DE102005041596B4

DE102005041596B4 - Toner und Verfahren für die elektrostatische Bildentwicklung

Info

Publication number: DE102005041596B4
Application number: DE102005041596.2A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hidaka
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: CN100527003C; DE102005041596A1; US20060046176A1; CN1743967A

Abstract

Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend:ein Harzbindemittel, umfassend einen Polyester mit einem Erweichungspunkt von 125 bis 160°C, wobei das Harzbindemittel keinen kristallinen Polyester umfasst;ein Trennmittel, welches ein Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 70 bis 90°C und einer Penetration bei 25°C von 4 bis 10 enthält, wobei n-(Normal-)Paraffin in einer Menge von 82 bis 92 Gew.-% des Paraffinwachses enthalten ist; undeinen farbgebenden Stoff.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, welcher zum Beispiel für die Entwicklung eines latenten Bildes verwendet wird, das bei der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen gebildet wurde.
Mit dem Trend zu niedrigem elektrischen Energiebedarf und Miniaturisierung von Vollfarbendruckern wurde ein Bedarf für ein ölfreies Fixieren eines Vollfarbentoners zunehmend größer. Um das ölfreie Fixieren beim Wärme- und Druckfixieren durchzuführen, ist eine Technik bekannt, bei welcher ein Toner ein Trennmittel mit niedrigem Schmelzpunkt enthält. Um jedoch bei dieser Technik zufriedenstellende Wirkungen zu erhalten, ist es notwendig, dass der Toner eine große Menge des Trennmittels enthält. Als ein Ergebnis werden in einigen Fällen verschiedene Probleme verursacht, welche durch die Verwendung einer großen Menge des Trennmittels verursacht werden, und eine Technik zur Untersuchung der Eigenschaften des Trennmittels wurde vorgeschlagen.
JP 3 127 323 B2 offenbart einen Toner, welcher ein Wachs mit einer spezifizierten Molekulargewichtsverteilung und zwei Arten von spezifizierten anorganischen Teilchen enthält, wobei der Toner eine ausgezeichnete Reinigungsfähigkeit aufweist. Filmbildung oder Schmelzadhäsion davon wird nicht erzeugt, so dass das Abschälen des Photowiderstandes verhindert wird. Der Toner weist ein(e) ausgezeichnete(s) Haltbarkeit und Entwicklungsvermögen auf.
JP H07-287413 A offenbart einen Toner, welcher ein Paraffinwachs mit einem endothermen Peak innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs aufweist, wie durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bestimmt, wobei der Toner eine ausgezeichnete Fixierfestigkeit, sogar bei einer niedrigen Fixiertemperatur, aufweist.
JP 2000-321815 A offenbart einen Toner, welcher ein Wachs enthält, wobei das Wachs 92 Masse-% oder mehr n-Paraffin enthält und wobei das Wachs eine Peakspitze des maximalen endothermen Peaks, wie durch DSC bestimmt, innerhalb eines spezifizierten Temperaturbereichs aufweist, wobei der Toner ein(e) ausgezeichnete(s) Fixiervermögen, Lagerstabilität, Fluidität und Schmelzadhäsionsfestigkeit aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, enthaltend:

ein Harzbindemittel, welches einen Polyester mit einem Erweichungspunkt von 125 bis 160°C enthält;
ein Trennmittel, welches ein Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 70 bis 90°C und einer Penetration bei 25°C von 4 bis 10 enthält, wobei n-(Normal-)Paraffin in einer Menge von 82 bis 92 Gew.-% des Paraffinwachses enthalten ist; und
einen farbgebenden Stoff.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung mit einem großen Temperaturbereich, in welchem Fixieren möglich ist, und einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Filmbildung, sogar wenn der Toner für einen Apparat zum Bilden von Bildern, bei dem die Fixierung ölfrei erfolgt, verwendet wird.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung hat ausgezeichnete Wirkungen in dem Sinne, dass der Toner einen großen Temperaturbereich aufweist, in welchem Fixieren möglich ist, und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Filmbildung aufweist, sogar wenn der Toner für einen Apparat zum Bilden von Bildern, bei dem die Fixierung ölfrei erfolgt, verwendet wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung ersichtlich.
Der Polyester weist die Merkmale von ausgezeichneter Transparenz und Haltbarkeit als ein Harzbindemittel auf. Deshalb versuchten die Erfinder einen Toner mit einem/einer stärker verbesserten ölfreien Fixiervermögen und Beständigkeit gegen Filmbildung durch Untersuchen der Kombination eines Polyesters mit einem spezifizierten Trennmittel zu entwickeln.
