DE3326357A1 - Tonerzusammensetzung fuer die elektrophotographie - Google Patents

Tonerzusammensetzung fuer die elektrophotographie

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Description

Tonerzusammensetzung für die Elektrophotographie
Die Erfindung betrifft eine Tonerzusammensetzung für die Elektrophotographie, sie betrifft insbesondere eine elektro-
photographische Tonerzusammensetzung mit einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Blockierung und einer ausgezeichneten Offset-Beständigkeit, die als Bindemittel eine polymere Verbindung vom Rosin-Typ enthält.
Es sind bereits verschiedene elektrophotographische Verfahren bekannt. Allgemein bekannt ist ein Verfahren, bei dem auf einem lichtempfindlichen Körper unter Verwendung eines photoleitfähigen Materials auf verschiedenen Wegen ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt und dann mit einem ^° Toner entwickelt wird und nach der übertragung des Tonerbildes auf einen Träger, wie z.B. Papier, falls erforderlich, das Tonerbild durch Erhitzen, durch Anwendung eines Druckes oder durch Verwendung eines Lösungsmittels fixiert
wird. 30
Zur Erhöhung der Kopierleistung muß der Toner in jüngster Zeit Hochgeschwindigkeits-Fixiereigenschaften besitzen. Um eine Tonerzusammensetzung herzustellen, die dieser Anforderung genügt, wurden verschiedene Versuche durchgeführt, beispielsweise wurde ein thermoplastisches Harz mit einem niedrigeren Erweichungspunkt, das leicht durch Wärme schmelzbar ist, als Tonerbindemittel in einem konventionellen Wärmefixierverfahren verwendet. Die bloße Herabsetzung
des Erweichungspunktes eines Harzbindemittels bringt )o~ doch den Nachteil mit sich, daß die Tonerteilchen während der Verwendung agglomerieren, d.h. es tritt ein ülok-
kierungsphänomen auf. 5
Als ein System für die Hochgeschwindigkeitsfixierung wurde daher ein Fixierverfahren eingewendet, bei dem (.-i-rio Heizwalze mit einer guten Wärmeleitfähigkeit verwendet v/ird. Da das Heizwalzensystem einen höheren Wärmeausnutzungsgrad (Wirkungsgrad) besitzt als das Wärmefixiersystem,, leann ein Toner innerhalb einer kürzeren Zeitspanne fixiert v/erden. Dabei tritt jedoch häufig der Nachteil auf, daß der Toner an der Heizwalze haftet, d.h. es tritt das sogenannte Offset-Phänomen auf, da der Toner in direk-
15 ten Kontakt mit der Heizwalze gebracht wird.
Man ist daher seit langem bestrebt, ein Harz zu entwickeln, bei dem dieses Problem nicht auftritt.
Bekannte Harzbindemittel für einen Toner sind ein Styrol/-Acrylat-Copolymeres, ein Styrol/Butadien-Copolymeres und ein Styrol/Acrylnitril-Copolymeres. Diese Vinylcopolymeren weisen jedoch im allgemeinen eine geringe Offset-Beständigkeit und ein schlechtes Fließvermögen auf. Ein anderes Harzbindemittel ist ein Epoxyharz vom Bisphenol-Typ. Das Epoxyharz vom Bisphenol-Typ ergibt einen Toner mit einem verbesserten Fließvermögen und besseren Fixiereigenschaften, weil es ein niedrigeres Molekulargewicht besitzt, verglichen mit dem Vinylcopolymer-Bindemittel. Es hat jedoch die Neigungf die Offset-Beständigkeit zu verringern, weil die Schmelzviskosität des Harzes niedrig ist. Es sind auch bereits verschiedene Polyesterharze als Tonerbindemittel mit einer ausgezeichneten Offset-Beständigkeit und einem ausgezeichneten Fließvermögen vorgeschlagen worden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Harzbinderaittel für einen in der Elektrophotographie verwendeten Toner zu finden, der eine ausgezeichnete Beständig-
keit gegen Blockierung (Blockierungs-Beständigkeit), eine ausgezeichnete Offset-Beständigkeit und ein ausgezeichnetes Niedertemperatur-Fließvermögen besitzt. Ziel der Erfindung ist es ferner, eine elektrophotographische Tonerzusammensetzung mit einer ausgezeichneten Blockierungs-Beständigkeit, Offset-Beständigkeit und Niedertemperatur-Fließvermögen zu entwickeln.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.
