DE69808832T2 - Toner, Entwickler, und deren Herstellungsverfahren - Google Patents
Toner, Entwickler, und deren HerstellungsverfahrenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Toner und Entwickler zur Verwendung in einer elektrophotographischen Apparatur (Bilderzeugungsapparatur, z. B. ein Kopiergerät und ein Laserstrahldrucker, das/der ein elektrophotographisches Druckverfahren anwendet, und ein Verfahren zur Herstellung von Tonern.
- In einer elektrophotographischer Apparatur, die das elektrophotographische Druckverfahren anwendet, wird bewirkt, daß der Entwickler vorübergehend an der Oberfläche eines Bildträger, z. B. eines Photorezeptor, an dem im Entwicklungsschritt das Bild erzeugt wird, haftet, im Übertragungsschritt vom Bildträger auf eine Transferfolie (Kopierfolie) übertragen wird und dann im Fixierschritt an der Transferfolie fixiert wird.
- Als Entwickler zur Erzeugung eines kopierten Bildes (Tonerbild) durch Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes sind ein Zweikomponenten-Entwickler, der aus Toner und Träger besteht, und ein Einkomponenten-Entwickler (z. B. magnetischer Toner und nicht-magnetischer Toner), der keinen Träger erfordert, bekannt.
- Beispiele für den Toner, der im Entwickler enthalten ist, sind positiv geladener Toner und negativ geladener Toner. Als Additive zur Verleihung vorherbestimmter Ladungseigenschaften für den positiv geladenen Toner sind z. B. Ladungskontrollagenzien wie z. B. Nigrosin-Verbindungen (Farbstoffe) und quaternäre Ammoniumsalz-Verbindungen bekannt. Ein bekanntes Beispiel für Additive für Verleihung vorher bestimmter Ladungseigenschaften für den Träger ist ein Beschichtungsadditiv. Unter diesen Additiven sind die quaternären Ammoniumsalz-Verbindungen im wesentlichen farblos und können Toner mit einer relativ großen Ladungsmenge bereitstellen.
- Daher können die quaternären Ammoniumsalz-Verbindungen nicht nur für schwarzen Toner, sondern auch für Farbtoner verwendet werden. Aus diesem Grund gibt es seit den letzten Jahren einen steigenden Bedarf für quaternäre Ammoniumsalz- Verbindungen. Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 76518/1996 (Tokukaihei 8-76518) einen Toner, dem eine quaternäre Ammoniumsalz- Verbindung zugesetzt ist.
- Im allgemeinen wird ein Toner wie folgt hergestellt. Zuerst werden die Ausgangsmaterialien einschließlich der Additive wie z. B. ein Bindemittelharz, ein Färbemittel und ein Ladungskontrollagens gleichmäßig vermischt. Nach Schmelzkneten des Gemisches wird das gemischt vermahlen und klassifiziert, um den Toner bereitzustellen. Wenn notwendig können dem Toner externe Additive zugesetzt werden.
- Allerdings kann der oben beschriebene herkömmliche Toner, d. h. Toner, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, keine geeignete Ladungsmenge zurückbehalten, z. B. wenn die elektrophotographische Apparatur kontinuierlich verwendet wird oder wenn der Toner über längere Zeit im Inneren der elektrophotographischen Apparatur gelagert wird. Genauer ausgedrückt, wenn z. B. die elektrophotographische Apparatur kontinuierlich verwendet wird, neigt die Ladungsmenge dazu, mit Zunahme der Zahl der produzierten Kopien anzusteigen, und es resultiert leicht eine Verringerung der Bilddichte.
- Darüber hinaus gibt es einen deutlichen Unterschied bei den Ladungseigenschaften (Ladungscharakteristika) des Toners zwischen Normalatmosphäre (z. B. bei einer Temperatur von 25ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 60%) und einer Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitsatmosphäre (z. B. bei einer Temperatur von 35ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 85%). Denn die Ladungseigenschaften des Toners werden leicht durch die Arbeitsatmosphäre beeinträchtigt.
- Demnach kann kaum gesagt werden, daß der oben beschriebene herkömmliche Toner den Effekt (ladungsverleihender Effekt), der durch Zusatz der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung produziert wird, vollständig zeigen kann. Mit anderen Worten, da der herkömmliche Toner ungeachtet der Arbeitsatmosphäre keine geeignete Ladungsmenge aufrecht halten kann, kann die Bilddichte nicht auf einem geeigneten Level gehalten werden.
- Beim Transportieren des Toners, z. B. im Fall eines Inlandstransports, wird der Toner manchmal auf der Ladefläche eines LKW, der für lange Zeit in der brennenden Sonne geparkt ist, gehalten. Im Fall eines weiten Transports wird der Toner manchmal im nicht-klimatisierten Laderaum eines Schiffs über lange Zeit gelagert.
- Wenn der herkömmliche Toner, d. h. der Toner, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, in einer Atmosphäre mit hohen Temperaturen, die z. B. 40ºC über lange Zeit überschreiten, gehalten wird, kann der Toner ähnlich wie in den obigen Fällen keine geeignete Ladungsmenge beibehalten.
- Wenn ein solcher Toner, der unter Hochtemperaturatmosphäre belassen wurde, verwendet wird, tritt daher ein Phänomen (Schleier), bei dem der weiße Teil einer Transferfolie, auf die ein kopiertes Bild übertragen wird, das kopierte Bild überlagert, infolge des nachteiligen Effekts auf den Toner auf. Als Resultat sind die Ladungseigenschaften (Ladungscharakteristika) verringert und die Bildqualität ist extrem reduziert.
- Wenn das Kopiergerät (elektrophotographische Apparatur) kontinuierlich verwendet wird, wird das Innere des Kopiergeräts durch den Toner verschmutzt. Es gibt auch die Möglichkeit, daß die Atmosphäre des Büros und dgl., in dem das Kopiergerät aufgebaut ist, durch die kontinuierliche Verwendung des Kopiergeräts verschlechtert wird.
- Allerdings ist es praktisch unmöglich, eine Situation zu vermeiden, in der der Toner für längere Zeit während des Transports des Toners bei höheren Temperaturen, die z. B. 40ºC übersteigen, gelassen wird. Daher werden die Ladungseigenschaften des Toners leicht z. B. durch die Transportatmosphäre, beeinträchtigt.
- Es ist somit kaum zu sagen, daß der oben beschriebene herkömmliche Toner den durch den Zusatz der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung erzeugten Effekt (Effekt der Verleihung von Ladung) vollständig aufweisen kann. Mit anderen Worten, da der herkömmliche Toner keine geeignete Ladungsmenge unabhängig von der Transportatmosphäre beibehalten kann, kann die Bilddichte nicht auf einem geeigneten Level gehalten werden.
- Entsprechend nimmt die Ladungsmenge ab, wenn der Entwickler in einer Atmosphäre hoher Temperaturen, die z. B. 40ºC übersteigen, über längere Zeit gehalten wird, was eine Verringerung der Bilddichte verursacht. Denn wenn die Ladungsmenge des Entwicklers abnimmt, wird der Entwickler in der Entwicklungsstufe (Kopieren) nicht ausreichend an die Oberfläche des Bildträgers geführt. Folglich ist die Bilddichte verringert.
- JP-A-02161468 offenbart ein Verfahren, das aus einem gleichmäßigem Dispergieren eines Ladungskontrollagenzes des quaternären Ammoniumsalz-Typs in einem Harz besteht, wobei zuerst das Bindemittel im voraus bei einer Temperatur des Schmelzpunktes des Salzes oder höher gehalten wird, das Salz in das Bindemittelharz gegeben wird und diese schmelzgeknetet werden.
- Unter diesen Umständen besteht Bedarf an einem Toner, einem Entwickler und dem Verfahren zur Tonerherstellung, die geeignet sind, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Toners, der fähig ist, den Effekt, der durch den Zusatz einer quaternären Ammoniumsalz-Verbindung erzeugt wird, vollständig zu zeigen. Mit anderen Worten, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Toners, der fähig ist, während des Kopierens eine geeignete Ladungsmenge ungeachtet der Arbeitsatmosphäre und der Verwendungsbedingungen beizubehalten und eine gute Bilddichte aufrechtzuerhalten. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist auch die Bereitstellung eines Toners und eines Entwicklers, die fähig sind, den durch den Zusatz der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung erzeugten Effekt, d. h. Beibehaltung einer geeigneten Ladungsmenge während des Kopierens und Aufrechterhaltung einer guten Bilddichte, selbst nachdem er für längere Zeit in einer Hochtemperaturatmosphäre belassen wurde, bereitzustellen.
- Der Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchte Toner, Entwickler und das Verfahren zur Tonerherstellung. Das Ergebnis war, daß er entdeckte, daß es zur Herstellung eines Toners, der fähig ist, den durch den Zusatz der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung produzierten Effekt aufzuweisen, wichtig ist, die Bedingungen wie z. B. die Temperatur beim Schmelzkneten eines Ausgangsmaterialgemisches, innerhalb eines spezifizierten Bereichs entsprechend dem Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung zu regulieren.
- Spezifischerweise kann die Ladungsmenge während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre in einem geeigneten Bereich gehalten werden, indem ein Ausgangsmaterialgemisch, das eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, bei einer Temperatur, die von (-7)ºC bis (M + 7)ºC reicht, worin M der Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung ist, mit einer Knetvorrichtung, die eine Entnahmeöffnung hat, die bei einer Temperatur gehalten wird, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht mehr als 10000 Pa·s ist, schmelzgeknetet wird, das schmelzgeknetete Gemisch aus der Knetvorrichtung entfernt wird, das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke zwischen 1,2 mm und 3,0 mm ausgewalzt wird und das schmelzgeknetete Gemisch abgekühlt wird.
- So fand der Erfinder der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Toners, der fähig ist, eine gut Bilddichte aufrechtzuerhalten, und vervollständigte die Erfindung.
- Zur Lösung der obigen Aufgabe umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Toners gemäß der vorliegenden Erfindung nämlich: Schmelzkneten eines Ausgangsmaterialgemisches, das eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, bei einer Temperatur im Bereich von (M - 7)ºC bis (M + 7)ºC, worin M der Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung ist, mit einer Knetvorrichtung, die eine Entnahmeöffnung hat, deren Temperatur so eingestellt wurde, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht höher 10000 Pa·s ist; Entfernen des schmelzgekneteten Gemisches aus der Knetvorrichtung; Auswalzen des schmelzgekneteten Gemisches zu einer Dicke von 1,2 bis 3,0 mm und Abkühlen des schmelzgekneteten Gemisches.
- Nach diesem Verfahren kann die Ladungsmenge während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre und der Verwendungsbedingungen in einem geeigneten Bereich gehalten werden, wodurch ein Toner bereitgestellt wird, der fähig ist, eine gute Bilddichte aufrechtzuerhalten, d. h. ein Toner, der fähig ist, die Bildqualität zu verbessern. Darüber hinaus kann die Verwendung des Toners die Ladungsstabilität und die Bildstabilität während des Kopierens verbessern und verhindern, daß der Bildträger, z. B. ein Photorezeptor, schmutzig wird (mit dem Toner als Film überzogen wird).