Um das Fixiervermögen des Toners, welcher den Polyester enthält, zu verbessern, wurde ein Esterwachs wie Carnaubawachs wegen seiner ausgezeichneten Dispergierfähigkeit in dem Polyester und der ausgezeichneten Haltbarkeit verwendet. Jedoch gibt es einige Fälle, wo es schwierig ist, den Temperaturbereich, in welchem Fixieren möglich ist, zu erweitern, da das Esterwachs in dem Polyester zu gut dispergiert ist, so dass es aufgrund von übermäßiger Dispersion wenig wahrscheinlich ist, dass das Esterwachs während dem Fixieren auf der Oberfläche exponiert vorliegt. Zusätzlich besteht die Wahrscheinlichkeit, dass eine große Menge des Esterwachses in dem Toner enthalten sein muss, um ein zufriedenstellendes ölfreies Fixiervermögen zu erhalten. Abgesehen von seiner übermäßigen Dispersion wird die Tatsache, dass das Wachs selbst starr ist, als einer der verursachenden Faktoren davon angesehen.
Auf der anderen Seite weist bei einem auf Kohlenwasserstoff basierenden Wachs, wie einem synthetischen auf Kohlenwasserstoff basierenden Wachs oder einem Petroleumwachs, bei welchem es wenig wahrscheinlich ist, dass es in dem Polyester dispergiert vorliegt, das Wachs im Allgemeinen eine zu große Teilchengröße von dispergierten Teilchen in dem Toner auf, so dass das Wachs wesentliche Wirkungen beim Fixiervermögen ergibt, aber eine schlechte Stabilität mit der Zeit während Haltbarkeitsdrucken aufweist, so dass es sehr schwierig ist, einen Toner zu verwenden, welcher einen Polyester als ein Harzbindemittel enthält. Man nimmt an, dass neben der Teilchengröße der dispergierten Teilchen einer der Faktoren für die ungünstige Stabilität mit der Zeit durch ein weiches Wachs selbst verursacht wird.
Deshalb wurden Untersuchungen mit einer Betonung auf dem passenden Dispergiervermögen (Affinität) des Trennmittel in (zum) Polyester und der Starrheit des Trennmittels durchgeführt. Insbesondere wurden die Untersuchungen über die Haltbarkeit mit einer Betonung auf einem auf Kohlenwasserstoff basierendem Wachs im Hinblick auf das Fixiervermögen durchgeführt. Als ein Ergebnis wird durch Kombinieren eines Paraffinwachses mit einem/einer spezifizierten Schmelzpunkt und Penetration, welches n-Paraffin in einer spezifizierten Menge enthält, mit einem Polyester ein Wachs mit einer geeigneten Starrheit ausgezeichnet in dem Harz dispergiert, so dass das Fixiervermögen und die Beständigkeit gegen Filmbildung eines Toners, welcher den Polyester mit einem spezifizierten Erweichungspunkt als ein Harzbindemittel enthält, verbessert werden können.
Im Hinblick auf eine Verbesserung des Dispergiervermögens des nachstehend beschriebenen n-Paraffinwachses und eine Verbesserung der Haltbarkeit enthält in der vorliegenden Erfindung das Harzbindemittel einen Polyester mit einem spezifizierten Erweichungspunkt. Der Polyester weist einen Erweichungspunkt von 125 bis 160°C, bevorzugt von 130 bis 160°C, stärker bevorzugt von 135 bis 150°C auf. Der Erweichungspunkt ist 125°C oder höher, um die Verschlechterung der Knetfestigkeit während dem Kneten und die Erniedrigung der Dispersion des Wachses in dem Toner zu verhindern, und im Hinblick auf das Fixiervermögen ist der Erweichungspunkt 160°C oder niedriger.
Der wie vorstehend erwähnte Polyester mit dem spezifizierten Erweichungspunkt ist in dem Harzbindemittel in einer Menge von bevorzugt 50 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 80 bis 100 Gew.-%, noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% enthalten. Hier kann das Harzbindemittel zusätzlich ein Harz wie ein Styrol-Acryl-Harz, ein Epoxyharz, ein Polycarbonat oder ein Polyurethan; oder einen Polyester, welcher unterschiedlich zu dem wie vorstehend erwähnten Polyester mit dem spezifizierten Erweichungspunkt ist, enthalten.
Als die Rohmaterialmonomere für den Polyester können eine bekannte zweiwertige oder höher mehrwertige Alkoholkomponente und eine bekannte Carbonsäurekomponente, welche Dicarbon- oder höhere Polycarbonsäuren enthält, Säureanhydride davon und Ester davon erwähnt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Alkoholkomponente eine durch die Formel (I) dargestellte Verbindung enthält:
wobei R ein Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen ist und x und y positive Zahlen darstellen, wobei eine Summe von x und y 1 bis 16, bevorzugt 1,5 bis 5,0 ist.
