DE112010004799T5

DE112010004799T5 - Verfahren zur Tonerherstellung

Info

Publication number: DE112010004799T5
Application number: DE112010004799T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Mizuhata
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-11-15
Also published as: WO2011074580A1; CN102652287B; JP5552493B2; CN102652287A; JPWO2011074580A1

Abstract

Die Erfindung stellt einen Toner für die Elektrofotografie, der hervorragende Schmelzeigenschaften (einschließlich einer Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und einer Anti-Heißoffset-Eigenschaft) und eine hervorragende Lagerstabilität zeigt, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Toners bereit. Das Tonerherstellungsverfahren beinhaltet (1) einen Schritt des Herstellen von Trennmittelteilchen durch Emulgieren eines Trennmittels (A) und eines Trennmittels (B) mit einem Schmelzpunkt, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes; und (2) einen Schritt der Aggregation und Vereinigung der Trennmittelteilchen und Harzteilchen.

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners und einen durch das Verfahren hergestellten Toner für die Elektrofotografie.
STAND DER TECHNIK
Im Bereich der Toner für die Elektrofotografie entstand mit dem Fortschritt bei elektrofotografischen Systemen die Forderung, einen Toner zu entwickeln, der für eine hohe Bildqualität und eine hohe Kopiergeschwindigkeit angepasst werden kann. Um eine hohe Bildqualität zu erzielen, muss die Teilchengröße eines Toners verringert werden. Daher ist ein sogenannter chemisch hergestellter Toner offenbart worden, der anstatt durch ein herkömmliches Schmelzknetverfahren durch ein chemisches Verfahren, wie z. B. ein Polymerisationsverfahren oder ein Emulgierungs-/Dispergierungsverfahren, hergestellt wird. Dabei wurde zum Erreichen einer hohen Kopiergeschwindigkeit von einem chemisch hergestellten Toner berichtet, dem ein Trennmittel zugesetzt wird, um die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur, d. h. eine der Schmelzeigenschaften, zu verbessern. Wenn ein solcher chemisch hergestellter Toner jedoch durch ein chemisches Verfahren hergestellt wird, welches im Unterschied zu einem Schmelzknet-/Mahlverfahren keinen Knetschritt beinhaltet, wird das dem Toner zugesetzte Trennmittel nicht ausreichend darin dispergiert.
Um dieses Problem zu lösen, offenbart Patentdokument 1 eine Trennmitteldispersion für einen Toner, wobei die Trennmitteldispersion ein Trennmittel und eine zweibasige Säure mit einem Alkylrest und/oder einem Alkenylrest oder ein Salz der zweibasigen Säure enthält. Währenddessen offenbart Patentdokument 2 oder 3 eine Methode zur Verbesserung der Anti-Heißoffset-Eigenschaft während des Schmelzens bei welcher zwei oder mehr Trennmittel schmelzgemischt und in Form einer Dispersion verwendet werden.
Schrift zum Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2008-33139
Patentdokument 2: Offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2006-267280
Patentdokument 3: Offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2007-218961

Kurzdarstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Im Falle der Verwendung von zwei oder mehr Trennmitteln zur Herstellung eines chemisch hergestellten Toners, der einen breiten Fixiertemperaturbereich zeigt, wird, wenn die Teilchen des Trennmittels mit den Harzteilchen aggregiert und vereinigt werden, aufgrund dessen, dass die Trennmittel unterschiedliche Stabilitäten zeigen, möglicherweise keine Aggregation zwischen den Trennmittelteilchen und den Harzteilchen erreicht oder die erhaltenen aggregierten Teilchen weisen möglicherweise eine sehr breite Teilchengrößenverteilung auf.
Währenddessen werden im Falle der Verwendung eines Trennmittels, das eine geringe Affinität zu Harzteilchen aufweist, selbst wenn die Teilchen des Trennmittels mit den Harzteilchen aggregiert werden können, die Trennmittelteilchen während des Vereinigungsschrittes, der dem Aggregationsschritt folgt, möglicherweise aus den so aggregierten Teilchen freigesetzt.
Ausgehend von dem Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines chemisch hergestellten Toners durch Aggregation und Vereinigung von Harzteilchen und Trennmittelteilchen bereitzustellen, wobei auch bei Verwendung von zwei oder mehr Trennmitteln die Aggregation bei der Herstellung des Toners zu kleinen Teilchen gesteuert kann und die Freisetzung der Trennmittel während des Vereinigungsschrittes verhindert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Toner für die Elektrofotografie bereitzustellen, der hervorragende Schmelzeigenschaften, zu denen die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und die Anti-Heißoffset-Eigenschaft gehören, und eine hervorragende Lagerstabilität zeigt.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

[1] ein Verfahren zur Herstellung eines Toners umfassend (1) einen Schritt des Herstellens von Trennmittelteilchen durch Emulgieren eines Trennmittels (A) und eines Trennmittels (B) mit einem Schmelzpunkt, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes; und (2) einen Schritt der Aggregation und Vereinigung der Trennmittelteilchen und Harzteilchen; und
[2] einen Toner für die Elektrofotografie, hergestellt durch das vorstehend in [1] genannte Herstellungsverfahren.

Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Tonerherstellungsverfahren kann bei der Herstellung eines Toners die Aggregation zu kleinen Teilchen gesteuert werden; d. h. können aggregierte Teilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung hergestellt werden, und wird die Freisetzung der Trennmittel während des Vereinigungsschrittes verhindert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Toner für die Elektrofotografie bereitgestellt, der eine hervorragende Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und Anti-Heißoffset-Eigenschaft, d. h. hervorragende Schmelzeigenschaften, und eine hervorragende Lagerstabilität zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
[Tonerherstellungsverfahren]
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Toners umfasst (1) einen Schritt des Herstellens von Trennmittelteilchen durch Emulgieren eines Trennmittels (A) und eines Trennmittels (B) mit einem Schmelzpunkt, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes; und (2) einen Schritt der Aggregation und Vereinigung der Trennmittelteilchen und Harzteilchen.
Bisher bereitet es bei einem chemischen Toner, der durch Aggregation und Vereinigen von Harzteilchen und Trennmittelteilchen erhalten wird, in dem Falle, dass zwei oder mehr Arten von Trennmittelteilchen verwendet werden, Schwierigkeiten, beim Herstellen der Trennmittelteilchen und der Aggregation mit den Harzteilchen eine angemessene Aggregation zwischen den Harzteilchen und den vorstehend genannten Teilchen aus den zwei oder mehr Trennmitteln zu erreichen, da die zwei oder mehr Trennmittel unterschiedliche Stabilitäten zeigen; d. h. es bereitet Schwierigkeiten, aggregierte Teilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung herzustellen. In solch einem Fall kommt es während des Aggregations- oder Vereinigungsschrittes wahrscheinlich zur Freisetzung des Trennmittels. Das heißt, selbst wenn die Trennmittelteilchen mit den Harzteilchen aggregiert werden können, werden die Trennmittelteilchen während des Vereinigungsschrittes wahrscheinlich aus den erhaltenen aggregierten Teilchen freigesetzt, da die Trennmittel eine geringe Affinität zu den Harzteilchen zeigen. Dagegen kann die vorliegende Erfindung das vorstehend beschriebene Problem lösen, indem ein Tonerherstellungsverfahren bereitgestellt wird, bei dem Trennmittelteilchen verwendet werden, die durch Emulgierung mindestens der zwei vorstehend beschriebenen Trennmittel in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes hergestellt werden.
(Schritt (1))
In Schritt (1) des Tonerherstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung werden ein Trennmittel (A) und ein Trennmittel (B) mit einem Schmelzpunkt, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes emulgiert, um dadurch Trennmittelteilchen herzustellen.
Trennmittel (A) und Trennmittel (B)
In der vorliegenden Erfindung werden Trennmittelteilchen im Allgemeinen in Form einer Dispersion, die die Trennmittelteilchen enthält; d. h. in Form einer Trennmitteldispersion hergestellt. Das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B), die verwendet werden, weisen jeweils einen Schmelzpunkt von 100°C oder weniger, stärker bevorzugt 60 bis 95°C, viel stärker bevorzugt 65 bis 90°C auf, unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaft des Toners bei niedriger Temperatur. Im Besonderen weist das Trennmittel (B) in der vorliegenden Erfindung unter dem vorstehend genannten Gesichtspunkt einen Schmelzpunkt von 100°C oder weniger, vorzugsweise 60 bis 95°C, stärker bevorzugt 65 bis 90°C, viel stärker bevorzugt 75 bis 90°C, viel stärker bevorzugt 80 bis 85°C auf. Währenddessen weist das Trennmittel (A) einen Schmelzpunkt von 100°C oder weniger, vorzugsweise 60 bis 95°C, stärker bevorzugt 65 bis 90°C, viel stärker bevorzugt 65 bis 85°C, viel stärker bevorzugt 70 bis 80°C auf.
Konkrete Beispiele für das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B) schließen Polyolefine mit niedrigem Molekulargewicht, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen und Polybuten; Silicone, die beim Erwärmen einen Erweichungspunkt zeigen; Fettsäureamide, wie z. B. Ölsäureamid, Erucasäureamid, Ricinolsäureamid und Stearinsäureamid; Pflanzenwachse, wie z. B. Carnaubawachs, Reiswachs, Candelillawachs, Japanwachs und Jojobaöl; tierische Wachse, wie z. B. Bienenwachs; Mineral- oder Erdölwachse, wie z. B. Montanwachs, Ozokerit, Ceresin, Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs und Fischer-Tropsch-Wachs; und synthetische Wachse, wie z. B. Esterwachs, ein. Das Trennmittel (A) ist vorzugsweise ein Mineral- oder Erdölwachs oder ein synthetisches Wachs. Im Besonderen ist das Trennmittel (A) stärker bevorzugt Paraffinwachs oder Esterwachs, unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaft des Toners bei niedriger Temperatur, und viel stärker bevorzugt Paraffinwachs, um die Lagerstabilität des Toners zu verbessern. Das Trennmittel (B) ist vorzugsweise ein Pflanzenwachs, stärker bevorzugt Carnaubawachs.
In der vorliegenden Erfindung können das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B) aus den vorstehend genannten Trennmitteln so ausgewählt werden, dass der Schmelzpunkt des Trennmittels (B) um 5°C höher ist als der des Trennmittels (A). Solange diese Trennmittel die vorstehende Bedingung erfüllen, können das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B) vom gleichen Typ oder unterschiedlichen Typs sein. In der vorliegenden Erfindung werden mindestens zwei Trennmittel mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet. Deshalb zeigt der erhaltene Toner hervorragende Schmelzeigenschaften.
Das Trennmittel (B) weist einen Schmelzpunkt auf, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A). Das Trennmittel (B) weist vorzugsweise einen Schmelzpunkt auf, der um 6°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), weist stärker bevorzugt einen Schmelzpunkt auf, der um 8°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), da bei der Herstellung des Toners die Aggregation der Trennmittelteilchen zu kleinen Größen gesteuert werden kann und der erhaltene Toner hervorragende Schmelzeigenschaften zeigt. Es wird keine besondere Einschränkung hinsichtlich der maximalen Differenz zwischen den Schmelzpunkten des Trennmittels (A) und des Trennmittels (B) auferlegt. Jedoch beträgt die maximale Differenz vorzugsweise 30°C, stärker bevorzugt 20°C, unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaft des Toners bei niedriger Temperatur. Unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaften des Toners beträgt die Differenz zwischen den Schmelzpunkten des Trennmittels (A) und des Trennmittels (B) vorzugsweise 6 bis 30°C, stärker bevorzugt 7 bis 20°C, viel stärker bevorzugt 8 bis 20°C, viel stärker bevorzugt 8 bis 9°C.
Es ist vorstellbar, dass bei Verwendung von Trennmitteln mit solchen Schmelzpunkten ein Schmelzen bei niedriger Temperatur erreicht werden kann, da die Trennmittel auch bei einem Niedrigtemperaturschmelzverfahren aus dem Toner austreten und die Trennwirkung gefördert wird.
In der vorliegenden Erfindung kann der Schmelzpunkt eines Trennmittels mit Hilfe eines Differential-Scanning-Kalorimeters bestimmt werden. Konkret kann der Schmelzpunkt durch das nachstehend beschriebene Verfahren bestimmt werden.
In der vorliegenden Erfindung sind das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B) unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaften des erhaltenen Toners vorzugsweise jeweils eines, ausgewählt aus Carnaubawachs, Paraffinwachs, Polyolefin und Fischer-Tropsch-Wachs. Stärker bevorzugt ist eines von dem Trennmittel (A) und dem Trennmittel (B) Carnaubawachs. Viel stärker bevorzugt ist das Trennmittel (B) Carnaubawachs und das Trennmittel (A) ist ein beliebiges, ausgewählt aus Paraffinwachs, Polyolefin und Fischer-Tropsch-Wachs.
In den Trennmittelteilchen, die in der Trennmitteldispersion enthalten sind, beträgt das Verhältnis des Trennmittels (A) zu dem Trennmittel (B) (d. h. Trennmittel (A)/Trennmittel (B)) vorzugsweise 5/95 bis 95/5, stärker bevorzugt 10/90 bis 90/10, viel stärker bevorzugt 15/85 bis 85/15, viel stärker bevorzugt 40/60 bis 50/50, unter dem Gesichtspunkt der Schmelzeigenschaften des Toners.
Wenn die Trennmittelteilchen aus den vorstehend beschriebenen zwei Trennmitteln mit unterschiedlichen Schmelzpunkten hergestellt werden, werden die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erzielt. Die Trennmittelteilchen können jedoch ein weiteres Trennmittel enthalten, solange die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Zur Herstellung des Toners für die Elektrofotografie, der hervorragende Schmelzeigenschaften und eine hervorragende Lagerstabilität zeigt, beträgt die Gesamtmenge an dem Trennmittel (A) und dem Trennmittel (B) von allen in der vorliegenden Erfindung verwendeten Trennmitteln vorzugsweise 90 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 99 Gew.-% oder mehr, viel stärker bevorzugt 100 Gew.-%.
Polycarbonsäuresalz
Ein charakteristisches Merkmal der Trennmitteldispersion, die die vorstehend beschriebenen Trennmittelteilchen enthält, besteht darin, dass die Dispersion außer dem Trennmittel (A) und dem Trennmittel (B) ein Polycarbonsäuresalz enthält. Es ist vorstellbar, dass bei Verwendung eines Polycarbonsäuresalzes durch die Wechselwirkung zwischen den vorstehend beschriebenen Trennmitteln (A) und (B) und dem Polycarbonsäuresalz eine angemessene Aggregation und Vereinigung zwischen den Trennmittelteilchen und Harzteilchen erreicht werden kann.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polycarbonsäuresalz ist vorzugsweise z. B. ein Polyacrylsäuresalz, ein Salz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers oder ein Polymaleinsäuresalz, um eine Aggregation der Trennmittelteilchen zu erreichen oder die Freisetzung der Teilchen während der Herstellung des Toners zu verhindern. Bevorzugt ist ein Salz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers. Das Salz ist vorzugsweise ein Alkalimetallsalz, stärker bevorzugt ein Natriumsalz. Konkrete Beispiele für bevorzugte Polycarbonsäuresalze schließen Natriumpolyacrylat, ein Natriumsalz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers und Natriumpolymaleat ein, welche jeweils durch die folgenden Formeln (I) bis (III) dargestellt werden. Stärker bevorzugt ist unter dem gleichen Gesichtspunkt ein Natriumsalz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers.
Der Neutralisationsgrad der Polymerendgruppe des Polycarbonsäuresalzes beträgt vorzugsweise 50 bis 100%, stärker bevorzugt 70 bis 100%, viel stärker bevorzugt 90 bis 100%, unter dem Gesichtspunkt der Wirkung des Salzes als Dispergiermittel. Der hier verwendete Begriff „Neutralisationsgrad” bezeichnet einen Wert, der durch potentiometrische Titration einer wässrigen Polycarbonsäuresalzlösung bestimmt wird.
Das Polycarbonsäuresalz weist vorzugsweise ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 3.000 bis 90.000, stärker bevorzugt 10.000 bis 50.000 auf, da feine Trennmittelteilchen hergestellt werden können. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts kann durch Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt werden. Es wird keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Kations, das das Polycarbonsäuresalz bildet, auferlegt und das Kation kann z. B. ein Alkalimetallion, wie z. B. ein Natriumion oder ein Kaliumion, ein Erdalkalimetallion, wie z. B. ein Magnesiumion oder Calciumion, ein Ammoniumion oder ein Alkylammoniumion sein. Von diesen ist ein Alkalimetallion bevorzugt und ein Natriumion stärker bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit der Trennmittel.
Die Trennmitteldispersion enthält das Polycarbonsäuresalz vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,5 bis 2,5 Gew.-%, unter dem Gesichtspunkt, bei der Herstellung des Toners die Aggregation während des Aggregationsschrittes zu steuern, sowie unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit der Trennmittel in dem erhaltenen Toner. Unter den gleichen Gesichtspunkten enthält die Trennmitteldispersion das Polycarbonsäuresalz vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 15 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,4 bis 10 Gewichtsteile, viel stärker bevorzugt 0,6 bis 6 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile aller in der Dispersion enthaltenen Trennmittel.
Trennmittelteilchen
Die Trennmittelteilchen werden im Allgemeinen in Form einer Dispersion, die die Trennmittelteilchen enthält, d. h. in Form einer Trennmitteldispersion hergestellt.
Der Feststoffgehalt an den Trennmitteln, die in der Trennmitteldispersion enthalten sind, beträgt im Hinblick auf das Emulgierungsergebnis sowie die Lagerstabilität der Dispersion vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 35 Gew.-%, viel stärker bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%. Unter dem Gesichtspunkt der Lagerstabilität der Trennmitteldispersion beträgt der pH-Wert der Dispersion vorzugsweise 5 bis 10, stärker bevorzugt 6 bis 9,5.
Die Trennmitteldispersion enthält das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B) vorzugsweise in einer Gesamtmenge von 5 bis 40 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 35 Gew.-%, viel stärker bevorzugt 15 bis 30 Gew.-%, unter dem Gesichtspunkt, bei der Herstellung des Toners die Aggregation während des Aggregationsschrittes zu steuern, sowie unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit der Trennmittel in dem erhaltenen Toner.
Das Gewichtsverhältnis des Trennmittels (A) zu dem Trennmittel (B), der Mittel, die die in der Trennmitteldispersion enthaltenen Trennmittelteilchen bilden, ist das gleiche wie vorstehend beschrieben.
Die Trennmitteldispersion kann zusätzlich zu dem Trennmittel (A), dem Trennmittel (B) und dem Polycarbonsäuresalz einen beliebigen, herkömmlichen, bekannten Emulgator enthalten, solange die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für den Emulgator schließen Salze einbasiger Säuren, wie z. B. Natriumstearat, Kaliumoleat und Natriumdodecylbenzolsulfonat; und polymere Dispergiermittel, wie z. B. Polyvinylalkohol, ein.
Unter den Gesichtspunkten der Schmelzeigenschaften und der Dauerhaftigkeit des Toners weisen die Trennmittelteilchen vorzugsweise einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 1 μm oder weniger, stärker bevorzugt 0,05 bis 1 μm, viel stärker bevorzugt 0,1 bis 0,85 μm auf. Der hier verwendete Ausdruck „Volumenmedian der Teilchengröße (D50)” bezeichnet eine Teilchengröße, bei welcher die kumulative Häufigkeit der Volumina, berechnet auf der Basis der Volumenfraktion von Teilchen ausgehend von der Seite der geringeren Teilchengrößen, 50% beträgt.
Die Trennmitteldispersion, welche die vorstehend beschriebenen Komponenten enthält, zeigt ein hervorragendes Emulgierungsergebnis. Die Trennmittelteilchen, die in der Trennmitteldispersion enthalten sind, weisen im Hinblick auf die Schmelzeigenschaften, die Dauerhaftigkeit und die Aggregationsfähigkeit des Toners vorzugsweise eine enge Teilchengrößenverteilung auf. Konkret weisen die Trennmittelteilchen vorzugsweise einen CV-Wert (Standardabweichung der Teilchengrößenverteilung/Volumenmedian der Teilchengröße (D50) × 100) von 50% oder weniger, stärker bevorzugt 45% oder weniger, viel stärker bevorzugt 40% oder weniger auf. Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung der Trennmittelteilchen können unter Verwendung eines Gerätes zur Bestimmung von Teilchengrößenverteilungen mit Hilfe von Lichtstreuung bestimmt werden. Konkret können die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung durch das nachstehend beschriebene Verfahren bestimmt werden.
Die so hergestellte Trennmitteldispersion zeigt ein gutes Emulgierungsergebnis und eine gute Emulgierungsstabilität und wird über einen langen Zeitraum stabil gehalten. Die Trennmitteldispersion ist zur Verwendung in einem Toner für die Elektrofotografie geeignet, da die Steuerung der Aggregation während des Aggregationsschrittes bei der Herstellung des Toners besser ist und die Form der Tonerteilchen gesteuert werden kann. Wie nachstehend beschrieben, werden die Trennmittelteilchen mit Harzteilchen aggregiert und vereinigt, um dadurch den Toner herzustellen. So können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Die vorstehend beschriebenen Trennmittelteilchen werden durch Emulgieren des Trennmittels (A) und des Trennmittels (B), das einen Schmelzpunkt aufweist, der um 5°C höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes hergestellt.
Konkret werden das Trennmittel (A) und das Trennmittel (B), die vorstehend beschrieben sind, in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes dispergiert. Während die erhaltene Dispersion vorzugsweise auf eine Temperatur, die gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt des Trennmittels (B) ist, erwärmt wird, werden die Trennmittel zur Form feiner Teilchen dispergiert, und zwar z. B. mit Hilfe eines Homogenisators, der fähig ist, eine starke Scherkraft auszuüben, eines Druckstoß-Homogenisators oder eines Ultraschalldispergierers, um dadurch eine Dispersion von Trennmittelteilchen herzustellen.
Das vorstehend erwähnte wässrige Medium enthält Wasser als Hauptkomponente. Im Hinblick auf die Umwelt beträgt der Wassergehalt des wässrigen Mediums vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 90 Gew.-% oder mehr, viel stärker bevorzugt 100 Gew.-%.
Beispiele für die Komponente, welche neben Wasser in dem wässrigen Medium enthalten sein kann, schließen alkoholische organische Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol und Butanol; und wasserlösliche organische Lösungsmittel, wie Aceton, Methylethylketon und Tetrahydrofuran, ein. Von diesen kann ein alkoholisches organisches Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol oder Butanol, welche das Harz jeweils nicht lösen, verwendet werden, um den Einbau eines solchen Lösungsmittels in den Toner zu verhindern. In der vorliegenden Erfindung werden die feinen Teilchen des Harzes vorzugsweise hergestellt, indem das Harz nur in Wasser dispergiert wird, im Wesentlichen ohne ein organisches Lösungsmittel zu verwenden.
Die Dispergiertemperatur beträgt im Hinblick auf das Emulgierungsergebnis der Trennmittel vorzugsweise 60 bis 120°C, stärker bevorzugt 80 bis 110°C, viel stärker bevorzugt 80 bis 100°C.
(Schritt (2))
In Schritt (2) werden die vorstehend hergestellten Trennmittelteilchen und Harzteilchen aggregiert und miteinander vereinigt. Das heißt der erfindungsgemäße Toner für die Elektrofotografie wird durch Aggregation und Vereinigung der Trennmittelteilchen und Harzteilchen hergestellt.
Harzteilchen
