DE102010034952A1

DE102010034952A1 - Verfahren zur Tonerherstellung

Info

Publication number: DE102010034952A1
Application number: DE102010034952A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Wakayama-shi Eida; Koji Wakayama-shi Kameyama; Eiji Wakayama-shi Shirai
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2030-08-21
Also published as: CN101995781B; DE102010034952B4; US9017912B2; JP5415324B2; CN101995781A; JP2011065129A; US20110045402A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, beinhaltend die Schritte des Schmelzknetens mindestens eines Harzbindemittels und eines Farbmittels, um ein geknetetes Produkt zu erhalten (Schritt 1); und des Wärmebehandelns des im Schritt 1 erhaltenen gekneteten Produktes (Schritt 2), wobei das Harzbindemittel ein kristallines Harz und ein amorphes Harz enthält, wobei das kristalline Harz ein vorgegebenes Kompositharz, enthaltend (a) eine vorgegebene Polykondensationsharz-Komponente und (b) eine Styrolharz-Komponente in einem vorgegebenen Gewichtsverhältnis, enthält, wobei das Kompositharz in einer vorgegebenen Menge in dem Harzbindemittel enthalten ist. Der durch das vorstehende Verfahren erhaltene Toner wird z.B. bei der Entwicklung eines Latentbildes, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet.

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, welcher z. B. bei der Entwicklung eines Latentbildes, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet wird.
ZUGRUNDELIEGENDES FACHGEBIET
Auf Grund der in den letzten Jahren bestehenden Forderungen nach Beschleunigung, Miniaturisierung und dergleichen ist ein Toner gefragt, der bei noch niedrigerer Temperatur fixiert werden kann. Dazu wird ein Toner vorgeschlagen, in dem ein Harzbindemittel, enthaltend ein kristallines Harz und ein amorphes Harz, verwendet wird. Obwohl ein Toner, in welchem ein kristallines Harz und ein amorphes Harz verwendet werden, wie vorstehend beschrieben, eine verbesserte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur aufweist, weist der vorstehend beschriebene Toner wahrscheinlich eine verringerte Harzfestigkeit auf. Dadurch treten voraussichtlich verschiedene Nachteile auf, wie z. B. ein Nachteil in Bezug auf die Verringerung der Dauerhaftigkeit, verursacht durch eine Ablagerung auf der Entwicklerklinge oder das Hervorrufen einer Filmbildung auf dem Photoleiter, wenn infolge der Beschleunigung und Miniaturisierung eine höhere mechanische oder thermische Beanspruchung auf den Toner ausgeübt wird, und der Nachteil des Abfallens von Toner, wobei es sich um die Erscheinung handelt, dass die Toner von der Entwicklerwalze abtropfen. Diese Nachteile sind besonders gravierend, wenn der Toner in einer Vorrichtung zur nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung angewendet wird, in welcher die Toner durch Reibungskräfte mit der Entwicklerklinge aufgeladen werden, oder wenn der Toner in einer Vorrichtung zur ölfreien nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung angewendet wird, in welcher ein Trennmittel in dem Toner in einer großen Menge enthalten sein muss.
Angesichts dieser Nachteile wird ein Verfahren zur Herstellung eines Toners vorgeschlagen, das als Schritte das Schmelzkneten eines kristallinen Polyesters und eines amorphen Harzes und das Wärmebehandeln des schmelzgekneteten Gemisches beinhaltet, um einen Toner zu erhalten, der die Kriterien der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, der Lagerfähigkeit und der Dauerhaftigkeit alle erfüllt (siehe JP-A-2005-308995 ( US-A-2007/207401 ) und JP-A-2009-116175 ( US-A-2009/123863 )).
Außerdem wird gezeigt, dass ein Toner, der ein Harzbindemittel, enthaltend ein Blockcopolymer oder ein Pfropfcopolymer, erhalten durch chemisches Binden von 3 bis 50 Gewichtsteilen eines kristallinen Polyesters und 97 bis 50 Gewichtsteilen eines ionisch vernetzten amorphen Vinylpolymers, wobei der Gehalt an in Chloroform unlöslichen Bestandteilen 3 bis 10 Gew.-% des Copolymers beträgt, enthält, eine ausgezeichnete Offsetbeständigkeit und Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur aufweist (siehe JP-A-Hei-4-81770 ).
Als Verfahren, bei dem eine Verbesserung hinsichtlich des Abfallens von Toner erzielt werden soll, wird ein Verfahren vorgeschlagen, das als Schritt das Zugeben feiner Teilchen einer Magnesiumsilikatverbindung, die mit einer Fettsäure oberflächenbehandelt wurden, als externes Additiv zu dem Toner beinhaltet (siehe JP-A-2007-240716 ( US-A-2007/190443 )).
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend die Schritte:
Schmelzkneten mindestens eines Harzbindemittels und eines Farbmittels, um ein geknetetes Produkt zu erhalten (Schritt 1); und
Wärmebehandeln des im Schritt 1 erhaltenen gekneteten Produkts (Schritt 2),
wobei das Harzbindemittel ein kristallines Harz und ein amorphes Harz enthält, wobei das kristalline Harz ein Kompositharz enthält, enthaltend:

(a) eine Polykondensationsharz-Komponente, erhalten durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, enthaltend ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine aromatische Dicarbonsäureverbindung, und
(b) eine Styrolharz-Komponente,

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, der eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit aufweist, der, genauer gesagt, bei dauerhaftem Drucken kein Filmen auf dem Photoleiter hervorruft und bei dem ferner das Abfallen des Toners, mit anderen Worten das Abtropfen des Toners von der Entwicklerwalze, unterdrückt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Toners mit einer kürzeren Wärmebehandlungszeit, wodurch es eine hohe Produktivität aufweist.
Der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner zeigt im Ergebnis eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und seine Eigenschaften, die zum Filmen auf dem Photoleiter und zum Abfallen des Toners führen, sind unterdrückt. Der vorstehend beschriebene Toner liefert auch ausgezeichnete Ergebnisse, sogar wenn er in einer Vorrichtung zur nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung angewendet wird, und insbesondere wenn er in einer Vorrichtung zur ölfreien nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung angewendet wird, die es erfordert, dass der Toner ein Trennmittel in einer großen Menge enthält. Ferner ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Toners mit einem geringeren Zeitaufwand für die Wärmebehandlung, wodurch es eine hohe Produktivität aufweist.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.
Herkömmliche Verfahren haben einige Nachteile, die darin bestehen, dass eine lange Wärmebehandlung erforderlich wäre, wodurch die Produktivität sinkt und wodurch eine ungenügende Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners verursacht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Toners ist ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, beinhaltend die Schritte:
Schmelzkneten mindestens eines Harzbindemittels und eines Farbmittels, um ein geknetetes Produkt zu erhalten (Schritt 1); und
Wärmebehandeln des im Schritt 1 erhaltenen gekneteten Produkts (Schritt 2),
wobei das bedeutende Merkmal der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass das Harzbindemittel ein amorphes Harz und ein kristallines Harz enthält, wobei das kristalline Harz ein Kompositharz enthält, enthaltend:

(a) eine Polykondensationsharz-Komponente, erhalten durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, enthaltend ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine aromatische Dicarbonsäureverbindung, und
(b) eine Styrolharz-Komponente.

Demgemäß zeigt der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner im Ergebnis eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und das Filmen des Toners auf dem Photoleiter und das Abfallen des Toners sind unterdrückt.
Die genauen Gründe, warum sich die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zeigen, sind nicht aufgeklärt. Ohne sich auf eine Theorie beschränken zu wollen, ist dies vermutlich der Fall, weil sich das kristalline Kompositharz in der vorliegenden Erfindung eher in dem Harzbindemittel verteilen wird, so dass die Kristalle in dem Harzdindemittel homogen und fein verteilt sind. Ferner bildet die Styrolharz-Komponente während der Wärmebehandlung eher eine Phasentrennungsstruktur mit der Polykondensationsharz-Komponente. Folglich können die Kristalle in dem Wärmebehandlungsschritt in kurzer Zeit wachsen. Außerdem wird, da die Kristalle homogen und fein in dem Harzbindemittel verteilt sind, davon ausgegangen, dass der erhaltene Toner sowohl hinsichtlich der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur als auch der Dauerhaftigkeit, wie etwa der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter, zufriedenstellend ist. Darüber hinaus kommt, da das Kompositharz eine Styrolharz-Komponente enthält, der Effekt der Erhöhung der triboelektrischen Stabilität dazu, so dass angenommen wird, dass sich der Effekt der Unterdrückung des Abfallens des Toners zeigt.
In der vorliegenden Erfindung ist es unter den Gesichtspunkten einer Verbesserung in der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und einer Unterdrückung des Filmes auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners bevorzugt, dass das Harzbindemittel ein amorphes Harz oder ein kristallines Harz enthält, wobei das kristalline Harz hauptsächlich ein Kompositharz enthält, enthaltend:

Dabei wird die Kristallinität des Harzes durch einen Kristallinitätsindex ausgedrückt, der definiert ist durch den Wert des Verhältnisses des Erweichungspunktes zur Temperatur des maximalen endothermen Peaks, bestimmt mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter, d. h. als Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks. Das kristalline Harz ist ein Harz mit einem Kristallinitätsindex von 0,6 bis 1,4, vorzugsweise 0,7 bis 1,2 und stärker bevorzugt 0,9 bis 1,2 und das amorphe Harz ist ein Harz mit einem Kristallinitätsindex von mehr als 1,4 oder weniger als 0,6. Die Kristallinität des Harzes kann durch die Arten der Rohmaterial-Monomeren, deren Verhältnis, die Herstellungsbedingungen (z. B. Reaktionstemperatur, Reaktionsdauer, Kühlgeschwindigkeit) und dergleichen eingestellt werden. Hierbei bezieht sich die Temperatur des maximalen endothermen Peaks auf eine Temperatur des Peaks auf der Hochtemperaturseite unter den beobachteten endothermen Peaks. Wenn die Differenz zwischen der Temperatur des maximalen endothermen Peaks und dem Erweichungspunkt innerhalb von 20°C liegt, wird die Temperatur des maximalen endothermen Peaks als Schmelzpunkt definiert. Wenn die Differenz zwischen der Temperatur des maximalen endothermen Peaks und dem Erweichungspunkt 20°C übersteigt, ist der Peak ein Peak, der dem Glasübergang zugeschrieben wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Polykondensationsharz-Komponente, die das Kompositharz bildet, unter den Gesichtspunkten einer Verbesserung in der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und einer Unterdrückung des Filmens auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners ein Harz, das durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, enthaltend ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine aromatische Dicarbonsäureverbindung, erhalten wird.
Die Polykondensationsharz-Komponente schließt Polyester, Polyesterpolyamide und dergleichen ein und die Polyester sind unter dem Gesichtspunkt der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung enthält die Alkoholkomponente der Polykondensationsharz-Komponente unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Kristallinität des Kompositharzes ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und stärker bevorzugt 4 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Das aliphatische Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen schließt Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, Neopentylglycol, 1,4-Butendiol und dergleichen ein. Unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Kristallinität des Kompositharzes ist im Besonderen das lineare α,ω-Alkandiol bevorzugt und sind 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol stärker bevorzugt und ist 1,6-Hexandiol noch stärker bevorzugt.
Das aliphatische Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Kristallinität des Kompositharzes in einer Menge von vorzugsweise 70 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 100 Mol-% und noch stärker bevorzugt 90 bis 100 Mol-% der Alkoholkomponente enthalten. Im Besonderen beträgt der Anteil an einer Art von aliphatischem Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, die die Alkoholkomponente umfasst, vorzugsweise 50 Mol-% oder mehr und stärker bevorzugt 60 bis 100 Mol-% der Alkoholkomponente.
Die Alkoholkomponente kann eine andere mehrwertige Alkoholkomponente als das aliphatische Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen enthalten und die mehrwertige Alkoholkomponente schließt aromatische Diole, wie z. B. ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, dargestellt durch die Formel I ein:
wobei RO und OR ein Oxyalkylenrest sind, wobei R eine Ethylengruppe und/oder eine Propylengruppe ist, x und y, die jeweils positive Zahlen sind, die die Molzahl an addiertem Alkylenoxid angeben, wobei die Summe von x und y im Durchschnitt vorzugsweise 1 bis 16, stärker bevorzugt 1 bis 8 und noch stärker bevorzugt 1,5 bis 4 beträgt; und dreiwertige oder höher mehrwertige Alkohole, wie z. B. Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Sorbitol und 1,4-Sorbitan.
In der vorliegenden Erfindung enthält die Carbonsäurekomponente der Polykondensationsharz-Komponente unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners, eine aromatische Dicarbonsäureverbindung.
Die aromatische Dicarbonsäureverbindung ist vorzugsweise eine mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und schließt aromatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure, und Säureanhydride davon und Alkyl (1 bis 8 Kohlenstoffatome) ester davon ein. Die Dicarbonsäureverbindung bezieht sich hier auf eine Dicarbonsäure, ein Säureanhydrid davon und einen Alkyl (1 bis 8 Kohlenstoffatome) ester davon, von denen die Dicarbonsäuren bevorzugt sind. Außerdem bedeutet die bevorzugte Anzahl von Kohlenstoffatomen die Anzahl der Kohlenstoffatome der Dicarbonsäureeinheit der Dicarbonsäureverbindung.
Die aromatische Dicarbonsäureverbindung ist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners in einer Menge von vorzugsweise 70 bis 100 Mol-% und stärker bevorzugt 90 bis 100 Mol-% der Carbonsäurekomponente enthalten.
Die Carbonsäurekomponente kann eine andere Polycarbonsäureverbindung als die aromatische Dicarbonsäureverbindung enthalten. Die Polycarbonsäureverbindung schließt aliphatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Oxalsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure und Bernsteinsäuren, die mit einem Alkylrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder einem Alkenylrest mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen substituiert sind; alicyclische Dicarbonsäuren, wie z. B. Cyclohexandicarbonsäure; aromatische dreiwertige oder höher mehrwertige Carbonsäuren, wie z. B. Trimellithsäure, 2,5,7-Naphthalentricarbosäure und Pyromellithsäure; Säureanhydride davon und Alkyl (1 bis 8 Kohlenstoffatome) ester davon ein.
Dabei wird in der vorliegenden Beschreibung das zweifach reaktive Monomer, das später beschrieben wird, nicht zu der enthaltenen Menge an der Alkoholkomponente oder der Carbonsäurekomponente hinzugerechnet.
Die Gesamtmolzahl an der aromatischen Dicarbonsäureverbindung und dem aliphatischen Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen beträgt unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Kristallinität des Kompositharzes und unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners vorzugsweise 75 bis 100 Mol-%, stärker bevorzugt 85 bis 100 Mol-% und noch stärker bevorzugt 95 bis 100 Mol-% der Gesamtmolzahl an den Rohmaterial-Komponenten der Polykondensationsharz-Komponente, d. h. der Carbonsäurekomponente und der Alkoholkomponente.
Was das Molverhältnis der Carbonsäurekomponente zu der Alkoholkomponente in der Polykondensationsharz-Komponente, d. h. Carbonsäurekomponente/Alkoholkomponente, angeht, so ist es, um ein höheres Molekulargewicht des Kompositharzes zu erzielen, bevorzugt, dass der Anteil an der Alkoholkomponente größer ist als der an der Carbonsäurekomponente, und das Molverhältnis beträgt stärker bevorzugt 0,50 bis 0,89 und noch stärker bevorzugt 0,70 bis 0,85.
Die Polykondensationsreaktion der Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente kann durch Polymerisieren der Rohmaterial-Monomere in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von etwa 180 bis 250°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, eines Polymerisationsinhibitors oder dergleichen, durchgeführt werden. Der Veresterungskatalysator schließt Zinnverbindungen, wie z. B. Dibutylzinnoxid und Zinn(II)-2-ethylhexanoat; Titnverbindungen, wie z. B. Titandiisopropylatbistriethanolaminat; und dergleichen ein. Der Veresterungsbeschleuniger, der zusammen mit dem Veresterungskatalysator verwendet werden kann, schließt Gallsäure und dergleichen ein. Der Veresterungskatalysator wird in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 1,5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente, der Carbonsäurekomponente und der zweifach reaktiven Monomerkomponente, verwendet. Der Veresterungsbeschleuniger wird in einer Menge von vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente, der Carbonsäurekomponente und der zweifach reaktiven Monomerkomponente, verwendet.
Als Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente werden Styrol oder Styrolderivate, wie z. B. α-Methylstyrol und Vinyltoluol, (nachstehend werden das Styrol und die Styrolderivate gemeinsam als ”Styrolderivate” bezeichnet) verwendet.
Das Styrolderivat ist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der triboelektrischen Aufladung des Toners und der Unterdrückung des Filmens auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners vorzugsweise in einer Menge von 70 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 80 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 90 Gew.-% oder mehr der Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente enthalten.
Die Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente, die außer dem Styrolderivat verwendbar sind, schließen Alkyl(meth)acrylatester; ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie z. B. Ethylen und Propylen; Diolefine, wie z. B. Butadien; Vinylhalogenide, wie z. B. Vinylchlorid; Vinylester, wie z. B. Vinylacetat und Vinylpropionat; ethylenische Monocarbonsäureester, wie z. B. Dimethylaminoethyl(meth)acrylat; Vinylether, wie z. B. Vinylmethylether; Vinylidenhalogenide, wie z. B. Vinylidenchlorid; N-Vinylverbindungen, wie z. B. n-Vinylpyrrolidon; und dergleichen ein.
Die Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente, die außer dem Styrolderivat verwendbar sind, können in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden. Der Ausdruck ”(Meth)acrylsäure”, wie er hier verwendet wird, bedeutet Acrylsäure und/oder Methacrylsäure.
Von den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente, die außer dem Styrolderivat verwendbar sind, ist im Hinblick auf der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur der Alkyl(meth)acrylatester bevorzugt. Der Alkylrest in dem Alkyl(meth)acrylatester weist unter dem vorstehend genannten Gesichtspunkt vorzugsweise 1 bis 22 Kohlenstoffatome und stärker bevorzugt 8 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Die Anzahl der Kohlenstoffatome des Alkylesters bezieht sich hier auf die Anzahl der Kohlenstoffatome, die von der den Ester bildenden Einheit der Alkoholkomponente stammen.
Spezielle Beispiele für den Alkyl(meth)acrylatester schließen Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, (Iso)propyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, (Iso- oder tert-)Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, (Iso)octyl(meth)acrylat, (Iso)decyl(meth)acrylat, (Iso)stearyl(meth)acrylat und dergleichen ein. Die Ausdrücke ”(iso- oder tert-)” oder ”(iso-)” umfassen sowohl den Fall, dass diese Gruppen vorhanden sind, als auch den Fall, dass die Gruppen nicht vorhanden sind, und der Fall, dass die Gruppen nicht vorhanden sind, bedeutet den Normalfall. Auch der Ausdruck ”(meth)acrylat” bedeutet, dass beide Fälle, acrylat und methacrylat, eingeschlossen sind.
Der Alkyl(meth)acrylatester ist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners in einer Menge von vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 20 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 10 Gew.-% oder weniger der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente enthalten.
Das Harz, das durch Additionspolymerisation von Rohmaterial-Monomeren, enthaltend ein Styrolderivat und einen Alkyl(meth)acrylatester, erhalten wird, wird hier auch als Styrol(Meth)acrylat-Harz bezeichnet.
Die Additionspolymerisationreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente kann nach einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, z. B. einem Verfahren, bei dem die Reaktion der Rohmaterial-Monomeren in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators, wie z. B. Dicumylperoxid, eines Vernetzungsmittels und dergleichen in einem organischen Lösungsmittel oder ohne Lösungsmittel durchgeführt wird. Temperaturbedingungen von 110 bis 200°C sind bevorzugt und von 140 bis 170°C stärker bevorzugt.
Wenn ein organisches Lösungsmittel bei der Additionspolymerisationreaktion verwendet wird, können Xylol, Toluol, Methylethylketon, Aceton oder dergleichen verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass das organische Lösungsmittel in einer Menge von etwa 10 bis 50 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente, verwendet wird.
Die Styrolharz-Komponente weist unter den Gesichtspunkten einer Verbesserung in der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und einer Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners eine Glasübergangstemperatur (Tg) von vorzugsweise 60 bis 130°C, stärker bevorzugt 80 bis 120°C und noch stärker bevorzugt 90 bis 110°C auf.
Was die Tg der Styrolharz-Komponente angeht, so wird ein Wert, erhalten durch eine Berechnung auf der Grundlage der Tgn eines Homopolymers jedes der Monomere, die das jeweilige Polymer bilden, nach der Fox-Formel (T. G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., 1(3) (1956), 123), einer empirischen Formel zur Vorhersage der Tg durch eine Thermal-Additivformel (engl. thermal additive formula) bei einem Polymer, verwendet, wie er sich aus der folgenden Formel (1) berechnet: 1/Tg = Σ(Wn/Tgn) (1) wobei Tgn die Tg, angegeben als absolute Temperatur, für ein Homopolymer jeder der Komponenten ist und Wn der Gewichtsanteil jeder der Komponenten ist.
Es wird vorausgesetzt, dass das hier verwendete zweifach reaktive Monomer, das später beschrieben wird, bei der Berechnung für die enthaltene Menge der Styrolharz-Komponente nicht berücksichtigt wird und nicht in die Berechnung für die Tg der Styrolharz-Komponente eingeht.
Bei der Berechnung der Glasübergangstemperatur (Tg) nach der Fox-Formel, die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, werden die Tgn von Styrol von 373 K (100°C) und die Tgn von 2-Ethylhexylacrylat von 223 K (–50°C) verwendet.
Bei dem Kompositharz ist es bevorzugt, dass die Polykondensationsharz-Komponente und die Styrolharz-Komponente direkt oder über eine Verknüpfungsgruppe verbunden sind. Die Verknüpfungsgruppe schließt zweifach reaktive Monomere, die später beschrieben sind, Verbindungen, die von Kettenübertragungsmitteln und anderen Harzen abgeleitet sind, und dergleichen ein.
Das Kompositharz ist vorzugsweise so beschaffen, dass die Polykondensationsharz-Komponente und die Styrolharz-Komponente, die vorstehend genannt sind, ineinander dispergiert sind, wobei der vorstehende Dispersionszustand anhand der Differenz zwischen der Tg des Kompositharzes, gemessen durch das in den Beispielen beschriebene Verfahren, und dem nach der vorstehenden Fox-Formel berechneten Wert bewertet werden kann.
Mit anderen Worten, auch wenn das Kompositharz in der vorliegenden Erfindung ein kristallines Harz ist, enthält das Kompositharz einen amorphen Anteil, der sich von der Styrolharz-Komponente und der Polykondensationsharz-Komponente ableitet, so dass das Kompositharz eine Tg, die der Styrolharz-Komponente zugeschrieben wird, und eine Tg, die der Polykondensationsharz-Komponente zugeschrieben wird, aufweist. Die Tg der Styrolharz-Komponente und die Tg der Polykondensationsharz-Komponente in dem Kompositharz sind Werte, die separat gefunden werden. Je höher der Dispersionsgrad der Styrolharz-Komponente und der Polykondensationsharz-Komponente ist, desto mehr nähern sich die beiden Tg-Werte einander und deshalb überschneiden sich die beiden Tg's, wenn die Styrolharz-Komponente und die Polykondensationsharz-Komponente zu einem fast homogenen Zustand dispergiert sind, und die gefundenen Werte wären nahezu eins.
Deshalb nimmt die Tg des Kompositharzes, gemessen unter den später beschriebenen Messbedingungen, in dem Zustand, in dem die Styrolharz-Komponente und die Polykondensationsharz-Komponente ineinander dispergiert sind, einen Wert an, der sich von der Tg, die nach der vorstehenden Fox-Formel für die Styrolharz-Komponente berechnet wurde, unterscheidet. Genauer gesagt, beträgt der Absolutwert für die Differenz in der Glasübergangstemperatur des Kompositharzes und der Glasübergangstemperatur der Styrolharz-Komponente des Kompositharzes, berechnet nach der Fox-Formel, vorzugsweise 10°C oder mehr, stärker bevorzugt 30°C oder mehr, noch stärker bevorzugt 50°C oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 70°C oder mehr. Da die Polykondensationsharz-Komponente eine niedrigere Tg aufweist als die Styrolharz-Komponente, gilt allgemein, dass die für die Tg des Kompositharzes gefundenen Werte in vielen Fällen niedriger sein können als die für die Tg des Styrolharzes berechneten Werte.
Das Kompositharz, wie es vorstehend beschrieben ist, kann z. B. erhalten werden durch:

(1) ein Verfahren, beinhaltend als Schritt das Polykondensieren der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente in Gegenwart eines Styrolharzes, das eine Carboxylgruppe oder eine Hydroxylgruppe aufweist, wobei die Carboxylgruppe oder die Hydroxylgruppe jene einschließen, die von einem zweifach reaktiven Monomer oder einem Kettenübertragungsmittel, die später beschrieben sind, stammen;
(2) ein Verfahren, beinhaltend als Schritt das Unterziehen der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente einer Additionspolymerisation in Gegenwart eines Polykondensationsharzes, das eine reaktive ungesättigte Bindung aufweist; oder dergleichen.

Unter den Gesichtspunkten einer Verbesserung in der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners und unter dem Gesichtspunkt einer Erhöhung der Produktivität ist es bevorzugt, dass das Kompositharz ein Harz ist, erhalten aus den Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente und den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente und ferner einem zweifach reaktiven Monomer, das sowohl mit den Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente als auch den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente reagieren kann, (Hybridharz). Deshalb ist es bei der Polymerisation der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente und der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente, um ein Kompositharz zu erhalten, bevorzugt, dass die Polykondensationsreaktion und/oder die Additionspolymerisationsreaktion in Gegenwart des zweifach reaktiven Monomers durchgeführt wird. Durch Einbeziehung des zweifach reaktiven Monomers ist das Kompositharz ein Harz, das gebildet wird, indem die Polykondensationsharz-Komponente und die Styrolharz-Komponente über eine Aufbaueinheit, die von einem zweifach reaktiven Monomer abgeleitet ist, verbunden werden, (Hybridharz) und in welchem die Polykondensationsharz-Komponente und die Styrolharz-Komponente feiner und homogen dispergiert sind.
Unter den Gesichtspunkten ist es bevorzugt, dass das Kompositharz ein Harz ist, erhalten durch Polymerisieren:

(i) der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente, die eine Alkoholkomponente, enthaltend einen aliphatischen Alkohol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und eine Carbonsäurekomponente, enthaltend eine aromatische Dicarbonsäureverbindung, enthalten;
(ii) der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente; und
(iii) eines zweifach reaktiven Monomers, das sowohl mit den Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente als auch den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente reagieren kann.

Es ist bevorzugt, dass das zweifach reaktive Monomer eine Verbindung ist, die in ihrem Molekül mindestens eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Carboxylgruppe, einer Epoxygruppe, einer primären Aminogruppe und einer sekundären Aminogruppe, vorzugsweise einer Carboxylgruppe und/oder einer Hydroxylgruppe und stärker bevorzugt einer Carboxylgruppe und eine ethylenisch ungesättigte Bindung aufweist. Durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen zweifach reaktiven Monomers kann die Dispergierbarkeit des Harzes, das die Dispersionsphase bildet, noch verbessert werden. Es ist bevorzugt, dass das zweifach reaktive Monomer mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid, ist. Unter dem Gesichtspunkt der Reaktivitäten bei der Polykondensationsreaktion und der Additionspolymerisationsreaktion ist das zweifach reaktive Monomer stärker bevorzugt Acrylsäure, Methacrylsäure oder Fumarsäure. Dabei kann, falls zusammen mit dem zweifach reaktiven Monomer ein Polymerisationsinhibitor verwendet wird, eine Polycarbonsäure, wie z. B. Fumarsäure, in einigen Fällen als Rohmaterial-Monomer für die Polykondensationsharz-Komponente dienen.
Unter den Gesichtspunkten der Erhöhung der Dispergierbarkeit der Styrolharz-Komponente und der Polykondensationsharz-Komponente, der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners und unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Produktivität des Toners, wird das zweifach reaktive Monomer in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 30 mol, stärker bevorzugt 2 bis 25 mol und noch stärker bevorzugt 2 bis 20 mol, bezogen auf 100 mol der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente der Polykondensationsharz-Komponente, und wird das zweifach reaktive Monomer in einer Menge von vorzugsweise 2 bis 30 mol, stärker bevorzugt 5 bis 25 mol und noch stärker bevorzugt 10 bis 20 mol, bezogen auf 100 mol der Gesamtmenge der Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente ohne Polymerisationsinitiator, verwendet.
Genauer gesagt, wird das Kompositharz vorzugsweise durch folgendes Verfahren hergestellt. Unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners ist es bevorzugt, dass das zweifach reaktive Monomer bei der Additionspolymerisationsreaktion zusammen mit den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente verwendet wird.

(i) Ein Verfahren, das als Schritte (A) das Durchführen einer Polykondensationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente; und danach (B) das Durchführen einer Additionspolymerisationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente und eines zweifach reaktiven Monomers beinhaltet.

Bei diesem Verfahren wird der Schritt (A) unter Bedingungen durchgeführt, die eine für eine Polykondensationsreaktion geeignete Reaktionstemperatur umfassen, dann wird die Reaktionstemperatur verringert und der Schritt (B) wird unter Bedingungen durchgeführt, die eine für eine Additionspolymerisationsreaktion geeignete Reaktionstemperatur umfassen. Es ist bevorzugt, dass die Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente und das zweifach reaktive Monomer dem Reaktionssystem bei einer Temperatur, die für eine Additionspolymerisationsreaktion geeignet ist, zugesetzt werden. Das zweifach reaktive Monomer reagiert auch mit der Polykondensationsharz-Komponente, ebenso wie in der Additionspolymerisationsreaktion.
Nach dem Schritt (B) wird die Reaktionstemperatur wieder angehoben und dem Polymerisationssystem werden gegebenenfalls Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente, wie z. B. ein dreiwertiges oder höher mehrwertiges Monomer, das als Vernetzungsmittel dient, zugesetzt, wodurch die Polykondensationsreaktion von Schritt (A) und die Reaktion mit dem zweifach reaktiven Monomer weiter fortgesetzt werden können.

(ii) Ein Verfahren, das als Schritte (B) das Durchführen einer Additionspolymerisationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente und eines zweifach reaktiven Monomers und danach (A) das Durchführen einer Polykondensationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente beinhaltet.

Bei diesem Verfahren wird der Schritt (B) unter Bedingungen durchgeführt, die eine für eine Additionspolymerisationsreaktion geeignete Reaktionstemperatur umfassen, dann wird die Reaktionstemperatur angehoben und der Schritt (A), eine Polykondensationsreaktion, wird unter Bedingungen durchgeführt, die eine für die Polykondensationsreaktion geeignete Reaktionstemperatur umfassen. Das zweifach reaktive Monomer ist auch an der Polykondensationsreaktion beteiligt, ebenso wie an der Additionspolymerisationsreaktion.
Die Rohmaterialien für die Polykondensationsharz-Komponente können während der Additionspolymerisationsreaktion in dem Reaktionssystem anwesend sein oder die Rohmaterialien für die Polykondensationsharz-Komponente können dem Reaktionssystem unter Bedingungen, die eine für die Polykondensationsreaktion geeignete Temperatur umfassen, zugesetzt werden. In ersterem Fall kann das Fortschreiten der Polykondensationsreaktion durch Zugeben eines Veresterungskatalysators bei einer für die Polykondensationreaktion geeigneten Temperatur eingestellt werden.

(iii) Ein Verfahren, das als Schritte das gleichzeitige Durchführen des Schrittes (A), einer Polykondensationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente; und des Schrittes (B), einer Additionspolymerisationsreaktion der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente und eines zweifach reaktiven Monomers, beinhaltet.

