DE10344591B4

DE10344591B4 - Toner, seine Verwendung, Zweikomponenten- Entwickler und Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder

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Publication number: DE10344591B4
Application number: DE10344591.9A
Authority: DE
Inventors: Koji Kameyama; Masahito Yamazaki; Koji Akiyama; Hiroyuki Kawaji
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2004116623A; JP4152707B2; DE10344591A1

Abstract

Toner, umfassend ein Harz-Bindemittel, ein Färbemittel, und feine anorganische Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m2/g oder weniger, wobei die feinen anorganischen Teilchen als externes Additiv zugefügt werden, wobei der Toner einen Speichermodul bei 100°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 25 mm von 7 × 104 Pa oder weniger, einen Speichermodul bei 60°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 3 × 108 bis 1 × 109 Pa und einen Speichermodul bei 70°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 7 × 106 bis 3 × 108 Pa, aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen feine anorganische Teilchen umfassenden Toner, der zur Entwicklung eines latenten Bildes verwendet wird, das z. B. in der Elektrografie, in elektrostatischen Aufnahmeverfahren und elektrostatischen Druckverfahren gebildet wird, Verwendungen des Toners, einen den Toner umfassenden Zweikomponenten-Entwickler und Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder.
Ein berührungsfreies Fixierungsverfahren, wie Ofenfixierung oder Blitzlichtfixierung, in welchem ein Toner fixiert wird, indem Wärme- oder Lichtenergie auf einen Toner in berührungsfreiem Zustand angewendet wird, weist die charakteristische Eigenschaft auf, dass es kein Offset-Phänomen oder eine Verschlechterung der Auflösung gibt, welche in einem berührenden Fixierungsverfahren problematisch sind. Des Weiteren kann in einem berührungsfreien Fixierungsverfahren, da ein unfixiertes Bild nicht gepresst wird, wie es bei Verwendung eines Heißwalzen-Fixierungsverfahrens der Fall ist, ein noch hochwertigeres Bild erhalten werden.
Im berührungsfreien Fixierungsverfahren ist es jedoch notwendig, den Toner unmittelbar zu schmelzen; somit ist die Verbesserung des Fixierungsvermögens ein ernstes Problem, das insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-Fixierungsapparaten gelöst werden muss. Deshalb werden z. B. in JP H8-87130 A und JP H5-107805 A Toner für berührungsfreie Fixierung offenbart, die ein spezielles Harz-Bindemittel verwenden. Obwohl das Fixierungsvermögen verbessert ist, ist jedoch die Beständigkeit beeinträchtigt, was zu einer Erniedrigung der Bilddichte führt. Deshalb sind weitere Verbesserungen wünschenswert.
EP 0 718 703 A2 offenbart einen Toner zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes, der ein Harz-Bindemittel, ein Färbemittel und ein Wachs umfasst, wobei der Toner (a) einen Speichermodul bei 100°C (G'₁₀₀) von 1 × 10⁴ Pa bis 5 × 10⁴ Pa, und (b) einen Speichermodul bei 60°C (G'₆₀) und einen Speichermodul bei 70°C (G'₇₀) hat, welche ein Verhältnis (G'₆₀/G'₇₀) von mindestens 30 aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ein Harz-Bindemittel, ein Färbemittel und feine anorganische Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g oder weniger umfassenden Toner, wobei die feinen anorganischen Teilchen als ein externes Additiv zugegeben werden, wobei der Toner einen Speichermodul bei 100°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 25 mm von 7 × 10⁴ Pa oder weniger, einen Speichermodul bei 60°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 3 × 10⁸ bis 1 × 10⁹ Pa und einen Speichermodul bei 70°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 7 × 10⁶ bis 3 × 10⁸ Pa aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist es einen den Toner wie vorstehend definiert und einen Träger umfassenden Zweikomponenten-Entwickler.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Toner, der ausgezeichnete Beständigkeit aufweist und dadurch sogar in einem berührungsfreien Fixierungsverfahren hochwertige fixierte Bilder liefert, und einen den Toner umfassenden Zweikomponenten-Entwickler zur Verfügung zu stellen.
Die Erfinder haben aus Elektrografien eines gewöhnlichen Toners für berührungsfreie Fixierung nach der Bewertung der Beständigkeit herausgefunden, dass der Grund für die Verringerung der Beständigkeit der ist, dass die zur Verbesserung des Fließvermögens zugegebenen feinen anorganischen Teilchen in den Toner eingebettet sind, der darauf ausgelegt ist, sich zur Verbesserung des Fixierungsvermögens leicht erweichen zu lassen. Deshalb haben die Erfinder Harz-Bindemittel und externe Additive untersucht. Als Ergebnis kann auch das neu entstandene Problem weißer Punkte gelöst werden.
Der Toner vorliegender Erfindung umfasst extern zugegebene feine anorganische Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g oder weniger, bevorzugt von 5 bis 30 m²/g, stärker bevorzugt von 10 bis 20 m²/g (nachstehend als ”feine anorganische Teilchen ultragroßer Körnung” bezeichnet), welche deutlich kleiner ist als die von gewöhnlichen feinen anorganischen Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 40 bis 200 m²/g, vom Gesichtspunkt der Beständigkeitsverbesserung aus. Nebenbei kann die Körnung der Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g nicht absolut bestimmt werden, da die spezifische BET-Oberfläche von der Beschaffenheit der Oberfläche der anorganischen Teilchen abhängt. Die Körnung der anorganischen Teilchen entspricht etwa 100 nm. Zudem wird in vorliegender Erfindung die spezifische BET-Oberfläche vorzugsweise mit dem Stickstoffadsorptionsverfahren bestimmt.
Im Handel erhältliche feine anorganische Teilchen ultragroßer Körnung mit der vorstehend definierten spezifischen BET-Oberfläche schließen ”Aerosil^® YP-NX 10” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 10 m²/g) und ”Aerosil^® YP-NX 30” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 30 m²/g) ein. Als Verfahren zur Regulierung der Körnung können zum Beispiel die feinen anorganischen Teilchen mit der gewünschten spezifischen BET-Oberfläche auch durch Zerkleinerung feiner anorganischer Teilchen mit einem Henschel-Mischer gewonnen werden, wonach grobe Körner mit einem Zyklon durch einen Strahlstrom-Transport entfernt und die feinen Teilchen unter Verwendung eines Entstaubungsfilters gesammelt werden.
