DE69030468T2

DE69030468T2 - Entwickler für elektrostatische Bilder

Info

Publication number: DE69030468T2
Application number: DE1990630468
Authority: DE
Inventors: Yuuichi Moriya
Original assignee: Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2010-07-07
Also published as: JPH0341465A; EP0408471B1; EP0408471A3; EP0408471A2; DE69030468D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrofotografischen Trockentoner zur Fixierung bei niedriger Energie, der bei der Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder in einem Fixierungssystem mit beheizten Walzen bei einer erniedrigten Temperatur der beheizten Walzen, einem erniedrigten Walzendruck, einer erhöhten Umdrehungszahl der Walzen oder ähnlichen Bedingungen benötigt wird.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Bei Kopierern oder Druckern, bei denen die Elektrofotografie verwendet wird, wurden in jüngster Zeit entsprechend ihrer allgemeinen Verbreitung verschiedene Änderungen oder Modifikationen gewünscht. Es wurde zum Beispiel gewünscht, daß sie bei niedriger Energie arbeiten, um ihnen den Einzug in fast alle Haushalte zu ermöglichen, es wurde gewünscht, die Maschinen so zu gestalten, daß sie bei hohen Geschwindigkeiten laufen, um die Ausbreitung der Maschinen in sogenannte Grauzonen an der Grenze zwischen Druckern und Kopierern zu fördern, den Walzendruck der Maschinen zur Vereinfachung der Fixierungswalzen zu erniedrigen, um die Kosten der Maschinen zu reduzieren, und weiterhin die zum Betrieb der Maschinen auf einem niedrigen Niveau benötigte Energie zu reduzieren, verbunden mit der Entwicklung multifunktioneller Kopierer und Drucker.
Von den oben beschriebenen Bedürfnissen ist es bei einem Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder (nachstehend einfach als "Toner" bezeichnet) besonders wünschenswert, daß Kopiermaschinen oder Drucker bei niedriger Fixierungsenergie betrieben werden. Die Forschung zur Erniedrigung der Fixierungsenergie konzentrierte sich üblicherweise auf das in dem Toner enthaltene Harz, und es wurden verschiedene Toner vorgeschlagen, einschließlich z.B. solchen, deren Molekulargewicht und/oder Molekulargewichtsverteilung verbessert wird/werden, solchen, deren Zusammensetzung verändert wurde, und solchen, die einen oder mehrere Zusätze in dem Harz enthalten.
Um das Molekulargewicht und/oder die Molekulargewichtsverteilung des Tonerharzes zu verändern, wurde ein Verfahren angewandt, in dem die Molekulargewichtsverteilung dadurch verbreitert wird, daß das Molekulargewicht der Anteile des Harzes mit niedrigem Molekulargewicht erniedrigt wird, während das Molekulargewicht der Anteile des Harzes mit höherem Molekulargewicht erhöht wird. Zu diesem Zweck wurde außerdem ein Verfahren angewandt, in dem die Anteile des Harzes mit höherem Molekulargewicht quervernetzt sind. Diese Verfahren verursachen jedoch dadurch Probleme, daß es notwendig ist, die Glasübergangstemperatur des zu verwendenden Harzes zu erniedrigen, damit der entstehende Toner hinreichende Fixierungseigenschaften hat, und als Ergebnis davon ist es unvermeidbar, daß die Lagerstabilität eines Toners, der ein Harz wie das oben beschriebene enthält, sich verschlechtert. Außerdem ist es trotz der unternommenen Anstrengungen, die Fixierungseigenschaften des Toners unter Aufrechterhaltung seiner Lagerstabilität zu verbessern, schwierig, einen Toner mit hinreichenden Fixierungseigenschaften herzustellen.
In einem weiteren zur Erniedrigung der Energie während der Fixierung vorgeschlagenen Verfahren wird ein zusätzliches Harz oder Halbharz als zweite Komponente zu dem in dem Toner enthaltenen Harz zugegeben, um die Fixierungseigenschaften des Toners zu verbessern. Obwohl dieses Verfahren, das die Zugabe eines Halbharzes mit hoher Kristallinität zur Aufrechterhaltung der Glasübergangstemperatur der Harzzusammensetzung umfaßt, gute Ergebnisse bezüglich der Fixierungseigenschaften und Lagerstabilität des Toners liefert, verursacht es dadurch weitere Probleme, daß das Vorliegen eines hochkristallinen Halbharzes zu