Gegenstand der Erfindung ist eine Tonerzusammensetzung für die Elektrophotographie, die gekennzeichnet ist durch ein Harzbindemittel und ein Färbemittel, wobei es sich bei dem Harzbindemittel um e>ne polymere Rosin-Verbindung mit einer Glasumwandlungstemperatur von 30 bis 1000C und einer Gelfraktion von 1 bis 99 % in Xylol handelt, die hergestellt worden ist durch Umsetzung von
a) einem Glycidylester von. Rosin (Kolophonium bzw. Terpentinharz),
b) einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbonsäureanhydrid und
c) mindestens einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe polyfunktionelle Epoxyverbindung, polybasische Säure mit einer Valenz von nicht weniger als 3 und ihr Anhydrid sowie Polyhydroxyalkohol mit einer Valenz von nicht weniger als 3.
Der erfindungsgemäß verwendete Glycidylester von Rosin (a) kann hergestellt werden durch Umsetzung von Rosin (Kolophonium) mit einem Epihalogenhydrin in Gegenwart einer basischen Verbindung, wie z.B. eines organischen Amins, unter Erhitzen.
Beispiele für geeignete Rosine sind natürliche Rosine, wie Gummirosin, Holzrosin und Tallölrosin, sowie modifizierte Rosine, die erhalten werden durch Modifizieren der natürlichen Rosine, wie z.B. hydriertes Rosin und disproportioniertes Rosin. Erfindungsgemäß verwendbar
sind auch Abietinsäure, Dehydroabietinsäure, Dihydroabietinsäurej. Pimarsäure und Isopimarsäure, die wirksame Komponenten von Rosin darstellen.
öle obengenannten organischen Amine werden bevorzugt verwendet tertiäre Amine und ihre Oniumsalze. Typische Bei spiele für geeignete tertiäre Amine sind Triethylamin, Dimetfaylbanzylamin, Methyldibenzylamin, Tribenzylamin, Dimethylanilin, Dimethylcyclohexylamin, Methyldicyclohexyl-
lö' arnißi? irlpropylamin, Tributylamin, N-Phenylmorpholin, N=Methy!piperidin und Pyridin. Typische Beispiele für geeignete Oniurnsalse von tertiären Aminen sind Tetramethyl- , aramoniümchlorid, Tetramethylammoniumbromid, Benzyltriethyl amraoniurfichlorid, Allyltriethylammoniumbromid, Tetrabutylammoniumchlor id, Methyltrioctylamrnoniumchlorid, Trimethylaminhydrochlorid, Triethylaminhydrochlorid und Pyridinhydrochlorid.
Zu erfindungsgemäß verwendbaren Dicarbonsäuren und Dicarbonsäureanhydriden (b) (diese Verbindungen werden nachstehend als "Dicarbonsäure-Verbindung" bezeichnet) gehören beispielsweise Orthophthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Endomethylentetrahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Methyltetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Methylhexahydrophthalsäure, Maleinsäure, FumarsSure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Alkenylbernsteinsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen Alkylbernsteinsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und Anhydride davon.
30
Als Vernetzungsmittel (c) wird erfindungsgemäß mindestens ein Vertreter aus der Gruppe polyfunktionelle Epoxyverbindunga polybasische Säure mit einer Valenz von nicht weniger als 3, Anhydrid der polybasischen Säure und PoIy-' hydroxyalkohol mit einer Valenz von nicht weniger als 3
verwendet.
Typische Beispiele für polyfunktionelle Epoxyverbindungen
sind ein Epoxyharz, hergestellt durch Kondensation von Bisphenol A und einem Epihalogenhydrin, und Rosindiepoxid oder Rosintriepoxid, bei dem es sich um das Reaktionsprodukt von mit Acrylsäure modifiziertem Rosin oder mit Fumarsäure modifiziertem Rosin mit einem Epihalogenhydrin handelt. Zur Herstellung der obengenannten Polyepoxide kann das Rosin, wie es zur Herstellung des Rosinglycidylesters eingesetzt wird, verwendet werden.
