DE60123895T2

DE60123895T2 - Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder und sein Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60123895T2
Application number: DE60123895T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Omiya-shi Takayanagi; Takashi Ito; Kenichi Hirabayashi; Toyomi Ichihara-shi Hashizume
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: KR20020018931A; EP1184729A2; EP1184729A3; EP1184729B1; US6821697B2; US20020051923A1; DE60123895D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, der vorzugsweise in elektrophotographischen Kopiermaschinen, Druckern und Faksimile-Vorrichtungen verwendet wird und der auch für Drucker vom Toner-Strahl-Typ verwendet wird.
2. BESCHREIBUNG DES EINSCHLÄGIGEN STANDES DER TECHNIK
In elektrophotographischen Kopiermaschinen, Druckern und Faksimile-Vorrichtungen sind im Hinblick auf eine Verringerung der Kosten und auf eine Verringerung der Größe der Maschinen sowie zum Einsparen von Pulver und zum Einsparen von Ressourcen die folgenden Anforderungen an Toner in neuerer Zeit erhöht worden. Diese Forderungen schließen Folgendes ein.

(1) die Verbesserung der Bildschärfe und der Abtönung des gedruckten Bildes, die Verringerung der Dicke der Tonerschicht, die Verringerung der Menge des gebrauchten Toners, die Verringerung des Teilchendurchmessers und die Sphäroidisierung des Toners um die Menge des Toners zu verringern, die pro Seite verbraucht wird,
(2) die Verringerung der Fixierungstemperatur zur Verminderung der verbrauchten Energie,
(3) die öllose Fixierung zur Vereinfachung der Maschinen;
(4) eine Verbesserung hinsichtlich des Farbtons, der Transparenz und des Glanzes in Vollfarbenbildern,
(5) eine Verringerung der VOCs-Werte (flüchtige organische Verbindungen) während der Fixierung, die möglicherweise einen nachteiligen Effekt auf die Gesundheit des Menschen und dergleichen ausüben.

Dem Grunde nach kann schon eine Verringerung des Teilchendurchmessers eines pulverförmigen Toners, hergestellt durch ein über lange Zeiträume angewendetes Pulverisierungsverfahren, durchgeführt werden. Jedoch treten bei einer Verringerung der Teilchengröße die folgenden Probleme auf: (1) es wird schwierig, die Ladung zu kontrollieren, weil die Menge der Farbmittel und der Wachse, die auf der Oberfläche der Tonerteilchen freigelegt sind, zunimmt, (2) die Fließfähigkeit des Pulvers wird durch die nicht-fixierte Gestalt der Tonerteilchen erniedrigt und (3) die Energiekosten, die für die Produktion erforderlich sind, sind zunehmend, d.h. dass es tatsächlich schwierig ist, den oben beschriebenen Erfordernissen zu genügen, wenn ein Toner verwendet wird, der eine nicht-fixierte Gestalt hat und der durch Anwendung des Pulverisierungsverfahrens hergestellt worden ist.
Es ist daher die Entwicklung eines kugelförmigen Toners mit einem kleinen Teilchendurchmesser in intensiver Weise durch ein Polymerisationsverfahren oder durch ein Emulgierungs-Dispergierungs-Verfahren durchgeführt worden. Obgleich verschiedene Verfahren zur Herstellung eines Toners unter Verwendung des Polymerisationsverfahrens bekannt sind, ist doch in weitem Umfang ein Suspensions-Polymerisations-Verfahren zur Anwendung gekommen, das Folgendes umfasst: eine gleichförmige Auflösung und Dispergierung eines Monomeren, eines Polymerisationsinitiators, eines Farbmittels und eines Ladungskontrollmittels; die Zugabe des Gemisches zu einem wässrigen Medium, enthaltend einen Dispersionsstabilisator, unter Rühren, um Öltröpfchen zu bilden; und ein Erhitzen zur Bewirkung der Polymerisationsreaktion, um Tonerteilchen herzustellen. Obgleich die Verringerung des Teilchendurchmessers und die Sphäroidisierung zufrieden stellend durch ein Polymerisationsverfahren durchgeführt werden kann, ist doch die Hauptkomponente des Bindemittelharzes auf radikalisch-polymerisier bare Vinylpolymere begrenzt und Tonerteilchen, hergestellt aus einem Polyesterharz oder einem Epoxyharz, die für einen Farbtoner geeignet sind, können durch das Polymerisationsverfahren nicht hergestellt werden. Es ist schwierig, den Wert für die VOCs (flüchtige organische Verbindungen, hergestellt aus nicht-umgesetzten Monomeren) durch das Polymerisationsverfahren zu verringern, so dass Verbesserungen in dieser Hinsicht erforderlich sind.
Wie in der nicht-geprüften japanischen Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 5-66600 und in der nicht-geprüften japanischen Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 8-211655 beschrieben, umfasst ein Verfahren zur Herstellung unter Anwendung des Emulgierungs/Dispergierungs-Verfahrens das Vermischen eines Gemisches aus einem Bindemittelharz und einem Farbmittel mit einem wässrigen Medium und die Emulgierung dieses Materials, um Tonerteilchen zu erhalten. Das so erhaltene Produkt hat die folgenden Vorteile: (1) geeignete Bindemittelharze können in weitem Umfang ausgewählt werden, (2) die Verringerung der VOCs ist leicht realisierbar und (3) die Konzentration des Farbmittels kann beliebig innerhalb eines Bereiches von niedrigen bis hohen Werten im Vergleich zu dem Polymerisationsverfahren verändert werden, wozu noch der zusätzliche Vorteil hinzukommt, dass es leicht ist, den Anforderungen hinsichtlich einer Verringerung des Teilchendurchmessers und der Sphäroidisierung des Toners in ähnlicher Weise wie bei dem Polymerisationsverfahren zu genügen.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Polyesterharz als Bindemittelharz für Toner mehr zu bevorzugen ist als ein Styrolacrylharz, weil Ersteres die Fixierungstemperatur verringern kann und eine glatte Bildoberfläche durch rasches Schmelzen während der Fixierung erzeugt. Besonders bevorzugt wird ein Polyesterharz in dem Farbtoner verwendet, das eine ausgezeichnete Biegsamkeit hat.
Wie oben beschrieben wurde, können Tonerteilchen, enthaltend ein Polyesterharz als hauptsächliche Komponente, durch das wie oben beschriebene Polymerisationsverfahren nicht hergestellt werden. Daher hat in neuerer Zeit ein kugelförmiger oder im Allgemeinen kugelförmiger Toner mit kleiner Teilchengröße, der ein Polyesterharz als Bindemittelharz enthält, das durch ein Emulgierungs/Dispergierungs-Verfahren hergestellt worden ist, spezielle Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Jedoch wird in dem durch das Emulgierungs/Dispergierungs-Verfahren erhaltenen kugelförmigen Toner die Verringerung der Fixierungstemperatur und die Verbreitung des Anti-Offset-Temperaturbereichs nicht notwendigerweise in genügendem Ausmaß realisiert. Daher wird eine Fixierungstrommel mit einem Silikonöl beschichtet, um das Anhaften des Toners an der Fixierungstrommel während der Fixierung zu verhindern. Eine Verbesserung der thermischen Eigenschaften des kugelförmigen Toners ermöglicht es, einen öllosen Toner mit hohen Anti-Offseteigenschaften zu erhalten, dessen hohe Bildqualität verwertet werden kann.
In den nicht-geprüften japanischen Patentanmeldungen, Erste Publikation Nrn. Hei 9-311502, Hei 5-66600, Hei 8-211655, Hei 6-332224, Hei 6-332225 und Hei 10-319639 werden Verfahren zur Herstellung eines Toners beschrieben, der beispielsweise ein Polyesterharz als Bindemittelharz enthält. Jedoch können durch diese Verfahren nicht alle Probleme gelöst werden, die erfindungsgemäß gelöst werden sollen.
Die nicht-geprüfte japanische Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 5-66600 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus einem Bindemittelharz, einem Farbmittel und ein organisches Lösungsmittel mit Selbst-Dispergierbarkeit in Wasser und/oder Wasserlöslichkeit bereitgestellt wird, indem das Bindemittelharz neutralisiert wird, wodurch das Gemisch in einem wässrigen Medium dispergiert wird. Diese Technik ist jedoch nur exklusiv für Styrolacrylharze als Bindemittelharz vorgesehen und sie ist nicht notwendigerweise für die Fixierung bei niedrigen Temperaturen und für Farbtoner geeignet. Weiterhin enthält die genannte Druckschrift keinerlei Hinweise auf die Zusammensetzung des Bindemittelharzes in dem Toner, indem ein Polyesterharz verwendet wird, das eine Fixierung bei niedrigen Temperaturen und eine öllösliche Fixierung ermöglicht.
Die nicht-geprüften japanischen Patentanmeldungen, Erste Publikation Nrn. Hei 6-332224 und Hei 6-332225 beschreiben jeweils ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus einem Polyesterharz, einem Farbmittel, einem organischen Lösungsmittel und einem speziellen Dispergierungs-Stabilisierungs-Mittel in einem wässrigen Medium dispergiert wird. Gemäß dieser Technik wird das Polyesterharz in dem wässrigen Medium nur durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators dispergiert, weil das Polyesterharz selbst keine eigene Dispergierbarkeit in Wasser hat. Entsprechend dem Dispersionsstabilisator, der in dem Dispersionssystem verwendet wird, kann kaum bei niedriger Scherkraft eine Dispersion gebildet werden und daher muss die Dispergierung bei hoher Scherkraft unter Verwendung eines Homogenmischers oder dergleichen durchgeführt werden. Als Ergebnis besteht die Neigung, dass grobe Teilchen und Mikroteilchen auftreten, was zu einem großen Klassierungsverlust führt. Diese Druckschrift enthält keinerlei Hinweis auf eine Zusammensetzung, die die Fixierung bei niedrigen Temperaturen und eine öllose Fixierung ermöglichen würden. Ein Toner, enthaltend eine Komponente mit hohem Molekulargewicht oder eine in Tetrahydrofuran unlösliche Fraktion, hat einen weiten Bereich der Verteilung der Teilchengröße, so dass Produktionsgrenzen bestehen.
Die nicht-geprüfte japanische Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 9-311502 beschreibt ein Verfahren zur me chanischen Dispergierung eines Gemisches aus einem Polyesterharz und einem Farbmittel in einem wässrigen Medium durch Verringerung der Viskosität aufgrund des Schmelzens und der Erhitzung, ohne dass ein Lösungsmittel verwendet wird. Gemäß diesem Verfahren besteht eine Grenze hinsichtlich des Molekulargewichts des verwendbaren Harzes und die Verwendung von solchen, die eine große Menge einer Komponente mit hohem Molekulargewicht enthalten, führt zu einem Bruch der Molekülkette, so dass es unmöglich gemacht wird, die Heiß-Offset-Temperatur anzuheben. Als Ergebnis ist es nicht möglich, einen guten Fixierungsbereich in einem öllosen Fixierungssystem zu erhalten, was das Problem ist, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll.
Die nicht-geprüfte japanische Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 8-211655 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus einem Polyesterharz, einem Farbmittel und einem organischen Lösungsmittel, das eine Wasser-Selbst-Dispergierbarkeit und/oder eine Wasserlöslichkeit hat, durch Neutralisation hergestellt wird, wobei das Gemisch in einem wässrigen Medium dispergiert wird. Diese Technik kann für einen Farbtoner angewendet werden und sie gestattet die Herstellung eines kugelförmigen Toners mit einem kleinen Teilchendurchmesser, so dass ein Teil des Problems gelöst wird, das Ergebnis gelöst werden soll. Jedoch enthält diese Druckschrift keinerlei Hinweise auf eine Zusammensetzung, durch die eine Fixierung bei niedrigen Temperaturen und ein guter Fixierungsbereich in einem öllosen Fixierungssystem erreicht werden kann.
Ein Polyesterharztoner, erhalten durch das Emulgierungs-/Dispergierungs-Verfahren, das bislang hauptsächlich angewendet wird, enthält ein geradkettiges Harz mit einem verhältnismäßig niedrigen Molekulargewicht als Bindemittelharz. Daher ist es wesentlich, eine Fixierungsheizwalze mit einer Anti-Offsetlösung, wie einem Silikonöl, zu beschichten. Bei diesem Verfahren kann daher die Fixierung nicht als öllose Fixierung durchgeführt werden. Dazu kommt noch, dass selbst dann, wenn bei dem obigen Verfahren eine öllose Fixierung angewendet wird, Probleme hinsichtlich der Übertragung des Silikonöls auf ein Druckpapier oder ein OHP-Blatt auftreten, und dass es schwierig ist, das Papier oder das Blatt nach dem Drucken zu beschreiben, oder dass es sein kann, dass das Papier oder das Blatt mit dem Öl verschmiert, was ein zusätzliches Wartungsproblem mit sich bringt. Es besteht auch ein Problem dahingehend, dass die Abziehfestigkeit nicht in der erforderlichen Weise ausreichend ist, da sie je nach dem Anwendungszweck variiert. Schließlich treten auch Probleme, wie beispielsweise ein großer Emulgierungsverlust und ein Klassierungsverlust, aufgrund einer schlechten Teilchengrößenverteilung auf.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der oben beschriebenen Umstände gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung zur Verfügung zu stellen, der aus einem Polyesterharz mit kugelförmiger oder im Allgemeinen kugelförmiger Gestalt hergestellt worden ist. Der Toner soll die Anwendung des sogenannten öllosen Fixierungssystems, das dazu imstande ist, die Fixierung innerhalb eines guten Fixierungsbereichs durchzuführen, verwendet werden, ohne dass eine Anti-Offsetlösung als Heizwalzen-Fixierungssystem verwendet wird. Es soll auch ein entwickeltes Bild mit ausgezeichneter Qualität zur Verfügung gestellt werden, sowie ein Verfahren zur Erzeugung desselben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bild-Bildungsverfahren unter Anwendung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung zur Verfügung zu stellen, das die oben beschriebenen Probleme löst.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Toners für die elektrostatische Bildentwicklung zur Verfügung zu stellen, der die oben beschriebenen Probleme löst.
Die benannten Erfinder haben ihre Aufmerksamkeit auf Fließtestwerte des Toners, nämlich die Fließbeginntemperatur Tfb, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ (load extrusion type), die T1/2-Temperatur und die Fließbeendigungstemperatur Tend gerichtet. Als Ergebnis von sorgfältigen Untersuchungen haben daher die benannten Erfinder gefunden, dass eine gute Fixierungsinitiierungstemperatur und gute Anti-Heißoffset-Eigenschaften in einem öllosen Fixierungssystems dadurch erhalten werden können, dass die oben genannten Temperaturen innerhalb eines speziellen Bereichs kontrolliert bzw. eingestellt werden und auf diese Art und Weise die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel, wobei das genannte Bindemittelharz aus einem Polyesterharz hergestellt worden ist, wobei die Fließbeginntemperatur Tfb des Toners, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 90°C oder höher und 120°C oder niedriger ist, die T1/2-Temperatur über 120°C hinausgeht und 160°C oder niedriger ist und die Fließbeendigungstemperatur Tend 130°C oder höher und 170°C oder niedriger ist und wobei der genannte Toner eine kugelförmige oder im Allgemeinen kugelförmige Gestalt mit einer mittleren Rundheit (der mittlere Wert der Rundheit wird durch (den Umkreis eines Kreises mit der gleichen Fläche wie diejenige einer Projektionsfläche der Teilchen)/(Umkreis des Projektionsbilds der Teilchen)) definiert von 0,97 oder mehr hat, wobei das genannte Bindemittelharz ein Gemisch aus:

(A) einem geradkettigen Polyesterharz, in dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 80°C oder höher und 120°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist und
(B) einem vernetzten Polyesterharz, bei dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, über 120°C hinausgeht und 210°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist, und wobei das Gewichtsverhältnis des genannten Harzes (A) zu dem genannten Harz (B), (A)/(B), innerhalb eines Bereichs von 20/80-80/20 liegt und wobei der genannte Toner der Beziehung: 20°C ≤ T1/2(B) – T1/2(A) ≤ 120°Cgenügt, worin T1/2(A) bzw. T1/2(B) die T1/2-Temperatur des genannten Harzes (A) bzw. des genannten Harzes (B) angeben, wobei die Fließbeginntemperatur Tfb, gemessen durch das Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, die T1/2-Temperatur und die Fließbeendigungstemperatur Tend des Toners unter Verwendung eines FLIEß-TESTGERÄTS mit der Bezeichnung „CFT-500", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, bestimmt werden, wobei ein Zylinder (2), ausgestattet mit einer Düse (1), mit einem Düsendurchmesser D von 1,0 mm und einer Düsenlänge (Tiefe) L von 1,0 mm mit dem Toner (3) (Gewicht: 1,5 g) gefüllt wird und eine Last pro Flächeneinheit (cm²) von 30 kg auf die der Düse (1) gegenüber liegende Seite aufgebracht wird und wobei weiterhin der Zylinder mit einer Heizgeschwindigkeit von 6°C pro Minute erhitzt wird; dann ein Schlag bzw. Hub S (Abfallwert bzw. Depressionswert einer belasteten Oberfläche (4)) der belasteten Oberfläche gemessen wird; und die Beziehung zwischen der erhöhten Temperatur und dem Schlag bzw. Hub S bestimmt wird und wobei die Temperatur, bei der der Schlag bzw. Hub S nach Beginn des Fließens des Toners (3) durch die Düse (1) rasch ansteigt, wo die Kurve ansteigt, als Tfb genommen wird, während die Temperatur, bei der das Fließen des Toners (3) durch die Düse (1) nahezu vervollständigt ist, wo sich die Kurve abflacht, als Tend genommen wird; wobei die Temperatur bei S1/2, nämlich einem Zwischenwert zwischen dem Schlag bzw. Hub Sfb bei Tfb und dem Schlag bzw. Hub Send bei Tend als T1/2-Temperatur genommen wird; wobei die T1/2-Temperatur des Polyesters in der gleichen Art und Weise wie diejenige des Toners gemessen wird.

Da die Fließtestwerte eines kugelförmigen oder im Allgemeinen kugelförmigen Toners, der ein Polyesterharz als Bindemittelharz enthält, innerhalb eines speziellen Bereichs eingestellt bzw. kontrolliert werden kann, hat der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung eine gute Fixierungs-Initiierungs-Temperatur und eine gute Antiheiß-Offset-Temperatur zur Verwendung mit einer Heizwalze für die öllose Fixierung. Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung ist hinsichtlich der Fließfähigkeit des Pulvers, der Übertragungsleistung, der Bildschärfe und der Abtönung als Ergebnis der Sphäroidisierung und der Verringerung des Teilchendurchmessers überlegen. Es wird daher möglich gemacht, ein entwickeltes Bild mit ausgezeichneter Qualität zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Bildung eines elektrostatischen Bildes gemäß Anspruch 10, ein Verfahren zur Herstellung des Toners nach Anspruch 12 zur Verfügung.
KURZE BESCHREIBUNG VON MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B sind schematische Zeichnungen zur Erläuterung der Bestimmung der Fließtestwerte. Die 1A stellt einen Seitenaufriss eines Messgeräts dar und die 1B stellt ein Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung der einzelnen Fließtestwerte aus den Messwerten dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nunmehr wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung umfasst mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel, wobei das Bindemittelharz aus einem Polyesterharz hergestellt worden ist. Das verwendete Polyesterharz wird durch eine Dehydratisierungskondensation einer mehrbasischen Säure und eines mehrwertigen Alkohols synthetisch hergestellt.
Beispiele für die mehrbasische Säure schießen ein: aromatische Carbonsäuren, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Trimellitsäureanhydrid, Pyromellitsäure und Naphthalindicarbonsäure; aliphatische Carbonsäuren, wie Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Alkenylbernsteinsäureanhydrid und Adipinsäure; und alicyclische Carbonsäuren, wie Cyclohexandicarbonsäure. Diese mehrbasischen Säuren können entweder allein oder in Kombination zum Einsatz kommen. Unter diesen mehrbasischen Säuren werden vorzugsweise aromatische Carbonsäuren eingesetzt.
Beispiele für den mehrwertigen Alkohol schließen aliphatische Diole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Neopentylglykol und Glycerin; alicyclische Diole, wie Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol und hydriertes Bisphenol A; und aromatische Diole, wie Ethylenoxidaddukte von Bisphenol und Propylenoxidaddukte von Bisphenol A, ein. Diese mehrwertigen Alkohole können entweder allein oder in Kombination zum Einsatz kommen. Unter diesen mehrwertigen Alkoholen werden aromatische Diole und alicyclische Diole bevorzugt, wobei die aromatischen Diole noch mehr bevorzugt werden.
Eine Hydroxylgruppe am Polymerende und/oder eine Carboxylgruppe kann dadurch verestert werden, dass weiterhin eine Monocarbonsäure und/oder ein Monoalkohol zu dem Polyesterharz gegeben wird, der durch die Polykondensation der mehrwertigen Carbonsäure und des mehrwertigen Alkohols erhalten worden ist, wodurch die Säurezahl des Polyesterharzes kontrolliert wird.
Beispiele für Monocarbonsäuren, die für diesen Zweck eingesetzt werden, schließen Essigsäure, Essigsäureanhydrid, Benzoesäure, Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure, Propionsäureanhydrid und dergleichen ein. Beispiele für den Monoalkohol schließen Methanol, Ethanol, Propanol, Octanol, 2-Ethylhexanol, Trifluorethanol, Trichlorethanol, Hexafluorisopropanol, Phenol und dergleichen ein.
Das Polyesterharz kann durch eine Kondensationsreaktion des mehrwertigen Alkohols mit der mehrwertigen Carbonsäure nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. So kann es beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass der mehrwertige Alkohol und die mehrwertige Carbonsäure in ein Reaktionsgefäß gegeben werden, das mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Tropfkondensator ausgestattet ist; dass diese Materialien in Gegenwart eines inerten Gases (z.B. Stickstoffgas) auf 150-250°C erhitzt werden; dass kontinuierlich eine Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht aus dem Reaktionssystem entfernt wird; dass die Reaktion zu einem Zeitpunkt beendigt wird, bei dem die Säurezahl einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und dass das Gemisch abgekühlt wird, um das gewünschte Reaktionsprodukt zu erhalten.
Bei der Synthese des Polyesterharzes kann ein Katalysator eingesetzt werden. Beispiele für den Katalysator schließen Veresterungskatalysatoren, z.B. metallorganische Verbindungen (z.B. Dibutylzinndilaurat und Dibutylzinnoxid etc.) und Metallalkoxide (z.B. Tetrabutyltitanat, etc.) ein. In dem Fall, dass die Carbonsäurekomponente ein niederer Alkylester ist, können Ester-Austauschkatalysatoren verwendet werden, z.B. Metallacetate (z.B. Zinkacetat, Bleiacetat, Magnesiumacetat etc.), Metalloxide (z.B. Zinkoxid, Antimonoxid etc.) und Metallalkoxide (z.B. Tetrabutyltitanat, etc.). Die Menge des Katalysators liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01-1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsmaterialien.
Zur Herstellung eines vernetzten Polyesterharzes bei einer solchen Polykondensationsreaktion werden vorzugsweise eine mehrbasische Säure mit drei oder mehr Carboxylgruppen pro Molekül oder ein Anhydrid davon und/oder ein mehrwertiger Alkohol mit drei oder mehr Hydroxylgruppen pro Molekül als wesentliche Ausgangsmaterialien für die Synthese eingesetzt.
Die Fließtestwerte des erfindungsgemäßen Toners für die elektrostatische Bildentwicklung, der das so erhaltene Bindemittelharz als Bindemittelharz enthält, liegen innerhalb des folgenden Bereichs. Was die Fließtestwerte des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung betrifft so ist die Fließbeginntemperatur Tfb, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 90°C oder höher und 120°C oder niedriger. Die T1/2-Temperatur geht über einen Wert von 120°C hinaus und ist 160°C oder niedriger und die Fließbeendigungstemperatur Tend ist 130°C oder höher und 170°C oder niedriger. Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung hat bei diesen Fließtestwerten gute Fixierungseigenschaften.
Die Fließbeginntemperatur Tfb, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, die T1/2-Temperatur und die Fließbeendigungstemperatur Tend werden in der Weise bestimmt, dass ein Fließ-Testgerät mit der Bezeichnung „CFT-500", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, angewendet wird. Es wird ein Fließ-Testgerät wie in 1A verwendet. Dieses enthält einen Zylinder 2, ausgerüstet mit einer Düse 1 mit einem Düsendurchmesser D von 1,0 mm ∅ und einer Düsenlänge (Tiefe) L von 1,0 mm. Der Zylinder wird mit dem Toner 3 (Gewicht: 1,5 g) gefüllt und es wird eine Last pro Einheitsfläche (cm²) von 30 kg von der Seite angelegt, die gegenüber der Düse 1 angeordnet ist. Weiterhin wird der Zylinder mit einer Heizgeschwindigkeit von 6°C pro Minute erhitzt. Dann wird ein Schlag bzw. Hub S(Depressionswert der belasteten Oberfläche 4) der belasteten Oberfläche gemessen. Das heißt, die Beziehung zwischen der erhöhten Temperatur und dem Schlag bzw. Hub S wird in der Weise bestimmt, wie es in 1B gezeigt wird. Die Temperatur, bei der der Schlag bzw. Hub 3 rasch nach dem Beginnen des Durchfließens des Toners 3 durch die Düse 1 rasch zunimmt, wo die Kurve ansteigt, wird als Wert für Tfb genommen, während die Temperatur, bei der das Durchfließen des Toners 3 durch die Düse 1 nahezu vervollständigt ist, wo sich die Kurve abflacht, als Wert für Tend genommen wird. Die Temperatur bei S1/2, nämlich einem Zwischenwert zwischen dem Schlag bzw. Hub Sfb bei Tfb und dem Schlag bzw. Hub Send bei Tend wird als T1/2-Temperatur genommen.
Was die Messung durch das Aufheizverfahren unter Verwendung dieses Geräts betrifft, kann der Prozess, bei dem sich der Zustand der Probe von einem festen Bereich zu einem Fließbereich auf dem Wege über einem Übergangsbereich und einem Bereich einer kautschukartigen Elastizität verändert, durch Testen kontinuierlich gemessen werden, während die Temperatur mit fixierter Geschwindigkeit bezüglich des Verlaufs der Zeit während des Tests erhöht wird.
Die Schergeschwindigkeit und die Viskosität bei jeder Temperatur im Fließbereich können in einfacher Weise unter Verwendung dieses Geräts gemessen werden.
Die Fließbeginntemperatur Tfb ist ein Index für scharfe Schmelzeigenschaften und für Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen des Toners. Wenn die Fließbeginntemperatur zu hoch ist, dann werden die Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen schlechter und es kann leicht zu Kalt-Offseteffekten kommen. Andererseits, wenn die Fließbeginntemperatur zu niedrig ist, dann wird die Lagerungsstabilität erniedrigt und es kann zu Heiß-Offseteffekten kommen.
Demgemäß beträgt die Fließbeginntemperatur Tfb des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung vorzugsweise 90°C oder höher und 115°C oder niedriger und sie liegt mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 90-110°C.
Der Schmelzpunkt T1/2, gemessen durch die „1/2-Methode" und die Fließbeendigungstemperatur Tend, sind Indices für die Antiheiß-Offseteigenschaften. Wenn irgendein Wert des Schmelzpunktes T1/2, gemessen durch die „1/2-Methode" und der Fließbeendigungstemperatur Tend zu hoch ist, dann wird die Teilchengrößenverteilung während der Bildung der Teilchen deswegen schlechter, weil die Viskosität der Lösung zunimmt. Wenn andererseits ein beliebiger Wert des Schmelzpunktes T1/2, gemessen durch die „1/2-Methode", und der Fließbeendigungstemperatur Tend zu niedrig ist, dann ist es wahrscheinlich, dass es zu Offseterscheinungen kommt, wodurch die Einsetzbarkeit in der Praxis verringert wird. Daher geht der Schmelzpunkt T1/2, gemessen durch die „1/2-Methode", vorzugsweise über 120°C hinaus und er ist 155°C oder niedriger und er liegt mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 130-150°C, während die Fließbeendigungstemperatur Tend vorzugsweise 130°C oder höher und 165°C oder niedriger ist und mehr bevorzugt 140°C oder hö her ist und 160°C oder niedriger ist. Es wird möglich, eine Fixierung innerhalb eines weiten Temperaturbereichs zu bewerkstelligen, indem die Werte für Tfb, T1/2 und Tend auf einen Wert innerhalb der oben beschriebenen Bereiche eingestellt werden.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung hat eine kugelförmige oder im Allgemeinen kugelförmige Gestalt mit einer mittleren Rundheit (der mittlere Wert der Rundheit wird wie folgt definiert (Umkreis eines Kreise mit der gleichen Fläche wie derjenigen einer Projektionsfläche der Teilchen)/(Umkreis eines Projektionsbildes der Teilchen)) von 0,97 oder mehr und vorzugsweise 0,98 oder mehr.
Da der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung eine solche kugelförmige oder im Allgemeinen kugelförmige Gestalt hat, ist es möglich, eine gute Pulver-Fließfähigkeit, selbst nach einer Verringerung des Teilchendurchmessers zu garantieren, und weiterhin eine gute Übertragungseffizienz zu garantieren, wodurch es ermöglicht wird, ein Bild mit ausgezeichneter Qualität (z.B. Bildschärfe, Abtönung etc.) zu bilden. Wenn die mittlere Rundheit kleiner als 0,97 ist, das heißt dann, wenn sich die Gestalt von der kugelförmigen Gestalt in Richtung zu einer unregelmäßigen Gestalt verändert, wird die Übertragungsleistung erniedrigt, was nicht bevorzugt wird. Die mittlere Rundheit kann auch dadurch bestimmt werden, dass eine SEM-(Abtast-Elektronen-Mikroskop-)Photographie der Tonerteilchen gemacht wird, gefolgt von anschließenden Messungen und Errechnungen. Die mittlere Rundheit wird jedoch leichter dadurch erhalten, dass ein Teilchen-Bildanalysegerät von Fließtyp mit der Bezeichnung FPIP-1000, hergestellt von der Firma Toa Iyo Denshi Co., Ltd., eingesetzt wird. Erfindungsgemäß wurde die mittlere Rundheit mit diesem Gerät gemessen.
In einem solchen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung enthält das Bindemittelharz ein vernetztes Polyesterharz und der Gehalt einer in Tetrahydrofuran unlöslichen Fraktion des Bindemittelharzes in dem Toner liegt innerhalb eines Bereiches von 0,2-20 Gew.-%, vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 0,5-10 Gew.-% und mehr bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 0,5-6 Gew.-%. Wenn als Bindemittelharz in dem Toner ein Polyesterharz, bei dem sich der Gehalt der in Tetrahydrofuran unlöslichen Fraktion innerhalb eines Bereiches von 0,2-20 Gew.-% befindet, verwendet wird, dann können gute Antiheiß-Offseteigenschaften garantiert werden, was bevorzugt wird.
Wenn der Gehalt weniger als 0,2 Gew.-% beträgt, dann wird der Effekt der Verbesserung der Antiheiß-Offseteigenschaften schlecht, was nicht bevorzugt wird. Wenn andererseits der Gehalt größer als 20 Gew.-% ist, dann wird die Viskosität der Lösung zu hoch und die Teilchengrößenverteilung wird während der Bildung der Teilchen schlechter. Weiterhin nimmt in diesem Fall die Fixierungsbeginntemperatur zu und die Ausgewogenheit der Fixierungseigenschaften wird schlecht, was nicht bevorzugt wird.
Die Menge der in Tetrahydrofuran unlöslichen Fraktion wird in folgender Art und Weise bestimmt. 1 g Toner wird genau abgewogen und in 40 ml Tetrahydrofuran vollständig aufgelöst. Nachdem 2 g Radioloite (#700, hergestellt von der Firma Showa Chemical Co., Ltd.) in einem Trichter (Durchmesser: 40 mm), auf den ein Kiriyama-Filterpapier (Nr. 3) aufgebracht worden ist, gleichförmig angeordnet worden sind, wird die Lösung filtriert und der Kuchen wird in eine Petrischale aus Aluminium eingegeben. Nach einstündigem Trocknen bei 140°C wird das Trockengewicht bestimmt. Dann wird ein Wert (Prozent) dadurch errechnet, dass die restliche Harzmenge, ausgedrückt als Trockengewicht, durch die anfängliche Toner-Probenmenge dividiert wird und dieser Wert wird als unlösliche Fraktion genommen. Obgleich Addi tive, wie Pigmente, Wachse, äußere Additive und dergleichen in dem Toner enthalten sein können, wird die in THF-unlösliche Fraktion des Bindemittelharzes unter Berücksichtigung des Gehalts dieser Materialien und der Tatsache, ob sie in THF löslich sind, errechnet.
Das Bindemittelharz enthält ein geradkettiges Polyesterharz. In dem erfindungsgemäßen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann das Bindemittelharz aus einer Art eines Polyesterharzes gebildet worden sein, doch es wird in der Praxis bevorzugt, ein Harz einzusetzen, das dadurch hergestellt worden ist, dass ein vernetztes Polyesterharz mit hohem Molekulargewicht und hoher Viskosität mit einem geradkettigen Polyesterharz mit niedrigem Molekulargewicht und niedriger Viskosität vermengt wird, um eine gute Fixierungsbeginntemperatur und gute Anti-Heißoffset-Eigenschaften bei der Herstellung des Harzes zu erhalten. Die hierin verwendete Bezeichnung „vernetztes Polyesterharz" soll ein Harz angeben, das eine Komponente enthält, die in Tetrahydrofuran unlöslich ist, während die Bezeichnung „geradkettiges Harz" ein Harz angeben soll, das keine Vernetzungsmittelkomponente enthält und das in Tetrahydrofuran löslich ist.
Erfindungsgemäß wird ein Gemisch aus dem geradkettigen Polyesterharz und einem vernetzten Polyesterharz als Bindemittelharz verwendet. Das Gemisch stellt ein Gemisch aus einem geradkettigen Polyesterharz (A) und einem vernetzten Polyesterharz (B) dar, das den folgenden Bedingungen genügt.
Das heißt, das Gemisch ist ein Gemisch aus:

