Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Entwicklerzusammensetzung für
die Elektrophotographie, die für eine Verwendung in einem
Farbentwickler oder eine Vollfarbenkopiermaschine zum
Entwickeln eines elektrostatischen Ladungsbildes in der
Elektrophotographie, elektrostatischen Aufzeichnung,
elektrostatischen Druck, etc. geeignet ist.
Beschreibung des Standes der Technik
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In der Elektrophotographie sind viele Verfahren bekannt, wie
in dem US-Patent 2 297 691 und den japanischen
Patentveröffentlichungen 23910/1967 und 24748/1968
beschrieben ist. Unter diesen umfaßt ein allgemeines
Verfahren die Bildung eines elektrischen latenten Bildes auf
einem Photorezeptor durch verschiedene Mittel durch die
Verwendung einer photoleitenden Substanz, Entwickeln des
latenten Bildes mit einem Toner, das wahlweise Übertragen des
resultierenden Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial wie
ein Papier und Fixieren des Bildes durch Wärme, Druck und
Lögungsmitteldampf, unter Erhalt eines Duplikates.
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Verschiedene Verfahren und Apparate wurden im Hinblick auf
den oben beschriebenen letzten Schritt entwickelt, d.h. den
Schritt der Fixierung eines Tonerbildes auf einem Blatt wie
ein Papier. Das Verfahren, das gegenwärtig im Stand der
Technik am häufigsten angewandt wird, ist ein Druckbindungs-
Wärmesystem.
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Bei dem Druckbindungs-Wärmesystem, bei dem eine Heizwalze
verwendet wird, wird die Fixierung durch Durchleiten eines
Fixierblattes durch eine Heizwalze mit einer Oberfläche,
umfassend ein Material, das von einem Toner freisetzbar ist,
derart durchgeführt, daß das Tonerbild auf dem Fixierblatt
mit der Oberfläche auf der Heizwalze unter Druck in Kontakt
gebracht wird. Da bei diesem Verfahren die Oberfläche der
Heizwalze mit dem Tonerbild unter Druck in Kontakt gebracht
wird, ist die Wärmeeffizienz dann, wenn das Tonerbild mit dem
Fixierblatt verschmolzen wird, so gut, daß die Fixierung
schnell durchgeführt werden kann, was dieses Verfahren bei
der elektrophotographischen Hochgeschwindigkeitsausrüstung
sehr nützlich macht. Da jedoch bei dem oben beschriebenen
Verfahren die Oberfläche der Heizwalze mit dem Tonerbild in
einem geschmolzenen Zustand unter Druck in Kontakt gelangt,
haftet ein Teil des Tonerbildes an der Oberfläche der
Fixierwalze und wird darauf übertragen und auf das nächste
Fixierblatt erneut übertragen, so daß ein sogenanntes
"Offset-Phänomen" auftritt, das das Fixierblatt färben kann.
Das Verhindern des Anhaftens des Toners an der Oberfläche der
Heizfixierwalze wird als ein Erfordernis für das Heizwalzen-
Fixiersystem angesehen.
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Mit anderen Worten, wird die Entwicklung eines
Bindemittelharzes für einen Toner mit einen breiten
Fixiertemperaturgehalt und einer höheren Offsetresistenz im
Stand der Technik beschrieben.
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Zweifarbkopiermaschinen und Vollfarbenkopiermaschinen wurden
ebenfalls untersucht, und viele davon wurden praktisch
verwendet. Zum Beispiel gibt es Berichte im Hinblick auf die
Farb- und Farbtonreproduzierbarkeit in "Journal of the
Society of the Electrophotography of Japan", Bd. 22, Nr. 1
(1983) und "Journal of the Society of the Electrophotography
of Japan", Bd. 25, Nr. 1, S. 52 (1986).
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Im Gegensatz zu Fernsehbildern, Photographien und Farbdrucken
wird das elektrophotographische Vollfarbenbild nicht
unmittelbar mit dem Original verglichen, und
elektrophotographische Vollfarbenbilder, die praktisch
verwendet werden, sind für Personen nicht immer
zufriedenstellend, die üblicherweise ein verarbeitetes
Farbbild als schöner ansehen als das Original.
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Bei der Vollfarbenelektrophotographie, worin die Entwicklung
viele Male durchgeführt wird und es notwendig ist, mehrere
Arten an Tonerschichten, die voneinander im Hinblick auf die
Farben verschieden sind, auf einem identischen Substrat
aufzubringen, sollten Farbtoner, die bei derartiger
Elektrophotographie verwendet werden, die folgenden
Erfordernisse erfüllen:
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(1) Um die Inhibition der Farbreproduzierbarkeit, die sich
von der irregulären Reflektion des Lichtes ableitet, zu
vermeiden, sollte der fixierte Toner in einem im wesentlichen
geschmolzenen Zustand derart angeordnet sein, daß die Form
der Tonerteilchen nicht unterschieden werden kann.
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(2) Der Farbtoner sollte in einem solchen Ausmaß transparent
sein, daß die Farbreproduzierbarkeit der darunter liegenden
Schicht mit einem unterschiedlichen Farbton nicht inhibiert
wird.