einen abrupten Abfall der Viskosität des Toners beim Schmelzen während der Fixierung mit beheizten Walzen führt, und dieses Offset-Phänomen tritt auf, weil die Kohäsionskraft des Toners während des Schmelzens schwach ist. Um die oben genannten Probleme zu umgehen, wurde vorgeschlagen, der Tonerzusammensetzung ein Polyolefinwachs mit hoher Kristallinität zuzugeben. Dies verursacht dadurch ein weiteres Problem, daß die in dem Toner zu dispergierenden Komponenten wie beispielsweise Kohlenstoff und ein Aufladungssteueragens in dem Polyolefinwachs schwierig zu dispergieren sind, wodurch die Gewinnung eines Toners mit einheitlicher Zusammensetzung erfolglos bleibt.
In dem Dokument US-A-4,789,617 wurde eine Tonerzusammensetzung vorgeschlagen, die eine Komponente mit geringem Schmelzpunkt wie Carnaubawachs aufweist, die in großen Mengen (mehr als 50 Gew-% und bevorzugt 100 % des polymerisierbaren Monomers) enthalten ist, um den Toner bei niedriger Energie auf ein Papier zu fixieren. Dieser Prozeß bleibt teuer.
In dem Dokument EP-A-0,207,628 wird ein Toner beschrieben, mit dem qualitativ hochwertige Bilder, eine hohe Transfereffizienz und eine gute Haltbarkeit erreicht werden, und der Tonerharzpartikel und kugelige Harzpartikel mit einer durchschnittlichen Größe von 0,01 - 2,00 Mikrometern in einem Verhältnis von 0,1 - 5,0 % bezogen auf den Toner aufweist. Eine solche Zusammensetzung weist keine niedrige Fixierungsenergie und keine guten Lagereigenschaften auf.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder bereitzustellen, der eine niedrige Fixierungstemperatur aufweist, dessen Lagerstabilität sich nicht verschlechtert, der praktisch kein Problem hinsichtlich seiner Offset-Eigenschaften verursacht und frei von Problemen nicht nur hinsichtlich seiner Wärmeeigenschaften ist, sondern auch praktisch nützliche Eigenschaften hinsichtlich beispielsweise der Lebensdauer und der Qualität der Bilder aufweist.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wurde intensiv geforscht, und als Ergebnis wurde nun gefunden, daß die Verwendung von Tonerpartikeln mit einem Bindeharz, das ein spezifisches Wachs und winzige Partikel eines zusätzlichen Harzes, die auf den Oberflächen der Tonerpartikel anhaften, enthält, gute Ergebnisse liefert, und so wurde die vorliegende Erfindung vollendet.
Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung einen Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder gemäß Anspruch 1 vor.
Der erfindungsgemäße Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder ermöglicht seine Fixierung bei niedrigen Temperaturen und zeigt gute Bildeigenschaften, ohne seine Lagerstabilität und Offset-Eigenschaften zu verschlechtern.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die oben genannten und weitere Aufgaben, Wirkungen, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausgestaltungen ersichtlich.
Allgemein weist der erfindungsgemäße Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder ein Bindeharz mit einem Farbstoff und einem spezifischen Wachs auf.
Zuerst wird das Wachs detailliert beschrieben. Das Wachs ist ausgewählt aus einem gehärteten Rizinusöl, Carnaubawachs und davon abgeleiteten, modifizierten Erzeugnissen, die das erste Merkmal des erfindungsgemäßen Toners darstellen.
Der hier verwendete Ausdruck "gehärtetes Rizinusöl" bezieht sich auf ein von dem Rizinusöl abgeleitetes hydriertes Produkt, z.B. auf kommerziell beispielsweise von ITOH OIL MFG CO., LTD. und NIPPON OIL FATS CO., LTD., erhältliche Rizinuswachse. Die von Rizinusöl abgeleiteten modifizierten Erzeugnisse umfassen solche, deren Säurewert durch Einführung einer Säuregruppe wie einer Carboxylgruppe durch Reaktion des Rizinusöls mit einer zweibasigen Säure unter Verwendung einer oder mehrerer Hydroxylgruppen in einer oder mehrerer seiner Seitenketten geändert wurde. Dabei kann jede zweibasige Säure eingeführt werden. Es sind jedoch solche zweibasigen Säuren bevorzugt, die 2 - 20 Kohlenstoff-Atome aufweisen, wie Ameisensäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure.
Andererseits bezieht sich der hier verwendete Ausdruck "Carnaubawachs" auf eine Sorte eines Pflanzenwachses, das aus jungen Blättern der Carnaubapflanze gewonnen wird, und von Carnauba abgeleitete modifizierte Erzeugnisse sind Substanzen, die durch Einführung einer Säuregruppe an einer oder mehreren OH-Gruppen in Carnaubawachs gewonnen werden. Ein kommerziell erhältliches Carnaubawachs ist beispielsweise das von NODAWAX CO., LTD. hergestellte CARNAUBA WAX.
Erfindungsgemäß weist der Toner das Wachs auf, d.h. das oben beschriebene gehärtete Rizinusöl, Carnaubawachs und davon abgeleitete modifizierte Erzeugnisse, und zwar einzeln oder als Mischung. Die Menge an einzumischendem Wachs beträgt geeigneterweise 5 - 20,76 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tonerzusammensetzung. Liegt die Menge an Wachs unter 5 Gew.-%, wird keine hinreichende Verbesserung der Fixierungseigenschaften gewonnen. Auf der anderen Seite ist eine Menge, die oberhalb von 20,76 % liegt, unerwünscht, da die Qualität der Bilder verschlechtert wird, z.B. wird der Glanz der Oberfläche, auf der der Toner fixiert wird, trotz des Vorteils der exzellenten Fixierungseigenschaften zu hoch. Ferner hat das Wachs einen Schmelzpunkt im Bereich von 55 - 100ºC. Schmelzpunkte außerhalb des oben beschriebenen Bereichs sind nicht wünschenswert. Dies ist dadurch begründet, daß unterhalb von 55ºC die Lagerstabilität des daraus hervorgehenden Toners dazu neigt, sich zu verschlechtern, wohingegen die Fixierungseigenschaft des Toners erniedrigt wird, wenn der Schmelzpunkt oberhalb von 100ºC liegt.
Als nächstes werden die winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes, die auf den Oberflächen der Tonerpartikel anhaften, also das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung, im Detail beschrieben.
Erfindungsgemäß ist das zusätzliche Harz in Form von winzigen Partikeln auf den Oberflächen der Tonerpartikel angehaftet, um die Fließfähigkeit und Lagerstabilität des Toners zu verbessern. Die winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes können dadurch dazu gebracht werden, an die Oberflächen der Tonerpartikel anzuhaften, daß konventionelle Mixer wie turbinenartige Mixer, Henschel-Mixer und ein Supermixer oder ein Gerät, das im allgemeinen Oberflächenverbesserer genannt wird, verwendet wird, z.B. das von NARA KIKAI SEISAKUSHO hergestellte Nara Hybridization System, das von HOSOKAWA MICRON CO., LTD. hergestellte Mechano-Fusion System, und das von NIPPON PNEUMATIC INDUSTRY CO., LTD. hergestellte Surfusing System.
Die winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes liegen bevorzugt in Form von Emulsionspartikeln vor, die durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Als Hauptmonomerkomponente des zusätzlichen Harzes können solche Monomere verwendet werden, die im allgemeinen als Harz für Toner verwendet werden. Beispiele für solche Monomere umfassen Styrol, Butylacrylat, Butylmethacrylat und Methylmethacrylat. Die mittlere Partikelgröße der winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes muß im Bereich von 0,05 - 0,5 µm liegen. Wenn sie kleiner als 0,05 µm ist, ist die Dispersion der winzigen Partikel auf den Oberflächen der Tonerpartikel zu gering, wohingegen das Anhaften der winzigen Partikel auf den Oberflächen der Tonerpartikel schwierig ist, wenn sie größer als 0,5 µm sind. Die Glasübergangstemperatur Tg der winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes darf nicht höher als 120ºC, vorzugsweise nicht höher als 90ºC sein. Wenn die winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes einen Tg-Wert größer als 120ºC aufweisen, verschlechtert sich die Fixierungseigenschaft des daraus hervorgehenden Toners.
Die winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes werden in einer solchen Menge verwendet, daß sie vorzugsweise 20 - 80% der Gesamtoberfläche der Tonerpartikel bedecken, was in anderen Worten einer solchen Menge entspricht, bei der die winzigen Partikel auf den Oberflächen der Tonerpartikel mit einem Anteil von 15 - 30 Gewichtsanteilen an winzigen Partikel pro 100 Gewichtsanteilen an Tonerpartikeln anhaften.
Der erfindungsgemäße Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder kann durch Mischen des Wachses mit dem Bindeharz, dem Farbstoff und weiteren Zusätzen in bestimmten Anteilen und durch Schmelz-Kneten des Gemisches, gefolgt von einem Pulverisieren und Klassifizieren zur Ausbildung von Tonerpartikeln und dann Anhaften der winzigen Partikel des zusätzlichen Harzes auf die Oberflächen der Tonerpartikel unter Verwendung des oben beschriebenen Anhaftungsverfahrens hergestellt werden.
Das Bindeharz umfaßt z .B. Polystyrol, Styrol-Acryle, Polyacrylat, Polyethylen, Styrol-Butadien-Copolymer, Polyamid, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Coumaron- Indenharz und Polyester. Styrol-Acryle sind Copolymere, die jeweils zumindest ein aus der Styrol-Monomergruppe und ein aus der Acryl-Monomergruppe ausgewähltes Monomer aufweisen, wie nachstehend detaillierter beschrieben ist. Die Styrol-Monomergruppe weist Monomere wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Buthylstyrol, p-tert-Buthylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octhylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol, p-n-Dodecylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol und 3,4-Dichlorstyrol; das Acryl-Monomer weist ungesättigte mono- Olefine wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen auf; Vinylester wie Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat und Vinylbutyrat; aliphatische α-Methylen-Monocarboxylsäureester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, Phenylacrylat, Methyl-α-chloracrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, N-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2- Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylsäure und Methacrylsäurederivate wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Vinylether wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether; Vinylketone wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon; und N-Vinyl-Verbindungen wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N- Vinylindol und N-Vinylpyrrolidin. Der Farbstoff umfaßt Pigmente und Farbstoffe, die normalerweise als Farbstoff für Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder verwendet werden. Beispiele hierfür umfassen Carbon-Black, Nigrosinfarbstoff, Anilinfarbstoff, Chromgelb, Ultramarinblau, Methylenblau, Bengalrosa, Magnetit und Ferrit. Wenn es erwünscht wird, können verschiedene Hilfsmittel als weitere Zusätze verwendet werden. Beispiele hierfür umfassen Aufladungssteueragenzien, Antioxidanzien, Pigmente und die Fließfähigkeit verbessernde Agenzien wie kolloidales Siliziumoxid und kolloidales Aluminiumoxid.
Der erfindungsgemäße Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder umfaßt eines oder mehrere eines gehärteten Rizinusöls, Carnaubawachs und davon abgeleitete modifizierte Erzeugnisse, die hochkristallin sind und einen Schmelzpunkt bei 55 - 100ºC aufweisen, was dazu führt, daß die Schmelzviskosität des Toners während der Hitzebehandlung mit beheizten Walzen abrupt abgesenkt wird und der Toner bei relativ geringen Fixierungstemperaturen (130 - 150ºC) vollständig geschmolzen wird, was die Fixierungsstärke des Toners auf der Oberfläche eines Transferpapiers effizient verbessert. Auf der anderen Seite verursacht das in der vorliegenden Erfindung verwendete spezifische Wachs kein Offset-Phänomen, das anderenfalls aufgrund eines spezifischen Mechanismus des Wachses, nämlich seiner starken Kohäsionskraft während des Schmelzens in der Hitze und seiner geringen Affinität für beheizte Walzen, auftreten würde. Außerdem wird erfindungsgemäß die Fließfähigkeit des Toners verbessert, da winzige Partikel des zusätzlichen Harzes auf den Oberflächen der Tonerpartikel anhaften, und dem Toner dadurch eine gute Lagerstabilität verleihen.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele detaillierter erläutert. In den Beispielen sind alle Anteile als Gewichtsanteile angegeben.

