nadelförmig oder spindelförmig sind, aufweisen, mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist, unter Einsatz einer Radmühle oder einer Reibmühle, so daß die Teilchen aus einer Agglomeration freigesetzt werden, umfaßt.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetischer Toner bereitgestellt, der magnetische Teilchen gemäß dem ersten Aspekt und ein aromatisches Vinylharz, ein Acrylharz oder ein Copolymer aus deren Monomeren enthält.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen werden wie folgt klassifiziert:

(A) Magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, haben eine isotrope Gestalt, ein Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von nicht mehr als 1,5, einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 10 ml, gemessen mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren, aufweisen und sind mit einer organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe beschichtet, die ein Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder ein Detergens ist, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist.
(B) Magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, haben eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt, einen mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm, ein Achsenverhältnis von nicht mehr als 10, vorzugsweise nicht mehr als 8, stärker bevorzugt 1,5 bis 7,0, und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 18 ml, vorzugsweise nicht mehr als 16 ml, gemessen mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren, aufweisen, wobei die Teilchen mit einer organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe beschichtet sind, die ein Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder ein Detergens ist, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist.

Man nimmt an, daß der Grund, warum die Flüssigkeitsabsorption der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen (A) und (B) klein ist, darin besteht, daß bei Verwendung einer Radmühle oder einer Reibmühle der Verknetungsschritt die organische Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe, die zwischen den magnetischen Teilchen vorliegt, auf die Oberflächen der magnetischen Teilchen preßt und die organische Verbindung durch die Spalten zwischen den Teilchen ausbreitet, so daß die organische Verbindung in engen Kontakt mit den Teilchenoberflächen gebracht wird, daß der Verreibungsschritt die Positionen der Teilchengruppen ändert, so daß die agglomerierten Teilchen in einen diskreten Zustand getrennt werden, während die organische Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe ausgebreitet wird, daß der Spatelbearbeitungsschritt die organische Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe, die auf den Oberflächen der Teilchen vorliegt, gleichmäßig mit einem Spatel ausbreitet und daß die Wiederholung dieser drei Schritte die magnetischen Teilchen aus der Agglomeration ohne erneute Agglomeration freisetzt und die Oberfläche der einzelnen Teilchen hochgradig hydrophob macht.
Wie in einem nachstehend erläuterten Vergleichsbeispiel gezeigt wird, führt die Verwendung eines Henschel-Mischers, der üblicherweise für die Oberflächenbehandlung von magnetischen Teilchen eingesetzt wird, nicht zu den vorstehend genannten Vorteilen der vorliegenden Erfindung, da ein Henschel-Mischer, bei dem es sich um einen Blattrührer handelt, nur über eine Rühr-Betriebsart verfügt.
Die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen (A) werden durch Verkneten von magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und eine isotrope Gestalt und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm aufweisen, mit einer organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe, Verkneten, Verreiben und Spatelbearbeitung der magnetischen Teilchen und der organischen Verbindung mit einer Radmühle oder einer Reibmühle, so daß die Oberflächen der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, mit der organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe beschichtet werden, erhalten.
Die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen (B) werden durch Verkneten von magnetischen Teilchen; die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt und einen mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm und ein Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von nicht mehr als 10 aufweisen, mit der organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe, Verkneten, Verreiben und Spatelbearbeitung der magnetischen Teilchen und der organischen Verbindung mit einer Radmühle oder einer Reibmühle, so daß die Oberflächen der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, mit der organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe beschichtet werden, erhalten.
Als magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, können Magnetit-Teilchen, Maghämit-Teilchen, Magnetic- und Maghämit-Teilchen, die von Eisen verschiedene Elemente, wie Zink und Mangan enthalten, sowie Ferrit-Teilchen vom Spinelltyp, die mindestens ein Element, das aus der aus Zink, Mangan und Nickel bestehenden Gruppe ausgewählt ist, enthalten, als Beispiele genannt werden.
