DE3853306T2

DE3853306T2 - Negativ aufladbarer Toner für trockene Elektrophotographie.

Info

Publication number: DE3853306T2
Application number: DE3853306T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nagase; Masao Watanabe
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2008-01-26
Also published as: DE3853306D1; EP0276963A3; EP0276963B1; JPH0812467B2; US4883735A; EP0276963A2; JPS63184762A

Description

Die Erfindung betrifft einen Toner zur Verwendung in der Trockenelektrophotographie, und im besonderen einen negativ aufladbaren Toner nach Anspruch 1 zur Verwendung in der Trockenelektrophotographie um ein latentes elektrostatisches Bild zu einem sichtbaren Bild zu entwickeln.
Toner, welche bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes zu einem sichtbaren Bild in der Trockenelektrophotographie verwendet werden, werden im allgemeinen hergestellt durch vorhergehendes Mischen eines thermoplastischen Harzes, eines Farbstoffes und eines Ladungsregulationsmittels und gegebenenfalls eines magnetischen Pulvers und anderer Additive, durch Schmelzkneten der Mischung, Pulverisieren und Klassizieren der Mischung, um Farbpartikel (als "Tonerpartikel" bezeichnet) mit einem gewünschten Partikeldurchmesser zu formen. Jene Tonerpartikel, welche kein magnetisches Pulver enthalten, werden als Zwei-Komponenten-Toner bezeichnet, und wenn sie vermischt werden und mit einem getrennt zubereiteten magnetischen Pulver verrührt werden, wird eine bestimmte Menge einer positiven oder negativen Ladung auf der Oberfläche der Tonerpartikel aufgebaut, und die aufgeladenen Partikel werden bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet. Jene Tonerpartikel, welche ein in diesem dispergiertes magnetisches Pulver haben, werden als Ein-Komponenten-Toner bezeichnet, und es wird eine positive oder negative Ladung auf der Oberfläche der Tonerpartikel durch Reibung zwischen den Tonerpartikeln selbst oder zwischen den Tonerpartikeln und einer Entwicklungshülle oder dergleichen aufgebaut. Der Ein-Komponenten-Toner wird ebenso bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet.
Die triboelektrisch auf der Oberfläche der Tonerpartikel aufgebaute Ladung sollte entweder eine positive oder eine negative Ladung sein, und zwar je nach Typ eines bei der Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendeten photoelektrischen Leiters, und die Menge der Ladung sollte ausreichend sein, um das latente elektrostatische Bild korrekt zu einem sichtbaren Bild zu entwickeln. Es ist daher gängige Praxis, die Polarität der elektrischen Ladung und die Menge der Ladung auf der Oberfläche der Tonerpartikel zu regulieren, indem man ein Ladungsregulationmittel oder eine elektrisch leitfähige Substanz in einer bei den Tonerpartikeln verwendeten Trägersubstanz dispergiert.
Farbstoffe vom Typ metallhaltiger Komplexsalze waren früher beispielsweise als Ladungsregulationsmittel bekannt, die verwendet wurden, um den Tonerpartikeln eine negative Ladung zu geben, wie dies beispielsweise im US-Patent Nr. 3 411 936 gezeigt wird. Da jedoch diese die negative Ladung regulierenden Mittel eine komplexe Struktur aufweisen und bei der Herstellung und Reinigung aufwendige Arbeitsschritte erforderlich machen, haben sie keine konstante Qualität und weisen Mängel in bezug auf Stabilität und Zuverlässigkeit auf. Dies schafft zahlreiche Probleme bei der Qualitätskontrolle sowie bei der Steuerung der Arbeitsgänge bei der Tonerherstellung. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß diese die negative Ladung regulierenden Mittel leicht dem Zerfall und der Qualitätsverschlechterung durch thermische und mechanische Einwirkungen während der Arbeitsgänge des Schmelzknetens und des Pulverisierens bei der Produktion der Tonerpartikel unterliegen, indem man diese in thermoplastischen Harzen als Träger dispergiert, und folglich besteht die Neigung, daß ihre Fähigkeit, die Ladungen zu regulieren, dadurch vermindert wird. Hieraus ergibt sich eine Neigung zu merklichen Veränderungen bei den Tonereigenschaften unter den Fertigungslosen der erhaltenen Tonerpartikel oder innerhalb eines einzelnen Fertigungsloses.
Da außerdem diese die negative Ladung regulierenden Mittel mit thermoplastischen Harzträgern nur eine geringe Kompatibilität aufweisen und im allgemeinen gefärbt sind, haben Toner, bei deren Herstellung diese verwendet werden, eine geringe Transparenz, so daß sie, wenn sie in einer gewünschten Farbe zur Verwendung beim Farbkopieren gefärbt werden, keine Farbkopien mit brilliantem, klarem Farbton hervorbringen.