Bei diesem Verfahren ist es bevorzugt, dass die Schritte (A) und (B) unter Bedingungen, die eine für die Additionspolymerisationsreaktion geeignete Reaktionstemperatur umfassen, durchgeführt werden, die Reaktionstemperatur angehoben wird, dem Reaktionssystem gegebenenfalls ein dreiwertiges oder höher mehrwertiges Monomer als Rohmaterial-Monomer für die Polykondensationsharz-Komponente zugesetzt wird und die Polykondensationsreaktion von Schritt (A) weiter durchgeführt wird. Während des Prozesses kann die Polykondensationsreaktion auch allein fortgesetzt werden, indem unter Bedingungen, die eine für die Polykondensationsreaktion geeignete Temperatur umfassen, ein Radikalkettenpolymerisationsinhibitor zugesetzt wird. Das zweifach reaktive Monomer ist auch an der Polykondensationsreaktion beteiligt, ebenso wie an der Additionspolymerisationsreaktion.
Bei dem vorstehenden Verfahren (i) kann ein zuvor polymerisiertes Polykondensationsharz anstelle des Schrittes (A), der Durchführung einer Polykondensationsreaktion, verwendet werden. Bei dem vorstehenden Verfahren (iii) kann, wenn die Schritte (A) und (B) gleichzeitig durchgeführt werden, ein Gemisch, das Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente enthält, tropfenweise zu einem Gemisch, das Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente enthält, zugegeben werden, um diese umzusetzen.
Es ist bevorzugt, dass die vorstehenden Verfahren (i) bis (iii) in dem gleichen Behälter durchgeführt werden.
In dem Kompositharz beträgt das Gewichtsverhältnis der Polykondensationsharz-Komponente zu der Styrolharz-Komponente [Polykondensationsharz-Komponente/Styrolharz-Komponente] (In der vorliegenden Erfindung ist das Gewichtsverhältnis definiert als Gewichtsverhältnis der Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente zu den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente, wobei der Polymerisationsinhibitor nicht in die Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente eingeschlossen wird.), genauer gesagt die Gesamtmenge der Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente/Gesamtmenge der Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente, unter den Gesichtspunkten einer Verbesserung in der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Abfallens des Toners und unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Produktivität des Toners 50/50 bis 95/5, vorzugsweise 70/30 bis 95/5 und stärker bevorzugt 70/30 bis 90/10, um eine kontinuierliche Phase, zusammengesetzt aus dem Polykondensationsharz, und eine dispergierte Phase, zusammengesetzt aus einem Styrolharz, bereitzustellen. Dabei geht in der vorstehenden Rechnung die Menge des zweifach reaktiven Monomers in die Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente ein.
Um ein Kompositharz zu erhalten, das ein hohes Molekulargewicht aufweist, können Reaktionsbedingungen, wie z. B. eine Einstellung des Molverhältnisses der Carbonsäurekomponente zur der Alkoholkomponente, die vorstehend genannt sind, eine Anhebung der Reaktionstemperatur, eine Erhöhung der Katalysatormenge und eine über einen langen Zeitraum unter vermindertem Druck durchgeführte Dehydratisierungsreaktion, gewählt werden. Dabei kann das kristalline Harz, das ein hohes Molekulargewicht aufweist, auch unter Rühren des Reaktionsgemisches der Rohmaterialien mit einem Hochleistungsmotor hergestellt werden, und wenn das kristalline Harz hergestellt wird, ohne die Produktionseinrichtungen speziell auszuwählen, eignet sich auch ein Verfahren, das den Schritt des Umsetzens der Rohmaterial-Monomere in Gegenwart eines nicht reaktiven niedrigviskosen Harzes und eines Lösungsmittels umfasst.
Das Kompositharz weist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 80°C oder höher, stärker bevorzugt 100°C oder höher und noch stärker bevorzugt 110°C oder höher auf. Das Kompositharz weist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 160°C oder niedriger, stärker bevorzugt 140°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 135°C oder niedriger auf. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, weist das Kompositharz einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 80 bis 160°C, stärker bevorzugt 100 bis 140°C, noch stärker bevorzugt 100 bis 135°C und sogar noch stärker bevorzugt 110 bis 135°C auf.
Außerdem weist das Kompositharz unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners einen Schmelzpunkt, d. h. eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks, von vorzugsweise 80°C oder höher, stärker bevorzugt 100°C oder höher und noch stärker bevorzugt 120°C oder höher auf. Außerdem weist das Kompositharz unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur einen Schmelzpunkt von vorzugsweise 150°C oder niedriger, stärker bevorzugt 140°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 130°C oder niedriger auf. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, weist das Kompositharz einen Schmelzpunkt von vorzugsweise 80 bis 150°C, stärker bevorzugt 100 bis 140°C und noch stärker bevorzugt 120 bis 130°C auf.
Der Erweichungspunkt und der Schmelzpunkt können durch Steuerung der Zusammensetzung der Rohmaterial-Monomeren, des Polymerisationsinitiators, des Molekulargewichts, der Katalysatormenge oder dergleichen oder durch Wählen der Reaktionsbedingungen eingestellt werden.
Außerdem weist das Kompositharz unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners eine Tg von vorzugsweise –10°C oder höher, stärker bevorzugt –5°C oder höher und noch stärker bevorzugt 0°C oder höher auf. Auch weist das Kompositharz unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur eine Tg von vorzugsweise 50°C oder niedriger, stärker bevorzugt 40°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 30°C oder niedriger auf. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, weist das Kompositharz eine Tg von vorzugsweise –10 bis 50°C, stärker bevorzugt –5 bis 40°C und noch stärker bevorzugt 0 bis 30°C auf.
In der vorliegenden Erfindung kann das kristalline Harz einen kristallinen Polyester oder dergleichen enthalten. Das vorstehende Kompositharz ist unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners in einer Menge von vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 90 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 95 Gew.-% oder mehr des kristallinen Harzes enthalten.
Das Kompositharz ist unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Abfallens des Toners in einer Menge von 5 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 7 Gew.-% oder mehr und stärker bevorzugt 8 Gew.-% oder mehr des Harzbindemittels enthalten. Auch ist das Kompositharz unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners in einer Menge von 40 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 25 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 15 Gew.-% oder weniger des Harzbindemittels enthalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das Kompositharz in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, stärker bevorzugt 7 bis 25 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 8 bis 15 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten.
Als amorphes Harz wird in der vorliegenden Erfindung ein Polyester, ein Vinylharz, ein Epoxidharz, ein Polycarbonat, ein Polyurethan oder dergleichen verwendet. Unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners ist das amorphe Harz vorzugsweise ein durch Polykondensation einer Alkoholkomponente und einer Carbonsäurekomponente erhaltener Polyester.
Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners ist der in der vorliegenden Erfindung verwendbare amorphe Polyester vorzugsweise ein Polyester, erhalten durch Polykondensation einer Alkoholkomponente, enthaltend 70 Mol-% oder mehr an einem Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, das durch die vorstehende Formel (I) dargestellt ist, und einer Carbonsäurekomponente.
Das vorstehende Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A ist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners in einer Menge von vorzugsweise 70 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 100 Mol-% und noch stärker bevorzugt 90 bis 100 Mol-% der Alkoholkomponente enthalten.
Die Alkoholkomponente schließt außer dem Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A ähnliche mehrwertige Alkohole, wie sie für das vorstehende kristalline Harz verwendbar sind, ein.
Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners enthält die Carbonsäurekomponente vorzugsweise die vorstehende aromatische Dicarbonsäureverbindung und stärker bevorzugt Terephthalsäure. Die aromatische Dicarbonsäureverbindung ist in einer Menge von vorzugsweise 30 bis 100 Mol-%, stärker bevorzugt 50 bis 100 Mol-% und noch stärker bevorzugt 60 bis 100 Mol-% der Carbonsäurekomponente enthalten.
Die Polycarbonsäureverbindungen, die außer der aromatischen Dicarbonsäureverbindung verwendet werden können, schließen ähnliche Polycarbonsäureverbindungen, wie sie für das kristalline Harz verwendbar sind, ein.
Der amorphe Polyester kann z. B. durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente und einer Carbonsäurekomponente in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von etwa 180 bis 250°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, eines Polymerisationsinhibitors oder dergleichen, durchgeführt werden. Der Veresterungskatalysator schließt Zinnverbindungen, wie z. B. Dibutylzinnoxid und Zinn(II)-2-ethylhexanoat; Titanverbindungen, wie z. B. Titandiisopropylatbistriethanolaminat; und dergleichen ein. Der Veresterungsbeschleuniger schließt Gallsäure und dergleichen ein. Der Veresterungskatalysator wird in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis 1 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,1 bis 0,6 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente, verwendet. Der Veresterungsbeschleuniger wird in einer Menge von vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente, verwendet.
Der amorphe Polyester weist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Übertragbarkeit des Toners eine Säurezahl von vorzugsweise 30 mg KOH/g oder weniger, stärker bevorzugt 25 mg KOH/g oder weniger und noch stärker bevorzugt 20 mg KOH/g oder weniger auf.
In der vorliegenden Erfindung schließt der amorphe Polyester, der eine Polyesterkomponente, erhalten durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente und einer Carbonsäurekomponente, enthält, nicht nur Polyester, sondern auch modifizierte Harze davon ein.
Die modifizierten Harze des Polyesters schließen z. B. Urethan-modifizierte Polyester, bei welchen die Polyester mit einer Urethanbindung modifiziert sind, Epoxid-modifizierte Polyester, bei welchen die Polyester mit einer Epoxidbindung modifiziert sind, ein Hybridharz, bei welchem ein Verbund aus einer Polyesterkomponente und einer anderen Harzkomponente gebildet wurde, und dergleichen ein.
Unter den Gesichtspunkten des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und der Unterdrückung des Abfallens des Toners weist das amorphe Harz einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 70°C oder höher und stärker bevorzugt 90°C oder höher auf. Auch weist das amorphe Harz unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 180°C oder niedriger und stärker bevorzugt 150°C oder niedriger auf. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, weist das amorphe Harz einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 70 bis 180°C und stärker bevorzugt 90 bis 150°C auf.
Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners setzt sich das amorphe Harz vorzugsweise aus zwei Arten von Polyester zusammen, d. h. einem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt und einem Polyester mit hohem Erweichungspunkt, deren Erweichungspunkte sich vorzugsweise um 5°C oder mehr und stärker bevorzugt um 10 bis 50°C unterscheiden. Der Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt weist unter dem Gesichtspunkt der Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 80 bis 125°C und stärker bevorzugt 85 bis 120°C auf, und der Polyester mit hohem Erweichungspunkt weist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 110 bis 150°C und stärker bevorzugt 115 bis 145°C auf. Das Gewichtsverhältnis des Polyesters mit hohem Erweichungspunkt zu dem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt, d. h. Polyester mit hohem Erweichungspunkt/Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt, beträgt unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners vorzugsweise 10/90 bis 90/10 und stärker bevorzugt 20/80 bis 80/20.
Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners weist das amorphe Harz eine Tg von vorzugsweise 45°C oder höher und stärker bevorzugt 55°C oder höher auf. Auch weist das amorphe Harz unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur eine Tg von vorzugsweise 80°C oder niedriger und stärker bevorzugt 75°C oder niedriger auf.
Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, weist das amorphe Harz eine Tg von vorzugsweise 45 bis 80°C und stärker bevorzugt 55 bis 75°C auf. Hierbei ist die Tg eine der amorphen Phase eigene physikalische Eigenschaft, die sich von der Temperatur des maximalen endothermen Peaks unterscheidet.
Unter den Gesichtspunkten der Verbesserung der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners beträgt das Gewichtsverhältnis des kristallinen Harzes zu dem amorphen Harz, d. h. kristallines Harz/amorphes Harz, vorzugsweise 5/95 bis 40/60, stärker bevorzugt 5/95 bis 30/70 und noch stärker bevorzugt 8/92 bis 20/80.
