DE3873050T2

DE3873050T2 - Elektrophotographische entwicklerzusammensetzung.

Info

Publication number: DE3873050T2
Application number: DE19883873050
Authority: DE
Inventors: Kuniyasu Kawabe; Eizi Morimoto
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2008-12-10
Also published as: EP0320819B1; EP0320819A2; JPH0727281B2; JPH01155362A; EP0320819A3; DE3873050D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwickler-Zusammensetzung zum Entwickeln eines elektrostatisch geladenen Bildes in der Elektrophotographie, dem elektrostatischen Aufzeichnen und dem elektrostatischen Drucken usw.
Gemäß der Beschreibung in den US-Patenten Nr. 2 297 691 und 2 357 809 umfaßt die Elektrophotographie die Schritte eines gleichförmigen Aufladens einer photoleitfähigen Isolierschicht, Belichten der Schicht, Entfernen der Ladung vom belichteten Teil unter Ausbildung eines elektrischen latenten Bildes und Sichtbarmachen des latenten Bildes mit einem Toner, der ein gefärbtes, geladenes feines Pulver ist (Entwicklungsschritt); Übertragen des so gebildeten sichtbaren Bildes auf ein Übertragungsmaterial, wie ein Übertragungspapier (Übertragungsschritt); und dessen permanentes Befestigen oder Fixieren mittels Hitze, Druck oder irgendeinem anderen geeigneten Fixierverfahren (Fixierschritt).
Der Toner muß daher Funktionen besitzen, die nicht nur im Entwicklungsschritt, sondern auch im Übertragungsschritt und Fixier- oder Befestigungsschritt notwendig sind.
Der Toner wird im allgemeinen nach Herstellung tausender von Kopien zerstört oder unbrauchbar aufgrund der mechanischen Reibungskraft, die infolge von Scher- und Prallkräften während des mechanischen Betriebs in der Entwicklungsvorrichtung auftritt. Obwohl die Zerstörung des Toners verhinderbar ist durch Verwendung eines zähen Harzes mit einem hohen Molekulargewicht, das der mechanischen Reibungskraft widerstehen kann, besitzt solch ein Harz im allgemeinen einen hohen Erweichungspunkt. Daher wird mit einem Befestigungsverfahren ohne Kontakt, wie bei einer Ofenfixierung oder Strahlungsfixierung mit Infrarotstrahlen keine genügende Befestigung aufgrund einer schwachen thermischen Wirksamkeit erzielt. Auf ähnliche Weise verursacht ein Fixierverfahren durch Kontakt mittels Heißwalzen Probleme, da die Größe der Fixier- oder Befestigungsvorrichtung erhöht wird, wobei die Kosten erhöht werden und der Betrieb dadurch kompliziert wird.
Obwohl ein Verfahren zur Verhinderung des Offsetphänomens durch Verbreitern der Molekulargewichtsverteilung des Bindemittelharzes vorgeschlagen wurde gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6895/1980 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 98202/1981, ist gewöhnlich der Polymerisationsgrad des Harzes hoch und in solch einem Fall ist eine hohe Fixiertemperatur erforderlich.
Obwohl verbesserte Verfahren zum Verhindern des Offsetphänomens durch Asymmetrisieren oder Vernetzen des Harzes in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 493/1982 und den japanischen Patentveröffentlichungsschriften Nr. 44836/1975 und 37353/1982 offenbart sind, wurde das Problem der Fixiertemperatur bis jetzt nicht gelöst.
Da die Minimumfixiertemperatur zwischen der Temperatur des Niedertemperaturoffsets und derjenigen des Hochtemperaturoffsets liegt, liegt ein praktikabler Temperaturbereich für den Fixierschritt zwischen der Minimumfixiertemperatur und der Temperatur des Hochtemperaturoffsets. Daher kann die Fixiertemperatur erniedrigt werden und der praktikable Temperaturbereich kann verbreitert werden durch Erniedrigung der Minimumfixiertemperatur soweit als möglich und auch durch Erhöhen der Temperatur des Hochtemperaturoffsets. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden und das Fixieren läßt sich bei hoher Geschwindigkeit durchführen und das Papierkräuseln ist verhinderbar. Zusätzlich läßt sich eine Zweifachkopie ohne irgendwelche Probleme durchführen. Auf diese Weise werden Vorteile, wie das Bereitstellen einer intelligenten Kopiervorrichtung, eine Zunahme in der Genauigkeit der Temperaturkontrolle der Fixiervorrichtung und ein Verbreitern der Toleranz erhalten.
Unter diesen Umständen besteht die Nachfrage nach Harzen und Tonern mit ausgezeichneter Fixierbarkeit und einer ausgezeichneten Offsetbeständigkeit.
Aus den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 65232/1974, 28840/1975 und 81342/1975 ist es bekannt, daß bei Verwendung eines Styrolbindemittelharzes zur Erfüllung der vorstehend beschriebenen Erfordernissen ein Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht oder ähnliches als Offsetinhibitor verwendet wird. Es wurde jedoch auch festgestellt, daß bei ungenügender Menge keine beabsichtigte Wirkung erhältlich war und daß der Entwickler rasch unbrauchbar wurde, falls dessen Menge zu hoch war.
