DE19955719A1

DE19955719A1 - Farbtoner

Info

Publication number: DE19955719A1
Application number: DE19955719A
Authority: DE
Inventors: Eiji Shirai; Shinichi Sata; Toshihiro Hattori; Hironobu Nagasaki; Yoshifumi Tokuhisa
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: US6106986A; DE19955719B4

Abstract

Ein Farbtoner, umfassend (A) ein Harzbindemittel, umfassend einen Polyester als Hauptbestandteil, erhältlich durch Polykondensation eines mehrwertigen Alkoholbestandteils und eines Carbonsäurebestandteils, wobei der mehrwertige Alkoholbestandteil eine Verbindung der Formel (I): DOLLAR F1 wobei R·1· ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und x und y positive Zahlen sind, wobei die Summe von x und y 1 bis 16 beträgt, in einer Menge von 5 Mol-% oder mehr des gesamten mehrwertigen Alkoholbestandteils umfaßt, und wobei der Carbonsäurebestandteil 50 Mol-% oder mehr einer Dicarbonsäureverbindung und 50 Mol-% oder weniger einer Tricarbonsäure- oder höheren Polycarbonsäureverbindung umfaßt; (B) ein Ablösemittel mit einem durchschnittlichen Durchmesser der dispergierten Teilchen im Farbtoner von 0,1 bis 3 mum; (C) ein Farbmittel; und (D) einen externen Zusatz mit einer Teilchengröße von 4 bis 200 nm, wobei der Gehalt des externen Zusatzes 1 bis 5 Gew.-Teile beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toners vor Behandlung mit dem externen Zusatz, wobei der Farbtoner einen Glasübergangspunkt von 56 DEG C bis 75 DEG C und einen Wassergehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zum Entwickeln von elektrostatischen latenten Bildern verwendeten Farbtoner, die in der Elektrophotographie, elektrosta tischen Aufzeichnungsverfahren oder elektrostatischen Druckverfahren erzeugt werden, und ein Verfahren für eine nicht-magnetische Einkomponentenentwicklung unter Anwen dung des Farbtoners.

Üblicherweise wurden Heißwalzenfixierverfahren weitverbreitet als Verfahren zum Fixieren sichtbarer Bilder verwendet. Jedoch tritt, wenn ein Farbtoner für das Heiß walzenfixierverfahren verwendet wird, wahrscheinlich ein Versatz-Phänomen auf, da der Farbtoner vom Gesichtspunkt der Lichteigenschaften Verbindungen mit niedrigen Erwei chungspunkten in großen Mengen enthält. Daher wurde ein Toner vorgeschlagen, der ein Ablösemittel enthält, wie Carnaubawachs, Montanwachs, Candelillawachs oder Reis wachs (JP-A-5-341577 und JP-A-8-220808). Jedoch entstehen Probleme, wie daß verschiedene Bedingungseinstellungen nicht ausreichend sind, so daß Nachteile in der Eigenschaft der Filmbildungsbeständigkeit auf dem Photoleiter, der Eigenschaft der Versatzbeständigkeit und der Transparenz des fixierten Toners auftreten. Weiter wurde nicht berichtet, daß einer der Toner alle Eigenschaften erfüllt, die für Farbtoner erforderlich sind, wie Lagerfähigkeit, Haltbarkeit und Farbreproduzierbarkeit. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Farbtoner bereitzustellen, der frei von Filmbildung auf einem Photoleiter ist und weniger wahrscheinlich Versatz bewirkt und ausgezeichnete Lagerfähigkeit, Haltbarkeit und Farbreproduzierbarkeit aufweist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren für eine nicht-magnetische Einkomponentenentwicklung unter Anwendung des Farbtoners bereit zustellen.

Gelöst wird die erste Aufgabe durch einen Farbtoner, umfassend:

A) ein Harzbindemittel, umfassend einen Polyester als Hauptbestandteil, erhältlich durch Polykondensation eines mehrwertigen Alkoholbestandteils und eines Car bonsäurebestandteils, wobei der mehrwertige Alkoholbestandteil eine Verbindung der Formel (I):
wobei R¹ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und x und y positive Zahlen sind, wobei die Summe von x und y 1 bis 16 beträgt, in einer Menge von 5 mol-% oder mehr des gesamten mehrwertigen Alkoholbestandteils umfaßt, und wobei der Carbonsäurebestandteil 50 mol-% oder mehr einer Dicarbonsäurever bindung und 50 mol-% oder weniger einer Tricarbonsäure- oder höheren Poly carbonsäureverbindung umfaßt;
B) ein Ablösemittel mit einem durchschnittlichen Durchmesser der dispergierten Teilchen im Farbtoner von 0,1 bis 3 µm;
C) ein Farbmittel; und
D) einen externen Zusatz mit einer Teilchengröße von 4 bis 200 nm, wobei der Gehalt des externen Zusatzes 1 bis 5 Gew.-Teile beträgt, bezogen auf 100 Gew.- Teile des Toners vor Behandlung mit dem externen Zusatz,

wobei der Farbtoner einen Glasübergangspunkt von 56°C bis 75°C und einen Wasser gehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% aufweist.

