DE102011121657A1

DE102011121657A1 - Toner für elektrostatische Bildentwicklung

Info

Publication number: DE102011121657A1
Application number: DE102011121657A
Authority: DE
Inventors: Masahito Yamazaki; Satoshi KUNII
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-07-05
Also published as: US8735034B2; JP5822386B2; JP2012145919A; US20120156602A1; CN102540788A; CN102540788B

Abstract

Ein Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, enthaltend Tonermatrixteilchen, enthaltend mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, und ein externes Additiv, wobei das externe Additiv Verbund-Oxidteilchen (ein externes Additiv A) enthält, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid, wobei das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur aufweist, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, wobei das Titandioxid in dem externen Additiv A in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% enthalten ist, und wobei das Harzbindemittel einen Polyester enthält, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine Isophthalsäureverbindung, und einer Alkoholkomponente, (einen Polyester A). Der Toner für die elektrostatische Bildentwicklung und ein Zwei-Komponenten-Entwickler, der den Toner der vorliegenden Erfindung enthält, werden geeigneterweise z. B. bei der Entwicklung oder dergleichen eines Latentbildes, das bei der Elektrofotografie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, der zum Entwickeln von Latentbildern, die zum Beispiel in der Elektrofotografie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt werden, verwendbar ist, einen Zwei-Komponenten-Entwickler, in dem der Toner verwendet wird, und ein Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder unter Verwendung des Toners und des Zwei-Komponenten-Entwicklers.
Angesichts der Anforderungen, die in den letzten Jahren daraus erwachsen sind, Kopiermaschinen und Laserdrucker u. a. schneller und kleiner zu machen, sind verschiedene externe Additive verwendet worden, um die Fließfähigkeit oder die triboelektrische Aufladbarkeit eines Toners zu verbessern.
Zum Beispiel offenbart JP-A-2010-20024 ( US-A-2010-009282 ), dass ein Toner, enthaltend ein Verbundoxid, das eine Kern-Schale-Struktur mit einem Kernanteil, der Titanoxid enthält, und einem Schalenanteil, der Siliciumoxid enthält, aufweist, wobei das Titanoxid in einer Menge von 80 bis 95 Gew.-% enthalten ist, der Unterdrückung der Hintergrundschleierbildung oder Verschmutzung der Ladungswalze dient.
JP-A-2002-182424 offenbart, dass ein Toner, enthaltend feine Metalloxidteilchen, die eine Kern-Schale-Struktur mit einer Kernschicht aus einem Metalloxid, ausgewählt aus Titandioxid, Aluminiumoxid und Zinkoxid, und einer Schalenschicht aus Siliciumdioxid aufweisen, wobei die feinen Metalloxidteilchen eine mittlere Teilchengröße von 10 bis 30 nm und einen Sphärizitätsgrad von 1 bis 1,3 aufweisen, keine Hintergrundschleierbildung, keinen verblassten Druck und keine Filmbildung und dergleichen zeigt und eine hervorragende Lebensdauer aufweist, wodurch eine hohe optische Dichte erreicht wird.
JP-A-2004-177747 offenbart, dass ein Toner, enthaltend mit Siliciumdioxid beschichtete Metalloxidteilchen, die eine Kern-Schale-Struktur mit einer Kernschicht aus einem Metalloxid, ausgewählt aus Titandioxid, Aluminiumoxid und Zinkoxid, und einer Schalenschicht aus Siliciumdioxid aufweisen, wobei die feinen Siliciumdioxidteilchen ein Volumenmittel der Teilchengröße von 5 bis 20 nm aufweisen, eine hervorragende Abreinigbarkeit aufweist und eine hervorragende Bildqualität erzielt.
WO 2009/084184 ( US-A-2010-330493 ) offenbart, dass ein Toner, enthaltend oberflächenmodifizierte feine Verbund-Oxidteilchen, die durch ein Dampfphasenverfahren hergestellte Siliciumdioxid-Titandioxid-Verbund-Oxidteilchen umfassen, die einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, eine geringe Änderung der triboelektrischen Ladung über die Zeit zeigt.
JP-A-2010-72569 ( US-A-P2010-075242 ) offenbart, dass ein Toner, enthaltend ein Harzbindemittel, das einen Polyester enthält, der durch Polykondensieren einer Alkoholkomponente und einer Isophthalsäure enthaltenden Carbonsäurekomponente erhalten wird, und ein externes Additiv, das feine Siliciumdioxidteilchen enthält, die ein Metall oder ein Metalloxid enthalten, eine hervorragende Lebensdauer und triboelektrische Aufladbarkeit aufweist, so dass über einen langen Zeitraum stabil fixierte Bilder erhalten werden.
JP-A-2001-51448 offenbart, dass ein Toner, enthaltend ein Polyesterharz, das eine Zusammensetzung enthält, die eine Säurezahl von 6 mg KOH/g oder mehr aufweist und Isophthalsäure in einer Menge von 25 bis 50 Mol-% und Terephthalsäure in einer Menge von 8 Mol-% oder weniger enthält, hervorragende Fixiereigenschaften bei niedriger Temperatur aufweist, kaum auf der Entwicklerwalze und der -klinge schmilzt, stiebt, Hintergrundschleier bildet oder dergleichen, wenn dauerhaft kontinuierlich kopiert wird, und konstante Bildeigenschaften erzielen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft:

[1] einen Toner für elektrostatische Bildentwicklung, umfassend Tonermatrixteilchen, enthaltend mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, und ein externes Additiv, wobei das externe Additiv Verbund-Oxidteilchen (ein externes Additiv A) enthält, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid, wobei das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur aufweist, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, wobei das Titandioxid in dem externen Additiv A in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% enthalten ist, und wobei das Harzbindemittel einen Polyester enthält, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine Isophthalsäureverbindung, und einer Alkoholkomponente (einen Polyester A);
[2] einen Zwei-Komponenten-Entwickler, enthaltend einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, wie in vorstehendem Punkt [1] definiert, und einen Träger; und
[3] ein Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Anwendens eines Toners für die elektrostatische Bildentwicklung, wie in vorstehendem Punkt [1] definiert, oder eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, wie in vorstehendem Punkt [2] definiert, in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder gemäß eines Hybrid-Entwicklungsverfahrens.

