Тонер

Тонер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Данное изобретение относится к тонеру, используемому для способа формирования изображения с применением электрофотографии, электростатической записи или струйной записи тонером.

Предшествующий уровень техники

В последнее время у пользователей все чаще имеется благоприятная возможность для вывода видеоданных, полученных посредством цифровых фотоаппаратов, цифровых видеокамер и устройств для мобильной связи, и графических изображений, таких как плакаты, с применением устройства для формирования изображения, такого как цифровые копировальные устройства и цифровые принтеры LBP.

В случае, когда изображение выводится на бумагу с высокой глянцевитостью, такую как бумаги с покрытием и мелованные бумаги для художественной печати, используемые для этого вида применения, если глянец изображения меньше, чем глянец бумаги, изображение оставляет темное впечатление, и качество и текстура изображения ухудшены. Соответственно, изображение с высоким глянцем необходимо формировать для этого вида применения.

В качестве графического изображения часто выводят изображения, имеющие графическую часть и текстовую часть, комбинированные одна с другой и имеющие разные количества размещенного тонера. В случае такого изображении должно быть выведено изображение, не имеющее разницы в глянце и обладающее воспроизводимостью градации.

В случае, когда просто добиваются изображения с высоким глянцем, эффективным является уменьшение вязкости тонера. С другой стороны, устойчивость к смещению при высокой температуре ухудшается. Особенно в случае графического применения бумаги изображения, имеющие различные размеры в интервале от небольших размеров, таких как размер с почтовую карточку или размер L фотографий, до размера A3, постоянно подают во многих случаях. В этом случае, если бумагу большого размера, такую как бумага A3, подают сразу же после того как непрерывно выводилась бумага небольшого размера, оба конца бумаги A3 фиксируются подогреваемым валком, концы которого перегреты, и высокотемпературное смещение создается нежелательным образом на концах бумаги (далее в данном документе, это явление называют как «краевое смещение»).

Кроме того, широкий ассортимент тонеров предложен для того, чтобы удовлетворять как высокому глянцу, так и устойчивости к смещению при высокой температуре.

Патентный документ 1 предлагает способ, в котором алюминий и олово содержатся в кристаллической сложной полиэфирной смоле и некристаллической сложной полиэфирной смоле, чтобы регулировать степень взаимного сшивания смол; посредством этого может быть получен более высокий глянец и может быть предотвращено явление высокотемпературного смещения. В случае, когда добавляют фиксирующую добавку, такую как кристаллический сложный полиэфир, однако создается разница в скорости плавления между кристаллическим компонентом и другими компонентами смолы, что приводит к неравномерному глянцу. Это может являться проблемой, особенно в случае графического применения, в котором важны качество и текстура изображения, и здесь имеют место значительные возможности для совершенствования.

Патентный документ 2 предлагает сложную полиэфирную смолу, полученную сополимеризацией некристаллического блочного компонента с кристаллическим блочным компонентом, имеющим температуру размягчения, отличающуюся от температуры некристаллического блочного компонента. В этом предложении блок кристаллического сложного полиэфира сополимеризуется с блоком некристаллического сложного полиэфира. Соответственно, смола делается частично совместимой. В результате в тонере образуются более вязкая часть и менее вязкая часть, создавая неравномерную вязкость тонера, что приводит к неравномерному глянцу изображения.

Патентный документ 3 предлагает улучшение неравномерного глянца посредством применения трех связующих смол, имеющих разные кристаллические состояния. Это эффективно в качестве способа предоставления более высокого глянца и улучшения неравномерного глянца, однако оставляет желать много лучшего в отношении высокотемпературного смещения, особенно краевого смещения.

Как описано выше, имеются многочисленные технические проблемы с предотвращением краевого смещения при том, что достигаются более высокий глянец и равномерность глянца, и возможны улучшения в этом направлении.

Список ссылок

Патентные документы

Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии № 2009-122522

Патентный документ 2: Выложенная заявка на патент Японии № 2005-062509

Патентный документ 3: Выложенная заявка на патент Японии № 2008-165017

Сущность изобретения

Техническая проблема

Целью данного изобретения является предоставление тонера, в случае которого решены вышеуказанные проблемы. А именно, целью данного изобретения является предоставление тонера, который обеспечивает высокий и равномерный глянец и может предотвращать краевое смещение.

Решение проблемы

Данное изобретение относится к тонеру, содержащему частицы тонера, каждая из которых содержит связующую смолу и окрашивающее вещество, в котором связующая смола включает смолу, имеющую эндотермический пик при температуре не менее чем 55°C, однако не более чем 120°C на кривой ДСК, измеренной с помощью дифференциального сканирующего калориметра, тонер имеет температуру размягчения Tm не менее чем 90°C, однако не более чем 140°C, в вязкоупругих характеристиках тонера, измеренных при частоте 6,28 рад/с,

i) динамический модуль упругости при температуре 180°C (G'180) составляет не менее чем 1,0×10² Па, однако не более чем 1,0×10⁴ Па,

ii) на графике с температурой на оси x и тангенсом угла потерь tanδ на оси y,

a) tanδ имеет по меньшей мере один пик с максимумом в интервале не менее чем 50°C, однако не более чем 70°C,

b) tanδ(P) составляет не менее чем 2,0, однако не более чем 10,0, когда тангенс угла потерь при температуре максимума, который представляет собой пиковое значение, представлен как tanδ(P), и

c) отношение tanδ(P) к tanδ(Tm) (tanδ(P)/tanδ(Tm)) находится в интервале не менее чем 2,5, однако не более чем 8,0, когда тангенс угла потерь при температуре размягчения Tm тонера представлен как tanδ(Tm).

Преимущества данного изобретения

Динамический модуль упругости тонера, включающего связующую смолу, имеющую эндотермический пик в определенной области температуры, регулируют в пределах заданного интервала, и регулируют tanδ при определенной температуре тонера. Посредством этого может быть достигнут высокий и равномерный глянец. Кроме того, может быть предотвращено краевое смещение.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематический вид кривой течения тонера в соответствии с данным изобретением, измеренной с помощью прибора для определения текучести.

Описание вариантов осуществления

Как известно, обычно для того, чтобы достигнуть высокого глянца, вязкость расплава связующей смолы в качестве основного компонента тонера проектируют низкой. Если, однако, вязкость расплава связующей смолы сама по себе спроектирована, чтобы быть низкой, влияние на устойчивость к смещению при высокой температуре является очень высоким.

Кроме того, испытывали множество способов, в которых фиксирующую добавку (дополнительный компонент, такой как воск с низкой температурой плавления и кристаллический сложный полиэфир) применяют, чтобы регулировать характеристики плавления связующей смолы, контролируемые посредством пластицирующего действия, посредством чего одновременно достигают более высокого глянца и устойчивости к смещению при высокой температуре.

Регулирование пластицирующего действия посредством добавления другого вещества, однако, вызывает проблему, связанную с совместимостью со связующей смолой. А именно, вязкость уменьшается лишь в части связующей смолы, сделанной совместимой, что создает разницу в скорости плавления между частями, имеющими пониженную вязкость, и другими частями. Разница приводит к неравномерному глянцу и высокотемпературному смещению. Особенно в таком изображении, как графические изображения, в которых важна градация, разница в скорости плавления легко приводит к неравномерному глянцу.

Обычно сплошное изображение, имеющее большое количество размещенного тонера, обладает меньшей теплопроводностью по сравнению с теплопроводностью растрового изображение, имеющего небольшое количество размещенного тонера. Соответственно, в случае, когда сплошное изображение плавится посредством вышеуказанного способа во время фиксирования, то плавится лишь часть связующей смолы, сделанной совместимой, и вязкость смолы в целом не может быть тотчас уменьшена. Вследствие этого, в то время как растровое изображение, имеющее небольшое количество размещенного тонера, приобретает высокий глянец до некоторой степени, сплошное изображение не может достичь высокого глянца, поскольку плавление не может быть выполнено в достаточной мере. Это приводит к неравномерному глянцу в изображении.

Кроме того, авторы данного изобретения обнаружили, что вышеуказанные проблемы могут быть решены посредством предоставления точки, в которой характеристики плавления изменяются в пределах одной и той же молекулы связующей смолы, вместо простого добавления компонента, оказывающего пластицирующее действие.

А именно, отличительным признаком данного изобретения является конструирование кристаллического состояния или состояния, близкого к кристаллическому, получаемому частичной ориентацией молекулярной цепи в связующей смоле. Эта ориентированная часть молекулы имеет кристаллическое состояние или состояние, близкое к кристаллическому. По этой причине, когда температура достигает температурной области фиксирования, связующая смола в тонере начинает плавиться от ориентированной части молекулы. В результате скорость плавления тонера в целом ускоряется, и вязкость немедленно уменьшается преимущественно в ориентированной части молекулы, делая возможным более высокий глянец.

В случае добавления кристаллической смолы скорость плавления ускоряется лишь в очень небольших частях вокруг кристаллической смолы. По сравнению с этим в данном изобретении, поскольку имеется ориентированная часть молекулы в связующей смоле, вязкость расплава уменьшается во всей смоле вокруг связующей смолы. В результате вязкость немедленно уменьшается во всей смоле, посредством чего достигается более высокий глянец. Кроме того, скорость плавления смолы в целом является высокой и равномерной. Вследствие этого, независимо от количества размещенного тонера может быть создано равномерное состояние плавления. В результате даже в изображении, имеющем разную градацию, может быть получен равномерный глянец.

Связующая смола в данном изобретении имеет эндотермический пик при температуре не менее чем 55°C, однако не более чем 120°C и более предпочтительно не менее чем 80°C, однако не более чем 110°C на кривой ДСК связующей смолы, измеренной с помощью дифференциального сканирующего калориметра.

Температура пика показывает, что связующая смола в тонере начинает плавиться от данной температуры. Соответственно, если эндотермический пик ниже чем 55°C, плавление ориентированной части молекулы резко уменьшается сразу же после того как бумага вводится в фиксирующий узел. Вследствие этого, разница между скоростью плавления полимера вокруг ориентированной части молекулы и скоростью плавления окружающего полимерного компонента чрезмерно велика. Соответственно, наряду с тем, что достигается высокий глянец, образуется неравномерный глянец, или же увеличивается краевое смещение. С другой стороны, если эндотермический пик находится выше чем 120°C, то более высокий глянец не может быть достигнут.

Хотя подробности дифференциальной сканирующей калориметрии будут описаны далее, эндотермический пик в данном изобретении соответствует количеству поглощенного тепла, когда связующую смолу один раз нагревают до 200°C до расплавленного состояния и охлаждают до твердого состояния, и температуру повышают снова, чтобы расплавить связующую смолу. Даже во втором процессе повышения температуры появляется эндотермический пик. Это показывает, что связующая смола в соответствии с данным изобретением имеет высокую степень кристалличности, и молекулы легко ориентируются. Вследствие такой смолы, даже если смолу перемешивают в расплавленном состоянии и включают в тонер, смола может поддерживать эндотермический пик в качестве смолы, содержащейся в тонере.

Тонер в соответствии с данным изобретением имеет признаки, описанные выше, и в дополнение к этому важно регулировать вязкоупругие характеристики тонера.

В вязкоупругих характеристиках тонера, измеренных при частоте 6,28 рад/с, динамический модуль упругости при температуре 180°C (G'180) составляет не менее чем 1,0×10² Па, однако не более чем 1,0×10⁴ Па. Кроме того, на графике с температурой на оси x и тангенсом угла потерь tanδ на оси y tanδ имеет по меньшей мере один пик с максимумом в интервале не менее чем 50°C, однако не более чем 70°C. Кроме того, tanδ(P) при температуре максимума, который представляет собой пиковое значение, составляет не менее чем 2,0, однако не более чем 10,0, и отношение tanδ(P) к tanδ(Tm) при температуре размягчения Tm тонера (tanδ(P)/tanδ(Tm)) составляет не менее чем 2,5, однако не более чем 8,0.

Динамический модуль упругости G' тонера представляет величину упругости при определенной температуре.

В случае, когда используется фиксирующая добавка (дополнительный компонент, такой как воск с низкой температурой плавления и кристаллический сложный полиэфир), характеристики плавления связующей смолы регулируются посредством пластицирующего действия, и вязкость уменьшается лишь в части связующей смолы вследствие совместимости фиксирующей добавки со связующей смолой. Кроме того, разница в скорости плавления создается частями, имеющими пониженную вязкость, и другими частями. Вследствие этого, состояние плавления становится неравномерным, и отчасти проявляются смещенные части.

С другой стороны, в связующей смоле, используемой в данном изобретении, кристаллическое состояние создают внутри молекулы, чтобы регулировать скорость плавления связующей смолы в целом. Посредством этого эластичное состояние может регулироваться равномерным образом. В результате, после того как тонер расплавлен, тонер обладает оптимальной эластичностью, и достигается высокий глянец, а краевое смещение предотвращается.

Динамический модуль упругости тонера в соответствии с данным изобретением при температуре 180°C (G'180) составляет не менее чем 1,0×10² Па, однако не более чем 1,0×10⁴ Па. Динамический модуль упругости (G'180) более предпочтительно составляет не менее чем 3,0×10² Па, однако не более чем 8,0×10³ Па и особенно предпочтительно не менее чем 5,0×10² Па, однако не более чем 5,0×10³ Па.

Динамический модуль упругости (G'180) менее чем 1,0×10² Па означает, что тонер не обладает достаточной эластичностью, и краевое смещение увеличено. С другой стороны, при динамическом модуле упругости (G'180) более чем 1,0×10⁴ Па эластичность в тонере является чрезмерно высокой, и достаточное состояние плавления не может быть образовано. Вследствие этого черные пятна могут появляться в очень небольшой части фиксированного изображения.

Тангенс угла потерь tanδ представляет собой отношение (G''/G') модуля потерь упругости (G'') к динамическому модулю упругости (G'). Обычно модуль потерь упругости представляет вязкость, а динамический модуль упругости представляет эластичность. А именно, tanδ является показателем, представляющим баланс между вязкостью и эластичностью: вязкость является высокой, когда tanδ большой, и, напротив, эластичность является высокой, когда tanδ небольшой.

Кроме того, температура максимума для tanδ эквивалентна температуре, при которой связующая смола в тонере переходит из стеклообразного состояния в термически деформируемое состояние, и это позволяет предположить, что микроброуновское движение цепей молекул, которые образуют связующую смолу, активировано при данной температуре. Соответственно, максимум температуры является также температурой, при которой тонер начинает содействовать характеристикам плавления, таким как глянец. При максимуме температуры менее чем 50°C тонер размягчается, и легко создается краевое смещение. Напротив, при максимуме температуры более чем 70°C сдерживается получение более высокого глянца.

Соответственно, tanδ(P) при температуре максимума определяет состояния вязкости и эластичности, когда микроброуновское движение цепей молекул активируется. Соответственно, tanδ(P) не менее чем 2,0 указывает, что вязкость является более высокой, когда микроброуновское движение начинается, и что связующая смола становится легкотекучей и деформируется без приложения внешнего усилия. Вследствие этого, скорость плавления в температурной области фиксирования увеличивается.

Tanδ(P) менее чем 2,0 указывает на большое влияние эластичности и затруднение, связанное с резким уменьшением вязкости в температурном интервале фиксирования. В результате сдерживается получение более высокого глянца. С другой стороны, при tanδ(P) более чем 10,0, смола уже значительно размягчается в области низкой температуры, и краевое смещение увеличивается.

Кроме того, отношение вышеуказанного tanδ(P) к tanδ(Tm) при температуре размягчения Tm, которая представляет собой температуру, при которой тонер плавится, (tanδ(P)/tanδ(Tm)) составляет не менее чем 2,5, однако не более чем 8,0 и более предпочтительно не менее чем 3,0, однако не более чем 5,0.

Отношение не менее чем 2,5 означает, что в качестве абсолютной величины tanδ(P) большой, а tanδ(Tm) небольшой. А именно, это указывает на сильное влияние вязкого компонента вблизи максимальной температуры, и сильное влияние эластичного компонента вблизи температуры размягчения.

Соответственно, данное отношение служит признаком состояния, при котором плавление ускоряется вокруг ориентированной части молекулы вблизи максимальной температуры, и состояния, при котором смола имеет эластичность до некоторой степени вблизи температуры размягчения, т.е. когда тонер плавится. Соответственно, отношение менее чем 2,5 или более чем 8,0 означает, что регулирование скорости плавления и эластичное состояние после плавления не сбалансированы, что приводит к неравномерному глянцу.

Для того, чтобы достигнуть физических свойств, указанных выше, в тонере в соответствии с данным изобретением температура размягчения Tm тонера должна составлять не менее чем 90°C, однако не более чем 140°C.

При температуре размягчения менее чем 90°C вязкость тонера чрезмерно уменьшена, что увеличивает краевое смещение. При температуре размягчения более чем 140°C сдерживается достижение более высокого глянца.

Как описано выше, некоторые полимеры в молекуле частично ориентируются, чтобы образовать кристаллическое состояние или состояние, близкое к кристаллическому, в связующей смоле, и вязкоупругие характеристики тонера с применением такой связующей смолы регулируются в заданном интервале. Посредством этого может быть получен тонер, который может предоставлять изображение с равномерным и высоким глянцем и предотвращать краевое смещение.

Эндотермический пик и количество поглощенного тепла на кривой ДСК связующей смолы в данном изобретении измеряют с помощью представленного ниже способа.

Максимальную температуру эндотермического пика связующей смолы измеряют в соответствии с ASTM D3418-82 при использовании дифференциального сканирующего калориметра «Q1000» (производства компании TA Instruments, Inc.).

Температуры плавления индия и цинка используют для коррекции температуры измерительной головки в приборе, и теплоту плавления индия используют для коррекции количества теплоты. Более конкретно, примерно 5 мг связующей смолы точно отвешивают и помещают в алюминиевый лоток. При использовании пустого алюминиевого лотка в качестве ссылки измерение выполняют при температуре измерения от 30°C до 200°C и при скорости повышения температуры 10°C/мин. При измерении температуру однократно повышают до 200°C и затем понижают до 30°C при скорости снижения температуры 10°C/мин. После этого снова температуру повышают при скорости повышения температуры 10°C/мин. В этом процессе повышения температуры получают изменение удельной теплоты. Точку пересечения линии от средней точки базовой линии перед и после изменениями удельной теплоты и кривой ДСК относят к температуре стеклования Tg связующей смолы.

Эндотермический пик, полученный при температуре не ниже, чем температура стеклования Tg, в интервале температуры не менее чем 30°C, однако не более чем 200°C в процессе второго повышения температуры относят к эндотермическому пику в данном изобретении. Количество поглощаемого тепла δΗ эндотермического пика может быть получено посредством определения интегральной величины области, окруженной кривой ДСК и базовой линией (эндотермического пика).

Обычно эндотермический пик, наблюдаемый в связующей смоле, является пиком, связанным с релаксацией энтальпии или теплотой плавления кристаллического компонента.

Релаксация энтальпии представляет собой следующее: если температура аморфной связующей смолы повышается, то фазовый переход из стеклообразного состояния в переохлажденную жидкость происходит при температуре стеклования. Релаксация энтальпии представляет собой эндотермический пик, связанный с увеличением (релаксацией) объема (энтальпии) при фазовом переходе. На наличие/отсутствие пика влияет форма полимерной цепи связующей смолы. Связующие смолы, имеющие линейную полимерную цепь, будут, вероятнее всего, иметь пик.

Теплота плавления кристаллического компонента представляет собой тепловую энергию, необходимую, чтобы разорвать взаимодействие между молекулами, имеющими одну и ту же ориентацию, чтобы создать фазовый переход из кристаллического (твердого) состояния в жидкое состояние, как хорошо известно для кристаллических сложных полиэфиров и воска.

А именно, эндотермический пик на кривой ДСК в данном изобретении означает, что происходит фазовый переход компонента связующей смолы. Полагают, что когда происходит фазовый переход, движение молекул полимерной цепи связующей смолы ускоряется. Соответственно, эндотермический пик, наблюдаемый в связующей смоле, может быть либо пиком, относящимся к релаксации энтальпии, либо пиком, связанным с теплотой плавления кристаллического компонента.

Вязкоупругие характеристики тонера в данном изобретении измеряют посредством представленного ниже метода.

В качестве измерительного прибора используют реометр с вращающимся плоским диском «ARES» (производства компании TA Instruments, Inc.). В качестве образца для измерения используют образец, полученный формованием под давлением тонера в виде диска, имеющего диаметр 7,9 мм и толщину 2,0±0,3 мм при окружающей среде 25°C с применением таблетировочной машины. Образец размещают на параллельной пластине. Температуру повышают от комнатной температуры (25°C) до 100°C в течение 15 минут и подгоняют форму образца. Затем температуру понижают до температуры начала измерения для измерения вязкоупругости и начинают измерение. При этом важно установить образец таким образом, чтобы первоначальная нормальная сила равнялась 0. Кроме того, как описано ниже, при последующем измерении влияние нормальной силы может быть устранено посредством авторегулировки натяжения (Авторегулировка натяжения ВКЛ (Auto Tension Adjustment ON)).

Измерение выполняют при следующих условиях.

(1) Используют параллельную пластину диаметром 7,9 мм.

(2) Частота (Frequency) составляет 6,28 рад/с (1,0 Гц).

(3) Первоначальную величину приложенного растяжения (Strain) устанавливают при 0,1%.

(4) Измерение выполняют в интервале от 30°C до 200°C при скорости повышения температуры (Ramp Rate) 2,0 °C/мин. Измерение выполняют при установленных условиях режима авторегулировки, указанных ниже. Измерение выполняют в режиме авторегулировки растяжения (Авторастяжение (Auto Strain)).

(5) Максимальное приложенное растяжение (Max Applied Strain) устанавливают при 20,0%.

(6) Максимальный крутящий момент (максимальный допустимый крутящий момент (Max Allowed Torque) устанавливают при 200,0 г·см, и минимальный крутящий момент (минимальный допустимый крутящий момент) устанавливают при 0,2 г·см.

(7) Регулировку растяжения (Strain Adjustment) устанавливают при 20,0% текущего растяжения. При измерении используют режим автоматической регулировки натяжения (Автонатяжение (Auto Tension)).

(8) Направление автонатяжения (Auto Tension Direction) устанавливают при сжатии (Compression).

(9) Первоначальное статическое усилие (Initial Static Force) устанавливают при 10,0 г, и чувствительность автонатяжения (Auto Tension Sensitivity) устанавливают при 40,0 г.

(10) В качестве рабочего условия автонатяжения (Auto Tension) модуль образца (Sample Modulus) составляет не менее чем 1,0×10³ Па.

Температуры размягчения тонера и связующей смолы в данном изобретении измеряют при использовании капиллярного вискозиметра с постоянной нагрузкой при экструзии «Прибор для определения реологических свойств Flowtester CFT-500D» (производства компании SHIMADZU Corporation) в соответствии с руководством по эксплуатации, приложенным к прибору, посредством представленного ниже метода.

В приборе, в то время как постоянную нагрузку прикладывают к образцу для измерения со стороны верхней части образца посредством поршня, температуру образца для измерения, заполняющего цилиндр, повышают, чтобы расплавить образец. Расплавленный образец для измерения экструдируют из фильеры на дне цилиндра. При этом может быть получена кривая течения, показывающая соотношение между расстоянием, на которое поршень перемешен вниз в это время, и температурой.

В данном изобретении «температуру плавления в методе 1/2» в соответствии с руководством по эксплуатации, приложенным к «прибору для определения реологических свойств Flowtester CFT-500D», определяют как температуру размягчения. Температуру плавления в метод 1/2 вычисляют как указано ниже.

Далее в данном документе вычисление будет описано с использованием Фиг. 1.

Вначале определяют 1/2 разницы между расстоянием, на которое поршень перемещен вниз, Smax, когда протекание завершено, и расстоянием, на которое поршень перемещен вниз, Smin, когда протекание начинается (величину, определяемую как X. X = (Smax-Smin)/2).

В таком случае температура на кривой течения, когда расстояние, на которое поршень перемещен вниз, равно сумме X и Smin на кривой течения, представляет собой температуру плавления в методе 1/2.

В качестве образца для измерения используют образец, полученный формованием под давлением примерно 1,0 г образца в виде цилиндра, имеющего диаметр примерно 8 мм, при условиях окружающей среды 25°C при примерно 10 МПа в течение примерно 60 секунд, с применением таблетировочного пресса (например, NT-100H, производства компании NPa SYSTEM CO., LTD.).

Условия измерения CFT-500D указаны ниже.

Режим испытания: метод с повышением температуры

Начальная температура: 30°C

Целевая температура: 200°C

Интервал измерения: 1,0°C

Скорость повышения температуры: 4,0°C/мин

Площадь поперечного сечения поршня: 1000 см²

Испытательная нагрузка (нагрузка поршня): 10,0 кг (0,9807 МПа)

Время предварительного нагревания: 300 секунд

Диаметр отверстия фильеры: 1,0 мм

Длина фильеры: 1,0 мм

Для того, чтобы получить вязкость тонера, указанную выше, в тонере в соответствии с данным изобретением пиковая величина молекулярной массы (Mp), измеренной с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ) для части, растворимой в тетрагидрофуране (THF), предпочтительно соответствует по меньшей мере одному пику в области не менее чем 3000, однако не более чем 10000.

Кроме того, для того, чтобы получить вышеуказанный динамический модуль упругости (G'), тонер содержит предпочтительно не менее чем 20 масс.%, однако не более чем 40 масс.% и более предпочтительно не менее чем 25 масс.%, однако не более чем 35 масс.% части, не растворимой в тетрагидрофуране (THF).

Температура стеклования тонера составляет предпочтительно не менее чем 45, однако не более чем 60°C и более предпочтительно не менее чем 45, однако не более чем 58°C с точки зрения высокого глянца и устойчивости к смещению при высокой температуре.

В качестве связующей смолы, используемой в данном изобретении, с точки зрения ориентирования части молекул, чтобы предоставить кристалличность, предпочтительными являются сложные полиэфирные смолы. Среди них особенно предпочтительными являются линейные сложные полиэфиры. Компонентами полиэфирной смолы на базе линейных сложных полиэфиров, особенно предпочтительно применяемыми в данном изобретении, являются следующие.

Примеры двухосновных кислотных компонентов включают следующие дикарбоновые кислоты или их производные: бензолдикарбоновые кислоты, их ангидриды или их низшие сложные алкилэфиры, такие как фталевая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, и фталевый ангидрид; алкилдикарбоновые кислоты, их ангидриды или их низшие сложные алкилэфиры, такие как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота и азелаиновая кислота; алкенилянтарные кислоты или алкилянтарные кислоты, их ангидриды или их низшие сложные алкилэфиры, такие как н-додеценилянтарная кислота и н-додецилянтарная кислота; и ненасыщенные дикарбоновые кислоты, их ангидриды или их низшие сложные алкилэфиры, такие как фумаровая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота и итаконовая кислота.

В качестве особенности данного изобретения часть молекулярной цепи связующей смолы является ориентированной, чтобы предоставить кристалличность. По этой причине предпочтительными являются ароматические дикарбоновые кислоты, поскольку они имеют прочную плоскую структуру, включающую большое количество электронов, не локализованных посредством π-системы электронов, посредством чего легко ориентируют молекулы при помощи π-π взаимодействия. Особенно предпочтительными являются терефталевая кислота и изофталевая кислота, легко имеющие линейную структуру. Содержание ароматической дикарбоновой кислоты составляет предпочтительно не менее чем 50,0 мол.% в расчете на 100,0 мол.% кислотного компонента, который образует сложную полиэфирную смолу, с точки зрения регулирования температуры эндотермического пика. Содержание составляет более предпочтительно не менее чем 70,0 мол.% и особенно предпочтительно не менее чем 80,0 мол.%.

Примерами двухосновного спиртового компонента являются следующие: этиленгликоль, полиэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, пропиленгликоль, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, 2-метил-1,3-пропандиол, 2-этил-1,3-гександиол, 1,4-циклогександиметанол (CHDM), гидрогенизированный бисфенол A, бисфенолы, представленные формулой (1):

[Формула 1]

(где R представляет собой этиленовую или пропиленовую группу, каждый из x и y является целым числом не менее чем 0, и средняя величина x + y составляет от 0 до 10), и их производные и диолы, представленные формулой (2):

[Формула 2]

(где R' представляет собой -CH₂CH₂-, -CH₂-CH(CH₃)-, или -CH₂-C(CH₃)₂-).

