DE3808448C2

DE3808448C2 -

Info

Publication number: DE3808448C2
Application number: DE3808448A
Authority: DE
Inventors: Masafumi Uchida; Hiroyuki Takagiwa; Satoru Hachioji Tokio/Tokyo Jp Ikeuchi; Hideyo Nishikawa; Shingo Tanaka; Kuniyasu Wakayama Jp Kawabe
Original assignee: Kao Corp; Konica Minolta Inc
Current assignee: Kao Corp; Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1992-07-16
Also published as: US4863824A; JPH0786701B2; DE3808448A1; JPS63225246A

Description

Die Erfindung betrifft einen Toner zur Verwendung bei der Entwicklung von bei der Durchführung der verschiedensten elektrostatografischen Verfahren (z. B. elektrofoto grafischen Verfahren, elektrostatischen Druck- und Auf zeichnungsverfahren und dgl.) erzeugten latenten elektrostatischen Bildern.

Ein elektrofotografisches Verfahren ist ein Beispiel für eine Anwendungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Toners. Bei der Durchführung eines solchen elektrofotografischen Verfahrens wird auf einem elektrofotografischen Aufzeich nungsmaterial durch Aufladen und Belichten ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Dieses wird dann mit farbigen Tonerteilchen entwickelt. Das hierbei gebildete Tonerbild wird schließlich auf ein Bildempfangsblatt über tragen und dort wärme- oder druckfixiert, um eine Bild kopie herzustellen.

Von den verschiedenen Fixierverfahren für das Tonerbild wird die Fixierung mit Hilfe einer Heizwalze bevorzugt. Bei diesem Verfahren wird ein das Tonerbild tragendes Bildempfangsblatt, z. B. ein Blatt Papier, in Berührung mit einer Heizwalze transportiert, wobei das Tonerbild auf dem Papier fixiert wird. Dieses Fixierverfahren ist sowohl sicher als auch infolge geringen Wärmeverlusts energiesparend; nachteilig an diesem Fixierverfahren ist jedoch, daß zum Fixieren des Tonerbildes durch eine Passage zwischen Heizwalzen die aufgeschmolzenen Tonerteilchen mit der Walzenoberfläche in Berührung gelangen müssen. Dies führt dann zum unerwünschten Auftreten von "Geisterbildern", indem nämlich ein Teil der aufgeschmolzenen Tonerteilchen auf die Walzenoberfläche übertragen und von dieser durch das nächst folgende Bildempfangsblatt übernommen wird. Die folgende oder nächste Bildkopie wird dadurch verschmutzt bzw. zeigt Schatten- oder Geisterbilder (des vorherigen Bildes).

Es besteht ein stetiger Bedarf nach Erhöhung der Betriebs geschwindigkeit von Kopiergeräten und einer Verminderung ihrer Größe. Damit einhergehend besteht ein erheblicher Bedarf nach Tonern, die - in Form von Tonerbildern - bei niedrigeren Temperaturen fixiert werden können als dies bis her möglich war. Wenn mit einem Hochgeschwindigkeitskopier gerät eine Reihe von Kopierzyklen durchgeführt wird, wird die durch die Heizwalze erzeugte Wärme in erheblichem Maße zu dem Bildempfangsblatt abgeleitet, so daß die Wärmezufuhr unzureichend wird. Dadurch kommt es häufig zu einer schlechten Fixierung des Tonerbildes infolge Senken der Temperatur der Heizwalze.

Bei kleindimensionierten Kopiergeräten muß die Kapazität der Heizeinrichtung zum Beheizen der Walze vermindert werden, um einer Energieeinsparung Rechnung tragen und das Gerät kompakt gestalten zu können. Heizeinrichtungen geringerer Kapazität benötigen jedoch zu lange, um die Walze aufzu heizen, oder sie vermögen keine ausreichende Wärmemenge zu einem kontinuierlichen Kopieren zur Verfügung zu stellen. Auch dadurch kann es häufig zu einer schlechten Fixierung des Tonerbildes infolge sinkender Temperatur der Walze kommen.

Folglich müssen für elektrofotografische Zwecke geeignete Toner den folgenden zwei Grunderfordernissen genügen:

1. Sie müssen beständiger gegen das "Geisterbildphänomen" sein und
2. sie müssen sich - in Form von Tonerbildern - bei niedrigen Temperaturen wirksam fixieren lassen.

