Тонер, проявитель и устройство формирования изображения

Тонер, проявитель и устройство формирования изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к тонеру, проявителю и устройству формирования изображения.

Предпосылки создания изобретения

В настоящее время тонеры должны иметь меньший размер частиц для более высокого качества выходных изображений, стойкость к отмарыванию при высоких температурах, свойства низкотемпературного закрепления для экономии энергии и свойства сохранения теплостойкости, означающие стойкость в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью во время хранения и транспортировки и тонеров. В частности, мощность, потребляемая во время закрепления, составляет значительную часть общего потребления мощности в способе формирования изображения, и весьма важно улучшить свойства низкотемпературного закрепления.

Были использованы тонеры, изготовленные методом пластикации и пульверизации. В этом методе плавят и смешивают красящее вещество, антиадгезионный агент для форм и т.п. в связующей смоле и равномерно диспергируют для приготовления композиции тонера, а композицию тонера измельчают и классифицируют для изготовления тонера. В случае тонера, изготовленного методом пластикации и пульверизации, трудно добиться уменьшения размера частиц. Кроме того, тонер имеет аморфную форму и широкое распределение размеров частиц, приводящее к неудовлетворительному качеству выходного изображения и высокой энергии закрепления. Когда для улучшения свойств закрепления добавляют антиадгезионный агент для форм (воск), тонер, изготовленный методом пластикации и пульверизации, будет царапать поверхность раздела воска при измельчении, и на поверхности тонера окажется большое количество воска. По этой причине, хотя достигается антиадгезионный эффект, тонер будет прилипать к носителю, фотопроводнику и ракелю для очистки (образовывать пленку на них), приводя к неудовлетворительной общей рабочей характеристике тонера.

Чтобы решить вышеупомянутые проблемы тонера, изготовленного методом пластикации и пульверизации, предложены различные способы изготовления тонера методом полимеризации. Тонер, изготовленный методом полимеризации, имеет меньший размер частиц и островершинное распределение размеров частиц, допускающие инкапсуляцию антиадгезионного агента для форм.

Предложен примерный способ изготовления тонера методом полимеризации, в котором для улучшения свойств низкотемпературного закрепления и повышения стойкости к отмарыванию при высоких температурах тонера изготавливают из продукта реакции удлинения цепи уретан-модифицированного сложного полиэфира (см. патентный документ (ПД) 1).

Предложены тонеры, имеющие меньший размер частиц и обладающие превосходными свойствами текучести и переноса порошка, а также превосходными свойствами сохранения теплостойкости, свойствами низкотемпературного закрепления и стойкостью к отмарыванию при высоких температурах (см. ПД 2 и 3).

Предложены способы изготовления тонеров, включающие в себя этап изготовления связующего тонера, которое имеет стабильное распределение молекулярной массы, и этап старения для достижения свойств низкотемпературного закрепления и стойкости к отмарыванию при высоких температурах (см. ПД 4 и 5).

Однако эти предложенные технологии не могут обеспечить более высокий уровень свойств низкотемпературного закрепления, требуемый в настоящее время.

Чтобы достичь более высокого уровня свойств низкотемпературного закрепления, предложен тонер, включающий в себя смолу (a), не имеющую скелета из полигидроксикарбоновой кислоты фотоактивного мономера, и смолу (b), имеющую скелет из полигидроксикарбоновой кислоты фотоактивного мономера, причем смола (a) является, например, кристаллической сложно-полиэфирной смолой (см. ПД 6).

Предложен еще один тонер, включающий в себя ядро из блок-сополимера, имеющее кристаллический блок сложного полиэфира и некристаллический блок сложного полиэфира, а также внешнюю оболочку из некристаллической сложно-полиэфирной смолы (см. ПД 7).

В соответствии с этими предложениями, тонер может достигать свойств низкотемпературного закрепления, потому что кристаллическая сложно-полиэфирная смола плавится быстрее, чем некристаллическая сложно-полиэфирная смола. В то время как кристаллическая сложно-полиэфирная смола плавится как островок в структуре фаз «островков, разделенных морем», некристаллическая сложно-полиэфирная смола в виде «моря», занимающего наибольшую часть этой структуры все еще не плавится. Закрепление достигается, когда и кристаллическая сложно-полиэфирная смола, и некристаллическая сложно-полиэфирная смола расплавляются до определенной степени. Следовательно, эти предложенные технологии не могут обеспечить более высокий уровень свойств низкотемпературного закрепления.