Среди них предпочтительными являются алифатические спирты, имеющие не более 6 атомов углерода, которые легко имеют линейную структуру с точки зрения ориентирования части молекул, чтобы предоставить кристалличность. Если, однако, применяют лишь спирт, то степень кристаллизации является чрезмерно высокой, и аморфные свойства теряются. Соответственно, кристаллическая структура сложной полиэфирной смолы, полученной комбинированием кислоты со спиртом, указанным выше, должна быть частично разрушена. Для этого особенно предпочтительным является применение неопентилгликоля, 2-метил-1,3-пропандиола, 2-этил-1,3-гександиола и т.п., которые имеют линейную структуру и имеют заместитель в боковой цепи, в которой степень кристалличности может быть стерически нарушена. Эти спиртовые компоненты составляют предпочтительно не менее чем 20 мол.%, однако не более чем 50 мол.% и более предпочтительно не менее чем 25 мол.%, однако не более чем 40 мол.%, в расчете на спиртовой компонент в целом.

Помимо соединения двухосновной карбоновой кислоты и соединения двухосновного спирта, описанных выше, сложная полиэфирная смола, применяемая в данном изобретении может содержать соединение одноосновной карбоновой кислоты, соединение одноосновного спирта, соединение карбоновой кислоты, имеющей основность 3 или более, и соединение спирта, имеющего основность 3 или более, в качестве компонента.

Примеры соединения одноосновной карбоновой кислоты включают ароматические карбоновые кислоты, имеющие не более чем 30 атомов углерода, такие как бензойная кислота и п-метилбензойная кислота; и алифатические карбоновые кислоты, имеющие не более чем 30 атомов углерода, такие как стеариновая кислота и бегеновая кислота.

Примеры соединения одноосновного спирта включают ароматические спирты, имеющие не более чем 30 атомов углерода, такие как бензиловый спирт; и алифатические спирты, имеющие не более чем 30 атомов углерода, такие как лауриловый спирт, цетиловый спирт, стеариловый спирт и бегениловый спирт.

Соединение карбоновой кислоты, имеющее основность 3 или более, не ограничивается особым образом, и ее примеры включают тримеллитовую кислоту, тримеллитовый ангидрид и пиромеллитовую кислоту.

Примеры соединения спирта, имеющего основность 3 или более, включают триметилолпропан, пентаэритритол и глицерин.

Способ получения сложной полиэфирной смолы в соответствии с данным изобретением не ограничивается особым образом, и может быть использован известный способ. Например, соединение карбоновой кислоты и соединение спирта, указанные выше, подготавливают совместно и подвергают реакции этерификации или реакции переэтерификации и реакции конденсации для полимеризации. Соответственно, получают сложную полиэфирную смолу. При полимеризации сложной полиэфирной смолы, например, может быть использован катализатор полимеризации, такой как тетрабутоксид титана, дибутилоловооксид, ацетат олова, ацетат цинка, дисульфид олова, триоксид сурьмы и диоксид германия. Температура полимеризации не ограничивается особым образом, и интервал не менее чем 180°C и не более чем 290°C является предпочтительным.

В качестве связующей смолы может быть использована лишь одна смола, указанная выше. Предпочтительно, две или более связующих смолы (связующую смолу A и связующую смолу B), имеющих разные температуры размягчения, смешивают и используют. Связующая смола A имеет температуру размягчения ниже, чем связующая смола B. Соответственно, связующую смолу A называют смолой с низкой температурой размягчения, и связующую смолу B называют смолой с высокой температурой размягчения.

Эти две смолы, имеющие разные температуры размягчения, а именно смолу с низкой температурой размягчения и смолу с высокой температурой размягчения, предпочтительно смешивают в массовом отношении от 50:50 до 20:80 и используют.

Из этих двух смол смола с низкой температурой размягчения сконструирована таким образом, что молекулярная цепь смолы с низкой температурой размягчения является частично ориентированной, чтобы предоставить кристалличность. Такая конструкция является более предпочтительным вариантом осуществления. Это обусловлено тем, что скорость плавления смолы может быть увеличена, поскольку максимальная температура связующей смолы и температура размягчения смолы с низкой температурой размягчения находятся примерно в одной и той же температурной области. По этой причине температура размягчения TA смолы с низкой температурой размягчения составляет предпочтительно не менее чем 70°C, однако не более чем 100°C и более предпочтительно не менее чем 75°C, однако не более чем 95°C.

Соответственно, смола с высокой температурой размягчения, имеющая низкую скорость плавления, выполняет функцию покрытия для смолы с низкой температурой размягчения, чтобы предотвращать краевое смещение в температурной