Zur Fixierung von Tonerbildern bei niedrigeren Temperaturen ohne Beeinträchtigung der Geisterbildbeständigkeit bediente man sich folgender Maßnahmen:

1. Als Harzbestandteil des Toners wird ein nicht-linearer Polyester aus Polyestereinheiten (Alkohol- und/oder Carbonsäureeinheiten), einschließlich von drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten, verwendet. Der Gehalt der be treffenden Polyester an solchen drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten wird in bezug auf sämtliche vorhandenen Polyestereinheiten niedrig gehalten. Zusätzlich ist in die Seitenkette eine Carbonsäure mit Alkenyl- oder Alkylgruppe eingebaut (vgl. JP-OS 109825/1982, JP-OS 109539/1984 und JP-OS 7960/1984).
2. Als Harzbestandteil des Toners wird ein nicht-linearer Polyester aus Polyestereinheiten, einschließlich von drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten, verwendet. Der Gehalt an den betreffenden drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten in bezug auf sämtliche vorhandenen Polyestereinheiten wird auch bei diesen Polyestern niedrig gehalten. In das "Rückgrat" des Polyesters ist eine langkettige aliphatische Kohlen wasserstoffgruppe eingebaut (vgl. JP-OS 216244/1985 und 217995/1985).

Nachteilig an diesen Maßnahmen ist, daß beim Vermahlen eines Gemisches der Ausgangsmaterialien für den Toner zu Teilchen bei Raumtemperatur die Teilchen zum Verklumpen oder Zusammenbacken neigen, so daß sich der folgende Mahl vorgang nicht mehr ohne Schwierigkeiten zur Herstellung von Tonerteilchen einer gewünschten Größe durchführen läßt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Produktionsrate und zu höheren Kosten.

Zur Erleichterung des Mahlvorgangs kann zwar das Molekular gewicht des Tonerharzes gesenkt werden, dies führt jedoch zu einer Beeinträchtigung der Geisterbildbeständigkeit. Ein idealer Toner sollte gute Antiblockiereigenschaften aufweisen, d. h. bei Gebrauch oder bei der Lagerung ein stabiles klumpenfreies Pulver bilden. Wenn jedoch das Molekulargewicht eines Tonerharzes erniedrigt wird, sinkt auch seine Einfriertemperatur so weit, daß die gebildeten Tonerteilchen in hohem Maße zu einer Verklumpung bzw. zum Zusammenballen neigen, d. h. die betreffenden Tonerteilchen erhalten schlechte Antiblockiereigenschaften.

Der Erfindung lag folglich die Aufgabe zugrunde, einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder zu schaffen, der in hohem Maße gegen eine Geisterbildent wicklung über Heizwalzen beständig ist, ohne weiteres bei niedrigen Temperaturen fixiert werden kann, ausreichend gute Mahleigenschaften aufweist, um übliche Maßnahmen zur Tonerherstellung durchführen zu können, und in hohem Maße blockierbeständig ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.

Die in einem erfindungsgemäßen Toner enthaltenen beiden Polyesterarten verleihen dem Toner in synergistischer Weise die gewünschten Eigenschaften, d. h. eine geringe Neigung, über Heizwalzen "Geisterbilder" entstehen zu lassen, eine leichte Fixierbarkeit der damit hergestellten Tonerbilder bei niedrigen Temperaturen, gute Mahleigenschaften und ausgezeichnete Antiblockiereigenschaften.

Der in einem erfindungsgemäßen Toner verwendete erste Polyester bzw. Polyester A ist ein nicht-linearer Polyester niedrigen Gehalts an drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten und relativ hohen Molekulargewichts. Aufgrund dieser Eigenschaften besitzt der Polyester A von Hause aus eine hohe Geisterbildbeständigkeit, eine leichte Fixier barkeit bei niedrigen Temperaturen und gute Antiblockier eigenschaften. Allerdings sind die Mahleigenschaften dieses Polyesters schlecht.

Der zweite Polyester bzw. Polyester B ist ein nicht linearer Polyester niedrigen Gehalts an drei- oder höher wertigen Polyestereinheiten und relativ niedrigen Molekulargewichts. Aufgrund dieser Eigenschaften gewährleistet der Polyester B eine Tonerbildfixierung bei niedriger Temperatur und gute Mahleigenschaften. Andererseits besitzt der Polyester B eine schlechte Geisterbildbeständigkeit und schlechte Antiblockiereigenschaften.