Beispiel 1

Styrol-n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Copolymer 100 Anteile
(Mn = 5.000, Mw = 140.000, MW/MN = 28,0)
Gehärtetes Rizinusöl 30 Anteile
("CASTOR WAX", von ITOH OIL MFG CO., LTD. hergestellt)
Azofarbstoff 3,5 Anteile
("BONTRON S-34", von ORIENT CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Carbon-Black 7 Anteile
("MA-100", von MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Polypropylen 4 Anteile
("VICKOL 550P", von SANYO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Die Mischung mit der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde wärmegeschmolzen und geknetet, pulverisiert und klassifiziert, um negativ aufladbare Tonerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 12 µm zu erhalten. Dann wurden 15 Anteile der winzigen Partikel eines Harzes (Emulsionspartikel aus Styrol- Butylacrylat-Copolymer; Tg = 82ºC, mittlere Partikelgröße = 0,2 µm) mit 100 Anteilen der so gewonnenen Tonerpartikel gemischt, und das resultierende Gemisch wurde bei 58ºC für 15 Minuten unter Verwendung eines Henschel-Mixers behandelt, so daß die winzigen Partikel des Copolymers dazu gebracht wurden, an die Oberflächen der Tonerpartikel anzuhaften. Danach wurde hydrophobes Siliziumoxid in einem Verhältnis von 0,2 Anteilen an hydrophobem Siliziumoxid pro 100 Anteilen an Toner zu der resultierenden Zusammensetzung gegeben, um den erfindungsgemäßen Toner zu erhalten.

Beispiel 2

Styrol-n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Copolymer 100 Anteile
(Mn = 5.000, Mw = 140.000, Mw/Mn = 28,0)
Carnaubawachs 30 Anteile
("CARNAUBA WAX", von NODAWAX CO., LTD. hergestellt)
Azofarbstoff 3,5 Anteile
("BONTRON S-34", von ORIENT CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Carbon-Black 7 Anteile
("MA-100", von MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD. hergestellt)
Polypropylen 4 Anteile
("VICKOL 550P", von SANYO CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD. hergestellt)
Die Mischung mit der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde hitzegeschmolzen und geknetet, pulverisiert und klassifiziert, um negativ aufladbare Tonerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 12 µm zu erhalten. Dann wurden 15 Anteile an winzigen Partikeln eines Harzes (Emulsionspartikel aus Styrol- Butylacrylat-Copolymer; Tg = 82ºC, mittlere Partikelgröße = 0,2 µm) mit 100 Anteilen der so gewonnenen Tonerpartikel gemischt, und die resultierende Mischung wurde bei 58ºC für 15 Minuten unter Verwendung eines Henschel-Mixers gemischt, so daß die winzigen Partikel aus Copolymer dazu gebracht wurden, auf den Oberflächen der Tonerpartikel anzuhaften. Danach wurde hydrophobes Siliziumoxid in einem Verhältnis von 0,2 Anteilen an hydrophobem Siliziumoxid pro 100 Anteilen an Toner zu der resultierenden Zusammensetzung gegeben, um den erfindungsgemäßen Toner zu erhalten.

Beispiel 3

Styrol-n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Copolymer 100 Anteile
(Mn 5.000, Mw = 140.000, MW/MN = 28,0)
Gehärtetes Rizinusöl 30 Anteile
("CASTOR WAX", von ITOH OIL MFG CO., LTD. hergestellt)
Azofarbstoff 3,5 Anteile
("BONTRON S-34", von ORIENT CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Carbon-Black 7 Anteile
("MA-100", von MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Polypropylen 4 Anteile
("VICKOL 550P", von SANYO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Die Mischung mit der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde hitzegeschmolzen und geknetet, pulverisiert und klassifiziert, um negativ aufladbare Tonerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 12 µm zu erhalten. Dann wurden 15 Anteile an winzigen Partikeln eines Harzes (Emulsionspartikel aus PMMA (Polymethylmethacrylat); Tg = 90ºC, mittlere Partikelgröße = 0,25 µm) mit 100 Anteilen der so gewonnenen Tonerpartikel gemischt, und die resultierende Mischung wurde bei 58ºC für 15 Minuten unter Verwendung eines Henschel-Mixers behandelt, so daß die winzigen Partikel aus Copolymer dazu gebracht wurden, auf den Oberflächen der Tonerpartikel anzuhaften. Danach wurde hydrophobes Siliziumoxid in einem Vehältnis von 0,2 Anteilen an hydrophobem Siliziumoxid pro 100 Anteilen an Toner zu der resultierenden Zusammensetzung gegeben, um den erfindungsgemäßen Toner zu erhalten.