(A) einem geradkettigen Polyesterharz, in dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 80°C oder höher und 120°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist und
(B) einem vernetzten Polyesterharz, bei dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, über 120°C hinausgeht und 210°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 90°C oder höher und 75°C oder niedriger ist, und wobei das Gewichtsverhältnis des genannten Harzes (A) zu dem genannten Harz (B), (A)/(B), innerhalb eines Bereichs von 20/80-80/20 liegt und wobei der genannte Toner der Beziehung: 20°C ≤ T1/2(B) – T1/2(A) ≤ 120°Cgenügt, worin T1/2(A) bzw. T1/2(B) die T1/2-Temperatur des genannten Harzes (A) bzw. des genannten Harzes (B) angeben.

In Anbetracht der Eigenschaften bei jeder Temperatur, wie durch das Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ gemessen, ist der Schmelzpunkt T1/2 (A) des Harzes (A), gemessen durch die „1/2-Methode", ein Index für die Verleihung von scharfen Schmelzeigenschaften und Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und der Wert für T1/2(A) liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 80-115°C und mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 90-110°C.
Das durch diese Eigenschaften definierte Harz (A) hat eine niedrige Erweichungstemperatur und es schmilzt sogar dann in zufrieden stellender Weise, wenn die thermische Energie als Ergebnis einer Verringerung der Temperatur der Heizwalze oder als Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit beim Fixierungsprozess unter Verwendung der Heißwalze verringert wird. Daher zeigt dieses Material Eigenschaften, wie ausgezeichnete Kalt-Offseteigenschaften und Fixierungseigenschaften, bei niedrigen Temperaturen.
Wenn die Werte sowohl für den Schmelzpunkt T1/2(B) des Harzes (B), gemessen durch die „1/2-Methode" und die Fließbeendigungstemperatur Tend zu niedrig sind, dann ist es wahrscheinlich, dass Heiß-Offseterscheinungen auftreten. Wenn andererseits beide Werte davon zu hoch sind, dann wird die Teilchengrößenverteilung während der Bildung der Teilchen schlechter, wodurch die Produktivität erniedrigt wird. Daher liegt der Wert für T1/2(B) vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 125-210°C und mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 130-200°C.
Da das Harz (B), das durch diese Eigenschaften definiert wird, eine starke Kautschukelastizität und eine hohe Schmelzviskosität hat, wird die innere Kohäsionskraft der geschmolzenen Tonerschicht selbst während des Schmelzens unter Erhitzen beim Fixierungsprozess aufrechterhalten und es treten nur selten Heiß-Offseterscheinungen auf. Das Harz zeigt auch eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit nach der Fixierung aufgrund seiner Zähigkeit.
Durch die Einarbeitung des Harzes (A) und des Harzes (B) in guter Ausgewogenheit kann ein Toner erhalten werden, der dazu imstande ist, in genügender Weise Anti-Offseteigenschaften und Fixierungseigenschaften innerhalb eines weiten Temperaturbereichs zu ergeben.
Wenn das Gewichtsverhältnis des Harzes (A) zu dem Harz (B), (A)/(B), zu klein ist, dann werden die Fixierungseigenschaften beeinträchtigt. Wenn andererseits das Gewichtsverhältnis zu groß ist, dann werden die Anti-Offseteigenschaften ebenfalls beeinträchtigt. Daher liegt das Gewichtsverhältnis innerhalb eines Bereichs von 20/80-80/20 und vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 30/70-70/30.
Wenn die Schmelztemperatur, gemessen durch die „1/2-Methode" des Harzes (A) und diejenige des Harzes (B) T1/2(A) bzw. T1/2(B) beträgt, dann kann die folgende Beziehung T1/2(A) < T1/2(B) aufgestellt werden. T1/2(A) – 1/2(B) liegt innerhalb eines Bereichs von 20-120°C und vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 30-110°C, so dass während des Schmelzknetens eine gleichförmige Vermischung erzielt wird, ohne dass Probleme aufgrund einer unterschiedlichen Viskosität zwischen den Harzen hinsichtlich des Ausgleiches zwischen den Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und den Anti-Offseteigenschaften bewirkt werden.
Die T1/2-Temperatur, wie durch das Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ gemessen, ist ein Wert, der in der gleichen Art und Weise erhalten wird wie oben im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass die Messung mit dem Harz anstatt mit dem Toner durchgeführt wird. Die Glasübergangstemperatur Tg ist ein Wert, der bei einer Heizgeschwindigkeit von 10°C pro Minute, durch die Methode des zweiten-Laufs unter Verwendung eines Differential-Abtast-Kalorimeters mit der Bezeichnung „DSC-50", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, gemäß der Erfindung gemessen wird.
Die Glasübergangstemperatur des geradkettigen Polyesterharzes (A) und des vernetzten Polyesterharzes (B) ist 90°C oder höher und 75°C oder niedriger. Wenn die Glasübergangstemperatur Tg niedriger als 40°C ist, dann neigt der resultierende Toner dazu, eine Blockierung (eine Erscheinung, bei der die Teilchen eines Toners unter Bildung eines Agglomerats agglomerieren), während der Lagerung oder in dem Entwicklungsgerät hervorzurufen. Wenn andererseits die Glasübergangstemperatur über 75°C hinausgeht, dann nimmt die Fixierungstemperatur des Toners zu, was nicht bevorzugt ist.
Das Polyesterharz, das als Bindemittelharz verwendet wird, d.h. das geradkettige Polyesterharz (A) und das vernetzte Polyesterharz (B), welche Harze der oben angegebenen Beziehung genügen, führen dazu, dass der resultierende Toner gute Fixierungseigenschaften hat.
Der erfindungsgemäße Toner und das als Bindemittelharz verwendete Polyesterharz genügen vorzugsweise der folgenden Beziehung: T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz), wobei T1/2 (Toner) und T1/2 (Harz) die T1/2-Temperaturen des Toners bzw. des Harzes, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, bedeuten. Bei Verwendung eines Polyesterharzes, das dieser Beziehung genügt, hat der resultierende Toner bessere Fixierungseigenschaften.
Wie nachstehend beschrieben, tritt, wenn das Pigment als Komponente des Toners durch das Nassdispergierungsverfahren der Auflösung und Dispergierung eines Polyesterharzes in einem Lösungsmittel und durch Verkneten des Gemisches in einer Kugelmühle dispergiert wird, kein molekularer Bruch des Bindemittelharzes (Polyesterharzes) auf, so dass keine Veränderungen des Molekulargewichts des Bindemittelharzes hervorgerufen werden. Demgemäß ist es bei Verwendung eines Gemisches, erhalten durch das Nassdispergierungsverfahren, das als Komponenten ein Bindemittelharz, ein Wachs und ein organisches Lösungsmittel enthält, möglich, der Beziehung: T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz) zu genügen.
Andererseits werden die Eigenschaften des Bindemittelharzes durch einen Bruch der Polymerkette während des Schmelzverknetens des durch das Pulverisierungsverfahren erhaltenen Toners verändert, so dass die Beziehung T1/2 (Toner) < T1/2 (Harz) aufgestellt wird. Daher ist es zum Erhalt von öllosen Fixierungseigenschaften sowie von guten Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und Antiheiß-Offseteigenschaften zu bevorzugen, der Beziehung T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz), wie erfindungsgemäß beschrieben, zu genügen, um eine gute Ausgewogenheit zwischen den Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen und den Antiheiß-Offseteigenschaften sowie eine Einfachheit der Synthese des Harzes zu erhalten (es ist nicht erforderlich, ein Harz mit hoher Viskosität zu synthetisieren, da kein Bruch der Polymerkette erfolgt).
Zum Erhalt von guten Fixierungseigenschaften genügt das aus dem Polyesterharz hergestellte Bindemittelharz vorzugsweise allen folgenden Eigenschaften:

(1) das gewichtsmittlere Molekulargewicht ist 30.000 oder höher und mehr bevorzugt 37.000 oder höher;
(2) das Verhältnis (gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw)/(zahlenmittleres Molekulargewicht Mn) ist 12 oder höher und mehr bevorzugt 15 oder höher;
(3) das Flächenverhältnis einer Komponente mit einem Molekulargewicht von 600.000 ist 0,5% oder höher und mehr bevorzugt 0,7% oder höher; und
(4) das Flächenverhältnis einer Komponente mit einem Molekulargewicht von 10.000 oder weniger liegt innerhalb eines Bereichs von 20-80% und mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 30-70% bei der Messung des Molekulargewichts durch Gelpermeationschromatographie (GPC) der in Tetrahydrofuran(THF)-löslichen Fraktion.