- Außerdem genügt ein Toner der vorliegenden Erfindung, der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird, der Ungleichung (I)
- (B/A) < 0,2 (I)
- worin A die Peakfläche des Thermoanalysen-Absorptionspeak einer quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht eines Ausgangsmaterialgemisches ist und B die Peakfläche des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung pro Einheitsgewicht des Toners, der aus dem Ausgangsmaterialgemisch hergestellt wurde, unter denselben Bedingungen ist.
- Dieser Toner kann eine geeignete Ladungsmenge während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre und den Verwendungsbedingungen beibehalten, wodurch eine gute Bilddichte aufrechterhalten wird. Der Toner kann nämlich die Bildqualität verbessern. Mit der Verwendung des Toners ist es möglich, die Ladungsstabilität und Bildstabilität während des Kopierens zu verbessern und zu verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor schmutzig gemacht wird (mit einem Tonerfilm überzogen wird).
- Außerdem untersuchte der Erfinder der vorliegenden Erfindung Toner und Entwickler und fand dem Grund für die Verringerung der Ladungseigenschaften eines Toners, wenn der Toner über lange Zeit in einer Hochtemperaturatmosphäre belassen wird. Die exponierte quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung an der Oberfläche des Toners wird nämlich daran gehindert, ihre Funktion als Ladungskontrollagens auszuführen.
- Um die Funktion des Lagungskontrollagenzes zu zeigen, muß das Ladungskontrollagens an der Toneroberfläche exponiert sein. Allerdings wird die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung leicht in Wasser gelöst. Daher bewirkt ein übermäßiges Freilegen der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung an der Toneroberfläche einen Nachteil bei der Handhabung des Toners in der Hochtemperaturatmosphäre.
- Um die Ladungseigenschaften des Toners aufrecht zu erhalten, selbst wenn er lange unter der Hochtemperaturatmosphäre gelassen wurde, d. h. um den durch den Zusatz der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung erzeugten Effekt vollständig zu zeigen, ist es notwendig, daß die Menge (Konzentration) der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung, die an der Toneroberfläche freiliegen soll, innerhalb eines optimalen Bereichs eingestellt wird.
- Um den oben genannten Toner zu erhalten, ist es wichtig, die Bedingungen wie z. B. die Temperatur beim Schmelzkneten des Ausgangsmaterialgemisches entsprechend dem Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung innerhalb eines spezifischen Bereichs einzustellen.
- Spezifischerweise muß der Toner durch Bildung eines schmelzgekneteten Gemisches durch Schmelzkneten eines Ausgangsmaterialgemisches, das eine quaternäre Ammoniumsalz- Verbindung enthält, bei einer Temperatur im Bereich von (M - 7)ºC bis (M + 7)ºC, worin M der Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung ist, mit einer Knetvorrichtung, die eine Entnahmeöffnung hat, deren. Temperatur so eingestellt wurde, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht mehr als 10000 Pa·s ist, Auswalzen des schmelzgekneteten Gemisches zu einer Dicke zwischen 1,2 mm und 3,0 mm und dann Abkühlen des Gemisches hergestellt werden. Darüber hinaus wird der Toner nach einem vorher festgesetzten Verfahren gemessen, wobei eine Lösung verwendet wird, die durch Auflösen von 100 mg des Toners in 50 ml eines Lösungsmittels hergestellt wird. Genauer ausgedrückt, der Überstand der Lösung wird in eine Zelle mit einer Länge von 1 cm gegeben und gemessen. Der Toner enthält eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, deren Extinktion bei der Wellenlänge des Absorptionsmaximums (charakteristischer Peak) von ultraviolettem Licht im Bereich von 0,2 bis 0,4 liegt. Der Toner, der durch das oben genannte Verfahren hergestellt wird und der oben genannten Bedingung genügt, kann eine geeignete Ladungsmenge während des Kopierens beibehalten, selbst nachdem er über eine längere Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen wurde.
- Demnach fand der Erfinder der vorliegenden Erfindung den Toner, der zur Aufrechterhaltung einer guten Bilddichte geeignet ist und vollendete die vorliegende Erfindung.
- Dementsprechend wird der Toner der vorliegenden Erfindung durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt und enthält die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, deren Extinktion bei der Absorptionsmaximum-Wellenlänge von ultraviolettem Licht im Bereich von 0,2 bis 0,4 liegt, wenn der Überstand der Lösung, die durch Lösen von 100 mg des Toners in 50 ml Lösungsmittel hergestellt wird, in eine Zelle mit einer Länge von 1 cm gebracht wird und durch das vorstehend genannte Verfahren gemessen wird.
- Es ist möglich, die Menge (Konzentration) der quaternären. · Ammoniumsalz-Verbindung, die an der Toneroberfläche exponiert sein soll, in einem optimalen Bereich einzustellen, in dem die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung gleichmäßig dispergiert wird. Daher kann der Toner, selbst nachdem er für eine lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen wurde, eine geeignete Ladungsmenge während des Kopierens beibehalten, wodurch eine gute Bilddichte aufrecht erhalten wird. Denn es ist möglich, die Bildqualität zu verbessern. Bei Verwendung eines Toners mit einer derartigen Struktur ist es möglich, die Ladungsstabilität und die Bildstabilität während des Kopierens zu verbessern und zu verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor, schmutzig gemacht wird (mit dem Toner filmartig überzogen wird).
- Um das oben genannte Ziel zu erreichen, enthält ein Toner der vorliegenden Erfindung zusätzlich eine quaternäres Ammoniumsalz-Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird:
- (worin R¹, R², R³ und R&sup4; unabhängig voneinander eine Alkyl- Gruppe mit oder ohne Substituenten oder eine Aralkyl-Gruppe mit oder ohne Substituenten darstellen, Ar ein aromatischer Ringrest mit oder ohne Substituent ist und n eine natürliche Zahl ist). Der Toner, der diese Struktur hat, kann die Bildqualität weiter verbessern.
- Drüber hinaus wird ein Toner der vorliegenden Erfindung aus einem Ausgangsmaterialgemisch, das mindestens eine Art Bindemittelharz, ausgewählt aus, der Gruppe bestehend aus Styrolharzen, gesättigtem Polyesterharz und ungesättigtem Polyesterharz, enthält, produziert. Der Toner mit dieser Struktur kann die Bildqualität weiter verbessern.
- Außerdem enthält ein Entwickler der vorliegenden Erfindung einen Toner, der durch das oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, und einen Träger.
- Mit der Verwendung eines Entwicklers dieser Struktur ist es möglich, die Ladungsstabilität und die Bildstabilität während des Kopierens zu verbessern und zu verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor, verschmutzt wird (mit einem Film aus Entwickler überzogen wird).
- Der Entwickler kann einen Träger enthalten, der durch Überziehen eines Ferrit-Kernmaterials oder eines Eisenkernmetalls mit einem Siliconharz oder einem Fluorkunststoff hergestellt wird.
- Der Entwickler mit einer solchen Struktur kann außerdem die Ladungsstabilität und Bildstabilität während des Kopierens verbessern und verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor, verschmutzt wird (mit dem Toner filmartig überzogen wird).
- Die folgende Beschreibung wird die vorliegende Erfindung im Detail beschreiben.
- Ein Toner der vorliegenden Erfindung wird durch Kneten eines Rohmaterialgemisches, das ein Bindemittelharz, ein Färbemittel und eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, produziert. Der Toner kann positiv geladene Toner oder negativ geladene Toner sein. Allerdings ist der positiv geladene Toner vorteilhafter.
- Als Bindemittelharz können bekannte Harze, die allgemein für Toner verwendet werden, eingesetzt werden.
- Spezifischer ausgedrückt, Beispiele für das Bindemittelharz sind Styrolharze, z. B. Polystyrol, Polychlorstyrol, Poly-α- methylstyrol, Styrol-Chlorstyrol-Copolymer, Styrol-Propylen- Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Vinylchlorid- Copolymer, Styrol-Vinylacetat-Copolymer, Styrol-Acrylsäure- Copolymer, Styrol-Acrylester-Copolymer, Styrol- Methacrylsäure-Copolymer, Styrol-Methacrylsäureester- Copolymer, Styrol-α-Chlormethylacrylat-Copolymer und Styrol- Acrylonitril-Acrylsäureester-Copolymer; Vinylchloridharz; Kolofonium-modifiziertes Maleinsäureharz; Phenolharz; Epoxyharz; gesättigtes Polyesterharz; ungesättigtes Polyesterharz; Polyethylenharze wie z. B. Polyethylen und Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer; Polypropylenharz; ionomeres Harz; Polyurethanharz; Siliciumharz; Ketonharz; Xylolharz; Polyvinylbutyralharz und Polycarbonatharz. Allerdings ist das Bindemittelharz nicht besonders auf diese Materialien beschränkt.
- Die Styrolharze sind Styrol oder ein Monopolymer oder Copolymer aus Styrol oder Derivaten davon.
- Spezifischer umfassen Beispiele für das Styrol- Acrylsäureester-Copolymer Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Octylacrylat-Copolymer und Styrol-Phenylacrylat- Copolymer.
- Spezifischer umfassen Beispiele für das Styrol- Methacrylsäureester-Copolymer Styrol-Methylmethacrylat- Copolymer, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol- Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Octylmethacrylat-Copolymer und Styrol-Phenylmethacrylat-Copolymer.
- Diese Bindemittelharze werden allein oder als Kombination aus zwei oder mehreren Arten eingesetzt. Von den oben angegebenen Bindemittelharzen sind die Styrolharze, das gesättigte Polyesterharz und ungesättigtes Polyesterharz vorteilhafter. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Bindemittelharzes ist nicht besonders eingeschränkt.
- Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Bindemittelharzes ist vorzugsweise nicht niedriger als 50ºC und noch bevorzugter nicht niedriger 55ºC. Glasübergangstemperaturen von niedriger als 50ºC sind nicht bevorzugt, da dann Tonerpartikel agglomerieren oder einen Klumpen bilden, wenn der Toner für eine längere Zeit unter Hochtemperaturatmosphäre, z. B. 40ºC oder höher belassen wird.
- Die Biegetemperatur des Bindemittelharzes liegt vorzugsweise im Bereich von 90ºC bis 170ºC und bevorzugter von 100ºC bis 150ºC. Eine Biegetemperatur von niedriger als 90ºC ist nicht vorteilhaft, da im Fixierschritt ein sogenanntes Offset- Phänomen auftritt, d. h. der Toner haftet z. B. an der Fixierwalze bei Fixieren des kopierten Bildes (Tonerbild) an der Transferfolie. Das Ergebnis ist, daß die Fixierwalze verschmutzt und die Bildqualität verringert ist. Außerdem ist eine Biegetemperatur von 170ºC nicht vorteilhaft, da die Adhäsionsfestigkeit des Toners und der Transferfolie ungenügend wird.
- Als Färbemittel können bekannte Pigmente und Farbstoffe, die allgemein für Toner eingesetzt werden, verwendet werden.
- Spezifischerweise umfassen Beispiele für das Färbemittel anorganische Pigmente, z. B. Carbon Black, Eisenschwarz, Preußischblau, Chromgelb, Titanoxid, Zinkweiß, Aluminiumoxidweiß und Calciumcarbonat; organische Pigmente wie z. B. Kupferphthalocyaninblau, Viktoriablau, Kupferphthalocyaningrün, Malachitgrün, Hansagelb G, Benzidingel, Lackrot C und Chinacridon-Magenta; und organische Farbstoffe wie z. B. Rhodamin-Farbstoffe, Triarylmethan-Farbstoffe, Anthrachinon-Farbstoffe, Monoazo- Farbstoffe und Diazo-Farbstoffe. Allerdings ist das Färbemittel nicht besonders auf diese Pigmente und Farbstoffe beschränkt.
- Diese Färbemittel werden allein oder in Kombination aus zwei oder mehr Arten davon entsprechend der gewünschten Farbe des Toners verwendet. Das Färbemittel kann durch ein bekanntes Verfahren vorbehandelt werden, z. B. durch ein sogenanntes "Masterbatch"-Verfahren.
- Die Menge an Färbemittel, die zugesetzt werden soll, ist nicht besonders beschränkt, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 1 bis 25 Gew.-Teilen und bevorzugter von 3 bis 20 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
- Spezifischer umfassen Beispiele für die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung Tetraethylammoniumchlorid [(C&sub2;H&sub5;)&sub4;]&spplus;Cl&supmin;, Tetramethylammoniumjodid [(CH&sub3;)&sub4;N]&spplus;I&supmin;, Phenyltrimethylammoniumjodid [C&sub6;H&sub5;N(CH&sub3;)&sub3;]&spplus;I&supmin; und Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt werden.
- (worin R¹, R², R³ und R&sup4; unabhängig voneinander eine Alkyl- Gruppe mit einem oder ohne einen Substituenten oder eine Aralkyl-Gruppe mit einem oder ohne einen Substituenten darstellen, Ar ein aromatischer Ringrest mit einem oder ohne einen Substituenten ist und n eine natürliche Zahl ist). Allerdings ist es nicht notwendig, die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung auf diese Verbindungen zu begrenzen. Die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung ist ein Ladungskontrollagens.
- Wenn in der allgemeinen Formel (1) die Substituenten, die durch R¹ bis R&sup4; gekennzeichnet sind, eine Alkyl-Gruppe sind, so liegt die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkyl-Gruppe vorzugsweise im Bereich von 1 bis 24 und bevorzugter von 1 bis 18. Wenn andererseits die durch R¹ bis R&sup4; gekennzeichneten Substituenten eine Aralkyl-Gruppe sind, ist die Aralkyl-Gruppe vorzugsweise eine Benzyl-Gruppe.
- Spezifischerweise ist der aromatische Ringrest, der in der allgemeinen Formel (1) durch Ar bezeichnet wird, z. B. ein Benzolring-Rest, Naphthalinring-Rest oder ein Anthracenring- Rest. Der Naphthalinring-Rest ist besonders bevorzugt.
- Als Substituenten, die vom aromatischen Ringrest besessen werden, werden die Alkyl-Gruppe, Hydroxyl-Gruppe, Amino- Gruppe und Halogen-Gruppe genannt. Von diesen Substituenten sind die Hydroxyl-Gruppe und die Amino-Gruppe besonders vorteilhaft.
- Spezifischer ausgedrückt, Beispiele für die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, die durch die allgemeine Formel (I) oben dargestellt wird, umfassen die Verbindungen (a) bis (j), die durch die folgenden chemischen Formeln dargestellt werden. [Verbindung a] [Verbindung b] [Verbindung c] [Verbindung d] [Verbindung e] [Verbindung f] [Verbindung g] [Verbindung h] [Verbindung i] [Verbindung j]
- Diese quaternären Ammoniumsalz-Verbindungen können allein oder als Kombination aus zwei oder mehr Arten verwendet werden. Unter den oben genannten Verbindungen sind die Verbindungen a und b als quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung besonders geeignet.
- Die Verbindung a wird in einfacher Weise hergestellt, indem eine wäßrige Lösung von 4-Hydrox-1-naphthalinsulfonsäure- Natriumsalz tropfenweise zu einer wäßrige Benzyltributylammoniumchlorid-Lösung bei Raumtemperatur gegeben wird, während die wäßrige Benzyltributylammoniumchlorid-Lösung gerührt wird, indem die Lösungen zur Durchführung der Reaktion bei etwa 85ºC für eine Stunde gerührt werden, das resultierende Produkt abgekühlt wird und dann vorher festgesetzte Trenn-Reinigungs-Verfahren wie z. B. Filtration, Waschen und Trocken durchgeführt werden.
- Unter Verwendung desselben Verfahrens wie das Herstellungsverfahren für die Verbindung a können die Verbindungen b bis j in einfacher Weise hergestellt werden. Allerdings ist das Verfahren zur Herstellung der Verbindungen a bis j, d. h. das Verfahren zur Herstellung der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung nicht besonders beschränkt. Denn es ist möglich, die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung durch ein bekanntes Verfahren herzustellen, das ein sogenanntes Masterbatch-Verfahren unter Verwendung eines Bindemittelharzes einschließt.
- Die Menge der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung ist nicht besonders beschränkt, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-Teilen, bevorzugter von 0,1 bis 8 Gew.- Teilen und am bevorzugtesten von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
- Wenn die Menge der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung kleiner als 0,05 Gew.-Teile ist, kann die Ladungsmenge des resultierenden Toners keinen erwünschten Wert erreichen. Dann besteht die Möglichkeit, daß die Bildqualität verschlechtert wird. Wenn dagegen die Menge der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung mehr als 10 Gew.-Teile ist, wird der Photorezeptor (Bildträger) eines Kopiergeräts (elektrophotographische Apparatur) mit der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung, die sich von dem Toner abgetrennt hat, verschmutzt (mit einem Film überzogen), was zu einer Verringerung der Bildqualität führt.
- Der Toner der vorliegenden Erfindung kann eine oder mehrere Arten an Ladungskontrollagenzien, z. B. Nigrosin-Verbindungen, Polyaminharze, Triaminotriphenylmethan-Verbindungen, Imidazol-Verbindungen und Styrol-Aminoacrylat-Copolymere, wenn dies notwendig ist, wie auch die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthalten. Die Menge des Ladungskontrollagenzes muß geringer sein als die der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung und vorzugsweise weniger als die Hälfte der Menge der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung sein.
- Das Ausgangsmaterialgemisch kann leicht hergestellt werden, indem Bindemittelharz, Färbemittel, quaternäre Ammoniumsalz- Verbindung, usw. gleichmäßig mit einem Mischer gemischt werden.
- Spezifischer ausgedrückt, Beispiele für den Mischer umfassen Mischer des Reib-Typs wie z. B. einen Mischer des V-Typs und eine Kugelmühle; Mischer des Bewegungs-Typs, z. B. ein Nautamischer von Hosokawa Micron Corporation; Hochgeschwindigkeits-Fluidmischer mit einem Mischblatt, z. B. ein Super-Mixer (erhältlich von Kawata Manufacturing Co., Ltd.) und einen Henschel-Mischer (Mitsui Mike Machinery Co. Ltd.). Allerdings ist der Mischer nicht notwendigerweise auf diese Mischer beschränkt. Die Mischbedingungen im Mischer sind nicht besonders beschränkt.
- Das schmelzgeknetete Gemisch kann in einfacher Weise erhalten werden, indem das Ausgangsmaterialgemisch In eine Knetvorrichtung gegeben wird und das Gemisch unter vorbestimmten Bedingungen schmelzgeknetet wird.
- Geeigneterweise wird als Knetvorrichtung ein Einschnecken- Kneter des Extrudier-Typs oder eine Doppelschneckenkneter verwendet. Spezifischere Beispiele für die Knetvorrichtung umfassen einen Kneter der Georg-Fischer-Corporation, einen Doppelschnecken-Kneter, Typ TEM, von Toshiba Machine Co., Ltd., einen Doppelschnecken-Kneter, Typ KTK von Kobe Steel, Ltd. und einen Doppelschnecken-Kneter, Typ PCM, von Ikegai Corporation. Allerdings ist die Knetvorrichtung nicht notwendigerweise auf diese Kneter beschränkt.
- Die Knetvorrichtung muß eine Entnahmeöffnung haben, deren Temperatur so eingestellt ist, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht mehr als 10000 Pa·s ist, sie muß außerdem eine Struktur haben die fähig ist, das Ausgangsmaterialgemisch bei einer Temperatur im Bereich (M - 7)ºC bis (M + 7)ºC und bevorzugter (M - 5)ºC bis (M + 5)ºC, worin M der Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung ist, schmelzzukneten.
- Die Knetvorrichtung muß eine Struktur haben, die fähig ist, die Schmelzknettemperatur so einzustellen, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches im Bereich von (M - 7)ºC bis (M + 7)ºC und bevorzugter von (M - 5)ºC bis (M + 5)ºC liegt, und die Temperatur an der Entnahmeöffnung so einzustellen, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches nicht mehr als 10000 Pa·s ist.
- Kurz ausgedrückt, die Knettemperatur beim Kneten des Ausgangsmaterialgemisches liegt vorzugsweise im Bereich von (M - 7)ºC bis (M + 7)ºC und bevorzugter von (M - 5)ºC bis (M + 5)ºC, worin M der Schmelzpunkt der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung ist.
- Wenn das Ausgangsmaterialgemisch innerhalb des oben genannten Temperaturbereichs schmelzgeknetet wird, hat das schmelzgeknetete Gemisch in der Knetvorrichtung keine flüssige Phase. Somit ist es möglich, einen Toner herzustellen, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung gleichmäßig dispergiert enthält und eine geeignete Ladungsmenge während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre beibehält. Beispielsweise kann die Ladungsmenge des Toners in einem geeigneten Bereich gehalten werden, selbst nachdem der Toner für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre gelassen wurde.
- Wenn die Knettemperatur höher als (M + 7)ºC ist, ist, da das schmelzgeknetete Gemisch eine wesentliche flüssige Phase in der Knetvorrichtung hat, die Wirkung des Dispergierens der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung durch Kneten verringert. Das Resultat ist, daß die Zusammensetzung des schmelzgekneteten Gemisches ungleichmäßig wird und der resultierende Toner eine überschüssige Ladungsmenge hat.
- Wenn dagegen die Knettemperatur niedriger als (M - 7)ºC ist, kann die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung nicht gleichmäßig in dem resultierenden Toner dispergiert werden. Darüber hinaus wird die Ladungsmenge des Toners zu gering. Als Resultat wird der Toner in einer Entwicklungstrommel verstreut. Der Toner wird im Kopiergerät verstreut.
- Außerdem sollte die Temperatur an der Entnahmeöffnung der Knetvorrichtung so eingestellt werden, die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht mehr als 10000 Pa·s ist. Durch derartiges Einstellen der Temperatur an der Entnahmeöffnung ist es möglich, die Ladungsstabilität und Bildstabilität des Toners insbesondere in einer Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre (z. B. eine Temperatur von 35ºC und eine relative Feuchtigkeit von 85%) und des Toners, nachdem er für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre gelassen wurde, zu verbessern und zu verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor verschmutzt wird (mit dem Film tonartig überzogen wird).
- Wenn die Temperatur an der Entnahmeöffnung so eingestellt wird, daß die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht mehr als 10000 Pa·s ist, wird die Dispergierbarkeit der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung im Toner herabgesetzt, da das schmelzgeknetete Gemisch an der Entnahmeöffnung in einer im wesentlichen flüssigen Phase ist.
- Die Obergrenze der Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches ist nicht besonders beschränkt, ist aber vorzugsweise weniger als 160000 Pa·s. Die Temperatur an der Entnahmeöffnung der Knetvorrichtung wird vorzugsweise höher eingestellt als die Temperatur, bei der Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung nicht weniger als 160000 Pa·s ist.
- Die anderen Knetbedingungen als die Schmelzknettemperatur und die Temperatur an der Entnahmeöffnung in der Knetvorrichtung, z. B. die Form des Blattes und der Schnecke der Knetvorrichtung, die Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke und die Knetzeit sind nicht besonders beschränkt. Außerdem ist das Verfahren zur Entfernung des schmelzgekneteten Gemisches aus der Knetvorrichtung nicht besonders beschränkt. Der oben beschriebene Bereich der Knettemperatur und der Wert der Schmelzviskosität wurden aus den Versuchsresultaten errechnet.
- Beim Auswalzen des schmelzgekneteten Gemisches, das aus der Knetvorrichtung entfernt wurde, ist es vorteilhaft, eine Walzenmühle zu verwenden. Spezifischerweise ist ein Beispiel für die Walzenmühle ein Trommelwalzenstuhl von Mitsui Mining Co., Ltd. Allerdings ist es nicht notwendig, die Walzenmühle auf dem Trommelwalzenstuhl zu beschränken. Denn es ist möglich, eine beliebige Walzenmühle zu verwenden, wenn sie das schmelzgeknetete Gemisch auf eine Dicke im Bereich von 1,2 mm bis 3,0 mm auswalzen kann.
- Das schmelzgeknetete Gemisch sollte zu einer Dicke im Bereich von 1,2 mm bis 3,0 mm ausgewalzt werden. Mit einer solchen Dicke kann das schmelzgeknetete Gemisch wirksam abgekühlt werden, während ein Zustand aufrecht erhalten wird, in dem die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung gleichmäßig dispergiert ist.
- Folglich wird ein Toner erhalten, der die gleichmäßig dispergierte quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält. Die Ladungsmenge des Toners kann während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre und den Verwendungsbedingungen in einem geeigneten Bereich gehalten werden. Darüber hinaus kann die Ladungsmenge des Toners während des Kopierens in dem geeigneten Bereich gehalten werden, selbst nachdem der Toner für eine lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen wurde.
- Dementsprechend ist es möglich, einen Toner herzustellen, der fähig ist, eine gute Bilddichte aufrecht zu erhalten und zu verhindern, daß der Bildträger, z. B. der Photorezeptor verschmutzt wird.
- Wenn die Dicke des schmelzgekneteten Gemisches mehr als 3,0 mm ist, wird zuviel Zeit für das Abkühlen des schmelzgekneteten Gemisches verbraucht. Daher kann der Zustand, in dem die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung gleichmäßig dispergiert ist, nicht aufrechterhalten werden.
- Dann kann kein Toner erhalten werden, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung gleichmäßig dispergiert enthält. Außerdem nimmt die Ladungsstabilität ab und der Bildträger wird während des Kopierens verschmutzt. Da die Ladungsmenge des Toners zu gering wird, wird der Toner darüber hinaus in der Entwicklertrommel verstreut. Kurz ausgedrückt, der Toner wird im Kopiergerät verstreut. Das Verspritzen wird leicht durch ein Formfreisetzungsmittel (wird später beschrieben), das sich von der Tonerzusammensetzung abtrennt, induziert zu werden.
- Durch Abkühlen und Härten des schmelzgekneteten Gemisches, das zu einer Dicke im Bereich von 1,2 mm bis 3,0 mm ausgewalzt ist, wird Toner in Form einer Platte produziert. Der plattenartige Toner wird vermahlen und durch ein allgemein bekanntes Verfahren klassifiziert, wobei Toner in Pulverform erhalten wird.
- Dementsprechend wird der erfindungsgemäße Toner erhalten. Denn der erfindungsgemäße Toner wird durch Schmelzkneten des Ausgangsmaterialgemischs unter Verwendung einer Knetvorrichtung mit dem oben beschrieben Aufbau, Entfernen des resultierenden schmelzgekneteten Gemisches aus der Knetvorrichtung, Auswalzen des schmelzgekneteten Gemisches zu einer Dicke im Bereich von 1,2 mm bis 3,0 mm und Abkühlen des Gemisches hergestellt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Toners liegt vorzugsweise im Bereich von 3 um bis 20 um und bevorzugter von 5 um bis 15 um. Die Peakfläche des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Ausgangsmaterialgemischs ist nach Schmelzkneten des Ausgangsmaterialgemischs kleiner als vor dem Schmelzkneten des Ausgangsmaterialgemischs.
- Der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Toner genügt der Ungleichung (I)
- (B/A) < 0,2 (I)
- worin A die Peakfläche des Thermoanalysen Absorptionspeaks einer quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht eines Ausgangsmaterialgemisches ist (im folgenden als Fläche A bezeichnet) und B die Peakfläche des Thermoanalysen- Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Toners, der aus dem Ausgangsmaterialgemisch hergestellt wurde (im folgenden als Fläche B bezeichnet) unter denselben Bedingungen ist. Folglich wird der Toner, der der Ungleichung (I) genügt, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.
- Die Thermoanalyse des Ausgangsmaterialgemisches und des Toners kann unter Verwendung von Thermoanalysatoren, z. B. eines im Handel verfügbaren Differentialthermoanalysators und eines Differential-Scanningkalorimeters durchgeführt werden. Das Analysierverfahren und die Analysierbedingungen sind nicht besonders beschränkt.
- Darüber hinaus ist das Verfahren zur Errechnung der Flächen A und B nicht besonders beschränkt. Beispiele für das Berechnungsverfahren sind: ein gravimetrisches Verfahren, bei dem die Peakfläche berechnet wird, indem ein Segment, das den Absorptionspeak zeigt, aus einem Aufzeichnungsblatt, das der Thermoanalyse unterworfen worden war, ausgeschnitten und das Gewicht desselben gemessen wird; ein Verfahren der Halbwertsbreite, bei dem die Peakfläche errechnet wird, indem das Segment mit dem Absorptionspeak der Form eines Dreiecks angenähert wird; ein Beobachtungsverfahren, bei dem die Peakfläche unter Verwendung eines Planimeters errechnet wird; und ein Bildanalyseverfahren, bei dem Peakfläche unter Verwendung eines Flächenanalysenprogramms errechnet wird.
- Eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, die in dem erfindungsgemäßen Toner enthalten ist, ist amorph. Daher ist die Ladung des Toners während des Kopierens relativ stabil. Denn der Toner kann ungeachtet der Arbeitsatmosphäre während des Kopierens eine geeignete Ladungsmenge behalten.
- Andererseits ist eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, die in einem Toner enthalten ist, der nicht der Ungleichung (I) oben genügt, kristallin. In diesem Fall ist die Ladung des Toners während des Kopierens nicht stabil. Mit anderen Worten, der Toner kann während des Kopierens keine geeignete Ladungsmenge beibehalten.
- Der Toner, der durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wird, wird nach einem vorher festgesetzten Verfahren gemessen (spektroskopische Analyse). Genauer ausgedrückt, es wird eine Lösung hergestellt, indem 100 mg des Toners in 50 ml eines Lösungsmittels gelöst werden; dann wird eine vorher festgesetzte Menge des Überstands der resultierenden Lösung in eine Meßzelle mit einer Länge von 1 cm gegeben. Der Toner enthält eine quaternäre Ammoniumsalz- Verbindung, deren Extinktion bei der Absorptionsmaximum- Wellenlänge (charakteristischer Peak) von ultraviolettem Licht im Bereich von 0,2 bis 0,4 liegt.
- Die Absorptionsmaximums-Wellenlänge scheint in der Nähe von 300 nm zu liegen. Die Extinktion ist proportional zur Konzentration der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung an der Toneroberfläche.
- Es ist möglich als Lösungsmittel Verbindungen zu verwenden, die für die Messung der Extinktion geeignet sind und fähig sind, die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung zu lösen. Spezifischere Beispiele für das Lösungsmittel sind Wasser und Alkohole wie z. B. Methylalkohol. Allerdings ist das Lösungsmittel nicht notwendigerweise auf diese Verbindungen beschränkt. Die Extinktionsmessung kann unter Verwendung eines handelsüblichen Spektralphotometers durchgeführt werden. Die Meßmethode und die anderen Meßbedingungen als die, die oben spezifiziert wurden, sind nicht besonders beschränkt. Die vorliegende Erfindung wird das Verfahren zur Messung der Extinktion detailliert erläutern.
- Erstens, eine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, die für einen Toner verwendet werden soll, wird in einem Lösungsmittel, z. B. Methylalkohol gelöst.
- Dann wird eine vorher festgesetzte Menge der resultierenden Lösung in eine Meßquarzzelle mit einer Zellenlänge von 1 cm gegeben und nach einem vorbestimmten Verfahren gemessen, um so die Position des charakteristischen Peaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung für ultraviolettes Licht zu finden.
- Als nächstes werden 100 mg des Toners, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung verwendet, in 50 ml Lösungsmittel (Methylalkohol) gelöst und dann zentrifugiert.
- Nachdem eine vorher festgesetzte Menge des Überstands der Lösung in die Meßquarzzelle gegeben worden war, wird der charakteristische Peak durch dieselbe Meßmethode gemessen.
- Wenn nur die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung, die im Toner enthalten ist, in dem Lösungsmittel gelöst wird, d. h., wenn keine anderen Substanzen als die quaternäre Ammoniumsalz- Verbindung in dem Lösungsmittel gelöst werden, wird die Extinktion der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung durch die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung durch die oben beschriebene Messung gegeben.
- Wenn andererseits z. B. ein Bindemittel-Harz in dem Lösungsmittel gelöst wird, wird ein Toner hergestellt, der keine quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält (ein Toner für eine Blindmessung), und der Überstand der Tonerlösung wird als Referenzlösung in der gleichen Weise wie oben hergestellt.
- Unter Verwendung der Referenzlösung wird der charakteristische Peak des Toners, der die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung enthält, gemessen.
- Da bei diesem Verfahren der Effekt der anderen Substanz als die quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung (z. B. das Bindemittelharz) gelöscht wird, kann die Extinktion der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung durch die oben beschriebene Messung erhalten werden.
- Um die physikalischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften des Toners oder die Fließfähigkeit und die Antiagglomerations-Eigenschaften des Toners weiter zu verbessern, ist es möglich, allgemein verwendete bekannte Hilfsmittel, externe Additive, Formtrennmittel, usw., wenn dies notwendig ist, dem Toner zuzusetzen.
- Genauer beschrieben, Beispiele der Hilfsmittel sind Polyalkylenwachs, Paraffinwachs, höhere Fettsäure, Fettamid und Metallseife. Allerdings sind die Hilfsmittel nicht auf diese Materialien beschränkt.
- Beispiele für die externen Additive umfassen feine Partikel aus Metalloxiden, z. B. Titandioxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Magnetit und Ferrit; feine Partikel aus synthetischen Harzen, z. B. Acrylharzen und Fluorkunststoffen; und Hydrosulfit. Allerdings sind die externen Additive nicht notwendigerweise auf diese Materialien beschränkt.
- Es ist z. B. möglich, als Formentrennmittel Polyethylen und Polypropylen zu verwenden. Allerdings ist das Formentrennmittel nicht notwendigerweise auf dieses Materialien beschränkt.
- Durch Zusatz solcher Hilfsmittel, externer Additive und eines Formentrennmittels, usw., zu dem Toner wird eine. Tonerzusammensetzung erhalten.
- Die Menge des Hilfsmittels, die zuzusetzen ist, ist nicht besonders beschränkt, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
- Die Menge des zuzusetzenden externen Additivs ist nicht besonders beschränkt, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 0,01 Gew.-Teil bis 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
- Das Verfahren des Zusetzens des Hilfsmittels, des externen Additivs, des Formentrennmittels, usw. ist nicht besonders beschränkt.
- Durch Vermischen des Toners (oder der Tonerzusammensetzung) und des Trägers wird ein erfindungsgemäßer Entwickler hergestellt.
- Der Träger ist nicht besonders beschränkt und es kann ein bekanntes magnetisches Material, das allgemein für Entwickler eingesetzt wird, verwendet werden. Spezifischer ausgedrückt, Beispiele für den Träger umfassen Eisenpulver, Magnetitpulver, Ferritpulver und einen sogenannten magnetischen Harzträger. Es ist auch möglich, Träger zu verwenden, die durch Verwendung eines solches Materials als Kernmaterial und Überziehen des Kernmaterials mit einem Siliconharz, Fluorkunststoff, Acrylharz, Styrolharz, Epoxyharz, einem gesättigten Polyesterharz, einem ungesättigten Polyesterharz, Polyamidharz, usw. hergestellt werden, hergestellt werden.
- Unter den Trägern ist es vorteilhaft, einen Träger zu verwenden, der durch Überziehen eines Ferrit- oder Eisenkernmaterials mit einem Siliconharz oder Fluorkunststoff hergestellt wird. Es ist besonders vorteilhaft, einen Träger, der durch Überziehen des Eisenkernmaterials mit dem Fluorkunststoff hergestellt wird, und einen Träger, der durch Überziehen des Ferritkernmaterials mit dem Siliconharz hergestellt wird, zu verwenden. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Trägers liegt vorzugsweise im Bereich von 20 um bis 200 um.
- Der erfindungsgemäße Entwickler kann eine geeignete Ladungsmenge während des Kopierens ungeachtet der Arbeitsatmosphäre und der Verwendungsbedingungen beibehalten. Dieser Entwickler kann die geeignete Ladungsmenge während des Kopierens auch dann aufrecherhalten, wenn er für lange Zeit in einer Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war.
- Es ist möglich, eine gute Bilddichte aufrechtzuerhalten, wodurch die Bildqualität verbessert wird. Denn mit der Verwendung des Entwicklers ist es möglich, die Ladungsstabilität und die Bildstabilität während des Kopierens zu verbessern und zu verhindern, daß der Träger, z. B. der Photorezeptor, verschmutzt wird (mit einem Entwicklerfilm überzogen wird).
- Für ein besseres Verständnis der Natur und der Vorzüge der Erfindung wird auf die folgende detaillierte Beschreibung verwiesen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt.
- Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemisches und eines Toners, erhalten als Beispiel der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemisches und eines Toners, erhalten als anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemisches und eines Toners, erhalten als weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemischs und eines Toners, erhalten als weiteres Beispiel der vorliegende Erfindung.
- Fig. 5 ist ein Diagramm der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemisches und eines Toners, erhalten als weiteres Beispiel der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemischs und eines Vergleichstoners, erhalten als Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie eines Ausgangsmaterialgemischs und eines Vergleichstoners, erhalten als weiteres Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
- Die folgende Beschreibung wird die vorliegende Erfindung detailliert beschreiben, indem einige Beispiele und Vergleichsbeispiele präsentiert werden. Allerdings wird die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Der Ausdruck "Teil" bedeutet in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen "Gew.-Teil".
- Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei der Entfernung des schmelzgekneteten Gemisches aus der Knetvorrichtung wurde unter vorgegebenen Bedingungen mit einem Viskometer des E-Typs (Toki Sangyo Co., Ltd.) gemessen.
- Die Fläche A des Thermoanalysen-Absorptionspeaks einer quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht eines Ausgangsmaterialgemisches und die Fläche B des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung pro Einheitsgewicht eines Toners wurden gemessen, indem das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner DSC (differential scanning calorimetry) unter Verwendung eines Differential-Scanningkalorimeters "SCC/5200" (erhältlich von Seiko Instruments Inc.) unter den folgenden Bedingungen gemessen wurden.
- α-Al&sub2;O&sub3; wurde spezifischerweise als Referenzmaterial verwendet. Etwa 20 mg einer Testprobe wurden unter Verwendung einer Aluminiumzelle mit einem Deckel abgewogen. Die Messung erfolgte durch Erwärmen der Probe auf 250ºC mit einer Heizgeschwindigkeit von 10ºC/Minute.
- Die gesamte Peakfläche des Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung wurde aus der DSC-Kurve (gemessene Daten) unter Verwendung der gravimetrischen Analysentechnik nach Durchführung einer Basislinienkorrektur, wenn diese erforderlich ist, abgelesen. Die Peakfläche des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung pro Einheitsgewicht der Probe wurde errechnet, indem die Gesamtpeakfläche durch das Gewicht der Probe geteilt wurde.
- Die Fläche A und die Fläche B wurden gemessen, indem die oben beschriebene Messung und das Verfahren für das Ausgangsmaterialgemisch und den Toner durchgeführt wurden und das Verhältnis Fläche A zu Fläche B (B/A) errechnet wurde.
- Die Fläche A des Thermoanalyse-Absorptionspeak der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Ausgangsmaterials und die Fläche B des Thermoanalysen- Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Toners werden später anhand der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 erläutert.
- Die Extinktion der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung bei der Absorptionsmaximum-Wellenlänge von ultraviolettem Licht wurde unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung des Spektrometers "U2000" (von Hitachi, Ltd.) gemessen.
- Spezifischerweise wurden 100 mg Toner zu 50 ml Methylalkohol als Lösungsmittel gegeben, durch Anwendung von Ultraschallwellen über 15 Minuten ausreichend dispergiert (gelöst) und dann unter Verwendung eines Zentrifugenseparators zentrifugiert. Als nächstes wurde der Überstand der resultierenden Lösung in eine Quarzzelle mit einer Zellenlänge von 1 cm gegeben, und die Extinktion bei der Absorptionsmaximum-Wellenlänge (charakteristischer Peak) in der Nähe von 300 nm wurde nach einem vorher festgesetzten Verfahren gemessen.
- Die Extinktion der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung bei der Absorptionsmaximum-Wellenlänge von ultraviolettem Licht wird im folgenden anhand der Beispiele 6 bis 14 und der Vergleichsbeispiele 6 bis 14 erläutert werden.
- Kopiertests mit Entwickler wurden unter Verwendung eines im Handel verfügbaren Kopiergeräts und von Transferfolien in normaler Atmosphäre (bei einer Temperatur von 25ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 60%) und in einer Hochtemperatur- Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre (bei einer Temperatur von 35ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 85%) durchgeführt.
- Die Ladungsmenge u (C/g) des Toners wurde unter Verwendung eines Abblas-Ladungsmeßgeräts (von Toshiba Chemical Corporation) gemessen. Die Bilddichte des kopierten Bildes (Tonerbild) wurde unter Verwendung eines Macbeth- Densitometers (erhältlich von Macbeth Division of Kollmorgen Instrument Corporation) gemessen. Der Schleier wurde mit einem Z-II OPTICAL SENSOR (von Nippon Denshoku Logyo Co., Ltd.) gemessen. Der Ausdruck Schleier bezeichnet das Phänomen, das der weiße Teil einer Transferfolie, auf die das kopierter Bild übertragen wird, das kopierte Bild überlagert.
- Die Ladungsmenge u (C/g), die Bilddichte und der Schleier wurden zu Beginn des Kopierens (im folgenden als "Beginn" bezeichnet) und nach der Herstellung von 5000 Blatt Kopien und 10000 Blatt Kopien (im folgenden als "nach 5000 Kopien" bzw. "10000 Kopien" bezeichnet) gemessen.
- Bei den Messungen wurde der Zustand an verstreutem Toner durch die Entwicklungstrommel (bzw. -hülse), d. h. der Zustand des verstreuten Toners im Kopiergerät (im folgenden als Verstreuung von Toner bezeichnet) beobachtet und durch drei Level beurteilt. Ein Zustand, bei dem kein Toner verstreut war, wurde mit "o" bezeichnet, ein Zustand, bei dem der Toner leicht verstreut war, wurde mit "Δ" bezeichnet und ein Zustand, in dem der Toner verstreut war, wurde mit "x" gekennzeichnet.
- Dann wurde die Kopierqualität insgesamt durch drei Level, basierend auf den Resultaten der Messung der Ladungsmenge u (C/g), der Bilddichte, des Schleiers und der Tonerstreuung, beurteilt. Ein Zustand, in dem Qualitätskopien ohne Verstreuen von Toner produziert wurden, wurden mit "o" beurteilt, ein Zustand, in dem Qualitätskopien produziert wurden, allerdings Toner verstreut wurde, wurde mit "Δ" gekennzeichnet und ein Zustand, in dem, die Kopien in keinem guten Zustand waren und der Toner verstreut wurde, wurden mit "x" gekennzeichnet.
- Für die Beispiele 1 bis 5 und die Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wird die folgende Beschreibung die Peakfläche A des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz- Verbindung pro Einheitsgewicht des Ausgangsmaterialgemischs und die Fläche B des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Toners erläutern.
- Ein Ausgangsmaterialgemisch wurde hergestellt, indem 100 Teile Styrol-Acrylsäure-Copolymer (erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 2 Teile Polyethylen "PE-130" (Hoechst Ltd.) und 2 Teile Polypropylen "Viscol 550P" (Sanyo Chemical Industries, Ltd.) als Bindemittelharze, 5 Teile Ruß "MA-100S" (Mitsubishi Chemical Corporation) als Färbemittel und 2 Teile einer Verbindung a (mit einem Schmelzpunkt von 188ºC) als quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung in den Supermischer (Kawata Manufacturing Co., Ltd.) als Mischer gegeben wurden und vermischt wurden.
- Anschließend wurde das Ausgangsmaterialgemisch in einen Doppelschneckenkneter "PCM65" (Igegai Corporation) als Knetvorrichtung gegeben. Dann wurde die Schmelzknettemperatur des Kneters so eingestellt, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Ausgangsmaterialgemisches, d. h. des schmelzgekneteten Gemisches, 180ºC war (wenn sie mit einem Kontaktthermometer gemessen wurde); die Temperatur der Entnahmeöffnung des Kneters wurde auf 160ºC eingestellt.
- Somit war die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur [ Schmelzknettemperatur - Schmelzpunkt ] 3ºC. Das Ausgangsmaterialgemisch wurde unter den folgenden Bedingungen schmelzgeknetet (doppelschnecken-geknetet), bis ein einheitlich gemischtes, schmelzgeknetetes Gemisch erhalten wurde.
- Danach wurde das schmelzgeknetete Gemisch aus dem Kneter entfernt, zu einer Dicke von 1,5 mm mit einer Walzenmühle "Drum-Flaker" (von Mitsui Minin Co., Ltd.) ausgewalzt und dann abgekühlt. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung des Kneters, d. h. die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 160ºC, war 40000 Pa·s.
- Als nächstes wurde das resultierende gewalzte Gemisch (geknetet Gemisch) vermahlen und klassifiziert, wodurch ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um erhalten wurde.
- Das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner wurden durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert, um die Fläche A des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der Verbindung a pro Einheitsgewicht des Ausgangsmaterialgemischs und die Fläche B des Thermoanalysen-Absorptionspeaks der Verbindung a pro Einheitsgewicht des Toners zu untersuchen. Darüber hinaus wurde das Verhältnis der Fläche A zur Fläche B (B/A) errechnet. Fig. 1 zeigt die graphische Darstellung der Differential-Scanningkalorimetrie (DSC-Kurve). Die Verbindung a im Ausgangsmaterialgemisch hatte zwei Absorptionspeaks.
- Entsprechend den Resultaten war das Verhältnis Fläche A zu Fläche B (B/A) 0,1. Somit genügte dieser Toner der oben angegebenen Ungleichung (I). Folglich wurde ein erfindungsgemäße Toner erhalten.
- Als nächstes wurden 100 Teile des Toners, 0,1 Teil Siliciumdioxid-Pulver "R972" (erhältlich von Nippon Aerosil Co., Ltd.); 0,1 Teil Magnetit--Pulver "KBC100" (Kanto Denka Kogyo Ca., Ltd.) und 0,1 Teil Hydrosulfit-Pulver "ALCA-4" (Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) als externe Additive in den Mischer gegeben, um so eine Tonerzusammensetzung herzustellen.
- Darüber hinaus würden 4 Teile der Tonerzusammensetzung und 100 Teile Ferrit-Träger, der durch Überziehen eines Ferrit- Kernmaterials mit einem Siliciumharz hergestellt worden war, in den Nautamischer (von Hosokawa Micron Corporation) als Mischer gegeben. Dann wurden die Tonerzusammensetzung und der Ferrit-Träger durch Rühren vermischt, um so einen erfindungsgemäßen Entwickler herzustellen.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Aus den Resultaten ist zu ersehen, daß sowohl unter normaler Atmosphäre als auch unter Hochtemperatur- Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Tonermenge stabil in einem geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte in stabiler hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat. Außerdem war das Verstreuen des Toners "o". Folglich war in beiden Arbeitsatmosphären die Gesamtbeurteilung "o".
- Ein Toner mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 192ºC war (bei Messung mit einem Kontaktthermometer), die Temperatur der Entnahmeöffnung des Kneters auf 170ºC eingestellt wurde und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,8 mm ausgewalzt wurde, hergestellt. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur war 4ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 170ºC war 23500 Pa·s.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie untersucht. Fig. 2 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (DSC-Kuve). Nach den Resultaten war das Verhältnis der Fläche A zu der Fläche B (B/A) 0. Somit genügte dieser der oben angegebenen Ungleichung (I). Dementsprechend wurde ein erfindungsgemäßer Toner erhalten.
- Nach Herstellung einer Tonerzusammensetzung durch Durchführung desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 wurden 4 Teile der Tonerzusammensetzung und 100 Teile Eisenträger (mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 um), der durch Überziehen eines Eisenkernmaterials (Eisenpulver) mit einem Fluorkunststoff hergestellt worden war, in den Nautamischer (von Hosokawa Micron Corporation) als Mischer gegeben. Dann wurden die Tonerzusammensetzung und der Eisenträger durch Rühren vermischt, um so einen erfindungsgemäßen Entwickler herzustellen.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Aus den Resultaten wird verständlich, daß sowohl in der normalen Atmosphäre als auch in der Hochtemperatur- Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Ladungsmenge stabil im geeignetem Bereich gehalten wurde, die Bilddichte in stabiler Weise hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat. Außerdem war das Verstreuen von Toner "o". Demnach war die Gesamtbeurteilung in beiden Arbeitsatmosphären "o".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß 2 Teile einer Verbindung b (mit einem Schmelzpunkt von 195ºC) als quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung anstelle der Verbindung a verwendet wurden, die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 190ºC war (wenn mit einem Kontaktthermometer gemessen wurde), die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 165ºC eingestellt war und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,3 mm ausgewalzt wurde, hergestellt. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung b und der Schmelzknettemperatur war 5ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 165ºC war 27000 Pa·s.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert. Fig. 3 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (die DSC-Kurve). Nach den Resultaten war das Verhältnis Fläche A zu Fläche B (B/A) 0,19. Somit genügte der Toner der oben angegebenen Ungleichung (I). Demnach wurde ein erfindungsgemäßer Toner erhalten.
- Als nächstes wurde durch Durchführung desselben Verfahrens wie in Beispiel 1 ein erfindungsgemäßer Entwickler hergestellt. Kopiertests wurden unter Verwendung des resultierenden Entwicklers durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben. Aus den Resultaten ist zu ersehen, daß sowohl in normaler Atmosphäre als in Hochtemperatur- Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Ladungsmenge in stabiler Weise im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte in stabiler Weise hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Folglich war in beiden Arbeitsatmosphären die Gesamtbeurteilung "o".
- Eine Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß zwei Teile der Verbindung b (mit einem Schmelzpunkt von 195ºC) anstelle der Verbindung a verwendet wurden, die Schmelztemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die. Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 197ºC war (wenn sie mit einem Kontaktthermometer gemessen wurde), die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 180ºC eingestellt wurde und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,0 mm ausgewalzt wurde. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung b und der Schmelzknettemperatur war 2ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches betrug bei 180ºC 15200 Pa·s.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert. Fig. 4 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (DSC-Kurve). Entsprechend den Resultaten war das Verhältnis von Fläche A zu Fläche B (B/A) 0,05. Somit genügte dieser Toner der oben angegebenen Ungleichung (I). Folglich wurde ein erfindungsgemäßer Toner erhalten.
- Als nächstes wurde ein Entwickler der vorliegenden Erfindung hergestellt, indem demselben Verfahren wie in Beispiel 2 gefolgt wurde. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben. Aus den Resultaten wird verständlich, daß sowohl in der normalen Atmosphäre als in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Ladungsmenge stabil im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte stabil hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung in beiden Arbeitsatmosphären "o".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt war, daß die Temperatur de schmelzgekneteten Gemisches 195ºC war (gemessen mit einem Kontaktthermometer), hergestellt. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und Schmelzknettemperatur war 7ºC.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert. Fig. 5 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (DSC-Kurve). Nach den Resultaten war das Verhältnis der Fläche A zur Fläche B (B/A) 0. Demnach genügte dieser Toner der oben angegebenen Ungleichung (I). Somit wurde ein erfindungsgemäßer Toner erhalten.
- Als nächstes wurde ein erfindungsgemäßer Entwickler nach demselben Verfahren wie das in Beispiel 1 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben. Aus den Resultaten wird klar, daß sowohl in normaler Atmosphäre als auch in Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Ladungsmenge stabil im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte in stabiler Weise hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat. Allerdings war das Streuen des Toners "x". Folglich war die Gesamtbeurteilung bei beiden Arbeitsatmosphären "Δ".
- Einer Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 178ºC war (wenn sie mit einem Kontaktthermometer gemessen wurde). Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur war 10ºC. Somit lag die Schmelzknettemperatur außerhalb des oben angegebenen Bereichs.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert. Fig. 6 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (DSC-Kurve). Nach den Resultaten war das Verhältnis Fläche A zu Fläche B (B/A) 0,3. Somit genügte dieser Toner der oben angegebenen Ungleichung (I) nicht. Folglich war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 1 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 2 angegeben. Aus den Resultaten wird verständlich, daß die Ladungsmenge in normaler Atmosphäre mit Ansteigen der Zahl an produzierten Kopien abnahm und das Ausmaß der Schleierbildung mit Zunahme der Zahl an produzierten Kopien höher wurde. Diese Tendenz wurde in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre noch deutlicher. In diesem Fall war die Streuung des Toners "x". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung in beiden Arbeitsatmosphären "x".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in dergleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer daß das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 1,0 mm ausgewalzt wurde. Somit war die Dicke des schmelzgekneteten Gemisches außerhalb des oben angegebenen Bereichs. Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential- Scanningkalorimetrie gemessen. Es wurden dieselben Resultate wie in Beispiel 2 erhalten. Demnach war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Aus den Resultaten wird klar, daß in normaler Atmosphäre die Ladungsmenge insgesamt leicht verringert war und das Ausmaß der Schleierbildung leicht erhöht war, während die Bilddichte in stabiler Weise hoch war. Allerdings wurde die Ladungsmenge mit Anstieg der Zahl an produzierten Kopien in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre verringert und der Grad der Schleierbildung wurde mit Anstieg der Zahl an produzierten Kopien höher. In diesem Fall war die Streuung des Toners "x", außerdem wurde der Photorezeptor durch daran haftenden Toner verschmutzt. Folglich war die Gesamtbeurteilung in der normalen Atmosphäre "Δ" und in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre "x".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer daß das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 3,5 mm ausgewalzt wurde. Damit lag die Dicke des schmelzgekneteten Gemisches außerhalb des oben angegebenen Bereichs. Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential- Scanningkalorimetrie analysiert. Es wurden dieselben Resultate wie in Beispiel 2 erhalten. Demnach war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 ein Vergleichsentwickler hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Aus den Resultaten ist zu ersehen, daß die Streuung des Toners "o" war. Obgleich das Ausmaß der Schleierbildung in der Hochtemperatur- Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre insgesamt leicht erhöht war, wurde die Ladungsmenge in stabiler Weise im geeigneten Bereich gehalten und die Bilddichte war in stabiler Weise hoch. In der normalen Atmosphäre wurde allerdings die Ladungsmenge mit Ansteigen der Zahl an produzierten Kopien erhöht, die Bilddichte nahm mit Ansteigen der Zahl an produzierten Kopien ab. Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung in der normalen Atmosphäre "x" und sie war in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre "Δ".
- Es wurde ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer daß die Temperatur der Entnahmeöffnung des Kneters auf 200ºC eingestellt wurde. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung des Kneters, d. h. die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 200ºC war 8900 Pa·s. Somit lag die Temperatur der Entnahmeöffnung außerhalb des oben angegebenen Bereichs.
- Wie in Beispiel 1 wurden das Ausgangsmaterialgemisch und der Toner durch Differential-Scanningkalorimetrie analysiert. Fig. 7 zeigt die graphische Darstellung der Differential- Scanningkalorimetrie (DSC-Kurve). Nach den Resultaten war das Verhältnis Fläche A zu Fläche B (B/A) 0. Demnach war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie in Beispiel 3 hergestellt. Kopiertests wurden unter Verwendung des resultierenden Entwicklers durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben. Aus den Resultaten wird klar, daß die Streuung des Toners "o" war. Allerdings war sowohl in der normalen Atmosphäre als auch in der Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Atmosphäre die Ladungsmenge bei Zunahme der Zahl an produzierten Kopien erhöht und die Bilddichte mit Zunahme der Zahl an produzierten Kopien verringert. Folglich war die Gesamtbeurteilung in beiden Arbeitsatmosphären "x".
- Es wurden dieselben Arbeitsgänge wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 70ºC eingestellt war. In diesem Fall wurde eine übermäßige Belastung auf den Motor des Kneters bei 70ºC angewendet und der Wert für den Strom überstieg die Obergrenze. Das Resultat war, daß der Kneter gestoppt wurde. Folglich wurde kein Toner erhalten. In diesem war die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 70ºC 160000 Pa·s. [TABELLE 1] [TABELLE 1 (Fortsetzung)] [TABELLE 2] [TABELLE 2 (Fortsetzung)] [TABELLE 3] [TABELLE 3 (Fortsetzung)]
- Was nun die Beispiele 6 bis 14 und die Vergleichsbeispiele 6 bis 14 angeht, so wird die folgende Beschreibung die Extinktion der quaternären Ammoniumsalz-Verbindung bei der Absorptionsmaximum-Wellenlänge von ultraviolettem Licht erläutern.
- Ein Ausgangsmaterialgemisch wurde hergestellt, indem 100 Teile Styrol-Acrylsäure-Copolymer (Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 2 Teile Polyethylen "PE-130" (Hoechst Ltd.) und 2 Teile Polypropylen "Viscol 550P" (Sanyo Chemical Industries, Ltd.) als Bindemittelharze, 5 Teile Ruß "MA-100S" (Mitsubishi Chemical Corporation) als Färbemittel und 2 Teile einer Verbindung a (mit einem Schmelzpunkt von 188ºC) als quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung in einen Super-Mixer (Kawata Manufacturing Co., Ltd.) als Mischer gegeben und vermischt wurden.
- Anschließend wurde das Ausgangsmaterialgemisch in den Doppelschneckenkneter "PCM65" (Ikegai Corporation) als Knetvorrichtung gegeben. Danach wurde die Schmelzknettemperatur des Kneters so eingestellt, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Ausgangsmaterialgemisches, d. h. des schmelzgekneteten Gemisches, 185ºC (bei Messung mit einem Thermometer) war; die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters wurde auf 160ºC eingestellt.
- Demnach war die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur ( Schmelzknettemperatur - Schmelzpunkt ) 3ºC. Das Ausgangsmaterialgemisch wurde unter den folgenden Bedingungen schmelzgeknetet (Doppelschnecken-geknetet), bis ein gleichmäßig gemischtes, schmelzgeknetetes Gemisch erhalten worden war.
- Danach wurde das schmelzgeknetete Gemisch aus dem Kneter entfernt, zu einer Dicke von 1,5 mm mit der Walzenmühle "Drum Flaker" (Mitsui Mining Co., Ltd.) ausgewalzt und dann abgekühlt. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung, d. h. die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 160ºC, war 40000 Pa·s. Als nächstes wurde das resultierende ausgewalzte Gemisch (geknetete Gemisch) vermahlen und klassifiziert, wodurch ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um erhalten wurde.
- Der Toner wurde durch spektroskopische Analyse analysiert. Das Resultat war, daß die Extinktion 0,3 war. Folglich wurde ein erfindungsgemäßer Toner erhalten.
- Danach wurden 100 Teile des Toners und 0,1 Teil Silica-Pulver "R972" (Nippon Aerosil Co., Ltd.), 0,1 Teil Magnetit-Pulver "KBC100" (Kanto Denka Kogyo Co., Ltd.) und 0,1 Teil Hydrosulfit-Pulver "ALCA-4" (Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) als externe Additive in den Mischer gegeben und vermischt, um so eine Tonerzusammensetzung herzustellen. Darüber hinaus wurden 4 Teile der Tonerzusammensetzung und 100 Teile Ferritträger, der durch Überziehen eines Ferrit- Kernmaterials mit einem Siliciumharz hergestellt worden war, in den Nautamixer (von Hosokawa Micron Corporation) als Mischer gegeben. Dann wurden die Tonerzusammensetzung und der Ferritträger durch Bewegung vermischt, um so einen Entwickler der vorliegenden Erfindung herzustellen.
- Indem die Tonerzusammensetzung in einem Bad mit einer kontrollierten Temperatur von 50ºC über 48 Stunden belassen wurde, wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt, die für lange Zeit in einer Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war (im folgenden als "Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt war" bezeichnet).
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers und des Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Genauer ausgedrückt, der Kopiertest wurde unter Verwendung des Entwicklers begonnen und der Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurde als Vorratstoner (Zuführungstoner) verwendet. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben. Aus den Resultaten wird deutlich, daß die Menge des Toners in stabiler Weise in einem geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte stabil hoch war und im wesentlichen kein Schleier auftrat, selbst nachdem der Toner für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre gelassen worden war. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "o".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6 hergestellt, außer daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt war, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 192ºC war (gemessen mit einem Kontaktthermometer), die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 170ºC eingestellt wurde, und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,8 mm ausgewalzt wurde. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur war 4ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 170ºC war 23500 Pa·s.
- Der Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 durch spektroskopische Analyse analysiert. Das Resultat war, daß die Extinktion 0,2 war. Folglich war ein erfindungsgemäßer Toner erhalten worden.
- Als nächstes wurde eine Tonerzusammensetzung nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6 hergestellt. Dann wurden 4 Teile der Tonerzusammensetzung und 100 Teile Eisenträger (mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 100 um), hergestellt durch Überziehen eines Eisenkernmaterials (Eisenpulver) mit einem Fluorkunststoff, in den Nautamixer (von Hosokawa Micron Corporation) als Mischer gegeben. Die Tonerzusammensetzung und der Eisenträger wurden durch Bewegung vermischt, um so einen Entwickler der vorliegenden Erfindung herzustellen. Darüber hinaus wurde ein Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt war, in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 beschrieben, hergestellt.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers und des Toners, der hoher Temperatur ausgesetzt war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben. Aus den Resultaten ist zu ersehen, daß die Ladungsmenge in stabiler Weise in dem geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hoch gehalten wurden und im wesentlichen kein Schleier auftrat, selbst nachdem der Toner für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre gelassen worden war. Außerdem war die Tonerstreuung "o". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "o".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde nach demselben Verfahren, wie es in Beispiel 6 beschrieben ist, hergestellt, außer daß 2 Teile der Verbindung b (mit einem Schmelzpunkt von 195ºC) als quaternäre Ammoniumsalz-Verbindung anstelle der Verbindung a verwendet wurden, die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt war, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 190ºC war (gemessen mit einem Kontaktthermometer), die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 165ºC eingestellt wurde und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,3 mm ausgewalzt wurde. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung b und der Schmelzknettemperatur war 5ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 165ºC war 27000 Pa·s.
- Der Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 durch spektroskopische Analyse analysiert. Das Resultat war eine Extinktion von 0,4. Dementsprechend wurde ein Toner der vorliegenden Erfindung erhalten. Die Absorptionsmaximum- Wellenlänge trat in der Nähe von 287 nm auf.
- Als nächstes wurden eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler der vorliegenden Erfindung hergestellt, und zwar nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6. Darüber hinaus wurde ein Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers und des Toners, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 4 angegeben. Aus den Resultaten ist zu ersehen, daß die Ladungsmenge in dem geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hoch gehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Toner für eine lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war. Außerdem war die Tonerstreuung "o". Entsprechend war die Gesamtbeurteilung "o".
- Nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6 wurde ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 am hergestellt, allerdings mit der Ausnahme, daß 2 Teile der Verbindung b (mit einem Schmelzpunkt von 195ºC) anstelle der Verbindung a verwendet wurden, die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 197ºC war (bei Messung mit einem Kontaktthermometer), die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 180ºC eingestellt wurde und das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 2,0 mm ausgewalzt wurde. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung b und der Schmelzknettemperatur war 2ºC. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 80ºC war 15200 Pa·s.
- Der Toner wurde wie in der gleichen Weise wie in Beispiel durch spektroskopische Analyse analysiert. Das Ergebnis war, daß die Extinktion 0,25 war. Folglich war ein erfindungsgemäßer Toner erhalten worden. Die Absorptionsmaximum-Wellenlänge trat in der Nähe von 287 nm auf.
- Als nächstes wurden eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler der vorliegenden Erfindung nach demselben Verfahren, wie das für Beispiel 7 beschriebene, hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt war, in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt.
- Kopiertests wurden unter Verwendung des resultierenden Entwicklers und des Toners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, durchgeführt. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge in stabiler Weise im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hoch gehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Toner für eine lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Entsprechend war die Gesamtbeurteilung "o".
- Eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler wurden nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6 hergestellt. Außerdem würde ein Entwickler, der für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war (im folgenden als "Entwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt war", bezeichnet) hergestellt, indem der Entwickler für 48 Stunden in einem Bad mit einer kontrollierten Temperatur von 50ºC gelassen wurde.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Genauer ausgedrückt, der Kopiertest wurde unter Verwendung des Entwicklers begonnen und die Tonerzusammensetzung wurde als Vorratstoner eingesetzt. Die Resultate sind in Tabelle 5 gezeigt. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge in stabiler Weise im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hoch gehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Entwickler für eine lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war Außerdem war die Streuung des Toners "o". Die Gesamtbeurteilung war demnach "o".
- Eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler wurden nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 7 hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Entwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie das in Beispiel 10 hergestellt.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge in stabiler Weise im geeigneten Bereich gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hochgehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Entwickler für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre gehalten worden war. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Folglich war die Gesamtbeurteilung "o".
- Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 8 wurden eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Entwickler, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 10 hergestellt.
- Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge im geeigneten Bereich in stabiler Weise beibehalten worden war, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hochgehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Entwickler für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Folglich war die Gesamtbeurteilung "o".
- Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 9 wurden eine Tonerzusammensetzung und ein Entwickler hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Entwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 10 hergestellt.
- Unter Verwendung des Entwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 5 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge im geeigneten Bereich stabil gehalten wurde, die Bilddichte und die Tonerkonzentration in stabiler Weise hoch gehalten wurden und im wesentlichen keine Schleierbildung auftrat, selbst nachdem der Entwickler für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war. Außerdem war die Streuung des Toners "o". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "o".
- Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 6 wurde einer Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um hergestellt, allerdings mit der Ausnahme, daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt wurde, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 195ºC (gemessen mit einem Kontaktthermometer) war. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur war 7ºC.
- Der Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 durch spektroskopische Analyse analysiert. Das Ergebnis war, daß die Extinktion 0,25 war. Folglich war ein erfindungsgemäßer Toner erhalten worden.
- Als nächstes wurden ein erfindungsgemäßer Entwickler und ein Toner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie das in Beispiel 6 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Entwicklers und des Toners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge insgesamt leicht verringert war und der Grad der Schleierbildung insgesamt leicht erhöht war. Allerdings im wesentlichen kein Problem auf. In diesem Fall war die Streuung des Toners "Δ". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "Δ".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6, außer daß die Schmelzknettemperatur des Doppelschneckenkneters so eingestellt war, daß die Temperatur des schmelzgekneteten Gemisches 178ºC war (bei Messung mit einem Kontaktthermometer), hergestellt. Die Differenz zwischen dem Schmelzpunkt der Verbindung a und der Schmelzknettemperatur war 10ºC. Demnach lag die Schmelzknettemperatur außerhalb des oben genannten Bereichs.
- Der Toner wurde durch spektroskopische Analyse in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 analysiert. Das Resultat war, daß die Extinktion 0,5 war. Folglich wurde ein Vergleichstoner hergestellt.
- Als nächstes wurden ein Vergleichsentwickler und ein Vergleichstoner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 6 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers und des Vergleichstoners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge mit Anstieg der Zahl an produzierten Kopien abnahm und der Grad der Schleierbildung insgesamt anstieg. Außerdem war die Streuung des Toners "Δ". Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "x".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 hergestellt, allerdings mit der Ausnahme, daß die Dicke, zu der das schmelzgeknetete Gemisch ausgewalzt wurde, 1,0 mm war. Demnach lag die Dicke des schmelzgekneteten Gemischs außerhalb des oben angegebenen Bereichs.
- Der Toner wurde durch spektroskopische Analyse in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 analysiert. Das Resultat war, daß die Extinktion 0,18 war. Demnach war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurden ein Vergleichsentwickler und ein Vergleichstoner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, durch dasselbe Verfahren wie das in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers und des Vergleichstoners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge insgesamt deutlich verringert war und daß das Ausmaß der Schleierbildung insgesamt signifikant erhöht war. Außerdem war die Streuung des Toners "x" und der Kopiertest konnte nicht fortgesetzt werden, ohne gelegentlich die Innenseite des Kopiergeräts zu reinigen. Entsprechend war die Gesamtbeurteilung "x".
- Ein Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 hergestellt, allerdings mit der Ausnahme, daß das schmelzgeknetete Gemisch zu einer Dicke von 3,5 mm ausgewalzt wurde. Daher lag die Dicke des schmelzgekneteten Gemisches außerhalb des oben beschriebenen Bereichs.
- Der Toner wurde durch spektroskopische Analyse in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 analysiert. Das Ergebnis war, daß die Extinktion 0,43 war. Demnach war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurden ein Vergleichsentwickler und ein Vergleichstoner, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie in Beispiel 7 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers und des Vergleichstoners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 6 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge mit Anstieg der Zahl an produzierten Kopien abnahm und das Ausmaß der Schleierbildung mit Anstieg der produzierten Kopien höher wurde. Außerdem war das Streuen des Toners "Δ". Obgleich die Bildqualität nicht verringert war, wurde in diesem Fall das Innere des Kopiergeräts leicht verschmutzt. Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "x".
- Der Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 um wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 8, außer daß die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 200ºC eingestellt wurde, hergestellt. Die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches an der Entnahmeöffnung des Kneters, d. h. die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 200ºC, war 8900 Pa·s. Demnach lag die Temperatur an der Entnahmeöffnung außerhalb des oben angegebenen Bereichs.
- Der Toner wurde durch spektroskopische Analyse in der gleichen Weise wie in Beispiel 6 analysiert. Das Resultat war, daß die Extinktion 0,32 war. Dementsprechend war ein Vergleichstoner hergestellt worden.
- Als nächstes wurden ein Vergleichsentwickler und ein Vergleichstoner, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, nach demselben Verfahren wie in Beispiel 8 hergestellt. Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers und des Vergleichstoners, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Ladungsmenge insgesamt verringert war und das Ausmaß der Schleierbildung insgesamt erhöht war. Außerdem war die Streuung des Toners "Δ". Obgleich die Bildqualität nicht verringert war, wurde in diesem Fall das Innere des Kopiergeräts leicht verschmutzt. Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "Δ".
- Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 6 wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 6 hergestellt. Außerdem wurde ein Vergleichsentwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, hergestellt, indem dieselbe Behandlung wie in Beispiel 10 angewendet wurde.
- Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Genauer gesagt, der Kopiertest wurde unter Verwendung des Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, begonnen und die Tonerzusammensetzung wurde als Ersatztoner verwendet. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Streuung des Toners "o" war. Allerdings war die Tonerkonzentration viel niedriger als der spezifizierte Wert (3,8%) und daher war die Bilddichte insgesamt verringert. Folglich war die Gesamtbeurteilung "x".
- Nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 7 wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie das in Vergleichsbeispiel 14 hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsentwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, hergestellt, indem dieselbe Behandlung wie in Beispiel 10 angewendet wurde.
- Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Streuung des Toners "o" war. Allerdings war die Tonerkonzentration viel geringer als der spezifiziert Wert. Daher war die Bilddichte insgesamt verringert und es traten teilweise Bildfehler auf. Dementsprechend war die Gesamtbeurteilung "x".
- Nach demselben Verfahren wie das von Beispiel 8 wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsentwickler durch dieselben Arbeitsgänge wie in Vergleichsbeispiel 7 hergestellt. Außerdem wurde ein Vergleichsentwickler, der einer hohen Temperatur ausgesetzt worden war, hergestellt, indem dieselbe Behandlung wie in Beispiel 10 angewendet wurde.
- Es wurde ein Versuch zur Durchführung von Kopiertests unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, und der Tonerzusammensetzung durchgeführt. Allerdings konnte mit Kopieren nicht begonnen werden. Genauer gesagt, ein Kopiergerät, das bei den Kopiertests verwendet wurde, wurde mit einem Tonerkontrollsensor zum Nachweis der Ladungsmenge und der Tonerkonzentration im Entwickler ausgestattet. Der Sensor zeigt an, daß die Ladungsmenge und die Tonerkonzentration in dem Vergleichsentwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, außerhalb des spezifizierten Bereichs (Level) lagen. Daher wurde mit dem Kopieren nicht begonnen. Nach den Resultaten einer Messung war die Ladungsmenge des Vergleichsentwicklers 1,23 C/g und die des Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, 2,38 C/g. Es wurde somit klar gefunden, daß die Ladungsmenge deutlich verringert war, nachdem der Entwickler für lange Zeit in der Hochtemperaturatmosphäre belassen worden war.
- Nach demselben Verfahren wie das Beispiel 9 wurde eine Tonerzusammensetzung hergestellt. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsentwickler nach demselben Verfahren wie das von Vergleichsbeispiel 8 hergestellt. Außerdem wurde ein Vergleichsentwickler, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war, hergestellt, indem dieselbe Behandlung wie die in Beispiel 10 angewendet wurde.
- Unter Verwendung des resultierenden Vergleichsentwicklers, der hoher Temperatur ausgesetzt worden war und der Tonerzusammensetzung wurden Kopiertests durchgeführt. Die Resultate sind in Fig. 7 angegeben. Aus den Resultaten ist zu erkennen, daß die Streuung des Toners "o" war. Allerdings war die Tonerkonzentration viel niedriger als der spezifizierte Wert und demnach war die Bilddichte insgesamt verringert. Folglich war die Gesamtbeurteilung "x".
- Es wurden dieselben Arbeitsvorgänge wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer daß die Temperatur an der Entnahmeöffnung des Kneters auf 70ºC eingestellt wurde. Allerdings trat bei 70ºC einen übermäßige Belastung des Motors des Kneters auf und der Wert für den Strom überstieg die Obergrenze. Das Ergebnis war, daß der Kneter gestoppt wurde. Folglich wurde kein Toner erhalten. In diesem Fall war die Schmelzviskosität des schmelzgekneteten Gemisches bei 70ºC 160000 Pa·s. [TABELLE 4] [TABELLE 4 (Fortsetzung)] [TABELLE 5] [TABELLE 5 (Fortsetzung)] [TABELLE 6] [TABELLE 6 (Fortsetzung)] [TABELLE 7] [TABELLE 7 (Fortsetzung)]
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung elektrophotographischer
Tonerpartikel, umfassend die Stufen:
- Schmelzkneten eines Ausgangsmaterialgemisches, das
ein Bindemittelharz, ein Färbemittel und ein quaternäres
Ammoniumsalz als Ladungskontrollagens enthält, bei einer
Temperatur T, die durch
(M - 7) < T < (M + 7)
worin M der Schmelzpunkt des quaternären Ammoniumsalzes
ist, definiert ist, in einer Knetvorrichtung, die eine
Entnahmeöffnung hat, die bei einer Temperatur gehalten
wird, welche unter der liegt, bei der die
Schmelzviskosität eines schmelzgekneteten Gemisches
nicht höher als 10000 Pa·s ist;
- Entnehmen des schmelzgekneteten Gemisches durch die
Entnahmeöffnung aus der Knetvorrichtung;
- Auswalzen des schmelzgekneteten Gemisches zu einer
Dicke von 1,2 bis 3,0 mm;
- Kühlen des schmelzgekneteten Gemisches auf
Umgebungstemperatur;
- Zerkleinern und Klassifizieren des abgekühlten
Gemisches unter Bereitstellung von Tonerpartikeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das quaternäre
Ammoniumsalz die allgemeine Formel:
hat, worin R¹, R², R³ und R&sup4; jeweils eine gegebenenfalls
substituierte Alkyl- oder Aralkyl-Gruppe sind, Ar ein
gegebenenfalls substituierter aromatischer Ring ist und
n eine ganze Zahl ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die
Bestandteile des Toners mindestens ein Bindemittelharz
umfassen, das aus Styrolharzen, gesättigten
Polyesterharzen und ungesättigten Polyesterharzen
ausgewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das quaternäre
Ammoniumsalz in einer Gewichtsmenge von 0,05 bis
10 Teilen pro 100 Teile des Bindemittelharzes enthalten
ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Bestandteile mindestens ein Ladungskontrollagens
zusätzlich zu dem quaternären Ammoniumsalz umfassen, das
aus Nigrosin-Verbindungen, Polyaminharzen,
Triaminotriphenylmethanen, Imidazolen und Styrol-
Aminoacrylat-Copolymeren ausgewählt wird.
6. Toner, der durch das Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 5 erhältlich ist, und der außerdem ein oder
mehrere Hilfsmittel, ein externes Additiv und ein
Formentrennmittel umfaßt, wobei der Toner der
Ungleichung (I) genügt:
(B/A) < 0,2 (I)
worin A die Peakfläche des Thermoanalysen-
Absorptionspeaks einer quaternären Ammoniumsalz-
Verbindung pro Einheitsgewicht eines
Ausgangsmaterialgemischs ist, und B die Peakfläche des
Thermoanalysen-Absorptionspeaks der quaternären
Ammoniumsalz-Verbindung pro Einheitsgewicht des Toners,
der aus dem Ausgangsmaterialgemisch hergestellt wurde,
unter denselben Bedingungen ist.
7. Toner nach Anspruch 6, wobei das Hilfsmittel aus
Polyalkylenwachs, Paraffinwachs, höheren Fettsäuren,
Fettamiden und Metallseifen ausgewählt ist.
8. Toner nach Anspruch 7, der das Hilfsmittel in einer
Gewichtsmenge von 0,1 bis 10 Teilen pro 100 Teile des
Bindemittelharzes enthält.
9. Toner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das
externe Additiv feine Partikel eines Metalloxids oder
eines Kunstharzes sind.
10. Toner nach Anspruch 9, wobei das äußere Additiv in einer
Gewichtsmenge von 0,01 bis 5 Teilen pro 100 Teile des
Bindemittelharzes enthalten ist.
11. Toner nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das
Formentrennmittel Polyethylen oder Polypropylen ist.
12. Elektrophotographischer Entwickler, der einen Toner nach
einem der Ansprüche 6 bis 11 und einen Träger umfaßt.
13. Entwickler nach Anspruch 12, wobei der Träger ein
Ferrit- oder ein Eisen-Kernmaterial ist, das mit einem
Siliciumharz oder einem Fluorkunststoff überzogen ist.
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