Wenn magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,1 μm aufweisen, dann wird die magnetische Agglomeration der magnetischen Teilchen so groß, daß eine Dispersion der magnetischen Teilchen in einem Harz schwierig wird. Wenn andererseits der mittlere Teilchendurchmesser 3,0 μm übersteigt, dann wird die Verteilung der magnetischen Teilchen in einem Harz ungleichmäßig, so daß diese magnetischen Teilchen als magnetische Teilchen eines magnetischen Toners ungeeignet sind.
Im Fall der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen (A) beträgt der mittlere Teilchendurchmesser im Hinblick auf die Dispergierbarkeit und die gleichmäßige Verteilung der magnetischen Teilchen in einem Harz vorzugsweise 0,1 bis 0,5 μm. "Teilchen mit einer isotropen Gestalt" meint Teilchen, in denen das Verhältnis aus Hauptachsendurchmesser und Nebenachsendurchmesser nicht mehr als 1,5 und vorzugsweise 1,0 bis 1,3 beträgt, und dies umfaßt nicht nur kugelförmige, hexaedrische und oktaedrische Teilchen, sondern auch Teilchen ohne definierte Gestalt.
Im Fall der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen (B) werden im Hinblick auf die Dispergierbarkeit und die gleichmäßige Verteilung der magnetischen Teilchen in einem Harz ein mittlerer Hauptachsendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm und ein Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von nicht mehr als 8 und insbesondere von 1,5 bis 7,0 bevorzugt. "Teilchen mit nadelförmiger oder spindelförmiger Gestalt" umfassen nicht nur nadelförmige und spindelförmige Teilchen, sondern auch reisförmige und sphäroidale Teilchen.
Als eine organische Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe wird in der vorliegenden Erfindung ein Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder ein Allzweckdetergens oder dergl. verwendet.
Als Titanat-Kupplungsmittel mit einer hydrophoben Gruppe können Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltridodecylbenzolsulfonyltitanat, Isopropyl-tris-(dioctylpyrophosphat)-titanat, Bis-(dioctylpyrophosphat)-oxyacetattitanat, Bis-(dioctylpyrophosphat)-ethylentitanat und dergl. verwendet werden. Als Silan-Kupplungsmittel mit einer hydrophoben Gruppe können 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Chlorpropyltrimethoxysilan und dergl. verwendet werden.
Als Detergens können nicht-ionische Fettsäureester-Detergentien sowie Derivate von natürlichen Fetten und Ölen, wie Alkylamin, und dergl. verwendet werden.
Die Menge der organischen Verbindung mit einer hydrophoben Gruppe, die zugegeben wird, beträgt 0,1 bis 10,0 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteile und insbesondere 0,3 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile magnetische Teilchen.
Wenn die Menge weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, dann werden die magnetischen Teilchen in unzureichender Weise hydrophob gemacht.
Wenn die Menge 10,0 Gewichtsteile übersteigt, dann wird die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Teilchen verringert, da die Komponenten, die nicht zu einer Verstärkung der magnetischen Eigenschaften beitragen, zunehmen, so daß die magnetischen Teilchen dann ungeeignet als magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner sind.
In der vorliegenden Erfindung werden eine Radmühle oder eine Reibmühle verwendet. Als Radmühle werden ein Simpson-Mischkollergang ("Simpson mix muller"), eine Mehrfachmühle, eine Stotz-Mühle, eine Rückstrommühle und eine Eirich-Mühle verwendet. Ein Naßkollergang ("wet pan mill"), ein Melanger oder ein Wirbelmischer, die nur Verknetungs- und Spatelbearbeitungs-Betriebsarten aufweisen, jedoch keine Verreibungs-Betriebsart, sind nicht einsetzbar.
Erfindungsgemäßer magnetischer Toner umfaßt magnetische Teilchen und ein aromatisches Vinylharz und Acrylharz oder ein Copolymer aus deren Monomeren. Für das aromatische Vinylharz sind Styrolharz und Vinyltoluolharz Beispiele. Für das Acrylharz sind Acrylharz und Methacrylharz Beispiele. Für das Copolymer ist Styrol-Acrylharz ein Beispiel. In dem magnetischen Toner beträgt der Gehalt an erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen 20 bis 50 Gew.-%.