In dem erfindungsgemäßen Toner ist eine Komponente mit hohem Molekulargewicht, die ein Molekulargewicht von 600.000 oder höher hat, dazu wirksam, Antiheiß-Offseteigenschaften zu garantieren. Ein Toner, in dem ein Bindemittelharz, enthaltend eine Komponente mit hohem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von 600.000 oder mehr, kann in geeigneter Weise mit einer Fixierungsvorrichtung eines öllosen Fixierungssystems verwendet werden. Andererseits ist eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von 10.000 oder weniger dazu wirksam, die Schmelzviskosität des Toners zu verringern, wodurch starke Schmelzeigenschaften erreicht werden und die Fixierungs- Initiierungstemperatur erniedrigt wird. Zum Erhalt von guten Fixierungseigenschaften, wie eine Fixierung bei niederen Temperaturen und von Antiheiß-Offseteigenschaften, hat das Bindemittelharz vorzugsweise eine derartige breite Verteilung des Molekulargewichts. Bei der Granulation der Tonerteilchen unter Verwendung des Emulgierungs/Dispergierungs-Verfahrens ist ebenfalls die Verwendung einer Komponente mit niedrigem Molekulargewicht im Hinblick darauf zu bevorzugen, dass die Viskosität der Harzlösung verringert wird.
Das Molekulargewicht der in THF-löslichen Fraktion in dem Bindemittelharz wird auf folgende Art und Weise bestimmt. Die in THF-lösliche Fraktion wird durch Filtern durch einen Filter (0,2 μm) gesammelt und in einem THF-Lösungsmittel (Fließgeschwindigkeit: 0,6 ml/min, Temperatur: 40°C) gemessen, wobei ein Gerät mit der Bezeichnung GPC·HLC-8120, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation, und drei Säulen mit der Bezeichnung „TSKgel Super HM-M" (15 cm), hergestellt von der Firma Tosoh Corporation, verwendet werden. Dann wird das Molekulargewicht unter Verwendung einer Eichkurve für das Molekulargewicht, hergestellt unter Verwendung einer monodispersen Polystyrolstandardprobe, berechnet.
Erfindungsgemäß gehört das Molekulargewicht in dem oben beschriebenen speziellen Bereich der in Tetrahydrofuranunlöslichen Fraktion und der in Tetrahydrofuran-löslichen Fraktion zu dem Polyesterharz in dem Toner, jedoch nicht zu dem Polyesterharz, das als Ausgangsmaterial bei der Herstellung des Toners verwendet wird. Das heißt, dass im Falle, wenn die Eigenschaften des Harzes, die einen Einfluss auf die Fixierungseigenschaften ausüben, definiert werden, dann sind die Eigenschaften des Bindemittelharzes in dem Toner von Wichtigkeit.
Die Säurezahl (mg KOH, erforderlich für die Neutralisation von 1 g Harz) des Polyesterharzes liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1-30 KOHmg/g, weil (1) in diesem Falle die obige Molekulargewichtsverteilung leicht erhalten wird, (2) die Bildungseigenschaften der Tonerteilchen durch das Emulgierungs/Dispergierungs-Verfahren leicht garantiert werden können und (3) eine gute Umweltstabilität (Stabilität der Ladungseigenschaften bei Verändeurngen der Temperatur und der Feuchtigkeit) des resultierenden Toners leicht aufrechterhalten werden kann. Die Säurezahl des Polyesterharzes kann in der Weise eingestellt werden, dass der Anteil der Carboxylgruppen an einem Ende des Polyesterharzes durch das Mischungsverhältnis und die Reaktionsgeschwindigkeit der mehrbasischen Säure und des mehrwertigen Alkohols als Ausgangsmaterialien eingestellt werden, zusätzlich zu der Zugabe der Monocarbonsäure und/oder des Monoalkohols zu dem Polyesterharz, erhalten durch die Polykondensationsreaktion zwischen der mehrwertigen Carbonsäure und dem mehrwertigen Alkohol, wie oben beschrieben. Alternativ kann ein Polyester, der eine Carboxylgruppe in der Hauptkette hat, dadurch erhalten werden, dass Trimellitsäureanhydrid als mehrbasische Säurekomponente verwendet wird.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung enthält vorzugsweise ein Trennmittel. In diesem Fall werden Wachse, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenwasserstoffwachsen, wie Polypropylenwachs, Polyethylenwachs und Fischer-Tropsch-Wachs; synthetische Esterwachse und natürliche Esterwachse, wie Carnaubawachse und Reiswachse, verwendet. Unter diesen Wachsen werden natürliche Wachse, wie Carnaubawachs und Reiswachs, sowie synthetische Esterwachse, die ein Produkt mit der Bezeichnung WEP-5 (hergestellt von der Firma NOF Corporation), erhalten aus einem mehrwertigen Alkohol und einer langkettigen Monocarbonsäure, bevorzugt.
Der Schmelzpunkt des Wachses ist keinen speziellen Begrenzungen unterworfen, beträgt jedoch vorzugsweise 150°C oder niedriger im Hinblick auf die Anti-Offseteigenschaften. Im Hinblick auf die Fixierungseigenschaften und die Lagerungsstabilität liegt der Schmelzpunkt innerhalb eines Bereichs von 50-120°C. Das feste Wachs kann so eingesetzt werden, wie es ist, oder das Wachs kann auch im Zustand einer Emulsion eingesetzt werden. Das Wachs wird vorzugsweise in dem Toner dispergiert und es wird vorzugsweise mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3 μm oder weniger und mehr bevorzugt von 1 μm oder weniger dispergiert. Die Menge des Wachses liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1-40 Gew.-%, bezogen auf den Toner. Wenn die Menge weniger als 1 Gew.-% beträgt, dann ist es wahrscheinlich, dass die Trennbarkeit nicht ausreichend ist. Wenn andererseits die Menge über 40 Gew.-% hinausgeht, dann kann es sein, dass das Wachs auf der Oberfläche der Tonerteilchen ausgesetzt wird, wodurch die Ladungseigenschaften und die Lagerungsstabilität verschlechtert werden.
Der Erfindungsgemäße Toner enthält vorzugsweise ein positives Ladungskontrollmittel. Das positive Ladungskontrollmittel ist keinen speziellen Begrenzungen unterworfen und es können bekannte positive Ladungskontrollmittel, die herkömmlicherweise für Toner verwendet werden, wie beispielsweise Nigrosinfarbstoffe, quaternäre Ammoniumverbindungen, Oniumverbindungen, Triphenylmethanverbindungen und dergleichen, zum Einsatz kommen. Verbindungen mit einer basischen Gruppe, wie einer Aminogruppe, einer Iminogruppe, einem N-Heteroring oder dergleichen, zum Beispiel, ein tertiäres, Aminogruppen-enthaltendes Styrolacrylharz, wirken gleichfalls als positive Ladungskontrollmittel und sie können entweder allein oder in Kombination mit den obigen anderen positiven Ladungskontrollmitteln eingesetzt werden. In Abhängigkeit von dem Zweck kann eine kleine Menge eines negativen Ladungskontrollmittels, wie eines Azofarb stoff-Metallkomplexes, eines Salicylsäurederivat-Metallkomplexes oder derglelichen, in Kombination mit diesen positiven Ladungskontrollmitteln eingesetzt werden.
Die Menge des positiven Ladungskontrollmittels in dem erfindungsgemäßen Toner liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 0,01-10 Gew.-% und bevorzugt innerhalb eines Bereichs von etwa 0,1-6 Gew.-%. Bei einem Herstellungsverfahren, bei dem ein Toner hergestellt wird, der das positive Ladungskontrollmittel enthält, wobei ein Teil davon an der Toneroberfläche freigelegt ist, ist die oben angegebene Menge erforderlich. Im Falle, dass das positive Ladungskontrollmittel auf der Oberfläche der Tonerteilchen durch verschiedene Maßnahmen bzw. Mittel fixiert ist, kann die Menge des positiven Ladungskontrollmittels, das auf die Oberfläche des Toners aufgebracht wird, verringert werden. In diesem Fall liegt die Menge vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,01-1% und besonders bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,01-0,5%. Es ist mehr zu bevorzugen, das positive Ladungskontrollmittel auf der Oberfläche der Tonerteilchen zu fixieren, weil in diesem Fall die gewünschte geeignete Aufladung dadurch erhalten wird, dass eine kleine Menge des positiven Ladungskontrollmittels verwendet wird.
Das in dem erfindungsgemäßen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung verwendete Farbmittel ist keinen speziellen Beschränkungen unterworfen und es können bekannte Farbmittel verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Pigment verwendet.
Beispiele für schwarze Pigmente schließen Ruß, Cyaninschwarz, Anilinschwarz, Ferrit, Magnetit und dergleichen ein. Alternativ können auch schwarze Pigmente zum Einsatz kommen, die aus den folgenden Farbpigmenten hergestellt worden sind.
Beispiele für gelbe Pigmente schließen Chromgelb, Zinkgelb, Cadmiumgelb, gelbes Eisenoxid, Ocker, Titangelb, Naphtholgelb S, Hansagelb 10G, Hansagelb 5G, Hansagelb G, Hansagelb GR, Hansagelb A, Hansagelb RN, Hansagelb R, Pigmentgelb L, Benzidingelb, Benzidingelb G, Benzidingelb GR, Permantentgelb NCG, Vulkanechtgelb 5G, Vulkanechtgelb R, Chinolingelbpigment, Anthracengelb 6GL, Permanentgelb FGL, Permanentgelb H10G, Permanentgelb HR, Anthrapyrimidingelb, Isoindolinongelb, Cromophthalgelb, Nobopalmgelb H2G, kondensiertes Azogelb, Nickelazogelb, Kupferazomethingelb und dergleichen ein.
Beispiele für rote Pigmente schließen Chromorange, Molybdänorange, Permanentorange GTR, Pyrazolonorange, Valcanorange, Indanthrenbrilliantorange RK, Indanthrenbrilliantorange G, Benzidinorange G, Permanentrot 4R, Permanentrot BL, Permanentrot F5RK, Litholrot, Pyrazolonrot, Watchungrot, Pigmentrot C, Pigmentrot D, Brilliantcarmin 6B, Brilliantcarmin 3B, Rhodaminpigment B, Arisalinpigment, Permanentcarmin FBB, Perinonorange, Isoindolinonorange, Anthanthronorange, Pyranthronorange, Chinacridonrot, Chinacridonmagenta, Chinacridonscharlach, Perylenrot und dergleichen ein.
Beispiele für blaue Pigmente schließen Cobaltblau, Ceruleanblau, Alkaliblaupigment, Pfauenblaupigment, Phanatonblau 6G, Victoriablaupigment, metallfreies Phthalocyaninblau, Kupferphthalocyaninblau, Echthimmelblau, Indanthrenblau RS, Indanthrenblau BC, Indigo und dergleichen ein.
Die Menge des Farbmittels liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1-50 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt in einem Bereich von 3-15 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
Um gute Reibungs-Ladungs-Eigenschaften selbst dann aufrecht zu erhalten, wenn der Teilchendurchmesser des Toners verringert wird, ist es wirksam, zu verhindern, dass das Farbmittel an der Oberfläche der Tonerteilchen freigelegt wird, d.h. es soll eine Tonerstruktur erhalten werden, bei der das Farbmittel in den Tonerteilchen eingeschlossen ist. Die Verschlechterung der Ladungseigenschaften, die eine Verringerung des Teilchendurchmessers des Toners begleitet, wird auch durch die Tatsache bewirkt, dass das Farbmittel und andere Additive (z.B. Wachs etc.) teilweise an der Oberfläche der Tonerteilchen freigelegt sind. Selbst dann, wenn der Gehalt (Gew.-%) des Farbmittels der gleiche ist, dann wird die spezifische Oberfläche der Tonerteilchen durch eine Verringerung des Teilchendurchmessers erhöht und der Anteil des Farbmittels, des Wachses oder dergleichen, das auf der Oberfläche der Tonerteilchen freigelegt wird, wird erhöht. Als Ergebnis verändert sich die Zusammensetzung der Oberfläche der Tonerteilchen in drastischer Weise und die Reibungs-Ladungs-Eigenschaften der Tonerteilchen verändern sich ebenfalls in drastischer Weise, wodurch es schwierig wird, die richtigen Ladungseigenschaften zu erhalten.
Da bei dem erfindungsgemäßen Toner und bei dem Verfahren zur Herstellung desselben das Farbmittel und das Wachs in dem Bindemittelharz enthalten sind, werden die Ladungseigenschaften gleichförmig gemacht, wodurch es möglich gemacht wird, ein gut gedrucktes Bild zu erhalten. Es kann leicht festgestellt werden, dass das Farbmittel und das Wachs nicht auf der Oberfläche der Tonerteilchen freigelegt sind, beispielsweise dadurch, dass der Querschnitt der Teilchen unter Verwendung eines TEM-Geräts (Transmissions-Elektronen-Mikroskop) inspiziert wird. Genauer gesagt, wenn der Querschnitt, erhalten durch Einbettung der Tonerteilchen in ein Harz, und Zerschneiden der resultierenden Probe mittels eines Mikrotoms, gefärbt mit Rutheniumtetraoxid, angefärbt wird und durch ein TEM-Gerät inspi ziert wird, dann kann bestätigt werden, dass das Pigment und das Wachs in dem Bindemittelharz eingeschlossen sind und in den Teilchen fast gleichförmig dispergiert sind.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Gemisch, umfassend mindestens ein Bindemittelharz, hergestellt aus einem Polyesterharz mit Carboxylgruppen, einem Farbmittel und einem Trennmittel, mit einem wässrigen Medium vermischt wird, das Gemisch in Gegenwart einer Base emulgiert und dispergiert wird, um gefärbte Teilchen (I) zu bilden, die darin mindestens das Farbmittel und das Bindemittelharz enthalten, dass man die gefärbten Teilchen (I) von dem flüssigen Medium abtrennt und dass man die gefärbten Teilchen trocknet.
