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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen gemischten Farbtoner, der beispielsweise
zum Entwickeln eines Latentbilds verwendet wird, das bei der Elektrophotographie,
elektrostatischem Aufzeichnungsverfahren, elektrostatischem Druckverfahren
oder dergleichen erzeugt wird, und ein Verfahren zur Herstellung
des gemischten Farbtoners; einen zweikomponentigen Entwickler, der
den Toner enthält;
und ein Verfahren zur Erzeugung von fixierten Bildern unter Verwendung
des Toners.
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Zum
Zweck der Herstellung eines Toners mit einer kundenspezifischen
Farbe, die verschiedene Anforderungen der Anwender erfüllen kann,
und des Zweifarbdrucks oder dergleichen, der einen Apparat vereinfachen
kann, sind verschiedene Techniken zum Mischen von zwei oder mehreren
Arten von Tonern, deren jeweilige Farbe unterschiedlich ist, untersucht
worden (siehe
JP-A-Hei-6-348101 ,
JP2004-133246 A ,
JP2005-316124 A ,
JP2004-516494 A und
dergleichen).
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Die
vorliegende Erfindung betrifft:
- [1] ein Verfahren
zur Herstellung eines gemischten Farbtoners, der durch Mischen von
zwei oder mehreren Arten von Farbtonern, deren jeweilige Farbe unterschiedlich
ist, erhältlich
ist, das die folgenden Schritte (1) und (2) einschließt:
(1)
Bestimmen der Zeta-Potentialverteilungen jedes der Farbtoner und
(2)
Mischen der Farbtoner in Kombination derart, dass der Überlappungsanteil
der Zeta-Potentialverteilungen 70,0% oder mehr beträgt;
- [2] einen gemischten Farbtoner, der mit dem Verfahren, wie es
in dem vorstehenden Punkt [1] definiert ist, erhältlich ist;
- [3] einen zweikomponentigen Entwickler, der den gemischten Farbtoner,
wie er in dem vorstehenden Punkt [2] definiert ist, und eine Trägersubstanz
enthält;
und
- [4] ein Verfahren zum Erzeugen von fixierten Bildern, das den
Schritt des Entwickelns des gemischten Farbtoners gemäß einem
kontaktlosen Entwicklungssystem einschließt.
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Selbst
wenn jede Farbe der Farbtoner aus derselben Zusammensetzung gemäß demselben
Verfahren hergestellt wird, und ein Toner, der durch Mischen dieser
Farbtoner auf eine gewünschte
Farbe eingestellt wurde, verwendet wird, werden jedoch Tonerstäube (Tonerzerstäubung) beim
kontinuierlichen Drucken erzeugt und die fixierten Bilder verändern sich
in der Farbe.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen gemischten Farbtoner, der durch
Mischen von zwei oder mehreren Arten von Farbtonern, deren jeweilige
Farbe unterschiedlich ist, erhältlich
ist, welcher die Farbe der fixierten Bilder auch beim kontinuierlichen
Drucken konstant halten kann, und ein Verfahren zur Herstellung
des gemischten Farbtoners; einen zweikomponentigen Entwickler, der
den Toner enthält;
und ein Verfahren zur Erzeugung von fixierten Bildern unter Verwendung
des Toners.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Farbe der fixierten Bilder auch beim kontinuierlichen
Drucken unter Verwendung eines gemischten Farbtoners konstant gehalten
werden, der durch Mischen von zwei oder mehreren Arten von Farbtonern,
deren jeweilige Farbe unterschiedlich ist, erhältlich ist.
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Diese
und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung offensichtlich.
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Als
ein Ergebnis von Untersuchungen über
die Ursache von Tonerstäuben
haben die hier genannten Erfinder festgestellt, dass Tonerstäube mit
der Zeta-Potentialverteilung eines Farbtoners in Verbindung stehen. Dadurch
wurde die vorliegende Erfindung vollbracht.
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Mit
anderen Worten, Tonerstäube
werden durch die Ladungseigenschaft eines Toners beeinflusst, und beim
Untersuchen der Ladungseigenschaft eines Toners ist es herkömmlicherweise
notwendig, eine Ladung verleihende Komponente zu berücksichtigen,
wie beispielsweise eine Ladeschiene in einem einkomponentigen Entwicklungssystem
und beispielsweise eine Trägersubstanz
in einem zweikomponentigen Entwicklungssystem. Jedoch ist es im
Wesentlichen notwendig, die Ladungseigenschaft selbst zu berücksichtigen,
die ursprünglich
dem Toner gehört,
die nicht von der Ladung verleihenden Komponente beeinflusst ist.
Die hier genannten Erfinder haben festgestellt, dass die Ladungseigenschaft
mit der Zeta-Potentialverteilung des Farbtoners in Verbindung steht.
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Eines
der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin,
dass beim Herstellen eines gemischten Farbtoners durch Mischen von
zwei oder mehreren Arten von Farbtonern, deren jeweilige Farbe unterschiedlich
ist, wobei Bemerkungen über
die Aufladbarkeit jedes der Farbtoner gemacht werden, die Zeta-Potentialverteilung
als eine Kennzahl für
die Aufladbarkeit verwendet wird. Die Ladungen des Toners, die gemäß einem
allgemeinen Verfahren bestimmt werden, werden durch triboelektrisches
Aufladen mit einem Ladung erzeugenden Material, wie eine Trägersubstanz,
bestimmt und stark durch das Ladung erzeugende Material beeinflusst.
Dagegen wird andererseits in der vorliegenden Erfindung die Zeta-Potentialverteilung
als eine Kennzahl für
die Ladungseigenschaft, die der Toner selbst aufweist, bestimmt,
und die Farbtoner, deren Überlappung
der Zeta-Potentialverteilungen groß ist, werden gemischt, wodurch
ein gemischter Farbtoner erhalten wird, bei dem die Farbänderung
der fixierten Bilder auf Grund von Tonerstäuben verhindert wird, selbst wenn
damit kontinuierlich gedruckt wird. In der vorliegenden Erfindung
kann jede Farbe der Farbtoner, die beim Herstellen eines gemischten
Farbtoners gemischt werden, passend ausgewählt werden, mit anderen Worten Originalfarbtoner
oder Primärfarbtoner
selbst in Abhängigkeit
von einer beabsichtigten Farbe eines gemischten Farbtoners. Konkret
enthalten die Farbtoner sowohl rote Toner, grüne Toner, blaue Toner, gelbe
Toner, magentafarbene Toner und cyanfarbene Toner als auch schwarze
Toner und transparente Toner.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines gemischten Farbtoners, der durch
Mischen von zwei oder mehreren Arten von Farbtonern, deren jeweilige
Farbe unterschiedlich ist, erhältlich
ist, schließt
die folgenden Schritte (1) und (2) ein:
- (1)
Bestimmen der Zeta-Potentialverteilung jedes der Farbtoner; und
- (2) Mischen der Farbtoner in Kombination derart, dass der Überlappungsanteil
der Zeta-Potentialverteilungen
70,0% oder mehr, vorzugsweise 73% oder mehr und stärker bevorzugt
75% oder mehr beträgt.
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Die
Zeta-Potentialverteilungen des Toners, die im Schritt (1) bestimmt
werden, beziehen sich auf Zeta-Potentialverteilungen von einzelnen
Tonerteilchen, die im Toner enthalten sind. Die Zeta-Potentialverteilung wird
erhalten, indem Zeta-Potentiale beliebiger Tonerteilchen, die in
jedem der Farbtoner enthalten sind, für eine solche Anzahl der Tonerteilchen,
dass eine verlässliche
stabile Zeta-Potentialverteilung erhältlich ist, beispielsweise
von 50 bis 200 Teilchen der Tonerteilchen, gemäß dem Verfahren, das in den
nachstehend angegebenen Beispielen beschrieben ist, bestimmt werden.
Herkömmlicherweise
wird ein Zeta-Potential aller Tonerteilchen als ein Zeta-Potential
des Toners bestimmt. Jedoch werden in der vorliegenden Erfindung
Zeta-Potentiale einzelner Tonerteilchen, die in jedem der Farbtoner
enthalten sind, bestimmt. Die Zeta-Potentiale der einzelnen Tonerteilchen
werden bestimmt, wodurch die Zeta-Potentialverteilungen der Tonerteilchen
in jedem der Farbtoner aufgedeckt werden können.
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Der Überlappungsanteil
der Zeta-Potentialverteilungen im vorstehend erwähnten Schritt (2) bezieht sich
auf einen Grad der Überlappung
der Zeta-Potentialverteilungen von jedem der Farbtoner, die im Schritt (1)
bestimmt werden. In der vorliegenden Erfindung wird der Überlappungsanteil
der Zeta-Potentialverteilungen in einem Wert ausgedrückt, dass
in einem Histogramm der Zeta-Potentialverteilung, das mit Zeta-Potentialintervallen
von 5 mV angefertigt wurde, die Gesamtzahl der Tonerteilchen, deren
Segmente des Zeta-Potentials
sich unter den Farbtonern entsprechen, durch die Anzahl aller Tonerteilchen
geteilt und als Prozentsatz ausgedrückt wird. Beim Mischen von
drei oder mehreren Arten der Farbtoner wird es bevorzugt, dass der Überlappungsanteil
der gesamten Farbtoner, die gemischt werden sollen, innerhalb des
vorstehend erwähnten Bereichs
liegt, und es wird auch stärker
bevorzugt, dass alle Überlappungsanteile
zwischen den Farbtonern, die gemischt werden sollen, innerhalb des
vorstehend erwähnten
Bereichs liegen (mit anderen Worten liegen die Überlappungsanteile zwischen
den Farbtonern bei Kombinationen von jeweils zwei Arten der Farbtoner
innerhalb des vorstehend erwähnten
Bereichs).
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Die
Zeta-Potentiale der Tonerteilchen von 70%, bezogen auf die Anzahl,
oder mehr und vorzugsweise 80%, bezogen auf die Anzahl, oder mehr
der Tonerteilchen, aus denen jeder der Farbtoner besteht, betragen vorzugsweise
mehr als 15 mV und 80 mV oder weniger nach dem absoluten Wert, stärker bevorzugt
mehr als 20 mV und 75 mV oder weniger und noch stärker bevorzugt
mehr als 25 mV und 70 mV oder weniger, unter dem Gesichtspunkt der
Verminderung von Tonerstäuben.
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Das
Zeta-Potential der Tonerteilchen kann gemäß dem Verfahren, das in den
nachstehend angegebenen Beispielen beschrieben wird, bestimmt werden.
Ein Zeta-Potential kann beispielsweise durch die Arten und Menge
eines Mittels zur Ladungskontrolle angepasst werden.
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Jeder
der Farbtoner in der vorliegenden Erfindung enthält ein Harzbindemittel, ein
Farbmittel oder dergleichen, die normalerweise verwendet werden.
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Das
Harzbindemittel schließt
in der vorliegenden Erfindung Polyester, Vinylharze, wie Styrol-Acrylharze,
Epoxidharze, Polycarbonate, Polyurethane, Hybridharze, die zwei
oder mehr Harzkomponenten aufweisen, und dergleichen ein. Der Polyester
wird unter dem Gesichtspunkt des Verbesserns der Dispergierbarkeit eines
Zusatzstoffs im Toner, wodurch die Homogenisierung der Zeta-Potentialverteilung
weiter verbessert wird, bevorzugt, ist aber nicht besonders darauf
begrenzt. Insbesondere wenn ein Toner der vorliegenden Erfindung
ein Mittel zur Ladungskontrolle mit einer Carboxylgruppe enthält, wird
angenommen, dass die Ladungen an der Toneroberfläche auf Grund von Synergismus
einer Carboxylgruppe des Polyesters und einer Carboxylgruppe des
Mittels zur Ladungskontrolle gleichmäßiger verteilt sind, so dass
sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung deutlicher zeigt. Der
Polyester ist in einer Menge von vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%,
stärker
bevorzugt 70 bis 100 Gew.-% und noch stärker bevorzugt im Wesentlichen
100 Gew.-% des Harzbindemittels enthalten.
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Der
Polyester verwendet eine bekannte Alkoholkomponente und eine bekannte
Carbonsäurekomponente,
wie eine Carbonsäure,
ein Anhydrid davon oder ein Ester davon, als die Ausgangsmaterialmonomeren und
wird durch Polykondensation dieser Komponenten erhalten.
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Die
Alkoholkomponente schließt
Alkylen-(2 oder 3 Kohlenstoffatome) oxid-Addukte (mittlere Molzahl: 1
bis 16) von Bisphenol A, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan
und Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Ethylenglykol,
Propylenglykol, Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, hydriertes
Bisphenol A, Sorbit oder Alkylen-(2 bis 4 Kohlenstoffatome) oxid-Addukte
(mittlere Molzahl: 1 bis 16) davon und dergleichen ein.
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Außerdem schließt die Carbonsäurekomponente
Dicarbonsäuren,
wie Phthalsäure,
Isophthalsäure, Terephthalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Adipinsäure und
Bernsteinsäure;
eine substituierte Bernsteinsäure,
deren Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder
ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, wie Dodecenylbernsteinsäure oder
Octenylbernsteinsäure;
Tricarbon- oder höhere
Polycarbonsäuren,
wie Trimellitsäure
und Pyromellitsäure;
Säureanhydride
davon, (1 bis 3 Kohlenstoffatome)-Alkylester davon und dergleichen
ein. Die vorstehend erwähnten
Säuren,
Säureanhydride
und Alkylester dieser Säuren werden
hier zusammenfassend als Carbonsäureverbindung
bezeichnet.
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Unter
dem Gesichtspunkt des Einstellens des Molekulargewichts und des
Verbesserns des Abfärbewiderstands
kann die Alkoholkomponente hier in passender Weise einen einwertigen
Alkohol enthalten und kann die Carbonsäurekomponente in passender
Weise eine Monocarbonsäureverbindung
enthalten.
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Der
Polyester wird beispielsweise durch Polykondensation der Alkoholkomponente
und der Carbonsäurekomponente
bei einer Temperatur von 180 bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre in Gegenwart
eines Veresterungskatalysator, falls gewünscht, erhalten.
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Es
wird bevorzugt, dass der Polyester einen Erweichungspunkt von 80
bis 165°C,
eine Glasübergangstemperatur
von 50 bis 85°C
und eine Säurezahl
von 0,5 bis 60 mgKOH/g unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit und
Fixierbarkeit aufweist.
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Hier
in der vorliegenden Erfindung kann der Polyester ein Polyester sein,
der in einem Ausmaß modifiziert
worden ist, dass der Polyester im Wesentlichen nicht die Eigenschaften
beeinträchtigt.
Als ein modifizierter Polyester wird ein Polyester veranschaulicht,
der mit Phenol, Urethan, Epoxid oder dergleichen gemäß dem Verfahren,
das in
JP-A-Hei-11-133668 ,
JP-A-Hei-10-239903 ,
JP-A-Hei-8-20636 oder
dergleichen beschrieben ist, gepfropft oder geblockt wurde.
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Das
Mittel zur Ladungskontrolle kann entweder ein positiv aufladbares
Mittel zur Ladungskontrolle oder ein negativ aufladbares Mittel
zur Ladungskontrolle sein, und diese können auch miteinander verwendet werden.
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Das
positiv aufladbare Mittel zur Ladungskontrolle schließt Nigrosinfarbstoffe,
quaternäre
Ammoniumsalze und dergleichen ein. Ein quaternäres Ammoniumsalz wird unter
dem Gesichtspunkt, dass eine Auswirkung auf den Farbton des Toners
klein ist, bevorzugt.
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Das
quaternäre
Ammoniumsalz einer Carbonsäure
ist vorzugsweise eine Verbindung der Formel (I):
bei der jeder der Reste R
1 bis R
4, die identisch
oder unterschiedlich sein können,
ein Niederalkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, der mit einem
Halogenatom substituiert sein kann, ein Alkylrest oder ein Alkenylrest
mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen oder ein Arylrest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen
oder ein Aralkylrest mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist; und X
– ein
Carboxylation ist.
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In
der vorliegenden Erfindung ist unter dem Gesichtspunkt, dass einem
Toner eine stabilere Ladungseigenschaft und stärker verbesserte Fixierbarkeit
verliehen wird, jeder der Reste R1 bis R4 vorzugsweise ein Niederalkylrest mit 1
bis 4 Kohlenstoffatomen, der mit einem Halogenatom substituiert
sein kann, ein Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine Phenylgruppe
oder eine Benzylgruppe, und ist X– vorzugsweise
ein aromatisches Carboxylation oder ein aliphatisches Carboxylation
und stärker
bevorzugt ein aromatisches Carboxylation. Das aromatische Carboxylation
schließt
ein Carboxylation mit dem Grundgerüst von Benzoesäure ein.
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Eine
Carbonsäure
mit dem Grundgerüst
von Benzoesäure
schließt
Benzoesäure,
Dithiodibenzoesäure
und dergleichen ein.
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Ferner
schließt
ein stärker
bevorzugtes quaternäres
Ammoniumsalz von Dithiodibenzoesäure
eine Verbindung der Formel (Ia):
in der
vorliegenden Erfindung ein.
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Im
Handel erhältliche
Produkte, die die Verbindung der Formel (Ia) enthalten, schließen „COPY CHARGE
PSY" (im Handel
von Clariant (Japan) K. K. erhältlich)
und dergleichen ein.
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Das
negativ aufladbare Mittel zur Ladungskontrolle schließt Metall
enthaltende Azofarbstoffe, Kupferphthalocyaninfarbstoffe, Metallkomplexe
einer Salicylsäureverbindung
und Nitroimidazolderivate ein. Davon wird unter dem Gesichtspunkt
der Auswirkung des Verleihens von hoher Aufladbarkeit ein Metallkomplex einer
Salicylsäureverbindung
bevorzugt.
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Der
Metallkomplex einer Salicylsäureverbindung
ist vorzugsweise ein Metallkomplex einer Salicylsäureverbindung
der Formel (II):
wobei jeder der Reste R
5, R
6, und R
7 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom oder ein linearer oder verzweigter
Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Alkenylrest mit 2
bis 10 Kohlenstoffatomen ist; M Zink, Zirkonium, Chrom, Aluminium,
Kupfer, Nickel oder Cobalt ist; m eine ganze Zahl von 2 oder mehr
ist; und n eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist.
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In
der Formel (II) ist R6 vorzugsweise ein
Wasserstoffatom und jeder der Reste R5 und
R7 ist vorzugsweise ein verzweigter Alkylrest
und stärker
bevorzugt eine tert-Butylgruppe.
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M
ist vorzugsweise Zink oder Chrom, welche eine hohe Elektronegativität und eine
ausgezeichnete Wirkung beim Verleihen von Aufladbarkeit aufweisen,
und stärker
bevorzugt Chrom.
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Im
Handel erhältliche
Produkte von Chromkomplexen einer Salicylsäureverbindung, die geeigneterweise
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bei denen R6 ein Wasserstoffatom ist und jeder der Reste
R5 und R7 eine tert-Butylgruppe
ist, schließen „BONTRON
E-81" (im Handel
von Orient Chemical Co., Ltd. erhältlich) und dergleichen ein,
und im Handel erhältliche
Produkte von Zinkkomplexen einer Salicylsäureverbindung, die geeigneterweise
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bei denen R6 ein Wasserstoffatom ist und jeder der Reste
R5 und R7 eine tert-Butylgruppe
ist, schließen „BONTRON
E-84" (im Handel
von Orient Chemical Co., Ltd. erhältlich) und dergleichen ein.
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Der
Gehalt an Mittel zur Ladungskontrolle schwankt auch in Abhängigkeit
von den Arten des Mittels zur Ladungskontrolle oder dergleichen.
Das Mittel zur Ladungskontrolle ist in einer Menge von vorzugsweise 0,1
bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels,
enthalten. Beispielsweise ist es im Falle des quaternären Ammoniumsalzes
in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt
0,3 bis 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels,
enthalten. Außerdem
ist es im Fall des Metallkomplexes einer Salicylsäureverbindung
in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt
0,5 bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzbindemittels,
enthalten. Wenn das quaternäre
Ammoniumsalz und der Metallkomplex einer Salicylsäureverbindung
miteinander verwendet werden, beträgt in einem Fall, wo einem
Toner positive Aufladbarkeit verliehen wird, das Gewichtsverhältnis des
quaternären
Ammoniumsalzes und des Metallkomplexes einer Salicylsäureverbindung,
d. h. Metallkomplex einer Salicylsäureverbindung/quaternäres Ammoniumsalz,
vorzugsweise 1/10 bis 1/3 und stärker
bevorzugt 1/8 bis 1/5 unter dem Gesichtspunkt, dass einem Toner
eine passende Aufladbarkeit verliehen wird. In einem Fall, wo einem
Toner negative Aufladbarkeit verliehen wird, beträgt das Gewichtsverhältnis des
quaternären
Ammoniumsalzes und des Metallkomplexes einer Salicylsäureverbindung,
d. h. quaternäres
Ammoniumsalz/Metallkomplex einer Salicylsäureverbindung, vorzugsweise
1/8 bis 1/2 und stärker
bevorzugt 1/6 bis 1/3 unter demselben Gesichtspunkt.
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Die
Aufladbarkeit des Toners der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders
begrenzt, und ein negativ aufladbarer Toner wird bevorzugt, da es
bevorzugt wird, Polyester als ein Harzbindemittel zu verwenden.
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Ferner
kann der Toner der vorliegenden Erfindung in passender Weise einen
Zusatzstoff enthalten, wie ein Farbmittel, ein Trennmittel, ein
Modifikationsmittel für
die elektrische Leitfähigkeit,
ein Streckmittel, einen verstärkenden
Füllstoff,
wie eine faserige Substanz, ein Antioxidans, ein Alterungsschutzmittel
oder ein magnetisches Material.
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Als
das Farbmittel können
ein Farbstoff, ein Pigment oder dergleichen verwendet werden, das
als ein Farbmittel für
einen Toner verwendet wird, und das Farbmittel schließt Ruße, Phthalocyanine
Blue, Permanent Brown FG, Brilliant Fast Scarlet, Pigment Green
B, Rhodamine-B Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146, Solvent Blue
35, Chinacridon, Karmesin 6B, Isoindolin, Bisazogelb und dergleichen
ein. Diese Farbmittel können allein
oder als Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Das Farbmittel ist in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 40 Gewichtsteilen
und stärker
bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile
des Harzbindemittels, enthalten.
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Jeder
der Farbtoner ist vorzugsweise ein pulverisierter Toner und wird
erhalten, indem beispielsweise ein Harzbindemittel, ein Farbmittel
oder dergleichen mit einem Mischer, wie ein Henschel-Mischer oder
eine Kugelmühle,
gemischt, danach mit einer geschlossenen Knetmaschine, einem Einschnecken-
oder Doppelschneckenextruder oder dergleichen schmelzgeknetet, das
schmelzgeknetete Produkt abgekühlt,
danach grob mit einer Hammermühle
oder dergleichen pulverisiert, ferner mit einer Feinpulverisiermühle unter
Verwendung eines Strahlstroms oder einer mechanischen Pulverisiermühle fein
pulverisiert und das pulverisierte Produkt auf eine gegebene Teilchengröße mit einem
Klassierer, der einen Wirbelstrom nutzt, oder einem Klassierer,
der einen Coanda-Effekt nutzt, klassiert wird.
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Mit
der Toneroberfläche
kann eine Oberflächenbehandlung
mit einem externen Zusatzstoff durchgeführt werden. Der externe Zusatzstoff
schließt
feine anorganische Teilchen aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid,
Zirkonoxid, Zinnoxid, Zinkoxid oder dergleichen ein. Davon wird
Siliciumdioxid mit einem geringen spezifischen Gewicht unter dem
Gesichtspunkt der Verhinderung des Einbettens des externen Zusatzstoffs bevorzugt.
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Das
Siliciumdioxid ist unter dem Gesichtspunkt der Umweltstabilität vorzugsweise
ein hydrophobes Siliciumdioxid, das hydrophob behandelt wurde. Das
Verfahren der hydrophoben Behandlung des Siliciumdioxids ist nicht
besonders begrenzt. Das Mittel zur hydrophoben Behandlung schließt Hexamethyldisilazan (HMDS),
Dimethyldichlorsilan, Silikonöl,
Methyltriethoxysilan und dergleichen ein. Davon wird Hexamethyldisilazan
bevorzugt. Es wird bevorzugt, dass die Menge an dem Mittel zur hydrophoben
Behandlung 1 bis 7 mg/m2 pro Oberfläche der
feinen anorganischen Teilchen beträgt.
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Der
externe Zusatzstoff weist eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise
3 bis 300 nm und stärker bevorzugt
5 bis 100 nm unter dem Gesichtspunkt der Aufladbarkeit und des Verhinderns
von Schaden am Photoleiter auf.
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Der
externe Zusatzstoff ist in einer Menge von vorzugsweise 0,01 bis
10 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt
0,1 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Toners
vor der Behandlung mit dem externen Zusatzstoff, enthalten.
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Der
Schritt der Oberflächenbehandlung
mit dem externen Zusatzstoff wird vorzugsweise gemäß einem
trockenen Mischverfahren durchgeführt, wobei ein schnell laufender
Mischer, wie ein Henschel-Mischer oder ein Super-Mischer, ein V-Mixer
oder dergleichen verwendet wird. Der externe Zusatzstoff kann zuvor
gemischt und einem schnell laufenden Mischer oder V-Mixer zugegeben
werden oder kann getrennt einem schnell laufenden Mischer oder V-Mixer
zugegeben werden.
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Der
Farbtoner weist einen Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von vorzugsweise 3 bis 12 μm und stärker bevorzugt
5 bis 10 μm
auf.
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Die
Farbe und ein Mischungsverhältnis
der Farbtoner, die im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, werden in Abhängigkeit
von einer gewünschten
Farbe des gemischten Farbtoners bestimmt.
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Der
gemischte Farbtoner der vorliegenden Erfindung kann entweder direkt
als ein Toner zur einkomponentigen Entwicklung in einem einkomponentigen
Entwicklungsverfahren verwendet werden oder als ein Toner zur zweikomponentigen
Entwicklung verwendet werden, bei dem der Toner, der mit einer Trägersubstanz gemischt
ist, in einem zweikomponentigen Entwicklungsverfahren verwendet
wird. Der gemischte Farbtoner der vorliegenden Erfindung kann dahingehend
geeigneterweise als ein Toner zur zweikomponentigen Entwicklung
verwendet werden, dass der gemischte Farbtoner der vorliegenden
Erfindung an Hochgeschwindigkeitsdrucken anpassungsfähig ist.
Deshalb stellt die vorliegende Erfindung ferner einen zweikomponentigen
Entwickler bereit, der den gemischten Farbtoner der vorliegenden
Erfindung und eine Trägersubstanz
enthält.
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In
der vorliegenden Erfindung wird es unter dem Gesichtspunkt der Eigenschaften
der fixierten Bilder bevorzugt, als eine Trägersubstanz eine Trägersubstanz
mit einer niedrigen Sättigungsmagnetisierung
zu verwenden, welche eine weiche magnetische Bürste bildet. Die Trägersubstanz
weist eine Sättigungsmagnetisierung
von vorzugsweise 40 bis 100 Am2/kg und stärker bevorzugt
50 bis 90 Am2/kg auf. Eine Sättigungsmagnetisierung
beträgt
vorzugsweise 100 Am2/kg oder weniger unter
dem Gesichtspunkt des Einstellens der Härte der magnetischen Bürste und
des Erhaltens der Farbtonwiedergabe und beträgt vorzugsweise 40 Am2/kg oder mehr unter dem Gesichtspunkt des
Verhinderns der Haftung von Trägersubstanz
und Tonerzerstäubung.
Eine Sättigungsmagnetisierung
der Trägersubstanz
wird gemäß dem Verfahren
bestimmt, das in den nachstehend angegebenen Beispielen beschrieben
wird.
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Als
ein Kernmaterial für
die Trägersubstanz
kann ein Kernmaterial, das aus beliebigen bekannten Materialien
hergestellt ist, ohne besondere Begrenzung verwendet werden. Das
Kernmaterial schließt
beispielsweise ferromagnetische Metalle, wie Eisen, Cobalt und Nickel;
Legierungen und Verbindungen, wie Magnetit, Hämatit, Ferrit, Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesium-Basis,
Ferrit auf Mangan-Basis und Ferrit auf Magnesium-Basis; Glaskugelchen;
und dergleichen ein. Davon werden unter dem Gesichtspunkt der Aufladbarkeit
Eisenpulver, Magnetit, Ferrit, Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesium-Basis,
Ferrit auf Mangan-Basis und Ferrit auf Magnesium-Basis bevorzugt,
und Ferrit, Ferrit auf Kupfer-Zink-Magnesium-Basis, Ferrit auf Mangan-Basis
und Ferrit auf Magnesium-Basis werden unter dem Gesichtspunkt der
Bildqualität
stärker
bevorzugt.
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Die
Oberfläche
der Trägersubstanz
ist unter dem Gesichtspunkt der Verminderung von Fleckenbildung auf
der Trägersubstanz
vorzugsweise mit einem Harz beschichtet. Das Harz zum Beschichten
der Oberfläche der
Trägersubstanz
variiert in Abhängigkeit
von den Materialien für
den Toner. Das Harz schließt
beispielsweise ein Fluorharz, wie Polytetrafluorethylen, ein Monochlortrifluorethylenpolymer,
Poly(vinylidenfluorid); ein Silikonharz, wie Polydimethylsiloxan;
einen Polyester; ein Styrolharz; ein Acrylharz; Polyamid; Polyvinylbutyral; ein
Aminoacrylatharz; und dergleichen ein. Diese Harze können allein
oder als Gemisch von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Wenn der Toner negativ aufladbar ist, wird ein Silikonharz unter
dem Gesichtspunkt der Aufladbarkeit und der Oberflächenenergie
bevorzugt. Das Verfahren des Beschichtens des Kernmaterials mit
dem Harz schließt
beispielsweise ein Verfahren, das die Schritte des Auflösens oder
Suspendierens eines Beschichtungsmaterials, wie ein Harz, in einem
Lösungsmittel
und des Aufbringens der resultierenden Lösung oder Suspension auf das
Kernmaterial, um dem Harz zu ermöglichen,
dass es daran haftet, einschließt;
ein Verfahren, das den Schritt des einfachen Mischens des Kernmaterials
mit dem Harz in Pulverform einschließt; und dergleichen ein.
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Bei
dem zweikomponentigen Entwickler der vorliegenden Erfindung, der
durch Mischen des Toners und der Trägersubstanz erhältlich ist,
beträgt
das Gewichtsverhältnis
des Toners zur Trägersubstanz,
d. h. Toner/Trägersubstanz,
vorzugsweise 1/99 bis 10/90 und stärker bevorzugt 5/95 bis 7/93.
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Ferner
verändern
sich der gemischte Farbtoner und der zweikomponentige Entwickler,
der den Toner der vorliegenden Erfindung enthält, selbst bei einem kontaktlosen
Entwicklungssystem nicht ständig
in der Entwicklungseffektivität,
da die Zeta-Potentialverteilungen
der kombinierten Farbtoner miteinander übereinstimmen. Deshalb werden
der gemischte Farbtoner und der zweikomponentige Entwickler, der
den Toner der vorliegenden Erfindung enthält, für ein Verfahren zum Erzeugen
von fixierten Bildern verwendet, das den Schritt des Entwickelns
des Bilds gemäß einem
kontaktlosen Entwicklungssystems einschließt, wodurch sich die Wirkungen
der vorliegenden Erfindung ausgeprägter zeigen.
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Gemäß dem Verfahren
zum Erzeugen von fixierten Bildern der vorliegenden Erfindung werden
fixierte Bilder durch bekannte Schritte erzeugt, ausgenommen dass
das Verfahren ein Merkmal im Entwicklungsschritt aufweist, wo ein
elektrostatisches Latentbild gemäß einem
kontaktlosen Entwicklungssystem entwickelt wird. Die Schritte im
Verfahren zum Erzeugen von fixierten Bildern schließen außer dem
Entwicklungsschritt beispielsweise die Schritte des Erzeugens eines
elektrostatisches Latentbilds auf der Oberfläche eines Photoleiters (Lade-
und Belichtungsschritt); des Übertragens
des entwickelten Tonerbilds auf ein Bild tragendes Material, wie
Papier (Übertragungsschritt);
des Fixierens des übertragenen
Tonerbilds (Fixierschritt); des Entfernens von Toner, der auf einem
entwickelnden Bauteil verbleibt, wie eine Photoleitertrommel (Reinigungsschritt);
und dergleichen ein.
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Außerdem kann
der gemischte Farbtoner der vorliegenden Erfindung auch geeigneterweise
für Verfahren
zum Erzeugen von fixierten Bildern verwendet werden, umfassend den
Schritt des Verwendens eines Apparats zum Erzeugen von Bildern mit
hoher Geschwindigkeit mit einer linearen Geschwindigkeit von vorzugsweise
500 mm/s oder mehr und stärker
bevorzugt 700 bis 3000 mm/s. Hier bezieht sich die lineare Geschwindigkeit
auf eine Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Bild erzeugenden Apparats
und wird durch die Geschwindigkeit der Blattzufuhr im Fixierabschnitt
bestimmt.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele beschreiben und zeigen weiter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Die Beispiele werden lediglich zu Veranschaulichungszwecken
angegeben und sollen nicht als Begrenzung der vorliegenden Erfindung
angesehen werden.
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[Erweichungspunkt des Harzes]
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Der
Erweichungspunkt bezieht sich auf die Temperatur, bei der die Hälfte der
Menge der Probe ausfließt,
wenn die Abwärtsbewegung
eines Kolbens gegen die Temperatur aufgetragen wird, wie sie unter
Verwendung eines Fließprüfgeräts (CAPILLARY
RHEOMETER „CFT-500D", im Handel von Shimadzu
Corporation erhältlich)
gemessen wird, wobei eine Probe von 1 g durch eine Düse mit einem
Durchmesser von 1 mm und einer Länge
von 1 mm extrudiert wird, während
die Probe derart erhitzt wird, dass die Temperatur mit einer Geschwindigkeit
von 6°C/min
ansteigt, und darauf eine Last von 1,96 MPa mit dem Kolben angelegt
wird.
-
[Glasübergangstemperatur
des Harzes]
-
Die
Glasübergangstemperatur
bezieht sich auf eine Temperatur eines Schnittpunkts der Verlängerung der
Grundlinie von gleich der oder weniger als Temperatur des höchsten endothermen
Peaks und der tangentialen Linie, die die maximale Steigung zwischen
dem Beginn des Peaks und der Spitze des Peaks zeigt, welcher unter
Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters („DSC 210", im Handel von Seiko
Instruments, Inc. erhältlich)
durch Anheben seiner Temperatur auf 200°C, Abkühlen der Probe von dieser Temperatur
auf 0°C
mit einer Abkühlgeschwindigkeit
von 10°C/min
und danach Anheben der Temperatur der Probe mit einer Aufheizgeschwindigkeit
von 10°C/min
bestimmt wird.
-
[Säurezahl
des Harzes]
-
Die
Säurezahl
wird mit einem Verfahren gemäß JIS K0070
bestimmt, ausgenommen dass lediglich das Lösungsmittel bei der Bestimmung
von einem Lösungsmittelgemisch
aus Ethanol und Ether, wie nach JIS K0070 vorgeschrieben, zu einem
Lösungsmittelgemisch
aus Aceton und Toluol (Volumenverhältnis von Aceton:Toluol = 1:1)
geändert
wurde.
-
[Volumenmedian der Teilchengröße (D50) von Muttertonerteilchen und Toner]
-
- Messgerät:
Coulter Multisizer II (im Handel von Beckman Coulter K. K. erhältlich)
- Öffnungsdurchmesser:
100 μm
- Analysesoftware: Coulter Multisizer AccuComp Ver. 1.19 (im Handel
von Beckman Coulter K. K. erhältlich)
- Elektrolytische Lösung: „Isotone
II" (im Handel von
Beckman Coulter K. K. erhältlich)
- Dispersion: „EMULGEN
109P” (im
Handel von Kao Corporation erhältlich,
Polyoxyethylenlaurylether, HLB: 13,6) wird derart in der vorstehenden
elektrolytischen Lösung
gelöst,
dass er eine Konzentration von 5 Gew.-% aufweist, wodurch sich eine
Dispersion ergibt.
- Dispersionsbedingungen: Zehn Milligramm einer Testprobe werden
zu 5 ml der vorstehenden Dispersion gegeben und das resultierende
Gemisch wird 1 Minute in einer Ultraschalldispergiermaschine dispergiert.
Danach werden 25 mL der elektrolytischen Lösung zu der Dispersion gegeben
und das resultierende Gemisch wird noch mal 1 Minute lang in der
Ultraschalldispergiermaschine dispergiert, wodurch sich eine Probendispersion
ergibt.
- Messbedingungen: Die vorstehende Probendispersion wird derart
eingestellt, dass sie eine Konzentration aufweist, bei der die Teilchengrößen von
30.000 Teilchen in 20 Sekunden bestimmt werden können, indem die vorstehende
Probendispersion zu 100 mL der vorstehenden elektrolytischen Lösung gegeben
wird. Danach werden die Teilchengrößen von 30.000 Teilchen bestimmt,
wodurch ein Volumenmedian der Teilchengröße (D50)
aus der Teilchengrößenverteilung
erhalten wird.
-
[Mittlere Teilchengröße des externen Zusatzstoffs]
-
Die
mittlere Teilchengröße der Primärteilchen
wird gemäß der folgenden
Formel berechnet:
Mittlere Teilchengröße (nm) = 6/(ρ × Spezifische
Oberfläche
(m2/g)) × 1000, wobei ρ das wahre
spezifische Gewicht des externen Zusatzstoffs ist. Beispielsweise
beträgt
das wahre spezifische Gewicht von Siliciumdioxid 2,2. Die spezifische
Oberfläche
ist eine spezifische Oberfläche
nach BET, die mit einem Stickstoffabsorptionsverfahren erhalten
wird. Im Fall des hydrophob behandelten externen Zusatzstoffs wird
eine spezifische Oberfläche
des ursprünglichen
externen Zusatzstoffs vor der hydrophoben Behandlung verwendet.
Unter der Annahme, dass der externe Zusatzstoff eine Kugel mit einer
Teilchengröße R ist,
kann die vorstehende Formel mit den folgenden Formeln erhalten werden:
Spezifische
Oberfläche
nach BET = S × (1/m)
m
(Gewicht der Teilchen) = 4/3 × π × (R/2)3 × wahres
spezifisches Gewicht
S (Oberfläche) = 4π(R/2)2.
-
[Sättigungsmagnetisierung
der Trägersubstanz]
-
- (1) Eine Trägersubstanz
wird unter Klopfen in einen Kunststoffbehälter mit einem Deckel gefüllt, wobei
der Behälter
einen Außendurchmesser
von 7 mm (einen Innendurchmesser von 6 mm) und eine Höhe von 5 mm
aufweist. Die Masse der Trägersubstanz
wird aus der Differenz des Gewichts des Kunststoffbehälters und
des Gewichts des Kunststoffbehälters,
der mit der Trägersubstanz
gefüllt
ist, bestimmt.
- (2) Der Kunststoffbehälter,
der mit der Trägersubstanz
gefüllt
ist, wird in einen Probenhalter eines Geräts zur Messung von magnetischen
Eigenschaften „BHV-50H" (V. S. MAGNETOMETER)
eingespannt, das im Handel von Riken Denshi Co., Ltd. erhältlich ist.
Die Sättigungsmagnetisierung
wird bestimmt, indem ein magnetisches Feld von 79,6 kA/m angelegt
wird, wobei der Kunststoffbehälter
unter Verwendung der Vibrationsfunktion vibrieren gelassen wird.
Der erhaltene Wert wird als die Sättigungsmagnetisierung pro
Masseneinheit berechnet, wobei die Masse der eingefüllten Trägersubstanz
in Betracht gezogen wird.
-
Herstellungsbeispiel 1 für Harz
-
Ein
5-Liter-Vierhalskolben, der mit einem Stickstoffeinlassrohr, einem
Trockenrohr, einem Rührer
und einem Thermoelement ausgerüstet
war, wurde mit 1.040 g Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
10 g Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan,
199 g Terephthalsäure
und 4 g Dibutylzinnoxid befüllt.
Die Bestandteile im Kolben wurden bei Atmosphärendruck bei 230°C 5 Stunden
lang umgesetzt. Danach wurde das Reaktionsgemisch bei 8,3 kPa 2
Stunden lang umgesetzt. Die Reaktionslösung wurde auf 210°C abgekühlt, und
209 g Fumarsäure
und 1 g Hydrochinon wurden dazu gegeben. Die Bestandteile wurden 5
Stunden lang umgesetzt, und danach weiter bei 8,3 kPa umgesetzt,
bis der gewünschte
Erweichungspunkt erreicht war, wodurch sich ein Harz A (Polyester)
ergab. Das resultierende Harz A wies einen Erweichungspunkt von
109,5°C,
eine Glasübergangstemperatur
von 64,4°C
und eine Säurezahl
von 21,3 mgKOH/g auf.
-
Herstellungsbeispiele für Farbtoner
-
<Magentafarbene
Toner>
-
Einhundert
Gewichtsteile Harz A, 5 Gewichtsteile Farbmittel „Super
Magenta R" (im Handel
von Dainippon Ink and Chemicals Incorporated erhältlich), 2 Gewichtsteile Polypropylenwachs „NP-105" (im Handel von MITSUI
CHEMICALS, INC. erhältlich)
und Mittel zur Ladungskontrolle, wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurden mit
einem 20-Liter-Henschel-Mischer
bei 1200 U/min für
eine Zeitdauer, wie in Tabelle 1 aufgeführt, vorgemischt. Danach wurde
das Gemisch mit einem Doppelschneckenextruder „PCM30" (im Handel von IKEGAI Corporation erhältlich)
unter den Bedingungen, wie in Tabelle 1 aufgeführt, schmelzgeknetet. Das schmelzgeknetete
Produkt wurde abgekühlt
und danach grob auf eine Größe von 1
mm oder so unter Verwendung einer Hammermühle pulverisiert. Das resultierende,
grob pulverisierte Produkt wurde mit Pulverisierer vom Luftstrahltyp
fein pulverisiert, und danach wurde das pulverisierte Produkt klassiert,
wodurch sich ein negativ aufladbarer Toner ergab, der aus Tonerteilchen
mit einem Volumenmedian der Teilchengröße (D50)
von 8,5 μm bestand,
wie in Tabelle 1 aufgeführt.
-
Einhundert
Gewichtsteile von jedem der resultierenden Toner wurden mit 0,9
Gewichtsteilen von hydrophobem Siliciumdioxid „R972" (im Handel von Nippon Aerosil erhältlich,
mittlere Teilchengröße 16 nm)
mit einem Henschel-Mischer 3 Minuten lang gemischt, um extern das
hydrophobe Siliciumdioxid zu der Toneroberfläche zu geben, wodurch sich
jeder der magentafarbenen Toner (Toner M1 bis M3) ergab.
-
<Cyanfarbene
Toner>
-
Dieselben
Vorgehensweisen wie bei den magentafarbenen Toner wurden durchgeführt, ausgenommen
dass 3,5 Gewichtsteile „CYANINE
BLUE KRO" (im Handel
von SANYO COLOR WORKS, LTD. erhältlich) als
ein Farbmittel verwendet wurden, wodurch sich jeder der cyanfarbenen
Toner (Toner C1 bis C3) ergab.
-
<Gelbe
Toner>
-
Dieselben
Vorgehensweisen wie bei den magentafarbenen Tonern wurden durchgeführt, ausgenommen
dass 5 Gewichtsteile „PV
Fast Yellow II9G VP2430" (im
Handel von Clariant (Japan) K. K. erhältlich, C. I. Pigmentgelb 214)
als ein Farbmittel verwendet wurden, wodurch sich jeder der gelben
Toner (Toner Y1 bis Y3) ergab. Tabelle 1
| | Mittel zur
Ladungskontrolle 1) | Vormischdauer (s) | Schmelzknetbedingungen2) |
| Negativ | Positiv | C1
(°C) | C2
(°C) | C3
oder später (°C) | Düse (°C) | Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) | Zufuhrmenge (kg/h) |
| Toner M1 | 3,0 | 0,5 | 30 | 30 | 60 | 80 | 90 | 240 | 10 |
| Toner M2 | 3,0 | 0,5 | 30 | 30 | 60 | 80 | 90 | 180 | 10 |
| Toner M3 | 3,0 | 0,5 | 120 | 30 | 60 | 80 | 90 | 180 | 10 |
| Toner C1 | 3,2 | 0,6 | 120 | 30 | 60 | 80 | 90 | 240 | 10 |
| Toner C2 | 3,2 | 0,6 | 120 | 30 | 60 | 80 | 90 | 180 | 10 |
| Toner C3 | 3,2 | 0,6 | 120 | 30 | 50 | 70 | 90 | 180 | 10 |
| Toner Y1 | 2,9 | 0,7 | 120 | 30 | 60 | 80 | 90 | 180 | 10 |
| Toner Y2 | 2,9 | 0,7 | 120 | 30 | 60 | 80 | 90 | 240 | 10 |
| Toner Y3 | 2,9 | 0,7 | 30 | 30 | 60 | 80 | 90 | 180 | 10 |
- 1) Negativ: ein negativ aufladbares Mittel
zur Ladungskontrolle „BONTRON
E-81" (im Handel
von Orient Chemical Co., Ltd erhältlich,
ein Chromkomplex einer Salicylsäureverbindung)
Positiv:
ein positiv aufladbares Mittel zur Ladungskontrolle „COPY CHARGE
PSY" (im Handel
von Clariant (Japan) K. K. erhältlich,
ein quaternäres
Ammoniumsalz einer Carbonsäure)
- 2) C1, C2 und C3 beziehen sich auf Zylinder von der Ausgangsmaterial-Zufuhrseite
eines Doppelschneckenextruders und werden verwendet, um eine festgelegte
Temperatur von jedem der Zylinder zu beschreiben.
-
Zeta-Potentiale
und triboelektrische Ladungen von jedem der resultierenden Farbtoner
wurden gemäß dem folgenden
Verfahren bestimmt. Auf der Basis der bestimmten Zeta-Potentiale wird ein
Histogramm, das die Verteilungen der Zeta-Potentiale mit Intervallen
von 5 mV und triboelektrische Ladungen zeigt, in Tabelle 2 aufgeführt. Hier
liegen die triboelektrischen Ladungen der Toner unter dem Gesichtspunkt
der Entwicklungseigenschaft vorzugsweise im Bereich von –12 bis –17 μC/g.
-
[Bestimmung der Zeta-Potentiale]
-
Der
Toner wird zu einer EMULGEN-109P-Lösung (5 Gew.-%) gegeben, die
mit demineralisiertem Wasser verdünnt ist, und 5 Minuten lang
mittels Ultraschall dispergiert. Ferner wird die resultierende Dispersion
derart mit demineralisiertem Wasser aufgefüllt, dass sie vor der Bestimmung
eine Tonerkonzentration von 0,05 Gew.-% aufweist, und in eine Zelle
zur Bestimmung (aus wässrigem
Fluorharz (der Abschnitt für
den Lichtweg besteht aus Glas), Zelldicke 0,75 mm (festgestellter
Wert in der Zelle), Zellbreite 10 mm) eingespritzt, um die Bestimmung
innerhalb von 3 Minuten durchzuführen.
Ein Zeta-Potential-Analysator „zeecom (ZC-2000)", der im Handel von
Microtec Co., Ltd. erhältlich
ist, wird zur Bestimmung verwendet. Ein Bestimmungsverfahren für die Zeta-Potentialverteilung
wird gemäß den Vorgehensweisen
der Bestimmung von „zeecom
(ZC-2000)" durchgeführt. „Zeecom
(ZC-2000)" wird
auf eine Migrationsspannung von 20 V, eine Temperatur der Lösung von
19,0 °C,
einen pH-Wert der Lösung
von 4,0, eine Viskosität
der Lösung
von 0,010271 Poise, eine Dielektrizitätskonstante der Lösung von
80,47, einen Abstand zwischen den Elektroden von 90 mm, zu verfolgende
Tonerteilchen von 100 Teilchen, eine Verfolgungsdauer von 1 Tonerteilchen
von 5 s eingestellt und verwendet Halogenlicht als eine Lichtquelle,
um die Zeta-Potentiale von jedem der Tonerteilchen zu bestimmen.
Hier wird das Zeta-Potential von jedem der Tonerteilchen gemäß der folgenden
Formel berechnet: Zeta-Potential = (4π × Viskosität der Lösung/Dielektrizitätskonstante
der Lösung) × (Teilchengeschwindigkeit/(Migrationsspannung/Abstand
zwischen Elektroden)) × 300 × 300 × 1000
-
Die
Zeta-Potentiale von 100 Teilchen der Tonerteilchen werden bestimmt.
-
[Bestimmung von triboelektrischen Ladungen]
-
Eine
50-ml-Polyethylenflasche wird mit 0,6 g Toner und 19,4 g mit Silikon
beschichteter Ferritträgersubstanz
(im Handel von Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. erhältlich, mittlere Teilchengröße 90 μm) befüllt und
mit einer Kugelmühle
bei 250 U/min gemischt, um die triboelektrischen Ladungen des Toners
unter Verwendung eines q/m-Messgeräts (im Handel von Epping GmbH
erhältlich)
zu bestimmen. Eine angegebene Menge des Toners wird in eine Zelle
zugeführt,
die in dem q/m-Messgerät
bereitgestellt ist, und lediglich der Toner wird 90 s lang durch
ein Sieb mit Sieböffnungen
von 32 μm
(aus Edelstahl, geköpert,
Drahtdurchmesser 0,0035 mm) angesaugt. Die Spannungsänderung,
die auf der Trägersubstanz
zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird, wird überwacht, und der Wert von
[gesamte elektrische Ladungen nach 90 s (μC)/Menge an angesaugtem Toner
(g)] wird als die triboelektrischen Ladungen (μC/g) definiert. Tabelle 2
| Absolutwert des Zeta-Potentials1 ) (ζ,
mV) | Toner |
| M1 | M2 | M3 | C1 | C2 | C3 | Y1 | Y2 | Y3 |
| 95 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 90 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 85 | 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 80 | 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 75 | 24 | 0 | 0 | 0 | 14 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 70 | 13 | 0 | 0 | 1 | 17 | 0 | 19 | 0 | 1 |
| 65 | 9 | 0 | 0 | 1 | 14 | 5 | 22 | 0 | 5 |
| 60 | 12 | 1 | 1 | 6 | 19 | 19 | 24 | 0 | 14 |
| 55 | 16 | 2 | 20 | 14 | 11 | 52 | 18 | 0 | 25 |
| 50 | 9 | 6 | 15 | 4 | 10 | 22 | 9 | 2 | 20 |
| 45 | 5 | 11 | 24 | 5 | 6 | 2 | 5 | 2 | 15 |
| 40 | 5 | 16 | 18 | 10 | 4 | 0 | 2 | 14 | 16 |
| 35 | 1 | 12 | 16 | 11 | 3 | 0 | 0 | 20 | 3 |
| 30 | 1 | 8 | 6 | 7 | 0 | 0 | 0 | 22 | 1 |
| 25 | 0 | 9 | 0 | 9 | 0 | 0 | 0 | 19 | 0 |
| 20 | 0 | 6 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 18 | 0 |
| 15 | 0 | 16 | 0 | 9 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| 10 | 0 | 10 | 0 | 6 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 5 | 0 | 3 | 0 | 7 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Prozentsatz
von 15 < ζ ≤ 802) | 98 | 71 | 100 | 78 | 99 | 100 | 100 | 97 | 100 |
| Triboelektrische
Ladungen (μC/g) | –15 | –13 | –13 | –13 | –14 | –14 | –14 | –13 | –14 |
- 1) Alle Zeta-Potentiale der Tonerteilchen,
aus denen jeder der Toner besteht, sind die negativen Werte, eine Zone,
die als „X" bezeichnet wird,
bezieht sich auf eine Zone X-5 < ζ ≤ X (Beispiel:
eine Zone 50 → 45 < ζ ≤ 50).
- 2) Prozentsatz der Tonerteilchen, deren Zeta-Potentiale ζ nach dem
absoluten Wert im Bereich von 15 mV < ζ ≤ 80 mV liegen
(%, bezogen auf Anzahl)
-
Beispiele 1 bis 11 und Vergleichsbeispiele
1 bis 7
-
Jeweils
ein Kilogramm der Farbtoner in einer Kombination, wie in Tabelle
4 aufgeführt,
wurde in einen Henschel-Mischer zugeführt und 30 s lang gemischt,
wodurch sich ein gemischter Farbtoner ergab. Auf der Basis eines
Histogramms von jedem der Farbtoner wurde ein Überlappungsanteil der Zeta-Potentiale
im kombinierten Toner berechnet. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 aufgeführt. Beispielsweise
im Fall von Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 die Gesamtzahl der
Tonerteilchen in den Spalten, die von Doppellinien in Tabelle 3
eingerahmt sind, d. h. 130 Teilchen in Vergleichsbeispiel 1 und
199 Teilchen in Beispiel 1, wobei die Gesamtzahl der Tonerteilchen
dieser Segmente der Zeta-Potentiale sich unter den verwendeten Farbtonern
entsprechen. Der Überlappungsanteil
wird wie folgt definiert:
Vergleichsbeispiel 1: 130/die Gesamtzahl
der Tonerteilchen, die bestimmt wurde (200) × 100 = 65%, bezogen auf die
Anzahl
Beispiel 1: 199/die Gesamtzahl der Tonerteilchen, die
bestimmt wurde (200) × 100
= 99,5%, bezogen auf die Anzahl
-
-
Testbeispiel 1
-
Eine
Entwicklungseinheit eines Bild erzeugenden Apparats des kontaktlosen
Entwicklungstyps „Vario Stream
9000", im Handel
von Oce Printing Systems erhältlich,
wurde derart modifiziert, dass die Entwicklungseinheit einen Entwickler
von selbst mit derselben Verarbeitungsgeschwindigkeit wie im Inneren
eines Druckers hin- und herbewegen konnte. Fünf Kilogramm einer Ferritträgersubstanz
(mittlere Teilchengröße: 60 μm, Sättigungsmagnetisierung:
68 Am
2/kg) wurden in den modifizierten „Vario
Stream 9000" zugeführt, und
ein gemischter Farbtoner wurde derart zugeführt, dass er eine Tonerkonzentration
von 6 Gew.-% aufwies. Danach wurde das Gemisch 10 Minuten lang hin-
und herbewegt, und dann 5 Stunden lang bei einem BW-Druckanteil von
1% mit einer linearen Geschwindigkeit von 1000 mm/s hin- und herbewegt.
Danach wurde ein Toner auf einer Sprungwalze untersucht, und die
Farbtöne
des gemischten Farbtoners vor der Zufuhr der Ferritträgersubstanz
und der gemischten Farbe nach 5 Stunden lang Hin- und Herbewegen wurden mit einem „GRETAG SPM50" (im Handel von Gretag
Macbeth AG erhältlich)
bestimmt, und der Grad der Änderung
des Farbtons wurde als Δh
(vor der Zufuhr – nach
der Zufuhr) definiert. Die Toleranzschwelle für Δh beträgt 10 oder weniger. Tabelle 4
| | Kombination
von Tonern | Überlappungsanteil
(%) | Δh |
| Vgl.-Bsp.1 | M1 | C1 | 65 | 16 |
| Bsp.
1 | M1 | C2 | 99,5 | 5 > |
| Bsp.
2 | M1 | C3 | 75,5 | 8 |
| Bsp.
3 | M1 | Y1 | 96,5 | 5 > |
| Vgl.-Bsp.
2 | M1 | Y2 | 40,5 | 18 |
| Bsp.
4 | M1 | Y3 | 85,5 | 7 |
| Bsp.
5 | M2 | C1 | 99 | 5 > |
| Vgl.-Bsp.
3 | M2 | C2 | 50,5 | 17 |
| Vgl.-Bsp.
4 | M2 | C3 | 57,5 | 18 |
| Vgl.-Bsp.
5 | M2 | Y1 | 47 | 19 |
| Bsp.
6 | M2 | Y2 | 97 | 5 > |
| Bsp.
7 | M2 | Y3 | 75 | 8 |
| Bsp.
8 | M3 | C1 | 78,5 | 6 |
| Bsp.
9 | M3 | C2 | 73,5 | 7 |
| Bsp.
10 | M3 | C3 | 77,5 | 7 |
| Vgl.-Bsp.
6 | M3 | Y1 | 68 | 12 |
| Vgl.-Bsp.
7 | M3 | Y2 | 69,5 | 12 |
| Bsp.
11 | M3 | Y3 | 97 | 5 > |
- Anmerkung) „5 >" bei Δh bedeutet,
dass Δh
kleiner als 5 ist.
-
Es
ist ersichtlich, dass die Toner aus den Beispielen 1 bis 11, die
durch Mischen der Farbtoner, deren Überlappungsanteil der Zeta-Potentiale
hoch ist, erhalten wurden, eine geringere Änderung der Farbe der fixierten
Bilder beim kontinuierlichen Drucken aufweisen und eine bestimmte
Farbe beibehalten können,
verglichen mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 7, die durch Mischen
der Farbtoner, deren Überlappungsanteil
der Zeta-Potentiale gering ist, erhalten wurden. Außerdem ist
ersichtlich aus beispielsweise den Gegensätzen zwischen Vergleichsbeispiel
5 mit Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 6 mit Beispiel 11, dass,
selbst wenn die Beziehungen der triboelektrischen Ladungen dieselben
sind, die Werte für Δh vollständig verschieden
sind, und die Auswirkungen, die vom Überlappungsanteil auf die Änderung
des Farbtons ausgeübt
wird, hängen
nicht von den triboelektrischen Ladungen ab.
-
Der
gemischte Farbtoner, der gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung erhältlich
ist, wird beispielsweise zum Entwickeln eines Latentbilds oder dergleichen
verwendet, das bei der Elektrophotographie, elektrostatischem Aufzeichnungsverfahren,
elektrostatischem Druckverfahren oder dergleichen erzeugt wird.
-
Auch
wenn die vorliegende Erfindung derart beschrieben wurde, ist klar,
dass sie in gewissen Hinsichten variiert werden kann. Solche Variationen
sollen nicht als Abweichung von Geist und Umfang der Erfindung betrachtet
werden und alle solche Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich
sind, sollen im Umfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen sein.