Obwohl ein Polyesterharz eine ausgezeichnete inhärente Fixierbarkeit besitzt und in genügendem Maß fixierbar ist, selbst wenn ein Fixierverfahren ohne Kontakt angewandt wird, wie dies im US- Patent Nr. 3 590 000 beschrieben ist, kann es das Offsetphänomen verursachen, so daß es ungeeignet ist für die Verwendung bei einem Heißwalzenfixierverfahren. Wie in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 44836/1975, 37353/1982 und 109875/1982 beschrieben ist, besitzt ein Polyesterharz umfassend eine mehrbasische Carbonsäure mit einer verbesserten Offsetbeständigkeit die Probleme, daß die Offsetbeständigkeit für die praktische Verwendung noch nicht ausreichend ist oder falls sie ausreichend ist, wird die inhärente Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur des Polyesterharzes oftmals geopfert.
Die EP-A-0 234 899 offenbart eine elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung umfassend ein Bindemittelharz, ein Färbemittel und weitere Additive, wobei das Bindemittelharz hauptsächlich ein Polyesterharz umfaßt, das gebildet ist durch Copolykondensation von: - einer Diolkomponente der Formel:
worin R eine Ethylen- oder Propylengruppe und x und y eine ganze Zahl von wenigstens 1 bedeuten, wobei der mittlere Wert von x+y 2 bis 7 ist; - einer Diolkomponente der Formel:
worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet; - einer zweibasischen Carbonsäure, deren Anhydrid oder deren Niederalkylester, beispielsweise Terephthalsäure; - einer dreibasischen oder höheren Carbonsäure, deren Anhydrid oder Niederalkylester; wobei das Bindemittelharz einen Erweichungspunkt von 106 bis 160º C und einen Glasumwandlungspunkt von 50 bis 80º C besitzt, und die Zusammensetzung einen Ladungsregler enthält.
Weiterhin kann die in dem vorstehend erwähnten Dokument beschriebene elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung ein Diol der Formel:
enthalten, (wobei R¹ ein Alkyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeuten), beispielsweise Diethylenglycol und Triethylenglycol.
Falls ein Polyesterharz verwendet wird, dessen Diolkomponente hauptsächlich ein Alkylenoxidaddukt von Bisphenol A umfaßt, kann ein negativ aufladbarer Toner erhalten werden, ohne Verwendung irgendeines Ladungsreglers, da das Harz fähig ist zur negativen Triboelektrifizierung. Jedoch kann ein positiv aufladbarer Toner, nach dem mit zunehmender Verbreitung organischer Photokonduktoren eine zunehmende Nachfrage besteht, nur durch ein Hilfsmittel erhalten werden umfassend die Verwendung eines fluorierten Beschichtungsmittels für den Träger eines Zweikomponenten-Toners, selbst wenn ein positiv elektrifizierender Ladungsregler zugegeben wird.
Um die vorstehend beschriebenen Erfordernisse zu erfüllen, wurden Untersuchungen angestellt und die vorliegende Erfindung schließlich vervollständigt. Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Entwicklers, der bei einer niederen Fixiertemperatur durch ein Heißwalzenfixierverfahren während der Offset inhibiert wird ohne Anwendung irgendeiner Offsetinhibitorlösung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Entwicklers, der nicht blockiert und eine lange Servicelebensdauer besitzt (d. h. der nicht leicht zerstört wird).
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines leicht pulverisierbaren Harzes und Toners.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines durch Zugabe wenigstens eines Ladungsregler erhältlichen positiv oder negativ aufladbaren Toners.
Die Erfindung schafft eine elektrophotographische Entwickler- Zusammensetzung umfassend ein Bindemittelharz, ein Färbemittel und wahlweise andere Additive, wobei das Bindemittelharz im wesentlichen ein Polyesterharz umfaßt, gebildet durch Copolykondensation von wenigstens:
(a) einer Diolkomponente der Formel:
worin R eine Ethylen- oder Propylengruppe und x und y je eine ganze Zahl von wenigstens 1 bedeuten und der Mittelwert von x+y 2 bis 7 beträgt;
(b) einer Diolkomponente der Formel:
worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet;
(c) einer zweibasischen Carbonsäure, deren Anhydrid oder deren niederer Alkylester; und
(d) einer dreibasischen oder höheren Carbonsäure, deren Anhydrid oder deren niederer Alkylester; dadurch gekennzeichnet, daß - die Menge der Diolkomponente (a) weniger als 10 Mol%; - die Menge der Diolkomponente (b) im Bereich von 10 bis weniger als 25 Mol% liegt; - die Menge der Komponente (d) im Bereich von 2,5 bis weniger als 15 Mol% liegt, wobei sämtliche Mengen auf die Summe sämtlicher Komponenten bezogen sind; - und daß die Zusammensetzung wenigstens einen Ladungsregler enthält.