In der vorliegenden Erfindung werden die Harzteilchen in Form einer Harzteilchendispersion, d. h. einer Dispersion, die die Harzteilchen, dispergiert in einem wässrigen Medium, enthält, hergestellt. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Harzteilchen enthalten im Hinblick auf die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und die Dauerhaftigkeit des Toners vorzugsweise einen Polyester. Der Polyestergehalt des Harzes beträgt unter den gleichen Gesichtspunkten vorzugsweise 50 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 60 Gew.-% oder mehr, viel stärker bevorzugt 70 Gew.-% oder mehr, viel stärker bevorzugt 80 Gew.-% oder mehr, viel stärker bevorzugt im Wesentlichen 100 Gew.-%. Das Harz, das die Harzteilchen bildet, kann anstelle eines Polyesters ein beliebiges bekanntes Harz, das in einem Toner verwendet wird, wie z. B. ein Styrol-Acryl-Copolymer, Epoxidharz, Polycarbonat oder Polyurethan, sein.
Wenn der Polyester verwendet wird, wird keine besondere Beschränkung hinsichtlich seiner Rohmaterialmonomere auferlegt und die Rohmaterialmonomere können eine bekannte Alkoholkomponente und eine bekannte Carbonsäurekomponente, wie z. B. eine Carbonsäure, ein Carbonsäureanhydrid oder ein Carbonsäureester, sein.
Beispiele für die Carbonsäurekomponente schließen Dicarbonsäuren, wie z. B. Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Adipinsäure und Bernsteinsäure; zweiwertige Carbonsäuren, wie z. B. eine Bernsteinsäure, die mit einem C1-C20-Alkylrest oder einem C2-C20-Alkenylrest substituiert ist, z. B. Dodecenylbernsteinsäure oder Octenylbernsteinsäure; dreiwertige oder höher mehrwertige Carbonsäuren, wie z. B. Trimellithsäure und Pyromellithsäure; Anhydride dieser Säuren; und Alkyl(C1 bis C3)ester dieser Säuren ein. Diese Carbonsäurekomponenten können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Konkrete Beispiele für die Alkoholkomponente schließen Alkylen(C2 bis C3)oxidaddukte (mittlere Molzahl an addierten Alkylenoxiden: 1 bis 16) von Bisphenol A, wie z. B. Polyoxypropylen-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan; hydriertes Bisphenol A; Ethylenglycol; Propylenglycol; Neopentylglycol; 1,4-Butandiol; 1,3-Butandiol; 1,6-Hexandiol; Glycerol; Pentaerythrit; Trimethylolpropan; Sorbitol; und Alkylen(C2 bis C4)oxidaddukte (mittlere Molzahl an addierten Alkylenoxiden: 1 bis 16) davon ein. Diese Alkoholkomponenten können in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Der Polyester kann z. B. durch Polykondensation zwischen der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente in einer Inertgasatmosphäre bei etwa 180 bis etwa 250°C gegebenenfalls in Gegenwart eines Veresterungskatalysators hergestellt werden.
Der Veresterungskatalysator kann z. B. eine Zinnverbindung, wie z. B. Dibutylzinnoxid oder Zinndioctylat, oder eine Titanverbindung, wie z. B. Titandiisopropylatbistriethanolaminat sein. Die verwendete Menge des Veresterungskatalysators beträgt vorzugsweise 0,01 bis 1 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an der Alkoholkomponente und der Carbonsäurekomponente.
Der Polyester kann ein kristalliner Polyester oder ein amorpher Polyester sein. Im Hinblick auf die Schmelzeigenschaften und die Aufladbarkeit des Toners ist jedoch ein amorpher Polyester bevorzugt.
Der hier verwendete Ausdruck „amorpher Polyester” bezieht sich auf einen Polyester mit einem Kristallinitätsindex, der durch das Verhältnis des Erweichungspunktes zur Temperatur des maximalen endothermen Peaks (d. h. Erweichungspunkt/Temperatur des maximalen endothermen Peaks) definiert ist, von mehr als 1,3 und 4 oder weniger, stärker bevorzugt 1,5 bis 3. Im Hinblick auf die Schmelzeigenschaften und die Lagerfähigkeit des Toners weist der Polyester vorzugsweise einen Erweichungspunkt von 70 bis 165°C, stärker bevorzugt 90 bis 165°C und vorzugsweise einen Glasübergangspunkt von 50 bis 85°C, stärker bevorzugt 55 bis 85°C auf. Unter den gleichen Gesichtspunkten beträgt die Säurezahl des Polyesters vorzugsweise 6 bis 35 mg KOH/g, stärker bevorzugt 10 bis 35 mg KOH/g, viel stärker bevorzugt 15 bis 35 mg KOH/g. Der Erweichungspunkt oder die Säurezahl des Polyesters können erwünschterweise über das Mengenverhältnis des Alkohols zu der Carbonsäurekomponente, die Polykondensationstemperatur oder die Reaktionsdauer eingestellt werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyester kann ein unmodifizierter Polyester sein oder ein Polyester, der in einem Maße, dass seine Eigenschaften nicht wesentlich beeinträchtigt werden, modifiziert ist. Beispiele für den modifizierten Polyester schließen einen Polyester ein, der z. B. mit einem Phenol, Urethan oder Epoxid durch das z. B. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. H11-133668 , H10-239903 oder H08-20636 beschriebene Verfahren gepfropft oder blockcopolymerisiert ist, und ein Verbundharz mit zwei oder mehr Harzeinheiten, einschließlich einer Polyestereinheit, ein.
Wenn die Harzteilchen mehrere Harze enthalten, entsprechen der Erweichungspunkt, der Glasübergangspunkt und die Säurezahl der Harze, die die Harzteilchen bilden, denen eines Gemisches der Harze. Die jeweiligen Werte sind vorzugsweise dieselben wie bei dem vorstehend beschriebenen Polyester.
Um die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur, die Anti-Heißoffset-Eigenschaft und die Dauerhaftigkeit des Toners zu erzielen, kann das Harz, das die Harzteilchen bildet, zwei Polyester mit unterschiedlichen Erweichungspunkten enthalten. In diesem Fall beträgt der Erweichungspunkt des einen Polyesters (I) vorzugsweise 70°C oder mehr und weniger als 115°C, wohingegen der Erweichungspunkt des anderen Polyesters (II) vorzugsweise 115 bis 165°C beträgt. Das Gewichtsverhältnis von Polyester (I) zu Polyester (II); d. h. (I/II), beträgt vorzugsweise 10/90 bis 90/10, stärker bevorzugt 50/50 bis 90/10.
In der vorliegenden Erfindung wird das Harz, das die Harzteilchen bildet, vorzugsweise in einem wässrigen Medium dispergiert. Das wässrige Medium, das zum Dispergieren des Harzes verwendet wird, enthält Wasser als Hauptbestandteil und kann das gleiche sein, wie es in der vorstehend beschriebenen Trennmitteldispersion verwendet wird.
Die Harzteilchendispersion kann zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Harz, gegebenenfalls einen Zusatzstoff, wie z. B. einen farbgebenden Stoff oder ein Ladungssteuermittel, enthalten.
Es wird keine besondere Beschränkung hinsichtlich des verwendeten farbgebenden Stoffes auferlegt, und der farbgebende Stoff kann ein beliebiger bekannter sein. Konkrete Beispiele für den farbgebenden Stoff schließen verschiedene Pigmente, wie z. B. Ruß, anorganische Mischoxide, Chromgelb, Benzidingelb, Pyrazolonorange, Vulcan Orange, Watchung Rot, Brillantkarmin 3B, Brillantkarmin 6B, Lackrot C, Eisenoxidrot, Phthalocyaninblau und Phthalocyaningrün; und verschiedene Farbstoffe, wie z. B. Acridinfarbstoffe, Azofarbstoffe, Benzochinonfarbstoffe, Azinfarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe, Indigofarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe und Anilinschwarzfarbstoffe, ein. Diese farbgebenden Stoffe können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Die Menge des farbgebenden Stoffes beträgt vorzugsweise 20 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 0,01 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
Beispiele für das Ladungssteuermittel schließen Metallsalze der Benzoesäure, Metallsalze der Salicylsäure, Metallsalze von Alkylsalicylsäuren, Metallsalze vom Catechol, Metall enthaltende Bisazofarbstoffe und quartäre Ammoniumsalze ein. Diese können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Die in dem Toner enthaltene Menge an dem Ladungssteuermittel beträgt vorzugsweise 10 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
In der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Harzteilchen in Dispersionsform hergestellt werden, zur Verbesserung der Dispersionsstabilität des Harzes, z. B., ein grenzflächenaktives Mittel eingebracht, und zwar in einer Menge von vorzugsweise 10 Gewichtsteilen oder weniger, stärker bevorzugt 5 Gewichtsteilen oder weniger, viel stärker bevorzugt 0,1 bis 3 Gewichtsteilen, viel stärker bevorzugt 0,5 bis 2 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
Beispiele für das grenzflächenaktive Mittel schließen anionische grenzflächenaktive Mittel, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel vom Typ Schwefelsäureester, grenzflächenaktive Mittel vom Typ Sulfonsäuresalz und grenzflächenaktive Mittel vom Typ Seife; kationische grenzflächenaktive Mittel, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel vom Typ Aminsalz und grenzflächenaktive Mittel vom Typ quartäres Ammoniumsalz; und nichtionische grenzflächenaktive Mittel, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel auf Basis von Polyethylenglycol, grenzflächenaktive Mittel auf Basis von Alkylphenolethylenoxidaddukten und grenzflächenaktive Mittel auf Basis von mehrwertigen Alkoholen, ein. Von diesen ist ein ionisches grenzflächenaktives Mittel, wie z. B. ein anionisches grenzflächenaktives Mittel oder ein kationisches grenzflächenaktives Mittel, bevorzugt. Ein nichtionisches grenzflächenaktives Mittel wird vorzugsweise in Kombination mit einem anionischen oder einem kationischen grenzflächenaktiven Mittel verwendet. Die vorstehend genannten grenzflächenaktiven Mittel können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Konkrete Beispiele für das vorstehend beschriebene anionische grenzflächenaktive Mittel schließen Dodecylbenzolsulfonsäure, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylsulfat und Natriumalkylethersulfate ein. Von diesen ist Natriumdodecylbenzolsulfonat bevorzugt.
Konkrete Beispiele für das vorstehend beschriebene kationische grenzflächenaktive Mittel schließen Alkylbenzoldimethylammoniumchloride, Alkyltrimethylammoniumchloride und Distearylammoniumchlorid ein.
Beispiele für das nichtionische grenzflächenaktive Mittel schließen Polyoxyethylenalkylarylether, wie z. B. Polyoxyethylennonylphenylether, Polyoxyethylenoleylether und Polyoxyethylenlaurylether; Polyoxyethylenalkylether; Polyoxyethylenfettsäureester, wie z. B. Polyethylenglycolmonolaurat, Polyethylenglycolmonostearat und Polyethylenglycolmonooleat; und Oxyethylen/Oxypropylen-Blockcopolymere ein.
Wenn die vorstehend beschriebenen Harzteilchen in Dispersionsform hergestellt werden, wird dem Harz vorzugsweise eine wässrige Alkalilösung zugesetzt und das Harz und ein gegebenenfalls verwendeter Zusatzstoff werden in dem wässrigen Medium dispergiert.
Die vorstehend erwähnte wässrige Alkalilösung weist vorzugsweise eine Konzentration von 1 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%, viel stärker bevorzugt 1,5 bis 7,5 Gew.-% auf. Vorzugsweise wird ein Alkali verwendet, welches in der Lage ist, die Oberflächenaktivität eines Salzes des Harzes, das durch Zugabe des Alkalis gebildet wird, zu erhöhen. Konkrete Beispiele für das Alkali schließen Hydroxide eines einwertigen Alkalimetalls, wie z. B. Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid, ein.
Nach Abschluss der Dispergierung des Harzes in dem wässrigen Medium wird das Harz vorzugsweise neutralisiert, und zwar bei einer Temperatur, die gleich dem oder höher als der Glasübergangspunkt des Harzes ist, und dann wird ein wässriges Medium dazugegeben, und zwar bei einer Temperatur, die gleich dem oder höher als der Glasübergangspunkt des Harzes ist, um dadurch das Harz zu emulgieren, wodurch die Harzteilchen hergestellt werden.
Die Geschwindigkeit der Zugabe des wässrigen Mediums beträgt vorzugsweise 0,1 bis 50 g/min, stärker bevorzugt 0,5 bis 40 g/min, viel stärker bevorzugt 1 bis 30 g/min, pro 100 g des Harzes, um den Emulgierungsvorgang effektiv durchzuführen. Im Allgemeinen wird die Geschwindigkeit der Zugabe des wässrigen Mediums beibehalten, bis sich im Wesentlichen eine O/W-Emulsion gebildet hat. Nach der Bildung der O/W-Emulsion wird jedoch keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Geschwindigkeit der Zugabe des wässrigen Mediums auferlegt.
Das wässrige Medium, das zum Herstellen der Harzteilchen in Dispersionsform verwendet wird, kann das gleiche sein, wie es zur Dispersion des Harzes, das die vorstehend beschriebenen Harzteilchen bildet, verwendet wird. Das wässrige Medium ist vorzugsweise entionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser.
Die Menge des wässrigen Mediums beträgt vorzugsweise 100 bis 2.000 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 150 bis 1.500 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes, um in dem nachfolgenden Aggregationsschritt einheitliche aggregierte Teilchen herzustellen. Die Menge des wässrigen Mediums wird so festgelegt, dass der Feststoffgehalt der so hergestellten Harzteilchendispersion vorzugsweise auf 7 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 7 bis 40 Gew.-%, viel stärker bevorzugt 10 bis 35 Gew.-% eingestellt wird, im Hinblick auf die Stabilität und die Handhabung der Harzteilchendispersion. Die Feststoffbestandteile schließen nichtflüchtige Bestandteile, wie z. B. Harz, Pigment und nichtionisches grenzflächenaktives Mittel, ein.
Zur Herstellung von Harzfeinteilchen wird der Emulgierungsvorgang vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt, die in einen Bereich vom Glasübergangspunkt des Harzes, das die Harzteilchen bildet, bis zu seinem Erweichungspunkt fällt. Wenn der Emulgierungsvorgang in dem vorstehend beschriebenen Temperaturbereich durchgeführt wird, verläuft der Emulgierungsvorgang problemlos und es ist keine spezielle Ausrüstung zum Erwärmen erforderlich. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Emulgierungstemperatur vorzugsweise gleich der oder höher als die Temperatur, welche um 10°C höher ist als der Glasübergangspunkt des Harzes, das die Harzteilchen bildet (wobei diese Temperatur nachstehend als „Glasübergangspunkt des Harzes +10°C” bezeichnet wird und nachstehend gleiches gilt) und gleich der oder niedriger als die Temperatur ist, welche um 5°C niedriger ist als der Erweichungspunkt des Harzes (d. h. der „Erweichungspunkt des Harzes –5°C”).
Der Volumenmedian der Teilchengröße (D50) der so hergestellten Harzteilchen beträgt vorzugsweise 0,02 bis 2 μm, stärker bevorzugt 0,05 bis 1 μm, viel stärker bevorzugt 0,05 bis 0,6 μm, um in dem nachfolgenden Aggregationsschritt eine einheitliche Aggregation durchzuführen.
Ein alternatives Verfahren zum Herstellen der Harzteilchen in Dispersionsform kann z. B. ein Verfahren sein, das einen Schritt beinhaltet, bei dem ein polykondensierbares Monomer, d. h. ein Ausgangsmaterial der angestrebten Harzteilchen, in einem wässrigen Medium z. B. durch Anwenden einer mechanischen Scherkraft oder von Ultraschallwellen emulgiert und dispergiert wird. Bei einem solchen Verfahren wird dem wässrigen Medium außerdem gegebenenfalls ein Zusatzstoff, wie z. B. ein Polykondensationskatalysator oder ein grenzflächenaktives Mittel, zugesetzt. Die Polykondensationsreaktion des Monomers lässt man z. B. durch Erwärmen des erhaltenen Gemisches ablaufen. Wenn das Harz ein Polyester ist, können beliebige der vorstehend beschriebenen polykondensierbaren Monomere und Polykondensationskatalysatoren zur Herstellung des Polyesters sowie ein beliebiges der vorstehend beschriebenen grenzflächenaktiven Mittel verwendet werden.
Im Allgemeinen ist die Polymerisation eines polykondensierbaren Monomers zur Herstellung eines polykondensierten Harzes mit einer Wasserabspaltung verbunden, weshalb die Polymerisation in einem wässrigen Medium weniger wahrscheinlich abläuft. Wenn ein polykondensierbares Monomer jedoch z. B. in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines grenzflächenaktiven Mittels, das eine Mizelle in dem wässrigen Medium bilden kann, emulgiert wird, befindet sich das Monomer in der Mizelle in einem hydrophoben Mikrobezirk und somit kann die Wasserabspaltungsreaktion leicht ablaufen. Die Polymerisation des Monomers kann ablaufen, indem das so erzeugte Wasser in das wässrige Medium außerhalb der Mizelle ausgetragen wird. Auf diese Weise wird energiesparend eine Harzteilchendispersion hergestellt, in welcher polykondensierte Harzteilchen in dem wässrigen Medium dispergiert sind.
Aggregationsschritt
Bei dem Tonerherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend hergestellten Trennmittelteilchen und Harzteilchen aggregiert und miteinander vereinigt. Konkret wird der Toner durch das folgende Verfahren hergestellt: Die vorstehend beschriebene Trennmitteldispersion wird mit der vorstehend beschriebenen Harzteilchendispersion gemischt; dem Gemisch wird vorzugsweise ein Aggregationsmittel zugesetzt, um dadurch eine Dispersion aggregierter Teilchen herzustellen; und die aggregierten Teilchen, die in der erhaltenen Dispersion aggregierter Teilchen enthalten sind, werden miteinander vereinigt, um dadurch vereinigte Teilchen herzustellen.
Wenn die Trennmitteldispersion mit der Harzteilchendispersion gemischt wird, beträgt das Gewichtsverhältnis der Trennmittelteilchen zu den Harzteilchen, oder das Gewichtsverhältnis des Trennmittels zu dem Harz in den erhaltenen aggregierten Teilchen (d. h. Trennmittel/Harz) vorzugsweise 1/99 bis 15/85, stärker bevorzugt 2/98 bis 12/88, viel stärker bevorzugt 3/97 bis 10/90, um die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners sicherzustellen.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Aggregationsmittel kann ein organisches Aggregationsmittel, wie z. B. ein organisches Salz oder Polyethylenimin, oder ein anorganisches Aggregationsmittel, wie z. B. ein anorganisches Metallsalz, ein anorganisches Ammoniumsalz oder ein Metallkomplex, sein. Beispiele für das organische Salz schließen Natriumacetat und Ammoniumacetat ein. Beispiele für das anorganische Metallsalz schließen Metallsalze, wie Natriumsulfat, Natriumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumchlorid und Aluminiumsulfat; und anorganische Metallsalzpolymere, wie Poly(aluminiumchlorid), ein. Beispiele für das anorganische Ammoniumsalz schließen Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid und Ammoniumnitrat ein.
In der vorliegenden Erfindung wird von den vorstehend genannten Aggregationsmitteln vorzugsweise ein einwertiges Salz verwendet, um die Teilchengröße des Toners mit hoher Genauigkeit zu steuern, sowie eine scharfe Teilchengrößenverteilung zu erreichen. Der hier verwendete Ausdruck „einwertiges Salz” bezieht sich auf den Fall, in dem die Wertigkeit des Metallions oder Kations, das das Salz bildet, 1 beträgt. Das einwertige Salz kann ein anorganisches Aggregationsmittel, wie z. B. ein beliebiges der vorstehend genannten anorganischen Metallsalze, oder ein Ammoniumsalz sein. In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine wasserlösliche stickstoffhaltige Verbindung mit einem Molekulargewicht von 350 oder weniger verwendet.