Werden folglich die Polyester A und B getrennt voneinander eingesetzt, kommen die ihnen eigenen Nachteile im Endprodukt voll zur Geltung. Werden jedoch erfindungsgemäß die Poly esterarten A und B miteinander kombiniert, verbreitert sich offensichtlich die Molekulargewichtsverteilung. Dies führt dazu, daß der erste Polyester bzw. Polyester A mit dem höheren Molekulargewicht in das Endprodukt seine ver besserte Geisterbildbeständigkeit, die leichte Tonerbild fixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen und seine guten Antiblockiereigenschaften einbringt. Die zweite Polyesterart B mit dem niedrigeren Molekulargewicht sorgt dagegen in dem Endprodukt für eine gute Vermahlbarkeit und für eine leichte Tonerbildfixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen. Insgesamt betrachtet, führt die Kombination von Polyester A mit Polyester B zu einer merklichen Verbesserung der Vermahlbarkeit und Leichtigkeit einer Tonerbildfixierung bei niedrigen Temperaturen ohne Beeinträchtigung der Geisterbildbeständigkeit oder Antiblockiereigenschaften. Ein erfindungsgemäßer Toner mit diesen verbesserten Eigenschaften läßt sich ohne Schwierigkeiten nach Standard mahlverfahren herstellen.

Ein erfindungsgemäßer Toner zum Entwickeln latenter elektro statischer Bilder enthält als wesentliche Komponente den ersten Poly ester bzw. Polyester A und den zweiten Polyester bzw. Polyester B jeweils der im Patentanspruch angegebenen Zusammensetzung und Erweichungspunktbereiche, deren Erweichungspunkte (Tsp) sich voneinander um mindestens 10°C unterscheiden.

Wenn der Gehalt an den drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten in den Polyestern A und B gleich oder höher als 15 Mol-% sämtlicher vorhandener Polyestereinheiten ist, verschlechtert sich die Fixierbarkeit des Tonerbildes. Wenn der Gehalt an den betreffenden Polyestereinheiten unter 0,05 Mol-% sämtlicher in den Polyestern vorhandener Polyestereinheiten liegt, besitzt der Toner insgesamt eine unerwünscht schlechte Geisterbildbeständig keit.

Ist der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters A höher als 160°C, verschlechtern sich die Tonerbildfixierbarkeit und die Mahlbarkeit. Wenn andererseits der Erweichungspunkt des Polyesters A unter 120°C liegt, besitzt der Toner ins gesamt keine ausreichende Geisterbildbeständigkeit.

Ist der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters B gleich oder höher als 120°C, wird die Mahlbarkeit des Gemischs der Ausgangsmaterialien beeinträchtigt. Wenn andererseits der Erweichungspunkt des Polyesters B unter 80°C liegt, ver schlechtert sich die Geisterbildbeständigkeit des Toners ins gesamt.

Wenn der Unterschied zwischen den Erweichungspunkten der Polyester A und B weniger als 10°C beträgt, kommen die gewünschten Eigenschaften der Polyester nicht voll zur Geltung, d. h. der fertige Toner läßt zumindest in einer der Eigenschaften "Geisterbildbeständigkeit, Tonerbild fixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen, Mahlbarkeit und Antiblockiereigenschaften" zu wünschen übrig.

Der Polyester A enthält vorzugsweise 0 bis 25 Gew.-% an Chloroformunlöslichem. Der Polyester B enthält vorzugs weise 0 bis weniger als 5 Gew.-% an Chloroformunlöslichem. Wenn der Gehalt an Chloroformunlöslichem des Polyesters A 25 Gew.-% übersteigt, kann manchmal die Tonerbildfixier barkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigt sein. Wenn der Gehalt an Chloroformunlöslichem des Polyesters B 5 Gew.-% oder mehr beträgt, kann manchmal die Mahlbarkeit des Gemisches der Ausgangsmaterialien schlechter werden.

Das Gewichtsverhältnis von Polyester A/Polyester B in einem erfindungsgemäßen Toner beträgt zweckmäßigerweise 90/10 bis 30/70, vorzugsweise 80/20 bis 40/60. Ist zu viel Poly ester A vorhanden, verschlechtert sich die Mahlbarkeit des Gemisches der Ausgangsmaterialien. Ist dagegen zu wenig Polyester A vorhanden, neigt der fertige Toner zur Abbildung von Geisterbildern und zur Verklumpung.

