Проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер

Проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к: проявляющему скрытое электростатическое изображение тонеру для проявления скрытого электростатического изображения, сформированного электрофотографическим способом, способом электростатической записи и способом электростатической печати; и способу формирования изображения, устройству формирования изображения и технологическому картриджу, в каждом из которых используется этот проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер.

Уровень техники

Исследования и разработки по электрофотографии традиционно выполняли путем различных проб и поиском технических решений. Электрофотографический способ формирует изображение в ходе процесса, включающего в себя: электризацию поверхности несущего скрытое изображение элемента (который в дальнейшем может упоминаться как «электрофотографический фотопроводник» или «фотопроводник»); экспонирование электризованной его поверхности светом, чтобы тем самым сформировать скрытое электростатическое изображение; проявление скрытого электростатического изображения цветным тонером для формирования тем самым проявленного тонером (порошкового) изображения; перенос порошкового изображения на объект переноса, например, бумагу; и закрепление порошкового изображения нагревательным валиком.

Для закрепления тонера широко применяли такие способы, как способы контактного термозакрепления, например, способы закрепления горячим валиком. Устройство закрепления, применяемое в способах закрепления горячим валиком, снабжено нагревательным валиком и прижимным валиком. В устройстве закрепления лист для записи, который несет на себе порошковое изображение, пропускают через зону прижимного контакта (зону захвата) между нагревательным валиком и прижимным валиком, при этом порошковое изображение расплавляется для закрепления тем самым на носителе записи.

Смолами, преимущественно применяемыми для тонеров, являются, например, виниловая полимеризующаяся смола и смола, имеющая сложнополиэфирную структуру. Эти смолы обеспечивают более или менее высокие функциональные свойства тонеров, например, сыпучесть, способность к переносу, способность к приобретению заряда (электризуемость), способность к закреплению, и характеристики качества изображения. В последнее время применяют обе упомянутые смолы в сочетании, или применяют так называемую гибридную смолу с обеими структурами.

Известные способы изготовления тонера включают в себя традиционные способы перемешивания/тонкого измельчения; и способы изготовления так называемого химического тонера, включающие в себя: суспензионные способы и способы эмульгирования с использованием органического растворителя и водного растворителя; способы суспензионной полимеризации, по которым капли полимеризуемых мономеров контролируемым образом полимеризуются для непосредственного получения частиц тонера; и способы агрегации, по которым получают эмульгированные тонкодисперсные частицы и агрегируют их для получения частиц тонера. Подобно химическим тонерам, к настоящему времени уже получили известность тонеры со структурой ядро-оболочка, которые содержат ядро, образованное из смолы, предпочтительной для термозакрепления, причем ядро покрыто частицами смолы, предпочтительными с точки зрения зарядки и термостойкости.

Например, ранее был раскрыт проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер, содержащий ядро из сложнополиэфирной смолы и слой покрытия из виниловой смолы, причем слой покрытия сформирован на поверхностях окрашенных частиц смолы, изготовленных способом диспергирования-эмульгирования, с использованием частиц смолы, изготовленных способом эмульгирования-полимеризации или способом диспергирования-эмульгирования с использованием поверхностно-активного вещества (смотри PTL 1).

Известны также тонеры со структурой ядро-оболочка, которые используют в качестве полимерного материала сложнополиэфирную смолу, предпочтительную из-за прочности, термостойкости и способности к закреплению. Например, известен способ, включающий в себя: формирование частиц ядра посредством агрегации/высаливания жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц сложнополиэфирной смолы с использованием агрегирующей соли; затем дополнительное введение жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц сложнополиэфирной смолы в упомянутую дисперсию и формирование оболочек посредством их агрегации/высаливания аналогично с использованием агрегирующей соли; и затем сплавление оболочек (смотри PTL 2).

Известен также способ, по которому структуру ядро-оболочка формируют посредством процесса, включающего в себя: растворение сложнополиэфирной смолы в органическом растворителе; подвергание раствора эмульгированию с инверсией фаз для формирования тонкодисперсных частиц смолы; и агрегацию тонкодисперсных частиц смолы с добавлением электролита (смотри PTL 3).