Die wasserlösliche stickstoffhaltige Verbindung mit einem Molekulargewicht von 350 oder weniger ist vorzugsweise eine saure Verbindung, um eine schnelle Aggregation der Primärteilchen sicherzustellen. Der pH-Wert, gemessen bei 25°C von einer 10-gew.-%igen wässrigen Lösung der wasserlöslichen stickstoffhaltigen Verbindung, beträgt vorzugsweise 4 bis 6, stärker bevorzugt 4,2 bis 6. Um die Aufladbarkeit des Toners unter Bedingungen von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten, weist die wasserlösliche stickstoffhaltige Verbindung außerdem vorzugsweise ein Molekulargewicht von 350 oder weniger, stärker bevorzugt 300 oder weniger auf. Beispiele für die wasserlösliche stickstoffhaltige Verbindung schließen Ammoniumsalze, wie z. B. Ammoniumhalogenide, Ammoniumsulfat, Ammoniumacetat und Ammoniumsalicylat; und quartäre Ammoniumsalze, wie z. B. Tetraalkylammoniumhalogenide, ein. Um die Teilchengröße des Toners zu steuern, sind Ammoniumsulfat [pH-Wert einer 10-gew.-%igen wässrigen Lösung bei 25°C, kann nachstehend einfach als „pH-Wert” bezeichnet sein: 5,4], Ammoniumchlorid [pH-Wert: 4,6], Tetraethylammoniumbromid [pH-Wert: 5,6] und Tetrabutylammoniumbromid [pH-Wert: 5,8].
Die verwendete Menge des Aggregationsmittels variiert mit seiner Wertigkeit. Im Allgemeinen wird die Menge des Aggregationsmittels so festgelegt, dass die Konzentration des Aggregationsmittels in der Dispersion aggregierter Teilchen auf 0,0001 bis 10 mol/l eingestellt wird. Im Allgemeinen beträgt die Menge des Aggregationsmittels im Hinblick auf die Aufladbarkeit des Toners, besonders die Aufladbarkeit in einer Umgebung von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, vorzugsweise 50 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 40 Gewichtsteile oder weniger, viel stärker bevorzugt 30 Gewichtsteile oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes. Außerdem beträgt die Menge des Aggregationsmittels im Hinblick auf die Aggregationseigenschaft vorzugsweise 1 Gewichtsteil oder mehr, stärker bevorzugt 3 Gewichtsteile oder mehr, viel stärker bevorzugt 5 Gewichtsteile oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes. Unter den vorstehend genannten Gesichtpunkten beträgt die verwendete Menge des Aggregationsmittels vorzugsweise 1 bis 50 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 3 bis 40 Gewichtsteile, viel stärker bevorzugt 5 bis 30 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes.
In dem Aggregationsschritt wird, um die Aggregationseigenschaft zu steuern und eine scharfe Teilchengrößenverteilung der kleinen aggregierten Teilchen zu erzielen, die Temperatur des vorstehend beschriebenen Aggregationssystems vorzugsweise auf eine Temperatur eingestellt, die gleich dem oder niedriger ist als der (Glasübergangspunkt des Harzes, das die Harzteilchen bildet +25)°C. Um die Bildung grober Teilchen zu verhindern, wird die Temperatur des Aggregationssystems stärker bevorzugt auf (Glasübergangspunkt –30)°C bis (Glasübergangspunkt +25)°C, viel stärker bevorzugt 25°C bis (Glasübergangspunkt +15)°C, viel stärker bevorzugt 35°C bis (Glasübergangspunkt +5)°C eingestellt.
Das Aggregationsmittel kann in Form einer Lösung in einem wässrigen Medium zugegeben werden. Das Aggregationsmittel kann auf einmal oder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen zugegeben werden. Alternativ kann das Aggregationsmittel in Teilmengen zugegeben werden. Während oder nach der Zugabe des Aggregationsmittels wird vorzugsweise ausreichend gerührt.
Der Glasübergangspunkt der aggregierten Teilchen, die in der Dispersion aggregierter Teilchen enthalten sind, beträgt im Hinblick auf die Lagerstabilität des Toners vorzugsweise 50 bis 80°C, stärker bevorzugt 52 bis 75°C, viel stärker bevorzugt 55 bis 70°C.
Die aggregierten Teilchen, die in der Dispersion aggregierter Teilchen enthalten sind, weisen vorzugsweise einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 1 bis 10 μm, stärker bevorzugt 2 bis 9 μm, viel stärker bevorzugt 2 bis 5 μm auf, um die Teilchengröße des erhaltenen Toners zu verringern. Der Variationskoeffizient (CV-Wert) der Teilchengrößenverteilung beträgt vorzugsweise 30% oder weniger, stärker bevorzugt 28% oder weniger, viel stärker bevorzugt 25% oder weniger.
Der Feststoffgehalt der Dispersion aggregierter Teilchen beträgt vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, um die Aggregation in der Dispersion aggregierter Teilchen zu steuern.
In der vorliegenden Erfindung wird der Toner vorzugsweise durch einen Schritt hergestellt, bei dem die Dispersion von Harzfeinteilchen auf einmal oder in mehreren Teilmengen zu der Dispersion aggregierter Teilchen gegeben wird und dadurch aggregierte Teilchen mit anhaftenden Harzteilchen hergestellt werden, um die Freisetzung der Trennmittel usw. aus den Tonerteilchen zu verhindern oder die Ladungsmengen einzelner Farbtoner anzugleichen.
Nachstehend können die Harzteilchen, die die aggregierten Teilchen bilden, als „Harzteilchen der vorliegenden Erfindung” bezeichnet sein. Während die Harzfeinteilchen, welche auf den aggregierten Teilchen abgelagert werden, einfach als „Harzfeinteilchen” bezeichnet sein können.
In dem Fall, in dem die Harzfeinteilchen in mehreren Teilmengen zugegeben werden, sind die Mengen, in die die Harzfeinteilchen geteilt wurden, vorzugsweise alle gleich. Wenn die Harzfeinteilchen in mehreren Teilmengen zugegeben werden, liegt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der Teilmengen vor. In Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung der erhaltenen aggregierten Teilchen sind jedoch 2 bis 10 Teilmengen bevorzugt, 2 bis 8 Teilmengen stärker bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung wird keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Harzfeinteilchen, die zu den aggregierten Teilchen gegeben werden, auferlegt und die Harzfeinteilchen können auf die gleiche Art und Weise hergestellt werden wie die Harzteilchen der vorliegenden Erfindung.
In der vorliegenden Erfindung können die Harzfeinteilchen die gleichen oder andere sein wie die Harzteilchen der vorliegenden Erfindung. Im Hinblick auf die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners weisen die Harzfeinteilchen jedoch andere Eigenschaften, z. B. eine andere Glasübergangstemperatur, einen anderen Erweichungspunkt und ein anders Molekulargewicht, auf, als die Harzteilchen der vorliegenden Erfindung.
Es wird keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Zeitpunktes der Zugabe der Harzfeinteilchen auferlegt, solange sie auf den aggregierten Teilchen abgelagert werden können. Jedoch erfolgt die Zugabe der Harzfeinteilchen, um die Teilchengröße der aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen zu steuern, vorzugsweise nach Beendigung der ersten Zugabe des Aggregationsmittels und vor dem Schritt der Herstellung vereinigter Teilchen.
In der Dispersion aggregierter Teilchen beträgt das Gewichtsverhältnis der aggregierten Teilchen zu den Harzfeinteilchen (d. h. aggregierte Teilchen/Harzfeinteilchen) vorzugsweise 0,1 bis 3,0, stärker bevorzugt 0,2 bis 2,5, viel stärker bevorzugt 0,3 bis 2,0, im Hinblick auf die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur und die Lagerstabilität des Toners.
Um eine hohe Bildqualität zu erreichen, weisen die aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen vorzugsweise einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 1 bis 10 μm, stärker bevorzugt 2 bis 10 μm, viel stärker bevorzugt 3 bis 9 μm auf.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass nach Beendigung der Aggregation oder der Zugabe der Harzfeinteilchen und vor dem Vereinigungsschritt ein Mittel zum Abbrechen der Aggregation zugegeben wird, um eine unerwünschte Weiteraggregation zu verhindern. Das verwendete Mittel zum Abbrechen der Aggregation ist vorzugsweise ein grenzflächenaktives Mittel, stärker bevorzugt ein anionisches grenzflächenaktives Mittel. Das zugegebene anionische grenzflächenaktive Mittel ist stärker bevorzugt mindestens eine Art, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkylethersulfatsalz, einem Alkylsulfatsalz und einem unverzweigten Alkylbenzolsulfonatsalz.
Die vorstehend genannten Mittel zum Abbrechen der Aggregation können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Die zugegebene Menge an dem vorstehend beschriebenen Mittel zum Abbrechen der Aggregation beträgt vorzugsweise 0,1 bis 15 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,1 bis 10 Gewichtsteile, viel stärker bevorzugt 0,1 bis 8 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes, das die aggregierten Teilchen bildet, oder des Harzes, das die aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen bildet (d. h. die Gesamtmenge des Harzes, das die aggregierten Teilchen bildet, und des Harzes, das die Harzfeinteilchen bildet), um die Aggregation vollständig abzubrechen und die Menge des in dem Toner verbleibenden Mittels zum Abbrechen der Aggregation zu reduzieren. Das Mittel zum Abbrechen der Aggregation kann in beliebiger Form zugegeben werden, solange seine Menge in dem vorstehenden Bereich liegt. Jedoch wird das Mittel zum Abbrechen der Aggregation unter dem Gesichtspunkt der Produktivität vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung zugegeben. Es kann ein beliebiges der vorstehend genannten Salze auf einmal oder mit Unterbrechungen oder kontinuierlich zugegeben werden.
Vereinigungsschritt
In der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend hergestellten aggregierten Teilchen oder die aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen vorzugsweise verschmolzen und miteinander vereinigt, um dadurch vereinigte Teilchen herzustellen.
Es ist vorstellbar, dass die vereinigten Teilchen durch den folgenden Mechanismus gebildet werden. In den aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen sind die Harzteilchen oder Trennmittelteilchen in den aggregierten Teilchen; die Harzteilchen, Trennmittelteilchen oder Harzfeinteilchen in den aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen; und die aggregierten Teilchen und die Harzfeinteilchen in den aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen im Allgemeinen physikalisch aneinandergelagert. Durch den Vereinigungsschritt werden die aggregierten Teilchen jedoch ineinander integriert und miteinander vereinigt; werden die Harzfeinteilchen miteinander verschmolzen; und werden die aggregierten Teilchen und die Harzfeinteilchen miteinander verschmolzen, um dadurch die vereinigten Teilchen zu bilden.
Die Erwärmungstemperatur in dem Vereinigungsschritt ist vorzugsweise eine Temperatur, die im Bereich vom Glasübergangspunkt der aggregierten Teilchen bis 100°C liegt, stärker bevorzugt eine Temperatur, die im Bereich vom Glasübergangspunkt der aggregierten Teilchen bis 90°C liegt, viel stärker bevorzugt eine Temperatur, die im Bereich vom Glasübergangspunkt der aggregierten Teilchen bis 85°C liegt. Wenn die Erwärmungstemperatur unterhalb des vorstehend angegebenen Temperaturbereichs liegt, kann die Verschmelzung fehlschlagen, wohingegen das Trennmittel aus den aggregierten Teilchen freigesetzt werden kann, wenn die Erwärmungstemperatur über dem vorstehend angegebenen Temperaturbereich liegt.
Im Falle einer Dispersion von aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen ist die Erwärmungstemperatur vorzugsweise eine Temperatur, die im Bereich vom Glasübergangspunkt des Harzes, das die Harzfeinteilchen bildet, bis (zum Erweichungspunkt des Harzes +20°C) liegt, stärker bevorzugt eine Temperatur, die im Bereich vom (Glasübergangspunkt des Harzes +5°C) bis (zum Erweichungspunkt des Harzes +15°C) liegt, viel stärker bevorzugt eine Temperatur, die im Bereich vom (Glasübergangspunkt des Harzes +10°C) bis (zum Erweichungspunkt des Harzes +10°C) liegt, im Hinblick darauf, die Form der Teilchen des angestrebten Toners zu steuern, und im Hinblick auf die Schmelzbarkeit des Toners.
Tonerteilchen
Die so hergestellten vereinigten Teilchen werden einem Fest-Flüssig-Trennungsschritt, wie z. B. einer Filtration, einem Spülschritt und einem Trocknungsschritt unterzogen, um dadurch Tonerteilchen herzustellen.
In dem Trocknungsschritt werden die durch den Vereinigungsschritt gebildeten vereinigten Teilchen, welche gegebenenfalls z. B. einem Fest-Flüssig-Trennungsschritt, wie z. B. einer Filtration, und einem Spülschritt unterzogen wurden, getrocknet, um dadurch Tonerteilchen herzustellen. Das Trocknen kann durch ein beliebiges bekanntes Verfahren durchgeführt werden, wie z. B. das Vibration-Wirbelschichttrocknungsverfahren, Sprühtrocknung, Gefriertrocknung oder das Luftstrom-Schnelltrocknungsverfahren (Flash-Jet-Verfahren) erfolgen. Der Wassergehalt der getrockneten Tonerteilchen wird im Hinblick auf die Aufladbarkeit des Toners vorzugsweise auf 1,5 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt auf 1,0 Gew.-% oder weniger eingestellt.
Um mit dem Toner hochqualitative Bilder zu erhalten, weisen die vereinigten Teilchen oder die Tonerteilchen vorzugsweise einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 1 bis 10 μm, stärker bevorzugt 2 bis 8 μm, viel stärker bevorzugt 3 bis 8 μm auf. Die vereinigten Teilchen oder die Tonerteilchen weisen vorzugsweise einen CV-Wert von 30% oder weniger, stärker bevorzugt 25% oder weniger auf. Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung der Tonerteilchen) können durch das nachstehend beschriebene Verfahren bestimmt werden.
[Toner für die Elektrofotografie]
Der Toner für die Elektrofotografie der vorliegenden Erfindung wird durch das vorstehend beschriebene Tonerherstellungsverfahren hergestellt.
Der Toner für die Elektrofotografie der vorliegenden Erfindung weist im Hinblick auf die Schmelzeigenschaft bei niedriger Temperatur vorzugsweise einen Erweichungspunkt von 60 bis 140°C, stärker bevorzugt 65 bis 130°C, viel stärker bevorzugt 70 bis 120°C auf. Der Toner für die Elektrofotografie weist im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit des Toners vorzugsweise einen Glasübergangspunkt von 30 bis 80°C, stärker bevorzugt 40 bis 70°C auf. Der Erweichungspunkt und der Glasübergangspunkt des Toners werden durch die Verfahren, die verwendet werden, um die des Harzes zu bestimmen, bestimmt.
Die Menge der Trennmittel, die in dem Toner für die Elektrofotografie der vorliegenden Erfindung enthalten ist, beträgt im Hinblick auf die Schmelzeigenschaften des Toners vorzugsweise 0,5 bis 20 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 1 bis 18 Gewichtsteile, viel stärker bevorzugt 1,5 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in dem Toner enthaltenen Bindemittelharzes. Wenn ein farbgebender Stoff in den Toner eingebracht wird, beträgt die Menge des farbgebenden Stoffes vorzugsweise 20 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 0,01 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in dem Toner enthaltenen Bindemittelharzes. Wenn ein Ladungssteuermittel in den Toner eingebracht wird, beträgt die Menge des Ladungssteuermittels vorzugsweise 10 Gewichtsteile oder weniger, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des in dem Toner enthaltenen Bindemittelharzes.
Die vorstehend hergestellten Tonerteilchen können so wie sie sind als Toner der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Alternativ können die Tonerteilchen mit einem Hilfsstoff, wie z. B. einem Fließfähigmacher, als externem Zusatzstoff oberflächenbehandelt werden und die so behandelten Tonerteilchen können als Toner verwendet werden. Als externer Zusatzstoff können beliebige bekannte Feinteilchen verwendet werden. Beispiele dafür schließen anorganische Feinteilchen, wie z. B. oberflächenhydrophobierte Siliciumdioxidfeinteilchen, Titanoxidfeinteilchen und Aluminiumoxidfeinteilchen; und Feinteilchen aus Polymeren, wie z. B. Polymethylmethacrylat und Siliconharz, ein.
Die Menge des eingebrachten externen Zusatzstoffes beträgt vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile an Tonerteilchen, die noch nicht mit dem externen Zusatzstoff behandelt wurden.
Der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Toner für die Elektrofotografie kann als Einkomponentenentwickler verwendet werden. Alternativ kann ein Gemisch aus dem Toner und einem Träger als Zweikomponentenentwickler verwendet werden.
Beispiele
In den nachstehend beschriebenen Beispielen wurden u. a. verschiedene Eigenschaften durch die folgenden Verfahren gemessen und bewertet.
[Säurezahl eines Harzes]
Die Säurezahl eines Harzes wird gemäß JIS K0070 bestimmt. Für die Messung wird ein Lösungsmittelgemisch aus Aceton und Toluol (Volumenverhältnis Aceton:Toluol = 1:1) verwendet.
[Erweichungspunkt und Glasübergangspunkt eines Harzes]
(1) Erweichungspunkt
Es wird ein Fließprüfgerät („CFT-500D”, Produkt der Shimadzu Corporation) verwendet. 1 g einer Probe wird durch eine Düse mit einem Durchmesser von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert, während die Probe mit einer Temperatursteigerungsrate von 6°C/min erwärmt und durch einen Tauchkolben eine Last von 1,96 MPa darauf ausgeübt wird. Die Beträge der Abwärtsbewegung des Tauchkolbens des Fließprüfgerätes werden gegen die Temperatur aufgetragen. Die Temperatur, bei welcher die Hälfte der Probenmenge ausgeflossen ist, wird als Erweichungspunkt betrachtet.
(2) Glasübergangspunkt
Mit Hilfe eines Differential-Scanning-Kalorimeters (Pyris 6 DSC, Produkt der Perkin Elmer Co., Ltd.) wird eine Probe auf 200°C erwärmt und dann mit einer Temperaturabfallrate von 10°C/min von 200°C auf –10°C abgekühlt. Der Glasübergangspunkt der Probe wird mit einer Temperatursteigerungsrate von 10°C/min bestimmt. Wenn bei einer Temperatur, die um 20°C oder mehr niedriger ist als der Erweichungspunkt, ein Peak beobachtet wird, wird die Peaktemperatur als Glasübergangspunkt betrachtet. Währenddessen, wenn bei einer Temperatur, die um 20°C oder mehr niedriger ist als der Erweichungspunkt, kein Peak beobachtet wird, aber die Kennlinie eine Schulter aufweist, die Temperatur, bei welcher eine Tangentiallinie, die dem maximalen Anstieg der Kurve in dem Schulterteil entspricht, eine Verlängerung der Basislinie zur Hochtemperaturseite des Schulterteils schneidet, als Glasübergangspunkt betrachtet wird. Da der Glasübergangspunkt eine physikalische Eigenschaft ist, die nur den amorphen Anteil eines Harzes betrifft, zeigt ein amorpher Polyester im Allgemeinen einen Glasübergangspunkt. In manchen Fällen kann ein kristalliner Polyester mit einem amorphen Anteil einen Glasübergangspunkt zeigen.
[Schmelzpunkt eines Trennmittels]
Mit Hilfe eines Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC 210, Produkt der Seiko Instruments Inc.) wird eine Probe mit einer Temperatursteigerungsrate von 10°C/min von 20°C erwärmt. Die maximale Peaktemperatur der Probe wird als ihr Schmelzpunkt betrachtet.
[Molekulargewicht eines Polyacrylsäuresalzes]