In Kopiermaschinen und Laserdruckern, die schneller und kleiner gemacht wurden, zeigt ein herkömmlicher Toner den Nachteil, dass der Fotoleiter abgenutzt wird, wenn über einen langen Zeitraum kontinuierlich gedruckt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner, der fähig ist, den Fotoleiterabrieb zu unterdrücken, auch wenn mit ihm über einen langen Zeitraum kontinuierlich gedruckt wird, einen Zwei-Komponenten-Entwickler, für den der Toner verwendet wird, und ein Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder unter Verwendung des Toners und des Zwei-Komponenten-Entwicklers.
Der Toner für die elektrostatische Bildentwicklung und der den Toner enthaltende Zwei-Komponenten-Entwickler der vorliegenden Erfindung zeigen die Wirkung, dass sie den Fotoleiterabrieb unterdrücken, auch wenn mit ihnen über einen langen Zeitraum kontinuierlich gedruckt wird.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Der Toner für die elektrostatische Bildentwicklung der vorliegenden Erfindung ist ein Toner, enthaltend Tonermatrixteilchen, die mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff enthalten, und ein externes Additiv,
wobei das externe Additiv Verbund-Oxidteilchen (ein externes Additiv A) enthält, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid, wobei das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur aufweist, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, wobei das Titandioxid in dem externen Additiv A in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% enthalten ist, und
wobei das vorstehende Harzbindemittel einen Polyester enthält, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, enthaltend eine Isophthalsäureverbindung, und einer Alkoholkomponente (einen Polyester A).
Obwohl nicht geklärt ist, warum der Toner bewirkt, dass der Fotoleiterabrieb unterdrückt wird, werden, ohne sich auf eine Theorie beschränken zu wollen, als Gründe dafür folgende angesehen.
Wenn ein Polyester auf Isophthalsäurebasis verwendet wird, werden die niedermolekularen Komponenten reduziert. Im Ergebnis wird die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen unterdrückt und dadurch die Bildstabilität, wie z. B. die optische Dichte, beim Dauerdrucktest verbessert. Gleichzeitig wird aber eher Fotoleiterabrieb erzeugt.
Bei dem externen Additiv A handelt es sich um Verbund-Oxidteilchen, die eine Kern-Schale-Struktur aufweisen, bei welcher das Titandioxid einen Kern bildet und das Siliciumdioxid eine Schale bildet. Obwohl Titandioxid im Allgemeinen einen geringeren Volumenwiderstand als Siliciumdioxid hat, hat das externe Additiv A auch bei einem hohen Titandioxidgehalt einen hohen Volumenwiderstand, da kaum Titandioxid auf der Oberfläche der Teilchen vorhanden ist, verglichen mit Verbund-Oxidteilchen mit einer Nicht-Kern/Schale-Struktur. Deshalb wird davon ausgegangen, dass bei einem Toner, bei welchem ein externes Additiv A auf der Oberfläche der Tonermatrixteilchen abgelagert ist, da die triboelektrische Ladung auf einem hohen Niveau gehalten werden kann, eine Hintergrundschleierbildung, verursacht durch die Verringerung der triboelektrischen Ladung, unterdrückt werden kann und die mechanische Kraft, die während der Abreinigung ausgeübt wird, reduziert werden kann, so dass der Fotoleiterabrieb unterdrückt werden kann.
Außerdem hat das externe Additiv A einen geringeren Volumenwiderstand als Siliciumdioxid, wodurch die Ablagerung auf der Oberfläche eines Fotoleiters, verursacht durch elektrostatische Wechselwirkungen, unterdrückt wird. Ferner weist das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur auf, bei welcher das Siliciumdioxid eine Schalenschicht ist, so dass die Oberfläche der Teilchen des externen Zusatzstoffes leichter einer Hydrophobierung unterzogen wird, verglichen mit Verbund-Oxidteilchen mit einer Nicht-Kern/Schale-Struktur, bei welcher Titandioxid auf der Oberfläche der Teilchen vorhanden ist, und durch die Hydrophobierung eine Ablagerung auf der Oberfläche eines Fotoleiters, verursacht durch intermolekulare Wechselwirkungen, auch unterdrückt wird. Deshalb wird davon ausgegangen, dass ein Toner, bei welchem ein externes Additiv A auf der Oberfläche der Tonermatrixteilchen abgelagert ist, geringe elektrostatische Wechselwirkungen und intermolekulare Wechselwirkungen mit dem Fotoleiter zeigt, wodurch die Ablagerung des Toners auf der Oberfläche des Fotoleiters unterdrückt und der Fotoleiterabrieb unterdrückt wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung ist ein Toner, der Tonermatrixteilchen, enthaltend mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, und ein externes Additiv enthält.
<Tonermatrixteilchen>
[Harzbindemittel]
Das Harzbindemittel in der vorliegenden Erfindung enthält einen Polyester, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, die eine Isophthalsäureverbindung enthält, und einer Alkoholkomponente (nachstehend als Polyester A bezeichnet).
Die Isophthalsäureverbindung bezieht sich auf mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus Isophthalsäure, Estern der Isophthalsäure und Isophthalsäureanhydrid. Die Ester der Isophthalsäure schließen Niederalkyl(1 bis 5 Kohlenstoffatome)ester davon und dergleichen ein.
Der Polyester A wird erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, die eine Dicarbon- oder höhere Polycarbonsäureverbindung, enthaltend eine Isophthalsäureverbindung, enthält, und einer Alkoholkomponente, die einen zweiwertigen oder höheren mehrwertigen Alkohol enthält. Hierbei bezieht sich die Carbonsäureverbindung auf mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus einer Carbonsäure, Estern einer Carbonsäure und einem Säureanhydrid einer Carbonsäure. Die Carbonsäureester schließen Niederalkyl(1 bis 6 Kohlenstoffatome)ester davon und dergleichen ein.
Die Isophthalsäureverbindung ist in einer Menge von vorzugsweise 55 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 70 Mol-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 90 Mol-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 95 Mol-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Mol-% der Carbonsäurekomponente in dem Polyester A enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu unterdrücken und eine Verschmelzung der Tonerteilchen zu verhindern, dadurch in der Folge die Ablagerung der Tonerteilchen auf der Oberfläche des Fotoleiters zu reduzieren und den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken, und unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu unterdrücken und die triboelektrische Stabilität des Toners zu verbessern und dadurch die optische Dichte während des Dauerdruckens aufrechtzuerhalten.
Die Dicarbonsäureverbindung schließt außer der Isophthalsäureverbindung z. B. Dicarbonsäuren mit vorzugsweise 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und noch stärker bevorzugt 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ein; Derivate, wie z. B. Säureanhydride davon und Alkyl(1 bis 8 Kohlenstoffatome)ester davon; und dergleichen. Konkrete Beispiele schließen aromatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Phthalsäure und Terephthalsäure ein; und aliphatische Dicarbonsäuren, wie z. B. Fumarsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Bernsteinsäuren, die mit einem Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen substituiert sind.
Die Tricarbon- oder höhere Polycarbonsäureverbindung schließt z. B. Tricarbon- oder höhere Polycarbonsäuren mit vorzugsweise 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und noch stärker bevorzugt 4 bis 10 Kohlenstoffatomen ein; Derivate davon, wie z. B. Säureanhydride davon und Alkyl(1 bis 8 Kohlenstoffatome)ester davon; und dergleichen. Konkrete Beispiele schließen 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellithsäure), 1,2,4,5-Benzoltetracarbonsäure (Pyromellithsäure) und dergleichen ein.
Der zweiwertige Alkohol schließt z. B. Diole mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 2 bis 15 Kohlenstoffatomen ein; ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, dargestellt durch die Formel (I):
wobei RO und OR jeweils ein Oxyalkylenrest sind, wobei R eine Ethylengruppe und/oder eine Propylengruppe ist, x und y, die jeweils positive Zahlen sind, die Molzahl an addierten Alkylenoxiden 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 dergleichen.
Konkret schließt das Diol mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und dergleichen ein.
Die Alkoholkomponente ist vorzugsweise ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, dargestellt durch die Formel (I), unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu unterdrücken und eine Verschmelzung der Tonerteilchen zu verhindern, dadurch in der Folge die Ablagerung der Tonerteilchen auf der Oberfläche des Fotoleiters zu reduzieren und den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken, und unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu unterdrücken und die triboelektrische Stabilität des Toners zu verbessern und dadurch die optische Dichte während des Dauerdruckens aufrechtzuerhalten. Das Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A, dargestellt durch die Formel (I), ist in einer Menge von vorzugsweise 50 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 70 Mol-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 90 Mol-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Mol-% der Alkoholkomponente enthalten, unter dem vorstehenden Gesichtspunkt.
Der dreiwertige oder höhere mehrwertige Alkohol schließt z. B. dreiwertige oder mehrwertige Alkohole mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ein. Konkrete Beispiele schließen Sorbitol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Glycerol, Trimethylolpropan und dergleichen ein.
Hierbei kann die Alkoholkomponente unter dem Gesichtspunkt, den Erweichungspunkt des Polyesters einzustellen, in geeigneter Weise einen einwertigen Alkohol enthalten und die Carbonsäurekomponente kann in geeigneter Weise eine Monocarbonsäureverbindung enthalten.
Das Harzbindemittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann einen anderen Polyester als den Polyester A enthalten. Der von dem Polyester A verschiedene Polyester wird durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, die keine Isophthalsäureverbindung enthält, und der vorstehend beschriebenen Alkoholkomponente erhalten.
Der Polyester A ist in einer Menge von vorzugsweise 15 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 40 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 70 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 95 Gew.-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% aller Polyester in dem Harzbindemittel, d. h. des Polyesters A und des von dem Polyester A verschiedenen Polyesters, nachstehend einfach als „die Polyester” bezeichnet, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch einen Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
Außerdem ist die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von vorzugsweise 5 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 15 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 25 Gew.-% oder mehr der Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere für den Polyester, mit anderen Worten der Gesamtmenge der Carbonsäurekomponente und der Alkoholkomponente, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Die Isophthalsäureverbindung ist in einer Menge von vorzugsweise 70 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 50 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 34 Gew.-% oder weniger der Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere für den Polyester enthalten, unter dem gleichen Gesichtspunkt. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, ist die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt 15 bis 50 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 25 bis 34 Gew.-% der Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere für den Polyester enthalten.
Die Carbonsäurekomponente und die Alkoholkomponente liegen in dem Polyester in einem Äquivalentverhältnis, d. h. COOH-Gruppen/OH-Gruppen, von vorzugsweise 0,70 bis 1,10 und stärker bevorzugt 0,75 bis 1,00 vor, unter denn Gesichtspunkt, die Säurezahl des Polyesters zu verringern, die niedermolekulargewichtige Komponente des Harzes zu reduzieren, die Einbettung eines externes Additiv in die Tonermatrixteilchen zu verhindern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
Die Polykondensationsreaktion der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente kann durch Polykondensieren der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von etwa 180 bis 250°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, eines Veresterungsbeschleunigers, 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 1,5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile einer Gesamtmenge 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 einer Gesamtmenge der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente, verwendet.
Der Polyester weist einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 90°C oder höher, stärker bevorzugt 95°C oder höher und noch stärker bevorzugt 100°C oder höher auf, unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs A in Tonermatrixteilchen zu verhindern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die Optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner weist der Polyester einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 125°C oder niedriger, stärker bevorzugt 120°C oder niedriger und noch stärker bevorzugt 115°C oder niedriger auf, unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Mit anderen Worten weist der Polyester, diese Gesichtspunkte zusammengenommen, einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 90 bis 125°C, stärker bevorzugt 95 bis 120°C und noch stärker bevorzugt 100 bis 115°C auf. In einem Fall, in dem zwei oder mehr Arten von Polyestern verwendet werden, ist es bevorzugt, dass der Erweichungspunkt des gesamten Polyesters in den vorstehend angegebenen Bereich fällt. Der Erweichungspunkt des gesamten Polyesters kann durch Bilden eines gewichteten Mittels erhalten werden, mit anderen Worten als die Summe der Produkte aus jedem der Erweichungspunkte und dem Inhaltsanteil.
Der Erweichungspunkt des Polyesters kann über die Arten und Zusammensetzungsverhältnisse der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente, die Katalysatormenge oder dergleichen oder die Wahl der Reaktionsbedingungen, wie Reaktionstemperatur, Reaktionsdauer und Reaktionsdruck, gesteuert werden.
Der Polyester weist eine Glasübergangstemperatur von vorzugsweise 50°C oder höher und stärker bevorzugt 55°C oder höher auf, unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu verhindern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und eine angemessene optische Dichte aufrechtzuerhalten, und unter dem Gesichtspunkt, die Lagerstabilität des Toners zu verbessern. Ferner weist der Polyester eine Glasübergangstemperatur von vorzugsweise 85°C oder niedriger und stärker bevorzugt 80°C oder niedriger auf, unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit des Toners bei niedriger Temperatur zu verbessern. Mit anderen Worten weist der Polyester, diese Gesichtspunkte zusammengenommen, eine Glasübergangstemperatur von vorzugsweise 50 bis 85°C und stärker bevorzugt 55 bis 80°C auf. In einem Fall, in dem zwei oder mehr Arten von Polyestern verwendet werden, ist es bevorzugt, dass die Glasübergangstemperatur des gesamten Polyesters ebenfalls in den vorstehend angegebenen Bereich fällt. Die Glasübergangstemperatur des gesamten Polyesters kann durch Bilden eines gewichteten Mittels erhalten werden, mit anderen Worten als die Summe der Produkte aus jeder der Glasübergangstemperaturen und dem Inhaltsanteil.
Die Glasübergangstemperatur des Polyesters kann durch die Arten, Zusammensetzungsverhältnisse der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente und dergleichen gesteuert werden.
Der Polyester weist eine Säurezahl von vorzugsweise 50 mg KOH/g oder weniger, starker bevorzugt 30 mg KOH/g oder weniger und noch stärker bevorzugt 20 mg KOH/g oder weniger auf, unter dem Gesichtspunkt, die niedermolekulargewichtige Komponente des Harzes zu reduzieren und die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu verhindern, dadurch in der Folge den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. In einem Fall, in dem zwei oder mehr Arten von Polyestern verwendet werden, ist es bevorzugt, dass die Säurezahl des gesamten Polyesters in den vorstehend angegebenen Bereich fällt. Die Säurezahl des gesamten Polyesters durch Bilden eines gewichteten Mittels erhalten werden, mit anderen Worten als die Summe der Produkte aus jeder der Säurezahlen und dem Inhaltsanteil.
Die Säurezahl des Polyesters kann über die Arten und Zusammensetzungsverhältnisse der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente, die Katalysatormenge oder dergleichen oder die Wahl der Reaktionsbedingungen, wie Reaktionstemperatur, Reaktionszeit und Reaktionsdruck, gesteuert werden.
Hierbei kann, in der vorliegenden Erfindung, der Polyester ein modifizierter Polyester sein, in einem Maße, in dem seine Eigenschaften nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Der modifizierte Polyester bezieht sich z. B. auf einen Polyester, der mit einem Phenol, einem Urethan, einem Epoxid oder dergleichen gemäß einem in JP-A-Hei-11-133668 , JP-A-Hei-10-239903 , JP-A-Hei-8-20636 oder dergleichen beschriebenen Verfahren gepfropft oder blockcopolymerisiert ist.
Es ist bevorzugt, nur einen Polyester als Harzbindemittel zu verwenden, das Harzbindemittel kann aber in einem Umfang, in dem die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, ein anderes Harz als den Polyester enthalten. Das andere Harzbindemittel schließt Vinylharze, Epoxidharze, Polycarbonate, Polyurethane und dergleichen ein. In einem Fall, in dem das von dem Polyester verschiedene Harz enthalten ist, ist es bevorzugt, dass der Erweichungspunkt und die Glasübergangstemperatur des gesamten Harzbindemittels ebenfalls in den vorstehend angegebenen Bereich fallen.
Der Polyester A ist in einer Menge von vorzugsweise 15 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 40 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 70 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 95 Gew.-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten
[Farbgebender Stoff]
Als farbgebender können alle Farbstoffe, Pigmente und dergleichen, welche als farbgebende Stoffe für Toner verwendet werden, verwendet werden und konkret können Ruße (Carbon Blacks), Phthalocyaninblau, Permanent Brown FG, Brilliant Fast Scarlet, Pigment Green B, Rhodamin-B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Chinacridon, Carmin 6B, Isoindolin, Disazogelb oder dergleichen verwendet werden.
Der farbgebende Stoff ist in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 40 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 2 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die optische Dichte zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt ökonomischer Vorteile.
In einem Fall, in dem ein Schwarztoner erhalten wird, ist es unter dem Gesichtspunkt einer leichten Verfügbarkeit bevorzugt, dass der farbgebende Stoff ein Carbon Black ist.
Da ein Carbon Black elektrisch leitfähig ist, verringert der Carbon Black wahrscheinlich die triboelektrische Ladung des Toners.