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Somit muß der Toner für eine Vollfarbenkopiermaschine nicht
nur einen breiten Fixiertemperaturbereich haben, sondern
ebenfalls eine Transparenz und Flachheit in der fixierten
Fläche aufweisen.
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Um den Fixiertemperaturbereich des Polyesters aufzuweiten,
offenbaren die japanischen offengelegten Patente 208559/1982,
11954/1983 und 228861/1984 jeweils ein Verfahren, bei dem ein
Offset-Verhinderungsmittel verwendet wird. In diesem
Verfahren erniedrigt sich jedoch die Fließfähigkeit, der
Toneraufschlag auf den Träger wird in einem binären System
beschleunigt, und die Transparenz geht bei einem
Vollfarbentoner verloren. Die offengelegten japanischen
Patente 109825/1982 und 11902/1984 offenbaren jeweils ein
Verfahren zur Verbesserung der Offset-Resistenz durch die
Verwendung einer Polycarbonsäure, unter Bildung einer
dreidimensionalen Struktur in dem Polyester. In diesem
Verfahren wird, obwohl die Offset-Resistenz verbessert werden
kann, wenn ein großer Anteil durch einen hochmolekularen
Bereich besetzt wird, die Elastizität so groß, wenn ein Toner
davon hergestellt wird, daß die fixierte Fläche nicht flach
wird, wenn die Fixierung bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur durchgeführt wird. Dies verursacht ein Problem der
Farbreproduzierbarkeit, wenn dies in einem Vollfarbentoner
verwendet wird. Weiterhin offenbaren die japanischen
offengelegten Patente 7960/1984, 9669/1984 und 29255-
29258/1984 jeweils ein Verfahren zur Bildung einer
dreidimensionalen Struktur in dem Polyester durch die
Verwendung einer Tricarbonsäure oder höheren Polycarbonsäure
oder eines Triols oder höheren Polyols. Bei den in den
japanischen offengelegten Patenten 29255 und 29256/1984
offenbarten Verfahren ist jedoch die Fixierung aufgrund der
Abwesenheit eines weichen Segmentes wie ein
Succinsäurederivat gering. Weiterhin entfaltet bei den
Verfahren, die in den japanischen offengelegten Patenten Nr.
7960/1984, 9669/1984, 29257/1984 und 29258/1984 beschrieben
sind, da Succinsäure, die mit einer Alkylgruppe substituiert
ist, verwendet wird, der Toner eine bessere Fixierung als die
Toner, die in den japanischen offengelegten Patenten 29255
und 29256/1984 offenbart sind, aber dieser ist im Hinblick
auf die Fixierung noch unzufriedenstellend, wenn er in einem
Vollfarbentoner verwendet wird.
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Wie oben beschrieben ist es sehr schwierig, die Verbreiterung
des Fixiertemperaturbereiches und die Tonereigenschaften,
d.h. die Ladungseigenschaften, Fließfähigkeit,
Dauerhaftigkeit, Transparenz und Glätte der fixierten Fläche
gleichzeitig zu erfüllen.
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JP-A-60-214368 offenbart eine Entwicklerzusammensetzung für
die Elektrophotographie, umfassend ein Bindeharz und einen
Farbstoff, worin das Bindeharz einen ersten Polyester (≥ 50
Gew.%) und einen zweiten Polyester (≤ 30 Gew.%) umfaßt. Der
erste Polyester basiert auf einer bivalenten Carbonsäure
(Anhydrid), einer trivalenten oder höheren Carbonsäure
(Anhydrid) und einer Diolkomponente. Der Erweichungspunkt
dieses ersten Polyesters liegt zwischen 100 und 160ºC. Der
zweite Polyester basiert auf einer bivalenten Carbonsäure
(Anhydrid) ebenso wie einer Diolkomponente. Die
Erweichungstemperatur liegt zwischen 90 und 130ºC.
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DE-A-3 808 448 betrifft einen Toner für die Entwicklung von
elektrostatischen Bildern mit einem Farbmittel und zwei
verschiedenen Polyestern (A) und (B), wobei die
Erweichungstemperaturen davon sich um mindestens 10ºC
unterscheiden. Sowohl der Polyester (A) als auch der
Polyester (B) sind nicht linear und umfassen trivalente oder
höhere Monomere in einer Menge von 0,05 bis < 50 Mol% von
allen Monomeren. Die Erweichungstemperatur des Polyesters (A)
liegt zwischen 120 und 160ºC und die des Polyesters (B) liegt
zwischen 80 und 120ºC. Das Gewichtsverhältnis der Polyester
(A) und (B) liegt vorzugsweise in dem Bereich zwischen 80:20
bis 40:60.
Zusammenfassung der Erfindung
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Ein Ziel dieser Erfindung liegt darin, eine
Entwicklerzusammensetzung für die Farbelektrophotographie
anzugeben, die die oben beschriebenen Probleme eliminiert.
