ТОНЕР, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНЕРА И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
TONER, METHOD OF PRODUCING TONER AND IMAGE FORMING METHOD

Область техники
Настоящее изобретение относится к тонеру, способу изготовления тонера и способу формирования изображения.
Предпосылки изобретения
Проявители (девелоперы), используемые, например, в электрофотографии, электростатической записи и электростатической печати, прилипают на этапе проявления к несущему изображение элементу, на котором сформировано электростатическое изображение, затем на этапе переноса переносятся с несущего изображение элемента на носитель записи (например, лист бумаги для записи), а затем на этапе закрепления закрепляются на поверхности носителя записи. Как известно, такие проявители, которые проявляют электростатическое изображение, сформированное на несущем изображение элементе, приблизительно подразделяют на двухкомпонентные проявители, образованные из носителя и тонера, и однокомпонентные проявители, не нуждающиеся в носителе (магнитные или немагнитные тонеры).
Сухие тонеры, применяемые в электрофотографии, электростатической записи, электростатической печати и т.п., обычно производили тонким измельчением перемешанного в расплаве продукта связующего тонера (например, стироловой смолы и сложного полиэфира) и красящего вещества.
Для получения высококачественных изображений высокой четкости были проделаны усовершенствования по уменьшению диаметра частиц тонера. Однако частицы тонера, получаемые широко распространенными способами получения с использованием метода смешения и измельчения, являются аморфными. Следовательно, имеют место следующие отрицательные явления: образуются сверхтонкие частицы в процессе дальнейшего измельчения частиц тонера в результате перемешивания с носителем в проявочном устройстве или, когда тонер используют в качестве однокомпонентного проявителя, из-за напряжения при контакте с проявочным валиком, подающим тонер валиком, регулирующим толщину слоя ракелем, трибозарядным ракелем и т.п.; и качество изображения снижается из-за пластификатора, внедренного в поверхность тонера. Кроме того, вследствие их аморфной формы сыпучесть частиц тонера как порошка становится плохой, что требует большого количества пластификатора, а также низка степень наполнения бутылки для тонера частицами тонера, что препятствует уменьшению размеров. Поэтому в настоящее время такие частицы тонера с небольшим диаметром частиц не проявили своих преимуществ. То есть, существует предел диаметра частиц, который можно получить с использованием способа измельчения, и способ измельчения не может дать частицы тонера, имеющие меньшие диаметры частиц. Кроме того, неудовлетворительная способность к переносу, обусловленная аморфными формами измельченных частиц тонера, приводит к потере изображения в перенесенном изображении, а также требует большого количества тонера, расходуемого для компенсации потери изображения.
С учетом этого существует настоятельная потребность в дополнительном повышении эффективности переноса для получения высококачественных изображений, не имеющих потерь изображения, и уменьшении количества расходуемого тонера для снижения эксплуатационных расходов. Другими словами, когда эффективность переноса достаточно высока, нет необходимости применять блок очистки для удаления неперенесенного тонера с несущего изображение элемента и носителя записи. В результате также получают следующие преимущества: уменьшение размеров аппарата; снижение стоимости и отсутствие отходов тонера.
Для решения проблем, создаваемых такими аморфными формами, предложены различные способы изготовления сферических тонеров. Однако сферические частицы тонера простирают свои поверхности во всех направлениях и легко приходят в контакт с носителем и зарядным элементом, например, зарядным ракелем. В результате, сферические частицы тонера теряют со временем поляризуемость из-за загрязнения, часть фона загрязняется тонером, и происходит рассеивание тонера.
В качестве способа решения вышеприведенных проблем в PTL 1 предложен способ, содержащий: диспергирование или растворение материалов тонера в летучем растворителе, например, низкокипящем органическом растворителе; эмульгирование или формирование капель жидкости из полученной жидкой дисперсии или раствора в водной среде в присутствии диспергирующего агента и удаление летучего растворителя для получения тонера. Предложенный выше метод дает тонер так называемым способом суспензии с растворением полимеров, с объемной усадкой. Объем капель жидкости усаживается при удалении летучего растворителя. При использовании, в качестве диспергирующего агента, диспергирующего агента в форме твердых тонкодисперсных частиц, который не растворим в водной среде, получают только аморфные частицы, что является проблематичным. Кроме того, при увеличении содержания твердых веществ в растворителе для повышения производительности вязкость дисперсионной фазы повышается, приводя к тому, что получаемые частицы имеют большие диаметры частиц, распределение которых также является широким. Напротив, при уменьшении молекулярной массы смолы, применяемой для уменьшения вязкости дисперсионной фазы, невозможно обеспечить удовлетворительную закрепляемость (в частности, стойкость к горячему офсету).
В PTL 2 предложен также способ, содержащий: растворение или диспергирование материалов тонера в органическом растворителе; эмульгирование или диспергирование получившейся смеси в водной среде для агрегации и удаление органического растворителя с образованием тонера, а также способ, содержащий: перемешивание в расплаве материалов тонера; растворение или диспергирование перемешанного в расплаве продукта в органическом растворителе; эмульгирование или диспергирование получившихся раствора или жидкой дисперсии в водной среде и удаление органического растворителя с образованием тонера. Этот предложенный метод может предотвратить фазовое разделение смолы, улучшить диспергируемость компонентов тонера и предотвратить повторную агрегацию и сегрегацию смолы внутри частиц тонера, и может давать тонер, обладающий подходящей поляризуемостью и отделяемостью. Однако данный метод не способен удовлетворительно предотвращать загрязнение носителя и зарядного элемента, такого как зарядный ракель.
В PTL 3 предлагается также способ, содержащий: обеспечение возможности форполимеру, содержащему группу с активным водородом, и соединению, содержащему в молекуле по меньшей мере две функциональных группы, способные реагировать с группой с активным водородом, реагировать в водной среде с образованием частиц тонера. В этом предложенном методе используют низкомолекулярную смолу в способе суспензии с растворением полимеров, чтобы снизить вязкость дисперсионной фазы для облегчения эмульгирования, а также проводят реакцию полимеризации в частицах для повышения их закрепляемости. Однако этот предложенный метод не достаточно учитывает загрязнение тонером зарядного элемента и т.п. Например, данный метод не контролирует форму частиц для предотвращения загрязнения носителя и зарядного элемента, такого как зарядный ракель.
Кроме того, в PTL 4 предлагается тонер, содержащий сложный полиэфир, красящее вещество, разделительную добавку и соединение амида жирной кислоты, служащее в качестве способствующей закреплению добавки. В данном документе описывается, что тонер, изготовленный этим предложенным способом, обладает превосходной низкотемпературной закрепляемостью и стойкостью к офсету при высоких температурах, а также предотвращает загрязнение устройства закрепления и изображения. Однако нельзя утверждать, что этот тонер обладает удовлетворительными свойствами.
В PTL 5 предлагается также тонер электростатического проявления, содержащий полимерное связующее, содержащее сложноэфирный воск, который содержит сложноэфирные соединения, которые идентичны по числу атомов углерода (т.е. содержащееся в наибольшем количестве сложноэфирное соединение является лишь одним сложноэфирным соединением), в количестве от 50% по массе до 95% по массе, чтобы повысить стойкость к горячему офсету, низкотемпературную закрепляемость и антиадгезионную характеристику, а также получить хорошую прозрачность при проецировании (OHP). Этот предложенный тонер электростатического проявления содержит большое количество сложноэфирных соединений, имеющих одинаковое число атомов углерода, а значит, обладает четкой температурой плавления и превосходной закрепляемостью при конкретной температуре. Однако этому тонеру электростатического проявления трудно реагировать на изменение температуры закрепления в аппарате, например, электрографическом аппарате. Кроме того, тонер электростатического проявления вряд ли можно сделать тонером с низкотемпературной закрепляемостью. Кроме того, тонер электростатического проявления неудовлетворителен с точки зрения эффективности переноса и загрязнения в аппарате, что является проблематичным.
Для снижения электропотребления температура плавления тонера была снижена. В результате применяемая разделительная добавка должна резко плавиться при низкой температуре. Для снижения электропотребления эффективны следующие меры: повышение теплоемкости нагревающей среды (например, валика или ремня) для сокращения времени ее прогревания; и снижение температуры поверхности нагревающей среды (например, валика или ремня) во время закрепления. Однако, чем короче время прогревания, тем больше изменение температуры нагревающей среды при включении питания. Кроме того, поддержание температуры нагревающей среды на конкретной низкой температуре легко приводит к большему изменению температуры в процессе непрерывной подачи бумаги. Поэтому необходимо реагировать на изменение температуры закрепления, т.е. обеспечить широкий диапазон температур закрепления.
В связи с вышеизложенным, в настоящее время возникла потребность в тонере с превосходной низкотемпературной закрепляемостью, широким диапазоном температур закрепления, превосходной отделяемостью даже при высоких температурах закрепления, превосходной эффективностью переноса и низким загрязнением в аппарате; способе изготовления такого тонера и способе формирования изображения.
Список литературы
Патентные документы
PTL 1: публикация заявки на патент Японии (JP-A) № 07-152202
PTL 2: Патент Японии (JP-B) № 4284005
PTL 3: JP-A № 11-149179
PTL 4: JP-A № 2010-2901
PTL 5: JP-B № 3287733
Сущность изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение направлено на решение вышеописанных существующих проблем и достижение нижеследующих целей. В частности, целью настоящего изобретения является создание: тонера с превосходной низкотемпературной закрепляемостью, широким диапазоном температур закрепления, превосходной отделяемостью даже при высоких температурах закрепления, превосходной эффективностью переноса и низким загрязнением в аппарате; способа изготовления такого тонера и способа формирования изображения.
Решение проблемы
Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования для решения вышеописанных проблем и установили, что тонер, включающий полимерное связующее, содержащее сложноэфирную связь, и разделительную добавку, при этом разделительная добавка включает первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира, при этом число атомов углерода первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира отличается от числа атомов углерода второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, при этом количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является наибольшим, а количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является вторым по величине или таким же, как количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, при этом количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 30% по массе или более, но менее 50% по массе по отношению к разделительной добавке, и при этом количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 10% по массе или более, но менее 50% по массе по отношению к разделительной добавке, обладает превосходной низкотемпературной закрепляемостью, широким диапазоном температур закрепления, превосходной отделяемостью даже при высоких температурах закрепления, превосходной эффективностью переноса и низким загрязнением в аппарате. Настоящее изобретение было создано на основе этого установленного факта.
Настоящее изобретение основано на вышеуказанном результате исследований, полученном авторами настоящего изобретения. Средства решения проблем состоят в следующем.
<1> Тонер, включающий в себя:
полимерное связующее, содержащее сложноэфирную связь, и
разделительную добавку,
при этом разделительная добавка включает первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира,
при этом число атомов углерода первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира отличается от числа атомов углерода второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира,
при этом количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является наибольшим в разделительной добавке, а количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является вторым по величине в разделительной добавке или таким же, как количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира,
при этом количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 30% по массе или более, но менее 50% по массе по отношению к разделительной добавке, и
при этом количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 10% по массе или более, но менее 50% по массе по отношению к разделительной добавке.
<2> Способ изготовления тонера по пункту <1>, включающий в себя:
растворение или диспергирование в органическом растворителе разделительной добавки и по меньшей мере одного из полимерного связующего, содержащего сложноэфирную связь, и предшественника полимерного связующего, содержащего сложноэфирную связь, чтобы тем самым приготовить жидкость с материалами тонера,
эмульгирование или диспергирование жидкости с материалом тонера в водной среде для приготовления эмульсии или жидкой дисперсии, и
удаление органического растворителя из эмульсии или жидкой дисперсии с образованием частиц основы.
<3> Способ формирования изображения, включающий в себя:
зарядку поверхности несущего изображение элемента,
воздействие на заряженную поверхность несущего изображение элемента светом для формирования скрытого электростатического изображения на несущем изображение элементе,
проявление скрытого электростатического изображения, сформированного на несущем изображение элементе, проявителем, содержащим тонер, для формирования тонерного изображения на несущем изображение элементе,
перенесение тонерного изображения на носитель записи, и
закрепление перенесенного тонерного изображения на носителе записи,
при этом тонер является тонером по пункту <1>.
Полезные эффекты изобретения
Настоящее изобретение может обеспечить: тонер с превосходной низкотемпературной закрепляемостью, широким диапазоном температур закрепления, превосходной отделяемостью даже при высоких температурах закрепления, превосходной эффективностью переноса и низким загрязнением в аппарате; способ изготовления такого тонера; и способ формирования изображения. Они позволяют решить вышеописанные существующие проблемы.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение строения одного примерного аппарата формирования изображения, в котором выполняется способ формирования изображения по настоящему изобретению.
Описание вариантов осуществления
(Тонер)
Тонер по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, полимерное связующее, содержащее сложноэфирную связь (содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее), и разделительную добавку; и, при необходимости, дополнительно содержит другие ингредиенты.
Тонер предпочтительно содержит частицы основы.
<Разделительная добавка>
Разделительная добавка содержит первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира, при этом число атомов углерода первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира отличается от числа атомов углерода второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, при этом количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является наибольшим в разделительной добавке, а количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира является вторым по величине в разделительной добавке или таким же, как количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира. Разделительная добавка предпочтительно содержит третье соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира; и, при необходимости, дополнительно содержит другие ингредиенты.
Соединение сложного алкилмоноэфира получают посредством, например, реакции этерификации между компонентом длинноцепочечной алифатической карбоновой кислоты и компонентом длинноцепочечного алифатического спирта. Например, этерификация между длинноцепочечной алифатической карбоновой кислотой довольно высокой чистоты (алкильная группа которой содержит, например, от примерно 15 до примерно 30 атомов углерода) и длинноцепочечным алифатическим спиртом высокой чистоты (алкильная группа которого содержит, например, от примерно 16 до примерно 35 атомов углерода) дает смесь соединений сложного алкилмоноэфира с узким распределением числа атомов углерода. Смесь соединений сложного алкилмоноэфира с узким распределением числа атомов углерода обладает узким диапазоном температур плавления, а также низкой вязкостью. Эта смесь содержит небольшое количество компонентов, испаряющихся при низких температурах, и легко отделяется от частиц тонера при нагревании, и, следовательно, обладает превосходной отделяемостью.
Кроме того, два или более соединения сложного алкилмоноэфира, содержащихся в разделительной добавке в заданных количествах, имеют соответственно разные полярности, зависящие от суммарного числа атомов углерода алкильных групп в их молекулах. Следовательно, один компонент соединений сложного алкилмоноэфира находится поблизости от поверхностного слоя частиц тонера для обеспечения отделяемости при низкой температуре. Тогда как другой компонент соединений сложного алкилмоноэфира находится внутри частиц тонера (т.е. ближе к ядрам частиц тонера), имея возможность выхода на поверхность, когда частицы тонера нагревают до высокой температуры. Такие распределенные соединения сложного алкилмоноэфира могут проявлять отделяемость при закреплении в широком диапазоне температур. Кроме того, поскольку не все компоненты разделительной добавки находятся в поверхностном слое частиц тонера, то разделительная добавка меньше загрязняет такие элементы, как зарядный элемент (например, зарядный ракель) и носитель. Следовательно, применение тонера по настоящему изобретению обеспечивает формирование превосходного по долговечности изображения.
Кроме того, когда частицы тонера содержат частицы основы, полученные эмульгированием капель масла в водной среде, полярности соединений сложного алкилмоноэфира в значительной степени влияют на состояние, в котором разделительная добавка содержится (находится) внутри частиц тонера. При этом, поскольку соединения сложного алкилмоноэфира, имеющие разные числа атомов углерода, смешаны вместе, то распределение их полярностей может позволить разделительной добавке подходящим образом содержаться (располагаться) внутри частиц тонера.
В результате исследований, выполненных авторами настоящего изобретения, установлено, что соединение сложного алкилмоноэфира, суммарное число атомов углерода которого является относительно небольшим, склонно находиться ближе к поверхности частиц тонера, а соединение сложного алкилмоноэфира, суммарное число атомов углерода которого является относительно большим, склонно рассеиваться внутри частиц тонера (ближе к ядрам частиц тонера).
-Первое и второе соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира-
Первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира является компонентом разделительной добавки, который содержится в наибольшем количестве.
Второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира является другим компонентом разделительной добавки, который содержится во втором по величине количестве или в таком же количестве, как и количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира.
Первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира особо не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от назначения. Их примеры включают соединения, представленные нижеследующей общей формулой (I):
Ra-COO-Rb … (I),
где Ra означает C15-C30-алкильную группу, а Rb означает C1-C34-алкильную группу.
Дополнительные примеры соединений сложного алкилмоноэфира, содержащихся в разделительной добавке, включают сложноэфирные соединения, синтезируемые посредством реакции этерификации между монофункциональной длинноцепочечной алифатической карбоновой кислотой и монофункциональным длинноцепочечным алифатическим спиртом.
Примеры монофункциональной длинноцепочечной алифатической карбоновой кислоты включают нонадекановую кислоту, арахиновую кислоту, генэйкозановую кислоту, докозановую кислоту, тетракозановую кислоту, пентакозановую кислоту, гексакозановую (церотиновую) кислоту, гептакозановую кислоту, октакозановую кислоту, нонакозановую кислоту, триаконтановую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахидоновую кислоту и бегеновую кислоту, при этом стеариновая кислота, бегеновая кислота и миристиновая кислота являются предпочтительными.
Примеры монофункционального длинноцепочечного алифатического спирта включают метанол, этанол, пропанол, бутан-1-ол, пентан-1-ол, гексан-1-ол, гептан-1-ол, октан-1-ол, нонан-1-ол, декан-1-ол, эйкозан-1-ол (эйкозанол), миристиловый спирт, цетиловый спирт, пальмитиловый спирт, стеариловый спирт, арахидиловый спирт и бегениловый спирт, при этом стеариловый спирт, эйкозанол и цетиловый спирт являются предпочтительными.
В соединениях сложного алкилмоноэфира, например, Ra предпочтительно является линейной C15-C30-алкильной группой (длинноцепочечной алифатической группой), более предпочтительно - линейной C17-C21-алкильной группой (длинноцепочечной алифатической группой). В варианте, Rb предпочтительно является линейной C14-C34-алкильной группой (длинноцепочечной алифатической группой), более предпочтительно - линейной C14-C20-алкильной группой (длинноцепочечной алифатической группой).
Количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 30% по массе или более, но менее 50% по массе, предпочтительно, 40% по массе или более, но менее 50% по массе, по отношению к разделительной добавке. Когда его количество меньше 30% по массе, то сформированный тонер обладает узким диапазоном температур закрепления и сниженной отделяемостью при высоких температурах закрепления. Кроме того, снижается эффективность переноса тонера, что вызывает загрязнение в аппарате. Между тем, когда его количество равно или больше 50% по массе, сформированный тонер обладает сниженной отделяемостью при высоких температурах закрепления. Кроме того, снижается эффективность переноса тонера, что вызывает загрязнение в аппарате.
Количество второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира составляет 10% по массе или более, но менее 50% по массе, предпочтительно, 40% по массе или более, но менее 50% по массе, по отношению к разделительной добавке. Когда его количество меньше 10% по массе, то сформированный тонер не может реагировать на изменение температуры закрепления в аппарате и не обладает удовлетворительной отделяемостью при верхнем и нижнем пределах температур в аппарате.
Разность в числе атомов углерода между первым соединением сложного C30-C50 алкилмоноэфира и вторым соединением сложного C30-C50 алкилмоноэфира предпочтительно составляет 1-12 по абсолютному значению, более предпочтительно, 2-8, особенно предпочтительно, 4-8. Когда разность в числе атомов углерода между ними составляет 13 или более, то в конкретном диапазоне температур закрепления испаряется увеличенное количество компонентов, потенциально вызывая загрязнение в аппарате. Когда разность в числе атомов углерода между ними попадает в пределы вышеприведенного особенно предпочтительного диапазона, то сформированный тонер превосходен по всем характеристикам из минимальной температуры закрепления, диапазона температур закрепления, отделяемости при высоких температурах закрепления, эффективности переноса и свойства противозагрязнения в аппарате, что полезно.