Кроме того, раскрыт способ, по которому проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер получают посредством процесса, включающего в себя: формирование частиц ядра посредством агрегации и/или сплавления по меньшей мере тонкодисперсных частиц смолы и тонкодисперсных частиц красящего вещества, диспергированных в жидкой дисперсии; добавление жидкости, содержащей диспергированные в ней тонкодисперсные частицы смолы, в жидкость, содержащую диспергированные в ней частицы ядра; и формирование слоя покрытия посредством агрегации и/или сплавления тонкодисперсных частиц смолы на поверхностях частиц ядра (смотри PTL 4).

Многие обычные тонеры со структурой ядро-оболочка содержат окруженную оболочкой внутреннюю часть (ядро) тонера и предназначены для обеспечения как стойкости против теплового старения при длительном хранении, так и способности к низкотемпературному закреплению. Кроме того, они предназначены для повышения электризуемости за счет применения в оболочке высокофункциональной смолы или посредством формирования оболочки цветными тонерами для ослабления тем самым влияния красящего вещества.

Однако, когда в тонерах со структурой ядро-оболочка образуется большое количество оболочки, оболочка отделяется от поверхности тонера, и отделенная оболочка прилипает, например, к тонерорегулирующему ракелю. Если же количество оболочки слишком мало или недостаточно, то получают эффекты оболочки, вызывающие загрязнение фона. Кроме того, в частицы тонера после деградации значительно внедряются внешние добавки, что делает недостаточной их сыпучесть.

Список ссылок

Патентная литература

PTL 1: Выложенная японская патентная заявка (JP-A) № 2005-084183

PTL 2: Японский патент (JP-B) № 4033096

PTL 3: JP-A № 2008-089670

PTL 4: JP-A № 2005-099233.

Сущность изобретения

Техническая проблема

Настоящее изобретение нацелено на создание тонера со структурой ядро-оболочка, причем оболочка удовлетворительно выполняет свои функции повышения стойкости и электризуемости тонера, и отделенная оболочка не прилипает к тонерорегулирующему ракелю.

Решение проблемы

Авторы настоящего изобретения провели широкомасштабные исследования по решению вышеописанных проблем и в результате обнаружили, что при надежном присоединении оболочки к поверхности тонера для предотвращения отделения оболочки образовавшийся тонер может с большой вероятностью обладать высокими электризуемостью и стойкостью. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что посредством контроля над тем, чтобы оболочка отделялась от поверхности тонера в такой степени, которая не вызывает налипания оболочки на тонерорегулирующий ракель, можно предотвратить внедрение внешних добавок, так как отделенная оболочка служит разделителем между частицами тонера, не допускающим непосредственного контакта частиц тонера с ними. Настоящее изобретение создано на основе вышеуказанных обнаруженных фактов.

Тонер по настоящему изобретению в качестве средства решения вышеописанных проблем включает в себя:

частицу ядра, содержащую по меньшей мере связующую смолу, красящее вещество и смазочное средство; и

оболочку на поверхности частицы ядра,

при этом тонер дает надосадочную жидкость, имеющую коэффициент пропускания от 50% до 95% в отношении света с длиной волны 800 нм, причем надосадочная жидкость образуется после того, как 3 г тонера добавляют к 40 г умягченной ионным обменом воды, содержащей 0,5 массовых % додецилсульфата натрия, с последующими перемешиванием в течение 90 мин и облучением ультразвуковыми волнами с 20 кГц и 80 Вт в течение 5 мин, и жидкость, содержащую диспергированный в ней тонер, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Полезные эффекты изобретения

Настоящее изобретение может предложить тонер со структурой ядро-оболочка, причем оболочка удовлетворительно выполняет свои функции повышения стойкости и электризуемости, и отделенная оболочка не прилипает к тонерорегулирующему ракелю.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - пояснительное изображение основных частей одного примерного устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.

Фиг. 2 - пояснительное изображение конфигурации блока закрепления в устройстве формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.

Фиг. 3 - пояснительное изображение другого устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.

Фиг. 4 - пояснительное изображение другого устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.

Фиг. 5 - пояснительное изображение технологического картриджа, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.

Фиг. 6 - полученное в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) изображение частицы 1 основы тонера после обработки по примеру 1.

