DE102009036206A1

DE102009036206A1 - Verfahren zur Tonerherstellung

Info

Publication number: DE102009036206A1
Application number: DE102009036206A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Eida
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2029-08-06
Also published as: JP5376587B2; US20100035175A1; US8592127B2; JP2010061115A; DE102009036206B4

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend den Schritt des Zuführens von Ausgangsmaterialien, enthaltend ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, zu einem offenen Walzenkneter und des Schmelzknetens der Ausgangsmaterialien, wobei das Harzbindemittel einen kristallinen Polyester und einen amorphen Polyester enthält und wobei der kristalline Polyester und der amorphe Polyester, die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, in einem Gewichtsverhältnis, d.h. kristalliner Polyester/amorpher Polyester, von 5/95 bis 30/70 vorliegen und ein Verhältnis der mittleren Teilchengrößen von kristallinem Polyester/amorphem Polyester von 1,5 bis 4,0 aufweisen. Der gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner wird z.B. zur Entwicklung eines Latentbildes verwendet, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, welcher z. B. zur Entwicklung eines Latentbildes verwendbar ist, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird.
Die Verbesserung der Fixierbarkeit eines Toners bei niedriger Temperatur ist unter den Gesichtspunkten der Energieeinsparung, der Verkürzung der Leerlaufzeiten, der Verkleinerung der Geräte oder dergleichen erwünscht. Im Hinblick darauf ist ein Ansatz zur Verbesserung der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur ein Verfahren, bei welchem ein kristallines Harz und ein amorphes Harz, die bei der Fixiertemperatur schnell schmelzen, als Bindemittelharze verwendet werden sowie der kristalline Polyester in einer Menge von 1 bis 40 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten ist und 90% oder mehr der dispergierten Domäne des kristallinen Polyesters in dem Toner auf einen Durchmesser von 0,1 bis 2 μm eingestellt sind (siehe JP-A-2002-287426 ). Zudem wird als Verfahren zum Einstellen des Durchmessers der dispergierten Domäne eines kristallinen Polyesters in dem Toner ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Erweichungstemperaturen des kristallinen Polyesters und des amorphen Harzes, die Knetbedingungen bei der Tonerherstellung oder dergleichen eingestellt werden.
Des Weiteren gibt es, um einen Toner zu erhalten, der eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, Offsetbeständigkeit und Lebensdauer und eine vorteilhafte Auflösung aufweist und eine hohe Bildqualität ohne Hintergrundschleier oder Ungleichmäßigkeiten in der Bilddichte bereitstellt, ein Verfahren, bei dem die maximale Teilchengröße der dispergierten Domäne des kristallinen Polyesters in dem Toner so eingestellt wird, dass der Hauptachsendurchmesser 0,5 μm oder mehr beträgt und dass die maximale Teilchengröße der dispergierten Domäne halb so groß oder weniger als halb so groß ist wie die maximale Teilchengröße des Toners (siehe JP-A-2004-279476 ). Darüber hinaus wird, um die Teilchengröße der dispergierten Domäne des kristallinen Polyesters in dem Toner einzustellen, der kristalline Polyester, der in dem Schritt des Knetens der Tonerausgangsmaterialien einem Kneter zugeführt wird, zu feinen Teilchen geformt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, das den Schritt beinhaltet, bei dem Ausgangsmaterialien, umfassend ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, einem offenen Walzenkneter zugeführt und die Ausgangsmaterialien schmelzgeknetet werden, wobei das Harzbindemittel einen kristallinen Polyester und einen amorphen Polyester enthält und wobei der kristalline Polyester und der amorphe Polyester, die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, in einem Gewichtsverhältnis, d. h. kristalliner Polyester/amorpher Polyester, von 5/95 bis 30/70 vorliegen und ein Verhältnis der mittleren Teilchengrößen kristalliner Polyester/amorpher Polyester von 1,5 bis 4,0 aufweisen.
Was ein Verfahren zum Einstellen des Durchmessers der dispergierten Domäne des kristallinen Polyesters in dem Toner angeht, so können in dem Verfahren von JP-A-2002-287416 die Erweichungstemperatur des Harzes oder die Knetbedingungen eingeschränkt sein. Außerdem muss in dem Verfahren von JP-A-2004-279476 der kristalline Polyester, der dem Kneter zugeführt wird, zu so feinen Teilchen geformt werden, dass die Teilchengrößen in der Größenordnung von einigen Mikrometern liegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, mit dem ein Toner, der eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und eine ausgezeichnete Lebensdauer unter hohen Umgebungstemperaturen aufweist, in hoher Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung erhalten werden kann, mit weniger Einschränkungen bei den physikalischen Eigenschaften des Harzes und den Knetbedingungen während der Herstellung des Toners.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.
Als Ergebnis intensiver Untersuchungen zur Lösung der vorstehend genannten Probleme haben die Erfinder herausgefunden, dass ein Toner, der eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und eine ausgezeichnete Lebensdauer unter hohen Umgebungstemperaturen aufweist, in hoher Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung erhalten wird, indem die Teilchengrößen des kristallinen Polyesters und des amorphen Polyesters, die einem offenen Walzenkneter zugeführt werden, eingestellt werden. Darin besteht also die vorliegende Erfindung.
Eine wichtige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Toners, das den Schritt beinhaltet, bei dem Ausgangsmaterialien, umfassend ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, einem offenen Walzenkneter zugeführt werden und das Gemisch schmelzgeknetet wird, wobei das Harzbindemittel einen kristallinen Polyester und einen amorphen Polyester enthält und wobei der kristalline Polyester und der amorphe Polyester dem Kneter in einem bestimmten Gewichtsverhältnis zugeführt werden und die zwei Polyester ein Verhältnis der mittleren Teilchengrößen aufweisen, das innerhalb eines bestimmten Bereiches eingestellt wird.
Da der kristalline Polyester eine ausgezeichnete Kompatibilität mit dem amorphen Polyester aufweist, wird die Kristallinität des kristallinen Polyesters während des Knetens durch die Verträglichkeit mit dem amorphen Polyester verringert. Eine vollständige Kompatibilität dieser zwei Polyester würde zur Plastifizierung des gesamten Harzbindemittels führen, so dass die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur verbessert wird. Andererseits wird durch eine verminderte Festigkeit des gesamten Harzbindenttels die Lebensdauer unter hohen Umgebungstemperaturen verringert. Jedoch wird, obwohl man nicht durch eine Theorie beschränkt sein will, in der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, dass die Bildung eines kompatiblen Gemisches der zwei Polyester mit weniger Einschränkungen bei den physikalischen Eigenschaften des Harzes und den Knetbedingungen während der Herstellung des Toners unterdrückt werden kann, indem die Teilchengröße des kristallinen Polyesters zuvor so eingestellt wird, dass sie größer als die des amorphen Polyesters ist. Die zwei Polyester sollten angemessen miteinander dispergiert werden. Somit wird ein Toner erhalten, der sowohl eine verbesserte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur als auch Lebensdauer unter hohen Umgebungstemperaturen (nachstehend bezieht sich der hier verwendete Begriff ”Lebensdauer” auf die Lebensdauer unter hohen Umgebungstemperaturen) bietet.
Das Verhältnis der mittleren Teilchengrößen des kristallinen Polyesters zu dem amorphen Polyester (kristalliner Polyester/amorpher Polyester), die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, beträgt 1,5 oder mehr und vorzugsweise 2,0 oder mehr, und zwar unter den Gesichtspunkten, die übermäßige Bildung eines kompatiblen Gemisches aus den zwei Polyestern zu verhindern und die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Auch beträgt das Verhältnis der mittleren Teilchengrößen des kristallinen Polyesters zu dem amorphen Polyester 4,0 oder weniger, vorzugsweise 3,5 oder weniger, stärker bevorzugt 3,0 oder weniger und noch stärker bevorzugt 2,5 oder weniger, und zwar unter den Gesichtspunkten, eine Verschlechterung der Dispergierfähigkeit des kristallinen Polyesters in dem Toner zu verhindern und die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Somit beträgt das vorstehende Verhältnis der mittleren Teilchengrößen unter allen genannten Gesichtspunkten 1,5 bis 4,0, vorzugsweise 1,5 bis 3,5, stärker bevorzugt 1,5 bis 3,0, noch stärker bevorzugt 2,0 bis 3,0 und sogar noch stärker bevorzugt 2,0 bis 2,5.
Die mittleren Teilchengrößen des kristallinen Polyesters und des amorphen Polyesters, die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, können durch die Sieböffnungsgröße eines Siebes an der Austragsöffnung eines Pulverisierers, der vor der Zuführung zu dem Kneter eingesetzt wird, eingestellt werden. Als Pulverisierer können eine Rotoplex, ein Zerstäuber oder dergleichen verwendet werden. Wenn die mittlere Teilchengröße des Polyesters größer gemacht werden soll, wird ein Sieb mit einer großen Sieböffnung verwendet, und wenn die mittlere Teilchengröße kleiner gemacht werden soll, wird ein Sieb mit einer kleinen Sieböffnung verwendet. Damit die Harzteilchen auf eine Teilchengröße von 1,0 mm oder weniger pulverisiert werden, ist es dabei notwendig, ein Sieb mit einer Sieböffnung von 1,0 mm oder weniger zu verwenden. Um ein Harz auf eine Größe von 1,0 mm oder weniger zu pulverisieren, sollte die dem Pulverisierer zugeführte Menge reduziert werden. Dies kann die Produktivität verschlechtern. Darüber hinaus kann die Aggregation zunehmen, wenn die Teilchengröße des Harzes zu gering ist, so dass sich die Teilchen in dem Pulverisierer akkumulieren, wodurch die Betriebsfähigkeit vermindert wird. Deshalb ist es bevorzugt, ein Sieb mit einer angemessenen Sieböffnung zu wählen. Die Sieböffnung beträgt vorzugsweise 2 bis 15 mm und stärker bevorzugt 3 bis 10 mm.
Der kristalline Polyester weist eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 1,5 mm oder mehr und stärker bevorzugt 2,0 mm oder mehr auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Produktivität des pulverisierten Harzproduktes, wie vorstehend erwähnt, zu verbessern. Auch weist der kristalline Polyester eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 5,5 mm oder weniger, stärker bevorzugt 4,0 mm oder weniger, noch stärker bevorzugt 3,5 mm oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 3,0 mm oder weniger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Haftung des Harzes am Knetteil des offenen Walzenkneters zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Somit weist der kristalline Polyester unter allen genannten Gesichtspunkten eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 1,5 bis 5,5 mm, stärker bevorzugt 1,5 bis 4,0 mm, noch stärker bevorzugt 2,0 bis 3,5 mm und sogar noch stärker bevorzugt 2,0 bis 3,0 mm auf.
In der vorliegenden Erfindung wird die mittlere Teilchengröße des kristallinen Polyesters wie folgt erhalten. Eine Harzprobe wird nacheinander durch 8 Siebe mit Sieböffnungen von 10 mm, 7 mm, 5 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm und 0,2 mm gesiebt, es wird das Gewicht der auf jedem Sieb verbleibenden Harzprobe bestimmt, um die massebezogene Häufigkeit (eng. mass base frequency) zu erhalten, und die mittlere Teilchengröße wird nach der folgenden Formel unter Verwendung der Werte der Sieböffnungen und der massebezogenen Häufigkeiten für das Gewicht der Harzprobe auf jedem Sieb berechnet. Hierbei wird in der folgenden Formel die Harzprobe, die durch das Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm gelangt, als Harz mit einer Größe von 0,1 mm gewertet.
Mittlere Teilchengröße (mm) = 10 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 10 mm Sieb) + 7 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 7 mm Sieb) + 5 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 5 mm Sieb) + 3 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 3 mm Sieb) + 2 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 2 mm Sieb) + 1 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 1 mm Sieb) + 0,5 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 0,5 mm Sieb) + 0,2 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 0,2 mm Sieb) + 0,1 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts das durch das 0,2 mm Sieb gelangt).
Vorteilhafterweise ist der Anteil an Harzteilchen des kristallinen Polyesters, die nicht durch das Sieb mit einer Sieböffnung von 7 mm gelangen, geringer als 30 Gew.-% und ist der Anteil an Harzteilchen, die durch das Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm gelangen, geringer als 1 Gew.-%.
Der amorphe Polyester weist eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 0,5 mm oder mehr und stärker bevorzugt 1,0 mm oder mehr auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Produktivität des pulverisierten Harzproduktes zu verbessern. Auch weist der amorphe Polyester eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 4,0 mm oder weniger und stärker bevorzugt 3,0 mm oder weniger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Haftung des Harzes am Knetteil des offenen Walzenkneters zu verbessern. Somit weist der amorphe Polyester unter allen genannten Gesichtspunkten eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 0,5 bis 4,0 mm und stärker bevorzugt 1,0 bis 3,0 mm auf.