Кроме того, поскольку температура закрепления в аппарате регулируется в пределах некоторого диапазона температур (например, узкого диапазона температур около предварительно заданной температуры ±10°C), то, когда число атомов углерода первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира меньше на 13 или больше, чем число атомов углерода второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, то количество разделительной добавки, испаряющейся в пределах регулируемого диапазона температур, может увеличиться (испаряется большая часть первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира).
Суммарное количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Суммарное их количество предпочтительно составляет 60% по массе или более, более предпочтительно, 80% по массе или более, особенно предпочтительно, 90% по массе или более, по отношению к разделительной добавке. Когда суммарное их количество находится в пределах вышеприведенного особенно предпочтительного диапазона, то это выгодно тем, что сформированный тонер имеет требуемую отделяемость и вызывает меньшее загрязнение в аппарате.
Что касается сочетания первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, то предпочтительными являются сочетание соединения сложного C36 алкилмоноэфира и соединения сложного C38 алкилмоноэфира, сочетание соединения сложного C36 алкилмоноэфира и соединения сложного C40 алкилмоноэфира, сочетание соединения сложного C36 алкилмоноэфира и соединения сложного C42 алкилмоноэфира, сочетание соединения сложного C38 алкилмоноэфира и соединения сложного C42 алкилмоноэфира, сочетание соединения сложного C34 алкилмоноэфира и соединения сложного C42 алкилмоноэфира, а также сочетание соединения сложного C30 алкилмоноэфира и соединения сложного C40 алкилмоноэфира.
-Третье соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира-
Третье соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира является компонентом разделительной добавки, который содержится в третьем по величине количестве или таком же количестве, как второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира.
Третье соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира является, например, соединением, представленным вышеприведенной общей формулой (I).
Суммарное количество первого соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира, второго соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира и третьего соединения сложного C30-C50 алкилмоноэфира особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Суммарное их количество предпочтительно составляет 95% по массе или более по отношению к разделительной добавке, поскольку сформированный тонер имеет требуемую отделяемость и вызывает меньшее загрязнение в аппарате.
Разделительная добавка содержит в качестве основных компонентов первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира и второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира. В ней могут содержаться разделительные добавки других типов (например, парафины), при условии, что сохраняются удовлетворительные уровни закрепляемости/отделяемости, меньшее загрязнение зарядного элемента и долговечность сформированного тонера.
Разделительную добавку можно получать этерификацией между исходными материалами (спиртами и кислотами) с различными числами атомов углерода для достижения намеченного распределения числа атомов углерода и очисткой. В альтернативном варианте, спирты и кислоты высокой чистоты (исходные материалы) можно подвергать взаимодействию друг с другом по отдельности, чтобы синтезировать соединения сложного алкилмоноэфира различных типов, а затем полученные соединения сложного алкилмоноэфира можно смешивать друг с другом.
Способ получения намеченной разделительной добавки смешением является, например, способом, по которому смесь соединений сложного алкилмоноэфира, содержащую первое соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира в качестве основного компонента (предпочтительно, в количестве 85% по массе или более), смешивают с другой смесью соединений сложного алкилмоноэфира, содержащей второе соединение сложного C30-C50 алкилмоноэфира (предпочтительно, в количестве 85% по массе или более).
Температура плавления разделительной добавки особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Она предпочтительно составляет от 50°C до 100°C, более предпочтительно, от 50°C до 75°C. Когда температура плавления ниже 50°C, при хранении тонера легко происходит слипание, приводящее к тому, что может ухудшаться сохраняемость термостойкости при хранении тонера. Тогда как, если температура плавления тонера выше 100°C, может ухудшаться низкотемпературная закрепляемость тонера.
Здесь температура плавления относится к температуре эндотермического пика, при которой количество теплоты, поглощаемой образцом (тонером), достигает максимума на кривой дифференциальной сканирующей калориметрии, полученной методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) (данная температура называется «максимальной температурой эндотермического пика»).
Вязкость расплава разделительной добавки особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Вязкость расплава разделительной добавки при 100°C предпочтительно составляет от 1,0 мПа·сек до 20 мПа·сек, более предпочтительно, от 1,0 мПа·сек до 10 мПа·сек. Когда вязкость расплава меньше 1,0 мПа·сек, может ухудшаться сыпучесть тонера. При этом, когда вязкость расплава выше 20 мПа·сек, то разделительная добавка может быть недостаточно диспергированной в тонере.
Здесь вязкость расплава можно измерять на ротационном вискозиметре Брукфилда.
Кислотное число разделительной добавки особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Оно предпочтительно составляет от 0,1 мгКОН/г до 20 мгКОН/г. С точки зрения стойкости к офсету и диспергируемости разделительной добавки ее кислотное число более предпочтительно составляет от 3 мгКОН/г до 15 мгКОН/г. Когда кислотное число меньше, чем 0,1 мгКОН/г, диспергируемость разделительной добавки становится недостаточной, в результате чего могут ухудшаться различные свойства сформированного тонера, такие как свойство противозагрязнения. Тогда как, когда кислотное число выше 20 мгКОН/г, разделительная добавка легко переводится в водную среду (водную фазу), в которой эмульгируют или диспергируют жидкость с материалами тонера (масляную фазу). В результате, количество разделительной добавки, содержащейся в частицах основы тонера, становится недостаточным, и, следовательно, может ухудшаться стойкость к офсету полученного тонера. Кроме того, разделительная добавка легко сосредотачивается на поверхностях частиц основы тонера, и, следовательно, полученный тонер, содержащий частицы основы, делается легко прилипающим к проявочному устройству, потенциально приводя к порче изображения. Кроме того, снижается разделимость разделительной добавки и сложного полиэфира, в результате чего может ухудшаться стойкость к офсету сформированного тонера.
Здесь кислотное число можно измерять с использованием потенциометрического автоматического титратора DL-53 (изделие компании Mettler-Toledo K.K.), электрода DG113-SC (изделие компании Mettler-Toledo K.K.) и программного обеспечения для анализа LabX Light версии 1.00.000. Титратор калибруют смесью растворителей толуола (120 мл) и этанола (30 мл). Температуру измерения устанавливают равной 23°C. Условия измерения следующие.
<Условия измерения>
Перемешивание
Скорость [%]: 25
Время [с]: 15
Титрование до точки эквивалентности (EQP)
Титрант/датчик
3
Титрант: CHONa
Концентрация [мол/л]: 0,1
Датчик: DG115
Единица измерения: мВ
Предварительное диспергирование до объема
Объем [мл]: 1,0
Время ожидания [с]: 0
Динамика добавления титранта
dE (уставка) [мВ]: 8,0
dV (мин.) [мл]: 0,03
dV (макс.) [мл]: 0,5
Режим измерения: Контроль по равновесию
dE [мВ]: 0,5
dt [с]: 1,0
t (мин.) [с]: 2,0
t (макс.) [с]: 20,0
Распознавание
Порог: 100,0
Только максимально крутой скачок: Нет
Диапазон: Нет
Тенденция: никакой
Окончание
при максимальном объеме [мл]: 10,0
при потенциале: Нет
при крутизне: Нет
после числа точек эквивалентности (EQP): Да
n=1
комбинированные условия окончания: Нет
Оценка
Процедура: Стандартная
Потенциал 1: Нет
Потенциал 2: Нет
Прекращение для повторной оценки: Нет
В частности, кислотное число измеряют в соответствии со стандартом JIS K0070-1992 нижеследующим образом. Сначала образец (0,5 г) добавляют в толуол (120 мг), затем растворяют путем перемешивания при комнатной температуре (23°C) в течение примерно 10 часов. Затем, в полученный раствор добавляют этанол (30 мл), чтобы приготовить раствор образца. Затем, приготовленный таким образом раствор образца титруют предварительно стандартизованным 0,1-нормальным (0,1N) спиртовым раствором гидроксида калия, посредством чего получают объем X (мл) титрования. Полученный таким образом объем X титрования подставляют в нижеследующее уравнение для вычисления кислотного числа:
Кислотное число = X×N×56,1/масса образца [мгКОН/г],
где N означает коэффициент 0,1N спиртового раствора гидроксида калия.
Количество разделительной добавки особо не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом в зависимости от назначения. Количество разделительной добавки предпочтительно составляет от 1% по массе до 20% по массе по отношению к частицам основы. Когда ее количество меньше 1% по массе, то может сужаться диапазон температур закрепления. Тогда как, когда ее количество больше 20% по массе, то может снижаться эффективность переноса.
Разделительная добавка предпочтительно тонко диспергирована в частицах основы, без сосредоточения на поверхностях частиц основы тонера. Диаметр дисперсии разделительной добавки предпочтительно составляет от 0,06 мкм до 0,80 мкм, более предпочтительно, от 0,10 мкм до 0,30 мкм. Когда диаметр ее дисперсии больше 0,80 мкм, увеличиваются изменения количества разделительной добавки между частицами основы, что может ухудшить поляризуемость и сыпучесть. Кроме того, разделительная добавка может прилипать к проявочному устройству. В результате, в некоторых случаях невозможно получить высококачественные изображения. Напротив, когда диаметр дисперсии разделительной добавки меньше 0,06 мкм, то доля разделительной добавки, присутствующей внутри частиц основы, увеличивается (доля разделительной добавки, присутствующей на поверхностях частиц основы, соответственно уменьшается), потенциально ухудшая отделяемость.
Здесь диаметр дисперсии относится к максимальному диаметру диспергированных частиц разделительной добавки.
Следует отметить, что способ измерения диаметра дисперсии разделительной добавки особо не ограничен и может быть выбран, например, следующим способом.
Сначала частицы основы внедряют в эпоксидную смолу, а затем полученный продукт разрезают на кусочки толщиной примерно до 100 нм. Полученный таким образом кусочек окрашивают тетроксидом рутения и затем изучают в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) при 10000-кратном увеличении, с последующим фотографированием. Полученную фотографию оценивают с точки зрения состояния дисперсии разделительной добавки, за счет чего можно измерить диаметр дисперсии разделительной добавки.
<Содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее>
Содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее особо не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом в зависимости от назначения. Его примеры включают сложные полиэфиры.
Примеры сложных полиэфиров включают немодифицированные сложные полиэфиры, модифицированные сложные полиэфиры и кристаллические сложные полиэфиры.
Немодифицированным сложным полиэфиром называют сложный полиэфир, не содержащий никаких других звеньев связи (например, уретановой связи и мочевинной связи), кроме сложноэфирной связи.
Модифицированным сложным полиэфиром называют сложный полиэфир, содержащий другие звенья связи в дополнение к сложноэфирной связи.
В качестве содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего можно использовать немодифицированный сложный полиэфир и модифицированный сложный полиэфир в сочетании. Например, в качестве компонентов связующего тонера можно использовать немодифицированный сложный полиэфир (ii) и модифицированный сложный полиэфир (i) [например, модифицированный мочевиной сложный полиэфир]. При использовании (i) и (ii) в сочетании повышается низкотемпературная закрепляемость, и при использовании в аппарате формирования цветного изображения усиливается также глянец. Таким образом, использование (i) и (ii) в сочетании предпочтительно по сравнению с использованием одного лишь (i). Кроме того, (i) и (ii) предпочтительно являются по меньшей мере частично совместимыми друг с другом, с точки зрения повышения низкотемпературной закрепляемости и стойкости к офсету. Поэтому сложный полиэфирный компонент (i) предпочтительно сходен с компонентом (ii).
-Немодифицированный сложный полиэфир-
Пиковая молекулярная масса немодифицированного сложного полиэфира (ii) особо не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом в зависимости от назначения. Она в общем составляет 1000-30000, более предпочтительно, 1500-10000, еще более предпочтительно, 2000-8000. Когда его пиковая молекулярная масса меньше чем 1500, может ухудшаться сохраняемость термостойкости при хранении. Если же его пиковая молекулярная масса больше чем 10000, то возможно ухудшение низкотемпературной закрепляемости.
Средневесовая молекулярная масса немодифицированного сложного полиэфира (ii) особо не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом в зависимости от назначения. Она предпочтительно составляет 2000-90000.
c
Температура (T) стеклования немодифицированного сложного полиэфира (ii) особо не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом в зависимости от назначения. С точки зрения получения широкого диапазона температур закрепления ее предпочтительно выбирают в диапазоне от 40°C до 80°C, более предпочтительно, от 50°C до 60°C.
Гидроксильное число немодифицированного сложного полиэфира (ii) особо не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом в зависимости от назначения. Оно предпочтительно составляет 5 мгКОН/г или более, более предпочтительно от 10 мгКОН/г до 120 мгКОН/г, еще более предпочтительно, от 20 мгКОН/г до 80 мгКОН/г. Когда его гидроксильное число меньше чем 5 мгКОН/г, то возможны затруднения с достижением как требуемой сохраняемости термостойкости при хранении, так и требуемой низкотемпературной закрепляемости.
Кислотное число немодифицированного сложного полиэфира (ii) особо не ограничено и может быть выбрано соответствующим образом в зависимости от назначения. Оно в общем составляет от 1 мгКОН/г до 50 мгКОН/г, предпочтительно, от 5 мгКОН/г до 40 мгКОН/г, более предпочтительно, от 20 мгКОН/г до 40 мгКОН/г, особенно предпочтительно, от 30 мгКОН/г до 40 мгКОН/г. Когда его кислотное число попадает в пределы вышеприведенного особенно предпочтительного диапазона, это выгодно тем, что сформированный тонер проявляет более превосходную способность к переносу и вызывает меньшее загрязнение в аппарате. Это, вероятно, объясняется тем, что диспергируемость разделительной добавки повышается, значительно увеличивая количество разделительной добавки, выходящей на поверхность тонера. Когда немодифицированный сложный полиэфир имеет кислотное число, сформированный тонер склонен приобретать отрицательный заряд.
Когда кислотное число и гидроксильное число превышают вышеприведенные диапазоны, на сформированном тонере отрицательно сказываются факторы окружающей среды при высокой температуре, высокой влажности или низкой температуре, низкой влажности окружающей среды, что легко вызывает снижение качества изображения.
-Кристаллический сложный полиэфир-
Когда тонер содержит кристаллический сложный полиэфир совместно с модифицированным сложным полиэфиром, различные конкретные соединения сложного алкилмоноэфира, используемые в качестве разделительной добавки, тонко диспергированы в тонере, что предотвращает загрязнение разделительной добавкой носителя и зарядного элемента. Кроме того, выяснилось, что регулировка вязкости расплава соединений сложного алкилмоноэфира при 100°C в значительной степени способствует высокой степени дисперсности разделительной добавки в тонере.
Механизм, посредством которого кристаллический сложный полиэфир повышает степень дисперсности соединения сложного алкилмоноэфира, не ясен, но предполагается следующий механизм.
В частности, кристаллический сложный полиэфир и соединения сложного алкилмоноэфира диспергируются в кристаллическом состоянии, без растворения в аморфной смоле в частицах основы. Кристаллический сложный полиэфир обладает сродством к соединениям сложного алкилмоноэфира и, следовательно, легко доступен для них, что способствует их взаимным диспергируемостям, вследствие чего разделительная добавка может тонко диспергироваться в частицах основы.
В частности, когда смесь соединений сложного алкилмоноэфира содержит компоненты с разными суммарными числами атомов углерода, один из компонентов обладает высоким сродством к кристаллическому сложному полиэфиру (этот один компонент может быть компонентом с большим числом атомов углерода), а другой или другие компоненты обладают высоким сродством к компоненту аморфного сложного полиэфира (эти другой или другие компоненты может или могут быть компонентом(ами) с меньшим числом атомов углерода). Благодаря данным эффектам, подходящим образом сочетающимся друг с другом, разделительная добавка (множество соединений сложного алкилмоноэфира) удовлетворительно диспергируется в полимерном связующем (связующем тонера).
Кристаллический сложный полиэфир первоначально применяли для улучшения закрепляемости. Однако в настоящем изобретении, кристаллический сложный полиэфир содержится в материале тонера совместно с соединениями сложного алкилмоноэфира (в частности, соединениями сложного алкилмоноэфира с вязкостью расплава каждого при 100°C от 1,0 мПа·сек до 20 мПа·сек). Применение кристаллического сложного полиэфира позволяет разделительной добавке тонко диспергироваться в частицах основы, в результате чего количество разделительной добавки, выходящей на поверхности частиц основы, уменьшается; т.е. разделительная добавка не локализована на их поверхностях, что сохраняло неизменным суммарное количество разделительной добавки, содержащейся в частицах основы. В результате, при том, что отделяемость во время закрепления сохраняется без изменений (не ухудшается), загрязнение носителя и зарядного элемента из-за разделительной добавки, присутствующей на поверхностях частиц тонера, содержащих частицы основы, подавляется, что дает хорошие результаты.
В общем, в способном к низкотемпературному закреплению тонере, использующем кристаллический сложный полиэфир, этот кристаллический сложный полиэфир существует в тонере в состоянии, в котором он является фазово-разделенным с аморфным связующим тонера. Следовательно, когда тонер расплавляют, требуются отделяемости, соответствующие обеим фазам. Поскольку в настоящем изобретении тонер, содержащий соединения сложного алкилмоноэфира двух или более типов, довольно выгоден по обеспечению отделяемостей сплавленного или расплавленного кристаллического сложного полиэфира и аморфного связующего тонера (например, немодифицированного сложного полиэфира и модифицированного сложного полиэфира), присутствующих в тонере в фазово-разделенном состоянии.
Введение кристаллического сложного полиэфира обеспечивает сформированному тонеру достаточно превосходную низкотемпературную закрепляемость, более широкий диапазон температур закрепления и достаточно превосходную отделяемость даже при высокой температуре закрепления.
Кристаллический сложный полиэфир получен взаимодействием между спиртовым компонентом и кислотным компонентом и является сложным полиэфиром, имеющим, по меньшей мере, температуру плавления.
Кристаллический сложный полиэфир предпочтительно представляет собой кристаллический сложный полиэфир, синтезированный с использованием, в качестве спиртового компонента, насыщенного C2-C12 алифатического диолового соединения (в частности, 1,4-бутандиола, 1,6-гександиола, 1,8-октандиола, 1,10-декандиола или 1,12-додекандиола) или его производного, а в качестве кислотного компонента - C2-C12 дикарбоновой кислоты, содержащей двойную связь (связь C=C), насыщенной C2-C12 дикарбоновой кислоты (в частности, фумаровой кислоты, 1,4-бутандиовой кислоты, 1,6-гександиовой кислоты, 1,8-октандиовой кислоты, 1,10-декандиовой кислоты или 1,12-додекандиовой кислоты) или ее производного.
В частности, с точки зрения уменьшения разности между температурой эндотермического пика и температурой эндотермического плеча, кристаллический сложный полиэфир предпочтительно состоит из одного спиртового компонента, который является 1,4-бутандиолом, 1,6-гександиолом, 1,8-октандиолом, 1,10-декандиолом или 1,12-додекандиолом, и одного компонента дикарбоновой кислоты, который является фумаровой кислотой, 1,4-бутандиовой кислотой, 1,6-гександиовой кислотой, 1,8-октандиовой кислотой, 1,10-декандиовой кислотой или 1,12-додекандиовой кислотой.
Кроме того, кристаллический сложный полиэфир предпочтительно является кристаллическим сложным полиэфиром, содержащим повторяющееся структурное звено, представленное нижеследующей общей формулой (1).
1
2
2
n
-[-O-CO-CR=CR-CO-O-(CH)-]- …(1).