GPC (Gelpermeationschromatographie)
Messgerät: CO-8010 (Produkt der Tosoh Corporation)

Die Messung erfolgt unter den nachstehenden Bedingungen. Das Molekulargewicht einer Probe wird auf der Grundlage einer zuvor mit Polyethylenglycol als Standardsubstanz aufgenommen Eichkurve berechnet.
Säule: TSK PWXL + G4000PWXL + G2500PWXL (Produkte der Tosoh Corporation)
Säulentemperatur: 40°C
Elutionsmittel: 0,2 mol/l Phosphatpuffer/Acetonitril (9/1)
Flussrate: 1,0 ml/min
Einspritzmenge: 0,2 ml
[Teilchengröße von Harzteilchen, Harzfeinteilchen und Trennmittelteilchen]

(1) Messapparatur: Laserstreuungs-Teilchengrößenanalysator (LA-920, Produkt von Horiba Ltd.)
(2) Messbedingungen: Es wird destilliertes Wasser in die Messzelle gefüllt und der Volumenmedian der Teilchengröße (D50) der Teilchen wird bei einer Temperatur, bei welcher ihre Extinktion in einem angemessenen Bereich liegt, gemessen. Die Teilchengrößenverteilung der Teilchen ist durch den CV-Wert (Standardabweichung der Teilchengrößenverteilung/Volumenmedian der Teilchengröße (D50) × 100) gekennzeichnet.

