DE69212085T2

DE69212085T2 - Farbiger Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder

Info

Publication number: DE69212085T2
Application number: DE69212085T
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Chiba; Makoto Kanbayashi; Takashige Kasuya; Takayuki Nagatsuka; Tatsuya Nakamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1996-11-28
Anticipated expiration: 2012-08-28
Also published as: JPH05197191A; DE69212085D1; JP3262378B2; EP0530020B1; EP0530020A1; US5354639A; US5500321A

Description

Gebiet der Erfindung und zugehöriger Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf einen Farbtoner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder zum Erzeugen von Farbbildern und insbesondere Vollfarbbildern durch Elektrofotografie. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Farbtoner, der geeignet ist für die Entwicklung eines elektrostatischen Bildes durch Elektrofotografie, zur Bereitstellung einer Transparentfolie, die ein Farbbild und insbesondere ein Vollfarbbild auf einer lichtdurchlässigen Folie trägt und zum Einsatz mit einer OHP-Vorrichtung (Overheadprojektor) zur Projektion auf einen Schirm dient.
Konventionell wird ein Vollfarbbild in der folgenden Weise erzeugt. Eine lichtleitende Schicht einer lichtempfindlichen Trommel als Element zum Tragen eines elektrostatischen, latenten Bildes wird einheitlich durch eine Primäraufladeeinrichtung aufgeladen und zur Belichtung mit dem Bild einem Laserlicht ausgesetzt, das durch ein Bildsignal für den Magentaanteil eines Originals moduliert ist, zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der lichtempfindlichen Trommel, die dann mit einem magentafarbenen Toner entwickelt wird, der in einer Magentaentwicklungseinheit enthalten ist, um ein magentafarbenes Tonerbild zu erzeugen. Das so erzeugte, magentafarbene Tonerbild auf der licht- empfindlichen Trommel wird durch eine Übertragungsaufladeeinrichtung auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen, das dorthin transportiert wird.
Auf der anderen Seite wird die lichtempfindliche Trommel nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmaterial durch eine Entladevorrichtung entladen (Ladungsentfernung), durch eine Reinigungsvorrichtung gereinigt und erneut durch eine Primäraufladevorrichtung aufgeladen, worauf eine ähnliche Erzeugung eines cyanfarbenen Tonerbildes und die Übertragung des cyanfarbenen Ton erbildes auf das Aufzeichnungsmaterial, das bereits das vorstehend genannte magentafarbene Tonerbild trägt, erfolgt. Dann werden ähnliche Operationen wiederholt für die gelbe und die schwarze Farbe, so das ein Tonerbild mit insgesamt vier Farben, nämlich Magenta, Cyan, Gelb und Schwarz, auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird. Dann wird das Aufzeichnungsmaterial, das die vier Farben des Tonerbildes besitzt, zwischen Fixierwalzen eingeführt, zwischen denen die Tonerbilder unter der Wirkung von Hitze und Druck fixiert werden, wodurch ein fixiertes Vollfarbtonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial entsteht.
Ein Toner, der in einem Verfahren zur Erzeugung eines solchen fixierten Farbtonerbildes verwendet wird, muß hervorragende Schmelzbarkeit beim Erhitzen und Farbmischeigenschaften zeigen und muß weiter bevorzugt eine niedrigen Erweichungspunkt und eine niedrige Schmelzviskosität aufweisen mit der Eigenschaft eines hochgradig scharfen Schmelzens
Unter Verwendung eines solchen scharf schmelzenden Toners ist es möglich, eine Farbkopie zu erhalten, die hervorragende Farbwiedergabefähigkeit aufweist und eine hochgradig getreue Wiedergabe des Originalbildes zeigt.
Mlerdings neigt ein solcher scharf schmelzender Toner dazu, eine hohe Affinität gegenüber den Fixierwalzen aufzuweisen und leicht eine Offsetwirkung auf einer Fixierwalze zu verursachen.
Insbesondere im Fall einer Fixiereinrichtung zur Verwendung bei der Vollfarbtonerbilderzeugung, die mit einer Vielzahl von Tonerschichten zu tun hat einschließlich der magentafarbenen, der cyanfarbenen, der gelben und der schwarzen, kann eine solche Offsetwirkung besonders leicht verursacht werden.
Aus den genannten Grund ist es im Stand der Technik üblich, ein Ablösemittel, wie zum Beispiel ein Siliconöl, auf den Fixierwalzen anzuwenden, um so die Tonerablösbarkeit von der Fixierwalze zu verbessern. In diesen Fall allerdings treten die folgenden Probleme auf.
Da ein Ablösemittel, wie zum Beispiel ein Öl, auf eine Fixierwalze aufgebracht wird, wird die gesamte Vorrichtung kompliziert und das Leben der Fixierwalze kann durch die Ölaufbringung verkürzt werden.
Auf der anderen Seite wurde als eine der zahllosen Herausforderungen für die Kopiertechnik in den letzen Jahren, eine harzartige Transparentfolie, wie zum Beispiel eine solche zur Bereitstellung einer Transparentfolie für einen Overheadprojektor (OHP), weithin als eine Art von Aufzeichnungsmaterial verwendet. Wenn ein Tonerbild auf eine solche Transparentfolie fixiert wird unter Verwendung eines Fixierverfahrens, das ein solches Öl, wie es vorstehend beschrieben wurde, verwendet, wird das aufgebrachte Öl an die Oberfläche der Transparentfolie angeheftet, wodurch ein klebriges Berührungsgefühl bereitgestellt wird und die Qualität des Transparentfolie, die das sich ergebende Tonerbild trägt, bemerkenswert verschlechtert wird.
Entsprechend besteht anwachsende Nachfrage nach einem Fixiersystem ohne die Erfordernis einer solchen Ölaufbringung zum Zeitpunkt der Fixierung und nach einem neuen Toner für die Verwirklichung eines solchen Fixiersystems.
Im Bezug auf die vorstehend erwähnten Probleme wurde ein Toner vorgeschlagen, der ein Ablösemittel enthält, wie zum Beispiel ein Wachs, und ein Toner, der durch Suspensionspolymerisation hergestellt wurde (japanische Patentanmeldung (JP-B) 36-10231). Bei der Suspensionspolymerisation werden ein polymerisierbares Monomer und ein Färbemittel (und auch ein Polymerisationsinitiator, ein Quervernetzungsmittel, ein Ladungssteuermittel und andere Zusätze je nach Wunsch) einheitlich aufgelöst oder dispergiert zur Bildung einer Monomerzusammensetzung, die dann unter Verwendung eines geeigneten Rührers in einem Dispersionsmedium (zum Beispiel einem wäßrigen Medium), das einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert und gleichzeitig der Polymerisation unterworfen zur Bildung von Tonerteilchen mit einer gewünschten Teilchengröße wird.
Im Suspensionspolymerisationssystem werden flüssige Tröpfchen der Monomer zusammensetzung im Dispersionsmedium, das eine große Polarität aufweist, wie zum Beispiel Wasser, gebildet, so daß die Komponenten, die eine polare Gruppe besitzen, die in der Monomerzusammensetzung enthalten sind, dazu neigen, an den Oberflächen vorhanden zu sein, die eine Schnittfläche zur wäßrigen Phase bilden, und die nichtpolaren Komponenten dazu neigen, im Oberflächenbereich weniger häufig vorhanden zu sein, wodurch sich eine sogenannte Pseudokapselstruktur bildet. Unter Ausnutzung dieser Verfahrenseigenschaften ist es möglich, in einem Toner ein Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt einzubnngen, der in einem anderen Tonerherstellungsverfahren, wie zum Beispiel den Pulverisierungsverfahren, nicht verwendet werden kann.
Ein solcher Toner, der durch dieses Polymerisationsverfahren erhalten wurde, kann aufgrund des Einschlusses eines Wachses mit niedrigem Schmelzpunkt sowohl die Antiverklebeeigenschaft als auch die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur befriedigend zeigen, die einander im allgemeinen widersprechen. Insbesondere verringert das eingeschlossene Wachs mit niedrigen Schmelzpunkt nicht die Antiverklebeeigenschaft, sondern fördert die innere thermische Leitfähigkeit des Toners, wodurch Fixierung bei niedriger Temperatur verwirklicht wird. Ein weiterer bevorzugter Gesichtspunkt besteht darin, daß das Wachs, der zum Zeitpunkt der Fixierung geschmolzen ist, auch als Ablösemittel wirkt, so daß die unerwünschte Hochtemperaturoffsetwirkung verhindert werden kann, ohne ein Ablösemittel, wie zum Beispiel Öl, auf eine Fixierwalze aufzubringen.
So zeigt das im Polymerisationstoner eingeschlossene Wachs vorteilhafte Leistungen zum Zeitpunkt der Fixierung, verursacht aber neue Probleme, wenn es in Kombination mit einer Transparentfolie als Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, die darin bestehen, daß die Klarheit oder Transparenz der sich ergebenden Transparentfolie, die das Tonerbild nach der Fixierung trägt, ein bißchen erniedrigt ist.
Es mag eingewandt werden, daß man die Wachsmenge verringern könnte, um eine solche Verringerung der Transparenz des fixierten Tonerbildes zu verhindern, aber dies führt zu einer geringeren Ablösefähigkeit des Toners. So wurde die vorstehend erwähnte Schwierigkeit bisher unausweichlich angetroffen, wenn Wachs in einer Menge verwendet wird, um eine ausreichende Ablöseeigenschaft zu erzielen.
Weiter wurde im Fall der Erzeugung eines fixierten Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial, wie zum Beispiel einer harzartigen Transparentfolie, zur Bereitstellung einer Transparentfolie im allgemeinen häufig so verfahren, daß eine niedrigere Fixiergeschwindigkeit verwendet wurde, um den Toner ausreichend zu schmelzen, als bei der Fixierung auf einem gewöhnlichen Aufzeich nungsmaterial, wie zum Beispiel Papier, da der dringende Wunsch besteht, ein Tonerbild zu erzeugen, das eine hohe optische Durchlässigkeit besitzt. In diesem Fall allerdings neigt der Toner auf dem Aufzeichnungsmaterial mehr dazu, zum Zeitpunkt der Fixierung ein Offsetphänomen auf den Fixierwalzen zu erzeugen, so daß es erforderlich ist, eine größere Menge Wachs im Toner einzuschließen, um eine ausreichende Ablösefähigkeit zu zeigen, als im Fall, in dem ein Tonerbild auf einen Aufzeichnungsmaterial, wie zum Beispiel Papier, fixiert wird.
Weiter wurde bestätigt, daß die Verwendung eines Tonerbildes unter Verwendung eines solchen Toners, der Wachs einschließt, ein ziemlich starkes Nachlassen der Klarheit der sich ergebenden Transparentfolie ergibt aufgrund der Eintrübung, die durch Kristallisation des Wachses an sich bewirkt wird.
Weiter kann im Fall der Erzeugung eines Farb- oder Vollfarbtonerbildes auf einer harzartigen Transparentfolie unter Verwendung eines elektrofoto grafischen Systems vom Trockenentwicklungstyp und Projizieren des Tonerbildes auf einen Schirm mit Hilfe einer OHP-Vorrichtung das projizierte Bild als ganzes einen Stich ins Graue haben, was zu einem sehr engen Bereich der Farbwiedergabe führt, selbst, wenn das Bild auf dem Film eine ausreichende Farbwiedergabefähigkeit zeigt. Dieses Phänomen wird verursacht, weil das noch unfixierte Tonerbild auf einer glatten Transparentfolie durch Erhitzen zu dem Zeitpunkt der Fixierung nicht mit ausreichender Fließfähigkeit versehen ist, wodurch seine Teilchen mit ihren typischen Eigenschaften erhalten bleiben und das Licht, was auf das Tonerbild zum Zeitpunkt der Projektion einstrahlt, gestreut wird und einen Schatten auf dem Bildschirm bildet. Insbesondere in einem Halbtonbereich mit niedriger Bilddichte wird der Absorptionspegel durch den Farbstoff oder das Pigment im Toner erniedrigt aufgrund eines Kleinerwerdens der Anzahl der Tonerteilchen und die sich ergebenden Absorptionspegel werden identisch denen eines schwarz Absorptionswertes aufgrund des Streuens durch die Tonerteilchen, so daß der Farbton der wiedergegeben Farben in Graue spielt.
Im Fall der Betrachtung eines Tonerbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial, wie zum Beispiel gewöhnlichem Papier, mit dem bloßen Auge wird ein Lichtbild beobachtet, das von einem beleuchteten fixierten Tonerbild reflektiert wird, so daß die Bildqualität nur wenig beeinflußt wird, selbst wenn die Toneroberfläche einiges ihrer Teucheneigenschaft beibehält. Im Fall der Betrachtung eines Tonerbil des auf einem Bildschirm oder Projektion des Bildes auf einen Bildschirm mit Durchlicht, wie zum Beispiel in einer OHP-Vorrichtung, wird die Bildqualität auf Grundlage der Durchlässigkeit bemerkenswert beeinträchtigt aufgrund von Lichtstreuung, wenn das Tonerbild einiges seiner Tonerteilchengestalt beibehält. Entsprechend sollte der Toner, der für die Bereitstellung einer Transparentfolie verwendet wird, eine bessere Fixierbarkeit zeigen, um die Teilcheneigenschaften des fixierten Tonerbildes zu verringern und eine gute Antioffseteigenschaft zum Zeitpunkt der Fixierung zu zeigen.
US-Patent Nr.4990424 offenbart eine Tonerzusammensetzung, die aus einer Mischung aus Harzteilchen, die Styrolpolymere oder Polyester enthalten, und Komponenten, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus einem halbkristallinen Polyolefin und Copolymeren davon mit einem Schmelzpunkt von etwa 50ºC bis etwa 100ºC, und Pigmentteilchen besteht. Die halbkristallinen Harzpolymerteilchen können hergestellt werden durch Ziegler-Natta-Polymerisation von 1- Olefinen mit einem isotaktischen Katalysatorsystem und die erhaltenen, isotaktischen Polymere sind, wie festgestellt wird, zwischen 20 und 60% kristallin.
JP-A 56-92144 offenbart eine Tonerzusammensetzung für die Druckfixierung, die eine Wachskomponente enthält mit einer linearen Kohlenstoffkette mit 26 bis 50 Kohlenstoffatomen und einer Schmelzenthalpie bei 60 bis 105ºC von wenigstens 41,9 Jig (10 cal/g) besitzt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung stellt einen Farbtoner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder bereit, wobei der Toner die Besonderheiten aufweist, die in Anspruch 1 ausgeführt sind.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zur Herstellung des Toners, wie er in Anspruch 1 beschrieben ist, wobei das Verfahren die Besonderheiten aufweist, die in Anspruch 14 aufgeführt sind.
Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Farbbildes bereit, das die Besonderheiten aufweist, die in Anspruch 17 beschrieben sind.
Ausführungsformen des genannten Farbtoners zeigen, wenn sie zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern verwendet werden, gute Antioffseteigenschaften ohne Notwendigkeit der Aufbringung von Öl zum Zeitpunkt der Fixierung und sind in der Lage, ein Farb- oder Vollfarbbild guter Qualität zu erzeugen. Insbesondere können Ausführungsformen des genannten Farbtoners verwendet werden zur Bereitstellung von Farb- oder Vollfarbbildern auf Transparentfolien, die eine gute Lichtdurchlässigkeit besitzen und ein klares Projektionsbild auf einem Schirm bereitstellen können, indem Licht durch sie hindurchgestrahlt wird. Ausführungsformen des Farbtoners können, wenn sie dazu verwendet werden, latente elektrostatische Bilder zu entwickeln, eine gute Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die einzige Zeichnung der Zeichnungssammlung stellt eine schematische Ansicht einer elektrofotografischen Vorrichtung dar, in der der erfindungsgemäße Farbtoner verwendet wird, um ein Vollfarbbild bereitzustellen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Eine charakteristische Besonderheit des erfindungsgemäßen Farbtoners zur Entwicklung elektrostatischer Bilder besteht darin, daß er ein Polyalkylen enthält, das eine Knstallinität von 10 bis 50% und eine Schmelzenthalpie (die durch die DSC (Differentialscanningcalorimetrie) gemessen wurde) von maximal 146,5 J/g (35 cal/g) aufweist.
Gemäß den Untersuchungen im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, daß, wenn ein Polyalkylen, das eine Kristallinität von 10 bis 50% und bevorzugt von bis 35% aufweist, in einen Farbtoner eingebracht wird, der sich ergebende Farbtoner mit verbesserter Fixierbarkeit und verbesserten Antioffseteigenschaften versehen ist, ohne die Klarheit des sich ergebenden Bildes zu beeinträchtigen, wenn er verwendet wird, um eine Transparentfolie bereitzustellen.
Wenn die Kristallinität 50% übersteigt, wird das sich ergebende Tonerbild, aus dem die Transparentfolie besteht (im folgenden als "Transparentfolienbild") bezeichnet, dazu gebracht, eine bemerkenswert schlechtere Klarheit oder Transparenz aufzuweisen. Wenn auf der anderen Seite die Kristallinität unter 10% liegt, wird die Beständigkeit und Fließfähigkeit des sich ergebenden Toners schlechter.
Das in der Erfindung verwendete Polyalkylen ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schmelzenthalpie ΔH von maximal 146,5 J/g (35 cal/g) und bevorzugt von maximal 106,6 J/g (25 cal/g) besitzt. Wenn die Schmelzenthalpie ΔH 35 cal/g überschreitet, wird die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur des sich ergebenden Toners ungünstig beeinflußt.
Eine andere charakteristische Besonderheit des erfindungsgemäßen Farbtoners besteht darin, daß er Tonerteilchen umfaßt, die das Polyalkylen enthalten, das durch Suspensionspolymerisation erhalten wurde.
Im Rahmen der Erfindung ist es gelungen, einen Toner zu erhalten, der eine Pseudokapselstruktur aufweist, die einen Kernstoff einschließt, der hauptsächlich aus dem Polyalkylen besteht, und eine Schale einschließt, die die Kernverbindung umfließt. Als Ergebnis wurde es möglich, einen Farbtoner zu erhalten, der hervorragend ist im Bezug auf Antiverklebeeigenschaft, Fließfähigkeit und Entwicklungseigenschaft und ebenso hervorragend ist im Bezug auf die Fähigkeit, ein Transparentfolienbild bereitzustellen, das eine hervorragende Klarheit, Fixierbarkeit und Antioffseteigenschaft besitzt. Hierin bezieht sich der Kernstoff der hauptsächlich aus dem Polyalkylen besteht, auf einen Fall, in dem das Polyalkylen 50 Gew.-% oder mehr des Kemstoffes ausmacht, wie in der Nähe des mittleren Bereiches des Tonerteilchens gemessen wurde.
Im erfindungsgemäßem Tonerteilchen kann das Polyalkylen bevorzugt in einem Anteil von 2 bis 50 Gewichtsteilen und insbesondere von 5 bis 35 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Tonerbindeharzes enthalten sein.
Wenn der Polyalkylengehalt unter 2 Gewichtsteilen liegt, wird der sich ergebende Toner dazu gebracht, eine schlechte Ablöseeigenschaft und eine niedrigere Antioffseteigenschaft aufzuweisen. Wenn der Polyalkylen gehalt 50 Gewichtsteile überschreitet, werden die Teilchenbildungseigenschaften zum Zeitpunkt der Herstellung schlechter und auch die Antiverklebeeigenschaft des sich ergebenden Toners wird schlechter.
Das Polyalkylen kann bevorzugt einen Schmelzpunkt von 30 bis 150ºC und weiter bevorzugt von 50 bis 100ºC besitzen. Wenn der Schmelzpunkt unterhalb von 30ºC liegt, wird die Antiverklebeeigenschaft und die Formstabilitätseigenschaft des sich ergebenden Toners ungenügend. Wenn er oberhalb von 150ºC liegt, wird keine ausreichende Ablösewirkung gezeigt. Der Schmelzpunkt bezieht sich hier auf denjenigen, der als eine Temperatur gemessen wird, die einen maximalen Wärmeabsorptionspeak in der DSC Kurve ergibt.
Weiter kann die Kristallinität eines Polyalkylens mit Hilfe von Röntgenbeugung gemessen werden. Im Röntgenbeugungsmuster stellt ein kristalliner Bereich eines Polymers einen scharfen Peak beziehungsweise ein amorpher Teil eines Polymers einen sehr breiten Peak bereit. Entsprechend wird die Kristallinität eines Polymers gemessen als Flächenanteil des Kristallpeaks eines Probepolymers.
Insbesondere beruhen die hier angegebenen Kristallinitätswerte auf den Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden:
Eine Röntgenbeugungsvorrichtung ("Rotaflex RU300", hergestellt von Rigaku Denki K.K.) unter folgenden Bedingungen: Antikathode Cu-Target, Röhrenspannungsabgabe 50 kV, Röhrenstromabgabe 250 mA und Meßwinkelbereich = 2θ = 5 bis 35º.
Die Kristallinität Xc einer Probe Polyalkylen kann berechnet werden mit der Gleichung:
Xc = [Sc / (Sc + Sa)] × 100%
worin Sc die Fläche des Beugungspeaks einer kristallinen Komponente und Sa die Fläche des Beugungspeaks einer amorphen Komponente jeweils nach der üblichen Kompensation eines Temperaturfaktors (das heißt, des thermischen Schwingungskorrekturfaktors), bedeuten.
Im Fall von Polyethylen als Polyalkylen erscheint zum Beispiel der kristalline Peak bei Bragg-Winkeln (2θ) von 21,40º, 23,8º und 30º, und die Gesamtfläche dieser Peaks stellt Sc dar. Auf der anderen Seite stellt der amorphe Anteil einen breiten Peak um einen Bragg-Winkel (2θ) von 19,5º herum bereit und die Peakfläche stellt Sa dar.
Im folgenden bezieht sich der Ausdruck "Polyalkylen" auf ein natürliches oder synthetisches Polymer mit einer Polyalkylenkette und schließt ein Homopolymer, ein Blockcopolymer oder Pfropfcopolymer eines Alkylens oder Olefins ein. Beispiele des Alkylens oder Olefins können einschließen: Lineare oder verzweigte α-Olefine, wie zum Beispiel Ethylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1, Hepten-1, Octen-1, Nonen-1 und Decen-1, und entsprechende Olefine mit ungesättigten Bindungen an verschiedenen Positionen.
Die Comonomere, die mit einem Alkylen oder Olefin copolymerisiert werden sollen, können zum Beispiel ein in α,β-Stellung ethylenisch ungesättigtes Monomer darstellen, dessen Beispiele einschließen können: Monomere vom Styroltyp, wie zum Beispiel Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxy styrol und p-Ethylstyrol, Acrylate, wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat, Methacrylate, wie zum Beispiel Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid. Unter diesen sind die Monomere vom Styroltyp besonders bevorzugt. Diese Comonomere können in einem Anteil von Gew.-% oder mehr und bevorzugt von 30 bis 60Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Alkylenmonomers, verwendet werden.
Eine besonders bevorzugte Klasse des Polyalkylens, das in der Erfindung verwendet wird, ist ein Pfropfcopolymer, das eine Polyalkylenhauptkette umfaßt, die mit polymerisierten Einheiten eines Comonomers gepfropft ist, wie es vorste hend beschrieben wurde. Der Pfropfungsgrad, das heißt, der Anteil des das Pfropfen verwendeten Comonomers, kann bevorzugt bei 20 Gew.-% oder mehr liegen und insbesondere bei 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die Polyalkylenhauptkette.
Das in der Erfindung verwendete Polyalkylen wird so eingestellt, daß es eine Kristallinität von 10 bis 50% besitzt. Ein bevorzugtes Verfahren zur Steuerung der Kristallinität besteht darin, ein Polyalkylen zu verwenden, das eine verzweigte Struktur besitzt, insbesondere ein Pfropfcopolymer, das erhalten wird durch Pfropfcopolymerisation unter Erwärmen, worauf ein schlagartiges oder allmähliches Abkühlen zur Einstellung der Kristallinität erfolgt.
Der erfindungsgemäße Farbtoner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder umfaßt Farbtonerteilchen, die bevorzugt eine gewichtsmittleres Teilchengröße von 2 bis 12 µm, weiter bevorzugt von 4 bis 9 µm und besonders bevorzugt von 5 bis 8 µm aufweisen.
Solche Farbtonerteilchen können durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden, zum Beispiel in der folgenden Weise.
Zusätze, wie zum Beispiel ein Ablösemittel einschließlich des vorstehend erwähnten Polyalkylens, ein Färbemittel) ein Polymerisationsinitiator und ein Ladungssteuermittel werden in ein polymerisierbares Monomer gegeben, und die Mischung wird erhitzt, bis das Ablösemittel aufgelöst oder geschmolzen ist, und dann der einheitlichen Auflösung oder Dispersion unter Verwendung eines Mischers, wie zum Beispiel eines Homogenisators oder eines Nitraschalldispergiergerätes, zur Bildung einer Monomerzusammensetzung unterworfen, die dann in einem wäßrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, bei einer Temperatur, die fast genauso groß ist, wie die der Monomerzusammensetzung, unter Verwendung eines Mischers, wie zum Beispiel eines gewöhnlichen Rührers, dispergiert wird. Die Rührgeschwindigkeit und die Rührzeit werden bevorzugt so eingestellt, daß die sich ergebenden Monomertröpfchen mit einer festgelegten Tonergröße von im allgemeinen 30 µm oder weniger bereitgestellt werden, und danach wird das Rühren in einer solchen Intensität fortgesetzt, daß die Teilchengröße beibehalten und das Ausfällen von Teilchen unter der Wirkung eines Dispersionsstabilisators verhindert wird. Die Polymerisationstemperatur wird auf eine Temperatur eingestellt, die unterhalb der Fällungstemperatur des Ablösemittels liegt, und die Polymerisation wird in der Gegenwart eines Polymerisationsinitiators durchgeführt. Nach der Reaktion werden die erzeugten Tonerteilchen gewaschen, durch Filtration isoliert und getrocknet. In der Suspensionspolymerisation ist es im allgemeinen bevorzugt, 300 bis 3000 Gewichtsteile Wasser als Dispersionsmediurn auf 100 Gewichtsteile der Monomerzusammensetzung zu verwenden.
Das Bindeharz, das den Farbtoner in der Form eines erfindungsgemäßen Polymerisationstoners ausmacht, kann bevorzugt hauptsächlich (das heißt mit 50 Gew.-% oder mehr) das Polymer aus dem erwähnten polymerisierbaren Monomer, bevorzugt eines in α,β-Stellung ethylenisch ungesättigten Monomers, umfassen und schließt wenigstens ein Polymer oder Copolymer mit polaren Gruppen ein, das auch in der Monomerzusammenseüzung zum Zeitpunkt des Suspensionspolymerisation eingeschlossen ist.
Beispiele des in α,β-Stellung ethylenisch ungesättigten Monomers, das zum Aufbau des Polymerisationstoners verwendbar ist, können einschließen: Monomere vom Styroltyp, wie zum Beispiel Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und p-Ethylstyrol, Acrylate, wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat, Methacrylate, wie zum Beispiel Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n- Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid.
Diese Monomere können einzeln oder in einer Mischung von zwei oder mehr Spezies verwendet werden. Unter den genannten Monomeren sind Styrol oder ein Styrolderivat einzeln oder in Mischung mit einem anderen Monomer bevorzugt verwendbar in Hinblick auf die Entwicklungseigenschaften und die Eigenschaften bei der aufeinanderfolgenden Bildgebung des sich ergebenden Toners.
Das Dispersionsmedium zur Herstellung des Polymerisationstoners kann gebildet werden durch Dispergieren eines Stabilisators, wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, des Natriumsalzes der Carboxymethylcellulose, der Polyacrylsäure oder ihrer Salze, Stärke, Calciumphosphat, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciummetasilicat, Bariumsulfat oder Bentonit, in einem wäßrigen Medium. Der Stabilisator kann bevorzugt in einer Menge von 0,2 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbare Monomers eingesetzt werden.
Um einen solchen Stabilisator fein zu dispergieren, können 0,001 bis 0,1 Gewichtsteile eines oberflächenaktiven Mittels verwendet werden. Das oberflächenaktive Mittel wirkt in der Weise, daß es die Wirkung des Dispersionsstabilisators fördert, und Beispiele dafür können einschließen: Dodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Wie vorstehend kurz erwähnt wurde, wird ein Polymer oder Copolymer, das eine polare Gruppe besitzt, zur Monomerzusammensetzung zur Polymerisation zugegeben. Weiter ist es in der Erfindung bevorzugt, daß eine Monomerzusammensetzung, zu der ein Polymer oder Copolymer, das eine polare Gruppe besitzt, gegeben wurde, für die Polymerisation in einem wäßrigen Medium suspendiert wird, das ein Dispergiermittel, das auf eine Polarität aufladbar ist, die der des polaren Polymers entgegengesetzt ist, und dergleichen enthält. Insbesondere übt ein kationisches (oder anionisches) Polymer oder Copolymer, das in der Monomerzusammensetzung enthalten ist, eine elektrostatische Anziehungskraft auf die Oberfläche der Tröpfchen der Monomerzusammensetzung bei einer Polymerisation mit einem anionischen (oder kationischen) Dispergiermittel mit entgegengesetzter Aufladbarkeit aus, so daß die Oberflächen der Tröpfchen mit dem Dispergiermittel bedeckt sind, was ein Zusammenballen der Tröpfchen miteinander verhindert und die Dispersion stabilisiert, und das zugegebene polare Polymer und dergleichen dazu gebracht wird, sich an den Oberflächen der Tröpfchen zu sammeln und dabei eine Art Schale zu bilden, wodurch die Tonerteilchen mit einer Pseudokapselstruktur versehen werden. Ein Toner, der sowohl eine zufriedenstellende Fixierbarkeit als auch Antiverklebeeigenschaft zeigt, die im allgemeineren einander widersprechen, kann erhalten werden, indem eine Schale aus einem polaren Polymer (oder Copolymer) mit einem relativ hohen Molekulargewicht, wodurch eine hervorragende Antiverklebeeigenschaft und eine hervorragende Antioffseteigenschaft bereitgestellt werden, und ein Kern aus einer Komponente mit relativ niedrigem Molekulargewicht, die zu einer verbesserten Fixierbarkeit beiträgt, durch die Polymerisation gebildet werden. Beispiele des polaren Polymers oder Copolymers und des entgegengesetzt aufladbaren Dispergiermittels können im folgenden aufgezählt werden:
(1) Kationische Polymere oder Copolymere, die einschließen: Homopolymere eines stickstoffhaltigen Monomers, wie zum Beispiel Dimethylaminoethylmethacrylat oder Diaminoethylmethacrylat oder Diethylaminomethylmethacrylat, und Copolymere eines solchen stickstoffhaltigen Monomers mit einem anderen Monomer, wie zum Beispiel Styrol oder einem ungesättigten Carbonsäureester.
(2) Anionische Polyrnere oder Copolymere, die einschließen: Homopolymere eines Nitrilmonomers, wie zum Beispiel Acrylnitril, eines halogenhaltigen Monomers, wie zum Beispiel Vinylchlorid, einer ungesättigten Carbonsäure, wie zum Beispiel Acrylsäure oder Methacrylsäure, einer ungesättigten, dibasischen Säure, eines Anhydrides einer ungesättigten, dibasischen Säure und eines nitrogruppenhaitigen Monomers, und auch Copolymere dieser Monomere mit Monomeren von Styroltyp.
(3) Anionische Dispergiermittel, die einschließen: Feine Siliciumdioxidpulver, insbesondere kolloidales Siliciumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 200 m²/g oder mehr.
(4) Kationische Dispergiermittel, die einschließen: Hydrophile, positiv aufladbare, feine Siliciumdioxidpulver, wie zum Beispiel aminoalkylmodifiziertes, kolloidales Siliciumdioxid, bevorzugt mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 200 m²/g oder mehr, daneben Aluminiumhydroxid und Calciumphosphat.
Das polare Polymer kann bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und insbesondere von 2 bis 7 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers zugegeben werden.
Das Dispergiermittel kann bevorzugt in einem Anteil von 0,2 bis 20 Gewichtsteilen und insbesondere von 0,3 bis 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung eingesetzt werden.
In der Erfindung ist es bevorzugt, ein Ladungssteuermittel in den Toner einzubringen, um die Aufladbarkeit des Toners zu steuern. Das Ladungssteuermittel kann ein solches sein, das geringe polymerisationsinhibierende Eigenschaften besitzt und geringe Übertragbarkeit auf ein wäßriges Medium und aus den bekannten Ladungssteuermitteln ausgewählt sein. Beispiele positiver Ladungssteuermittel können einschließen: Nigrosinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, quaternäre Ammoniumsalze, Aminverbindungen und Polyaminverbindungen Beispiele negativer Ladungssteuermittel können metallhaltige Salicylsäureverbindungen, metallhaltige Monoazofarbstoffverbindungen, Copolymere aus Styrol und Acrylsäure und Copolymere aus Styrol und Methacrylsäure einschließen. In der Erfindung ist es bevorzugt, ein farbloses oder nur blaß gefärbtes Ladungssteuermittel einzusetzen, um nicht den Farbton des sich ergebenden Farbtoners zu beeinträchtigen.
Das Färbemittel, das im Toner enthalten ist, der in der Erfindung verwendet wird, kann ein bekanntes sein. Beispiele können einschließen: Ruß, Eisenschwarz, Farbstoffe, wie zum Beispiel C.I. Direktrot I, C.I. Direktrot 4, C.I. Saures Rot 1, C.I. Basisches Rot 1, C.I. Fixierrot 30, C.I. Lösungsmittelrot 49, C.I. Lösungsmittelrot 52, C.I. Direktblau 1, C.I. Direktblau 2, C.I. Saures Blau 9, C.I. Saures Blau 15, C.I. Pigmentblau 15, C.I. Basisches Blau 3, C.I. Basisches Blau 5, C.I. Fixierblau 7, C.I. Direktgrün 6, C.I. Basisches Grün 4 und C.I. Basisches Grün 6, und Pigmente, wie zum Beispiel Bleigelb, Cadmiumgelb, stabiles Mineralgelb, Navelgelb, Naphtholgelb 5, Hansagelb G, Permanentgelb NCG, Turtladinlackpigment (Turtladine Lake), Molybdenorange, Permanentorange GTR, Benzidinorange G, Cadmiumrot, C.I. Pigmentrot 122, Permanentrot 4R, Alarmrot-Calciumsalz (Watching Red Ca-salt), Brilliantkarmin 38, Stabiles Violett B, Methylviolettlackpigment, Ultramarin, Cobaltblau, Alkaliblaulackpigment, Vik toriablaulackpigment, Chinacridon, gelbe Pigmente von Diazotyp, C.J. Pigmentgelb 17, Phthalocyaninblau, stabiles Himmelblau, Pigmentgrün B, Malachitgrünlackpigment, und Dauergelbgrün G (Final Yellow Green G). Wenn der Toner durch Polymerisation erzeugt wird, ist es erforderlich, auf die polymerisationsinhibierenden Eigenschaften und die Übertragbarkeit auf Wasser der eingesetzten Färbemittel zu achten. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, das verwendete Färbemittel einer Oberflächenbehandlung zu unterwerfen, wie zum Beispiel einer hydrophobizitätsverleihen den Behandlung mit einer Verbindung, die frei von polymerisationsinhibierenden Eigenschaften ist
Beispiele des Polymerisationsinitiators können einschließen: Polymerisationsinitiatoren von Azotyp oder Diazotyp, wie zum Beispiel 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-1-carbonitril) und 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp, wie zum Beispiel Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlordibenzoylperoxid und Lauroylperoxid. Es ist auch möglich, einen Initiator vorn Redoxtyp zu verwenden, der ein Peroxid, wie es vorstehend beschrieben wurde, und ein Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Dimethylanilin, ein Mercaptan, ein tertiäres Amin, ein Eisen (II)-Salz oder Natriumsulfit, umfaßt.
Der Polymerisationsinitiator kann angemessen so verwendet werden, daß er ein gewünschtes Molekulargewicht bereitstellt, und eine Menge desselben von 0,1 bis 10 Gew.-% des polymerisierbaren Monomers kann im allgemeinen ausreichen.
Die mittlere Teilchengröße eines Toners kann gemessen werden unter Verwendung eines Coulterzählers (zum Beispiel Coulterzähler, Model TA-II, erhältlich von Coulter Electronics Inc.), der mit einer 100 µm großen Öffnung ausgerüstet ist, und unter Verwendung einer Probendispersion, die 2 bis 20 mg eines Probetoners in 100 bis 150 ml einer 1%igen wäßrigen NaCl-Lösung mit 0,1 bis 5 ml eines Alkylbenzolsulfonsäuresalzes als oberflächenaktives Mittel enthält, um die Teilchengrößenverteilung im Bereich von 2 bis 40 µm zu messen als Grundlage für die Berechnung einer mittleren Teilchengröße.
Nun wird ein Farbbildgebungsverfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Farbtoners beschrieben.
Die einzige Zeichnung in der Zeichnungssammlung stellt eine schematischen Schnittansicht eines elektrofotografischen Vorrichtung 100 dar, die in der Lage ist, ein Vollfarbbild gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erzeugen. Unter Bezug auf die Zeichnung wird die Vorrichtung grob in ein Transportsystem für das Aufzeichnungsmaterial (I), das eine Ubertragungstrommel 8 einschließt und im rechten bis mittleren Bereich der Vorrichtung dargestellt ist, einen Erzeugungsabschnitt für ein latentes Bild (II), der im mittleren Teil der Vorrichtung in Nachbarschaft zur Übertragungstrommel 8 angeordnet ist, und eine Rotationsentwicklungsvorrichtung (III) als Entwicklungseinrichtung, die in Nachbarschaft zum Erzeugungsabschnitt für ein latentes Bild (II) angeordnet ist, eingeteilt.
Das Transportsystem für das Aufzeichnungsmaterial (I) schließt ein: Versorgungseinschübe für das Aufzeichnungsmaterial 101 und 102, die entfernbar in einer Öffnung angeordnet sind, die auf der rechten Seite der Vorrichtungskörper 100 bereitgestellt ist, Zufuhrwalzen für das Aufzeichnungsmaterial 103 und 104, die fast direkt über den Einschüben 101 und 102 angeordnet sind, Versorgungsleiteinrichtungen 4A und 4B für das Aufzeichnungsmaterial, die in Nachbarschaft der Walzen 103 und 104 angeordnet sind und mit Versorgungswalzen 106 ausgerüstet sind, eine Übertragungstrommel 8, die drehbar ist und in Nachbarschaft der Versorgungswalze für das Aufzeichnungsmaterial 4B angeordnet ist und eine anliegende Walze 7, einen Greifer 6, eine Aufladevorrichtung zum Abtrennen des Aufzeichnungsmaterials 12 und eine Trennklaue 14 in dieser Reihenfolge in Flußrichtung von vorne nach hinten in Richtung ihrer Drehung, die durch einen Pfeil entlang ihrer äußeren Umfangs angegeben ist, und auch eine Übertragungsladeeinrichtung 9 und eine Aufladevorrichtung zum Abtrennen des Aufzeichnungsmaterials 13 in ihrem Inneren besitzt, eine Transportbandeinrichtung 15, die in Nachbarschaft der Trennklaue 14 angeordnet ist, einen Ablageeinschub 17, der in Nachbarschaft zum Transportende des Transportbandein richtung 15 angeordnet ist und aus dem Vorrichtungskärper 100 nach außen herausragt, so daß er aus dem Körper 100 entfernt werden kann, und eine Fixiereinrichtung 16, die in Nachbarschaft zum Einschub 17 angeordnet ist.
Der Erzeugungsabschnitt für das latente Bild (II) schließt ein: Ein Element zum Tragen eines elektrostatischen, latenten Bildes (das heißt, eine lichtempfindliche Trommel) 2, das drehbar in der Richtung des Pfeiles angeordnet ist, so daß sein äußerer Umfang die äußere Oberfläche der Übertragungstrommel 8 berührt, und eine Aufladeeinrichtung zum Entfernen der Ladung 10, eine Reinigungseinrichtung 11, eine Primäraufladeeinrichtung 3 und eine Einrichtung zum Belichten mit Bildinformationen, wie zum Beispiel eine Laserstrahlabtastvorrichtung 19 die einen mehrseitigen Spiegel 19a zur Beleuchtung der äußeren Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 2 zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes darauf einschließt, die in dieser Reihenfolge von in Bewegungsrichtung vorne nach hinten in der Richtung der Drehung in Nachbarschaft der lichtempfindlichen Trommel 2 angeordnet sind.
Die Rotationsentwicklungsvorrichtung (III) schließt ein: Ein drehbar angeordnetes Gehäuse (in folgenden als "Rotationselement" bezeichnet) 18 und eine Gelbentwicklungseinheit 18Y, eine Magentaentwicklungseinheit 18M, eine Cyanentwicklungseinheit 18C und eine Schwarzentwicklungseinheit 18BK, die jeweils im Rotationselement 18 angeordnet sind, so daß sie ein elektrostatisches, latentes Bild, das auf der äußeren Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 2 erzeugt wurde, sichtbar machen, wenn sie in eine Position gebracht werden, die der äußeren Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 2 gegenüberliegt.
Ein Betriebsablauf der bildgebenden Vorrichtung mit einer Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird im folgenden in Bezug auf eine Vollfarbbetriebsart erklärt. Wenn die lichtempfindliche Trommel 2 in Richtung des Pfeiles in der Zeichnung gedreht wird, wird der Lichtleiter auf der Trommel durch die Primäraufladeeinrichtung 3 einheitlich aufgeladen und dann einer Belichtung mit Bilddaten mit einem Laserlicht E, das mit einem gelben Bildsignal auf Grundlage eines Originals (nicht dargestellt) moduliert ist, unterzogen, so daß ein elektrofotograflsches latentes Bild auf der lichtempfindlichen Tromm4 2 erzeugt wird, die dann mit der Gelbentwicklungseinheit 18Y entwickelt wird, die in der Entwicklungsposition, die der lichtempfindlichen Trommel 2 gegenüberliegt, durch Drehung des Rotationselementes 18 angeordnet wurde.
Auf der anderen Seite wird ein Aufzeichnungsmaterial (zum Beispiel ein variierender transparenter Film) durch die Versorgungsleiteinrichtung 4A, die Versorgungswalze 106 und die Versorgungsleiteinrichtung 48 transportiert, wird durch den Greifer 6 zu einer festgelegten Zeit gehalten und durch die anliegende Walze 7 und eine Elektrode, die gegenüber der Walze 7 angeordnet ist, elektrostatisch um die Übertragungstrommel 8 gewickelt. Die Übertragungstrommel 8 wird in Richtung des Pfeiles synchron mit der lichtempfindlichen Trommel 2 gedreht, und das entwickelte Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 2, das durch die Gelbentwicklungseinheit 18Y erzeugt wird, wird auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen an einer Position, an der die lichtempfindliche Trommel 2 und die Übertragungstrommel 8 einander berühren. Die Übertragungstrommel 8 wird dann weiter gedreht, um für die Übertragung der nächsten Farbe ("Magenta" in dem Fall, der in der Zeichnung dargestellt ist) bereit zu sein.
Die lichtempfindliche Trommel wird dann einer Ladungsentfernung durch die Aufladevorrichtung zur Entfernung der Ladung 10 unterzogen, durch das Reinigungselement 11 gereinigt, durch die Primäraufladeeinrichtung 3 wieder aufgeladen und dann der Belichtung mit Bildinformation auf Grundlage des Magentabildsignals in der gleichen Weise wie bei der Gelbbelichtung, die vorstehend beschrieben wurde, unterzogen. Während der Erzeugung des elektrostatischen, latenten Bildes auf der lichtempfindlichen Trommel 2 auf Grundlage des Magentabildsignals wird das Rotationselement 18 so gedreht, daß die Magentaentwicklungseinheit 18M an der vorstehend beschriebene Entwicklungsposition angeordnet ist. Dann wird eine festgelegte Magentaentwicklungsoperation durchgeführt, und das entwickelte Magentabild wird auf das Aufzeichnungsmaterial auf der Übertragungstrommel 8, das bereits das gelbe Bild trägt, in der gleichen Weise wie bei der Gelbentwicklung übertragen.
Die vorstehend genannte Operation wird wiederholt auch im Bezug auf eine cyanfarbene Farbe und eine schwarze Farbe. Nach Übertragung der vier farbigen Bilder ist ein Mehrfarbbild auf dem Aufzeichnungsmaterial auf der Übertragungstrommel 8 fertiggestellt, und die Ladung wird mit den entsprechenden Aufladeeinrichtungen 12 und 13 entfernt. Dann wird das Aufzeichnungsmaterial, das das Mehrfarbbild trägt, vom Greifer 6 freigegeben, von der Übertragungs trommel 8 durch die Trennklaue 14 abgetrennt und durch das Transportband 15 zur Fixiereinrichtung 16 transportiert, wo das Mehrfarbbild auf das Aufzeichnungsmaterial unter Hitze und Druck fixiert wird. Auf diese Weise wird eine Vollfarbdrucksequenz vervollständigt zur Bereitstellung eines festgelegten Vollfarbdruckbildes.
Die Fixiereinrichtung 16 schließt ein Heißfixierwalze 161 und eine Druckwalze 162 ein. Die Heizwalze 161 kann bevorzugt mit einer Oberflächenschicht aus zum Beispiel Siliconkautschuk oder fluorhaltigem Harz überzogen sein, die eine hervorragende Ablösefähigkeit besitzen. Die Druckwalze 162 kann bevorzugt mit einem fluorhaltigen Harz überzogen sein.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der Erfindung ein Farbtoner hervorragender Qualität bereitgestellt, der bei niedriger Temperatur fixierbar ist und eine gute Antioffseteigenschaft zeigt ohne Ölaufbringung zum Zeitpunkt der Fixierung. Weiter kann der erfindungsgemäße Farbtoner eine farbige oder Vollfarbtransparentfolie bereitstellen, die die Eigenschaft guter Lichtdurchlässigkeit zeigt und ein klares projiziertes Bild auf einem Schirm bereitstellt, wenn Licht hindurchgestrahlt wird.
In folgenden wird die Erfindung genauer auf der Grundlage von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

451 Gewichtsteile 0,1 M wäßrige Na&sub3;PO&sub4;-Lösung wurde zu 7 bis 9 Gewichtsteilen deionisiertem Wasser gegeben, worauf auf 60ºC erwärmt und mit einem TK- Homomixer (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 12000 U/min gerührt wurde. Dann wurden 67,7 Gewichtsteile 1,0 M wäßrige CaCl&sub2;-Lösung allmählich zugegeben zur Bildung eines Dispersionsmediums, das Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; enthielt. Dann wurden die folgenden Inhaltsstoffe bereitgestellt, die eine Monomerzusammensetzung ausmachten. Styrol 2-Ethylhexylacrylat Polyalkylen ** Kristallinität Schmelzpunkt Schmelzenthalpie Pigmentblau Copolymer aus Styrol, Methacrylsäure und Methylmethacrylat Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure Gewichtsteile
(** das Polyalkylen wurde hergestellt durch Pfropfpolymerisation eines Styrolmonomers auf ein Polyethylen mit einem Pfropfverhältnis von 50%, worauf schnell abgekühlt wurde.)
Von den vorstehend aufgeführten Inhaltsstoffen wurden nur das C.I. Pigmentblau 15, die Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure und das Styrol einem Vormischen durch einen Mischer ("Ebara Milder", hergestellt von Ebara Seisakusho K.K.) unterworfen. Dann wurden die übrigen Inhaltsstoffe zugegeben und die gesamte Mischung auf 80º0 erwärmt und zur Bildung einer Monomermischung gemeinsam gelöst und dispergiert. Dann wurden, während die Mischung auf 80º0 gehalten wurde, 10 Teile Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat (Initiator) zugegeben zur Bildung einer Monomerzusammensetzung.
In das vorstehend genannte Dispersionsmedium wurde in einem 2-l-Kolben unter Rühren die vorstehende Monomerzusammensetzung gegeben und 20 min lang bei 80ºC in Stickstoffatmosphäre unter Rühren mit dem TK-Homomixer bei 10000 U/min zur Bildung von Teilchen dispergiert. Dann wurde der Inhalt mit einem Blattrührer 13 h lang gerührt, um die Polymerisationsreaktion bei 80ºC durchzuführen.
Nach der Polymerisation wurde das Produkt abgekühlt, mit Salzsäure zur Auflösung des Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; angesäuert, durch Filtration isoliert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch Farbtonerteilchen erhalten wurden.
Es wurde gefunden, daß die so erhaltenen Farbtonerteilchen eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 8,2 µm und eine scharfe Teilchengrößenverteilung besaßen, wie mit dem Coulterzähler gemessen wurde. Ein Teilchenbereich wurde durch ein Transmissionselektronenmikroskop untersucht durch färbende Ultramikrotomie, wodurch eine Kapselstruktur mit einer Oberflächenschicht, die hauptsächlich aus dem Harz aus Styrol und Acryl bestand, und einem Kern, der hauptsächlich aus dem Polyalkylen bestand, beobachtet wurde.
0,7 Gewichtsteile hydrophobiertes Siliciumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche gemäß BET von 200 m²/g wurden extern zu 100 Gewichtsteilen der Farbtonerteilchen zugegeben, wodurch ein Farbtoner zur Entwicklung von elektrostatischen Bildern erhalten wurde. Weiter wurden 7 Gewichtsteile des Toners mit 93 Gewichtsteile eines Ferritträgers vom Cu-Zn-Fe-Typ, der mit einem Copolymer aus Styrol und Methylmethacrylat oberfiächenbeschichtet war, gemischt, wodurch ein Entwickler erhalten wurde.
Der Entwickler wurde in eine umgebaute, kommerziell erhältliche Vollfarbkopiermaschine ("CLC-500", hergestellt von Canon K.K.) gegeben und verwendet zur Erzeugung eines Bildes auf einem PET-Film (Polyethylenterephthalat) als Aufzeichnungsmaterial unter Entwicklungsbedingungen, die eine Umgebungstemperatur von 23ºC und eine Feuchtigkeit von 65% relativer Feuchte und einen Entwicklungskontrast von 320 V eingeschlossen.
Das noch unfixierte Tonerbild auf dem PET-Film, das durch Entwicklung und Übertragung in der umgebauten Kopiermaschine ("CLC-500") erzeugt wurde, wurde bei einer Fixiergeschwindigkeit von 20 mm/s fixiert, indem es durch eine externe Fixiermaschine geschickt wurde (mit der gleichen Walzenanordnung, wie sie in der Kopiermaschine vom Typ "CLC-500" vorhanden ist, aber ohne Ölaufbringeinrichtung).
Als Ergebnis wurde ein fixiertes Tonerbild erzeugt, ohne Offset zu verursachen, wodurch eine wunderschöne und klare Transparentfolie erzeugt wurde. Die Transparentfolie wurde verwendet zur Projektion mit einer OHP-Vorrichtung zur Bereitstellung eines sehr klaren cyanfarbenen, projizierten Bildes. Der Farbtoner zeigte auch eine hervorragende Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur. Beispiel 2 Styrol Butylacrylat Polyalkylen Pigmentgelb Copolymer aus Styrol und Methacrylsäure Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure Gewichtsteile
Ein gelber Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die vorstehend erwähnten Inhaltsstoffe verwendet wurden anstelle derer, die in Beispiel 1 aufgeführt sind.
Der gelbe Toner wurde verwendet zur Bilderzeugung in ansonsten gleicher Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen umgebauten Kopiermaschine zur Bildung eines noch nicht fixierten Tonerbildes auf einer PET-Folie, die dann fixiert wurde, indem es durch eine externe Fixiermaschine geschickt wurde, die eine weiche Fixierwalze vom Typ mit fluorhaltigem Harz und eine Druckwalze von Siliconharztyp ohne Ölaufbringeinrichtung umfaßte.
Als Ergebnis wurde ein fixiertes Tonerbild erzeugt, ohne Offset zu verursachen, wodurch eine wunderschöne und klare Transparentfolie bereitgestellt wurde. Die Transparentfolie wurde verwendet zur Projektion mit einer OHP-Vorrichtung zur Bereitstellung eines sehr klaren, gelben, projizierten Bildes. Der Toner zeigte auch eine hervorragende Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur. Beispiel 3 Styrol Butylacrylat Polyalkylen Pigmentrot Copolymer aus Styrol und Methacrylsäure Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure Gewichtsteile
Ein magentafarbener Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die vorstehend erwähnten Inhaltsstoffe verwendet wurden anstelle derer, die in Beispiel 1 aufgeführt sind.
Der magentafarbene Toner wurde verwendet zur Bilderzeugung in ansonsten gleicher Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen umgebauten Kopiermaschine zur Bildung eines noch nicht fixierten Tonerbildes auf einer PET-Folie, die dann fixiert wurde, indem es durch die gleiche externe Fixiermaschine geschickt wurde, die in Beispiel 2 verwendet wurde.
Als Ergebnis wurde ein fixiertes Tonerbild erzeugt, ohne Offset zu verursachen, wodurch eine wunderschöne und klare Transparentfolie bereitgestellt wurde. Die Transparentfolie wurde verwendet zur Projektion mit einer OHP-Vorrichtung zur Bereitstellung eines sehr klaren, magentafarbenen, projizierten Bildes. Dei Toner zeigte auch eine hervorragende Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur. Vergleichsbeispiel 1 Styrol Butylacrylat Polyalkylen Pigmentrot Copolymer aus Styrol und Methacrylsäure Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure Gewichtsteile
Ein magentafarbener Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die vorstehenden Inhaltsstoffe unter Einschluß eines Polyalkylens mit einer Kristallinität (Xc) von 60% anstelle von 30% verwendet wurden anstellen derer, die in Beispiel 3 aufgeführt sind.
Der magentafarbene Toner wurde zur Bilderzeugung verwendet in ansonsten gleicher Weise wie in Beispiel 3 zur Erzeugung eines noch unfixierten Tonerbildes auf einer PET-Folie, die dann in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 fixiert wurde.
Als Ergebnis wurde ein fixiertes Tonerbild erzeugt, ohne Offset zu verursachen, während der Toner eine hervorragende Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur zeigte. Wenn allerdings die sich ergebende Transparentfolie zur Projektion durch eine OHP-Vorrichtung verwendet wurde, war das sich ergebende projizierte Bild als ganzes mit einem Graustich versehen und zeigte eine bemerkenswert schlechtere Klarheit der Transparentfolie. Vergleichsbeispiel 2 Styrol Butylacrylat Polyalkylen Pigmentrot Copolymer aus Styrol und Methacrylsäure Metallverbindung der Di-t-butylsalicylsäure Gewichtsteile
Ein magentafarbener Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die vorstehenden Inhaltsstoffe unter Einschluß eines Polyalkylens mit einer Kristallinität (Xc) von 48%, Tmp von 80ºC und einer Schmelzenthalpie von 40 cal/g verwendet wurden anstellen derer, die in Beispiel 3 aufgeführt sind.
Der magentafarbene Toner wurde zur Bilderzeugung verwendet in ansonsten gleicher Weise wie in Beispiel 3 zur Erzeugung eines noch unfixierten Tonerbildes auf einer PET-Folie, die dann in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 fixiert wurde.
Als Ergebnis zeigte der Toner eine schlechtere Fixierbarkeit und insbesondere eine schlechtere Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, wobei ein Niedertemperaturoffsetphänomen verursacht wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Ein magentafarbener Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Polyalkylen ersetzt wurde durch Polypropylen ("550 P", Sanyo Kasei K.K.) mit einer Kristallinität (Xc) von 55%, einem Schmelzpunkt (Tmp) von 147º0 und einer Schmelzenthalpie (AH) von 89,6 Jig (21,4 cal/g) ersetzt wurde.
Der magentafarbene Toner wurde verwendet zur Erzeugung eines Bildes in ansonsten gleicher Weise wie in Beispiel 3 zum Erzeugen eines noch unfixierten Tonerbildes auf einer PET-Folie, das dann fixiert wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 3.
Als Ergebnis wurde ein fixiertes Tonerbild erzeugt, ohne Offset zu verursachen, Wenn allerdings die sich ergebende Transparentfolie zur Projektion durch eine OHP-Vorrichtung verwendet wurde, war das sich ergebende projizierte Bild als ganzes mit einem Graustich versehen und zeigte eine bemerkenswert schlechtere Klarheit der Transparentfolie.

Claims

1. Farbtoner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder, umfassend Farbtonerteilchen, die jeweils ein Bin deharz, ein Polyalkylen und ein Färbemittel umfassen, worin

die Farbtonerteuchen eine Kapselstruktur aufweisen, die einen Kern und eine äußere Schale, die den Kern bedeckt, umfassen, wie bestätigt werden kann durch Beobachtung eines gefärbten Mikrotomschnittes dieser Teilchen durch ein Transmissionselektronenmikroskop,

der Kern das Polyalkylen umfaßt, und das Polyalkylen eine Kristallinität von 10 bis 50% und eine Schmelzenthalpie (wie sie mit einem Differentialscanningcalorimeter gemessen wird) von maximal 146,5 J/g (35 cal/g) aufweist, und

die äußere Schale das Bindeharz umfaßt und ein polares Polymer oder Copolymer enthält.

2. Farbtoner nach Anspruch 1, worin das Polyalkylen eine Kristallinität von 20 bis 30% aufweist.

3. Farbtoner nach einem der Anspruche 1 oder 2, worin das Polyalkylen eine Schmelzenthalpie von maximal 106,6 J/g (25 cal/g) aufweist.

4. Farbtoner nach einem der Anspruche 1, 2 oder 3, worin das Polyalkylen einen Schmelzpunkt von 30 bis 150ºC besitzt.

5. Farbtoner nach einem der Anspruche, 2 oder 3, worin das Polyalkylen einen Schmelzpunkt von 50 bis 100ºC besitzt.

6. Farbtoner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Polyalkylen in einem Anteil von 2 bis 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes enthalten ist.

7. Farbtoner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Polyalkylen in einem Anteil von 5 bis 35 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Bindeharzes enthalten ist.

8. Farbtoner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Kern 50 Gewichtsteile oder mehr des Polyalkylens umfaßt, wie es in einem mittleren Bereich der Tonerteilchen gemessen wird.

9. Farbtoner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Polyalkylen ein Homopolymer oder ein Copolymer eines linearen oder verzweigten Olefins umfaßt.

10. Farbtoner nach einem der vorhergehenden Ansprüche. worin das Polyalkylen ein Pfropfcopolymer umfaßt, das erhalten wurde durch Pfropfpolymerisation eines Comonomers auf eine Polyalkylenhauptkette, worauf mit einer kontrollierten Geschwindigkeit erhitzt und abgekühlt wurde.

11. Farbtoner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin Polyalkylen ein Pfropfcopolymer umfaßt, das erhalten wurde durch Pfropfcopolymerisation eines Styrolmonomers auf Polyethylen, worauf abgeschreckt wurde.

12. Farbtoner nach einem der vorhergehenden Anspruche, worin das Bindeharz hauptsächlich ein Polymer aus einem ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt und weiter das polare Polymer oder Copolymer enthält.

13. Toner nach Anspruch 12, worin das Bindeharz 0,1 bis 10 Gewichtsteile des poliren Polymers oder Copolymers auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers umfaßt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Toners, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 13 beansprucht wird, das umfaßt, daß

eine Zusammensetzung, die ein Polyalkylen zur Bereitstellung des Kerns, ein polymerisierbares Monomer zur Bereitstellung der äußeren Schale und das Färbemittel umfaßt, unter Erhitzen in einem wäßrigen Medium dispergiert wird, so daß das Polyalkylen schmilzt und einheitlich gelöst oder dispergiert wird, und

das Monomer, während die Zusammensetzung in Suspension im wäßrigen Medium vorliegt, in der Gegenwart eines Polymerisationsinitiators polymerisiert wird, um die Farbtonerteilchen zu bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, worin die Zusammensetzung ein polares Polymer in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers umfaßt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, worin die Zusammensetzung ein in α,β-Stellung ethylenisch ungesättigtes Monomer als das polymerisierbare Monomer und auch ein polares Polymer einschließt.

17. Verfahren zur Erzeugung eines Farbbildes, das die Schritte einschließt, daß ein elektrostatisches Bild mit einem Toner entwickelt wird, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 13 beansprucht oder durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 hergestellt wird, das entwickelte Ton erbild auf ein Aufzeichnungsmateriai übertragen wird und das Bild auf das Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, worin das Aufzeichnungsmaterial eine Transparentfolie ist.