Der Carbon Black ist in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 3 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 4 Gewichtsteilen oder mehr und noch stärker bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken, und unter dem Gesichtspunkt, die optische Dichte des Toners zu verbessern. Ferner ist der Carbon Black in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 15 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 10 Gewichtsteilen oder weniger und noch stärker bevorzugt 8 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte des Toners aufrechtzuerhalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, ist der Carbon Black in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 4 bis 8 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 6 bis 8 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten.
Bei dem Toner der vorliegenden Erfindung können die Tonermatrixteilchen in geeigneter Weise ein Trennmittel, ein Ladungssteuermittel oder dergleichen enthalten.
[Trennmittel]
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 ein; Esterwachse, wie etwa Carnaubawachs, Montanwachs und Sazole-Wachs, entsäuerte Wachse davon und Fettsäureesterwachse; Fettsäureamide, höhere Alkohole und dergleichen. Von diesen sind die Kohlenwasserstoffwachse und die Esterwachse bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Ablagerung des Toners auf einem Träger zu unterdrücken, wenn er als Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet wird. Unter dem gleichen Gesichtspunkt ist Carnaubawachs von den Esterwachsen bevorzugt und ist Polypropylenwachs von den Kohlenwasserstoffwachsen bevorzugt.
Das Trennmittel weist einen Schmelzpunkt von vorzugsweise 60 bis 160°C und stärker bevorzugt 70 bis 150°C auf, unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Ablagerung des Toners auf einem Träger zu unterdrücken, wenn er als Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet wird.
Das Trennmittel ist in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 4 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 1 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners zu verbessern, und unter dem Gesichtspunkt, die Ablagerung des Toners auf einem Träger zu unterdrücken, wenn er als Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet wird.
[Ladungssteuermittel]
Als Ladungssteuermittel kann ein beliebiges von negativ aufladbaren Ladungssteuermitteln und positiv aufladbaren Ladungssteuermitteln verwendet werden.
Das negativ aufladbare Ladungssteuermittel schließt metallhaltige Azofarbstoffe, Kupferphthalocyaninfarbstoffe, Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure, Nitroimidazolderivate, Borkomplexe der Benzilsäure und dergleichen ein. Die metallhaltigen Azofarbstoffe schließen z. B. „VARIFAST BLACK 3804”, „BONTRON S-28”, „BONTRON S-31”, „BONTRON S-32”, „BONTRON S-34”, „BONTRON S-36” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.), „T-77”, „AIZEN SPILON BLACK TRH” (alle im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und dergleichen ein. Die Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure schließen z. B. „BONTRON E-81”, „BONTRON E-82”, „BONTRON E-84”, „BONTRON E-85” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.) und dergleichen ein. Die Borkomplexe der Benzilsäure schließen z. B. „LR-147” (im Handel erhältlich von der Japan Carlit, Ltd.) und dergleichen ein. Von diesen sind die metallhaltigen Azofarbstoffe bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität des Toners zu verbessern und die optische Dichte während des Dauerdruckens aufrechtzuerhalten.
Das positiv aufladbare Ladungssteuermittel schließt Nigrosinfarbstoffe, Triphenylmethan-basierte Farbstoffe, quartäre Ammoniumsalzverbindungen, Polyaminharze, Imidazolderivate und dergleichen ein. Die Nigrosinfarbstoffe schließen z. B. „Nigrosine Base EX”, „Oil Black BS”, „Oil Black SO”, „BONTRON N-01”, „BONTRON N-07”, „BONTRON N-09”, „BONTRON N-11” (alle im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.) und dergleichen ein. Die Triphenylmethan-basierten Farbstoffe schließen z. B. Triphenylmethan-basierte Farbstoffe, die ein tertiäres Amin als Seitenkette enthalten, ein. Die quartären Ammoniumsalzverbindungen schließen z. B. „BONTRON P-51”, „BONTRON P-52” (alle 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”, „COPY CHARGE PSY” (alle im Handel erhältlich von der Clariant GmbH) und dergleichen ein. Die Polyaminharze schließen z. B. „AFP-B” (im Handel erhältlich von der Orient Chemical Co., Ltd.) und dergleichen ein. Die Imidazolderivate schließen z. B. „PLZ-2001”, „PLZ-8001” (alle im Handel erhältlich von der Shikoku Kasei K. K.) und dergleichen ein. Von diesen sind die quartären Ammoniumsalzverbindungen bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität des Toners zu verbessern und die optische Dichte während des Dauerdruckens aufrechtzuerhalten.
Das Ladungssteuermittel ist in den Tonermatrixteilchen in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 5 Gewichtsteilen und starker bevorzugt 1 bis 4 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität des Toners zu verbessern und die optische Dichte während des Dauerdruckens aufrechtzuerhalten.
[Andere Komponenten]
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann in den Tonermatrixteilchen ferner in geeigneter Weise ein Additiv, wie z. B. ein magnetisches Pulver, einen Fließfähigkeitsverbesserer, ein Mittel zur Modifizierung der elektrischen Leitfähigkeit, einen Extender, einen verstärkenden Füllstoff, wie z. B. einen Faserstoff, ein Antioxidationsmittel, ein Alterungsschutzmittel und ein Mittel zur Verbesserung der Abreinigbarkeit, enthalten.
[Verfahren zur Herstellung von Tonermatrixteilchen]
Die Tonermatrixteilen der vorliegenden Erfindung können Teilchen sein, die durch ein beliebiges der herkömmlich bekannten Verfahren, wie z. B. ein Schmelzknetverfahren, ein Emulsion-Aggregations-Verfahren und ein Polymerisationsverfahren, erhalten wurden und pulverisierte Tonermatrixteilchen, hergestellt durch das Schmelzknetverfahren, sind aus Sicht der Produktivitätsverbesserung und der Dispergierbarkeit eines farbgebenden Stoffes bevorzugt. Konkret können die Tonermatrixteilchen durch homogenes Mischen von Ausgangsmaterialien, wie z. B. eines Harzbindemittels, eines farbgebenden Stoffes, eines Ladungssteuermittels und eines Trennmittels, mit einem Mischer, wie z. B. einem Henschel-Mischer, danach Schmelzkneten des Gemisches mit einem geschlossenen Kneter, einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, einem offenen Walzenkneter, Abkühlen, Pulverisieren und Klassieren des Produktes hergestellt werden. Andererseits sind im Hinblick darauf, Toner mit geringeren Teilchengrößen herzustellen, die durch das Polymerisationsverfahren oder das Emulsion-Aggregations-Verfahren hergestellten Tonermatrixteilchen bevorzugt.
<Volumenmedian der Teilchengröße der Tonermatrixteilchen>
Die Tonermatrixteilchen weisen einen Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) von vorzugsweise 3 bis 15 μm, stärker bevorzugt 4 bis 12 μm und noch stärker bevorzugt 6 bis 9 μm auf, unter dem Gesichtspunkt, die Bildqualität des Toners zu verbessern. Hierbei bezieht sich die Bezeichnung „Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀)”, wie sie hier verwendet wird, auf eine Teilchengröße, deren kumulative Häufigkeit der Volumina, berechnet aus der Volumenfraktion, ausgehend von der Seite der geringeren Teilchengrößen, 50% beträgt.
<Externes Additiv>
Das externe Additiv enthält in der vorliegenden Erfindung ein externes Additiv A.
<Externes Additiv A>
Bei dem externen Additiv A handelt es sich um Verbund-Oxidteilchen, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid. Das externe Additiv A kann in einem Umfang, in dem die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, einen anderen Stoff als Titandioxid und Siliciumdioxid enthalten. Das Titandioxid und das Siliciumdioxid sind in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 95 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 97 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 99 Gew.-% oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-% des externen Additivs A enthalten, unter dem Gesichtspunkt den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Hierbei ist in einem Fall, in dem die Verbund-Oxidteilchen einer Hydrophobierung, die später ausgeführt ist, unterzogen werden, die Gesamtmenge an dem enthaltenen Titandioxid und dem Siliciumdioxid die Menge, die in den Verbund-Oxidteilchen vor der Hydrophobierung enthalten ist.
Das externe Additiv A weist eine Kern-Schale-Struktur auf, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, unter dem Gesichtspunkt, den Volumenwiderstand des externen Additivs A so zu steuern, dass er geringer ist als der Volumenwiderstand des Siliciumdioxids, und die Ablagerung des Toners auf der Oberfläche des Fotoleiters infolge elektrostatischer Wechselwirkungen zu unterdrücken, unter dem Gesichtspunkt, die Hydrophobierung der Teilchenoberfläche des externen Additivs A zu erleichtern und auch die Ablagerung des Toners auf der Oberfläche des Fotoleiters infolge elektrostatischer Wechselwirkungen zu unterdrücken, unter dem Gesichtspunkt, den Volumenwiderstand des externen Additivs A so zu steuern, dass er höher ist als der Volumenwiderstand des Titandioxids, und die Hintergrundschleierbildung des Toners zu unterdrücken, folglich unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken, und unter dem Gesichtspunkt, für eine schärfere Verteilung der triboelektrischen Ladungen des Toners zu sorgen, und die triboelektrische Stabilität zu verbessern, dadurch in der Folge die optische Dichte des Toners während des Dauerdrucken aufrechtzuerhalten. Der Kernanteil kann in einem Umfang, in dem die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, einen anderen Stoff als das Titandioxid enthalten und es ist bevorzugt, dass Titandioxid in einer Menge von im Wesentlichen 100 Gew.-% enthalten ist. Der Schalenanteil kann in einem Umfang, in dem die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, einen anderen Stoff als das Siliciumdioxid enthalten und es ist bevorzugt, dass Siliciumdioxid in einer Menge von im Wesentlichen 100 Gew.-% enthalten ist.
Das Titandioxid ist in einer Menge von 95 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 92 Gew.-% oder weniger und stärker bevorzugt 90 Gew.-% oder weniger des externen Additivs A enthalten, unter dem Gesichtspunkt, einen Kernanteil gleichmäßig mit einem Schalenanteil beschichten zu können und somit unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Außerdem ist das Titandioxid in einer Menge von 75 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 78 Gew.-% oder mehr und stärker bevorzugt 80 Gew.-% oder mehr des externen Additivs A enthalten, unter dem Gesichtspunkt, es dem externen Additiv A zu ermöglichen, eine Kern-Schale-Struktur aufzubauen, dadurch in der Folge den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das Titandioxid in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 78 bis 92 Gew.-% und stärker bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% des externen Additivs A enthalten. Hierbei ist in einem Falle, in dem die Verbund-Oxidteilchen einer Hydrophobierung, die später beschrieben ist, unterzogen werden, die Menge des enthaltenen Titandioxids die Menge, die in den Verbund-Oxidteilchen vor der Hydrophobierung enthalten ist.
Das Siliciumdioxid ist in einer Menge von vorzugsweise 5 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 8 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 10 Gew.-% oder mehr des externen Additivs A enthalten, unter dem Gesichtspunkt, einen Kernanteil gleichmäßig mit einem Schalenanteil beschichten zu können, und somit unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Außerdem ist das Siliciumdioxid in einer Menge von vorzugsweise 25 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 22 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 20 Gew.-% oder weniger des externen Additivs A enthalten, unter dem Gesichtspunkt, es dem externen Additiv A zu ermöglichen, eine Kern-Schale-Struktur zu bilden, dadurch in der Folge den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das Siliciumdioxid in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%, stärker bevorzugt 8 bis 22 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% des externen Additivs A enthalten. Hierbei ist in einem Falle, in dem die Verbund-Oxidteilchen einer Hydrophobierung, die später beschrieben ist, unterzogen werden, die Menge des enthaltenen Siliciumdioxids die Menge, die in den Verbund-Oxidteilchen vor der Hydrophobierung enthalten ist.
Das externe Additiv A weist eine mittlere Primärteilchengröße von vorzugsweise 10 nm oder mehr und stärker bevorzugt 15 nm oder mehr auf, unter dem Gesichtspunkt, eine Einbettung des externen Additivs A in den Toner zu verhindern, dadurch in der Folge den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Außerdem weist das externe Additiv A eine mittlere Primärteilchengröße von vorzugsweise 50 nm oder weniger und starker bevorzugt 40 nm oder weniger auf, unter dem Gesichtspunkt, die Oberfläche eines Toners gleichmäßig zu beschichten und die triboelektrische Stabilität eines Toners zu verbessern, dadurch in der Folge den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen weist das externe Additiv A eine mittlere Primärteilchengröße von vorzugsweise 10 bis 50 nm und stärker bevorzugt 15 bis 40 nm auf. Die mittlere Primärteilchengröße kann durch ein Verfahren, das in den nachstehenden Beispielen beschrieben ist, erhalten werden.
Bei dem externen Additiv A ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der Teilchen einer Hydrophobierung unterzogen wird, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
Da das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur aufweist, bei der das Siliciumdioxid eine Schalenschicht ist, kann bei dem externen Additiv A eine gleichmäßigere Hydrophobierung durchgeführt werden als bei Verbund-Oxidteilchen aus Titandioxid und Siliciumdioxid mit einer Nicht-Kern/Schale-Struktur, bei welcher Titandioxid auf der Oberfläche vorhanden ist, wodurch in der Folge der Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens unterdrückt und die optische Dichte aufrechterhalten werden kann.
Das Hydrophobierungsmittel schließt Organochlorsilane, wie z. B. Dimethyldichlorsilan (DMDS), Organoalkoxysilane, wie z. B. Octyltriethoxysilan (OTES) und Methyltriethoxysilan; Organodisilazane, wie z. B. Hexamethyldisilazan (HMDS); cyclische Organopolysilazane; lineare Organopolysiloxane, wie z. B. Siliconöle, und dergleichen ein.
Von diesen sind die Organodisilazane bevorzugt und ist Hexamethyldisilazan stärker bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, eine gleichmäßige Hydrophobierung zu ermöglichen.
Das externe Additiv A ist in einer Menge von vorzugsweise 0,1 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 0,2 Gewichtsteilen oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,3 Gewichtsteilen oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 0,4 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte eines Toners aufrechtzuerhalten. Ferner ist das externe Additiv A in einer Menge von vorzugsweise 3 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 1,5 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,2 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,0 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 0,7 Gewichtsteilen oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 0,6 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das externe Additiv A in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 3 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,2 bis 1,2 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,2 bis 1,0 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,3 bis 0,7 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 0,4 bis 0,6 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
Das externe Additiv A kann z. B. gemäß einem in JP-A-2006-511638 oder JP-A-Hei-11-193354 beschriebenen Verfahren oder dergleichen hergestellt werden.
Zum Beispiel wird das externe Additiv A erhalten, indem Siliciumtetrachloridgas und Titantetrachloridgas zusammen mit einem Inertgas in eine mit einem Brenner ausgerüstete Mischkammer eingeleitet werden, Wasserstoff und Luft zugemischt werden, um ein Gasgemisch mit einem vorgegebenen Verhältnis bereitzustellen, dieses Gasgemisch in einer Reaktionskammer bei 1000 bis 3000°C verbrannt wird, um ein Verbundoxid zu bilden, das Reaktionsprodukt abgekühlt wird und das Produkt mit einem Filter aufgenommen wird.
Alternativ kann das externe Additiv A auch erhalten werden, indem unter Verwendung eines Dispergierers eine Dispersion feiner Titandioxidteilchen in einem alkoholischen Lösungsmittel hergestellt wird, danach unter Mischen nacheinander eine Alkoxysilanverbindung, ein Alkohol, Ammoniakwasser, die vorstehende Dispersion und ferner Wasser zusammengegeben werden, bei 80°C eine Alkoxidhydrolyse durchgeführt wird, auf der Oberfläche der feinen Titandioxidteilchen eine Siliciumdioxidschicht abgelagert wird und das Produkt danach filtriert, gewaschen, getrocknet und pulverisiert wird.
Die Hydrophobierung erfolgt z. B. durch Versprühen eines zuvor durch Verdünnen einer erforderlichen Menge eines Hydrophobierungsmittels in einem Lösungsmittel hergestellten Flüssigkeitsgemisches, während ein Rohverbundoxidmaterial in einem Mischbehälter bei Raumtemperatur gerührt wird, Steigern der Temperatur im Inneren des Behälters, während das Rühren des Rohverbundoxidmaterials weiter fortgesetzt wird, Rühren für einen bestimmten Zeitraum und danach Abkühlen des Produktes.
Konkrete Beispiele für das externe Additiv A schließen STX801, STX501 (alle im Handel erhältlich von der Nippon Aerosol Co., Ltd.), FUJI TiO2-SDS (im Handel erhältlich von der Fuji Pigment Co., Ltd.) und dergleichen ein.
<Andere Additive>
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann ein anderes externes Additiv als das externe Additiv A enthalten.
Das von dem externen Additiv A verschiedene externe Additiv (nachstehend als „externes Additiv 13” bezeichnet) schließt feine anorganische Teilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirconiumdioxid, Zinnoxid, Zinkoxid und dergleichen ein. Von diesen ist ein Siliciumdioxid mit einer geringen relativen Dichte bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, durch dessen kombinierte Verwendung mit dem externen Additiv A den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens weiter zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
Das Siliciumdioxid ist bevorzugt ein hydrophobes Siliciumdioxid, welches hydrophobiert ist, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens weiter zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Das Verfahren zur Hydrophobierung ist nicht besonders beschränkt. Das Hydrophobierungsmittel schließt Hexamethyldisilazan (HMDS), Dimethyldichlorsilan (DMDS), Siliconöle, Methyltriethoxysilan und dergleichen ein. Von diesen sind Hexamethyldisilazan und Dimethyldichlorsilan bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, eine gleichmäßige Hydrophobierung durchführen zu können. Die Behandlungsmenge mit dem Hydrophobierungsmittel beträgt vorzugsweise 1 bis 7 mg/m² pro Oberflächenbereich der feinen anorganischen Teilchen.
Das externe Additiv B weist eine mittlere Primärteilchengröße von vorzugsweise 10 bis 100 nm auf, unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung des externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu unterdrücken und die Ablösung des externen Additivs von den Tonermatrixteilchen zu unterdrücken. Ferner weist das externe Additiv B stärker bevorzugt eine mittlere Primärteilchengröße von 10 bis 30 nm und noch stärker bevorzugt 10 bis 20 nm auf, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens weiter zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