Als Farbmittel können alle Farbstoffe, Pigmente und dergleichen verwendet werden, welche als Farbmittel für Toner verwendet werden, und es können Ruße, Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brillant Scharlachrot Echt, Pigmentgrün B, Rhodamin-B Base, Lösungsmittelrot 49, Lösungsmittelrot 146, Lösungsmittelblau 35, Chinacridon, Karmin 6B, Isoindolin, Disazogelb oder dergleichen verwendet werden. Das Farbmittel ist vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 2 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Bei dem Toner der vorliegenden Erfindung kann es sich beliebig um Schwarztoner oder Farbtoner handeln.
Der Toner in der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem Harzbindemittel und dem Farbmittel ein Trennmittel, ein Ladungsteuermittel oder dergleichen enthalten.
Das Trennmittel schließt aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie etwa Polypropylene mit niedrigem Molekulargewicht, Polyethylene mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen-Polyethylen-Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht, mikrokristalline Wachse, Paraffinwachse und Fischer-Tropsch-Wachs und Oxide davon; Esterwachse, wie etwa Carnaubawachs, Montanwachs und Sasolwachs und entsäuerte Wachse davon und Fettsäureesterwachse; Fettsäureamide, Fettsäuren, höhere Alkohole, Metallsalze von Fettsäuren und dergleichen ein. Diese Trennmittel können allein oder in einem Gemisch aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Das Trennmittel weist unter den Gesichtspunkten der Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur und der Offsetbeständigkeit des Toners einen Schmelzpunkt von vorzugsweise 60 bis 160°C und stärker bevorzugt 60 bis 150°C auf.
Unter dem Gesichtspunkt, ein Filmen des Toners auf dem Photoleiter zu verhindern, ist das Trennmittel in einer Menge von vorzugsweise 10 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 8 Gewichtsteilen oder weniger und noch stärker bevorzugt 7 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Außerdem ist das Trennmittel unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Offsetbeständigkeit des Toners bei hoher Temperatur in einer Menge von vorzugsweise 0,5 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 1,0 Gewichtsteilen oder mehr und noch stärker bevorzugt 1,5 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, ist dass Trennmittel daher in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 10 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 1,0 bis 8 Gewichtsteilen und noch stärker bevorzugt 1,5 bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Desweiteren ist das Trennmittel unter dem Gesichtspunkt, eine ölfreie Fixierung des Toners durchzuführen, in einer Menge von vorzugsweise 3 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 3,5 Gewichtsteilen oder mehr und noch stärker bevorzugt 4 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, ist dass Trennmittel somit in einer Menge von vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 3,5 bis 8 Gewichtsteilen und noch stärker bevorzugt 4 bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Das Ladungssteuermittel ist nicht besonders eingeschränkt. Das negativ ladbare Ladungssteuermittel schließt metallhaltige Azofarbstoffe, z. B. ”BONTRON S-28” (im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), ”T-77” (im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.), ”BONTRON S-34” (im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), ”AIZEN SPILON BLACK TRH” (im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und dergleichen; Kupferphthalocyaninfarbstoffe; Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure, z. B. ”BONTRON E-81”, ”BONTRON E-84”, ”BONTRON E-304” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.) und dergleichen; Nitroimidazolderivate; Borkomplexe der Benzilsäure, z. B. ”LR-147” (im Handel erhältlich von Japan Carlit, Ltd.) und dergleichen; nichtmetallische Ladungssteuermittel, z. B. ”BONTRON F-21”, ”BONTRON E-89” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), ”T-8” (im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.), ”FCA-2521NJ”, ”FCA-2508N” (alle im Handel erhältlich von der Fujikura Kasei Co., Ltd.); und dergleichen ein.
Das positiv ladbare Ladungssteuermittel schließt Nigrosinfarbstoffe, z. B. ”BONTRON N-01”, ”BONTRON N-04”, ”BONTRON N-07” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), ”CHUO CCA-3” (im Handel erhältlich von der Chuo Gousei Kagaku Co., Ltd.) und dergleichen; Triphenylmethan-basierte Farbstoffe, die ein tertiäres Amin als Seitenkette enthalten; quartäre Ammoniumsalzverbindungen, z. B. ”BONTRON P-51” (im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), ”TP-415” (im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Cetyltrimethylammoniumbromid, ”COPY CHARGE PX VP435” (im Handel erhältlich von der Clariant Japan, Ltd.) und dergleichen, ein.
Unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Aufladung des Toners auf ein geeignetes Niveau einzustellen, um die Entwickelbarkeit zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Abfallens des Toners ist das Ladungssteuermittel in einer Menge von vorzugsweise 0,1 Gewichtsteilen oder mehr und stärker bevorzugt 0,2 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Außerdem ist das Ladungssteuermittel unter dem Gesichtspunkt, eine Hintergrundschleierbildung des Toners zu unterdrücken, in einer Menge von vorzugsweise 5 Gewichtsteilen oder weniger und stärker bevorzugt 3 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, ist das Ladungssteuermittel mit anderen Worten in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,2 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise ferner ein Additiv, wie z. B. magnetische Teilchen, einen Fließfähigkeitsverbesserer, ein Mittel zur Modifizierung der elektrischen Leitfähigkeit, ein Extenderpigment, einen verstärkenden Füllstoff, wie z. B. einen Faserstoff, ein Antioxidationsmittel, ein Alterungsschutzmittel und ein Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit, enthalten.
Der Toner der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren erhalten, das die folgenden Schritte beinhaltet:
Schmelzkneten mindestens eines Harzbindemittels, enthaltend ein kristallines Harz und ein amorphes Harz, und eines Farbmittels (Schritt 1); und
Wärmebehandeln des in Schritt 1 erhaltenen gekneteten Produktes (Schritt 2).
Der Schritt 1 des Schmelzknetens der Rohmaterialien für einen Toner, enthaltend mindestens ein kristallines Harz und ein amorphes Harz, und eines Farbmittels, mit anderen Worten eines kristallinen Harzes, eines amorphen Harzes, eines Farbmittels und dergleichen, kann mit einem bekannten Kneter, wie z. B. einem geschlossenen Kneter, einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder oder einem kontinuierlich arbeitenden Kneter mit offenen Walzen, ausgeführt werden. Da die Additive in dem Harzbindemittel effizient hochdispergiert werden können, und zwar ohne wiederholtes Kneten oder ein Dispergierhilfsmittel, wird ein kontinuierlich arbeitender Kneter mit offenen Walzen, der entlang der Achsenrichtung der Walze mit Einfüllöffnungen und einer Auslassöffnung für das geknetete Produkt versehen ist, bevorzugt verwendet.
Es ist bevorzugt, dass die Rohmaterialien für den Toner zuvor mit einem Henschel-Mischer, einem Super-Mischer oder dergleichen homogen gemischt werden und danach dem offenen Walzenkneter zugeführt werden, wobei die Rohmaterialien dem Kneter aus einer Einfüllöffnung oder getrennt aus mehreren Einfüllöffnungen zugeführt werden können. Unter den Gesichtspunkten einer einfachen Bedienung und Vereinfachung des Apparates ist es bevorzugt, dass die Rohmaterialien für den Toner dem Kneter aus einer Einfüllöffnung zugeführt werden.
Als kontinuierlich arbeitende Kneter mit offenen Walzen wird ein Kneter bezeichnet, dessen Knetelement vom offenen Typ ist, d. h. nicht dicht verschlossen ist, so dass die während des Knetens erzeugte Wärme leicht abgeleitet werden kann. Außerdem ist es erwünscht, dass der kontinuierlich arbeitende Kneter mit offenen Walzen ein Kneter ist, der mit mindestens zwei Walzen ausgestattet ist. Der kontinuierlich arbeitende Kneter mit offenen Walzen, der in der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendet wird, ist ein Kneter, der mit zwei Walzen ausgestattet ist, die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, mit anderen Worten einer schnell rotierenden Walze mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit und einer langsam rotierenden Walze mit einer niedrigen Umfangsgeschwindigkeit. In der vorliegenden Erfindung ist es unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit erwünscht, dass die schnell rotierende Walze eine Heizwalze und die langsam rotierende Walze eine Kühlwalze ist.
Die Temperatur der Walze kann z. B. durch die Temperatur eines Heizmediums, welches die Walze im Inneren durchläuft, eingestellt werden und jede Walze kann im Inneren in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt sein, in denen jeweils Heizmedien mit unterschiedlichen Temperaturen verkehren.
Die Temperatur am Endabschnitt der Rohmaterial-Zuführungsseite der schnell rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 100 bis 160°C und die Temperatur am Endabschnitt der Rohmaterial-Zuführungsseite der langsam rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 35 bis 100°C.
Bei der schnell rotierenden Walze beträgt die Differenz zwischen der Einstelltemperatur am Endabschnitt der Seite, an der das Rohmaterial eingespeist wird, und der Einstelltemperatur am Endabschnitt der Seite, an der das geknetete Produkt ausgespeist wird, unter dem Gesichtspunkt, ein Ablösen des gekneteten Produktes von der Walze zu verhindern, vorzugsweise 20 bis 60°C, stärker bevorzugt 20 bis 50°C und noch stärker bevorzugt 30 bis 50°C. Bei der langsam rotierenden Walze beträgt die Differenz zwischen der Einstelltemperatur am Endabschnitt der Seite, an der das Rohmaterial eingespeist wird, und der Einstelltemperatur am Endabschnitt der Seite, an der das geknetete Produkt ausgespeist wird, unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit des Trennmittels vorzugsweise 0 bis 50°C, stärker bevorzugt 0 bis 40°C und noch stärker bevorzugt 0 bis 20°C.
Die Umfangsgeschwindigkeit der schnell rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 2 bis 100 m/min und stärker bevorzugt 4 bis 50 m/min. Die Umfangsgeschwindigkeit der langsam rotierenden Walze beträgt vorzugsweise 1 bis 90 m/min, stärker bevorzugt 2 bis 60 m/min und noch stärker bevorzugt 2 bis 50 m/min. Außerdem beträgt das Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der zwei Walzen, d. h. der langsam rotierenden Walze/der schnell rotierenden Walze, vorzugsweise 1/10 bis 9/10 und stärker bevorzugt 3/10 bis 8/10.
Die Strukturen, die Größe, die Materialien und dergleichen der Walze sind nicht besonders eingeschränkt. Und auch die Oberfläche der Walze kann beliebig eine glatte, wellige, zerklüftete oder andere Oberfläche sein. Um den Knetanteil zu erhöhen, ist in die Oberfläche jeder Walze vorzugsweise eine Vielzahl von spiralförmigen Gräben eingraviert.
Der Schritt 2 ist ein Schritt, bei dem das im Schritt 1 erhaltene geknetete Produkt wärmebehandelt wird. Der Wärmebehandlungsschritt kann in jedem beliebigen Schritt nach dem Knetschritt ausgeführt werden. Obwohl das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf die Herstellung eines pulverisierten Toners, hergestellt durch Pulverisieren eines gekneteten Produktes, um einen Toner herzustellen, oder auf die Herstellung eines Polymerisationstoners, erhalten durch Dispergieren eines gekneteten Produktes als Teilchen in einem Lösungsmittel, angewendet werden kann, ist es bevorzugt, dass das Verfahren bei der Herstellung eines pulverisierten Toners eingesetzt wird, die neben dem Wärmebehandlungsschritt keinen anderen Schritt, bei dem eine thermische Behandlung erfolgt, beinhaltet. In der vorliegenden Erfindung wird bei der Herstellung eines pulverisierten Toners ein durch den Schmelzknetschritt erhaltenes geknetetes Produkt pulverisiert und das erhaltene pulverisierte Produkt kann dann einem Wärmebehandlungsschritt unterzogen werden, solange die Phasentrennungsstruktur des kristallinen Harzes und des amorphen Harzes in dem gekneteten Produkt durch die thermische Behandlung stabilisiert wird, so dass die Rekristallisation des kristallinen Polyesters beschleunigt wird. Unter dem Gesichtspunkt einer Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners ist es bevorzugt, dass der Wärmebehandlungsschritt nach dem Knetschritt aber vor dem Pulverisierungsschritt ausgeführt wird.