Der Polyester kann weiterhin ein Diol (e) der Formel: HO(Rß-O)n-H umfassen, wobei R' ein Alkyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeuten.
Die Polyesterhälfte des Harzes, das als Hauptkomponente des Bindemittelharzes der Erfindung verwendet wird, wird gebildet durch Polykondensation eines Alkohols mit einer Carbonsäure, einem Carbonsäureester oder einem Carbonssäureanhydrid.
Unter den Alkoholkomponenten umfaßt die Diolkomponente (a) beispielsweise 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)-polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxypropylen( 6)-2, 2-bis(4-hydroxyphenyl)propan.
Die Diolkomponente (a) wird in einer Menge von weniger als 10 Mol%, bezogen auf die Gesamtkomponenten, verwendet. Falls die Menge 10 Mol% überschreitet, wird die negative Aufladbarkeit des Polyesterharzes erhöht, wodurch die Bildung eines positiv aufladbaren Toners unvorteilhaft erschwert wird.
Die Diolkomponente (b) umfaßt Ethylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol. Unter diesen sind Ethylenglycol, 1,3-Propylenglycol und 1,4-Butandiol bevorzugt.
Die Diolkomponente (b) wird in einer Menge von wenigstens 10 Mol%, jedoch weniger als 25 Mol% verwendet, bezogen auf die Gesamtkomponenten. Falls ihre Menge weniger als 10 Mol% beträgt, wird die Minimumfixiertemperatur des Toners erhöht und im Gegenteil hierzu, falls sie 25 Mol% oder mehr beträgt, wird das Harz unerwünscht kristallin, wie dies in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 493/1982 beschrieben ist.
Falls weiterhin notwendig, können andere Diole, wie Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, Neopentylglycol und 1,4-Butandiol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und andere zweiwertige Alkohole darin einverleibt sein.
Die Carbonsäurekomponente (c) in der Erfindung umfaßt beispielsweise Malein-, Fumar-, Citracon-, Itacon-, Glutacon-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Cyclohexandicarbon-, Succin-, Adipin-, Sebacin-, Azelain- und Malonsäuren; Alkenyl- und Alkylsuccinsäuren, wie n-Dodecenyl- und n-Dodecylsuccinsäuren; Anhydride und niedere Alkylester dieser Säuren und an der zweibasische Carbonsäuren.
Unter diesen sind insbesondere Terephthalsäure und deren niedere Alkylester bevorzugt.
Die dreibasische oder höhere Carbonsäure oder deren Derivat (d) ist in der Erfindung wünschenswerterweise eine Komponente, die das Offsetphänomen inhibiert. Falls sie nur in einer ungenügenden Menge verwendet wird, ist kein beabsichtigter Effekt erhältlich, und die Pulverisierbarkeit des Polyesterharzes und des Toners ist vermindert. Falls im Gegensatz hierzu, eine überschüssige Menge verwendet wird, ist nicht nur die Steuerung der Umsetzung erschwert und ein Polyesterharz mit einer stabilisierten Gebrauchsfähigkeit ist nicht leicht erhältlich und ebenso wird die Minimumfixiertemperatur unerwünscht erhöht. Daher beträgt die Menge der dreibasischen oder höheren Carbonsäure oder deren Derivats (d) wenigstens 2,5 Mol%, jedoch weniger als 15 Mol%, bezogen auf die Gesamtkomponenten. Die dreibasischen oder höheren Carbonsäuren und deren Derivate umfassen beispielsweise 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, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Empoltrimersäure und Anhydride sowie deren niedere Alkylester ebenso wie andere dreibasische und höhere Carbonsäuren.
Das Diol (e) besitzt die Formel: HO-(R'-O)n-H, worin R' ein Alkyl mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 bedeuten.
Das Diol (e) umfaßt Diethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Dipropylenglycol, Tripropylenglycol, Tetrapropylenglycol, Di-tetramethylenglycol, Tri-tetramethylenglycol und Tetra-tetramethylenglycol. Die Entwickler-Zusammensetzung sollte 1,5 bis 10 Mol- des Diols (e), bezogen auf die Summe aller Komponenten, enthalten. Eine größere Menge als 10 Mol% würde zu einem Blockieren des Toners führen.
Das in der Erfindung verwendete Bindemittelharz besitzt vorzugsweise einen Erweichungspunkt von 106 bis 160º C und eine Glasumwandlungstemperatur von 50 bis 80º C. Falls der Erweichungspunkt niedriger als 106º C liegt, kann kein genügend freies Offsetgebiet erhalten werden, und im Gegensatz hierzu, falls er 160º C übersteigt, wird die Minimumfixiertemperatur unerwünscht erhöht. Falls die Glasumwandlungstemperatur des Bindemittelharzes weiterhin niedriger als 50º C liegt, ist die Lagerbarkeit nach Bildung des Toners schlecht, und falls sie im Gegensatz hierzu 80º C übersteigt, wird eine nachteilige Wirkung auf die Fixierbarkeit ausgeübt.