Es ist bevorzugt, eine oder mehrere Arten eines externen Additivs mit einer mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 30 nm (ein externes Additiv B1) und eine oder mehrere Arten eines externen Additivs mit einer mittleren Primärteilchengröße von mehr als 30 nm und 100 nm oder weniger (ein externes Additiv B2) in Kombination zu verwenden, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die Bilddichte aufrechtzuerhalten. Das externe Additiv B1 und das externe Additiv B2 liegen in einem Gewichtsverhältnis, d. h. externes Additiv B1/externes Additiv B2, von vorzugsweise 1/10 bis 10/1, stärker bevorzugt 1/5 bis 5/1 und noch stärker bevorzugt 1/2 bis 2/1 vor.
Das externe Additiv B1 ist in einer Menge von vorzugsweise 0,05 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 0,1 Gewichtsteilen oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,2 Gewichtsteilen oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 0,3 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner ist das externe Additiv B1 in einer Menge von vorzugsweise 3 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 1,5 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,0 Gewichtsteilen oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 0,7 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das externe Additiv B1 in einer Menge von vorzugsweise 0,05 bis 3 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,2 bis 1,0 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 0,3 bis 0,7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
Das externe Additiv B2 ist in einer Menge von vorzugsweise 0,05 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 0,1 Gewichtsteilen oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,2 Gewichtsteilen oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 0,3 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner ist das externe Additiv B2 in einer Menge von vorzugsweise 3 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 1,5 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,0 Gewichtsteilen oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 0,7 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das externe Additiv B2 in einer Menge von vorzugsweise 0,05 bis 3 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,2 bis 1,0 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 0,3 bis 0,7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
Die Menge, in der das externe Additiv B enthalten ist, im Besonderen die Gesamtmenge, in der das externe Additiv B1 und das externe Additiv B2 enthalten sind, beträgt vorzugsweise 0,1 Gewichtsteile oder mehr, stärker bevorzugt 0,2 Gewichtsteile oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,4 Gewichtsteile oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 0,6 Gewichtsteile oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner ist das externe Additiv B in einer Menge von vorzugsweise 6 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 3 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 2 Gewichtsteilen oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 1,5 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist das externe Additiv B in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 6 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt 0,2 bis 3 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 0,4 bis 2 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 0,6 bis 1,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
Als externes Additiv B werden vorzugsweise ein hydrophobiertes Siliciumdioxid mit einer mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 30 nm und ein hydrophobiertes Siliciumdioxid mit einer mittleren Primärteilchengröße von mehr als 30 nm und 100 nm oder weniger in Kombination verwendet, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Was die Menge jedes enthaltenen Siliciumdioxids betrifft, so ist es bevorzugt, dass jedes Siliciumdioxid in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen verwendet wird. Außerdem ist es bevorzugt, dass die Siliciumdioxide jeweils in einem Gewichtsverhältnis, d. h. hydrophobiertes Siliciumdioxid mit einer mittleren Primärteilchengröße von 10 bis 30 nm/hydrophobiertes Siliciumdioxid mit einer mittleren Primärteilchengröße von mehr als 30 nm und 100 nm oder weniger, von 1/2 bis 2/1 verwendet werden.
Das externe Additiv A und das externe Additiv B sind in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 0,2 Gewichtsteilen oder mehr, stärker bevorzugt 0,5 Gewichtsteilen oder mehr, noch stärker bevorzugt 1,0 Gewichtsteilen oder mehr, noch stärker bevorzugt 1,2 Gewichtsteilen oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 1,4 Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner sind das externe Additiv A und das externe Additiv B in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 6 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 3 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 2 Gewichtsteilen oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,8 Gewichtsteilen oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 1,6 Gewichtsteilen oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen sind das externe Additiv A und das externe Additiv B in einer Gesamtmenge von vorzugsweise 0,2 bis 6 Gewichtsteilen, starker bevorzugt 0,5 bis 3 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 1,0 bis 2 Gewichtsteilen, noch stärker bevorzugt 1,2 bis 1,8 Gewichtsteilen und sogar noch stärker bevorzugt 1,4 bis 1,6 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten.
<Verhältnis von Externem Additiv A/Externem Additiv B>
Das externe Additiv A und das externe Additiv B sind in einem Gewichtsverhältnis, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, d. h. externes Additiv A/externes Additiv B, von vorzugsweise 0,1 oder mehr, stärker bevorzugt 0,2 oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,3 oder mehr und noch stärker bevorzugt 0,4 oder mehr enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Das externe Additiv A und das externe Additiv B sind in einem Gewichtsverhältnis von vorzugsweise 1,5 oder weniger, stärker bevorzugt 1,2 oder weniger, noch stärker bevorzugt 1,0 oder weniger, noch stärker bevorzugt 0,8 oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 0,6 oder weniger enthalten, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, sind das externe Additiv A und das externe Additiv B in einem Gewichtsverhältnis, d. h. externes Additiv A/externes Additiv B, von vorzugsweise 0,1 bis 1,5, stärker bevorzugt 0,1 bis 1,2, noch stärker bevorzugt 0,2 bis 1,0, noch stärker bevorzugt 0,3 bis 0,8 und sogar noch stärker bevorzugt 0,4 bis 0,6 enthalten.
<Produkt aus dem Gehalt an Carbon Black und dem Gehalt an externem Additiv A>
In einem Fall, in dem ein Carbon Black als farbgebender Stoff verwendet wird, wird sich, wenn der Carbon Black in einer großen Menge enthalten ist, die triboelektrische Ladung wahrscheinlich verringern, so dass es wahrscheinlich zur Hintergrundschleierbildung kommt, wodurch die Erzeugung des Fotoleiterabriebs ermöglicht wird. Deshalb ist es, um den Fotoleiterabrieb zu unterdrücken, bevorzugt, dass die triboelektrische Ladung optimal eingestellt wird, indem ein externes Additiv A verwendet wird, welches dazu dient, eine hohe triboelektrische Ladung aufrechtzuerhalten, und ist es bevorzugt, den Gehalt an dem Carbon Black und den Gehalt an dem externen Zusatzstoff A optimal zu regeln.
Das Produkt aus dem Gehalt an dem externen Additiv A, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, und dem Gehalt an dem Carbon Black, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, d. h. externer Zusatzstoff A × Carbon Black, beträgt vorzugsweise 1 oder mehr, stärker bevorzugt 2 oder mehr, noch stärker bevorzugt 2,7 oder mehr, noch stärker bevorzugt 3 oder mehr und sogar noch stärker bevorzugt 3,5 oder mehr, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Außerdem beträgt das Produkt aus dem Gehalt an dem externen Additiv A, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, und dem Gehalt an dem Carbon Black, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, vorzugsweise 10 oder weniger, stärker bevorzugt 9 oder weniger, noch stärker bevorzugt 8 oder weniger, noch stärker bevorzugt 5 oder weniger, noch stärker bevorzugt 4,5 oder weniger und sogar noch stärker bevorzugt 4 oder weniger, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen, beträgt das Produkt aus dem Gehalt an dem externen Additiv A, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, und dem Gehalt an dem Carbon Black, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, d. h. externer Zusatzstoff A × Carbon Black, vorzugsweise 1 bis 10, stärker bevorzugt 2 bis 9, noch stärker bevorzugt 2 bis 8, noch stärker bevorzugt 2,7 bis 8, noch stärker bevorzugt 2,7 bis 5, noch stärker bevorzugt 3 bis 5, noch stärker bevorzugt 3,5 bis 4,5 und sogar noch stärker bevorzugt 3,5 bis 4.
<Schritt des Behandelns mit einem externen Additiv>
Zum Mischen der Tonermatrixteilchen mit einem externen Additiv wird vorzugsweise ein Mischer verwendet, der mit einem Rührwerkzeug, wie z. B. drehbaren Rührflügeln, ausgerüstet ist, und ein High-Speed-Mischer, wie z. B. ein Henschel-Mischer oder Super-Mischer, ist bevorzugt und ein Henschel-Mischer ist stärker bevorzugt.
Das externe Additiv A und das externe Additiv B können vorher gemischt und einem High-Speed-Mischer oder V-Mischer zugeführt werden oder das externe Additiv A und das externe Additiv B können getrennt zugeführt werden.
Die Umfangsgeschwindigkeit des Mischers beträgt vorzugsweise 20 bis 45 m/s und stärker bevorzugt 25 bis 40 m/s, unter dem Gesichtspunkt, die Abtrennung eines externen Additivs, ohne dass es auf den Tonermatrixteilchen abgelagert wird, zu beherrschen und die Einbettung eines externen Additivs in die Tonermatrixteilchen zu beherrschen.
<Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder>
Der Toner der vorliegenden Erfindung ist fähig, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte des Toners aufrechtzuerhalten, auch wenn er in einem Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder unter Verwendung einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem kontaktlosen Fixierungsverfahren, wie z. B. einer Ofenfixierung oder Blitzfixierung, verwendet wird. Deshalb kann der Toner geeigneterweise in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem kontaktlosen Hochgeschwindigkeits-Fixierungsverfahren mit einer Lineargeschwindigkeit von 800 mm/s oder mehr und vorzugsweise 1000 bis 3000 mm/s verwendet werden. Hierbei bezieht sich die Bezeichnung „Lineargeschwindigkeit” auf die Arbeitsgeschwindigkeit einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder, welche durch die Papierzufuhrgeschwindigkeit am Fixierelement bestimmt wird.
Außerdem ist das Verfahren zur Entwicklung des Toners der vorliegenden Erfindung nicht besonders beschränkt und der Toner kann geeigneterweise auch für ein Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder unter Verwendung einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem Hybrid-Entwicklungsverfahren verwendet werden, unter dem Gesichtspunkt, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Der Toner kann geeigneterweise auch in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem Hochgeschwindigkeits-Hybrid-Entwicklungsverfahren mit einer Lineargeschwindigkeit von 800 mm/s oder mehr und vorzugsweise 1000 bis 3000 mm/s verwendet werden.
Hierbei ist das Hybrid-Entwicklungsverfahren im Journal of the Imaging Society of Japan, 49(2) (2010), 102 bis 107 beschrieben, bei welchem ein Toner in einem Zwei-Komponenten-Entwickler mit einem Träger beladen wird und der beladene Toner von dem Zwei-Komponenten-Entwickler, der mit einer magnetischen Walze transportiert wird, aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen der magnetischen Walze und der Entwicklerwalze auf eine Entwicklerwalze übertragen wird und der Toner dann von der Entwicklerwalze auf ein Latentbildelement des Fotoleiters übertragen wird, wodurch die Entwicklung erfolgt, während die Entwicklerwalze und der Fotoleiter in einem kontaktfreien Zustand gehalten werden.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann direkt als Toner zur Einkomponenten-Entwicklung verwendet werden oder mit einem Träger gemischt werden, um einen Zwei-Komponenten-Entwickler bereitzustellen. Der Toner wird geeigneterweise in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem nichtmagnetischen Entwicklungsverfahren, insbesondere einem nichtmagnetischen Zwei-Komponenten-Entwicklungsverfahren verwendet, unter dem Gesichtspunkt, unter Rührbedingungen mit einem Träger eine stabile triboelektrische Aufladbarkeit zu erhalten.
Deshalb kann der Toner der vorliegenden Erfindung geeigneterweise auch in einem Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem nichtmagnetischen Entwicklungsverfahren und einem Hybrid-Entwicklungsverfahren verwendet werden.
<Zwei-Komponenten-Entwickler>
[Träger]
In der vorliegenden Erfindung ist als Träger ein Träger mit einer niedrigen Sättigungsmagnetisierung, welcher einen schwächeren Kontakt mit einer Magnetbürste hat, bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt der Bildeigenschaften. Der Träger weist eine Sättigungsmagnetisierung von vorzugsweise 40 bis 100 Am²/kg und stärker bevorzugt 50 bis 90 Am²/kg auf. Der Träger weist eine Sättigungsmagnetisierung von vorzugsweise 100 Am²/kg oder weniger auf unter dem Gesichtspunkt, die Härte der Magnetbürste zu steuern und die Farbtonreproduzierbarkeit der Bilder zu erhalten, und der Träger weist eine Sättigungsmagnetisierung von vorzugsweise 40 Am²/kg oder mehr auf unter dem Gesichtspunkt, das Anhaften des Trägers und Tonerstaub zu verhindern.
Ein Träger umfasst ein Kernmaterial und ein Beschichtungsmaterial.
[Kernmaterial für den Träger]
Als Kernmaterial für den Träger kann ein beliebiges bekanntes Material verwendet werden, ohne besondere Beschränkung. Das Kernmaterial schließt z. B. ferromagnetische Metalle, wie Eisen, Kobalt und Nickel; Legierungen und Verbindungen, wie Magnetit, Hematit, Ferrit, Kupfer-Zink-Magnesiumferrit, Manganferrit und Magnesiumferrit; Glaskügelchen; und dergleichen ein. Von diesen sind Magnetit, Ferrit, Kupfer-Zink-Magnesiumferrit und Manganferrit bevorzugt und ist Kupfer-Zink-Magnesiumferrit stärker bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität eines Toners zu verbessern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten.
[Beschichtungsmaterial für den Träger]
Die Oberfläche des Trägers kann unter dem Gesichtspunkt, die Erzeugung von Toneraufbau auf dem Träger (engl. toner scumming) zu verhindern, mit einem Harz beschichtet werden. Das Harz zum Beschichten der Oberfläche des Trägers kann in Abhängigkeit von den Ausgangsmaterialien des Toners, mit dem zusammen er verwendet werden soll, variieren und schließt z. B. Fluorharze, wie Polytetrafluorethylene, Monochlortrifluorethylenpolymere und Poly(vinylidenfluoride); Silikonharze, wie Polydimethylsiloxan; Polyester, Styrolharze, Acrylharze, Polyamide, Polyvinylbutyrale, Aminoacrylatharze und dergleichen ein. Die Silikonharze sind bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität eines Toners zu verbessern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Harze können allein oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Das Verfahren zum Beschichten eines Kernmaterials mit einem Harz ist nicht besonders eingeschränkt und schließt z. B. ein Verfahren ein, bei dem das Beschichtungsmaterial, wie z. B. ein Harz, in einem Lösungsmittel gelöst oder suspendiert wird und die abzuscheidende Lösung oder Suspension auf ein Kernmaterial aufgebracht wird, ein Verfahren, bei dem ein Harzpulver und ein auf einem Kernmaterial abzuscheidendes Kernmaterial gemischt werden, und dergleichen.
[Mischungsverhältnis von Toner und Träger]
In einem Zwei-Komponenten-Entwickler, erhalten durch Mischen eines Toners mit einem Träger, ist der Toner in einer Menge von vorzugsweise 2 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 3 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 4 Gew.-% oder mehr des Zwei-Komponenten-Entwicklers enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die Einbettung eines externen Additivs in einen Toner zu verhindern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Ferner ist der Toner in einer Menge von vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 9 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 8 Gew.-% oder weniger des Zwei-Komponenten-Entwicklers enthalten, unter dem Gesichtspunkt, die triboelektrische Stabilität eines Toners zu verbessern, den Fotoleiterabrieb durch den Toner während des Dauerdruckens zu unterdrücken und die optische Dichte aufrechtzuerhalten. Diese Gesichtspunkte zusammengenommen ist der Toner in einer Menge von vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 3 bis 9 Gew.-% und noch stärker bevorzugt 4 bis 8 Gew.-% des Zwei-Komponenten-Entwicklers enthalten.
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.
[Erweichungspunkte der Harze]
Der Erweichungspunkt bezieht sich auf die Temperatur, bei welcher die Hälfte der Probe ausfließt, wenn die Abwärtsbewegung eines Kolbens eines Fließprüfgerätes (CAPILLARY RHEOMETER „CFT-500D”, im Handel erhältlich von der Shimadzu Corporation) gegen die Temperatur aufgetragen wird, wobei eine Probe von 1 g durch eine Düse mit einer Porengröße von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert wird und dabei mit dem Kolben eine Last von 1,96 MPa darauf ausgeübt wird, während die Probe so erwärmt wird, dass die Temperatur mit einer Rate von 6°C/min ansteigt.
[Glasübergangstemperaturen der Harze]
Die Messungen erfolgten unter Verwendung eines Differential-Scanning-Calorimeters („Q-100”, im Handel erhältlich von TA Instruments, Japan), indem eine in eine Aluminiumschale eingewogene Probe von 0,01 bis 0,02 g auf 200°C erwärmt wurde, die Probe mit einer Kühlrate von 10°C/min von dieser Temperatur auf 0°C abgekühlt wurde und die Temperatur der Probe mit einer Rate von 10°C/min gesteigert wurde. Die Temperatur am Schnittpunkt der Verlängerung der Basislinie bis zu der oder unter die Temperatur des maximalen endothermen Peaks und der Tangentiallinie, die den maximalen Anstieg zwischen dem Peakauftakt und der Peakspitze zeigt, wird als Glasübergangstemperatur definiert.
[Säurezahlen der Harze]
Die Säurezahl wird durch ein Verfahren gemäß JIS K0070 bestimmt, nur dass als Messlösungsmittel anstelle eines 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, der unter Verwendung eines Differential-Scanning-Calorimeters („DSC 210”, im Handel erhältlich von der Seiko Instruments, Inc.) erhalten wird, indem die Temperatur einer Probe auf 200°C gesteigert wird, die Probe mit einer Abkühlungsrate von 10°C/min von dieser Temperatur auf 0°C abgekühlt wird und danach die Temperatur der Probe mit einer Heizrate von 10°C/min gesteigert wird, wird als Schmelzpunkt bezeichnet.
[Mittlere Primärteilchengröße des externen Additivs]
Es wurden die Teilchengrößen von 500 Teilchen aus einer mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommenen Fotografie bestimmt, wobei ein Mittel aus Länge und Breite der Teilchen genommen wird, und der Durchschnittswert davon wird als mittlere Primärteilchengröße bezeichnet.
[Volumenmedian der Teilchengröße (D₅₀) des Toners]

