FR2635596A1

FR2635596A1 - ELECTROPHOTOGRAPHIC TONER

Info

Publication number: FR2635596A1
Application number: FR8910567A
Authority: FR
Inventors: Toshiaki Murofushi; Koichi Oyamada
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1990-02-23
Also published as: JPH0797239B2; JPH0243564A; GB2222269A; DE3925928A1; GB8917594D0

Abstract

L'invention concerne un toner électrophotographique comprenant au moins un colorant et une résine liante, qui est caractérisé en ce qu'une poudre fine de silice, ayant une granulométrie moyenne ne dépassant pas 0,05 m, et des particules d'oxyde de titane, ayant une granulométrie moyenne d'au moins 0,1 m, sont déposées sur les surfaces des particules de toner.Provided is an electrophotographic toner comprising at least a colorant and a binder resin, which is characterized in that a fine silica powder, having an average particle size of not more than 0.05 m, and particles of titanium oxide. , having an average particle size of at least 0.1 m, are deposited on the surfaces of the toner particles.

Description

La présente invention concerne un toner éLectro-The present invention relates to an electro-

photographique pour développer une image électrostatique latente. En électrophotographie, on utilise couramment deux types de révélateur pour rendre visible L'image électrostatique latente sur une couche photosensible: Les révélateurs à un seuL composant faits de toners préparés par mélange à L'état fondu de résines, telles que Le polystyrène, des copoLymères de styrène-butadiène et des polyesters, avec des matières colorantes choisies parmi Les pigments et les colorants, tels que le noir de carbone et Le bleu de phtalocyanine, puis division du mélange en particules fines; et les révélateurs à deux photographic to develop a latent electrostatic image. In electrophotography, two types of developer are commonly used to make visible The latent electrostatic image on a photosensitive layer: Single component developers made of toners prepared by melt blending resins, such as polystyrene, co-polymers styrene-butadiene and polyesters, with coloring materials chosen from pigments and dyes, such as carbon black and phthalocyanine blue, then division of the mixture into fine particles; and the two revealers

composants dont Les toners sont mélangés avec des véhi- components whose toners are mixed with vehicles

cuLeurs qui sont sous forme de perles de verre ou de particules de métaux Ctels que Le fer, le nickel et un ferrite) facuLtativement revêtues de diverses résines, qui ont des tailles essentielLement égales à la taille colors which are in the form of glass beads or metal particles such as iron, nickel and a ferrite) optionally coated with various resins, which have sizes essentially equal to the size

du toner ou d'au plus 500 m.toner or at most 500m.

Cependant, ces révélateurs posent, lorsqu'on Les However, these developers pose, when

utilise seuls, des problèmes concernant les caractéris- use alone, problems with the characteristics

tiques désirées relativement à La quantité de La charge électrique, Lavitesse de charge, la capacité d'échange de charge, L'uniformité de la charge, L'influence de desired ticks relative to the amount of electrical charge, the charging speed, the charge exchange capacity, the uniformity of the charge, the influence of

L'environnement sur La qualité de L'image et La durabi- The environment on Image quality and sustainability

Lité du révélateur. Pour tenter de réduire ces inconvé- Lity of the developer. In an attempt to reduce these inconveniences

nients, on a souvent incorporé aux révélateurs des nents, developers have often incorporated

agents de régulation de la charge.load regulators.

Un des procédés utilisés selon ce principe consiste à incorporer de la silice aux révélateurs du One of the methods used according to this principle consists in incorporating silica into the developers of the

type devant etre chargé négativement, mais Les révéLa- type to be negatively charged, but Revelated

teurs obtenus n'ont pas un très grand pouvoir de déve- tors obtained do not have a very great power of development

loppement ni une capacité satisfaisante d'échange de charge dans Les toners et il y a une forte tendance à La formation de toners de poLarité opposée, ce qui accroit les risques de voile. On sait égaLement utiliser La silice dans Les toners du type destiné à être chargé positivement mais, dans ce cas également, il se produit facilement un voile par suite de La formation de toners de polarité opposée. La demande de brevet japonais publiée non examinée n 62-129866 propose d'utiliser non seulement des particules fines de silice mais également des particules d'oxyde de titane ne dépassant pas 0,05 m comme additif externe. Cependant, même cette development nor a satisfactory charge exchange capacity in the toners and there is a strong tendency to the formation of toners of opposite polarity, which increases the risks of haze. It is also known to use silica in toners of the type intended to be positively charged but, in this case also, a haze is easily produced as a result of the formation of toners of opposite polarity. Japanese unexamined published patent application No. 62-129866 proposes to use not only fine particles of silica but also particles of titanium oxide not exceeding 0.05 m as an external additive. However, even this

technique ne permet pas d'éviter complètement Le voile. technique does not completely avoid the veil.

RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

Un but de l'invention est de fournir un toner An object of the invention is to provide a toner

qui ne produit pratiquement pas le voile que provoque- which hardly produces the haze that

rait sinon la formation des toners de polarité opposée. otherwise the formation of toners of opposite polarity will occur.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Le toner électrophotographique de l'invention comprend au moins un colorant et une résine liante et est caractérisé en ce qu'à la fois une poudre fine de silice, ayant une granulométrie moyenne ne dépassant pas 0, 05 m, et des particules d'oxyde de titane, ayant une granulométrie moyenne d'au moins 0,1 m, sont déposées The electrophotographic toner of the invention comprises at least one dye and a binder resin and is characterized in that both a fine silica powder, having an average particle size not exceeding 0.05 m, and oxide particles of titanium, having an average particle size of at least 0.1 m, are deposited

sur les surfaces des particules de toner. on the surfaces of the toner particles.

La poudre fine de silice, que l'on utilise dans l'invention, n'est pas limitée à un type particulier quelconque tant qu'elle a une granulométrie moyenne ne dépassant pas 0,1 m. Un exemple préféré est une poudre fine de silice rendue hydrophobe par traitement avec un agent connu, tel que le diméthyldichlorosiLane. Des exemples spécifiques de la poudre fine de siLice que l'on peut utiliser comprennent Les R972 et R812 fournis par Nippon Aerosil Co. Ltd. On utilise la poudre fine de silice en des quantités comprises entre 0,1 et 3,0 % en The fine silica powder which is used in the invention is not limited to any particular type as long as it has an average particle size not exceeding 0.1 m. A preferred example is a fine silica powder made hydrophobic by treatment with a known agent, such as dimethyldichlorosiLane. Specific examples of the fine silica powder which can be used include R972 and R812 supplied by Nippon Aerosil Co. Ltd. The fine silica powder is used in amounts of between 0.1 and 3.0% by

poids, de préférence entre 0,2 et 1,5 % en poids. weight, preferably between 0.2 and 1.5% by weight.

On peut utiliser dans l'invention des particules d'oxyde de titane quelconques ayant une granulométrie moyenne d'au moins 0,1 m, mais on préfère celles ayant Any titanium oxide particles having an average particle size of at least 0.1 m can be used in the invention, but those having

une granuLométrie moyenne dans la gamme de 0,1 à 1,0 m. an average size in the range of 0.1 to 1.0 m.

Des exemples spécifiques des particules d'oxyde de Specific examples of oxide particles

titane que L'on peut utiliser dans L'invention compren- titanium which can be used in the invention includes

nent les KA-10 et KR-460, fournis par Titan Kogyo Kabushiki Kaisha. On utiLise les particules d'oxyde de titane en des quantités comprises entre 0,1 et 3,0 % en the KA-10 and KR-460, supplied by Titan Kogyo Kabushiki Kaisha. The titanium oxide particles are used in amounts of between 0.1 and 3.0% by

poids, de préférence entre 0,2 et 2,0 % en poids. weight, preferably between 0.2 and 2.0% by weight.

Les particules de toner, sur Les surfaces desquelles La poudre fine de silice et Les particules de titane, décrites ci-dessus, ont été déposées, ne sont pas Limitées à un type particulier quelconque et on peut utiliser toute particule de toner composée de colorants The toner particles, on the surfaces of which the fine silica powder and the titanium particles, described above, are not limited to any particular type and any toner particle composed of dyes can be used.

connus et de résines liantes connues. known and known binding resins.