Соответственно, желательно обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.

Список ссылок

Патентный документ

ПД l: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 11-133665

ПД 2: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2002-287400

ПД 3: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2002-351143

ПД 4: Патент Японии (JP-B) № 2579150

ПД 5: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2001-158819

ПД 6: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2011-59603

ПД 7: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2009-300848

Сущность изобретения

Техническая проблема

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.

Решение проблемы

В качестве решения этих проблем, тонер в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере сополимеризационную смолу, имеющую звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связанное со звеном сложно-полиэфирной смолы посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, причем тонер имеет относительную степень кристаллизации 10% или более и менее 50%.

Преимущественные эффекты изобретения

Данное изобретение может решить проблемы в уровне техники и может обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлен схематический вид, иллюстрирующий примерное устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 представлен схематический вид, иллюстрирующий еще одно примерное устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 представлен схематический вид, иллюстрирующий примерное устройство формирования двухцветного изображения в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4 представлен схематический вид, иллюстрирующий частично увеличенное устройство формирования изображения по фиг. 3.

Описание вариантов осуществления

Тонер

Тонер в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере сополимеризационную смолу, включающую в себя: звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, причем звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связано со звеном, производным от сложно-полиэфирной смолы, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы. Тонер предпочтительно содержит красящее вещество и, при необходимости, дополнительно содержит другие компоненты.

В настоящем изобретении тонер имеет относительную степень кристаллизации 10% или более и менее 50%, а предпочтительно 20% - 40%. При относительной степени кристаллизации тонера менее 10% кристалличность тонера может уменьшаться, ухудшая свойства резкого плавления, понижая свойства низкотемпературного закрепления и свойства сохранения теплостойкости. При степени 50% или более может уменьшаться твердость тонера, обуславливая дефекты изображения, объясняемые агрегацией и затвердеванием тонера, когда к тонеру прикладывают механическое напряжение посредством перемешивания или сжатия, например, в бутыли с тонером или картридже проявления.

Относительную степень кристаллизации тонера можно измерять, например, рентгенодифрактометрическим методом.

В частности, относительную степень кристаллизации тонера можно измерять рентгенодифрактометрическим методом с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips) следующим образом.

Сначала тонер целевого образца измельчали с помощью ступки с получением порошка образца. Полученный порошок образец равномерно наносили на держатель образца. После этого держатель образца размещали в рентгеновском дифрактометре для анализа кристаллов и проводили измерение с получением дифракционного спектра.

Из полученных дифракционных пиков определяли пики в диапазоне 20°<2θ<25° в виде эндотермического пика, происходящего от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более. Размытый пик, широко простирающийся в области измерения, определяется как компонент, происходящий от некристаллической смолы. На эндотермическом пике и размытом пике из спектра дифракции удаляют фон и рассчитывают интегральную площадь. Значение площади, происходящей из сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, определяется как Sc, а значение площади, происходящей от некристаллической смолы, определяется как Sa. Из отношения Sc/Sa можно рассчитать относительную степень кристаллизации.

Ниже будут показаны условия измерения для рентгенодифрактометрического метода.

Условия измерения

- Напряжение, кВ: 45 кВ

- Ток: 40 мА

MPSS (многоцелевой столик для образца)

Верхний предел

Гониометр

- Режим сканирования: непрерывный

- Начальный угол: 3°

- Конечный угол: 35°

- Шаг сканирования: 0,02°

- Оптика для первичного луча

- Щель расходимости: щель расх. 1/2

- Оптика для вторичного луча

- Противорассеивающая щель: щель фиксированная, 1/2

- Приемная щель: прогр. прием. щель

Звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, предпочтительно имеет кристаллическую структуру для достижения неизменной относительной степени кристаллизации, при которой данное изобретение достигает цели.

Когда звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, имеет кристаллическую структуру (звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы), кристалличность поддерживается с достижением высоких свойств сохранения теплостойкости тонера. Кроме того, при плавлении кристаллической структуры, звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, также может размягчиться до вязкости плавления, обеспечивающей адгезию к среде для записи.

Звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, имеет повторяющееся звено, производное от соединения, полученного путем дегидрогенизационной конденсации молочной кислоты, и обладает превосходным сродством к основной среде для записи, то есть бумаге. Это позволяет достичь превосходной адгезионной способности.