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Ein anderes Ziel dieser Erfindung liegt darin, eine
Entwicklerzusammensetzung für die Elektrophotographie
anzugeben, umfassend einen Toner für die Heißwalzenfixierung,
der in der Lage ist, eine glatte fixierte Fläche zu ergeben,
für den Zweck, die Inhibition der Farbreproduktion, die von
irregulärer Reflektion stammt, zu vermeiden.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt darin, eine
Entwicklerzusammensetzung für die Elektrophotographie
anzugeben, umfassend einen Toner für die Heißwalzenfixierung,
der eine ausgezeichnete Fluidität, keine Agglomerierung und
eine ausgezeichnete Schlagresistenz hat.
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Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der Erfindung wird aus
der nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung
ersichtlich.
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Diese Erfinder haben intensive Studien im Hinblick auf die
Lösung der oben genannten Ziele durchgeführt und haben als
ein Ergebnis diese Erfindung vollendet.
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Spezifisch betrifft diese Erfindung eine
Entwicklerzusammensetzung für die Farbelektrophotographie,
umfassend Tonerteilchen, enthaltend ein Bindeharz und einen
Farbstoff, wobei das Bindeharz einen ersten linearen
Polyester mit einem Erweichungspunkt, Tsp, in dem Bereich von
105 bis 170ºC ausschließlich hat, und einen zweiten linearen
Polyester mit einem Erweichungspunkt, Tsp in dem Bereich von
80 bis 105ºC ausschließlich, und der um wenigstens 10ºC
niedriger ist als der Erweichungspunkt des ersten linearen
Polyesters, wobei der erste und der zweite lineare Polyester
jeweils eine Säurekomponente, die von einer aliphatischen
Dicarbonsäure und/oder Säureanhydrid davon stammt, in einer
Menge von 50 Mol% und mehr enthält, bezogen auf die
Gesamtsäurekomponente, und wobei das Gewichtsverhältnis des
ersten linearen Polyesters zu dem zweiten linearen Polyester
(80:20) bis (20:80) ist.
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Es ist bevorzugt, daß der erste lineare Polyester und der
zweite lineare Polyester jeweils eine Alkoholkomponente, die
von einer Verbindung stammt, dargestellt durch die folgende
allgemeine Formel (1), als eine Hauptkomponente zu einer
Alkoholkomponente umfaßt:
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worin R für eine Ethylengruppe oder eine Propylengruppe
steht, und x und y jeweils eine ganze Zahl sind,
vorausgesetzt, daß der Durchschnittswert der Summe von x und
y 2 bis 7 ist.
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Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Glasübergangstemperatur
des ersten und des zweiten linearen Polyesters jeweils 40 bis
80ºC ist.
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Das Bindeharz umfaßt bevorzugt 70 bis 100 Gew.% der
Gesamtmenge des ersten und- des zweiten linearen Polyesters,
bezogen auf das gesamte Bindeharz.
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Das Bindeharz umfaßt mehr bevorzugt 70 bis 100 Gew.% der
Gesamtmenge des ersten und des zweiten linearen Polyesters
und 30 bis 0 Gew.% eines Styrol-Acrylharzes, bezogen auf das
gesamte Bindeharz.
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Die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung umfaßt
weiterhin bevorzugt ein niedermolekulargewichtiges Polyolefin
und/oder ein magnetisches, sehr feines Pulver.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Aufbau wird nachfolgend detailliert
beschrieben. Wenn in dem oben beschriebenen ersten Polyester
der Erweichungspunkt Tsp höher ist als der oben beschriebene
Bereich, werden die Niedertemperaturfixierung, die Glätte der
fixierten Fläche, die Transparenz und die Mahlfähigkeit
schlechter, während dann, wenn der Erweichungspunkt Tsp
niedriger ist als der oben beschriebene Bereich, die
Heißoffsetzresistenz und die Blockierresistenz niedriger
werden.
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Wenn in dem oben beschriebenen zweiten Polyester der
Erweichungspunkt Tsp höher ist als der oben beschriebene
Bereich, werden die Niedrigtemperaturfixierung, die Glätte
der fixierten Fläche, die Transparenz und die Mahlfähigkeit
niedriger, während dann, wenn der Erweichungspunkt Tsp
niedriger ist als der oben beschriebene Bereich, die
Heißoffsetresistenz und die Blockierresistenz niedriger
werden.
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Wenn die Differenz des Erweichungspunktes Tsp zwischen dem
oben beschriebenen ersten Polyester und dem oben
beschriebenen zweiten Polyester, die in der
Entwicklerzusammensetzung dieser Erfindung enthalten sind,
10ºC und mehr beträgt, werden ausgezeichnete Eigenschaften
der einzelnen Polester entfaltet. Wenn auf der anderen Seite
die Differenz in dem Erweichungspunkt Tsp weniger als 10ºC
ist, wird die Ausübung von ausgezeichneten Eigenschaften
sowohl des ersten als auch des zweiten Polyesters
unterdrückt, so daß einige Eigenschaften unter denen der
Heißoffsetresistenz, Niedertemperaturfixierung, Transparenz,
Glätte der fixierten Fläche und Blockierresistenz nachteilig
beeinflußt werden.