Les résines Liantes que l'on peut utiLiser dans les particules de toner comprennent des homopolymères et Binder resins which can be used in toner particles include homopolymers and

copoLymères de styrènes, tels que Le styrène, Le chLoro- co-polymers of styrenes, such as styrene, chloro

styrène et le vinytstyrène; des monooléfines, telles styrene and vinytstyrene; monoolefins, such

que L'éthyLène, Le propylène, Le butylène et L'isobuty- as ethylene, propylene, butylene and isobuty-

Lène; des esters vinyLiques, teLs que L'acétate de vinyle, Le propionate de vinyLe et Le benzoate de Lene; vinyl esters, such as vinyl acetate, vinyl propionate and benzoate

vinyle; des esters d'acides monocarboxyLiques atiphati- vinyl; esters of atiphatic monocarboxylic acids

ques -méthyLéniques, teLs que L'acryLate de méthyle, l'acryLate d'éthyLe, L'acrylate de butyle, l'acrylate de dodécyLe, L'acrylate d'octyLe, L'acryLate de phényle, Le méthacryLate de méthyle, Le méthacrylate d'éthyLe, le méthacryLate de butyle et Le méthacryLate de dodécyle; des éthers vinyliques, tels que l'éther vinyLméthylique, l'éther vinyléthyLique et l'éther vinyLbutylique; et des cétones vinyliques, telles que la vinylméthylcétone, La vinyLéthylcétone et La vinyLisopropényLcétone. Les résines Liantes utilisées typiquement comprennent Le polystyrène, un copoLymère de styrène et d'un ester aLkyLique d'acide acrylique, un copoLymère de styrène et d'ester alkyLique d'acide méthacrylique, un copoLymère de styrène et d'acryLonitriLe, un copolymère de styrène et de butadiène, un copoLymère de styrène et d'anhydride maLéique, Le polyéthyLène et Le poLypropylène. De plus, on peut utiLiser des poLyesters, des poLyuréthannes, des résines époxydes, des résines de silicone, des poLyami- des, des colophanes modifiées, des paraffines et des cires. Des exempLes typiques des colorants que L'on peut utiliser dans le toner comprennent: Le noir de carbone, Les colorants de nigrosine, Le bleu d'aniLine, Le bleu calcoil, le jaune de chrome, le bleu d'outremer, le Du Pont oil red, Le jaune de quinoléine, le chLorure methyLenics, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacryLate and dodecyl methacryLate; vinyl ethers, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl vinyl ether; and vinyl ketones, such as vinyl methyl ketone, vinyLethyl ketone and vinyLisopropényLcétone. Binder resins typically used include polystyrene, a copolymer of styrene and an alkyl ester of acrylic acid, a copolymer of styrene and alkyl ester of methacrylic acid, a copolymer of styrene and acrylonitrile, a copolymer of styrene and butadiene, a copolymer of styrene and maleic anhydride, polyethylene and polypropylene. In addition, polyesters, polyurethanes, epoxy resins, silicone resins, polyamides, modified rosins, paraffins and waxes can be used. Typical examples of dyes that can be used in toner include: Carbon black, Nigrosine dyes, Aniline blue, Calcoil blue, Chromium yellow, Overseas blue, Du Pont oil red, quinoline yellow, chloride

du bLeu de méthylène, le bleu de phtaLocyanine, L'oxa- methylene blue, phthalocyanine blue, oxa

late du vert malachite, Le noir de Lampe, Le rose BengaLe, le C.I. pigment red 48:1, le C.I. pigment red 122, Le C.I. pigment red 57:1, Le C. I. pigment yeLLow 97, Le C.I. pigment yellow 12, le C.I. pigment blue :1, le C.I. pigment blue 15:3, etc. Si on Le désire, les particules de toner peuvent late malachite green, Lamp black, BengaLe pink, CI pigment red 48: 1, CI pigment red 122, CI pigment red 57: 1, CI pigment yeLLow 97, CI pigment yellow 12, CI pigment blue: 1, CI pigment blue 15: 3, etc. If desired, toner particles can

contenir d'autres additifs, tels que des agents de régu- contain other additives, such as regulating agents

Lation de la charge et des aides de fixage connus. Load linkage and known fixing aids.