Die zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren für nicht-magnetische Ein komponentenentwicklung unter Aufbringen des Farbtoners in einer Apparatur für nicht magnetische Einkomponentenentwicklung gelöst.

Das für den erfindungsgemäßen Toner verwendete Harzbindemittel umfaßt einen Polyester als Hauptbestandteil. Vorzugsweise beträgt der Gehalt des Polyesters 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 100 Gew.-%, im Harz bindemittel, vom Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit des Farbmittels und der Fixierfä higkeit und den triboelektrischen Eigenschaften des erhaltenen Toners. Die Harze, die verschieden zu dem Polyester für das Harzbindemittel verwendet werden können, schlie ßen z. B. Polyamide, Acrylharze, Epoxyharze, Polycarbonate, Polyurethane, Silikonhar ze, Fluorharze, Erdölharze und natürliche und synthetische Wachse ein.

Der Polyester wird durch Polykondensation eines mehrwertigen Alkoholbestand teils und eines Carbonsäurebestandteils erhalten, wobei der mehrwertige Alkoholbe standteil eine Verbindung der Formel (I) umfaßt:

in der R¹ einen Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt; x und y positive Zahlen sind, wobei die Summe von x und y 1 bis 16 beträgt; und
wobei der Carbonsäurebestandteil eine Dicarbonsäureverbindung und eine Tricarbon säure- oder höhere Polycarbonsäureverbindung umfaßt.

In der vorliegenden Erfindung enthält der mehrwertige Alkoholbestandteil die Verbindung der Formel (I) in einer Menge von 5 mol-% oder mehr, vorzugsweise 50 mol-% oder mehr, vom Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit des Farbmittels und der Fi xierfähigkeit des Toners.

Die Verbindung der Formel (I) schließt Addukte von Alkylenoxid (durchschnittliche Additonsmolzahl: 1 bis 16) mit Bisphenol-A, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(2.2)-2,2- bis(4-hydroxyphenyl)propan, ein. Zusätzlich schließen andere mehrwertige Alkoholbestandteile Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, hydriertes Bisphenol-A, Sorbit oder Alkylenoxidaddukte davon ein. Diese mehrwertigen Alkoholbestandteile können allein oder in einem Gemisch von zwei oder mehreren Verbindungen verwendet werden.

Zusätzlich enthalten vom Gesichtspunkt der Farbreproduzierbarkeit und Farb fixierfähigkeit des Toners die Carbonsäurebestandteile eine Dicarbonsäureverbindung in einer Menge von 50 mol-% oder mehr, vorzugsweise 50 bis 95 mol-%, und die Carbon säurebestandteile enthalten eine Tricarbonsäure- oder höhere Polycarbonsäureverbindung in einer Menge von 50 mol-% oder weniger, vorzugsweise 5 bis 50 mol-%.

Die Dicarbonsäureverbindung schließt Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthal säure, Fumarsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäuren, die mit einem Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einem Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen substituiert sind, wie Dodecenylbernsteinsäure und Octylbernsteinsäure, Säureanhydride davon und Alkylester davon (eine Alkyleinheit mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen) ein.

Die Tricarbonsäure- oder höhrere Polycarbonsäureverbindung schließt Trimellit säure, Pyromellitsäure, Säureanhydride davon und Alkylester davon (eine Alkyleinheit mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen) ein.

Die Polykondensation des mehrwertigen Alkoholbestandteils mit dem Carbonsäu rebestandteil kann zum Beispiel durch Umsetzung der Bestandteile bei einer Temperatur von 180°C bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre in Gegenwart eines Veresterungskata lysators, falls erforderlich, durchgeführt werden.

Das im erfindungsgemäßen Toner verwendete Ablösemittel schließt natürliche Wachse, wie Carnaubawachs und Reiswachs; synthetische Wachse, wie Polypropylen mit geringem Molekulargewicht; Polyethylen mit geringem Molekulargewicht und Sa zol-Wachs; und Kohlewachse, wie Montanwachs, ein. Unter diesen Wachsen ist Carnauba wachs vom Gesichtspunkt der Verträglichkeit mit dem Polyesterharz bevorzugt.