Das in der Erfindung verwendete Polyesterharz ist herstellbar durch Polykondensation einer polybasischen Carbonsäure mit einer Polyolkomponente bei 180 bis 250º C in einer inerten Gasatmosphäre. Zur Beschleunigung der Reaktion kann ein gewöhnlicher Veresterungskatalysator wie Zinkoxid, Zinn(IZ)oxid, Dibutylzinnoxid oder Dibutylzinndilaurat verwendet werden. Die Reaktion läßt sich auch unter vermindertem Druck beschleunigt durchführen.
Die in der Erfindung verwendbaren Ladungsregler umfassen positive Ladungsregler, beispielsweise Nigrosinfarbstoffe, wie Nigrosinbase EX, Oil Black BS, Oil Black SO, Bontron-N-01 und Bontron N-11 (Produkte von Orient Kagaku Co.); Triphenylmethanfarbstoffe mit einem tertiären Amin als Seitenkette; quaternäre Ammoniumsalze, wie Bontron p-51 (ein Produkt von Orient Kagaku Co.) und Cetyltrimethylammoniumbromid; sowie Polyaminharze, wie AFP-B (ein Produkt von Orient Kagaku Co.).
Die negativen Ladungsregler umfassen beispielsweise ein Metall enthaltende Azofarbstoffe, wie Varifast Black 3804, Bontron S-31, Bontron S-32, Bontron S-34 und Bontron S-36 (Produkte von Orient Kagaku Co.) und Aizen Spilon Black TVH (ein Produkt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.); Kupfer-Phthalocyaninfarbstoffe; und Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure, wie Bontron E-82, Bontron E-84 und Bontron E-85 (Produkte von Orient Kagaku Co.).
Der (die) Ladungsregler ist (sind) in einer Menge von 0,1 bis 8,0 Gew.%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Bindemittelharz, enthalten.
Das Polyesterharz wird als Hauptkomponente des Bindemittelharzes zusammen mit wenigstens einem Ladungsregler verwendet, um einen erfindungsgemäßen Toner zu erhalten. Weiterhin können andere Harze, wie Styrolharz oder Styrol/Acrylharz, mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 11.000 oder weniger ebenso verwendet werden in einer Menge von höchstens 30 Gew.%, bezogen auf das Bindemittelharz, um die Pulverisierbarkeit im Tonerbildungsschritt zu verbessern. Bei dem Tonerbildungsschritt wird ein Färbemittel und, falls gewünscht, eine magnetische Substanz zugegeben. Zusätzlich können Modifikationsmittel, wie Wachs als Offsetinhibitor und hydrophobe Kieselerde als Fluiditätsverbesserer zugegeben. Falls jedoch das Polyesterharz der Erfindung als Bindemittelharz verwendet wird, sind die Modifikationsmittel unnötig oder sind in einer geringen Menge ausreichend, selbst wenn sie verwendet werden.
Die in der Erfindung verwendeten Färbemittel umfassen Ruße, hergestellt durch ein thermisches Rußverfahren, Acetylen-Rußverfahren, Röhrenruß-Verfahren oder Lampenruß-Verfahren, Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brilliant Fast Scarlet, Pigmentgrün B, Rhodamin B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue 35 und deren Mischungen. Im allgemeinen wird das Färbemittel in einer Menge von etwa 1 bis 15 Gew. -Teile für 100 Gew. -Teile des Bindemittelharzes eingesetzt.
Das Polyesterharz und wenigstens ein Ladungsregler als unerläßliche Komponenten der Erfindung werden mit dem Färbemittel gemischt und, falls notwendig, dem Modifikationsmittel, unter Ausbildung einer homogenen Dispersion. Die Dispersion wird schmelzgemischt, gekühlt, pulverisiert und mittels bekannter Verfahren klassiert, um einen Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 bis 15um zu erhalten. Der Toner wird mit einem Magnetpulver, wie einem Eisenoxidträger, sphärischem Eisenoxidträger oder Ferritträger, beschichtet mit einem Harz oder ähnlichem, gemischt zur Ausbildung eines trockenen Zweikomponenten-Entwicklers.
Die magnetischen Substanzen, die für die Herstellung des magnetischen Toners mit dem Bindemittelharz der Erfindung nützlich sind, umfassen Pulver ferromagnetischer Metalle, wie Eisen, Kobalt und Nickel; Legierungen, umfassend ein ferromagnetisches Element, wie Ferrit, Hämatit und Magnetit; und Mischungen davon. Die magnetische Substanz wird in Form eines feinen Pulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 bis 1um verwendet. Es wird in einer Menge von etwa 40 bis 70 Gew. -Teilen auf 100 Gew. -Teile Bindemittelharz dispergiert.
Die folgenden Herstellungsbeispiele für das Bindemittelharz und die erfindungsgemäßen Beispiele erläutern weiter die Erfindung, ohne diese zu beschränken.
In den folgenden Beispielen sind sämtliche Verhältnisse als Gewichtsverhältnisse zu verstehen.

