DE19616577A1 - Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fi
xierung, der zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder bei der Elektrophotographie,
beim elektrostatischen Drucken oder elektrostatischen Aufzeichnen verwendet wird, und
ein Verfahren zum Herstellen solch eines Kapsel-Toners.
Wie in den US-Patenten Nr. 2 297 691 und 2 357 809 und weiteren Veröffentli
chungen offenbart, umfaßt die herkömmliche Elektrophotographie die Schritte: Bilden
eines elektrostatischen latenten Bildes durch gleichmäßiges Aufladen einer photoelektri
schen Isolierschicht (Ladevorgang), anschließend Belichten der Schicht, um die Ladung auf
dem belichteten Teil zu entfernen (Belichtungsvorgang) und Sichtbarmachen des gebildeten
Bildes durch Anhaften eines gefärbten geladenen feinen Pulvers, bekannt als Toner, an das
latente Bild (Entwicklungsvorgang); Übertragen des erhaltenen sichtbaren Bildes auf ein
bildempfangendes Blatt, wie ein Übertragungspapier (Übertragungsvorgang); und
dauerhaftes Fixieren des übertragenen Bildes durch Erwärmen, Druckanwendung oder
andere geeignete Fixiermöglichkeiten (Fixiervorgang).
Wie vorstehend angegeben, muß der Toner nicht nur die Ansprüche des Entwick
lungsvorgangs, sondern auch die des Übertragungsvorgangs und des Fixiervorgangs erfül
len.
Beim vorstehenden Fixiervorgang wird unter dem Gesichtspunkt, durch den
Druckkontakt einer Heizwalzenoberfläche und einer zu fixierenden bildtragenden Oberflä
che des Blattes einen außergewöhnlich guten Wärmewirkungsgrad aufzuweisen, das Wär
me-und-Druck-Fixierverfahren unter Verwendung einer Heizwalze in verschiedenen Ko
piermaschinen mit hoher Geschwindigkeit und geringer Geschwindigkeit allgemein verwen
det. Jedoch neigt der Toner dazu, wenn die Oberfläche einer Heizwalze die Oberfläche des
sichtbaren Bildes berührt, eine sogenannte "Offseterscheinung" verursachen, wobei der
Toner an der Oberfläche der Heizwalze haftet und so auf ein folgendes Übertragungspapier
übertragen wird.
Um diese Erscheinung zu verhindern, wird die Oberfläche einer Heizwalze mit
einem Material mit ausgezeichneten Ablöseeigenschaften für den Toner, wie Fluorharzen,
beschichtet und ferner wird ein Ablösemittel, wie ein Siliconöl, darauf aufgebracht. Je
doch vergrößert das Verfahren unter Anwendung z. B. eines Siliconöls die Gesamtfixiervor
richtung unvorteilhafterweise, wodurch ihre Kosten erhöht werden und sie auch kompliziert
gemacht wird, wobei verschiedene Gerätestörungen verursacht werden.
Unterdessen erstreckt sich der verwendbare Temperaturbereich des Toners von der
niedrigsten Fixiertemperatur bis zur Temperatur für den Hochtemperaturoffset, da die nie
drigste Fixiertemperatur eines Toners im allgemeinen zwischen der Temperatur des Tief
temperaturoffsets des Toners und der Temperatur von dessen Hochtemperaturoffset liegt.
Folglich kann die verwendbare Fixiertemperatur durch möglichst starkes Senken der nie
drigsten Fixiertemperatur und möglichst starkes Anheben der Temperatur, bei der ein
Hochtemperaturoffset auftritt, gesenkt werden und der verwendbare Temperaturbereich
kann erweitert werden, was eine Energieeinsparung, Schnellfixierung und Vorbeugung
gegen das Wellen von Papier ermöglicht.
Aus den vorstehenden Gründen ist die Entwicklung eines Toners zur Wärme-und-
Druck-Fixierung mit ausgezeichnetem Tieftemperaturfixiervermögen und Hochtemperatur
offsetfestigkeit gewünscht worden.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen Tief
temperaturfixiervermögen und Offsetfestigkeit unter Verwendung eines Kapsel-Toners
erreicht werden, der ein Kernmaterial und eine darauf gebildete Hülle, so daß die Oberflä
che des Kernmaterials bedeckt wird, umfaßt.
Verfahren zum Erreichen einer Tieftemperaturfixierung schließen diejenigen ein,
bei denen der Toner ein aus einem niedrigschmelzenden Wachs hergestelltes Kernmaterial
aufweist, das leicht plastisch verformbar ist, wie im US-Patent Nr. 3 269 626, in den
geprüften Japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 46-15876 und 44-9880 und in den
Japanischen Patentoffenlegungen Nr. 48-75032 und 48-75033 offenbart. Ferner ist ein
Kapsel-Toner zur Heizwalzenfixierung vorgeschlagen worden, der ein aus einem Harz in
Form einer Flüssigkeit hergestelltes Kernmaterial oder ein aus einem Harz mit einer
geringen Glasübergangstemperatur hergestelltes Kernmaterial, das eine Verbesserung in der
Fixierfestigkeit gestattet, obgleich bei einer hohen Temperatur ein Blockieren stattfinden
kann, falls es allein verwendet wird, und eine aus einem hochschmelzenden Harzmantel
hergestellte Hülle, die durch Grenzflächenpolymerisation gebildet wird, umfaßt, um dem
Toner Gleitfähigkeit zu verleihen (Japanische Patentoffenlegung Nr. 61-56352 und 58-
205162).
Beispiele von Kapsel-Tonern unter Verwendung von Polyesterharzen als Hüllen
material umfassen Kapsel-Toner mit einer aus einem thermotropen Flüssigkristallpolyester
hergestellten Hülle (Japanische Patentoffenlegung Nr. 63-281168), Kapsel-Toner unter
Verwendung eines kristallinen Polyesters (Japanische Patentoffenlegung Nr. 4-184358) und
Kapsel-Toner mit einem einen amorphen Polyester umfassenden hüllenbildenden Material
(Japanische Patentoffenlegung Nr. 6-130713).
Andererseits umfassen die Kapsel-Toner zur Verbesserung der Offsetfestigkeit
Siliconöle enthaltende Kapsel-Toner, Kapsel-Toner unter Verwendung von Harzen, die ein
Vernetzungsmittel in einer geeigneten Menge als Kernmaterialharze enthalten, Kapsel-To
ner, die Ablösematerialien als Kernmaterialien enthalten, und Kapsel-Toner, die ein Sili
conöl in Kernmaterialien einschließen, die ölige Lösungsmittel und Polymere enthalten.
Von den vorstehenden Tonern umfassen Beispiele von Siliconöle enthaltenden
Kapsel-Tonern die folgenden:
- (a) Die geprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 58-57102 offenbart einen Mikro kapseltoner zur Wärmefixierung, der eine Kernsubstanz, die hauptsächlich ein Ablösemate rial, wie ein Siliconöl, umfaßt, und eine hauptsächlich ein thermoplastisches Harz umfas sende Hüllenwandsubstanz, die auf der Kernsubstanz gebildet wird, umfaßt;
- (b) Die Japanische Patentoffenlegung Nr. 60-184259 offenbart einen Mikrokapseltoner zur Druckfixierung, der eine besondere Siliconverbindung enthält;
- (c) Die Japanische Patentoffenlegung Nr. 62-150260 offenbart einen Kapsel-Toner, der eine Kernsubstanz, die eine besondere Siliconverbindung in ungeschmolzenem Zustand im Binderharz enthält, und eine Metalloxidteilchen umfassende Hülle umfaßt; und
- (d) Die Japanische Patentoffenlegung Nr. 62-150261 offenbart einen Kapsel-Toner, der Kernsubstanzen umfaßt, die ein Siliconöl mit einer kinematischen Viskosität von 500 bis 9500 cSt (bei 25°C) enthalten.
Obwohl die vorstehende Literaturangabe (a) im Stand der Technik einen Mikro
kapseltoner offenbart, der ein Kernmaterial umfaßt, das aus Ablösematerialien, wie einem
Siliconöl, zusammengesetzt ist, weist der erhaltene Mikrokapseltoner ein schlechtes Fixier
vermögen auf, da das Kernmaterial nicht hauptsächlich aus thermoplastischen Harzen zu
sammengesetzt ist.
Die Literaturangaben (b), (c) und (d) im Stand der Technik offenbaren jeweils
einen druckfixierbaren Kapsel-Toner. Im allgemeinen sind die tonerfixierten Bilder, die
einfach durch Druckfixierung erhalten werden, verhältnismäßig schlecht und insbesondere,
wenn zum Beispiel Aufzeichnungsmedien, wie Papiere, an fixierten Bildteilen gefaltet
werden, neigen die fixierten Bilder zur Ablösung. In Fällen druckfixierbarer Kapsel-Toner
kann ein zähes Hüllenmaterial verwendet werden, da das Fixieren bei einem sehr hohen
Preßdruck (zum Beispiel 10 kg/cm oder mehr) ausgeführt wird, und somit können leicht
flüssige Materialien und Siliconöle in dem Kernmaterial eingeschlossen werden.
Jedoch kann in einem Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung kein zähes
Hüllenmaterial verwendet werden, da das Fixieren bei einem verhältnismäßig geringen
Preßdruck (zum Beispiel 3 kg/cm oder weniger) ausgeführt wird. So ist es lange als sehr
schwierig angesehen worden, in den Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung ein
Siliconöl in geschmolzenem Zustand bei Raumtemperatur einzulagern, da das Siliconöl bei
Lagerung aus dem erhaltenen Kapsel-Toner ausbluten kann.
Auch in dem Fall, wo Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung unter Ver
wendung eines Polyesterharzes zur Bildung der Hülle durch in situ-Polymerisation herge
stellt werden, während das vorstehend offenbarte Verfahren zum Beispiel unter Verwen
dung eines Siliconöls mit einer kinematischen Viskosität von 500 cSt oder mehr angewandt
wird, kann keine ausreichende Offsetfestigkeit in dem erhaltenen Toner erhalten werden,
da sich das Siliconöl nicht in der Nähe der Oberfläche der Toner konzentriert. Ferner
können, wenn ein festes Bild gedruckt wird, aufgrund seines schlechten Ablösevermögens
von der Fixierwalze durch die Trennklinke Kratzer erzeugt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kapsel-Toner zur
Wärme-und-Druck-Fixierung bereitzustellen, der durch ein in situ-Polymerisationsverfah
ren erhältlich ist, das unter den Gesichtspunkten der Produktionsanlagen und Produktions
verfahren industriell vorteilhaft ist, wobei der Kapsel-Toner insbesondere ausgezeichnete
Offsetfestigkeit und ausgezeichnetes Ablösevermögen aufweist, sogar bei niedriger Tempe
ratur fixierbar ist und ausgezeichnete Gleitfähigkeit aufweist, wenn unter Verwendung
einer Heizwalze fixiert wird.
Diese Aufgaben konnten auf der Basis der Erkenntnis gelöst werden, daß unter
Verwendung eines Siliconöls mit einer besonderen kinematischen Viskosität und unter
Verwendung eines bestimmten Polymerisationsverfahrens ein Kapsel-Toner zur Wärme-
und-Druck-Fixierung mit hohem Fixiervermögen hergestellt werden kann, während das
Siliconöl in das Kernmaterial des Kapsel-Toners eingelagert wird, ohne ein Ausbluten des
Siliconöls bei Lagerung zu verursachen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstel
len solch eines Kapsel-Toners bereitzustellen.
