Тонер и двухкомпонентный проявитель

Тонер и двухкомпонентный проявитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение предлагает тонер и двухкомпонентный проявитель с использованием данного тонера.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Формирующие изображения устройства, такие как электрографические устройства и электростатические печатные устройства, формируют изображение, осуществляя проявление электростатического скрытого изображения, которое формируется на фотопроводнике с помощью тонера, перенос сформированного тонером изображения на печатный материал, такой как лист, и после этого фиксирование перенесенного изображения посредством нагревания.

Когда формируется полноцветное изображение, для проявления используются тонеры четырех цветов, включая черный, желтый, пурпурный и голубой. После того, как тонерные изображения соответствующих цветов переносятся на печатный материал и накладываются друг на друга, эти изображения одновременно фиксируются посредством нагревания.

Чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду Земли, уделяется внимание уменьшению температуры фиксирования тонера. Однако тонер, имеющий низкую температура плавления, также неудовлетворительную термическую устойчивость при хранении. Таким образом, требуется одновременное выполнение условий низкотемпературной фиксируемости и термической устойчивости при хранении. Например, патентный документ 1 описывает попытку одновременного обеспечения низкотемпературной фиксируемости и термической устойчивости при хранении посредством оптимизации количества кристаллического сложного полиэфира, вводимого в тонер, в зависимости от распределения по размеру частиц тонера. Патентный документ 2 описывает попытку одновременного обеспечения низкотемпературной фиксируемости и термической устойчивости при хранении, а также придания свойства разделяемости посредством одновременной реализации совместимого состояния и несовместимого состояния кристаллического сложного полиэфира в тонере.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка № 2012-063496

Патентный документ 2: японская выложенная патентная заявка № 2012-108462

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Примерные средства, которые позволяют одновременно обеспечивать низкотемпературную фиксируемость и термическую устойчивость при хранении, включают сохранение твердости тонера в низкотемпературном интервале. Однако это, как правило, вызывает ухудшение пластичности и ухудшение воспроизводимости цвета. Например, на практике используется тонер, изготовленный таким образом, что частица тонера имеет содержащую сердцевину и оболочку структуру, где в сердцевине содержится большое количество кристаллического полимера, и в результате этого получается улучшенная низкотемпературная фиксируемость. Однако поскольку оболочечный слой составляет полимер, имеющий высокий твердость, чтобы обеспечивалась термическая устойчивость при хранении, невозможно предотвратить ухудшение пластичности, и остается нерешенной проблема ухудшения воспроизводимости цвета.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить тонер, который способен одновременно обеспечивать превосходную низкотемпературную фиксируемость и воспроизводимость цвета, а также проявлять превосходную термическую устойчивость при хранении.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

В результате интенсивных исследований авторы настоящего изобретения обнаружили, что описанные выше проблемы может решить следующий пункт 1 настоящего изобретения.

1. Тонер, включающий:

красящее вещество,

полимер и

разделительное вещество,

причем время спин-спиновой релаксации (t₂) тонера при 90°C, полученное посредством спинового эха Хана (Hahn) в анализе методом импульсного ЯМР составляет от 1,80 мс до 7,00 мс.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение может предложить тонер, который способен одновременно обеспечивать превосходную низкотемпературную фиксируемость и воспроизводимость цвета, а также проявлять превосходную термическую устойчивость при хранении.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую кривую затухания для времени спин-спиновой релаксации.

Описание вариантов осуществления

Тонер

Далее будет подробно описан тонер согласно представленному выше пункту 1 настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения также включают следующие пункты 2-10, и все они вместе все будут также представлены ниже.

Тонер, способ изготовления, материалы проявителя и вся система, которые используются в электрографическом процессе, могут представлять собой любые традиционные предметы, если они удовлетворяют заданным условиям.

2. Тонер по пункту 1, причем время спин-спиновой релаксации (t₂) тонера при 90°C, полученное посредством спинового эха Хана в анализе методом импульсного ЯМР составляет от 3,80 мс до 5,90 мс.

3. Тонер по пункту 1 или 2, причем при исследовании мягкого компонента и твердого компонента тонера при 90°C посредством спинового эха Хана в анализе методом импульсного ЯМР твердый компонент имеет время спин-спиновой релаксации (t_H), которое удовлетворяет следующему выражению соотношения 1 или 2, где t_S представляет собой время спин-спиновой релаксации, соответствующее мягкому компоненту:

когда t_S≥25,00 мс, t_H≤2,00 мс (1),

когда t_S<25,00 мс, t_H≥1,10 мс (2).

4. Тонер по любому из пунктов 1-3, причем при исследовании тонера методом ДСК в интервале от 0°C до 100°C максимальная температура эндотермического пика T1 тонера при первом повышении температуры и максимальная температура экзотермического пика T2 тонера при понижении температуры удовлетворяют следующему выражению соотношения 3:

T1-T2≤30,0°C и T2≥30,0°C (3).

5. Тонер по любому из пунктов 1-4, причем при исследовании тонера методом ДСК в интервале от 0°C до 100°C, максимальная температура эндотермического пика тонера при втором повышении температуры находится в интервале от 50°C до 70°C, и величина теплоты плавления тонера при втором повышении температуры составляет 30,0 Дж/г или более.

6. Тонер по любому из пунктов 1-5, причем при измерении растворимые в тетрагидрофуране (THF) компоненты тонера методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ) содержания растворимых в THF компонентов, у которых молекулярная масса составляет 100000 или более, составляет 5% или более, и среднемассовая молекулярная масса (Mw) растворимых в THF компонентов составляет 20000 или более.

7. Тонер по любому из пунктов 1-6, причем тонер имеет содержащую сердцевину и оболочку структуру, и оболочка содержащей сердцевину и оболочку структуры имеет толщину, составляющую 40 нм или менее.

8. Тонер по любому из пунктов 1-7, причем полимер включает кристаллический сложнополиэфирный полимер.

9. Тонер по пункту 8, причем в кристаллическом сложнополиэфирном полимере присутствуют уретановая связь и/или мочевинная связь.

10. Двухкомпонентный проявитель, включающий:

тонер по любому из пунктов 1-9 и

носитель, имеющий магнитные свойства.

Время спин-спиновой релаксации (t₂) согласно настоящему изобретению представляет собой характеристическое значение тонера, в котором учитывается термическое поведение тонера. Значение t₂ представляет собой время спин-спиновой релаксации, вычисленное на основании кривой затухания, полученной в результате измерения тонера посредством спинового эха Хана в анализе методом импульсного ЯМР. Время спин-спиновой релаксации (t₂) является показателем подвижности молекул, из которых состоит тонер. Таким образом, на основании времени спин-спиновой релаксации, оказывается возможной оценка твердости тонера при определенной температуре. Например, когда нагревается тонер, имеющий низкий температуру плавления, молекулы, из которых состоит тонер, приобретают высокую подвижность в процессе плавления и, таким образом, проявляют продолжительное время спин-спиновой релаксации (t₂). При обсуждении фиксируемости и воспроизводимости цвета наиболее важным является поведение тонера при плавлении, когда он проходит через фиксирующее устройство и нагревается. Таким образом, согласно настоящему изобретению, необходимо оценить время спин-спиновой релаксации (t₂) при 90°C, принимая во внимание формирующее изображения устройства, для которого требуется низкотемпературная фиксируемость.

Согласно настоящему изобретению, один примерный способ изменения времени спин-спиновой релаксации (t₂) представляет собой изменение содержания имеющего четкую температуру плавления кристаллического полимера. Чем больше содержание имеющего четкую температуру плавления кристаллического полимера, тем ниже температура плавления тонера в целом, и в результате этого повышается подвижность молекул при определенной температуре, и, таким образом, увеличивается время спин-спиновой релаксации (t₂). Даже когда содержание кристаллического полимера является небольшим, оказывается возможным получение продолжительного времени спин-спиновой релаксации (t₂) при 90°C посредством создания тонкодиспергированного состояния кристаллического полимера, в том числе посредством осуществления отжига в соответствующих условиях. Это объясняется тем, что в тонкодиспергированном состоянии увеличивается площадь контактной поверхности между кристаллическим полимером и некристаллическим полимером, и в результате этого улучшаются характеристики плавления тонера в целом.

Кроме того, когда тонер имеет содержащую сердцевину и оболочку структуру, другой способ представляет собой изменение толщины оболочки. Поскольку оболочку, как правило, составляют молекулы, имеющие меньшую подвижность, чем молекулы сердцевины, чем больше толщина оболочки, имеющей меньшую подвижность, тем ниже молекулярная подвижность тонера в целом, и в результате этого сокращается время спин-спиновой релаксации (t₂). Таким образом, чтобы регулировать время спин-спиновой релаксации (t₂) образца в целом, важно, чтобы сохранялся баланс между содержанием кристаллического полимера и толщиной оболочки.

Время спин-спиновой релаксации (t₂) согласно настоящему изобретению составляет от 1,80 мс до 7,00 мс. Когда время спин-спиновой релаксации (t₂) составляет 1,80 мс или более, или предпочтительно 3,80 мс или более, тонер будет хорошо плавиться даже при низкой температуре и будет, таким образом, иметь хорошее сродство по отношению к фиксирующему материалу (например, листу) и хорошо фиксироваться на нем. Кроме того, поскольку тонер не должен иметь чрезмерно высокую твердость, он проявляет хорошую пластичность и воспроизводимость цвета. С другой стороны, когда время спин-спиновой релаксации (t₂) составляет 7,00 мс или менее, или предпочтительнее 5,90 мс или менее, тонер не должен иметь чрезмерно низкую твердость, и, таким образом, он будет проявлять хорошую термическую устойчивость при хранении.

Кривую затухания, полученную с использованием описанного выше способа, можно разделить на две кривые, которые определяют, соответственно, составляющие тонер твердый компонент и мягкий компонент (фиг. 1). Время спин-спиновой релаксации, полученное на основании кривой, которой соответствует твердый компонент, определяется как t_H, и время спин-спиновой релаксации, полученное на основании кривой, которой соответствует мягкий компонент, определяется как t_S. Когда количество компонента, имеющего низкую молекулярную подвижность, увеличивается, в том числе посредством увеличения толщины твердого оболочечного слоя тонера, значение t_H уменьшается. С другой стороны, когда количество компонента, имеющего высокую молекулярную подвижность, увеличивается, в том числе посредством увеличения количества кристаллического полимера, значение t_S увеличивается. При попытке одновременного обеспечения низкотемпературной фиксируемости, воспроизводимости цвета и термической устойчивости при хранении очень важно сохранять баланс между содержанием мягкого компонента и твердого компонента тонера. Когда молекулярная подвижность мягкого компонента является очень высокой, и в то же самое время подвижность твердого компонента также является высокой, твердость тонера в целом является весьма низкой, и в результате этого ухудшается термическая устойчивость при хранении. С другой стороны, когда молекулярная подвижность мягкого компонента является очень низкой, и в то же самое время подвижность твердого компонента также является низкой, твердость тонера в целом является весьма высокой, и в результате этого ухудшается низкотемпературная фиксируемость и воспроизводимость цвета. Когда t_S составляет не менее чем 25,00 мс, и t_H составляет не более чем 2,00 мс в одно и то же время (т. е. когда мягкий компонент имеет очень высокую подвижность, но твердый компонент имеет низкую подвижность), или когда t_S составляет менее чем 25,00 мс, и в то же время t_H составляет не менее чем 1,10 мс (т. е. когда мягкий компонент имеет низкую подвижность, но твердый компонент имеет высокую подвижность), тонер имеет сбалансированную твердость в целом, и в результате этого становится возможным одновременное обеспечение низкотемпературной фиксируемости, воспроизводимости цвета и термической устойчивости при хранении.

При исследовании тонера методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в интервале от 0°C до 100°C, максимальная температура эндотермического пика T1 тонера при первом повышении температуры и максимальная температура экзотермического пика T2 тонера при понижении температуры удовлетворяют следующему выражению соотношения 3, предпочтительнее следующему за ним выражению соотношения 4 или еще предпочтительнее следующему за ним выражению соотношения 5, возникает эффект снижения температура плавления тонера до еще менее высокого уровня и повышения температуры замерзания тонера до еще более высокого уровня, что является предпочтительным, потому что низкотемпературное фиксирование становится возможной без появления какого-либо признака сопротивления истиранию в процессе выпуска бумаги.

T1-T2≤30,0°C и T2≥30,0°C (3)

T1-T2≤25,0°C и T2≥38,0°C (4)

T1-T2≤25,0°C и T2≥40,0°C (5)

Кроме того, оказывается предпочтительным, если максимальная температура эндотермического пика тонера при втором повышении температуры при исследовании тонера методом ДСК в интервале от 0°C до 100°C составляет 50°C или более, потому что становится менее вероятным возникновение слипания тонера. Кроме того, оказывается предпочтительным, если эта максимальная температура эндотермического пика составляет менее чем 70°C, потому что становится возможным низкотемпературное фиксирование. Кроме того, оказывается предпочтительным, если величина теплоты плавления при втором повышении температуры составляет 30,0 Дж/г или более и предпочтительнее 45,0 Дж/г или более, поскольку это означает, что тонер содержит кристаллические частицы в большом количестве и, таким образом, имеет улучшенное свойство четкой температуры плавления, и в результате этого обеспечивается низкотемпературное фиксирование.

Когда содержание растворимых в тетрагидрофуране (THF) компонентов тонера измеряется методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ), оказывается предпочтительным, если содержание растворимых в THF компонентов, у которых молекулярная масса составляет 100000 или более, составляет 5% или более и предпочтительнее 7% или более, и среднемассовая молекулярная масса (Wt) растворимых в THF компонентов составляет 20000 или более, потому что оказывается возможным получение тонера, у которого вязкоупругость после плавления может благоприятно регулироваться, и тонер может фиксироваться при температуре и скорости, которые являются постоянными независимо от типа листов. Это также является предпочтительным, потому что количество низкомолекулярного компонента, имеющего низкую температуру плавления, может благоприятно регулироваться, и подавляется ухудшение термической устойчивости при хранении.

Когда тонер имеет содержащую сердцевину и оболочку структуру, оказывается предпочтительным, если толщина оболочки составляет 40 нм или менее, потому что тонер будет иметь превосходную пластичность и хорошую воспроизводимость цвета.

Кроме того, оказывается более предпочтительным, если полимер, составляющий тонер, содержит кристаллический сложнополиэфирный полимер, потому что при этом будет увеличиваться возможность обеспечения низкотемпературного фиксирования.

Кроме того, оказывается предпочтительным, если в кристаллическом сложнополиэфирном полимере содержатся уретановая связь и/или мочевинная связь, потому что такой кристаллический сложнополиэфирный полимер будет проявлять высокую твердость, сохраняя при этом кристалличность, чтобы квалифицироваться в качестве полимера.

Двухкомпонентный проявитель, содержащий тонер согласно настоящему изобретению, и носитель, имеющий магнитные свойства, оказывается предпочтительным, потому что при этом может обеспечиваться соответствующая текучесть тонера, осуществляться соответствующее проявление и перенос, и он является в высокой степени безопасным (надежным) в отношении окружающей среды.

Анализ методом импульсного ЯМР

Согласно настоящему изобретению, анализ тонера методом импульсного ЯМР предпочтительно осуществляется в следующем режиме.

Таким образом, когда используется импульсный спектрометр ЯМР серии MINISPEC MQ, изготовленный компанией Bruker Japan Co., Ltd., высокочастотное магнитное поле воздействует в форме импульса на тонер, помещенный в пробирку для анализа методом ЯМР, вектор намагниченности наклоняется, и подвижность молекул, составляющих тонер, оценивают, измеряя время, которое требуется для исчезновения компонентов x и y вектора намагниченности (т. е. время релаксации).

(1) Образец

Навеску тонера в количестве 40 мг помещают в пробирку для анализа методом ЯМР, имеющую диаметр 10 мм, нагревают в течение 15 минут, используя предварительный нагреватель, установленный на 90°C, и используют для измерения. Образец, у которого температура составляет 90°C, но который приобретает эту температуру 90°C после нагревания до температуры, превышающей 90°C, и последующего охлаждения, претерпевает значительное изменение кристаллического состояния и имеет совершенно иные свойства. Таким образом, оказывается необходимым начало нагревания образца после установки предварительного нагревателя на 90°C.

(2) Условия измерения

Метод спинового эха Хана

Первый интервал между импульсами 90°; 0,01 мс

Конечный интервал между импульсами: 20 мс

Число точек данных для согласования: 40 точек

Кратность накопления: 32 раза

Температура: 90°C

(3) Способ вычисления времени спин-спиновой релаксации (t₂)

Используя программное обеспечение для экспоненциальной аппроксимации ORIGIN 8.5 (производитель OriginLab Corporation), время спин-спиновой релаксации (t₂) вычисляют по кривой затухания, полученной посредством спинового эха Хана в измерении методом импульсного ЯМР. Как известно, время спин-спиновой релаксации сокращается при уменьшении молекулярной подвижности и становится более продолжительным при увеличении молекулярной подвижности.

(4) Способ вычисления времени спин-спиновой релаксации (t_H, t_S)

Кривая релаксации, полученная посредством спинового эха Хана в измерении методом импульсного ЯМР представляет собой результат наложения кривых релаксации, которым соответствуют два компонента, а именно твердый компонент, имеющий низкую молекулярную подвижность, и мягкий компонент, имеющий высокую молекулярную подвижность. При использовании программного обеспечения для биэкспоненциальной аппроксимации ORIGIN 8.5 (производитель OriginLab Corporation) оказывается возможным разделение полученного сигнала спинового эха на две кривая релаксации, которым соответствуют два компонента, и вычисление времени спин-спиновой релаксации (t_H, t_S) соответствующих компонентов.

На фиг. 1 представлены три кривые релаксации, в том числе примерная кривая релаксации, а также кривые релаксации для твердого компонента и мягкого компонента, полученные посредством разложения первой кривой релаксации. Твердый компонент, имеющий низкую молекулярную подвижность, как правило, представляет собой компонент, которому соответствует твердый материал, в то время как мягкий компонент, имеющий высокую молекулярную подвижность, представляет собой компонент, которому соответствует мягкий материал. Как известно, время спин-спиновой релаксации сокращается при уменьшении молекулярной подвижности и становится более продолжительным при увеличении молекулярной подвижности. Таким образом, считается, что из двух кривых релаксации, которые получаются в результате разделения, кривая релаксации, имеющая менее продолжительное время спин-спиновой релаксации, представляет твердый компонент, а кривая релаксации, имеющая более продолжительное время спин-спиновой релаксации, представляет мягкий компонент.

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)

Согласно настоящему изобретению, могут быть измерены максимальный эндотермический пик, максимальный экзотермический пик и величина теплоты плавления тонера с использованием системы ДСК Q-200 (производитель TA Instruments LLC).

Сначала полимер (приблизительно 5,0 мг) загружают в изготовленную из алюминия кювету для образцов и кювету с образцом устанавливают в блок держателя и помещают в электрическая печь. После этого в атмосфере азота температура повышается от 0°C до 100°C со скоростью 10°C/мин, затем снижается от 100°C до 0°C со скоростью 10°C/мин, после этого снова повышается от 0°C до 100°C со скоростью 10°C/мин, и измеряются эндотермические и экзотермические изменения. Затем с использованием аналитической программы системы ДСК Q-200 (производитель TA Instruments LLC), выбирается кривая ДСК при первом повышении температуры для измерения максимальной температуры эндотермического пика T1 при первом повышении температуры. Аналогичным образом измеряется максимальная температура экзотермического пика T2 при понижении температуры. Кроме того, кривая ДСК при втором повышении температуры выбирается для измерения максимальной температуры эндотермического пика при втором повышении температуры. Эндотермическая величина эндотермического пика, имеющего максимальную температуру эндотермического пика при втором повышении температуры, рассматривается как величина теплоты плавления при втором повышении температуры.

Молекулярно-массовое распределение и среднемассовая молекулярная масса (Mw)

Согласно настоящему изобретению, молекулярно-массовое распределение и среднемассовую молекулярную массу (Mw) можно определять методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ), используя соответствующий измерительный прибор, например, гельпроникающий хроматограф GPC-8220 (производитель Tosoh Corporation). Используемая колонка представляет собой трехсекционную колонку длиной 15 см модели TSKGEL SUPER HZM-H. Исследуемый полимер готовят в форме раствора 0,15 мас.% в тетрагидрофуране (THF), в котором содержится стабилизатор, производитель Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), и осуществляют фильтрование через фильтр с размером ячеек 0,2 мкм. Полученный в результате фильтрат используется в качестве образца. Данный раствор образца в THF (100 мкл) помещают в измерительный прибор и исследуют при температуре 40°C и скорости потока 0,35 мл/мин. Молекулярная масса образца вычисляется по соотношению между логарифмическим значением калибровочной кривой, построенной для нескольких видов монодисперсных стандартных образцов полистирола и измеренным значением. Используются стандартные образцы полистирола, представляющие собой стандартные образцы SHOWDEX STANDARD №№ S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0 и S-0.580 (производитель Showa Denko K. K.), и толуол. Используемый детектор представляет собой детектор показателя преломления (RI).

Кристаллический сложнополиэфирный полимер

Согласно настоящему изобретению, для использования оказывается предпочтительным кристаллический сложнополиэфирный полимер, который описан ниже. Температура плавления кристаллического сложнополиэфирного полимера находится предпочтительно в интервале от 50°C до 100°C, предпочтительнее в интервале от 55°C до 90°C и еще предпочтительнее в интервале от 55°C до 85°C. Когда температура плавления составляет 50°C или более, не происходит слипания тонера в процессе хранение, и становится благоприятным хранение тонера и хранение фиксированного изображения после фиксирования. Когда температура плавления составляет 100°C или менее, получается достаточная низкотемпературная устойчивость. Температура плавления кристаллического сложнополиэфирного полимера может быть измерена как максимальная температура эндотермического пика, полученного описанным выше методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).

Согласно настоящему изобретению, термин "кристаллический сложнополиэфирный полимер" включает не только полимер, структуру которого на 100% составляет сложный полиэфир, но также сополимер мономера, составляющего сложный полиэфир, и другого мономер. Однако содержание этого другого мономера в сополимере должно составлять 50 мас.% или менее.

Кристаллический сложнополиэфирный полимер, используемый в тонере согласно настоящему изобретению, синтезируют, используя, например, компонент многоосновной карбоновой кислоты и компонент многоатомного спирта. Кристаллический сложнополиэфирный полимер может представлять собой имеющийся в продаже продукт, или это может быть синтезированный продукт.

Примерные многоосновные карбоновые кислоты представляют собой: алифатические дикарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, суберовая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, 1,9-нонандикарбоновая кислота, 1,10-декандикарбоновая кислота, 1,12-додекандикарбоновая кислота, 1,14-тетрадекандикарбоновая кислота, 1,18-октадекандикарбоновая кислота; и ароматические дикарбоновые кислоты, такие как двухосновные кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, малоновая кислота и мезаконовая кислота. Кроме того, соответствующие примеры представляют собой ангидриды и низшие алкилэфиры кислот, которые перечислены выше.

Примерные трехосновные и многоосновные карбоновые кислоты представляют собой 1,2,4-бензолтрикарбоновая кислота, 1,2,5-бензолтрикарбоновая кислота, 1,2,4-нафталинтрикарбоновая кислота, а также ангидриды и низшие алкилэфиры кислот, которые перечислены выше.

Одно из этих веществ можно использовать индивидуально, или два или более из этих веществ можно использовать в сочетании.

В качестве дополнения к карбоновой кислоте, компонент кислоты может также содержать компонент дикарбоновой кислоты, имеющей сульфоксильную группу. Компонент кислоты может дополнительно содержать компонент дикарбоновой кислоты, имеющей двойную связь.