Die feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung schließen Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Zinnoxid und Zinkoxid ein. Unter ihnen sind Siliciumdioxid und Titandioxid bevorzugt vom Gesichtspunkt aus, die Effekte in der Beständigkeit wirksamer zu erreichen, die durch Verhinderung der Einbettung von Siliciumdioxid bewirkt werden, und Siliciumdioxid ist stärker bevorzugt vom Gesichtspunkt der Ladestabilität aus.
Des Weiteren ist vom Gesichtspunkt der Stabilität hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen aufgrund von Feuchtigkeitsadsorption aus bevorzugt, dass die feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung einer Wasserabweisungsbehandlung unterzogen werden. Das Verfahren der Wasserabweisungsbehandlung ist nicht besonders eingeschränkt. Mittel zur Wasserabweisungsbehandlung schließen Hexamethyldisilazan, n-Butyltrimethoxysilan, Dimethyldichlorosilan, Dimethylsiloxan, Silikonöl und Methyltriethoxysilan ein.
Unter ihnen sind Hexamethyldisilazan, n-Butyltrimethoxysilan und Dimethyldichlorosilan bevorzugt. Es ist vorzuziehen, dass die behandelte Menge des Mittels zur Wasserabweisungsbehandlung 1 bis 7 mg/m² pro Oberfläche der feinen anorganischen Teilchen beträgt.
Der Gehalt der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung beträgt bevorzugt 0,01 bis 1,5 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Toners vor der Behandlung mit dem externen Additiv (unbehandelter Toner).
Nebenbei können andere bekannte feine anorganische Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche, die 30 m²/g übersteigt, oder feine organische Teilchen zusammen als ein externes Additiv für den Toner in einer Menge in dem Bereich verwendet werden, der die Wirkung der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung in vorliegender Erfindung nicht verschlechtern würde. Durch die Verwendung von Siliciumdioxid mit kleiner Körnung, das eine spezifische BET-Oberfläche von bevorzugt 50 m²/g oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 200 m²/g, aufweist, zusammen mit den feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung wird insbesondere das Fließverhalten des Toners ausgezeichnet, so dass sich die Effekte vorliegender Erfindung noch bemerkenswerter zeigen.
Der Gehalt des Siliciumdioxids mit kleiner Körnung beträgt bevorzugt 5 bis 600 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 10 bis 500 Gewichtsteile, noch stärker bevorzugt 50 bis 400 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung.
Ebenso beträgt der Gehalt der feinen organischen Teilchen bevorzugt 5 bis 600 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 10 bis 500 Gewichtsteile, noch stärker bevorzugt 50 bis 400 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung.
Die feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung werden daran gehindert, sich in den Toner einzubetten, wodurch er hochwirksam in der Verbesserung der Beständigkeit wird. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass die externe Zugabe der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung eine Verschlechterung der Bildqualität aufgrund von Entwicklungsversagen sowie Lade-Versagen, eine Verunreinigung im Gerät und eine Beschädigung am Photoleiter aufgrund von freien Teilchen verursacht. Insbesondere fanden die Erfinder als Ergebnis weiterer Untersuchungen heraus, dass ein dem berührungsfreien Fixierungsverfahren eigenes Problem entsteht, welches in einem berührenden Fixierungsverfahren nicht zu finden ist, und dass die Verbesserung der Bildqualität während des Fixierens ein zusätzliches noch zu lösendes Problem darstellt. Deshalb wurde die Charakteristik der Toneroberfläche weiter untersucht. Als Ergebnis fanden die Erfinder heraus, dass alle vorstehend beschriebenen Probleme gelöst sind, wenn die Speichermoduli eines Toners unter bestimmten Temperaturbedingungen, speziell bei 60, 70 und 100°C, in einem bestimmten Bereich liegen, so dass der Toner ausgezeichnete Beständigkeit aufweist und die Bildqualität drastisch verbessert ist.
In vorliegender Erfindung sind der Speichermodul bei 60°C (G'₆₀) und der Speichermodul bei 70°C (G'₇₀) eine angenommene Härte der Toneroberfläche in einem Entwicklergerät. Wenn der Speichermodul zu klein ist, können sogar die feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung in einen Toner eingebettet werden und dadurch die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund von Transfer-Versagen oder Erniedrigung der triboelektrischen Ladungen verursachen. Ferner werden, wenn der Speichermodul zu groß ist, die feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung leicht freigesetzt und verursachen dadurch Verunreinigung im Gerät und eine Abnahme der Bilddichte aufgrund von Lade-Versagen.
Von diesen Gesichtspunkten aus liegt G'₆₀ zwischen 3 × 10⁸ und 1 × 10⁹ Pa, bevorzugt zwischen 4 × 10⁸ und 1 × 10⁹ Pa, stärker bevorzugt zwischen 5 × 10⁸ und 9 × 10⁸ Pa, und G'₇₀ liegt zwischen 7 × 10⁶ und 3 × 10⁸ Pa, bevorzugt zwischen 8 × 10⁶ und 2 × 10⁸ Pa, stärker bevorzugt zwischen 9 × 10⁶ und 1 × 10⁸ Pa. Obwohl eine Einschränkung durch Theorie nicht gewollt ist, liegt der Grund dafür, dass der Speichermodul bei 60°C und der Speichermodul bei 70°C in vorliegender Erfindung als wichtige Eigenschaften betrachtet werden, vermutlich in der Tatsache, dass die Beständigkeit wesentlich von der Festigkeit des Toners nahe am Glasübergangspunkt, an dem der Toner aus einem glasartigem Zustand umgewandelt wird, beeinflusst wird. Es ist bevorzugt, dass ein hoher Modul noch bei beiden Temperaturen aufrechterhalten wird und G'₆₀/G'₇₀ beträgt bevorzugt 2 bis 30, stärker bevorzugt 4 bis 20, noch stärker bevorzugt 5 bis 15. Der Speichermodul G' wird gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren zur Messung von Speichermodulen gemessen.