Herstellungsbeispiel 1

164,9 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 86,5 g Ethylenglycol, 84,4 g 1,2-Propylenglycol, 430,7 g Dimethylterephthalat, 106,6 g 1,2,4-Benzoltricarbonsäureanhydrid (Trimelithsäureanhydrid) und 1,2 g Dibutylzinnoxid werden in einen 2 l Vierhalskolben eingebracht. Der Kolben war mit einem Thermometer, einem rostfreien Stahlrührer, einem Rückflußkühler und einer Gaseinlaßröhre für Stickstoff ausgerüstet. Die Mischung wurde bei 170º C 5 Stunden und anschließend bei 220º C unter einem Stickstoffstrom in einem Heizpilz gerührt, um die Reaktion durchzuführen. Der Polymerisationsgrad wurde durch Messung des Erweichungspunktes gemäß ASTM E 28-51T aufgezeichnet. Wenn der Erweichungspunkt 130º C erreichte, war die Umsetzung beendet.
Das sich ergebende Harz war ein leicht gelber Feststoff. Die Glasumwandlungstemperatur, bestimmt mittels DSC (Differentialkalorimetrie), ist in Tabelle 1 aufgeführt. Das so erhaltene Harz wird im folgenden als Bindemittelharz (1) bezeichnet.

Herstellungsbeispiele 2 bis 9

Es wurde das gleiche Verfahren wie beim Herstellungsbeispiel 1 wiederholt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 1 aufgeführten Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Bindemittelharzen (2) bis (9) verwendet wurden.
Die physikalischen Eigenschaften der Harze sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Bindemittelharze und Bestandteil-Momomere Bindemittelharz (1) Bindemittelharz (2) Bindemittelharz (3) Bindemittelharz (4) Bindemittelharz (5) Bindemittelharz (6) Bindemitellharz (7) Bindemittelharz (8) Bindemittelharz (9) Bestandteil Monomer (Mol %) Physikalische Eigenschaft des Harzes

Beispiele 1 bis 6, Bezugsbeispiele 1 und 2 sowie Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Die folgenden Materialien wurden miteinander mittels einer Henschel-Mischvorrichtung gemischt. Die Mischung wurde schmelzgeknetet mit einem Doppelschneckenextruder, abgekühlt, pulverisiert und auf übliche Weise klassiert, um Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 11um zu erhalten.