Typische Beispiele für polybasische Säuren mit einer Valenz von nicht weniger als 3 und Anhydride davon sind Polycarbonsäuren, wie Trimellithsäure und Pyromellithsäure und Anhydride davon.
Typische Beispiele für Polyhydroxyalkohole mit einer Valenz von nicht weniger als 3 sind Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Pentaerythrit.
Die erfindungsgemäß als Bindemittel verwendete polymere Rosin-Verbindung wird beispielsweise hergestellt nach einem Verfahren, bei dem der Rosinglycidylester (a), die Dicarbonsäure-Verbindung (b) und das Vernetzungsmittel (c) auf einmal zusammengegeben und unter Erhitzen in Gegenwart oder Abwesenheit des obengenannten organischem Amins als Katalysator miteinander umgesetzt werden, oder nach einem Verfahren, bei dem der Rosinglycidylester (a) und die Dicarbonsäure-Verbindung (b) unter Erhitzen in Gegenwart oder Abwesenheit des organischen Amins miteinander umgesetzt werden, wobei das Vernetzungsmittel (c) dann im Verlaufe der obigen Reaktion oder nach Beendigung der obigen Reaktion zugegeben wird und die Reaktion unter Erhitzen weiter fortgesetzt wird.
Das Molverhältnis zwischen dem Rosinglycidylester (a) und der Dicarbonsäure-Verbindung (b) beträgt 1,5:1,0 bis 1,0:1,5, vorzugsweise 1:1.
Die Menge des Vernetzungsmittels (c) sollte sorgfältig
■*■ bestimmt werden, da sie einen großen Einfluß auf die \-u\'~ sikalischen Eigenschaften des erhaltenen Bindemittel!) ;rzes, insbesondere auf das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung/ hat. Im Falle der Verwendung der polyfunktionellen Epoxyverbindung als Vernetzungsmittel wird ihre Menge festgelegt unter Berücksichtigung der Anzahl der funktionellen Gruppen, nämlich des Epoxy-Äquivalents. SO wird beispielsweise der Triglycidylester von mit Fumarsäure modifiziertem Rosin in einer Menge von 0,005 bis 0,07 Mol, vorzugsweise von 0,005 bis 0,04 Mol pro Mol der Gesamtmenge des Rosinglycidylesters (a) und der Dicarbonsäure-Verbindung (b) verwendet. Ein Epoxyharz vom Bisphenol-Typ, das im Handel erhältlich ist, wird in einer Menge von 0,005 bis 0,14 Mol, vorzugsweise von 0,005 bis 0,07 Mol pro Mol der Gesamtmenge der Komponenten (a) und (b) verwendet. Die Mengen der polybasischen Säure oder ihres Anhydrids und des Polyhydroxyalkohols werden ebenfalls unter Berücksichtigung der Anzahl ihrer funktionellen Gruppen festgelegt. Sie werden beispielsweise dann, wenn es sich dabei um trivalente Verbindungen handelt, in einer Menge von 0,005 bis 0,3 Mol, vorzugsweise von 0,005 bis 0,15 Mol pro Mol der Gesamtmenge von Rosinglycidylester (a) und Dicarbonsäure-Verbindung (b) verwendet.
Die Reaktion muß nicht immer in Gegenwart des organischen Aminkatalysators durchgeführt werden. Der Katalysator kann in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Dicarbonsäure-Verbindung zum Zwecke der Abkürzung der Reaktionszeit verwendet werden. Der Katalysator wird in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf den Rosinglycidylester (a), verwendet.
Obgleich die als Bindemittelharz verwendete polymere Rosin-Verbindung unabhängig davon, ob ein Losungsmittel· 3g vorhanden ist oder nicht, in einer guten Ausbeute erhalten werden kann, kann ein Lösungsmittel verwendet werden, um das gebildete Wasser glatt aus dem Reaktionssystem zu entfernen. Das Lösungsmittel wird ausgewählt unter Be-
rücksichtigung der azeotropen Eigenschaften mit Wasser und der Nicht-Reaktionsfähigkeit mit den Komponenten (a), (b) und (C). Typische Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Toluol und Xylol.