Messapparatur: Coulter Multisizer II (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Aperturdurchmesser: 100 μm
Analysesoftware: Coulter Multisizer AccuComp Version 1.19 (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Elektrolytlösung: „Isotone II” (im Handel erhältlich von der Beckman Coulter Inc.)
Dispersion: „EMULGEN 109P” (im Handel erhältlich von der Kao Corporation, Polyoxyethylenlaurylether, HLB: 13,6) wird in der vorstehenden Elektrolytlösung aufgelöst, so dass eine Konzentration von 5 Gew.-% erhalten wird, 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 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.

[Sättigungsmagnetisierung des Trägers]

(1) Ein Träger wird unter leichtem Klopfen in einen Kunststoffbehälter mit einem Deckel gefüllt, wobei der Behälter einen Außendurchmesser von 7 mm (einen Innendurchmesser von 6 mm) und eine Höhe von 5 mm aufweist. Die Masse des Trägers wird aus der Differenz des Gewichts des Kunststoffbehälters und des Gewichts des Kunststoffbehälters, der mit dem Träger gefüllt ist, bestimmt.
(2) Der Kunststoffbehälter, der mit dem Träger gefüllt ist, wird in den Probenhalter eines Geräts zur Messung von magnetischen Eigenschaften, „BHV-50H” (V. S. MAGNETOMETER), im Handel erhältlich von der Riken Denshi Co., Ltd.), eingesetzt. Die Sättigungsmagnetisierung wird bestimmt, indem ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m angelegt wird, wobei der Kunststoffbehälter unter Verwendung der Vibrationsfunktion vibrieren gelassen wird. Der erhaltene Wert wird als die Sättigungsmagnetisierung pro Masseneinheit berechnet, wobei die Masse des eingefüllten Trägers berücksichtigt wird.