Auf der anderen Seite ist die Definition des Speichermoduls bei 100°C (G'₁₀₀) hochwirksam, um eine Verschlechterung der Bildqualität aufgrund von feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung während der Tonerfixierung zu verhindern. Im berührenden Fixieren, in dem das Fixieren durch Pressen des Toners mit z. B. einer Heißwalze durchgeführt wird, wird ein externes Additiv in den inneren Teil des Harzes gepresst, so dass sich sehr wenig externes Additiv auf dem Toner befindet. In einem berührungsfreien Fixieren andererseits, in dem ein Toner unmittelbar durch Wärme oder Licht fixiert wird, ist es wahrscheinlich, dass externes Additiv auf der Oberfläche eines fixierten Bildes verbleibt. Insbesondere wenn feine anorganische Teilchen ultragroßer Körnung verwendet werden, erscheinen Anhäufungen der Teilchen als weiße Punkte auf den fixierten Bildern und verschlechtern dadurch drastisch die Bildqualität.
Wenn G'₁₀₀ jedoch 7 × 10⁴ Pa oder weniger beträgt, bevorzugt 6 × 10⁴ Pa oder weniger und stärker bevorzugt 5 × 10⁴ Pa oder weniger, können hochwertige Bilder erhalten werden. Um zudem die Ausbreitung des geschmolzenen Toners zu verhindern, beträgt G'₁₀₀ bevorzugt 6 × 10³ Pa oder mehr, stärker bevorzugt 7 × 10³ Pa oder mehr. Mit anderen Worten, der Bereich von G'₁₀₀ liegt bevorzugt zwischen 7 × 10⁴ und 6 × 10³ Pa, stärker bevorzugt zwischen 6 × 10⁴ und 6 × 10³ Pa, noch stärker bevorzugt zwischen 5 × 10⁴ und 7 × 10³ Pa, vom Gesichtspunkt der Verhinderung von weißen Punkten und der Ausbreitung des Toners aus. Obwohl der Grund dafür, dass vorstehend beschriebene Effekte durch eine Kontrolle von G'₁₀₀ bewirkt werden können, nicht deutlich wurde, wird vermutet, obwohl eine Einschränkung durch Theorie nicht gewollt ist, dass sich die Toneroberfläche beim Fixieren leicht erweichen lässt, wenn G'₁₀₀ im vorstehend beschriebenen Bereich liegt, so dass feine anorganische Teilchen leicht in einen Toner eingebracht werden. Nebenbei wird angenommen, dass der Viskositätskoeffizient in Korrelation steht, vom Gesichtspunkt der Einbringung feiner anorganischer Teilchen in einen Toner aus. Obwohl der Grund nicht klar ist, korreliert jedoch der Elastizitätsmodul gut. Außerdem wird ein Wert für G'₁₀₀ unter Verwendung einer 25 mm Parallelplatte bestimmt, und Werte für G'₆₀ und G'₇₀ werden unter Verwendung einer 7,9 mm Parallelplatte bestimmt, aus dem Grund, dass bei der Verwendung einer 7,9 mm Parallelplatte zur Bestimmung eines Wertes für G'₁₀₀ die bestimmten Werte verschieden und unverlässlich sind.
Der Speichermodul des Toners kann über das mittlere Molekulargewicht und die Art der monomeren Rohmaterialien für das Harz-Bindemittel und den Gehalt an niedermolekularen Komponenten im Toner kontrolliert werden.
Das Harz-Bindemittel in vorliegender Erfindung schließt Polyester, Styrol-Acrylharze, Hybridharze, Epoxidharze, Polycarbonate und Polyurethane ein, ohne besonders darauf beschränkt zu sein. Unter ihnen sind von den Gesichtspunkten der Verteilbarkeit des Färbemittels und der Übertragbarkeit aus Polyester und Hybridharze bevorzugt, und Polyester ist stärker bevorzugt. Der Gehalt des Polyesters liegt bevorzugt zwischen 50 und 100 Gewichts-%, stärker bevorzugt zwischen 80 und 100 Gewichts-%, noch stärker bevorzugt bei 100 Gewichts-% des Harz-Bindemittels. Nebenbei bezeichnet der Begriff ”Hybridharz”, wie er hier erwähnt wird, ein Harz, in dem eine Polykondensationsharz-Komponente, wie ein Polyester, und eine Polyadditionsharz-Komponente, wie ein Vinylharz, teilweise chemisch miteinander verbunden sind. Das Hybridharz kann durch Verwendung zweier oder mehrerer Harze als Rohmaterialien erhalten werden, oder es kann durch Verwendung eines Harzes und monomere Rohmaterials eines anderen Harzes erhalten werden. Des Weiteren kann das Hybridharz aus einem Gemisch von monomerem Rohmaterial zweier oder mehrerer Harze erhalten werden. Um ein Hybridharz effizient zu erhalten, werden jene aus einem Gemisch von monomerem Rohmaterial zweier oder mehrerer Harze bevorzugt.
Der Polyester wird durch Polykondensation von monomerem Rohmaterial, das eine zweiwertige oder höhere mehrwertige Alkohole umfassende Alkoholkomponente und eine Di- oder höhere Polycarbonsäure-Verbindungen umfassende Carbonsäure-Komponente umfasst, hergestellt.
Der zweiwertige Alkohol schließt Alkylen(2 bis 3 Kohlenstoffatome)oxid(mittlere Molzahl: 1 bis 10)-Addukte von Bisphenol A, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan; Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,6-Hexandiol, Bisphenol A und hydriertes Bisphenol A ein.
Der dreiwertige oder höher mehrwertige Alkohol schließt Sorbit, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Glycerin und Trimethylolpropan ein.
Außerdem schließt die Carbonsäure-Komponente Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure und Maleinsäure; eine substituierte Bernsteinsäure, deren Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; Säureanhydride davon; und Alkyl(1 bis 12 Kohlenstoffatome)ester davon ein.
Die Tri- oder höhere Polycarbonsäure-Verbindung schließt 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellithsäure), Säureanhydride davon und Alkyl(1 bis 12 Kohlenstoffatome)ester davon ein.
Der Polyester kann zum Beispiel durch Polykondensation einer alkoholischen Komponente und einer Carbonsäure-Komponente bei einer Temperatur von 180 bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre unter vermindertem Druck in Gegenwart eines Veresterungskatalysators nach Wunsch hergestellt werden.