Фиг. 7 - схематический чертеж, используемый для пояснения способов вычисления длинных сторон и коэффициента покрытия выступами тонера по настоящему изобретению.

Описание вариантов осуществления

(Тонер)

Тонер по настоящему изобретению является тонером со структурой ядро-оболочка, содержащим: частицу ядра, содержащую по меньшей мере связующую смолу, смазочное средство и красящее вещество; и оболочку на поверхности частицы ядра.

Тонер предпочтительно имеет структуру, состоящую из частицы ядра и выступов, причем частица ядра содержит связующую смолу, смазочное средство и красящее вещество; и, при необходимости, дополнительно содержит другие компоненты, а выступы образованы тонкодисперсными частицами смолы, присоединенными на поверхности частицы ядра. Тонер, имеющий данную структуру, может быть соответственно изготовлен нижеописанным способом растворения-суспендирования.

В дальнейшем, частица ядра может быть названа ядром. Оболочка имеет выступы и образована тонкодисперсными частицами смолы, присоединенными на поверхности частицы ядра. Тонкодисперсные частицы смолы по отдельности или совокупность тонкодисперсных частиц смолы могут быть названы оболочкой. Такой тонер может быть назван тонером со структурой ядро-оболочка.

В тонере по настоящему изобретению вся поверхность или часть поверхности частицы ядра (ядра) может быть покрыта выступами, или поверхность частицы тонера покрыта тонкодисперсными частицами смолы так, чтобы образовывалась островная структура, при которой поверхность частицы тонера образует «море», а тонкодисперсные частицы смолы образуют «островки».

Предпочтительно, среднее длин длинных сторон выступов составляет 0,1 мкм или более, но меньше чем 0,5 мкм, среднеквадратичное отклонение длин длинных сторон выступов составляет 0,2 или менее, а коэффициент покрытия выступами составляет от 30% до 90%.

Частицы тонера наблюдают с помощью сканирующего электронного

микроскопа (СЭМ), и полученное в СЭМ изображение можно использовать для измерения длин длинных сторон выступов каждой частицы тонера и коэффициента покрытия выступами на каждой частице тонера.

Далее, со ссылкой на фиг. 7, приведено описание способа вычисления длинных сторон и коэффициента покрытия выступами.

<Коэффициент покрытия>

Определяют кратчайшую длину между двумя параллельными прямыми линиями, находящимися в контакте с частицей тонера, и точки контакта обозначают как A и B.

Вычисляют площадь круга, имеющего в качестве центра центр O отрезка AB и имеющего в качестве диаметра длину отрезка AO, и вычисляют суммарную площадь выступов, содержащихся в круге, чтобы тем самым вычислить коэффициент покрытия выступами на частице тонера (т.е. отношение суммарной площади выступов к площади круга).

Вычисление коэффициента покрытия вышеописанным способом выполняют для ста или более частиц тонера и затем усредняют полученные коэффициенты покрытия.

<Среднее длин длинных сторон>

Среднее длин длинных сторон получают измерением длин длинных сторон 100 или более выступов на 100 или более частицах тонера.

Следует отметить, что выбирают 100 частиц тонера и измеряют длину длинной стороны одного выступа по одной частице тонера. Выбранные 100 частиц тонера измеряли таким образом.

Площадь выступов и длинную сторону выступов измеряли с использованием программного обеспечения «MAC-VIEW» (изделия компании Mountech Co., Ltd.) для анализа распределения частиц по размерам методом анализа изображений.

Способы измерения длины длинной стороны выступа и площади выступа специально не ограничены и могут соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели.

Среднее длин длинных сторон выступов предпочтительно составляет от 0,1 мкм до 0,5 мкм, более предпочтительно, от 0,1 мкм до 0,3 мкм.

Когда оно составляет 0,5 мкм или более, выступы на поверхности становятся редкими, и эффекты модификации поверхности невозможно получить в некоторых случаях.

Среднеквадратичное отклонение длин длинных сторон выступов предпочтительно составляет 0,2 или менее, более предпочтительно, 0,1 или менее.

Когда оно больше, чем 0,2, размер выступов на поверхности становится неравномерным, что может приводить к нарушениям.

Коэффициент покрытия предпочтительно составляет от 30% до 90%, более предпочтительно, от 40% до 80%, еще более предпочтительно, от 50% до 70%.