Vorzugsweise bestehen die Polyester A und B aus Einheiten einer Diolkomponente der folgenden allgemeinen Formel:

worin R für eine Ethylen- oder Propylengruppe steht und x und y jeweils eine ganze Zahl bei einer Durchschnittssumme x+y von 2 bis 7 darstellen.

Wenn eine solche Diolkomponente als "Baustein" (der Polyester) vorhanden ist, erhält der fertige Toner noch bessere Eigenschaften bezüglich Geisterbildbeständigkeit, Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur und Anti blockiereigenschaften.

Der Polyester A besitzt vorzugsweise eine Einfriertemperatur (Tg) im Bereich von 45 bis 85°C. Bei Auswahl einer Verbindung mit einer Einfriertemperatur innerhalb dieses Bereichs lassen sich die Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Antiblockiereigenschaften des Toners noch weiter verbessern. Wenn die Einfriertemperatur des Polyesters A 85°C übersteigt, kann manchmal die Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigt werden. Wenn andererseits die Einfriertemperatur des Polyesters A unter 45°C liegt, kann der fertige Toner manchmal schlechtere Antiblockier eigenschaften erhalten.

Der Polyester B besitzt vorzugsweise eine Einfriertemperatur (Tg) von 40 bis 80°C. Durch Wahl einer Verbindung mit einer Einfriertemperatur innerhalb dieses Bereichs lassen sich die Tonerbildfixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen und die Antiblockiereigenschaften des fertigen Toners noch weiter verbessern. Wenn die Einfriertemperatur des Polyesters B 80°C übersteigt, kann manchmal die Tonerbild fixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen beeinträchtigt werden. Wenn andererseits die Einfriertemperatur des Polyesters B unter 40°C liegt, kann der fertige Toner manchmal schlechte Antiblockiereigenschaften erhalten.

Zur Herstellung der Polyester A und B für einen erfin dungsgemäßen Toner eignen sich neben anderen Bausteinen oder Lieferanten für die betreffenden Polyestereinheiten ins besondere:

(a) Zweiwertige Alkohole und zweiwertige Carbon säuren, die als "Baueinheit" des "Polyester rückgrats" dienen.
(b) Drei- oder höherwertige Alkohole und/oder drei- oder höherwertige Carbonsäuren, die dafür sorgen, daß der Polyester nicht-linear, verzweigt oder vernetzt wird.

Beispiele für die zweiwertigen Alkohole (a) sind:
veretherte Bisphenole, Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butendiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Dipropylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol, Bisphenol A und hydriertes Bisphenol A.

Von den genannten Alkoholen werden veretherte Bisphenole bevorzugt. Beispiele hierfür sind Polyoxypropylen- (2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen- (3.3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen (2.0)- 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(2.0)-poly oxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Poly oxypropylen(6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan.

Beispiele für zweiwertige Carbonsäuren (a) sind:
Malein-, Fumar-, Citracon-, Itacon-, Glutacon-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Bernstein-, Adipin-, Sebacin-, Azelain-, Malon-, n-Dodecenylbernstein-, Isodecenyl bernstein-, n-Dodecylbernstein-, Isodecylbernstein-, n-Octenylbernstein- und n-Octylbernsteinsäure sowie deren Anhydride und Niedrigalkylester.

Beispiele für dreiwertige oder höherwertige Alkohole (b) sind: Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, 1,2,4- Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol, Trimethylolethan, Tri methylolpropan und 1,3,5-Trihydroxymethylbenzol.

Beispiele für drei- oder höherwertige Carbonsäuren (b) sind: 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl- 2-methylencarboxypropan, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Pyromellitsäure, trimere Säuren sowie deren Anhydride und Niedrigalkylester.