Die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung schließt Alkylen(2 bis 3 Kohlenstoffatome)oxid(mittlere Molanzahl: 1 bis 16)-Addukte von Bisphenol A wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und dergleichen ein. Zusätzlich schließt eine andere Alkoholkomponente Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycerol, Pentaerythritol, Trimethylolpropan, hydriertes Bisphenol A, Sorbit, Alkylen(2 bis 4 Kohlenstoffatome)oxid(mittlere Molanzahl: 1 bis 16)-Addukte davon und dergleichen ein.
Die durch die Formel (I) dargestellte Verbindung ist in einer Menge von bevorzugt 5 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 50 Mol-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 100 Mol-% der Alkoholkomponente enthalten.
Zusätzlich schließt die Carbonsäurekomponente Dicarbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, eine substituierte Bernsteinsäure, deren Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, wie Dodecenylbernsteinsäure oder Octylbernsteinsäure; und Tricarbon- oder höhere Polycarbonsäuren wie 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellithsäure) und Pyromellithsäure; Säureanhydride davon, Alkyl(1 bis 3 Kohlenstoffatome)ester davon und dergleichen ein.
Der Polyester kann zum Beispiel durch Polykondensation der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente oder dergleichen bei einer Temperatur von 180 bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, falls gewünscht, hergestellt werden. Der Polyester mit dem gewünschten Erweichungspunkt kann durch Anpassen der Reaktionszeit, der Reaktionstemperatur und dergleichen während der Herstellung erhalten werden.
Es ist bevorzugt, dass der Polyester eine Säurezahl von 1 bis 40 mg KOH/g, einen Hydroxylwert von 3 bis 60 mg KOH/g beziehungsweise eine Glasübergangstemperatur von 50 bis 75°C aufweist.
Das Trennmittel in der vorliegenden Erfindung ist ein Trennmittel, welches ein Paraffinwachs mit einem/einer spezifizierten Schmelzpunkt und Penetration enthält und welches n-Paraffin in einer spezifizierten Menge enthält. In der vorliegenden Erfindung betrifft das Paraffinwachs ein Paraffinwachs wie es in JIS K2235 vorgeschrieben wird. Zusätzlich kann das Paraffinwachs aus Kohlen oder Petroleum als Rohmaterialien erhalten werden, und in der vorliegenden Erfindung ist im Hinblick auf das Fixiervermögen ein Paraffinwachs bevorzugt, welches durch Reinigen eines Petroleums erhalten wird. Das Paraffinwachs, welches durch Reinigen eines Petroleums erhalten wird, schließt zum Beispiel gereinigtes Paraffinwachs mit hoher Reinheit, welches erhalten wird, indem ein aus Petroleum extrahiertes Petroleumwachs weiter getrennt und mit einem durch Vakuumdestillation destillierten Öl gereinigt wird, wobei das Verhältnis von linearen Kohlenwasserstoffen erhöht wird, ein. Zusätzlich schließt das Paraffinwachs, welches Kohle als ein Rohmaterial verwendet, Fischer-Tropsch-Wachs ein, welches durch Hydrieren einer destillierten Komponente erhalten wird, die als ein Nebenprodukt bei der Herstellung des synthetischen Petroleums gemäß dem Fischer-Tropsch-Verfahren erhalten wird, wobei ungesättigte Kohlenwasserstoffe und Sauerstoffverbindungen entfernt werden.
Das Paraffinwachs weist einen Schmelzpunkt von 70 bis 90°C, bevorzugt von 72 bis 85°C, stärker bevorzugt von 75 bis 80°C auf. Im Hinblick auf die Lagerstabilität und die Haltbarkeit ist der Schmelzpunkt 70°C oder höher und im Hinblick auf das Fixiervermögen ist der Schmelzpunkt 90°C oder niedriger.
Das Paraffinwachs weist bei 25°C eine Penetration von 4 bis 10, bevorzugt von 5 bis 8, stärker bevorzugt von 6 bis 7 auf. Die Penetration ist 4 oder höher, um die Erniedrigung der Haltbarkeit aufgrund einer Erniedrigung des Dispergiervermögens in dem Harz zu verhindern, und die Penetration ist 10 oder niedriger, um die Erniedrigung der Haltbarkeit, weil das Wachs zu weich ist, zu verhindern. Hier wird die Penetration gemäß dem Verfahren wie in JIS K2235, 5.4 vorgeschrieben bestimmt.