Bei den Untersuchungen zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme wurde
festgestellt, daß durch Wählen der Bedingungen für die Kernmaterialien, einschließlich Tg-
Werten, Zusammensetzungen und Mengen der Vernetzungsmittel, die geeignet sind, um
die Anforderung von Fixiervermögen und Tonerübertragungsbeständigkeit zu erfüllen, bei
denen fixierte Bilder auf einem Papier auf ein anderes Papier, das damit in Berührung ist,
übertragen werden, und auch durch Zusetzen eines leichtviskosen Siliconöls zur
Verbesserung der Offsetfestigkeit und Abnahme der Kratzer und durch Verwendung eines
hydrophilen Harzes, wie eines amorphen Polyesters, als Hüllenmaterial des Kapsel-Toners
klare sichtbare Bilder, frei von Hintergrund, für eine große Menge Kopien beständig
gebildet werden können.
In anderen Worten, durch Steuern der Verteilung der niedermolekularen Bestand
teile und der hochmolekularen Bestandteile in dem Toner und auch durch Verbessern der
Ablöseeigenschaften nach dem Fixieren durch den Zusatz eines leichtviskosen Siliconöls
kann eine Verbesserung in der Offsetfestigkeit und eine Abnahme in den Kratzern erreicht
werden. Auch durch Verwendung einer Hüllenmaterialzusammensetzung mit einer guten
Gleitfähigkeit kann ein Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung, der eine ausge
zeichnete Offsetfestigkeit aufweist, bei einer geringen Temperatur fixierbar ist und eine
ausgezeichnete Lagerungsbestandigkeit aufweist, bereitgestellt werden.
Speziell betrifft die vorliegende Erfindung folgendes:
- (1) Einen Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung, der ein wärmeschmelzbares Kernmaterial, das mindestens ein thermoplastisches Harz und ein Farbmittel enthält, und eine ein hydrophiles Harz umfassende Hülle umfaßt, die so darauf gebildet ist, daß die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt wird, wobei das Kernmaterial ein Siliconöl mit einer kinematischen Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C enthält und wobei der Kapsel-Toner durch ein in situ-Polymerisationsverfahren erhältlich ist;
- (2) Den im vorstehenden Punkt (1) beschriebenen Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck- Fixierung, wobei die Konzentration der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl 1000 ppm oder weniger ist;
- (3) Den im vorstehenden Punkt (1) und (2) beschriebenen Kapsel-Toner zur Wärme- und-Druck-Fixierung, wobei die Hülle einen amorphen Polyester als Hauptbestandteil umfaßt;
- (4) Den im vorstehenden Punkt (3) beschriebenen Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck- Fixierung, wobei der amorphe Polyester eine Glasübergangstemperatur von 50°C bis 80°C aufweist;
- (5) Den im vorstehenden Punkt (3) oder (4) beschriebenen Kapsel-Toner zur Wärme- und-Druck-Fixierung, wobei der amorphe Polyester eine Säurezahl von 3 bis 50 mg KOH/g aufweist;
- (6) Den in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (5) beschriebenen Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung, wobei die Glasübergangstemperatur, die einem als Hauptbe standteil des Kernmaterials verwendeten thermoplastischen Harz zugeschrieben wird, 10°C bis 50°C beträgt;
- (7) Ein Verfahren zum Herstellen eines Kapsel-Toners durch ein in situ-Polymeri sationsverfahren, das die folgenden Schritte (a)-(c) umfaßt:
- (a) Lösen eines amorphen Polyesters in einem Gemisch, das ein kernmaterialbilden des Monomer, einen Polymerisationsstarter, ein Siliconöl und ein Farbmittel umfaßt;
- (b) Dispergieren des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs in einem wäßrigen Disper giermittel und Konzentrieren des amorphen Polyesters an der Oberfläche von Tröpfchen eines kernbildenden Materials, um eine polymerisierbare Zusammensetzung zu erhalten; und
- (c) Polymerisieren der in Schritt (b) erhaltenen polymerisierbaren Zusammensetzung durch ein in situ-Polymerisationsverfahren, um ein Kernmaterial zu bilden, wobei das Kernmaterial mit einer den amorphen Polyester umfassenden Hülle überzogen wird, wo durch ein Kapsel-Toner erhalten wird;
- (8) Das im vorstehenden Punkt (7) beschriebene Verfahren, das ferner anschließend an Schritt (c) den folgenden Schritt (d) zum Ausführen einer Saatpolymerisation umfaßt:
- (d) Zusetzen von mindestens einem polymerisierbaren Vinylmonomer und einem Vinylpolymerisationsstarter zu einer wäßrigen Suspension des in Schritt (c) erhaltenen Kap sel-Toners, wobei der Kapsel-Toner in Schritt (c) als Vorläuferteilchen für die Saatpolyme risation verwendet wird, so daß die Vorläuferteilchen mindestens das polymerisierbare Vinylmonomer und den Vinylpolymerisationsstarter absorbieren; und Polymerisieren von mindestens dem polymerisierbaren Vinylmonomer in einem Kernteil der Vorläuferteilchen, um weiterhin ein Harz für das Kernmaterial in den Vorläuferteilchen zu bilden;
- (9) Das im vorstehenden Punkt (7) oder (8) beschriebene Verfahren, wobei das Siliconöl eine kinematische Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C aufweist;
- (10) Das im vorstehenden Punkt (7) beschriebene Verfahren, wobei die Konzentration der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl 1000 ppm oder weniger ist; und
- (11) Das in einem der vorstehenden Punkte (7) bis (10) beschriebene Verfahren, wobei die Menge des Siliconöls 0,1 bis 10,0 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100,0 Gewichtsteile des Harzes für das Kernmaterial.
Der Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein wärmeschmelzbares Kernmaterial, das mindestens ein thermoplastisches Harz
und ein Farbmittel enthält, und eine ein hydrophiles Harz umfassende Hülle, die darauf ge
bildet ist, so daß die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt wird, wobei das Kernmaterial
ein Siliconöl mit einer kinematischen Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C enthält und
wobei der Kapsel-Toner durch ein in situ-Polymerisationsverfahren erhältlich ist.
Hier betrifft "in situ-Polymerisationsverfahren" ein Polymerisationsverfahren zum
Bilden eines Kernmaterialharzes, das durch Polymerisieren von Monomeren der Kernmate
rialharze, Polymerisationsstartern, usw. im inneren Teil der polymerisierbaren Zusammen
setzung erhältlich ist, dessen Oberfläche mit dem hüllenbildenden Harz überzogen ist. Da
die Monomere bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung nur aus der inneren Phase
der dispergierten Phase geliefert werden, kann das vorliegende Verfahren eine Art von in
situ-Polymerisation in weiterem Sinn sein. Übrigens ist der Kapsel-Toner der vorliegenden
Erfindung durch das vorstehend erwähnte in situ-Polymerisationsverfahren allein erhältlich,
er kann aber auch durch eine Kombination eines in situ-Polymerisationsverfahrens und
einer Saatpolymerisation erhalten werden.
Die verwendbaren Siliconöle sind nicht besonders beschränkt, solange sie kinema
tische Viskositäten von 10 bis 500 cSt bei 25°C aufweisen, und verschiedene Siliconöle
können verwendet werden.
Die Siliconöle umfassen Siliconöle mit einer Dimethylsiloxanstruktur, Siliconöle
mit einer Methylphenylsiloxanstruktur (Copolymere aus Dimethylsiloxan und Biphenylsilo
xan), Siliconöle mit einer Monomethylsiloxanstruktur, Siliconöle mit einer
Methylcarboxylsiloxanstruktur und modifizierte Siliconöle. Beispiele hoch effektiver, im
Handel erhältlicher Produkte umfassen "KF96-50" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical
Co., Ltd.), "KF96-100" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), "KF96SS-100"
(hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), "KF96-300" (hergestellt von Shin-Etsu
Chemical Co., Ltd.), "KF96SS-300" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.),
"KF96-500" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), "KF54" (hergestellt von
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), "KF99" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.),
"TSF45 1-50" (hergestellt von Toshiba Silicone Corporation), "TSF451-100" (hergestellt
von Toshiba Silicone Corporation), "TSF451-300" (hergestellt von Toshiba Silicone Cor
poration), "TSF451-350" (hergestellt von Toshiba Silicone Corporation), "TSF451-500"
(hergestellt von Toshiba Silicone Corporation), "TSF4300" (hergestellt von Toshiba Sili
cone Corporation), "L45-50" (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.), "L45-100" (her
gestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.), "L45-350" (hergestellt von Nippon Unicar Co.,
Ltd.) und "L45-500" (hergestellt von Nippon Unicar Co., Ltd.).
Diese Siliconöle können in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet
werden.
Das Siliconöl weist eine kinematische Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C,
stärker bevorzugt von 50 bis 500 cSt bei 25°C, insbesondere von 100 bis 400 cSt bei 25°C
auf. Wenn die kinematische Viskosität 500 cSt bei 25°C übersteigt, neigt das Siliconöl bei
der Herstellung des Toners durch ein in situ-Polymerisationsverfahren weniger dazu, sich
nahe der Oberfläche des Kerns in dem Toner konzentrieren und somit wird das Siliconöl
beim Fixieren des Toners weniger wahrscheinlich auf der Toneroberfläche auftreten, so daß
die Wirkung des Zusetzens des Siliconöls nicht ausreichend gezeigt werden kann, was zu
einer schlechten Offsetfestigkeit führt. Andererseits neigen die Siliconöle nach der
Herstellung des Toners zum Ausbluten aus der Toneroberfläche, wenn die kinematische
Viskosität weniger als 10 cSt bei 25°C beträgt, wodurch die Lagerungsbeständigkeit
verschlechtert wird.
In anderen Worten, obwohl das Siliconöl in dem Kernmaterial und teilweise in
dem Hüllenmaterial enthalten ist, liegt das Siliconöl in dem Kapsel-Toner der vorliegenden
Erfindung nicht auf der äußersten Oberfläche des Toners vor, wenn der Kapsel-Toner
durch in situ-Polymerisation hergestellt wird, da das Hüllenmaterial eine höhere hydrophile
Beschaffenheit aufweist. Das Siliconöl konzentriert sich bei der Herstellung des Toners na
he der Oberfläche eines das Kernmaterial umfassenden Kerns, so daß das Siliconöl beim Fi
xieren an der Toneroberfläche erscheint, wodurch gute Offsetfestigkeit und gutes Ablöse
vermögen und gutes Lagerungsvermögen erhalten werden.
Außerdem ist unter dem Gesichtspunkt, eine ausgezeichnete Langzeitlagerungsbe
ständigkeit des Kapsel-Toners bereitzustellen, die Konzentration der Oligomerbestandteile
mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl vorzugsweise 1000 ppm oder weni
ger, insbesondere 800 ppm oder weniger. In anderen Worten, durch Verringern der nie
dermolekularen Bestandteile in dem Siliconöl wird das Siliconöl weniger einem Ausbluten
unterliegen, selbst wenn der Toner bei einer hohen Temperatur für einen langen Zeitraum
stehengelassen wird, wodurch eine bemerkenswerte Verbesserung in der Langzeitlage
rungsbeständigkeit gezeigt wird.
Die vorstehend erwähnten Silicone mit einer geringen Konzentration der Oligo
merbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger können durch mehrstündige Wärme
behandlung des Siliconöls bei einer hohen Temperatur von 100°C oder höher hergestellt
werden, wobei niedermolekulare Bestandteile verflüchtigt werden, wodurch die Konzentra
tion der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl auf
einen Gehalt von 1000 ppm oder weniger verringert wird. Die Konzentration der Oligo
merbestandteile wird durch Gaschromatographie bewertet.