Das Gemisch, das aus dem Bindemittelharz, dem Farbmittel und dem Wachs hergestellt worden ist, kann durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden und es wird vorzugsweise durch ein Verfahren hergestellt, bei dem diese pulverförmigen Ausgangsmaterialien vermischt und genügend verknetet werden, wobei eine beliebige Vorrichtung aus der Gruppe Doppelschneckenextruder, Kneter und Zwillingswalzen verwendet wird. Da manchmal ein Bruch der Komponente des Bindemittelharzes mit hohem Molekulargewicht bei einer derartigen Schmelzknetstufe auftritt, ist es zu bevorzugen, das Ausgangsharz auszuwählen, nachdem zuvor irgendwelche Veränderungen des Molekulargewichts während des Verknetens des Bindemittelharzes ermittelt worden sind, um einen Toner, umfassend das Bindemittelharz, mit einem speziellen Bereich der Fließtestwerte, die ähnlich sind wie im Falle des erfindungsgemäßen Toners, herzustellen.
Ein Verfahren, bei dem das verknetete Gemisch in einem wässrigen Medium durch Anlegung von Hochgeschwindigkeits-Rührbedingungen in Gegenwart einer Base emulgiert wird, kann beispielsweise als Verfahren zur Vermischung des so hergestellten verkneteten Gemisches mit dem wässrigen Medium und zur Emulgierung des Gemisches eingesetzt werden. Insbesondere bei Anwendung dieses Verfahren wird dieses vorzugsweise bei Bedingungen von hoher Temperatur und von hohem Druck durchgeführt, wodurch das Bindemittelharz erweicht wird, so dass es möglich gemacht wird, das Sieden des wässrigen Mediums zu verhindern.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann auch durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem das Bindemittelharz, das Farbmittel und das Trennmittel mit einem organischen Lösungsmittel vermischt werden und das so erhaltene Gemisch unter Anwendung eines Nassverfahrens verknetet und dispergiert wird, um das oben genannte Gemisch zu erhalten. In diesem Fall können das Farbmittel und das Trennmittel unter Anwendung des Nassverfahrens getrennt, verknetet und dispergiert werden.
Genauer gesagt handelt es sich hierbei um ein Verfahren, bei dem das Bindemittelharz in dem organischen Lösungsmittel aufgelöst wird, das Farbmittel und das Trennmittel zugegeben werden, eine Dispergierung unter Verwendung eines allgemeinen Misch/Dispergierungs-Geräts, wie eines Despa-Geräts (Dispersionsrührer), einer Kugelmühle, einer Perlenmühle, einer Sandmühle, einer kontinuierlichen Perlenmühle oder dergleichen, dispergiert wird, um eine Harzlösung herzustellen, in der das Farbmittel und das Trennmittel in dem organischen Lösungsmittel fein dispergiert sind. Dann wird die so erhaltene Harzlösung mit einem wässrigen Medium in Gegenwart eines basischen Neutralisationsmittels vermischt, wodurch eine Emulgierung erfolgt, und das organische Lösungsmittel wird bei vermindertem Druck entfernt, um ein wässriges Medium (eine Suspension) der oben beschriebenen gefärbten Teilchen (I) herzustellen. Dann werden die gefärbten Teilchen (I) von dem wässrigen Medium abgetrennt und getrocknet, wodurch ein Toner erhalten wird. Dieses Verfahren ist besser als das oben genannte Verfahren, bei dem eine hohe Scherkraft an das Harz angelegt wird, weil die Polymerkomponente (Gelkomponente) nicht zerbrochen wird.
Das Polyesterharz, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners für die elektrostatische Bildentwicklung verwendet wird, ist ein Polyesterharz mit Carboxylgruppen.
Das Polyesterharz mit Carboxylgruppen als saure Gruppen wird in Wasser selbst-dispergierbar. Was das Harz mit der Selbst-Dispergierbarkeit in Wasser betrifft, so nimmt dessen Hydrophilie dadurch zu, dass die sauren Gruppen in Anionen umgewandelt werden, wodurch das Polyesterharz in dem wässrigen Medium (Wasser oder ein flüssiges Medium, enthaltend Wasser als Hauptkomponente) dispergiert wird.
Beispiele für Basen, die zur Neutralisation der sauren Gruppen (Carboxylgruppen) verwendet werden, schließen, jedoch ohne Einschränkung darauf, anorganische Basen, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniak; und organische Basen, wie Diethylamin, Triethylamin und Isopropylamin, ein.
Beispiele für organische Lösungsmittel, die zur Auflösung oder Dispergierung des Bindemittelharzes, des Farbmittels und des Wachses (Trennmittel) verwendet werden, schließen Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Benzol, Toluol, Xylol, Cyclohexan und Petrolether; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Dichlorethan, Dichlorethylen, Trichlorethan, Trichlorethylen und Tetrachlorkohlenstoff; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon; und Ester, wie Ethylacetat und Butylacetat, ein. Diese Lösungsmittel können entweder allein eingesetzt werden oder es können zwei oder mehrere Arten davon in Kombination zum Einsatz kommen. Das organische Lösungsmittel löst das Bindemittelharz und es ist vorzugsweise ein Lösungsmittel mit verhältnismäßig niedri ger Toxizität und mit niedrigem Siedepunkt, das bei den nachfolgenden Verfahren leicht entfernt werden kann. Unter diesen organischen Lösungsmitteln wird das Methylethylketon am meisten bevorzugt.
Das Verfahren der Neutralisation der sauren Gruppen (Carboxylgruppen) des Polyesterharzes mit der Base schließt zum Beispiel (1) ein Verfahren, bei dem ein Gemisch, enthaltend das Farbmittel, das Wachs und ein organisches Lösungsmittel, unter Verwendung des Bindemittelharzes mit zuvor neutralisierten sauren Gruppen hergestellt wird, oder (2) ein Verfahren, bei dem ein Gemisch, enthaltend ein Bindemittelharz mit sauren Gruppen, ein Farbmittel, ein Wachs und ein organisches Lösungsmittel, hergestellt wird und das Gemisch mit einer Base neutralisiert wird, ein.
Das Verfahren zur Neutralisation der sauren Gruppen des Polyesterharzes mit einer Base und der Emulgierung des Polyesterharzes schließt zum Beispiel (3) ein Verfahren, bei dem die Emulgierung durch Zugabe des Gemisches zu einem wässrigen Medium durchgeführt wird, oder (4) ein Verfahren, bei dem ein wässriges Medium zu dem Gemisch hinzugesetzt wird, ein. Eine Kombination der Verfahren (2) und (4) wird deswegen bevorzugt, weil in diesem Fall die Teilchengrößenverteilung verbessert ist.
Ein Verfahren der Zumischung eines basischen Neutralisationsmittels zu dem wässrigen Medium kann gleichfalls angewendet werden, jedoch wird ein Neutralisations/Emulgierungsverfahren unter Verwendung der obigen Kombination im Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung bevorzugt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein Phaseninversionsmittel zu dem Gemisch, enthaltend mindestens ein Bindemittelharz, hergestellt aus einem Polyesterharz mit Carboxylgruppen, ein Farbmittel und ein Trennmit tel, zugesetzt, und das Gemisch wird mit einem wässrigen Medium in Gegenwart einer Base vermischt. Die hierin verwendete Bezeichnung „Phaseninversionsmittel" unterscheidet sich hinsichtlich ihrer Funktion von dem zuvor im Abschnitt „Stand der Technik" beschriebenen Emulgator und Dispersionsstabilisator. Das heißt, unter dem Emulgator und dem Dispersionsstabilisator, wie zuvor im Abschnitt „Stand der Technik" beschrieben, sind solche Materialien zu verstehen, die auf der Oberfläche der Teilchen absorbiert werden, die dazu imstande sind, die Teilchen in dem wässrigen Medium stabil zu dispergieren, ohne dass ein Zusammensintern und eine Agglomeration der gebildeten Teilchen bewirkt wird.
Andererseits ist unter dem erfindungsgemäß verwendeten Phaseninversionsmittel ein Mittel zu verstehen, das eine Beschleunigungsfunktion für die Phaseninversion hat. Das heißt, in der Stufe der Zugabe eines wässrigen Mediums (Wasser oder ein flüssiges Medium, enthaltend Wasser als Hauptkomponente) zu einem Gemisch, bestehend aus dem Bindemittelharz, dem Farbmittel und dergleichen, und einem organischen Lösungsmittel, erzeugt die allmähliche Zugabe von Wasser zu der kontinuierlichen organischen Phasen diskontinuierliche Wasser-in-Öl-Phasen. Die weitere Zugabe von Wasser bewirkt eine Inversion der diskontinuierlichen Wasser-in-Öl-Phasen zu diskontinuierlichen Öl-in-Wasser-Phasen und es wird eine Suspension gebildet, in der das obige Gemisch in Form von Teilchen (Tröpfchen) in dem wässrigen Medium dispergiert ist. Hierin werden Mittel mit einer Funktion der Förderung der glatten Inversion der diskontinuierlichen Wasser-in-Öl-Phase zu der diskontinuierlichen Öl-in-Wasser-Phase als Phaseninversionsmittel bezeichnet.
Wie oben zum Ausdruck gebracht wurde, können durch das erfindungsgemäße Verfahren Teilchen, hergestellt aus einem in Wasser selbst-dispergierbaren Harz, erhalten durch Neutralisation des Harzes, durch Phaseninversion gebildet werden. Da die genannten Teilchen in dem wässrigen Medium stabil existieren können, weil die neutralisierten funktionellen Gruppen in dem Harz auf der Oberfläche der Teilchen vorliegen, sind keine sogenannten Emulgatoren und Dispersionsstabilisatoren erforderlich.
Das erfindungsgemäß verwendete Bindemittelharz kann in dem wässrigen Medium dispergiert werden, ohne dass das Phaseninversionsmittel verwendet wird, weil das Bindemittelharz durch Neutralisation in Wasser selbst-dispergierbar gemacht worden ist. Es kann jedoch leicht ein pulverförmiger Toner mit einem bevorzugten mittleren Teilchendurchmesser und mit bevorzugter Teilchengrößenverteilung leicht hergestellt werden, indem das Phaseninversionsmittel in einem Bindemittelharz, hergestellt aus dem Polyesterharz, das den Erfordernissen für den erfindungsgemäßen Toner genügt, verwendet wird. Wenn beispielsweise Wasser tropfenweise unter Rühren mit niedriger Scherkraft unter Verwendung von Methylethylketon als Lösungsmittel zugegeben wird, dann tritt das folgende Phänomen auf. Das heißt, bei der Dispergierung in Wasser werden Mikroteilchen mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 μm gebildet. Wenn alternativ Versuche zur Erhöhung des Teilchendurchmessers durchgeführt werden, dann nimmt die Viskosität während des Phaseninversionsprozesses zu, wodurch keine Phaseninversion bewirkt wird. Wenn die Dispergierung und Assoziierung mit hoher Scherkraft unter Verwendung eines Homogenmischers gemäß der in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 10-319639 beschriebenen Technik durchgeführt wird, dann können kugelförmige pulverförmige Toner mit einem mittleren Teilchendurchmesser, der zur Verwendung als Toner geeignet ist, erhalten werden, jedoch werden Mikroteilchen und grobe Teilchen, wie im Abschnitt „Stand der Technik" beschrieben, gebildet, was nicht bevorzugt wird.
Wenn das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Phaseninversionsmittel zugesetzt wird und ein Harz verwendet wird, das dazu imstande ist, den Zielen der vorliegenden Erfindung zu entsprechen und wenn weiterhin das Rühren mit niedriger Scherkraft durchgeführt wird, dann wird es möglich gemacht, einen kugelförmigen pulverförmigen Toner herzustellen, der einen mittleren Teilchendurchmesser, der zur Verwendung als Toner geeignet ist und eine scharfe Teilchengrößenverteilung hat, und der auch eine kleine Menge von Mikroteilchen bildet, herzustellen, was zu einem geringeren Klassierungsverlust führt.
Die folgenden Materialien können erfindungsgemäß als Phaseninversionsmittel eingesetzt werden.