Der Schmelzpunkt des Ablösemittels beträgt vorzugsweise 65°C bis 110°C, stär ker bevorzugt 70°C bis 100°C, vom Gesichtspunkt der Lagerfähigkeit und Versatzbe ständigkeit des erhaltenen Toners.

Der Gehalt des Ablösemittels beträgt vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-Teile, stärker bevorzugt 1,5 bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzbindemittels, vom Gesichtspunkt der Versatzbeständigkeit und Fixierfähigkeit des erhaltenen Toners.

Das Ablösemittel im Toner weist eine endotherme Energie von vorzugsweise 5 bis 25 mJ pro 1 mg Toner, stärker bevorzugt 7 bis 15 mJ pro 1 mg Toner, vom Ge sichtspunkt der Energieeffizienz auf.

Das Ablösemittel weist einen durchschnittlichen Durchmesser der im erfindungs gemäßen Farbtoner dispergiertem Teilchen von 0,1 bis 3 µm, vorzugsweise 0,4 bis 1,5 µm, stärker bevorzugt 0,6 bis 1,2 µm, auf, um eine ausgezeichnete Verhinderung von Versatz, Verhinderung von Filmbildung des Toners auf dem Photoleiter zu erhalten und stabile fixierte Bilder zu erhalten.

Das für den erfindungsgemäßen Toner verwendete Farbmittel kann jeder von her kömmlich als Farbmittel für Vollfarbentwicklung verwendeten Farbstoffen und Pigmen ten ohne irgendeine besondere Einschränkung sein. Vom Gesichtspunkt der Farbrepro duzierbarkeit wird bevorzugt jeweils ein Gelbpigment, einschließlich eines oder mehre rer Gelbpigmente, ausgewählt aus C.I. Pigment Yellow (nachstehend als "P.Y." be zeichnet) 17, P.Y. 93, P.Y. 128, P.Y. 151, P.Y. 155, P.Y. 173, P.Y. 180, P.Y. 185 und Solvent Yellow (nachstehend als "S.Y." bezeichnet) 162; ein Magentapigment, ein schließlich eines oder mehrerer Magentapigmente, ausgewählt aus C.I. Pigment Red (nachstehend als "P.R." bezeichnet) 57:1, P.R. 122 und P.R. 184; und ein Cyanpig ment, einschließlich eines oder mehrerer Cyanpigmente zu verwenden, ausgewählt aus C.I. Pigment Blue (nachstehend als "P.B." bezeichnet) 15:3, P.B. 15, P.B. 15:4 und C.I. Pigment Green (nachstehend als "P.G." bezeichnet) 7. Die Menge des Farbmittels beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzbin demittels. Der erfindungsgemäße Toner kann durch Formulieren dieser Farbmittel für Toner für Vollfarbentwicklung verwendet werden.

In der vorliegenden Erfindung wird, um den Toner Fließfähigkeit zu verleihen und noch effektiver eine Filmbildung auf dem Photoleiter zu verhindern, eine relativ große Menge eines externen Zusatzes verwendet.

Der für den erfindungsgemäßen Toner zu verwendende externe Zusatz schließt Siliciumdioxid, Titandioxid (Titanerde), Aluminiumoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Ceroxid, Eisenoxid, Kupferoxid und Zinnoxid ein, unter denen Siliciumdioxid vom Ge sichtspunkt bevorzugt ist, daß es triboelektrische Ladefähigkeit verleiht. Insbesondere wird in der vorliegenden Erfindung hydrophobes Siliciumdioxid bevorzugt, in dem ein hydrophobes Behandlungsmittel, wie Hexamethyldisilazan, oder ein Silikonöl auf der Oberfläche der Siliciumdioxidteilchen adsorbiert ist.

Im Handel erhältliches hydrophobes Siliciumdioxid, das einer hydrophoben Be handlung unterzogen wurde, schließt "AEROSIL R-972" (hergestellt von Nihon Aerosil K.K., durchschnittliche Teilchengröße etwa 16 nm); "HDK H2000" (hergestellt von Wacker Chemie, durchschnittliche Teilchengröße: etwa 12 nm) und "CAB-O-SIL TS- 530" (hergestellt von CABOT, durchschnittliche Teilchengröße: etwa 8 nm) ein. Diese externen Zusätze können allein oder in einem Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.

Die Teilchengröße des externen Zusatzes beträgt 4 bis 200 nm, vorzugsweise 8 bis 30 nm. Die Teilchengröße des externen Zusatzes kann aus einer mit einem Raster elektronenmikroskop oder einem Transmissionselektronenmikroskop aufgenommenen Photographie erhalten werden.