Nebenbei kann in vorliegender Erfindung ein Toner, der den gewünschten Speichermodul besitzt, erhalten werden, indem die Arten der monomeren Rohmaterialien für das Harz, der Erweichungspunkt und der Glasübergangspunkt des Harzes sowie Mischtechniken kontrolliert und berücksichtigt werden, basierend auf dem technischen Allgemeinwissen über eine der gewöhnlichen Techniken auf dem Fachgebiet. Zum Beispiel wird ein bevorzugter Polyester durch Polykondensation einer Alkoholkomponente, umfassend als Hauptkomponente einen aromatischen Alkohol, wie ein Alkylenoxid-Addukt, in einer Menge von bevorzugt 50 Mol-% oder mehr, stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Mol-%, mit einer Carbonsäurekomponente, umfassend eine aromatische Carbonsäurekomponente, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure oder Trimellithsäure, in einer Menge von 20 Mol-% oder mehr, bevorzugt zwischen 30 und 100 Mol-%, als monomere Rohmaterialien hergestellt.
Der Polyester besitzt einen Erweichungspunkt von bevorzugt 95 bis 135°C, stärker bevorzugt 100 bis 115°C, von den Gesichtspunkten des Fixierungsvermögens und der Beständigkeit aus, und einen Glasübergangspunkt von vorzugsweise 50 bis 85°C. Es ist auch bevorzugt, dass der Polyester eine Säurezahl von 0,1 bis 30 mg KOH/g und eine Hydroxylzahl von 5 bis 50 mg KOH/g aufweist. Nebenbei kann ein Toner, der den gewünschten Speichermodul besitzt, auch erhalten werden, indem als Polyester ein Harz mit niedrigem Erweichungspunkt zusammen mit einem Harz mit hohem Erweichungspunkt verwendet wird. In diesem Fall wird bevorzugt, dass ein Harz mit einem Erweichungspunkt von 95 bis 110°C (Harz mit niedrigem Erweichungspunkt) und ein Harz mit einem Erweichungspunkt, der 110°C übersteigt und 160°C oder weniger beträgt (Harz mit hohem Erweichungspunkt) in einem Verhältnis Harz mit niedrigem Erweichungspunkt/Harz mit hohem Erweichungspunkt von 10/90 bis 90/10, vorzugsweise von 40/60 bis 80/20 gemischt werden.
Als Färbemittel können alle Farbstoffe und Pigmente verwendet werden, die als Färbemittel für Toner verwendet werden, und das Färbemittel schließt Rußfarben, Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brilliantechtscharlach, Pigmentgrün B, Rhodamin B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35, Chinacridon, Carmin 6B und Disazogelb ein. Diese Färbemittel können einzeln oder in einem Gemisch zweier oder mehrerer Arten verwendet werden. In vorliegender Erfindung kann der Toner entweder ein schwarzer Toner, ein Farbtoner oder ein Vollfarbtoner sein. Der Gehalt des Färbemittels beträgt bevorzugt 1 bis 40 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harz-Bindemittels.
Der Toner vorliegender Erfindung kann passenderweise ein Additiv, wie ein Mittel zur Ladungssteuerung, ein Trennmittel, ein Mittel, das das Fließvermögen verbessert, ein Mittel, das die elektrische Leitfähigkeit regelt, ein Streckungmittel, einen verstärkenden Füllstoff, wie einen Faserstoff, ein Antioxidationsmittel, ein Alterungsschutzmittel und ein Mittel, das die Reinigungsfähigkeit verbessert, enthalten.
Das Mittel zur Ladungssteuerung schließt positiv aufladbare Mittel zur Ladungssteuerung, wie Nigrosinfarbstoffe, auf Triphenylmethan basierende Farbstoffe, die ein tertiäres Amin als Seitenkette enthalten, quartäre Ammoniumsalzverbindungen, Polyaminharze und Imidazolderivate, sowie negativ aufladbare Mittel zur Ladungssteuerung, wie Metall enthaltende Azofarbstoffe, Kupfer-Phthalocyaninfarbstoffe, Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure und Borkomplexe der Benzilsäure, ein. Der Toner vorliegender Erfindung kann entweder positiv aufladbar oder negativ aufladbar sein. Es können auch ein positiv aufladbares Mittel zur Ladungssteuerung und ein negativ aufladbares Mittel zur Ladungssteuerung zusammen verwendet werden.
Das Trennmittel schließt Wachse, wie natürliche Esterwachse, wie Carnaubawachs und Reiswachs; künstliche Wachse, wie Polypropylenwachs, Polyethylenwachs und Fischer-Tropsch-Wachs; Kohlewachse, wie Montanwachs und Alkoholwachse, ein. Diese Wachse können einzeln oder in einem Gemisch zweier oder mehrerer Arten davon enthalten sein.
Der Toner in vorliegender Erfindung wird vorzugsweise durch einen Oberflächenbehandlungsschritt, umfassend das Mischen eines unbehandelten Toners mit einem externen Additiv unter Verwendung z. B. eines Henschel-Mischers^®, hergestellt. Der unbehandelte Toner kann mit einem beliebigen allgemein bekannten Verfahren, wie dem Knet- und Mahlverfahren, dem Emulsions- und Phasenumkehrverfahren und dem Polymerisationsverfahren hergestellt werden, und wird vom Gesichtspunkt einer einfachen Herstellung aus vorzugsweise mit dem Knet- und Mahlverfahren hergestellt. Nebenbei kann der Toner im Falle eines gemahlenen Toners, hergestellt mit dem Knet- und Mahlverfahren, hergestellt werden, indem ein Harz-Bindemittel und ein Färbemittel in einem Mixer, wie einem Henschel-Mischer^®, homogen vermischt werden, wonach das Produkt mit einer geschlossenen Knetmaschine oder einem Einschnecken- oder Doppel schneckenextruder schmelzgeknetet, abgekühlt, gemahlen und klassifiziert wird. Im Emulsions- und Phasenumkehrverfahren kann der Toner hergestellt werden, indem ein Harz-Bindemittel und ein Färbemittel in einem organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden, wonach das resultierende Gemisch durch Wasserzugabe emulgiert und dann das Produkt abgetrennt und klassifiziert wird. Das Volumenmittel der Körnung des Toners beträgt vorzugsweise 3 bis 15 μm.