Les particules de toner utiLisées dans la pré- The toner particles used in the pre-

sente invention ont une granulométrie moyenne qui, de sente invention have an average particle size which

préférence, ne dépasse pas environ 30 m, plus préféra- preferably not more than about 30 m, more preferably

bLement qui se situe dans la gamme de 3 à 20 m. bLement which is in the range from 3 to 20 m.

Le toner éLectrophotographique de L'invention peut être du type à un seul composant, qui n'utiLise pas un véhiculeur, ou du type à deux composants, qui utiLise un véhicuLeur. De préférence, le toner de L'invention The electrophotographic toner of the invention may be of the one-component type, which does not use a carrier, or of the two-component type, which uses a carrier. Preferably, the toner of the invention

est utilisé comme révélateur à deux composants. is used as a two-component developer.

Si des véhicuLeurs doivent être utilisés, on If carriers are to be used,

peut utiLiser des véhiculeurs connus sans aucune limita- can use known carriers without any limitation

tion particulière, tels que par exemple des véhiculeurs particular tion, such as for example carriers

en poudre de fer, des véhicules en ferrite, des véhicu- iron powder, ferrite vehicles, vehicles

Leurs en ferrite à revêtement de surface et des véhicu- Their surface-coated ferrite and vehicles

Leurs de type dispersion de poudre magnétique. Their magnetic powder dispersion type.

Dans La préparation du toner électrophotographi- In the preparation of the electrophotographic toner

que de L'invention, La poudre fine de siLice et Les par- as of the invention, the fine powder of siLice and the

ticuLes d'oxyde de titane décrites ci-dessus peuvent être déposées sur Les surfaces des particuLes de toner de façon connue, par exemple avec un mélangeur Henschel ou un mélangeur ayant un récipient en forme de V, que titanium oxide tics described above can be deposited on the surfaces of the toner particles in a known manner, for example with a Henschel mixer or a mixer having a V-shaped container, which

L'on utiLise à des fins de mélange. It is used for mixing purposes.

L'invention est décrite de façon plus détaiLLée The invention is described in more detail

par les exempLes suivants.by the following examples.

ExempLe 1EXAMPLE 1

CopoLymère réticuLé de styrène et de méthacryLate de n-butyle 90 % en poids Noir de carbone 10 % en poids Crosslinked copolymer of styrene and n-butyl methacrylate 90% by weight Carbon black 10% by weight

On mélange à l'état fondu les composants indi- The individual components are mixed in the molten state.

qués ci-dessus, puis on les puLvérise et on Les cLasse above, then we spray and classify them

pour obtenir des particules de toner ayant une granuLo- to obtain toner particles having a granule

métrie moyenne de 11 m. Ensuite, on ajoute aux particu- average metry of 11 m. Then we add to the particu-

Les de toner 0,8 % en poids d'une poudre fine de silice (granulométrie moyenne 0,016 m; fournie par Nippon Aerosil Co., Ltd. sous La marque de fabrique R972) et 1,0 % de particules d'oxyde de titane (granuLométrie moyenne 0,4 m; fournies par Titan Kogyo Kabushiki Kaisha sous La marque de fabrique KA-10) et on mélange Les composants respectifs dans un mélangeur Henschel pour que Les particules de silice et d'oxyde de titane soient déposées sur Les surfaces des particuLes de toner. Dans Le stade suivant, on malaxe, divise et classe 30 % en poids d'un copolymère de styrène et de méthacrylate de n-butyle et 70 % en poids de magnétite CEPT 1000 de Toda Industrial Co., Ltd.) pour obtenir une poudre de véhiculeur ayant une granuLométrie moyenne de m. On mélange Le toner préaLablement préparé (7 % en poids) avec 93 % en poids du véhicuLeur pour préparer un révélateur éLectrophotographique. On soumet ensuite Toner 0.8% by weight of a fine silica powder (average particle size 0.016 m; supplied by Nippon Aerosil Co., Ltd. under the trade name R972) and 1.0% of titanium oxide particles (average size 0.4 m; supplied by Titan Kogyo Kabushiki Kaisha under the trademark KA-10) and the respective components are mixed in a Henschel mixer so that the particles of silica and titanium oxide are deposited on the surfaces toner particles. In the following stage, 30% by weight of a copolymer of styrene and n-butyl methacrylate and 70% by weight of magnetite CEPT 1000 from Toda Industrial Co., are kneaded, divided and classified to obtain a powder. of conveyor having an average particle size of m. The previously prepared toner (7% by weight) is mixed with 93% by weight of the carrier to prepare an electrophotographic developer. We then submit