Der Gehalt des externen Zusatzes beträgt 1 bis 5 Gew.-Teile, vorzugsweise 1,5 bis 3,5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toners vor Behandlung mit dem externen Zusatz. Wenn ein hydrophobes Siliciumdioxid als externer Zusatz verwendet wird, wird jedoch ein gewünschter Effekt wie vorstehend beschrieben durch Zugabe des hydrophoben Siliciumdioxids in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-Teilen erreicht, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toners vor Behandlung mit dem externen Zusatz.

Der erfindungsgemäße Toner ist nicht besonders beschränkt und schließt insbe sondere pulverisierte Toner, Polymerisationstoner und verkapselte Toner ein. Zum Beispiel kann der erfindungsgemäße Toner durch Zugabe eines externen Zusatzes zu einem Pulver, erhalten mit einem herkömmlich bekannten Verfahren, wie Knetpulveri sationsverfahren, Spraytrockenverfahren oder Polymerisationsverfahren, hergestellt wer den. Zum Beispiel kann ein Pulver durch homogenes Mischen eines Harzbindemittels, eines Farbmittels und eines Ablösemitttels mit einem Mischer, wie einem Henschel- Mischer, danach Schmelzkneten des Gemisches mit einem Knetwerk, einem Extruder oder einem kontinuierlichen Knetwerk des Doppelwalzentyps, vorzugsweise einem kon tinuierlichen Knetwerk des Doppelwalzentyps, und anschließend Kühlen, Pulverisieren und Sieben des Produkts hergestellt werden. In der vorliegenden Erfindung werden die Bedingungen des verwendeten Knetwerks vorzugsweise so gewählt, daß bei einem kon tinuierlichen Knetwerk des Doppelwalzentyps die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnellrotationswalze auf 50 bis 100 Umdrehungen pro Minute eingestellt wird und die der Langsamrotationswalze auf 10 bis 30 Umdrehungen pro Minute weniger als die der Schnellrotationswalze eingestellt wird, und die Walzentemperatur auf 70°C bis 150°C eingestellt wird, um so einen durchschnittlichen Durchmesser der dispergierten Teilchen des Ablösemittels im erhaltenen Toner von 0,1 bis 3 µm zu erhalten. Anschließend wer den das erhaltene Pulver und das externe Mittel mit einem Hochleistungsrührer, wie ei nem Supermixer oder einem Henschel-Mischer, gerührt und gemischt, wobei der externe Zusatz auf der Toneroberfläche abgeschieden und der erfindungsgemäße Toner erhalten wird.

Vorzugsweise weist der wie vorstehend beschrieben hergestellte erfindungsge mäße Toner ein Gewichtsmittel der Teilchengröße von üblicherweise 3 bis 10 µm auf.

Zusätzlich können in den erfindungsgemäßen Toner geeignete Mengen an Hilfs mitteln, wie z. B. Ladungseinstellmittel, Leitfähigkeitseinstellmittel, Streckmittel, ver stärkende Füllstoffe, wie Fasermaterialien, Antioxidationsmittel und Antialterungsmittel, gegeben werden.

Der auf vorstehend beschriebene Weise hergestellte erfindungsgemäße Toner weist einen Glasübergangspunkt von 56°C bis 75°C, vorzugsweise 60°C bis 65°C, vom Gesichtspunkt der Lagerfähigkeit, der Verhinderung der Filmbildung und der Fixier fähigkeit auf.

Zusätzlich beträgt der Wassergehalt im erfindungsgemäßen Toner 0,1 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,15 bis 0,3 Gew.-%, um ausgezeichnete Ladefähigkeit zu er halten.

Der erfindungsgemäße Farbtoner kann allein als Entwickler verwendet werden, wenn er Magnetitfeinpulver enthält. Wenn der Toner keine Magnetitfeinpulver enthält, kann er als nicht-magnetischer Einkomponentenentwickler verwendet werden, oder in ei ner Alternative kann er mit einem Träger gemischt werden, wobei ein Zweikomponen tenentwickler erhalten wird. Der Farbtoner wird von den Gesichtspunkten der aus gezeichneten triboelektrischen Ladefähigkeit und Versatzeigenschaften vorzugsweise als nicht-magnetischer Einkomponentenentwickler verwendet.