Diese die negative Ladung regulierenden Mittel, wie der Farbstoff, sind in der Form dispergierter Partikel in der Trägersubstanz vorhanden. Da jedoch die die Ladung regulierenden Mittel eine geringe Kompatibilität und kein Element haben, welches an die Trägersubstanz gebunden werden kann, können die dispergierten Partikel der Ladungsregulationsmittel, die auf der Oberflächenschicht der Tonerpartikel vorhanden sind, bei Fluidisierungs- und Reibungsvorgängen innerhalb eines Kopiergerätes zum Zeitpunkt des Aufbaus elektrischer Ladungen auf der Oberfläche der Tonerpartikel abfallen, oder bei dem Pulverisierungsschritt während der Herstellung der Tonerpartikel. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß die Ladungsmenge auf den Tonerpartikeln variiert oder die Aufladbarkeit der Tonerpartikel von Partikel zu Partikel variiert. Dieser Nachteil nimmt noch in dem Maß zu, wie sich die Anzahl der Kopiergänge erhöht und damit verlängert sich die Zeit, während der die Tonerpartikel der Fluidisierung und Reibung ausgesetzt sind. Es ist deshalb schwierig, über einen längeren Zeitraum hinweg einen stabilen Ladungszustand beizubehalten.
Die JP-A-61-11756 beschreibt einen elektrophotographischen Toner, der folgendes enthält:
(A) 5-80 Gewichtsteile einer Harzzusammensetzung, die man durch Polymerisation von 97-20 Gewichtsteilen eines polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von 3-80 Ge-5wichtsteilen eines höheren Fettsäureamids mit Schmelzpunkten von 60-150ºC erhielt, und
(B) 95-20 Gewichtsteile eines Polymeren mit hohem Molekulargewicht.
Die JP-A-58-126 545 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Toners, welcher aus magnetischem Pulver und einem fest zu einer einzigen Masse verbundenen organischen Polymeren besteht, wobei das Verfahren die Polymerisation von mindestens einem radikalpolymeris ierbaren V inyl monomer in einem ein dispergiertes Magnetpulver enthaltenden Polymerisationssystem in Gegenwart eines Sulfonsäuremonomeren oder Sulfonatmonomeren umfaßt.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, die vorgenannten Probleme der die negative Ladung regulierenden Mittel zu lösen, wie deren geringe Stabilität und deren geringe Kompatibilität mit der Trägersubstanz, und einen negativ aufladbaren Toner zur Verwendung bei der Trockenelektrophotographie bereitzustellen, welcher eine stabile Aufladbarkeit aufweist, und bei dem das die negative Ladung regulierende Mittel als farblose oder blaßfarbige transparente Partikel in einem Harzträger dispergiert werden können, so daß der Toner auch als ein Farbtoner verwendet werden kann.
Damit wird gemäß dieser Erfindung ein negativ aufladbarer Toner zur Verwendung in der Trockenelektrophotographie bereitgestellt, wobei der Toner folgendes umfaßt:
(A) einen aus mindestens einem Harz bestehenden Harzträger, der aus Copolymeren von Styrol und/oder α-Methylstyrol mit Alkyl(meth)acrylaten gewählt ist,
30 (B) 2 bis 10 Gewichtsteile, pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers, eines Copolymeren, welcher eine Sulfonsäuregruppe enthält, wobei das Copolymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 2000 bis 15000 hat und aus 80 bis 98 Gew.-% sich wiederholender Einheiten aufgebaut ist, welche durch die Formel
dargestellt sind,
wobei R¹ für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht,
und 20 bis 2 Gew.-% sich wiederholender Einheiten, die durch die Formel
dargestellt sind,
und
(C) einen Farbstoff.
Der negativ aufladbare Toner dieser Erfindung umfaßt eine Kombination aus dem Harzträger (A) und dem Copolymeren (B), welcher eine Sulfonsäuregruppe enthält. Das Copolymer (B) verleiht negative Aufladeeigenschaften mit einer ausgezeichneten Beständigkeit und Stabilität des Trägerharzes (A) und kann gleichzeitig als transparente oder blaßfarbige transparente Partikel in dem Harzträger (A) dispergiert werden. Folglich kann der Toner dieser Erfindung auch leicht bei Farbkopien angewandt werden.
Der Begriff "niedrig", wie er in der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen zur Bezeichnung von Gruppen und Verbindungen verwendet wird, bedeutet, daß die so bezeichneten Gruppen oder Verbindungen nicht mehr als 10, vorzugsweise nicht mehr als 5 Kohlenstoffatome, haben.
Die "Alkylgruppe" ist eine lineare, verzweigte oder cyclische, monovalente aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Beispiele für die Alkylgruppe schließen jene mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ein, wie Methyl, Ethyl, n- oder iso-Propyl, n-, sec-, iso- oder tert- Butyl, n-, sec-, iso- oder tert-Amyl, n-, sec-, iso- oder tert-Hexyl, n-, sec-, iso- oder tert- Octyl, n-sec-iso- oder tert-Nonyl, n-, sec-, iso- oder tert-Decan, Cyclohexyl und Cyclopentyl. Von diesen werden niedere Alkylgruppen bevorzugt.
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht ( w) und das zahlenmittlere Molekulargewicht ( n) des Polymeren oder Harzes werden durch Gel-Permeationschromatographie unter Verwendung einer Probe des Polymeren oder Harzes und eines Polystyrol-Standards jeweils in Tetrahydrofuran ermittelt.
Der negativ aufladbare Toner dieser Erfindung wird untenstehend im Detail beschrieben.