Когда коэффициент покрытия меньше чем 30%, происходит загрязнение фона, а стойкость против теплового старения при длительном хранении становится недостаточной. Когда он больше, чем 90%, может ухудшиться свойство низкотемпературного закрепления.

В настоящем изобретении тонер дает надосадочную жидкость, имеющую коэффициент пропускания от 50% до 95%, предпочтительно, от 60% до 95%, в отношении света с длиной волны 800 нм, причем надосадочная жидкость образуется после того, как 3 г тонера добавляют к 40 г умягченной ионным обменом воды, содержащей 0,5 массовых % додецилсульфата натрия, с последующими перемешиванием в течение 90 мин и облучением ультразвуковыми волнами с 20 кГц и 80 Вт в течение 5 мин, и жидкость, содержащую диспергированный в ней тонер, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Вышеупомянутый коэффициент пропускания является показателем, указывающим, насколько трудно тонкодисперсным частицам смолы отделиться от частицы ядра (ядра). Тонер, образующий надосадочную жидкость с вышеупомянутым коэффициентом пропускания в 50% или выше, является тонером, в котором оболочка закреплена на поверхности частицы ядра прочнее, чем в обычном тонере со структурой ядро-оболочка. Поскольку оболочка отделяется от тонера в меньшем количестве, то можно быть уверенным в том, что тонер обладает высокими электризуемостью и стойкостью.

Когда коэффициент пропускания меньше чем 50%, отделенная от тонера оболочка прилипает, например, к тонерорегулирующему ракелю, что вызывает формирование неправильных изображений. Отделение оболочки (т.е. тонкодисперсных частиц смолы) от тонера происходит, когда толщина слоя тонера регулируется ракелем в проявочном устройстве. Условия облучения ультразвуковыми волнами соответствуют условиям регулировки толщины слоя тонера. Надосадочная жидкость содержит не только тонкодисперсные частицы смолы, но и красящее вещество и смазочное средство. Однако, свет с длиной волны 800 нм испытывает меньшее влияние красящего вещества и смазочного средства и, следовательно, пригоден для наблюдения поглощения тонкодисперсными частицами смолы.

Когда коэффициент пропускания больше, чем 95%, отделенная оболочка не может проявлять эффект разделителя между частицами тонера. В результате, частицы тонера непосредственно контактируют между собой, и внешние добавки внедряются в поверхности тонера, потенциально ухудшая тонер.

Традиционно известен метод регулировки того, насколько вещества удаляются с поверхностей тонера в условиях облучения (мощности) ультразвуковыми волнами при 50 Вт и 20 Вт. В тонере по настоящему изобретению, где тонкодисперсные частицы смолы присоединены прочно, корреляцию между такими качествами, как сцепление и количество свободных веществ, невозможно наблюдать при условиях облучения (мощности) ультразвуковыми волнами при 50 Вт и 20 Вт.

Коэффициент пропускания можно измерять следующим образом.

Сначала в 1-литровый сосуд из полипропилена заливают 995 г умягченной ионным обменом воды, из которой предварительно удалены твердые примеси.

Затем в умягченную ионным обменом воду добавляют 5 г «додецилсульфата натрия» (выпускаемого компанией KANTO KAGAKU K.K.), служащего диспергатором, чтобы тем самым приготовить 0,5%-ую по массе жидкую дисперсию.

Затем отвешивают 40 г приготовленной жидкой дисперсии и смешивают с 3 г тонера, с последующим перемешиванием в течение 90 мин. Полученную смесь переносят в 100-мл стакан из нержавеющей стали (производимый компанией TOP Co.), где ее облучают ультразвуковыми волнами в течение 5 мин, используя устройство для облучения ультразвуковыми волнами («VCX-750», изготавливаемое компанией Sonics  Materials, Inc.), мощность которого настроена на 80 Вт.

Перед облучением убеждаются, что источник ультразвуковых волн достаточно погружен в жидкую дисперсию (на глубину 1 см или более от поверхности жидкости).

Жидкую дисперсию соответственно охлаждают так, чтобы ее температура попадала в диапазон от 10°C до 40°C во время облучения ультразвуковыми волнами.