[Feststoffgehalt einer Dispersion]
Mit Hilfe eines Infrarot-Wassergehaltsmessgerätes (FD-230, Produkt von Kett Electric Laboratory) wird der Wassergehalt (%) von 5 g einer Dispersion unter den folgenden Bedingungen gemessen: Trocknungstemperatur: 150°C, Messmodus 96 (Überwachungszeit: 2,5 min, Variation: 0,05%). Der Feststoffgehalt der Dispersion wurde unter Verwendung der folgenden Formel berechnet: Feststoffgehalt (%) = 100 – M

M:: Wassergehalt (%) = [(W – W0)/W] × 100
W:: Gewicht der Probe vor der Messung (Anfangsgewicht der Probe)
W0:: Gewicht der Probe nach der Messung (absolutes Trockengewicht).

[Teilchengröße von aggregierten Teilchen, aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen und vereinigten Teilchen]

Messapparatur: Coulter Multisizer III (Produkt der Beckman Coulter Inc.)
Aperturdurchmesser: 50 μm
Analysesoftware: Multisizer III Version 3.51 (Produkt der Beckman Coulter Inc.)
Elektrolytlösung: Isotone II (Produkt der Beckman Coulter Inc.)
Messbedingungen: Eine Dispersion von aggregierten Teilchen, aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen oder vereinigten Teilchen wird zu 100 ml der vorstehend genannten elektrolytischen Lösung gegeben, wodurch die Konzentration der erhaltenen Dispersion so eingestellt wird, dass die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen innerhalb von 20 s gemessen werden können. Danach werden die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen gemessen und ihre Teilchengrößenverteilung wird bestimmt. Der Volumenmedian der Teilchengröße (D50) der Teilchen wird auf der Grundlage der Teilchengrößenverteilung bestimmt. Die Teilchengrößenverteilung der Teilchen ist durch den CV-Wert (Standardabweichung der Teilchengrößenverteilung/Volumenmedian der Teilchengröße (D50) × 100) gekennzeichnet. Die Menge der Feinteilchen ist durch die Menge (prozentuale Anzahl) an Teilchen mit einem Zahlenmittel der Teilchengröße von 2 μm oder weniger gekennzeichnet.

[Teilchengröße eines Toners]

Messapparatur: Coulter Multisizer III (Produkt der Beckman Coulter Inc.)
Aperturdurchmesser: 50 μm
Analysesoftware: Multisizer III Version 3.51 (Produkt der Beckman Coulter Inc.)
Elektrolytische Lösung: Isotone II (Produkt der Beckman Coulter Inc.) Dispersion: Eine Dispersion wird hergestellt, indem EMULGEN 109P (Produkt der Kao Corporation, Polyoxyethylenlaurylether, HLB: 13,6) in der vorstehenden elektrolytischen Lösung gelöst wird, so dass die Konzentration an EMULGEN 109P in der erhaltenen Lösung auf 5 Gew.-% eingestellt wird.
Dispergierbedingungen: 10 mg einer zu vermessenden Probe werden zu 5 ml der Dispersion gegeben und unter Verwendung eines Ultraschalldispergierers 1 min darin dispergiert. Danach werden 25 ml der elektrolytischen Lösung zu der Dispersion zugegeben und die Probe wird unter Verwendung des Ultraschalldispergierers nochmals 1 min in dem Gemisch dispergiert, um dadurch eine Probendispersion herzustellen.
Messbedingungen: Die so hergestellte Probendispersion wird zu 100 ml der vorstehend beschriebenen elektrolytischen Lösung gegeben, wodurch die Konzentration der erhaltenen Dispersion so eingestellt wird, dass die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen innerhalb von 20 s gemessen werden können. Danach werden die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen gemessen und ihre Teilchengrößenverteilung wird bestimmt. Der Volumenmedian der Teilchengröße (D50) der Teilchen wird auf der Grundlage der Teilchengrößenverteilung bestimmt.