Как указано выше, тонер в соответствии с настоящим изобретением может достигать более высокого уровня свойств низкотемпературного закрепления, чем уровни в уровне техники.

Кристаллическая сложно-полиэфирная смола и смола, имеющая звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, плавятся быстро при определенной температуре. Хотя они и кристаллические, эти смолы имеют более низкую твердость и более высокую хрупкость, чем твердость и хрупкость некристаллической смолы. По этой причине тонер, содержащий большое количество кристаллической сложно-полиэфирной смолы или смолы, имеющей звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, склонен к агрегации или затвердеванию, вызывая дефекты изображения, когда механическое напряжение прикладывают при перемешивании или сжатии в бутыли с тонером или картридже проявления.

В настоящем изобретении использование сополимеризационной смолы, приготовленной путем химического связывания звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, со звеном, производным от некристаллической смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, может подавлять снижение твердости и хрупкости тонера при добавлении звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. Помимо этого, в настоящем изобретении звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, связывается со звеном, производным от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, которые обе имеют большую силу агрегации. Такая связь может повысить твердость тонера посредством силы агрегации по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы.

Наряду с тем, что кристаллическая сложно-полиэфирная смола и смола, имеющая звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, быстро растворяются при температуре плавления, эти смолы имеют низкую вязкость расплава. По этой причине свойства отмарывания склонны снижаться при закрепления тонера на среде для записи с помощью закрепляющего валика или подобного. В настоящем изобретении введение уретановой группы или мочевинной группы, имеющей большую силу агрегации, может расширять подходящий диапазон вязкости расплава, обеспечивая низкотемпературное закрепление тонера без отмарывания для повышения стойкости к отмарыванию.

Температуру Tg стеклования тонера, измеряемую посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (метода ДСК), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Для свойств низкотемпературного закрепления температура стеклования предпочтительно составляет 20°C или более и менее 50°C, а более предпочтительно 20°C - 40°C.

При температуре стеклования менее 20°C свойства сохранения теплостойкости могут снижаться даже если в тонере существует звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. При температуре стеклования 50°C или более, плавление звена, производного от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, по сравнению со звеном, производным от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, в тонере может оказаться недостаточным, обуславливая плохие свойства низкотемпературного закрепления. При температуре стеклования в пределах предпочтительного диапазона тонер преимущественно может одновременно обладать свойствами низкотемпературного закрепления и свойствами сохранения теплостойкости.

Температуру mp эндотермического пика тонера, измеряемую посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (метода ДСК), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура эндотермического пика предпочтительно составляет 50°C или более и менее 80°C, а более предпочтительно 55°C - 40°C. При температуре эндотермического пика менее 50°С звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, может плавиться в ожидаемой высокотемпературной окружающей среде хранения для тонера, снижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При температуре эндотермического пика 80°C или более, хотя звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, размягчается, звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, может плавиться лишь чуть-чуть, пока температура не повысится, снижая свойства низкотемпературного закрепления тонера.

Тонер можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Предпочтительно, отношение Q2/Q1 составляет 0 или более и менее 0,30, при этом Q1 - количество тепла, поглощаемого при первом повышении температуры в процессе ДСК при плавлении звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, а Q2 - количество тепла, поглощаемого при втором повышении температуры в процессе ДСК. Количество Q1 поглощаемого тепла можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это количество предпочтительно более 10 Дж/г, а более предпочтительно 20 Дж/г или более. Верхний предел предпочтительно 100 Дж/г или менее.

При отношении Q2/Q1 0,30 или более, тепло в процессе закрепления может вызывать недостаточную смешиваемость между звеном, производным от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, и звеном, производным от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, в тонере, что приводит к плохим свойствам низкотемпературного закрепления и недостаточной стойкости к отмарыванию при высоких температурах тонера.

При количестве Q1 поглощаемого тепла 10 Дж/г или менее, величина звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, присутствующего в тонере, может сокращаться, при этом деформация сжатия тонера в ожидаемой высокотемпературной среде хранения для тонера не может быть подавлена, что приводит к снижению свойств сохранения теплостойкости тонера.

В соответствии с методом ДСК, температуру Tg стеклования тонера, температуру mp эндотермического пика тонера и количество Q1 и Q2 тепла, поглощаемого тонером, можно измерить следующим образом.