Im Toner vorliegender Erfindung beträgt der Gehalt der Substanzen mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger, wie die aus der Harz-Bindemittelkomponente entstandene Substanz, und verschiedene Additive, wie Stearinsäure, vorzugsweise der aus der Harz-Bindemittelkomponente entstandenen Substanz, bevorzugt 1 bis 4%, stärker bevorzugt 2 bis 3,5% des Toners. Die Substanz mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger ist wirksam in der Kontrolle der Eigenschaften des Toners, wie durch den Speichermodul des Toners und das Haftvermögen der Toneroberfläche gezeigt wird, so dass die Haftfestigkeit der feinen anorganischen Teilchen ultragroßer Körnung kontrolliert wird, wodurch die Effekte vorliegender Erfindung gesteigert werden können. Nebenbei schließt die Substanz mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger, die im Toner enthalten sein kann, zum Beispiel monomeres Rohmaterial und oligomere Komponenten davon ein.
Da der Toner vorliegender Erfindung ausgezeichnet in seiner thermischen Erweichungseigenschaft und auch in der Beständigkeit ist, wird der Toner bevorzugt als Toner für das berührungsfreie Fixierungsverfahren verwendet, in welchem das Fixieren durch Anwendung von Licht- oder Wärmeenergie auf einen Toner in berührungsfreiem Zustand durchgeführt wird. Das berührungsfreie Fixierungsverfahren schließt ein Ofenfixierungsverfahren, in dem ein Toner auf einem Blatt geschmolzen und durch Infrarotstrahlungwärme oder Konvektionswärme eines Flächenheizers oder eines Bandheizers fixiert wird, und ein Blitzlichtfixierungs-Verfahren, in dem ein Toner auf einem Blatt durch das Blitzen einer Xenon-Lampe fixiert wird, ein. Es wird bevorzugt, dass der Toner vorliegender Erfindung als Toner für Ofenfixierung verwendet wird. Es wird stärker bevorzugt, dass der Toner als Toner für Strahlungsfixierung verwendet wird, in welchem Energie auf einen Toner mit hoher Strahlungsrate konzentriert wird, wodurch die Wirksamkeit der Fixierung erhöht wird. Deshalb, da der Toner vorliegender Erfindung Bilder ausgezeichneter Qualität sogar in einem berührungsfreien Fixierungsverfahren liefern kann, kann der Toner auch entsprechend in einem Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder umfassend einen berührungsfreien Fixierungsschritt verwendet werden.
Da der Toner vorliegender Erfindung Langzeitbeständigkeit aufrechterhalten und ausgezeichnete Bildqualität zur Verfügung stellen kann, kann der Toner des Weiteren auch entsprechend in einem Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder umfassend den Einsatz einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung umfassend einen Photoleiter mit einer linearen Geschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr, stärker bevorzugt von 450 bis 2400 mm/s, insbesondere einen organischen Photoleiter, welcher besondere Beständigkeit, wie die Verhinderung von Filmbildung auf dem Photoleiter, verlangt, verwendet werden.
Zudem kann der Toner vorliegender Erfindung alleine als Entwickler verwendet werden, falls die feine magnetische Pulversubstanz enthalten ist. In einer anderen Ausführungsform, falls die feine magnetische Pulversubstanz nicht enthalten ist, kann der Toner als ein nichtmagnetischer Einkomponenten-Entwickler verwendet werden, oder der Toner kann mit einem Träger gemischt und als Zweikomponenten-Entwickler verwendet werden. Insbesondere kann der Toner vorliegender Erfindung vorteilhaft als Toner für Zweikomponenten-Entwicklung verwendet werden, welche Beständigkeit gegen Haftung des Toners an einem Träger erfordert.
In einem Zweikomponenten-Entwickler umfassend den Toner vorliegender Erfindung und einen Träger kann das Kernmaterial für einen Träger aus irgendeinem jener bekannten Materialien ohne besondere Einschränkung gemacht sein. Das Kernmaterial schließt zum Beispiel ferromagnetische Metalle, wie Eisen, Kobalt und Nickel; Legierungen und Verbindungen, wie Magnetit, Hämatit, Ferrit, Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesium-Basis und Ferrit auf Mangan-Basis; sowie Glasperlen ein. Unter ihnen sind Magnetit, Ferrit, Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesium-Basis und Ferrit auf Mangan-Basis bevorzugt.
Die Oberfläche des Trägers ist eine, bei der die Oberfläche vom Gesichtspunkt der Tonerverschwendung aus mit einem Harz beschichtet sein kann, da der Toner vorliegender Erfindung besonders leicht thermisch geschmolzen wird. Das Harz zur Beschichtung der Oberfläche eines Trägers variiert in Abhängigkeit von den Materialien für den Toner. Das Harz schließt zum Beispiel Polytetrafluorethylen, ein Monochlortrifluorethylenpolymer, Poly(vinylidenfluorid), ein Silikonharz, wie Dimethylsilikon, ein Polyesterharz, ein Styrolharz, ein Acrylharz, Polyamid, Polyvinylbutyral und ein Aminoacrylatharz ein. Diese Harze können einzeln oder in einem Gemisch zweier oder mehrerer Arten verwendet werden.
Das Verfahren zur Beschichtung des Kernmaterials mit dem Harz ist nicht besonders eingeschränkt. Das Verfahren schließt ein Verfahren umfassend das Lösen oder Suspendieren eines Beschichtungsmaterials, wie ein Harz, in einem Lösungsmittel, und das Aufbringen der resultierenden Lösung, um das Harz auf dem Träger anhaften zu lassen, sowie ein Verfahren umfassend ledigliches Mischen eines Beschichtungsmaterials, wie das Harz als Pulver, ein.
Der Zweikomponenten-Entwickler vorliegender Erfindung kann durch Vermischen des Toners vorliegender Erfindung und eines Trägers mit einem bekannten Mixer, wie einem Henschel-Mischer^®, hergestellt werden. Der Gehalt des Toners beträgt vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Trägers.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Aufbringens des Toners vorliegender Erfindung auf eine Vorrichtung zur berührungsfreien Fixierung zur Verfügung gestellt. Ebenso wird ein Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Aufbringens des Toners vorliegender Erfindung auf eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung mit einem Photoleiter, der sich mit einer linearen Geschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr bewegt, zur Verfügung gestellt.
Folgende Beispiele beschreiben und demonstrieren weitergehend Ausführungsformen vorliegender Erfindung. Die Beispiele werden lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung gegeben und sollten nicht als Begrenzungen der Erfindung ausgelegt werden.