(A) Harzträger

Bei der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein aus Copolymeren von Styrol und/oder alpha-Methylstyrol gewähltes Harz mit Alkyl(meth)acrylaten als Harzträger des Toners verwendet. Derartige Copolymere können aus bekannten Harzträgern ausgewählt sein, welche bislang bei trockenelektrophotographischen Tonern verwendet wurden.
Beispiele für die Alkyl(meth)acrylate, welche mit Styrol und/oder alpha-Methylstyrol copolymerisiert werden können, schließen Methyl (meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Amyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl (meth)acrylat und Stearyl(meth)acrylat ein. Diese können allein oder in Kombination mit anderen verwendet werden, Von diesen werden Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat und 2- Ethylhexyl(meth)acrylat bevorzugt.
Das Copolymerisationsverhältnis zwischen Styrol und/oder alpha-Methylstyrol und dem Alkyl(meth)acrylat, als das Gewichtsverhältnis von Styrol und/oder alpha-Methylstyrol zu dem Alkyl(meth)acrylat, beträgt im allgemeinen zwischen 50:50 und 90:10, vorzugsweise zwischen 60:40 und 85:15. Das Copolymer hat vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur (Tg) von circa 50 bis circa 80ºC, insbesondere 50 bis 70ºC. Vorzugsweise liegt das Verhältnis w/ n des Copolymeren im allgemeinen zwischen 2 und 50, insbesondere zwischen 10 und 40.
Das Copolymer kann gegebenenfalls einen kleinen Anteil (vorzugsweise nicht mehr als 3 Gew.-% bezogen auf das Polymergewicht) von Einheiten eines dritten Monomeren enthalten. Das dritte Monomer kann eine Verbindung mit 2 oder mehr copolymerisierbaren ungesättigten Gruppen pro Molekül sein. Beispiele schließen Alkylen oder Di- oder Polyalkylenglycoldi(meth)acrylate wie Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethyleng lycoldi( meth)acrylat, Propylenglycoldi(meth)acrylat und Butandioldi(meth)acrylat: Poly(meth)acrylate von mehrwertigen Alkoholen wie Trimethylolpropantri(meth)acrylat; und Divinylbenzol und Divinylnaphthalin ein. Durch Verwendung dieser dritten Monomere erhält man ein Copolymer, das teilweise eine dreidimensionale vernetzte Struktur aufweist. Es versteht sich, daß das Copolymer von Styrol und/oder α-Methylstyrol und dem Alkyl(meth)acrylat jene einschließt, die teilweise eine dreidimensionale vernetzte Struktur besitzen.