Компонент многоатомного спирта представляет собой предпочтительно алифатический диол и предпочтительнее имеющий неразветвленную цепь алифатический диол, содержащий от 7 до 20 атомов углерода в основной цепи. Когда компонент многоатомного спирта представляет собой разветвленный алифатический диол, кристалличность сложнополиэфирного полимера может оказаться неудовлетворительной, и в результате этого происходит снижение температуры плавления. Когда число атомов углерода в основной цепи составляет менее чем 7, продукт конденсационной полимеризации компонента многоатомного спирта и компонента ароматической дикарбоновой кислоты будет иметь высокую температуру плавления, и в результате этого становится более прочным низкотемпературное фиксирование. С другой стороны, когда число атомов углерода в основной цепи составляет более чем 20, может оказаться затруднительным изготовление материала для практического использования. Число атомов углерода в основной цепи предпочтительнее составляет 14 или менее.

Алифатический диол составляет предпочтительно 80 мол.% или более и предпочтительнее 90 мол.% или более всех многоатомных спиртов. Когда алифатический диол составляет менее чем 80 мол.%, кристалличность сложнополиэфирного полимера может оказаться неудовлетворительной, и в результате этого происходит снижение температуры плавления, что может приводить к ухудшению тонера сопротивление слипанию, устойчивости изображения при хранении и низкотемпературной фиксируемости.

Примерные алифатические диолы представляют собой этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1-9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,14-эйкозандекандиол. Среди них 1,8-октандиол, 1-9-нонандиол и 1,10-декандиол являются предпочтительными вследствие своей легкодоступности.

Примерные трехатомные и многоатомные спирты представляют собой глицерин, триметилметилолэтан, триметилолпропан и пентаэритрит.

Одно из этих веществ можно использовать индивидуально или два или более из этих веществ можно использовать в сочетании.

Для необязательных целей, таких как регулирование кислотного числа и гидроксильного числа, оказывается возможным введение многоосновной карбоновой кислоты и многоатомного спирта на заключительной стадии синтеза.

Примерные многоосновные карбоновые кислоты представляют собой: ароматические карбоновые кислоты, такие как терефталевая кислота, изофталевая кислота, фталевый ангидрид, тримеллитовый ангидрид, пиромеллитовая кислота и нафталиндикарбоновая кислота; алифатические карбоновые кислоты, такие как малеиновый ангидрид, фумаровая кислота, янтарная кислота, алкенилянтарный ангидрид и адипиновая кислота; и алициклические карбоновые кислоты, такие как циклогександикарбоновая кислота.

Примерные многоатомные спирты представляют собой: алифатические диолы, такие как этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, бутандиол, гександиол, неопентилгликоль и глицерин; алициклические диолы, такие как циклогександиол, циклогександиметанол и гидрированный бисфенол A; и ароматические диолы, такие как аддукт бисфенола A и этиленоксида, а также аддукт бисфенола A и пропиленоксида.

Кристаллический сложнополиэфирный полимер можно изготавливать при температуре полимеризации, составляющей от 180°C до 230°C. Данной реакции способствует уменьшение давления в реакционной системе, если это необходимо, а также удаление воды и спирта, которые образуются в процессе конденсации.

Когда мономер является не растворимым или несовместимым при температуре реакции, оказывается возможным добавление растворителя, имеющего высокую температуру кипения, в качестве солюбилизирующего вещества в целях растворения мономера. Реакции поликонденсации способствует удаление солюбилизирующего вещества посредством дистилляции. Когда какой-либо мономер, подлежащий сополимеризации, может иметь неудовлетворительную совместимость, оказывается возможной предварительная конденсация неудовлетворительно совместимого мономера с кислотой или спиртом, с которыми должна осуществляться поликонденсация мономера, перед конденсацией мономера с основными компонентами.

Примерные катализаторы, которые можно использовать для изготовления сложнополиэфирного полимера, представляют собой: соединения щелочных металлов, таких как натрий и литий; соединения щелочноземельных металлов, таких как магний и кальций; соединения других металлов, таких как цинк, марганец, сурьма, титан, олово, цирконий и германий; фосфитные соединения; фосфатные соединения и аминосоединения.

Конкретные примерные катализаторы представляют собой такие соединения, как ацетат натрия, карбонат натрия, ацетат лития, карбонат лития, ацетат кальция, стеарат кальция, ацетат магния, ацетат цинка, стеарат цинк, нафтенат цинка, хлорид цинка, ацетат марганца, нафтенат марганца, тетраэтоксид титана, тетрапропоксид титана, тетраизопропоксид титана, тетрабутоксид титан, оксид сурьмы(III), трифенилсурьма, трибутилсурьма, формиат олова, оксалат олова, тетрафенилолово, дихлорид дибутилолова, оксид дибутилолова, оксид дифенилолова, тетрабутоксид циркония, цирконий нафтенат, цирконилкарбонат, цирконилацетат, цирконилстеарат, цирконилоктилат, оксид германия, трифенилфосфит, трис(2,4-ди-третбутилфенил)фосфит, бромид этилтрифенилфосфония, триэтиламин и трифениламин.

Кислотное число кристаллического сложнополиэфирного полимера (количество миллиграммов KOH, необходимое для нейтрализации 1 г полимера) находится предпочтительно в интервале от 3,0 мг KOH/г до 30,0 мг KOH/г, предпочтительнее в интервале от 6,0 мг KOH/г до 25,0 мг KOH/г и еще предпочтительнее в интервале от 8,0 мг KOH/г до 20,0 мг KOH/г.

Когда кислотное число составляет менее чем 3,0 мг KOH/г, полимер становится неудовлетворительно диспергируемым в воде, что может сделать весьма затруднительным изготовление частиц полимера посредством влажного процесса. Кроме того, частицы весьма неудовлетворительно стабилизируются как полимеризованный продукт, когда они агрегируются, что может сделать затруднительным осуществление эффективного изготовления тонера. С другой стороны, когда кислотное число составляет более чем 30,0 мг KOH/г, тонер приобретает повышенную гигроскопичность и становится более восприимчивым к воздействию окружающей среды.

Среднемассовая молекулярная масса (Mw) кристаллического сложнополиэфирного полимера предпочтительно составляет от 6000 до 35000. Когда среднемассовая молекулярная масса (Mw) составляет 6000 или более, тонер не проваливается в поверхность печатного материала, такого как бумага, когда он фиксируется на ней, и в результате этого предотвращается неравномерное фиксирование, или не уменьшается устойчивость сопротивления фиксированного изображения по отношению к сгибанию. Когда среднемассовая молекулярная масса (Mw) составляет 35000 или менее, вязкость тонера в расплавленном состоянии не становится настолько высокой, что повышается температура, при которой вязкость достигает подходящего уровня для фиксирования, и в результате этого предотвращается ухудшение низкотемпературной фиксируемости.

Основной компонент (50 мас.% или более) кристаллического полимера, в котором содержится кристаллический сложнополиэфирный полимер, описанный выше, предпочтительно представляет собой кристаллический сложнополиэфирный полимер, синтезированный посредством использования алифатического мономера (далее может называться термином "кристаллический алифатические сложнополиэфирный полимер"). В таком случае содержание в составе алифатического мономера, из которого состоит кристаллический алифатический сложнополиэфирный полимер, составляет предпочтительно 60 мол.% или более и предпочтительнее 90 мол.% или более.

Предпочтительные примерные алифатические мономеры представляют собой алифатические диолы и карбоновые кислоты, которые перечислены выше.

Содержание кристаллического сложнополиэфирного полимера в тонере находится предпочтительно в интервале от 10 мас.% до 85 мас.%. Когда содержание кристаллического сложнополиэфирного полимера составляет менее чем 10 мас.%, достаточная низкотемпературная фиксируемость не может быть получена. Когда данное содержание составляет более чем 85 мас.%, достаточная прочность тонера и фиксированного изображения не может быть получена, и поляризуемость может также ухудшаться.

Некристаллический сложнополиэфирный полимер

Согласно настоящему изобретению, оказывается предпочтительным добавление некристаллического сложнополиэфирного полимера, который описан ниже, в качестве связующего полимера тонера. Некристаллический сложнополиэфирный полимер может представлять собой модифицированный сложнополиэфирный полимер или немодифицированный сложнополиэфирный полимер, но предпочтительнее могут присутствовать полимеры обоих типов.

Модифицированный сложнополиэфирный полимер

Модифицированный сложнополиэфирный полимер может представлять собой модифицированный полимер на сложнополиэфирной основе.

Соответствующий пример представляе