[Herstellungsbeispiele für externe Additive]
Herstellungsbeispiel 1 für externe Additive [Externe Additive a3 bis a5]
Die externen Additive a3 bis a5 wurden durch nachstehend beschriebenes Verfahren gemäß den Verfahren, die in den Beispielen 1 bis 7 von JP-A-2003-104712 beschrieben sind, hergestellt.

Hexamethyldisilazan und Tetraisopropoxytitan (farblose Flüssigkeit) wurden in einem in Tabelle 1 angegebenen Gewichtsverhältnis der zwei Komponenten gemischt, wodurch eine Ausgangsmateriallösung bereitgestellt wurde. Diese Ausgangsmateriallösung wurde bei Raumtemperatur einem am Kopf eines vertikalen Verbrennungsofens bereitgestellten Brenner zugeführt und mit Stickstoff als Sprühmedium, der von einer an der Spitze des Brenners bereitgestellten Sprühdüse dazugesprüht wurde, zu feinen Tröpfchen versprüht, um sie mit einer Treibflamme aus einer Propanverbrennung verbrennen zu lassen. Sauerstoff und Stickstoff wurden von dem Brenner als verbrennungsfördernde Gase zugeführt. Die Gemischzusammensetzung von Hexamethyldisilazan und Tetraisopropoxytitan zu diesem Zeitpunkt sowie die Zuführungsgeschwindigkeiten der Ausgangsmateriallösung, des Propans, des Sauerstoffs, der Luft und des Sprühstickstoffs sind in Tabelle 1 aufgeführt. Das gebildete Siliciumdioxid/Titandioxid-Verbundoxid in Form eines sphärischen Pulvers wurde mit einem Düsenstrom-Klassierer und einem Beutelfilter aufgenommen, wodurch Verbundoxid-Teilchen mit einer Nicht-Kern/Schale-Struktur bereitgestellt wurden. Ein 5-Liter Planetenmischer wurde mit 1 kg der erhaltenen Verbundoxid-Teilchen befüllt und unter Rühren wurden 10 g reines Wasser dazugegeben. Nachdem der Mischer dicht verschlossen worden war, wurden die Komponenten bei 60°C für 10 h weiter gerührt. Als nächstes wurde das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und unter Rühren wurden 20 g Hexamethyldisilazan dazugegeben. Nachdem der Mischer dicht verschlossen worden war, wurden die Komponenten weitere 24 h gerührt. Nach dem Erhöhen der Temperatur auf 120°C wurden die verbliebenen Ausgangsmaterialien und gebildeter Ammoniak unter Belüftung mit Stickstoffgas entfernt, wodurch jeweils die externen Additive a3 bis a5 bereitgestellt wurden. Tabelle 1

	Externes Additiv a3	Externes Additiv a4	Externes Additiv a5
Zusammensetzungsverhältnis der Ausgangsmaterialien (Gewichtsverhältnis)
Hexamethyldisilazan	95	88	95
Tetraisopropoxytitan	5	12	5
Zuführungsgeschwindigkeiten
Ausgangsmateriallösung (kg/h)	7,0	6,0	6,5
Propan (Nm³/h)	0,15	0,25	0,15
Sauerstoff (Nm³/h)	20,0	15,0	20,0
Luft (Nm³/h)	10,0	15,0	10,0
Sprühstickstoff (Nm³/h)	2,1	2,0	2,1
Gebildetes Zusammensetzungsverhältnis (Gewichtsverhältnis)
Siliciumdioxid	98	95	98
Titandioxid	2	5	2
Mittlere Primärteilchengröße (nm) der Titandioxid/Siliciumdioxid-Verbundteilchen	295	295	68