Vorteilhafterweise ist der Anteil an Harzteilchen des amorphen Polyesters, die nicht durch das Sieb mit einer Sieböffnung von 7 mm gelangen, geringer als 10 Gew.-% und ist der Anteil der Harzprobe, die durch das Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm gelangt, geringer als 10 Gew.-%.
Das Gewichtsverhältnis des kristallinen Polyesters zu dem amorphen Polyester (kristalliner Polyester/amorpher Polyester), die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, beträgt 5/95 oder mehr, vorzugsweise 10/90 oder mehr und stärker bevorzugt 15/85 oder mehr, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Auch beträgt das Gewichtsverhältnis 30/70 oder weniger und vorzugsweise 25/75 oder weniger, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung des Toners zu verbessern. Somit beträgt das Gewichtsverhältnis unter allen genannten Gesichtspunkten 5/95 bis 30/70, vorzugsweise 10/90 bis 25/75 und stärker bevorzugt 15/85 bis 25/75.
Die Kristallinität des Polyesters wird durch einen Kristallinitätsindex ausgedrückt, der definiert ist als Verhältnis der Erweichungstemperatur zur höchsten Temperatur des endothermen Peaks, bestimmt mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter, d. h. als ein Wert, der sich aus [Erweichungstemperatur/höchste Temperatur des endothermen Peaks] berechnet. In der vorliegenden Erfindung weist der kristalline Polyester einen Wert, der sich aus [Erweichungstemperatur/höchste Temperatur des endothermen Peaks] berechnet, von vorzugsweise 0,6 bis 1,4, stärker bevorzugt 0,7 bis 1,2 und noch stärker bevorzugt 0,9 bis 1,2 auf, und weist der amorphe Polyester einen Wert, der sich aus [Erweichungstemperatur/höchste Temperatur des endothermen Peaks] berechnet, von vorzugsweise mehr als 1,4 oder weniger als 0,6 und stärker bevorzugt mehr als 1,5 auf. Die Kristallinität des Polyesters kann durch die Arten der Ausgangsmonomermaterialien und deren Verhältnis, die Herstellungsbedingungen (z. B. Reaktionstemperatur, Reaktionsdauer und Kühlgeschwindigkeit) und dergleichen eingestellt werden. Hierbei bezieht sich die höchste Temperatur des endothermen Peaks auf eine Temperatur des Peaks auf der Seite der höchsten Temperatur unter den beobachteten endothermen Peaks. Wenn die Differenz zwischen der höchsten Temperatur des endothermen Peaks und der Erweichungstemperatur innerhalb von 20°C liegt, wird die höchste Temperatur des endothermen Peaks als Schmelzpunkt definiert. Wenn die Differenz zwischen der höchsten Temperatur des endothermen Peaks und der Erweichungstemperatur 20°C übersteigt, wird der endotherme Peak einem Glasübergang zugeschrieben.
Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität ist der kristalline Polyester vorzugsweise ein Polyester, erhalten durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, enthaltend ein lineares α,ω-Alkandiol, und einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine aliphatische Dicarbonsäureverbindung und/oder eine aromatische Dicarbonsäureverbindung.
Das lineare α,ω-Alkandiol ist vorzugsweise ein Diol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und stärker bevorzugt ein Diol mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen. Das lineare α,ω-Alkandiol schließt Ethylenglycol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol und dergleichen ein. Von diesen sind 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität stärker bevorzugt.
Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität des kristallinen Polyesters ist das lineare α,ω-Alkandiol vorzugsweise in einer Menge von 60 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 100 Mol-%, noch stärker bevorzugt 90 bis 100 Mol-% und sogar noch stärker bevorzugt 95 bis 100 Mol-% der Alkoholkomponente enthalten.
Die Alkoholkomponente kann eine andere mehrwertige Alkoholkomponente als das aliphatische Diol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen enthalten und die mehrwertige Alkoholkomponente schließt aromatische Diole, wie z. B. ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, dargestellt durch die Formel (I):
wobei RO und OR Oxyalkylenreste sind, wobei R eine Ethylengruppe und/oder eine Propylengruppe ist; x und y, die jeweils positive Zahlen sind, die Anzahl der Mole an addiertem Alkylenoxid sind, wobei die Summe von x und y durchschnittlich vorzugsweise 1 bis 16, stärker bevorzugt 1 bis 8 und noch stärker bevorzugt 1,5 bis 4 beträgt; dreiwertige oder höher mehrwertige Alkohole, wie z. B. Glycerol, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Sorbitol und 1,4-Sorbitan; und dergleichen ein.
Die Dicarbonsäureverbindung ist vorzugsweise eine aliphatische Dicarbonsäureverbindung mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und stärker bevorzugt mit 4 Kohlenstoffatomen und eine aromatische Dicarbonsäureverbindung mit 8 Kohlenstoffatomen, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität des kristallinen Polyesters. Dabei bezieht sich die Dicarbonsäureverbindung auf Dicarbonsäuren, Säureanhydride davon und Alkyl(1 bis 8 Kohlenstoffatome)ester davon. Von diesen sind Dicarbonsäuren bevorzugt. Außerdem bedeutet die bevorzugte Anzahl von Kohlenstoffatomen die Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Dicarbonsäureeinheit der Dicarbonsäureverbindung.
Die aliphatische Dicarbonsäure mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen schließt Oxalsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure und dergleichen ein, von denen Fumarsäure unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität des kristallinen Polyesters bevorzugt ist.
Die aromatische Dicarbonsäure mit 8 Kohlenstoffatomen schließt Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und dergleichen ein. Von diesen ist Terephthalsäure unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität des kristallinen Polyesters bevorzugt.
Die aliphatische Dicarbonsäureverbindung mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen oder die aromatische Dicarbonsäureverbindung mit 8 Kohlenstoffatomen sind in einer Menge oder in einer Gesamtmenge, sofern zwei Verbindungen zusammen verwendet werden, von vorzugsweise 60 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 100 Mol-%, noch stärker bevorzugt 90 bis 100 Mol-% und sogar noch stärker bevorzugt 95 bis 100 Mol-% der Carbonsäurekomponente enthalten, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kristallinität des kristallinen Polyesters.
Die Carbonsäurekomponente kann eine andere Polycarbonsäureverbindung als die aliphatische Dicarbonsäureverbindung mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und die aromatische Dicarbonsäureverbindung mit 8 Kohlenstoffatomen enthalten und die Polycarbonsäureverbindung schließt aliphatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Sebacinsäure, Azelainsäure, n-Dodecylbernsteinsäure und n-Dodecenylbernsteinsäure; alicyclische Dicarbonsäuren, wie Cyclohexandicarbonsäure; Tricarbon- oder höherwertige Polycarbonsäuren, wie Trimellithsäure und Pyromellithsäure; Säureanhydride davon, Alkyl(1 bis 8 Kohlenstoffatome)ester davon; und dergleichen ein.
Ferner kann die Alkoholkomponente unter dem Gesichtspunkt, das Molekulargewicht des Harzes und dergleichen einzustellen, geeigneterweise einen einwertigen Alkohol enthalten und die Carbonsäurekomponente kann geeigneterweise eine Monocarbonsäureverbindung enthalten, und zwar in einem Umfang, der die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen würde.
Das Molverhältnis der Dicarbonsäureverbindung zu dem linearen α,ω-Alkandiol in dem kristallinen Polyester, d. h. Dicarbonsäureverbindung/lineares α,ω-Alkandiol, beträgt hierbei vorzugsweise 0,9 oder mehr und weniger als 1,0 und stärker bevorzugt 0,95 oder mehr und weniger als 1,0, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Produktionsstabilität und ferner unter dem Gesichtspunkt, das Molekulargewicht des Harzes durch Abdampfen während der Vakuumreaktion leicht einstellen zu können, wenn das lineare α,ω-Alkandiol in einer großen Menge enthalten ist.
Der kristalline Polyester wird durch ein Verfahren erhalten, das das Polykondensieren der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 120 bis 230°C, falls erforderlich unter Verwendung eines Veresterungskatalysators, eines Polymerisationsinhibitors oder dergleichen, beinhaltet. Speziell kann ein Verfahren, das einen Schritt beinhaltet, bei dem alle Monomere in einer einzigen Charge zugegeben werden, um die Festigkeit des Harzes zu erhöhen, oder alternativ, um das Molekulargewicht der Komponenten zu verringern, ein Verfahren, das die Schritte beinhaltet, zuerst zweiwertige Monomere umzusetzen und danach dreiwertige oder höher mehrwertige Monomere zuzugeben und umzusetzen, oder dergleichen eingesetzt werden. Zusätzlich kann die Reaktion beschleunigt werden, indem der Druck des Reaktionssystems in der letzen Hälfte der Polymerisation vermindert wird. Um einen Polyester mit hoher Kristallinität zu erhalten, wird der Polyester vorzugsweise so hergestellt, dass er ein höheres Molekulargewicht aufweist, und wird die Reaktion stärker bevorzugt ausgeführt, bis die Viskosität des Reaktionsgemisches hoch wird. Um einen Polyester mit hoher Kristallinität zu erhalten, der mit einem höheren Molekulargewicht hergestellt ist, können Reaktionsbedingungen, wie die Einstellung des vorstehend genannten Molverhältnisses der Dicarbonsäureverbindung zu dem linearen α,ω-Alkandiol, die Anhebung der Reaktionstemperatur, die Erhöhung der Katalysatormenge und die Durchführung einer Dehydratisierungsreaktion über einen langen Zeitraum unter vermindertem Druck, gewählt werden. Hierbei kann ein Polyester mit hoher Kristallinität, der mit einem höheren Molekulargewicht hergestellt ist, auch durch Rühren der Ausgangsmonomermaterialien mit einem kräftigen Motor hergestellt werden. Wenn der Polyester hergestellt wird, ohne die Herstellungsausrüstung speziell auszuwählen, ist ein Verfahren, das einen Schritt einschließt, bei dem die Ausgangsmonomermaterialien zusammen mit einem nicht reaktiven, niedrigviskosen Harz und einem Lösungsmittel umgesetzt werden, auch ein effektives Mittel.
Der kristalline Polyester weist ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 3.000 oder mehr und stärker bevorzugt 4.000 oder mehr auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Auch weist der kristalline Polyester ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 10.000 oder weniger und stärker bevorzugt 9.000 oder weniger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Effizienz der Pulverisierung und Klassierung zu verbessern. Somit weist der kristalline Polyester unter allen genannten Gesichtspunkten ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 3.000 bis 10.000 und stärker bevorzugt 4.000 bis 9.000 auf.
Unter demselben Gesichtspunkt weist der kristalline Polyester ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 30.000 oder mehr und stärker bevorzugt 40.000 oder mehr auf. Auch weist der kristalline Polyester unter demselben Gesichtspunkt ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 100.000 oder weniger und stärker bevorzugt 70.000 oder weniger auf. Somit weist der kristalline Polyester unter allen genannten Gesichtspunkten ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von vorzugsweise 30.000 bis 100.000 und stärker bevorzugt 40.000 bis 70.000 auf. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des kristallinen Polyesters können nach den in den nachfolgenden Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Der kristalline Polyester weist eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 100°C oder höher auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lagerfähigkeit und die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Auch weist der kristalline Polyester eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 140°C oder niedriger, stärker bevorzugt 130°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 120°C oder niedriger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Unter allen genannten Gesichtspunkten weist der kristalline Polyester eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 100 bis 140°C, stärker bevorzugt 100 bis 130°C und noch stärker bevorzugt 100 bis 120°C auf.
Der kristalline Polyester weist eine Erweichungstemperatur von vorzugsweise 80°C oder höher und stärker bevorzugt 90°C oder höher auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lebensdauer zu verbessern. Auch weist der kristalline Polyester eine Erweichungstemperatur von vorzugsweise 130°C oder niedriger und starker bevorzugt 120°C oder niedriger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die niedrigste Fixiertemperatur herabzusetzen. Das heißt, unter allen genannten Gesichtspunkten weist der kristalline Polyester eine Erweichungstemperatur von vorzugsweise 80 bis 130°C und stärker bevorzugt 90 bis 120°C auf.
Der amorphe Polyester kann durch Polykondensation einer Alkoholkomponente und einer Carbonsäurekomponente in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von etwa –180 bis 250°C, falls erforderlich in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, eines Polymerisationsinhibitors oder dergleichen, in der gleichen Art und Weise wie der kristalline Polyester hergestellt werden. Dabei sind, um einen amorphen Polyester herzustellen, vorzugsweise folgende Bedingungen erfüllt:

(1) wenn Monomere verwendet werden, die die Kristallisation eines Harzes beschleunigen, wie z. B. ein aliphatisches Diol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und eine aliphatische Dicarbonsäureverbindung mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, ist ein Harz bevorzugt, bei welchem die Kristallisation unterdrückt wird, indem zwei oder mehr dieser Monomere in Kombination verwendet werden, jeweils in der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente. Eines dieser Monomere wird typischerweise in einer Menge von 10 bis 70 Mol-% und vorzugsweise 20 bis 60 Mol-% der jeweiligen Komponente verwendet und es werden typischerweise zwei oder mehr Arten, vorzugsweise zwei bis vier Arten dieser Monomere verwendet; bzw.
(2) ein Harz, erhalten aus Monomeren, die die Amorphität eines Harzes beschleunigen, vorzugsweise ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A als Alkoholkomponente oder eine substituierte Bernsteinsäure, deren Substituent ein Alkylrest oder Alkenylrest ist, als Carbonsäurekomponente werden verwendet, und zwar in einer Menge von 30 bis 100 Mol-% und vorzugsweise 50 bis 100 Mol-% mindestens einer Komponente in der Alkoholkomponente oder der Carbonsäurekomponente, entweder in der Alkoholkomponente oder der Carbonsäurekomponente beziehungsweise bevorzugt sowohl in der Alkoholkomponente als auch der Carbonsäurekomponente.

In der vorliegenden Erfindung schließt der amorphe Polyester, der eine durch Polykondensation einer Alkoholkomponente und einer Carbonsäurekomponente erhaltene Polyesterkomponente enthält, nicht nur Polyester sondern auch modifizierte Harze davon ein.
Hierbei kann der Polyester in der vorliegenden Erfindung ein Polyester sein, der in einem Maße modifiziert ist, dass seine Eigenschaften nicht wesentlich beeinträchtigt sind. Der modifizierte Polyester schließt z. B. einen mit einem Phenol, einem Urethan, einem Epoxid oder dergleichen gemäß den Verfahren, die in JP-A-Hei-11-133668 , JP-A-Hei-10-239903 , JP-A-Hei-8-20636 oder dergleichen beschrieben sind, gepfropften oder blockcopolymerisierten Polyester und ein Verbundharz, enthaltend zwei oder mehr Arten an Harzeinheiten, einschließlich einer Polyestereinheit, ein.
Der amorphe Polyester weist vorzugsweise eine höhere Erweichungstemperatur auf als der kristalline Polyester, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Offsetbeständigkeit des Toners bei hoher Temperatur zu verbessern, und die Differenz ihrer Erweichungstemperaturen liegt vorzugsweise innerhalb 30°C, stärker bevorzugt zwischen 2 bis 30°C und noch stärker bevorzugt 2 bis 20°C.
Die Erweichungstemperatur des amorphen Polyesters kann leicht eingestellt werden, z. B. durch die Wahl der Ausgangsmonomermaterialien, die eine Carbonsäurekomponente oder dergleichen einschließen, oder der Reaktionsdauer. Der amorphe Polyester weist typischerweise eine Erweichungstemperatur von 140°C oder höher, vorzugsweise 140 bis 180°C und stärker bevorzugt 140 bis 160°C auf, und zwar unter den Gesichtspunkten der Lebensdauer und der Hochtemperatur-Offsetbeständigkeit des Toners. Andererseits weist der amorphe Polyester unter dem Gesichtspunkt, die Fixierfestigkeit und den Glanz des Toners zu verbessern, typischerweise eine Erweichungstemperatur unter 140°C, vorzugsweise von 100°C oder höher und unter 140°C und stärker bevorzugt von 110°C oder höher und unter 140°C auf.
Der amorphe Polyester weist vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 40°C oder höher und stärker bevorzugt 50°C oder höher auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lagerstabilität und die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Auch weist der amorphe Polyester vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 80°C oder niedriger und stärker bevorzugt 70°C oder niedriger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Pulverisierbarkeit des schmelzgekneteten Gemisches der Ausgangsmaterialien für den Toner zu verbessern. Das heißt, unter allen genannten Gesichtspunkten weist der amorphe Polyester eine Glasübergangstemperatur von vorzugsweise 40 bis 80°C und stärker bevorzugt 50 bis 70°C auf. Im Übrigen ist die Glasübergangstemperatur eine physikalische Eigenschaft, die einem amorphen Harz eigen ist, und sie unterscheidet sich von der höchsten Temperatur des endothermen Peaks.
Der amorphe Polyester weist eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 50°C oder höher, stärker bevorzugt 55°C oder höher und noch stärker bevorzugt 60°C oder höher auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lagerfähigkeit und die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Auch weist der amorphe Polyester eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 90°C oder niedriger, stärker bevorzugt 85°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 80°C oder niedriger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Unter allen genannten Gesichtspunkten weist der amorphe Polyester eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von vorzugsweise 50 bis 90°C, stärker bevorzugt 55 bis 85°C und noch stärker bevorzugt 60 bis 80°C auf.
Außerdem weist der amorphe Polyester eine Säurezahl von vorzugsweise 30 mg KOH/g oder weniger, stärker bevorzugt 20 mg KOH/g oder weniger und noch stärker bevorzugt 10 mg KOH/g oder weniger auf, und zwar unter dem Gesichtspunkt der triboelektrischen Stabilität des Toners unter Umgebungsbedingungen von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.
Das Harzbindemittel kann geeignet ein anderes Harz als den Polyester enthalten, wie z. B. ein Vinylharz, ein Epoxidharz, ein Polycarbonat oder ein Polyurethan, und zwar in einem Umfang, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Der kristalline und der amorphe Polyester sind in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 90 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten.
Als farbgebender Stoff können alle Farbstoffe, Pigmente und dergleichen, welche als farbgebende Stoffe für Toner verwendet werden, verwendet werden und es können Ruße, Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brillantechtscharlach, Pigmentgrün B, Rhodamin-B Base, Lösungsmittelrot 49, Lösungsmittelrot 146, Lösungsmittelblau 35, Chinacridon, Carmin 6B, Isoindolin, Disazogelb oder dergleichen verwendet werden. Der farbgebende Stoff ist in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 40 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 2 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Zu dem Toner der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Zusatzstoff, wie z. B. ein Trennmittel, ein Ladungssteuermittel, ein Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit, ein Mittel zur Modifizierung der elektrischen Leitfähigkeit, ein Extenderpigment, ein verstärkender Füllstoff, wie z. B. ein faseriges Material, ein Antioxidationsmittel, ein Alterungsschutzmittel oder ein Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit, entsprechend hinzugefügt werden, intern oder extern.
Das Trennmittel schließt aliphatische Kohlenwasserstoffwachse, wie z. B. Polypropylene mit niedrigem Molekulargewicht, Polyethylene mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen-Polyethylen-Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht, mikrokristalline Wachse, Paraffinwachse und Fischer-Tropsch-Wachs, sowie Oxide davon; Esterwachse, wie z. B. Carnaubawachs, Montanwachs und Sazolwachs, sowie entsäuerte Wachse davon und Fettsäureesterwachse; Fettsäureamide, Fettsäuren, höhere Alkohole, Metallsalze von Fettsäuren und dergleichen ein. Von diesen sind die Paraffinwachse und das Carnaubawachs bevorzugt unter dem Gesichtspunkt, die Lebensdauer des Toners zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur zu verbessern.
Das Trennmittel ist in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 3 bis 15 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lebensdauer des Toners zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur zu verbessern.
Der kristalline Polyester und der amorphe Polyester werden in der vorliegenden Erfindung auf eine vorgegebene mittlere Teilchengröße pulverisiert, bevor sie dem Schmelzkneter zugeführt werden, wie vorstehend erwähnt.
Das Schmelzkneten der Ausgangsmaterialien kann durchgeführt werden, indem z. B. ein Harzbindemittel, ein farbgebender Stoff, ein Trennmittel, ein Ladungssteuermittel und dergleichen mit einem Mischer, wie z. B. einem Henschel-Mischer oder einem Supermischer, angemessen gemischt werden und das Gemisch dann mittels eines Schneckendosierers vom Subtraktionstyp oder dergleichen einem offenen Walzenkneter zugeführt wird. Hierbei werden die Ausgangsmaterialien vorzugsweise der Oberseite der Walzen des Kneters oder in den Spalt zwischen den Walzen zugeführt, wobei die Walzen in entgegengesetzte Richtungen zueinander rotieren und in einer Art und Weise, dass die Walzen nach unten rotieren.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Toners der vorliegenden Erfindung wird der Schmelzknetschritt unter dem Gesichtspunkt, die Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung zu verbessern, unter Verwendung eines offenen Walzenkneters ausgeführt. Der offene Walzenkneter bezieht sich auf einen Kneter, bei dem das Schmelzknetelement nicht verschlossen sondern offen ist und die Knetwärme, die beim Schmelzkneten erzeugt wird, leicht abführen kann. Der offene Walzenkneter, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise mit einer Vielzahl von Einlassöffnungen für die Zuführung der Ausgangsmaterialien und einer Austragsöffnung für die Abführung des gekneteten Gemisches versehen, die entlang einer axialen Richtung der Walze angeordnet sind, und ist unter dem Gesichtspunkt der Produktionseffizienz stärker bevorzugt ein kontinuierlicher offener Walzenkneter.
Der offene Walzenkneter, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist vorzugsweise zwei Walzen zum Kneten auf, welche sich mindestens in der Temperatur unterscheiden. Die Temperatur der Walze kann z. B. durch die Temperatur eines Heizmediums eingestellt werden, das das Innere der Walze durchläuft, und jede Walze kann im Inneren in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt sein, die jeweils mit Heizmedien unterschiedlicher Temperaturen befüllt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur an der Austragsöffnung des Kneters für das geknetete Gemisch bei allen Walzen vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die niedriger ist als die Erweichungstemperatur des kristallinen Polyesters, stärker bevorzugt auf eine Temperatur, die um 5°C oder mehr unterhalb der Erweichungstemperatur des kristallinen Polyesters liegt und noch stärker bevorzugt auf eine Temperatur von gleich oder höher als Raumtemperatur bis gleich oder um 5°C oder mehr unterhalb der Erweichungstemperatur des kristallinen Polyesters, und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Lebensdauer des Toners zu verbessern. Ferner wird die Temperatur an der Austragsöffnung für das geknetete Gemisch an der Walze, die von der Vielzahl an Walzen des Kneters die höchste Temperatur aufweist, vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die um 5 bis 20°C niedriger als die Erweichungstemperatur des kristallinen Polyesters ist.
Was die Einstelltemperaturen an der stromaufwärts liegenden Seite und an der stromabwärts liegenden Seite der Heizwalze betrifft, so ist die Einstelltemperatur an der stromaufwärts liegenden Seite vorzugsweise höher als die Einstelltemperatur an der stromabwärts liegenden Seite, und zwar unter dem Gesichtspunkt, für eine ausgezeichnete Haftung des gekneteten Gemisches an den Walzen an der stromaufwärts liegenden Seite zu sorgen und dadurch das Gemisch an der stromabwärts liegenden Seite kräftig zu kneten.
Bei einer Walze, die an der stromaufwärts liegenden Seite des Knetens eine niedrigere Einstelltemperatur aufweist (auch als Kühlwalze bezeichnet), kann die Einstelltemperatur an der stromaufwärts liegenden Seite des Knetens gleich oder verschieden von der Einstelltemperatur an der stromabwärts liegenden Seite des Knetens sein.
Die Walzen in dem offenen Walzenkneter weisen vorzugsweise unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten auf. Auch ist bei dem vorstehend erwähnten offenen Walzenkneter, der eine Heizwalze und eine Kühlwalze enthält, die Heizwalze vorzugsweise eine Walze mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit (schnell rotierende Walze) und die Kühlwalze eine Walze mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit (langsam rotierende Walze), und zwar unter dem Gesichtspunkt, die Dispergierbarkeit des kristallinen Polyesters in dem Toner und die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern.
Die Umfangsgeschwindigkeit der schnell rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 2 bis 100 m/min und stärker bevorzugt 5 bis 75 m/min. Die Umfangsgeschwindigkeit der langsam rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 2 bis 100 m/min, stärker bevorzugt 4 bis 60 m/min und noch stärker bevorzugt 4 bis 50 m/min. Außerdem beträgt das Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der zwei Walzen, d. h. langsam rotierende Walze/schnell rotierende Walze vorzugsweise 1/10 bis 9/10 und stärker bevorzugt 3/10 bis 8/10.
Der Spalt (Abstand) zwischen den zwei Walzen am Endteil der stromaufwärts liegenden Seite des Knetens beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3 mm und stärker bevorzugt 0,1 bis 1 mm.
Außerdem sind die Strukturen, Größe, Materialien und dergleichen beider Walzen nicht besonders eingeschränkt. Die Oberfläche der Walze kann Vertiefungen zum Kneten aufweisen und die Vertiefungen können eine beliebige Form aufweisen, die eine lineare Form, Spiralform, Wellenform, unregelmäßige Form oder andere Formen einschließt.
Die Zufuhrgeschwindigkeit und die mittlere Verweilzeit des Ausgangsmaterialgemisches variieren in Abhängigkeit von der Größe der verwendeten Walze, der Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien und dergleichen. Die optimalen Bedingungen dafür können entsprechend dieser Faktoren gewählt werden.
Nach dem Schmelzknetschritt mit dem offenen Walzenkneter kann das erhaltene schmelzgeknetete Gemisch in einen pulverisierbaren Zustand gekühlt werden und danach den üblichen Bearbeitungen, wie etwa einem Pulverisierungsschritt und einem Klassierungsschritt, unterzogen werden, wodurch ein erfindungsgemäßer Toner erhalten werden kann.
Was den Pulverisierungsschritt betrifft, so ist es gewünscht, dass das schmelzgeknetete Gemisch so pulverisiert wird, dass es nach dem Pulverisierungsschritt einen Volumenmedian der Teilchengröße aufweist, der kleiner ist als der angestrebte Volumenmedian der Teilchengröße des Toners, z. B. etwa 0,5 bis 1 μm, da feines Pulver in dem Klassierungsschritt nach der Pulverisierung ausgesondert wird und folglich die mittlere Teilchengröße etwas größer sein wird.
Der Pulverisierungsschritt kann in mehrere Stufen unterteilt durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das schmelzgeknetete Gemisch auf eine Größe von etwa 1 bis 5 mm grob pulverisiert werden und das grob pulverisierte Produkt danach weiter fein pulverisiert werden. Auch kann, um die Produktivität während des Pulverisierungs- und Klassierungsschrittes zu verbessern, das schmelzgeknetete Gemisch mit anorganischen Feinteilchen aus hydrophobem Siliciumdioxid oder dergleichen gemischt und dann pulverisiert werden.
Der Pulverisierer, der im Pulverisierungsschritt verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt. Zum Beispiel schließt der Pulverisierer, der vorzugsweise bei der Grobpulverisierung verwendet wird, einen Feinstzerstäuber, eine Rotoplex und dergleichen ein, und es kann auch eine Hammermühle oder dergleichen verwendet werden. Der Pulverisierer, der vorzugsweise bei der Feinpulverisierung verwendet wird, schließt eine Fließbett-Gegenstrahlmühle, eine Strahlmühle vom Pralltyp, eine mechanische Mühle und dergleichen ein.
Der im Klassierschritt verwendete Klassierer schließt einen Windsichter, einen Rotor-Klassierer, einen Siebklassierer und dergleichen ein. Während des Klassierschrittes kann das pulverisierte Produkt, das unzureichend pulverisiert ist und ausgesondert wird, dem Pulverisierungsschritt nochmals unterzogen werden oder der Pulverisierungsschritt und der Klassierungsschritt können bei Bedarf wiederholt werden.
Nach dem Schmelzknetschritt können die durch den Pulverisierungsschritt und den Klassierungsschritt erhaltenen Tonermatrixteilchen direkt als Toner verwendet werden oder kann der Oberfläche der Tonermatrixteilchen ein externer Zusatzstoff extern zugefügt werden. Der Toner und die Tonermatrixteilchen weisen unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Bildqualität einen Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von vorzugsweise 3 bis 10 μm und stärker bevorzugt 3 bis 8 μm auf. Die hier verwendete Bezeichnung ”Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀)” steht für eine Teilchengröße, deren kumulative Häufigkeit der Volumina, berechnet als Volumenprozentsatz, 50% beträgt, ausgehend von den kleineren Teilchengrößen.
Der externe Zusatzstoff schließt anorganische Feinteilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirconiumdioxid, Zinnoxid, Zinkoxid und dergleichen ein. Von diesen ist Siliciumdioxid mit einer geringen Dichte bevorzugt unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrischen Ladungen des Toners zu verbessern.
Das Siliciumdioxid ist vorzugsweise ein hydrophobes Siliciumdioxid, welches einer Hydrophobierung unterzogen wird, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Umweltstabilität. Das Verfahren der Hydrophobierung ist nicht besonders beschränkt und das Mittel zur Hydrophobierung schließt Hexamethyldisilazan (HMDS), Dimethyldichlorsilan (DMDS), Siliconöl, Methyltriethoxysilan und dergleichen ein. Die Menge, die mit dem Hydrophobierungsmittel behandelt wird, beträgt vorzugsweise 1 bis 7 mg/m² Oberfläche der anorganischen Feinteilchen.
Der externe Zusatzstoff ist in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,3 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
Der Schritt der Zugabe eines externen Zusatzstoffes ist vorzugsweise ein Trockenmischverfahren, das das Mischen des externen Zusatzstoffes und der Tonerteilchen mit einem Schnellrührer, wie etwa einem Henschel-Mischer oder einem Super-Mischer, oder einem V-Mischer oder dergleichen beinhaltet. Der externe Zusatzstoff kann vorgemischt und in einen Schnellrührer oder einen V-Mischer gegeben werden oder die externen Zusatzstoffe können separat zugefügt werden.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann als Toner für die Einkomponenten-Entwicklung verwendet werden oder mit einem Träger gemischt werden, um einen Zweikomponenten-Entwickler herzustellen.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung und Demonstration von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Beispiele sind lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung angegeben und sind nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen.
[Mittlere Teilchengröße des Harzes]
Eine Harzprobe von 100 g wird durch 8 aufeinanderfolgende Siebe mit Öffnungen von 10 mm, 7 mm, 5 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm und 0,2 mm gesiebt und es wird das Gewicht der auf jedem Sieb verbleibenden Harzprobe bestimmt und aus dem Gewicht die massebezogene Häufigkeit berechnet. Genau gesagt werden die Siebe in absteigender Reihenfolge der Öffnungen verwendet, wird ein Sieb mit einer darauf platzierten Harzprobe unter Verwendung eines Rüttelapparates 1 min geschüttelt, dann das Gewicht der auf dem Sieb verbleibenden Harzprobe bestimmt und die massebezogene Häufigkeit bestimmt, indem das Gewicht durch das Gewicht der gesamten Harzprobe (100 g) dividiert wird. Außerdem wird die durch das Sieb gelangende Harzprobe in der gleichen Art und Weise mit dem nächsten Sieb gesiebt. Die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 10 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 10 mm oder mehr; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 7 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 7 mm oder mehr und weniger als 10 mm; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 5 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 5 mm oder mehr und weniger als 7 mm; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 3 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 3 mm oder mehr und weniger als 5 mm; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 2 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 2 mm oder mehr und weniger als 3 mm; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 1 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 1 mm oder mehr und weniger als 2 mm; die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 0,5 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 0,5 mm oder mehr und weniger als 1 mm; bzw. die Harzprobe auf dem Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm enthält eine Harzprobe mit einer Größe von 0,2 mm oder mehr und weniger als 0,5 mm.
Die mittlere Teilchengröße wird nach der folgenden Formel unter Verwendung der Öffnungen des jeweiligen Siebs und der massebezogenen Häufigkeit für das Gewicht der Harzproben auf jedem Sieb berechnet. Hierbei wird in der folgenden Formel die Harzprobe, die durch das 0,2 mm-Sieb gelangt, als Harzprobe mit einer Größe von 0,1 mm gewertet.
Mittlere Teilchengröße (mm) = 10 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 10 mm Sieb) + 7 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 7 mm Sieb) + 5 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 5 mm Sieb) + 3 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 3 mm Sieb) + 2 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 2 mm Sieb) + 1 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 1 mm Sieb) + 0,5 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 0,5 mm Sieb) + 0,2 × (massebezogene Häufigkeit des Harzgewichts auf dem 0,2 mm Sieb) + 0,1 × (massebezogene Häufigkeit des Gewichts des Harzes, das durch das 0,2 mm Sieb gelangt).
[Erweichungstemperatur des Harzes]
Die Erweichungstemperatur bezieht sich auf die Temperatur, bei welcher die Hälfte der Probenmenge ausfließt, wenn die Abwärtsbewegung des Stempels eines Fließprüfgerätes gegen die Temperatur aufgetragen wird, gemessen unter Verwendung eines Fließprüfgerätes (CAPILLARY RHEOMETER ”CFT-500D”, im Handel erhältlich von der Shimadzu Corporation), wobei 1 g Probe durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird, während die Probe so erwärmt wird, dass die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 6°C/min ansteigt und mit dem Stempel eine Last von 1,96 MPa darauf ausgeübt wird.
[Höchste Temperatur des endothermen Peaks und Glasübergangstemperatur des Harzes]
Die höchste Temperatur des endothermen Peaks wird unter Verwendung eines Differential-Scanning-Calorimeters (”DSC Q20”, im Handel erhältlich von der TA Instruments, Japan) bestimmt, indem eine Probe auf 200°C erwärmt wird und die Probe mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 10°C/min von dieser Temperatur auf 0°C gekühlt wird. Die Glasübergangstemperatur, die einem amorphen Harz inhärent ist, ist bei der vorstehenden Messung definiert als die Temperatur am Schnittpunkt der Verlängerung der Basislinie auf gleiches Niveau oder unter die höchste Temperatur des endothermen Peaks und der Tangentiallinie, die den maximalen Anstieg zwischen dem Beginn des Peaks und der Spitze des Peaks zeigt.
[Säurezahl des Harzes]
Die Säurezahl wird durch ein Verfahren gemäß JIS K0070 bestimmt, außer dass als Lösungsmittel für die Messung nicht ein Lösungsmittelgemisch aus Ethanol und Ether, wie es in JIS K0070 definiert ist, sondern ein Lösungsmittelgemisch aus Aceton und Toluol (Volumenverhältnis Aceton:Toluol = 1:1) verwendet wird.
[Mittleres Molekulargewicht des kristallinen Polyesters]
Die Molekulargewichtsverteilung wird durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemäß folgenden Verfahren bestimmt. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts werden aus der erhaltenen Molekulargewichtsverteilung berechnet.
(1) Herstellung der Probenlösung
Ein Harz wird in Chloroform gelöst, so dass es eine Konzentration von 0,5 g/100 ml aufweist. Als nächstes wird diese Lösung mit einem Fluorharz-Filter, der eine Porengröße von 2 μm aufweist, (”FP-200”, hergestellt von der Sumitomo Electric Industries, Ltd.) filtriert, um unlösliche Bestandteile zu entfernen, wodurch eine Probenlösung bereitgestellt wird.
(2) Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung
Es werden nachstehendes Messgerät und nachstehende Analysesäule verwendet, als Eluent wird Chloroform mit einer Flussrate von 1 ml/min verwendet und die Säule wird in einem Thermostat konstant bei 40°C gehalten. Es werden einhundert Microliter der Probenlösung auf die Säule gespritzt, um die Molekulargewichtsverteilung zu bestimmen. Das Molekulargewicht der Probe wird auf der Grundlage einer zuvor aufgenommen Eichkurve berechnet. Die Eichkurve des Molekulargewichts wird unter Verwendung mehrerer Arten monodisperser Polystyrole (mit Molekulargewichten von 2,63 × 10³, 2,06 × 10⁴ und 1,02 × 10⁵, im Handel erhältlich von der Tosoh Corporation, und 2,10 × 10³, 7,00 × 10³ und 5,04 × 10⁴, im Handel erhältlich von der GL Sciences Inc.), als Standardproben aufgenommen.
Messgerät: CO-8010 (im Handel erhältlich von der Tosoh Corporation)
Analysesäule: GMHXL + G3000HXL (im Handel erhältlich von der Tosoh Corporation)
[Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) des Toners]

Messapparatur: Coulter Multisizer II (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.) Aperturdurchmesser: 100 μm
Analysesoftware: Coulter Multisizer AccuComp Version 1.19 (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Elektrolytlösung: ”Isotone II” (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Dispersion: ”EMULGEN 109P” (im Handel erhältlich von der Kao Corporation, Polyoxyethylenlaurylether, HLB-Wert: 13,6) wird in der vorstehenden Elektrolytlösung so gelöst, dass eine Konzentration von 5 Gew.-% erhalten wird, um eine Dispersion bereitzustellen.
Dispersionsbedingungen: 10 mg einer Messprobe werden zu 5 ml der Dispersion gegeben und das Gemisch wird mit einem Ultraschalldispergierer 1 min dispergiert, und es werden 25 ml der vorstehenden Elektrolytlösung zu der Dispersion gegeben und mit einem Ultraschalldispergierer nochmals 1 min dispergiert, um eine Probendispersion herzustellen.
Messbedingungen: Die vorstehende Probendispersion wird zu 100 ml der vorstehenden Elektrolytlösung gegeben, um eine Konzentration einzustellen, bei welcher die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen in 20 s gemessen werden können, und danach werden die 30.000 Teilchen vermessen und aus der Teilchengrößenverteilung wird der Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) erhalten.

Herstellungsbeispiel 1 für einen amorphen Polyester
In einem 5-Liter-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurden 1286 g Polyoxypropylen(2.2)- 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2218 g Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1603 g Terephthalsäure und 10 g Dibutylzinnoxid vorgelegt. Das Gemisch wurde bei 230°C unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis die Reaktionsrate 90% erreichte und das erhaltene Gemisch wurde dann bei 8,3 kPa umgesetzt, bis ein Erweichungspunkt von 114°C erreicht war. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches wurde das Gemisch mit einem Pulverisierer, Rotoplex (Modell 16/8, im Handel erhältlich von TOA KIKAI SEISAKUSHO), unter Verwendung eines Siebes mit einer Öffnung von 3 mm pulverisiert, um ein Harz A bereitzustellen. Das erhaltene Harz A wies eine Erweichungstemperatur von 114,2°C, eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von 71°C, einen Wert, berechnet aus [der Erweichungstemperatur/die höchste Temperatur des endothermen Peaks], von 1,61, eine Glasübergangstemperatur von 68,5°C, eine Säurezahl von 3,2 mg KOH/g und eine mittlere Teilchengröße von 1,1 mm auf. Bei der Messung der mittleren Teilchengröße waren auf den Sieben mit Öffnungen von 10 mm, 7 mm, 5 mm und 3 mm jeweils 0 g Harzprobe, war auf dem Sieb mit einer Öffnung von 2 mm 11 g Harzprobe, war auf dem Sieb mit einer Öffnung von 1 mm 80 g Harzprobe, war auf dem Sieb mit einer Öffnung von 0,5 mm 7 g Harzprobe, war auf dem Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm 1 g Harzprobe und gelangten 1 g Harzprobe durch das Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm.
Herstellungsbeispiel 2 für einen amorphen Polyester
Es wurden die gleichen Verfahren wie in Herstellungsbeispiel 1 für einen amorphen Polyester ausgeführt, außer dass die Öffnung des Siebs an der Austragsöffnung des Pulverisierers auf 5 mm geändert wurde, um ein Harz B bereitzustellen. Das Harz B wies eine mittlere Teilchengröße von 2,0 mm auf.
Herstellungsbeispiel 1 für einen kristallinen Polyester
In einem 5-Liter-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurden 1575 g 1,4-Butandiol, 870 g 1,6-Hexandiol, 2950 g Fumarsäure, 2 g Hydrochinon und 10 g Zinnoctylat (Zinn(II)-2-ethylhexanoat) vorgelegt. Das Gemisch wurde bei 160°C 5 h lang unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt. Danach wurde das Gemisch auf 200°C erhitzt und 1 h umgesetzt. Weiter wurde das Gemisch bei 8,3 kPa umgesetzt, bis eine Erweichungstemperatur von 110°C erreicht war. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches wurde das abgekühlte Gemisch in der gleichen Art und Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 für einen amorphen Polyester pulverisiert, außer dass die Öffnung des Siebes auf 7 mm geändert wurde, um ein Harz C bereitzustellen. Das erhaltene Harz C wies eine Erweichungstemperatur von 112,0°C, eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von 110,1°C, einen Wert, berechnet aus [der Erweichungstemperatur/die höchste Temperatur des endothermen Peaks], von 1,02, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 6.000, ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 47.000 und eine mittlere Teilchengröße von 3,5 mm auf. Bei der Messung der mittleren Teilchengröße befanden sich auf dem Sieb mit einer Öffnung von 10 mm 0 g Harzprobe des Harzes C, auf dem Sieb mit einer Öffnung von 7 mm 3 g Harzprobe, auf dem Sieb mit einer Öffnung von 5 mm 21 g Harzprobe, auf dem Sieb mit einer Öffnung von 3 mm 70 g Harzprobe, auf dem Sieb mit einer Öffnung von 2 mm 5 g Harzprobe, auf dem Sieb mit einer Öffnung von 1 mm 1 g Harzprobe, auf den Sieben mit Öffnungen von 0,5 mm und 0,2 mm jeweils 0 g Harzprobe und gelangten 0 g Harzprobe durch das Sieb mit einer Öffnung von 0,2 mm.
Herstellungsbeispiel 2 für einen kristallinen Polyester
Es wurden die gleichen Verfahren wie in Herstellungsbeispiel 1 für einen kristallinen Polyester ausgeführt, außer dass die Öffnung des Siebs an der Austragsöffnung des Pulverisierers auf eine Größe von 5 mm geändert wurde, um ein Harz D bereitzustellen. Das Harz D wies eine mittlere Teilchengröße von 2,4 mm auf.
Herstellungsbeispiel 3 für einen kristallinen Polyester
Es wurden die gleichen Verfahren wie in Herstellungsbeispiel 1 für einen kristallinen Polyester ausgeführt, außer dass die Öffnung des Siebs an der Austragsöffnung des Pulverisierers auf eine Größe von 10 mm geändert wurde, um ein Harz E bereitzustellen. Das Harz E wies eine mittlere Teilchengröße von 5,0 mm auf.
Herstellungsbeispiel 4 für einen kristallinen Polyester
In einem 5-Liter-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurden 1416 g 1,6-Hexandiol, 1693 g Terephthalsäure, 259 g Adipinsäure und 6 g Dibutylzinnoxid vorgelegt. Das Gemisch wurde bei 200°C umgesetzt, bis keine Terephthalsäureteilchen mehr beobachtet wurden, und dann Pawurde das Gemisch bei 8,3 k 3 h umgesetzt. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches Herstellungsbeispielwurde das abgekühlte Gemisch in der gleichen Art und Weise wie in 1 für einen amorphen Polyester pulverisiert, außer dass die Öffnung des Siebes auf 5 mm geändert wurde, um ein Harz F bereitzustellen. Das erhaltene Harz F wies eine Erweichungstemperatur von 113,5°C, eine höchste Temperatur des endothermen Peaks von 124,3°C, einen Wert, berechnet aus [der Erweichungstemperatur/die höchste Temperatur des endothermen Peaks], von 0,91, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 5.500, ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 32.000 und eine mittlere Teilchengröße von 2,2 mm auf. Tabelle 1

Mittlere Teilchengröße (mm)

Amorpher Polyester Harz A 1,1

Harz B 2,0

Kristalliner Polyester Harz C 3,5

Harz D 2,4

Harz E 5,0

Harz F 2,2
Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
100 Gewichtsteile der in Tabelle 2 angegebenen Harzbindemittel, 7 Gewichtsteile eines farbgebenden Stoffes, ”ECB-301” (im Handel erhältlich von der Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.), 5 Gewichtsteile eines Camaubawachses, ”WAX-C1” (im Handel erhältlich von S. Kato & Co.), und 0,5 Gewichtsteile eines Ladungssteuermittels, ”LR-147” (im Handel erhältlich von der Japan Carlit, Ltd.), wurden in einem Henschel-Mischer unter Rühren gemischt und das Gemisch wurde mit einem offenen Walzenkneter schmelzgeknetet.
Als offener Walzenkneter wurde ein kontinuierlicher Doppelwalzenkneter mit einem Walzenaußendurchmesser von 0,12 m und einer effektiven Walzenlänge von 0,8 m verwendet. Der kontinuierliche Doppelwalzenkneter wurde unter Bedingungen betrieben, dass die Umfangsgeschwindigkeit der schnell rotierenden Walze (vordere Walze) 18,8 m/min (Umlaufgeschwindigkeit: 50 U/min) betrug, die Umfangsgeschwindigkeit der langsam rotierenden Walze (hintere Walze) 11,3 m/min (Umlaufgeschwindigkeit: 30 U/min) betrug und der Spalt zwischen den Walzen am Ende der Zuführseite des gekneteten Gemisches 0,1 mm groß war. Die Temperatur des Heizmediums und die Temperatur des Kühlmediums in den Walzen wurden so eingestellt, dass die Temperatur der schnell rotierenden Walze an der Zuführseite für das Ausgangsmaterial 160°C betrug, dass die Temperatur der schnell rotierenden Walze an der Austragseite für das geknetete Gemisch 100°C betrug, dass die Temperatur der langsam rotierenden Walze an der Zuführseite für das Ausgangsmaterial 30°C betrug und dass die Temperatur der langsam rotierenden Walze an der Austragseite für das geknetete Gemisch 30°C betrug. Die Zufuhrgeschwindigkeit für das Ausgangsmaterialgemisch betrug 4 kg/h und die mittlere Verweilzeit betrug etwa 10 min.
Das erhaltene geknetete Gemisch wurde zum Kühlen mit einer Kühlwalze gewalzt und das gekühlte Gemisch wurde dann mit einer Strahlmühle pulverisiert und klassiert, wodurch Tonermatrixteilchen mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von 5,7 μm bereitgestellt wurden. Hierbei wurde das Verhältnis der Menge des erhaltenen Toners zu der des zugeführten gekneteten Gemisches als Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung berechnet, um die Produktivität zu bewerten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Anschließend wurden 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen und als externe Zusatzstoffe 1,0 Gewichtsteile eines hydrophoben Siliciumdioxids, ”RX-50” (im Handel erhältlich von der Nihon Aerosil Co., Ltd., Hydrophobierungsmittel: HMDS), und 0,5 Gewichtsteile eines hydrophoben Siliciumdioxids, ”R972” (im Handel erhältlich von der Nihon Aerosil Co., Ltd., Hydrophobierungsmittel: DMDS) mit einem 10-Liter Henschel-Mischer gerührt (im Handel erhältlich von der Mitsui Mining Company, Ltd.) mit 3.000 U/min für 3 min, wodurch ein Toner mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von 5,7 μm bereitgestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 5
100 Gewichtsteile der in Tabelle 2 angegebenen Harzbindemittel, 7 Gewichtsteile eines farbgebenden Stoffes, ”ECB-301” (im Handel erhältlich von der Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.), 5 Gewichtsteile eines Carnaubawachses, ”WAX-C1” (im Handel erhältlich von S. Kato & Co.), und 0,5 Gewichtsteile eines Ladungssteuermittels, ”LR-147” (im Handel erhältlich von der Japan Carlit, Ltd.), wurden mit einem Henschel-Mischer unter Rühren gemischt und das Gemisch wurde dann mit einem Doppelschneckenkneter schmelzgeknetet.
Als Doppelschneckenkneter wurde ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder mit einer Gesamtlänge des Knetteils von 1560 mm, einem Schneckendurchmesser von 42 mm und einem Zylinderinnendurchmesser von 43 mm verwendet. Die Einstelltemperatur für den Zylinder betrug 90°C (Temperatur des gekneteten Gemisches: 130°C), die Schneckenumlaufgeschwindigkeit der Walze betrug 200 U/min, die Zufuhrgeschwindigkeit des Gemisches betrug 10 kg/h und die mittlere Verweilzeit betrug etwa 18 s.
Das erhaltene geknetete Gemisch wurde zum Kühlen mit einer Kühlwalze gewalzt und das gekühlte Gemisch wurde dann mit Strahlmühle pulverisiert und klassiert, und zwar in dergleichen Art und Weise wie in Beispiel 1, wodurch Tonermatrixteilchen mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von 5,7 μm bereitgestellt wurden.
Das Verhältnis der Menge des erhaltenen Toners zu der des zugeführten gekneteten Gemisches wurde als Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung berechnet, um die Produktivität zu bewerten in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Anschließend wurden die erhaltenen Tonermatrixteilchen und die externen Zusatzstoffe in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 einem Schritt zur externen Zugabebehandlung unterzogen, wodurch ein Toner mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von 5,7 μm bereitgestellt wurde.
Prüfbeispiel 1 [Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur]
Der Toner aus jedem der Beispiele und jedem der Vergleichsbeispiele wurde in eine Einrichtung für die nichtmagnetische Einkomponentenentwicklung, ”MicroLine 5400” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation) geladen und es wurde ein Volltonbild von 3 cm × 8 cm gedruckt auf einem Xerox L Blatt (A4), wobei Menge an anhaftendem Toner auf 0,5 mg/cm² eingestellt wurde, und das Bild wurde im unfixierten Zustand entnommen.
Als nächstes wurde das unfixierte Bild mit einer externen Fixiervorrichtung, und zwar einer modifizierten Fixiervorrichtung von ”MicroLine 3050” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation), mit einer Fixiergeschwindigkeit von 100 mm/s bei jeder Temperatur fixiert, während die Fixiertemperatur in Stufen von 5°C von 130°C auf 200°C gesteigert wurde, wodurch ein fixiertes Volltonbild bereitgestellt wurde. Danach wurde ein Reparaturband auf den Volltonbildteil geklebt und das Reparaturband behutsam abgezogen. Es wurden die Bilddichten vor dem Aufkleben bzw. nach dem Abziehen des Bandes bestimmt und es wurde das Fixierungsverhältnis, d. h. Bilddichte nach dem Abziehen des Bandes/Bilddichte vor dem Aufkleben des Bandes × 100, berechnet. Die Temperatur, bei welcher das Fixierungsverhältnis 70% oder mehr beträgt wird als niedrigste Fixiertemperatur definiert und es wurde die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Der Toner weist vorzugsweise eine niedrigste Fixiertemperatur von 150°C oder weniger auf.
Prüfbeispiel 2 [Lebensdauer bei hohen Temperaturen]
Der Toner aus jedem der Beispiele und jedem der Vergleichsbeispiele wurde in eine Einrichtung für die nichtmagnetische Einkomponentenentwicklung, ”MicroLine 5400” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation) geladen und es wurde ein Lebensdauertest mit einer Druckbedeckung von 0,3% unter Umgebungsbedingungen von 35°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% durchgeführt. Jede Stunde wurden Volltonbilder ausgedruckt und untersucht und bewertet, ob durch Filmbildung auf der Klinge ein weißer Streifen über den Volltonbildern erzeugt wurde oder nicht, wodurch die Lebensdauer bewertet wurde. Der Test wurde an einem Punkt beendet, an dem die Erzeugung des weißen Streifens bestätigt wurde und der Test wurde höchstens für 12 h durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Vorzugsweise wird der weiße Streifen nicht vor 6 h erzeugt.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu ersehen, dass im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 in den Beispielen 1 bis 7 Toner, die sowohl hinsichtlich der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur als auch der Lebensdauer ausgezeichnet sind, in hoher Ausbeute bei der Pulverisierung und Klassierung erhalten werden, indem die Mengen des amorphen Polyesters und des kristallinen Polyesters, die gemischt werden, und die Verhältnisse ihrer mittleren Teilchengrößen in gewünschte Bereiche eingestellt werden und die Toner mit dem offenen Walzenkneter hergestellt werden.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner wird z. B. zur Entwicklung eines Latentbildes verwendet, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2002-287426 A [0002]
- JP 2004-279476 A [0003, 0005]
- JP 2002-287416 A [0005]
- JP 11-133668 [0039]
- JP 10-239903 [0039]
- JP 8-20636 [0039]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- JIS K0070 [0079]
- JIS K0070 [0079]

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend den Schritt des Zuführens von Ausgangsmaterialien, umfassend ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff zu einem offenen Walzenkneter, und des Schmelzknetens der Ausgangsmaterialien, wobei das Harzbindemittel einen kristallinen Polyester und einen amorphen Polyester umfasst und wobei der kristalline Polyester und der amorphe Polyester, die dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, in einem Gewichtsverhältnis, d. h. kristalliner Polyester/amorpher Polyester, von 5/95 bis 30/70 vorliegen und ein Verhältnis der mittleren Teilchengrößen von kristallinem Polyester/amorphem Polyester von 1,5 bis 4,0 aufweisen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der kristalline Polyester eine mittlere Teilchengröße von 1,5 bis 5,5 mm aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der amorphe Polyester einen höheren Erweichungspunkt aufweist als der kristalline Polyester und die Differenz der Erweichungspunkte innerhalb von 30°C liegt.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Temperatur des offenen Walzenkneters so gesteuert wird, dass er an der Austrittsöffnung des gekneteten Gemisches eine Temperatur aufweist, die niedriger eingestellt ist als der Erweichungspunkt des kristallinen Polyesters.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der kristalline Polyester ein Polyester ist, der durch Polykondensieren ein Alkoholkomponente, umfassend ein lineares α,ω-Alkandiol, und einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine aliphatische Dicarbonsäureverbindung, hergestellt ist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der kristalline Polyester ein Polyester ist, der durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, umfassend ein lineares α,ω-Alkandiol, und einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine aromatische Dicarbonsäureverbindung, hergestellt ist.