(B) Sulfonsäuregruppen enthaltende Copolymere

Als die negative Ladung regulierendes Mittel, um dem Toner gute negative Aufladungseigenschaften zu verleihen, verwendet die vorliegende Erfindung ein spezifisches, eine Sulfonsäuregruppe enthaltendes Copolymer, das 80 bis 98 Gew,-% sich wiederholender Einheiten umfaßt, die durch die Formel
repräsentiert werden, wobei R&sub1; für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe steht,
und 20 bis 2 Gew.-% sich wiederholender Einheiten, die durch die Formel
repräsentiert.
Dieses Copolymer wird manchmal nachfolgend als das Copolymer (B) bezeichnet.
Die Einheiten der Formel (I) sind von Styrol, alpha-Methylstyrol oder einer Kombination von beiden abgeleitet. Diese Einheiten sind wichtig für die Dispergierung des Copolymeren (B) in dem Harzträger, während das Copolymer eine gute Transparenz beibehält. Wenn der Anteil der Einheiten (I) 98 Gew.-% in dem Copolymeren (B) überschreitet, wird die Kompatibilität des Copolymeren (B) mit dem Harzträger verbessert. Jedoch muß die Menge des Copolymeren (B), der mit dem Harzträger zu vermischen ist, um für die Tonerpartikel erforderliche negative Ladungseigenschaften zu erreichen, erhöht werden, und das Copolymer (B) beeinträchtigt die Fixierbarkeit des Tonerbildes. Wenn der Anteil der Einheiten (I) in dem Copolymeren (B) unter 80 Gew.-% liegt, ist es schwer, die gewünschte Ladungsmenge zu erhalten, und die Tonerpartikel neigen zu einer verminderten Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit.
Die sich wiederholenden Einheiten der Formel (I) können 80 bis 98 Gew.-%, vorzugsweise 87 bis 95 Gew.-%, noch bevorzugter 90 bis 95 Gew.-% des Gesamtgewichts des Copolymeren (B) ausmachen.
Ein Teil der sich wiederholenden Einheiten von Formel (I) kann durch sich wiederholende, von einem Alkyl(meth)acrylat abgeleitete Einheiten mit der Formel
ersetzt werden,
worin R&sub2; für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, und R&sub3; für eine Alkylgruppe, vorzugsweise Methyl, Ethyl, n- oder iso-Propyl, n- oder iso-Butyl, oder 2-Ethylhexyl stehen.
Dies kann die Kompatibilität des Copolymeren (B) mit dem Harzträger weiter erhöhen. Wenn allerdings der Anteil dieser zusätzlichen Einheiten zu groß ist, werden die Transparenz und die Aufladungseigenschaften des Toners eher verschlechtert. Geeigneterweise beträgt daher der Anteil der Einheiten (III) nicht mehr als 20 Gew.- %, vorzugsweise nicht mehr als 15 Gew.-%, noch besser 10 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymeren (B).
Die Einheiten der Formel (II) sind von einer 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure abgeleitet, die per se bekannt ist. Der Anteil der Einheiten (lI) kann 20 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 13 bis 5 Gew.-%, noch besser 10 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Copolymeren (B), betragen.