ce révélateur à un essai de copie avec une machine éLec- this developer to a copy test with an ELECTRIC machine

trophotographique (modification du FX-7790 de Fuji Xerox Co., Ltd.) et on peut obtenir jusqu'à 5 x 101 copies trophotographic (modification of FX-7790 from Fuji Xerox Co., Ltd.) and up to 5 x 101 copies can be obtained

sans observer de voiLe dO au toner de mauvais signe. without observing any dO to toner of bad sign.

Exemple comparatif 1 On prépare un toner et un véhicuLeur et on Les transforme en un révélateur électrophotographique comme dans L'exempLe 1, si ce n'est que L'on n'utiLise pas de particuLes d'oxyde de titane. Lorsqu'on effectue un Comparative Example 1 A toner and a carrier are prepared and transformed into an electrophotographic developer as in Example 1, except that no particles of titanium oxide are used. When performing a

essai de copie avec Le révéLateur, comme dans L'exem- copy test with the developer, as in Example

pLe 1, on peut obtenir jusqu'à 2 x 105 copies avec des résultats satisfaisants, mais on ne peut plus ensuite obtenir de copies sans observer un voiLe dO à un toner pLe 1, you can get up to 2 x 105 copies with satisfactory results, but you can no longer get copies without observing a toner DO

de mauvais signe.bad sign.

Exemple comparatif 2 On prépare un toner et un véhicuLeur et on Les transforme en un révéLateur électrophotographique comme COMPARATIVE EXAMPLE 2 A toner and a carrier are prepared and transformed into an electrophotographic developer as

dans L'exempLe 1, si ce n'est que l'on rempLace Les par- in example 1, except that we replace the parts

ticuLes d'oxyde de titane par 1,0 % en poids de particu- titanium oxide particles by 1.0% by weight of particles

Les d'oxyde de titane bien plus petites (granuLométrie moyenne 0,021 m; fournies par Nippon Aerosil Co., Ltd. sous La marque de fabrique P25). Lorsqu'on effectue un The much smaller titanium oxide ones (average size 0.021 m; supplied by Nippon Aerosil Co., Ltd. under the trade name P25). When performing a

ple 1, on peut obtenir jusqu'à 3 x 105 copies avec un résultat satisfaisant, mais on ne peut plus ensuite obtenir d'autres copies sans observer un voile dO à un ple 1, you can obtain up to 3 x 105 copies with a satisfactory result, but you can no longer obtain other copies without observing a veil dO at a

toner de mauvais signe.toner a bad sign.

Exemple 2Example 2

CopoLymère réticuLé de styrène et méthacryLate de n-butyLe 90 % en poids PhtaLocyanine de cuivre 9 % en poids Agent réguLateur de charge (Bontron P-51 d'Orient ChemicaL Industry Co., Ltd.) 1 % en poids On malaxe à L'état fondu Les composants indiqués Crosslinked copolymer of styrene and n-butyl methacrylate 90% by weight copper phthalocyanine 9% by weight charge control agent (Bontron P-51 from Orient ChemicaL Industry Co., Ltd.) 1% by weight molten state The components indicated

ci-dessus, on les pulvérise et on Les classe pour obte- above, we pulverize them and classify them to obtain

nir des particules de toner ayant une granulométrie moyenne de 11 m. Aux particules de toner obtenues, on ning toner particles with an average particle size of 11 m. The toner particles obtained are

ajoute 0,3 %-en poids d'une poudre fine de siLice (gra- add 0.3% by weight of a fine powder of siLice (gra-

nulométrie moyenne 0,007 m; fournie par Nippon Aerosil Co., Ltd. sous la marque de fabrique R812) et 1,0 % en poids de particules d'oxyde de titane (granuLométrie moyenne 0,3 m; fournies par Titan Kogyo Kabushiki Kaisha sous La marque de fabrique KR-460) et on mélange Les composants respectifs dans un mélangeur Henschel pour obtenir des particules de silice et d'oxyde de titane déposées sur les surfaces des particules de average null 0.007 m; supplied by Nippon Aerosil Co., Ltd. under the trademark R812) and 1.0% by weight of titanium oxide particles (average particle size 0.3 m; supplied by Titan Kogyo Kabushiki Kaisha under the trademark KR-460) and the respective components are mixed in a Henschel mixer to obtain particles of silica and titanium oxide deposited on the surfaces of the particles of

toner.toner.

Dans Le stade suivant, on prépare un véhiculeur, comme dans L'exemple 1 et on mélange 93 % en poids de ce véhicuLeur avec 7 % en poids du toner pour préparer un révélateur. Lorsqu'on soumet ce révélateur à un essai de In the following stage, a carrier is prepared, as in Example 1, and 93% by weight of this carrier is mixed with 7% by weight of the toner to prepare a developer. When this developer is tested for

copie avec une machine éLectrophotographique (modifica- copying with an electrophotographic machine (modification

tion du FX-7790 de Fuji Xerox Co., Ltd.) on peut obtenir jusqu'à 5 x 105 copies sans observer de voile dû à un FX-7790 from Fuji Xerox Co., Ltd.) up to 5 x 105 copies can be obtained without observing haze due to

toner de mauvais signe.toner a bad sign.

ExempLe 3EXAMPLE 3

On prépare un toner comme dans L'exemple 2, si We prepare a toner as in Example 2, if

ce n'est que L'on remplace les 9 % en poids de phtalo- it is only The 9% by weight of phthalo- is replaced

cyanine de cuivre par 9 % en poids du C.I. pigment red 48:1. On mélange ce toner avec un véhiculeur et on traite pour former un révélateur électrophotographique comme dans L'exemple 2. Lorsqu'on effectue un essai de copie avec Le révélateur obtenu, comme dans l'exemple 2, on peut obtenir jusqu'à 5 x 105 copies sans observer de copper cyanine with 9% by weight of C.I. pigment red 48: 1. This toner is mixed with a carrier and treated to form an electrophotographic developer as in Example 2. When performing a copy test with the developer obtained, as in Example 2, up to 5 x 105 copies without observing

voile dû à des toners de polarité opposée. haze due to toners of opposite polarity.

Comme il vient d'être décrit, le toner éLectro- As just described, the electro-

photographique de l'invention est caractérisé en ce qu'une poudre fine de siLice, ayant une granuLométrie moyenne ne dépassant pas 0,1 m, et des particules d'oxyde de titane, ayant une granuLométrie moyenne d'au photographic of the invention is characterized in that a fine silica powder, having an average particle size not exceeding 0.1 m, and titanium oxide particles, having an average particle size of at least

moins 0,1 m, sont déposées sur Les surfaces des parti- minus 0.1 m, are deposited on the surfaces of the parties

cules de toner. Par suite de cette constitution, même Lorsqu'on utilise Le toner de façon répétée, à Long terme, iL ne se forme pratiquement pas de toner de mauvais signe, si bien que L'on peut obtenir des copies toner cules. As a result of this constitution, even when toner is used repeatedly, in the long term, there is practically no toner of bad sign, so that copies can be obtained.

avec une qualité stable de L'image et sans voile. with stable image quality and without haze.

Claims

1. Electrophotographic toner comprising at least one dye and a binding resin, characterized in that a fine silica powder, having an average particle size not exceeding 0.05 m, and titanium oxide particles, having a medium particle size from at

minus 0.1 m, are deposited on the surfaces of the parties

toner cules.

2. Electrophotographic toner as claimed

cation 1, characterized in that said fine powder of

silica is made of hydrophobic silica.

3. Electrophotographic toner as claimed

cation 2, characterized in that said fine silica powder is incorporated into said toner in amounts of 0.1 to 3.0% by weight and said titanium oxide particles are incorporated in amounts of 0.1 to 3, 0%

in weight.

4. Electrophotographic toner as claimed

cation 3, characterized in that said toner particles have an average particle size of about 30 m or less.