1
2
В общей формуле (1) R и R каждый представляет атом водорода или углеводородную группу C1-C20; и n является натуральным числом.
Примеры способа управления кристалличностью и температурой размягчения кристаллического сложного полиэфира включают способ, по которому соответствующим образом конструируют молекулу нелинейных сложных полиэфиров или подобных соединений. Нелинейный сложный полиэфир можно синтезировать методом поликонденсации спиртового компонента, дополнительно содержащего трех- или более многоатомные спирты (например, глицерин), с кислотным компонентом, дополнительно содержащим трех- или более многоосновную карбоновую кислоту (например, тримеллитовый ангидрид).
Молекулярную структуру кристаллического сложного полиэфира можно подтвердить методом, например, твердотельного ЯМР.
В результате широких исследований, проведенных с учетом того, что кристаллический сложный полиэфир, обладающий узким распределением молекулярной массы и малой молекулярной массой, характеризуется превосходной низкотемпературной закрепляемостью, молекулярную массу кристаллического сложного полиэфира предпочтительно регулируют следующим образом. В частности, на диаграмме молекулярно-массового распределения, полученной методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ) растворимого вещества образца в o-дихлорбензоле, где по горизонтальной оси представлен lg(M), а по вертикальной оси - процентное содержание (%) по массе, предпочтительно, пик находится в диапазоне 3,5-4,0, а полуширина пика составляет 1,5 или менее. Кроме того, средневесовая молекулярная масса (Mw) составляет 1000-6500, среднечисловая молекулярная масса (Mn) составляет 500-2000, а Mw/Mn составляет 2-5.
Кислотное число кристаллического сложного полиэфира особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Оно предпочтительно составляет от 8 мгКОН/г до 45 мгКОН/г. Это обусловлено тем, что, для того чтобы добиться намеченной низкотемпературной закрепляемости в плане совместимости между бумагой и смолой, его кислотное число предпочтительно составляет 8 мгКОН/г или выше, более предпочтительно, 20 мгКОН/г или выше, а также, для того чтобы улучшить стойкость к горячему офсету, его кислотное число предпочтительно составляет 45 мгКОН/г или ниже.
Кроме того, гидроксильное число кристаллического сложного полиэфира предпочтительно составляет от 0 мгКОН/г до 50 мгКОН/г, более предпочтительно, от 5 мгКОН/г до 50 мгКОН/г, чтобы добиться требуемой низкотемпературной закрепляемости и превосходной поляризуемости.
Что касается диаметра частиц дисперсии кристаллического сложного полиэфира в частицах основы, то, предпочтительно, отношение диаметра по большой оси к диаметру по малой оси (диаметр по большой оси/диаметр по малой оси) составляет 3 или более, а диаметр по большой оси составляет от 0,2 мкм до 3,0 мкм. Когда вышеприведенное отношение меньше 3 и диаметр по большой оси меньше 0,2 мкм, то кристаллическому сложному полиэфиру сложно проявлять свою кристалличность, и, следовательно, в настоящем изобретении сложно обеспечить низкотемпературную закрепляемость. Когда диаметр по большой оси слишком велик, т.е. более 3,0 мкм, частицы тонера сильно деформируются и затем легко измельчаются в машине. Кроме того, кристаллический сложный полиэфир с таким диаметром по большой оси легко выходит на поверхность тонера. В предельном случае, кристаллический сложный полиэфир самостоятельно существует снаружи тонера, в конечном счете загрязняя детали машины. То есть, подгонка диаметра по большой оси в диаметре дисперсных частиц в диапазон от 0,2 мкм до 3,0 мкм гарантирует, что соединения сложного алкилмоноэфира тонко диспергированы в частицах основы, и предотвращает локализацию разделительной добавки на поверхностях частиц основы.
Кристаллический сложный полиэфир предпочтительно имеет температуру эндотермического пика от 50°C до 150°C при ее измерении методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Когда температура эндотермического пика ниже 50°C, то сформированные частицы тонера агрегируются во время хранения при высоких температурах, ухудшая сохраняемость термостойкости при хранении, в результате чего частицы тонера легко вызывают залипание при температурах проявочного устройства. Тогда как, когда температура эндотермического пика выше 150°C, то минимальная температура закрепления сформированного тонера становится слишком высокой для обеспечения низкотемпературной закрепляемости.
Предпочтительно, кристаллический сложный полиэфир равномерно диспергирован в тонере. При равномерном диспергировании кристаллического сложного полиэфира, который выполняет функцию содействия закреплению и обладает свойством быстро плавиться, в частицах тонера, содержащих частицы основы, кристаллический сложный полиэфир быстро диффундирует в тонере во время нагревания, проявляя хорошую отделяемость.
При этом поверхность сечения частиц тонера можно изучать и оценивать в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) следующим образом.
В частности, полученные частицы тонера подвергают окрашиванию парами с использованием коммерчески доступного 5%-го по массе водного раствора тетроксида рутения. Окрашенные таким образом частицы тонера внедряют в эпоксидную смолу и затем разрезают алмазным ножом с использованием микротома (Ultracut-E) для подготовки микрошлифа. Толщину микрошлифа доводят до примерно 100 нм по интерференционному цвету эпоксидной смолы. Подготовленный микрошлиф помещают на медную координатную сетку, на которой упомянутый микрошлиф дополнительно подвергают окрашиванию парами с использованием коммерчески доступного 5%-го по массе водного раствора тетроксида рутения. Полученный микрошлиф изучают в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) (изделие JEM-2100F компании JEOL Ltd.) и регистрируют изображения поверхностей сечений частиц тонера в микрошлифе. Поверхности сечений 20 частиц тонера изучают для оценки поверхности тонера, образованной из кристаллического сложного полиэфира и тонкодисперсных частиц смолы (профиля поверхности сечения частиц тонера), чтобы тем самым оценить, как сосуществуют тонкодисперсные частицы смолы и кристаллический сложный полиэфир.
Сами частицы тонера окрашивают до подготовки микрошлифа, как изложено выше, и, следовательно, материал для окрашивания проникает в поверхности частиц тонера. Пленку покрытия, сформированную из тонкодисперсных частиц смолы, присутствующих в самом верхнем слое поверхности подлежащих фотографированию частиц тонера, можно наблюдать благодаря четкому различию в контрасте. Например, когда пленка покрытия, сформированная из тонкодисперсных частиц смолы, отличается от органических соединений внутри пленки покрытия, пленку покрытия можно отличить от смолы внутри частиц тонера.
Кроме того, микрошлиф дополнительно окрашен, как изложено выше, и, следовательно, кристаллический сложный полиэфир можно наблюдать с четким контрастом. Кристаллический сложный полиэфир окрашивается слабее, чем органические компоненты внутри частиц тонера. Вероятно, это объясняется тем, что степень проникновения материала для окрашивания внутрь кристаллического сложного полиэфира ниже, чем в органические компоненты внутри частиц тонера из-за, например, различия их плотностей. Интенсивно окрашенные области содержат большое количество атомов рутения и не пропускают электронные пучки, будучи темными в наблюдаемом изображении. Тогда как слабо открашенные области содержат небольшое количество атомов рутения и легко пропускают электронные пучки, будучи белыми в наблюдаемом изображении.
Кристаллический сложный полиэфир применяют в виде жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира (жидкой дисперсии в органическом растворителе), содержащей полимерное связующее в количестве от 5 массовых частей до 25 массовых частей на 100 массовых частей жидкой дисперсии. Кристаллический сложный полиэфир предпочтительно обладает средним диаметром частиц (диаметром дисперсии) от 200 нм до 3000 нм.
Когда диаметр дисперсии кристаллического сложного полиэфира меньше 200 нм, кристаллический сложный полиэфир агрегируется внутри частиц основы, в результате чего в некоторых случаях невозможно в достаточной мере получить эффект придания заряда. Тогда как, когда диаметр дисперсии кристаллического сложного полиэфира больше 3000 нм, свойства поверхности сформированного тонера ухудшаются, что приводит к загрязнению носителя, в результате чего невозможно поддерживать достаточную поляризуемость в течение длительного периода времени, а также может ухудшаться стойкость к внешним воздействиям.
Жидкая дисперсия кристаллического сложного полиэфира в органическом растворителе предпочтительно содержит кристаллический сложный полиэфир в количестве 5 массовых частей и другие содержащие сложноэфирную связь полимерные связующие, кроме кристаллического сложного полиэфира, в количестве от 5 массовых частей до 25 массовых частей на 100 массовых частей жидкой дисперсии. Более предпочтительно, она содержит кристаллический сложный полиэфир в количестве 5 массовых частей и другие содержащие сложноэфирную связь полимерные связующие, кроме кристаллического сложного полиэфира, в количестве 15 массовых частей. Когда количество другого содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего, кроме кристаллического сложного полиэфира, меньше 5 массовых частей, то диаметр дисперсии кристаллического сложного полиэфира не становится малым в некоторых случаях. Тогда как, когда количество другого содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего, кроме кристаллического сложного полиэфира, больше 25 массовых частей, жидкая дисперсия кристаллического сложного полиэфира в органическом растворителе вызывает агрегацию кристаллического сложного полиэфира при добавлении в раствор или жидкую дисперсию материалов тонера, в результате чего, в некоторых случаях, невозможно получить достаточный эффект низкотемпературного закрепления.
В случае, когда кристаллический сложный полиэфир нагревают в органическом растворителе и затем охлаждают, полученный раствор эмульгируют в водном растворе поверхностно-активного вещества для получения тонких дисперсоидов, и эти дисперсоиды непосредственно сушат для применения в производстве тонера, могут возникать следующие проблемы.
(1) Поскольку кристаллический сложный полиэфир растворяют в органическом растворителе и эмульгируют, то частицы являются сферическими и не сохраняют кристаллическое состояние.
(2) Даже если кристаллический сложный полиэфир осаждают при охлаждении, эмульгируют крупные частицы, не получая тонкодисперсных частиц.
(3) Дисперсоиды сушат в присутствии большого количества поверхностно-активного вещества (например, в количестве, соответствующем 1/5 (20% по массе) по отношению к кристаллическому сложному полиэфиру), вследствие чего тонкодисперсные частицы агрегируются и также покрываются поверхностно-активным веществом. Полученные частицы непосредственно применяются в производстве тонера и, следовательно, проявляют недостаточную дисперсность в тонере. Кроме того, кристаллический сложный полиэфир не способен оказывать свое действие даже при расплавлении во время закрепления.
Количество кристаллического сложного полиэфира предпочтительно составляет от 1 массовой части до 30 массовых частей на 100 массовых частей частиц основы. Когда количество кристаллического сложного полиэфира меньше 1 массовой части, то, в некоторых случаях, невозможно в достаточной мере получить эффект низкотемпературного закрепления. Тогда как, когда количество кристаллического сложного полиэфира больше 30 массовых частей, то количество кристаллического сложного полиэфира, присутствующего в самом верхнем слое поверхности тонера, является слишком большим, и кристаллический сложный полиэфир загрязняет несущий изображение элемент или другие элементы, потенциально снижая качество изображения, сыпучесть проявителя и плотность изображения. Кроме того, ухудшаются свойства поверхности сформированного тонера, что приводит к загрязнению носителя, в результате чего невозможно поддерживать достаточную поляризуемость в течение длительного периода времени, а также может снижаться стойкость к внешним воздействиям.
-Модифицированный сложный полиэфир-
Модифицированный сложный полиэфир содержит в своей молекулярной структуре по меньшей мере одну сложноэфирную связь и другие звенья связи, кроме сложноэфирной связи. Такой модифицированный сложный полиэфир может быть получен из предшественника смолы, способного давать модифицированный сложный полиэфир. Например, модифицированный сложный полиэфир может быть получен посредством реакции между сложным полиэфиром, содержащим функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом, и соединением, содержащим группу с активным водородом.
Примеры сложного полиэфира, содержащего функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом, включают сложно-полиэфирные форполимеры, содержащие, например, изоцианатную группу и/или эпоксидную группу. Такой сложный полиэфир, содержащий функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом, можно легко синтезировать посредством реакции сложного полиэфира (основного реагента) с широко известным изоцианирующим агентом (содержащим изоцианатную группу соединением) и/или эпоксидирующим агентом (содержащим эпоксидную группу соединением).
Например, введение в полимерное связующее модифицированного сложного полиэфира, полученного посредством реакции удлинения цепи между содержащим изоцианатную группу сложным полиэфиром (сложно-полиэфирным форполимером) и соединением, содержащим группу с активным водородом (например, амином), может увеличить разность между минимальной температурой закрепления и температурой возникновения горячего офсета, а также расширяет диапазон разделяющего действия.
Примеры изоцианирующего агента включают алифатические полиизоцианаты (например, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат и 2,6-диизоцианатометилкапроат), алициклические полиизоцианаты (например, изофорондиизоцианат и циклогексилметандиизоцианат), ароматические диизоцианаты (например, толуолдиизоцианат и дифенилметандиизоцианат), ароматические алифатические диизоцианаты (например, α,α,α',α'-тетраметилксилилендиизоцианат), изоцианураты и блочные продукты взаимодействия вышеупомянутых полиизоцианатов с фенольными производными, оксим, капролактам и т.п. Их можно использовать по одному или в сочетании.
Типичные примеры эпоксидирующего агента включают эпихлоргидрин.
В качестве одного примера далее описан случай, когда модифицированный сложный полиэфир (т.е. модифицированный сложный полиэфир, содержащий сложноэфирную связь и мочевинную связь) синтезируют посредством реакции между соединением, содержащим группу с активным водородом (например, амином), и содержащим изоцианатную группу сложным полиэфиром, служащим в качестве сложного полиэфира, имеющего функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом.
Что касается пропорции изоцианирующего агента, применяемого при получении содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира, то эквивалентное отношение [NCO]/[OH] изоцианатной группы [NCO] к гидроксильной группе [OH] сложного полиэфира (основного реагента) в общем составляет от 5/1 до 1/1, предпочтительно, от 4/1 до 1,2/1, более предпочтительно, от 2,5/1 до 1,5/1. Когда эквивалентное отношение [NCO]/[OH] больше чем 5, то возможно снижение низкотемпературной закрепляемости. Тогда как, когда отношение [NCO]/[OH] меньше чем 1, то количество мочевинных связей, содержащихся в модифицированном сложном полиэфире, невелико, и поэтому возможно снижение стойкости к горячему офсету.
Количество изоцианирующего агента, содержащегося в модифицированном сложном полиэфире, в общем составляет от 0,5% по массе до 40% по массе, предпочтительно, от 1% по массе до 30% по массе, более предпочтительно, от 2% по массе до 20% по массе. Когда количество изоцианирующего агента меньше 0,5% по массе, то возможно снижение стойкости к горячему офсету и возможны проблемы с достижением как требуемой сохраняемости термостойкости при хранении, так и требуемой низкотемпературной закрепляемости. Когда количество изоцианирующего агента больше 40% по массе, то возможно снижение низкотемпературной закрепляемости.
Число изоцианатных групп, содержащихся в расчете на одну молекулу в содержащем изоцианатную группу сложном полиэфире, в общем составляет 1 или более, предпочтительно, 1,5-3 в среднем, более предпочтительно, 1,8-2,5 в среднем. Когда их число на одну молекулу в среднем меньше чем 1, молекулярная масса модифицированного сложного полиэфира (модифицированного мочевиной сложного полиэфира), полученного в результате реакции удлинения цепи, является низкой, и, следовательно, возможно снижение стойкости к горячему офсету.
Когда в качестве соединения, содержащего группу с активным водородом, используют амин, амин является, например, диаминовым соединением, три- или более полиаминовым соединением, аминоспиртовым соединением, аминомеркаптановым соединением, аминокислотным соединением и соединениями, полученными блокировкой аминогрупп этих соединений.
Примеры диаминового соединения включают: ароматические диамины (например, фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин, 4,4'-диаминодифенилметан); алициклические диамины (например, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдициклогексилметан, диаминциклогексан и изофорондиамин); и алифатические диамины (например, этилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин).
Примеры три- или более полиаминового соединения включают диэтилентриамин и триэтилентетрамин.
Примеры аминоспиртового соединения включают этаноламин и гидроксиэтиланилин.
Примеры аминомеркаптанового соединения включают аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан.
Примеры аминокислотного соединения включают аминопропионовую кислоту и аминокапроновую кислоту.
Примеры соединений, полученных блокировкой аминогрупп этих соединений, включают оксазолиновые соединения и кетиминовые соединения, полученные из вышеупомянутых аминов и кетонов (например, ацетона, метилэтилкетона и метилизобутилкетона).
Из приведенных аминов предпочтительными являются диамины и смеси, состоящие, каждая, из любого из диаминов и небольшого количества любого из полиаминов. Амин можно также применять как сшивающий агент или удлинитель цепи.
При необходимости, можно также применить обрыватель цепи для регулировки молекулярной массы модифицированного сложного полиэфира (модифицированного мочевиной сложного полиэфира). Примеры обрывателя цепи включают моноамины (например, диэтиламин, дибутиламин, бутиламин и лауриламин) и соединения, полученные блокировкой моноаминов (кетиминовые соединения).
x
x
x
Что касается пропорции амина, то эквивалентное отношение [NCO]/[NH] изоцианатной группы [NCO] в содержащем изоцианатную группу сложном полиэфире к аминогруппе [NH] в амине в общем составляет от 1/2 до 2/1, предпочтительно, от 1,5/1 до 1/1,5, более предпочтительно, от 1,2/1 до 1/1,2. Когда эквивалентное отношение [NCO]/[NH] больше 2 или меньше 1/2, молекулярная масса модифицированного мочевиной сложного полиэфира, полученного в результате реакции удлинения цепи, является низкой, и, следовательно, возможно снижение стойкости к горячему офсету.
Модифицированный сложный полиэфир (модифицированный мочевиной сложный полиэфир) может содержать уретановую связь, а также мочевинную связь. Молярное отношение количества мочевинных связей к количеству уретановых связей (мочевинные связи/уретановые связи) в общем составляет от 100/0 до 10/90, предпочтительно, от 80/20 до 20/80, более предпочтительно, от 60/40 до 30/70. Когда их молярное отношение меньше, чем 10/90, то возможно снижение стойкости к горячему офсету.
Модифицированный сложный полиэфир (модифицированный мочевиной сложный полиэфир), полученный в результате реакции удлинения цепи между содержащим изоцианатную группу сложным полиэфиром и амином, производят, например, одностадийным способом или форполимерным способом. Средневесовая молекулярная масса модифицированного мочевиной сложного полиэфира в общем составляет 10000 или более, предпочтительно, 20000-10000000, более предпочтительно, 30000-1000000. Когда она меньше, чем 10000, то возможно снижение стойкости к горячему офсету. Среднечисловая молекулярная масса модифицированного мочевиной сложного полиэфира особо не ограничена, когда дополнительно применяют нижеупомянутый немодифицированный сложный полиэфир; она может быть такой среднечисловой молекулярной массой, которая помогает получить вышеупомянутую средневесовую молекулярную массу. Когда в качестве полимерного связующего используют только модифицированный мочевиной сложный полиэфир, его среднечисловая молекулярная масса в общем составляет 20000 или менее, предпочтительно, 1000-10000, более предпочтительно, 2000-8000. Когда она больше, чем 20000, то возможно снижение низкотемпературной закрепляемости, и, если модифицированный мочевиной сложный полиэфир используют в аппарате формирования цветного изображения, то возможно снижение глянца.
В вышеописанном тонере содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее (связующее тонера) может быть, например, полимерным связующим, содержащим модифицированный сложный полиэфир (i) и немодифицированный сложный полиэфир (ii), полимерным связующим, содержащим немодифицированный сложный полиэфир (ii) и кристаллический сложный полиэфир (iii), или полимерным связующим, содержащим модифицированный сложный полиэфир (i), немодифицированный сложный полиэфир (ii) и кристаллический сложный полиэфир (iii).
Например, когда (i), (ii) и (iii) применяют в сочетании, массовое отношение [(i)/(ii)+(iii)] в тонере в общем составляет от 5/95 до 25/75, предпочтительно, от 10/90 до 25/75, более предпочтительно, от 12/88 до 25/75, особенно предпочтительно, от 12/88 до 22/78, чтобы позволить тонеру проявлять низкотемпературную закрепляемость. Кроме того, массовое отношение [(ii)/(iii)] в общем составляет от 99/1 до 50/50, предпочтительно, от 95/5 до 60/40, более предпочтительно, от 90/10 до 65/35. Если массовое соотношение между (i), (ii) и (iii) отклоняется от вышеприведенных предпочтительных диапазонов, то возможно снижение стойкости к горячему офсету и возможны затруднения с достижением как требуемой сохраняемости термостойкости при хранении, так и требуемой низкотемпературной закрепляемости.
c
В настоящем изобретении температура (T) стеклования содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего (связующего тонера) в общем составляет от 40°C до 70°C, предпочтительно, от 40°C до 65°C. Когда она ниже 40°C, может ухудшаться сохраняемость термостойкости тонера при хранении. Тогда как, когда она выше 70°C, низкотемпературная закрепляемость может становиться неудовлетворительной.
Благодаря присутствию модифицированного мочевиной сложного полиэфира в качестве модифицированного сложного полиэфира, тонер по настоящему изобретению, содержащий частицы основы, склонен превосходить по сохраняемости термостойкости при хранении известные тонеры на основе сложных полиэфиров, даже если температура стеклования низка.
2
Модуль накопления упругости содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего особо не ограничен и может быть выбран соответствующим образом в зависимости от назначения. Температура (TG'), при которой он равен 10000 дин/см, при частоте измерения 20 Гц, в общем составляет 100°C или выше, предпочтительно, от 110°C до 200°C. Когда данная температура меньше 100°C, то возможно снижение стойкости к горячему офсету.
Вязкость связующего тонера особо не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом в зависимости от назначения. Температура (Tη), при которой она равна 1000 П (пуаз), при частоте измерения 20 Гц, в общем составляет 180°C или ниже, предпочтительно, от 90°C до 160°C. Когда эта температура выше 180°C, то возможно снижение низкотемпературной закрепляемости. Соответственно, с точки зрения баланса между низкотемпературной закрепляемостью и стойкостью к горячему офсету желательно, чтобы TG' была выше, чем Tη. Иначе говоря, разность (TG'-Tη) между TG' и Tη предпочтительно составляет 0°C или больше, более предпочтительно, 10°C или больше, особенно предпочтительно, 20°C или больше.
Верхний предел разности между TG' и Tη особо не ограничен.
c
c
Кроме того, с точки зрения баланса между сохраняемостью термостойкости при хранении и низкотемпературной закрепляемостью, разность (Tη-T) между Tη и T предпочтительно составляет от 0°C до 100°C, более предпочтительно, от 10°C до 90°C, особенно предпочтительно, от 20°C до 80°C.
Сложный полиэфир, содержащийся в содержащем сложноэфирную связь полимерном связующем, предпочтительно, имеет пиковую молекулярную массу 1000-30000, компонент с молекулярной массой 30000 или более в количестве от 1% по массе до 80% по массе и среднечисловую молекулярную массу 2000-15000 по молекулярно-массовому распределению растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ) его вещества. Кроме того, сложный полиэфир предпочтительно содержит компонент с молекулярной массой 1000 или менее в количестве от 0,1% по массе до 5,0% по массе по молекулярно-массовому распределению растворимого в ТГФ вещества сложного полиэфира, содержащегося в связующем тонера. Кроме того, сложный полиэфир, содержащийся в связующем тонера, предпочтительно содержит растворимое в ТГФ вещество в количество от 1% по массе до 15% по массе.
<Другие ингредиенты>
Примеры других ингредиентов включают красящее вещество, регулятор заряда и внешнюю добавку.
-Красящее вещество-
Красящее вещество может быть любым из известных красителей или пигментов. Примеры красящего вещества содержат технический углерод (углеродную сажу), нигрозиновый краситель, порошковую сурьму, нафтол желтый S, ганза желтый (10G, 5G и G), кадмиевый желтый, желтый железооксидный пигмент, желтую охру, свинцовый глет, титановый желтый, желтый полиазокраситель, масляный желтый, ганза желтый (GR, A, RN и R), пигмент желтый L, бензидиновый желтый (G и GR), перманентный желтый (NCG), пигмент теплостойкий желтый (5G, R), тартразиновый краситель, хинолиновый желтый краситель, антразановый желтый BGL, изоиндолинон желтый, колкотар, свинцовый сурик, свинцовую киноварь, кадмиевый красный, ртуть-кадмиевый красный, сурьмяную киноварь, перманентный красный 4R, паракрасный, файзер красный, парахлорортонитроанилин красный, литол алый прочный G, бриллиантовый алый прочный, бриллиантовый карминовый BS, перманентный красный (F2R, F4R, FRL, FRLL и F4RH), прочный алый VD, вулкан прочный красный B, бриллиантовый алый G, литол фуксин GX, перманентный красный F5R, бриллиантовый карминовый 6B, пигмент алый 3B, пигмент бордо 5B, толуидиновый каштановый, перманентный бордо F2K, гелиобордо BL, пигмент бордо 10B, каштановый светлый BON, каштановый средний BON, эозиновый лак, родаминовый лак B, родаминовый лак Y, ализариновый лак, тиоиндиго красный B, тиоиндиго каштановый, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазокраситель красный, хромовую киноварь, бензидиновый оранжевый, периноновый оранжевый, масляный оранжевый, кобальтовую синь, лазурь железную сухую, щелочной голубой лак, блестящий синий лак, лак виктория голубой, не содержащий металлов фталоцианиновый синий, фталоцианиновый синий, стойкую лазурь, индатреновый синий (RS и BC), индиго, ультрамарин, берлинскую лазурь, антрахиноновый синий, стойкий фиолетовый B, метилфиолетовый лак, кобальт пурпурный, марганцевый фиолетовый, диоксановый фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хромовую зелень, цинковую зелень, оксид хрома, виридиан, изумрудную зелень, пигмент зеленый B, нафтол зеленый B, зеленое золото, кислотный зеленый лак, малахитовый зеленый лак, фталоцианиновый зелёный, антрахиноновый зеленый, оксид титана, цинковый цвет и литопон.
Эти красящие вещества можно применять поодиночке или в сочетании.
Количество красящего вещества особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Количество красящего вещества в общем составляет от 1% по массе до 15% по массе, предпочтительно, от 3% по массе до 10% по массе, по отношению к тонеру.
Красящее вещество можно смешивать со смолой для формирования маточной смеси.
Примеры смолы, которую применяют для получения маточной смеси или которую перемешивают с маточной смесью, включают вышеописанные модифицированные или модифицированные полиэфирные смолы; полимеры стирола и их замещенные продукты (например, полистиролы, поли-п-хлорстиролы и поливинилтолуолы); сополимеры стирола (например, стирол-п-хлорстирольные сополимеры, стирол-пропиленовые сополимеры, сополимеры стирола с винилтолуолом, сополимеры стирола с винилнафталином, сополимеры стирола с метилакрилатом, сополимеры стирола с этилакрилатом, сополимеры стирола с бутилакрилатом, сополимеры стирола с октилакрилатом, сополимеры стирола с метилметакрилатом, сополимеры стирола с этилметакрилатом, сополимеры стирола с бутилметакрилатом, сополимеры метилстирола с α-хлорметакрилатом, сополимеры стирола с акрилонитрилом, сополимеры стирола с винилметилкетоном, сополимеры стирола с бутадиеном, сополимеры стирола с изопреном, сополимеры стирола с акрилонитрилом и инденом, сополимеры стирола с малеиновой кислотой и сополимеры стирола со сложным эфиром малеиновой кислоты); полиметилметакрилаты; полибутилметакрилаты; поливинилхлориды; поливинилацетаты; полиэтилены; полипропилены, сложные полиэфиры; эпоксидные смолы; эпоксиполиоловые смолы; полиуретаны; полиамиды; поливинилбутирали; полиакрилатные смолы; канифоль; модифицированную канифоль; терпеновые смолы; смолы алифатических или ациклических углеводородов; смолы из ароматической фракции нефти; хлорированные парафины и парафиновые воски.
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Маточную смесь можно готовить смешением/перемешиванием красящего вещества со смолой для применения в маточной смеси, с приложением высокого усилия сдвига. Для улучшения смешения этих материалов можно также воспользоваться органическим растворителем. Кроме того, предпочтительно применяют способ «вспышки», в котором водную пасту, содержащую красящее вещество, смешивают/перемешивают со смолой и органическим растворителем, а затем красящее вещество переносят в смолу с удалением воды и органического растворителя, так как влажный осадок красящего вещества можно использовать непосредственно (т.е. без потребности в сушке). При упомянутом смешении/перемешивании предпочтительно применяют мешалку с большими усилиями сдвига (например, трехвальцовую мельницу).
-Регулятор заряда-
Регулятор заряда особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. Примеры регулятора заряда включают нигрозиновые красители, трифенилметановые красители, красители на основе хромсодержащих комплексов металлов, пигменты на основе хелатов молибденовой кислоты, родаминовые красители, алкоксиамины, четвертичные аммониевые соли (в том числе модифицированные фтором четвертичные аммониевые соли), алкиламиды, фосфор, соединения фосфора, вольфрам, соединения вольфрама, фторсодержащие активные агенты, соли салициловой кислоты и металлов и соли производных салициловой кислоты и металлов.
Регулятор заряда может быть коммерчески доступным продуктом. Примеры коммерчески доступного продукта включают нигрозиновый краситель BONTRON 03, четвертичную аммониевую соль BONTRON P-51, металлосодержащий азокраситель BONTRON S-34, комплекс металла на основе оксинафтойной кислоты E-82, комплекс металла на основе салициловой кислоты E-84 и фенольный конденсат E-89 (продукты компании ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), комплекс молибдена и четвертичных аммониевых солей TP-302 и TP-415 (продукты компании Hodogaya Chemical Co., Ltd.) и LRA-901 и комплекс бора LR-147 (продукты компании Japan Carlit Co., Ltd.).
Количество регулятора заряда особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Количество регулятора заряда предпочтительно составляет от 0,1 массовой части до 10 массовых частей, более предпочтительно, от 0,2 массовой части до 5 массовых частей, на 100 массовых частей полимерного связующего. Когда количество регулятора заряда больше чем 10 массовых частей, сформированный тонер обладает слишком высокой поляризуемостью, в результате чего регулятор заряда демонстрирует ослабленные действия. В результате, увеличивается электростатическая сила между проявочным валиком и проявителем, снижается сыпучесть проявителя и в некоторых случаях формируется изображение со сниженной оптической плотностью пигмента.
Регулятор заряда можно перемешивать в расплаве вместе с маточной смесью или смолой до растворения или диспергирования. В альтернативном варианте, его можно вводить непосредственно в то время, когда компоненты тонера растворяют или диспергируют в органическом растворителе на этапе приготовления жидкости с материалами тонера (масляной фазы). Кроме того, после формирования частиц основы, его можно зафиксировать на поверхностях частиц основы.
-Тонкодисперсные частицы смолы-
В настоящем изобретении для формирования частиц основы можно использовать тонкодисперсные частицы смолы. Использование тонкодисперсных частиц смолы может повысить стабильность дисперсии. Кроме того, может быть также сужено распределение по размерам частиц тонера, сформированных из частиц основы.
Смола, используемая для тонкодисперсных частиц смолы, может быть любой смолой, при условии, что они могут образовывать требуемую эмульсию или жидкую дисперсию, когда жидкость с материалами тонера (масляная фаза), которая была получена посредством растворения или диспергирования в органическом растворителе материалов тонера, содержащих, по меньшей мере, содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее и/или предшественник содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего и разделительную добавку, эмульгируют или диспергируют в водной среде (водной фазе).
Тонкодисперсные частицы смолы могут быть термопластичной смолой или термореактивной смолой. Их примеры включают виниловые смолы, полиуретаны, эпоксидные смолы, сложные полиэфиры, полиамиды, полиимиды, кремнийсодержащие смолы, фенольные смолы, меламиновые смолы, карбамидные смолы, анилиноформальдегидные смолы, иономерные смолы и поликарбонаты.
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Среди них предпочтительны виниловые смолы, полиуретаны, эпоксидные смолы, сложные полиэфиры и их смеси с точки зрения простого получения водных дисперсоидов тонкодисперсных сферических частиц смолы.
Виниловая смола является полимером, получаемым гомополимеризацией или сополимеризацией виниловых мономеров. Примеры виниловой смолы включат стирол-(мет)акрилатные смолы, сополимеры стирола и бутадиена, полимеры (мет)акриловой и акрилата, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры стирола и малеинового ангидрида и сополимеры стирола и (мет)акриловой кислоты.
Среднеобъемный диаметр частиц тонкодисперсных частиц смолы особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. Он предпочтительно составляет от 5 нм до 500 нм.
-Внешняя добавка-
Тонер по настоящему изобретению сформирован из частиц основы, состоящих из частиц (окрашенных частиц), которые гранулируют за счет, например, десольватации эмульсии или жидкой дисперсии жидкости с материалами тонера (масляной фазы) в водной среде (водной фазе). В данном случае, чтобы улучшить сыпучесть, проявляющую способность, поляризуемость и очищаемость тонера, содержащего частицы основы, можно вводить внешнюю добавку и закреплять ее на поверхностях частиц основы.
Примеры внешней добавки содержат тонкодисперсные неорганические частицы и улучшающий очищаемость агент.
--Тонкодисперсные неорганические частицы--
Внешняя добавка для способствования сыпучести, проявляющей способности и поляризуемости предпочтительно представляет собой тонкодисперсные неорганические частицы. Диаметр первичных частиц у тонкодисперсных неорганических частиц предпочтительно составляет от 5 нм до 2 мкм, более предпочтительно, от 5 нм до 500 нм.
Примеры тонкодисперсных неорганических частиц включают диоксид кремния, оксид алюминия, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид цинка, оксид олова, кварцевый песок, глину, слюду, волластонит, диатомовую землю, оксид хрома, оксид церия, красный оксид железа, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния и нитрид кремния.
Количество тонкодисперсных неорганических частиц особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Количество тонкодисперсных неорганических частиц предпочтительно составляет от 0,01% по массе до 5% по массе, более предпочтительно, от 0,01% по массе до 2,0% по массе, по отношению к тонеру.
При подвергании тонкодисперсных неорганических частиц поверхностной обработке для повышения гидрофобности, обработанные таким образом тонкодисперсные неорганические частицы могут предотвратить ухудшение тонера по сыпучести и поляризуемости даже в условиях высокой влажности. Примеры предпочтительных агентов обработки поверхности включают силановые связывающие агенты, силилирующие агенты, содержащие фторированную алкильную группу силановые связывающие агенты, содержащие органический титанат связывающие агенты, алюминийсодержащие связывающие агенты, силиконовое масло и модифицированное силиконовое масло.
--Улучшающий очищаемость агент--
Улучшающий очищаемость агент наносится на несущий изображение элемент и средство первичного переноса для облегчения удаления проявителя (тонера), остающегося на них после переноса. Его примеры включают соли жирных кислот и металлов, такие как стеарат цинка и стеарат кальция; и тонкодисперсные частицы полимеров, полученные посредством эмульсионной полимеризации без омыляющих веществ, такие как тонкодисперсные частицы полиметилметакрилата и тонкодисперсные частицы полистирола. Тонкодисперсные частицы полимеров предпочтительно имеют относительно узкое распределение частиц по размерам и среднеобъемный диаметр частиц до 0,01 мкм до 1 мкм.
Тонер может быть сформирован из частиц основы, которые получены способом, включающим следующие этапы: растворяют или диспергируют в органическом растворителе разделительную добавку и содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее и/или предшественник содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего, чтобы тем самым приготовить жидкость с материалами тонера (масляную фазу); эмульгируют или диспергируют жидкость с материалами тонера в водной среде (водной фазе); и выполняют десольватацию для гранулирования. Частицы основы получают сушкой гранулированных частиц, полученных после десольватации, или выполнением одновременно десольватации и сушки. Частицы основы сортируют, при необходимости, перед тем, как их используют в частицах тонера.
Частицы тонера, имеющие разные конкретные формы, например, аморфные частицы тонера, имеющие среднюю круглость меньше чем 0,95, которая далека от сферической формы, не могут ни обеспечить удовлетворительную способность к переносу, ни формировать высококачественные изображения без пыли в некоторых случаях.
Следует отметить, что подходящий способ измерения круглости является способом, использующим зону оптической регистрации, по которому жидкую суспензию, содержащую частицы, пропускают через зону регистрации изображения на плоской пластине и оптически регистрируют изображение частиц камерой на ПЗС и затем анализируют.
Здесь средняя круглость является значением, вычисляемым делением длины окружности круга, имеющего такую же площадь, как и площадь проекции, полученной таким образом, на окружную длину реальной частицы. Средняя круглость вышеописанных частиц тонера предпочтительно составляет 0,95-0,99 для формирования изображений высокой четкости с воспроизводимостью при соответствующей плотности. Более предпочтительно, средняя круглость частиц тонера составляет 0,96-0,99, а количество частиц с круглостью ниже 0,96 составляет 10% по массе или менее.
Когда средняя круглость составляет 0,991 или более, бывают случаи недостаточной очистки на несущем изображение элементе и ремне переноса в системе формирования изображения с использованием метода очистки ракелем, потенциально вызывая образование пятен на изображениях. Данные случаи недостаточной очистки не составляют проблемы при проявлении и переносе изображения с низким коэффициентом заполнения изображения, так как количество тонера, остающегося после переноса, невелико. В то же время, при формировании изображения с высоким коэффициентом заполнения изображения, такого как фотографическое изображение, тонер, не перенесенный вследствие нарушения подачи бумаги или тому подобного, накапливается на несущем изображение элементе в виде остаточного тонера после переноса, потенциально приводя к загрязнению фона на изображениях, а также загрязнению зарядного валика и т.п., который контактно заряжает несущий изображение элемент, вследствие чего зарядный валик и т.п. не могут проявлять свойственную им способность к приобретению заряда.
Среднюю круглость можно измерить, например, проточным анализатором изображений частиц FPIA-2000 (изделие компании Sysmex Corp.).
Один конкретный способ измерения средней круглости заключается в следующем: от 0,1 мл до 0,5 мл поверхностно-активного вещества (предпочтительно, соли алкилбензолсульфоновой кислоты), служащего диспергирующим агентом, вносят в емкость, содержащую от 100 мл до 150 мл воды, из которой ранее удалены твердые примеси; в емкость добавляют от примерно 0,1 г до примерно 0,5 г измеряемого образца (частиц тонера); полученную жидкую суспензию, содержащую диспергированный в ней образец, диспергируют ультразвуковым диспергатором в течение от примерно 1 мин до примерно 3 мин, чтобы скорректировать концентрацию жидкой дисперсии до 3000 частиц/мкл - 10000 частиц/мкл; и обработанные таким образом частицы тонера измеряют на форму и распределение вышеупомянутым анализатором.
Среднеобъемный диаметр частиц (Dv) у частиц основы особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. Он предпочтительно составляет 3,0 мкм или более, но менее 6,0 мкм.
Отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) предпочтительно составляет 1,05-1,25, более предпочтительно, 1,05-1,20.
Среднеобъемный диаметр частиц (Dv) и среднечисловой диаметр частиц (Dn) можно измерять прибором MULTISIZER III (изделие компании Beckman Coulter, Inc.).
Использование частиц тонера, содержащих вышеописанные частицы основы, предотвращает загрязнение зарядных элементов (например, носителя и зарядного ракеля), ухудшение со временем способности к зарядке и рассеяние тонера. Кроме того, частицы тонера превосходны по всем характеристикам из сохраняемости термостойкости при хранении, низкотемпературной закрепляемости и стойкости к горячему офсету. В частности, при использовании в полноцветном копировальном аппарате, частицы тонера формируют изображение, обладающее очень сильным глянцем. Кроме того, в случае двухкомпонентного проявителя, частицы тонера меньше изменяются в диаметре в составе проявителя, даже после того, как частицы тонера многократно расходовались и подавались в течение длительного периода времени. В результате, двухкомпонентный проявитель, содержащий частицы тонера, может демонстрировать хорошую, стабильную проявляющую способность, даже при перемешивании в проявочном устройстве в течение длительного периода времени.
Однокомпонентный проявитель, содержащий частицы тонера, также меньше изменяется по диаметру частиц, даже после того, как частицы тонера многократно расходовались и подавались. Однокомпонентный проявитель не вызывает образования пленки тонера на проявочном валике или наплавления тонера на элементе для уменьшения толщины слоя тонера (например, ракеле). Однокомпонентный проявитель может обеспечивать хорошую, стабильную проявляющую способность и формирование изображения, даже при использовании (перемешивании) в течение длительного периода времени.
В общем, частицы тонера, имеющие меньший диаметр частиц, более выгодны при формировании изображения с высоким разрешением и высоким качеством. Такие частицы тонера невыгодны в отношении способности к переносу и очищаемости. Когда среднеобъемный диаметр частиц является небольшим (например, среднеобъемный диаметр частиц основы меньше, чем 3,0 мкм), двухкомпонентный проявитель, содержащий носитель и тонер с небольшим среднеобъемным диаметром частиц, вызывает наплавление тонера на носитель и уменьшает способность носителя к зарядке в результате длительного перемешивания в проявочном устройстве. Однокомпонентный проявитель, содержащий тонер с небольшим среднеобъемным диаметром частиц, легко вызывает образование пленки тонера на проявочном валике и наплавление тонера на элементе для уменьшения толщины слоя тонера (например, ракеле). Данные эффекты возникают также в тонере, содержащем большое количество тонкодисперсного порошка (частиц с намного меньшим диаметром частиц).
Когда диаметр частиц тонера большой (например, среднеобъемный диаметр частиц основы превышает 6,0 мкм), то трудно получить изображение с высоким разрешением и высоким качеством. Когда тонер, содержащийся в проявителе, многократно расходуется и подается, то во многих случаях изменение диаметра частиц тонера становится значительным. Такой же эффект возникает в случае, когда отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы превышает 1,25. Когда отношение Dv/Dn меньше чем 1,05, тонер не может удовлетворительно заряжаться и очищаться в некоторых случаях, хотя имеется полезный аспект в том, что тонер стабилизирован в поведении и заряжается равномерно.
(Способ изготовления тонера)
Способ по настоящему изобретению изготовления тонера является способом изготовления тонера по настоящему изобретению. Способ по настоящему изобретению включает в себя этап приготовления жидкости с материалами тонера (этап приготовления жидкости с материалами тонера), этап приготовления эмульсии или жидкой дисперсии (этап приготовления эмульсии или жидкой дисперсии) и этап удаления растворителя (этап удаления растворителя); и, при необходимости, дополнительно включает другие этапы.
<Этап приготовления жидкости с материалами тонера>
Этап приготовления жидкости с материалами тонера особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения, при условии, что этап приготовления жидкости с материалами тонера является этапом растворения или диспергирования в органическом растворителе разделительной добавки и по меньшей мере одного из содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего и предшественника содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего для приготовления жидкости с материалами тонера (масляной фазы).
Содержащее сложноэфирную связь полимерное связующее является содержащим сложноэфирную связь полимерным связующим, описанным выше в связи с тонером по настоящему изобретению.
Предшественник содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего является полимерным предшественником, способным давать модифицированный сложный полиэфир, описанный выше в связи с тонером по настоящему изобретению. Его примеры включают сложный полиэфир, имеющий функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом.
Примеры сложного полиэфира, имеющего функциональную группу, способную реагировать с группой с активным водородом, включают содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир.
Жидкость с материалами тонера может содержать, например, красящее вещество, маточную смесь и регулятор заряда.
Содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир можно синтезировать, например, следующим способом.
Сначала синтезируют содержащий гидроксильную группу сложный полиэфир. Содержащий гидроксильную группу сложный полиэфир можно синтезировать, например, следующим методом. В частности, полиол (1) и поликарбоновую кислоту (2) нагревают до 150°C-280°C в присутствии известного катализатора этерификации (например, тетрабутоксититаната или оксида дибутилолова), необязательно при понижении давления для удаления воды.
Затем проводят взаимодействие содержащего гидроксильную группу сложного полиэфира с полиизоцианатом (3) при 40°C-140°C, в результате чего можно получить содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир.
Примеры полиола (1) включают: алкиленгликоли (например, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол и 1,6-гександиол); алкиленгликоли простых эфиров (например, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленэфиргликоль); алициклические диолы (например, 1,4-циклогександиметанол и гидрированный бисфенол A); бисфенолы (например, бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S); аддукты вышеперечисленных алициклических диолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом); и аддукты вышеперечисленных бисфенолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом).
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Среди них предпочтительными являются C2-C12 алкиленгликоли и аддукты бисфенолов с алкиленоксидами (например, аддукт бисфенола-A с 2 молями этиленоксида, аддукт бисфенола-A с 2 молями пропиленоксида и аддукт бисфенола-A с 3 молями пропиленоксида).
В качестве полиола можно применить трехатомный или более многоатомный спирт. Примеры трехатомного или более многоатомного спирта включают многоатомные алифатические спирты (например, глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит и сорбит); трехатомные или более многоатомные фенолы (например, фенольный новолак и крезольный новолак); и аддукты трехатомных или более многоатомных полифенолов с алкиленоксидами.
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Примеры поликарбоновой кислоты (2) включают алкилендикарбоновые кислоты (например, янтарную кислоту, адипиновую кислоту и себациновую кислоту); алкенилендикарбоновые кислоты (например, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту); и ароматические дикарбоновые кислоты (например, терефталевую кислоту, изофталевую кислоту и нафталинкарбоновую кислоту).
Среди них предпочтительными являются C4-C20 алкенилендикарбоновые кислоты и C8-C20 ароматические дикарбоновые кислоты.
В качестве поликарбоновой кислоты можно использовать трех- или более многоосновную карбоновую кислоту. Примеры трех- или более многоосновной карбоновой кислоты включают C9-C20 ароматические поликарбоновые кислоты (например, тримеллитовую кислоту и полимеллитовую кислоту).
Следует отметить, что вместо поликарбоновой кислоты можно использовать ангидриды поликарбоновых кислот или сложные эфиры низших алкилов (например, сложный метиловый эфир, сложный этиловый эфир и сложный изопропиловый эфир).
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Примеры полиизоцианата (3) включают изоцианирующие агенты, описанные в связи с тонером по настоящему изобретению.
Следует отметить, что, когда немодифированный сложный полиэфир применяют в сочетании, то немодифированный сложный полиэфир можно получать таким же способом, который используют для получения содержащего гидроксильную группу сложного полиэфира.
<Этап приготовления эмульсии или жидкой дисперсии>
Этап приготовления эмульсии или жидкой дисперсии особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения, при условии, что этап приготовления эмульсии или жидкой дисперсии является этапом эмульгирования или диспергирования жидкости с материалами тонера (масляной фазы) в водной среде (водной фазе) для приготовления эмульсии или жидкой дисперсии.
Водная среда особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Водная среда может быть только водой или смесью воды и смешивающегося с водой растворителя.
Примеры смешивающегося с водой растворителя включают спирты (например, метанол, изопропанол и этиленгликоль), диметилформамид, тетрагидрофуран, целлозольвы (например, метилцеллозольв) и низшие кетоны (например, ацетон и метилэтилкетон).
Водная среда (водная фаза) может содержать диспергирующий агент, например, поверхностно-активное вещество и полимерный защитный коллоид, описанные ниже.
Когда в способе изготовления тонера применяют амин и содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир, служащий предшественником содержащего сложноэфирную связь полимерного связующего, реагирование между содержащим изоцианатную группу сложным полиэфиром и амином можно проводить в водной среде с образованием модифицированного сложного полиэфира (модифицированного мочевиной сложного полиэфира). В альтернативном варианте, реагирование между содержащим изоцианатную группу сложным полиэфиром и амином с образованием модифицированного сложного полиэфира (модифицированного мочевиной сложного полиэфира) можно провести предварительно.
Способ стабильного формирования в водной среде дисперсоидов, образующихся из модифицированного мочевиной сложного полиэфира или содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира и амина, является, например, способом, в котором жидкость с материалами тонера, содержащую модифицированный мочевиной сложный полиэфир, другие полимерные связующие (например, кристаллический сложный полиэфир) и разделительную добавку, или жидкость с материалами тонера, содержащую содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир, амин, другие полимерные связующие (например, кристаллический сложный полиэфир) и разделительную добавку, вводят в водную среду, с последующим диспергированием посредством приложения усилия сдвига.
Содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир можно смешивать с другими материалами тонера, такими как красящее вещество (или маточная смесь красящего вещества), кристаллический сложный полиэфир, немодифицированный сложный полиэфир и регулятор заряда, при формировании дисперсоидов в водной среде. Предпочтительно, материалы тонера предварительно смешивают вместе, и затем полученную смесь диспергируют в водной среде.
Кроме того, в вышеописанном способе изготовления тонера материалы тонера, такие как красящее вещество и регулятор заряда, не обязательно вводить в водную среду до формирования частиц. Эти материалы тонера можно вводить в водную среду после формирования частиц. Например, после того как сформированы частицы, не содержащие красящего вещества, к полученным частицам можно добавить красящее вещество известным способом окрашивания.
Способ эмульгирования или диспергирования особо не ограничен и может выполняться с использованием известного диспергатора, например, низкоскоростного сдвигового диспергатора, высокоскоростного сдвигового диспергатора, перетирающего диспергатора, струйного диспергатора высокого давления или ультразвукового диспергатора. Предпочтительно применяют способ с использованием высокоскоростного сдвигового диспергатора для того, чтобы диспергировать дисперсоиды до диаметра частиц от 2 мкм до 20 мкм.
При использовании высокоскоростного сдвигового диспергатора скорость вращения особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Она в общем составляет от 1000 об/мин до 30000 об/мин, предпочтительно, от 5000 об/мин до 20000 об/мин.
Время диспергирования особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Оно в общем составляет от 0,1 мин до 5 мин, когда применяют периодический способ.
Температура в процессе диспергирования особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Она в общем составляет от 0°C до 150°C (в состоянии под давлением), предпочтительно, от 40°C до 98°C. Температура предпочтительно выше, так как эмульсия или жидкая дисперсия, образующаяся из модифицированного мочевиной сложного полиэфира (модифицированного сложного полиэфира (i)) и содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира, обладает более низкой вязкостью и, следовательно, может быть легче диспергирована.
Количество используемой водной среды особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Оно в общем составляет от 50 массовых частей до 2000 массовых частей, предпочтительно, от 100 массовых частей до 1000 массовых частей, на 100 массовых частей жидкости с материалами тонера. Когда количество используемой водной среды меньше, чем 50 массовых частей, то жидкость с материалами тонера нельзя достаточно диспергировать, что приводит к невозможности формирования частиц тонера с заданным диаметром частиц. Между тем, применение водной среды в количестве, большем чем 2000 массовых частей, невыгодно экономически.
При необходимости, можно использовать диспергирующий агент. Применение диспергирующего агента предпочтительно с точки зрения достижения узкого распределения частиц по размерам и обеспечения стабильного дисперсного состояния.
На этапе синтезирования модифицированного мочевиной сложного полиэфира (модифицированного сложного полиэфира (i)) из содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира и амина этот амин можно вводить в водную среду предварительно, а затем для реакции в водной среде можно диспергировать жидкость с материалами тонера, содержащую содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир.
В альтернативном варианте, в водную среду можно ввести жидкость с материалами тонера, содержащую содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир, а затем в водную среду можно ввести амин (так что реакция происходит от границ раздела между частицами). В данном случае, содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир формируется преимущественно на поверхностях образовавшихся частиц основы. В результате, в каждой частице может образоваться градиент концентраций.
В качестве диспергирующего агента для эмульгирования или диспергирования в водной фазе жидкости с материалами тонера, содержащей диспергированные в ней материалы тонера (композицию тонера), можно применять поверхностно-активное вещество (ПАВ).
Примеры ПАВ включают анионные ПАВ, такие как соли алкилбензолсульфоновой кислоты, соли α-олефинсульфоновой кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты; катионные ПАВ, такие как соли аминов (например, соли алкиламина, производные аминоспиртов и жирных кислот, производные полиаминов и жирных кислот и имидазолин) и четвертичные аммониевые соли (например, соли алкилтриметиламмония, соли диалкилдиметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, соли пиридиния, соли алкилизохинолиния и хлорид бензетония); неионные ПАВ, такие как производные амидов жирных кислот и производные многоатомных спиртов; и амфотерные ПАВ, такие как аланин, додецилди(аминоэтил)глицин, ди(октиламиноэтил)глицин и N-алкил-N,N-диметиламмонийбетаин.
Применение содержащего фторалкильную группу анионного ПАВ в качестве анионного ПАВ также может обеспечить выгодные эффекты даже в довольно малом количестве.
Содержащее фторалкильную группу анионное ПАВ особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Его примеры включают фторалкилкарбоновые кислоты с 2-10 атомами углерода и их соли металлов, перфтороктансульфонилглютамат динатрия, 3-[омега-фторалкил(C6-C11)окси)-1-алкил(C3 или C4)сульфонаты натрия, 3-[омега-фторалканоил(C6-C8)-N-этаноламино]-1-пропансульфонаты натрия, фторалкил(C11-C20)карбоновые кислоты и их соли металлов, перфторалкилкарбоновые кислоты(C7-C13) и их соли металлов, перфторалкил(C4-C12)сульфонат и его соли металлов, диэтаноламид перфтороктансульфоновой кислоты, N-пропил-N-(2-гидроксиэтил)перфтороктансульфонамид, соли перфторалкил(C6-C10)сульфонамидпропилтриметиламмония, соли перфторалкил(C6-C10)-N-этилсульфонилглицина и моноперфторалкил(C6-C16)этилфосфаты.
Примеры коммерчески доступных их продуктов содержат SURFLON S-111, S-112 и S-113 (продукты компании Asahi Glass Co., Ltd.); FRORARD FC-93, FC-95, FC-98 и FC-129 (продукты компании Sumitomo 3M Ltd.); UNIDYNE DS-101 и DS-102 (продукты компании Daikin Industries, Ltd.); MEGAFACE F-110, F-120, F-113, F-191, F-812 и F-833 (продукты компании DIC, Inc.); EFTOP EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201 и 204 (продукты компании Tohchem Products Co., Ltd.) и FUTARGENT F-100 и F150 (продукты компании NEOS COMPANY LIMITED).
Примеры катионных ПАВ включают содержащие фторалкильную группу первичные, вторичные или третичные алифатические аминокислоты, алифатические четвертичные аммониевые соли (например, соли перфторалкил(C6-C10)сульфонамидопропилтриметиламмония), соли бензалкония, хлорид бензетония, соли пиридиния и соли имидазолиния.
Примеры коммерчески доступных их продуктов включают SURFLON S-121 (продукт компании Asahi Glass Co., Ltd.); FRORARD FC-135 (продукт компании Sumitomo 3M Ltd.); UNIDYNE DS-202 (продукт компании Daikin Industries, Ltd.); MEGAFACE F-150 и F-824 (продукты компании DIC, Inc.); EFTOP EF-132 (продукт компании Tohchem Products Co., Ltd.); и FUTARGENT F-300 (продукт компании Neos COMPANY LIMITED).
В дополнение, могут быть использованы плохо растворимые в воде неорганические диспергирующие агенты. Примеры применимых плохо растворимых в воде неорганических диспергирующих агентов включают трикальцийфосфат, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный диоксид кремния и гидроксиапатит.
Кроме того, для стабилизации капель жидкости можно применить полимерный защитный коллоид. Примеры полимерного защитного коллоида включают гомополимеры и сополимеры. Примеры мономеров, применимых для гомополимеров и сополимеров, включают кислоты (например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, α-цианоакриловую кислоту, α-цианометакриловую кислоту, итаконовую кислоту, кротоновую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту и малеиновый ангидрид), содержащие гидроксильную группу (мет)акриловые мономеры (например, β-гидроксиэтилакрилат, β-гидроксиэтилметакрилат, β-гидроксипропилакрилат, β-гидроксипропилметакрилат, γ-гидроксипропилакрилат, γ-гидроксипропилметакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилметакрилат, сложные эфиры диэтиленгликоля и моноакриловой кислоты, сложные эфиры диэтиленгликоля и монометакриловой кислоты, сложные эфиры глицерина и моноакриловой кислоты, сложные эфиры глицерина и монометакриловой кислоты, N-метилоакриламид и N-метилометакриламид), виниловый спирт и его простые эфиры (например, простой винилметиловый эфир, простой винилэтиловый эфир и простой винилпропиловый эфир), сложные эфиры, образовавшиеся между виниловым спиртом и содержащим карбоксильную группу соединением (например, винилацетат, винилпропионат и винилбутират), акриламид, метакриламид, диацетонакриламид и их метилоловые соединения; хлорангидриды кислот (например, хлорангидрид акриловой кислоты и хлорангидрид метакриловой кислоты) и азотсодержащие соединения и азотсодержащие гетероциклические соединения (например, винилпиридин, винилпирролидон, винилимидазол и этиленимин).
Примеры полимерного защитного коллоида включают полиоксиэтилены (например, полиоксиэтилены, полиоксипропилены, полиоксиэтиленалкиламины, полиоксипропиленалкиламины, полиоксиэтиленалкиламиды, полиоксипропиленалкиламиды, простые эфиры полиоксиэтилена и нонилфенила, простые эфиры полиоксиэтилена и додецилфенила, сложные эфиры полиоксиэтилена и стеарилфенила и сложные эфиры полиоксиэтилена и нонилфенила) и целлюлозы (например, метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза).
Когда в качестве стабилизатора дисперсии используют соединение, растворимое в кислоте или щелочи (например, фосфат кальция), то используемый фосфат кальция растворяют кислотой (например, соляной кислотой), затем промывают водой, чтобы тем самым удалить его из образовавшихся тонкодисперсных частиц. Фосфат кальция может быть также удален ферментативным разложением.
В альтернативном варианте, используемый диспергирующий агент может оставаться на поверхностях частиц тонера. Однако диспергирующий агент предпочтительно удаляют промывкой с точки зрения поляризуемости сформированного тонера.
Для снижения вязкости жидкости с материалами тонера (масляной фазы), содержащего растворенные или диспергированные в ней материалы тонера (композицию тонера), можно дополнительно воспользоваться растворителем, способным растворять модифицированный сложный полиэфир (i) и содержащий изоцианатную группу сложный полиэфир. Использование данного растворителя предпочтительно потому, что дает возможность получить узкое распределение частиц по размерам. Используемый растворитель предпочтительно является летучим растворителем с температурой кипения ниже 100°C с точки зрения легкого удаления растворителя.
Примеры растворителя включают толуол, ксилол, бензол, четыреххлористый углерод, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон и метилизобутилкетон.
Их можно использовать поодиночке или в сочетании.
Среди них предпочтительным растворителем является ароматический растворитель, такой как толуол или ксилол; или галогенированный углеводород, такой как метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, хлороформ или четыреххлористый углерод.
Количество растворителя особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Количество используемого растворителя в общем составляет от 0 массовых частей до 300 массовых частей, предпочтительно, от 0 массовых частей до 100 массовых частей, более предпочтительно, от 25 массовых частей до 70 массовых частей, на 100 массовых частей содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира. Если используют растворитель, то растворитель предпочтительно удаляют нагреванием при нормальном или сниженном давлении после выполнения реакции удлинения цепи и/или сшивания содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира.
Время реакции удлинения цепи и/или сшивания содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира соответствующим образом выбирают в зависимости от, например, реакционной способности между содержащей изоцианатную группу составляющей содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира и амином, и в общем составляет от 10 мин до 40 часов, предпочтительно, от 2 часов до 24 часов.
Температура реакции удлинения цепи и/или сшивания особо не ограничена и может быть выбрана соответствующим образом в зависимости от назначения. Она в общем составляет от 0°C до 150°C, предпочтительно, от 40°C до 98°C.
При необходимости, в реакции удлинения цепи и/или сшивания можно использовать известный катализатор. Примеры катализатора включают дибутилоловолаурат и диоктилоловолаурат.
<Этап удаления растворителя>
Этап удаления растворителя особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения, при условии, что этап удаления растворителя является этапом удаления органического растворителя из эмульсии или жидкой дисперсии для формирования частиц основы.
Способ удаления органического растворителя из эмульсии или жидкой дисперсии особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. В данном случае можно воспользоваться способом, в котором температуру всей системы в целом постепенно повышают, чтобы полностью выпарить органический растворитель, содержащийся в каплях жидкости.
В альтернативном варианте можно применить способ, в котором эмульсию или жидкую дисперсию распыляют в сухой атмосфере, чтобы тем самым полностью выпарить не растворимый в воде органический растворитель, содержащийся в каплях жидкости, для формирования частиц основы, а также выпарить водный диспергирующий агент.
В сухой атмосфере, в которую распыляют эмульсию или жидкую дисперсию, обычно используют нагретый газ (например, воздух, азот, диоксид углерода и газ сгорания), в частности, газовый поток, нагретый до температуры, равной или превышающей наивысшую температуру кипения используемых растворителей. Процессы обработки, выполняемые даже за короткое время, с использованием, например, распылительной сушилки, ременной сушилки или вращающейся печи, позволяют получать продукт удовлетворительного качества.
<Другие этапы>
Примеры других этапов включают этап промывки и сушки и этап сортировки.
-Этап промывки и сушки-
Этап промывки и сушки особо не ограничен и может быть выбран в зависимости от назначения, при условии, что этап промывки и сушки является этапом промывки и сушки частиц основы, полученных посредством этапа удаления растворителя.
-Этап сортировки-
Этап сортировки особо не ограничен и может быть выбран в зависимости от назначения, при условии, что этап сортировки является этапом выполнения сортировки после этапа промывки и сушки.
Даже когда в ходе эмульгирования или диспергирования получают дисперсоиды с широким распределением частиц по размерам и затем подвергают их этапу промывки и сушки, на котором распределение частиц по размерам сохраняется, дисперсоиды можно подвергнуть этапу сортировки с тем, чтобы получить требуемое распределение частиц по размерам.
Примеры этапа сортировки включают этап удаления тонкодисперсных частиц ненужных размеров с использованием, например, циклона, декантера или центрифуги. Сортировку можно выполнять в форме порошка после сушки, но с точки зрения эффективности предпочтительно выполнять в жидкости. Отсортированные тонкодисперсные или крупные частицы ненужных размеров можно снова использовать для формирования частиц основы. При этом тонкодисперсные или крупные частицы могут быть в мокром или сухом состоянии.
Диспергирующий агент, применяемый на этапе приготовления эмульсии или жидкой дисперсии, предпочтительно удаляют из полученной жидкой дисперсии в максимально возможной степени. Диспергирующий агент можно удалять на этапе сортировки.
Полученный порошок после сушки (частицы основы) необязательно смешивают с прочими частицами, такими как тонкодисперсные частицы разделительной добавки, регулирующие заряд тонкодисперсные частицы, тонкодисперсные частицы пластификатора и тонкодисперсные частицы красящего вещества, необязательно обеспечивают возможность механического воздействия на полученную смесь так, что прочие частицы закрепляются или наплавляются на частицах основы, чтобы тем самым получить частицы тонера, сформированные из частиц основы (частицы тонера, содержащие частицы основы). Приложение механического воздействия может предотвратить отслоение прочих частиц с поверхностей полученных частиц тонера, содержащих частицы основы.
Примеры способа приложения механического воздействия включают способ, в котором воздействие на смесь оказывают с использованием высокоскоростной вращающейся лопатки, и способ, в котором смесь вынуждают проходить через высокоскоростной воздушный поток для ускорения, и агрегированные частицы или комплексные частицы дробятся о подходящую отбойную плиту.
Примеры устройств, применяемых для приложения механического воздействия, включают установку ONGMILL (изделие компании Hosokawa Micron Corp.), устройство, изготовленное модификацией дробилки I-типа (изделие компании Nippon Neumatic Co., Ltd.) так, чтобы снизать ее давление распыляемого воздуха, систему HYBRIDIZATION SYSTEM (изделие компании Nara Machinery Co., Ltd.), систему CRYPTRON SYSTEM (изделие компании Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и автоматическую ступку.
(Проявитель)
Проявитель по настоящему изобретению содержит вышеописанный тонер по настоящему изобретению; и, при необходимости, дополнительно содержит другие ингредиенты, такие как носитель (магнитный носитель).
Проявитель может быть однокомпонентным проявителем, состоящим из тонера, или может быть двухкомпонентным проявителем.
Когда проявитель используют как двухкомпонентный проявитель, соотношение между носителем и тонером, содержащимися в проявителе, особо не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от назначения. Количество тонера составляет от 1 массовой части до 10 массовых частей на 100 массовых частей носителя.
Носитель особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. Его примеры включают железный порошок, ферритовый порошок, магнетитовый порошок и магнитные полимерные носители.
На носитель предпочтительно нанесено покрытие. Примеры используемого материала покрытия содержат карбамидоформальдегидные смолы, меламиновые смолы, бензогуанаминовые смолы, мочевинные смолы, полиамидные смолы и эпоксидные смолы.
Дополнительные примеры материала покрытия включают акриловые смолы, полиметилметакрилатные смолы, полиакрилонитрильные смолы, поливинилацетатные смолы, смолы поливинилового спирта и смолы поливинилбутираля; галогенированные олефиновые смолы, такие как поливинилхлорид; смолы на основе сложных эфиров, например, полиэтилентерефталатные смолы и полибутирентерефталатные смолы; смолы на основе поликарбонатов, полиэтиленовые смолы, поливинилфторидные смолы, поливинилиденфторидные смолы, политрифторэтиленовые смолы, полигексафторпропиленовые смолы, сополимеры винилиденфторида и акрилового мономера, сополимеры винилиденфторида и винилфторида, фтортерполимеры тетрафторэтилена, винилиденфторида и нефторированного мономера; и силиконовые смолы.
При необходимости, в материал покрытия может быть включен проводящий порошок и т.п. Применимый проводящий порошок является, предпочтительно, металлическим порошком, техническим углеродом, оксидом титана, оксидом олова и оксидом цинка. Средний диаметр частиц проводящего порошка предпочтительно составляет 1 мкм или менее. Когда средний диаметр частиц превышает 1 мкм, то может осложняться регулировка электрического сопротивления.
(Емкость для содержания проявителя)
Емкость для содержания проявителя по настоящему изобретению особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения, при условии, что она представляет собой емкость, содержащую проявитель по настоящему изобретению. Примеры емкости включают емкость с корпусом и крышкой.
Форма, конструкция, материал и т.п. корпуса емкости особо не ограничены и могут быть выбраны соответствующим образом в зависимости от назначения.
<Форма>
Форма корпуса особо не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от назначения. Корпус емкости предпочтительно имеет, например, полую цилиндрическую форму. Особенно предпочтительно, он является полым цилиндрическим корпусом, внутренняя поверхность которого имеет спирально расположенные вогнуто-выпуклые участки, некоторые или все из которых могут складываться гармошкой, и находящийся в котором проявитель может переноситься к выпускному отверстию за счет вращения.
<Материал>
Материал корпуса особо не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от назначения. Он предпочтительно является материалом с высокой размерной точностью. Примеры материала включают полиэфирные смолы, полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полистирольные смолы, поливинилхлоридные смолы, полиакриловые смолы, поликарбонатные смолы, АБС смолы и полиацетальные смолы.
<Применение>
Емкость для содержания проявителя обладает превосходным удобством в обращении; т.е. удобна для хранения, транспортировки и т.п. и соответственно служит для подачи проявителя, будучи разъемно прикрепленной к технологическому картриджу, устройству формирования изображения и т.п.
Емкость для содержания проявителя можно использовать как емкость для тонера, содержащую вышеописанный тонер.
(Способ формирования изображения)
Способ формирования изображения по настоящему изобретению включает в себя: этап зарядки поверхности несущего изображение элемента; этап воздействия на заряженную поверхность несущего изображение элемента светом (экспонирования) для формирования скрытого электростатического изображения на несущем изображение элементе; этап проявления скрытого электростатического изображения, сформированного на несущем изображение элементе, проявителем, содержащим тонер, для формирования тонерного изображения на несущем изображение элементе; этап перенесения тонерного изображения на носитель записи; и этап закрепления перенесенного изображения на носителе записи; и, при необходимости, дополнительно включает другие этапы.
Вышеупомянутый тонер является тонером по настоящему изобретению.
Способ формирования изображения выполняют посредством, например, электрофотографического аппарата формирования изображения, схематически проиллюстрированного на фиг. 1. Ниже будет описано схематическое строение аппарата формирования изображения, проиллюстрированного на фиг. 1.
Когда несущий изображение элемент 1 вращается в направлении, указанном стрелкой, поверхность несущего изображение элемента равномерно заряжается зарядным элементом 2. Затем несущий изображение элемент 1 облучается светом r изображения из блока экспонирования в области экспонирования, расположенной за зарядным элементом 2 в направлении вращения несущего изображение элемента. При таком облучении светом в областях несущего изображение элемента, которые облучались светом r изображения, заряды исчезают. В результате, на поверхности несущего изображение элемента 1 формируется скрытое электростатическое изображение, соответствующее свету изображения.
За областью экспонирования расположено проявочное устройство 3, служащее проявочным блоком. Проявочное устройство 3 вмещает в себя тонер 4 в качестве проявителя. Тонер 4 перемешивается/смешивается лопастной мешалкой (перемешивающим механизмом) 14, оборудованной шнеком 13, для трибостатической зарядки так, чтобы иметь заданную полярность. Затем, тонер доставляется проявочной втулкой 5 в зазор (область проявления) между проявочной втулкой 5 и несущим изображение элементом 1. Тонер, доставляемый в область проявления, переносится с поверхности проявочной втулки 5 на поверхность несущего изображение элемента 1 под действием проявляющего электрического поля, созданного в области проявления блоком подачи проявляющего напряжения смещения, в результате чего тонер прикрепляется к поверхности несущего изображение элемента. В результате, скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности несущего изображение элемента, проявляется, становясь тонерным изображением (видимым изображением).
Тонерное изображение, сформированное на несущем изображение элементе 1 вышеописанным образом, переносится на бумажный лист S для переноса изображения, служащий носителем записи. Перед переносом изображения бумажный лист для переноса изображения подается валиком 18 совмещения в область переноса, которая представляет собой зазор между несущим изображение элементом 1 и транспортирующим ремнем 6 переноса (служащим в качестве блока переноса), расположенным за проявочным устройством 3, так чтобы находиться в плотном контакте с несущим изображение элементом 1. Затем тонерное изображение, перенесенное на бумажный лист для переноса изображения, закрепляется закрепляющим валиком (служащим в качестве блока закрепления), расположенным далее по ходу транспортирующего ремня 6 переноса в направлении его вращения. После этого бумажный лист для переноса изображения выгружается блоком выгрузки на разгрузочный лоток снаружи корпуса аппарата. Следует отметить, что позицией 6a на фиг. 1 обозначен валик смещения.
Тонер, оставшийся на несущем изображение элементе 1 (остаточный тонер), который не был перенесен на бумажный лист для переноса изображения в области переноса, снимается с несущего изображение элемента 1 устройством очистки (служащим в качестве блока очистки), включающим в себя очистной ракель 7, возвратную пружину 8 и возвратный соленоид 9, которое расположено за областью переноса в направлении вращения несущего изображение элемента. Остаточные заряды, остающиеся на несущем изображение элементе 1 после очистки остаточного тонера, также снимаются устройством 20 снятия заряда, содержащим снимающую заряд лампу. На фиг. 1 позицией 16 обозначен датчик определения концентрации по отражению (датчик P), позицией 17 обозначен датчик концентрации тонера, а позицией 10 обозначен блок несущего изображение элемента и очистки (PCU).
Примеры
Настоящее изобретение будет описано ниже на примерах, которые нельзя интерпретировать как ограничивающие собой настоящее изобретение. Если не указано иное, то единица измерения «часть(и)» означает «массовую(ые) часть(и)», а единица измерения «%» означает «% по массе».
Сначала получали материалы, необходимые для формирования тонеров из примеров и сравнительных примеров, следующим образом.
[Примеры синтеза синтетического сложноэфирного воска (соединения сложного алкилмоноэфира)]
(Пример 1 синтеза)
Стеариновую кислоту (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (284 г, 1 моль), стеариловый спирт (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (256 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 130°C в течение 4 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диметиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (1).
(Пример 2 синтеза)
Бегеновую кислоту (категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (340 г, 1 моль), цетиловый спирт (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (242 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 130°C в течение 4 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (2).
(Пример 3 синтеза)
Бегеновую кислоту (категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (340 г, 1 моль), стеариловый спирт (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (256 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 150°C в течение 5 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (3).
(Пример 4 синтеза)
Бегеновую кислоту (категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (340 г, 1 моль), эйкозанол (категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (284 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 200°C в течение 5 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (4).
(Пример 5 синтеза)
Стеариновую кислоту (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (284 г, 1 моль), цетиловый спирт (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (242 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 200°C в течение 5 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (5).
(Пример 6 синтеза)
Миристиновую кислоту (реагент категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (228 г, 1 моль), цетиловый спирт (реагент специальной категории, продукт компании Kishida Chemical Co., Ltd.) (242 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 200°C в течение 5 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (6).
(Пример 7 синтеза)
Миристиновую кислоту (реагент категории EP, продукт компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (228 г, 1 моль), миристиловый спирт (CONOL 1495, продукт компании New Japan Chemical Co., Ltd.) (200 г, 1 моль) и серную кислоту (20 мл) помещали в круглодонную колбу, оборудованную мешалкой и холодильником, затем подвергали нагреванию с обратным холодильником при 200°C в течение 5 часов, с отводом образующейся при этом воды. Полученный продукт очищали простым диизопропиловым эфиром с получением тем самым синтетического сложноэфирного воска (7).
В нижеприведенной таблице 1 представлено распределение по числу атомов углерода у каждого из полученных выше синтетических сложноэфирных восков (1)-(7) (т.е. количества (% по массе) соединений сложного алкилмоноэфира с атомами углерода, числа которых показаны в таблице 1). В нижеприведенной таблице 2 представлены их физические свойства.
Таблица 1
Номер синтетического сложноэфирного воска
1
2
3
4
5
6
7
Число атомов углерода в молекуле
С46≤
0
0
0,9
0,7
0
0
0
C42
0
0
0,6
88,8
0
0
0
C40
0
1,5
87,3
6,8
0
0
0
C38
0,5
89,3
7,6
0,9
0
0
0
C36
89,9
6,7
0,4
0
1,0
0
0
C34
3,9
0,5
0
0
88,8
0,3
0
C32
0,3
0
0
0
5,2
2,1
0,2
C30
0
0
0
0
0,6
86,5
3,3
С28
0
0
0
0
0
8,2
83,7
С26
0
0
0
0
0
0,3
7,2
С24
0
0
0
0
0
0
1,3
С22
0
0
0
0
0
0
0,2
≤C20
5,4
2,0
3,2
2,8
4,4
2,6
4,1
13
Распределение по числу атомов углерода у каждого синтетического сложноэфирного воска измеряли методом C-ЯМР с использованием спектрометра ядерного магнитного резонанса (изделие компании JEOL Ltd.).
Таблица 2
Номер синтетического сложноэфирного воска
1
2
3
4
5
6
7
Температура плавления (°С)
63
67
70
74
60
55
52
Вязкость расплава (100°С) мПа·с
6
7
9
11
8
5
6
Кислотное число (AV, мгКОН/г)
3,3
1,8
5,1
4,3
4,1
2,2
4,2
Гидроксильное число (OHV, мгКОН/г)
3
0,8
6,1
3,5
3,2
5
3,8
Температуру плавления получали по температуре эндотермического пика, при которой количество поглощенного тепла становится максимальным на кривой дифференциальной сканирующей калориметрии, полученной методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).
Вязкость расплава при 100°C измеряли на ротационном вискозиметре Брукфилда.
[Приготовление водной фазы]
(Пример 8 синтеза)
<Синтез эмульсии тонкодисперсных органических частиц>
В реакционную емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 700 частей воды, 12 частей натриевой соли сульфата аддукта этиленоксида и метакриловой кислоты (Eleminol RS-30, продукт компании Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 140 частей стирола, 140 частей метакриловой кислоты и 1,5 части персульфата аммония. Полученную смесь перемешали при 450 об/мин в течение 20 мин. Температуру системы полученной белой эмульсии повышали до 75°C, после чего проводили реакцию в течение 5 часов. Затем в полученную эмульсию добавили 35 частей 1%-ного водного раствора персульфата аммония, и полученную смесь состаривали при 75°C в течение 5 часов с получением тем самым жидкой водной дисперсии виниловой смолы (сополимера стирола, метакриловой кислоты и натриевой соли сульфата аддукта этиленоксида и метакриловой кислоты) [жидкая дисперсия 1 тонкодисперсных частиц].
c
Посредством измерения прибором LA-920 (анализатором размеров частиц посредством дифракции/рассеяния лазерного излучения, изделие компании HORIBA, Ltd.) было установлено, что жидкая дисперсия 1 тонкодисперсных частиц имела среднеобъемный диаметр частиц 0,30 мкм. Часть жидкой дисперсии 1 тонкодисперсных частиц высушили для выделения смолы. Данная смола оказалась имеющей T 155°C.
<Приготовление водной фазы>
Воду (1000 частей), 85 частей жидкой дисперсии 1 тонкодисперсных частиц, 40 частей 50%-го водного раствора додецилдифенилового простого эфирсульфоната натрия (Eleminol MON-7, продукт компании Sanyo Chemical Industries, Ltd.) и 95 частей этилацетата смешали для приготовления молочно-белой жидкости, которую использовали в качестве водной фазы 1.
[Синтез низкомолекулярного сложного полиэфира 1 <содержащего гидроксильную группу сложного полиэфира>]
(Пример 9 синтеза)
В реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой для подачи азота, загрузили 235 частей аддукта бисфенола-A с 2 молями этиленоксида, 535 частей аддукта бисфенола-A с 3 молями пропиленоксида, 215 частей терефталевой кислоты, 50 частей адипиновой кислоты и 3 части оксида дибутилолова. Полученной смеси дали прореагировать при 240°C в течение 10 часов при нормальном давлении, а затем при сниженном давлении от 10 мм рт. ст. до 20 мм рт.ст. в течение 6 часов. После этого в реакционную емкость добавили 45 частей тримеллитового ангидрида, а затем проводили реакцию при 185°C в течение 3 часов при нормальном давлении с получением тем самым низкомолекулярного сложного полиэфира 1.
c
Низкомолекулярный сложный полиэфир 1 оказался имеющим среднечисловую молекулярную массу 2800, средневесовую молекулярную массу 7100, T 45°C и кислотное число 22 мгКОН/г.
[Синтез низкомолекулярного сложного полиэфира 2 <содержащего гидроксильную группу сложного полиэфира>]
(Пример 10 синтеза)
В реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой для подачи азота, загрузили 125 частей пропиленгликоля, 632 части аддукта бисфенола-A с 3 молями пропиленоксида, 150 частей терефталевой кислоты, 100 частей адипиновой кислоты и 3 части оксида дибутилолова. Полученной смеси дали прореагировать при 240°C в течение 10 часов при нормальном давлении, а затем при сниженном давлении от 10 мм рт. ст. до 20 мм рт.ст. в течение 6 часов. После этого в реакционную емкость добавили 65 частей тримеллитового ангидрида, а затем проводили реакцию при 185°C в течение 3 часов при нормальном давлении с получением тем самым низкомолекулярного сложного полиэфира 2.
c
Низкомолекулярный сложный полиэфир 2 оказался имеющим среднечисловую молекулярную массу 3500, средневесовую молекулярную массу 8200, T 55°C и кислотное число 32 мгКОН/г.
[Синтез стирол-акриловой смолы 1]
(Пример 11 синтеза)
В реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой для подачи азота, загрузили 700 частей стирольного мономера, 300 частей н-бутилметакрилата, 1000 частей толуола, 10 частей метакриловой кислоты, 3 части азобисизобутилонитрила и 0,2 части додецилмеркаптана. Полученной смеси дали прореагировать при нормальном давлении при 90°C в течение 10 часов, а затем при 120°C в течение 6 часов. Полученный раствор смолы обработали при 50°C и сниженном давлении от 10 мм рт.ст. до 20 мм рт.ст. в течение 6 часов для удаления толуола, с получением тем самым стирол-акриловой смолы 1.
c
Стирол-акриловая смола 1 оказалась имеющей среднечисловую молекулярную массу 4300, средневесовую молекулярную массу 8600, T 62°C и кислотное число 15 мгКОН/г.
[Синтез промежуточного сложного полиэфира]
(Пример 12 синтеза)
В реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой для подачи азота, загрузили 700 частей аддукта бисфенола-A с 2 молями этиленоксида, 85 частей аддукта бисфенола-A с 2 молями пропиленоксида, 300 частей терефталевой кислоты, 25 частей тримеллитового ангидрида и 3 части оксида дибутилолова. Полученной смеси дали прореагировать при 240°C в течение 10 часов при нормальном давлении, а затем при сниженном давлении от 10 мм рт.ст. до 20 мм рт.ст. в течение 6 часов, с получением тем самым промежуточного сложного полиэфира 1.
c
Промежуточный сложный полиэфир 1 оказался имеющим среднечисловую молекулярную массу 2500, средневесовую молекулярную массу 10000, T 58°C, кислотное число 0,5 мгКОН/г и гидроксильное число 52 мгКОН/г.
[Синтез содержащего изоцианатную группу сложного полиэфира (форполимера)]
(Пример 13 синтеза)
Далее, в реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой для подачи азота, загрузили 400 частей промежуточного сложного полиэфира 1,90 частей изофорондиизоцианата и 500 частей этилацетата. Полученной смеси дали прореагировать при 110°C в течение 6 часов с получением форполимера 1.
Количество свободного изоцианата, содержащего в форполимере 1, оказалось равным 1,67% по массе, а содержание твердых веществ форполимера 1 оказалось равным 50%.
[Синтез кристаллического сложного полиэфира]
(Пример 14 синтеза)
В 5-литровую четырехгорлую колбу, оборудованную трубкой для подачи азота, дегидрационной трубкой, мешалкой и термопарой, загрузили 1,4-бутандиол (28 молей), фумаровую кислоту (24 моля), тримеллитовый ангидрид (1,80 моля) и гидрохинон (6,0 г), затем проводили реакцию при 150°C в течение 6 часов. Реакционной смеси дали прореагировать при 200°C в течение 1 часа и дополнительно прореагировать при 8,3 кПа в течение 1 часа, с получением тем самым кристаллического сложного полиэфира 1.
Кристаллический сложный полиэфир 1 оказался имеющим температуру плавления 125°C (температуру эндотермического пика при ДСК), среднечисловую молекулярную массу 1800, средневесовую молекулярную массу 6000, кислотное число 26 мгКОН/г и гидроксильное число 30 мгКОН/г.
(Пример 15 синтеза)
В 5-литровую четырехгорлую колбу, оборудованную трубкой для подачи азота, дегидрационной трубкой, мешалкой и термопарой, загрузили 1,10-декандиол (13 молей), 1,8-октандиол (17 молей), фумаровую кислоту (26 молей), тримеллитовый ангидрид (1,80 моля) и 4,9 г гидрохинона, затем проводили реакцию при 180°C в течение 10 часов. Реакционной смеси дали прореагировать при 200°C в течение 3 часов и дополнительно прореагировать при 8,3 кПа в течение 2 часов, для синтезирования тем самым кристаллического сложного полиэфира 2.
Кристаллический сложный полиэфир 2 оказался имеющим температуру плавления 70°C (температуру эндотермического пика при ДСК), среднечисловую молекулярную массу 3000, средневесовую молекулярную массу 10000, кислотное число 21 мгКОН/г и гидроксильное число 28 мгКОН/г.
[Синтез кетимина]
(Пример 16 синтеза)
В реакционную емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 180 частей изофорондиамина и 80 частей метилэтилкетона, затем провели реакцию при 50°C в течение 6 часов, с получением тем самым кетиминового соединения 1.
Кетиминовое соединение 1 оказалось имеющим аминовое число 420.
[Синтез маточной смеси (MB)]
(Пример 17 синтеза)
Воду (1300 частей), 550 частей технического углерода (Printex35, продукт компании Deggusa Co.) (величина поглощения дибутилфталатного масла (DBP) = 43 мл/100 мг, pH=9,5) и 1300 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1 смешали вместе с использованием мешалки HENSCHEL MIXER (изделия компании Mitsui Mining Co.). Используя двухвалковую мельницу, полученную смесь перемешивали при 160°C в течение 45 мин, затем производили каландрование, охлаждение и измельчение мельницей тонкого помола с получением тем самым маточной смеси 1.
(Пример 1)
[Изготовление тонера из примера 1]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 1>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 400 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 115 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (2) в отношении (1)/(2) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем, полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 1.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 1 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 1 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,15 мкм.
<Приготовление жидкой пигментно-восковой дисперсии 1>
Затем 480 частей маточной смеси 1 добавили в вышеприготовленную жидкую восковую дисперсию 1. Затем жидкую восковую дисперсию 1 обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего технический углерод и воск диспергировались. Кроме того, туда добавили 1000 частей 65%-ного раствора низкомолекулярного сложного полиэфира 1 в этилацетате, и полученную смесь обработали один раз в бисерной мельнице при таких же условиях, с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 1.
Концентрацию твердых веществ жидкой пигментно-восковой дисперсии 1 регулировали выпариванием этилацетата и последующим сгущением до получения содержания твердых веществ 53% (измеренного после сушки при 130°C в течение 30 мин), с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 1.
<Изготовление частиц основы тонера 1>
Для получения частиц основы выполняли следующие этапы эмульгирования, десольватации, промывки и сушки.
<<Эмульгирование>>
Жидкую пигментно-восковую дисперсию 1 (780 частей), 120 частей форполимера 1 и 5 частей кетиминового соединения 1 поместили в емкость. Полученную смесь перемешали гомомиксером TK (изделие компании PRIMIX Corporation) при 6000 об/мин в течение 1 мин, чтобы приготовить масляную фазу. Затем в емкость добавили 1300 частей водной фазы 1, с последующим перемешиванием при 13000 об/мин в течение 20 мин посредством гомомиксера TK, с получением тем самым эмульгированной взвеси 1.
<<Десольватация>>
Эмульгированную взвесь 1 поместили в емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, затем подвергли десольватации при 30°C в течение 10 часов и состариванию при 45°C в течение 5 часов, с получением тем самым дисперсной взвеси 1.
<<Промывка и сушка>>
Дисперсную взвесь 1 (100 частей) фильтровали под пониженным давлением и затем дважды подвергли нижеописанной последовательности обработок (1)-(4) с получением тем самым фильтровального осадка 1:
(1): умягченную методом ионного обмена воду (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию;
(2): 10%-ый водный раствор гидроксида натрия (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (1), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 30 мин) и затем фильтрацию под пониженным давлением;
(3): 10%-ую соляную кислоту (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (2), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию; и
(4): умягченную методом ионного обмена воду (300 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (3), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию.
Фильтровальный осадок 1 просушили в сушилке с циркулирующим воздухом при 45°C в течение 48 часов, а затем пропустили через сито с размером ячеек 75 мкм, с приготовлением тем самым частиц основы 1.
Частицы основы 1 оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,35 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,08.
Следует отметить, что среднеобъемный диаметр частиц (Dv) и среднечисловой диаметр частиц (Dn) измеряли прибором MULTISIZER III (изделие компании Beckman Coulter, Inc.).
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера, содержащего частицы основы (тонера из примера 1).
В нижеприведенных таблицах 3-1 и 3-2 сведены сочетания и отношения синтетических сложноэфирных восков в смеси, типы используемого полимерного связующего и т.п.
В нижеприведенной таблице 4 сведены также диаметры частиц в жидких восковых дисперсиях, среднеобъемные диаметры частиц у частиц основы и отношения (Dv/Dn) среднеобъемных диаметров частиц (Dv) к среднечисловым диаметрам частиц (Dn) у частиц основы.
(Изготовление тонеров из примеров 2-4 и сравнительных примеров 1-5)
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что, хотя суммарное количество разделительной добавки сохраняли неизменным, сочетания и отношения синтетических сложноэфирных восков в смеси изменяли, как описано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2, для приготовления жидких восковых дисперсий, чтобы тем самым изготовить частицы основы из примеров 2-4 и сравнительных примеров 1-5.
Подобно тому, как и в примере 1, частицы основы, полученные в примерах 2-4 и сравнительных примерах 1-5, смешивали с тонкодисперсными неорганическими частицами для изготовления тонеров из примеров 2-4 и сравнительных примеров 1-5.
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как и в примере 1: диаметры частиц жидких восковых дисперсий; среднеобъемные диаметры частиц у частиц основы; и отношения (Dv/Dn) среднеобъемных диаметров частиц (Dv) к среднечисловым диаметрам частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 5)
[Изготовление тонера из примера 5]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 5>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 400 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 130 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (4) в отношении (1)/(4) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 5.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 5 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 5 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,22 мкм.
<Приготовление жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира 1>
Кристаллический сложный полиэфир 1 (110 г) и этилацетат (450 г) поместили в 2-литровую металлическую емкость. Полученную смесь растворяли или диспергировали при 80°C при нагреве и затем резко охлаждали в ванне с холодной водой со льдом. Затем, в смесь добавили стеклянные шарики (3 мм в диаметре) (500 мл), после чего выполняли перемешивание в течение 10 часов в песчаной мельнице периодического действия (изделие компании Kanpe Hapio Co., Ltd.), с получением тем самым жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира 1, имеющей среднеобъемный диаметр частиц 0,4 мкм.
<Приготовление жидкой пигментно-восковой дисперсии 5>
Далее, 480 частей маточной смеси 1 и 1000 частей жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира 1 добавили в вышеприготовленную жидкую восковую дисперсию 5. Затем, жидкую восковую дисперсию 5 обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего технический углерод, воск и жидкая дисперсия кристаллического сложного полиэфира 1 диспергировались. Кроме того, туда добавили 1000 частей 65%-го раствора низкомолекулярного сложного полиэфира 1 в этилацетате, и полученную смесь обработали один раз в бисерной мельнице при таких же условиях, с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 5.
Концентрацию твердых веществ жидкой пигментно-восковой дисперсии 5 регулировали выпариванием этилацетата и последующим сгущением до получения содержания твердых веществ 53% (измеренного после сушки при 130°C в течение 30 мин), с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 5.
<Изготовление частиц основы тонера 5>
Для получения частиц основы выполняли следующие этапы эмульгирования, десольватации, промывки и сушки.
<<Эмульгирование>>
Жидкую пигментно-восковую дисперсию 5 (780 частей), 120 частей форполимера 1 и 5 частей кетиминового соединения 1 поместили в емкость. Полученную смесь перемешали гомомиксером TK (изделие компании PRIMIX Corporation) при 6000 об/мин в течение 1 мин. Затем в емкость добавили 1300 частей водной фазы 1, с последующим перемешиванием при 13000 об/мин в течение 20 мин гомомиксером TK, с получением тем самым эмульгированной взвеси 5.
<<Десольватация>>
Эмульгированную взвесь 5 поместили в емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, затем подвергли десольватации при 30°C в течение 10 часов и состариванию при 45°C в течение 5 часов, с получением тем самым дисперсной взвеси 5.
<<Промывка и сушка>>
Дисперсную взвесь 5 (100 частей) фильтровали под пониженным давлением и затем дважды подвергли нижеописанной последовательности обработок (1)-(4) с получением тем самым фильтровального осадка 5:
(1): умягченную методом ионного обмена воду (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию;
(2): 10%-ый водный раствор гидроксида натрия (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (1), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 30 мин) и затем фильтрацию под пониженным давлением;
(3): 10%-ую соляную кислоту (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (2), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию; и
(4): умягченную методом ионного обмена воду (300 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (3), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию.
Фильтровальный осадок 5 просушили в сушилке с циркулирующим воздухом при 45°C в течение 48 часов, а затем пропустили через сито с размером ячеек 75 мкм, с приготовлением тем самым частиц основы 5.
Частицы основы 5 оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,20 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,10.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части), с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера, содержащего частицы основы (тонера из примера 5).
Следует отметить, что диаметр дисперсной фазы разделительной добавки в частицах оказался равным 0,12 мкм. Диаметр дисперсных частиц кристаллического сложного полиэфира в частицах основы оказался составляющим от 0,2 мкм до 3,0 мкм в единицах диаметра по большой оси.
В нижеприведенной таблице 4 сведены диаметры частиц в жидких восковых дисперсиях, среднеобъемные диаметры частиц у частиц основы и отношения (Dv/Dn) среднеобъемных диаметров частиц (Dv) к среднечисловым диаметрам частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 6)
<Приготовление жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира 2>
Кристаллический сложный полиэфир 2 (110 г) и этилацетат (450 г) поместили в 2-литровую металлическую емкость. Полученную смесь растворяли или диспергировали при 80°C при нагреве и затем резко охлаждали в ванне с холодной водой со льдом. Затем, в смесь добавили стеклянные шарики (3 мм в диаметре) (500 мл), после чего выполняли перемешивание в течение 10 часов в песчаной мельнице периодического действия (изделие компании Kanpe Hapio Co., Ltd.), с получением тем самым жидкой дисперсии кристаллического сложного полиэфира 2, имеющей среднеобъемный диаметр частиц 0,45 мкм.
[Изготовление тонера из примера 6]
Процедуру примера 5 повторили, за исключением того, что, хотя суммарное количество разделительной добавки сохраняли неизменным, сочетание и отношение синтетического сложноэфирного воска в смеси изменяли, как описано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2, для приготовления жидкой восковой дисперсии, и что жидкую дисперсию кристаллического сложного полиэфира 1 сменили на жидкую дисперсию кристаллического сложного полиэфира 2, чтобы тем самым получить частицы основы из примера 5.
При измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии с использованием LA-920 установлено, что жидкая восковая дисперсия имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,14 мкм.
Полученные частицы основы тонера оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,10 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,12.
Полученные частицы основы смешали с тонкодисперсными неорганическими частицами таким же образом, как и в примере 5, с получением тем самым тонера из примера 6.
Следует отметить, что диаметр дисперсной фазы разделительной добавки в частицах основы оказался равным 0,10 мкм. Диаметр частиц дисперсной фазы кристаллического сложного полиэфира в частицах основы оказался составляющим от 0,2 мкм до 3,0 мкм в единицах диаметра по большой оси.
В нижеследующей таблице 4 сведены диаметр частиц жидкой восковой дисперсии, среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 7)
[Изготовление тонера из примера 7]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 7>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 200 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 400 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (2) в отношении (1)/(2) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 7.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 7 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 7 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,19 мкм.
<Приготовление жидкой пигментно-восковой дисперсии 7>
Далее, 480 частей маточной смеси 1 добавили в вышеприготовленную жидкую восковую дисперсию 7. Затем жидкую восковую дисперсию 7 обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего технический углерод и воск диспергировались. Кроме того, туда добавили 846 частей 65%-го раствора низкомолекулярного сложного полиэфира 1 в этилацетате, и полученную смесь обработали один раз в бисерной мельнице при таких же условиях, с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 7.
Концентрацию твердых веществ жидкой пигментно-восковой дисперсии 7 регулировали выпариванием этилацетата и последующим сгущением до получения содержания твердых веществ 53% (измеренного после сушки при 130°C в течение 30 мин), с получением тем самым жидкой пигментно-восковой дисперсии 7.
<Изготовление частиц основы тонера 7>
Для получения частиц основы выполняли следующие этапы эмульгирования, десольватации, промывки и сушки.
<<Эмульгирование>>
Жидкую пигментно-восковую дисперсию 7 (780 частей), 120 частей форполимера 1 и 5 частей кетиминового соединения 1 поместили в емкость. Полученную смесь перемешали гомомиксером TK (изделие компании PRIMIX Corporation) при 6000 об/мин в течение 1 мин. Затем в емкость добавили 1300 частей водной фазы 1, с последующим перемешиванием при 13000 об/мин в течение 20 мин гомомиксером TK, с получением тем самым эмульгированной взвеси 7.
<<Десольватация>>
Эмульгированную взвесь 7 поместили в емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, затем подвергли десольватации при 30°C в течение 10 часов и состариванию при 45°C в течение 5 часов, с получением тем самым дисперсной взвеси 7.
<<Промывка и сушка>>
Дисперсную взвесь 7 (100 частей) фильтровали под пониженным давлением и затем дважды подвергли нижеописанной последовательности обработок (1)-(4) с получением тем самым фильтровального осадка 7:
(1): умягченную методом ионного обмена воду (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию;
(2): 10%-ный водный раствор гидроксида натрия (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (1), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 30 мин) и затем фильтрацию под пониженным давлением;
(3): 10%-ную соляную кислоту (100 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (2), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию; и
(4): умягченную методом ионного обмена воду (300 частей) добавили к фильтровальному осадку, полученному на стадии (3), после чего выполнили перемешивание гомомиксером TK (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтрацию.
Фильтровальный осадок 7 просушили в сушилке с циркулирующим воздухом при 45°C в течение 48 часов, а затем пропустили через сито с размером ячеек 75 мкм, с приготовлением тем самым частиц основы.
Частицы основы оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,01 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,14.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 7).
В нижеследующей таблице 4 также сведены диаметры частиц жидкой восковой дисперсии, среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 8)
[Изготовление тонера из примера 8]
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что, хотя суммарное количество разделительной добавки сохраняли неизменным, сочетание и отношение в смеси синтетических сложноэфирных восков изменяли, как описано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2, для приготовления жидкой восковой дисперсии, чтобы тем самым получить частицы основы из примера 8.
Полученные выше частицы основы из примера 8 (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 8).
В нижеприведенной таблице 4 сведены диаметр частиц жидкой восковой дисперсии, среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы и отношение (Dv/Dn) среднеобъемных диаметров частиц (Dv) к среднечисловым диаметрам частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 9)
[Изготовление тонера из примера 9]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 9>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 400 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 10 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (2) в отношении (1)/(2) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 9.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 9 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 9 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,13 мкм.
<Приготовление частиц основы тонера 9>
Процедуру примера 7 повторили, за исключением того, что жидкую восковую дисперсию 7 заменили жидкой восковой дисперсией 9 для приготовления тем самым частиц основы.
Полученные частицы основы оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,25 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,15.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 9).
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как в примере 1: диаметры частиц жидких восковых дисперсий; среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы; и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 10)
[Изготовление тонера из примера 10]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 10>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 200 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 300 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (2) в отношении (1)/(2) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 10.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 10 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 10 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,16 мкм.
<Приготовление частиц основы тонера 10>
Процедуру примера 7 повторили, за исключением того, что жидкую восковую дисперсию 7 заменили жидкой восковой дисперсией 10 для приготовления тем самым частиц основы.
Полученные частицы основы оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,18 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,14.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гиброфобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 10).
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как в примере 1: диаметр частиц жидкой восковой дисперсии; среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы; и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 11)
[Изготовление тонера из примера 11]
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 11>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 400 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 35 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1) и (2) в отношении (1)/(2) по массе 50/50), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 11.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 11 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 11 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,18 мкм.
<Приготовление частиц основы тонера 11>
Процедуру примера 7 повторили, за исключением того, что жидкую восковую дисперсию 7 заменили жидкой восковой дисперсией 11 для приготовления тем самым частиц основы.
Полученные частицы основы оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,22 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,13.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гидрофобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 11).
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как в примере 1: диаметр частиц жидкой восковой дисперсии; среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы; и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
(Пример 12 и сравнительный пример 6)
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что, хотя суммарное количество разделительной добавки сохраняли неизменным, сочетание синтетических сложноэфирных восков изменяли, как описано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2, для приготовления жидкой восковой дисперсии, чтобы тем самым изготовить частицы основы.
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как в примере 1: диаметр частиц и распределение по размерам частиц основы тонера.
Полученные частицы основы смешивали с тонкодисперсными неорганическими частицами таким же образом, как в примере 1, с получением тем самым тонера.
(Пример 13)
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что низкомолекулярный сложный полиэфир 1 заменили низкомолекулярным сложным полиэфиром 2 для изготовления тем самым тонера.
(Сравнительный пример 7)
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что низкомолекулярный сложный полиэфир 1, форполимер 1 и кетиминовое соединение 1 заменили стирол-акриловой смолой 1, для изготовления тем самым тонера.
(Пример 14)
<Приготовление жидкой восковой дисперсии 14>
В емкость, на которой были установлены мешалка и термометр, загрузили 400 частей низкомолекулярного сложного полиэфира 1, 115 частей синтетического сложноэфирного воска (смеси), как показано в нижеследующих таблицах 3-1 и 3-2 (т.е. смеси синтетических сложноэфирных восков (1), (2), (3), (4) и (5) в отношении (1)/(2)/(3)/(4)/(5) по массе 50/13/13/13/11), и 1000 частей этилацетата. Затем полученную смесь нагревали до температуры 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 8 часов и охлаждали до 24°C в течение 1 часа. Полученную жидкую дисперсию обрабатывали в бисерной мельнице (Ultra Visco Mill, изделие компании Aymex Co.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/час; окружная скорость вращения диска: 6 м/сек; количество загруженных 0,5-мм (в диаметре) шариков диоксида циркония: 80% по объему; и количество проходов: 3, в результате чего синтетический сложноэфирный воск (WAX) диспергировали с получением жидкой восковой дисперсии 14.
Как было установлено при измерении диаметра дисперсной фазы жидкой восковой дисперсии 14 с использованием прибора LA-920, жидкая восковая дисперсия 14 имела средний диаметр частиц (диаметр дисперсных частиц воска) 0,22 мкм.
<Приготовление частиц основы тонера 14>
Процедуру примера 1 повторили, за исключением того, что жидкую восковую дисперсию 1 заменили жидкой восковой дисперсией 14 для приготовления тем самым частиц основы.
Полученные частицы основы оказались имеющими среднеобъемный диаметр частиц (Dv) 5,05 мкм и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) 1,10.
Полученные выше частицы основы (100 частей) смешали с гидрофобным диоксидом кремния (0,7 части) и гидрофобным оксидом титана (0,3 части) с использованием мешалки HENSCHEL MIXER, с получением тем самым тонера (тонера из примера 14).
В нижеприведенной таблице 4 сведены результаты, полученные измерением, выполненным таким же образом, как в примере 1: диаметр частиц жидкой восковой дисперсии; среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы; и отношение (Dv/Dn) среднеобъемного диаметра частиц (Dv) к среднечисловому диаметру частиц (Dn) у частиц основы.
В таблицах 3-1 и 3-2 показаны количества и типы материалов, использованных в примерах 1-14 и сравнительных примерах 1-7: сочетание и отношение восков в смеси; количество (% по массе) компонента (N1), содержащегося в синтетическом сложноэфирном воске в наибольшем количестве, и его число атомов углерода; количество (% по массе) компонента (N2), содержащегося в синтетическом сложноэфирном воске во втором после наибольшего количестве или в количестве, идентичном количеству компонента (N1), и его число атомов углерода; количество (% по массе) разделительной добавки по отношению к суммарному количеству частиц основы; наличие или отсутствие кристаллического сложного полиэфира и количество (% по массе) кристаллического сложного полиэфира по отношению к разделительной добавке; и тип использованной смолы. Следует отметить, что единицей измерения «% по массе» у компонента N1 или N2 является «% по массе» относительно разделительной добавки в тонере.
В таблице 4 представлены диаметры дисперсных частиц жидких восковых дисперсий, среднеобъемные диаметры частиц (Dv) тонеров и отношения Dv/Dn (где Dn означает среднечисловой диаметр частиц) в примерах 1-14 и сравнительных примерах 1-7.
Таблица 3-1
Синтетический сложноэфирный воск
Компонент N1
Компонент N2
Сочетание воска
Отношение в смеси (% по массе)
Количество (% по массе)
Число атомов углерода
Количество (% по массе)
Число атомов углерода
Пример 1
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 2
1/3
50/50
45
36
44
40
Пример 3
1/2/З
33/33/33
32
36
32
38
Пример 4
1/4
50/50
45
36
44
42
Сравн. пример 1
1/2
60/40
57
36
36
38
Сравн. пример 2
1
100
90
36
3,9
34
Сравн. пример 3
1/2/3/4
25/25/25/25
25
38
24
36
Сравн. пример 4
1/4
60/40
54
36
36
42
Сравн. пример 5
4
100
89
42
6,8
40
Пример 5
1/4
50/50
45
36
44
42
Пример 6
2/4
50/50
45
38
44
42
Пример 7
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 8
4/5
50/50
44
42
44
34
Пример 9
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 10
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 11
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 12
7/6
50/50
44
40
42
28
Сравн. пример 6
7/4
50/50
44
42
42
28
Пример 13
1/2
50/50
48
36
45
38
Сравн. пример 7
1/2
50/50
48
36
45
38
Пример 14
1/2/3/4/5
50/13/13/13/11
46
36
13
38
Таблица 3-2
Количество разделительной добавки в суммарном количестве частиц основы (% по массе)
Кристаллический сложный полиэфир
Количество используемого немодифицированного сложного полиэфира (низкомолекулярного сложного полиэфира)
Форполимер/ Кетиминовое соединение
Тип
Количество используемого кристаллического сложного полиэфира (относительно суммарного количества разделительной добавки (% по массе))
Пример 1
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 2
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 3
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 4
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 1
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 2
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 3
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 4
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 5
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 5
6
1
200
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 6
6
2
200
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 7
21
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 8
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 9
0,5
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 10
17
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 11
2
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 12
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 6
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Пример 13
6
-
-
2
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Сравн. пример 7
6
-
-
-
-
Пример 14
6
-
-
1
Форполимер 1/ Кетиминовое соединение 1
Таблица 4
Примеры и сравнительные примеры
Диаметр частиц жидкой восковой дисперсии (мкм)
Среднеобъемный диаметр частиц у частиц основы, Dv (мкм)
Dv/Dn
Пример 1
0,15
5,35
1,08
Пример 2
0,23
5,35
1,10
Пример 3
0,22
5,21
1,08
Пример 4
0,18
5,05
1,09
Сравн. пример 1
0,28
5,16
1,13
Сравн. пример 2
0,23
5,08
1,10
Сравн. пример 3
0,22
5,32
1,12
Сравн. пример 4
0,19
5,02
1,11
Сравн. пример 5
0,30
5,21
1,14
Пример 5
0,22
5,20
1,10
Пример 6
0,14
5,10
1,12
Пример 7
0,19
5,01
1,14
Пример 8
0,15
5,15
1,14
Пример 9
0,13
5,25
1,15
Пример 10
0,16
5,18
1,14
Пример 11
0,18
5,22
1,13
Пример 12
0,21
5,28
1,16
Сравн. пример 6
0,18
5,08
1,11
Пример 13
0,15
5,30
1,10
Сравн. пример 7
0,15
5,26
1,19
Пример 14
0,22
5,05
1,10
Каждый из тонеров, полученных в примерах 1-14 и сравнительных примерах 1-7, применяли для изготовления двухкомпонентного проявителя, и изготовленный двухкомпонентный проявитель оценивали. Носитель, применяемый в двухкомпонентном проявителе, изготавливали следующим способом.
[Изготовление носителя]
Ниже приведено описание специального примера изготовления носителя, использованного для оценки тонера в реальном аппарате. Однако, носители, применимые в настоящем изобретении, не ограничены описанным носителем.
<Состав носителя >
Раствор акриловой смолы (HITALOID3001, продукт компании Hitachi Chemical Co., Ltd., содержание твердого вещества: 50%): 21,0 части
Раствор гуанамина (MYCOAT106, продукт компании Mitsui Scitech, содержание твердого вещества: 70%): 6,4 части
14
Частицы оксида алюминия [диаметр частиц: 0,3 мкм, удельное сопротивление: 10 (Ом·см)]: 7,6 части
Раствор силиконовой смолы [содержание твердого вещества: 23% (SR2410, продукт компании Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)]: 65,0 части
Аминосилан [содержание твердого вещества: 100% (SH6020, продукт компании Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)]: 1,0 части
Толуол: 60 частей
Бутилцеллозольв: 60 частей
1,8
49,5
2
3
48,0
Материалы носителя диспергировали в вышеприведенной пропорции гомомиксером в течение 10 мин для приготовления тем самым раствора для формирования пленки покрытия из силиконовой смолы и акриловой смолы, содержащей частицы оксида алюминия. Вышеприготовленный раствор, образующий пленку покрытия, нанесли на обожженный ферритовый порошок [(MgO)(MnO)(FeO), средний размер частиц: 25 мкм], служащий ядрами, так чтобы получить среднюю толщину 0,15 мкм, используя устройства Spira для нанесения покрытий (изделие компании Okada Seiko Co.), затем выполнили сушку с получением тем самым ферритового порошка с покрытием. Полученный ферритовый порошок с покрытием обжигали в электрической печи при 150°C в течение 1 часа. После охлаждения массу ферритового порошка обработали на сите с размером ячеек 106 мкм, для приготовления тем самым частиц носителя. Поскольку пленки покрытия, покрывающие поверхности носителя, можно изучать путем наблюдения поперечных сечений частиц носителя в просвечивающем электронном микроскопе, то среднюю толщину пленок покрытия измеряли путем проведения данного изучения. Таким образом получили носитель A, имеющий средневесовой диаметр частиц 35 мкм.
[Изготовление двухкомпонентного проявителя]
Носитель A (100 частей) и каждый (7 частей) из тонеров из примеров 1-14 и сравнительных примеров 1-7 однородно смешали и загрузили в трубчатую мешалку, емкость которой вращается для перемешивания, с получением тем самым двухкомпонентного проявителя.
[Оценка тонера]
Каждый из изготовленных двухкомпонентных проявителей оценивали следующим образом. Результаты оценки показаны в нижеприведенной таблице 5.
<Условия оценки>
2
Взяли аппарат, полученный модификацией IMAGIO MP C6000 (изделие компании Ricoh Company Ltd.) так, что его участок закрепления можно было независимо приводить в действие и регулировать по температуре. Плоские бумажные листы обеспечивали отдельно, при этом каждый из них имел незакрепленное изображение, сформированное с плотностью налипания тонера 0,6 мг/см. Затем, при постепенном повышении температуры ремня закрепления, находившегося в контакте с носителем записи, например, бумагой, плоские бумажные листы пропускали через аппарат, в результате чего тонер закреплялся на бумажных листах.
[Минимальная температура закрепления]
Минимальная температура закрепления определена как минимальная температура, при которой не происходило следующего явления: закрепленное изображение было недостаточно прикреплено к бумажному листу, и незакрепленный тонер транспортировался ремнем и приставал к бумажному листу в ходе второго цикла с формированием аномального изображения (температура, при которой не происходит холодный офсет).
[Максимальная температура закрепления]
Максимальная температура закрепления определена как максимальная температура, при которой не происходило следующего явления: закрепленное изображение слишком сильно расплавлялось на бумажном листе, и расплавленный тонер транспортировался ремнем и приставал к бумажному листу в ходе второго цикла с формированием аномального изображения (температура, при которой не происходит горячий офсет).
[Диапазон температур закрепления]
Диапазон температур закрепления определен как разность между максимальной температурой закрепления и минимальной температурой закрепления.
Следует отметить, что разность между максимальной и минимальной температурами закрепления предпочтительно составляет 40°C или более.
[Изменение глянца с изменением температуры]
Если разделительная добавка действует эффективно, то глянец изображения усиливается с повышением температуры закрепления. Когда разность между глянцем изображения при высокой температуре закрепления и глянцем при низкой температуре закрепления является маленькой, предполагается, что разделительная добавка неудовлетворительно действует при высоких температурах закрепления, и поэтому тонер становится трудно отделяемым от ремня закрепления (т.е. отделяемость плохая). Таким образом, разность между глянцем изображения при максимальной температуре закрепления - 20°C и глянцем изображения при максимальной температуре закрепления указывает, эффективно ли действует разделительная добавка при высоких температурах.
Затем, после измерения глянца (A) изображения, закрепленного при максимальной температуре закрепления - 20°C, и глянца (B) изображения, закрепленного при максимальной температуре закрепления, оценивали разность (B-A) между ними.
Разность (B-A) глянцев предпочтительно составляет 20 или больше.
[Измерение глянца]
При оценке изменения глянца глянец измеряли измерителем блеска (изделие компании NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) под углом падения 60°. Следует отметить, что применяли бумажный лист для переноса изображения типа 6000-70W (изделие компании Ricoh Company Ltd.). Чем выше измеренный глянец, тем выше глянец изображения. Глянец предпочтительно является более высоким для получения отчетливого изображения с высокой воспроизводимостью цвета.
[Эффективность переноса (%)]
2
При использовании оценочной машины, которая была получена настройкой IMAGIO MP C6000 (изделия компании Ricoh Company Ltd.) таким образом, что его линейная скорость и время переноса были регулируемыми, каждый проявитель подвергали эксплуатационному испытанию, в котором в качестве тестовых изображений печатали контрастные изображения формата A4 с плотностью налипания тонера 0,6 мг/см. После печати 10000 или 100000 тестовых изображений эффективность переноса при вторичном переносе вычисляли с использованием нижеприведенного уравнения (1). Следует отметить, что для оценки приняты нижеследующие критерии.
Эффективность вторичного переноса (%) = ((количество тонера, перенесенного на средство промежуточного переноса - количество тонера, остающегося на средстве промежуточного переноса после вторичного переноса)/количество тонера, перенесенного на средство промежуточного переноса)×100 … (1)
Критерии оценки были следующими.
A: 90% ≤ Эффективность вторичного переноса
B: 85% ≤ Эффективность вторичного переноса ≤ 90%
C: 80% ≤ Эффективность вторичного переноса ≤ 85%
D: Эффективность вторичного переноса ≤ 80%
[Загрязнение в аппарате]
После печати 100000 тестовых изображений устройством IMAGIO MP C6000 (изделие компании Ricoh Company Ltd.) визуально определяли количество летучих компонентов, приставших к крышке над ременным элементом закрепления. В процессе дальнейшей эксплуатации летучие компоненты плавятся и падают во время работы аппарата, загрязняя изображения.
Критерии оценки были следующими.
A: Приставших загрязняющих веществ почти не наблюдалось.
B: Загрязняющие вещества приставали в такой степени, что они могли наблюдаться невооруженным глазом.
C: Возможно отчетливое наблюдение приставших загрязняющих веществ; загрязняющие вещества приставали в таком количестве, что они немедленно осаждались, загрязняя изображения.
D: Загрязняющие вещества приставали в таком количестве, что они расплавлялись и падали, загрязняя изображения.
Таблица 5
Мин. температура закрепления (°C)
Макс. температура закрепления (°C)
Диапазон температур закрепления
Изменение глянца
Эффективность вторичного переноса
Загрязнение разделительной добавкой в аппарате
Печать 100000 листов
Печать 100000 листов
Печать 100000 листов
Пример 1
120
170
50
25
A
В
В
Пример 2
120
180
60
30
A
А
A
Пример 3
130
170
40
22
A
В
В
Пример 4
115
185
70
35
A
A
A
Сравн. пример 1
130
160
30
15
С
C
С
Сравн. пример 2
135
155
20
0
С
D
D
Сравн. пример 3
135
160
25
5
В
С
D
Сравн. пример 4
125
165
40
15
C
D
С
Сравн. пример 5
135
160
25
0
C
D
D
Пример 5
110
175
65
40
А
А
A
Пример 6
105
180
75
45
А
А
A
Пример 7
120
185
65
35
В
С
В
Пример 8
120
195
75
40
А
А
A
Пример 9
125
155
30
25
А
A
A
Пример 10
125
180
55
35
А
В
A
Пример 11
125
165
40
30
А
В
A
Пример 12
120
170
50
25
В
В
В
Сравн. пример 6
130
150
20
10
В
D
D
Пример 13
125
200
75
45
A
А
A
Сравн. пример 7
155
165
10
0
D
D
С
Пример 14
120
160
40
20
В
В
В
По вышеприведенным результатам оценки можно убедиться, что тонер по настоящему изобретению имел низкую температуру закрепления, приводящую к экономии энергии, имел широкий диапазон температур закрепления и обладал устойчивостью к изменению температуры закрепления аппарата. Кроме того, можно также убедиться, что тонер по настоящему изобретению не вызывал загрязнения зарядных элементов, таких как носитель и зарядный ракель, и, следовательно, не вызывал ухудшения способности к переносу со временем, демонстрировал хорошее качество печати в исходном состоянии и стабильное достижение высокого качества печати в течение непрерывной печати. Кроме того, загрязнение в аппарате из-за разделительной добавки было менее заметным.
Таким образом, настоящее изобретение может обеспечить тонер для формирования изображения, проявитель, емкость для содержания проявителя (емкость для тонера) и способ формирования изображения, которые предназначены для визуализации скрытого электростатического изображения на несущем изображение элементе, например, в электрофотографическом аппарате и аппарате для электрофотографической записи. Они подавляют загрязнение изображений и в аппарате даже при непрерывном использовании, реализуя формирование высококачественных изображений.
Список позиций
1: Несущий изображение элемент
2: Зарядный элемент
3: Проявочное устройство
4: Тонер
5: Проявочная втулка
6: Транспортирующий ремень переноса
6a: Валик смещения
7: Очистной ракель
8: Возвратная пружина
9: Возвратный соленоид
10: Блок несущего изображение элемента и очистки (PCU)
13: Шнек
14: Лопастная мешалка (перемешивающий механизм)
16: Датчик определения концентрации по отражению (датчик P)
17: Датчик концентрации тонера
18: Валик совмещения
20: Устройство снятия заряда
S: Бумажный лист для переноса изображения
r: Свет изображения.