DE3149575A1

DE3149575A1 - Toner zum entwickeln latenter elektrostatischer bilder

Info

Publication number: DE3149575A1
Application number: DE19813149575
Authority: DE
Inventors: Akitoshi Matsubara; Hideki Murata; Hiroyuki Hachioji Tokyo Takagiwa; Kiyoshi Tamaki; Sadatugu Terada; Tsuneo Sagamihara Kanagawa Wada
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1982-11-04
Also published as: GB2091435A

Description

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Anmelder; Konishiroku Phto Industry Co., Ltd., No. 26-2 Nishishinjuku 1-chorae, Shinjuku-ku, Tokyo/Japan

Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer

Bilder

Die Erfindung betrifft -einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilderj sie betrifft insbesondere einen Toner zum Entwickeln latenter elektrostatischer Bilder im Rahmen eines elektrophotographischen Verfahrens,* eines elektrostatischen AufzeichnungsVerfahrens, eines elektrostatischen Kopierverfahrens und dgl;

Die Verfahren zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern können grob in zwei Gruppen unterteilt werden,- von denen die eine Gruppe als Flussigentwicklungsverfahren bezeichnet werden,- in denen ein Entwickler verwendet wirdf der durch feines Dispergieren von verschiedenen Pigmenten oder Farbstoffen in einem isolierenden Lösungsmittel hergestellt worden ist,nnd die andere Gruppe als sogenannte Trockenentwicklungsverfahren bezeichnet werden,- wie ZiBi das Kaskadenentwicklungsverfahren,¹ das PeIzbürstenentwicklungsverfahren, das Magnetbürstenentwicklung s verfahr en, das Aufdruckentwicklungsverfahren und das Pulverwol k.enentwicklungsverfahren, in denen pulverförmige Entwickler,- als Trocken toner bezeichnet,- verwendet werden, die durch Dispergieren von Färbemitteln,- wie z.B. Ruß und dgl;,- in natürlichen oder synthetischen Harzen hergestellt werden können. Die vorliegende Erfindung be-

zieht sich auf einen Toner,· der in einem Verfahren des
zuletztgenannten Typs, d;h; in einem Trockenentwicklungsverfahren/ verwendet wird.

Ein Trockentoner wurde bisher allgemein in der Weise hergestellt,- daß ein Pigment,- wie ZiB. Ruß,- in geschmolzenem Zutand mit einem thermoplastischen Harz gemischt wird zur Herstellung eines gleichmäßig dispergierten Produkts,¹ das dann mittels einer geeigneten Pulverisiereinrichtung zu einem Pulver mit einer Teilchengröße,- wie sie für einen Toner erforderlich ist/ pulverisiert wird. Der auf diese Weise hergestellte Toner kann verschiedene ausgezeichnete Vorteile bieten,- gleichzeitig besitzt er aber auch verschiedene Nachteile; so bestehen beispielsweise Beschränkungen in bezug auf die Verwendung der Materialien zur
Herstellung des Toners/ wobei diese Beschränkungen derart sind,- daß die Herstellung des Toners Bedingungen erfordert/ unter denen das Material bei einer geeigneten Temperatur fluidisiert wird, so daß das Pigment gleichmäßig eingemischt werden kann,- weil die Durchführung eines
Schmelz- und Pulverisierungsverfahrens erforderlich ist, und die gewünschte Teilchengröße muß in einer beträchtlichen Rate, mit einer Einrichtung erhalten werden, wie sie bei der Pulverisierung des Mischungssystems verwendet
wirdi Wenn jedoch ein leicht pulverisierbares Material
verwendet wird/ neigt das Material dazu, weiter pulverisiert zu werden,- während es sich im Innern der elektrophotographischen Kopiervorrichtung befxndet, was dazu führt/ daß auf dem Kopierbild ein Schleier auftritt, während dann,· wenn lediglich ein leicht schmelzbares Material verwendet wird, ein Zusammenbacken des Toners und eine Verfärbung

(Fleckenbildung) auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht (TonerfUmbildung) auftritt;

Wenn ein Pigment,- das in das Harz eingebettet worden ist, zum Zeitpunkt der Pulverisierung an die Oberfläche gelarg;,' können manchmal lokal ungleichmäßige triboelektrische Eigenschaften auftreten und außerdem können Probleme bezüglich der Feuchtigkeitsbeständigkeit in Abhängigkeit, von der Art des verwendeten Pigments auftreten. Noch schwerwiegendere Nachteile bestehen darin, daß der durch Pulverisierung hergestellte Toner eine unbestimmte Form hat,- die zur Bildung einer Aggregation der Tonerteilchen führt, die manchmal als unerwünschter Faktor bestimmten Eigenschaften,- wie z;B; der Stabilisierung des Toners bei der Lagerung, der Fließfähigkeit des Toners bei der Zuführung,- dem Tonerübertragungswiricungsgrad, der Schärfe des entwickelten Tonerbildes und der Möglichkeit,- den Toner bei wiederholter Verwendung zu reinigen,- entgegenwirkt,· wobei die Nachteile in der Praxis einen großen unerwünschten Einfluß auf die Qualität des erhaltenen Tonerbildes, insbesondere die Auflösung,¹ die Schärfe,¹ den Schleier und dgl; desselben haben;

Im Gegensatz zu dem Toner,¹ der unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Pulverisierung hergestellt wird,-sind beispielsweise in den japanischen Patentpublikationen 10 231/1961,- 51 830/1972,- 14 895/1976,- 17 735/1978, 17 736/1978 und 17 737/1978 Verfahren zur Herstellung von Tonern nach den sogenannten Polymerisationsverfahren beschrieben,· die auf dem sogenannten Suspensionspolymeri-

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sationsverfahren basieren,· das Toner in der Weise liefert, daß eine Mischung aus einem Monomeren, einem Polymerisationsinitiator,¹ einem Färbemittel und dgl;,' in Wasser suspendiert und polymerisiert wird,- um dadurch Toner herzustellen; Obgleich sie die vorstehend aufgezählten Mangel der durch Pulverisierung hergestellten Toner nicht aufweisen,besitzen diese durch Polymerisation hergestellten Toner einen anderen Nachteil, der darin besteht, daß sie mit der Änderung der Ladungsmenge in aufeinanderfolgenden \ Kopierarbeitsgängen schlechter werden,- d;h; die Rate bzw. Geschwindigkeit des Verbrauchs des Toners ist bei größeren Teilchengrößen desselben wesentlich höher als bei dem Toner in der unbestimmten Form, so daß die Änderung der Ladungsmenge des Toners zum Zeitpunkt der aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgänge größer ist, was zu unerwünschten Ergebnissen in bezug auf das Bild bei laufenden Arbeitsgängen führt. Insbesondere dann,- wenn der Toner im Kreislauf zurückgeführt wird,tritt eine Verschlechterung (Beeinträchtigung) der Bilddichte und des Schleiers auf.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher,¹ einen Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern zu finden,- der die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Toner nicht aufweist; Ziel der Erfindung ist es ferner, einen Toner zum Entwicklen von latenten elektrostatischen Bildern zu finden,- der ein ausgezeichnetes Fließvermögen besitzt; Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern zu finden, mit dessen Hilfe Tonerbilder mit einer ausgezeichneten Auflösung,- Schärfe und

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einem geringen oder keinem Schleier hergestellt werden können; Ein anderes Zielder Erfindung besteht darin, einen Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern zu finden,' der einen zufriedenstellenden Bildübertragungswirkungsgrad aufweisti Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,- einen Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern zu finden, bei dem sich die Ladungsmenge . zum Zeitpunkt der aufeinanderfolgenden Kopiervorgänge nur wenig ändert; Ziel der Erfindung ist es schließlich,' einen Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern zu finden, der gute Erholungseigenschaften (Rückgewinnungseigenschaften) aufweist.

Es wurde nun gefunden,- daß die obengenannten Ziele erfindungsgemäß erreicht werden können mit einem Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern (nachstehend als "erfindungsgemäßer Toner" bezeichnet) mit im wesentlichen kugelförmigen Tonerteilchen,- deren Verhältnis von längerem Durchmesser (a) zu kürzerem Durchmesser (b) innerhalb des Bereiches von 1,00 ^ a/b^.1,05 liegt, deren Größe innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 pn liegt,-wobei mindestens 70 Gew*-% der Tonerteilchen eine Größe innerhalb des Bereiches der hauptsählichen Teilchengröße £ 3 um aufweisen;

Wenn das Verhältnis von längerem Durchmesser (a) zu kürzerem Durchmesser (b) in dem erfindungsgemäßen Tonerteilchen den Wert 1,05 übersteigt, verhält sich der Toner im wesentlichen so wie ein solcher mit einer unbestimmten Form unter Bildung von unerwünschten Effekten in bezug auf die Fließfähigkeit, das Übertragungsvermögen,- die

Auflösung und Schärfe/ verglichen mit dem erfindungsgemäßen Toner, dessen Teilchen innerhalb des obengenannten Durchmesserverhältnisses von Ι,ΌΟ ^. a/b £ 1,05 liegen.

Wenn der Toner Teilchen mit einem kleineren Durchmesser als 1 jum enthält,' tritt eine starke Schleierbildung auf,¹ während dann, wenn er Teilchen enthält, die größer als 30 pm sind,' dies unerwünschte Ergebnisse in bezug auf ein grobkörniges Bild und eine schlechte Auflösung mit sich bringt.

Wenn der Toner weniger als 70 Gew;~%,ⁿ insbesondere weniger als 65 Gewi-% Teilchen in einer Größe innerhalb des Bereiches der hauptsächlichen Teilchengröße + 3 pm enthält,' wird die Änderung der Ladungsmenge zum Zeitpunkt der aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgänge groß, was unerwünschte Ergebnisse in bezug auf die laufenden Kopiereigenschaften sowie in bezug auf die Tonerrückgewinnungsbzw; Erholungseigenschaften mit sich bringt.

Der Gewichtsprozentsatz des Toners innerhalb des Bereiches der Haupt teilchengröße + 3 um,' wie er hier angewendet wird, gibt dann,¹ wenn der mittlere Teilchendurchmesser des Toners X um beträgt,- den Prozentsatz der Gesamtmenge des Toners an, der durch die Tonerteilchen eingenommen wird,-deren Größe innerhalb des Bereiches von X-3 bis X+3 um liegti

Der erfindungsgemäße Toner enthält normalerweise ein Harz (vorzugsweise ein thermoplastisches Harz),¹ ein Färbemit-

tel und außerdem,- bei Bedarf,- ein Ladungskontrollmittel,-■ ein Trennmittel,¹ ein magnetisches Material und dgli

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners umfaßt das Sprühtrocknungsverfahren und das Suspensionspolymer isation s verfahr en,* letzteres wird je'docham zweckmäßigsten angewendet, wobei eine Polymerisationsmischung,.¹ bestehend aus einem polymerisierbaren Monomeren, einem Färbemittel,' einem Ladungskontrollmittel,· einem Polymerisationsinitiator und dgli, in Wasser dispergiert wird und die dispergierte Mischung dann in Gegenwart eines Dispersionsstabilisators unter Rühren mit einer Geschwindigkeit von 3 000 bis 10 000 UpM unter Verwendung einer Dispergiervorrichtung,- die eine hohe Scherrate liefern kann,- suspendiert wird,- und wenn die erforderliche Teilchengrößenverteilung erreicht ist,- was durch Betrachten durch ein Mikroskop festgestellt wird,· wird die Rührgeschwindigkeit herabgesetzt, beispielsweise auf 100 bis 800 UpM, und die Mischung wird auf eine Temperatur von 40 bis 85°G erhöht, um dadurch die Polymerisation zu beschleunigen,¹ und dann wird sie gewaschen,- filtriert und getrocknet,¹ wobei der erfindungsgemäße Toner erhalten wird.

Zu polymerisierbar en Monomeren,- die erfindungs gemäß verwendet werden können,¹ gehören beispielsweise Styrole, wie Styrol,- o-Methy 1 styrol,¹ m-Methy 1 styrol,· p-Methylstyrol, p-Äthylstyrol, 2,^{--Dimethylstyrol,· p-n-Butylstyxol,- ptert-Butyl styrol, p-n-Hexyl styrol, p-n-Oc ty !styrol,- p-n-Nonylstyrol,· p-n-Decylstyrol,- p-n-Dodecylstyroly p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol,¹ p-Chlorstyrol,¹ 3,4-Dichlor-

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styrol und dgl;; Viny!naphthaline} Monoolefine, wie Äthylen,¹ Propylen,¹ Butylen, Isobutylen und dgl;; Vinylhalogenide,- wie Vinylchlorid,- Vinylbromid, Vinylfluorid und dgli; Vinylester,¹ wie Vinylacetat,- Vinylpropionat, Vinylbenzoaty Vinylbutyrat und dgl;; a-Methylen-aliphatische Monocarbonsäureester,' wie Methylacrylat,¹ Äthylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat,- Propylacrylat,- n-Octylacrylat,-Dodecylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Stearylacrylat,2-Chloräthylacrylat,-Phenylacrylat,-Methyl-ccchloracrylat,¹ Methylmethacrylat,¹ Äthylmethacrylat_} Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n~ Octylmethacrylat,· Dodecylmethacrylat,- 2-Äthylhexylmethacrylat/ Stearylmethacrylat,- Phenylmethacrylat,- Diäthylaminoäthylmethacrylat,-N, N-Dimethylaminoäthylmethacrylat und dgli j Acryl- oder Methacrylsäurederivate,- wie Acrylnitril ,■ Methacrylnitril,- Acrylamid und dgl. j Viny lather, wie Viny 3me thy lather,¹ Vinyläthy lather, Vinyl isobutyläth er und dgli j Vinylketone,¹ wie Viny lme thy Ike ton,- Vinylhexylketony Methylisopropenylketon und dgl;; sowie N-Viny!verbindungen, wie N-Vinylpyrrol,- N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol,-N-Vinylpyrroliden und dgli

Als Färbemittel,- die erfindungsgemäß verwendet werden können,- können in beliebiger Weise geeignete Pigmente oder Farbstoffe verwendet werden,- wie ZiB, Ruß (einschließlich des prepolymerisierten oder pfropf polyraerisierten Rußes),-Nigrosinfarbstoff, Anilinblau,¹ Chalco Oil Blue,- Chromgelb,¹ Ultramar inblau,· DuPont Oil Red, Chinolingelb, Methylenblauchlor id y Phthalocyaninblauy Malachitgrünoxalat,-Lampenruß,-Bengalrosa und Mischungen davon^ Der Toner muß diese Färbemittel in solchen ausreichenden Mengen ent-

halten,' daß bei dem Entwicklungsverfahren sichtbare Bilder entstehen könnens

Außerdem kann in dem erfindungsgemäßen Toner auch ein Ladungskontrollmittel, wie z;B; hydrophobes Siliciumdioxid,¹ verwendet werden und daneben können andere bekannte,¹ die Tonereigenschaften verbessernde Agentien erforderlichenfalls verwendet werden;

Erfindungsgemäß kann auch ein für einen 1-Komponenten-Entwicklungstoner brauchbares magnetisches Material verwendet werden; In einem 1-Komponenten-Entwicklungstoner kann das magnetische Material als Färbemittel verwendet werden;

Bei diesem magnetischen Material handelt es sich um ein solches,¹ das in Abhängigkeit von dem angelegten Magnetfeld in der Richtung desselben stark magnetisiert wird und das vorzugsweise schwarz sein sollte und das in einem Harz gut dispergiert werden sollte,· um es chemisch zu stabilisieren, und es sollte in feinteiliger Form mit einer Teilchengröße von weniger als 1yum vorliegen; Um diesen Anforderungen zu genügen,wird am zweckmäßigsten Magnetit (Trieisentetraoxid) verwendet; Magnetische oder magnetisierbare Materialien können eingeteilt werden in Metalle,· wie Kobalt,- Eisen,- Nickel j Legierungen und Mischungen solcher Metalle, wie Aluminium,' Kobalt/ Stahl,¹ Blei,- Magnesium,· Nickel, Zinn, Zink, Antimon, BeryHium,-Wismut, Cadmium,¹ Calcium,· Mangan/ Selen, Titan,· Wolfram, Vanadin; Metallverbindungen,- wie z.B; Metalloxide, wie

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Aluminiumoxid, Eisenoxid, Kupferoxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Titanoxid und Magnesiumoxid j feuerfeste (schwer schmelzbare) Nitride, wie Vanadinnitrid, Chromnitrid; Carbide, wie Wolframcarbid und Siliciumcarbid; und Ferrit und Mischungen dieser Materialien. Die in den Toner einzuarbeitenden Mengen dieser ferromagnetischen Materialien betragen zweckmäßig etwa 50 bis etwa 300 Gew.-Teile, insbesondere 70 bis 200 Gew.-Teile, auf 100 Gew.-Teile der verwendeten Harzkomponentei

Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des Toners werden bestimmt durch den Grad der Scherung, die Scherdauer, den Typ der verwendeten Dispergiervorrichtung, die verwendete Menge und die Art des verwendeten Dispersionsstabilisierungsmittels, den Mengenanteil des verwendeten Monomeren und des Wassers, die Viskosität der Polymerisationsmischung und dgli Es ist auch bekannt, daß die resultierende Teilchengröße umso geringer wird, je höher die Scherrate ist, je größer die verwendete Menge des Dispersionsstabilisierungsmittels ist, je kleiner der Mengenanteil der Polymerisationsmischung und des Wassers ist und je geringer die Viskosität der Polymerisationsmischung ist. -

Zwischen diesen Faktoren bestehen jedoch Wechselbeziehungen und es ist schwierig, alle diese Faktoren zu kontrollieren (zu steuern), so daß eine Scherung angewendet wird bei gleichzeitiger Betrachtung durch ein Mikroskop, um den Punkt zu finden, bei dem die gewünschte Teilchengröße und die gewünschte Teilchengrößenverteilung erreicht wird,

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und die Rührgeschwindigkeit auf die normale Rührgeschwindigkeit herabgesetzt wird, um die Polymerisation fortzusetzen, wobei dies der geeignetste Weg ist, den erfindungsgemäßen Toner herzustellen.

In dem elektrophotographischen Verfahren wird nach der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Toners fixiert, die Fixierung wird jedoch im allgemeinen durchgeführt entweder durch direktes Aufschmelzen des erzeugten Tonerbildes durch Entwickeln auf einem lichtempfindlichen Körper oder auf einem dielektrischen Material oder durch Aufschmelzen des Tonerbildes auf ein Blatt (eine Folie), wie z.B. ein Blatt Papier,- wobei dieses Tonerbild von einem lichtempfindli-. chen Körper oder einem dielektrischen Material auf dieses Blatt (diese Folie) übertragen wird. Das Aufschmelzen des Tonerbildes zu diesem Zeitpunkt wird dadurch bewirkt, daß man entweder das Bild mit einem Lösungsmitteldampf in Kontakt bringt oder das Bild erhitzt, wobei die Erhitzung im allgemeinen als Nicht-Kontakt-Erhitzung in einem Elektroofen oder als Erhitzen unter Druck durch Heizwalzen durchgeführt wird.

Das Erhitzen unter Druck mittels einer Heizwalze,· allgemein als Heizwalzenfixierverfahren bezeichnet, dient dazu, das Tonerbild so zu fixieren, daß das Bild,· das auf einem Blatt fixiert werden soll,· hindurchgeführt und in Druckkontakt mit einer Heizwalze gebracht wird, die auf ihrer gesamten Oberfläche mit einem Material überzogen ist, das eine Trennung von dem Toner erlaubt. Dieses Verfahren er~

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gibt einen derart guten Wärmewirkungsgrad zum Zeitpunkt des Aufschmelzens des Tonerbildes auf das Blatt, daß ein schnelles Fixieren erfolgen kann, da die Oberfläche der Heizwalze und das Tonerbild, das auf einem Blatt fixiert werden soll,- miteinander in Druckkontakt gebracht werden,-so daß das Verfahren gut geeignet ist für eine elektrophotographische Kopiervorrichtung vom Bildübertragungstyp, wie sie insbesondere für Hochgeschwindigkeits-Bildreproduktionen verwendet wird. Da die Oberfläche der Fixierwalze und das Tonerbild in einem durch Erhitzen geschmolzenen Zustand mitd.nander in Druckkontakt gebracht werden, kann bei diesem Verfahren jedoch manchmal das sogenannte Offset-Phänomen auftreten,' bei dem ein Teil des Tonerbildes ,

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an der Oberfläche der Fixierwalze haften bleibt und der ! daran haftende Teil des Bildes dann auf das nachfolgende Blatt übertragen wird. Um dieses Phänomen zu vermeiden, muß die Oberfläche der Walze der nachfolgenden Behandlung unterworfen werden, die für das Heizwalzenfixierverfahren wesentlich ist;

Um das Haften des Toners an der Oberfläche der Fixierwalze zu vermeiden,- wurde bereits eine Behandlung angewendet/ bei der beispielsweise ein Material, das sich ausgezeichnet von einem solchen Toner trennt, das enthält oder besteht aus einem Fluorkohlenstoffharz, auf die Oberfläche der Walze aufgebracht wird, auf die ferner ein Offset- Verhinderungsmittel, wie z.Bi Siliconöl, aufgebracht wird,¹ wodurch die Oberfläche der Walze mit einer flüssigen Membran bedeckt wird₀ Dieses Verfahren eignet sich zwar zur Verhinderung des Offset-Phänomens,- es hat jedoch

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den Nachteil, daß dadurch der Aufbau einer Kopiervorrichtung kompliziert wird, weil es erforderlich ist,- die Apparatur mit einer Einrichtung zur Entfernung des beim Erhitzen des Offset-Verhinderungsmittels entstehenden Geruchs sowie mit einer Einrichtung zur Zuführung der Flüssigkeit zu versehenjUnd weil die Kopiervorrichtung auch teuer wird, um den Anforderungen an die Erzielung konstanter zufriedenstellender Reproduktionsergebnisse zu genügen. Wenn jedoch das Offset-Verhinderungsmittel nicht zugegeben wird, haftet der Toner an der Oberfläche der Fixierwalze unter Bildung eines Offset~Phänomens, so daß es heute so ist,- daß die Zuführung des Offset-Verhinderungs mittels unvermeidlich ist trotz dieser Nachteile;

Andererseits wurde bereits vorgeschlagen,· verschiedene Zusätze zur Verhinderung des Offset-Phänomens zu verwenden, wie beispielsweise in den japanischen Patentpublikationen 11 492/1976 und 47 622/1976 beschrieben^ Diese Vorschläge führten zu Effekten bei dem Durchknetungsverfahren (Mischverfahren), gleichzeitig bringen sie jedoch Beschränkungen in bezug auf die Verwendung von Zusätzen mit sich, weil bei dem Verfahren zur Herstellung von Tonern durch Suspensionspolymerisation die Reaktion unter den Bedingungen abläuft, daß alle verschiedenen erforderlichen Zusätze einschließlich der Färbemittel dem polymerisierbaren Monomeren zugesetzt sind, so daß Verbindungen,· die keinen Einfluß auf die Polymerisationsreaktion haben, gewählt werden müssen,· oder Verbindungen, die sich in den Monomeren nur schlecht lösen,- nicht verwendet werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Toner

für die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern anzugeben/ mit dessen Hilfe es möglich ist, ein hochwirksames zufriedenstellendes Heizwalzenfixierverfahren durchzuführen, ohne daß ein Offset-Phänomen des Toners selbst bei Verwendung einer Fixierwalze auftritt, deren Oberfläche nicht mit einem Offset-Verhinderungsmittel versehen ist»

Dieses weitere Ziel der Erfindung kann erreicht werden mit einem erfindungsgemäßen Toner,- dessen Teilchen im wesentlichen eine Kugelform haben,· da das Verhältnis zwischen dem längeren Durchmesser (a) und dem kürzeren Duarchmesser (b) Ι,ΌΟ£ a/b £1,05 beträgt ₉- und dessen Teilchen eine Größe innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 um haben, wobei 70 Gew,-% der Tonerteilchen eine Größe innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße -s- 3 um aufweisen,- und der außerdem als seine hauptsächliche Harzkomponente das Polymere eines α,β-ungesättigten äthylenischen Monomeren enthält,- dessen gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht nicht weniger als 80 000 beträgt;

Bei der Untersuchung des Verfahrens zur Herstellung des Toners unter Anwendung des Suspensionspolymerisationsverfahrens wurden die unter verschiedenen Polymerisationsbedingungen hergestellten Tonerharze untersucht, wobei gefunden wurde,- daß die Verwendung von Harzen mit einem Molekulargewicht innerhalb eines bestimmten Bereiches wirksam ist zur Verhinderung des Offset-PhänomenSj,- und darauf beruht die vorliegende Erfindung! d,h», es wurde gefunden, daß dann,- wenn das Molekulargewicht des gebildeten Harzes klein ist, zum Zeitpunkt der Fixierung ein Offset-Phänomen

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festzustellen ist, das Papier sich um die Walze herumwikkelt, der Toner manchmal aggregiert und seine Fließfähigkeit abnimmt,- so daß der Toner für die Entwicklung ungeeignet wird;

Der Toner besteht im allgemeinen aus einer Harzkomponente,-einer Färbemittelkomponente,· wie z;B; Pigmenten oder Farbstoffen,· und einer zusätzlichen Komponente,- aus oder mit einem Weichmacher,- einem ladungskontrollmittel und dgl. zur Kontrolle (Steuerung) der physikalischen und Entwicklungseigenschaften des Toners,- wobei die Harzkomponente verschiedene Naturharze und Kunstharze umfaßt,- die einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden kö'nnen;

Der erfindungsgemäße Toner enthält als Einheit seiner hauptsächlichen Harzkomponente α,β-ungesättigte äthylenische Monomere mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 80 000 oder mehr, d.h. das erfindungsgemäße Harz wird in einem Mengenanteil· von etwa 60 Gew;-%,- vorzugsweise von mindestens 75 Gew;-%,- bezogen auf den gesamten Harzkomponenten—gehalt des Toners,· in den Toner eingearbeitet,- wodurch die obengenannten Ziele der Erfindung erreicht werden können; insbesondere kann dadurch das Offset-Phänomen des Toners an der Heizfixierwalze auf wirksame Weise verhindert werden;

Ein Charakteristikum der vorliegenden Erfindung besteht darin,' daß der Toner als seine hauptsächliche Komponente ein α,β-ungesättigtes äthylenisches Monomeres enthält, das Harz kann aber aufweisen entweder ein einzelnes Poly-

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meres,- das durch Polymerisieren nur eines Monomeren hergestellt worden ist, oder ein Copolymeres, das durch Polymerisieren von zwei oder mehr Arten von Monomeren erhalten worden ist, oder es kann sich dabei außerdem um eine Mischung aus einem solchen einzelnen Polymeren (Hornopolymeren) und einem solchen Copolymeren handeln;

Ein anderes Charakteristikum der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der erfindungsgemäße Toner ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht (Mw) von 80 oder mehr aufweist; Dieser Wert ist dann$ wenn <fer erfindungsgemäße Toner ein solcher aus einem einzelnen Polymeren (Homopolymeren) oder einem Copolymeren ist, der Wert, der auf die Polymeren zurückzuführen ist, während dann,-wenn der erfindungsgemäße Toner eine Mischung aus diesen Polymeren ist, es sich dabei um den Wert der gesamten gemischten Polymeren handeltj d;h., im Falle einer solchen Mischung der Polymeren brauchen die jeweiligen Polymeren nicht notwendigerweise ein Molekulargewicht von 80 000 oder mehr aufzuweisen,- solange der Wert der Gesamtmischung innerhalb des obengenannten Bereiches liegt.

Der Wert Mw kann nach verschiedenen Verfahren bestimmt werden, die Ergebnisse variieren jedoch etwas in Abhängigkeit von dem angewendeten Verfahren; Der erfindungsgemäß angegebene Wert für Mw wurde unter Anwendung des folgenden Verfahrens bestimmt;

Bei allen Werten handelt es sich um solche, die bei der Gelpermeationschromatographie (GPC) unter solchen Bedin-

gungen ermittelt wurden,- bei denen ein Lösungsmittel (Tetrahydrofuran) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,2 ml/mini bei einer Temperatur von 40 C strömen gelassen wurde und dann 300 ml einer Tetrahydrofuran-Probenlösung, welche die Harzprobe in einer Konzentration von 0/2 g/20 ml enthielt,' in die Kolonne gegossen wurde/ um dadurch die Messung durchzuführen; Bei der Bestimmung des Molekulargewichtes der Probe können die Meßbedingungen so gewählt werden,- daß die Molekulargewichtsverteilung der Probe in den Bereich fällt, ii <fem die Eichkurve, welche die Beziehungen zwischen dem Logarithmus und den Zahlen-Werten des Gewichts anzeigt,- die unter Verwendung mehrerer einzeln dispergierter Polystyrolbezugsproben hergestellt wurden/ linear wird;

Außerdem kann die Zuverlässigkeit der Messung dadurch sichergestellt werden, daß bestätigt wird, daß das Mw/Mn einer NBS 706-Polystyrol-Bezugsprobe (Mw = 28/8 χ 10 / Mn (zahlendurchschnittliches Molekulargewicht) = 13,7 χ 10 / Mw/Mn = 2/11),- die unter den obigen Meßbedingungen verwendet wurde, 2,11 + 0,10 betrugt

Als Kolonne für die GPC können solche Kolonnen verwendet werden,¹ die den obengenannten Bedingungen genügen,- wie ZiBi TSK-GeI, GMH6 (hergestellt von der Firma Toyo Soda Mfgi Co./ Ltd);

Diese Harze, die als Hauptkomponente a-Methylen-aliphatische Monocarbonsäureester oder aromatische Vinylverbindungen und cc-Methylen~aliphatische Monocarbonsäureester

enthalten,¹ sind mit Erfolg erfindungsgemäß verwendbar,und ein solches Harz,- das diese Monomeren gemeinsam und ferner mindestens etwa 30 Mol;»% Styrole enthält, ist für die vorliegende Erfindung besonders geeignet,- weil es nicht nur in der Lage ist,- das Auftreten des Offset-Phäno mens zu verhindern, sondern auch ausgezeichnete Herstellungseigenschaften in bezug auf den triboelektrischen Effekt und die gleichmäßige Dispergierbarkeit der Zusätze,· die für den Toner erforderlich sind^ aufweist;

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Toners können,-um einen Toner mit einem Mw von 80 000 oder mehr zu erhalten,' obgleich die Bedingungen für die Erzielung des Mw nicht einheitlich festgelegt werden können aufgrund der Tatsache,- daß verschiedene Bedingungen,' wie z.B· die Arten und die Kombination der verwendeten polymerisierbaren Monomeren,- die Arten und die Zugabemengen der Färbemittel,^ wie Ruß,¹ die Zugabemengen anderer Zusätze einschließlich des Polymerisätionsinitiatorsj- die Temperatur und die Dauer der Polymerisationsreaktion und dgl; in komplizierter Weise miteinander verflochten sind, die Bedingungen unter Berücksichtigung der Tatsache,- daß im allgemeinen bei einer großen Menge des Polymerisationsinitiators und einer hohen Polymerisationstemperatur das gewichtsdurchschnittliche MolekulargevTicht kleiner wird, beispielsweise in der Weise festgelegt werden,- daß unter Konstanthaltung der Mengen an Monomeren^ Färbemitteln und anderen Zusätzen,¹ die für den Toner benötigt werden, die Menge des Polymerisationsinitiators und die Poljinerisa-· tionstemperatur variiert werden,¹ um so mehrere Versuche

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durchzuführen zur Be Stimmung der Bedingungen,- unter denen das gewünschte igwichtsdurchschnittliche Molelculargevjicht erzielt werden kann;

Andererseits werden die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des Toners bestimmt durch den Grad der Scherung,' die Scherungsdauer,- den Typ der verwendeten Dispergiervorrichtung, .die verwendete Menge und die Art des verwendeten Dispersionsstabilisierungsmittels,- den Mengenanteil zwischen den verwendeten Monomeren und dem Wasser, die Viskosität der Polymerisationsmischung und dgli Es ist auch bekannt,¹ daß die resultierende Teilchengröße umso geringer wird, je höher die Scherrate ist, je größer die verwendete Menge des Dispersionsstabilisierungsmittel,' je kleiner das Mengenverhältnis zwischen der Polymerisationsmischung und Wasser und je geringer die Viskosität der Polymerisationsmischung ist.

Diese Faktoren treten jedoch in Wechselbeziehung miteinander und es ist schwierig,- alle Faktoren zu kontrollieren . (zu steuern),' so daß eine Scherung angewendet wird unter Betrachtung durch ein Mikroskop,- um den Punkt herauszufinden,' an dem die gewünschte Teilchengröße und die gewünschte Teilchengrößenverteilung erzielt wird,- und zur Fortsetzung der Polymerisation die Rührgeschwindigkeit auf die normale Rührgeschwindigkeit herabgesetzt wird, was der zweckmäßigste Weg zur Herstellung des erfindungsgemäßen Toners ist;

Auch das obengenannte Ziel der Verhinderung des Offset-Phänomens der Erfindung kann erreicht werden mit einem

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Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern _f der Teilchen aufweist, deren Verhältnis von längerem Durchmesser (a) zu kürzerem Durchmesser (b) 1,00^ a/b^l,05 beträgt und deren Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 um liegt,- wobei 70 Gew«-% des Toners eine Teilchengröße innerhalb des Bereiches der hauptsächlichen Teilchengröße + 3 pm aufweisen,- wobei bei dem Hauptharz das Verhältnis zwischen dem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht (Mw) und dem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht (Mn) des Polymeren 3,5 oder mehr beträgt;

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erfindungsgemäße Toner als Hauptharz ein Polymeres, das eine Komponente mit einem hohen Molekulargewicht (ein Harz) und eine Komponente mit einem niedrigen Mole- ! kulargewicht (ein Harz) enthält,' wobei der Gehalt an der Komponente mit einem hohen Molekulargewicht mit einem Mw von 150 000 oder mehr 5 bis 50 Gewi-% der Menge des Polymeren beträgt;

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Toners zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes erlaubt die Durchführung einer sehr wirksamen zufriedenstellenden Heizwal« zen_fixierung,ohne daß ein Offset-Phänomen oder ein Herumwickeln von Papierblättern um die Fixierwalze auftritt,· selbst dann, wenn kein Offset-Verhinderungsmittel auf die Oberfläche der Fixierwalze aufgebracht wird,- so daß nicht nur der Mechanismus der Fixiervorrichtung vereinfacht wird,-sondern auch die Genauigkeit, die Stabilität und die Zu«

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verlassigkeit einer Schnellkopiervorrichtung,¹ in die eine solche Fixiereinrichtung eingebaut ist,· verbessert werden kann und daneben die Kosten für die Herstellung einer solchen Vorrichtung herabgesetzt werden können; Der erfindungsgemäße Toner bietet daher den Vorteil,' daß er den Aufbau einer Hochgeschwindigkeits-Kopiervorrichtung erleichtert;

Der Toner enthält oder besteht im allgemeinen aus einer Harzkomponente,· einer Färbemittelkomponente,¹ wie z;B; Pigmenten oder Farbstoffen,- und einer Zusatzkomponente,- bestehend aus einem Weichmacher,' einem Ladungskontrollraittel und dgl;,- zur Steuerung (Kontrolle) der physikalischen und Entwicklungseigenschaften des Toners,¹ wobei die Harzkomponente verschiedene Naturharze und Polymerharze enthält,' die einzeln oder in Form einer geeigneten Mischung verwendet werden können,- und die Erfindung umfaßt auch dieFälle,¹ in denen der Toner als Harzkomponente ein Polymeres enthält,· das selbst gefärbt ist durch Kupplung mit einem Farbstoff;

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erfindungsgemäße Toner als Komponenteneinheit ein α,-ß-ungesättigtes äthylenisches Monomeres und er enthält ein Harz,' in dem die Molekulargewichtsverteilung des Hauptharzes,· bestehend aus einer Komponente mit einem niedrigen Molekulargewicht und einer Komponente mit einem hohen Molekulargewicht,¹ Mw/Mn 3,5 oder mehr beträgt, und insbesondere enthält es das erfindungsgemäße Harz als Ilauptharskomponente; d;h;, der erfindungsgemäße Toner enthält

7 ζ

das erfindungsgemäße Harz in einer Menge von mindestens 60 Gewi-%,- vorzugsweise von mindestens 75 Gew;~%, bezogen auf die Gesamtmenge der Harzkomponente des Toners,- wodurch das Offset-Phänomen des Toners an der Heizfixierwalze sowie das Herumwickeln von Papierblätterη um die Fixierwalze vermieden wird;

Das oben beschriebene Harz der bevorzugten Ausführungsform,· bestehend aus einer Komponente mit einem niedrigen Molekulargewicht und einer Komponente mit einem hohen Molekulargewicht,- ist ein solches mit einer Molekulargewicht sverteilung Mw/Mn von 3_}5 oder mehri Wenn das erfindungsgemäße Harz aus einem einzelnen Polymeren (Homopolymeren) oder einem Copolymeren besteht,- handelt es sich bei diesem Wert um den Wert, den die jeweiligen Polymeren aufweisen,¹ während dann,· wenn das erfindungsgemäße Harz aus gemischten Polymeren besteht, dieser Wert für den Wert der gesamten gemischten Polymeren stehtj d^hi^ im Falle von gemischten Polymeren braucht der Wert für Mw/Mn jedes der miteinander gemischten Polymeren nicht notwendigerweise 3,'5 oder mehr zu betragen, solange der Wert der Gesamtmischung innerhalb des obengenannte!! Bereiches liegt» Das Molekulargewicht der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht des er findung s gemäß en Harzes beträgt,- ausgedrückt durch das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht,¹ weniger als 150 000,- vorzugsweise liegt es innerhalb des Bereiches von 10 000 bis 150 000, während das Molekulargewicht der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht,ausgedrückt durch das zahlendurchschnittliche Molekulargewicht, mehr als 150 000_? vorzugsweise 200 000 bis

31-A9575

-2S-

500 000,- beträgt^und das Mengenverhältnis der beiden Komponenten ist so,' daß die Komponente mit dem hohen Molekulargewicht in einer Menge innerhalb des Bereiches von 5
bis 50 Gew;-%, vorzugsweise von 10 bis 40 Gew;-%₅vorliegt, und die Komponente mit dem niedrigen Molekulargewicht in
einer Menge innerhalb des Bereiches von 95 bis 50 Gew;-%,·
vorzugsweise von 90 bis 60 Gew;-%,' vorliegt;

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Harz verwendet,· das eine Komponente mit einem niedrigen Molekulargewicht und eine Komponente mit einem hohen Moleku- | largewicht enthält; Die Komponente mit dem niedrigen Mole- j kulargewicht spielt eine wirksame Rolle bei der Senkung J des Erweichungspunktes des erfindungsgemäßen Toners, wo- | durch es möglich ist, die Temperatur der Fixierwalze her- | abzusetzen,' so daß mit der verwendeten Kopiervorrichtung f Energie eingespart werden kann; Die Herabsetzung des Mole- X kulargewicht es führt auch dazu,' daß das Harz selbst wei- I eher wird, was zu einer Verbesserung der Bedingungen beim | Fixieren mit Druck durch die Fixierwalze führte Anderer- { seits spielt die Komponente mit dem hohen Molekulargewicht { eine wirksame Rolle in bezug auf die Verhinderung des Off- J set-Phänomens sowie in bezug auf die Verhinderung des \ Herumwickeins von Papierblättern um die Fixierwalze; d.h.;', | das Harz mit dem hohen Molekulargewicht ist die Komponen- f te,¹ die durch Wärme schwer zu schmelzen ist und deshalb f gute Trenneigenschaften gegenüber der Fixierwalze aufweist;! Wenn jedoch das Harz mit einem hohen Molekulargewicht in § einer Menge von mehr als 50 Gew;-% verwendet wird, ist | das Harz durch die Heizwalzo schwer zum Schmelzen zu brin- *

ι . ■■.' -J I

gen,' wodurch eine schlechte Fixierung erzielt wird;

Das erfindungsgemäße Harz hat ein Mw/Mn von mindestens 3 ,'5 ,solche mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht Mw von etwa 10 000 bis etwa 200 000 sind jedoch erwünschte Außerdem können die Werte von Mw/ Mn und Mw/Mn auf verschiedene Weise bestimmt werden und sie variieren geringfügig in Abhängigkeit von dem angewendeten Meßverfahren; Die hier erfindungsgernäß angegebenen Werte für Mw,' Mn und Mw/Mn wurden nach dem weiter oben beschrie· benen Meßverfahren bestimmte

Das obengenannte Ziel der Erfindung der Verhinderung des Offset-Phänomens kann erreicht mit einem Toner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern mit im wesentlichen kugelförmigen Teilchen,- bei denen das Verhältnis zwischen ihrem längeren Durchmesser (a) und ihrem kürzeren Durchmesser (b) innerhalb des Bereiches von 1,00 ·£= a/b<=l,05 liegt, wobei d5.e Größe, der Teilchen innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 pn liegt und 70 Gew;-% des Toners eine Teilchengröße innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße + 3 um haben,- wobei das Hauptharz des Toners eine einheitliche Mischung aus einer Komponente mit einem niedrigen Mo lelcular gewicht und einer Komponente mit einem hohen Molekulargewicht ist_s das Verhältnis zwischen dem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht (Mw) und dem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht (Mn.) des Toners 3,-5 oder mehr beträgt und der Glasumwandlungspunkt der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht innerhalb des Bereiches von 30 bis 70°C liegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt in dem erfindungsgemäßen Toner das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht 150 000 oder mehr und das Polymere ist in dem Toner in einem Mengenanteil von 5 bis 50 Gew;-%,-bezogen auf das Hauptharz,¹ enthalten;

Wenn der GIasumwandlungspunkt des Toners weniger als 45°G beträgt/ besteht andererseits die Gefahr,' daß eine Blökkierung auftritt als Folge des Kaltfließphänomeiis, die einen unerwünschten Einfluß auf die Lagerung des Toners hatj dih;,¹ der erfindungsgemäß verwendete, im wesentlichen kugelförmige Toner hat einen niedrigen Erweichungspunkt von nur 150 C oder weniger und einen hohen Glasumwandlungspunkt von 45 C oder mehr; Diese physikalischen Eigenschaften können mit einem Toner erreicht werden,- der die Haupt-* harzkomponente enthält, die besteht aus einem Copolyraeren aus beispielsweise 65 bis 95 Gew;-% Styrol, 5 bis 35 Gew.-% Methacrylsäureester und/oder Acrylsäureester; Wenn der Styrolgehalt weniger als 65 Gew;~% beträgt,- wird es schwierig,* den Glasumwandlungspunkt auf 45 C oder höher einzustellen,- während dann, wenn er mehr als 95 Gew;-% beträgt,es schwierig wird,- den Erweichungspunkt auf 150 G oder niedriger einzustellen,- so daß in beiden Fällen nicht der erfindungsgemäße Toner erzielt werden kann;

Der Gehalt der Hauptharzkomponente des erfindungsgemäßen Toners beträgt zweckmäßig mindestens etwa 60 Gew;-% oder mehr¹,' vorzugsweise 75 Gewa-% oder mehr,¹ bezogen auf die Gesamtmenge der Harzkomponente des Toners;

Zur Erzeugung eines Bildes,- beispielsweise unter Anwendung des elektrophotographischen Verfahrens und unter Verwendung des erfindungsgemäßen Toners,kann ein lichtempfindlicher Selenkörper verwendet werden; oder es kann ein lichtempfindlicher Körper verwendet werden,- der hergestellt worden ist durch Beschichten eines elektrisch .leitenden Trägers mit einer lichtempfindlichen Schicht,- hergestellt durch Dispergieren eines anorganischen photoleitfähigen Materials,' wie Zinkoxid,· Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid,' Cadmiumsulfidselenid, Bleioxid,- Quecksilbersulfid und dgl;j in einem Bindemittel? oder es kann ein lichtempfindlicher Körper verwendet werden,- der hergestellt worden ist durch Beschichten eines elektrisch leitenden Trägers mit einer lichtempfindlichen Schicht,- hergestellt durch Einarbeiten eines organischen photoleitfähigen Materials, wie Anthracene Polyvinylcarbazol und dgl;j in ein Bindemittelharz· Die gesamte Oberfläche eines solchen lichtempfindlichen Körpers wird mittels eines Coronagenerators unter Verwendung einer Corotron-oder Scorotron-Aufladungsvorrichtung aufgeladen und dann bildmäßig Licht oder dgl; ausgesetzt,' um dadurch ein latentes elektrostatisches Bild darauf zu erzeugen; Das latente elektrostatische Bild wird dann entwickelt,- beispielsweise mit einem Entwickler,¹ der besteht aus einer Mischung aus dem erfindungsgemäßen Toner und Glasperlen oder Eisenträgern,-· beispielsweise unter Anwendung des ICaskadenverfahrens oder des Magnetbürstenverfahrens; Das Tonerbild, das dabei beispielsweise unter Anwendung einer Coronaentladung erhalten wird,- wird dann mit einem Papier,- auf das es übertoragen werden soll,¹ in Druckkontakt gebracht; Das auf dem Papier erzeugteTonerbild wird anschließend mit«

3.1 ι λγπγ - ■ '. ι '-,υο / b --■ · - ; . ■

tels einer Heizwalzenfixiereinrichtung zum Fixieren erhitzt; Als Fixierwalze kann im allgemeinen eine solche mit Erfolg verwendet werden,¹ die eine glatte Oberfläche hat,' die durch Verwendung eines Fluorharzes, wie z;B; Teflon (hergestellt von der Firma DuPont)y EFP (hergestellt von der Firma DuPont),- Fluon (hergestellt von der Firma ICI),- KeI-F (hergestellt von der Firma 3M),- Daiflon (hergestellt von der Firma Daikin) und dgl;,oder eines verhältnismäßig harten Siliconkautschuks, wie KE-1300RTV (hergestellt von der Firma Shin-etsu Chemical Industries Co;,¹ Ltd;),hergestellt worden ist,- oder es kann erforderlichenfalls eine solche mit einer Oberfläche aus Metall verwendet werden;

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher er« läutert,· ohne jedoch darauf beschränkt zu sein; Die darin angegebenen "Teile" beziehen sich,- wenn nichts anderes angegeben ist,' auf "Gew.-Teile";

Beispiel 1

Styrol

Ruß Nr; 30 (hergestellt von der Firma Mitsubishi Chemical Industries Ltd;)

2 ,'2' -Azobis (2 ,-4-dimethylvaleronitril)

Hydrophobes Siliciumdioxid Aerosil R-972 .(Ladungskontrollmittel ,- hergegestellt von der Firma Degussa) 1 ^u.

Die obigen Materialien vnirden miteinander gemischt zur Herstellung einer Polyraerisationsmischung; Andererseits

100	Teile
5	ti
3	t!

η · ; Λ Γ r; Γ

O i ·, -rj O / O

wurden drei Teile Tricalciumphosphat und 0/04 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat in einen zerlegbaren 2-Literkolben eingeführt und der Mischuig wurde destilliertes Wasser zugesetzt. Dann wurde die obige Mischung zugegeben und die Mischung wurde unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von der Firma Tokushu Kika Kogyo Co.,- Ltd.) gerührte , Das Rühren wurde zu dem Zeitpunkt,- als die Teilchen,· wie durch Betrachten durch ein Mikroskop festgestellt wurde,' die gewünschte Teilchengröße hatten,' durch ein Rühren mit normaler Geschwindigkeit ersetzt. Die Mischung wurde dann auf 60 C erwärmt und bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von 10 Stunden unter Rühren mit 100 UpM einer Polymerisationsreaktion unterworfenö Bis zur Beendigung der Polymerisationsreaktion wurde keine Änderung der Teilchengröße festgestellt.

Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurden die festen Produktteilchen mit Chlorwasserstoffsäure behandelt, filtriert und gewaschen, wobei man negative Zwei-Komponenten-Tonerproben Nr. 1 bis Nr. 6 erhielt;

Der auf diese Weise erhaltene Toner bestand aus Teilchen mit im wesentlichen kugelförmiger Gestalt; das Verhältnis zwischen dem längeren Teilchendurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) lag innerhalb des Bereiches von 1,'OO ^ a/b^l,05i

Die Beziehungen zwischen der Umdrehungszahl des TK-Homomixers,' der Rührdauer,¹ der Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung sind in der folgenden Tabelle I angegeben*

SZ

Tabelle I

irobe Rührge- Rühr- Mittlere Teilchen- Gew.-% Toner

Nr; schwin- dauer Teilchen- größe(um) innerhalb der

digkeit (Min·) größe(um) Hauptteilchen-

(UpM) größe + 3 um

1	3	120	15	5 - 40	70 %
2	4	60	13	5-35	72 %
3	5	60	10	1-30	75 %
4	6	30	10	1 - 30	68 %
5	7	20	10	Ο,α - 35	65 %
6	8	10	10	0,1 - 35	63 %

Der oben angegebene GewichtsprozentsatzToner innerhalb der Hauptteilchengröße + 3 um gibt an, welchen Prozentsatz der Gesamtmenge des Toners die Tonerteilchen ausmachen,¹ deren Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 7 um bis 13 um liegt, unter der Voraussetzung, daß der mittlere Teilchendurchmesser des Toners 10 um beträgt.

Unter Verwendung einer U-Bix V-Kopiervorrichtung (hergestellt von der Firma Konishiroku Photo Industry Co., Ltd wurden mit den Proben Nr♦ 1 bis Nr. 6 Bildtests durchgeführt zurBestimmung der Auflösung^ des Schleiers und der Änderung der Aufladungsmenge zum Zeitpunkt der aufeinan~ derfolgenden Kopierarbeitsgänge; Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II angegeben;

Tabelle II

Probe Auflösung Schleier Nri (Linien/mm) Reflexionsdichte

Änderung der Ladungsmenge . bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen

(zu Beginn *> nach 10

Blättern)

1	4	0.03	16 pc/g >- 22 jjc/g
2	5	0.03	18 pc/g 5- 22 pc/g
3	7	0.02	20 pc/g s^ 20 pc/g
4	6	0.02	20 pc/g >- 2G pc/g
5	5	0.06	20 pc/g *- 30 pc/g
6	5	0.08	20 pc/g s- 32 pc/g

Die Probe Nr; 3 wies eine ausgezeichnete Auflösung und einen geringen Schleier auf und auch bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen trat keine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Bilddichte auf. Auch nach 10 000 Kopien wurde keine Änderung der Ladungsmenge festgestellt»

Beispiel 2

Polystyrol Ruß Nri 30

Hydrophobes Siliciumdioxid Aerosil R-972

100 Teile 5 "

Il

Die obigen Materialien wurden zum Schmelzen gebracht,- durch-

3Ή3575 '■■;

geknetet und pulverisiert und dann mittels einer Klassiereinrichtung klassiert,¹ so daß die Teilchengrößen 1 bis 30 um betrugen und der Toner 70 Gew;-% Teilchen mit einer Größe innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße £ 3 lim enthielt,' wobei man eine negativ geladene 2-Komponenten-Tonerprobe Nr. 7 erhielt,¹ die anschließend einer Sprühtrocknungsbehändlung unterworfen wurde,' um sie kugelförmig zu machen,' wobei man die in der folgenden Tabelle III angegebenen Proben Nr; 8 und Nr; 9 erhielt;

Tabelle III

Probe Nr; Verhältnis zwischen längerem Durch- Auflösung messer (a) und kürzerem Durchmesser

(b) ■

5 Liniexi/ircn.

6 Linien/mm

7 Linien/ram

7	2,0 und	mehr
8	1,^5 und	mehr
9	1.Ό5

Diese Proben wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 Bildtests unterworfen,- wobei die erzielten Ergebnisse zeigten,- daß die Probe Nr,9 zufriedenstellende Ergebnisse ergab in bezug auf die Fließfähigkeit,¹ die Schärfe und die Auflösung,¹ verglichen mit den Proben Nr* 7 und Nr. 8.

Beispiel 3

Styrol . 50 Teile

Methylmethacrylat 30 Teile

n-Butylmethacrylat 20 Teile

Ruß Nr. 30 5 Teile

3 HOο75

Äzobisisobutyronitril 3 Teile

Hydrophobes Siliciumdioxid Aerosil

R-972 1 Teil

Die obigen Materialien wurden miteinander gemischt zur Herstellung einer Polymerisationsmischung,' die dann auf die gleiche Weise wfe in Beispiel 1 behandelt wurde, wobei man einen 2~Komponenten-Toner mit negativer Polarität erhiel,ti Die dabei erhaltenen Tonerteilchen hatten im wesentlichen eine kugelförmige Gestalt j das Verhältnis zwischen dem längeren Teilchendurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) lagen innerhalb des Bereiches von Ij¹OO^. a/b^l,O5i Die Toner teilchengröße lag, wie durch Messung mittels eines Coulter-Counters ermittelt wurde,-innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 pm,¹ und die Menge des Toners,- die in den Bereich der Hauptteilchengröße +_ 3 um fiel,¹ betrug 75 Gew.-%;

Die beim Test des dabei erhaltenen Toners unter Verwendung der U-Bix V-Vorrichtung erzielten Ergebnisse zeigten, daß die Auflösung 7 Linien/mm betrug, daß der Schleier 0,02 betrug und daß die Änderung der Ladungsmenge nur gering war und sich von -20 uC/g in der Anfangsstufe auf -21 JiC/g nach 10'000 Kopien änderte und es wurde keine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Bilddichte festgestellt

Beispiel 4

Styrol

4-Vinylpyridin

Ruß Nr. 2300

90	Teile
10	11
5	Il

1"' ■' °· ζ 7 5 - 33 -

Azobisisobutyronitril ' 3 Teile

Trxeisentetraoxidpulver,- Mapicoblack

BL-500 (Titanium Industry Co.,- Ltd.) 70 "

Die obengenannten Materialien wurden miteinander gemischt zur Herstellung einer Polymerisationsmischung,¹ die dann auf die gleiche Weise wie inBeispiel 1 behandelt wurde,-wobei man einen 1-Komponenten-Toner mit einer.positiven Polarität erhielti Die Tonerteilchen hatten eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt; das Verhältnis zwischen dem längeren Teilchendurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) lag innerhalb des Bereiches von 1^00 < a/b_£ 1^05.

Die ^teilchengröße des dabei erhaltenen Toners lag,* wie durch Messung mit einem Coulter-Counter bestimmt wurde, innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 pn und die Menge des Toners,- dessen Teilchengröße innerhalb des Bereichs der Hauptteilchengröße + 3 «m lag,¹ betrug 75 Gew;-%;

Die beim Test des Toners unter Verwendung einer U-Bix T-Vorrichtuiig > (hergestellt von der Firma Konishiroku Photo Industry Co;,¹ Ltd.) erzielten Ergebnisse zeigten,· daß die Auflösung 6 Linien/mm betrug,- der Schleier 0,02 betrug und die Änderung der Ladungsmenge bei aufeinanderfolgenden Kopiervorgängen nur gering war und sich von 16 pC/g in der Anfangsstufe auf 17 pC/g nach 10 000 Kopien änderte,¹ und daß keine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Bilddichte festgestellt wurde;

31 -9575

Beispiel 5

Die in der folgenden Tabelle IV angegebenen Polymerisation sraischungen wurden unter Verwendung von Styrol und Butylmethacrylat als zu polymerisierenden Monomeren, unter Verwendung von Ruß Nr. 30 als Färbemittel und unter Verwendung von 2,2^l-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator hergestellt.

Polymerisationsmischung und Polymer isa-,tionsbedin-

Probe

Tabelle IV

Sty- Butyl- Fär- Ini-

rol meth- be- tia-

(Tei- acry« mit« tor

le) lat tel (TeI-(Teile) (Tei- Ie) Ie)

Polymerisationsbedin gungen Temp; Dauer

(°C) (Std.)

, — Toner (A)	100	- -__»_	5	3	65	8
Toner (B)	100		5	3	50	8
Toner (C)	100		5	2	50.	7
Toner (D)	100	20.	5	1	50	8
Toner (E)	80	20	5	3	63	6.5
Toner (F)	80	20	5	2	48' "	7
Toner (G)	80	20	5	1	50	7
Toner (H)	80	20	5	2	50	8
Toner (I)	80	5	1.5	50	8

Andererseits wurden 3 Teile Tricalciumphosphat und 0/04 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat in einen zerlegbaren 2 Liter-Kolben eingeführt/ der Mischung wurden destilliertes Wasser und die obengenannte Polymerisationsmischung zugesetzt und die dabei erhaltene Mischung wurde unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von der Firma Tokushu Kika Kogyo Co;, Ltd·) gerührt/ um die Komponenten derselben zu dispergieren ,unter Betrachtung durch ein Mikroskopi Nachdem der Punkt erreicht war, an dem die gewünschte Teilchengröße erzielt worden war/ wurde der Homomixer durch einen Rührer mit normaler Geschwindigkeit ersetzt/ um die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 100 UpM zu rühren .,und dann wurde die dispergierteMischung unter den in der Tabelle IV angegebenen Bedingungen der Polymerisationsreaktion unterworfen. Bis zur Beendigung der Reaktion war keine Änderung der Teilchengröße zu beobachteni Nach Beendigung der Polymerisation wurden die erhaltenen Feststoffteilchen mit Chlorwasserstoffsäure iehandelt/ filtriert und dann gewaschen, .wobei man einen 2-Komponenten-Toner erhielt.

Jedes Teilchen des dabei erhaltenen Toners hatte eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt; das Verhältnis zwischen dem längeren Teilcheiidurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) lag innerhalb des Bereiches von 1 £. a/b^l,05. Die unter Verwendung eines Coulter-Counters in bezug auf die mittlere Teilchengröße, die Teilchengrößenverteilung/ die Menge des Toners mit einer Teilchengröße innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße + 3 pm und das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht des Toners erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle

3: ^f>9575

V angegeben/ in der der Gewichtsprozentsatz des Toners innerhalb der Haupttexlchengröße + 3 jam den Prozentsatz des Gesamttoners angibt,- den die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser innerhalb des Bereiches von 7 um bis 13 um einnehmen _ί unter der Voraussetzung,- daß der durchschnittliche Teilchendurchmessers des Toners 10 um betrug»

Ergebnisse

Tabelle V

Mittlere Teilchen- Gewi-% To- Gew.-durchTeilchen- größenver- _ner inner- schnittligröße teilung halb der ches MoIe- , . ,v Hauptteil- kulargewicht Y^m) V^m) chengröße + des Harzes

3 um "" (Mw)

Toner	(A)	11	3	- 25	77	4.8	X	10⁴
Toner	(B)	13	5	- 30	75	9.9	X	3 O⁴
Toner	(C)		3	_m 25	80	15.3	X	10⁴
Toner	(D)	11	5	- 25	79	23.4	X	10⁴
Toner-	(E)	12	3	- 23	76	6.5	X	10⁴
Toner	(F)	10	3	- 25	81	14.2	X	10⁴
Toner	(G)	11	5	- 25	83	25.1	X	10⁴
Toner	(H)	12	5	. 40	57	13.8	X	10⁴
Toner	(D	12	3	-- 35	61	17.2	X	10⁴
12

Jeder der in der Tabelle V angegebenen Toner wurde mit Eisenpulver" Träger teilchen mit einem Harzüberzug,· deren Teil-

chengröße etwa 50 bis etwa 80 um betrug,¹ gemischt zur Herstellung eines Entwicklers/ der dann zum Entwickeln eines unter Anwendung des üblichen elektrophotographischen Verfahrens erzeugten latenten elektrostatischen Bildes verwendet wurde, wonach Bildtests in bezug auf die Auflösung, den Schleier,- die Änderung der Ladungsmenge (zu Beginn nach 10 000 Kopien) während der nachfolgenden Kopierarbeitsgänge unter Verwendung einer Kopiervorrichtung mit einer Toner-Recyclisierungseinrichtung und in bezug auf die Bilddichte durchgeführt wurden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben.

Wie aus der Tabelle VI hervorgeht,.ergaben die Toner der Proben (B),- (C),- (D)/ (F) und (G) wegen der schmalen Bereiche der Teilchengrößenverteilungen einen geringen Schleier/.keine Änderung der Ladungsmenge und gute Bilder mit einer zufriedenstellenden Bilddichte/ während die Kontrolltoner (H) und (I) wegen der breiten Bereiche der Teilchengrößenverteilung viel Schleier ergaben und insbesondere der Toner (H) zu einer Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Auflösung sowie der Bilddichte wegen der Schwankung der Ladungsmenge führte·

3 : -9575

Tabelle VI

Ergebnisse

Probe"

Auflösung _ , _Ί . Änderung der /,. . / Schlei- _T j . (Linien/ Ladungsmenge mm) . er ^

zu Be- nach
ginn 10 000
Kopien

Bild- Antidichte Offsetef' fekt

Toner (Λ)	7	0.02	20	21
Toner (B)	7	0.02	20	19
Toner (C)	7	0.02	21	20
Toner (D)	7	0.02	20	20
Toner (E)	7	0.02	19	20
Toner (F)	7	0.02	20	21
Toner (G)	7	0.02	20	20
Toner (H)	5	0.05	18	25
Toner (1)	7	0.05	20	27

gut schlecht

Il

It

Il

gut

It

Il

schlecht gut

It

geringer

Il

It

Bezüglich des Offsetverhinderungseffekts wurde das Toner·" bild nach dem Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes auf ein Blatt Obertragungspapier übertragen, das dann mit einer auf eine Temperatur von 165 bis 175°C erhitzte Fixierwalzenin Druckkontakt gebracht wurde* deren Oberfläche mit einem Fluorkohlenstoffharz (EFP, hergestellt von der Firma DuPont) beschichtet war_? wodurch das

Tonerbild durch Aufschmelzen fixiert wurde. Dann wurde,-um festzustellen, ob das aufgeschmolzene Tonerbild auf die Oberfläche der Fixierwalze unter Erzeugung eines Off*· set-Phänomens übertragen worden war oder nicht, nach Beendigung der jeweiligen Fixierarbeitsgänge ein leeres Blattübertragungspapier ohne Tonerbild mit der Fixierwalze auf die gleiche Weise wie oben in Druckkontakt gebracht, um dadurch die Anwesenheit einer Verfärbung (Fleckenbildung) auf dem Blattübertragungspapier, hervorgerufen durch das Offset-Phänomen des Toners, festzustellen,- wobei_vwie in der Tabelle VI angegeben, festgestellt wurde, daß bei den Tonern (A) und (E), die ein niedrigeres gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht aufwiesen, Farbflecken auf den Papierübertragungsblättern, hervorgerufen durch das Offset-Phänomen der Toner_}beobachtet wurden, während die Toner (B), (C), (D), (F) und (G) und die übrigen Toner (H) und (i) kein Offset-Phänomen ergaben. Die Ergebnisse änderten sich auch dann nicht, wenn die Fixierarbeitsgänge auf die gleiche Weise wiederholt wurden.

Außerdem wurden mit den Proben in einer bei einer Temperatur von 50 C gehaltenen Inkubationskammer Blockierungstests durchgeführt, wobei jedoch alle Proben weder eine Blockierung noch ein Zusammenbacken ergaben.

Beispiel 6

Styrol 80 Teile

n-Butylmethacrylat 20 "

Ruß Nr. 30 5 "

31 V 9 5 7 5

2,2^l-Azobis(2,4-dimethylvalero-

nitril) 3 Teile

Hydrophobes Siliciumdioxid

Aerosil R-972 1 "

Die obengenannten Materialien wurden miteinander gemischt zur Herstellung einer Polymerisationsmischung. Andererseits wurden 3 Teile Tricalciumphosphat und 0,04 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat in einen zerlegbaren 2 1-Kolben eingeführt und zu der Mischung wurden destilliertes Wasser und dann die obengenannte Polymerisationsmischung zugegeben. Die erhaltene Mischung wurde unter Verwendung eines TK-Homomixers gerührt und nachdem, wie durch Betrachtung im Mikroskop festgestellt wurde, die erforderliche Teilchengröße und die erforderliche Teilchengrößenverteilung erreicht worden waren^ wurde der Homoraixer durch einen normalen Rührer ersetzt, die Mischung wurde auf 60 G erwärmt und bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von 10 Stunden mit einer normalen Ruhigeschwindigkeit von UpM der Polymerisationsreaktion unterworfen, wodurch die Polymerisationsreaktion vervollständigtwurde. Während der Dauer der Reaktion wurde keine Änderung der Teilchengröße festgestellt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurden die Feststoffteilchen mit ChIorwasserstoffsäure behandelt, filtriert und dann gewaschen, wobei man einen 2-Komponenten-Toner mit einer negativen Polarität erhielt. Der erhaltene Toner bestand aus im wesentlichen kugelförmigen Tonerteilchen,deren Verhältnis zwischen längerem Durchmesser (a) und kürzerem Durchmesser (b) innerhalb des Bereiches von

1,00^a/b^1,05 lag. Die Teilchengrößen des erhaltenen Toners,-gemess en mittels eines Coulter-Counters, betrugen 1 bis 30 um und die Menge des Toners innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße £ 3 um betrug 75 Gew.«%, Der Erweichungspunkt des Toners betrug 135 C und der Glasumwandlung spunlct betrug 59 C.

Der erhaltene Toner wurde unter Verwendung eines elektrophotographischen Kopierers U-Bix V Bildtests unterworfen« Die Ergebnisse der Tests zeigten, daß die Auflösung 7 Linien/mm betrug, daß der Schleier 0,02 betrug und die Änderung der Ladungsmenge bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen war nur gering und lag innerhalb des Bereiches von 20 iic/g in der Anfangsstufe bis 21 juc/g nach 10 000 Kopien und die Bilddichte wurde nicht beeinträchtigt· In dem Fixiertest, der unter Verwendung der Heizwalze des U-Bix V bei 160 Cund einer Geschwindigkeit von 122 mm/sec; durchgeführt wurde, ergab sich, daß der Toner ein zufriedenstellendes Fixiervermögen aufwies» Der in einer bei einer Temperatur von 50 C gehaltenen Inkubationskammer.durchgeführte Blockierungstest ergab, daß keine Blockierung der Tonerteilchen auftrat.

Styrol Ruß Nr. 30

2,2^f-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril)

Hydrophobes Siliciumdioxid Aerosil R-972

Die obigen Materialien wurden miteinander gemischt zur

100	Teile
5	Il
3	ti
1	Il

31-; 95 7 5
- kt - IS

Herstellung einer Polymerisationsmischung, die dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 polymerisiert wurde, wobei man einen Toner mit der erfindungsgemäß erforderlichen Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung erhielt. Der Erweichungspunkt und der GIasumwandlungspunkt des Toners betrug 160⁰C bzw. 80°C.

Die Heizwalze des U-Bix V wurde bei 160⁰G mit 122 mm/sec. zur Durchführung von Fixierungstests verwendet, wobei die erzielten Ergebnisse zeigten,' daß der Toner unvollständig fixiert wurde.

Styrol 60 Teile

n-Butylmethacrylat 40 Teile

Ruß Nr. 30 5 Teile

2,2-Azobis(2,4-dimethylvalero-

nitril) 3 Teile

Hydrophobes Siliciumdioxid Aero-

sil R-972 1 Teil

Die obigen Materialien wurden miteinander gemischt zur Herstellung einer Polymerisationsmischung, die dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 polymerisiert wurde, wobei man einen Toner mit der erforderlichen Teilchengröße und der erforderlichen Teilchengrößenverteilung erhielt. Der Erweichungspunkt und der Glasumwandlungspunkt des dabei erhaltenen Toners betrug 110 C bzw. 43 C. Der in einer bei 50 C gehaltenen Inkubationskammer durchgeführte Blockierungstest ergab, daß eine Blockierung bei dem Toner auftrat.

Beispiel 7

In einem zerlegbaren 1 1-Kolben wurden 100 ml einer 0,1 Mol/l wäßrigen TrinatriumphosphatlÖsung durch Zugabe von 600 ml destilliertem Wasser verdünnt und zu der wäßrigen Lösung wurden unter Rühren 18,7 ml einer 1,0 ml/1 wäßrigen Calciumchloridlösung und dann 0,1g einer 10 %-igen Natriumdodecylbenzolsulfonatlösung zugegeben zur Herstellung eines Dispersionsmediums [S]; Zu der dibei erhaltenen Mischung wurde eine zu dispergierende suspendierte Polymerisationsmischung, bestehend aus 80 g Styrol, 20 g n-Butylmethacrylat und 0,3 g Benzoylperoxid, zugegeben und nach^dem die Luft im Innern des Kolbens durch Stickstoffgas ersetzt worden war, wurde die Suspension auf 80 C erwärmt und bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von 20 Stunden einer Polymerisationsreaktion unterworfen. Nach Beendigung der Reaktion wurde das polymerisierte Produkt abgekühlt, entwässert und wiederholt gewaschen, wobei man ein Harz mit einem hohen Molekulargewicht (A) erhielte

Andererseits wurde ein weiteres gleiches Dispersionsmedium [S] hergestellt; Anschließend wurden 80 Teile Styrol,- 20 Teile n-Butylmethacrylat, 5 Teile Ruß Nr. 30,· 1 Teil Aerosil R-972, 5 Teile 2,2'-Azobis(valeronitril), 6 Teile Dodecylmercaptan und 30 Teile des obengenannten Harzes mit hohem Molekulargewicht [A] miteinander gemischt,- um den Ruß genügend darin zu dispergieren zur Herstellung einer Polymerisationsmischung,¹ die dann dem obengenannten Dispersionsmedium zugesetzt wurde,und die dabei erhaltene Mischung wurde unter Rühren mittels eines TK-Homomixers mit einer Geschwindigkeit von 3500 UpM auf 65°G erhitzt und

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bei dieser Temperatur wurde das Rühren 30 Minuten lang fortgesetzt. Danach wurde das Rühren durch ein Rühren mit normaler Geschwindigkeit unter Verwendung eines normalen Rührers mit 100 UpM ersetzt zur Durchführung der Polymerisation in einem Zeitraum von 8 Stunden, wobei die gleiche Temperatur aufrechterhalten wurde, bis zur Beendigung der Polymerisation. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Produkt abgekühlt, der Feststoff wurde abfiltriert und in eine verdünnte 5 %-ige wäßrige Chlorwasserstoffsäurelösung eingetaucht, um das Calciumphosphst'darin zu zersetzen, dann wurde gewaschen,- bis das Waschwasser neutral wurde, und anschließend wurde zum Entwässern getrocknet, wobei man einen erfindungsgemäßen Toner [1] mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 tun erhielt.

Das Harz des dabei erhaltenen Toners [1] hatte ein Mw/Mn von 16,5,- ein Mw von 90 000 und einen Erweichungspunkt von 138 C (der Wert wurde in einer Ströraungstestvorrichtung ermittelt).

Kontrollbeispiel 1

Eine Polymerisationsmischung, bestehend aus 8 Teilen Styrol, 20 Teilen n-Butylmethacrylat^ 5 Teilen Ruß Nr. 30, 1 Teil Aerosil R-972, 3 Teilen 2,-2'-Azobis(valeronitril) ^ wurde unter Verwendung des obengenannten Dispersionsmediums [S] über einen Zeitraum von 15 Stunden bei 60 C einer Suspensionspolymerisation unterworfen, wobei man einen Kontrolltoner 1 erhielt. Das Harz des dabei erhaltenen Kontroll toners 1 hatte ein Mw/Mn von 3»2,- ein Mn von

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52 000 und einen Erweichungspunkt von 141 C.

Beispiel 8

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Toner [2] hergestellt, wobei diesmal jedoch 5 Teile des in Beispiel 7 synthetisierten Harzes mit hohem Molekulargewicht [A],- 80 Teile Styrol, 20 Teile n-Butylmethacrylat, 5 Teile Ruß Nr. 30,- 1 Teil Aerosil R-972, 5 Teile 2,-2*~Azobis(valeronitril) und 6 Teile Dodecylmercaptan verwendet wurden.

Das Harz des dabei erhaltenen erfindungsgemäßen Toners [2] hatte ein Mw/Mn von 10/8,- ein Mw von 47 000 und einen Erweichungspunkt von 135 C.

Beispiel 9

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 wurde ein Toner [3] hergestellt,- wobei diesmal das in Beispiel 7 hergestellte Harz mit hohem Molekulargewicht [A] in einer Menge von 40 Teilen verwendet wurde. Das Harz des dabei erhaltenen Toners [3] hatte ein Mw/Mn von 18,6 _y ein Mw von 120 000 und einen Erweichungspunkt von 143 C.

Außerdem hatte jeder der in den Beispielen 7_f 8 und 9 und in dem Kontrollbeispiel 1 erhaltenen Toner eine im wesentlichen kugelförmige Teilchenform, wobei das Verhältnis zwischen dem längeren Durchmesser (a) und dem kürzeren Durchmesser (b) innerhalb des Bereiches von 1,00 ^a/b £ 1,05 lag, die Größe der Tonerteilchen lag innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 um,· bestimmt durch Messung mit dem Coul-

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- AG -

ter-Counter und der Anteil der Teilchen mit einer Größe innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße + 3 um betrug 70 Gew.-%.

Test 1

3 Teile jedes der Toner [1], [2] und [3] und des Kontrolltoners 1 und 97 Teile Eisenpulverträger mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 bis 80 pm wurden miteinander gemischt zur Herstellung eines Entwiciders. Jeder dieser drei hergestellten Entwickler wurde zum Entwickeln eines unter Anwendung des üblichen elektrophotographischen Verfahrens erzeugten latenten elektrostatischen Bildes verwendet und das dabei entwickelte Tonerbild wurde auf ein Übertragungspapier übertragen unter Verwendung einer Fixierwalze, deren Oberfläche mit FEP (Tetrafluoräthylen/Hexafluorpropylen-Copolymeres, hergestellt von der Firma DuPont) beschichtet worden war, die auf eine Temperatur von 160 bis 170 C gebracht worden war, um durch Aufschmelzen das Tonerbild zu fixieren«.

Danach wurde, um festzustellen, ob nach den jeweiligen Fixierarbeit sgangen das durch Aufschmelzen fixierte Tonerbild auf die Oberfläche der Fixierwalze übertragen worden war unter Hervorrufung eines Offset-Phänomens, ein einfaches Übertragungspapier ohne Tonerbild mit der Fixierwalze unter den gleichen Bedingungen wie oben in Druckkontakt gebracht und es wurde das Auftreten des Offset« Phänomens auf dem übertragungspapier festgestellte

Dabei wurde gefunden, daß bei Verwendung des Toners des

Kontrollbeispiels 1 eine Fleckenbildung (Verfärbung) auf dem Übertragungspapier als Folge des Offset-Phänomens festgestellt wurde, daß jedoch bei den Tonern [1] und [3] auf dem Übertragungspapier überhaupt keine Fleckenbildung (Verfärbung) als Folge des Offset-Phänomens gefunden wurde»

Bei Verwendung des Toners [2] wurde auf dem Übertragungspapier "lein oder nur .ein geringes Öffset-Phänomen festgestellt, das keinen Einfluß auf das reproduzierte Bild hatte.

Ferner wurden Tests in bezug auf das Herumwickeln von Papierblättern um die Fixierwalze durchgeführt, wobei dieses Herumwickel-Phänomen bei dem Kontrolltoner 1 auftrat,¹ während bei den Tonern [I],- [2] und [3] überhaupt kein Aufwickel-Phänomen auftrat.

Mit den Tonern [1] und [3] wurden Bildtests durchgeführt unter Verwendung eines elektrophotographischen Kopierers U-Bix-V und die Ergebnisse zeigten,- daß die Auflösung 7 Linien/mm betrug,- daß der Schleier 0,02 betrug (Reflexionsdichte),' daß die Änderung der Ladungsmenge bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen so gering war, daß in dem Toner [1] die Änderung von 20,-5 yuc/g in der Anfangsstufe auf 22,5 Äic/g nach 10 000 Kopien ging und daß bei dem Toner [3] die Änderung von 21,0/uc/g in der Anfangsstufe auf 23,0 Aic/g nach 10 000 Kopien ging,- so daß die Bilddichten nicht beeinträchtigt (verschlechtert) wurden»

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Test 2

Zur Bestimmung der Lagerbeständigkeit des Toners wurde jeder der Toner 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 50° C und einer relativen Feuchtigkeit von 60 % in einer Inkubationskammer aufbewahrt; Die Ergebnisse des Tests zeigten,- daß die Toner [I]," [2] und [3] zu keiner Klumpenbildung führten.

Synthesebeispiel 1

In einem mit einem üblichen ankerförmigen Rührer ausgestatteten Kolben wurden 340 ml einer wäßrigen Lösung hergestellt, die 1 Gew.-% Tricalciumphosphat und 0,01 Gew.-% NL-R (Natriumdodecylbenzolsulfonat),¹ bezogen auf das nachfolgend angegebene Monomere, enthielt. Zu der auf diese Weise hergestellten wäßrigen Lösung wurden unter Rühren mit einer Geschwindigkeit von 200 UpM eine Monomermischung, bestehend aus 80 Teilen Styrol, 20 Teilen n-Butylacrylat und 1,6 Teilen Laurylperoxid,zugegeben und die erhaltene Mischung wurde bei einer Temperatur von 70 C für einen Zeitraum von 7 Stunden einer Polymerisationsreaktion unterworfen bis zur Beendigung der Reaktion. Das dabei erhaltene Reaktionsprodukt wurde dann abgekühlt, mit einer verdünnten Chlorwasserstoffsäurelösung behandelt, um das Tricalciumphosphat zuzusetzen und zu entfernen, und danach wurde wiederholt gewaschen, wobei man ein Harz mit einer Tg von 5 2° C und einem Mw von 250 000 erhielt.

Beispiel 10

95 Teile Styrol,' 5 Teile n-Butylmethacrylat, 5 Teile Ruß

Nri 30,· 5 Teile 2,2^l-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril),- 1 Teil n-Dodecy!mercaptan, 30 Teile des in dem Synthesebeispiel 1 synthetisierten Harzes,' 3,5 Teile Polypropylen PP-660 (hergestellt von der Firma Shin-etsu Chemical Industry Co., Ltdi) und 1 Teil Aerosil R-972 wurden ausreichend miteinander gemischt und unter Verwendung eines Sandrührers dispergiert; Danach wurden 700 ml einer wäßrigen Lösung hergestellt, die Tricalciumphosphat in einer Menge von 3 Gew.-%, NL-R in einer Menge von 0,04 Gew.-%,-Ammoniummolybdat in einer Menge von 0,06 Gew;-% und Natriumnitrit in einer Menge von 0,1 Gew.-%,¹ bezogen auf das obengenannte Monomere, und das Harz enthielt,- und zu der Lösung wurde unter Rühren unter Verwendung eines TK-Homogenisators mit einer Geschwindigkeit von 5000 UpM die oben hergestellte dispergierte Mischung zugegeben Nachdem die, wie durch Beobachtung festgestellt wurde.,' gewünschte Teilchengröße erreicht worden war,- wurde das Rühren durch ein Rühren mit normaler Geschwindigkeit von 200 UpM mittels eines normalen Rührers ersetzt zur Durchführung der Polymerisationsreaktion für einen Zeitraum von 7 Stunden bei 65 C,- um die Reaktion zu vervollständigen. Das Re-•aktionsprodukt wurde abgekühlt, mit einer verdünnten wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung behandelt,- um das Trichlorcalciumphosphat 2u zersetzen und zu entfernen,- wiederholt gewaschen und dann getrocknet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Toners mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 um. Der dabei erhaltene Toner lag in im wesentlichen kugelförmiger Form vor und das Verhältnis zwischen dem längeren Teilchendurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) lag innerhalb des Bereiches von 1,00 £ a/b £ 1,05. _ " -.:

Die Größe der Tonerteilchen lag innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 um und die Menge derjenigen Tonerteilchen,¹ deren Größe innerhalb des Bereiches der Hauptteilchengröße + 3 um lag,- betrug,- bestimmt durch Messung mittels eines Coulter-Counters, 74 Gew.-%. Der Toner hatte eine Tg von 60 C, ein Mw/Mn von 20,0, ein M¹SV von 80 000 und einen Erweichungspunkt (Cm) von 135 C.

5 Teile des erhaltenen Toners und 95 Teile Eisenpulverträger wurden miteinander gemischt zur Herstellung eines Entwicklers.

Der erhaltene Entwickler wurde zum Entwickeln eines unter Anwendung eines üblichen elektröphotographischen Verfahrens erzeugten latenten elektrostatischen Ladungsbildes verwendet und das auf diese Weise entwickelte Tonerbild wurde auf ein Blatt Übertragungspapier übertragen, das dann durch Aufschmelzen fixiert wurde,¹ indem es bei 160 bis 170⁰C mit einer Fixierwalze in Druckkontakt gebracht wurde, deren Oberfläche mit EFP beschichtet war, wodurch eine zufriedenstellende Fixierung erreicht wurde.

Um festzustellen,' ob das durch Aufschmelzen fixierte Tonerbild nach dem Fixieren auf die Oberfläche der Fixierwalze übertragen worden war unter Hervorrufung eines Offset-Phänomens, wurde ein einfaches Übertragungspapier ohne Tonerbild unter den gleichen Bedingungen wie oben mit der Fixierwalze in Druckkontakt gebracht, um auf.diese Weise das Auftreten eines Offset-Phänomens des Toners auf dem Blatt Übertragungspapier festzustellen.

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Dabei wurde gefunden, daß keine Verfärbung (Fleckenbildung) als Folge des Offset-Phänomens festgestellt wurde. Außerdem wurden Tests in bezug auf das Herumwickeln der Papierübertr^gingsblätter um die obengenannte Fixierwalze durchgeführt, dabei wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Toners kein Aufwickel-Phänomen um die Fixierwalze festgestellt wurde.

Ferner wurden Bildtests mit dem Toner durchgeführt unter Verwendung eines elektrophctographischen Kopierers U-Bix V und die Ergebnisse zeigten, daß die Auflösung 7 Linien/-mm,· daß die Schleierbildung 0,02 betrug,- daß die Änderung der Ladungsmenge bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen gering war und innerhalb des Bereiches von 20,5 yuc/g in der Anfangs stufe bis. 21,0 yuc/g nach 10 000 Kopien lag und es wurde keine Beeinträchtigung (Verschlechterung) der Bilddichte festgestellt.

Synthesebeispiel· 2

Ein Harz mit einer Tg von 52,5 C und einem Mw von 350 wurde auf genau die gleiche Weise wie in dem Synthesebeispiel 1 hergestellt,- wobei diesmal jedoch 1,0 Teile Laurylperoxid verwendet wurden und die Polymerisationsreaktion bei einer Temperatur von 65°G durchgeführt wurden

Beispiel 11

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 wurde ein Toner hergestellt,· wobei diesmal jedoch 20 Teile des in dem obi-

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gen Synthesebeispiel 2 erhaltenen Harzes anstelle des Harzes des Synthesebeispiels 1 in Beispiel 10 verwendet wurden,nnd als Folge hatte der dabei erhaltene Toner eine Tg von 61°C,- ein Mw/mET" von 25,0,¹ ein Mw von 85 000 und eine Tm von 137°C. Der dabei erhaltene Toner lag in einer im wesentlichen kugelförmigen Gestalt vor, wobei das Verhältnis zwischen dem längeren Teilchendurchmesser (a) und dem kürzeren Teilchendurchmesser (b) innerhalb des Bereiches von 1,00 £: a/b -^1,05 lag. Die Größe der Tonerteilchen,-bestimmt mittels eines Coulter-Counters, lag innerhalb des Bereiches von 1 bis 29 um und der Anteil der Teilchen mit einer Größe innerhalb der Hauptteilchengröße £ 3 pn betrug 77 Gewo-%;

Dieser Toner wurde zur Herstellung eines Entwicklers auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 verwendet und der dabei erhaltene Toner wurde Tests unterworfen zur Bestimmung sowohl des Offset-Phänomens als auch des Aufwickel-Phänomens auf die Fixierwalze,- und dabei wurde gefunden,-daß keines dieser Phänomene auftrat.

Außerdem wurden mit dem Toner Bildtests durchgeführt unter Verwendung des Kopierers U-Bix V und die Ergebnisse zeigten,- daß die Auflösung 7 Linien/mm betrug, daß der Schleier 0,02 betrug, daß die Änderung der Ladungsmenge bei aufeinanderfolgenden Kopierarbeitsgängen gering war und innerhalb des Bereiches von 21 uc/g in der Anfangsstufe bis 22 yuc/g nach 10 000 Kopien lag und daß die Bilddichte nicht beeinträchtigt (verschlechtert) wurde. Es wurde ferner einBlockLerungstest mit dem Toner in einer bei

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einer Temperatur von 50 C gehaltenen Inkubationskanmer durchgeführt, wobei jedoch kein Zusammenbackphänomen festgestellt wurde.

Syntheteebeispiel 3

Ein Harz mit einer Tg von 75⁰C und einem Mw von 270 000 wurde auf genau die gleiche Weise wie in dem Synthesebeispiel 1 hergestellt,- wobei diesmal jedoch 90 Teile Styrol und 10 Teile Butylacrylat verwendet wurden.

Kontrollbeispiel 2

Auf die gleiche Weise wie in Beisp.10 wurde ein Toner hergestelli wobei diesmal jedoch 40 Teile des Harzes des obengenannten Synthesebeispiels. 3,- 80 Teile Styrol und 20 Teile n-Butylmethacrylat anstelle des Harzes des Synthesebeispiels 1 in Beispiel 10 verwendet wurden,' dann wurde ein Toner mit der Tg\on 55°G,- dem Mw/Mn von 150,' dem Mw von 100 000 und der Tm von 155°C erhalten; Der erhaltene Toner wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bewertet,· wobei gefunden wurde,' daß bei dem Toner ein Offset-Phänomen,- ein Aufwickelphänomen um ^!die Fixierwalze und eine unzureichende Fixierung auftraten.

Außerdem wurde ein Blockierungstest mit dem Toner in einer bei einer Temperatur von 50°C gehaltenen Inkubationskammer durchgeführt, wobei gefunden wurde,- daß ein Zusammenbacken bei dem Toner auftrat.

Claims

T 53 089 ° ^: — ^ύ ' ^D

Anmelder; Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., No. 26-2

Nishishinjuku 1-chome_r Shinjuku-ku, Tokyo/Japan *

Patentansprüche

Toner zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes,- dadurch gekennzeichnet,¹ daß er ein Färbemittel und ein Harz enthält und aus im wesentlichen kugelförmigen Tonerteilchen mit einem Verhältnis zwischen ihrem längeren Durchmesser und ihrem kürzeren Durchmesser innerhalb des Bereiches von 1,00 bis 1,05 besteht,- deren Größe innerhalb des Bereiches von 1 bis 30 pm liegt,· wobei die Größe von mindestens 70 Gew.-% der Tonerteilchen innerhalb des Bereiches der hauptsächlichen Teilchengröße + 3 pm liegt,

2i Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz mindestens 60 Gew;-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Harzes, eines Polymeren eines a,ß~ungesättig" ten äthylenischen Monomeren enthält,« dessen gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht 80 000 oder mehr beträgt;

3; Toner nach Anspruch 2,¹ dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ausgewählt wird aus der Gruppe der Homopolymeren von α-Methylen-aliphatisehen Monocarbonsäureestern und der Gopolymeren einer aromatischen VinyIverbindung mit α-Methylen-aliphatisehen Monocarbonsäureestern.

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4i Toner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der aromatischen Viny !verbindung um ein Styrol handelt.

5; Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß das Harz ein Polymeres mit einem Verhältnis von gewichtsdurchschnittlichem Molekulargewicht zu zah-1endurchschnittiichem Molekulargewicht von 3,5 oder mehr enthält;

6; Toner nach Anspruch·5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere sowohl eine Komponente mit hohem Molekulargewicht als auch eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht enthält^

7. Toner nach Anspruch 6,' dadurch gekennzeichnet,- daß das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht 150 000 oder mehr beträgt und daß diese Komponente 5 bis 50 Gew.-% der Menge des Polymeren ausmacht.

8; Toner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht 200 000 bis 500 000 beträgt.

9; Toner nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet/ daß es sich bei der Komponente mit dem niedrigen Molekulargewicht um eine Komponente handelt,· deren gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht weniger als 150 000 beträgt.

lOi Toner nach Anspruch 9,- dadurch gekennzeichnet, daß das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht der Komponente mit dem niedrigeren Molekulargewicht 10 000 bis 150 000 beträgt;

Hi Toner nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß der Glasumwandlungspunkt der Komponente mit dem hohen Molekulargewicht 30 bis 70 C beträgt.

12i Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Erweichungspunkt von 150 C oder weniger und einen Glasumwandlungspunkt von 45 C oder mehr aufweist·