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Das Mischungsgewichtsverhältnis des beschriebenen ersten
Polyesters zu dem beschriebenen zweiten Polyester ist (80:20)
bis (20:80), insbesondere bevorzugt (70:30) bis (30:70). Wenn
das Mischungsgewichtsverhältnis des oben beschriebenen ersten
Polyesters höher ist als der oben beschriebene Bereich,
können die Niedrigtemperaturfixierung und die Glätte der
fixierten Fläche vermindert werden. Wenn auf der anderen
Seite des Mischungsgewichtsverhältnis des ersten Polyesters
niedriger ist als der oben beschriebene Bereich, können die
Heißoffesetresistenz und die Blockierresistenz vermindert
werden.
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Sowohl der oben beschriebene erste als auch der zweite
Polyester enthalten eine saure Komponente, die von einem
aliphatischen Dicarbonsäuremonomer stammt, das ein
verhältnismäßig weiches Segment bildet, in einer Menge von 50
Mol% und mehr, bezogen auf die Gesamtsäurekomponente. In
diesem Fall werden die Niedrigtemperaturfixierung und die
Glätte der fixierten Fläche und die Transparenz besser.
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Es ist bevorzugt, daß der erste Polyester und der zweite
Polyester jeweils weiterhin eine Alkoholkomponente, die sich
von einem Diol ableitet, dargestellt durch die folgende
allgemeine Formel (1), als eine hauptsächliche
Alkoholkomponente enthält:
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worin R eine Ethylengruppe oder eine Propylengruppe und x und
y jeweils eine ganze Zahl sind, vorausgesetzt, daß der
Durchschnittswert der Summe von x und y 2 bis 7 ist.
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Das Vorhandensein der oben beschriebenen Alkoholkomponente
(die Alkoholkomponente, die von einem Diol stammt,
dargestellt durch die allgemeine Formel (1)) als
Bestandteilseinheit führt zu einer weiteren Verbesserung der
Heißoffsetresistenz, Niedrigtemperaturfixierung und
Blockierresistenz des Toners.
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Der Glasübergangspunkt Tg des ersten und des zweiten
Polyesters ist jeweils bvorzugt 40 bis 80ºC. Eine weitere
Verbesserung der Heißoffsetresistenz,
Niedrigtemperaturfixierung und Blockierresistenz kann durch
Auswahl der Polyester mit einem Glasübergangspunkt, der in
den oben beschriebenen Bereich fällt, erzielt werden.
Spezifisch, wenn der Glasübergangspunkt Tg höher ist als der
oben beschriebene Bereich, können sich die
Niedrigtemperaturfixierung und Glätte der fixierten Fläche
erniedrigen. Wenn auf der anderen Seite der
Glasübergangspunkt Tg niedriger ist als der oben beschriebene
Bereich, kann sich die Blockierresistenz erniedrigen.
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Erfindungsgemäß sind die für die Synthese des ersten und
zweiten Polyesters verwendeten Monomeren grundsätzlich die
folgenden Dihydroxyalkohol- oder Diolmonomeren oder
Dicarbonsäuremonomeren.
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Beispiele des Dihydroxyalkoholmonomers umfassen verethertes
Bisphenol, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol,
1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol,
Neopentylglycol, 1,4-Butendiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-
Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Dipropylenglycol,
Polyethylenglycol, Polypropylenglycol,
Polytetramethylenglycol, Bisphenyl A und hydriertes Bisphenol
A.
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Unter diesen ist verethertes Bisphenol insbesondere wirksam.
Spezifische Beispiele davon umfassen Polyoxypropylen(2,2)-
2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(3,3)-2,2-
bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxyethylen(2,0)-2,2-bis (4-
hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(2,0)-
polyoxyethylen (2,0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan
und
Polyoxypropylen(6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan.
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Bevorzugte Beispiele des Dicarbonsäuremonomers umfassen
aliphatische Dicarbonsäuren wie Maleinsäure, Fumarsäure,
Zitraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Succinsäure,
Adipinsäure, Sebacinsäure, Azuelainsäure, Malonsäure, n-
Dodecenylsuccinsäure, Isododecenylsuccinsäure, n-
Dodecylsuccinsäure, Isododecylsuccinsäure, n-
Octenylsuccinsäure, n-Octylsuccinsäure und Anhydride oder
Niedrigalkylester von diesen Säuren. Falls erforderlich ist
es ebenfalls möglich, aromatische Dicarbonsäuren wie
Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Anhydride
oder Niedrigalkylester der oben beschriebenen Säuren zu
verwenden.
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Erfindungsgemäß werden der Erweichungspunkt Tsp und der
Glasübergangspunkt Tg jeweils als Werte definiert, die durch
die folgenden Verfahren gemessen sind.
Erweichungspunkt Tsp
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Der Erweichungspunkt wird als eine Temperatur definiert, die
½ der Höhe von dem Fließinitiierungspunkt zu dem
Fließbeendigungspunkt in dem Fall entspricht, wenn eine Probe
mit einer Fläche von 1 cm² bei einem Düsenporendurchmesser
von 1 mm, einem Druck von 20 kg/cm² und einer
Temperaturerhöhungsrate von 6ºC pro Minute durch die
Verwendung eines Koka Fließtestgerätes "CFT-500" (hergestellt
von Shimadzu Corporation) schmelzgeflossen ist.
Glasübergangspunkt, Tg
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Eine Probe wird auf 100ºC mit Hilfe eines Differential-
Calorimeters (hergestellt von Seiko Insturments Inc.)
erwärmt, bei dieser Temperatur 3 min gehalten und dann bei
einer Temperaturverminderungsrate von 10ºC/min auf
Raumtemperatur gekühlt. Bei dieser Probe wird die Messung bei
einer Temperaturerhöhung von 10ºC/min durchgeführt, um eine
Kurve zu erhalten. Der Schnittpunkt einer Linie, die sich von
der Basislinie der Kurve an dem Bereich unterhalb der
Glasübergangstemperatur erstreckt, und einer Tangentiallinie
mit dem maximalen Gradienten zwischen dem Erhöhungsbereich
des Peaks und dem Scheitelpunkt des Peaks wird bestimmt, und
die Temperatur bei diesem Schnittpunkt wird als
Glasübergangstemperatur Tg bezeichnet.
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Die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung enthält den
oben beschriebenen ersten und zweiten Polyester als
unvermeidliche Komponenten. Der erste Polyester und der
zweite Polyester können zuvor miteinander schmelzvermischt
werden. Die Entwicklerzusammensetzung enthält weiterhin einen
Farbstoff und gegebenenfalls kann sie die anderen Additive
und Harze neben dem ersten und dem zweiten Polyester
enthalten.
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Niederrnolekulargewichtige Polyolefine können bevorzugt als
andere Additive verwendet werden. Spezifisch können bevorzugt
niedrmolekulargewichtiges Polyethylen und Polypropylen, etc.
verwendet werden, und der Erweichungspunkt davon, bestimmt
durch das Ring- und Kugelverfahren, ist bevorzugt 70 bis
150ºC, weiterhin vorteilhaft 120 bis 150ºC. Die Einfügung des
oben beschriebenen niedermolekulargewichtigen Polyolefins
führt zur weiteren Verbesserung der Heißoffsetresistenz.
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Beispiele des oben beschriebenen Farbstoffes umfassen Ruß,
Nigrosinfarbstoffe (C.I. Nr. 50415B), Anilinblau (C.I. Nr.
50405), Chalcoölblau (Ci. I. Nr. Azoic Blau 3), Chromgelb
(C.I. Nr. 14090), Ultramarinblau (C. I. Nr. 77103), du Pont Öl
Rot (C. I. Nr. 26105), Chinolingelb (C. I. Nr. 47005),
Methylenblauchlorid (C. I. Nr. 52015), Phthalocyaninblau (C.I.
Nr. 74160), Malachitgrünoxalat (C. I. Nr. 42000), Lampenruß
(C. I. Nr. 77266), Bengalrosa (C. I. Nr. 45435) und eine
Mischung davon. Im allgemeinen ist der Gehalt dieser
Farbstoffe bevorzugt etwa 1 bis 20 Gew.Teile, bezogen auf 100
Gew.Teile des Toners.
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Der erfindungsgemäße Toner kann zum Beispiel durch das
folgende Verfahren hergestellt werden. Spezifisch kann ein
Toner, umfassend ein Pulver mit einem gewünschten
Teilchendurchmesser, durch Zugabe eines Farbstoffes zu der
Mischung des ersten und des zweiten Polyesters und wahlweise
der anderen Harze, durch vorheriges Mischen dieser
miteinander, Schmelzkneten der Mischung und Kühlen der
gekneteten Mischung, Granulieren, Pulverisieren und
Klassifizieren hergestellt werden.
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Obwohl es erfindungsgemäß keine besondere Beschränkung im
Hinblick auf den Teilchendurchmesser des Toners gibt, ist die
mittlere Teilchengröße üblicherweise 3 bis 30 µm.
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Falls erforderlich, können Fließverbesserer,
Reinigungsverbesserer, etc. in den erfindungsgemäßen Toner
eingefügt werden. Beispiele des Fließverbesserers umfassen
Silica, Alumina, Titandioxid, Bariumtitanat,
Magnesiumtitanat, Calciumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid,
Quarzsand, Lehm, Mica, Wollastonit, Diatomeenerde, Chromoxid,
Ceroxid, rotes Eixenoxid, Antimontrioxid, Magnesiumoxid,
Zirconiumoxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat,
Siliziumcarbid und Siliziumnitrid. Sehr feines Pulver von
Silika ist insbesondere bevorzugt.