Zusammensetzungen

Beispiel 1

Bindemittelharz (1) 90 Teile
Ruß #44 (ein Produkt von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Aizen Spilon Black TVH" (ein Produkt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2

Beispiel 2

Bindemittelharz (2) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Bontron 5-34" (ein Produkt von Orient Kagaku Co.) 2

Beispiel 3

Bindemittelharz (3) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Aizen Spilon Black TVH" 2

Beispiel 4

Bindemittelharz (1) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (positiv aufladbar) "Bontron N-01" (ein Produkt von Orient Kagaku Co.) 2

Beispiel 5

Bindemittelharz (2) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (positiv aufladbar) "Bontron N-11" (Produkt von Orient Kagaku Co.) 2

Beispiel 6

Bindemittelharz (3) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (positiv elektrifizierend) "Bontron N-01" 2

Bezugsbeispiel 1

Bindemittelharz (4) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Aizen Spilon Black TVH" 2

Bezugsbeispiel 2

Bindemittelharz (5) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Aizen Spilon Black TVH" 2

Vergleichsbeispiel 1

Bindemittelharz (1) 90 Teile
Ruß #44 7

Vergleichsbeispiel 2

Bindemittelharz (6) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (positiv elektrifizierend) "Bontron N-01" 2

Vergleichsbeispiel 3

Bindemittelharz (7) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Bontron 5-34" 2

Vergleichsbeispiel 4

Bindemittelharz (8) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Bontron 5-34" 2