Bei einem allgemeinen Verfahren zur Herstellung eines Toners wird für einen pulverisierten Toner das erhaltene geknetete Produkt soweit abgekühlt, dass eine pulverisierbare Härte erreicht wird, und dann einem Pulverisierungsschritt und einem Klassierungsschritt unterzogen; in der vorliegenden Erfindung ist es jedoch bevorzugt, dass der Pulverisierungsschritt nach dem Knetschritt und nachdem das erhaltene Produkt einem Wärmebehandlungsschritt, wie vorstehend ausgeführt, unterzogen wurde, ausgeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Temperatur für den Wärmebehandlungsschritt vorzugsweise gleich der oder höher als die Glasübergangstemperatur des gekneteten Produktes, stärker bevorzugt eine Temperatur, die sich aus der Glasübergangstemperatur plus 10°C oder mehr berechnet, und noch stärker bevorzugt eine Temperatur, die sich aus der Glasübergangstemperatur plus 15°C oder mehr berechnet, und zwar unter dem Gesichtspunkt die Dispergierbarkeit der Toneradditive aufrechtzuerhalten, unter dem Gesichtspunkt der Umordnung der Harzbindemittelmoleküle, wodurch für eine Unterdrückung eines Filmens des Toners auf dem Photoleiter und eines Abfallens des Toners bei dauerhaftem Drucken gesorgt wird, und unter dem Gesichtspunkt, die Wärmebehandlungszeit zu verkürzen, wodurch die Produktivität des Toners verbessert wird. Außerdem ist die Temperatur für den Wärmebehandlungsschritt vorzugsweise eine Temperatur, die gleich dem Schmelzpunkt des kristallinen Harzes oder niedriger als dieser ist, stärker bevorzugt eine Temperatur, die sich aus dem Schmelzpunkt minus 10°C oder mehr berechnet, und noch stärker bevorzugt eine Temperatur, die sich aus Schmelzpunkt minus 15°C oder mehr berechnet, und zwar unter dem Gesichtspunkt, ein Filmen des Toners auf dem Photoleiter, hervorgerufen durch eine Störung der Ordnungen, die mit der Auflösung der Kristalle einhergeht, zu unterdrücken. Genauer gesagt, ist es erwünscht, dass der Wärmebehandlungsschritt bei einer Temperatur von 50 bis 80°C und stärker bevorzugt 60 bis 80°C ausgeführt wird.
Desweiteren beträgt die Zeitdauer der Wärmebehandlung unter dem Gesichtspunkt, ein Filmen des Toners auf dem Photoleiter und ein Abfallen des Toners bei dauerhaftem Drucken zu unterdrücken, vorzugsweise 2 h oder mehr, stärker bevorzugt 3 h oder mehr und noch stärker bevorzugt 5 h oder mehr. Auch beträgt die Zeitdauer der Wärmebehandlung unter dem Gesichtspunkt der Erhöhung der Produktivität des Toners vorzugsweise 25 h oder weniger, stärker bevorzugt 12 h oder weniger und noch stärker bevorzugt 8 h oder weniger. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, beträgt die Zeitdauer der Wärmebehandlung mit anderen Worten vorzugsweise 2 bis 25 h, stärker bevorzugt 3 bis 12 h und noch stärker bevorzugt 5 bis 8 h. Dabei ist diese Zeitdauer der Wärmebehandlung die Gesamtzeitdauer, bei welcher die Temperatur in dem vorstehend definierten Temperaturbereich (einer Temperatur, die gleich der oder höher als die Glasübergangstemperatur des gekneteten Produktes ist und gleich dem Schmelzpunkt des kristallinen Harzes oder niedriger als dieser ist) liegt. Außerdem ist es unter dem Gesichtspunkt der Aufrecherhaltung der Dispergierbarkeit der Toneradditive bevorzugt, dass die Temperatur die Obergrenze des vorstehend definierten Temperaturbereichs vom Anfang bis zum Ende des Wärmebehandlungsschrittes nicht übersteigt.
In der vorliegenden Erfindung wird der Wärmebehandlungsschritt bei der vorstehend definierten Temperatur für die vorstehend definierte Zeitdauer ausgeführt, wodurch, wie gefolgert wird, die Umordnung des Harzes in dem gekneteten Produkt beschleunigt wird, so dass die vormals gesenkte Glasübergangstemperatur des gekneteten Harzes wieder erhöht wird, wodurch für eine Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter, eine beachtlichere Verbesserung der triboelektrischen Stabilität und eine Unterdrückung des Abfallens des Toners gesorgt wird. Ferner nimmt der plastische Anteil, d. h. der Anteil mit einer niedrigen Glasübergangstemperatur, während der Pulverisierung eher Stöße auf, was für eine Verringerung der Pulverisierungseffizienz ursächlich ist. In der vorliegenden Erfindung kann, da die Plastifizierung durch das Ausführen des Wärmebehandlungsschrittes vor dem Pulverisierungsschritt unterdrückt wird, auch die Pulverisierbarkeit verbessert werden.
In dem Wärmebehandlungsschritt kann ein Ofen oder dergleichen verwendet werden. Wird z. B. ein Ofen verwendet, kann der Wärmebehandlungsschritt ausgeführt werden, indem das geknetete Produkt in dem Ofen auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird.
Die Ausführungsformen zum Ausführen des Wärmebehandlungsschrittes sind nicht besonders eingeschränkt und schließen z. B. folgende:
Ausführungsform 1: eine Ausführungsform, die nach dem Knetschritt die Schritte des Pulverisierens des gekneteten Produktes in einem Pulverisierungsschritt und des Haltens des pulverisierten gekneteten Produktes unter den vorstehend genannten Wärmebehandlungsbedingungen beinhaltet;
Ausführungsform 2: eine Ausführungsform, die nach dem Knetschritt die Schritte des Haltens des gekneteten Produktes unter den vorstehend genannten Wärmebehandlungsbedingungen im Prozess des Abkühlens des erhaltenen gekneteten Produktes, des weiteren Abkühlens des gekneteten Produktes soweit, dass eine pulverisierbare Härte erreicht wird, und des Unterziehens des abgekühlten Produktes einem nachfolgenden Schritt, wie z. B. einem Pulverisierungsschritt, beinhaltet;
Ausführungsform 3: eine Ausführungsform, die nach dem Knetschritt die Schritte des erst einmal Abkühlens des erhaltenen gekneteten Produktes auf eine pulverisierbare Härte, des Unterziehens des abgekühlten gekneteten Produktes dem vorstehenden Wärmebehandlungsschritt, des erneuten Abkühlens des gekneteten Produktes und des Unterziehens des abgekühlten Produktes einem nachfolgenden Schritt, wie z. B. einem Pulverisierungsschritt, beinhaltet;
und dergleichen ein. In der vorliegenden Erfindung kann der Wärmebehandlungsschritt in einer beliebigen der Ausführungsformen ausgeführt werden, wobei die Ausführungsform 3 unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit von Additiven im Toner bevorzugt ist.
In der vorliegenden Erfindung kann die Pulverisierung in dem Pulverisierungsschritt während des Mischens eines Zwischenproduktes der Herstellung mit anorganischen Feinteilchen erfolgen. Beispielsweise kann die Pulverisierung während des Mischens von Siliciumdioxid mit einem Zwischenprodukt der Herstellung erfolgen.
Der Pulverisierungsschritt kann in mehrere Stufen unterteilt erfolgten. Beispielsweise kann das wärmebehandelte Produkt nach dem Wärmebehandlungsschritt grob auf eine Größe von etwa 1 bis 5 mm pulverisiert werden und das grob pulverisierte Produkt kann dann auf eine gewünschte Teilchengröße fein pulverisiert werden.
Der in dem Pulverisierungsschritt verwendete Pulverisierer ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise schließt der Pulverisierer, der bevorzugt bei der Grobpulverisierung verwendet wird, einen Feinstzerstäuber, eine Rotoplex und dergleichen ein und der Pulverisierer, der vorzugsweise bei der Feinpulverisierung verwendet wird, schließt eine Strahlmühle, eine Prallmühle, eine mechanische Rotationsmühle und dergleichen ein.
Der im Klassierschritt verwendete Klassierer schließt einen Windsichter, einen Rotor-Klassierer, einen Siebklassierer und dergleichen ein. Das pulverisierte Produkt, das unzureichend pulverisiert ist und während des Klassierschrittes ausgesondert wird, kann dem Pulverisierungsschritt nochmals unterzogen werden.
Der durch die vorliegende Erfindung erhaltene Toner weist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Bildqualität einen Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von vorzugsweise 3,0 bis 12 um, stärker bevorzugt 3,5 bis 10 um und noch stärker bevorzugt 4 bis 9 um 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 geringeren Teilchengrößen.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann durch ein Verfahren erhalten werden, das den Schritt beinhaltet, bei dem der Toner nach dem Pulverisierungsschritt und dem Klassierungsschritt ferner mit einem externen Additiv, wie z. B. anorganischen Feinteilchen aus Siliciumdioxid oder dergleichen oder Harzfeinteilchen aus Polytetrafluorethylen oder dergleichen, gemischt wird.
Beim Mischen des pulverisierten Produktes oder der Tonerteilchen, die nach dem Klassierschritt erhalten werden, mit einem externen Additiv wird vorzugsweise ein Rührwerk mit einem Rührelement, wie etwa einem Drehlaufrad, verwendet und stärker bevorzugt umfasst das Rührwerk einen Henschel-Mischer.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann entweder direkt als Toner für die Einkomponenten-Entwicklung verwendet werden oder als Zweikomponenten-Entwickler, der den Toner mit einem Träger gemischt enthält, in einer Einrichtung zur Erzeugung fixierter Bilder mit einer Einkomponenten-Entwicklung oder einer Zweikomponenten-Entwicklung verwendet werden.
Dank der Unterdrückung des Filmens des Toners auf dem Photoleiter und des Abfallens des Toners kann der Toner der vorliegenden Erfindung geeigneterweise in einer Einrichtung zur Erzeugung fixierter Bilder nach einem nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklungsverfahren, wo er einer noch größeren mechanischen oder thermischen Beanspruchung ausgesetzt ist, verwendet werden. Ferner kann der Toner der vorliegenden Erfindung unter dem gleichen Gesichtspunkt geeigneterweise in einer Einrichtung zur Erzeugung fixierter Bilder nach einem ölfreien nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklungsverfahren verwendet werden. Als ölfreie Fixierung wird hier ein Verfahren bezeichnet, bei welchem eine Fixiereinrichtung mit einer Heizwalzen-Fixiervorrichtung, die nicht mit einer Ölzuführungsvorrichtung ausgerüstet ist, verwendet wird. Die Ölzuführungsvorrichtung umfasst eine Vorrichtung mit einem Öltank und einem Mechanismus, mit welchem das Öl in einer vorgegebenen Menge auf die Heizwalzenoberfläche aufgebracht wird, und eine Vorrichtung mit einem Mechanismus, mit dem eine zuvor in das Öl eingetauchte Walze mit der Heizwalze in Kontakt gebracht wird, und dergleichen.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung und Demonstration von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Beispiele sind ausschließlich zu Veranschaulichungszwecken angegeben und sind nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen.
[Erweichungspunkt des Harzes]
Der Erweichungspunkt bezeichnet die Temperatur, bei welcher die Hälfte der Probe ausfließt, wenn die Abwärtsbewegung des Stempels eines Fließprüfgerätes (CAPILLARY RHEOMETER ”CFT-500D”, im Handel erhältlich von der Shimadzu Corporation) gegen die Temperatur aufgetragen wird, wobei 1 g Probe durch eine Düse mit einer Düsenporengröße von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird, wobei mit dem Stempel eine Last von 1,96 MPa darauf ausgeübt wird, während die Probe so erwärmt wird, dass die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 6°C/min ansteigt.
[Temperatur des maximalen endothermen Peaks und Schmelzpunkt des Harzes]
Die Messungen wurden unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (”Q-100”, im Handel erhältlich von TA Instruments, Japan) durchgeführt, indem eine in ein Aluminiumpfännchen eingewogene Probe von 0,01 bis 0,02 g mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 10°C/min von Raumtemperatur auf 0°C abgekühlt wurde, die abgekühlte Probe für 1 min stehen gelassen wurde und die Probe danach mit einer Geschwindigkeit von 50°C/min erwärmt wurde. Unter den beobachteten endothermen Peaks wird die Temperatur eines endothermen Peaks auf der Seite der höchsten Temperatur als die Temperatur des maximalen endothermen Peaks definiert. Wenn der Unterschied zwischen der Temperatur des maximalen endothermen Peaks und dem Erweichungspunkt innerhalb von 20°C liegt, wird Temperatur des maximalen endothermen Peaks als Schmelzpunkt definiert.
[Glasübergangstemperaturen (Tg) des amorphen Harzes und des gekneteten Produktes]
Die Messungen wurden unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (”Q-100”, im Handel erhältlich von TA Instruments, Japan) durchgeführt, indem eine in ein Aluminiumpfännchen eingewogene Probe von 0,01 bis 0,02 g auf 200°C erwärmt wurde, die Probe mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 10°C/min von dieser Temperatur auf 0°C abgekühlt wurde und die Temperatur der Probe mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min gesteigert wurde. Die Temperatur am Schnittpunkt der Verlängerung der Grundlinie auf gleiches Niveau oder unter die Temperatur des maximalen endothermen Peaks und der Tangentiallinie, die den maximalen Anstieg zwischen dem Peakauftakt und der Peakspitze zeigt, wird bei der vorstehenden Messung als Glasübergangstemperatur definiert.
[Glasübergangstemperaturen (Tg) des kristallinen Harzes (Kompositharzes)]
Die Messungen wurden unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (”Q-100”, im Handel erhältlich von TA Instruments, Japan) in einem modulierten Modus durchgeführt, indem eine in ein Aluminiumpfännchen eingewogene Probe von 0,01 bis 0,02 g auf 200°C erwärmt wurde, die Probe mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 100°C/min von dieser Temperatur auf –80°C abgekühlt wurde und die Temperatur der Probe mit einer Geschwindigkeit von 1°C/min gesteigert wurde. Die Temperatur am Schnittpunkt der Verlängerung der Grundlinie auf gleiches Niveau oder unter die Temperatur des maximalen endothermen Peaks und der Tangentiallinie, die den maximalen Anstieg zwischen dem Peakauftakt und der Peakspitze zeigt, wird bei der vorstehenden Messung als Glasübergangstemperatur definiert.
[Säurezahl des Harzes]
Die Säurezahl wird durch ein Verfahren gemäß JIS K0070 bestimmt, nur mit der Ausnahme, dass als Messlösungsmittel anstelle des Lösungsmittelgemisches aus Ethanol und Ether, wie es in JIS K0070 festgelegt ist, ein Lösungsmittelgemisch aus Aceton und Toluol (Volumenverhältnis Aceton:Toluol = 1:1) verwendet wird.
[Schmelzpunkt des Trennmittels]
Die Temperatur des maximalen endothermen Peaks der Schmelzwärme, erhalten durch Steigern der Temperatur einer Probe auf 200°C, Abkühlen der Probe mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 10°C/min von dieser Temperatur auf 0°C und danach Steigern der Temperatur der Probe mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (”DSC 210”, im Handel erhältlich von der Seiko Instruments, Inc.), wird als Schmelzpunkt bezeichnet.
[Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) des Toners]