(i) alkoholische Lösungsmittel
(ii) Metallsalzverbindungen

Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Propanol, Isobutanol, n-Butanol, t-Butanol, sek.-Butanol, Ethylenglykolmonomethylether, Propylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonomethylether und dergleichen können beispielsweise als alkoholisches Lösungsmittel verwendet werden. Naturgemäß können auch andere alkoholische Lösungsmittel zum Einsatz kommen. Isopropanol und n-Propanol, die sich in Wasser auflösen und die einen niedrigen Siedepunkt haben, werden bevorzugt. Die Menge des alkoholischen Lösungsmittels liegt innerhalb eines Bereichs von 10-50 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Feststoffgehalts des Harzes, ohne dass jedoch eine Beschränkung darauf vorgesehen ist.
Bekannte Metallsalzverbindungen können als Metallsalzverbindungen verwendet werden und Salze mit Metallen mit einer Wertigkeit von zwei oder höher werden bevorzugt. Beispiele hierfür schließen Bariumchlorid, Calciumchlorid, Kupfer(I)-chlorid, Kupfer(II)-chlorid, Eisen(II)-chlorid, Eisen(III)-chlorid und dergleichen ein. Die Menge der Me tallsalzverbindung liegt innerhalb eines Bereichs von etwa 0,01-3 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Feststoffgehalts des Harzes, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Das Verfahren zur Emulgierung/Dispergierung des Gemisches aus dem Bindemittelharz, dem Farbmittel, dem organischen Lösungsmittel und dem Phaseninversionsmittel in dem wässrigen Medium ist auf keinerlei spezielles Verfahren beschränkt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Hochscher-Emulgierungs/Dispergierungsvorrichtungen und kontinuierlich arbeitende Emulgierungs/Dispergierungsvorrichtungen verwendet werden, wie z.B. ein Gerät mit der Bezeichnung Homomixer (hergestellt von der Firma Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), ein Gerät mit der Bezeichnung Slasher (hergestellt von der Firma Mitsui Mining Co., Ltd.), ein Gerät mit der Bezeichnung Cavitron (hergestellt von der Firma Eurotec, Ltd.), ein Gerät mit der Bezeichnung Microfluidizer (hergestellt von der Firma Mizuho Kogyo Co., Ltd.), ein Gerät mit der Bezeichnung Munton-Golin Homogenizer (hergestellt von der Firma Golin Co.), ein Gerät mit der Bezeichnung Nanomizer (hergestellt von der Firma Nanomizer Co., Ltd.), ein Gerät mit der Bezeichnung Static Mixer (hergestellt von der Firma Noritake Company) und dergleichen.
Es wird jedoch ein Verfahren der tropfenweise erfolgenden Zugabe von Wasser unter Rühren mit niedriger Scherkraft unter Verwendung eines Rührgeräts, eines Ankerflügels, eines Turbinenflügels, eines Faudler-Flügels, eines Vollzonenflügels, eines Max-Misch-Flügels, eines halbkreisförmigen Flügels oder dergleichen bei einer Umgangsgeschwindigkeit im Bereich von 0,2-5 m/Sekunde und vorzugsweise im Bereich von 0,5-4 m/Sekunde, wie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung, Erste Publikation Nr. Hei 9-114135 beschrieben, bevorzugt.
Durch Durchführung der Emulgierung/Dispergierung mit niedriger Scherkraft kann die Bildung von feinen Pulvern gehemmt werden und es kann eine mehr bevorzugte Teilchengrößenverteilung realisiert werden. Auch wird eine schlechte Ausgewogenheit der Molekulargewichtsverteilung der Tonerteilchen und der schlechten Fixierungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen des Toners durch die Bildung von feinen Pulvern, enthaltend ausschließlich die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht des Polyesterharzes nicht bewirkt.
Der erfindungsgemäße Toner für die elektrostatische Bildentwicklung kann in einen Toner mit positiver Ladung umgewandelt werden, indem ein positives Ladungskontrollmittel eingesetzt wird. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Toners mit positiver Ladung ist ein Verfahren, bei dem ein Gemisch, enthaltend als wesentliche Komponenten ein Polyesterharz, ein Farbmittel und ein positives Ladungskontrollmittel, vermischt wird und das Gemisch mit einem wässrigen Medium in Gegenwart eines basischen Neutralisationsmittels emulgiert wird, um Teilchen herzustellen, die dann von dem flüssigen Medium abgetrennt werden und getrocknet werden.
Alternativ kann der Toner mit positiver Ladung dadurch hergestellt werden, dass eine Suspension von Mikroteilchen (II), erhalten durch Emulgierung eines Gemisches aus einem positiven Ladungskontrollmittel und einem Harz, indem eine Selbst-Dispergierbarkeit in Wasser und/oder eine Löslichkeit in Wasser durch Neutralisation des Harzes mit einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Neutralisationsmittels emulgiert wird, die Suspension der Mikroteilchen (II) mit einer Suspension der gefärbten Teilchen (I), die in einer anderen Stufe hergestellt worden ist, vermischt wird, eine Verbindung mit umgekehrter Polarität im Vergleich zu dem Neutralisationsmittel zugesetzt wird, wodurch die Mikro teilchen (III) gebildet werden, wobei die Mikroteilchen (II) auf der Oberfläche der gefärbten Mikroteilchen (I) abgeschieden werden, die Mikroteilchen (III) aus dem wässrigen Medium abgetrennt werden und die Mikroteilchen (III) getrocknet werden.
Das Harz, das in der Stufe des Vermischens eines Gemisches, enthaltend als wesentliche Komponenten ein Harz, das durch Neutralisation eine Selbst-Dispergierbarkeit in Wasser und/oder eine Wasserlöslichkeit erhalten kann, und einem positiven Ladungskontrollmittel mit einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Neutralisationsmittels vermischt wird und das so erhaltene Gemisch emulgiert wird, um eine Suspension von Mikroteilchen (II), enthaltend das positive Ladungskontrollmittel, wird keinen besonderen Beschränkungen unterworfen, solange ein Harz verwendet wird, das saure Gruppen oder basische Gruppen hat.
Beispiele für die funktionelle Gruppe, die durch Neutralisation in eine hydrophile Gruppe umgewandelt werden kann, schließen saure Gruppen, wie Carboxylgruppen, Phosphorsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Schwefelsäuregruppen und dergleichen ein. Unter diesen sauren Gruppen werden Carboxylgruppen bevorzugt. Beispiele für die basischen Gruppen schließen primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen, quaternäre Ammoniumgruppen und dergleichen ein. Unter diesen basischen Gruppen werden tertiäre Aminogruppen bevorzugt. Beispiele für Harze mit solchen funktionellen Gruppen schließen Styrolharze, (Meth)acrylharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, Epoxyharze und dergleichen ein und ein Carboxylgruppen-enthaltendes Styrol(meth)acrylharz oder Polyesterharz wird besonders bevorzugt eingesetzt.
Beispiele für das Neutralisationsmittel der sauren Gruppen schließen, jedoch ohne Einschränkung darauf, anorganische Basen, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Calciumhydroxid, Natriumcarbonat und Ammoniak; sowie organische Basen, wie Diethylamin, Triethylamin und Isopropylamin, ein. Beispiele für basische Neutralisationsmittel als eine Verbindung mit umgekehrter Polarität im Vergleich zu dem sauren Neutralisationsmittel schließen anorganische Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure, und organische Säuren, wie Oxalsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Bernsteinsäure und p-Toluolsulfonsäure ein.
In diesem Fall ist der mittlere Teilchendurchmesser der Mikroteilchen (II), die das positive Ladungskontrollmittel enthalten, vorzugsweise kleiner als der Teilchendurchmesser der gefärbten Teilchen (I).
Der mittlere Teilchendurchmesser der Mikroteilchen (II) liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 0,1-1 μm. Der Gehalt des Ladungskontrollmittels in den Mikroteilchen (II) liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 2-50 Gew.-% und mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 3-20 Gew.-%.
Die Menge der Mikroteilchen (II), die zu den gefärbten Teilchen (I) in der Stufe der Zugabe der Suspension der Mikroteilchen (II) zu der Suspension der gefärbten Teilchen (I), der gleichförmigen Vermischung damit und der Abspaltung der Mikroteilchen (II) auf der Oberfläche der gefärbten Teilchen (I) zuzusetzen ist, liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 0,1-10 Gew.-% und besonders bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,5-5 Gew.-%. Die Abscheidung der Mikroteilchen (II), umfassend das Carboxylgruppen enthaltende Harz und ein positives Ladungskontrollmittel auf der Oberfläche der gefärbten Teilchen (I) wird vorzugsweise in der Weise durchgeführt, dass eine wässrige saure Lösung mit umgekehrter Polarität im Vergleich zu derjenigen beim Produktionsprozess der Mikroteilchen (II) zu der gemischten Suspension der gefärbten Teilchen (I) und der Mikroteilchen (II) unter Rühren zuge geben wird. In diesem Fall werden die Abscheidung mit einer Säure und das Aussalzen vorzugsweise in Kombination durchgeführt, indem eine kleine Menge eines anorganischen Salzes, wie Calciumchlorid, zugegeben wird, um eine gleichförmige Abscheidung zu erhalten.
Die gefärbten Teilchen, in denen das positive Ladungskontrollmittel auf der Oberfläche fixiert ist und die bei den obigen Stufen erhalten worden sind, werden fester fixiert, indem sie nach dem Trocknen einem Rühren unter Erhitzen (innerhalb eines Bereichs von 40-80°C in Abhängigkeit von dem Tg-Wert des Harzes) unterworfen werden, wobei ein Rührer, wie ein Henschel-Mischer, verwendet wird.
Im Hinblick auf die Dispersion der durch die Emulgierung erhaltenen kugelförmigen oder im Allgemeinen kugelförmigen gefärbten Harzteilchen, wird es bevorzugt, dass zuerst das organische Lösungsmittel entfernt wird. Dann wird eine Fest-Flüssigkeit-Trennung der wässrigen Dispersion durch Maßnahmen, wie eine Filtration, durchgeführt und die Teilchen werden getrocknet, wodurch es möglich gemacht wird, die Tonerteilchen zu erhalten. Es wird bevorzugt, dass die gefärbten Harzteilchen, die unter Verwendung des Emulgators oder des Dispersionsstabilisators erhalten worden sind, besser gewaschen werden.
Im Hinblick auf die Dispersion der durch die Emulgierung erhaltenen kugelförmigen oder im Allgemeinen kugelförmigen gefärbten Harzteilchen, wird es bevorzugt, dass das organische Lösungsmittel entfernt wird und dass die Hydrophilie der Teilchen selbst durch eine Umkehrneutralisationsbehandlung verringert wird, wodurch saure und hydrophile Gruppen, neutralisiert mit einer Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure oder Oxalsäure, auf der Oberfläche der Teilchen in ihre ursprünglichen funktionellen Gruppen wieder zurück-überführt worden sind, gefolgt von einer Entfernung von Wasser und weitere Filtration und weiteres Trocknen.
Das Trocknen kann dadurch durchgeführt werden, dass beliebige bekannte Verfahren angewendet werden, und es kann bei einer Temperatur durchgeführt werden, bei der die Tonerteilchen bei normalem oder bei vermindertem Druck nicht thermisch zusammengesintert oder agglomeriert werden. Das Gefriertrocknungsverfahren kann zur Anwendung kommen. Es gibt auch ein Verfahren zum gleichförmigen Trennen und Trocknen der Tonerteilchen aus dem wässrigen Medium unter Verwendung eines Sprühtrockners. Ein Verfahren, bei dem das Pulver bei vermindertem Druck unter Erhitzen auf eine Temperatur, bei der die Tonerteilchen thermisch nicht zusammengesintert oder agglomeriert werden, gerührt und getrocknet wird, und ein Verfahren, bei dem ein Flash-Jet-Trockner (hergestellt von der Firma Seisin Kigyo Co., Ltd.), der dazu imstande ist, unter Verwendung eines Heißtrocknungsluftstroms eine sofortige Trocknung zu bewirken, verwendet wird, sind wirksam und zu bevorzugen.
Im Falle, dass eine Klassierung zur Entfernung von groben Teilchen und Mikroteilchen notwendig ist, um die Teilchengrößenverteilung der gebildeten Tonerteilchen einzustellen, kann ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden, bei dem eine Klassierungsmaschine, die im Handel erhältlich ist, vom allgemeinen Luftstrom-Typ für Toner verwendet wird. In einem Zustand, dass die Tonerteilchen in dem flüssigen Medium dispergiert sind, kann eine wässrige Aufschlämmung der Tonerteilchen unter Verwertung der Differenz der Sedimentierungseigenschaften in Abhängigkeit von dem Teilchendurchmesser klassiert werden. Die Entfernung der groben Teilchen kann auch dadurch erfolgen, dass die wässrige Aufschlämmung der Tonerteilchen filtriert wird, wobei ein Filter oder ein Nassvibrationssieb eingesetzt wird. Im Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung des Toners beträgt das Verhältnis des 50%-Teilchenvolumendurch messers zu dem 50%-Zahlenteilchendurchmesser, gemessen durch eine Vorrichtung mit der Bezeichnung Coulter Multisizer, vorzugsweise 1,35 oder weniger und vorzugsweise 1,25 oder weniger, weil in diesem Fall leicht ein gutes Bild erhalten wird.
Der volumenmittlere Teilchendurchmesser des kugelförmigen gepulverten Toners für die erfindungsgemäße elektrostatische Bildentwicklung liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1-13 μm im Hinblick auf die resultierende Bildqualität und er liegt mehr bevorzugt innerhalb eines Bereichs von etwa 3-10 μm, weil in diesem Fall eine gute Anpassung an eine bereits existierende Maschine leicht erhalten werden kann. Im Fall eines Farbtoners liegt der volumenmittlere Teilchendurchmesser vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 3-8 μm. Wenn der volumenmittlere Teilchendurchmesser kleiner wird, dann werden nicht nur die Bildschärfe und die Abtönung verbessert, sondern es wird auch die Dicke der Tonerschicht zur Bildung des gedruckten Bildes kleiner, wodurch der Effekt erzielt wird, dass die pro Seite verbrauchte Menge des Toners verringert wird, was zu bevorzugen ist.
Die gepulverten Tonerteilchen nach dem Trocknen können als Entwickler, so wie sie sind, verwendet werden, jedoch werden Eigenschaften, wie die Fließfähigkeits- und Ladungseigenschaften, vorzugsweise dadurch verbessert, dass ein externes Additiv für Toner, wie anorganische Oxid-Mikroteilchen, organische Polymer-Mikroteilchen oder dergleichen, auf die Oberfläche der Tonerteilchen aufgebracht werden. Beispiele für externe Additive schließen Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Vinyl(co)polymere und dergleichen ein. Diese externen Additive werden vorzugsweise in einer Menge innerhalb eines Bereichs von etwa 0,05-5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tonerteilchen, zugegeben.
Der erfindungsgemäße Toner kann für die Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern mittels eines elektrophotographischen Verfahrens verwendet werden oder er kann als Einkomponenten-Entwickler oder als Zweikomponenten-Entwickler im Gemisch mit einem Träger zum Einsatz kommen. Der Träger ist keinen speziellen Begrenzungen unterworfen und es können bekannte Träger, wie Eisenpulver, Ferrit, oder Magnetit, oder mit einem Harz-beschichtete Träger zum Einsatz kommen.
Der erfindungsgemäße Toner kann vorzugsweise in einem Drucker des sogenannten Toner-Strahl-Systems verwendet werden, bei dem ein Verfahren des direkten Aufsprühens eines pulverförmigen Toners angewendet wird. Letzterer ist durch Reibung aufgeladen worden, wobei eine nicht-magnetische Einkomponenten-Entwicklungsvorrichtung verwendet worden ist, umfassend eine Tragwalze für den Entwickler und ein Element zur Schichtkontrolle auf einem Papier auf einer Rückseitenelektrode durch ein Loch auf eine flexible gedruckte Leiterplatte mit einer Elektrode, die eine Funktion hat, die Menge des Toners zu kontrollieren, der in der Nachbarschaft hindurchgeht, wodurch ein Bild gebildet wird. Da der erfindungsgemäße Toner hinsichtlich der Fixierungseigenschaften und der Farbeigenschaften überlegen ist und eine kugelförmige Gestalt hat, wird es leicht, eine Zerstreuung des Toners in einem Toner-Strahl-System im Vergleich zu einem Toner mit nicht-fixierter Gestalt zu kontrollieren.
Beispiele
Die folgenden Beispiele beschreiben die vorliegende Erfindung weiterhin im Detail, jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht auf diese eingeschränkt sein. In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen sind Teile auf das Gewicht bezogen und unter „Wasser" ist entionisiertes Wasser zu verstehen.
(Synthesebeispiels eines Polyesterharzes)
Unter Verwendung von Trimellitsäureanhydrid (TMA) als mehrwertige Carbonsäure, Terephthalsäure (TPA) und Isophthalsäure (IPA) als zweiwertige Carbonsäure, von Polyoxypropylen(2.4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan (BPA-PO) und Polyoxyethylen(2.4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan (BPA-EO) als aromatisches Diol und von Ethylenglykol (EG) als aliphatisches Diol, jeweils in den in Tabelle 1 angegebenen molaren Verhältnissen, wurde Tetrabutyltitanat als Polymerisationskatalysator in einen abtrennbaren Kolben in einer Menge von 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren, eingegeben. Der Kolben war mit einem Thermometer, einem Rührer, einem Kondensator und einem Rohr für die Einführung von Stickstoff am oberen Teil ausgerüstet. Das Gemisch wurde in einem elektrisch beheizten mantelförmigen Erhitzer bei 220°C 15 Stunden lang in einem Strom von Stickstoffgas bei normalem Druck umgesetzt. Nach dem allmählich erfolgenden Evakuieren wurde die Reaktion bei 10 mmHg weitergeführt. Die Reaktion wurde in der Weise überwacht, dass der Erweichungspunkt gemäß der ASTM-Norm E28-517 gemessen wurde, und die Reaktion wurde beendigt, indem das Evakuieren abgebrochen wurde, wenn der Erweichungspunkt seine vorbestimmte Temperatur erreicht hatte.
In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind die Zusammensetzungen des so synthetisierten Harzes sowie seine physikalischen Eigenschaften (Werte der Eigenschaften) zusammengestellt. Die Tabelle 1 bezieht sich auf ein geradkettiges Polyesterharz, während die Tabelle 2 sich auf ein vernetztes Polyesterharz bezieht.
Tabelle 1
Tabelle 2
In Tabelle 1 und Tabelle 2 ist die „T1/2-Temperatur" ein Wert, gemessen bei einem Düsendurchmesser von 1,0 mm ∅ × 1,0 mm, einer Last von 10 kg oder 30 kg pro Einheitsfläche (cm²) und einer Heizgeschwindigkeit von 6°C pro Minute unter Verwendung eines Fließtestgeräts mit der Bezeichnung „CFT-500", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation. Die Glasübergangstemperatur Tg ist der Wert, gemessen bei einer Heizgeschwindigkeit von 10°C pro Minute durch die Zweitlauf-Methode unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters mit der Bezeichnung „DSC-50", hergestellt von der Firma Shimazu Corporation.
Der Wert für die T1/2-Temperatur, gemessen durch das Fließtestgerät bei den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, dass eine Last von 30 kg verwendet wurde, ist gleichfalls angegeben.
(Herstellungsbeispiel für das Trennmittel und die Dispersion des Trennmittels)
105 Teile eines Trennmittels, 45 Teile eines Polyesterharzes (R1 in Tabelle 1) und 280 Teile Methylethylketons wurden in eine Kugelmühle eingegeben und nach 18-stündigem Rühren wurde das Gemisch entfernt. Der Feststoffgehalt wurde auf 20 Gew.-% eingestellt, wodurch Mikrodispersionen des Trennmittels erhalten wurden (W1-W4). Die Eigenschaften der resultierenden Dispersionen des Trennmittels sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3
Die in Tabelle 3 angegebenen Trennmittel sind wie folgt.

PP: Produkt mit der Bezeichnung „Viscol 660P" (Polypropylenwachs, hergestellt von der Firma Sanyo Chemicals).
PE: Produkt mit der Bezeichnung „LICOWAX PE-130PDR" (Polyethylenwachs, hergestellt von der Firma Clariant).
ET-100: Produkt mit der Bezeichnung „LUVAX-1211" (Fischer-Tropsch-Wachs, hergestellt von der Firma Nippon Seiro Co., Ltd.)
Synthetischer Ester: Produkt mit der Bezeichnung „WEP-5" (synthetisches Esterwachs, hergestellt von der Firma NOF Corporation)

(Herstellungsbeispiel für die Farbmitteldispersion)
Ein Farbmittel, ein Harz und Methylethylketon wurden in eine Kugelmühle so eingegeben, dass der Feststoffgehalt 35-50% betrug. Nach 18 bis 36 Stunden langem Rühren wurde das Gemisch entfernt und der Feststoffgehalt wurde auf 20 Gew.-% eingestellt, wodurch Farbmitteldispersionen (P1-P4) erhalten wurden. Die Eigenschaften der resultierenden Farbmitteldispersionen sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
Tabelle 4
Die in Tabelle 4 angegebenen Farbmittel sind wie folgt.