Die Teilchengrößenverteilung der Teilchen ist durch den CV-Wert (Standardabweichung der Teilchengrößenverteilung/Volumenmedian der Teilchengröße (D50) × 100) (%) gekennzeichnet.
Herstellungsbeispiel 1 für einen Polyester
(Herstellung des Polyesters A)
8.320 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 80 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1.592 g Terephthalsäure und 32 g Dibutylzinnoxid (Veresterungskatalysator) wurden in einer Stickstoffatmosphäre unter Umgebungsdruck (101,3 kPa) bei 230°C 5 h miteinander umgesetzt, wonach die Umsetzung unter vermindertem Druck (8,3 kPa) fortgesetzt wurde. Nach dem Abkühlen des erhaltenen Reaktionsgemisches auf 210°C wurden dem Gemisch 1.672 g Fumarsäure und 8 g Hydrochinon zugesetzt und dieses 5 h umgesetzt, wonach die Umsetzung unter vermindertem Druck fortgesetzt wurde, um dadurch den Polyester A herzustellen. Es wurde festgestellt, dass der Polyester A einen Erweichungspunkt von 110°C, einen Glasübergangspunkt von 66°C und eine Säurezahl von 24,4 mg KOH/g aufweist.
Herstellungsbeispiel 2 für einen Polyester
(Herstellung des Polyesters B)
4,176 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 3.881 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2.253 g Terephthalsäure, 322 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, 945 g Trimellithsäureanhydrid und 15 g Dibutylzinnoxid wurden in einen Vierhalskolben, ausgestattet mit einem Stickstoffzuführungsrohr, einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, gegeben und das erhaltene Gemisch wurde in einer Stickstoffatmosphäre bei 220°C gerührt. Die Umsetzung erfolgte bis der Erweichungspunkt des erhaltenen Produktes, gemessen gemäß ASTM D36-86, 120°C erreicht hatte, um dadurch den Polyester B herzustellen. Es wurde festgestellt, dass der Polyester B einen Erweichungspunkt von 121°C, einen Glasübergangspunkt von 65°C und eine Säurezahl von 21,0 mg KOH/g aufweist.
Herstellungsbeispiel 1 für eine Harzteilchendispersion
(Herstellung der Harzteilchendispersion A)
390,0 g des Polyesters A, 210 g des Polyesters B, 45 g eines Kupferphthalocyaninpigments (ECB 301, Produkt der Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.), 20,0 g eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels („Neopelex G-15”, 15-gew.-%ige wässrige Lösung von Natriumdodecylbenzolsulfonat, Produkt der Kao Corporation), 6,0 g eines nichtionischen grenzflächenaktiven Mittels („EMULGEN 430”, Polyoxyethylen(26 mol)oleylether (HLB: 16,2), Produkt der Kao Corporation), und 278,5 g einer 5-gew.-%igen wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid wurden in einen Edelstahlkolben mit einem Fassungsvermögen von 21 gegeben und das erhaltene Gemisch wurde bei 95°C unter Verwendung eines schaufelförmigen Rührers mit 200 U/min gerührt, um dadurch eine Dispersion zu bilden. Die Dispersion wurde unter Rühren mit dem schaufelförmigen Rührer mit 200 U/min 2 h gehalten. Anschließend wurden der Dispersion 1.222 g entionisiertes Wasser zugetropft, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 6 g/min unter Rühren mit dem schaufelförmigen Rührer mit 200 U/min. Die Temperatur des Reaktionssystems wurde bei 95°C gehalten. Nach dem Abkühlen der Dispersion auf 25°C wurden 28 g eines wasserlöslichen Polymers mit einer Oxazolingruppe (EPOCROS WS-700, Produkt der Nippon Shokubai Co., Ltd.) unter Rühren mit dem schaufelförmigen Rührer mit 200 U/min zu der Dispersion gegeben und das erhaltene Gemisch wurde auf 95°C erwärmt und für 1 h auf 95°C gehalten.
Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch durch ein Metallgewebe der Siebnummer 200 (Maschengröße: 105 μm) gegeben, um dadurch eine feine Harzteilchen enthaltende Harzteilchendispersion A herzustellen. Es wurde festgestellt, dass die in der so hergestellten Harzteilchendispersion A enthaltenen Harzteilchen einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 180 nm und einen CV-Wert von 28% aufwiesen, und es wurde festgestellt, dass die Harzteilchendispersion A einen Feststoffgehalt von 31 Gew.-% aufwies.
Herstellungsbeispiel 2 für eine Harzteilchendispersion
(Herstellung der Harzteilchendispersion B)
390,0 g des Polyesters A, 210 g des Polyesters B, 20,0 g eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels („Neopelex G-15”, 15-gew.-%ige wässrige Lösung von Natriumdodecylbenzolsulfonat, Produkt der Kao Corporation), 6,0 g eines nichtionischen grenzflächenaktiven Mittels („EMULGEN 430”, Polyoxyethylen(26 mol)oleylether (HLB: 16,2), Produkt der Kao Corporation), und 278,5 g einer 5-gew.-%igen wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid wurden in einen Edelstahlkolben mit einem Fassungsvermögen von 21 gegeben und das erhaltene Gemisch wurde bei 95°C unter Verwendung eines schaufelförmigen Rührers mit 200 U/min gerührt, um dadurch eine Dispersion zu bilden. Die Dispersion wurde unter Rühren mit dem schaufelförmigen Rührer mit 200 U/min 2 h gehalten. Anschließend wurde der Dispersion entionisiertes Wasser zugetropft, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 6 g/min unter Rühren mit dem schaufelförmigen Rührer mit 200 U/min. Die Temperatur des Reaktionssystems wurde bei 95°C gehalten. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch durch ein Metallgewebe der Siebnummer 200 (Maschengröße: 105 μm) gegeben, um dadurch eine feine Harzteilchen enthaltende Harzteilchendispersion B herzustellen. Es wurde festgestellt, dass die in der so hergestellten Harzteilchendispersion B enthaltenen Harzteilchen einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von 141 nm und einen CV-Wert von 24% aufwiesen, und es wurde festgestellt, dass die Harzteilchendispersion B einen Feststoffgehalt von 31 Gew.-% aufwies.
Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion
(Herstellung der Trennmitteldispersion A)
In einem Becherglas mit einem Fassungsvermögen von 1 l wurden 7,5 g einer wässrigen Lösung eines Natriumsalzes eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers (wässrige Lösung des durch die Formel (II) dargestellten Natriumpolycarboxylats, „POIZ 521”, Produkt der Kao Corporation, Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 2,0 × 10⁴, wirksame Konzentration: 40 Gew.-%) in 400 g entionisiertem Wasser gelöst und es wurden 58 g Carnaubawachs (Produkt von S. KATO & Co., Schmelzpunkt: 83°C) und 42 g Paraffin Wax HNP-9 (Produkt der Nippon Seiro Co., Ltd., Schmelzpunkt: 75°C) hinzugefügt und in der erhaltenen Lösung dispergiert. Während die erhaltene Dispersion auf 90 bis 95°C gehalten wurde, wurde die Dispersion für 30 min einer Dispergierbehandlung mit dem „Ultrasonic Homogenizer 600 W” (Produkt der Nippon Seiki Co., Ltd.) unterzogen. Danach wurde die Dispersion auf Raumtemperatur abgekühlt (25°C) und es wurde entionisiertes Wasser hinzugefügt, so dass der Feststoffgehalt an Trennmitteln auf 20 Gew.-% eingestellt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion A herzustellen.
Herstellungsbeispiel 2 für eine Trennmitteldispersion
(Herstellung der Trennmitteldispersion B)
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass das Paraffin Wax HNP-9 durch das Paraffin Wax HNP-51 (Produkt der Nippon Seiro Co., Ltd., Schmelzpunkt: 77°C) ersetzt wurde und die wässrige Lösung des Natriumsalzes des Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers durch eine wässrige Lösung eines Natriumpolyacrylates (Verbindung, dargestellt durch die Formel (I), „POIZ 530”, Produkt der Kao Corporation, Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 3,8 × 10⁴, wirksame Konzentration: 40 Gew.-%) ersetzt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion B herzustellen.
Herstellungsbeispiel 3 für eine Trennmitteldispersion
(Herstellung der Trennmitteldispersion C)
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass das Paraffin Wax HNP-9 durch das Ester Wax WEP-3 (Produkt der NOF Corporation, Schmelzpunkt: 73°C) ersetzt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion C herzustellen.
Vergleichsherstellungsbeispiel 1
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass 100 g Carnauba Wax (Produkt von S. KATO & Co., Schmelzpunkt: 83°C) als Trennmittel verwendet wurden, ohne das Paraffin Wax HNP-9 zu verwenden, und die wässrige Lösung des Natriumsalzes des Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers durch eine wässrige Lösung eines Natriumpolyacrylats (Verbindung, dargestellt durch die Formel (I), „POIZ 530”, Produkt der Kao Corporation, Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 3,8 × 10⁴, wirksame Konzentration: 40 Gew.-%) ersetzt wurde. Obgleich die Dispergierbehandlung in der gleichen Art und Weise durchgeführt wurde wie bei Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion, wurde eine Zunahme der Viskosität beobachtet und die Herstellung der Dispersion schlug fehl.
Vergleichsherstellungsbeispiel 2
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass 100 g Paraffin Wax HNP-9 (Produkt der Nippon Seiro Co., Ltd., Schmelzpunkt: 75°C) als Trennmittel verwendet wurden, ohne das Carnauba Wax zu verwenden. Obgleich die Dispergierbehandlung in der gleichen Art und Weise durchgeführt wurde, wie bei Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion, fand eine Trennung zwischen dem Trennmittel und Wasser statt und die Herstellung der Dispersion schlug fehl.
Vergleichsherstellungsbeispiel 3
(Herstellung der Trennmitteldispersion D)
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass die wässrige Lösung des Natriumsalzes des Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers „POIZ 521” (Produkt der Kao Corporation) durch 6,7 g NEOPELEX G-15 (Natriumdodecylbenzolsulfonat: Konzentration der wirksamen Bestandteile: 15%, Produkt der Kao Corporation) ersetzt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion D herzustellen.
Vergleichsherstellungsbeispiel 4
(Herstellung der Trennmitteldispersion E)
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass 100 g Carnauba Wax (Produkt von S. KATO & Co., Schmelzpunkt: 83°C) als Trennmittel verwendet wurden, ohne das Paraffin Wax HNP-9 zu verwenden, und die wässrige Lösung des Natriumsalzes des Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers „POIZ 521” (Produkt der Kao Corporation) durch 3,6 g LATEMUL ASK (Dikaliumalkenylsuccinat, Konzentration der wirksamen Bestandteile: 28%, Produkt der Kao Corporation) ersetzt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion E herzustellen.
Vergleichsherstellungsbeispiel 5
(Herstellung der Trennmitteldispersion F)
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass 100 g Paraffin Wax HNP-9 (Produkt der Nippon Seiro Co., Ltd., Schmelzpunkt: 75°C) als Trennmittel verwendet wurden, ohne das Carnauba Wax (Produkt von S. KATO & Co., Schmelzpunkt: 83°C) zu verwenden, und die wässrige Lösung des Natriumsalzes des Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers „POIZ 521” (Produkt der Kao Corporation) durch 3,6 g LATEMUL ASK (Dikaliumalkenylsuccinat, Konzentration der wirksamen Bestandteile: 28%, Produkt der Kao Corporation) ersetzt wurde, um dadurch die Trennmitteldispersion F herzustellen.
Vergleichsherstellungsbeispiel 6
Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion wurde wiederholt, außer dass 100 g Carnauba Wax (Produkt von S. KATO & Co., Schmelzpunkt: 83°C) als Trennmittel verwendet wurden, ohne das Paraffin Wax HNP-9 zu verwenden. Obgleich die Dispergierbehandlung in der gleichen Art und Weise durchgeführt wurde wie bei Herstellungsbeispiel 1 für eine Trennmitteldispersion, wurde eine Zunahme der Viskosität beobachtet und die Herstellung der Dispersion schlug fehl.
Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen und die Eigenschaften der Trennmitteldispersionen A bis F, die durch die Herstellungsbeispiele 1 bis 3 für eine Trennmitteldispersion und die Vergleichsherstellungsbeispiele 1 bis 6 hergestellt wurden.
Beispiel 1
250 g der Harzteilchendispersion A, 58 g entionisiertes Wasser und 41 g der Trennmitteldispersion A wurden in einen Vierhalskolben mit einem Fassungsvermögen von 2 l, ausgerüstet mit einem Trockenrohr, einem Rührer und einem Thermoelement, gegeben und bei Raumtemperatur (25°C) miteinander gemischt. Anschließend wurde eine wässrige Lösung, hergestellt durch Lösen von 18,2 g Ammoniumsulfat in 162 g entionisiertem Wasser, bei Raumtemperatur über 30 min unter Rühren mit einem schaufelförmigen Rührer zu dem erhaltenen Gemisch getropft. Danach wurde das erhaltene Gemisch auf 55°C erwärmt und dann bei 55°C gehalten, wodurch aggregierte Teilchen mit eine Volumenmedian der Teilchengröße von 4,0 μm gebildet wurden.
Als nächstes wurde ein Gemisch aus 23 g der Harzteilchendispersion B, d. h. einer Dispersion von Harzfeinteilchen, und 7,5 g entionisiertem Wasser über 60 min zu dem vorstehend erhaltenen Gemisch getropft. Dieser Vorgang wurde dreimal durchgeführt. Anschließend wurden ein Gemisch aus 28 g der Harzteilchendispersion A, d. h. einer Dispersion von Harzfeinteilchen, und 9,0 g entionisiertem Wasser und eine wässrige Lösung, hergestellt durch Lösen von 1,5 g Ammoniumsulfat in 15 g entionisiertem Wasser, gleichzeitig über 60 min zu dem vorstehend erhaltenen Gemisch getropft. Dieser Vorgang wurde zweimal durchgeführt, wodurch eine Dispersion von aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen, die einen Volumenmedian der Teilchengröße von 5,0 μm aufwiesen, hergestellt wurde.
Zu der erhaltenen Dispersion von aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen wurde eine wässrige Lösung, hergestellt durch Verdünnen von 11,6 g Natriumpolyoxyethylenlaurylethersulfat (EMAL E27C, Feststoffgehalt: 28 Gew.-%, Produkt der Kao Corporation) mit 450 g entionisiertem Wasser, gegeben. Danach wurde das erhaltene Gemisch über 2 h auf 80°C erwärmt und für 2 h auf dieser Temperatur gehalten, wodurch vereinigte Teilchen mit einem Volumenmedian der Teilchengröße von 5,0 μm hergestellt wurden, wonach es Raumtemperatur (25°C) abgekühlt wurde. Während dieses Vorgangs wurden die aggregierten Teilchen mit anhaftenden Harzfeinteilchen in vereinigte Teilchen umgewandelt.
Die so erhaltenen vereinigten Teilchen wurden einem Filtrationsschritt zur Fest-Flüssig-Trennung, einem Trocknungsschritt und einem Spülschritt unterzogen, um dadurch Tonerteilchen herzustellen. Unter Verwendung eines Henschel-Mischers wurden 100 Gewichtsteile der Tonerteilchen mit 2,5 Teilen eines hydrophoben Siliciumdioxids (RY50, Produkt von der Nippon Aerosil Co., Ltd., Zahlenmittel der Teilchengröße: 0,04 μm), 1,0 Teilen eines hydrophoben Siliciumdioxids (Cab-O-Sil TS720, Produkt von der Cabot Corporation, Zahlenmittel der Teilchengröße: 0,012 μm) und 0,8 Teilen an organischen Feinteilchen (Finesphere P2000, Produkt der Nippon Paint Co., Ltd.; Zahlenmittel der Teilchengröße: 0,5 μm) behandelt. Die Feinteilchen, die durch ein Sieb der Siebnummer 150 passten, wurden als ein Cyantoner bereitgestellt.
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass 41 g der Trennmitteldispersion A durch 41 g der Trennmitteldispersion B ersetzt wurden, um dadurch einen Toner herzustellen.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass 41 g der Trennmitteldispersion A durch 41 g der Trennmitteldispersion C ersetzt wurden, um dadurch einen Toner herzustellen.
Vergleichsbeispiel 1
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass 41 g der Trennmitteldispersion A durch 41 g der Trennmitteldispersion D ersetzt wurden, um dadurch einen Toner herzustellen.
Vergleichsbeispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass 41 g der Trennmitteldispersion A durch 24 g der Trennmitteldispersion E und 17 g der Trennmitteldispersion F ersetzt wurden, um dadurch einen Toner herzustellen.
Die in den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 hergestellten Toner wurden durch die nachstehend beschriebenen Verfahren hinsichtlich der Schmelzeigenschaften und der Lagerstabilität bewertet. Außerdem wurden die Menge der Feinteilchen und der Zustand des Überstandes während des Aggregationsschrittes oder des Vereinigungsschrittes in dem Tonerherstellungsprozess bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
[Menge an Feinteilchen und Zustand des Überstandes während des Aggregationsschrittes]
Zur Bewertung der Aggregation zwischen den Trennmittelteilchen und den Harzteilchen während des Aggregationsschrittes in dem Tonerherstellungsprozess wurde die Teilchengrößenverteilung der aggregierten Teilchen, die in der gewonnenen Dispersion aggregierter Teilchen enthalten waren, gemessen und die Trübheit des Überstandes der gewonnenen Dispersion aggregierter Teilchen bestimmt. Je größer die Menge (prozentuale Anzahl) an Feinteilchen (Teilchen mit einer Teilchengröße von 2 μm oder weniger) in der Teilchengrößenverteilung der aggregierten Teilchen desto schlechter ist die Aggregation zwischen den Trennmittelteilchen und den Harzteilchen. Ein trüber Überstand bedeutet eine Freisetzung der Trennmittel.