Messapparatur: Coulter Multisizer II (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Aperturdurchmesser: 50 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: 13,6) wird in der vorstehenden Elektrolytlösung aufgelöst, so dass es eine Konzentration von 5 Gew.-% aufweist, um eine Dispersion bereitzustellen.
Dispergierbedingungen: 10 mg einer Messprobe werden zu 5 ml der vorstehenden Dispersion gegeben und das Gemisch wird mit einem Ultraschalldispergierer 1 min lang dispergiert, dann werden 25 ml der vorstehenden Elektrolytlösung zu der Dispersion zugegeben und mit dem 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 ein Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) erhalten.

[Herstellungsbeispiel für die kristallinen Harze (Kompositharze) A bis E]
Ein 10-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde in den vorgegebenen Mengen, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, mit den Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente, ausgenommen Acrylsäure als zweifach reaktives Monomer, befüllt und der Kolbeninhalt wurde zum Lösen auf 160°C erwärmt. Eine Lösung, hergestellt durch vorheriges Mischen von Styrol, Dicumylperoxid und Acrylsäure, wurde aus einem Tropftrichter über einen Zeitraum von 1 h tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde 1 h lang weiter gerührt, während die Temperatur auf 170°C gehalten wurde, um die Polymerisation zwischen Styrol und Acrylsäure ablaufen zu lassen. Nachfolgend wurden 40 g Zinn(II)-2-ethylhexanoat und 3 g Gallsäure dazugegeben, die Temperatur des Kolbeninhalts auf 210°C gesteigert und die Komponenten 8 h umgesetzt. Weiter wurden die Komponenten 1 h bei 8,3 kPa umgesetzt, um jeweils die kristallinen Harze A bis E bereitzustellen. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen kristallinen Harze sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Herstellungsbeispiel für das kristalline Harz F]
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 870 g 1,6-Hexandiol, 1575 g 1,4-Butandiol, 2950 g Fumarsäure, 2 g Hydrochinon, 40 g Zinn(II)-2-ethylhexanoat und 3 g Gallsäure befüllt, die Komponenten wurden bei 160°C in einer Stickstoffatmosphäre über einen Zeitraum von 5 h umgesetzt, die Temperatur auf 200°C gesteigert und die Komponenten eine weitere Stunde umgesetzt. Weiter wurden die Komponenten bei 8,3 kPa umgesetzt, bis der Erweichungspunkt 110°C erreichte, wodurch das kristalline Harz F bereitgestellt wurde. Das erhaltene kristalline Harz F wies einen Erweichungspunkt von 112°C, eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks von 110°C und ein Verhältnis von [Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks] von 1,02 auf.
[Herstellungsbeispiel für das kristalline Harz G]
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 1416 g 1,6-Hexandiol, 1693 g Terephthalsäure, 259 g Adipinsäure, 6 g Dibutylzinnoxid und 3 g Gallsäure befüllt und die Komponenten wurden bei 200°C in einer Stickstoffatmosphäre 6 h umgesetzt. Weiter wurden die Komponenten für 3 h bei 8,3 kPa umgesetzt, wodurch das kristalline Harz G bereitgestellt wurde. Das erhaltene kristalline Harz G wies einen Erweichungspunkt von 113°C, eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks von 124°C und ein Verhältnis von [Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks] von 0,91 auf.
[Herstellungsbeispiel 1 für einen amorphen Polyester]
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 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, 10 g Zinn(II)-2-ethylhexanoat und 2 g Gallsäure befüllt und die Komponenten wurden bei 230°C unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis der Reaktionsprozentsatz 90% erreichte, und dann bei 8,3 kPa umgesetzt, bis der Erweichungspunkt 111°C erreichte, wodurch ein amorpher Polyester (Harz a) bereitgestellt wurde. Das Harz a wies eine Glasübergangstemperatur von 69°C, einen Erweichungspunkt von 111°C, eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks von 71°C, ein Verhältnis von [Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks] von 1,6 und eine Säurezahl von 3,2 mg KOH/g auf. Als Reaktionsprozentsatz wird hier ein Wert bezeichnet, der sich aus der [Menge an gebildetem Wasser/theoretischer Menge an gebildetem Wasser] × 100 berechnet.
[Herstellungsbeispiel 2 für einen amorphen Polyester]
Ein 10-Liter-Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit 3486 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 3240 g Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1881 g Terephthalsäure, 269 g Tetrapropenylbernsteinsäureanhydrid, 30 g Zinn(II)-2-ethylhexanoat und 2 g Gallsäure befüllt und die Komponenten wurden bei 230°C unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis der Reaktionsprozentsatz 90% erreichte, und dann 1 h bei 8,3 kPa umgesetzt. Als nächstes wurden dem Reaktionsgemisch 789 g Trimellithsäureanhydrid zugeführt und die Komponenten wurden bei 220°C umgesetzt, bis der Erweichungspunkt 122°C erreichte, wodurch eine amorpher Polyester (Harz b) bereitgestellt wurde. Das Harz b wies eine Glasübergangstemperatur von 64°C, einen Erweichungspunkt von 122°C, eine Temperatur des maximalen endothermen Peaks von 65°C, ein Verhältnis von [Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks] von 1,9 und eine Säurezahl von 18,9 mg KOH/g auf.
[Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiele 1 bis 10]
Harz a, Harz b und ein kristallines Harz, in den in Tabellen aufgeführten Mengen, 0,2 Gewichtsteile eines negativ aufladbaren Ladungssteuermittels, ”E-304” (im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), 3 Gewichtsteile Carnauba Wax C1 (im Handel erhältlich von S. Kato & Co., Schmelzpunkt: 88°C), 3 Gewichtsteile eines Paraffinwachses, ”HNP-9” (im Handel erhältlich von der Nippon Seiro Co., Ltd., Schmelzpunkt: 75°C) und 5,0 Gewichtsteile eines Farbmittels, ”ECB-301” (im Handel erhältlich von Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd., Phthalocyaninblau (P. B. 15:3)) wurden mit einem Henschel-Mischer 1 min gemischt und das Gemisch wurde dann unter den folgenden Bedingungen schmelzgeknetet.
Es wurde ein kontinuierlich arbeitender offener Zweiwellenkneter, ”Kneadex” (im Handel erhältlich von der Mitsui Mining Co., Ltd., Außendurchmesser der Walze: 14 cm, wirksame Länge der. Walze: 80 cm) verwendet. Die Betriebsbedingungen waren: eine Umfangsgeschwindigkeit der schnell rotierenden Walze (vordere Walze) von 75 U/min (32,97 m/min), eine Umfangsgeschwindigkeit der langsam rotierenden Walze (hintere Walze) von 50 U/min (21,89 m/min) und ein Spalt zwischen den Walzen am Endabschnitt der Einfüllöffnungen des gekneteten Gemisches von 0,1 mm. Die Temperaturen des Heizmediums und des Kühlmediums im Inneren der Walzen waren folgende. Die schnell rotierende Walze wies an der Rohmaterial-Zuführungsseite eine Temperatur von 135°C und an der Ausspeiseseite für das geknetete Gemisch eine Temperatur von 90°C auf, und die langsam rotierende Walze wies an der Rohmaterial-Zuführungsseite eine Temperatur von 35°C und an der Ausspeiseseite für das geknetete Gemisch eine Temperatur von 35°C auf. Weiterhin betrug die Einspeisegeschwindigkeit des Rohmaterialgemisches 4 kg/h und die mittlere Verweilzeit betrug etwa 10 min.
Das vorstehend erhaltene gekneteten Gemisch wurde mit einer Kühlwalze gepresst, um es auf 20°C oder weniger abzukühlen, und das gepresste Produkt wurde in einem Ofen bei einer Temperatur, wie sie in Tabelle 2 angegeben ist, für einen Zeitraum, wie er in Tabelle 2 angegeben ist, wärmebehandelt.
Das wärmebehandelte Produkt wurde nach der Wärmebehandlung auf 30°C abgekühlt und das abgekühlte Produkt wurde mit einer Rotoplex (im Handel erhältlich von TOA KIKAI SEISAKUSHO) grob auf eine Größe von 3 mm pulverisiert. Danach wurde das grob pulverisierte Produkt mit einer Fließbett-Strahlmühle, ”AFG-400” (im Handel erhältlich von der HOSOKAWA ALPINE AG), pulverisiert und das pulverisierte Produkt wurde mit einem Rotorklassierer, ”TTSP” (im Handel erhältlich von der HOSOKAWA ALPINE AG), klassiert, wodurch Tonermatrixteilchen mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von 8,0 μm bereitgestellt wurden. Zu 100 Gewichtsteilen der Tonermatrixteilchen wurden 1,0 Gewichtsteile eines hydrophoben Siliciumdioxids, ”RY50” (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd.), und 0,5 Gewichtsteile eines hydrophoben Siliciumdioxids, ”R972” (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd.), zugegeben, und zwar mit einen Henschel-Mischer (im Handel erhältlich von der Mitsui Mining Company, Ltd.) mit 1500 U/min über 1 min, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Prüfbeispiel 1 [Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur]
Der Toner wurde jeweils in eine Vorrichtung zur nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung, ”OKI MICROLINE 5400” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation), geladen. Bei einer eingestellten Menge der Toneranhaftung von 0,60 mg/cm² wurde ein Volltonbild von 30 mm × 80 mm auf ein Xerox L-Blatt (A4) gedruckt. Das Volltonbild wurde entnommen, bevor es die Fixiervorrichtung passiert, wodurch ein unfixiertes Bild bereitgestellt wurde. Das erhaltene unfixierte Bild wurde mit einer externen Fixiervorrichtung, und zwar einer modifizierten Fixiervorrichtung der ”OKI MICROLINE 3010” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation) fixiert, wobei die Temperatur der Fixierwalze auf 100°C und die Fixiergeschwindigkeit auf 100 mm/s eingestellt wurden. Danach wurden die gleichen Vorgänge wiederholt, wobei die Fixierwalzentemperatur auf 105°C eingestellt und die Temperatur in Schritten von 5°C auf 200°C gesteigert wurde.
Ein glattes weißes Blatt (Xerox L-Blatt) wurde um ein 500-g-Gewicht, dessen Boden eine Fläche von 20 mm × 20 mm aufwies, gewickelt, dann jeweils auf einen Abschnitt des bei einer Temperatur fixierten Volltonbildes positioniert und 20mal über eine Breite von 14 cm hin- und herbewegt. Danach wurden mit einem Reflexionsdensitometer, ”RD-915” (im Handel erhältlich von der Macbeth Process Measurements Co.), jeweils die Bilddichten des abgeriebenen Abschnitts und des nicht abgeriebenen Abschnitts des Volltonbildes bestimmt und die prozentuale Verringerung der Bilddichten durch: [Bilddichte des abgeriebenen Abschnitts/Bilddichte des nicht abgeriebenen Abschnitts] × 100 erhalten. Die erste Temperatur, bei welcher die prozentuale Verringerung der Bilddichte 70% oder mehr betrug, wird als niedrigste Fixiertemperatur definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Diejenigen Toner, die eine niedrigste Fixiertemperatur von 140°C oder niedriger aufweisen, wurden als ausgezeichnet bewertet.
Prüfbeispiel 2 [Dauerhaftigkeit]
Der Toner wurde jeweils in eine Vorrichtung zur nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung, ”OKI MICROLINE 5400” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation) geladen und es wurde ein Test auf Dauerhaftigkeit mit einer Druckbedeckung von 5% unter Umgebungsbedingungen von 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% durchgeführt. Alle 1000 Blatt der Druckausgabe wurden Volltonbilder über eine volle Seite gedruckt und diese visuell auf weiße Flecken, verursacht durch ein Filmen des Toners auf dem Photoleiter, untersucht. An dem Punkt, an dem die Erzeugung weißer Flecken festgestellt wurde, wurde der Test unterbrochen, wobei der Test an höchstens 12.000 Blättern durchgeführt wurde. Diejenigen mit 10.000 Blättern oder mehr Ausdrucken wurden als annehmbar betrachtet.
Prüfbeispiel 3 [Abfallen des Toners]
Von der Kartusche einer Vorrichtung zur nichtmagnetischen Einkomponenten-Entwicklung, ”OKI MICROLINE 5400” (im Handel erhältlich von der Oki Data Corporation) wurde der Photoleiter abgenommen und es wurden. 30 g Toner in die Kartusche geladen. Die Entwicklerwalze wurde 1 h lang mit einer Geschwindigkeit von 70 U/min (entspricht 36 ppm) betrieben. Das Gewicht des von der Entwicklerwalze abgefallenen Toners wurde bestimmt und als Toner-Abfall gewertet. Diejenigen Toner mit einem Toner-Abfall von 500 mg oder weniger wurden als ausgezeichnet bewertet.
Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, dass die Toner der Beispiele 1 bis 10 eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur aufweisen und ein unterdrücktes Filmen auf dem Photoleiter und Abfallen des Toners zeigen.
Andererseits zeigen der Toner des Vergleichsbeispiels 1, bei dem keine Wärmebehandlung durchgeführt wurde, und der Toner von Vergleichsbeispiel 3, bei dem das Kompositharz (= kristallines Harz) in einer großen Menge enthalten ist, keine Unterdrückung des Filmens auf dem Photoleiter oder des Abfallens des Toners. Weiterhin weist der Toner von Vergleichsbeispiel 2, bei dem das Kompositharz der vorliegenden Erfindung (= kristallines Harz) in einer geringeren Menge enthalten ist, eine schlechte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und einen größeren Toner-Abfall auf. Die Toner der Vergleichsbeispiele 4 und 5, bei denen das Gewichtsverhältnis von Polykondensationsharz-Komponente/Styrolharz-Komponente außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, oder die Toner der Vergleichsbeispiele 6 bis 9, bei denen ein anderes kristallines Harz als das kristalline Harz der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weisen einen größeren Toner-Abfall auf. Ferner wird bei den Toner der Vergleichsbeispiele 7 und 9, bei denen die Wärmebehandlungsdauer kürzer ist, ein Filmen auf dem Photoleiter hervorgerufen. Der Toner des Vergleichsbeispiels 10, bei dem kein kristallines Harz verwendet wurde, weist eine schlechte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und einen größeren Toner-Abfall auf.
Außerdem geht aus dem Vergleich zwischen dem Toner von Beispiel 4 und den Toner der Vergleichsbeispiele 7 und 9 hervor, dass bei dem durch das Verfahren der vorliegenden. Erfindung erhaltenen Toner eine Filmbildung auf dem Photoleiter und ein Abfallen des Toners unterdrückt ist, auch wenn die Wärmebehandlungsdauer kürzer ist, wodurch der Toner der Beispiele eine ausgezeichnete Produktivität in dem Verfahren aufweist.
Der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltene Toner wird z. B. bei der Entwicklung eines Latentbildes, das in der Elektrophotographie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet.
Nachdem die vorliegende Erfindung so beschrieben wurde, wird es naheliegend sein, dass es viele Möglichkeiten gibt, sie zu variieren. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten und alle Modifikationen, die sich für den Fachmann in naheliegender Art und Weise ergeben, sind in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-308995 A [0003]
US 2007/207401 A [0003]
JP 2009-116175 A [0003]
US 2009/123863 A [0003]
JP 4-81770 [0004]
JP 2007-240716 A [0005]
US 2007/190443 A [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. G. Fox, Bull. Am. Physics Soc., 1(3) (1956), 123 [0041]
JIS K0070 [0123]
JIS K0070 [0123]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend die Schritte: Schmelzkneten mindestens eines Harzbindemittels und eines Farbmittels, um ein geknetetes Produkt zu erhalten (Schritt 1); und Wärmebehandeln des im Schritt 1 erhaltenen gekneteten Produkts (Schritt 2), wobei das Harzbindemittel ein kristallines Harz und ein amorphes Harz umfasst, wobei das kristalline Harz ein Kompositharz umfasst, umfassend: (a) eine Polykondensationsharz-Komponente, erhalten durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente, umfassend ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine aromatische Dicarbonsäurekomponente, und (b) eine Styrolharz-Komponente, wobei das Gewichtsverhältnis von der Polykondensationsharz-Komponente zu der Styrolharz-Komponente in dem Kompositharz, d. h. Polykondensationsharz-Komponente/Styrolharz-Komponente, 50/50 bis 95/5 beträgt und wobei das Kompositharz in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsprozent des Harzbindemittels enthalten ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Kompositharz ein Harz ist, erhalten durch Polymerisieren: (i) der Rohmaterial-Monomere für die Polykondensationsharz-Komponente, umfassend eine Alkoholkomponente, umfassend ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, und eine Carbonsäurekomponente, umfassend eine aromatische Dicarbonsäurekomponente; (ii) der Rohmaterial-Monomere für die Styrolharz-Komponente; und (iii) eines zweifach reaktiven Monomers, das fähig ist, sowohl mit den Rohmaterial-Monomeren für die Polykondensationsharz-Komponente als auch den Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente zu reagieren.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das zweifach reaktive Monomer in einer Menge von 2 bis 30 mol, basierend auf 100 mol der Gesamtmenge der Rohmaterial-Monomeren für die Styrolharz-Komponente, verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Absolutwert der Differenz zwischen der Glasübergangstemperatur des Kompositharzes und der Glasübergangstemperatur der Styrolharz-Komponente in dem Kompositharz, wie durch die Fox-Formel berechnet, 10°C oder mehr ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt 2 das Halten des gekneteten Produkts bei einer Temperatur zwischen einer Temperatur, die gleich der oder höher als die Glasübergangstemperatur des gekneteten Produktes ist, und einer Temperatur, die gleich dem oder niedriger als der Schmelzpunkt des kristallinen Harzes ist, für 2 bis 25 Stunden umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gewichtsverhältnis von dem kristallinen Harz zu dem amorphen Harz, d. h. kristallines Harz/amorphes Harz, 5/95 bis 40/60 beträgt.