Da die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm, eine Sättigungsmagnetisierung von nicht weniger als 70 emu/g und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 18 ml aufweisen, weisen sie eine gute Affinität zu einem Harz, insbesondere einem aromatischen Vinylharz, einem Acrylharz oder einem Copolymer aus deren Monomeren auf, die allgemein für einen magnetischen Toner verwendet werden, und sie weisen hervorragende Mischeigenschaften mit diesen Harzen für einen magnetischen Toner auf. Die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen eignen sich also als magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erklärt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung nicht durch diese Beispiele beschränkt wird.
Die Gestalt der Teilchen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde durch ein Transmissionselektronenmikroskop und ein Rasterelektronenmikroskop beobachtet.
Die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Teilchen wurden unter Verwendung eines Magnetometers mit vibrierender Probe VSM-3S-15 (hergestellt von Toei Kogyo K. K.) unter Anwendung eines externen Magnetfelds von 10 KOe gemessen.
Der Glanz der Oberfläche eines Harzformkörpers wurde durch die Werte ausgedrückt, die bei Einfallswinkeln von 20° und 60° unter Verwendung eines digitalen Glanzmeßgeräts UGV-50 (hergestellt von Suga Shikenki K. K.) gemessen wurden.
Beispiel 1
10 kg kugelförmige Magnetit-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,23 μm, einer Sättigungsmagnetisierung von 84,3 emu/g und einer Koerzitivkraft von 52 Oe sowie 100 g Silan-Kupplungsmittel KBM-6000 (hergestellt von Shin-etsu Chemical Industry Co., Ltd.) wurden in einen Simpson-Mischkollergang (hergestellt von Matsumoto Chuzo Co., Ltd.) gegeben. Nach 1 Stunde Betrieb des Mischkollergangs waren die Oberflächen der kugelförmigen Magnetit-Teilchen mit dem Silan-Kupplungsmittel beschichtet.
Die auf diese Weise erhaltenen kugelförmigen Magnetit-Teilchen, die mit dem Silan-Kupplungsmittel beschichtet waren, wiesen eine Flüssigkeitsabsorption von 6,8 ml auf, und die Sättigungsmagnetisierung und Koerzitivkraft entsprachen ungefähr den entsprechenden Werten vor der Behandlung.
15 g der kugelförmigen Magnetit-Teilchen, die mit dem Silan-Kupplungsmittel beschichtet waren, und 35 g Styrol-Acrylharz Hymer TB-1000 (hergestellt von Sanyo Kasei Co., Ltd.), das bei einer Temperatur von 60°C getrocknet worden war, wurden bei einer Oberflächentemperatur von 130°C für 5 Minuten durch eine heiße Walze gekollert.
Das erhaltene gekollerte Produkt wurde zu einer Folie durch eine Heißpresse gepreßt, wobei ein folienartiger Harzformkörper erhalten wurde.
Der Glanz des folienartigen Harzformkörpers betrug 96,4% bei einem Einfallswinkel von 60° und 92,0% bei einem Einfallswinkel von 20°.
Beispiele 2 bis 5, Vergleichsbeispiele 1 und 2
Behandelte magnetische Teilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel I erhalten, mit der Ausnahme, daß die Art der magnetischen Teilchen, die behandelt wurden, die Art und die Menge der organischen Verbindung mit der hydrophoben Gruppe und die Art und die Betriebszeit der Maschine variiert wurden.
Die hauptsächlichen Herstellungsbedingungen und die Eigenschaften der behandelten magnetischen Teilchen sind in Tabelle 1 angegeben.
Referenzbeispiele 1 bis 3
Die Flüssigkeitsabsorption und der Glanz typischer Artikel, die kommerziell als magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner erhältlich sind, wurden gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Alle diese magnetischen Teilchen weisen eine große Flüssigkeitsadsorption und eine geringe Affinität zu einem Harz auf.
Referenzbeispiel 4
10 kg nadelförmige Magnetit-Teilchen mit einem mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,25 μm, einem Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von 2,2, einer Sättigungsmagnetisierung von 85,0 emu/g und einer Koerzitivkraft von 236 Oe wurden in einen Simpson-Mischkollergang (hergestellt von Matsumoto Chuzo Co., Ltd.) gegeben. Durch einen Betrieb des Mischkollergangs für 0,5 Stunden wurden die nadelförmigen Magnetit-Teilchen behandelt.
Die auf diese Weise erhaltenen nadelförmigen Magnetit-Teilchen wiesen eine Flüssigkeitsabsorption von 14,0 ml auf, und die Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft waren ungefähr gleich den entsprechenden Werten vor der Behandlung.
15 g der erhaltenen nadelförmigen Magnetit-Teilchen und 35 g eines Styrol-Acrylharzes Hymer TB-1000 (hergestellt von Sanyo Kasei Co., Ltd.), das bei einer Temperatur von 60°C getrocknet worden war, wurden bei einer Oberflächentemperatur von 130°C für 5 Minuten durch eine heiße Walze gekollert.
Das erhaltene gekollerte Produkt wurde zu einer Folie durch eine Heißpresse gepreßt, wobei ein folienartiger Harzformkörper erhalten wurde.
Der Glanz des folienartigen Harzformkörpers betrug 99,2% bei einem Einfallswinkel von 60° und 90,8% bei einem Einfallswinkel von 20°.
Referenzbeispiele 5 bis 7, Vergleichsbeispiele 3 und 4
Behandelte magnetische Teilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Art der magnetischen Teilchen, die behandelt wurden, sowie die Art und die Betriebszeit der Maschine variiert wurden.
Die hauptsächlichen Herstellungsbedingungen und die Eigenschaften der behandelten magnetischen Teilchen sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 6
10 kg nadelförmige Magnetit-Teilchen mit einem mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,5 μm, einem Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von 7, einer Sättigungsmagnetisierung von 84,2 emu/g und einer Koerzitivkraft von 349 Oe sowie 30 g Titanat-Kupplungsmittel Plenact TTS (hergestellt von Ajinomoto Co., Ltd.) wurden in einen Simpson-Mischkollergang (hergestellt von Matsumoto Chuzo Co., Ltd.) gegeben. Durch einen Betrieb des Mischkollergangs für 1 Stunde wurden die Oberflächen der nadelförmigen Magnetit-Teilchen mit dem Titanat-Kupplungsmittel beschichtet.
Die auf diese Weise erhaltenen nadelförmigen Magnetit-Teilchen, die mit dem Titanat-Kupplungsmittel beschichtet waren, wiesen eine Flüssigkeitsabsorption von 17,5 ml auf, und die Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft waren ungefähr gleich den entsprechenden Werten vor der Behandlung.
15 g der nadelförmigen Magnetit-Teilchen, die mit dem Titanat-Kupplungsmittel beschichtet waren, und 35 g eines Styrol-Acrylharzes Hymer TB-1000 (hergestellt von Sanyo Kasei Co., Ltd.), das bei einer Temperatur von 60°C getrocknet worden war, wurden bei einer Oberflächentemperatur von 130°C für 5 Minuten durch eine heiße Walze gekollert.
Das erhaltene gekollerte Produkt wurde zu einer Folie durch eine Heißpresse gepreßt, wobei ein folienartiger Harzformkörper erhalten wurde.
Der Glanz des folienartigen Harzformkörpers betrug 101,5% bei einem Einfallswinkel von 60° und 91,1% bei einem Einfallswinkel von 20°.
Beispiele 7 bis 12 und Vergleichsbeispiele 5 bis 7
Behandelte Magnetit-Teilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Art der magnetischen Teilchen, die behandelt wurden, die Art und die Menge der organischen Verbindung mit der hydrophoben Gruppe und die Art und die Betriebszeit der Maschine variiert wurden.
Die hauptsächlichen Herstellungsbedingungen und die Eigenschaften der behandelten magnetischen Teilchen sind in Tabelle 4 angegeben.
Referenzbeispiele 8 und 9
Die Flüssigkeitsabsorption und der Glanz typischer Artikel, die kommerziell als magnetische Teilchen für einen magnetischen Toner erhältlich sind, wurden gemäß der vorliegenden Erfindung gemessen; die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Alle diese magnetischen Teilchen wiesen eine große Flüssigkeitsabsorption und eine kleine Affinität zu einem Harz auf.

Claims

Magnetische Teilchen, die sich für einen magnetischen Toner eignen, wobei die Teilchen Eisen als Hauptbestandteil enthalten und entweder: (A) eine isotrope Gestalt, ein Achsenverhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) von nicht mehr als 1,5, einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 10 ml aufweisen und mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens beschichtet sind, das unter nichtionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist; oder (B) eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt, einen mittleren Hauptachsendurchmesser von 0,1 bis 3,0 μm, ein Achsenverhältnis von nicht mehr als 10 und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 18 ml aufweisen, wobei die Teilchen mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens beschichtet sind, das unter nicht-ionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist; wobei die Flüssigkeitsabsorption nach einem Verfahren gemessen wird, bei dem (1) ein Styrol-Acrylharz und Xylol bei einem Harzgehalt: (Harz)/(Harz + Xylol) × 100 von 20 Gew.-% in einem Polyesterbehälter, der mit einer Abdeckung versehen ist, unter Verwendung einer Farbkonditioniervorrichtung gemischt werden, wobei eine Harzlösung erhalten wird; (2) 10 g magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und auf einer elektronischen Waage abgewogen werden, in einen 100 ml fassenden Polyesterbehälter gegeben werden, wozu 50 ml der hergestellten Harzlösung tropfenweise unter Verwendung einer Burette gegeben werden, und das erhaltene Gemisch mit einem Glasstab gerührt wird; (3) der Punkt, an dem der erste Tropfen in natürlicher Weise von dem Ende des Glasstabs als Folge davon, daß die erhaltene Paste in dem Polyesterbehälter einheitlich wird und deren Fluidität erhöht wird, abtropft, als der Endpunkt angesehen wird; und (4) die Menge der Harzlösung, die verwendet wird, bis der Endpunkt festgestellt wird, die Flüssigkeitsabsorption ist.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1, die eine isotrope Gestalt und einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 0,5 μm aufweisen.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1, die eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 14 ml aufweisen.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1, die eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt und ein Achsenverhältnis von nicht mehr als 8 aufweisen.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1 oder 4, die eine nadelförmige oder spindelförmige Gestalt und eine Flüssigkeitsabsorption von nicht mehr als 16 ml aufweisen.
Verfahren zur Herstellung magnetischer Teilchen gemäß der Definition in Anspruch 1, die sich für einen magnetischen Toner eignen, wobei das Verfahren die Stufe des Verknetens, Verreibens und der Spatelbearbeitung der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten und einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 1,0 μm, wenn sie isotrop sind, und von 0,1 bis 3,0 μm, wenn sie nadelförmig oder spindelförmig sind, aufweisen, mit einem Titanat- oder Silan-Kupplungsmittel oder einem Detergens, das unter nichtionischen Fettsäureester-Detergentien und Derivaten von natürlichen Fetten und Ölen ausgewählt ist, unter Einsatz einer Radmühle oder einer Reibmühle, so daß die Teilchen aus einer Agglomeration freigesetzt werden, umfaßt.
Magnetischer Toner, der magnetische Teilchen, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht werden, und ein aromatisches Vinylharz, ein Acrylharz oder ein Copolymer aus deren Monomeren enthält.
Harzformkörper, der magnetische Teilchen enthält, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht werden, und einen Glanzwert von 90% bei einem Einfallswinkel von 20° aufweist.
Harzformkörper nach Anspruch 8 in Folienform.