[Erweichungspunkt]
Der Erweichungspunkt bezieht sich auf eine Temperatur, bei der die Hälfte des Harzes ausfließt, wenn unter Verwendung eines Fließprüfers, ”CAPILLARY RHEOMETER CFT-500D” (im Handel erhältlich bei Shimadzu Corporation), gemessen wird (Probe: 1 g, Temperaturanstiegsrate: 6°C/min, Belastung: 1,96 MPa, und Ausflussöffnung: Ø 1 mm × 1 mm).
[Säurezahl]
Die Säurezahl wird mit einem Verfahren gemäß JIS K 0070 gemessen.
[Glasübergangspunkt]
Der Glasübergangspunkt wird durch Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters ”DSC 210” (im Handel erhältlich bei Seiko Instruments, Inc.) bestimmt, unter Erhöhung der Temperatur mit einer Rate von 10°C/min.
[Speichermodul]
Der Speichermodul wird durch Verwendung eines Viskoelastometers (Rheometers) vom Modell: RDA-111 (im Handel erhältlich bei Rheometrics) gemessen.
Messaufbau: Eine Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm wird für die Messungen bei den niedrigeren Temperaturen von 60 und 70°C verwendet, und eine Parallelplatte mit einem Durchmesser von 25 mm wird für die Messung bei einer höheren Temperatur von 100°C verwendet.
Messprobe: Die verwendete Probe wird hergestellt, indem ein Toner gepresst wird, um eine säulenförmige Probe mit einem Durchmesser von etwa 8 mm und einer Höhe von 2 bis 5 mm, und eine scheibenförmige Probe mit einem Durchmesser von etwa 25 mm und einer Dicke von 2 bis 3 mm zu formen.
Die Bedingungen für die Messvorrichtung sind wie folgt.

(1) Geometrie: Parallelplatte (25 mm) Radius: 12,5 (mm) Messspalt: Messspalt bei 80°C Eine Probe wird einmal fest bei 120°C auf die Platte gehaftet und dann auf 80°C gekühlt. Wenn ”Axal Force” 0 beträgt, wird der Messspalt eingegeben.
1. Dynamisch-mechanische Analyse Frequenz/Temperatur-Sweep
2. Testparameter Deformation: 0,1 (%) Anfangstemperatur: 80 (°C)
3. Sweep-Parameter Sweep-Typ: diskret Endtemperatur: 120 (°C) Schrittgröße: 1 (°C) Durchwärmdauer: 30 (s) Erste Frequenz: 1,0 (rad/s) Zweite Frequenz: 6,28 (rad/s) Dritte Frequenz: 100 (rad/s) Vierte Frequenz: 250 (rad/s) Fünfte Frequenz: 500 (rad/s)
4. Wahlmöglichkeiten Verzögerung vor dem Test: 30 (s) Korrelationsverzögerung: 0,0 (Zyklen) 1 Zykluskorrelation: Nein Eigenspannung: Ja
(2) Geometrie: Parallelplatte (7,9 mm) Radius: 3,95 (mm) Messspalt: Messspalt bei 50°C Eine Probe wird einmal fest bei 120°C auf die Platte gehaftet und dann auf 50°C gekühlt. Wenn ”Axal Force” 0 beträgt, wird der Messspalt eingegeben.
1. Dynamisch-mechanische Analyse Frequenz/Temperatur-Sweep
2. Testparameter Deformation: 0,1 (%) Anfangstemperatur: 50 (°C)
3. Sweep-Parameter Sweep-Typ: diskret Endtemperatur: 120 (°C) Schrittgröße: 1 (°C) Durchwärmdauer: 30 (s) Erste Frequenz: 1,0 (rad/s) Zweite Frequenz: 6,28 (rad/s) Dritte Frequenz: 100 (rad/s) Vierte Frequenz: 250 (rad/s) Fünfte Frequenz: 500 (rad/s)
4. Wahlmöglichkeiten Verzögerung vor dem Test: 30 (s) Korrelationsverzögerung: 0,0 (Zyklen) 1 Zykluskorrelation: Nein Eigenspannung: Ja

[Spezifische BET-Oberfläche]
Die spezifische BET-Oberfläche wird mit dem Stickstoffadsoptionsverfahren bestimmt.
[Gehalt an Substanz mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger]
Die Molekulargewichtsverteilung wird durch Gel-Permeationschromatographie (GPC) bestimmt.
Zehn Milliliter Tetrahydrofuran werden zu 30 mg eines Toners gegeben und die Zutaten werden 1 Stunde in einer Kugelmühle vermischt. Danach wird das Gemisch mit einem Fluorharz-Filter mit einer Porengröße von 2 μm, ”FP-200” (im Handel erhältlich bei Sumitomo Electric Industries, Ltd.), filtriert, um unlösliche Bestandteile zu entfernen, damit sich eine Probenlösung ergibt.
Tetrahydrofuran wird als Eluat zur Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung mit einer Fließgeschwindigkeit von 1 ml pro Minute durch eine Säule laufen gelassen. Die Säule wird in einem Thermostat bei 40°C stabilisiert und 100 μl der Probenlösung werden in die Säule gegossen. Der Gehalt (%) an Substanzen mit einem Molekulargewicht von 500 oder weniger wird als Flächen-% der entsprechenden Fläche im Graphen, der mit einem RI-(Refraktionsindex)-Detektor erhalten wird, berechnet. Als ausgewertete Säule wurde hier ”GMHLX + G3000HXL” (im Handel erhältlich bei Tosoh Corporation) verwendet. Eine Kalibrationskurve wurde erhalten, indem mehrere Arten monodisperser Polystyrole als Standard-Proben verwendet wurden.
Harzherstellungsbeispiel 1
Die Mengen 1050 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 355 g Fumarsäure, 1 g Hydrochinon (Polymerisationshemmstoff) und 1,4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 210°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter bei 210°C unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz A zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 102,0°C, eine Säurezahl von 19,8 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 58,0°C.
Harzherstellungsbeispiel 2
Die Mengen 830 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 320 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 233 g Terephthalsäure, 245 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, 140 g Trimellithsäureanhydrid und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 8 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz B zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 138,5°C, eine Säurezahl von 25,8 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 65,8°C.
Harzherstellungsbeispiel 3
Die Mengen 830 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 320 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 350 g Terephthalsäure, 45 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, 140 g Trimellithsäureanhydrid und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 8 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz C zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 151,3°C, eine Säurezahl von 22,4 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 71,7°C.
Harzherstellungsbeispiel 4
Die Mengen 1040 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 10 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 199 g Terephthalsäure und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Die Zutaten wurden weiter unter vermindertem Druck umgesetzt. Die Reaktionslösung wurde auf 210°C gekühlt und 209 g Fumarsäure und 1 g Hydrochinon wurden dazu gegeben. Die Zutaten wurden 5 Stunden lang umgesetzt und danach weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz D zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 109,5°C, eine Säurezahl von 21,3 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 64,4°C.
Harzherstellungsbeispiel 5
Die Mengen 210 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 780 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 458 g Terephthalsäure und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz E zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 106,5°C, eine Säurezahl von 2,3 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 64,0°C.
Harzherstellungsbeispiel 6
Die Mengen 315 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 683 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 453 g Terephthalsäure und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz F zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 113,4°C, eine Säurezahl von 3,1 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 67,0°C.
Harzherstellungsbeispiel 7
Die Mengen 210 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 780 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 433 g Terephthalsäure und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz G zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 100,7°C, eine Säurezahl von 2,3 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 60,0°C.
Harzherstellungsbeispiel 8
Die Mengen 394 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 123 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 133 g Terephthalsäure, 46 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, 45 g Trimellithsäureanhydrid und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 8 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz H zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 151,1°C, eine Säurezahl von 8,5 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 65,8°C.
Harzherstellungsbeispiel 9
Die Mengen 105 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 878 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 161 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, 261 g Fumarsäure, 29 g Trimellithsäureanhydrid, 1 g Hydrochinon (Polymerisationshemmstoff) und 1,4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 210°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffatmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter bei 210°C unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz I zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 118,5°C, eine Säurezahl von 5,4 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 42,3°C.
Harzherstellungsbeispiel 10
Die Mengen 525 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 488 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 473 g Terephthsäure und 4 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden bei 230°C 5 Stunden lang bei atmosphärischem Druck unter Stickstoffgas-Atmosphäre umgesetzt. Danach wurden die Zutaten weiter unter vermindertem Druck umgesetzt, um ein Harz J zu ergeben. Das resultierende Harz hatte einen Erweichungspunkt von 120,3°C, eine Säurezahl von 3,5 mg KOH/g und einen Glasübergangspunkt von 78,5°C.
Beispiel 1
Die Mengen 60 Gewichtsteile des Harzes A und 40 Gewichtsteile des Harzes C als Harz-Bindemittel, 11 Gewichtsteile einer Rußfarbe ”Mogul^® L” (im Handel erhältlich bei Cabot Corporation) als Färbemittel, 1 Gewichtsteil ”BONTRON^® S-34” (im Handel erhältlich bei Orient Chemical Co., Ltd.) als Mittel zur Ladungssteuerung und 1 Gewichtsteil ”Viscol 550P” (im Handel erhältlich bei SANYO CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) als Trennmittel wurden bei 100°C mit einem Doppelschneckenextruder ”PCM-45” (im Handel erhältlich bei IKEGAI Corporation) mit einer Zufuhrmenge von 40 kg/min, bei einer Drehgeschwindigkeit von 200 U/min schmelzgeknetet und das geknetete Gemisch wurde mit einer Jet-Mühle fein gemahlen und mit einem Rotationsstromtrenngerät klassifiziert, um ein Pulver mit einem Volumenmittel der Körnung von 8,5 μm zu ergeben.
Zu 100 Gewichtsteilen des resultierenden Pulvers wurden 1 Gewichtsteil eines hydrophoben Siliciumdioxids ”Aerosil^® R-972” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 130 m²/g) und 0,3 Gewichtsteile eines Siliciumdioxids ”Aerosil^® YP-NX 10” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 10 m²/g) gegeben. Die Zutaten wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt, damit sich die Siliciumdioxide an das Pulver haften, um einen negativ aufladbaren Toner zu ergeben.
Fünf Gewichtsteile des resultierenden Toners und 95 Gewichtsteile eines Trägers (Kernmaterial: Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesiumbasis, Beschichtungsharz: Dimethylsilikon, Mittlere Körnung: 60 μm) wurden mit einem V-Mischer vermischt um einen Entwickler zu ergeben.
Beispiel 2
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 100 Gewichtsteil des Harzes D als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Beispiel 3
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 100 Gewichtsteil des Harzes E als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Beispiel 4
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 70 Gewichtsteile des Harzes F und 30 Gewichtsteile des Harzes E als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Beispiel 5
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 70 Gewichtsteile des Harzes F und 30 Gewichtsteile des Harzes G als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Beispiel 6
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 0,3 Gewichtsteile eines Siliciumdioxids ”Aerosil^® YP-NX 30” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 30 m²/g) anstelle des ”Aerosil^® YP-NX 10” verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 1
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 80 Gewichtsteile des Harzes A und 20 Gewichtsteile des Harzes B als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 2
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 100 Gewichtsteile des Harzes H als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 3
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 70 Gewichtsteile des Harzes A und 30 Gewichtsteile des Harzes B als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 4
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 100 Gewichtsteile des Harzes I als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 5
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 100 Gewichtsteile des Harzes J als Harz-Bindemittel verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Vergleichsbeispiel 6
Die gleichen Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 wurden durchgeführt, außer dass 0,3 Gewichtsteile eines Siliciumdioxids ” Aerosil^® NAX-50” (im Handel erhältlich bei Nippon Aerosil, spezifische BET-Oberfläche: 50 m²/g) anstelle des ”Aerosil^® YP-NX 10” verwendet wurden, um einen Entwickler zu ergeben.
Testbeispiel 1
Ein Entwickler wurde in eine abgewandelte Vorrichtung eines Zweikomponenten-Entwicklers ”SD2075” (im Handel erhältlich bei Sharp Corporation) gefüllt, bei dem die lineare Geschwindigkeit auf 600 mm/sec geändert war und der Fixierungsapparat wurde vom Heißwalzenfixierungs-Typ auf den berührungsfreien Strahlungsfixierungs-Typ abgewandelt, um unfixierte ausgefüllte Bilder zu ergeben. Die unfixierten Bilder wurden unter konstanten Fixierungsbedingungen zur abgewandelten Fixierungsapparateinheit transportiert, um fixierte Bilder zu erhalten. Die erhaltenen fixierten Bilder wurden mit einem Schmirgel-Radiergummi, auf den eine Belastung von 500 g ausgeübt wurde, gerieben, wobei der Radierer eine Grundfläche von 15 mm × 7,5 mm hatte und fünfmal über den fixierten Bildern vor und zurück bewegt wurde. Die optischen Aufsichtsschwärzungen der fixierten Bilder vor und nach der Radiererbehandlung wurden mit einem Aufsichtsschwärzungsmesser ”RD-915” (im Handel erhältlich bei Macbeth Process Measurements Co.) gemessen. Das Fixierungsvermögen wurde mit ”O” bewertet, wenn das Verhältnis der optischen Aufsichtsschwärzung nach der Radiererbehandlung zu der vor der Radiererbehandlung 70% übersteigt, oder mit ”x”, wenn das Verhältnis 70% oder weniger beträgt.
Testbeispiel 2
Ein Entwickler wurde in die gleiche Vorrichtung wie im Testbeispiel 1 gefüllt und ein kontinuierlicher 100000-Blätterdruck wurde mit einer Druckrate von 3% durchgeführt. Danach wurden ausgefüllte schwarze Bilder auf Testblätter in A4-Größe (210 mm × 297 mm) gedruckt. Die Bilddichte der resultierenden fixierten Bilder wurde als optische Aufsichtsschwärzung mit einem Aufsichtsschwärzungsmesser ”RD-915” (im Handel erhältlich bei Macbeth Process Measurements Co.) gemessen. Des Weiteren wurde die Anzahl weißer Punkte visuell gezählt und die Bewertung wurde gemäß folgender Bewertungskriterien vorgenommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Hier sind die anfänglichen Bilddichten (beim Druck von 1000 Blättern) für alle Entwickler bei einem Level von
[Bewertungskriterien für Bilddichte]

eine optische Aufsichtsschwärzung von 1,43 oder mehr, welches ein Level ist, das überhaupt kein Problem darstellt;
O: eine optische Aufsichtsschwärzung von 1,37 oder mehr und weniger als 1,43, welches ein Level ist, das in der praktischen Anwendung kein Problem darstellt;
O-Δ: eine optische Aufsichtsschwärzung von 1,31 oder mehr und weniger als 1,37, welches ein Level ist, das in der praktischen Anwendung kein Problem darstellt, aber eine etwas hellere Färbung ist;
Δ: eine optische Aufsichtsschwärzung von 1,25 oder mehr und weniger als 1,31, was eine etwas hellere Färbung mit einem gewissen Problem in der praktischen Anwendung ist; und
x: eine optische Aufsichtsschwärzung von weniger als 1,25, was eine hellere Färbung mit ernsthaften Problemen in der praktischen Anwendung ist.

[Bewertungskriterien für Weiße Punkte]

O:

Anzahl der weißen Punkte beträgt 5 oder weniger; und

x:

Anzahl der weißen Punkte beträgt 6 oder mehr.

Der Speichermodul des Toners, der Gehalt an Substanz mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger eines jeden Toners und die Ergebnisse der Testbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 1 gezeigt.
Man sieht an vorstehenden Ergebnissen, dass die Toner der Beispiele, die ausgezeichnet im Fixierungsvermögen sind und hochwertige fixierte Bilder mit hoher Bilddichte und ohne weiße Punkte liefern, erhalten werden können. Im Gegensatz dazu ist bei den Toner der Vergleichsbeispiele 1 und 3 bis 5, welche Speichermodulen bei 60°C und 70°C außerhalb der gewünschten Bereiche haben, die Bilddichte unzureichend. Im Toner des Vergleichsbeispiels 2, welcher einen zu hohen Speichermodul bei 100°C hat, ist das Fixierungsvermögen unzureichend und weiße Punkte werden in den fixierten Bildern erzeugt. Außerdem wird im Toner des Vergleichsbeispiels 6, in welchem die feinen anorganischen Teilchen mit einer großen spezifischen BET-Oberfläche, nämlich die feinen anorganischen Teilchen mit einer vergleichsweise kleinen Körnung, verwendet werden, eine Erniedrigung der Bilddichte beobachtet, die vermutlich durch Einbetten der feinen anorganischen Teilchen während des Beständigkeits-Drucktests verursacht wird.
Gemäß vorliegender Erfindung kann ein Toner, der ausgezeichnete Beständigkeit aufweist und kontinuierlich hochwertige fixierte Bilder sogar in einem berührungsfreien Fixierungsverfahren liefert, sowie ein den Toner umfassender Zweikomponenten-Entwickler zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Toner, umfassend ein Harz-Bindemittel, ein Färbemittel, und feine anorganische Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g oder weniger, wobei die feinen anorganischen Teilchen als externes Additiv zugefügt werden, wobei der Toner einen Speichermodul bei 100°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 25 mm von 7 × 10⁴ Pa oder weniger, einen Speichermodul bei 60°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 3 × 10⁸ bis 1 × 10⁹ Pa und einen Speichermodul bei 70°C unter Verwendung einer Parallelplatte mit einem Durchmesser von 7,9 mm von 7 × 10⁶ bis 3 × 10⁸ Pa, aufweist.
Toner gemäß Anspruch 1, wobei das Harz-Bindemittel 50 bis 100 Gew.-% Polyester umfasst.
Toner gemäß Anspruch 1, wobei eine aus einer Harz-Bindemittel-Komponente abgeleitete Substanz mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 oder weniger in dem Toner in einer Menge von 1 bis 4 Gew.-% enthalten ist.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die feinen anorganischen Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g oder weniger aus Siliziumdioxid sind.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Siliziumdioxid mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 50 m²/g oder mehr zusammen mit den feinen anorganischen Teilchen mit einer spezifischen BET-Oberfläche von 30 m²/g oder weniger verwendet wird.
Verwendung des Toners gemäß Anspruch 1 als ein Toner für berührungsfreie Fixierung.
Verwendung des Toners gemäß Anspruch 1 als ein Toner für eine Zweikomponentenentwicklung.
Verwendung des Toners gemäß Anspruch 1 in einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung mit einem Photoleiter, der sich mit einer linearen Geschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr bewegt.
Zweikomponenten-Entwickler, umfassend den Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und einen Träger.
Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Aufbringens des Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auf eine Vorrichtung zur berührungsfreien Fixierung.
Verfahren zur Herstellung fixierter Bilder, umfassend den Schritt des Aufbringens des Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auf eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung mit einem Photoleiter, der sich mit einer linearen Geschwindigkeit von 400 mm/s oder mehr bewegt.