Vergleichsbeispiel 5

Bindemittelharz (9) 90 Teile
Ruß #44 7
Ladungsregler (negativ aufladbar) "Bontron 5-34" 2
Die in den vorstehend genannten Beispielen 1 bis 6 hergestellten Toner werden als "Toner 1" bis "Toner 6" bezeichnet, die in den Bezugsbeispielen 1 und 2 hergestellten werden als "Bezugstoner 1" und "Bezugstoner 2" bezeichnet und die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 hergestellten werden als "Vergleichstoner 1" bis "Vergleichstoner 5" bezeichnet.
39 Teile jedes Toners wurden mit 1261 Teilen eines harzbeschichteten Eisenpulvers unter Ausbildung eines Entwicklers gemischt. Ein Bild wird erzeugt mit dem Entwickler unter Verwendung einer herkömmlichen elektrophotographischen Kopiervorrichtung. Bei diesem Verfahren war der Photoleiter amorphes Selen für die Toner 1, 2 und 3, die Bezugstoner 1 und 2 und die Vergleichstoner 1, 3, 4 und 5 und war ein organischer Photoleiter für die Toner 4, 5 und 6 und den Vergleichstoner 2 die Drehrate der Fixierwalze betrug 255 mm/s, die Temperatur der Heißwalze der Fixiervorrichtung war variabel und der Öleinsatz war von der Vorrichtung entfernt.
Die Bildfixierkapazität und das Offsetphänomen wurden untersucht während die Fixiertemperatur auf 120 bis 220º C geregelt wurde, um die in Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse zu erhalten.
Die Minimumfixiertemperatur wurde wie folgt bestimmt: Das bei Durchlauf durch die Fixiervorrichtung fixierte Bild wurde durch einen Sand enthaltenden Schreibmaschinen-Löschstift mit einer Bodenfläche von 15 mm·7,5 mm fünf Mal unter einer Belastung von 500 g bearbeitet.
Die optische Reflexionsdichte wurde dann mit einem Reflexionsdensitometer (ein Produkt von Macbeth Co.) vor und nach dem Bearbeiten oder Reiben gemessen. Die Minimumfixiertemperatur bezieht sich auf die Temperatur der Fixierwalze, bei der die Fixierrate, die wie nachfolgend definiert ist, 70% übersteigt:
Fixierrate = Bilddichte nach Reiben/Bilddichte vor Reiben·100
Die Lagerstabilität wurde in Form des Aggregationsgrades bestimmt, nach Stehenlassen jedes Toners bei 50º C bei einer relativen Feuchtigkeit von 40% über einen Zeitraum von 24 Stunden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Toner Bilddichte Minimum Fixiertemperatur Niedertemperatur Offset inhibierende Temperatur Hochtemperatur Offset inhibierende Temperatur Lagerstabilität Zerkleinerbarkeit des Harzes* Toner 1 gut Toner 2 Toner 3 Bezugstoner 1 schlecht Bezugstoner 2 gut Vergleichstoner 1 Vergleichstoner 3 Vergleichstoner 4 Vergleichstoner 5 Anmerkung) *Pulverisierbarkeit des Harzes:
Die Pulverisierbarkeit des Harzes wurde mit einem vereinfachten Pulverisationstest bestimmt. Das durch ein herkömmliches Verfahren pulverisierte Harz wurde gesiebt und die Pulver, die durch ein 16-Mesh-Sieb, jedoch nicht durch ein 20-Mesh-Sieb fielen, wurden gesammelt. 30,00 g des Pulvers wurden genau ausgewogen, mit einer Kaffeemühle (HR-2170-Typ von Philips Co.) für 15 s pulverisiert und anschließend durch ein 32-Mesh-Sieb gesiebt. Die Menge A (g) des Harzpulvers, die auf dem Sieb verblieb, wurde genau gemessen. Die Rückstandsrate wurde gemäß folgender Formel bestimmt:
Rückstandsrate (%)= A (g)/Gewicht (30,00 g) des Harzes vor Pulverisation mit der Kaffeemühle·100
Dieses Verfahren wurde drei Mal wiederholt und die durchschnittliche Rückstandsrate wurde berechnet. Die Ergebnisse werden mittels folgender Kriterien bewertet:
Durchschnittliche Rückstandsrate
0 bis 15,0%
15,1 bis 30,0%
30,1 bis 45,0%
45,1 bis 100%
Aus Tabelle 2 ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Toner 1 bis 3 eine niedrige Minimum-Fixiertemperatur, einen breiten Offsetfreien Bereich, eine ausgezeichnete Lagerstabilität, eine ausgezeichnete Harzpulverisierbarkeit und eine ausgezeichnete Tonerpulverisierbarkeit besitzen. Mit dem Vergleichstoner 1 ergab sich eine hohe anfängliche Bilddichte aufgrund einer geringen Ladungsmenge und es wurde ein beträchtlicher Hintergrund gebildet, obwohl die Minimum-Fixiertemperatur niedrig war. Mit dem Bezugstoner 1 war der Offset-freie Bereich eng und die Lagerstabilität schlecht, obwohl die Minimum-Fixiertemperatur beträchtlich erniedrigt war. Mit dem Bezugstoner 2 und den Vergleichstonern 3 und 5 ergab sich eine hohe Minimum-Fixiertemperatur. Mit dem Vergleichstoner 4 war der Offset-freie Bereich nicht weit und die Pulverisierbarkeit des Harzes und damit auch des Toners waren schlecht. Das Bindemittelharz (9), das für die Herstellung des Vergleichstoners 5 verwendet wurde, zeigte eine schlechte Herstellungsstabilität.
Die Toner 4, 5 und 6, die mit positiven Elektronen geladen waren, stellten ein ausgezeichnetes sichtbares Bild bezüglich der Fixierung, Lagerstabilität und Pulverisierung zur Verfügung, auf die gleiche Weise wie bei den Tonern 1, 2 und 3 gezeigt wurde. Der Vergleichstoner 2 verursachte einen beträchtlichen Hintergrund.

Herstellungsbeispiel 10

Ein als leicht gelber Feststoff vorliegendes Harz (10) mit einem Glasumwandlungspunkt gemäß Tabelle 3 wurde auf die gleiche Weise wie bei Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß 164,9 g Polyoxypropylen(2,2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, 72,0 g Ethylenglycol, 84,4 g 1,2-Propylenglycol, 24,6 g Diethylenglycol, 430,7 g Dimethylterephthalat, 106,6 g Trimelithsäureanhydrid und 2 g Dibutylzinnoxid verwendet wurden.

Herstellungsbeispiele 11 bis 18

Die Harze (11) bis (18) wurden auf die gleiche Weise in Herstellungsbeispiel 9 erhalten, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 3 aufgeführten Ausgangsmaterialien verwendet wurden.