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Sehr feines Pulver von Silica ist ein feines Pulver einer
Verbindung mit einer Si-O-Si-Bindung und kann entweder durch
das trockene Verfahren oder das nasse Verfahren hergestellt
werden. Obwohl das sehr feine Pulver irgendeines von
Aluminiumsilicat, Natriumsilicat, Kaliumsilicat,
Magnesiumsilicat und Zinksilicat ebenso wie wasserfreies
Siliziumdioxid enthalten kann, ist das sehr feine Pulver
bevorzugt, das 85 bis 100 Gew.% SiO&sub2; enthält. Es ist
ebenfalls möglich, ein sehr feines Pulver aus Silica zu
verwenden, mit dem eine Oberflächenbehandlung mit einem
Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem
Siliconöl, einem Siliconöl mit einer Aminogruppe in seiner
Seitenkette und dergleichen in dieser Erfindung durchgeführt
wurde.
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Beispiele des Reinigungsverbesserers umfassen sehr feine oder
feine Pulver von Metallsalzen von höheren Fettsäuren,
dargestellt durch Zinkstearat und Fluoropolymere.
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Weiterhin ist es ebenfalls möglich, Additive zum Einstellen
der Entwickelbarkeit, zum Beispiel ein sehr feines Pulver aus
einem Pulver von Methylmethacrylat zu verwenden.
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Weiterhin kann eine kleine Menge von Ruß zum Einstellen des
Farbtons und der Resistenz verwendet werden. Beispiele des
Rußes, der erfindungsgemäß verwendbar ist, umfassen
verschiedene Typen von Ruß, die im Stand der Technik bekannt
sind, zum Beispiel Ofenruß, Gasruß und Acetylenruß.
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Wenn der erfindungsgemäße Toner ein magnetisches sehr feines
oder feines Pulver enthält, kann er alleine als Entwickler
verwendet werden. Wenn er auf der anderen Seite kein
magnetisches sehr feines Pulver enthält, kann er in der Form
eines binären Entwicklers verwendet werden, der durch Mischen
mit einem Träger hergestellt ist. Es gibt keine besondere
Beschränkung im Hinblick auf den Träger und Beispiele davon
umfassen Eisenpulver, Ferrit und Glasperlen oder die oben
beschriebenen Träger, die mit einem Harz beschichtet sind.
Das Mischungsverhältnis des Toners zu dem Träger ist 0,5 bis
10 Gew.%. Der Teilchendurchmesser des Trägers ist 30 bis 500
µm. Es ist ebenfalls möglich, einen nicht-magnetischen
Einkomponenten-Toner ohne Verwendung eines Trägers zu
verwenden.
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Da die Entwicklerzusammensetzung dieser Erfindung einen
ersten und zweiten Polyester mit jeweils besonderen
Eigenschaften enthält, ist er ausgezeichnet bezüglich der
Heißoffsetresistenz, Niedertemperaturfixierung, Glätte und
Transparenz der fixierten Fläche und Blockierresistenz
aufgrund einer synergistischen Wrikung dieser ersten und
zweiten Polyester.
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Spezifisch ist der erste Polyester ein linearer Polyester und
hat ein verhältnismäßig hohes Molekulargewicht. Der erste
Polyester als solcher ist ausgezeichnet bezüglich
Heißoffsetresistenz und Blockierresistenz ebenso wie
bezüglich der Dispergierfähigkeit der darin enthaltenen
Additive, so daß er dem Toner ausgezeichnete Transparenz
verleihen kann. Jedoch verursacht er eine Verschlechterung
der Oberflächenglätte in dem Niedertemperaturfixierbereich.
Auf der anderen Seite ist der zweite Polyester ein linearer
Polyester mit einem verhältnismäßig niedrigen
Molekulargewicht. Als solches verleiht er dem Toner eine
ausgezeichnete niedrige Temperaturfixierung, Glätte der
fixierten Fläche und Transparenz. Jedoch verursacht er eine
Verschlechterung der Heißoffsetresistenz und
Blockierresistenz. Wenn daher der erste und der zweite
Polyester alleine verwendet werden, werden die jeweiligen
Nachteile deutlich entfaltet. Da in der erfindungsgemäßen
Entwicklerzusammensetzung sowohl der erste als auch der
zweite Polyester zusammen vorhanden sind, enthält die
Mischung eine sogenannte "linear-verbreitete
Molekulargewichtsverteilung". Als ein Ergebnis wird dem
erfindunsgemäßen Toner eine ausgezeichnete Transparenz durch
das Vorhandensein des ersten Polyesters mit einem
verhältnismäßig hohen Molekulargewicht verliehen, was im
Hinblick auf die Heißoffsetresistenz und Blockierresistenz
ebenso wie im Hinblick auf das Dispersionsvermögen der darin
dispergierten Additive ausgezeichnet ist. Gleichzeitig werden
eine ausgezeichnete Niedrigtemperaturfixierung, Glätte der
fixierten Fläche und Transparenz durch das Vorhandensein des
zweiten Polyesters mit einem niedrigen Molekulargewicht
verliehen, so daß es möglich ist, ausgezeichnete Ergebnisse
zu erzielen, wodurch Niedrigtemperaturfixierung und die
Glätte der fixierten Fläche signifikant verbessert werden
können, ohne die Heißoffsetresistenz, Blockierresistenz und
Transparenz nachteilig zu beeinflussen, und weiterhin kann
ein Toner mit ausgezeichneten Eigenschaften effizient durch
das konventionelle Knet-Pulverisierungsverfahren hergestellt
werden.