Die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit werden in geeigneter Weise festgelegt unter Berücksichtigung der Gelfraktion und der Ausbeute des Produkts. Die Reaktionszeit wird in der Regel ausgewählt aus dem Bereich von 0,5 bis 10 Stunden, insbesondere von 1 bis 8 Stunden. Im Falle der Verwendung des Dicarbonsäure-Anhydrids als Komponente (b) wird die Reak-.tionstemperatur in der Regel ausgewählt aus dem Bereich von 100 bis 25O°C, insbesondere von 130 bis 180°C. Im Falle der Verwendung der Dicarbonsäure als Komponente (ti) wird die Reaktio/istemp. in der Regel ausgewählt aus dem Bereich von 150 bis 300 C, insbesondere von 180 bis 26O°C. Außerdem kann dann, wenn bei der Reaktion ein Lösungsmittel verwendet worden ist, das Produkt in Form eines Feststoffes erhalten werden durch Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck. Es ist wichtig, daß die Gelfraktion des Produkts in Xylol 1 bis 99 Gew.-% beträgt, da die Offset-Beständigkeit dadurch weiter verbessert werden kann, verglichen mit einem Produkt mit einer Gelfraktion von weniger als 1 %. Der Endpunkt der Reaktion kann leicht bestimmt werden durch geeignete Messung der Gelfraktion in Xylol.
Unter dem hier verwendeten Ausdruck "Gelfraktion" ist der Prozentsatz des in Xylol unlöslichen Anteils des Produkts zu verstehen.
Die als Bindemittel für einen erfindungsgemäßen Toner verwendete polymere Rosin-Verbindung kann in hohen Ausbeuten unter Anwendung des obengenannten Verfahrens hergestellt werden. Vom Standpunkt der Eigenschaften aus betrachtet, die für eine elektrophotographische Tonerzusammensetzung erforderlich sind, wie z.B. die Blockie-
* rungsbeständigkeit, Offset-Beständigkeit und das Niedertemperatur-Fließvermögen, ist es erforderlich, daß die polymere Rosin-Verbindung eine Glasumwandlungstemperatur von 30 bis 1000C und eine Gelfraktion in Xylol von 1 bis 99 Gew.-5 aufweist.Wenn die Glasumwandlungstemperatur unter 3O0C liegt, weist der Toner eine geringe Offset-Beständigkeit auf, und wenn die Glasumwandlungstemperatur über 1000C liegt, weist der Toner ein geringes Niedertemperatur-Fließvermögen auf. Auch ist die Offset-Beständigkeit geringer, wenn die Gelfraktion weniger als 1 % beträgt. Eine polymere Rosin-Verbindung mit einer Gelfraktion von mehr als 99 % ist schwer herzustellen und darüber hinaus ist die Be- bzw. Verarbeitbarkeit bei der Herstellung eines Toners, beispielsweise durch Durchkne-
15 ten mit Ruß, schlecht.
Bei der Reaktion der Komponenten (a), (b) und (c) kann ein Dihydroxyalkohol dazu verwendet werden, die Glasumwandlungstemperatur der erhaltenen polymeren Rosin-Verbindung zu kontrollieren (zu steuern), um dadurch die Fixiereigenschaften einer Tonerzusammensetzung bei niedrigen Temperaturen zu verbessern. Die erfindungsgemäß verwendbaren Dihydroxyalkohole unterliegen keinen speziellen Beschränkungen.
Repräsentative Beispiele für geeignete Dihydroxyalkohole sind Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, 1 ,2-Butand'iol, 1 ,3-Butandiol, 1,4-Butandiolf Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, Ethoxy-substituiertes Bisphenol A und Propoxy-substituiertes Bisphenol A.