Чтобы поддерживать исходное состояние тонера неизменным, измеряемый тонер поддерживают при постоянной температуре окружающей среды 45°C и относительной влажности (ОВ) 20% или менее в течение 24 часов. Затем тонер хранят при температуре 23°C или менее и измеряют Tg, mp, Q1 и Q2 в пределах 24 часов. Эта процедура может снижать влияния тепловой предыстории в такой высокотемпературной окружающей среде хранения на внутреннее состояние тонера, обеспечивая неизменное внутреннее состояние тонера.

Сначала 5 мг частиц тонера герметизируют в легко герметизируемой кювете Т-Zero от фирмы ТА Instruments-Waters LLC и подвергают измерению с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) (от фирмы ТА Instruments-Waters LLC, Q2000). При измерении в потоке азота температуру повышают от -20°C до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин по мере первого повышения и поддерживают в течение 5 минут. Температуру понижают до -20°C при скорости понижения температуры 10°C/мин и поддерживают в течение 5 минут. Затем, по мере второго повышения, температуру повышают до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин и измеряют изменение тепла. Строят графики «количеств поглощаемого тепла и генерируемого тепла» и «температуры». Температуру в точке перегиба характеристики, наблюдаемой в это время, определяют как температуру Tg стеклования.

Температура Tg стеклования может быть значением, получаемым с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, методом средней точки в программе анализа в упомянутом устройстве.

Что касается температуры mp эндотермического пика, то температуру самого высокого пика можно рассчитать с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.

Что касается Q1, то количество тепла плавления кристаллического компонента можно рассчитать с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.

Что касается Q2, то количество тепла плавления кристаллического компонента можно рассчитать с помощью графика, отображающего второе повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.

Величину деформации сжатия тонера при 50°C, получаемую методом термомеханического анализа (величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Величина деформации сжатия предпочтительно составляет 5% или менее, а более предпочтительно 1% - 4%. При величине деформации сжатия, получаемой методом ТМА, менее 5% тонеры могут деформироваться и сплавляться друг с другом при ожидаемой высокотемпературной среде хранения для тонера, снижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При величине деформации сжатия, получаемой методом ТМА, в пределах предпочтительного диапазона, тонер может преимущественно обладать свойствами низкотемпературного закрепления и свойствами сохранения теплостойкости одновременно.

Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, можно измерять с помощью таблетки, приготовленной из 0,5 г тонера посредством таблетирующей машины, имеющей диаметр 3 мм (от SHIMADZU Corporation) с термомеханическим анализатором (от фирмы SII NanoTechnology Inc, EXSTAR7000). При измерении в потоке азота температуру повышают от 0°C до 180°C со скоростью 2°C/мин. Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, измеряют в режиме сжатия. Сила сжатия в это время составляет 100 мН. Из графика температуры и смещения при сжатии (степени деформации) полученных образцов считывают деформацию сжатия при 50°C и определяют это значение как величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА.

Звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы

Звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, составляет сополимеризационную смолу в настоящем изобретении. Один предпочтительный вариант осуществления этого звена - звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. В качестве звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, можно надлежащим образом выбрать любое звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, в соответствии с назначением без ограничения.

Можно надлежащим образом выбрать любую кристаллическую сложно-полиэфирную смолу в соответствии с назначением без ограничения. Среди таких сложно-полиэфирных смол, особенно предпочтительными являются алифатические сложно-полиэфирные смолы вследствие их превосходных свойств резкого плавления и высокой кристалличности.

Кристаллическую сложно-полиэфирную смолу приготавливают путем поликонденсации многоатомного спирта с поливалентной карбоновой кислотой, такой, как поливалентные карбоновые кислоты, ангидриды поливалентных карбоновых кислот и сложные эфиры поливалентных карбоновых кислот или их производное.

Многоатомный спирт

Можно надлежащим образом выбрать любой многоатомный спирт в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя диол и спирты, имеющие валентность 3 или более.

Примеры диола включают в себя насыщенные алифатические диолы. Примеры насыщенного алифатического диола включают в себя линейные насыщенные алифатические диолы и разветвленные насыщенные алифатические диолы. Среди них предпочтительными являются линейные насыщенные алифатические диолы, а более предпочтительными являются линейные насыщенные алифатические диолы, имеющие 2 или более и 12 или менее атомов углерода. Разветвленный насыщенный алифатический диол может снижать кристалличность кристаллической сложно-полиэфирной смолы, уменьшая температуру плавления. Насыщенный алифатический диол, имеющий более 12 атомов углерода, может быть менее доступным. Соответственно, число атомов углерода более предпочтительно составляет 12 или менее.