Beispiele
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Diese Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
folgenden Beispiele detaillert erläutert, was nicht als
Beschränkung des Umfangs dieser Erfindung verstanden werden
sollte.
Produktion des Polyesters
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Ein Vierhalskolben mit einer Kapazität von 2 Litern und
ausgerüstet mit einem Thermometer, einem Rührer aus
rostfreiem Stahl, einem Stickstoffeinführrohr aus Glas und
einem Fallkondensator, wurde mit Komponenten entsprechender
Formulierung gemäß Tabelle 1 beladen, wobei weiterhin 0,75 g
Hydrochinon zugegeben wurden, und dann wurde er in einen
Mantelheizer gegeben. Der Inhalt des Kolbens konnte
miteinander bei 220ºC und unter Stickstoffatomosphäre und
unter vermindertem Druck mit Rühren reagieren. Der
Fortschritt der Reaktion wurde durch Messen des Säurewertes
aufgezeichnet, und die Reaktion wurde gestoppt, wenn der
Säurewert einen zuvor bestimmten Wert erreichte. Der Kolben
wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt, zur Herstellung von
individuellen Polestern in Form eines gelben Feststoffes.
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Die Eigenschaftswerte der jeweiligen Polyester sind in
Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5
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In den einzelnen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden
insgesamt 80 Gew.Teile der Polyester in Kombination, die in
der in Tabelle 2 angegebenen Menge vermischt waren, 20
Gew.Teile Styrol-Acrylharz, 1 Gew.Teil eines
Magnetafarbstoffes "ROB-B" (hergestellt von Orient Chemical
Industries, Ltd.), 0,8 Gew.Teile eines
Ladungssteuerungsmittels "Bontron P-51" (hergestellt von
Orient Chemical Industries, Ltd.) und 2 Gew.Teile eines
niedrmolekularen Polypropylens "Viscol 660P"
(Erweichungspunkt Tsp 130ºC; ein Produkt von Sanyo Chemical
Industries Ltd.) zuvor miteinander vermischt. Dann wurde mit
der resultierenden Mischung ein konventionelles Verfahren
durchgeführt, das heißt Schmelzen, Kneten, Kühlen, Mahlen und
Klassifizieren, zur Herstellung eines körnigen Pulvers mit
einem Teilchendurchmesser von 10 µm.
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Beim Mahlschritt wurde die Masse nach dem Kneten zerstoßen
und klassifiziert, zum Durchleiten durch ein 9,2 Mesh Sieb
(Nominalgröße: 2 mm) auf ein 16 Mesh Sieb (Nominalgröße: 1
mm) und schließlich mit Hilfe einer Jet-Feinmahlmühle
gemahlen. 0,3 Gew.Teile eines sehr feinen Pulvers aus
hydrophobem Silica "Aerosil R-972" wurden zugegeben und mit
100 Gew.Teilen des körnigen Pulvers vermischt, unter Erhalt
eines Toners gemäß dieser Erfindung.
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50 Gew.Teile des somit erhaltenen Toners wurden mit 950
Gew.Teilen eines siliconbeschichteten Ferrit-Trägers
(hergestellt von Kanto Denka Kogyo Co., Ltd.) mit Hilfe eines
V-Formmischers vermischt, unter Erhalt eines Entwicklers.
Dieser Entwickler wurde in einer Zwei-Komponenten-
Trockenkopiermaschine, ausgerüstet mit einem kommerziell
erhältlichen organischen Photorezeptor, verwendet, unter
Erhalt eines Anfangsbildes, und damit wurde eine Auswertung
der Leistung entsprechend den folgenden Verfahren
durchgeführt.
Auswertungsverfahren
(1) Minimale Fixiertemperatur
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Ein nicht fixiertes Bild wurde innerhalb einer Kopiermaschine
gebildet, und ein Test wurde im Hinblick auf den
Fixiertemperaturbereich mit Hilfe einer externen
Fixiermaschine durchgeführt. In der Fixierwalze der externen
Fixiermaschine waren die obere und die untere Walze mit einem
sehr wärmeresistenten Silikongummi beschichtet, und eine
Heizvorrichtung wurde innerhalb der oberen Walze vorgesehen.
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Tonerbilder, die durch die oben beschriebenen einzelnen Toner
gebildet waren, die auf ein Transferpapier mit einen
Basisgewicht von 64 g/m² unter Umgebungsbedingungen bei einer
Temperatur von 20ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 20%
übertragen waren, wurden bei einer linearen Geschwindigkeit
von 115 mm/s mit Hilfe einer Heißwalzfixieranlage fixiert,
was durch das schrittweise Erhöhen der eingestellten
Tmeperatur der Heißwalze von 120ºC durchgeführt wurde.