Bei der Synthese der Polyester A und B wird in das Polyester rückgrat (Hauptkette) und/oder in die Polyesterseitenketten vorzugsweise eine langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffeinheit eingeführt, und zu diesem Zweck werden zwei- oder höherwertige Alkohole mit dieser langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffeinheit oder zwei- oder höherwertigen Carbonsäuren mit dieser langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffeinheit verwendet. Der Ausdruck "langkettig" für die langkettige aliphatische Kohlenwasserstoff einheit bedeutete eine gerade Kette mit drei, vorzugsweise mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen. Zur Gewährleistung einer Tonerbildfixierbarkeit bei niedrigen Temperaturen wird eine lange Kette mit 5 bis 22 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Der (Die) zwei- oder höherwertige Alkohol oder Carbonsäure mit der langkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffeinheit im kettenförmigen Rückgrat wird vorzugsweise in einer solchen Menge eingesetzt, daß die langkettige aliphatische Kohlenwasserstoffeinheit im kettenförmigen Rückgrat des nicht-linearen Polyesters in einer Menge von 1 bis 60, vor zugsweise 5 bis 50 Mol-% der Baueinheiten des kettenförmigen Rückgrats enthalten sind. Der (Die) zwei- oder höherwertige Alkohol oder Carbonsäure mit der langkettigen ali phatischen Kohlenwasserstoffeinheit in Seitenketten wird zweckmäßigerweise in einer Menge von 1 bis 50, vorzugsweise von 10 bis 30 Mol-% sämtlicher vorhandener Polyestereinheiten einge setzt.

Bei der Synthese der Polyester A und B können auch Polyestereinheiten eingeführt werden, die in dem kettenförmigen Polyesterrück grat eine ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffeinheit bereitstellen.

Der Erweichungspunkt (Tsp) und die Einfriertemperatur (Tg) werden wie folgt bestimmt:

Erweichungspunkt (Tsp)

Bei einem handelsüblichen Fließtestgerät wird eine Probe von 1 cm³ aufgeschmolzen und durch eine Werkzeugöffnung (Durchmesser 1 mm) unter einem Druck von 1962 kPh bei einer Temperaturerhöhung von 6°C/min fließen gelassen. Die Temperatur entsprechend der Hälfte der Höhe vom Fließausgangspunkt zum Fließendpunkt in einer Fließkurve ist als Erweichungspunkt (Tsp) der Probe definiert.

Einfriertemperatur (Tg)

Unter Verwendung eines Abtastkalorimeters wird eine Probe auf 100°C erwärmt, 3 min lang bei dieser Temperatur belassen und danach mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach wird die Probe mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min erwärmt. Die Temperatur an einem Punkt, an welchem eine Verlängerung der Grundlinie unter der Einfriertemperatur die steilste Berührungslinie zwischen dem Anstiegpunkt des Peaks und der Peakspitze schneidet, ist als Einfriertemperatur (Tg) der Probe definiert.

Unter dem Ausdruck "Chloroformunlösliches" ist derjenige Teil einer Probenlösung in Chloroform zu verstehen, der auf Filterpapier zurückgehalten wird. Die Menge an Chloroform unlöslichem wird wie folgt bestimmt:
Eine feinpulverisierte Probe wird durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,417 mm gesiebt. 5,00 g des erhaltenen Pulvers werden zusammen mit 5,00 g eines handels üblichen Filtrationshilfsmittels in einen 150 ml fassenden Behälter gefüllt, worauf in den Behälter 100 g Chloroform gegossen werden. Danach wird der Behälter auf einem Kugelmühltisch 5 h oder länger rotieren gelassen, bis die Probe in dem Chloroform vollständig gelöst ist. Danach wird in eine Druckfiltrationsvorrichtung ein Rundfilter Nr. 2 eines Durchmessers von 7 cm eingesetzt. Nach dem Auftrag einer gleichmäßigen Schicht von 5,00 g des handelsüblichen Filtrationshilfsmittels wird eine geringe Menge Chloroform daraufgegossen, um das Filterpapier in enge Berührung mit dem Filter zu bringen. Danach wird der Behälterinhalt auf das Filter gegossen. Der Behälter wird gründlich mit 100 ml Chloroform nachgewaschen, worauf der Behälterinhalt erneut auf das Filter gegossen wird, so daß nichts an der Behälterwand hängenbleibt. Schließlich wird der Filterver schluß geschlossen und die Filtration unter einem Druck von nicht mehr als 392,4 kPa durchgeführt. Wenn kein Chloroform mehr austritt, werden weitere 100 ml Chloroform zugesetzt, um das Filterpapier vollständig auszuwaschen. Danach wird ein weiterer Druckfiltrationszyklus begonnen. Nach diesen Maßnahmen werden das Filterpapier, der Rückstand und das Filtrationshilfsmittel auf eine Aluminiumfolie geschüttet. Diese wird dann in einen Vakuumtrockner über führt und darin 10 h lang bei einer Temperatur von 80-100°C unter einem Druck von 13 300 kPa getrocknet. Nach Ermitteln des Gesamtgewichts a (g) des erhaltenen Fest stoffs wird der Gehalt an Chloroformunlöslichem x (in Gewichtsprozent) aus folgender Gleichung ermittelt.

Das Chloroformunlösliche, dessen Menge in der geschilderten Weise ermittelt wird, entspricht der in dem Polyester vor handenen hochmolekularen oder vernetzten polymeren Kompo nente.

Neben den die wesentlichen Bestandteile bildenden Polyestern A und B enthält ein erfindungsgemäßer Toner auch noch ein Färbemittel und sonstige beliebige übliche Zusätze. Erfor derlichenfalls kann der Toner selbstverständlich auch noch andere Harze enthalten.

Neben den Färbemitteln enthalten erfindungsgemäße Toner vorzugsweise auch noch niedrigmolekulare Polyolefine zuge setzt. Von Vorteil ist die Mitverwendung niedrigmolekularen Polyethylens und Polypropylens. Besonders bevorzugt werden niedrigmolekulare Polyolefine mit Erweichungspunkten im Bereich von 70 bis 150°C, vorzugsweise 120 bis 150°C (ermittelt nach der in der Japanischen Industriestandard vorschrift JIS 2531-1960 beschriebenen Kugel- und Ring methode). Bei Mitverwendung solcher niedrigmolekularer Polyolefine lassen sich die Mahlbarkeit und Geisterbildbeständigkeit des Toners noch weiter verbessern.

Beispiele für verwendbare Färbemittel sind Ruß (C.I.-Nr. 77266), Nigrosinfarbstoff (C.I.-Nr. 50415B), Anilinblau (C.I.-Nr. 50405), Charcoilblau (C.I.-Nr. Azoic Blue 3), Chromgelb (C.I.-Nr. 14090), Ultramarinblau (C.I.-Nr. 77103), Du Pont-Öl Rot (C.I.-Nr. 26105), Chinolingelb (C.I.-Nr. 47005), Methylenblauchlorid (C.I.-Nr. 52015), Phthalocyaninblau (C.I.-Nr. 74160), Malachitgrünoxalat (C.I.-Nr. 42000), Lampenruß (C.I.-Nr. 77266) und Rose Bengale (C.I.-Nr. 45435) sowie Mischungen derselben. Diese Färbemittel werden pro 100 Gewichtsteile Toner üblicherweise in einer Menge von etwa 1 bis 20 Gewichtsteil(en) zum Einsatz ge bracht.

Wird ein magnetischer Toner gewünscht, wird dem Toner ein magnetisches Material einverleibt. Beispiele für verwendbare magnetische Materialien sind Ferrit, Magnetit und sonstige Verbindungen mit ferromagnetischen Metallen, z. B. Eisen, Kobalt und Nickel sowie Legierungen derselben, ferner Legierungen ohne ferromagnetisches Element, die jedoch bei geeigneter Wärmebehandlung ferromagnetisch werden, z. B. Heusler-Legierungen mit Mangan und Kupfer (bei spielsweise Mn-Cu-Al und Mn-Cu-Sn), Chromdioxid und dgl. Diese magnetischen Materialien werden in dem Toner in Form feiner Teilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen 0,1 und 1 µm in einer Menge von 20 bis 70, vorzugsweise von 25 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Toner gleichmäßig dispergiert.

Ein erfindungsgemäßer Toner läßt sich beispielsweise wie folgt herstellen: Die zwei wesentlichen Bestandteile, d. h. die Polyester A und B, sowie gegebenenfalls weitere Harze, Färbemittel und sonstige geeignete Zusätze werden vorgemischt, worauf die erhaltene Mischung in aufgeschmolzenem Zustand durchgeknetet wird. Nach dem Abkühlen wird das Knetgemisch zu feinen Teilchen, und zwar erst gröberen und dann feineren, vermahlen und schließlich in der gewünschten Teilchengröße klassifiziert.

Die erfindungsgemäßen Toner können mit einem Träger zur Herstellung von Zweikomponentenentwicklern kombiniert werden. Andererseits kann dem Toner zur Herstellung eines Ein komponentenentwicklers auch ein magnetisches Material ein verleibt werden.

Im folgenden wird zunächst die Herstellung verschiedener Polyester erläutert:
Ein 2 l fassender, mit einem Thermometer, einem Rührer aus rostfreiem Stahl, einem Stickstoffeinlaßrohr und einem Tropf kühler ausgestatteter Vierhalskolben wird mit den in der folgenden Tabelle I aufgeführten Ausgangsmaterialien be schickt. Danach wird der Kolben in einen Heizmantel eingesetzt. Der Kolbeninhalt wird unter Rühren bei 200°C unter Stickstoffatmosphäre reagieren gelassen. Das Fortschreiten der Umsetzung wird durch Messen der Säurezahl überwacht. Zu einem Zeitpunkt, an welchem die vorgegebene Säurezahl erreicht ist, wird die Reaktion abgebrochen und das Reak tionsprodukt auf Raumtemperatur abgekühlt. Hierbei erhält man Polyesterproben in Form fahlgelber Feststoffe.

Die Eigenschaften der erhaltenen Polyesterproben finden sich in Tabelle II.

Tabelle II

Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen werden 100 Gewichtsteile Poly ester-Kombinationen (die Bezeichnungen und Mengen der Einzelkomponenten sind in Tabelle III angegeben), 10 Gewichtsteile handelsüblicher Ruß (C.I.-Nr. 77262) und 5 Gewichtsteile eines handelsüblichen niedermolekularen Polypropylens eines Tsp von 130°C vorgemischt und üblichen Tonerherstellungsmaßnahmen (Aufschmelzen, Verkneten, Kühlen, Vermahlen und Klassifizieren) unter worfen. Hierbei erhält man Toner einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 µm.

Beim Vermahlen werden die während des Durchknetens gebildeten Klumpen oder Aggregate durch ein Siebsystem mit Sieben einer lichten Weite von etwa 2 mm bzw. etwa 1 mm gesiebt. Die durch das Sieb der lichten Weite von etwa 2 mm hindurch fallenden und von einem Sieb mit einer lichten Weite von etwa 1 mm zurückgehaltenen Teilchen werden mittels einer Strahlmühle feinvermahlen.

Wertung 1. Vermahlbarkeit

Die Vermahlbarkeit der Tonerproben wird als beim Vermahlen mit einer Mahlgeschwindigkeit von 100 g/min erreichte durchschnittliche Teilchengröße ermittelt. Die Bewertung ist folgende: "○"=durchschnittlicher Durchmesser von weniger als 10 µm; "×"=durchschnittlicher Durchmesser 10 µm oder mehr.

2. Mindestfixiertemperatur

Durch Kombinieren einer Heizwalze mit einer Polytetra fluorethylenoberflächenbeschichtung und einer Andruckwalze mit einem Kern aus einem handelsüblichen Silikonkautschuk und einer darauf befindlichen Polytetrafluorethylenhülse wird eine Aufschmelzvorrichtung vom Heizwalzentyp bereitgestellt.

Mit jeder Tonerprobe hergestellte Tonerbilder werden bei einer Temperatur von 10°C und einer relativen Feuchtigkeit von 20% auf ein Empfangsblatt (64 g/m²) übertragen und fixiert. Hierbei arbeitet die Fixiervorrichtung mit einer Lineargeschwindigkeit von 200 mm/s. Die Temperatur der Heizwalze wird schrittweise von 250°C erniedrigt.

Die mit den verschiedenen Tonerproben hergestellten fixierten Tonerbilder werden nach der Kim-Wisch-Methode abgerubbelt. Die niedrigste Temperatur der Heizwalze, bei der ein fixiertes Tonerbild mit akzeptabler Abriebbe ständigkeit entsteht, wird als Index für die Minimum- Fixiertemperatur gewählt. Die verwendete Aufschmelzvorrichtung vom Heizwalzentyp besitzt keine Einrichtung zur Zufuhr von Silikonöl.

3. Temperatur (der Heizwalze), bei der Geisterbilder entstehen

Entsprechend dem beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Minimum-Fixiertemperatur werden mit Hilfe der beschriebenen Aufschmelzvorrichtung vom Heizwalzentyp Toner bilder übertragen und fixiert. Danach wird durch dieselbe Aufschmelzvorrichtung unter denselben Bedingungen ein weißes Bildempfangsblatt laufengelassen. Durch visuelle Prüfung wird ermittelt, ob und inwieweit das Bildempfangsblatt bei stufenweise sinkender Temperatur der Heizwalze mit Tonerteilchen verschmutzt ist. Die niedrigste Temperatur der Heizwalze, bei der eine Verschmutzung des Bildempfangs blatts mit Tonerteilchen erfolgt, wird als Index für die Temperatur, bei der Geisterbilder entstehen, definiert.