Weiter stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für nicht-magnetische Ein komponentenentwicklung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Farbtoners für eine Apparatur für nicht-magnetische Einkomponentenentwicklung bereit. Die erfindungsge mäße Entwicklung schließt zum Beispiel ein Verfahren ein, umfassend das Einbringen des erfindungsgemäßen Farbtoners in eine Entwicklungsvorrichtung, umfassend eine nicht-magnetische Entwicklerwalze und ein Blatt, wobei das Blatt zum Einstellen der auf der nichtmagnetischen Entwicklerwalze gebildeten Tonerschicht auf gleichmäßige Dicke und zum Aufbringen von elektrischer Ladung auf den Toner dient.

Zusätzlich kann, da der erfindungsgemäße Farbtoner äußerst ausgezeichnet in der Versatzbeständigkeit ist, der Farbtoner in einer Fixiervorrichtung ohne Ölzufuhrvorrich tung verwendet werden.

Beispiele Glasübergangspunkte von Harz und Toner und Schmelzpunkt und endotherme Energie des Ablösemittels

Gemessen unter Erhöhen der Temperatur mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 10°C/Minute mit einem Differentialscanningkalorimeter "DSC 210" (hergestellt von Seiko Instruments, Inc.).

Wassergehalt des Toners

Der Toner in einer Menge von 100 g wird bei 50°C unter vermindertem Druck von etwa 1 kPa für 24 Stunden in einem Trockner getrocknet und der Prozentsatz der Gewichtsänderung vor und nach Trocknen berechnet.

Durchschnittlicher Durchmesser der dispergierten Teilchen des Ablösemittels

1. Der mit einem Epoxyharz beschichtete Toner wird im gefrorenen Zustand zu dünnen Scheiben mit einer Dicke von etwa 100 nm geschnitten und die Hauptachse und die Nebenachse des in dem Toner dispergierten Ablösemittels werden mit einem Trans missionselektronenmikroskop gemessen.
2. Aus den erhaltenen Werten der Hauptachse und der Nebenachse wird die Domänengröße des Ablösemittels berechnet. Hier wird die Domänengröße mit folgender Gleichung berechnet:
3. Die Verfahren von (1) und (2) werden wiederholt und 50 Domänengrößen des im Toner dispergierten Ablösemittels gemessen. Der durchschnittliche Durchmesser der di spergierten Teilchen wird durch Einsetzen der erhaltenen Domänengröße (D_P) in die folgende Gleichung erhalten:
wobei n_P die Zahl der dispergierten Teilchen ist, in denen die Domänengröße D_P ist.

Knetbedingungen A

Ein kontinuierliches Knetwerk des Doppelwalzentyps, das eine Walze mit einem Außendurchmesser von 0,12 m und einer effektiven Walzenlänge von 0,8 m umfaßt, wird verwendet und die Rotationsgeschwindigkeit der Schnellrotationswalze auf 75 Um drehungen pro Minute, die Rotationsgeschwindigkeit der Langsamrotationswalze auf 50 Umdrehungen pro Minute, der Abstand zwischen den Walzen auf 0,0001 m und die Temperatur des Heizmediums auf der Zufuhrseite der Ausgangssubstanz der Schnellro tationswalze auf 100°C und die Temperatur des Kühlmediums auf der Zufuhrseite der Ausgangssubstanz an der Langsamrotationswalze auf 80°C eingestellt. Zusätzlich beträgt die Zufuhrgeschwindigkeit des Gemisches 4 kg/Stunde und die durchschnittliche Ver weilzeit etwa 10 Minuten.

Knetbedingungen B

Die gleichen Bedingungen wie Knetbedingungen A, außer daß die Temperatur des Heizmediums an der Zufuhrseite der Ausgangssubstanz der Schnellrotationswalze auf 130°C eingestellt wird.

Knetbedingungen C

Das Kneten wird mit einem in einer Richtung rotierbaren Doppelschneckenex truder mit einer Gesamtlänge des Knetteils von 1560 mm, einem Schneckendurchmesser von 42 mm, einem Spritzgehäuseinnendurchmesser von 43 mm durchgeführt. Die Wal zenrotationsgeschwindigkeit wird auf 200 Umdrehungen pro Minute, die Erwärmungs temperatur in der Walze auf 100°C eingestellt, die Zuführgeschwindigkeit des Ge misches beträgt 40 kg/Stunde und die Verweildauer etwa 21 Sekunden.

Harzherstellungsbeispiel 1

1 mol Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 3 mol Polyoxypro pylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 3,6 mol Terephthalsäure, 0,3 mol Trimellit säure und 4 g Dibutylzinnoxid wurden zusammengegeben. Die Bestandteile wurden bei 230°C unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis der Erweichungs punkt, bestimmt mit einem Verfahren gemäß ASTM E28-67, 110°C erreicht hatte, wo bei Harz A erhalten wird. Der Glasübergangspunkt von Harz A betrug 60°C.

Harzherstellungsbeispiel 2

1 mol Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 3 mol Polyoxypro pylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 1,8 mol Terephthalsäure, 2,7 mol Trimellit säure und 4 g Dibutylzinnoxid wurden zusammengegeben. Die Bestandteile wurden bei 230°C unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis der Erweichungs punkt, bestimmt mit einem Verfahren gemäß ASTM E28-67, 138°C erreicht hatte, wo bei Harz B erhalten wird. Der Glasübergangspunkt von Harz B betrug 66°C.

Harzherstellungsbeispiel 3

0,15 mol Polyoxyethylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,85 mol Poly oxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydorxyphenyl)propan, 1,1 mol Terephthalsäure, 1.6 mol Adipinsäure und 4 g Dibutylzinnoxid wurden zusammengegeben. Die Bestandteile wur den bei 230°C unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre umgesetzt, bis der Erwei chungspunkt, bestimmt mit einem Verfahren gemäß ASTM E28-67, 99°C erreicht hatte, wobei Harz C erhalten wird. Der Glasübergangspunkt von Harz C betrug 56°C.

Beispiele 1 bis 16

In einem Henschel-Mischer wurden 100 Gew.-Teile Harz A als Harzbindemittel, ein Farbmittel in einer in Tabelle 1 angegebenen Art und Menge, 5 Gew.-Teile "Carnau ba Wax C1" (hergestellt von Kato Yoko K.., Schmelzpunkt: 81°C) als Ablösemittel und 1 Gew.-Teil "LR-147" (hergestellt von Japan Carlit) als Ladungseinstellmittel aus reichend gemischt. Danach wurde das Gemisch unter den Knetbedingungen A schmelz geknetet, abgekühlt und grob pulverisiert. Anschließend wurde das grob pulverisierte Produkt mit einer Jet-Mühle feinpulverisiert und gesiebt, wobei ein Pulver mit einem Gewichtsmittel der Teilchengröße von 7,5 µm erhalten wurde. Zu 100 Gew.-Teile des erhaltenen Pulvers wurden 2,0 Gew.-Teile "AEROSIL R-972" (hergestellt von Nihon Aerosil K.K.) als externer Zusatz gegeben und mit einem Henschel-Mischer gemischt, wobei das Pulver einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurde, wobei die Toner Y1 bis Y9, Toner M1 bis M3 und Toner C1 bis C4 erhalten wurden.

Tabelle 1

Beispiele 17 und 18

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß als Ladungseinstellmittel 1 Gew.-Teil "BONTRON E-81" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.) bzw. 1 Gew.-Teil "BONTRON E-84" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.) statt "LR-147" verwendet wurde, wobei Toner C5 und Toner C6 erhalten wurden.

Beispiel 19

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß die Menge an "Carnauba Wax C1" auf 10 Gew.-Teile geändert wurde, wobei Toner C7 er halten wurde.

Beispiel 20 und Vergleichsbeispiel 1

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 19 wurden durchgeführt, außer daß unter den Knetbedingungen B bzw. C statt Knetbedingungen A schmelzgeknetet wurde, wobei Toner C8 und C9 erhalten wurden.

Beispiele 21 und 22

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß als Ablösemittel 5 Gew.-Teile "SP-105" (hergestellt von Sazole, Polyethylenwachs, Schmelzpunkt: 90°C) bzw. 5 Gew.-Teile "NP-056" (hergestellt von Mitsui Chemical Co., Ltd., Polypropylenwachs, Schmelzpunkt: 92°C) statt "Carnauba Wax C1" verwen det wurden, wobei Toner C10 und Toner C11 erhalten wurden.

Beispiele 23 und 24

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß als externer Zusatz 2,0 Gew.-Teile "HDK H2000" (hergestellt von Wacker Chemicals) bzw. 1,0 Gew.-Teil "CAB-O-SIL TS-530" (hergestellt von Cabot) statt "Aerosil R-972" verwendet wurden, wobei Toner C12 und Toner C13 erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß die Menge an "Aerosil R-972" auf 0,8 Gew.-Teile geändert wurde, wobei Toner C14 er halten wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß als externer Zusatz ein Gemisch von 3,0 Gew.-Teilen "Aerosil R-972" und 2,5 Gew.-Teilen "STT-30A" (hergestellt von Titanium Kogyo, Ausgangssubstanz: Titandioxid, durch schnittliche Teilchengröße: etwa 40 nm) statt 2,0 Gew.-Teilen "Aerosil R-972" verwen det wurde, wobei Toner C15 erhalten wurde.

Vergleichsbeispiele 4 und 5

Die gleichen Verfahren wie in Beispiel 16 wurden durchgeführt, außer daß 100 Gew.-Teile Harz B bzw. Harz C statt Harz A verwendet wurden, wobei Toner C16 und Toner C17 erhalten wurden.

Der Wassergehalt aller in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Toner betrug jeweils 0,2 Gew.-%. Zusätzlich wiesen, außer daß die Glas übergangspunkte von Toner C16 (Vergleichsbeispiel 4) und Toner C17 (Vergleichsbei spiel 5) 66°C bzw. 54°C betrugen, alle restlichen Toner einen Glasübergangspunkt von 58°C auf. Weiter sind der durchschnittliche Durchmesser der dispergierten Teilchen im des Ablösemittels im Toner und die endotherme Energie in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Testbeispiel 1 Beurteilung der Versatzbeständigkeit

In einer Kugelmühle wurden 5 Gew.-Teile eines Toners und 95 Gew.-Teile eines mit einem Silikonharz beschichteten Ferritträgers mit einer Teilchengröße von 50 µm ge mischt, um jeweils einen gelben, magenta- und cyanfarbenen Entwickler herzustellen. Jeder der erhaltenen Entwickler wurde auf "Preter 550" (hergestellt von Ricoh) aufge tragen und die Versatzbeständigkeit aus einem fixierbaren Temperaturbereich gemäß fol genden Beurteilungskriterien beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beurteilungskriterien

: Der fixierbare Temperaturbereich ist 50°C oder höher, inbesondere bevorzugt bei der praktischen Verwendung.
o: Der fixierbare Temperaturbereich ist 30°C oder höher und geringer als 50°C, was kein Problem bei praktischer Verwendung darstellt.
Δ: Der fixierbare Temperaturbereich ist 10°C oder höher und geringer als 30°C, was kein Problem bei praktischer Verwendung darstellt.
x: Der fixierbare Temperaturbereich ist geringer als 10°C, was Probleme bei praktischer Verwendung aufwirft.

Testbeispiel 2 Beurteilungen der Lagerfähigkeit und Haltbarkeit

Gelber Toner, magentafarbener Toner und cyanfarbener Toner in gleichen Men gen in einer in Tabelle 3 gezeigten Kombination wurden auf eine nicht-magnetische Ein komponenten-Entwicklervorrichtung, ausgestattet mit einer Heizwalze "PAGEPRESTO N-4" (hergestellt von CASIO COMPUTER CO., LTD.) und "TEKTRONIX PHASER 560" (hergestellt von SONY TEKTRONIX) aufgebracht. Das Drucken wurde kontinu ierlich für 10000 Bogen mit einem Druckverhältnis von 4% für jede Farbe durchge führt. Der Agglomerationszustand von jedem der verbliebenen Toner und die Bildquali tät des 10000. Bogens wurden optisch untersucht, um die Lagerfähigkeit und Haltbarkeit in der Entwicklervorrichtung gemäß jedem der folgenden Beurteilungskriterien zu beur teilen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 aufgeführt.

Beurteilungskriterien für die Lagerfähigkeit

: Es wird überhaupt keine Agglomeration festgestellt.
o: Es wird im wesentlichen keine Agglomeration festgestellt.
x: Agglomeration wird festgestellt.

Beurteilungskriterien für Haltbarkeit

: Das fixierte Bild ist besonders deutlich.
o: Das fixierte Bild ist deutlich.
Δ: Das fixierte Bild ist leicht undeutlich.
x: Das fixierte Bild ist schlecht. Wenn (F) angegeben wird, was für Filmbildung steht, bedeutet das, daß eine Tonerabscheidung auf dem Photoleiter erzeugt wird.

Testbeispiel 3 Beurteilung der Farbreproduzierbarkeit

Gelber Toner, magentafarbener Toner und cyanfarbener Toner in gleichen Men gen in einer in Tabelle 3 gezeigten Kombination wurden auf eine nicht-magnetische Ein komponenten-Entwicklervorrichtung, ausgestattet mit einer Heizwalze "PAGEPRESTO N-4" (hergestellt von CASIO COMPUTER CO., LTD.) und "TEKTRONIX PHASER 560" (hergestellt von SONY TEKTRONIX) aufgebracht. Das Entwicklungsgitter wurde so eingestellt, daß eine Menge jeder gelben, magenta und cyan Farbe mit jeweils 0,6 mg/cm² abgeschieden wurde, und die gelben festen Bilder, die magentafarbenen festen Bilder, die cyanfarbenen festen Bilder, die Process Red festen Bilder, die Process Green festen Bilder und die Process Blue festen Bilder wurden erhalten. Sowohl a* als auch b* der fixierten Bilder wurde mit "X-Rite 938" (hergestellt von X-Rite) gemessen und der Grad der Färbung für a* und b* aufgetragen. Die erhaltene hexagonale Fäche wurde ge messen, wobei die Farbreproduzierbarkeit gemäß folgenden Beurteilungskriterien beur teilt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Beurteilungskriterien

: Die hexagonale Fläche übersteigt 6000 und ist dabei besonders bevorzugt bei praktischer Verwendung.
o: Die hexagonale Fläche beträgt 3500 bis 6000 und stellt dabei kein Problem bei praktischer Verwendung dar.
x: Die Fläche ist geringer als 3500 und bringt einige Probleme bei praktischer Verwendung mit sich. Wenn als (C) angegeben, bedeutet das, daß Mängel in den Werten von a* und b* des cyanfarbenen Toners auftreten, was die Fläche nicht bevorzugt klein macht.
Ein Drucken jedes der Bilder wurde bis zu 6000 Bogen durchgeführt, und ähnliche Ergebnisse wurden erhalten.

Tabelle 3

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist deutlich zu erkennen, daß die Toner der Vergleichsbeispiele schlecht in jeder der Eigenschaften Versatzbeständigkeit, Lagerfä higkeit, Haltbarkeit und Farbreproduzierbarkeit sind, während die Toner der Beispiele ausgezeichnet in all diesen Eigenschaften sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Farbtoner bereitgestellt werden, der frei vom Erzeugen einer Filmbildung auf einem Photoleiter ist und weniger wahrschein lich Versatz während der Heißwalzenfixierung bewirkt und ausgezeichnete Lagerfähig keit, Haltbarkeit und Farbreproduzierbarkeit aufweist.

Claims

1. Farbtoner, umfassend:

A) ein Harzbindemittel, umfassend einen Polyester als Hauptbestandteil, er hältlich durch Polykondensation eines mehrwertigen Alkoholbestandteils und eines Carbonsäurebestandteils, wobei der mehrwertige Alkoholbe standteil eine Verbindung der Formel (I):
wobei R¹ ein Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und x und y positive Zahlen sind, wobei die Summe von x und y 1 bis 16 beträgt, in einer Menge von 5 mol-% oder mehr des gesamten mehrwertigen Alkoholbestandteils umfaßt, und wobei der Carbonsäurebestandteil 50 mol-% oder mehr einer Dicarbonsäureverbindung und 50 mol-% oder weniger einer Tricarbonsäure- oder höheren Polycarbonsäureverbindung umfaßt;
B) ein Ablösemittel mit einem durchschnittlichen Durchmesser der disper gierten Teilchen im Farbtoner von 0,1 bis 3 µm;
C) ein Farbmittel; und
D) einen externen Zusatz mit einer Teilchengröße von 4 bis 200 nm, wobei der Gehalt des externen Zusatzes 1 bis 5 Gew.-Teile beträgt, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toners vor Behandlung mit dem externen Zusatz,

wobei der Farbtoner einen Glasübergangspunkt von 56°C bis 75°C und einen Wassergehalt von 0,1 bis 0,5 Gew.-% aufweist.

2. Farbtoner nach Anspruch 1, wobei der Schmelzpunkt des Ablösemittels 65°C bis 110°C beträgt.

3. Farbtoner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ablösemittel eine endotherme Energie von 5 bis 25 nil pro 1 mg Toner aufweist.

4. Farbtoner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ablösemittel mindestens eines ist, das aus natürlichen Wachsen, synthetischen Wachsen und Kohlewachsen ausgewählt ist.

5. Farbtoner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehalt des Polyesters im Harzbindemittel 50 bis 100 Gew.-% beträgt.

6. Farbtoner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Toner für Vollfarbentwicklung verwendet wird und wobei das Farbmittel eines oder mehrere Gelbpigmente, ausgewählt aus C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 155, C.I. Pigment Yellow 173, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 185 und Solvent Yellow 162; eines oder mehrere Magentapigmente, ausgewählt aus C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 122 und C.I. Pigment Red 184; und eines oder mehrere Cyanpigmente ist, ausgewählt aus C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:4 und C.I. Pigment Green 7.

7. Verfahren für nicht-magnetische Einkomponentenentwicklung, umfassend das Aufbringen des Farbtoners nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einer Apparatur für nicht-magnetische Einkomponentenentwicklung.

8. Verwendung des Farbtoners nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur nicht magnetischen Einkomponentenentwicklung.