Die physikalischen Eigenschaften der externen Additive, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden, sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2

	Verhältnis SiO₂/TiO₂	Gehalt^*5 an TiO₂ (Gew.-%)	Form	Mittlere Primärteilchengröße (nm)	Oberflächenbehandlungsmittel
Externes Additiv A1^*1	15/85	85	Kern-Schale-Form	18	Hexamethyldisilazan
Externes Additiv A2^*2	5/95	95	Kern-Schale-Form	22	Hexamethyldisilazan
Externes Additiv a3	98/2	2	Nicht-Kern-Schale-Form	295	Hexamethyldisilazan
Externes Additiv a4	95/5	5	Nicht-Kern-Schale-Form	295	Hexamethyldisilazan
Externes Additiv a5	98/2	2	Nicht-Kern/Schale-Form	68	Hexamethyldisilazan
Externes Additiv a6^*3	0/100	100	-	15	Isobutylmethoxysilan
Externes Additiv a7^*4	15/85	-	Gemisch aus SiO₂-Teilchen und TiO₂-Teilchen	20/15^*6	Hexamethyldisilazan/Isobutylmethoxysilan^*7

*1 Verbund-Oxidteilchen STX801 (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd.)
*2 Verbund-Oxidteilchen STX501 (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd.)
*3 Titandioxid JMT-150IB (im Handel erhältlich von der Tayca Corporation)
*4 Gemisch aus Siliciumdioxid NX90G (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd.) und Titandioxid JMT-150IB (im Handel erhältlich von der Tayca Corporation)
*5 TiO₂-Gehalt in den Verbund-Oxidteilchen vor der Hydrophobierung
*6 Mittlere Primärteilchengröße der SiO₂-Teilchen/Mittlere Primärteilchengröße der TiO₂-Teilchen
*7 Hydrophobierungsmittel für SiO₂-Teilchen/Hydrophobierungsmittel für TiO₂-Teilchen

[Herstellungsbeispiele für Harze]
Herstellungsbeispiel 1 für Harze [Harz A und B]
Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit Ausgangsmaterial-Monomeren, wie sie in Tabelle 3 aufgeführt sind, und 19,5 g eines Veresterungskatalysators (Dibutylzinnoxid) befüllt und die Temperatur wurde auf 230°C gesteigert. Der Inhalt wurde umgesetzt, bis eine Umsatzrate von 90% erreicht war, und weiter umgesetzt bei 8,3 kPa für 1 h, wodurch jeweils ein Harz A und ein Harz B bereitgestellt wurden. Die physikalischen Eigenschaften der Harze A und B sind in Tabelle 3 dargestellt. Hierbei bezieht sich die Umsatzrate in der vorliegenden Erfindung auf einen Wert, der sich aus [der Menge an erzeugtem Wasser (mol)/theoretische Menge an erzeugtem Wasser (mol)] × 100 berechnet.
Herstellungsbeispiel 2 für ein Harz [Harz C]

Ein 5-Liter-Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, wurde mit Ausgangsmaterial-Monomeren, wie sie in Tabelle 3 aufgeführt sind, 19,5 g eines Veresterungskatalysators (Dibutylzinnoxid) und 2 g eines Polymerisationsinhibitors (Hydrochinon) befüllt und die Temperatur wurde auf 230°C gesteigert. Der Inhalt wurde umgesetzt, bis eine Umsatzrate von 90% erreicht war, und weiter umgesetzt bei 8,3 kPa für 1 h, wodurch ein Harz C bereitgestellt wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Harzes C sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3

	Harz A	Harz B	Harz C
BPA-PO¹⁾	980 g (35)	980 g (35)	2688 g (100)
BPA-EO²⁾	1690 g (65)	1690 g (65)	-
Fumarsäure	-	-	929 g (104)
Terephthalsäure	-	1223 g (92)	-
Isophthalsäure	1223 g (92)	-	-
Gehalt an der Isophthalsäureverbindung in der Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere (Gew.-%)	31,4	0	0
Erweichungspunkt (°C)	110	103	102
Glasübergangstemperatur (°C)	64	62	62
Säurezahl (mg KOH/g)	3,2	18	19

Die Werte in Klammern () zeigen das Molverhältnis unter der Annahme, dass das Gesamtmolverhältnis der Alkoholkomponente in einem kondensierten Harz 100 ist.
¹⁾ BPA-PO: Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan
²⁾ BPA-EO: Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan

[Herstellungsbeispiele für Toner]
Beispiele 1 und 3 bis 13 und Vergleichsbeispiele 1, 2 und 4 bis 8
Ein Harzbindemittel und ein farbgebender Stoff in den in Tabelle 4 angegebenen Mengen, 2 Gewichtsteile eines negativ aufladbaren Ladungssteuermittels, „T-77” (metallhaltiger Azofarbstoff, im Handel erhältlich von der Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und 2 Gewichtsteile eines Trennmittels, „Carnauba Wax No. 1” (im Handel erhältlich von S. Kato & Co., Schmelzpunkt: 81°C), wurden mit einem Henschel-Mischer für 210 s gemischt und das Gemisch wurde dann unter den folgenden Bedingungen schmelzgeknetet.
Es wurde ein kontinuierlich arbeitender Zweiwalzenkneter vom offenen Typ, „Kneadex” (im Handel erhältlich von der Mitsui Mining Co., Ltd., Außendurchmesser der Walze: 14 cm, wirksame Länge der Walze: 80 cm), verwendet. Die Betriebsbedingungen des kontinuierlich arbeitenden Zweiwalzenkneters vom offenen Typ 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 (21,98 m/min) und ein Spalt zwischen den Walzen von 0,1 mm. Die Temperaturen des Heizmediums und des Kühlmediums im Inneren der Walzen waren folgende. Die schnell rotierende Walze wies an der Zuführungsseite für das Ausgangsmaterial eine Temperatur von 135°C und an der Ausspeiseseite für das geknetete Produkt eine Temperatur von 90°C auf und die langsam rotierende Walze wies an der Zuführungsseite für das Ausgangsmaterial eine Temperatur von 35°C und an der Ausspeiseseite für das geknetete Produkt eine Temperatur von 35°C auf. Weiterhin betrug die Zuführungsgeschwindigkeit des Ausgangsmaterialgemisches 10 kg/h und die mittlere Verweilzeit betrug etwa 6 min.
Das vorstehend erhaltene geknetete Produkt wurde auf 20°C oder weniger abgekühlt, während es mit einer Kühlwalze gepresst wurde, und das gekühlte schmelzgeknetete Produkt wurde mit einer Rotoplex (im Handel erhältlich von TOA KIKAI SEISAKUSHO) grob auf eine Größe von 3 mm pulverisiert und dann mit einer Fließbett-Strahlmühle, „AFG-400” (im Handel erhältlich von der HOSOKAWA ALPINE AG), pulverisiert, 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 8,3 μm bereitgestellt wurden.
100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen wurden mit einem externen Additiv in der in Tabelle 4 angegebenen Menge, 0,5 Gewichtsteilen eines externen Additivs B1-1, „R972” (hydrophobes Siliciumdioxid, im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd, Siliciumdioxid, behandelt mit Dimethyldichlorsilan, mittlere Primärteilchengröße: 16 nm) und 0,5 Gewichtsteilen eines externen Additivs B2-1, „NAX50” (hydrophobes Siliciumdioxid, im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd, Siliciumdioxid, behandelt mit Hexamethyldisilazan, mittlere Primärteilchengröße: 40 nm) mit einem 75-Liter-Henschel-Mischer (im Handel erhältlich von der Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.) mit 1500 U/min (38 m/s) für 3 min gemischt, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde. Hierbei wiesen die oberen Schaufeln des Henschel-Mischers eine ST-Form auf und die unteren Schaufeln eine A0-Form.
Beispiel 2
Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive kein externes Additiv B2-1 verwendet wurde und die Menge des externen Additivs B1-1 auf 1,0 Gewichtsteile geändert wurde, mit anderen Worten, die externen Additive auf 0,5 Gewichtsteile eines externen Additivs A1 und 1,0 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „R962” als externes Additiv B1-1 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Beispiel 14
Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive ein externes Additiv B1-2 anstelle des externen Additivs B1-1 verwendet wurde, mit anderen Worten, die externen Additive auf 0,5 Gewichtsteile eines externen Additivs A1, 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „TS720” (im Handel erhältlich von der Cabot Corporation, Siliciumdioxid, behandelt mit Dimethylsiliconöl, mittlere Primärteilchengröße: 12 nm) als externes Additiv B1-2 und 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „NAX50” als externes Additiv B2-1 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Beispiel 15
Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive ein externes Additiv B2-2 anstelle des externen Additivs B2-1 verwendet wurde, mit anderen Worten, die externen Additive auf 0,5 Gewichtsteile eines externen Additivs A1, 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „R972” als externes Additiv B1-1 und 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „RY50” (im Handel erhältlich von der Nippon Aerosil Co., Ltd., Siliciumdioxid, behandelt mit Dimethylsiliconöl, mittlere Primärteilchengröße: 40 nm) als externes Additiv B2-2 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Beispiel 16
Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive kein externes Additiv B2-1 verwendet wurde, mit anderen Worten, die externen Additive auf 0,5 Gewichtsteile des externen Additivs A1 und 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „R962” als externes Additiv B1-1 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Beispiel 17
Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive kein externes Additiv B1-1 verwendet wurde, mit anderen Worten, die externen Additive auf 0,5 Gewichtsteile des externen Additivs A1 und 0,5 Gewichtsteile des hydrophoben Siliciumdioxids „NAX50” als externes Additiv B2-1 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 3

Es wurde genauso vorgegangen wie bei Beispiel 1, außer dass als externe Additive kein externes Additiv A1 verwendet wurde und dass die externen Additive auf 1,0 Gewichtsteile des externen Additivs B1-1 und 0,5 Gewichtsteile des externen Additivs B2-1 geändert wurden, wodurch ein Toner bereitgestellt wurde. Tabelle 4