Das n-Paraffin ist in einer Menge von 82 bis 92 Gew.-%, bevorzugt von 84 bis 91 Gew.-%, stärker bevorzugt von 86 bis 90 Gew.-%, in dem Paraffinwachs enthalten, um die Erniedrigung der Haltbarkeit aufgrund der Erniedrigung des Dispergiervermögens in dem Harz zu verhindern. Hier wird die Menge des n-Paraffins in dem Paraffinwachs durch quantitative Analyse gemäß Gaschromatographie bestimmt. Das n-Paraffin ist in einer Menge von 92 Gew.-% oder weniger enthalten, um die Erniedrigung des Dispergiervermögens in dem Polyester aufgrund der Kristallinität des Wachses zu verhindern und das n-Paraffin ist in einer Menge von 82 Gew.-% oder mehr enthalten, um die Erniedrigung des Dispergiervermögens, welche durch Verunreinigungen verursacht wird, zu verhindern.
Im Hinblick auf das Fixiervermögen ist es bevorzugt, dass das Paraffinwachs in einer endothermen Kurve, die durch DSC erhalten wird, einen endothermen Peak aufweist, der Schmelzen zugeschrieben wird. Zusätzlich beträgt das Verhältnis der endothermen Peaktemperatur (Tp) zur Schultertemperatur bei Beginn des Schmelzens (Ts), d.h. Tp/Ts, bevorzugt 1,1 bis 1,3, stärker bevorzugt 1,0 bis 1,2. Je stärker sich das Verhältnis der endothermen Peaktemperatur zur Schultertemperatur bei Beginn des Schmelzens 1 annähert, desto enger ist die Verteilung der Molekularverteilung, die das Wachs aufweist, so dass sich die Verteilung einer Monoverteilung annähert.
Im Hinblick auf das Ausüben der Wirkungen der vorliegenden Erfindung, sogar mit einer kleinen Menge des Paraffinwachses, und im Hinblick auf die Haltbarkeit ist das Paraffinwachs in einer Menge von bevorzugt 0,5 bis 4 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Ferner ist es im Hinblick auf das Fixiervermögen stärker bevorzugt, dass das Trennmittel ein Esterwachs zusätzlich zum Paraffinwachs enthält.
Das Esterwachs schließt ein Wachs ein, welches als eine Hauptkomponente einen Fettsäureester wie Montanesterwachs oder Castorwachs, ein Wachs, welches durch teilweises oder vollständiges Deoxidieren eines Fettsäureesters erhalten wird, wie Carnaubawachs und dergleichen enthält. Unter diesen ist Carnaubawachs bevorzugt.
Das Esterwachs ist in einer Menge von bevorzugt 0,5 bis 4 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Das Gewichtsverhältnis des Paraffinwachses zum Esterwachs (Paraffinwachs/Esterwachs) beträgt bevorzugt 99/1 bis 30/70, stärker bevorzugt 90/10 bis 40/60. Zusätzlich beträgt der Gesamtgehalt des Paraffinwachses und des Esterwachses bevorzugt 50 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 70 bis 100 Gew.-%, noch stärker bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%, des Trennmittels.
Ferner kann ein Wachs, welches unterschiedlich zu dem Paraffinwachs und dem Esterwachs ist, als ein Trennmittel enthalten sein. Der Gesamtgehalt des Trennmittels in dem Toner beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 1 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels.
Als der farbgebende Stoff in der vorliegenden Erfindung können alle die Farbstoffe und Pigmente verwendet werden, welche als farbgebende Stoffe für einen Toner verwendet werden, und der farbgebende Stoff schließt Ruße, Phthalocyanine Blue, Permanent Brown FG, Brilliant Fast Scarlet, Pigment Green B, Rhodamine-B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Chinacridon, Carmine 6B, Disazogelb und dergleichen ein. Diese farbgebenden Stoffe können alleine oder im Gemisch von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Der erfindungsgemäße Toner kann als schwarzer Toner, Farbtoner oder Vollfarbentoner verwendet werden. Da der erfindungsgemäße Toner eine ausgezeichnete Transparenz aufweist, kann der Toner geeigneterweise als ein Farbtoner verwendet werden. Der farbgebende Stoff ist in einer Menge von bevorzugt 1 bis 40 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Ferner kann der erfindungsgemäße Toner geeigneterweise ein Additiv wie ein Mittel zur Ladungskontrolle, ein Mittel zur Verbesserung der Fluidität, ein Mittel zur Modifizierung der elektrischen Leitfähigkeit, ein Streckmittel, einen Verstärkungsfüllstoff wie eine faserige Substanz, ein Antioxidationsmittel, ein Mittel gegen Alterung oder ein Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit enthalten. Es ist bevorzugt, dass diese Additive in dem Toner zusammen mit dem Harzbindemittel, dem Trennmittel und dem farbgebenden Stoff enthalten sind.