Schwarz: Produkt mit der Bezeichnung „ELFTEX-8" (hergestellt von der Firma Cabot)
Cyan: Produkt mit der Bezeichnung „Fastogen Blue TGR" (hergestellt von der Firma Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Gelb: Produkt mit der Bezeichnung „Symuler Fast Yellow 8GR" (hergestellt von der Firma Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
Magenta: Produkt mit der Bezeichnung „Fastogen Super Magenta R" (hergestellt von der Firma Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)

(Herstellung der nass-verkneteten Vermahlungsgrundlage)
Die oben genannte Farbmitteldispersion, ein Harz und Methylethylketon wurden unter Verwendung eines Despa-Geräts vermischt und der Feststoffgehalt wurde auf 55 Gew.-% eingestellt, wodurch Vermahlungsgrundlagen (MB1-MB13) erhalten wurden. Die jeweiligen Formulierungen der so hergestellten Vermahlungsgrundlagen sind in Tabelle 5 gezeigt.
(Herstellung einer schmelz-verkneteten Vermahlungsgrundlage)
Ein Harz, ein Farbmittel und ein Trennmittel wurden vorgemischt und in einem Doppelschneckenkneter verknetet. Dann wurde das verknetete Gemisch in Methylethylketon aufgelöst und dispergiert, wobei ein Despa-Gerät verwendet wurde. Der Feststoffgehalt wurde auf 55% eingestellt. Auf diese Weise wurden Vermahlungsgrundlagen gebildet. Ein Farbpigment wurde mittels einer Zwillingswalze eingeknetet, um einen Masterbatch zu bilden. In Tabelle 6 sind die jeweiligen Formulierungen der so hergestellten Vermahlungsgrundlagen zusammengestellt.
Die in Tabelle 6 angegebenen Trennmittel und Farbmittel sind wie folgt:

Carnauba: Produkt mit der Bezeichnung „Carnauba-Wachs Nr. 1" (von der Firma Kato Yoko importiertes Produkt)
Schwarz: Produkt mit der Bezeichnung „ELFTEX-8" (hergestellt von der Firma Cabot)
Cyan: Produkt mit der Bezeichnung „Fastogen Blue TGR" (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)

(Beispiel 1)
545,5 Teile MB2, wie in Tabelle 5 angegeben, 115 Teile W4, wie in Tabelle 3 angegeben, 57,5 Teile Methylethylketon, 29,0 Teile Isopropylalkohol als Phaseninversionsbeschleuniger und 25,8 Teile einer wässrigen 1 N Ammoniaklösung wurde in ein zylindrisches Gefäß eingegeben. Danach wurde genügend gerührt. Sodann wurden 44 Teile Wasser zugegeben und die Temperatur der Flüssigkeit wurde auf 30°C erhöht. Anschließend wurden 230 Teile Wasser zugefügt und die Flüssigkeitstemperatur auf 30°C erhöht. Hierauf wurden 44 Teile Wasser tropfenweise zugegeben, wodurch eine Phaseninversionsemulgierung durchgeführt wurde. Die Umfangsgeschwindigkeit betrug 1,05 m/Sekunde. Nach Weiterführung des Rührens über einen Zeitraum von 30 Minuten wurde das Rühren beendet und es wurden 400 Teile Wasser zugegeben.
Eine wässrige Aufschlämmung der Teilchen wurde mit einem optischen Mikroskop inspiziert. Als Ergebnis wurden keine Agglomerate des Trennmittels beobachtet und es wurde auch kein fließendes Trennmittel beobachtet. Die Verteilung der Teilchengröße wurde durch ein Coulter-Counter-Gerät gemessen. Als Ergebnis wurde ein Wert von Dv/Dn von 1,32 erhalten und es wurde kein Auftreten von groben Teilchen beobachtet.
Das Lösungsmittel wurde durch Vakuumdestillation entfernt, gefolgt von einem Filtrieren und einem Waschen mit Wasser. Der resultierende nasse Kuchen wurde erneut in Wasser dispergiert und nach Einstellung des pH-Werts auf einen Wert von 4 durch Zugabe einer wässrigen 1 N Salzsäurelösung wurde die Filtration und das Waschen mit Wasser wiederholt. Der so erhaltene nasse Kuchen wurde gefriergetrocknet und dann durch eine Klassiermaschine vom Luftstrom-Typ klassiert, wodurch Tonerteilchen mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 7,4 μm und einer mittleren Rundheit von 0,983 erhalten wurden.
Die resultierenden Tonerteilchen wurden in ein Harz eingebettet und die resultierende Probe wurde mittels eines Mikrotoms zerschnitten. Der mit Rutheniumtetraoxid angefärbte Querschnitt wurde dann mittels eines TEM-Geräts (Transmissions-Elektronen-Mikroskop) inspiziert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass Pigment und Wachs in dem Bindemittelharz eingeschlossen und in den Teilchen nahezu gleichförmig dispergiert waren.
Unter Verwendung eines Henschel-Mischers wurden 1,5 Teile hydrophobes Siliciumdioxid und 0,5 Teile Titanoxid von außen zu 100 Teilen der resultierenden Tonerteilchen zugegeben, wodurch ein pulverförmiger Toner (für die elektrostatische Bildentwicklung) erhalten wurde.
(Beispiel 2)
545,5 Teile MB2 gemäß Tabelle 5, 115 Teile W4 gemäß Tabelle 3, 57,5 Teile Methylethylketon, 28,0 Teile Isopropylalkohol als Phaseninversionsbeschleuniger und 26,5 Teile einer wässrigen 1 N Ammoniaklösung wurden in ein zylindrisches Gefäß eingegeben, gefolgt von einem genügenden Rühren. Danach wurden 230 Teile Wasser zugesetzt und die Temperatur der Flüssigkeit wurde auf 30°C erhöht. Hierauf wurden tropfenweise unter Rühren 44 Teile Wasser zugege ben, wodurch eine Phaseninversionsemulgierung durchgeführt wurde. Die Umfangsgeschwindigkeit betrug 1,05 m/Sekunde. Nachdem das Rühren 30 Minuten lang weitergeführt worden war, wurde das Rühren abgebrochen und es wurden 400 Teile Wasser zugegeben.
Die wässrige Aufschlämmung der Teilchen wurde mittels eines optischen Mikroskops inspiziert. Als Ergebnis wurden keine Agglomerate des Trennmittels festgestellt und es wurde auch kein fließendes Trennmittel beobachtet. Die Verteilung der Teilchengröße wurde mittels eines Coulter-Counter-Geräts gemessen. Als Ergebnis wurde ein Wert für Dv/Dn von 1,35 ermittelt. Ein Auftreten von groben Teilchen wurde nicht beobachtet.
Das Lösungsmittel wurde durch Destillation im Vakuum entfernt, gefolgt von einer Filtration und einem Waschen mit Wasser. Der resultierende nasse Kuchen wurde erneut in Wasser dispergiert und nach der Einstellung des pH-Werts auf einen Wert von 4 durch Zugabe einer wässrigen 1 N Salzsäurelösung wurde die Filtration und das Waschen mit Wasser wiederholt. Der so erhaltene Kuchen wurde gefriergetrocknet und dann in einer Klassiermaschine vom Luftstrom-Typ klassiert, wodurch Tonerteilchen mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 5,2 μm und einer mittleren Rundheit von 0,981 erhalten wurden.
Die resultierenden Tonerteilchen wurden in ein Harz eingebettet und die resultierende Probe wurde mittels eines Mikrotoms zerschnitten. Dann wurde der mit Rutheniumtetraoxid angefärbte Querschnitt mittels eins TEM-Geräts (Transmissions-Elektronen-Mikroskop) inspiziert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass das Pigment und das Wachs in dem Bindemittelharz eingeschlossen waren und in den Teilchen nahezu gleichförmig dispergiert worden waren.
Unter Verwendung eines Henschel-Mischers wurden 2 Teile hydrophobes Siliciumdioxid und 1 Teil Titanoxid von außen zu 100 Teilen der resultierenden Tonerteilchen gegeben, wodurch ein pulverförmiger Toner (für die elektrostatische Bildentwicklung) erhalten wurde.
(Vergleichsbeispiel 1)
51,0 Teile des Harzes R4, wie in Tabelle 2 angegeben, 34,0 Teile des Harzes R1, wie in Tabelle 1 angegeben, 5 Teile eines synthetischen Esters als Trennmittel und 10 Teile Ruß „ELFTEX-8" als Farbmittel wurden in einem Zwillingsschneckenextruder verknetet und das verknetete Gemisch wurde pulverisiert und klassiert, wodurch ein pulverförmiger Toner (Vergleichsbeispiel 1-1) mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 5,4 μm und ein pulverförmiger Toner (Vergleichsbeispiel 1-2) mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 7,8 μm erhalten wurden.
Die resultierenden pulverförmigen Toner wurden mittels eines TEM-Geräts (Transmissions-Elektronen-Mikroskop) in der gleichen Art und Weise wie in den Beispielen 1 und 2 inspiziert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass das Pigment und das Wachs teilweise an der Oberfläche der Tonerteilchen der Materialien der Vergleichsbeispiele 1-1 und 1-2 freigelegt waren.
(Andere Beispiele und Vergleichsbeispiele)
Die pulverförmigen Toner der anderen Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurden dem Grunde nach in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die jeweiligen pulverförmigen Toner wurden durch geeignete Einstellung der Menge von Lösungsmitteln, wie von Methylethylketon und Isopropylalkohol, als Phaseninversionsbeschleuni ger, der Menge des Wassers, das tropfenweise zugesetzt wurde, und der Menge der Base erhalten.
Die verwendete MB (Vermahlungsgrundlage) und das verwendete Trennmittel sowie der Messwert der mittleren Rundheit der pulverförmigen Toner der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in den Tabellen 7 und 8 gezeigt.
Die Glasübergangstemperatur Tg, die Fließbeginntemperatur Tfb des Toners, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, die T1/2-Temperatur, die Fließbeendigungstemperatur Tend, der Anteil der in THF unlöslichen Fraktion und der Bereich der Fixierungstemperatur der pulverförmigen Toner der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 9 zusammengestellt. Weiterhin wurde ermittelt, ob die Toner der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele der Beziehung: T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz) genügen. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 9 angegeben (in Tabelle 9 wird dies als T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz) angezeigt).
Die Glasübergangstemperatur Tg wurde mit einer Heizgeschwindigkeit von 10°C pro Minute durch die Zweilauf-Methode unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters mit der Bezeichnung „DSC-50", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, in der gleichen Art und Weise wie bei den Materialien der Tabelle 1 und der Tabelle 2 gemessen. Die Fließbeginntemperatur Tfb, die T1/2-Temperatur und die Fließbeendigungstemperatur Tend wurden unter Verwendung eines Fließtestgeräts mit der Bezeichnung „CFT-500", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, gemessen, wie es im Zusammenhang mit den 1A und 1B beschrieben wurde.
Die Messungen wurden unter Last von 10 kg und 30 kg durchgeführt.
Was den Bereich der Fixierungstemperatur betrifft, so wurde die Fixierungstemperatur durch den folgenden Test der Fixierungseigenschaften bestimmt. Der Bereich der Fixierungstemperatur wird durch den Bereich zwischen der oberen Grenze und der unteren Grenze angegeben.
(Test der Fixierungseigenschaften)
Unter Verwendung der jeweiligen pulverförmigen Toner der Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurden die jeweiligen bedruckten Papiere dadurch fixiert, dass sie durch eine Heizwalze (vom öllosen Typ) eines Geräts mit der Bezeichnung Ricoh Imagio DA-250 mit einer Geschwindigkeit von 90 mm/Sekunde hindurchgeleitet wurden. Dann wurde nach der Fixierung ein Cellophanband auf das Bild aufgebracht. Der Bereich der Oberflächentemperatur der Heizwalze, wenn der Wert für ID (Bilddichte) nach dem Abziehen 90% oder mehr des ursprünglichen Werts für ID war und wenn keine Offseterscheinungen auftraten, wird als „Fixierungstemperatur" definiert.
Aus den in Tabelle 9 angegebenen Ergebnissen wird ersichtlich, dass die pulverförmigen Toner der Beispiele der vorliegenden Erfindung eine gute Fixierungs-Initiierungs-Temperatur und eine gute Antiheiß-Offsettemperatur haben und auch einen breiten Bereich der Fixierungstemperatur aufweisen.
Der Anteil der in THF löslichen Fraktionen (Ergebnisse der GPC-Messung) in den pulverförmigen Tonern der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele ist in Tabelle 10 zusammengestellt. Diese GPC-Messung erfolgte in der gleichen Weise wie die Messung des Molekulargewichts im Falle des Bindemittelharzes, hergestellt aus dem obigen Polyesterharz gemäß der Gelpermeationschromatographie(GPC)-Methode.
Tabelle 10
(Bild-Bildungstest)
Betreffend die pulverförmigen Toner der jeweiligen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde das Bild in der Weise gebildet, dass ein im Handel erhältlicher nichtmagnetischer Einkomponenten-Systemdrucker verwendet wurde und dass dann die jeweiligen Wert für das Fogging, die Bildschärfe, die Abtönung, die OHP-Transparenz und die Übertragungseffizienz bestimmt wurden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt.
Die Werte für das Fogging, die Bildschärfe und die Abtönung wurden unter Verwendung eines Testmusters visuell bestimmt. Die Ergebnisse wurde nach den folgenden Kriterien beurteilt.

O: geringfügig besser als der Standard
: erheblich besser

Die Übertragungseffizienz wurde durch den Wert angegeben, der nach der folgenden Methode zur Messung der Übertragungseffizienz bestimmt worden war.
(Methode der Messung der Übertragungseffizienz)
Unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Druckers und einer Kopiermaschine wurde ein festes Bild (Länge 100 mm und Breite 20 mm) entwickelt und der Drucker und die Kopiermaschine wurden abgeschaltet, als das feste Bild auf dem photoempfindlichen Material auf dem Übertragungsteil um 50% hindurchgegangen war. Dann wurde das Bild auf dem photoempfindlichen Material nach der Übertragung des nicht-übertragenen Bildes (fest) vollständig mittels eines Bandes (30 mm × 20 mm) abgezogen und die Menge des Toners des nicht-übertragenen Bildes und die Menge des Toners nach der Übertragung wurden gemessen.
Die Übertragungseffizienz (%) wird nach folgender Gleichung errechnet. Übertragungseffizienz = 100 – ((Menge des Toners nach der Übertragung)/(Menge des Toners des nicht-übertragenen Bildes)) × 100
(Methode der Bestimmung der OHP-Schärfe)
Ein nicht-fixiertes Bild eines Farbtoners wurde auf einem OHP-Blatt gebildet und das nicht-fixierte Bild wurde durch einen gesondert hergestellten Fixierungstester fixiert. Das OHP-Blatt wurde dadurch fixiert, dass es durch eine Heizwalze (vom öllosen Typ) mit der Bezeichnung Ricoh Imagio DA-250 bei einer Temperatur der Heizwalze von 160°C und mit einer Geschwindigkeit von 90 mm/Sekunde hindurchgeleitet wurde. Ein schwarz-bedrucktes OHP-Blatt wurde auf das nach der obigen Verfahrensweise hergestellte OHP-Blatt aufgebracht und auf einen Schirm mittels eines Overhead-Projektors projiziert. Dann wurde die Schärfe der Buchstaben visuelle inspiziert. Die Ergebnisse wurden anhand der folgenden Ergebnisse beurteilt.

O: scharfe Buchstaben
x: verschwommene Buchstaben

Aus den Ergebnissen der Tabelle 11 wird ersichtlich, dass sich die pulverförmigen Toner der Beispiele der vorliegenden Erfindung überlegen hinsichtlich des Foggings, der Bildschärfe, der Abtönung und der Übertragungseffizienz verhalten. Was die OHP-Transparenz betrifft, so wurde bestätigt, dass die Buchstaben bei allen untersuchten Materialien der Beispiele scharf waren.
Betreffend die pulverförmigen Toner der Beispiele wurden die einzelnen Toner mit einem Silikon-beschichteten Ferritträger (Teilchendurchmesser: 80 μm) so vermischt, dass die Tonerkonzentration 3 Gew.-% betrugt. Das Bild wurde unter Anwendung eines im Handel erhältlichen Druckers vom nicht-magnetischen Einkomponentensystem verwendet. Als Ergebnis wurde ein gutes Bild erhalten.
Betreffend die Toner der Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurde ein hitzebeständiger Blockierungstest drei Tage lang bei 50°C durchgeführt. Als Ergebnis wurde bei keinem der Toner eine Agglomeration beobachtet.
(Beispiel 16)
(Synthesebeispiel eines Styrolmethacrylharzes)
200 Teile Methylethylketon wurden in ein Reaktionsgefäß eingegeben und auf 80°C erhitzt. Dann wurde ein Gemisch aus 23 Teilen Acrylsäure, 180 Teilen Styrol, 54 Teilen Methylmethacrylat, 43 Teilen 2-Ethylhexylacrylat und 2,2 Teilen eines Produkts mit der Bezeichnung „Perbutyl O" (hergestellt von der Firma NOF Corporation) tropfenweise im Verlauf von zwei Stunden zugesetzt. Nach Beendigung der tropfenweise erfolgenden Zugabe wurden 0,6 Teile Perbutyl O zu der resultierenden Lösung alle vier Stunden hinzugegeben und die Reaktion wurde bei 80°C 24 Stunden lang weitergeführt, wodurch ein Harz erhalten wurde. Dieses Harz war ein vernetztes Harz mit den folgenden physikalischen Eigenschaften: Säurezahl, 60; Tg, 70°C; und gewichtsmittleres Molekulargewicht, 50.000.
(Herstellungsbeispiele für Mikroteilchen, enthaltend ein positives Ladungskontrollmittel)
90 Teile des Styrolmethacrylsäureharzes wurden in 122 Teilen MEK (Methylethylketon) aufgelöst und es wurden 111 Teile THF (Tetrahydrofuran) hinzugegeben. Weiterhin wurden 102 Teile einer wässrigen 1N Natriumhydroxidlösung und 10 Teile eines Produkts mit der Bezeichnung „BONTORON N-07" (hergestellt von der Firma Orient Chemical) zugegeben, gefolgt von einem Vermischen. 2160 Teile Wasser wurden auf einmal unter Rühren zugesetzt, wodurch die Mikroteilchen (II), enthaltend das positive Ladungskontrollmittel, granuliert wurden. Dann wurden das MEK und das THF durch Vakuumdestillation abdestilliert, wodurch eine wässrige Dispersion (Feststoffgehalt: 5 Gew.-%) der Mikroteilchen (II) erhalten wurde.
(Herstellungsbeispiel des positiven Ladungstoners)
20 Teile der auf die obige Weise erhaltenen wässrigen Dispersion der Mikroteilchen (II) und 14,4 Teile einer wässrigen 1 Gew.-% Calciumchloridlösung wurden zu 500 Teilen einer wässrigen Dispersion der in Beispiel 1 nach Entfernung des Lösungsmittels erhaltenen Dispersion der gefärbten Teilchen (I) (Feststoffgehalt: 100 Teile) gegeben, gefolgt von einem ausreichenden Rühren. Danach wurde der pH-Wert durch tropfenweise erfolgende Zugabe einer wässrigen 0,1N Salzsäurelösung unter Rühren auf einen Wert von 2,5 eingestellt, wodurch die Mikroteilchen (II) auf der Oberfläche der gefärbten Teilchen (I) abgeschieden wurden. Nach Wiederholung der Filtration und des Waschens mit Wasser wurde der nasse Kuchen gefriergetrocknet. Unter Verwendung eines Henschel-Mischers wurde das resultierende getrocknete Pulver dann unter Rühren und unter Erhitzungsbedingungen auf 70°C vermengt und dann durch ausreichendes Fixieren der Mikroteilchen, die an der Oberfläche hafteten, stabilisiert. Dann wurde das resultierende Material mittels einer Klassierungsmaschine vom Luftstrom-Typ klassiert, wodurch Tonerteilchen mit einem volumenmittleren Teilchendurchmesser von 7,3 μm und einer mittleren Rundheit von 0,982 erhalten wurden.
Die Tonerteilchen wurde in ein Harz eingebettet und die resultierende Probe wurde mittels eines Mikrotoms geschnitten und dann wurde der mit Rutheniumtetraoxid angefärbte Querschnitt mittels eines TEM-Geräts (Transmissions-Elektronen-Mikroskop) inspiziert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass das Pigment und das Wachs in dem Bindemittelharz eingeschlossen und in den Teilchen nahezu gleichförmig dispergiert waren.
Unter Verwendung eines Henschel-Mischers wurden 0,5 Teile Siliciumdioxid mit der Bezeichnung HVK2150 (Clariant) von außen zu 100 Teilen der Tonerteilchen gegeben, wodurch ein pulverförmiger Toner mit positiver Ladung erhalten wurde.
(Physikalische Eigenschaften des Toners mit positiver Ladung)
Der Tg-Wert des Toners betrug 60°C. Der Wert für Tfb unter einer Last von 10 kg betrug 117°C, der Wert für T1/2 betrug 149°C und der Wert für Tend betrug 158°C; der Wert für Tfb unter einer Last von 30 kg betrug 104°C, der Wert für T1/2 betrug 136°C und der Wert für Tend betrug 145°C; der Anteil der in THF-unlöslichen Fraktion betrug 3,6% und das Material genügte der Beziehung T1/2 (T) ≥ T1/2 (R).
(Bild-Bildungstest des Toners mit positiver Ladung)
Mit einem Entwickler, erhalten durch Vermischen von 3 Teilen eines pulverförmigen Toners mit positiver Ladung, mit 100 Teilen eines Silikonharz-beschichteten Ferritträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 80 μm) wurde ein Bild dadurch gebildet, dass eine im Handel erhältliche Kopiermaschine (Gerät mit der Bezeichnung Z52, hergestellt von der Firma Sharp Co.) verwendet wurde. Dann wurden das Fogging, die Bildschärfe, die Abtönung und die Bilddichte beurteilt. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass ein gutes Bild erhalten worden war.
(Test der Fixierungseigenschaften des Toners mit positiver Ladung und Ergebnisse dieses Tests)
Die nicht-fixierten bedruckten Papiere, erhalten mittels der obigen Kopiermaschine, wurden dadurch fixiert, dass sie durch eine Heizwalze (vom öllosen Typ) eines Geräts mit der Bezeichnung Ricoh Imagio DA-250 mit einer Geschwindigkeit von 90 mm/Sekunde geleitet wurden. Dann wurde ein Cellophanband auf das Bild nach dem Fixieren aufgebracht. Der Bereich der Oberflächentemperatur der Heizwal ze, als die ID (Bilddichte) nach dem Abziehen 90% oder mehr der ursprünglichen ID betrug und keine Offseterscheinungen auftraten, wird als „Fixierungstemperatur" definiert. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die Fixierungstemperatur innerhalb eines Bereichs von 116-210°C lag.

Claims

Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel, wobei das genannte Bindemittelharz aus. einem Polyesterharz hergestellt worden ist, wobei die Fließbeginntemperatur Tfb des Toners, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 90°C oder höher und. 120°C oder niedriger ist, die T1/2-Temperatur über 120°C hinausgeht und 160°C oder niedriger ist und die Fließbeendigungstemperatur Tend 130°C oder höher und 170°C oder niedriger ist und wobei der genannte Toner eine kugelförmige oder im Allgemeinen kugelförmige Gestalt mit einer mittleren Rundheit (der mittlere Wert der Rundheit wird durch (den Umkreis eines Kreises mit der gleichen Fläche wie diejenige einer Projektionsfläche der Teilchen)/(Umkreis des Projektionsbilds der Teilchen)) definiert von 0,97 oder mehr hat, wobei das genannte Bindemittelharz ein Gemisch aus: (A) einem geradkettigen Polyesterharz, in dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 80°C oder höher und 120°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist und (B) einem vernetzten Polyesterharz, bei dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, über 120°C hinausgeht und 210°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist, und wobei das Gewichtsverhältnis des genannten Harzes (A) zu dem genannten Harz (B), (A)/(B), innerhalb eines Bereichs von 20/80-80/20 liegt und wobei der genannte Toner der Beziehung: 20°C ≤ T1/2(B) – T1/2(A) ≤ 120°Cgenügt, worin T1/2(A) bzw. T1/2(B) die T1/2-Temperatur des genannten Harzes (A) bzw. des genannten Harzes (B) angeben, wobei die Fließbeginntemperatur Tfb, gemessen durch das Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, die T1/2-Temperatur und die Fließbeendigungstemperatur Tend des Toners unter Verwendung eines FLIESS-TESTGERÄTS mit der Bezeichnung „CFT-500", hergestellt von der Firma Shimadzu Corporation, bestimmt werden, wobei ein Zylinder (2), ausgestattet mit einer Düse (1), mit einem Düsendurchmesser D von 1,0 mm und einer Düsenlänge (Tiefe) L von 1,0 mm mit dem Toner (3) (Gewicht: 1,5 g) gefüllt wird und eine Last pro Flächeneinheit (cm²) von 30 kg auf die der Düse (1) gegenüber liegende Seite aufgebracht wird und wobei weiterhin der Zylinder mit einer Heizgeschwindigkeit von 6°C pro Minute erhitzt wird; dann ein Schlag bzw. Hub S (Abfallwert bzw. Depressionswert einer belasteten Oberfläche (4)) der belasteten Oberfläche gemessen wird; und die Beziehung zwischen der erhöhten Temperatur und dem Schlag bzw. Hub S bestimmt wird und wobei die Temperatur, bei der der Schlag bzw. Hub S nach Beginn des Fließens des Toners (3) durch die Düse (1) rasch ansteigt, wo die Kurve ansteigt, als Tfb genommen wird, während die Temperatur, bei der das Fließen des Toners (3) durch die Düse (1) nahezu vervollständigt ist, wo sich die Kurve abflacht, als Tend genommen wird; wobei die Temperatur bei S1/2, nämlich einem Zwischenwert zwischen dem Schlag bzw. Hub Sfb bei Tfb und dem Schlag bzw. Hub Send bei Tend als T1/2-Temperatur genommen wird; wobei die T1/2-Temperatur des Polyesters in der gleichen Art und Weise wie diejenige des Toners gemessen wird.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, wobei der Gehalt einer in Tetrahydrofuranunlöslichen Fraktion des genannten Bindemittelharzes in dem Toner innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 20 Gew.-% liegt.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, der der Beziehung: T1/2 (Toner) ≥ T1/2 (Harz)genügt, worin T1/2 (Toner) bzw. T1/2 (Harz) die jeweiligen T1/2-Temperaturen, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, des genannten Toners und des genannten Polyesterharzes, das als das genannte Bindemittelharz verwendet worden ist, bedeuten.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, wobei das gewichtsmittlere Molekulargewicht, gemessen durch Gelpermeationschromatographie einer in Tetrahydrofuran-löslichen Fraktion des genannten Bindemittelharzes in dem genannten Toner 30.000 oder mehr beträgt, wobei der Wert für das Verhältnis (gewichtsmittleres Molekulargewicht)/(zahlenmittleres Molekulargewicht) 12 oder höher ist, wobei das Flächenverhältnis eines Molekulargewichts von 600.000 oder mehr 0,5% oder höher ist und wobei das Flächenverhältnis eines Molekulargewichts von 10.000 oder weniger innerhalb eines Bereichs von 20 bis 80% liegt.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, wobei das genannte Bindemittelharz Carboxylgruppen aufweist und die Säurezahl des genannten Bindemittelharzes sich innerhalb eines Bereichs von 1 bis 30 KOHmg/g befindet.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 5, wobei ein Teil der Carboxylgruppen in dem ge nannten Bindemittelharz in Carboxylatsalze, neutralisiert mit einer Base, umgewandelt worden ist.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Trennmittel.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 7, wobei das genannte Trennmittel ein synthetisches Ester- und/oder natürliches Esterwachs umfasst.
Toner für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein positives Ladungskontrollmittel.
Verfahren zur Bildung eines elektrostatischen Bildes, umfassend die Verwendung des Toners nach Anspruch 1.
Verfahren zur Bildung eines elektrostatischen Bildes nach Anspruch 10, wobei auf einer Fixierungsheizwalze keine Anti-Offsetlösung verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 1, umfassend eine Stufe der Vermischung eines Gemisches aus einem Polyesterharz, das Carboxylgruppen aufweist, einem Farbmittel und einem Trennmittel mit einem wässrigen Medium in Gegenwart einer Base und der Emulgierung des Gemisches (Emulgierungsstufe) zur Herstellung einer Suspension von gefärbten Teilchen (I); und eine Stufe der Abtrennung der genannten gefärbten Teilchen (I) von dem genannten wässrigen Medium und des Trocknens der genannten gefärbten Teilchen; wobei das genannte Polyesterharz, das Carboxylgruppen aufweist, ein Gemisch aus: (A) einem geradkettigen Polyesterharz, in dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, 80°C oder höher und 120°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist und (B) einem vernetzten Polyesterharz, bei dem die T1/2-Temperatur, gemessen durch ein Kapillarrheometer vom konstanten Last-Extrusions-Typ, über 120°C hinausgeht und 210°C oder niedriger ist und die Glasübergangstemperatur Tg 40°C oder höher und 75°C oder niedriger ist, und wobei das Gewichtsverhältnis des genannten Harzes (A) zu dem genannten Harz (B), (A)/(B), innerhalb eines Bereichs von 20/80-80/20 liegt und wobei der genannte Toner der Beziehung: 20°C ≤ T1/2(B) – T1/2(A) ≤ 120°Cgenügt, worin T1/2(A) bzw. T1/2(B) die T1/2-Temperatur des genannten Harzes (A) bzw. des genannten Harzes (B) angeben.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, wobei das Polyesterharz, das Carboxylgruppen aufweist, das Farbmittel und das Trennmittel in dem genannten Gemisch in einem organischen Lösungsmittel zuvor aufgelöst oder dispergiert werden und die genannten gefärbten Teilchen (I) durch die weitere Zugabe eines Phaseninversionsbeschleunigers in der genannten Emulgierungsstufe hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 13, wobei der genannte Phaseninversionsbeschleuniger ein alkoholisches Lösungsmittel ist.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 13, wobei das Rühren in der genannten Emulgierungsstufe durch einen Rührflügel mit einer Umfangsgeschwindigkeit im Bereich von 0,2 bis 5 m/Sekunde durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 15, wobei der genannte Rührflügel ein Max-Misch-Flügel oder ein Vollzonen-Flügel ist.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, wobei die Säurezahl des genannten Polyesterharzes, das Carboxylgruppen aufweist, im Bereich von 1 bis 30 KOHmg/g liegt.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, wobei das genannte Trennmittel ein synthetisches Ester- und/oder natürliches Esterwachs umfasst.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, weiterhin umfassend die Zugabe eines positiven Ladungskontrollmittels.
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, umfassend die Zugabe einer Suspension von Mikroteilchen (II), erhalten durch Emulgieren eines Gemisches aus einem positiven Ladungskontrollmittel und einem Harz, dem eine Selbst-Wasser-Dispergierungsfähigkeit und/oder Wasserlöslichkeit durch Neutralisation des Harzes mit einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Neutralisationsmittels verliehen werden kann, zu einer Suspension der genannten gefärbten Teilchen (I); die Zugabe einer Verbindung mit umgekehrter Polarität im Vergleich zu dem genannten Neutralisationsmittel, um Mikroteilchen (III) zu bilden, wobei die Mikroteilchen (II) auf der Oberfläche der genannten gefärbten Teilchen (I) abgeschieden sind; die Abtrennung der genannten Mikroteilchen (III) von dem genannten wässrigen Medium; und das Trocknen der genannten Mikroteilchen (III).
Verfahren zur Herstellung des Toners für die elektrostatische Bildentwicklung nach Anspruch 12, wobei das Farbmittel und das Trennmittel, die in der Emulgierungsstufe während der Herstellung der Suspension der genannten gefärbten Teilchen (I) verwendet werden, zuvor verknetet und durch ein Nassverfahren dispergiert werden.