Vergleichsbeispiel 1

Styrol-n-Butylacrylat-Methylmethacrylat-Copolymer 100 Anteile
(Mn = 5.000, Mw = 140.000, MW/MN = 28,0)
Azofarbstoff 3 Anteile
("BONTRON S-34", von ORIENT CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Carbon-Black 5,5 Anteile
("MA-100", von MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Polypropylen 3 Anteile
("VICKOL 550P", von SANYO CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD. hergestellt)
Die Mischung der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde hitzegeschmolzen und geknetet, pulverisiert und klassifiziert, um negativ aufladbare Tonerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 12 µm zu erhalten. Danach wurde hydrophobes Siliziumoxid in einem Verhältnis von 0,2 Anteilen an hydrophobem Siliziumoxid pro 100 Anteilen an Tonerpartikeln zu der resultierenden Zusammensetzung gegeben, um einen Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder zum Vergleich zu erhalten.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde ein Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder zum Vergleich durch Wiederholung der gleichen Vorgänge wie in Beispiel 2 gewonnen, nur daß das Anhaften der winzigen Partikel des Harzes vermieden wurde.
Vier (4) Anteile jedes der Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder entsprechend den Beispielen 1 - 3 der vorliegenden Erfindung und der Vergleichstoner entsprechend den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden mit 96 Anteilen eines nicht-beschichteten Ferritpulverträgers gemischt, um einen Entwickler herzustellen. Die folgenden Tests wurden unter Verwendung der Toner und Entwickler durchgeführt, um verschiedene Eigenschaften der Toner zu bewerten.

(1) Niedrigste Fixierungstemperatur

Ein Fixierungsgerät, das aus einer beheizten Walze mit einer Oberflächenschicht aus Polytetrafluorethylen und einer Preßwalze mit einer Oberflächenschicht aus Silikongummi zusammengesetzt ist, wurde so eingestellt, daß es bei einem Walzendruck von 30 kg/cm und bei einer Walzengeschwindigkeit von 170 mm/sec betrieben werden konnte. Die Temperatur der beheizten Walze wurde, wie in Tabelle 1 gezeigt, schrittweise verändert, und die Tonerproben, die bildweise auf Transferpapier mit Hilfe eines kommerziell erhältlichen Kopierers übertragen wurden, wurden jeweils auf das Papier fixiert. Die fixierten Bilder wurden jeweils mit einem Baumwollpolster ("PPC PAD", einem Handelsnamen für ein Erzeugnis von DAINIC CO., LTD.) abgerieben. Dann wurde die niedrigste mögliche Set-up-Temperatur, bei der die fixierten Bilder einen hinreichenden Widerstand gegen Abreiben zeigten, als niedrigste Fixierungstemperatur der jeweiligen Tonerprobe definiert.

(2) Non-Offset-Temperaturbereich

Jede der Tonerproben wurde auf Transferpapier übertragen und mit Hilfe des oben beschriebenen Fixiergerätes fixiert. Dieses Verfahren wurde mit verschiedenen Temperaturen der beheizten Walzen wiederholt, und es wurde beobachtet, ob ein Verschmieren auf den freien Anteilen des Transferpapiers auftrat oder nicht. Der Temperaturbereich, innerhalb dessen kein Verschmieren auftrat, wurde als Non-Offset-Temperaturbereich definiert.

(3) Lagerstabilität

Nachdem die Toner an der Luft bei 45ºC für 2 Wochen oder bei 50ºC für 8 Stunden stehen gelassen wurden, wurde die Fließfähigkeit der Toner visuell bewertet.

(4) Bildqualität

Es wurden fortlaufende Kopiertests mit den Tonerproben durchgeführt, und die Qualität der Tonerbilder wurde visuell beobachtet.
Von den oben beschriebenen Testpunkten sind die Ergebnisse der Tests zur niedrigsten Fixierungstemperatur, zum Non-Offset-Temperaturbereich und zur Lagerstabilität in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.
Bezüglich der Bildqualität zeigten die in den Beispielen 1 - 3 gewonnenen Toner Bilder mit guter Qualität nach 30.000 Kopien oder mehr. Andererseits verursachte der in Vergleichsbeispiel 1 gewonnene Toner eine Blockierung im Magazin, wodurch es unmöglich wurde, den fortlaufenden Kopiertest fortzuführen, obwohl der Toner anfänglich ein gutes Bild zeigte. Tabelle 1
Anmerkung: Das Symbol "0" zeigt, daß die Lagerstabilität gut war.
Das Symbol "X" zeigt, daß die Lagerstabilität schlecht war.
Wie aus den Ergebnissen des Tests zur Bildqualität und den in der oben aufgeführten Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich wird, haben die erfindungsgemäßen Toner zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder eine geringe Fixierungstemperatur, einen breiten Non-Offset-Temperaturbereich, eine gute Bildqualität und eine gute Lagerstabilität. Andererseits zeigte der in Vergleichsbeispiel 1 gewonnene Toner eine hohe Niedrigste Fixierungstemperatur, was bedeutet, daß der Vergleichstoner unzureichend als Toner zur Fixierung mit niedriger Energie ist. Der in Vergleichsbeispiel 2 gewonnene Toner zeigte eine schlechte Lagerstabilität und seine Bildqualität war für praktische Anwendungen nicht akzeptabel.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die Ausgestaltungen detailliert beschrieben, und aus dem Vorstehenden wird es dem Fachmann ersichtlich sein, daß Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne die Erfindung in ihrer breiteren Form zu verlassen.

Claims

1. Elektrophotographischer Trockentoner,

mit Tonerpartikeln, die ein Bindeharz, einen Farbstoff und ein Wachs aufweisen, wobei das Wachs ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus gehärtetem Ricinusöl, Carnaubawachs, sowie davon abgeleitete modifizierte Erzeugnisse durch Addition einer Carboxylgruppe und Mischungen davon, und;

mit winzigen, die Tonerpartikel umgebenden Harzpartikeln,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Tonerpartikel durch Wärmeschmelzen, Kneten und Pulverisieren des Bindeharzes, des Farbstoffes und des Wachses erhalten werden, wobei das Wachs einen Schmelzpunkt im Bereich von 55 bis 100ºC aufweist, und, bezüglich des Gesamtgewichtes der Tonerpartikel, in einem Anteil von 5 bis 20,76 Gew.-% vorhanden ist; und

daß das Harz der winzigen Partikel eine Glasübergangstemperatur Tg von nicht höher als 120ºC aufweist und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Styrol, Butylacrylat, Butylmethacrylat und Methylmethacrylat, wobei die winzigen Partikel, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,05 bis 0,5 Mikrometer aufweisen, auf den Oberflächen der Tonerpartikel anhaften und in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteilen der Tonerpartikel vorhanden sind.

2. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gehärtete Ricinusöl ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus modifizierten Produkten abgeleitet aus gehärtetem Ricinusöl, und einem Reaktionsprodukt zwischen dem gehärteten Ricinusöl und einer zweibasigen Carbonsäure.

3. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweibasige Carbonsäure eine zweibasige Fettsäure mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist.

4. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweibasige Fettsäure ausgewählt ist aus Ameisensäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure.

5. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindeharz zumindest ein Harz ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polystyrol, Styrol- Acryl-Copolymer, Polyethylen, Styrol-Butadien-Copolymer, Polyamid, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Coumaron-Indenharz und Polyester.

6. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die winzigen Partikel des Harzes derart vorhanden sind, daß sie 20 bis 80 % des gesamten Oberflächenbereiches der Tonerpartikel bedecken.

7. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Carbon-Black, Nigrosinfarbstoff, Anilinfarbstoff, Chromgelb, Ultramarinblau, Methylenblau, Bengalrosa, Magnetit und Ferrit.

8. Elektrophotographischer Trockentoner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner außerdem ein Aufladungssteueragens, ein Antioxidanz und ein die Fließfähigkeit verbesserndes Agens ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kolloidalem Siliciumoxid und kolloidalem Aluminiumoxid aufweist.