Das Mittel zur Ladungskontrolle schließt positiv aufladbare Mittel zur Ladungskontrolle wie Nigrosin-Farbstoffe, auf Triphenylmethan basierende Farbstoffe, welche ein tertiäres Amin als eine Seitenkette enthalten, quartäre Ammoniumsalzverbindungen, Polyaminharze und Imidazolderivate und negativ aufladbare Mittel zur Ladungskontrolle wie Metall enthaltende Azofarbstoffe, Kupfer-Phthalocyanin-Farbstoffe, Metallkomplexe von Alkylderivaten von Salicylsäure und Borkomplexe von Benzilsäure ein. Das Mittel zur Ladungskontrolle ist in einer Menge von bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 0,5 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Das Verfahren zur Herstellung eines Toners für die elektrostatische Bildentwicklung kann jedwedes von herkömmlich bekannten Verfahren wie ein Knetpulverisierungsverfahren, ein Emulsionsphaseninversionsverfahren und ein Polymerisationsverfahren sein. Unter diesen ist das Knetpulverisierungsverfahren, welches den Schritt von Schmelzen und Kneten von Rohmaterialien einschließt, bevorzugt, da das Wachs, sogar in einer kleinen Menge, ausreichend in dem Harzbindemittel dispergiert werden kann und die Herstellung des Toners erleichtert wird. Zum Beispiel kann bei einem Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß dem Knetpulverisierungsverfahren der Toner zum Beispiel hergestellt werden durch homogenes Mischen eines Harzbindemittels, eines Trennmittels, eines farbgebenden Stoffes und zusätzlichen Additiven, falls gewünscht, in einer Mischvorrichtung wie einer Henschel-Mischvorrichtung oder einer Kugelmühle, danach Schmelzkneten mit einer geschlossenen Knetvorrichtung, einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder oder dergleichen, Kühlen des Produkts, grobes Pulverisieren mit einer Hammermühle, feines Pulverisieren mit einer Vorrichtung zur Feinpulverisierung unter Verwendung eines Jetstrahls oder dergleichen oder einer mechanischen Pulverisiervorrichtung und Klassieren des Produkts auf eine gewünschte Teilchengröße mit einer Klassiervorrichtung unter Verwendung eines Kreiselstroms („gyratory stream“) oder einer Klassiervorrichtung unter Verwendung eines Coanda-Effekts hergestellt werden. Die volumengemittelte Teilchengröße (D₅₀) des Toners beträgt bevorzugt 3 bis 15 µm, stärker bevorzugt 5 bis 10 µm. Die Teilchen mit Teilchengrößen von 5 µm oder kleiner sind in einer Menge von bevorzugt 8 Vol.-% oder niedriger, stärker bevorzugt 5 Vol.-% oder niedriger, im Toner enthalten.
Der erfindungsgemäße Toner kann einer externen Zugabebehandlung auf seiner Oberfläche mit einem externen Additiv wie feinen anorganischen Teilchen von Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder dergleichen oder feinen organischen Teilchen wie feinen Harzteilchen unterzogen werden.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann in einem Verfahren zur Bildung von fixierten Bildern gemäß einem ölfreien Fixierverfahren verwendet werden, so dass ein Fixieren in einem großen Temperaturbereich durchgeführt werden kann, und er kann eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Filmbildung aufweisen, sogar wenn der Toner in einem Apparat zum Fixieren von Bildern, bei dem die Fixierung ölfrei erfolgt, verwendet wird. Hier schließt der Apparat zum Fixieren von Bildern, bei dem die Fixierung ölfrei erfolgt, einen Apparat, welcher eine Fixierapparatur mit warmer Walze, die nicht mit einer Öl zuführenden Vorrichtung ausgestattet ist, enthält, und dergleichen ein. Die Öl zuführende Vorrichtung umfasst eine Vorrichtung mit einem Öltank und einen Mechanismus, in welchem ein Öl in einer gegebenen Menge auf die Oberfläche der warmen Walze aufgebracht wird, und eine Vorrichtung mit einem Mechanismus, so dass eine Walze, welche vorher in ein Öl getaucht wurde, mit einer warmen Walze in Kontakt kommt, und dergleichen.
Der erfindungsgemäße Toner kann in jedweden Entwicklungsverfahren wie Kontakt-Entwicklung, kontaktfreie Entwicklung und reinigerfreie Entwicklung verwendet werden. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Toner alleine als ein Entwickler, in dem Fall, wo feines magnetisches Pulvermaterial enthalten ist, oder als ein nicht-magnetischer Monokomponentenentwickler oder als ein Zweikomponentenentwickler durch Mischen des Toners mit einem Träger, in dem Fall, wo feines magnetisches Pulvermaterial nicht enthalten ist, verwendet werden. Insbesondere wenn der Toner als ein Toner für nicht-magnetische Monokomponentenentwicklung verwendet wird, bei welcher die Beschickung des Toners hoch ist, können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung deutlicher gezeigt werden.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele beschreiben ferner erfindungsgemäße Ausführungsformen und stellen solche dar. Die Beispiele sind nur für die Zwecke von Veranschaulichung gegeben und sollen nicht als Einschränkungen der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.
Erweichungspunkt des Harzes
Der Erweichungspunkt betrifft eine Temperatur, welche der Hälfte der Höhe (h) der S-förmigen Kurve entspricht, die die Beziehung zwischen der Abwärtsbewegung eines Stempels und der Temperatur zeigt, nämlich eine Temperatur, bei welcher die Hälfte des Harzes ausfließt, wenn unter Verwendung einer Fließtestvorrichtung (CAPILLARY RHEOMETER „CFT-500D“, kommerziell erhältlich von Shimadzu Corporation) gemessen wird, in welcher eine Probe von 1 g durch eine Düse mit einer Düsenöffhungsgröße von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird, während die Probe erwärmt wird, wobei die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 6°C/min erhöht wird, und eine Beladung von 1,96 MPa mit dem Stempel darauf aufgebracht wird.
Säurezahl und Hydroxylzahl des Harzes
Die Säurezahl oder die Hydroxylzahl werden durch ein Verfahren gemäß JIS K 0070 bestimmt.
Glasübergangstemperatur des Harzes
Die Glasübergangstemperatur wird unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters („DSC 210“, kommerziell erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) durch Erhöhen der Temperatur auf 200°C und dann Kühlen der warmen Probe auf 0°C mit einer Kühlgeschwindigkeit von 10°C/min und danach Messen der Probe, während die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min erhöht wird, bestimmt. Die Glasübergangstemperatur ist die Temperatur eines Schnittpunkts der Verlängerung der Basislinie von gleich oder niedriger der Temperatur des maximalen endothermen Peaks und der Tangente, welche die maximale Steigung zwischen dem Anfang des Peaks und der Spitze des Peaks zeigt.
Schmelzpunkt und Schultertemperatur des Wachses
Die Temperatur des maximalen endothermen Peaks der Schmelzwärme durch Erhöhen der Temperatur von 0 auf 200°C unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters („DSC 210“, kommerziell erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) ist als ein Schmelzpunkt definiert. Zusätzlich ist die Temperatur eines Schnittpunkts der Verlängerung der Basislinie von gleich oder niedriger der Temperatur des maximalen endothermen Peaks und der Tangente, welche die maximale Steigung zwischen dem Anfang des Peaks und der Spitze des Peaks zeigt, als eine Schultertemperatur definiert. Wenn mehrere Peaks beobachtet werden, wird die Schultertemperatur von einem Peak auf der Seite der niedrigsten Temperatur erhalten.
Penetration des Wachses
Die Penetration wird durch ein Verfahren gemäß JIS K 2235, 5.4 bestimmt.
Harzherstellungsbeispiel 1
1890 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 760 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 700 g Terephthalsäure, 220 g Trimellithsäure, 240 g Dodecenylbernsteinsäure und 10 g Dibutylzinnoxid wurden durch Rühren zusammengemischt, und die Komponenten wurden bei 230°C in einer Stickstoffatmosphäre bis zu einem Punkt, wo der Erweichungspunkt 140°C erreichte, umgesetzt, wobei ein Harz A erhalten wurde. Das Harz A wies eine Glasübergangstemperatur von 61°C, eine Säurezahl von 6,8 mg KOH/g und eine Hydroxylzahl von 36,3 mg KOH/g auf.
Harzherstellungsbeispiel 2
1760 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 700 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 700 g Terephthalsäure, 220 g Trimellithsäure, 240 g Dodecenylbernsteinsäure und 10 g Dibutylzinnoxid wurden durch Rühren zusammengemischt, und die Komponenten wurden bei 230°C in einer Stickstoffatmosphäre bis zu einem Punkt, wo der Erweichungspunkt 116°C erreichte, umgesetzt, wobei ein Harz B erhalten wurde. Das Harz B wies eine Glasübergangstemperatur von 62°C, eine Säurezahl von 10,8 mg KOH/g und eine Hydroxylzahl von 18,6 mg KOH/g auf.
Harzherstellungsbeispiel 3
2450 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 980 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 940 g Terephthalsäure, 310 g Trimellithsäure, 300 g Dodecenylbernsteinsäure und 10 g Dibutylzinnoxid wurden durch Rühren zusammengemischt, und die Komponenten wurden bei 230°C in einer Stickstoffatmosphäre bis zu einem Punkt, wo der Erweichungspunkt 128°C erreichte, umgesetzt, wobei ein Harz C erhalten wurde. Das Harz C wies eine Glasübergangstemperatur von 61°C, eine Säurezahl von 5,3 mg KOH/g und eine Hydroxylzahl von 40,5 mg KOH/g auf.
Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Materialien, welche ein Harzbindemittel, ein Trennmittel und ein Mittel zur Ladungskontrolle, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, und 5,0 Gewichtsteile eines Rußes „Mogul-L“ (kommerziell erhältlich von Cabot Corporation) enthielten, wurden mit einer Henschel-Mischvorrichtung vorher gemischt. Danach wurde das Gemisch mit einem Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet und mit einer Mühle vom Stoß-Typ und einer Dispersionstrennvorrichtung pulverisiert und klassiert, wobei ein negativ aufladbarer Toner erhalten wurde.
Weiter wurden 1 Gewichtsteil eines hydrophoben Siliciumoxids „NAX-50“ (kommerziell erhältlich von Nippon Aerosil, Teilchengröße: etwa 30 nm) und 0,5 Gewichtsteile eines hydrophoben Siliciumoxids „RX-300“ (kommerziell erhältlich von Nippon Aerosil, Teilchengröße: etwa 8 nm) zu 100 Gewichtsteilen des resultierenden Toners gegeben, und das Gemisch wurde mit einer Henschel-Mischvorrichtung gemischt, wobei ein Toner, welcher einer externen Zugabebehandlung unterzogen worden war, erhalten wurde.
Beispiel 7
Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 wurden durchgeführt, außer, dass 5,0 Gewichtsteile eines Cyanpigments „ECB-301“ (kommerziell erhältlich von DAINICHISEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO., LTD.) anstelle des Rußes verwendet wurden, um einen Toner zu erhalten.
Testbeispiel 1: Fixiervermögen
Ein Toner wurde in einen modifizierten Apparat gegeben, und das Ausmaß der Toneradhäsion auf Papier wurde bestimmt, während eine Vorspannung („bias voltage“) verändert wurde. Bilder wurden gemäß einem ölfreien Fixierverfahren unter Verwendung einer externen Fixiervorrichtung, bei welchem die Fixiervorrichtung einer nicht-magnetischen Monokomponentenentwicklervorrichtung „MICROLINE 3050c“ (Handelsname, kommerziell erhältlich von Oki Data Corporation) modifiziert wurde, fixiert, wobei die Fixiertemperatur von 100 auf 200°C in Schritten von 5°C erhöht wurde.
Die Erzeugung des Offsets wurde visuell beobachtet. Auch wurde ein Fixierverhältnis durch Anhaften eines Cellophan-Klebestreifens auf den fixierten Bildern, welche bei jeder Fixiertemperatur erhalten wurden, Passieren der mit Streifen versehenen fixierten Bilder durch eine Fixiervorrichtung bei 40°C, Abziehen des Streifens und Erhalten eines Verhältnisses von Bilddichten von vor dem Anhaften und nach dem Abziehen (nach dem Abziehen des Streifens/vor dem Anhaften des Streifens × 100) erhalten. Der Temperaturbereich, in welchem das Fixierverhältnis 80 % oder höher ist und kein Offset erzeugt wird, wird als ein Bereich, in welchem Fixieren möglich ist, definiert. Das Fixiervermögen wurde gemäß den folgenden Bewertungskriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Bewertungskriterien

⊚ : Der Bereich, in welchem Fixieren möglich ist, ist 70°C oder höher.
◯ : Der Bereich, in welchem Fixieren möglich ist, ist 40°C oder höher und niedriger als 70°C.
× : Der Bereich, in welchem Fixieren möglich ist, ist niedriger als 40°C.

Testbeispiel 2: Beständigkeit gegen Filmbildung
Ein Toner wurde in einen modifizierten Apparat einer nicht-magnetischen Monokomponentenentwicklervorrichtung „MICROLINE 3010cW“ (Handelsname, kommerziell erhältlich von Oki Data Corporation) gegeben. Fixierte Bilder mit einem Druckverhältnis von 5 % wurden kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 14 PpM (Papier pro Minute), berechnet als Blätter der Größe A4 für 20000 Blätter, gedruckt. Danach wurde die Filmbildung auf der lichtempfindlichen Beschichtung visuell beobachtet. Die Beständigkeit gegen Filmbildung wurde gemäß den folgenden Bewertungskriterien bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Bewertungskriterien

⊚ : Kein Film wurde erzeugt, dadurch entstehen ausgezeichnete fixierte Bilder.
◯ : Ein Film wurde an einigen Stellen erzeugt, welcher jedoch keine Auswirkungen auf die fixierten Bilder hat
× : Ein Film wurde erzeugt, und aufgrund der Filmbildung wurden weiße Flecken auf den fixierten Bilder erzeugt.