Beispiele 7 bis 12 und Vergleichsbeispiele 6 bis 12

Bei jedem Test wurde eine Zusammensetzung umfassend 90 Gew. - Teile Bindemittelharz, 7 Gew. -Teile Ruß #44 und 2 Gew. -Teile eines Ladungsreglers auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zum Erhalt eines Toners behandelt. Die verwendeten Harze und Ladungsregler sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 3 Bindemittel Monomer (Mol%) Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)propan Ethylenglykol 1,2-Propylenglycol 1,3-Propylenglykol Diethylenglycol Dipropylenglykol Neopentylglycol Terephthalsäure Dimethylterephthalat Trimelithsäureanhydrid Eigenschaft Erweichungspunkt (ºC) Glasumwandlungstemperatur (ºC) Tabelle 4 Bindemittelharz Ladungsregler Beispiel 7 Harz (10) Aizen Spilon Black TVH Beispiell 8 Haarz (11) Bontron S-34 Beispiel 9 Harz (12) Aizen Spilon Blck TVH Beispiel 10 Harz (10) Bontron N-01 Beispiel 11 Harz (11) Bontron N-11 Beispiel 12 HGarz (12) Bontron N-01 Vergleichsbeispiel 6 Harz (10) keiner Bezugsbeispiel 3 Harz (13) Bontron N-01 Bezugsbeispiel 4 Harz (14) Aizen Spilon Black TVH Vergleichsbeispiel 7 Harz (15) Bontron N-01 Vergleichsbeispiel 8 Harz (16) Bontron S-34 Vergleichsbeispiel 9 Harz (17) Bontron S-34 Vergleichsbeispiel 10 Harz (18) Bontron S-34
Die Toner 7 bis 12 und die Vergleichstoner 6 bis 10 wurden erhalten, wobei jeder Toner auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gezeigt, untersucht wurde, mit der Ausnahme, daß ein Photoleiter aus amorphem Selen für die Toner 7, 8 und 9 und die Bezugstoner 3 und 4 und die Vergleichstoner 6, 8, 9 und 10 und ein organischer Photoleiter für die Toner 10, 11 und 12 und den Vergleichstoner 7 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 5 dargestellt. Die Vergleichstoner 6 und 7 verursachten einen beträchtlichen Hintergrund in dem erhaltenen Bild, d. h. eine beträchtliche Schleierbildung. Tabelle 5 Toner Bilddichte Minimum Fixiertemperatur (ºC) Niedertemperatur Offset inhibierende Temperatur (ºC) Hochtemperatur Offset inhibierende Temperatur (ºC) Lagerstabilität Zerkleinerbarkeit des Harzes* Toner 7 Toner 8 Toner 9 Toner 10 Toner 11 Toner 12 Vergleichstoner 6 Bezugstoner 3 Bezugstoner 4 Vergleichstoner 8 Vergleichstoner 9 Verglseichstoner 10

Claims

1. Elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung enthaltend ein Bindeharz, ein Farbmittel und wahlweise andere Zusatzstoffe, wobei das Bindeharz vorwiegend ein Polyesterharz uat, das gebildet wird durch Copolykondensation von mindestens:

(a) einer Diolkomponenten der Formel:

in der R eine Ethylen- oder Propylengruppe darstellt, und X und Y jeweils eine ganze Zahl von mindestens 1 darstellen, wobei der Durchschnittswert von X+Y 2 bis 7 beträgt;

(b) einer Diolkomponenten der Formel:

in der n eine ganz Zahl von 2 bis 6 darstellt;

(c) einer dibasischen Carbonsäure, einem Anhydrid davon oder einem niedrigeren Alkylester davon; und

(d) einer tri- oder höher-basischen Carbonsäure, eines Anhydrids davon oder eines niedrigeren Alkylesters davon; dadurch gekennzeichnet, daß - die Menge der Diolkomponente (a) weniger als 10 Mol% beträgt; - die Menge der Diolkomponente (b) im Bereich von 10 bis weniger als 25 Mol% liegt; - die Menge der Komponente (d) im Bereich von 2,5 bis weniger als 15 Mol% liegt; wobei alle Mengen auf die Summe aller Komponenten bezogen sind; - und daß die Zusammensetzung mindestens einen Ladungsregler enthält.

2. Elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung nach A1, dadurch gekennzeichnet, daß die dibasische Carbonsäure vorwiegend Terephthalsäure oder einen niedrigeren Alkylester davon enthält.

3. Elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung nach A1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindeharz einen Erweichungspunkt von 106 bis 160º C und eine Glasübergangstemperatur von 50 bis 80º C aufweist.

4. Elektrophotographische Entwickler-Zusammensetzung nach A1, welches zusätzlich (e) 1,5 bis weniger als 10 Mol%, bezogen auf die Summe aller Komponenten, eines Diols der Formel

HO-(R'-O)n-H,

in der R' ein Alky ist, das 2 bis 4 Kohlenstoffatome hat, und n eine ganz Zahl von 2 bis 4 ist, enthält.