Die Ergebnisse der drei Bestimmungen sind in Tabelle III zusammengefaßt. Die Tonerproben Nr. 1 bis 9 werden 2 h lang bei 55°C und einer relativen Feuchtigkeit von 26% liegen gelassen. Ihre Antiblockierungseigenschaften werden ermittelt, indem sie daraufhin geprüft werden, ob eine Verklumpung oder ein Verbacken von Tonerteilchen stattgefunden hat.

Da bei keiner der erfindungsgemäßen Tonerproben Klumpen von Tonerteilchen gebildet wurden, zeigt dies, daß sie eine hohe Blockierbeständigkeit aufweisen.

Die Ergebnisse der Tabelle III zeigen, daß die erfindungsgemäßen Toner-Proben Nr. 1 bis 9 sämtlichen Anforderungen bezüglich Geisterbildbeständigkeit, Leichtigkeit einer Tonerbildfixierung bei niedriger Temperatur, guter Vermahlbarkeit und guter Antiblockiereigenschaften genügen. Folglich lassen sich die erfindungsgemäßen Toner mit den geschilderten ausgezeichneten Eigenschaften in höchst wirksamer Weise nach üblichen Vermahltechniken herstellen.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 1 zeigt eine schlechte Vermahl barkeit und Geisterbildbeständigkeit. Dies ist darauf zurück zuführen, daß der Polyester A keine drei- oder höherwertigen Polyestereinheiten enthält.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 2 zeigt eine schlechte Toner bildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur, da bei der Her stellung des Polyesters A zu große Mengen an drei- oder höherwertigen Polyesterbausteine eingesetzt wurden.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 3 zeigt eine schlechte Vermahl barkeit und Geisterbildbeständigkeit, da der Polyester B ohne Mitverwendung drei- oder höherwertiger Polyesterbausteine hergestellt wurde.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 4 zeigt eine schlechte Toner bildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur, da für die Herstellung des Polyesters B zu große Mengen an drei- oder höherwertigen Polyesterbausteinen eingesetzt wurden.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 5 zeigt keine Geisterbildbeständigkeit, da der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters A zu niedrig ist.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 6 zeigt eine schlechte Vermahl barkeit und Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Tempera tur, da der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters A zu hoch ist.

Die Vergleichs-Toner Probe Nr. 7 zeigt keine hohe Geister bildbeständigkeit, da der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters B zu niedrig ist.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 8 zeigt eine schlechte Ver mahlbarkeit und Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur, da der Erweichungspunkt (Tsp) des Polyesters B zu hoch ist.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 9 zeigt eine schlechte Ver mahlbarkeit und Tonerbildfixierbarkeit bei niedriger Temperatur, da sie keinen Polyester B enthält.

Die Vergleichs-Toner-Probe Nr. 10 besitzt keine hohe Geister bildbeständigkeit, da sie keinen Polyester A enthält.

Claims

1. Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder mit einem Färbemittel und zwei verschiedenen Polyestern A und B, deren Erweichungspunkte sich um mindestens 10°C unterscheiden, wobei die Polyester A und B aus zweiwertigen Alkohol- und Dicarbonsäure einheiten und 0,05 bis weniger als 15 Mol-% an Einheiten drei- oder höherwertiger Alkohole und/oder drei- oder höherwertiger Carbonsäuren bestehen und Erweichungspunkte im Bereich von 120°C bis 160°C (Polyester A) und 80°C bis 120°C (Polyester B) aufweisen.

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Polyester A und B 90/10 bis 30/70, vorzugsweise 80/20 bis 40/60, beträgt.

3. Toner nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyester A und B aus Einheiten mit einer Diol komponente der folgenden allgemeinen Formel: worin R für eine Ethylen- oder Propylengruppe steht und x und y jeweils eine ganze Zahl bei einer Durchschnitts summe x+y von 2 bis 7 bedeuten, gebildet sind.

4. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester A eine Einfriertemperatur von 45 bis 85°C und der Polyester B eine Einfriertemperatur von 40 bis 80°C aufweist.

5. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester A 0 bis 25 Gew.-% an Chloroformunlöslichem und der Polyester B 0 bis weniger als 5 Gew.-% an Chloroformunlöslichem enthält.

6. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich ein niedrigmolekulares Polyolefin enthält.

7. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich ein magnetisches Material enthält.