Bsp. Nr.	Harzbindemittel		Trennmittel¹⁾							Mittel zur Ladungskontrolle²⁾		Toner vor der externen Zugabebehandlung		Fixiervermögen	Beständigkeit gegen Filmbildung
Bsp. Nr.	Art	Gewichtsteile	Art	Schmelzpunkt	Penetration	n-ParaffinGehalt (Gew.- %)	Tp/Ts-Verhältnis³⁾	Anzahl der Peaks, welche dem Schmelzen zugeschrieben werden	Gewichtsteile	Art	Gewichtsteile	Volumengemittelte Teilchengroße (µm)	Gehalt an Teilchen mit Teilchengrößen von 5 µm oder kleiner (Vol.-%)	Fixiervermögen	Beständigkeit gegen Filmbildung
1	Harz A	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0	T-77	1,0	8,0	3,5	◯	⊚
2	Harz A	100,0	HNP-10	79	6	87	1,2	1	2,0	T-77	1,0	8,1	3,3	◯	⊚
3			HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0
3	Harz A	100,0	Carnaubawachs	-	--	--	--	--	2,0	T-77	1,0	8,1	3,8	⊚	⊚
4	Harz A	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0	E-84	1,0	8,0	3,5	◯	⊚
5	Harz A	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	5,0	T-77	1,0	7,9	4,6	⊚	◯
6	Harz C	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0	T-77	1,0	8,2	3,2	◯	◯
7	Harz A	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0	E-84	1,0	8,0	3,6	◯	⊚
Verb. Bsp. Nr.
1	Harz A	100,0	FT-100	93	1	93	1,5	1	2,0	T-77	1,0	8,0	3,8	×	×
2	Harz A	100,0	HNP-51	81	6	98	1,1	1	2,0	T-77	1,0	7,9	4,0	◯	×
3	Harz A	100,0	C-80	86	6	99	1,3	1	2,0	T-77	1,0	8,0	3,4	◯	×
4	Harz A	100,0	HNP-11	73	7	94	1,3	2	2,0	T-77	1,0	8,0	3,6	◯	×
5	Harz A	100,0	PW-155	72	15	71	1,6	1	2,0	T-77	1,0	8,0	3,8	◯	×
6	Harz B	100,0	HNP-9	80	7	89	1,2	1	2,0	T-77	1,0	8,1	4,2	◯	×

Es ist aus den vorstehenden Ergebnissen ersichtlich, dass die Toner der Beispiele, welche den/das spezifizierte(n) Polyester und Paraffinwachs enthalten, sowohl ein ausgezeichnetes Fixiervermögen als auch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Filmbildung aufweisen und dass sie insbesondere beträchtliche Wirkungen hinsichtlich der Haltbarkeit aufweisen verglichen mit jenen der Toner der Vergleichsbeispiele.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann zum Beispiel bei der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung, welche vorstehend beschrieben wurde, auf viele Weisen variiert werden kann. Solche Variationen werden nicht als Abweichung vom Geist und dem Umfang der Erfindung angesehen, und es ist beabsichtigt, dass alle solche Modifizierungen, wie sie für den Fachmann offensichtlich sein werden, in dem Umfang der folgenden Patentansprüche eingeschlossen sind.

Claims

Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend: ein Harzbindemittel, umfassend einen Polyester mit einem Erweichungspunkt von 125 bis 160°C, wobei das Harzbindemittel keinen kristallinen Polyester umfasst; ein Trennmittel, welches ein Paraffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 70 bis 90°C und einer Penetration bei 25°C von 4 bis 10 enthält, wobei n-(Normal-)Paraffin in einer Menge von 82 bis 92 Gew.-% des Paraffinwachses enthalten ist; und einen farbgebenden Stoff.
Toner gemäß Anspruch 1, wobei das Paraffinwachs in einer endothermen Kurve, die durch Differentialscanningkalorimetrie bestimmt wird, einen endothermen Peak aufweist, der Schmelzen zugeschrieben wird, wobei ein Verhältnis einer endothermen Peaktemperatur zu einer Schultertemperatur bei Beginn des Schmelzens 1,1 bis 1,3 beträgt.
Toner gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Paraffinwachs ein Wachs ist, das durch die Reinigung eines Petroleums erhalten wird.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Paraffinwachs in einer Menge von 0,5 bis 4 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten ist.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Polyester durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, umfassend eine Verbindung der Formel (I):
wobei R ein Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen ist und x und y positive Zahlen dartellen, wobei eine Summe von x und y 1 bis 16 ist, und einer Carbonsäurekomponente erhältlich ist.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trennmittel ferner ein Esterwachs umfasst.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Polyester in einer Menge von 50 bis 100 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten ist.
Toner gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Esterwachs Carnaubawachs ist.
Toner gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Esterwachs in einer Menge von 0,5 bis 4 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten ist.
Toner gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei ein Gewichtsverhältnis des Paraffinwachses zum Esterwachs 99/1 bis 30/70 beträgt.
Verfahren zur Bildung fixierter Bilder, welches den Schritt des Aufbringens des Toners, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, auf einen Apparat zum Fixieren von Bildern, bei dem die Fixierung ölfrei erfolgt, umfasst.