Der Gehalt des Siliconöls beträgt normalerweise 0, 1 bis 10,0 Gewichtsteile, vor
zugsweise 0,5 bis 5,0 Gewichtsteile, bezogen auf 100,0 Gewichtsteile des Kernmaterialhar
zes, da innerhalb dieses Bereichs gute Offsetfestigkeit und Lagerungsbeständigkeit erhalten
werden.
Der Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein hydrophiles Harz als Hülle, so daß die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt
wird. Beispiele der hydrophilen Harze umfassen amorphe Polyesterharze, Polyamidharze,
Polyesteramidharze und Polyharnstoffharze, die in einer Menge von 50 bis 100 Gew.-%
des Gesamtgewichts des Hüllenharzes zugesetzt werden können. Von den vorstehenden
hydrophilen Harzen ist ein amorphes Polyesterharz bevorzugt.
Der amorphe Polyester ist normalerweise durch eine Kondensationspolymerisation
zwischen mindestens einem Alkoholmonomer, das aus zweiwertigen Alkoholmonomeren
und dreiwertigen oder höherwertigen Alkoholmonomeren ausgewählt wird, und mindestens
einem Carbonsäuremonomer, das aus Dicarbonsäuremonomeren und Tricarbonsäure- oder
höheren Polycarbonsäuremonomeren ausgewählt wird, erhältlich, wobei mindestens eines
der Monomeren ein dreiwertiges oder höherwertiges Alkoholmonomer oder ein
Tricarbonsäure- oder höheres Polycarbonsäuremonomer ist.
Beispiele der zweiwertigen Alkoholmonomere umfassen Bisphenol A-Alkylenoxid
addukte, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen-
(3.3)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Polyoxypropylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)
propan, Polyoxypropylen(2.0)-polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)pro-pan und
Polyoxypropylen(6)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Tri
ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol,
1,4-Butendiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Dipropylengly
col, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol, Bisphenol A, Propy
lenaddukte von Bisphenol A, Ethylenaddukte von Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und
weitere zweiwertige Alkoholmonomere.
Beispiele der dreiwertigen oder höherwertigen Alkoholmonomere umfassen Sorbit,
1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, 1,2,4-
Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methyl-1,2,4-butantriol,
Trimethylolethan, Trimethylolpropan, 1,3,5-Trihydroxymethylbenzol und weitere drei
wertige oder höherwertige Alkoholmonomere. Von diesen Alkoholmonomeren werden
vorzugsweise die dreiwertigen Alkoholmonomere verwendet.
In der vorliegenden Erfindung können diese zweiwertigen Alkoholmonomere und
dreiwertigen oder höherwertigen Alkoholmonomere allein oder in Kombination verwendet
werden.
Was die Säurebestandteile anbetrifft, umfassen Beispiele der Dicarbonsäuremono
mere Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Phthalsäure,
Isophthalsäure, Terephthalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure,
Malonsäure, n-Dodecenylbernsteinsäure, n-Dodecylbernsteinsäure, n-Octylbernsteinsäure,
Isooctenylbernsteinsäure, Isooctylbernsteinsäure, Säureanhydride davon, Niederalkylester
davon und weitere Dicarbonsäurebestandteile.
Beispiele der Tricarbon- oder höheren Polycarbonsäuremonomere umfassen 1,2,4-
Benzoltricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure,
1,2,4-Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl-2-methyl-2-methy
lencarboxypropan, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, Tetra(methylencarboxyl)methan,
1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, Pyromellithsäure, Empoltrimersäure, Säureanhydride da
von, Niederalkylester davon und weitere Tricarbon- oder höhere Polycarbonsäurebestand
teile. In der vorliegenden Erfindung werden von diesen Carbonsäurebestandteilen Tricar
bonsäuren und Derivate davon bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung können diese Dicarbonsäuremonomere und Tricar
bon- oder höheren Polycarbonsäuremonomere allein oder in Kombination verwendet wer
den.
Das Verfahren zum Herstellen eines amorphen Polyesters in der vorliegenden Er
findung ist nicht besonders beschränkt, und der amorphe Polyester kann durch Veresterung
oder Umesterung der vorstehenden Monomere hergestellt werden.
Hier bezieht sich "amorph" auf diejenigen, die keinen eindeutigen Schmelzpunkt
aufweisen. Wenn ein kristalliner Polyester in der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
ist die zum Schmelzen erforderliche Energiemenge groß und dadurch wird das Fixierver
mögen des Toners unerwünscht schlecht.
Die Glasübergangstemperatur des so erhaltenen amorphen Polyesters beträgt vor
zugsweise 50 bis 80°C, stärker bevorzugt 55 bis 70°C. Wenn die Glasübergangstempera
tur des amorphen Polyesters geringer als 50°C ist, wird die Lagerungsbeständigkeit des er
haltenen Toners schlecht, und wenn die Glasübergangstemperatur 80°C übersteigt, wird
das Fixiervermögen des erhaltenen Toners unerwünscht schlecht. In der vorliegenden Er
findung betrifft die hier verwendete "Glasübergangstemperatur" die Temperatur eines
Schnittpunktes der Verlängerung der Grundlinie von nicht mehr als der Glasübergangstem
peratur und der tangentialen Linie, die die maximale Neigung zwischen dem Anfang des
Peaks und dessen Spitze zeigt, wie sie unter Verwendung eines Differentialscanningkalori
meters ("DSC MODEL 220", hergestellt von Seiko Intruments, Inc.) bei einer Temperatur
anstiegsgeschwindigkeit von 10°C/min bestimmt wird.
Die Säurezahl des vorstehenden amorphen Polyesters ist vorzugsweise 3 bis 50 mg
KOH/g, stärker bevorzugt 10 bis 30 mg KOH/g. Wenn die Säurezahl geringer als 3 mg
KOH/g ist, neigt der als hüllenbildendes Material verwendete amorphe Polyester weniger
dazu, während der Saatpolymerisation auf dem Kernmaterial gebildet werden, wodurch die
Lagerungsbeständigkeit des erhaltenen Toners verschlechtert wird, und wenn die Säurezahl
50 mg KOH/g übersteigt, neigt der Polyester zum Übergang in die wäßrige Phase,
wodurch die Produktionsstabilität verschlechtert wird. Hier wird die Säurezahl durch das
Verfahren gemäß JIS K0070 gemessen.
Der Kapsel-Toner, dessen Hülle einen amorphen Polyester umfaßt, der geeigneter
weise in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist durch Erzeugen der Hülle und des
Kernmaterials durch ein in situ-Polymerisationsverfahren erhältlich. Dieser Kapsel-Toner
umfaßt ein wärmeschmelzbares Kernmaterial, das mindestens ein thermoplastisches Harz
und ein Farbmittel umfaßt, und eine Hülle, die darauf gebildet ist, so daß die Oberfläche
des Kernmaterials bedeckt wird.
Die Harze, die als Hauptbestandteile des wärmeschmelzbaren Kernmaterials in
dem Kapsel-Toner der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen thermoplasti
sche Harze, wie Polyester-Polyamidharze, Polyamidharze und Vinylharze, wobei die Vi
nylharze bevorzugt sind. Die Glasübergangstemperaturen, die dem thermoplastischen Harz
zugeschrieben werden, das als Hauptbestandteil des vorstehend erwähnten wärmeschmelz
baren Kernmaterials verwendet wird, sind vorzugsweise 10°C bis 50°C, stärker bevorzugt
20°C bis 45°C. Wenn die Glasübergangstemperatur geringer als 10°C ist, wird die Lage
rungsbeständigkeit des Kapsel-Toners schlecht, und wenn sie 50°C übersteigt, wird die Fi
xierfestigkeit des Kapsel-Toners unerwünscht schlecht.
Von den vorstehend erwähnten thermoplastischen Harzen umfassen Beispiele der
Monomeren der Vinylharze Styrol und Styrolderivate, wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Me
thylstyrol, p-Methylstyrol, a-Methylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-Chlorsty
rol und Vinylnaphthalin, ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Bu
tylen und Isobutylen, Vinylester, wie Vinylchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid, Essigsäure
vinylester, Propionsäurevinylester, Ameisensäurevinylester und Capronsäurevinylester,
ethylenische Monocarbonsäuren und Ester davon, wie Acrylsäure, Acrylsäuremethylester,
Acrylsäureethylester, Acrylsäure-n-propylester, Acrylsäureisopropylester, Acrylsäure-n-bu
tylester, Acrylsäureisobutylester, Acrylsäure-t-butylester, Acrylsäureamylester, Acrylsäure
cyclohexylester, Acrylsäure-n-octylester, Acrylsäureisooctylester, Acrylsäuredecylester,
Acrylsäurelaurylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, Acrylsäurestearylester, Acrylsäure
methoxyethylester, Acrylsäure-2-hydroxyethylester, Acrylsäureglycidylester, Acrylsäure-2-
chlorethylester, Acrylsäurephenylester, a-Chloracrylsäuremethylester, Methacrylsäure,
Methacrylsäuremethylester, Methacrylsäureethylester, Methacrylsäure-n-propylester,
Methacrylsäureisopropylester, Methacrylsäure-n-butylester, Methacrylsäureisobutylester,
Methacrylsäure-t-butylester, Methacrylsäureamylester, Methacrylsäurecyclohexylester,
Methacrylsäure-n-octylester, Methacrylsäureisooctylester, Methacrylsäuredecylester,
Methacrylsäurelaurylester, Methacrylsäure-2-ethylhexylester, Methacrylsäurestearylester,
Methacrylsäuremethoxyethylester, Methacrylsäure-2-hydroxyethylester, Methacrylsäuregly
cidylester, Methacrylsäurephenylester, Methacrylsäuredimethylaminoethylester und Metha
crylsäurediethylaminoethylester, substituierte Monomere ethylenischer Monocarbonsäuren,
wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid, ethylenische Dicarbonsäuren und substitu
ierte Monomere davon, wie Maleinsäuredimethylester, Vinylketone, wie Vinylmethylke
ton, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylidenhalogenide, wie Vinylidenchlorid, und N-
Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol und N-Vinylpyrrolidon.
Unter den vorstehenden Kernmaterialharzbestandteilen ist es in der vorliegenden
Erfindung bevorzugt, daß Styrol oder Styrolderivate in einer Menge von 50 bis 90 Gew.-%
verwendet werden, um die Hauptstruktur der Harze zu bilden, und daß die ethylenische
Monocarbonsäure oder Ester davon in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% verwendet wer
den, um die thermischen Eigenschaften, wie den Erweichungspunkt der Harze, einzustel
len, so daß die Glasübergangstemperatur des Kernmaterialharzes leicht gesteuert werden
kann.
Ein Vernetzungsmittel kann, falls notwendig, der die Kernmaterialharze bildenden
Monomerzusammensetzung zugesetzt werden. In solch einem Fall können geeigneterweise
beliebige allgemein bekannte Vernetzungsmittel verwendet werden. Beispiele der den Mo
nomerzusammensetzungen zugesetzten Vernetzungsmittel umfassen Divinylbenzol, Divi
nylnaphthalin, Polyethylenglycoldimethacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycol
diacrylat, 1,3-Butylenglycoldimethacrylat, 1,6-Hexylenglycoldimethacrylat, Neopentylgly
coldimethacrylat, Dipropylenglycoldimethacrylat, Polypropylenglycoldimethacrylat, 2,2′-
Bis(4-methacryloxydiethoxyphenyl)propan, 2,2′-Bis(4-acryloxydiethoxyphenyl)propan,
Trimethylolpropantrimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetra
acrylat, Dibromneopentylglycoldimethacrylat und Diallylphthalat. Von diesen werden Di
vinylbenzol und Polyethylenglycoldimethacrylat bevorzugt. Diese Vernetzungsmittel kön
nen allein oder, falls nötig, in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
Die verwendete Menge dieser Vernetzungsmittel beträgt 0,001 bis 15 Gew.-%,
vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Monomere. Wenn
die verwendete Menge dieser Vernetzungsmittel mehr als 15 Gew.-% beträgt, neigt der er
haltene Toner weniger dazu, mit Wärme geschmolzen werden, was zu einem schlechten
Wärmefixiervermögen und einem schlechten Wärme-und-Druckfixiervermögen führt.