A:: durchsichtiger Überstand
B:: leicht trüber Überstand
C:: trüber Überstand

[Menge an Feinteilchen und Zustand des Überstandes während des Vereinigungsschrittes]
Zur Bewertung der Freisetzung der Trennmittel während des Vereinigungsschrittes in dem Tonerherstellungsprozess wurde ebenso wie im Falle der Bewertung der Menge an Feinteilchen und des Zustandes des Überstandes während des Aggregationsschrittes die Teilchengrößenverteilung der vereinigten Teilchen, die in der gewonnenen Dispersion vereinigter Teilchen enthalten waren, gemessen und die Trübheit des Überstandes der gewonnenen Dispersion vereinigter Teilchen bestimmt. Eine große Menge (prozentuale Anzahl) an Feinteilchen (Teilchen mit einer Teilchengröße von 2 μm oder weniger) in der Teilchengrößenverteilung der vereinigten Teilchen zeigt, dass die Trennmittelteilchen aus den aggregierten Teilchen freigesetzt werden oder es während des Vereinigungsschrittes zur Freisetzung der Trennmittel kommt. Ein trüber Überstand bedeutet eine Freisetzung der Trennmittel.
[Bewertung der Schmelzeigenschaften des Toners]
Mit einem im Handel erhältlichen Drucker („ML5400”, Produkt der Oki Data Corporation) wurde auf einem Blatt Qualitätspapier (J Paper, Größe: A4, Produkt der Fuji Xerox Co., Ltd.) ein Volltonbild gedruckt, wobei die Menge des auf dem Blatt abgelagerten Toners auf 0,45 ± 0,03 mg/cm² eingestellt wurde. Am oberen Ende des A4-Papierblattes wurde ein unbedruckter Bereich mit einer Breite von 5 mm belassen und es wurde ein 50 mm langes Volltonbild ausgegeben, ohne es zu fixieren. Die in dem Drucker montierte Fixiereinheit wurde so modifiziert, dass die Temperatur variierbar war und das Volltonbild wurde mit einer Fixiergeschwindigkeit von 34 Blatt/min (in Längsrichtung des A4-Papierblattes) fixiert. Die Fixierung der so gedruckten Bilder wurde durch das folgende Bandabzugsverfahren bewertet.
Ein Stück Reparaturband (Scotch Mending Tape 810, Produkt von 3M, Breite: 18 mm) mit einer Länge von 50 mm wurde leicht auf dem unbedruckten Bereich am oberen Ende des vorstehend bedruckten Blattes befestigt. Anschließend wurde ein Gewicht von 500 g gegen das Bandstück gedrückt und mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s einmal auf dem Stück hin- und herbewegt. Danach wurde das befestigte Bandstück in einem Abzugswinkel von 180° und mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 10 mm/s von seinem unteren Rand her abgezogen. Die Bildreflexionsdichte vor dem Befestigen des Bandstückes und nach seinem Abziehen wurde durch das vorstehende Messverfahren bestimmt. Auf der Grundlage der so erhaltenen Daten wurde unter Verwendung der folgenden Formel die prozentuale Fixierung berechnet: Prozentuale Fixierung = (Bilddichte nach dem Abziehen des Bandes/Bilddichte vor der Befestigung des Bandes) × 100.
Wenn die Bilddichte nach dem Abziehen des Bandes gleich der Bilddichte vor dem Befestigen des Bandes war, wurde eine prozentuale Fixierung von 100 angenommen. Je kleiner die prozentuale Fixierung desto schlechter sind die Schmelzeigenschaften. Eine prozentuale Fixierung von 90 oder mehr bedeutet gute Schmelzeigenschaften.
Der vorstehend beschriebene Test wurde bei verschiedenen Fixiertemperaturen im Intervall von 5°C durchgeführt. Konkret wurde der Test ausgehend von der Temperatur, bei welcher ein Kalt-Offset auftritt, oder von der Temperatur, bei welcher die prozentuale Fixierung einen Wert unter 90 erreicht, bis zu der Temperatur, bei welcher ein Heiß-Offset auftrat, durchgeführt. Der hier verwendete Ausdruck „Kalt-Offset” bezeichnet die Erscheinung, bei welcher bei einer niedrigen Fixiertemperatur der Toner auf einem unfixierten Bild nicht ausreichend schmilzt und an der Fixierwalze anhaftet, und der hier verwendete Ausdruck „Heiß-Offset” bezeichnet eine Erscheinung, bei welcher die Viskoelastizität eines Toners auf einem unfixierten Bild bei einer hohen Fixiertemperatur gering ist und der Toner an der Fixierwalze anhaftet. Das Auftreten des Kalt-Offsets oder des Heiß-Offsets kann daran festgestellt werden, ob bei einmaliger Umdrehung der Fixierwalze nochmals Toner auf dem Papierblatt abgelagert wird oder nicht. In dem vorliegenden Test wurde das Auftreten des Kalt-Offsets oder Heiß-Offsets daran festgestellt, ob der Toner auf einen Abschnitt, 87 mm vom oberen Ende des mit einem Vollbild bedruckten Blattes entfernt, abgelagert wurde oder nicht. Der hier verwendete Ausdruck „Temperatur des Auftretens des Heiß-Offsets” bezeichnet eine Temperatur, bei welcher der Heiß-Offset beginnt aufzutreten, und die „Höchstfixiertemperatur” entspricht der (Temperatur des Auftretens des Heiß-Offsets –5°C). Währenddessen entspricht die „Mindestfixiertemperatur” der niedrigeren von der Temperatur, bei welcher kein Kalt-Offset auftritt, und der Temperatur, bei welcher eine prozentuale Fixierung von 90 oder mehr erreicht wird. Bei dem vorliegenden Test wurden die Schmelzeigenschaften eines Toners anhand der Mindestfixiertemperatur und des Temperaturbereichs, in dem der Toner fixierbar ist, (Höchstfixiertemperatur – Mindestfixiertemperatur) bewertet.
[Bewertung der Lagerstabilität eines Toners]
10 g eines Toners wurden in eine Polyethylenflasche mit einem Fassungsvermögen von 20 ml gegeben und 24 h bei 50°C und 40% relativer Feuchtigkeit bei geöffnetem Flaschendeckel stehen gelassen. Danach wurde mit Hilfe eines Pulvertesters (Produkt der Hosokawa Micron Corporation) die prozentuale Aggregation gemessen und die Lagerstabilität des Toners wurde nach den folgenden Kriterien bewertet. Je geringer die prozentuale Aggregation des Toners ist, desto hervorragender ist seine Lagerstabilität.

A:: prozentuale Aggregation von weniger als 10%
B:: prozentuale Aggregation von 10% oder mehr und weniger als 20%
C:: prozentuale Aggregation von 20% oder mehr

Konkret wurde die prozentuale Aggregation mit Hilfe des Pulvertesters wie folgt bestimmt.
Drei Siebe mit unterschiedlichen Maschengrößen werden auf den Rütteltisch des Pulvertesters platziert, so dass sich in der oberen Stufe ein Sieb mit einer Maschengröße von 250 μm, in der mittleren Stufe ein Sieb mit einer Maschengröße von 150 μm und in der unteren Stufe ein Sieb mit einer Maschengröße von 75 μm befindet. 2 g des Toners werden auf das obere Sieb gegeben und 60 s lang gerüttelt. Das Gewicht des auf jedem Sieb verbleibenden Toners wird bestimmt.
Auf der Grundlage der so bestimmten Tonergewichte wurde die prozentuale Aggregation [%] unter Verwendung der folgenden Formel bestimmt. Prozentuale Aggregation [%] = a + b + c

a: = (Gewicht des auf dem oberen Sieb verbleibenden Toners)/2 [g] × 100
b: = (Gewicht des auf dem mittleren Sieb verbleibenden Toners)/2 [g] × 100 × (3/5)
c: = (Gewicht des auf dem unteren Sieb verbleibenden Toners)/2 [g] × 100 × (1/5)

Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann die Aggregation zu kleinen Teilchen bei der Herstellung eines Toners gesteuert werden. Deshalb kann das Herstellungsverfahren einen Toner liefern, der z. B. zur Verwendung bei der Elektrofotografie, beim elektrostatischen Aufzeichnen oder beim elektrostatischen Drucken geeignet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-33139 [0003]
JP 2006-267280 [0003]
JP 2007-218961 [0003]
JP 11-133668 [0051]
JP 10-239903 [0051]
JP 08-20636 [0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS K0070 [0111]
ASTM D36-86 [0119]

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners umfassend (1) einen Schritt des Herstellens von Trennmittelteilchen durch Emulgieren eines Trennmittels (A) und eines Trennmittels (B) mit einem Schmelzpunkt, der um 5°C oder mehr höher ist als der des Trennmittels (A), in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polycarbonsäuresalzes; und (2) einen Schritt der Aggregation und Vereinigung der Trennmittelteilchen und Harzteilchen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß Anspruch 1, wobei das Trennmittel (B) einen Schmelzpunkt von 100°C oder weniger aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Trennmittel (B) Carnaubawachs ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polycarbonsäuresalz ein Salz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Polycarbonsäuresalz ein Natriumsalz eines Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymers ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Menge des Polycarbonsäuresalzes 0,2 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Trennmittel, beträgt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Harzteilchen einen Polyester enthalten.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß Anspruch 7, wobei der Polyester einen amorphen Polyester enthält.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Trennmittel (A) einen Schmelzpunkt von 60 bis 95°C aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Trennmittel (A) ein Esterwachs ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Trennmittel (A) ein Paraffinwachs ist.
Ein Toner für die Elektrofotografie, hergestellt durch ein in einem der Ansprüche 1 bis 11 genanntes Herstellungsverfahren.