Die Menge des Dihydroxyalkohols wird in geeigneter Weise
festgelegt unter Berücksichtigung der Glasumwandlungsteinperatur der erhaltenen polymeren Rosin-Verbindung. In der Regel können bis zu 70 Mol-%, insbesondere 1 bis Mol-%, speziell 20 bis 70 Mol-% des verwendeten Rosingly-
^ cidylesters durch den Dihydroxyalkohol ersetzt sein.
Konventionelle bekannte Färbemittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind z.B. Ruß, Nigrosinfarbstoff, Anilinblau, Calco Oil Blue, Chromgelb, Ultramarinblau, Chinolingelb, Methylenblauchlorid, Phthalocyaninblau, Malachitgrünoxalat, Lampenruß, Bengalrosa und Monastral Red. Das Färbemittel sollte in der Tonerzusammensetzung in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, um sie zu färben, so daß ein deutlich sichtbares Bild auf einem Aufzeichnungselement/entsteht. Das Färbemittel wird in der Regel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Tonerzusammensetzung, verwendet.
Für die erfindungsgemäße Tonerzusammensetzung können bekannte Trägermaterialien, wie z.B. magnetische Substanzen, verwendet werden. Zu typischen Trägern gehören beispielsweise ein Metallpulver, wie Eisen, Stahl, Mangan, Nickel, Kobalt und Chrom, eine Eisenlegierung, wie Ferrit und Magnetit, eine Legierung oder eine Verbindung eines Metails, wie Kobalt, Nickel oder Mangan, und bekannte ferromagnetische Substanzen.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es sei darauf hingewiesen, daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen erfindungsgemäß durchgeführt werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die nachstehend angegebenen Bezugsbeispiele sollen die Herstellung von Rosinglycidylestern und die Herstellung eines erfindungsgemäß verwendeten Rosinepoxid-Vernetzungsmittels erläutern.
1 Bezugsbeispiel· 1 /π
Ein Glycidyiester von disproportioniertem Rosin wurde wie folgt hergestellt:
In einen mit einem Rührer und einem Rückflußkühler ausgestatteten 500 ml-Kolben wurden 100 g disproportioniertes Rosin tSäurezahl 162, Erweichungspunkt 79°C) mit einer Reinheit von 87 % (der restliche Anteil von 13 % war ein Nicht-Hydrolysat), 200 g Epichlorhydrin und 0,1 g BenzyL-trimethylammoniumchlorid eingeführt. Die Reaktion wurde 4 Stunden lang bei 8O0C durchgeführt. Dem Kolben wurden 16 g teilchenförmiges Natriumhydroxid in Portionen zugegeben. Die Temperatur wurde auf 1000C erhöht und die Reaktion wurde 2 Stunden lang bei 1000C fortgesetzt. Das
X5 ausgefallene Natriumchlorid wurde abfiltriert und das
nicht-umgesetzte Epichlorhydrin wurde mittels eines Rotationsverdampfers aus dem Filtrat abdestilliert. Außerdem wurde bei 1200C und 2 mm Hg ein flüchtiges Material vollständig entfernt, wobei man ein Öliges hellgelbes Produkt erhielt (Ausbeute 97,2 %). Der auf diese Weise erhaltene Rosinglycidylester hatte eine Säurezahl von 0 und ein Epoxyäquivalent von 425. Die Reinheit, berechnet auf der Basis des Epoxyäquivalents, betrug 84 %.
* Bezugsbeispiele 2 bis 4 ^*
Das Verfahren des Bezugsbeispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch anstelle des disproportionierten Rosins (Kolophoniums) Gummirosin mit einer Reinheit von 91 % und einer Säurezahl von 169 und einem Erweichungspunkt von 75°C verwendet wurde (Bezugsbeispiel 2) bzw. hydriertes Rosin (Kolophonium) mit einer Reinheit von 89 %, einer Säurezahl von 165 und einem Erweichungspunkt !0 von 740C verwendet wurde (Bezugsbeispiel 3) bzw. Tallölrosin mit einer Reinheit von 87 %, einer Säurezahl von .163 und einem Erweichungspunkt von 73°C verwendet wurde (Bezugsbeispiel 4).
Der im BezugsbeispiejL 2 erhaltene Rosinglycidylester hatte eine Säurezahl von 0, ein Epoxyäquivalent von 436,5 und eine Reinheit von 82,1 %. Der im Bezugsbeispiel 3 erhaltene Rosinglycidylester hatte eine Säurezahl von 0, ein Epoxyäquivalent von 431,6 und eine Reinheit von 83,5 %. Der in Bezugsbeispiel 4 erhaltene Rosinglycidylester hatte eine Säurezahl von 0, ein Epoxyäquivalent von 445,5 und eine Reinheit von 80,0 %.
Bezugsbeispiel 5 25
Ein Triglycidylester von mit Fumarsäure modifiziertem Rosin, der als Vernetzungsmittel erfindungsgemäß verwendet werden kann, wurde wie folgt hergestellt: In einem Stickstoffstrom wurden 300 g Gummirosin mit einer Reinheit von 91 %, einer Säurezahl von 169 und einem Erweichungspunkt von 750C bei einer Temperatur von 140 bis 16O0C geschmolzen. Nach der Zugabe von 116 g kristalliner Fumarsäure wurde die Mischung auf eine Temperatur von 200 bis 22O0C erhitzt und bei dieser Temperatur 2 Stunden lang unter Rühren reagieren gelassen, wobei man ein mit Fumarsäure modifiziertes Rosin (Kolophonium) erhielt.
In einen Kolben wurden 100 g des mit Fumarsäure modifizier-
3- ten Rosins, 500 g Epichlorhydrin und 0,1 g Benzyltrimethylammoniumchlorid eingeführt und die Reaktion wurde 4 Stunden lang bei 8O0C durchgeführt. Dem Kolben wurden 28,8 g teilchenförmiges Natriumhydroxid in Portionen zugegeben.. Die Temperatur wurde auf 11O0C erhöht und die Reaktion wurde 2 Stunden lang unter Rückfluß bei 11O0C fortgesetzt, während das gebildete Wasser durch eine Falle entfernt wurde. Das ausgefallene Natriumchlorid wurde abfiltriert und das nicht-umgesetzte Epichlorhydrin wurde bei 12O0C und 2 mm Hg aus dem Filtrat abdestilliert, wobei man einen balsamartigen Triglycidylester von mit Fumarsäure modifiziertem Rosin erhielt. Das Produkt hatte eine Säurezahl von 0 und ein Epoxyäquivalent von 337.
15 Beispiel 1
In einen Kolben wurden 375 g des im Bezugsbeispiel 1 erhaltenen Glycidy!esters von disproportioniertem Rosin, 148ρ0 g Phthalsäureanhydrid und 7,1 g des im Bezugsbeispiel 5 erhaltenen Triglycidylesters von mit Fumarsäure modifiziertem Rosin als Vernetzungsmittel eingeführt. Die Realction wurde 3 Stunden lang in einem Stickstoffstrom bei 18O0C durchgeführt. Bei dieser Temperatur wurde die Reaktion weitere 3 Stunden lang durchgeführt, während die
25 Gelfraktion in Xylol gemessen wurde.
Das dabei erhaltene Harz war hellgelb und hatte eine Glasumwandlungstemperatur von 730C. Die Gelfraktion in Xylol betrug 63 %.
30
Beispiel 2
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal die Arten und Mengen der Ausgangsmaterialien wie in der weiter unten folgenden Tabelle I angegeben geändert wurden, wobei man ein hellgelbes Harz erhielt. Die Eigenschaften desselben sind ebenfalls in der Tabelle I angegeben.
Beispiel 3
In einen Kolben wurden 450 g des in Bezugsbeispiel 1 erhaltenen Glycidylesters von disproportioniertem Rosin und 166,0 g Isophthalsäure eingeführt und die Veresterungsreaktion wurde 3 Stunden lang in einem Stickstoffstrom bei einer Temperatur von 240 bis 25O0C durchgeführt, während das gebildete Wasser aus dem System entfernt wurde. Nach dem Erhöhen der Temperatur des Systems auf 270 bis 28O0C und nach der Zugabe von 26,4 g Trimellitsäureanhydrid wurde die Reaktion weitere 3 Stunden lang durchgeführt, während die Gelfraktion in Xylol gemessen wurde. Die Eigenschaften des dabei erhaltenen hellgelben Harzes sind in der Tabelle I angegeben.
15
Beispiele 4 bis 8
Die Verfahren des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch die Arten und Mengen der Ausgangsmaterialien variiert wurden und in den Beispielen 6 bis 8 zusätzlich Dihydroxyalkohole verwendet wurden, wie in der Tabelle I angegeben, wobei man jeweils hellgelbe Harze erhielt. Die Eigenschaften der Harze sind in der Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diemal jedoch die Reaktionszeit auf 3 Stunden verkürzt wurde und das Vernetzungsmittel in einer Menge von 3,3 g verwendet wurde, wobei man ein hellgelbes Harz erhielt. Die Eigenschaften des Harzes sind in der Tabelle I angegeben.
35 Vergleichsbeispiel 2
In einen Kolben wurden 542 g des in Bezugsbeispiel 1 erhaltenen disproportionierten Rosinglycidylesters,
340 g Isophthalsäure und 145 g Triethylenglykol eingeführt. Die Veresterungsreaktion wurde 6 Stunden lang in einem Stickstoffstrom bei einer Temperatur von 240 bis 2 500C durchgeführt. Die Eigenschaften des erhaltenen hellgelben
5 Harzes sind in der Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiel 3
In einem Stickstoffstrom wurden 358 g des in Bezugsbeispiel 1 erhaltenen disproportionierten Rosin-glycidylesters/ 415 g Isophthalsäure und 105 g Glycerin bei einer Temperatur von 240 bis 2500C 4 Stunden lang miteinander umgesetzt. Die Eigenschaften des dabei erhaltenen hellgelben Harzes sind in der Tabelle I angegeben.
Es wurden Tonerzusammensetzungen hergestellt durch Verwendung der in den Beispielen 1 bis 8 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Harze als Bindemittel und es wurden deren Eigenschaften wie folgt bestimmt:
Nach dem Mischen von 95 Gew.-Teilen jedes der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Harze mit 5 Gew.--Teilen Ruß in einer Kugelmühle wurde die Mischung mittels einer Heizwalze durchgeknetet und abkühlen gelassen. Dann wurde die Mischung durch einen Jet-Zerstäuber fein unterteilt, wobei man einen Toner mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 13 bis 15 um erhielt.
Zu 5 Gew.-Teilen des Toners wurden 95 Gew.-Teile eines Eisenpulver-Trägers zugegeben zur Herstellung eines Entwicklers. Es wurde ein latentes elektrostatisches Bild unter Verwendung einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung entwickelt und es wurde auf ein einfaches Blatt Papier übertragen und danach darauf fixiert unter Ver-Wendung einer Fixierwalze mit einer mit Polytetrafluorethylen überzogenen Oberfläche.
Zu diesem Zeitpunkt wurde die Temperatur der Fixierwalze variierend geändert und der Fixierzustand des Toners wurde bestimmt. Das heißt; unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wurde auf einem Kopierblatt ein schwarzes Bandbild fixiert und es wurde ein Cellophan-Klebestreifen darauf befestigt und unmittelbar danach davon abgezogen. Die Fixiereigenschaft des Toners wurde bestimmt durch Lichttransmission des Klebebandes.
Dann wurde das Offset-Phänomen, nämlich die übertragung des fixierten Bildes auf die Walze, untersucht, indem man die Fixierwalze mit einem neuen, weißen Papier unter Druck unmittelbar nach dem Fixieren des Tonerbildes auf einem Kopierblatt in Kontakt brachte und die Anwesenheit einer Tonerverunrein.igung auf dem weißen Papier mit dem ■bloßen Auge feststellte. Die Offset-Beständigkeit wurde bewertet unter Zugrundelegung der folgenden Kriterien:
ο : kein Offset 20 Δ : schwaches Offset χ : starkes Offset
Die Blockierungsbeständigkeit (Beständigkeit gegen Blokkierung) wurde bestimmt durch Aufbringen einer BeIastung von 500 g auf den Toner, 2 Stunden langes Stehenlassen bei einer Temperatur innerhalb von 50 bis 650C, Feststellung des Zustandes der Blockierung und Messung der Temperatur, bei der die Blockierung auftrat. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Im Falle des im Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Harzes konnte kein Toner hergestellt werden, weil es schwierig war, dieses mit Ruß durchzukneten. Deshalb war es unmöglich, den Test durchzuführen.
Tabelle I
AusgangsHiaterial Cg)
Glyciäyl-
ester
Dicarbonsäure-Verbindung
Vernetzungsxnittel
Dxhydroxyalkohol
CeI-lungstemp. fraktion
Beisp. 1
Beisp. 2
Beisp. 3
Beisp. 4
Beisp. 5
Beisp. 6
Beisp. 7
Beisp. 8
Vgl.
Beisp. 1
VgI.-Beisp. 2
VgI.-Beisp. 3
Bezugsbeisp.1 (375)
Bezugsbeisp.2 (375)
Bezugsbeisp.1 (450)
Bezugsbeisp.3 (260)
Bezugsbeisp.4 (330)
Bezugsbeisp.1 (542)
Bezugsbeisp.2 (374)
Bezugsbeisp.1 (550)
Bezugsbeisp.1 (375)
Bezugsbeisp.1 (542)
Bezugsbeisp.1 (358)
Phthalsäureanhydrid (148)
Eexahydrophthalsäureanhydrid (166)
Isophthalsäure (166)
Isophthalsäure (166,5)
Terephthalsäure (166)
Terephthalsäure (340)
Isophthalsäure (11,5)
Terephthalsäure (380)
Phthalsäureanhydrid (148)
Isophthalsäure (340)
Isophthalsäure (415)
Bezugsbeisp. 5 (7,1)
Bezugsbeisp. 5 (8,5)
Trimellithsäureanhydrid (26,4)
Glycerin (20,0)
flüssiges Epoxyharz van Bisphenol A-Typ (26,5) -
Trinellithsäureanhydrid (10)
flüssiges Epoxyharz vom Bisphenol A-Typ (26,8)
Bezugsbeisp. 5 (4,2)
Bezugsbeisp. 5 (3.3)
Triethylenglykol (145)
Bisphenol A
(196)
1,4-Butandiol
(120)
Triethylenglykol (145)
Glycerin (105)
73 58 66 62
65 79
53 79
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Zusätzlich zu den in den Beispielen verwendeten Komponenten können in den oben angegebenen Beispielen auch andere Komponenten, wie sie in der Beschreibung erwähnt sind,
verwendet werden, wobei praktisch die gleichen Ergebnisse
5 erzielt werden.
10 15 20 25

Claims (2)

  1. Anmelder: Arakawa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha 21, Hirano-machi 1-chome, Higashi-ku, Osaka-shi, Japan
    Patentansprüche
    1„ TonerZusammensetzung für die Elektrophotographie, gekennzeichnet , durch ein Harzbindemittel und ein Färbemittel, wobei es sich bei dem Harzbindemittel um eine polymere Rosin-Verbindung mit einer Glasumwandlungstemperatur von 30 bis 1000C und einer GeIfraktion von 1 bis 99 % in Xylol handelt, die hergestellt worden ist. durch Umsetzung von
    a) einem Glycidylester von Rosin (Kolophonium bzw. Terpentinharz) ,
    b) einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbonsäureanhydrid und
    c) mindestens einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe polyfunktionelle Epoxyverbindung, polybasische Säure mit einer Valenz von nicht weniger als 3 und ihr Anhydrid sowie Polyhydroxyalkohol mit einer Valenz
    25 von nicht weniger als 3.
  2. 2. Tonerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere Rosin-Verbindung hergestellt worden ist durch Umsetzung von
    a) einem Glycidylester von Rosin (Kolophonium bzw. Terpentinharz) ,
    b) einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbonsäureanhydrid,
    c) mindestens einem Vernetzungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe polyfunktionelle Epoxyverbindung, polybasische Säure mit einer Valenz von nicht weniger als 3 und ihr Anhydrid sowie Polyhydroxyalkohol mit einer Valenz von nicht weniger als 3, und
    d) einem Dihydroxyalkohol.
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