Andererseits trifft, wenn die verwendete Menge weniger als 0,001 Gew.-% beträgt, bei der
Wärme-und-Druckfixierung leichter eine Offseterscheinung auf, wobei ein Teil des Toners
nicht völlig auf einem Papier fixiert werden kann, sondern eher an der Oberfläche einer
Walze haftet, und wiederum auf ein folgendes Papier übertragen wird.
Ein Pfropf- oder vernetztes Polymer, das durch Polymerisieren der vorstehenden
Monomere in Gegenwart eines ungesättigten Polyesters hergestellt wird, kann auch als
Harz für das Kernmaterial verwendet werden.
Beispiele der Polymerisationsstarter, die bei der Herstellung des thermoplastischen
Harzes für das Kernmaterial zu verwenden sind, umfassen Azo- und Diazopolymerisations
starter, wie 2,2′-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2′-Azobisisobutyronitril, 1,1′-Azobis-
(cyclohexan-1-carbonitril) und 2,2′-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, und Per
oxidpolymerisationsstarter, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Isopropylper
oxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Lauroylperoxid und Dicu
mylperoxid.
Um das Molekulargewicht oder die Molekulargewichtsverteilung des Polymers zu
steuern oder die Reaktionszeit zu steuern, können zwei oder mehrere Polymerisationsstarter
in Kombination verwendet werden. Die verwendete Menge des Polymerisationsstarters ist
0,1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichts
teile der polymerisierbaren Monomeren.
In der vorliegenden Erfindung ist ein Farbmittel in dem Kernmaterial des Kapsel-
Toners enthalten und beliebige herkömmliche Farbstoffe oder Pigmente, die für Farbmittel
für die Toner verwendet werden, können verwendet werden.
Beispiele der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Farbmittel umfassen ver
schiedene Rußarten, die durch ein Thermalrußverfahren, ein Acetylenrußverfahren, ein Ka
nalrußverfahren und ein Lampenrußverfahren hergestellt werden können, einen gepfropften
Ruß, in dem die Rußoberfläche mit einem Harz beschichtet ist; einen Nigrosinfarbstoff,
Phthalocyaninblau, Permanentbraun FG, Brillantechtscharlach, Pigmentgrün B, Rhoda
min B-Base, Solvent Red 49, Solvent Red 146 und Solvent Blue 35 und die Gemische da
von. Das Farbmittel wird üblicherweise in einer Menge von etwa 1 bis 15 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des im Kernmaterial enthaltenen Harzes, verwendet.
In der vorliegenden Erfindung kann dem Kernmaterial ferner ein Mittel zur La
dungssteuerung zugesetzt sein. Zuzusetzende Mittel zur Steuerung negativer Ladungen
sind nicht besonders beschränkt und Beispiele davon umfassen Metalle enthaltende Azo
farbstoffe, wie "VARIFAST BLACK 3804" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.),
"BONTRON S-31" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "BONTRON S-32" (her
gestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "BONTRON S-34" (hergestellt von Orient Che
mical Co., Ltd.), "T-77" (hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und "AIZEN SPI
LON BLACK TRH" (hergestellt von Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Kupferphthalocya
ninfarbstoff, Metallkomplexe von Alkylderivaten der Salicylsäure, wie "BONTRON E-81"
(hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "BONTRON E-82" (hergestellt von Orient
Chemical Co., Ltd.) und "BONTRON E-85" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.),
quartäre Ammoniumsalze, wie "COPY CHARGE NX VP434" (hergestellt von Hoechst),
und Nitroimidazolderivate, wobei T-77 und AIZEN SPILON BLACK TRH bevorzugt
sind.
Die Mittel zur Steuerung positiver Ladungen sind nicht besonders beschränkt, und
Beispiele davon umfassen Nigrosinfarbstoffe, wie "NIGROSINE BASE EX" (hergestellt
von Orient Chemical Co., Ltd.), "OIL BLACK BS" (hergestellt von Orient Chemical Co.,
Ltd.), "OIL BLACK SO" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "BONTRON N-01"
(hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.), "BONTRON N-07" (hergestellt von Orient
Chemical Co., Ltd.) und "BONTRON N-11" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.),
Triphenylmethanfarbstoffe, die tertiäre Amine als Seitenketten enthalten, quartäre Ammo
niumsalzverbindungen, wie "BONTRON P-51" (hergestellt von Orient Chemical Co.,
Ltd.), Cetyltrimethylammoniumbromid und "COPY CHARGE PX VP435" (hergestellt
von Hoechst), Polyaminharze, wie "AFP-B" (hergestellt von Orient Chemical Co., Ltd.),
und Imidazolderivate, wobei BONTRON N-07 und AFP-B bevorzugt sind.
Die vorstehenden Mittel zur Ladungssteuerung können im Kernmaterial in einer
Menge von 0,1 bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5,0 Gew.-% enthalten sein.
Falls nötig, kann das Kernmaterial einen oder mehrere geeignete Offsetinhibitoren
enthalten, um die Offsetfestigkeit bei der Wärme-und-Druckfixierung zu verbessern, und
Beispiele der Offsetinhibitoren umfassen Polyolefine, Metallsalze von Fettsäuren, Fettsäu
reester, teilweise verseifte Fettsäureester, höhere Fettsäuren, höhere Alkohole, Paraffin
wachse, Amidwachse, mehrwertige Alkoholester, Siliconlacke, aliphatische Fluorkohlen
stoffe und Siliconöle.
Beispiele der vorstehenden Polyolefine umfassen Harze, wie Polypropylen, Poly
ethylen und Polybuten, die Erweichungspunkte von 80 bis 160°C aufweisen. Beispiele der
vorstehenden Metallsalze von Fettsäuren umfassen Metallsalze von Maleinsäure mit Zink,
Magnesium und Calcium, Metallsalze von Stearinsäure mit Zink, Cadmium, Barium, Blei,
Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer, Aluminium und Magnesium, zweibasiges Bleistearat, Me
tallsalze von Ölsäure mit Zink, Magnesium, Eisen, Kobalt, Kupfer, Blei und Calcium,
Metallsalze von Palmitinsäure mit Aluminium und Calcium, Caprylate, Bleicapronat, Me
tallsalze von Linolsäure mit Zink und Kobalt, Calciumricinoleat, Metallsalze von Ricinol
säure mit Zink und Cadmium und Gemische davon. Beispiele der vorstehenden Fettsäure
ester umfassen Maleinsäureethylester, Maleinsäurebutylester, Stearinsäuremethylester, Ste
arinsäurebutylester, Palmitinsäurecetylester und Ethylenglycolmontanat. Beispiele der vor
stehenden teilweise verseiften Fettsäureester umfassen teilweise mit Calcium verseifte Mon
tansäureester. Beispiele der vorstehenden höheren Fettsäuren umfassen Dodecansäure,
Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Ricinolsäu
re, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Selacholeinsäure und Gemische davon.
Beispiele der vorstehenden höhere Alkohole umfassen Dodecylalkohol, Laurylalkohol, My
ristylalkohol, Palmitylalkohol, Steaaylalkohol, Arachylalkohol und Behenylalkohol. Bei
spiele der vorstehenden Paraffinwachse umfassen natürliche Paraffine, mikrokristalline
Wachse, synthetische Paraffine, Fischer-Tropsch-Wachs und chlorierte
Kohlenwasserstoffe. Beispiele der vorstehenden Amidwachse umfassen Stearamid,
Oleamid, Palmitamid, Lauramid, Behenamid, Methylenbisstearamid, Ethylenbisstearamid,
N,N′-m-Xylylenbisstearamid, N,N′-m-Xylylenbis-12-hydroxystearamid, N,N′-
Isophthalsäurebisstearylamid und N,N′-Isophthalsäurebis-12-hydroxystearylamid.
Beispiele der vorstehenden mehrwertigen Alkoholester umfassen Glycerinstearat,
Glycerinricinolat, Glycerinmonobehenat, Sorbitanmonostearat, Propylenglycolmonostearat
und Sorbitantrioleat. Beispiele der vorstehenden Siliconlacke umfassen Methylsiliconlack
und Phenylsiliconlack. Beispiele der vorstehenden aliphatischen Fluorkohlenstoffe
umfassen gering polymerisierte Verbindungen aus Tetrafluorethylen und
Hexafluorpropylen und fluorierte oberflächenaktive Stoffe, die in der Japanischen Patentof
fenlegung Nr. 53-124428 offenbart sind. Von den vorstehenden Offsetinhibitoren werden
Polypropylen und Fischer-Tropsch-Wachs bevorzugt, wobei Polypropylen besonders
bevorzugt ist.
Es ist vorzuziehen, die Offsetinhibitoren in einem Anteil von 1 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf das im Kernmaterial enthaltene Harz, zu verwenden.
Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Kapsel-Toners der vorliegen
den Erfindung nachstehend ausführlich erläutert. Die Toner der vorliegenden Erfindung
werden durch ein in situ-Polymerisationsverfahren unter den Gesichtspunkten der
Einfachheit in den Produktionsanlagen und den Produktionsschritten hergestellt.
Das Verfahren zum Herstellen eines Kapsel-Toners zur Wärme-und-Druck-Fixie
rung der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte (a) bis (c):
- (a) Lösen eines amorphen Polyesters in einem Gemisch, das ein kernmaterialbildendes Monomer, einen Polymerisationsstarter, ein Siliconöl und ein Farbmittel umfaßt;
- (b) Dispergieren des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs in einem wäßrigen Dispergier mittel und Konzentrieren des amorphen Polyesters an der Oberfläche von Tröpfchen eines kernbildenden Materials, um eine polymerisierbare Zusammensetzung zu erhalten; und
- (c) Polymerisieren der im Schritt (13) erhaltenen pelymerisierbaren Zusammensetzung durch ein in situ-Polymerisationsverfahren, um ein Kernmaterial zu bilden, wobei das Kernmaterial mit einer den amorphen Polyester umfassenden Hülle überzogen wird, wo durch ein Kapsel-Toner erhalten wird.
Aus den vorstehend angegebenen ähnlichen Gründen weist das Siliconöl vorzugs
weise eine kinematische Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C, stärker bevorzugt von 50
bis 500 cSt bei 25°C, insbesondere von 100 bis 400 cSt bei 25°C auf.
Außerdem kann das Siliconöl zugesetzt werden, während es zusammen mit kern
bildenden Monomeren, einem Polymerisationsstarter und einem Farbmittel gemischt wird,
wobei das Siliconöl durch Rühren des Gemischs gelöst wird.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Kapsel-Toners kann die Hülle unter Aus
nutzung der Eigenschaft gebildet werden, daß sich das hüllenbildende Material auf der
Oberfläche der flüssigen Tröpfchen konzentriert, wenn eine gemischte Lösung, die die
kernbildenden Materialien und das einen amorphen Polyester umfassenden hüllenbildende
Material umfaßt, in einem wäßrigen Dispergiermittel dispergiert wird. Speziell findet die
Trennung der kernbildenden Materialien und des hüllenbildenden Materials in den flüssigen
Tröpfchen der gemischten Lösung aufgrund des Unterschiedes in den Löslichkeitsindizes
statt und die Polymerisation geht in diesem Zustand vonstatten, um Kernmaterialharz zu
bilden und gleichzeitig eine Hülle zu bilden, und dadurch wird eine Kapsel-Struktur gebil
det. Durch dieses Verfahren wird eine Hülle aus einer Schicht des amorphen Polyesters
mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke gebildet, so daß die triboelektrische
Aufladbarkeit des Toners einheitlich wird.
Übrigens wird ein allgemeines Verkapselungsverfahren durch in situ-Polymerisati
on dadurch ausgeführt, daß Monomere für hüllenbildende Harze, Polymerisationsstarter,
usw. entweder aus der inneren Phase oder äußeren Phase der dispergierten Phase zugeführt
werden und ein Hüllenharz durch Polymerisation gebildet wird, wobei eine Kapsel-Struktur
erhalten wird (siehe Microcapsule, T. Kondo und N. Koishi, 1987, veröffentlicht von San
kyo Shuppan Kabushikl Kaisha). Andererseits unterscheidet sich der Verkapselungsmecha
nismus in der vorliegenden Erfindung etwas von dem der allgemeinen Verkapselung bei
einem in situ-Polymerisationsverfahren, da bei der in situ-Polymerisation in der vorliegen
den Erfindung das Kernmaterialharz im inneren Teil des Hüllenharzes durch Polymerisie
ren von Monomeren für die Kernmaterialharze gebildet wird. Jedoch kann das vorliegende
Verfahren in weiterem Sinn eine Art von in situ-Polymerisation sein, da bei dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung die Monomere nur aus der inneren Phase der dispergierten
Phase geliefert werden.
Wenn der Kapsel-Toner durch das vorstehende Verfahren hergestellt wird, wird
dem Dispersionsmedium ein Dispersionsstabilisator zugesetzt, um eine Aggregation und
Einlagerung der dispergierten Stoffe zu verhindern.
Beispiele der Dispersionsstabilisatoren umfassen Gelatine, Gelatinederivate, Poly
vinylalkohole, Polystyrolsulfonsäure, Hydroxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hy
droxypropylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Natriumpolyacrylat, Natriumdode
cylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat,
Natriumallylalkylpolyethersulfonat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Natriumcaprinat, Natri
umcaprylat, Natriumcaproat, Kaliumstearat, Calciumoleat, Natrium-3,3-disulfondiphenyl
harnstoff-4,4-diazobisamino-b-naphthol-6-sulfonat, o-Carboxybenzolazodimethylanilin,
Natrium-2,2,5,5-tetramethyltriphenylmethan-4,4-diazobis-b-naphtholdi-sulfonat, kolloidales
Siliciumdioxid, Tonerde, Tricalciumphosphat, Eisen(III)hydroxid, Titan(IV)hydroxid und
Aluminiumhydroxid, wobei Tricalciumphosphat bevorzugt ist. Diese Dispersionsstabilisa
toren können allein oder in Kombination von zweien oder mehreren verwendet werden.
Beispiele der Dispersionsmedien umfassen Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol,
Butanol, Ethylenglycol, Glycerin, Acetonitril, Aceton, Isopropylether, Tetrahydrofuran
und Dioxan, von denen vorzugsweise Wasser als wesentlicher Bestandteil verwendet wird.
Diese Dispersionsmedien können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Kapsel-Toners in der vorliegenden Erfin
dung beträgt die Menge des vorstehenden amorphen Polyesterharzes als Hauptbestandteil
normalerweise 3 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 5 bis 40 Gewichtsteile, stärker bevor
zugt 6 bis 30 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kernmaterials. Wenn die
Menge des amorphen Polyesterharzes weniger als 3 Gewichtsteile beträgt, wird die erhalte
ne Hülle in ihrer Dicke zu dünn, wodurch die Lagerungsbeständigkeit des Toners schlecht
gemacht wird. Wenn die Menge 50 Gewichtsteile übersteigt, weisen die in dem wäßrigen
Dispergiermittel dispergierten Tröpfchen eine unerwünscht hohe Viskosität auf, wodurch es
schwer gemacht wird, feine Körnchen herzustellen, was wiederum zu einer schlechten Pro
duktionsstabilität führt.
In der vorliegenden Erfindung kann der Kapsel-Toner, der durch das vorstehend
erläuterte Verfahren hergestellt wird, als Vorläuferteilchen verwendet werden und Saatpo
lymerisation kann ferner unter Verwendung der Vorläuferteilchen ausgeführt werden, wo
bei ein Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung gemäß der zweiten Ausführungs
form erhalten wird. Deshalb gibt es in der vorliegenden Erfindung zwei bevorzugte Aus
führungsformen für die Kapsel-Toner der vorliegenden Erfindung: eine, bei der der Kap
sel-Toner nur durch in situ-Polymerisation hergestellt wird, und eine andere, bei der der
Kapsel-Toner durch eine Kombination von in situ-Polymerisation und Saatpolymerisation
hergestellt wird.
Die Saatpolymerisation in der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte des Zu
setzens von mindestens einem pelymerisierbaren Vinylmonomer und einem Vinylpolymeri
sationsstarter zu einer wäßrigen Suspension des Kapsel-Toners, der durch das vorstehend
erläuterte in situ-Polymerisationsverfahren hergestellt wird (nachstehend kann der durch
das in situ-Polymerisationsverfahren erhältliche Kapsel-Toner einfach als "Vorläuferteil
chen" bezeichnet werden), so daß die Vorläuferteilchen die zugesetzten Monomerbestandtei
le absorbieren, und des Polymerisierens des polymerisierbaren Vinylmonomers in den vor
stehenden Vorläuferteilchen.
Zum Beispiel, wenn die Vorläuferteilchen durch das vorstehend beschriebene in
situ-Polymerisationsverfahren hergestellt werden, werden mindestens ein polymerisierbares
Vinylmonomer und ein Starter für die Vinylpolymerisation den Vorläuferteilchen in einem
Suspensionszustand unmittelbar zugesetzt und das Monomer und der Starter werden in den
Vorläuferteilchen absorbiert, so daß eine Saatpolymerisation mit den in den Vorläufer
teilchen absorbierten Monomerbestandteilen stattfindet. Durch dieses Verfahren können
die Produktionsschritte vereinfacht werden. Die vinylpelymerisierbaren Monomere, usw.,
die zugesetzt werden, um in den Vorläuferteilchen absorbiert zu werden, können im Zu
stand einer wäßrigen Emulsion verwendet werden.
Die zuzusetzende wäßrige Emulsion kann durch Emulgieren und Dispergieren des
vinylpolymerisierbaren Monomers und des Starters für die Vinylpolymerisation in Wasser
zusammen mit einem Dispersionsstabilisator erhalten werden, die ferner weitere Zusätze,
wie ein Vernetzungsmittel, einen Offsetinhibitor und ein Mittel zur Ladungssteuerung ent
halten kann.
Die bei der Saatpolymerisation verwendeten polymerisierbaren Vinylmonomere
können die gleichen sein wie diejenigen, die zur Herstellung der vorstehend erwähnten Vor
läuferteilchen verwendet werden. Auch die Starter für die Vinylpolymerisation, die Ver
netzungsmittel und die Dispersionsstabilisatoren können auch die gleichen sein wie diejeni
gen, die zur Herstellung der vorstehend erwähnten Vorläuferteilchen verwendet werden.
Die bei der Saatpolymerisation verwendete Menge des Vernetzungsmittels ist vorzugsweise
0,001 bis 15 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die vinylpoly
merisierbaren Monomeren. Wenn die verwendete Menge dieser Vernetzungsmittel größer
als 15 Gew.-% ist, neigt der erhaltene Toner weniger dazu, mit Wärme geschmolzen
werden, was zu einem schlechten Wärmefixiervermögen einem schlechten Wärme-und-
Druck-Fixiervermögen führt. Andererseits kann, wenn die verwendete Menge weniger als
0,001 Gew.-% beträgt, bei der Wärme-und-Druck-Fixierung eine Offseterscheinung
stattfinden, wobei ein Teil des Toners nicht vollständig auf einem Papier fixiert werden
kann, sondern eher an der Oberfläche einer Walze haftet, und wiederum auf ein
nachfolgendes Papier übertragen wird.
Um die Lagerungsbeständigkeit des Toners weiter zu verbessern, kann der vorste
hend beschriebene amorphe Polyester der wäßrigen Emulsion zugesetzt werden. In diesem
Fall beträgt die Menge des amorphen Polyesters normalerweise 1 bis 20 Gewichtsteile,
vorzugsweise 3 bis 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Kernmaterials.
Die vorstehend beschriebene wäßrige Emulsion kann durch gleichmäßiges Dispergieren des
Gemisches unter Verwendung solcher Vorrichtungen wie einem Ultraschallvibrator
hergestellt werden.
Die Säurezahl des bei der Saatpolymerisation verwendeten amorphen Polyesters ist
wie im Fall der bei der in situ-Polymerisationsreaktion verwendeten Säurezahl vorzugs
weise 3 bis 50 mg KOH/g, stärker bevorzugt 10 bis 30 mg KOH/g. Wenn die Säurezahl
des amorphen Polyesters weniger als 3 mg KOH/g beträgt, neigt der als hüllenbildendes
Material verwendete amorphe Polyester während der Saatpolymerisation weniger zur
Ausbildung auf dem Kernmaterial, wodurch die Lagerungsbeständigkeit des erhaltenen
Toners schlecht gemacht wird, und wenn die Säurezahl 50 mg KOH/g übersteigt, kann der
Polyester in die wäßrige Phase wandern, wodurch die Produktionsstabilität schlecht
gemacht wird. Hier wird die Säurezahl durch das Verfahren gemäß JIS K0070 gemessen.
Die zugesetzte Menge der wäßrigen Emulsion wird so eingestellt, daß die Menge
des verwendeten vinylpolymerisierbaren Monomers 10 bis 200 Gewichtsteile beträgt, bezo
gen auf 100 Gewichtsteile der Vorläuferteilchen. Wenn die Menge des vinylpolymerisier
baren Monomers weniger als 10 Gewichtsteile beträgt, können keine ausreichenden Effekte
zur Verbesserung des Fixiervermögens des erhaltenen Toners erreicht werden, und wenn
die Menge 200 Gewichtsteile übersteigt, ist es schwieriger, die Monomerbestandteile in
den Vorläuferteilchen gleichmäßig zu absorbieren.
Durch den Zusatz der wäßrigen Emulsion wird das vinylpelymerisierbare Mono
mer in den Vorläuferteilchen so absorbiert, daß ein Quellen der Vorläuferteilchen stattfin
det. In der Saatpolymerisationsreaktion werden die Monomerbestandteile in den Vorläufer
teilchen im vorstehenden Zustand polymerisiert. Diese Polymerisation kann als "Saatpoly
merisation" bezeichnet werden, wobei die Vorläuferteilchen als Saatteilchen verwendet
werden.
Wie vorstehend erläutert, werden die folgenden charakteristischen Eigenschaften
im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Kapsel-Toner nur durch das in situ-Polymerisati
onsverfahren hergestellt wird, verbessert.
Speziell weist der durch das in situ-Polymerisationsverfahren hergestellte Kapsel-
Toner ein besseres Tieftemperaturfixiervermögen und eine bessere Lagerungsbeständigkeit
auf als herkömmliche Toner und dadurch, daß außerdem das Saatpolymerisationsverfahren
ausgeführt wird, wird die Hülle gleichmäßiger gebildet, wodurch eine verbesserte
Lagerungsbeständigkeit des erhaltenen Toners erreicht wird. Da das polymerisierbare
Monomer im Kernmaterial in zwei Schritten, nämlich in der in situ-
Polymerisationsreaktion und der Saatpolymerisationsreaktion, polymerisiert werden kann,
kann auch das Molekulargewicht des thermoplastischen Harzes im Kernmaterial unter
Verwendung einer geeigneten Menge an Vernetzungsmittel leicht gesteuert werden,
wodurch das Tieftemperaturfixiervermögen und die Offsetfestigkeit verbessert werden.
Insbesondere kann ein Toner hergestellt werden, der nicht nur für eine Schnellfixierung,
sondern auch für eine Fixierung bei geringer Geschwindigkeit geeignet ist.
Außerdem können zum Zweck der Ladungssteuerung die vorstehend als Beispiele
angeführten Mittel zur Ladungssteuerung den hüllenbildenden Materialien des Kapsel-To
ners der vorliegenden Erfindung passend zugesetzt werden. Alternativ kann das Mittel zur
Ladungssteuerung in einem Gemisch mit einem Toner verwendet werden. Da die Hülle
selbst die Aufladbarkeit steuert, kann die Menge dieser Mittel zur Ladungssteuerung, falls
sie benötigt werden, minimiert werden.
Obwohl die Teilchengröße des Kapsel-Toners, der durch das vorstehend beschrie
bene Verfahren hergestellt wird, nicht besonders beschränkt ist, ist die mittlere Teilchen
größe normalerweise 3 bis 30 µm. Die Dicke der Hülle des Kapsel-Toners ist vorzugswei
se 0,01 bis 1 µm. Wenn die Dicke der Hülle weniger als 0,01 µm beträgt, wird die Gleitfä
higkeit des erhaltenen Toners schlecht, und wenn sie 1 µm übersteigt, wird die Wärme
schmelzbarkeit des erhaltenen Toners unerwünscht schlecht.
In dem Kapsel-Toner der vorliegenden Erfindung können, falls nötig, ein Fließfä
higkeitsverbesserer oder ein Reinigungsfähigkeitsverbesserer verwendet werden. Beispiele
der Fließfähigkeitsverbesserer umfassen Siliciumdioxid, Tonerde, Titanoxid, Bariumtitanat,
Magnesiumtitanat, Calciumtitanat, Strontiumtitanat, Zinkoxid, Quarzsand, Ton, Glimmer,
Wollastonit, Diatomeenerde, Chromoxid, Ceroxid, Eisen(III)oxid, Antimontrioxid, Mag
nesiumoxid, Zirconium(IV)oxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat, Silici
umcarbid und Siliciumnitrid, wobei fein pulverisiertes Siliciumdioxid bevorzugt ist.
Das fein pulverisierte Siliciumdioxid ist ein feines Pulver mit Si-O-Si-Bindungen,
das entweder durch das Trockenverfahren oder das Naßverfahren hergestellt werden kann.
Das fein pulverisierte Siliciumdioxid kann nicht nur wasserfreies Siliciumdioxid sein, son
dern auch ein beliebiges aus Aluminiumsilicat, Natriumsilicat, Kaliumsilicat, Magnesiumsi
licat und Zinksilicat, wobei diejenigen bevorzugt sind, die nicht weniger als 85 Gew.-%
SiO₂ enthalten. Ferner kann fein pulverisiertes Siliciumdioxid verwendet werden, das mit
einem Silanhaftmittel, einem Titanhaftmittel, Siliconöl und Siliconöl mit einem Amin in
seiner Seitenkette oberflächenbehandelt ist.
Die Reinigunsfähigkeitsverbesserer umfassen feine Pulver von Metallsalzen von
höheren Fettsäuren, für die Zinkstearat ein typisches Beispiel ist, oder Fluorkohlenstoffpo
lymere.
Ferner können zum Steuern der Entwicklungsfähigkeit des Kapsel-Toners fein pul
verisierte Polymere aus Methacrylsäuremethylester oder Methacrylsäurebutylester zugesetzt
werden.
Außerdem kann zum Tonen oder Vermindern des elektrischen Widerstands auf der
Oberfläche des Toners eine kleine Menge Ruß verwendet werden. Die Rußarten können
die üblicherweise bekannten sein, einschließlich verschiedener Arten, wie Ofenruß,
Kanalruß und Acetylenruß.
Wenn der Kapsel-Toner der vorliegenden Erfindung ein disperses magnetisches
Material enthält, kann er allein als Entwickler verwendet werden, während ein nichtmagne
tischer Einkomponentenentwickler oder ein Zweikomponentenentwickler durch Mischen
des Toners mit einem Träger hergestellt werden kann, wenn der Kapsel-Toner keinerlei
disperses magnetisches Material enthält. Obwohl der Träger nicht besonders beschränkt
ist, umfassen Beispiele davon Eisenpulver, Ferrit, Glaskügelchen, die vorstehenden mit
Harzbeschichtungen und Harzträger, bei denen feine Magnetitpulver oder feine
Ferritpulver in die Harze gemischt sind. Das Mischungsverhältnis des Toners zum Träger
ist 0,5 bis 20 Gew.-%. Die Teilchengröße des Trägers ist 15 bis 500 µm.
Wenn der Kapsel-Toner der vorliegenden Erfindung durch Wärme und Druck auf
einem Aufzeichnungsmedium, wie Papier, fixiert wird, wird eine ausgezeichnete Fixierfe
stigkeit erreicht. Was den geeigneterweise zu verwendenden Wärme-und-Druckfixiervor
gang anbetrifft, kann beim Fixieren des Toners der vorliegenden Erfindung ein beliebiger
verwendet werden, solange sowohl Wärme als auch Druck verwendet werden. Beispiele
der Fixiervorgänge, die geeigneterweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können, umfassen einen bekannten Wärmewalzenfixiervorgang, einen Fixiervorgang, wie
er in der Japanischen Patentoffenlegung Nr. 2-190870 offenbart ist, bei dem auf einem
Aufzeichnungsmedium gebildete sichtbare Bilder in einem unfixierten Zustand durch Er
wärmen und Schmelzen der sichtbaren Bilder durch das wärmebeständige Blatt mit einer
Heizvorrichtung fixiert werden, die einen Heizteil und ein wärmebeständiges Blatt umfaßt,
wodurch die sichtbaren Bilder auf dem Aufzeichnungsmedium fixiert werden, und einen
Wärme-und-Druckvorgang, wie er in der Japanischen Patentoffenlegung Nr. 2-162356 of
fenbart ist, bei dem die gebildeten sichtbaren Bilder auf einem Aufzeichnungsmedium
durch einen Film unter Verwendung eines Heizelementes, das an einer Halterung befestigt
ist, und eines Preßteils, das gegenüber des Heizelementes damit in Berührung angeordnet
ist, unter Druck fixiert werden.
Der Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung der vorliegenden Erfindung
weist eine ausgezeichnete Offsetfestigkeit und ein ausgezeichnetes Ablösevermögen auf, ist
selbst bei einer geringen Temperatur fixierbar, und weist eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit
auf, wenn durch Wärme und Druck unter Verwendung einer Heizwalze fixiert wird, so daß
klare sichtbare Bilder, frei von Hintergrund, für eine große Menge von Kopien beständig
gebildet werden können.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mittels des/r folgenden Arbeitsharz
herstellungsbeispiels, Beispiele, Vergleichsbeispiele und Versuchsbeispiels ausführlicher
beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Beispiele beschränkt.
367,5 g Propylenoxidaddukt von Bisphenol A, 146,4 g Ethylenoxidaddukt von
Bisphenol A, 126,0 g Terephthalsäure, 40,2 g Dodecenylbernsteinsäureanhydrid und
77,7 g Trimellithsäureanhydrid wurden in einen Zweiliter-Vierhalsglaskolben eingebracht,
der mit einem Thermometer, einem Edelstahlrührstab, einem Rückflußkühler und einem
Stickstoffeinleitungsrohr ausgerüstet war, und man ließ sich die Bestandteile bei 220°C in
einem Heizmantel unter einem Stickstoffstrom unter Rühren miteinander umsetzen.
Der Polymerisationsgrad wurde durch einen Erweichungspunkt überwacht, der ge
mäß ASTM E 28-67 gemessen wurde, und die Umsetzung wurde beendet, wenn der Erwei
chungspunkt 110°C erreichte. Dieses Harz wird als "Harz A" bezeichnet.
Die Glasübergangstemperatur des erhaltenen Harzes wurde durch das Differen
tialscanningkalorimeter ("DSC Model 220", hergestellt von Seiko Instruments, Inc.) ge
messen. Als Ergebnis war die Glasübergangstemperatur 65°C. Auch der Erweichungs
punkt und die Säurezahl wurden gemessen und die jeweiligen Werte waren 110°C und
18 mg KOH/g. Die Säurezahl wurde durch das Verfahren gemäß JIS K0070 gemessen.
In der vorliegenden Erfindung betraf der hier verwendete "Erweichungspunkt" die
Temperatur, die der Hälfte der Höhe (h) der S-förmigen Kurve entspricht, die die Bezie
hung zwischen der Abwärtsbewegung eines Kolbens (Fließlänge) und der Temperatur
zeigt, wenn unter Verwendung eines Fließprüfers vom "Koka"-Typ, hergestellt von der
Shimadzu Corporation, gemessen wird, in dem eine 1 cm³ große Probe durch eine Düse
mit einer würfelförmigen Porengröße von 1 mm und einer Länge von 1 mm extrudiert
wird, während die Probe so erhitzt wird, daß die Temperatur bei einer Geschwindigkeit
von 6°C/min erhöht wird und mit dem Kolben eine Last von 20 kg/cm² darauf angewandt
wird.
20,0 Gewichtsteile Harz A und 3,5 Gewichtsteile 2,2′-Azobisisobutyronitril wur
den einem Gemisch zugesetzt, das 69,0 Gewichtsteile Styrol, 31,0 Gewichtsteile Acrylsäu
re-2-ethylhexylester, 0,9 Gewichtsteile Divinylbenzol, 7,0 Gewichtsteile Ruß "#44" (her
gestellt von Mitsubishi Kasei Corporation) und 2,0 Gewichtsteile Siliconöl "KF96-50"
(hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische
Viskosität 50 cSt) umfaßte. Das erhaltene Gemisch wurde in eine Reibmühle (MODEL
MA-01SC, hergestellt von Mitsui Miike Kakoki) eingebracht und 5 Stunden bei 10°C
dispergiert, wobei eine polymerisierbare Zusammensetzung erhalten wurde.
Als nächstes wurden 240 g der vorstehenden polymerisierbaren Zusammensetzung
zu 560 g einer 4 Gew.-%igen wäßrigen kolloidalen Tricalciumphosphatlösung zugesetzt,
die vorher in einem trennbaren Zweiliter-Glaskolben hergestellt wurde. Das erhaltene Ge
misch wurde mit einem "T.K. HOMO MIXER, Model M" (hergestellt von Tokushu Kika
Kogyo) bei einer Temperatur von 15°C und einer Drehgeschwindigkeit von 12000 U/min
5 Minuten emulgiert und dispergiert.
Als nächstes wurde ein Vierhalsglasdeckel auf den Kolben gesetzt und ein Rück
flußkühler, ein Thermometer, ein Stickstoffeinleitungsrohr und ein Edelstahlrührstab wur
den daran angesetzt. Der Kolben wurde in einen elektrischen Heizmantel gestellt. Danach
ließ man den Inhalt sich bei 85°C 10 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre unter Rühren
miteinander umsetzen. Nachdem das Umsetzungsprodukt abgekühlt war, wurde das Dis
pergiermittel in 10 Gew.-%iger wäßriger Salzsäure gelöst. Das erhaltene Produkt wurde
abfiltriert und der erhaltene Feststoff wurde mit Wasser gewaschen, luftgetrocknet, an
schließend unter einem reduzierten Druck von 20 mm Hg bei 45°C 12 Stunden getrocknet
und dann mit einem Windsichter gesichtet, wobei ein Kapsel-Toner mit einer mittleren
Teilchengröße von 8 µm erhalten wurde, dessen Hülle einen amorphen Polyester umfaßte.
100 Gewichtsteilen dieses Kapsel-Toners wurden 0,4 Gewichtsteile hydrophobes
feines Siliciumdioxidpulver "Aerozil R-972" (hergestellt von Nippon Aerozil Ltd.) zuge
setzt und gemischt, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten
wurde. Dieser Toner wird als "Toner 1" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 30,6°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 1 war 125,5°C.
15,0 Gewichtsteile Harz A wurden einem Gemisch zugesetzt, das 72,0 Gewichts
teile Styrol, 28,0 Gewichtsteile Acrylsäure-2-ethylhexylester, 6,0 Gewichtsteile 2,2′-Azo
bisisobutyronitril, 3,0 Gewichtsteile Siliconöl "KF96-100" (hergestellt von Shin-Etsu Che
mical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische Viskosität 100 cSt) und 3,5 Ge
wichtsteile eines Wachses "SPRAY 105" (hergestellt von Sasol Waxes) umfaßte, und Harz
A wurde in dem Gemisch gelöst. Nachdem Harz A vollständig gelöst war, wurden
20,0 Gewichtsteile von gepfropftem Ruß "505-P" (hergestellt von Ryoyu Kogyo) dazu zu
gesetzt und das erhaltene Gemisch wurde eine Stunde unter Verwendung eines Magnetrüh
rers dispergiert, wobei eine polymerisierbare Zusammensetzung erhalten wurde.
Als nächstes wurden 240 g der vorstehenden polymerisierbaren Zusammensetzung
zu 560 g einer 4 Gew.-%igen wäßrigen kolloidalen Tricalciumphosphatlösung zugesetzt,
die vorher in einem trennbaren Zweiliter-Glaskolben hergestellt wurde. Das erhaltene Ge
misch wurde mit einem "T.K. HOMO MIXER, Model M" (hergestellt von Tokushu Kika
Kogyo) bei einer Temperatur von 15°C und einer Drehgeschwindigkeit von 12000 U/min
5 Minuten emulgiert und dispergiert.
Als nächstes wurde ein Vierhalsglasdeckel auf den Kolben gesetzt und ein Rück
flußkühler, ein Thermometer, ein Stickstoffeinleitungsrohr und ein Edelstahlrührstab wur
den daran angesetzt. Der Kolben wurde in einen elektrischen Heizmantel gestellt. Danach
ließ man als Vorstufenreaktion den Inhalt sich bei 85°C 10 Stunden in einer Stickstoffat
mosphäre unter Rühren miteinander umsetzen, wobei Saatteilchen erhalten wurden. Die
Saatteilchen wurden auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei Vorläuferteilchen des Toners
erhalten wurden.
Als nächstes wurden 123,0 Gewichtsteile einer wäßrigen Emulsion, die 28,8 Ge
wichtsteile Styrol, 11,2 Gewichtsteile Acrylsäure-2-ethylhexylester, 2,4 Gewichtsteile 2,2′-
Azobisisobutyronitril, 0,4 Gewichtsteile Divinylbenzol, 0,2 Gewichtsteile Natriumlauryl
sulfat und 80,0 Gewichtsteile Wasser umfaßte, tropfenweise einer wäßrigen Suspension zu
gesetzt, die die vorstehenden Vorläuferteilchen enthielt, wobei die Emulsion durch einen
Ultraschallvibrator ("US-150", hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) hergestellt wurde.
Danach ließ man als Folgestufenpolymerisation den Inhalt sich bei 85°C 10 Stunden in
einer Stickstoffatmosphäre unter Rühren miteinander umsetzen. Nachdem das Umset
zungsprodukt abgekühlt war, wurde das Dispergiermittel in 10%iger wäßriger Salzsäure
gelöst. Das erhaltene Produkt wurde abfiltriert und der erhaltene Feststoff wurde mit Was
ser gewaschen, luftgetrocknet, anschließend unter einem reduzierten Druck von 20 mm Hg
bei 45°C 12 Stunden getrocknet und mit einem Windsichter gesichtet, wobei ein Kapsel-
Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 8 µm erhalten wurde, dessen Hülle einen
amorphen Polyester umfaßte.
100,0 Gewichtsteilen dieses Kapsel-Toners wurden 0,4 Gewichtsteile hydrophobes
feines Siliciumdioxidpulver "Aerozil R-972" (hergestellt von Nippon Aerozil Ltd.) zuge
setzt und gemischt, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten
wurde. Dieser Toner wird als "Toner 2" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 39,5°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 2 ist 112,1°C.
15,0 Gewichtsteile Harz A wurden einem Gemisch zugesetzt, das 72,0 Gewichts
teile Styrol, 28,0 Gewichtsteile Acrylsäure-2-ethylhexylester, 6,0 Gewichtsteile 2,2′-Azo
bisisobutyronitril, 3,0 Gewichtsteile Siliconöl "KF96-500" (hergestellt von Shin-Etsu Che
mical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische Viskosität 500 cSt) und 3,5 Ge
wichtsteile eines Wachses "SPRAY 105" (hergestellt von Sasol Waxes) umfaßte, und Harz
A wurde in dem Gemisch gelöst. Nachdem Harz A vollständig gelöst war, wurden
20,0 Gewichtsteile von gepfropftem Ruß "505-P" (hergestellt von Ryoyu Kogyo) dazu zu
gesetzt und das erhaltene Gemisch wurde eine Stunde unter Verwendung eines Magnetrüh
rers dispergiert, wobei eine polymerisierbare Zusammensetzung erhalten wurde.
Als nächstes wurden 240 g der vorstehenden polymerisierbaren Zusammensetzung
zu 560 g einer 4 Gew.-%igen wäßrigen kolloidalen Tricalciumphosphatlösung zugesetzt,
die vorher in einem trennbaren Zweiliter-Glaskolben hergestellt wurde. Das erhaltene Ge
misch wurde mit einem "T.K. HOMO MIXER, Model M" (hergestellt von Tokushu Kika
Kogyo) bei einer Temperatur von 15°C und einer Drehgeschwindigkeit von 12000 U/min
5 Minuten emulgiert und dispergiert.
Als nächstes wurde ein Vierhalsglasdeckel auf den Kolben gesetzt und ein Rück
flußkühler, ein Thermometer, ein Stickstoffeinleitungsrohr und ein Edelstahlrührstab wur
den daran angesetzt. Der Kolben wurde in einen elektrischen Heizmantel gestellt. Danach
ließ man als Vorstufenreaktion den Inhalt sich bei 85°C 10 Stunden in einer Stickstoffat
mosphäre unter Rühren miteinander umsetzen, wobei Saatteilchen erhalten wurden. Die
Saatteilchen wurden auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei Vorläuferteilchen des Toners
erhalten wurden.
Als nächstes wurden 123,0 Gewichtsteile einer wäßrigen Emulsion, die 28,8 Ge
wichtsteile Styrol, 11,2 Gewichtsteile Acrylsäure-2-ethylhexylester, 2,4 Gewichtsteile 2,2′-
Azobisisobutyronitril, 0,4 Gewichtsteile Divinylbenzol, 0,2 Gewichtsteile Natriumlauryl
sulfat und 80,0 Gewichtsteile Wasser umfaßte, tropfenweise einer wäßrigen Suspension zu
gesetzt, die die vorstehenden Vorläuferteilchen enthielt, wobei die Emulsion durch einen
Ultraschallvibrator ("US-150", hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd.) hergestellt wurde.
Danach ließ man als Folgestufenpolymerisation den Inhalt sich bei 85°C 10 Stunden in
einer Stickstoffatmosphäre unter Rühren miteinander umsetzen. Nachdem das Umset
zungsprodukt abgekühlt war, wurde das Dispergiermittel in 10%iger wäßriger Salzsäure
gelöst. Das erhaltene Produkt wurde abfiltriert und der erhaltene Feststoff wurde mit Was
ser gewaschen und luftgetrocknet, anschließend unter einem reduzierten Druck von 20
mm Hg bei 45°C 12 Stunden getrocknet und dann mit einem Windsichter gesichtet, wobei
ein Kapsel-Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 8 µm erhalten wurde, dessen Hülle
einen amorphen Polyester umfaßte.
100 Gewichtsteilen dieses Kapsel-Toners wurden 0,4 Gewichtsteile hydrophobes
feines Siliciumdioxidpulver "Aerozil R-972" (hergestellt von Nippon Aerozil Ltd.) zuge
setzt und gemischt, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten
wurde. Dieser Toner wird als "Toner 3" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 41,2°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 3 ist 114,4°C.
Denen des Beispiels 3 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-500" mit dem Siliconöl "KF-54" (her
gestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Methylphenylsiloxanstruktur; kinematische Vis
kosität 400 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfindung
erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Toner 4" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 40,5°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 4 war 113,0°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" mit dem Siliconöl "KF96SS-
100" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische
Viskosität 100 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfin
dung erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Toner 5" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 39,8°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 5 war 112,8°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" mit dem Siliconöl "KF96-300"
(hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische Vis
kosität 300 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfindung
erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Toner 6" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 40,5°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 6 war 113,0°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" mit dem Siliconöl "KF96SS-
300" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische
Viskosität 300 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Kapsel-Toner gemäß der vorliegenden Erfin
dung erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Toner 7" bezeichnet. Die Glasübergangstemperatur, die
dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 40,7°C und der Erwei
chungspunkt des Toners 7 war 113,3°C.
Denen des Beispiels 1 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-50" entfernt wurde, wobei ein Ver
gleichs-Kapsel-Toner erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Vergleichstoner 1" bezeichnet. Die Glasübergangstempe
ratur, die dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 31,0°C und der
Erweichungspunkt des Vergleichstoners 1 war 127,3°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" während der Herstellung der
Vorläuferteilchen der Saatteilchen entfernt wurde, wobei ein Vergleichs-Kapsel-Toner er
halten wurde.
Dieser Toner wird als "Vergleichstoner 2" bezeichnet. Die Glasübergangstempe
ratur, die dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 41,8°C und der
Erweichungspunkt des Vergleichstoners 2 war 116,6°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" mit dem Siliconöl "KF96-1000"
(hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; kinematische
Viskosität 1000 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Vergleichs-Kapsel-Toner erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Vergleichstoner 3" bezeichnet. Die Glasübergangstempe
ratur, die dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 41,5°C und der
Erweichungspunkt des Vergleichstoners 3 war 115,3°C.
Denen des Beispiels 2 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF96-100" mit dem Siliconöl
"KF96-10000" (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Dimethylsiloxanstruktur; ki
nematische Viskosität 10000 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Vergleichs-Kapsel-Toner erhal
ten wurde.
Dieser Toner wird als "Vergleichstoner 4" bezeichnet. Die Glasübergangstempe
ratur, die dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 41,0°C und der
Erweichungspunkt des Vergleichstoners 4 war 114,7°C.
Denen des Beispiels 4 ähnliche Verfahren wurden bis zum Oberflächenbehand
lungsschritt ausgeführt, nur daß das Siliconöl "KF54" mit dem Siliconöl "KF50-3000"
(hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Methylphenylsiloxanstruktur; kinematische
Viskosität 3000 cSt) ersetzt wurde, wobei ein Vergleichs-Kapsel-Toner erhalten wurde.
Dieser Toner wird als "Vergleichstoner 5" bezeichnet. Die Glasübergangstempe
ratur, die dem im Kernmaterial enthaltenen Harz zugeschrieben wird, war 40,8°C und der
Erweichungspunkt des Vergleichstoners 5 war 115,1°C.
Entwickler wurden durch Einbringen von 6 Gewichtsteilen der in den Beispielen
und Vergleichsbeispielen erhaltenen Toner und 94 Gewichtsteilen kugelförmiges, mit
einem Styrol-Methylmethacrylatcopolymerharz beschichtetes Ferritpulver mit einer
Teilchengröße von 35 bis 60 µm in einen Polyethylenbehälter und 20minütiges Mischen
der vorstehenden Bestandteile durch Rotation des Behälters auf der Walze bei einer
Drehgeschwindigkeit von 150 U/min hergestellt. Die Entwickler wurden durch das
nachstehend ausführlich beschriebene Verfahren bewertet.
Die triboelektrische Ladung wurde durch eine ausblasartige Vorrichtung zur elek
trischen Ladungsmessung, wie sie nachstehend beschrieben ist, gemessen. Speziell wurde
eine Vorrichtung zur Messung der spezifischen Ladung verwendet, die mit einem Faraday
schen Käfig, einem Kondensator und einem Elektrometer ausgerüstet war. Zunächst wurde
W (g) (etwa 0,15 bis 0,20 g) eines der vorstehend hergestellten Entwicklers in eine
Messingmeßzelle eingebracht, die mit einem rostfreien Sieb mit 500 Maschen ausgerüstet
war, das auf eine beliebige Maschenweite einstellbar war, um das Passieren der
Trägerteilchen zu blockieren. Nach 5 Sekunden Ansaugen aus einer Ansaugöffnung wurde
als nächstes 5 Sekunden Blasen unter einem durch einen barometrischen Regler angezeigten
Druck von 0,6 kp/cm² ausgeführt, wodurch selektiv nur der Toner aus der Zelle entfernt
wird.
In diesem Fall wurde die Spannung des Elektrometers 2 Sekunden nach dem Start
des Blasens als V (Volt) definiert. Wenn der elektrische Kapazitätswert des Kondensators
als C (µF) definiert wurde, wurde die triboelektrische Ladung Q/m dieses Toners hier nach
der folgenden Gleichung berechnet:
Q/m (µC/g) = C×V/m
Hier war m das Gewicht des Toners, der in W (g) des Entwicklers enthalten ist.
Wenn das Gewicht des Toners in dem Entwickler als T (g) und das Gewicht des Entwick
lers als D (g) definiert war, wurde die Tonerkonzentration in einer gegebenen Probe als
T/D×100 (%) ausgedrückt und m wurde, wie in der folgenden Gleichung gezeigt, berech
net:
m (g) = W×(T/D)
Die Ergebnisse der Messung der triboelektrischen Ladung des unter normalen Be
dingungen hergestellten Entwicklers werden in Tabelle 1 gezeigt.
Die Lagerungsbeständigkeit wurde durch das Ausmaß an Erzeugung von Ko
häsionsvermögen nach 24stündigem Stehenlassen der Toner 1 bis 4 und Vergleichstoner 1
bis 5 unter den Bedingungen von 50°C durch grobe Untersuchung und Palpation bewertet.
Die Ergebnisse werden auch in Tabelle 1 gezeigt.
Das Fixiervermögen wurde durch das Verfahren bewertet, wie es nachstehend be
schrieben ist. Speziell wurden die wie vorstehend beschrieben hergestellten Entwickler auf
eine im Handel erhältliche elektrophotographische Kopiermaschine geladen, um Bilder zu
entwickeln. Die Kopiermaschine war mit einem Selen-Arsen-Photoleiter und einer Fixier
walze mit einer Drehgeschwindigkeit von 255 mm/s ausgerüstet. Durch Steuern der Fi
xiertemperatur von 70°C bis 240°C wurden das Fixiervermögen und die Offsetfestigkeit
der gebildeten Bilder bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Die niedrigste hier verwendete Fixiertemperatur war die Temperatur der Fixier
walze, bei der das Fixierverhältnis des Toners 70% übersteigt. Dieses Fixierverhältnis des
Toners wurde dadurch bestimmt, daß eine Last von 500 g auf einen sandhaltigen Gummira
dierer (LION Nr. 502) mit einer Grundfläche von 15 mm×7,5 mm, die das fixierte To
nerbild berührte, gelegt wurde, der belastete Radierer auf ein fixiertes Tonerbild, das in
der Fixiervorrichtung erhalten wurde, gelegt wurde, der belastete Radierer auf dem Bild
fünfmal rückwärts und vorwärts bewegt wurde, die optische Reflexionsdichte des mit
einem Radierer behandelten Bildes mit einem Reflexionsdensitometer, hergestellt von
Macbeth Process Measurements Co., gemessen wurde und dann das Fixierverhältnis aus
diesem Dichtewert und einem Dichtewert vor der Radiererbehandlung unter Verwendung
der folgenden Gleichung berechnet wurde.
Die Offsetfestigkeit wurde durch Messen der Temperatur des Niedrigtemperatur
offsetausbleibens und der Temperatur des Hochtemperaturoffsetanfangs bewertet. Speziell
wurden Kopierversuche durch Erhöhen der Temperatur der Heizwalzenoberfläche bei einer
Zunahme von 5°C im Bereich von 70°C bis 240°C ausgeführt und bei jeder Temperatur
wird das Haften des Toners an der Heizwalzenoberfläche zum Fixieren durch grobe Unter
suchung bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Die auf dem festen Teil zurückbleibenden Kratzer, die zum größten Teil durch die
Ablöseeigenschaften beeinflußt werden, wurden durch einen Fixierversuch unter Verwen
dung einer im Handel erhältlichen elektrophotographischen Kopiermaschine, die mit einem
Selen-Arsen-Photoleiter und einer Fixierwalze mit einer Drehgeschwindigkeit von
255 mm/s ausgerüstet war, und Beobachten des festen Teils des Bildes nach dem Fixieren
bewertet. Hier wurde die Bewertung durch die folgenden Klassen durchgeführt:
o: Keine Kratzer blieben in den gesamten Temperaturbereichen zurück.
D: Kratzer blieben in einem Teil der Temperaturbereiche zurück.
x: Kratzer blieben in den gesamten Temperaturbereichen zurück.
Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Die Langzeitlagerungsbeständigkeit wurde durch das Ausmaß an Erzeugung von
Kohäsionsvermögen nach einmonatigem Stehenlassen der Toner 2, 5, 6, und 7 unter den
Bedingungen von 50°C durch grobe Untersuchung und Palpation bewertet. Die Ergebnisse
werden auch zusammen mit der Lagerungsbeständigkeit unter den Bedingungen von 50°C
für 24 Stunden in Tabelle 2 gezeigt.
Die Konzentration der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger
in jedem der Siliconöle wurde durch Gaschromatographie gemessen. Die Ergebnisse
werden in Tabelle 2 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 deutlich wird, gab es in den Fällen der Vergleichstoner 1 und 2,
wo keine Siliconöle enthalten waren oder in den Fällen der Vergleichstoner 3 bis 5, wo die
Siliconöle eingeschlossen waren, äußerst hohe Viskositäten, obgleich es keine Probleme bei
triboelektrischen Ladungen, Lagerungsbeständigkeit und der niedrigsten Fixiertemperatur
gab, und sie wiesen auffallend geringe Hochtemperaturoffseterzeugungstemperaturen auf
und zeigten Kratzer in den festen Teilen. Im Gegensatz dazu, waren die Toner der vorlie
genden Erfindung alle ausgezeichnet mit hoher Hochtemperaturoffseterzeugungstemperatur
und keinen auf den festen Teilen zurückbleibenden Kratzern.
Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, war in den Fällen der Toner 5 und 7, wo jede
der Konzentrationen der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in
dem Siliconöl 1000 ppm oder weniger ist, die Langzeitlagerungsbeständigkeit gut. Jedoch
neigen in den Fällen der Toner 2 und 6, wo jede der Konzentrationen der
Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl 1000 ppm
übersteigt, die Toner dazu, etwas aggregiert zu sein. Deshalb können sogar noch bessere
Ergebnisse in der Langzeitlagerungsbeständigkeit erhalten werden, wenn die Konzentration
der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl auf einen
Gehalt von 1000 ppm oder weniger gesenkt wird.
Claims (11)
1. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung, der ein wärmeschmelzbares
Kernmaterial, das mindestens ein thermoplastisches Harz und ein Farbmittel enthält, und
eine ein hydrophiles Harz umfassende Hülle umfaßt, die darauf gebildet ist, so daß die
Oberfläche des Kernmaterials bedeckt wird, wobei das Kernmaterial ein Siliconöl mit einer
kinematischen Viskosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C enthält und wobei der Kapsel-Toner
durch ein in situ-Polymerisationsverfahren erhältlich ist.
2. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung nach Anspruch 1, wobei die
Konzentration der Oligomerbestandteile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Sili
conöl 1000 ppm oder weniger ist.
3. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung nach Anspruch 1 und 2, wobei
die Hülle einen amorphen Polyester als Hauptbestandteil umfaßt.
4. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung nach Anspruch 3, wobei der
amorphe Polyester eine Glasübergangstemperatur von 50°C bis 80°C aufweist.
5. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung nach Anspruch 3 oder 4, wobei
der amorphe Polyester eine Säurezahl von 3 bis 50 mg KOH/g aufweist.
6. Kapsel-Toner zur Wärme-und-Druck-Fixierung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei die Glasübergangstemperatur, die einem als Hauptbestandteil des Kernmaterials
verwendeten thermoplastischen Harz zugeschrieben wird, 10°C bis 50°C beträgt.
7. Verfahren zum Herstellen eines Kapsel-Toners durch ein in situ-Polymerisati
onsverfahren, das die folgenden Schritte (a)-(c) umfaßt:
- (a) Lösen eines amorphen Polyesters in einem Gemisch, das ein kernmaterialbil dendes Monomer, einen Polymerisationsstarter, ein Siliconöl und ein Farbmittel umfaßt;
- (b) Dispergieren des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs in einem wäßrigen Disper giermittel und Konzentrieren des amorphen Polyesters an der Oberfläche von Tröpfchen eines kernbildenden Materials, wobei eine polymerisierbare Zusammensetzung erhalten wird; und
- (c) Polymerisieren der in Schritt (b) erhaltenen polymerisierbaren Zusammenset zung durch ein in situ-Polymerisationsverfahren, um ein Kernmaterial zu bilden, wobei das Kernmaterial mit einer den amorphen Polyester umfassenden Hülle überzogen wird, wo durch ein Kapsel-Toner erhalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner, anschließend an Schritt (c), den folgen
den Schritt (d) zum Ausführen einer Saatpolymerisation umfaßt:
- (d) Zusetzen von mindestens einem polymerisierbaren Vinylmonomer und einem Vinylpolymerisationsstarter zu einer wäßrigen Suspension des in Schritt (c) erhaltenen Kap sel-Toners, wobei der Kapsel-Toner in Schritt (c) als Vorläuferteilchen für die Saatpolyme risation verwendet wird, so daß die Vorläuferteilchen mindestens das polymerisierbare Vinylmonomer und den Vinylpolymerisationsstarter absorbieren, und Polymerisieren von mindestens dem polymerisierbaren Vinylmonomer in einem Kernteil der Vorläuferteilchen, wobei weiterhin ein Harz für das Kernmaterial in den Vorläuferteilchen gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Siliconöl eine kinematische Vis
kosität von 10 bis 500 cSt bei 25°C aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Konzentration der Oligomerbestand
teile mit 20 Struktureinheiten oder weniger in dem Siliconöl 1000 ppm oder weniger ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Menge des Silicon
öls 0,1 bis 10,0 Gewichtsteile beträgt, bezogen auf 100,0 Gewichtsteile des Harzes für das
Kernmaterial.
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