	Harzbindemittel			Gehalt an Isophthalsäureverbindung in der Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere für alle Polyester (Gew.-%)	Farbgebender Stoff^1 Menge (Gewichtsteile)^2	Externes Additiv		Produkt^*4 aus Gehalt an Carbon Black × Gehalt an externem Additiv A
	Harz A (Gew.-teile)	Harz B (Gew.-teile)	Harz C (Gew.-teile)		Farbgebender Stoff^1 Menge (Gewichtsteile)^2	Art	Menge (Gew.-teile)^*3
Bsp. 1	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 2	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 3	100	-	-	31,4	7	A2	0,5	3,9
Bsp. 4	50	50	-	15,7	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 5	20	80	-	6,3	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 6	50	-	50	15,7	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 7	20	-	80	6,3	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 8	100	-	-	31,4	7	A1	0,3	2,3
Bsp. 9	100	-	-	31,4	7	A1	0,8	6,2
Bsp. 10	100	-	-	31,4	7	A1	1,2	9,3
Bsp. 11	100	-	-	31,4	9	A1	0,5	5,1
Bsp. 12	100	-	-	31,4	5	A1	0,5	2,7
Bsp. 13	100	-	-	31,4	9	A1	0,4	4,1
Bsp. 14	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 15	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 16	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Bsp. 17	100	-	-	31,4	7	A1	0,5	3,9
Vgl.-bsp. 1	-	100	-	0	7	A1	0,5	3,9
Vgl.-bsp. 2	-	-	100	0	7	A1	0,5	3,9
Vgl.-bsp. 3	100	-	-	31,4	7	-	-	-
Vgl.-bsp. 4	100	-	-	31,4	7	a3	0,4	-
Vgl.-bsp. 5	100	-	-	31,4	7	a4	0,4	-
Vgl.-bsp. 6	100	-	-	31,4	7	a5	0,4	-
Vgl.-bsp. 7	100	-	-	31,4	7	a6	0,4	-
Vgl.-bsp. 8	100	-	-	31,4	7	a7	0,4 (SiO₂-T: 0,06 TiO₂-T: 0,34)	-

*1: Carbon Black REGAL, 330R (im Handel erhältlich von der Cabot Corp.)
*2: Menge, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels
*3: Menge, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen
*4: Produkt von jeweiligem Gehalt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels

Prüfbeispiel I [Fotoleiterabrieb]

6 Gewichtsteile des erhaltenen Toners und 94 Gewichtsteile eines Trägers, „KK01-C35” (Kernmaterial: Kupfer-Zink-Magnesium-Ferrit, Beschichtungsmaterial: Siliconharz) (im Handel erhältlich von der Oce Printing Systems GmbH, Volumenmittel der Teilchengröße: 60 μm, Sättigungsmagnetisierung: 68 Am²/kg), wurden gemischt, um einen Zwei-Komponenten-Entwickler bereitzustellen. Der erhaltene Zwei-Komponenten-Entwickler wurde in eine Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder nach einem Hybrid-Entwicklungsverfahren, „Variostream 9000” (im Handel erhältlich von der Oce Printing Systems GmbH), ausgerüstet mit einem ungebrauchten Fotoleiter, geladen und es wurde 5 h kontinuierlich gedruckt mit einer Druckbedeckung von 1% und einer Lineargeschwindigkeit von 1.000 mm/s. Danach wurde 20 h mit einer Druckbedeckung von 4,5%, dann 20 h mit einer Druckbedeckung von 9%, dann 20 h mit einer Druckbedeckung von 1% und dann noch 20 h mit einer Druckbedeckung von 4,5%, insgesamt also 85 h, gedruckt. Die Absatzhöhe zwischen einem Teil des Fotoleiters, der bei der Entwicklung nicht verwendet wurde (Nicht-Entwicklungsteil), und einem Teil, der bei der Entwicklung verwendet wurde (Entwicklungsteil), (Mittelwert von 10 willkürlich ausgewählten Stellen) wurde bestimmt, wobei ein Instrument zur Messung der Oberflächenrauheit durch Laserabtastung (Ultra-Deep Profile Measuring Microscop VK-8500, hergestellt von der KEYENCE Corporation) verwendet wurde, und als Index für den Fotoleiterabrieb verwendet. Je größer die Differenz in der Absatzhöhe, desto größer der Abrieb. Hierbei sind die Messbedingungen für das Ultra-Deep Profile Measuring Microscop VK-8500 folgende. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt.

Probe des Fotoleiters:	So festgelegt, dass die Messung senkrecht zur Druckrichtung erfolgen kann.
Linsenvergrößerung:	20fach
Betriebsmodus:	weiß-schwarz, ultratief (automatische Verstärkung)
Laserintensität:	200 bis 220
Linsenpositionen:	das obere Ende (H) und das untere Ende (L) werden so eingestellt, dass ein Nicht-Entwicklungsteil und ein Entwicklungsteil in demselben Feldbereich enthalten sind.

Prüfbeispiel 2 [Optische Dichte]

Das kontinuierliche Drucken wurde in der gleichen Art und Weise wie bei Prüfbeispiel 1 durchgeführt und danach wurden Volltonbilder der Größen 20 cm × 20 cm gedruckt. Mit einem Farbmessgerät, „GretagMacbeth Spectroeye” (im Handel erhältlich von der X-Rite GmbH), wurden die optischen Dichten einer fixierten Bildprobe an 5 Stellen gemessen und der Mittelwert davon wurde als optische Dichte (OD) bewertet. Hierbei erfolgten die Bilddichtemessungen in einem Modus, in dem keine polarisierte Platte eingeschoben war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5

	Fotoleiterabrieb (μm)	Optische Dichte
Bsp. 1	2,1	1,8
Bsp. 2	2,5	1,7
Bsp. 3	2,2	1,8
Bsp. 4	2,9	1,7
Bsp. 5	3,0	1,6
Bsp. 6	2,7	1,8
Bsp. 7	3,1	1,8
Bsp. 8	3,0	1,6
Bsp. 9	3,2	1,8
Bsp. 10	3,4	1,8
Bsp. 11	3,2	1,8
Bsp. 12	2,8	1,6
Bsp. 13	2,6	1,8
Bsp. 14	2,2	1,7
Bsp. 15	2,2	1,8
Bsp. 16	2,5	1,6
Bsp. 17	2,8	1,7
Vgl.-bsp. 1	2,5	1,1
Vgl.-bsp. 2	4,1	1,8
Vgl.-bsp. 3	3,8	1,7
Vgl.-bsp. 4	4,4	1,8
Vgl.-bsp. 5	5,2	1,8
Vgl.-bsp. 6	4,0	1,8
Vgl.-bsp. 7	3,9	1,7
Vgl.-bsp. 8	4,3	1,7

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu ersehen, dass die Toner der Beispiele 1 bis 17 sowohl in der Unterdrückung des Fotoleiterabriebs als auch in der optischen Dichte hervorragend sind, im Vergleich zu den Toner der Vergleichsbeispiele 1 bis 8.
Der Toner für die elektrostatische Bildentwicklung und der den Toner enthaltende Zwei-Komponenten-Entwickler der vorliegenden Erfindung werden geeigneterweise z. B. bei der Entwicklung oder dergleichen eines Latentbildes, das bei der Elektrofotografie, einem elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren, einem elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird, verwendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-20024 A [0003]
US 2010-009282 A [0003]
JP 2002-182424 A [0004]
JP 2004-177747 A [0005]
WO 2009/084184 [0006]
US 2010-330493 A [0006]
JP 2010-72569 A [0007]
US 2010-075242 A [0007]
JP 2001-51448 A [0008]
JP 11-133668 A [0042]
JP 10-239903 A [0042]
JP 8-20636 A [0042]
JP 2006-511638 A [0072]
JP 11-193354 A [0072]
JP 2003-104712 A [0110]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Journal of the Imaging Society of Japan, 49(2) (2010), 102 bis 107 [0095]
JIS K0070 [0107]
JIS K0070 [0107]

Claims

Ein Toner für elektrostatische Bildentwicklung, umfassend Tonermatrixteilchen, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, und ein externes Additiv, wobei das externe Additiv Verbund-Oxidteilchen (ein externes Additiv A) umfasst, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid, wobei das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur umfasst, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, wobei das Titandioxid im externen Additiv A in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% enthalten ist, und wobei das Harzbindemittel einen Polyester umfasst, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine Isophthalsäureverbindung, und einer Alkoholkomponente (ein Polyester A).
Der Toner gemäß Anspruch 1, wobei der Polyester A in einer Menge von 15 Gew.-% oder mehr des Harzbindemittels enthalten ist.
Der Toner gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von 55 Mol-% oder mehr der Carbonsäurekomponente im Polyester A enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von 5 bis 70 Gew.-% einer Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere aller Polyester im Harzbindemittel enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das externe Additiv A in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermatrixteilchen, enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der farbgebende Stoff ein Carbon Black ist und das Carbon Black in einer Menge von 3 bis 15 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, enthalten ist.
Der Toner gemäß Anspruch 6, wobei ein Produkt der Menge in Gewichtsteilen des enthaltenen externen Additivs A, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, und der Menge in Gewichtsteilen des enthaltenen Carbon Black, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, 1 bis 10 beträgt.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Titandioxid in einer Menge von 80 bis 90 Gew.-% des externen Additivs A enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von 25 bis 34 Gew.-% einer Gesamtmenge der Ausgangsmaterial-Monomere aller Polyester im Harzbindemittel enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei ein Produkt der Menge in Gewichtsteilen des enthaltenen externen Additivs A, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, und der Menge in Gewichtsteilen des enthaltenen Carbon Black, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels, 3 bis 4 beträgt.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Polyester A in einer Menge von 95 Gew.-% oder mehr des Harzbindemittels enthalten ist.
Der Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Isophthalsäureverbindung in einer Menge von 90 Mol-% oder mehr der Carbonsäurekomponente im Polyester A enthalten ist.
Ein Zwei-Komponenten-Entwickler, umfassend einen Toner für elektrostatische Bildentwicklung wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definiert und einen Träger.
Der Zwei-Komponenten-Entwickler gemäß Anspruch 13, wobei das Kernmaterial für den Träger Kupfer-Zink-Magnesiumferrit ist.
Der Zwei-Komponenten-Entwickler gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Beschichtungsmaterial für den Träger ein Silikonharz ist.
Ein Verfahren zum Erzeugen fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Anwendens eines Toners für elektrostatische Bildentwicklung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 12 definiert, oder eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, wie in einem der Ansprüche 13 bis 15 definiert, in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder gemäß eines Hybrid-Entwicklungsverfahrens.
Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder eine Lineargeschwindigkeit von 800 mm/s oder mehr aufweist.
Verwendung eines Toners für elektrostatische Bildentwicklung in einer Vorrichtung zum Erzeugen fixierter Bilder gemäß eines Hybrid-Entwicklungsverfahrens, wobei der Toner Tonermatrixteilchen, umfassend mindestens ein Harzbindemittel und einen farbgebenden Stoff, und ein externes Additiv umfasst, wobei das externe Additiv Verbund-Oxidteilchen (ein externes Additiv A) umfasst, hergestellt aus Titandioxid und Siliciumdioxid, wobei das externe Additiv A eine Kern-Schale-Struktur umfasst, bei der ein Kernanteil aus Titandioxid hergestellt ist und ein Schalenanteil aus Siliciumdioxid hergestellt ist, wobei das Titandioxid im externen Additiv A in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% enthalten ist, und wobei das Harzbindemittel einen Polyester umfasst, erhalten durch Polykondensieren einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine Isophthalsäureverbindung, und einer Alkoholkomponente (ein Polyester A).