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Bei dem resultierenden fixierten Bild wurde ein fester Toner
mit einer Größe von 2 cm x 2 cm doppelt gefaltet, und der
gefaltete Bereich wurde mit bloßem Auge inspiziert, um zu
ermitteln, ob der Toner fixiert war oder nicht. Die minimale
Einstelltemperatur, die für den Erhalt eines fixierten Bildes
notwendig war, wurde bestimmt. Diese Temperatur wurde als
minimale Fixiertemperatur angesehen. Die
Heißwalzenfixieranalge ist eine, die nicht mit einem
Silikonölzuführmechanismus ausgerüstet ist.
(2) Heißoffseterzeugungstemperatur
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Entsprechend der oben beschriebenen Messung der
Minimumfixiertemperatur wurde ein Tonerbild übertragen, eine
Fixierbehandlung wurde mit Hilfe der oben beschriebenen
Heißwalzenfixieranlage durchgeführt, und ein Transferbild mit
einem weißen Bild wurde zu der oben beschriebenen
Heißwalzenfixieranlage unter den gleichen Bedingungen
geführt, um mit bloßem Auge zu ermitteln, ob eine
Tonerfärbung auftrat oder nicht. Die oben beschriebene
Vorgehensweise wurde derat wiederholt, daß die zuvor
eingestellte Temperatur der Heißwalze der oben beschriebenen
Heißwalzenfixieranlage aufeinanderfolgend erhöht wurde, unter
Erhalt der minimalen zuvor eingestellten Tmeperatur, bei der
eine Tonerfärbung auftrat. Die minimale zuvor eingestellte
Temperatur wurde als die Heißoffseterzeugungsteperatur
angesehen.
(3) Glanz der fixierten Fläche
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Bei einer Bedeckung von 15 mg/cm² des Toners auf dem Papier
wurde der Glanz des Tonerbildes, das durch Fixieren bei jeder
Fixiertemperatur gebildet war, durch Verwendung eines
Glanzmeters, "Modell VG-2PD", hergestellt von Nipon Denshoku
Co., Ltd., gemessen.
(4) Transparenz
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Die Transparenz eines Kopierblattes für OHP wurde mit der
Farbreproduzierbarkeit eines Bildes verglichen, das durch OHP
projiziert wurde. Die Transparenz wird durch die Verwendung
von SZ-Σ80, hergestellt von Nippon Denshoku Co., Ltd.
gemessen. In diesem Fall wurde die Durchlässigkeit eines
Wellenlängenbereiches von sichtbarem Licht gemessen, wobei
die Transparenz eines nicht gebrauchten Blattes für OHP als
100% angesehen wurde.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
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Weiterhin konnten die oben beschriebenen Toner 1 bis 6 unter
Umgebungsbedingungen bei einer Temperatur von 45ºC und einer
relativen Feuchtigkeit von 26% 2 Wochen lang stehen, und die
Blockierresistenz wurde auf der Basis ausgewertet, ob eine
Agglomerierung in jedem Toner auftrat oder nicht. Als
Ergebnis wurde kein Agglomerat beobachtet und die
Blockierresistenz war ausgezeichnet.
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Wie aus den oben beschriebenen Ergebnissen verstanden werden
kann, waren alle Toner 1 bis 6 dieser Erfindung ausgezeichnet
bezüglich der Heißoffsetzresistenz,
Niedertemperaturfixierung, Glanz der fixierten Flcähe,
Transparenz und Blockierresistenz, und es ist möglich, einen
Toner herzustellen, der insbesondere im Hinblick auf seine
Wärmeeigenschaften ausgezeichnet ist.
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Im Gegensatz dazu ist der Vergleichstonder 1 schlecht
bezüglich der Heißoffsetresistenz, weil der Erweichungspunkt
Tsp des ersten Polyesters geringer ist als 105ºC.
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Der Vergleichstoner 2 ist schlecht bezüglich der
Niedrigtemperaturixierung, Glanz der fixierten Fläche und
Transparenz, da der Erweichungspunkt Tsp des zweiten
Polyesters nicht weniger ist als 105 ºC.
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Der Vergleichstoner 3 ist im Hinblick auf die
Niedertemperaturfixierung, Glanz, Transparenz schlecht, da er
keinen zweiten Polyester enthält.
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Der Vergleichstoner 4 ist im Hinblick auf die
Heißoffsetresistenz schlecht, da er keinen ersten Polyester
enthält.
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Der Vergleichstoner 5 ist schlecht im Hinblick auf die
Heißoffsetzresistenz, da der Unterschied des
Erweichungspunktes Tsp zwischen dem ersten und dem zweiten
Polyester weniger als 10ºC ist.
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Obwohl diese Erfindung so beschrieben wurde, ist es
offensichtlich, daß diese auf viele Weisen verändert werden
kann. Derartige Variationen sollen nicht als ein Abweichen
von dem Umfang dieser Erfindung angesehen werden und all
derartige Modifikationen, die dem Fachmann offensichtlich
sind, sollen in dem Umfang der folgenden Patentansprüche
enthalten sein.