Жидкую дисперсию тонера (11 мл) после облучения ультразвуковыми волнами переносят в 15-мл центрифужную пробирку, которую центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин. Применяли центрифугу «CN-1040», изготовленную компанией HSIANGTAI Inc.

После центрифугирования из надосадочной жидкости брали образец в объеме 1,6 мл из верхней части поверхности жидкости. Отобранную надосадочную жидкость переносили в кварцевую кювету работающего в ультрафиолетовой и видимой областях (УФ-Вид) спектрофотометра (UV-2550, компании Shimadzu Corporation) и измеряли для получения коэффициента пропускания в отношении света с длиной волны 800 нм.

При данном измерении, в качестве контрольного образца применяли 0,5%-ый по массе водный раствор додецилсульфата натрия. Коэффициент пропускания 0,5%-го по массе водного раствора додецилсульфата натрия в отношении света с длиной волны 800 нм принимали за 100%.

<Способ растворения-суспендирования>

Один способ изготовления тонера, использующий способ растворения-суспендирования, представляет собой способ, включающий в себя следующие этапы: растворяют или диспергируют в органическом растворителе композицию тонера, содержащую по меньшей мере связующую смолу, смазочное средство, красящее вещество и необязательные другие компоненты, чтобы тем самым получить раствор или жидкую дисперсию; диспергируют раствор или жидкую дисперсию в водной среде в присутствии диспергатора с использованием обычного смесителя, смесителя-гомогенизатора или гомогенизатора таким образом, чтобы получить частицы тонера, имеющие заданное распределение частиц по размерам; и удаляют органический растворитель для получения суспензии тонера (частиц основы тонера). Полученные частицы основы тонера можно выделить регенерацией посредством промывки/фильтрации и сушки в соответствии известным способом. Кроме того, полученные частицы основы тонера смешивают с частицами, такими как внешние добавки, за счет чего можно получить частицы тонера.

<<Связующая смола>>

Связующая смола конкретно не ограничена, при условии, что она может растворяться в растворителе в способе растворения-суспендирования, и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели. Например, возможно использование смол, которые обычно применяют в тонере.

Ее примеры включают в себя сложнополиэфирную смолу, стирол-акриловую смолу, полиоловую смолу, виниловую смолу, полиуретановую смолу, эпоксидную смолу, полиамидную смолу, полиимидную смолу, силиконовую смолу, фенольную смолу, меламиновую смолу, карбамидную смолу, анилиноформальдегидную смолу, иономерную смолу и поликарбонатную смолу. Они могут применяться по отдельности или в сочетании. Из них предпочтительной является сложнополиэфирная смола, а некристаллическая сложнополиэфирная смола особенно предпочтительна с точки зрения способности к закреплению.

Некристаллическая сложнополиэфирная смола конкретно не ограничена и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели. Предпочтительными являются модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола и немодифицированная сложнополиэфирная смола.

- Модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола -

Модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола образуется при введении изоцианатной группы в концы сложнополиэфирной смолы, чтобы получить тонер, обладающий хорошими вязкоупругими свойствами. В процессе изготовления тонера, предпочтительно, изоцианатным группам дают возможность реагировать для удлинения цепи, чтобы тем самым придать образовавшемуся тонеру соответствующую сшитую структуру.

Пример модифицированной изоцианатом сложнополиэфирной смолы включает смолу, полученную реагированием сложного полиэфира, который является продуктом поликонденсации полиола (1) и многоосновной карбоновой кислоты (2) и имеет активные водородные группы, с полиизоцианатом (3).

Примеры активных водородных групп, содержащихся в сложном эфире, включают в себя гидроксильные группы (спиртовые гидроксильные группы и фенольные гидроксильные группы), аминогруппы, карбоксильные группы и меркаптогруппы. Из них спиртовые гидроксильные группы являются особенно предпочтительными.

Полиол

Примеры полиола (1) включают в себя диол (1-1) и трехатомный или высший полиол (1-2), при этом предпочтительны диол (1-1) отдельно или смесь, содержащая диол (1-1) и небольшое количество трехатомного или высшего полиола (1-2).

Примеры диола (1-1) включают в себя алкиленгликоли (например, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол и 1,6-гександиол); простые эфиры алкиленгликолей (например, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и простой эфир политетраметиленгликоля); алициклические диолы (например, 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A); бисфенолы (например, бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S); аддукты вышеперечисленных алициклических диолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом); и аддукты вышеперечисленных бисфенолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом). Их можно применять по одиночке или в сочетании.

Из них предпочтительными являются C2-C12 алкиленгликоли и аддукты бисфенолов с алкиленоксидами. Более предпочтительны аддукты бисфенолов с алкиленоксидами и сочетания аддуктов бисфенолов с алкиленоксидами и C2-C12 алкиленгликолей.

Примеры трехатомного или высшего полиола (1-2) включают в себя алифатические полиспирты от трехатомного до восьмиатомного или высшего порядка (например, глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит и сорбит); трехатомные или высшие фенолы (например, трисфенол PA, фенол-новолак и крезол-новолак); и аддукты вышеописанных трехатомных или высших фенолов с алкиленоксидами. Их можно применять по одиночке или в сочетании.

Многоосновная карбоновая кислота

Примеры многоосновной карбоновой кислоты (2) включают в себя дикарбоновые кислоты (2-1) и трехосновные или высшие многоосновные карбоновые кислоты (2-2), при этом предпочтительными являются дикарбоновые кислоты (2-1) по отдельности или смесь, содержащая дикарбоновые кислоты (2-1) и небольшое количество трехосновных или высших многоосновных карбоновых кислот (2-2).

Примеры дикарбоновых кислот (2-1) включают в себя алкилен-дикарбоновые кислоты (например, янтарную кислоту, адипиновую кислоту и себациновую кислоту); алкенилен-дикарбоновые кислоты (например, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту); ароматические дикарбоновые кислоты (например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и нафталин-дикарбоновую кислоту). Их можно применять по одиночке или в сочетании. Из них предпочтительными являются C4-C20 алкенилен-дикарбоновые кислоты и C8-C20 ароматические дикарбоновые кислоты.

Примеры трехосновных или высших многоосновных карбоновых кислот (2-2) включают в себя C9-C20 ароматические многоосновные карбоновые кислоты (например, тримеллитовую кислоту и пиромеллитовую кислоту). Следует отметить, что многоосновные карбоновые кислоты (2) могут вступать в реакцию с полиолами (1) в виде ангидридов кислот или их низших сложных алкилэфиров (например, сложного метилового эфира, сложного этилового эфира и сложного изопропилового эфира).

Соотношение между полиолом (1) и многоосновной карбоновой кислотой (2) предпочтительно составляет от 2/1 до 1/1, более предпочтительно, от 1,5/1 до 1/1, предпочтительнее, от 1,3/1 до 1,02/1, в пересчете на эквивалентное отношение [OH]/[COOH] гидроксильных групп [OH] к карбоксильным группам [COOH].

Полиизоцианат

Примеры полиизоцианата (3) включают в себя алифатические полиизоцианаты (например, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, 2,6-диизоцианатметилкапроат); алициклические полиизоцианаты (например, изофорондиизоцианат, циклогексилметан-диизоцианат); ароматические диизоцианаты (например, толилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат); алифатически-ароматические диизоцианаты (например, α, α,α′, α′-тетраметилксилилендиизоцианат); изоцианураты; блочные продукты взаимодействия полиизоцианатов, например, с фенольными производными, оксимом или капролактамом; или сочетание двух или более из них.

Доля полиизоцианата (3) предпочтительно составляет от 5/1 до 1/1, более предпочтительно, от 4/1 до 1,2/1, а предпочтительнее, от 2,5/1 до 1,5/1, в пересчете на эквивалентное отношение [NCO]/[OH] изоцианатных групп [NCO] к гидроксильным группам сложного полиэфира, содержащего гидроксильные группы (OH). Если значение NCO/OH больше, чем 5, то остаточные полиизоцианатные соединения могут оказывать отрицательное влияние на электризуемость тонера.

Удлинитель цепи

Для удлинения цепи модифицированного изоцианатом сложного полиэфира можно использовать амины (B).

Примеры аминов (B) включают в себя диамины (B1), трехатомные или высшие полиамины (B2), аминоспирты (B3), аминомеркаптаны (B4), аминокислоты (B5) и аминоблокированные соединения (B6), получаемые блокированием аминогруппы у B1-B5. Их можно применять по одиночке или в сочетании.

Примеры диамина (B1) включают в себя ароматические диамины (например, фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин, 4,4′-диаминодифенилметан, тетрафтор-п-ксилилендиамин и тетрафтор-п-фенилендиамин); алициклические диамины (например, 4,4′-диамино-3,3′-диметилдициклогексилметан, диаминциклогексан и изофорондиамин); и алифатические диамины (например, этилендиамин, тетраметилендиамин, гексаметилендиамин, додекафторгексилендиамин и тетракозафтордодецилендиамин).

Примеры трехатомного или высшего полиамина (B2) включают в себя диэтилентриамин и триэтилентетрамин.

Примеры аминоспирта (B3) включают в себя этаноламин и гидроксиэтиланилин.

Примеры аминомеркаптана (B4) включают в себя аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан.

Примеры аминокислоты (B5) включают в себя аминопропионовую кислоту и аминокапроновую кислоту.

Примеры аминоблокированного соединения (B6), получаемого блокированием аминогруппы у B1-B5, включают в себя соединения оксазолидина и соединения кетимина, производные от аминов B1-B5 и кетонов (например, ацетона, метилэтилкетона и метилизобутилкетона).

Из этих аминов (B) предпочтительными являются B1 и смесь, содержащая B1 и небольшое количество B2.

Доля амина (B) предпочтительно составляет от 1/2 до 2/1, более предпочтительно, от 1,5/1 до 1/1,5, предпочтительнее, от 1,2/1 до 1/1,2, в пересчете на эквивалентное отношение [NCO]/[NHx] изоцианатных групп в модифицированном изоцианатом сложном полиэфире [NCO] к аминогруппам в аминах (B) [NHx]. Если значение [NCO]/[NHx] больше, чем 2, или меньше чем 1/2, то цепь модифицированного изоцианатом сложного полиэфира не может достаточно удлиняться в некоторых случаях. Соответственно, нельзя получить намеченную вязкоупругость.

Вышеупомянутые модифицированные изоцианатом сложные полиэфиры можно применять по отдельности. Однако, когда линейные модифицированные изоцианатом сложные полиэфиры одного или более типов применяют в сочетании с разветвленными модифицированными изоцианатом сложными полиэфирами одного или более типов, вязкоупругость образующегося тонера можно спроектировать предпочтительным образом. Чтобы позволить тонеру иметь равномерно сшитые структуры, каждую с достаточно удаленными точками сшивки, особенно предпочтительно, разветвленный модифицированный изоцианатом сложный полиэфир проектируется имеющим относительно низкую молекулярную массу и применяется в сочетании с линейным модифицированным изоцианатом сложным полиэфиром.

Проектирование модифицированного изоцианатом сложного полиэфира имеющим длинную молекулярную цепь может вызвать ухудшение термических характеристик образовавшегося тонера. Одной возможной причиной этого может быть следующее. В частности, такая длинная молекулярная цепь сворачиваться в виде статистической спирали (случайного клубка) в масляной фазе процесса изготовления тонера, и локально формируются сшитые структуры, или в его молекуле завершается реакция изоцианатных групп, приводя к тому, что образовавшийся тонер не может равномерно иметь сшитые структуры по всему тонеру.

Немодифицированная сложнополиэфирная смола

В настоящем изобретении сложный полиэфир, который не модифицирован изоцианатом (немодифицированную сложнополиэфирную смолу), можно применять в сочетании с модифицированным изоцианатом сложным полиэфиром.

Немодифицированная сложнополиэфирная смола позволяет просто настроить вязкоупругость тонера.

Ее примеры включают в себя продукты поликонденсации полиолов (1) и многоосновных карбоновых кислот (2).

Кристаллическая сложнополиэфирная смола

Тонер по настоящему изобретению может содержать кристаллическую сложнополиэфирную смолу для улучшения способности к низкотемпературному закреплению.

Кристаллическую сложнополиэфирную смолу можно получать поликонденсацией полиола с многоосновной карбоновой кислотой.

Полиол конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели, но предпочтительными являются алифатические диолы.

Примеры алифатического диола включают в себя этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, неопентилгликоль и 1,4-бутендиол. Из них предпочтительными являются 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол и 1,8-октандиол, а особенно предпочтителен 1,6-гександиол.

Примеры многоосновной карбоновой кислоты включают в себя ароматические дикарбоновые кислоты (например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту и терефталевую кислоту), и C2-C8 алифатическую карбоновую кислоту. Из них алифатические карбоновые кислоты являются предпочтительными с точки зрения высокой степени кристалличности.

Количество кристаллической сложнополиэфирной смолы, содержащейся в тонере, предпочтительно составляет от 3 массовых % до 10 массовых %. Когда оно меньше чем 3 массовых %, кристаллическая сложнополиэфирная смола не может существенно улучшить способность к низкотемпературному закреплению. Когда оно больше, чем 10 массовых %, то электризуемость тонера снижается, потенциально вызывая рассеивание.

Следует отметить, что кристаллическая сложнополиэфирная смола отличается от некристаллической сложнополиэфирной смолы по термическим характеристикам. Кристаллическая сложнополиэфирная смола относится, например, к смоле, проявляющей четкий эндотермический пик на кривой ДСК, как можно видеть у воска. Некристаллическая сложнополиэфирная смола дает гладкую кривую, описывающую стеклование.

<<Смазочное средство>>

Смазочное средство конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Предпочтительными являются воски.

Воски конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели. Примеры восков включают в себя полиолефиновые воски (например, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск); длинноцепные углеводороды (например, парафиновые воски, воски Фишера-Тропша и воски SASOL); содержащие карбонильную группу воски, синтетические сложноэфирные воски и рисовые воски. Из них предпочтительными являются содержащие карбонильную группу воски.

Примеры содержащих карбонильную группу восков включают в себя сложные эфиры полиалкановой кислоты (например, карнаубские воски, монтанные воски, триметилолпропан-трибегенат, пентаэритрит-тетрабегенат, пентаэритрит-диацетатдибегенат, глицерин-трибегенат и 1,18-октадекандиол-дистеарат); сложные эфиры полиалканолов (например, тристеарил-тримеллитат и дистеарил-маллеат); амиды полиалкановой кислоты (например, этилендиамин-дибегениламид); полиалкиламиды (например, тристеариламид-тримеллитат); и диалкиловые кетоны (например, дистеарилкетон). Их можно применять по отдельности или в сочетании.

Из них предпочтительными являются по меньшей мере один, выбранный из парафиновых восков, синтетических сложноэфирных восков, полиолефиновых восков, карнаубских восков и рисовых восков с точки зрения низкой полярности, низкой вязкости расплава и высокой смазочной способности. Особенно предпочтительными являются парафиновые воски и воски Фишера-Тропша.

Количество смазочного средства, содержащегося в тонере, специально не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели, но предпочтительно составляет от 4,0 массовых % до 8,0 массовых %. Когда оно меньше чем 4,0 массовых %, достаточное количество смазочного средства недостаточно не выделяется, что легко вызывает замятие бумаги. Когда оно больше, чем 8,0 массовых %, частицы ядра тонера легче контактируют с элементами, потенциально вызывая такие проблемы, как пленкообразование на ОФП.

Смазочное средство с низкой полярностью легко растворяется в н-гексане. Следовательно, когда тонер погружают в н-гексан и затем контролируют количество смазочного средства, извлекаемого с поверхности тонера, можно обеспечить тонер с улучшенной смазывающей способностью и не загрязняющий элементы.

Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) предпочтительно составляет от 10 мг/г до 25 мг/г, более предпочтительно, от 13 мг/г до 22 мг/г. Когда оно меньше чем 10 мг/г, смазывающая способность тонера становится недостаточной, легко вызывая замятие бумаги. Когда оно больше, чем 25 мг/г, частицы ядра тонера легче контактируют с элементами, потенциально вызывая такие проблемы, как пленкообразование на ОФП.

Количество извлеченного гексаном смазочного средства можно регулировать посредством управления, например, количеством добавляемого смазочного средства и типом или количеством используемого диспергатора.

Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) можно измерять следующим способом.

В частности, навешивают 1,0 г тонера в 30-мл стеклянную пробирку с завинчивающейся пробкой при температуре 25°C±2°C. Затем к данной навеске добавляют 7 м