Примеры насыщенных алифатических диолов включают в себя этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол,1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, l,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, l,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,14-эйкозандекандиол. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.

Среди них особенно предпочтительными являются этиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол,1,10-декандиол и 1,12-додекандиол, потому что кристаллическая сложно-полиэфирная смола имеет высокую кристалличность и превосходные свойства резкого плавления.

Примеры спиртов, имеющих валентность 3 или более, включают в себя глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан и пентаэритритол. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.

Поливалентная карбоновая кислота

Можно надлежащим образом выбрать любую поливалентную карбоновую кислоту в соответствии с назначением без ограничения. Ее примеры включают в себя двухвалентные карбоновые кислоты и карбоновые кислоты, имеющие валентность 3 или более.

Примеры двухвалентной карбоновой кислоты включают в себя насыщенные алифатические дикарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, 1,9-нонандикарбоновая кислота, 1,10-декандикарбоновая кислота, 1,12-додекандикарбоновая кислота, 1,14-тетрадекандикарбоновая кислота и 1,18-октадекандикарбоновая кислота; ароматические дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, малоновая кислота и мезаконовая кислота, их ангидриды или их низшие (от 1 до 3 атомов углерода) сложные алкилэфиры. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.

Примеры карбоновой кислоты, имеющей валентность 3 или более, включают в себя 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,5-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,4-нафталинтрикарбоновую кислоту, их ангидриды или их низшие (от 1 до 3 атомов углерода) сложные алкилэфиры. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.

Помимо насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты и ароматической дикарбоновой кислоты, возможно присутствие другой поливалентной карбоновой кислоты, такой как дикарбоновая кислота, имеющая группу сульфокислоты, и дикарбоновая кислота, имеющая двойную связь.

Кристаллическая сложно-полиэфирная смола предпочтительно приготовлена путем поликонденсации линейной насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4 или более и 12 или менее атомов углерода, с линейным насыщенным алифатическим диолом, имеющим 2 или более и 12 или менее атомов углерода. То есть кристаллическая сложно-полиэфирная смола предпочтительно имеет структурное звено, производное от насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4 или более и 12 или менее атомов углерода, и структурное звено, производное от насыщенного алифатического диола, имеющего 2 или более и 12 или менее атомов углерода. В результате получаемая кристаллическая сложно-полиэфирная смола имеет высокую кристалличность и превосходные свойства резкого плавления, и поэтому тонер может демонстрировать превосходные свойства низкотемпературного закрепления.

Кристалличность, молекулярную структуру и т.п. кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно подтвердить измерением в соответствии с методами ядерного магнитного резонанса (ЯМР), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), рентгеновской дифракции, газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС), жидкостной хроматографии - масс-спектрометрии (ЖХ-МС), с помощью спектра поглощения инфракрасного (ИК) излучения или аналогичного.

Температуру плавления кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура плавления предпочтительно составляет от 50°C до 80°C. При температуре плавления менее 50°C кристаллическая сложно-полиэфирная смола может плавиться при низкой температуре, понижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При температуре плавления более 80°C кристаллическая сложно-полиэфирная смола может недостаточно расплавляться посредством тепла в процессе закрепления, понижая свойства низкотемпературного закрепления тонера.

Средневесовую молекулярную массу кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет от 3000 до 50000, а более предпочтительно от 5000 до 25000.

Средневесовую молекулярную массу кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно измерять, например, методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ).

Температуру стеклования кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура стеклования предпочтительно составляет от 50°C до 70°C.

Температуру стеклования кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно измерять, например, с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (метод ДСК).

Содержание кристаллической сложно-полиэфирной смолы в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 3 масс. % до 30 масс. %, а более предпочтительно от 5 масс. % до 20 масс. %. При содержании менее 3 масс. % могут снижаться присущие тонеру свойства сохранения теплостойкости и свойства низкотемпературного закрепления. При содержании более 30 масс. % может происходить пленкообразование, приводящее к плохой стойкости к отмарыванию при высоких температурах.

Звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты

Любое звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения.