Das Copolymer (B) kann zum Beispiel durch (a) Copolymerisierung von Styrol und/oder alpha- Methylstyrol und der 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure und soweit erforderlich eines Alkyl(meth)acrylats in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators hergestellt werden, Beispiele für den Polymerisationsinitiator, der bei der Copolymerisationsreaktion verwendet werden kann, schließen Peroxidinitiatoren wie Lauroylperox id, Benzoylperoxid, Di-isopropylperoxydicarbonat und Dimyristylperoxydicarbonat; und Azo-Initiatoren wie Azobisisobutyronitril, Azobisdimethylvaleronitril, Azobis(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril) und 2-Phenylazo(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitril) ein. Vorzugsweise wird der Polymerisationsinitiator normalerweise in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der monomeren Mischung verwendet. Die Polymerisation kann mit jedem beliebigen Verfahren wie der Lösungspolymerisation, der Suspensionspolymerisation und der Massepolymerisation durchgeführt werden. Insbesondere wird jedoch ein Lösungspolymerisations-Verfahren bevorzugt, bei dem die monomere Mischung in einem organischen Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Xylol, Dioxan, Propylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylacetat, Isopropylacetat, Methylethylketon, Diethylketon und Methylisobutylketon oder eine Mischung eines derartigen organischen Lösungsmittels mit einem niederen Alkohol wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol und Butanol.
Das so hergestellte Copolymer (B) sollte ein w im Bereich von 2000 bis 15000 haben. Wenn das w des Copolymeren unter 2000 liegt, ist dessen Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen gering, und seine Aufladbarkeit in einer sehr feuchten Umgebung ist beträchtlich herabgesetzt. Außerdem ist während der Fixierung mit einem Offset zu rechnen. Demgegenüber wird die Kompatibilität des Copolymeren (B) mit dem Harzträger vermindert, wenn dessen w über 15000 liegt. Ferner kommt es zu einer Schleierbildung (fogging), einer Verfärbung des photoempfindlichen Materials und einer schlechten Fixierung, da das Copolymer (B) nicht gleichmäßig in dem Harzträger dispergiert werden kann. Das Copolymer (B) hat vorzugsweise ein Mw von 3000 bis 8000.
Die Schmelzviskosität des Copolymeren (B), welche die Knetbarkeit des Copolymeren (B) mit dem Harzträger und die Fixierbarkeit des erhaltenen Toners beeinträchtigen kann, beträgt vorzugsweise 10³ bis 5 x 10&sup5; Pa s (10 000 bis 5 000 000 Poise), noch besser 5010 bis 2 x 10&sup5; Pa s (50 100 bis 2 000 000 Poise) bei 130ºC. Bei der Herstellung des Toners dieser Erfindung wird das Copolymer (B) in einer Menge von 2 bis 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2 bis 7 Gewichtsteilen, noch besser 2 bis 5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers vermischt, Wenn die Menge des Copolymeren (B) weniger als 2 Gewichtsteile beträgt, ist die erforderliche Menge an negativer Ladung schwer zu erreichen, und die Ladungsmenge schwankt von Partikel zu Partikel. Folglich wird das erhaltene fixierte Bild dunkel, oder es kommt zu einer starken Verfärbung des photoempfindlichen Materials. Auf der anderen Seite weist das Copolymer (B) eine verm inderte Beständigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen und eine verminderte Kompatibilität auf, wenn es größer als 10 Gewichtsteile ist, und es kommt zu solchen Mängeln wie Offset und Verfärbung des photoempfindlichen Materials.

(C) Farbstoff

Der in dem Toner dieser Erfindung verwendete Farbstoff ist nicht ausdrücklich beschränkt, und er kann aus einer Vielzahl von Farbstoffen ausgewählt werden. Beispiele schließen Ruß, Nigrosin-Farbstoff (C. I. Nr. 50415B), Anilinblau (C. I. Nr. 50405), "Chalcoil Oil Blue" (C. I. Nr. 14090), Chromgelb (C. I. Nr. 14090), Ultramarinblau (C. I. Nr, 77103), Du-Pont-Ölrot bzw. Du-Pont-Sudan III (C. I. Nr. 26105), Chinolingelb (C. I. Nr. 47005), Methylenblau-Chlorid (C. I. Nr. 52015), Phtalocyaninblau (C. I. Nr. 74160), Malachitgrünoxalat (C. 1. Nr. 42000), Lampenruß (C. I. Nr. 77266), Diodeosin (C. I. Nr. 45435), und eine Mischung aus diesen, ein. Der Farbstoff wird in einer Menge vermischt, die erforderlich ist, um ein sichtbares Bild mit ausreichender Dichte zu erzeugen. ln der Regel wird er in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2 bis 7 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen des Harzträgers verwendet.

(D) Andere Additive

Zusätzlich zu den drei essentiellen Bestandteilen, d. h. dem Harzträger, dem Copolymeren (B) und dem Farbstoff, kann der Toner dieser Erfindung weiterhin einen Qualitätsverbesserer zur weiteren Verbesserung der Offset-Beständigkeit und gegebenenfalls der Trennbarkeit enthalten. Beispiele sind höhere Fettsäuren, Metallsalze mit höheren Fettsäuren, natürliche oder synthetische Wachse, höhere Fettsäureester oder teilweise verseifte Produkte davon, Alkylenbis-Fettsäureamide, Fluorharze und Siliconharze. Die Menge des Qualitätsverbesserers beträgt im allgemeinen 1 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers.
Um das Toner-Fließvermögen und dessen Ladungsstabilität beizubehalten, kann die Oberfläche der Tonerpartikel mit 1 bis 5 Teilen pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel, von kollodialem Siliziumdioxid, hydrophobem Siliziumdioxid etc. behandelt werden.
Im Fall eines Ein-Komponenten-Toners wird ein magnetisches Pulver mit dem obenstehenden Harzträger, dem Copolymeren (B) und dem Farbstoff und gegebenenfalls anderen Additiven schmelzgeknetet. Beispiele für das verwendete magnetische Pulver sind ferromagnetische Metalle wie Eisen, Cobalt und Nickel, Legierungen dieser Metalle und diese Elemente enthaltende Verbindungen wie Ferrit und Magnetit, und Legierungen, welche keine ferromagnetischen Elemente enthalten, aber ferromagnetisch werden, wenn man sie einer geeigneten Hitzebehandlung unterzieht, wie Heuslersche Legierungen, die Mangan und Kupfer enthalten wie Mangan-Kupfer-Aluminium und Mangan-Kupfer-Zinn, sowie Chromdioxid. Das Magnetpulver wird gleichmäßig in dem Harzträger in der Form von feinem Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 1 um dispergiert. Die Menge des hinzugefügten Magnetpulvers liegt im allgemeinen bei 20 bis 70 Gewichtsteilen, vorzugsweise 40 bis 70 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers.

Herstellung eines Toners

Der Toner dieser Erfindung kann hergestellt werden, indem die in (A) bis (D) aufgeführten Komponenten mit einem Mixer wie einem Henschel-Mixer oder einer Kugelmühle vollständig vermischt, die Mischung mit einem heißen Knetgerät wie einer erhitzten Walze, einer Knetmaschine oder einem Extruder schmelzknetet, die Mischung gekühlt und verfestigt, die festgewordene Mischung mit einer Pulverisiermühle wie einer Hammermühle oder einer Strahlmühle pulverisiert, und die pulverisierte Mischung klassiziert und Tonerpartikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von vorzugsweise 5 bis 20 um entnommen werden.
Alternativ dazu kann der Toner der Erfindung hergestellt werden durch Sprühtrocknen einer organischen Lösungsmittel lösung mit den obenerwähnten Komponenten, welche darin gelöst oder dispergiert sind, oder durch Vermischen der monomeren Mischung, die der Harzträger sein soll, mit den restlichen Komponenten, um eine Emulsion zu bilden, und indem man danach die Emulsion einer Copolymerisation unterzieht.
Der durch diese Erfindung bereitgestellte, negativ aufladbare elektrophotographische Toner hat ausgezeichnete elektrophotographische Eigenschaften, weil er stabile Aufladungseigenschaften hat und dessen Ladungsmenge nur wenig bei sich verändernden Umgebungsbedingungen variiert.
Der Toner dieser Erfindung zeigt Kompatibilität beim Vermischen mit der Trägersubstanz und dem Ladungsregulationsmittel, um ein farbloser oder blaßfarbiger transparenter Zustand erzeugt wird. Zudem kann man durch Verwendung des Toners dieser Erfindung einen Farbtoner mit brilliantem Farbton erhalten. Da man einen transparenten Farbtoner erhalten kann, wird eine ausgezeichnete Reproduzierfähigkeit der Farbe beim Kopieren auf ein transparentes Blatt zur Verwendung bei einem Overhead-Projektor ermöglicht.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung noch näher. Bei diesen Beispielen beziehen sich die Copolymerisations- und Mischverhältnisse der Komponenten auf das Gewicht.

BEISPIEL I

Herstellung eines Harzträgers (A):

Ein 10-Liter-Reaktor, ausgerüstet mit einem Rührer, einem Kühler und einem Thermometer, wurde mit 4000 ml einer wäßrigen Lösung aus Polyvinylalkohol von 1,5 Gew.-% (verseift bis zu einem Grad von 90 %) gefüllt, und eine Mischung aus 1200 g Styrol, 800 g n-Butylmethacrylat, 10 g Ethylenglykoldimethacrylat und 60 g Benzoylperoxid wurde unter Umrühren in den Reaktor gegeben, Die Mischung wurde 2 Stunden lang auf einer Temperatur von 80ºC gehalten, danach 2 Stunden auf 90ºC und schließlich 2 Stunden lang auf 120ºC. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung gekühlt, gespült, entwässert und getrocknet, um so einen Harzträger (A) mit einem w von 185 000, einem w/ n von 17,3 und einer Glasübergangstemperatur von 63ºC zu erhalten.

Herstellung eines Copolymeren (B):

Ein mit einem Rührer, einem Kühler, einem Thermometer und einem Stickstoft-Zuführrohr ausgestatteter 2-Liter-Kolben wurde mit 300 mg Methanol, 100 g Toluol, 570 g Styrol, 30 g 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure und 12 g Lauroylperoxid gefüllt. Während des Einführens von Stickstoff in den Kolben wurde die Mischung 10 Stunden lang unter Rühren auf 65ºC gehalten, um eine Lösungspolymerisation zu bewirken. Die Reaktionsmischung wurde aus dem Kolben entnommen, bei vermindertem Druck getrocknet und dann mit einer Strählmühle pulverisiert, um ein Copolymer (B) mit einem w von 3000 herzustellen.

Herstellung eines Toners:

Hundert Teile des Harzträgers (A), 5 Teile des Copolymeren (B) und 5 Teile Ruß (Mitsubishi Carbon #100, ein Produkt von Mitsubishi Chemical Industry Co., Ltd.) wurden 10 Minuten lang mit einem Mixer vermischt und mit einer Laboplasto-Mühle (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) schmelzgeknetet: Solltemperatur 150ºC; Rotationsgeschwindigkeit 70 U/min). Die Mischung wurde danach gekühlt, mit einer Strahlmühle fein pulverisiert und mit einem Gebläse (wind) klassiert, um Tonerpartikel mit einem Partikeldurchmesser von 5 bis 25 um zu erhalten. Die Eigenschaften der erhaltenen nichtgefärbten Tonerpartikel wurden mit den folgenden Verfahren bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

(1) Aufladbarkeit

Die Tonerpartikel und ein Eisenoxidpulver in Kügelchenform wurden im Verhältnis 3:97 vermischt, und die Mischung wurde triboelektrisch bei 20ºC und 65 % RH eine bestimmte Zeit lang aufgeladen (10 Minuten, 60 Minuten, 180 Minuten). Die Ladungsmenge (uC/g) wurde unter Verwendung einer Abblas-Meßvorrichtung für die Pulverladung, hergestellt von Toshiba Chemical Co., Ltd., gemessen.

(2) Verhältniszahl der Menge der Restladung

Die Tonerpartikel (die Ladungsmenge wird mit C&sub0; bezeichnet), die triboelektrisch 180 Minuten lang in dem obenstehend in (1) beschriebenen Verfahren aufgeladen wurden, wurden 14 Stunden lang in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 35ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 85 % stehen gelassen. Die Ladungsmenge (uC/g) dieser Tonerpartikel wurde wie obenstehend in (1) gemessen (die Ladungsmenge wird dieses Mal mit C&sub1; bezeichnet). Der Anteil der Menge der verbleibenden Ladung wurde nach folgender Gleichung berechnet.
Anteil (%) der Menge der Restladung = C&sub1;/C&sub0; x 100

(3) Elektrophotographische Eigenschaften

Es wurde ein Kopiertest mit den Tonerpartikeln mittels eines handelsüblichen Kopierers durchgeführt, welcher für negativ aufladbare Toner angepaßt war. Das Schleierbildung, das Verfärben des photoempfindlichen Materials und der Zusatnd des Offsets wurden visuell begutachtet.

(4) Kompatibilität

Ohne die Hinzugabe von Ruß, wurden 100 Teile des Harzträgers (A) und 5 Teile des Polymeren (13) auf diesselbe Weise wie in Beispiel 1 mit einem Mixer vermischt, schmelzgeknetet und fein pulverisiert mit einer Strählmühle. Die erhaltenen vermischten Partikel wurden mit einem Schmelzindex-Prüfers extrudiert und zu einer zylindrischen Form mit einem Durchmesser von circa 5 mm geformt. Der geformte Artikel wurde visuell von seiner Seitenfläche beobachtet, und die Kompatibilität der obenstehenden Komponenten (A) und (B) wurde anhand der Transparenz des geformten Artikels bewertet.

BEISPIELE 2 - 4 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 - 8

Styrol und 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure wurden mit den in Tabelle angegebenen Anteilen vermischt und auf diesselbe Weise wie in Beispiel 1 polymerisiert, um verschiedene Polymere (B) zu ergeben. Unter Verwendung der Polymere (B) wurden Tonerpartikel hergestellt und wie oben beschrieben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

BEISPIEL 5

Rote Tonerpartikel wurden auf diesselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß 5 Teile Kayaset Red 30 (ein Produkt von Nihon Kayaku Co., Ltd.; C. I. No. Disperse Violet 17) anstatt des Rußes (Mitsubishi Carbon #100) verwendet wurden. Die Tonerpartikel wurden wie vorstehend beschrieben bewertet, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 1 Lauf Polymer (B) Tonerpartikel Styrol AMPS (*) Initiator (**) Verhältnis von Träger (A) zu Polymer (B) (*) : 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure (**): Lauroylperoxid (***): Bsp. steht für Beispiel, und Vg.Bsp. für Vergleichsbeispiel Tabelle 2 Lauf Ladungsmenge (uC/g) Elektrophotographische Eigenschaften (*) Anteil der Menge der Restladung (%) Schleierbildung Färbung des photoempfindlichen Materials Fixierbarkeit Offset Kompatibilität (**) Beispiel Vergleichsbeispiel

Anmerkungen zu Tabelle 2

(*) : Die elektrophotographischen Eigenschaften wurden nach den folgenden Maßstäben bewertet.

Schleierbildung

O : keine Veränderung
Δ : Verfärbung des Hintergrunds

Verfärbung des photoempfindlichen Materials

O : keine Veränderung
Δ : Toneradhäsion trat auf

Fixierbarkeit

O : kein Haften an einem Klebeband
Δ : leichtes Anhaften an einem Klebeband

Offset

O : nein
Δ : etwas
X : vorhanden
(**) : die Kompatibilität wurde nach dem folgenden Maßstab bewertet.
O : farblos transparent
Δ : leicht getrübt
X : weiß getrübt

Claims

1. Negativ aufladbarer Toner zur Verwendung in der Trockenelektrophotographie, wobei der Toner folgendes enthält:

(A) einen Harzträger, welcher aus mindestens einem Copolymer von Styrol und/oder α-Methylstyrol mit mindestens einem Alkyl(meth)acrylat besteht,

(B) 2 bis 10 Gewichtsteile - pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers - eines eine Sulfonsäuregruppe enthaltenden Copolymeren mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 2000 bis 15000 und 80 bis 98 Gew.-% von sich wiederholenden Einheiten der Formel

worin R&sub1; für Wasserstoff oder Methyl steht,

und 20 bis 2 Gew.-% sich wiederholender Einheiten der Formel

und

(C) einen Farbstoff.

2. Toner nach Anspruch 1, wobei das Copolymer von (A) eine Glasübergangstemperatur von 50 bis 80ºC hat.

3. Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Copolymer von (A) ein gewichtsmittleres Molekulargewicht/zählenmittleres Molekulargewicht-Verhältnis von 2/1 bis 50/1 hat.

4. Toner nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Copolymer von (A) teilweise eine dreidimensionale vernetzte Struktur aufweist.

5. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Copolymer von (B) 87 bis 95 Gew.-% der sich wiederholenden Einheiten der Formel (I) und 13 bis 5 Gew.-% der sich wiederholenden Einheiten der Formel (II) enthält.

6. Toner nach mindestes einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Copolymer von (B) ferner nicht mehr als 20 Gew.-% sich wiederholender, von einem Alkyl(meth)acrylat der Formel

abgeleiteter Einheiten enthält, worin R&sub2; für Wasserstoff oder Methyl und R&sub3; für Alkyl stehen.

7. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Copolymer von (B) ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 3000 bis 8000 hat.

8. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Copolymer von (B) eine Schmelzviskosität bei 130ºC von 103 bis 5 x 10&sup5; Pa s hat.

9. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge des Copolymeren von (B) 2 bis 7 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers (A) beträgt.

10. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge des Farbstoffes (C) 1 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Harzträgers (A) beträgt.

11. Toner nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher außerdem einen Qualitätsverbesserer bzw. Eigenschaftverbesserer enthält.

12. Verwendung eines Toners nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes in der Trockenelektrophotographie.