Смола, имеющая скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, - это смола, имеющая повторяющееся звено, производное от соединения, полученного путем дегидрогенизационной конденсации молочной кислоты. Эта смола обладает превосходным сродством к основной среде для записи, то есть бумаге, и позволяет достичь превосходных свойств сохранения теплостойкости тонера. Среди этих смол некристаллическая полимолочная кислота смола, приготовленная с использованием рацемизированной молочной кислоты, включающей в себя L-молочную кислоту и D-молочную кислоту в качестве исходного материала, особенно предпочтительна для превосходных свойств низкотемпературного закрепления тонера.

В смоле, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, оптическую чистоту X (%), представляемую нижеследующим выражением касательно мономерного компонента, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Оптическая чистота X предпочтительно составляет 90% или менее.

X (%)=|X(L-форма)-X(D-форма)|,

где X(L-форма) представляет собой отношение (%) L-формы касательно мономера молочной кислоты, а X(D-форма) представляет собой отношение (%) D-формы касательно мономера молочной кислоты.

Любой метод измерения оптической чистоты X можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Например, полимер или тонер, имеющий скелет сложного полиэфира, добавляют в смешанный растворитель из чистой воды, однонормального гидроксида натрия и изопропилового спирта, нагревают эту смесь и перемешивают при 70°С для гидролиза. Затем смесь фильтруют, чтобы удалить содержимое в виде твердых частиц в растворе, и добавляют серную кислоту, чтобы нейтрализовать фильтрат. Приготавливают водный раствор, содержащий по меньшей мере одну из L-молочной кислоты и D-молочной кислоты, полученной разложением из сложно-полиэфирной смолы. Измерения в водном растворе проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), предусматривающим использование хирально-лигандообменной колонки SUMICHIRAL ОА-5000 (от фирмы Sumika Chemical Analysis Service, Ltd.), и рассчитывали площадь пика S(L), происходящего от L-молочной кислоты, и площадь пика S(D), происходящего от D-молочной кислоты. Из площадей пиков можно следующим образом определить оптическую чистоту X.

X(L-форма) %=100×S(L)/(S(L)+S(D))

X(D-форма) %=100×S(D)/(S(L)+S(D))

Оптическая чистота X %=|X(L-форма)-X(D-форма)|

L-форма и D-форма, используемые в качестве исходных материалов, являются оптическими изомерами. Оптические изомеры обладают одинаковыми физическими и химическими свойствами, за исключением оптических свойств. Когда оптические изомеры используются для полимеризации, оптические изомеры реагируют одинаково, так что отношение мономерных компонентов является таким же, как отношение мономерных компонентов в полимере.

Оптическая чистота предпочтительно составляет 90% или менее, потому что растворимость в растворителе и прозрачность смолы увеличиваются.

Отношение оптических плотностей X(D-форма) и X(L-форма) мономеров, которые образуют смолу, имеющую скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, является таким же, как отношение мономеров D-форма и L-форма, используемых для образования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты. Оптической чистотой X (%) можно управлять по мономерному компоненту в смоле, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты в качестве некристаллической смолы путем использования надлежащих количеств мономера L-форма и мономера D-форма в совокупности.

Можно использовать любой, без ограничения, общеизвестный способ изготовления смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты. Примеры способа изготовления смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, включают в себя способ, в котором сырьевой крахмал, такой как кукурузные зерна, ферментируют для приготовления молочной кислоты, и осуществляют прямую дегидрогенизационную конденсацию этой молочной кислоты; и способ, в котором молочную кислоту преобразуют в циклический димерный лактид и синтезируют смолу путем полимеризации с раскрытием цикла в присутствии катализатора. Среди них предпочтителен способ изготовления путем полимеризации с раскрытием цикла, потому что молекулярной массой можно управлять по количеству инициатора, а реакцию можно завершить в короткий срок.

Средневесовую молекулярную массу смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет от 3000 до 30000, а более предпочтительно от 5000 до 20000.

Средневесовую молекулярную массу смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты можно измерять, например, методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ).

Температуру стеклования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура стеклования предпочтительно составляет от 40°C до 70°C. При температуре стеклования менее 40°C могут снижаться свойства сохранения теплостойкости, вызывая пленкообразование. При температуре стеклования более 70°C могут снижаться свойства низкотемпературного закрепления.

Температуру стеклования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно измерять, например, посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (методом ДСК).

Содержание смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 30 масс. % до 90 масс. %, а более предпочтительно от 50 масс. % до 85 масс. %.

Сополимеризационная смола

Сополимеризационная смола - это смола, включающая в себя звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, предпочтительно звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбо