ТОНЕР Российский патент 2012 года по МПК G03G9/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к тонеру, используемому в процессах печати с использованием электрофотографии, электростатической печати, магнитографической печати или струйной печати тонером.

Характеристика предшествующего уровня техники

В качестве способов электрофотографии традиционно известен ряд способов. В общем случае копии или отпечатки получают путем формирования электрофотографического скрытого (латентного) изображении на электростатически заряженном несущем изображение элементе (также именуемом далее «элементом со светочувствительным поверхностным слоем») за счет использования светочувствительного материала и различных средств, последующего проявления скрытого изображения путем использования тонера для формирования изображения, проявленного тонером, в качестве видимого изображения, последующего переноса изображения, проявленного тонером, на носитель печатной информации, такой, как бумага, по возможным запросам, и последующей фиксации изображения, проявленного тонером, на носитель печатной информации за счет воздействия тепла и/или давления. Устройства для такого формирования изображения включают в себя копировальные аппараты, принтеры и т.д.

Эти принтеры или копировальные аппараты отражают переход от аналоговых машин к цифровым машинам, и бытует устоявшееся мнение о том, что они обладают надлежащей способностью к воспроизведению скрытых изображений и световым разрешением и при этом выполнены быстродействующими и снижающими энергопотребление при их эксплуатации. Здесь следует обратить внимание, например, на принтеры. Доля энергопотребления на этапе фиксации является, безусловно, большой по отношению к суммарному энергопотреблению, и поэтому энергопотребление может увеличиваться с ростом температуры фиксации. Высокая температура фиксации также может обуславливать такие проблемы, как скручивание бумаги с напечатанным на ней изображением после фиксации. Соответственно, существует большая потребность понизить температуру фиксации.

Кстати, есть также большая потребность в рабочей характеристике «по требованию» в принтерах и копировальных аппаратах, а за последние годы также внесены требования к наличию так называемого узла фиксации пленки и узла фиксации магнитно-индукционного типа. Эти узлы фиксации обладают очень хорошей рабочей характеристикой, реализуемой по требованию. Вместе с тем, это тот случай, в котором - по сравнению с обычными узлами фиксации того типа, в котором предусмотрены нагревательные валики, - трудно приложить давление, чтобы реализовать рабочую характеристику фиксации, что приводит к еще большему затруднению.

Кроме того, принтеры вынуждены иметь дело с множеством материалов для печати, и поэтому существует потребность в тонере, имеющем надлежащую рабочую характеристику фиксации в широком диапазоне температуры. Кроме того, принтеры или копировальные аппараты, которые считаются снижающими энергопотребление, с другой стороны, выполнены более быстродействующими, и поэтому от тонера требуется повышенная стабильность во время эксплуатации.

Чтобы справиться с вышеуказанными проблемами, проведено много исследований того, как сделать тонеры фиксируемыми при низких температурах, и известно, что использование многофункционального воска на основе сложного эфира обеспечивает улучшение рабочей характеристики низкотемпературной фиксации (см. выложенные заявки 2000-19768 и 2006-98745 на патенты Японии и публикацию WO98/20396).

Также предложен тонер, который обуславливает использование многофункционального воска на основе сложного эфира, обладающего конкретной растворимостью в мономерах стирола и определенной молекулярной массой, и известно, что этот тонер обладает превосходной рабочей характеристикой низкотемпературной фиксации и позволяет получать изображения с высоким разрешением (см. публикацию WO01/001200 и выложенную заявку 2001-147550 на патент Японии).

Также известно, что совместное использование восков двух типов обеспечивает улучшение характеристики низкотемпературной фиксации и позволяет получать изображения с высоким разрешением (см. выложенные заявки H11-218960, 2002-72540 и 2002-72546 на патенты Японии).

Вместе с тем, даже при использовании таких тонеров достижение реализуемой по потребности рабочей характеристики и рабочей характеристики низкотемпературной фиксации оказалось безуспешным, а само использование оказалось недостаточно адаптируемым к высокоскоростной обработке. Кроме того, осталось поле для дальнейшего усовершенствования также в контексте стабильности изображения на протяжении долгосрочной службы.

Краткое изложение существа изобретения

Данное изобретение сделано с учетом вышеуказанных проблем, присутствующих в известных технических решениях. Соответственно, задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать тонер, который обладает превосходной рабочей характеристикой низкотемпературной фиксации и может обеспечить преимущество высокой плотности изображения, не вызывая никакой вуали даже на протяжении долгосрочной службы.

В данном изобретении предложен тонер, имеющий частицы тонера, содержащие, по меньшей мере, связующую смолу, окрашивающее вещество, соединение сложного эфира и низкоплавкий материал;

при этом соединение сложного эфира представляет собой сложный эфир дипентанэритрита с карбоновой кислотой, имеющей от 18 или более до 25 или менее атомов углерода; и

при этом, если температура плавления соединения сложного эфира представлена обозначением Tm_(A) (°C), а температура плавления низкоплавкого материала представлена обозначением Tm_(B) (°C), тонер удовлетворяет соотношению

Tm_(B)≤Tm_(A)+5.

В соответствии с данным изобретением, тонер может иметь превосходную рабочую характеристику низкотемпературной фиксации и обеспечить преимущество высокой плотности изображения, не вызывая никакой вуали даже на протяжении долгосрочной службы.

Краткое описание чертежа

На фиг. 1 представлено схематическое сечение, демонстрирующее пример устройства формирования изображения, в котором с выгодой применим тонер согласно данному изобретению.

Лучший способ осуществления изобретения

В результате исследований, поведенных авторами данного изобретения, обнаружено, что использование соединения сложного эфира дипентаэритрита с карбоновой кислотой, имеющей от 18 или более до 25 или менее атомов углерода, в сочетании с низкоплавким материалом и управление температурами плавления обоих этих веществ гарантирует тонер, обладающий превосходной реализуемой по потребности рабочей характеристикой фиксации, обладающий очень хорошей рабочей характеристикой низкотемпературной фиксации и обеспечивающий преимущество высокой плотности изображения, не вызывая никакой вуали даже на протяжении долгосрочной службы. Следовательно, достижение этих характеристик возможно с помощью данного изобретения.

Прежде всего, по поводу соединения сложного эфира, используемого в данном изобретении, следует отметить, что компонентами, составляющими соединение сложного эфира, являются дипентаэритрит и длинноцепочечная карбоновая кислота, имеющая от 18 или более до 25 или менее атомов углерода, которые очень объемны. Поэтому соединение сложного эфира вряд ли будет впитываться в связующую смолу, даже если она расплавлена за счет приложения тепла во время фиксации, так что если такое соединение сложного эфира используется автономно, оно не может дать удовлетворительный эффект пластикации для достижения сколько-нибудь приемлемой рабочей характеристики фиксации.

Однако такой сложный эфир и низкоплавкий материал, которые удовлетворяют соотношению Tm_(B)≤Tm_(A)+5, где температура плавления соединения сложного эфира представлена обозначением Tm_(A) (°C), а температура плавления низкоплавкого материала представлена обозначением Tm_(B) (°C), используются в сочетании. В таком случае возможно значительное улучшение тонера в контексте его характеристики низкотемпературной фиксации. Что касается причины этого, то авторы данного изобретения рассматривают ее в нижеследующем описании.

Как сказано выше, соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, вряд ли будет впитываться в связующую смолу, даже если она расплавлена за счет приложения тепла во время фиксации. Вместе с тем, поскольку оно не впитывается в связующую смолу, даже если она расплавлена, частицы тонера - по их внутреннему строению - считаются близко расположенными в структуре «жидкость в сердцевинах» (построенной так, что в сердцевинах присутствует жидкость). В таком случае, хотя соединение сложного эфира не отделяется от частиц тонера, частицы тонера считаются легко деформируемыми давлением, действующим снаружи во время фиксации.

Кроме того, соединение сложного эфира в данном изобретении очень объемно и рассматривается как более увеличивающееся в объеме, чем другие соединения, когда плавится. Следовательно, любое давление, действующее изнутри частиц тонера, увеличивает их, делая рассматриваемые частицы тонера легко деформируемыми.

В данном изобретении важно использовать низкоплавкий материал (который называется воском), удовлетворяющий соотношению Tm_(B)≤Tm_(A)+5. Совместное использование такого низкоплавкого материала и соединения сложного эфира позволяет достичь очень хорошей рабочей характеристики низкотемпературной фиксации на первое время.

Это происходит потому, что соединение сложного эфира имеет температуру плавления, приближенную к температуре плавления низкоплавкого материала (или низкоплавкий материал имеет более низкую температуру плавления, чем оно). Таким образом, отсюда следует, что соединение сложного эфира плавится в момент, когда соединение сложного эфира и низкоплавкий материал оказались, по существу, мгновенно расплавлены, или низкоплавкий материал оказался расплавлен, так что можно достичь хорошей высвобождаемости, что удобно для выталкивания соединения сложного эфира из низкоплавкого материала. Кроме того, поскольку соединение сложного эфира вряд ли сможет впитываться в связующую смолу, частицы тонера оказываются близко расположенными в структуре «жидкость в сердцевинах», так что тонер демонстрирует надлежащее крепление к рассматриваемым носителям печатной информации. При этом в тонере согласно данному изобретению предпочтительным является то, что соединение сложного эфира и низкоплавкий материал заключены в связующей смоле, имея структуру «островков в море», в которой связующая смола образует море, а соединение сложного эфира и низкоплавкий материал образуют островки.

Таким образом, авторы данного изобретения считают, что эффект, даваемый и хорошей высвобождаемостью, и хорошим креплением и носителям печатной информации, гарантирует достижение очень хорошей рабочей характеристики низкотемпературной фиксации.

Соединение сложного эфира согласно данному изобретению также обладает большей кристалличностью и резче выраженными свойствами плавления, чем любые другие кристаллические полимеры, и поэтому является весьма подходящим даже для принтеров или копировальных аппаратов, имеющих высокие скорости обработки, и удобны для использования также в узлах фиксации по потребности.

По таким причинам важно, что тонер согласно данному изобретению содержит низкоплавкий материал и специфическое соединение сложного эфира дипентаэритритола, и что если температура плавления соединения сложного эфира представлена обозначением Tm_(A) (°C), а температура плавления низкоплавкого материала представлена обозначением Tm_(B) (°C), тонер удовлетворяет соотношению Tm_(B)≤Tm_(A)+5.

С другой стороны, если соединение сложного эфира в данном изобретении представляет собой сложный моноэфир или имеющее несколько функциональных групп соединение сложного эфира глицерина или эритрита, или обуславливает использование карбоновой кислоты, имеющей 17 или менее атомов углерода, то такое соединение склонно впитываться в смолу, затрудняя получение вышеуказанного эффекта, что приводит к худшей рабочей характеристике фиксации.

Кроме того, любое использование высокомолекулярного материала, такого как трипентаэритрит или продукт дегидратации и конденсации глицерина, делает соединение сложного эфира склонным принимать различные кристаллические состояния, а значит - и имеющим менее резко выраженные свойства плавления, что приводит к понижению рабочей характеристики фиксации.

Кроме того, любое соединение дипентаэритрита с карбоновой кислотой, имеющей 26 или более атомов углерода, может также иметь температуру плавления, слишком высокую для достижения хорошей рабочей характеристики фиксации. Помимо этого такое соединение может неизбежно становиться плохо диспергируемым в частицах тонера, в значительной степени вызывая, например, появление вуали.

Далее, если низкоплавкий материал имеет температуру плавления, более чем на 5°C превышающую температуру плавления соединения сложного эфира, то получение эффекта выталкивания, присущего соединению сложного эфира, может оказаться затрудненным, а сколько-нибудь хорошая рабочая характеристика фиксации - недостижимой. В весьма предпочтительном варианте низкоплавкий материал может иметь температуру плавления, не превышающую температуру плавления соединения сложного эфира (Tm_(B)≤Tm_(A)).

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, предпочтительно может также иметь растворимость S(A) в стиролполиакрилате, составляющую 2,5% или менее, и предпочтительнее 2,0% или менее.

То, что соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, имеет растворимость S(A) в стиролполиакрилате, составляющую 2,5% или менее, является предпочтительным потому, что этому соединению сложного эфира труднее впитываться, что позволяет получить тонер с лучшей рабочей характеристикой фиксации.

Растворимостью S(A) в стиролполиакрилате соединения сложного эфира, используемого в данном изобретении, можно управлять путем управления количеством атомов углерода используемой карбоновой кислоты и количеством связей сложного эфира.

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, может иметь растворимость в стироловом мономере при 40°C менее 5,0 мас. %. Это весьма предпочтительно потому, что вышеописанный эффект получается замечательным. Если тонер изготавливают посредством полимеризации суспензии, что благоприятно для производства предлагаемого тонера, то соединение сложного эфира может легко осаждаться во время полимеризации, когда оно обладает растворимостью в таком мономере, составляющей менее 5,0 мас. %, и это дает возможность легкого формирования сердцевин в рассматриваемых частицах тонера. В данном изобретении соединение сложного эфира имеет вышеуказанную функцию и может оказаться эффективным, когда в частицах тонера образуются прочные сердцевины, и предполагается, что при этом можно достичь хорошей рабочей характеристики фиксации. Таким образом, соединение сложного эфира предпочтительно имеет растворимость в стироловом мономере при 40°C менее 5,0 мас. %.

В качестве низкоплавкого материала, используемого в данном изобретении, можно использовать любой воск в той мере, в какой он удовлетворяет предписываемым здесь требованиям. В частности, предпочтительно, чтобы низкоплавкий материал имел растворимость S(B) в стиролполиакрилате, составляющую от 5,5 % или более до 20,0% или менее, и чтобы соблюдалось соотношение S(A)<S(B).

По этой причине низкоплавкий материал, описанный выше, может давать хорошую рабочую характеристику фиксации за счет выталкивания посредством соединения сложного эфира. Однако, если низкоплавкий материал имеет растворимость S(B) в стиролполиакрилате, составляющую 5,5% или более, то он немедленно пластицирует связующую смолу тонера при выталкивании, что приводит к осуществлению лучшей фиксации. То, что низкоплавкий материал имеет растворимость S(B) в стиролполиакрилате, составляющую 20,0% или менее, также предпочтительно потому, что повышается стабильность тонера при хранении.

То, что S(A)<S(B), также предпочтительно потому, что эффект выталкивания, которым обладает соединение сложного эфира, получается более заметным, и поэтому повышается высвобождаемость во время фиксации.

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, предпочтительно можно добавлять в количестве от 3,0 массовых частей или более до 20,0 массовых частей или менее, на 100 массовых частей связующей смолы тонера.

Соединение сложного эфира можно добавлять в количестве, находящемся в пределах вышеуказанного диапазона, в котором соединение сложного эфира может поддерживать хорошую диспергируемость, приводя к большему улучшению рабочей характеристики проявления. Кроме того, это весьма предпочтительно потому, что эффект выталкивания низкоплавкого материала и эффект способствования деформации частиц тонера ввиду структуры «жидкость в сердцевинах» могут оказаться достаточными.

Низкоплавкий материал, используемый в данном изобретении, может присутствовать при его содержании, превышение которым массового содержания соединения сложного эфира составляет от 1,2 раза или более до 3,0 раза или менее. Это предпочтительно потому, что тонер может достигать хорошей рабочей характеристики фиксации, а также может стать лучше по рабочей характеристике проявления, и можно предотвратить появление любой вуали.

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, предпочтительно может иметь температуру плавления от 70°C или более до 90°C или менее. Если соединение сложного эфира имеет температуру плавления в пределах вышеуказанного диапазона, то тонер может иметь превосходную рабочую характеристику низкотемпературной фиксации, а также может иметь хорошую плотность изображения даже при долгосрочной службе.

Чтобы проявлять меньшие точки скрытого изображения для достижения гораздо большей плотности изображения, тонер согласно данному изобретению предпочтительно может иметь средневзвешенный диаметр (D4) частиц тонера от 3 мкм или более до 12 мкм или менее, и предпочтительнее от 4 мкм или более до 9 мкм или менее.

Тонер согласно данному изобретению предпочтительно может иметь среднюю круглость 0,950 или более. Поскольку тонер имеет среднюю круглость 0,950 или более, тонер имеет сферическую или близкую к сферической форму частиц и обладает хорошей текучестью, а также легко может иметь равномерную трибоэлектрическую заряжаемость. Это может приводить к значительно меньшему возникновению ореола и электростатического смещения. Тонер также может иметь модальную круглость 0,98 или более в своем распределении круглости. Это весьма предпочтительно, потому что вышеупомянутая операция становится превосходной.

Тонер согласно данному изобретению предпочтительно может иметь высоту пика для основного пика в области молекулярной массы от 10000 или более до 40000 или менее, а предпочтительнее - иметь высоту пика для основного пика в упомянутой области от 12000 до 30000 в его распределении молекулярной массы, измеренном методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ) растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ-растворимого) вещества тонера. То, что тонер имеет высоту пика для основного пика в области молекулярной массы от 10000 или более до 40000 или менее, является предпочтительным потому, что тонер становится лучше по рабочей характеристике низкотемпературной фиксации и лучше по стабильности при хранении.

В тонере согласно данному изобретению предпочтительным является то, что его компонент связующей смолы имеет растворимое в тетрагидрофуране вещество и что это ТГФ-растворимое вещество присутствует при содержании, составляющем от 5,0 мас. % или более до 65,0 мас. % или менее от общего количества компонента связующей смолы. Присутствие такого ТГФ-растворимого вещества в тонере повышает прочность тонера и не позволяет тонеру легко утрачивать свои качества во время долгосрочной службы, так что высококачественные цветные изображения можно получать даже во время долгосрочной службы.

Тонер плавится за счет тепла, получаемого от узла фиксации во время фиксации, причем, поскольку тонер имеет ТГФ-растворимое вещество, содержание которого составляет от 5,0 мас. % или более до 65,0 мас. % или менее, он может обладать надлежащей упругостью даже во время плавления. Следовательно, это предпочтительно потому, что тонеру нелегко вызвать какой-либо высокотемпературный сдвиг, и его можно использовать в широком диапазоне (температур) фиксации.

ТГФ-растворимое вещество компонента связующей смолы тонера можно измерить следующим образом. Осуществляют прецизионное взвешивание тонера в количестве 1 г, а затем помещают его в фильтровальную бумагу цилиндрического фильтра и подвергают экстракции в аппарате Сокслета (Soxhlet) в течение 20 часов с использованием 200 мл ТГФ. После этого фильтровальную бумагу цилиндрического фильтра извлекают, а потом повергают вакуумной сушке при 40°C в течение 20 часов, чтобы измерить вес осадков. ТГФ-растворимое вещество рассчитывают в соответствии с нижеследующим выражением. В данном случае компонент связующей смолы тонера является компонентом, получаемым путем удаления из тонера агента управления зарядом, компонентов высвобождаемых веществ агента (соединения сложного эфира и низкоплавкого материала), внешних добавок, пигмента и магнитного порошка. При измерении ТГФ-растворимого вещества учитывают, являются эти вещества в присутствующих их количествах растворимыми или нерастворимыми в ТГФ, и рассчитывают ТГФ-растворимое вещество, приходящееся на общее количество компонента связующей смолы.

ТГФ-растворимое вещество (мас. %)={(W2-W3)/(W1-W3-W4)}×100,

где W1 - масса тонера, W2 - масса осадков, W3 - масса компонентов, нерастворимых в ТГФ и не являющихся компонентом связующей смолы, а W4 - масса компонентов, растворимых в ТГФ и не являющихся компонентом связующей смолы.

ТГФ-растворимым веществом компонента связующей смолы тонера можно управлять за счет комбинирования типов и количеств инициатора полимеризации и сшивающего агента, которые следует использовать. Им также можно управлять за счет использования регулятора степени полимеризации и т.п.

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, представляет собой шестифункциональный сложный эфир, имеющий в качестве компонента спирта дипентаэритрит, а в качестве компонента кислоты - карбоновую кислоту, имеющую от 18 или более до 25 или менее атомов углерода.

Карбоновая кислота, имеющая от 18 или более до 25 или менее атомов углерода, может, в частности, включать в себя стеариновую кислоту, олеиновую кислоту, вакценовую кислоту, линолевую кислоту, элеостеариновую кислоту, туберкулостеариновую кислоту, арахидиновую кислоту, арахидоновую кислоту, бегеновую кислоту, лигноцериновую кислоту и нервоновую кислоту. В частности, предпочтительными являются насыщенные жирные кислоты.

Соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, предпочтительно может иметь гидроксильное число 10 мг KOH/г или менее и предпочтительно может иметь кислотное число 10 мг KOH/г или менее. Наличие гидроксильного числа 10 мг KOH/г или менее и кислотного числа 10 мг KOH/г или менее означает, что присутствие любого не прореагировавшего компонента кислоты и любого не прореагировавшего компонента спирта, или любого соединения сложного эфира, которое не является шестифункциональным сложным эфиром, оказывается незначительным. В этом случае соединение сложного эфира не сможет легко мигрировать к поверхностям частиц тонера во время долгосрочного хранения тонера, и поэтому тонер не сможет перейти в состояние малого количества заряда, так что можно предотвратить любое уменьшение плотности или появление значительной вуали.

Воск, применяемый в качестве низкоплавкого материала, используемого в данном изобретении, может включать в себя, например, нефтяные воски и их производные, такие, как парафин, микрокристаллический воск и петролатум; горный воск и его производные; углеводородные воски, получаемые посредством синтеза Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch), и их производные; полиолефиновые воски, типичным примером которых является полиэтиленовый воск, и их производные; а также естественно возникающие воски, такие, как карнаубский воск и канделильский воск, и их производные. В данном случае производные включают в себя оксиды, блок-сополимеры, с виниловыми мономерами и графт-модифицированные продукты. Также полезны высшие алифатические спирты, жирные кислоты, такие, как стеариновая кислота и пальмитиновая кислота, или их соединения, воски на основе амидов кислот, воски на основе сложных эфиров, кетоны, загущенное касторовое масло и его производные, растительные воски и животные воски. Если в качестве связующей смолы используется сополимер стирола, то предпочтительны парафин и воск Фишера-Тропша, которые могут легко впитываться в смолу во время плавления. Эти воски являются состоящими из углеводородов, имеющих малую молекулярную массу и имеющих малоразветвленные цепи. Ввиду такой структуры считается, что они обладают высоким сродством для связующей смолы.

Связующая смола, используемая в данном изобретении, может включать в себя: гомополимеры стирола или его производные, такие, как полистирол и поливинилтолуол; сополимеры стирола, такие, как сополимер стирола и пропилена, сополимер стирола и винилтолуола, сополимер стирола и винилнафталина, сополимер стирола и метилакрилата, сополимер стирола и этилакрилата, сополимер стирола и бутилакрилата, сополимер стирола и октилакрилата, сополимер стирола и диметиламиноэтилакрилата, сополимер стирола и метилметакрилата, и этилметакрилата, и бутилметакрилата, сополимер стирола и диметиламиноэтилметакрилата, сополимер стирола и простого метилвинилового эфира, сополимер стирола и простого этилвинилового эфира, сополимер стирола и метилвинилкетона, сополимер стирола и бутадиена, сополимер стирола и изопрена, сополимер стирола и малеиновой кислоты и сополимер стирола и малеата; и полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилацетат, полиэтилен, полипропилен, поливинлбутираль, кремнийорганические (силиконовые) смолы, смолы сложных полиэфиров, полиамидные смолы, эпоксидные смолы и смолы полиакриловой кислоты. Любые из них можно использовать по отдельности или в комбинации двух или более типов. Из этих смол с учетом свойства, в соответствии с которым соединение сложного эфира, используемое в данном изобретении, впитывается в смолу вместе с низкоплавким материалом во время плавления, сополимеры стирола являются конкретно предпочтительными.

Тонер согласно данному изобретению можно - по выбору - смешивать с агентом управления зарядом, чтобы улучшить рабочую характеристику зарядки. В качестве агента управления зарядом можно использовать любой известный агент управления зарядом. В частности, предпочтительны агенты управления зарядом, которые могут обеспечить быструю зарядку, а также могут стабильно поддерживать постоянное количество заряда. Кроме того, если частицы тонера получают путем полимеризации, как будет описано позже, предпочтительным, в частности, является использование агентов управления зарядом, обладающих низким ингибиторным воздействием на полимеризацию и, по существу, никак не растворяющихся в среде водной дисперсии. Среди таких агентов управления зарядом, в качестве конкретных соединений, возможны: агенты управления отрицательным зарядом; соединения металлов карбоновых кислот ароматического ряда, таких, как салициловая кислота, алкилсалициловые кислоты, диалкилсалициловые кислоты, нафтойная кислота и дикарбоновые кислоты; соли металлов или комплексы металлов азокрасителей и азопигментов; соединения полимеров, имеющие группу сульфокислоты или карбоновой кислоты в боковой цепи; соединения бора, соединения мочевины, соединения кремния и кариксарен. В качестве агентов управления положительным зарядом возможны соли четвертичного аммония, полимеры, имеющие такую соль четвертичного аммония в боковой цепи, соединения гуанидина, соединения нигрозина и соединения имидазола.

Способы получения частиц тонера, содержащих агент управления зарядом, широко доступны и включают в себя способ внутреннего добавления его в частицы тонера, а в случае, когда тонер получают полимеризацией суспензии, - способ, в котором агент управления зарядом добавляют в композицию полимеризуемого мономера перед его гранулированием. Полимеризуемый мономер, в котором агент управления зарядом растворен или суспендирован, можно добавлять на этапе формирования капель масла в воде для осуществления полимеризации или после полимеризации, чтобы осуществить полимеризацию из кристаллов-затравок с целью равномерного покрытия поверхностей частиц тонера. Кроме того, если в качестве агента управления зарядом используется металлоорганическое соединение, то такое соединение можно добавлять в частицы тонера, а их можно смешивать и взбалтывать в условиях приложения силы среза с тем, чтобы внедрить это соединение в частицы тонера.

Количество этого используемого агента управления зарядом зависит от типа связующей смолы, присутствия любых других добавок и способа, которым получают тонер, включая способ диспергирования, и не может быть задано абсолютно конкретно. Вместе с тем при внутреннем добавлении агент управления зарядом предпочтительно можно использовать к количестве, находящемся в диапазоне от 0,1 массовой части или более до 10,0 массовых частей или менее, а предпочтительнее - от 0,1 массовой части или более до 5,0 массовых частей или менее на 100 массовых частей связующей смолы. При внешнем добавлении может оказаться предпочтительным добавление в количестве от 0,005 массовой части или более до 1,000 массовой части или менее, а предпочтительнее - от 0,01 массовой части или более до 0,30 массовой части или менее на 100 массовых частей частиц тонера.

Тонер согласно данному изобретению содержит окрашивающее вещество, предназначенное для придания целевого оттенка. Окрашивающее вещество, используемое в тонере согласно данному изобретению, может включать в себя известные органические пигменты или красители, углеродную сажу и магнитные порошки, любой из которых можно использовать.

Говоря конкретно, в качестве окрашивающих веществ голубого цвета используются соединения фталоцианина меди и их производные, соединения антрахинона, соединения на основе лаков, придающих цвета основных красителей, и т.д. Более конкретно, они могут включать в себя пигмент синего цвета из справочника по красителям (C.I.-пигмент синего цвета (Pigment Blue)) под номером 1, C.I.-пигмент синего цвета под номером 7, C.I.-пигмент синего цвета под номером 15, C.I.-пигмент синего цвета под номером 15:1, C.I.-пигмент синего цвета под номером 15:2, C.I.-пигмент синего цвета под номером 15:3, C.I.-пигмент синего цвета под номером 15:4, C.I.-пигмент синего цвета под номером 60, C.I.-пигмент синего цвета под номером 62 и C.I.-пигмент синего цвета под номером 66.

В качестве пигментов ярко-красного цвета используются азосоединения, являющиеся продуктами конденсации, соединения дикетопирролопиррола, соединения антрахинона, соединения хинакридона, соединения на основе лаков, придающих цвета основных красителей, соединения нафтола, соединения бензимидазолона, соединения тиоиндиго и соединения перилена. Более конкретно, они могут включать в себя C.I.-пигмент красного цвета (Pigment Red) под номером 2, C.I.-пигмент красного цвета под номером 3, C.I.-пигмент красного цвета под номером 5, C.I.-пигмент красного цвета под номером 6, C.I.-пигмент красного цвета под номером 7, C.I.-пигмент красного цвета под номером 19, C.I.-пигмент красного цвета под номером 23, C.I.-пигмент красного цвета под номером 48:2, C.I.-пигмент красного цвета под номером 48:3, C.I.-пигмент красного цвета под номером 48:4, C.I.-пигмент красного цвета под номером 57:1, C.I.-пигмент красного цвета под номером 81:1, C.I.-пигмент красного цвета под номером 122, C.I.-пигмент красного цвета под номером 144, C.I.-пигмент красного цвета под номером 146, C.I.-пигмент красного цвета под номером 166, C.I.-пигмент красного цвета под номером 169, C.I.-пигмент красного цвета под номером 177, C.I.-пигмент красного цвета под номером 184, C.I.-пигмент красного цвета под номером 185, C.I.-пигмент красного цвета под номером 202, C.I.-пигмент красного цвета под номером 206, C.I.-пигмент красного цвета под номером 220, C.I.-пигмент красного цвета под номером 221 и C.I.-пигмент красного цвета под номером 254.

В качестве окрашивающих веществ желтого цвета используются соединения, к типичным представителям которых относятся азосоединения, являющиеся продуктами конденсации, соединения изоиндолинона, соединения антрахинона, азокомплексы металлов, метиновые соединения и аллиламидные соединения. Более конкретно, они могут включать в себя C.I.-пигмент желтого цвета (Pigment Yellow) под номером 12, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 13, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 14, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 15, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 17, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 62, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 74, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 83, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 93, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 94, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 95, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 97, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 109, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 110, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 111, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 120, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 127, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 128, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 129, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 147, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 151, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 154, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 168, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 174, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 175, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 176, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 180, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 181, C.I.-пигмент желтого цвета под номером 191 и C.I.-пигмент желтого цвета под номером 194.

Любые из этих красящих веществ можно использовать по отдельности, в форме смеси или также в состоянии твердого раствора. Окрашивающее вещество, используемое в данном изобретении, выбирают с учетом угла цветового тона, цветности, яркости, светостойкости, прозрачности на пленках диапроекторов и диспергируемости в частицах тонера. Окрашивающее вещество в предпочтительном варианте можно добавлять в количестве от 1 массовой части или более до 20 массовых частей или менее на 100 массовых частей связующей смолы.

В качестве окрашивающих веществ черного цвета можно использовать углеродную сажу, магнитный порошок и окрашивающее вещество, оттенок которому придан за счет использования окрашивающих веществ желтого, ярко-красного и голубого цвета, указанных выше. В случае, когда в качестве окрашивающего вещества черного цвета используется углеродная сажа, ее в предпочтительном варианте можно использовать, добавляя ее в количестве от 1 массовой части или более до 20 массовых частей или менее на 100 массовых частей связующей смолы. Кроме того, если тонер согласно данному изобретению используют в качестве магнитного тонера, магнитный порошок в предпочтительном варианте можно добавлять в количестве от 20 массовых частей или более до 150 массовых частей или менее на 100 массовых частей связующей смолы.

В случае, когда магнитный порошок используется в качестве окрашивающего вещества, можно в сочетании с ним использовать и другие окрашивающие вещества. Такое окрашивающее вещество, используемое в сочетании с другими, может включать в себя магнитные или немагнитные неорганические соединения помимо вышеуказанных известных красителей и пигментов. Говоря конкретно, магнитный порошок может включать в себя ферромагнитные металлические частицы кобальта, никеля или аналогичного металла, либо частицы сплавов любых из этих металлов, в которые добавлен хром, марганец, медь, цинк, алюминий, редкоземельный элемент или аналогичный элемент, а также частицы гематита или аналогичного вещества, титановой черни, никрозиновых красителей или пигментов, углеродной сажи и фталоцианина. Их также можно использовать после гидрофобной обработки поверхности их частиц.

Содержание магнитного порошка в тонере можно измерить с помощью термоанализатора TGA7, изготавливаемого Perkin-Elmer Corporation. Способ измерения является следующим. Тонер нагревают со скоростью нагрева 25°C/мин от нормальной температуры до 900°C в атмосфере азота. Масса (%), соответствующая потерям веса в процессе нагрева от 100°C до 750°C, соответствует весу связующей смолы, а остальная масса приблизительно соответствует весу магнитного порошка.

В случае, когда в данном изобретении тонер получают посредством полимеризации, следует уделять внимание ингибирующему полимеризацию воздействию или свойствам переноса водной фазы, присущим окрашивающему веществу. Соответственно, для окрашивающего вещества будет лучше, если его заранее подвергнуть модификации поверхности, например гидрофобной обработке материалом, не ингибирующим полимеризацию. В частности, большинство красителей и углеродная сажа обладают ингибирующим полимеризацию воздействием, следовательно, ему следует уделять внимание при их использовании. Что касается углеродной сажи, то ее можно обработать материалом, способным реагировать с поверхностными функциональными группами углеродной сажи, а примером этого материала является полиорганосилоксан.

В случае, когда магнитный порошок используют в тонере согласно данному изобретению, этот магнитный порошок является веществом, состоящим главным образом из оксида магнитного железа, такого, как Fe₃O₄ или оксид гамма-железа, а также может содержать любой из таких элементов, как фосфор, кобальт, никель, медь, магний, марганец, алюминий и кремний. Любой из этих магнитных порошков в предпочтительном варианте может иметь удельную поверхность по Брунауэру-Эмметту-Теллеру, измеренную способом абсорбции газообразного азота, составляющую от 2 м²/г или более до 30 м²/г или менее, а предпочтительнее - от 3 м²/г или более до 28 м²/г или менее. Что касается формы частиц магнитного порошка, то она может быть, например, многоугольной, восьмигранной, шестигранной, сферической, игольчатой или хлопьевидной. Многоугольная, восьмигранная, шестигранная или сферическая формы являются предпочтительными как имеющие меньшую анизотропию, что предпочтительно для повышения плотности изображения.

Магнитный порошок в предпочтительном варианте может иметь усредненный по объему диаметр (Dv) частиц от 0,10 мкм или более до 0,40 мкм или менее. То, что магнитный порошок имеет усредненный по объему диаметр (Dv) частиц от 0,10 мкм или более до 0,40 мкм или менее, предпочтительно потому, что магнитный порошок может иметь хорошую диспергируемость, а тонер становится лучше по красящей способности.

Усредненный по объему диаметр частиц магнитного порошка можно измерять с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Говоря конкретно, наблюдаемые частицы тонера надлежащим образом диспергируют в эпоксидной смоле, после чего проводят отверждение в течение 2 суток в среде, имеющей температуру 40°C, чтобы получить отвержденный продукт. Полученный отвержденный продукт нарезают ломтиками посредством микротома, чтобы подготовить образец, на котором измеряют диаметр частиц на 100 частицах магнитного порошка в видимой области спектра по фотографии, сделанной при увеличениях от 10000 до 40000 раз с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ). Затем рассчитывают усредненный по объему диаметр (Dv) частиц на основании диаметра эквивалентной окружности, равного диаметру проецируемой площади частицы магнитного порошка. Диаметр частиц можно также измерить с помощью анализатора изображения.

Магнитный порошок, используемый в данном изобретении, можно получать, например, следующим образом. В водный раствор соли железа добавляют щелочь, такую, как гидрохлорид натрия, в количестве, равном эквивалентной массе или большем, чем эквивалентная масса, по отношению к компоненту железа, чтобы приготовить водный раствор, содержащий гидроксид трехвалентного железа. В приготовленный таким образом водный раствор продувают воздух, поддерживая pH раствора на уровне pH 7 или более, и подвергают гидроксид трехвалентного железа воздействию реакции окисления, нагревая водный раствор при температуре 70°C или более, чтобы прежде всего сформировать затравочные кристаллы, служащие в качестве сердцевин магнитных частиц оксида с ионами.

Затем добавляют жидкость типа суспензии, содержащую затравочные кристаллы, водный раствор, содержащий сульфат трехвалентного железа в количестве, соответствующем примерно единичной эквивалентной массе, определенной на основе количества щелочи, добавленной ранее. Реакцию гидроксида трехвалентного железа продолжают, поддерживая pH жидкости на уровне от 5 или более до 10 или менее, и продувают воздух, чтобы вызвать рост магнитных частиц оксида железа вокруг затравочных кристаллов как сердцевин. На этой стадии можно выбирать любой желаемый pH, температуру реакции и условия перемешивания таким образом, что можно управлять формой частиц и магнитными свойствами магнитного порошка. С течением реакции окисления, pH жидкости претерпевает смещение в сторону кислоты, но pH жидкости в предпочтительном варианте можно регулировать так, что он никогда не окажется меньше 5. Магнитный материал, полученный таким образом, можно фильтровать с последующей промывкой, а затем полностью высушивать обычными способами, чтобы получить магнитный порошок.

В случае, когда в данном изобретении получают тонер посредством полимеризации, весьма предпочтительно подвергать поверхности частиц магнитного порошка гидрофобной обработке. Если такую гидрофобную обработку осуществляют посредством процесса сухой обработки, в магнитный порошок, полученный в результате промывки, фильтрации и сушки, добавляют связующий агент, чтобы осуществить гидрофобную обработку. Если гидрофобную обработку осуществляют посредством процесса мокрой обработки, частицы, высушенные после завершения реакции окисления, снова диспергируют. В качестве другого способа материал оксида железа, полученный посредством реакции окисления, после завершения которой проводят промывку и фильтрацию, можно снова диспергировать в другой водной среде без сушки, и при этом можно добавлять связующий агент для осуществления гидрофобной обработки. Говоря конкретно, силановый связующий агент добавляют в снова диспергированный материал и тщательно перемешивают его, а после гидролиза можно увеличивать температуру или можно регулировать pH в сторону щелочи, чтобы осуществить гидрофобную обработку. Из этих материалов предпочтительным с точки зрения осуществления равномерной гидрофобной обработки является тот, который получен посредством реакции окисления и проведенных после ее завершения фильтрации и промывки, и которому придана форма суспензии как таковой, без сушки, и который затем подвергнут гидрофобной обработке.

Чтобы осуществить гидрофобную обработку магнитного порошка с помощью процесса мокрой обработки, т.е. подвергнуть магнитный порошок гидрофобной обработке в водной среде, магнитный порошок сначала подвергают достаточному диспергированию в водной среде, чтобы получить первичные частицы, а затем перемешивают перемешивающей лопастью или аналогичным средством, чтобы не было осаждения или агломерации. Потом вводят в полученную водную дисперсию связующий агент в любом желаемом количестве и проводят гидрофобную обработку, при которой происходит гидролиз связующего агента. В этом случае также весьма предпочтительно проводить гидрофобную обработку при одновременном достаточном диспергировании, чтобы не вызывать агломерацию, с перемешиванием и использованием такого устройства, как штифтовая мельница или линейная мельница.

В данном случае водная среда - это среда, состоящая главным образом из воды. Говоря конкретно, она может включать в себя саму воду, воду, в которую добавлено поверхностно-активное вещество в малом количестве, воду, в которую добавлен регулятор pH, и воду, в которую добавлен органический растворитель. В качестве поверхностно-активного вещества предпочтительно неионогенное поверхностно-активное вещество, такое, как поливиниловый спирт. Регулятор pH может включать в себя неорганические кислоты, такие, как соляная кислота. Органический растворитель может включать в себя спирты.

Связующий агент, используемый при гидрофобной обработке магнитного порошка в данном изобретении, может включать в себя, например, силановые связующие агенты и титановые связующие агенты. Предпочтительно используемым является силановый связующий агент, который является веществом, представляемым общей формулой (A)

R_mSiY_n, (A)

где R - алкоксильная группа; m - целое число от 1 или более до 3 или менее; Y - функциональная группа, такая, как алкильная группа, винильная группа, эпокси-группа, акриловая группа или метакриловая группа; и n - целое число от 1 или более до 3 или менее, при условии, что m+n=4.

Силановый связующий агент, представленный общей формулой (A), может включать в себя, например, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтрис(β-метоксиэтокси)силан, β-(3,4-эпоксициклогексил)эритри-метоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан, N-фенил-γ-аминопропилтриметоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, винилтриацетоксисилан, метилтриметоксисилан, диметилдиметоксисилан, фенилтриметоксисилан, дифенилдиметоксисилан, метилтриэтоксисилан, диметилдиэтоксисилан, фенилтриэтоксисилан, дифенилдиэтоксисилан, н-бутилтриметоксисилан, изобутилтриметоксисилан, триметилметоксисилан, н-гексилтриметоксисилан, н-октилтриметоксисилан, н-октилтриэтоксисилан, н-децилтриметоксисилан, гидроксипропилтриметоксисилан, н-гексадецилтриметоксисилан и н-октадецилтриметоксисилан.

Из них, с точки зрения обеспечения магнитного порошка с высокой гидрофобностью, в предпочтительном варианте можно использовать соединение алкилтриалкоксисилана, представленное следующей формулой (B):

C_pH_2q+1-Si-(OC_pH_2q+1)₃, (В)

где р - целое число от 2 или более до 20 или менее; и q - целое число от 1 или более до 3 или менее.

Если в вышеуказанной формуле р меньше 2, то трудно обеспечить магнитный порошок с достаточной гидрофобностью. Если р больше 20, то, хотя гидрофобность может оказаться достаточной, частицы магнитного порошка могут в значительной степени срастаться друг с другом (коалесцировать), что нежелательно. Кроме того, если q больше 3, то силановое соединение может иметь низкую реакционную способность, что затрудняет придание достаточной гидрофобности магнитному порошку. Соответственно, предпочтительно использовать соединение алкилтриалкоксисилана, в котором р в формуле - это целое число от 2 или более до 20 или менее (предпочтительнее - целое число от 3 или более до 15 или менее), а q - целое число от 1 или более до 3 или менее (предпочтительнее - целое число, равное 1 или 2).

В случае, когда используется вышеуказанное силановое соединение, обработку можно проводить на нем в отдельности или с использованием множества его типов в сочетании. При использовании множества типов в сочетании обработку можно проводить с использованием соответствующих связующих агентов по отдельности, или обработку можно проводить с использованием их одновременно.

Используемое силановое соединение предпочтительно может присутствовать в суммарном обрабатывающем количестве от 0,9 массовых частей или более до 3,0 массовых частей или менее на 100 массовых частей магнитного порошка, и важно управлять количеством обрабатывающего агента в соответствии с площадью поверхности магнитного порошка, реакционной способностью силанового соединения, и т.д.

Тонер согласно данному изобретению предпочтительно может иметь температуру (Tg) стеклования от 40°C или более до 70°C или менее. То, что он имеет температуру (Tg) стеклования от 40°C или более до 70°C или менее, предпочтительно потому, что тонер может достичь и требуемой рабочей характеристики фиксации, и стабильности при хранении.

Тонер согласно данному изобретению предпочтительно может иметь структуру «сердцевина - оболочка», чтобы улучшить стабильность при хранении и еще больше улучшить его рабочую характеристику проявления. Это происходит потому, что наличие слоев оболочки делает частицы тонера одинаковыми по поверхностным свойствам, улучшенными по текучести, а также одинаковыми по заряжаемости.

С этой целью - и с точки зрения стабильности зарядки - предпочтительно использовать в слоях оболочки аморфную смолу для оболочек, которая предпочтительно может иметь кислотное число от 5,0 мг KOH/г или более до 20,0 мг KOH/г или менее.

В качестве специфического средства для формирования таких оболочек мелкодисперсные частицы для оболочек можно заделывать в частицах для сердцевин. Кроме того, если тонер получают в водной среде, что представляет собой способ получения, благоприятный для данного изобретения, можно обеспечить прилипание ультрамелких частиц для оболочек к частицам для сердцевин, после чего провести сушку для формирования слоев оболочки. Помимо этого при получении тонера путем полимеризации раствора или полимеризации суспензии, кислотное число и гидрофобность смолы для оболочек можно использовать, чтобы сделать такой материал с большой молекулярной массой локализованным на поверхности раздела между ним и водой, т.е. на поверхностях частиц тонера и в их окрестности, чтобы сформировать слои оболочки. Кроме того, можно вызвать наслоение мономера на поверхностях частиц для сердцевины и полимеризацию посредством так называемой полимеризации на затравочных кристаллах, чтобы сформировать слои оболочки.

Смола для оболочек может включать в себя, например: гомополимеры стирола или их производные, такие, как полистирол и поливинилтолуол; сополимеры стирола, такие, как сополимер стирола и пропилена, сополимер стирола и винилтолуола, сополимер стирола и винлинафталина, сополимер стирола и метилакрилата, сополимер стирола и этилакрилата, сополимер стирола и бутилакрилата, сополимер стирола и октилакрилата, сополимер стирола и диметиламиноэтилакрилата, сополимер стирола и метилметакрилата, сополимер стирола и этилметакрилата, сополимер стирола и бутилметакрилата, сополимер стирола и диметиламиноэтилметакрилата, сополимер стирола и простого метилвинилового эфира, сополимер стирола и простого этилвинилового эфира, сополимер стирола и метилвинилкетона, сополимер стирола и бутадиена, сополимер стирола и изопрена, сополимер стирола и малеиновой кислоты и сополимер стирола и малеата; и полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилацетат, полиэтилен, полипропилен, поливинилбутираль, кремнийорганические смолы, полиэфирные смолы, сополимер стирола и сложного полиэфира, сополимер полиакрилата и сложного полиэфира, сополимер полиметакрилата и сложного полиэфира, полиамидные смолы, эпоксидные смолы, смолы полиакриловой кислоты, терпеновые смолы и фенольные смолы. Любые из них можно использовать по отдельности или в сочетании двух или более типов. В любой из этих полимеров также можно ввести функциональную группу, такую, как аминогруппа, карбоксильная группа, гидроксильная группа, группа сульфокислоты, глицидильная группа или нитрильная группа.

Любую из этих смол предпочтительно можно добавлять в количестве от 1 массовой части или более до 30 массовых частей или менее на 100 массовых частей полимеризуемого мономера.

Из этих смол предпочтительна полиэфирная смола, потому что она может в значительной степени продемонстрировать вышеупомянутый эффект. Полиэфирная смола, используемая в данном изобретении, может быть любой из насыщенной полиэфирной смолы и ненасыщенной полиэфирной смолы, либо и той, и другой, которую можно использовать при условии надлежащего выбора.

Смола, которая образует оболочки и которую можно использовать в предпочтительном варианте, может иметь среднечисловую молекулярную массу от 2500 или более до 10000 или менее. Она предпочтительна потому, что смола, имеющая среднечисловую молекулярную массу 2500 или более, дает улучшения в антиблокирующих свойствах и рабочей характеристике текучести, а смола, имеющая среднечисловую молекулярную массу 10000 или более, не ингибирует рабочую характеристику низкотемпературной фиксации. Среднечисловую молекулярную массу можно измерить посредством гельпроникающей хроматографии (ГПХ).

Тонер согласно данному изобретению можно получать с помощью любого известного процесса. Прежде всего, если его получают, например, посредством процесса измельчения, компоненты, необходимые в качестве тонера, такие, как связующая смола, окрашивающее вещество, соединение сложного эфира и низкоплавкий материал, а также другие добавки, тщательно смешивают посредством смесителя, такого, как смеситель Henschel или шаровая мельница. После этого полученную смесь подвергают смешиванию в расплаве посредством тепловой месильной машины, такой, как барабанная машина с подогревом, пластикатор или экструдер, для диспергирования или растворения материалов тонера с последующим охлаждением для отверждения, последующим измельчением и последующей классификацией, а также - по выбору - обработкой поверхности для получения частиц тонера. Первой в последовательности обработки исполнения может быть любая из классификации и обработки поверхности. Ввиду соображений эффективности производства, на этапе классификации предпочтительно можно использовать многоступенчатый классификатор.

Этап измельчения можно проводить путем использования известной мельницы тонкого помола, такой, как предназначенная для тонкого помола механическая мельница ударного типа или струйного типа. Чтобы получить тонер, имеющий специфическую круглость, предпочтительную в данном изобретении, предпочтительным является дополнительное приложение тепла для осуществления тонкого помола или для осуществления обработки посредством введения дополнительного механического воздействия. Используют также способ, предусматривающий применение ванны с горячей водой, при осуществлении которого частицы тонера, полученные в результате тонкого помола (и - по выбору - классификации) диспергируют в горячей воде, способ, при котором частицы тонера пропускают через потоки горячего воздуха, и т.д.

Посредством приложения силы механического воздействия, реализуется, например, способ, предусматривающий использование предназначенной для тонкого помола механической мельницы ударного типа, такой, как система Kryptron, изготавливаемая фирмой Kawasaki Heavy Industries, Ltd., или мельница Turbo, изготавливаемая Turbo Kogyo Co., Ltd. Также можно воспользоваться способом, при осуществлении которого частицы тонера отжимают к внутренней стенке корпуса за счет центробежной силы посредством высокоскоростной вращающейся лопасти для приложения силы механического воздействия, такой, как сила сжатия или сила трения, как в устройстве, подобном механико-плавильной системе, изготавливаемой Hosokawa Micron Corporation, или гибридной системе, изготавливаемой Nara Machinery Co., Ltd.

Тонер согласно данному изобретению можно получать посредством процесса измельчения, рассмотренного выше. Вместе с тем частицы тонера, полученные посредством такого измельчения, обычно имеют аморфную форму, и поэтому следует проводить какую-то механическую и термическую или любую другую специальную обработку, чтобы достичь физических свойств, которые позволят иметь среднюю круглость 0,950 или более, использование которой в данном изобретении предпочтительно. Это может привести к пониженной производительности. Соответственно, тонер согласно данному изобретению предпочтительно можно получать, создавая частицы тонера в водной среде, как при дисперсионной полимеризации, ассоциационной агломерации, суспендировании растворением или суспензионной полимеризации. В частности, суспензионная полимеризация может легко удовлетворить предпочтительным физическим свойствам, требуемым в данном изобретении, и является весьма предпочтительной.

Суспензионная полимеризация - это процесс, в котором полимеризуемый мономер и окрашивающее вещество (а также - по выбору - инициатор полимеризации, сшивающий агент, агент управления зарядом и другие добавки) однородно растворяются или диспергируются, создавая композицию полимеризуемого мономера, а затем эта композиция полимеризуемого мономера диспергируется в непрерывной фазе (т.е. водной фазе), содержащей стабилизатор дисперсии, посредством подходящей мешалки для осуществления полимеризации с целью получения тонера, имеющего желаемые диаметры частиц. В тонере, полученном этой суспензионной полимеризацией (называемом далее также «тонером полимеризации»), отдельные частицы тонера оказываются одинаковыми, имея, по существу, сферическую форму, и поэтому можно легко получить тонер, который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к физическим свойствам, в соответствии с которыми средняя круглость составляет 0,950 или более, что предпочтительно в данном изобретении. Более того, такой тонер может иметь относительно равномерное распределение количества заряда, и поэтому можно ожидать, что он улучшит качество изображения.

При получении тонера полимеризации в соответствии с данным изобретением полимеризуемый мономер, составляющий композицию полимеризуемого мономера, может включать в себя следующее.

Полимеризуемый мономер может включать в себя: стирол; стироловые мономеры, такие, как o-метилстирол, м-метилстирол, п-метилстирол, п-метоксистирол и п-этилстирол; сложные эфиры акриловой кислоты, такие, как метилакрилат, этилакрилат, н-бутилакрилат, изобутилакрилат, н-пропилакрилат, н-октилакрилат, додецилакрилат, 2-этилгексилакрилат, стеарилакрилат, 2-хлорэтилакрилат и фенилакрилат; сложные эфиры метакриловой кислоты, такие, как метилметакрилат, этилметакрилат, н-пропилметакрилат, н-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, н-октилметакрилат, додецилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, стеарилметакрилат, фенилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат и диэтиламиноэтилметакрилат; а также другие мономеры, такие, как акрилолнитрил, метакрилонитрил и акриламиды. Любые из этих мономеров можно использовать по отдельности или в форме смеси. Из вышеуказанных мономеров в предпочтительном варианте можно использовать стирол или производное стирола по отдельности или в форме смеси с другим мономером. Это предпочтительно ввиду рабочей характеристики проявления и рабочей характеристики текучести тонера.

В качестве инициатора полимеризации, используемого при получении тонера согласно данному изобретению посредством полимеризации, предпочтительным является инициатор полимеризации, имеющий половину ожидаемого срока службы от 0,5 часа или более до 30,0 часов или менее. Его также можно использовать при добавлении его в количестве от 0,5 массовых частей или более до 20 массовых частей или менее на 100 массовых частей полимеризуемого мономера, чтобы осуществить полимеризацию. Это гарантирует тонер, имеющий желаемую прочность и подходящие свойства плавления.

В качестве специфического инициатора полимеризации возможны: инициаторы полимеризации азотипа или диазотипа, такие, как 2,2'-азобис-(2,4-диметилвалеронитрил), 2,2'-азобисизобутиронитрил, 1,1'-азобис-(циклогексан-1-карбонитрил), 2,2'-азобис-4-метокси-2,4-диметилвалеронитрил и азобисизобутиронитрил; и инициаторы полимеризации типа пероксидов, такие, как пероксид бензоила, пероксид метилэтилкетона, пероксид диизопропилкарбоната, гидропероксид кумола, пероксид 2,4-дихлорбензоила, пероксид лауроила, т-бутилперокси-2-этилгексаноат и т-бутилпероксипиварат.

При получении тонера согласно данному изобретению посредством полимеризации можно добавлять сшивающий агент, который в предпочтительном варианте можно добавлять в количестве от 0,001 массовой части или более до 15,000 массовых частей или менее на 100 массовых частей полимерзуемого мономера.

Здесь в качестве сшивающего агента можно использовать соединения, имеющие главным образом, по меньшей мере, две полимеризуемые двойные связи. Такой агент может включать в себя, например: дивиниловые соединения ароматического ряда, такие, как дивинилбезнол и дивинилнафталин; сложные эфиры карбоновых кислот, имеющие две двойные связи, такие, как этиленгликольдиакрилат, этиленгликольдиметакрилат и 1,3-бутандиолдиметакрилат; дивиниловые соединения, такие, как дивиниланилин, простой дивиниловый эфир, дивинилсульфид и дивинилсульфон; и соединения, имеющие, по меньшей мере, три винильные группы; любые из этих соединений можно использовать по отдельности или в форме смеси двух или более типов.

При осуществлении способа получения тонера согласно данному изобретению посредством полимеризации композицию полимеризуемого мономера, приготовленную путем надлежащего добавления вышеуказанных материалов, составляющих тонер, и растворения или диспергирования их посредством машины для диспергирования, такой, как гомогенизатор, шаровая мельница или машина для акустического диспергирования, суспендируют в водной среде, содержащей стабилизатор суспензии. Здесь можно использовать высокоскоростную машину для диспергирования, такую, как высокоскоростная мешалка или машина для ультразвукового диспергирования, чтобы придать частицам тонера желаемый размер частиц при расширении. В данном случае высокоскоростную машину для диспергирования можно использовать для создания частиц тонера, имеющих желаемый размер диаметра частиц, при расширении. Это поможет легко создать частицы получаемого тонера, имеющие явно выраженное распределение размеров частиц. В момент, когда добавляют инициатор полимеризации, его можно добавлять одновременно с добавкой других добавок в полимеризуемый мономер, или можно примешивать непосредственно перед их суспендированием в водной среде. Кроме того, сразу же после гранулирования можно добавлять инициатор полимеризации до инициирования полимеризации.

После гранулирования можно провести перемешивание с помощью обычной мешалки таким образом, что будет поддерживаться состояние частиц, а также будет предотвращено всплывание и осаждение частиц.

Когда тонер согласно данному изобретению получают посредством полимеризации, можно использовать в качестве стабилизатора дисперсии любые известные поверхностно-активные вещества или органические либо неорганические диспергирующие вещества. В частности, в предпочтительном варианте можно использовать неорганические диспергирующие вещества, потому что они вряд ли вызовут получение какого-либо вредного ультрамелкодисперсного порошка и достигают стабильности дисперсии с учетом их стеаринового барьера. В качестве примеров таких неорганических диспергирующих веществ отметим, что они могут включать в себя: соли поливалентных металлов фосфорной кислоты, такие, как трикальцийфосфат (средний фосфат кальция), фосфат магния, фосфат алюминия, фосфат цинка и гидроксилапатит; карбонаты, такие, как карбонат кальция и карбонат магния; неорганические соли, такие, как метасиликат кальция, сульфат кальция и сульфат бария; и неорганические соединения, такие, как гидроксид кальция, гидроксид магния и гидроксид алюминия.

В предпочтительном варианте, любые из этих неорганических диспергирующих веществ можно использовать в количестве от 0,2 массовой части или более до 20,0 массовых частей или менее на 100 массовых частей полимеризуемого мономера. Стабилизатор дисперсии также можно использовать по отдельности или в сочетании двух или более типов. Его также можно использовать в сочетании с поверхностно-активным веществом.

Такое поверхностно-активное вещество может включать в себя, например, додецилбензолсульфат натрия, тетрадецилсульфат натрия, пентадецилсульфат натрия, октилсульфат натрия, олеат натрия, лаурат натрия, стеарат натрия и стеарат калия.

На этапе полимеризации полимеризуемого мономера можно проводить полимеризацию при температуре полимеризации на уровне от 40°C или более, а в общем случае - при температуре от 50°C или более до 90°C или менее. Поскольку температуру полимеризации проводят в пределах этого диапазона температуры, низкоплавкий материал, заключенный в частицах тонера, осаждается за счет разделения фаз, оказываясь герметичнее заключенным в частицах тонера.

Частицы тонера полимеризации можно после завершения полимеризации подвергнуть фильтрации, промывке и сушке обычными способами, чтобы получить частицы тонера. Полученные таким образом частицы тонера можно - по выбору - смешивать с неорганическим мелкодисперсным порошком, который будет описан позже. Можно также провести этап классификации (перед смешиванием с неорганическим мелкодисперсным порошком), чтобы удалить крупнодисперсный порошок и оставить мелкодисперсный порошок, смешанный с частицами тонера.

В данном изобретении, неорганический мелкодисперсный порошок, имеющий среднечисловой диаметр (D1) частиц основной фракции от 4 нм или более до 80 нм или менее, а предпочтительно - от 6 нм или более до 40 нм или менее может быть добавлен извне к частицам тонера как пластификатор. Это также является предпочтительным вариантом осуществления. Неорганический мелкодисперсный порошок добавляют для того, чтобы улучшить текучесть тонера и сделать зарядку частиц тонера равномерной, при этом неорганический мелкодисперсный порошок можно подвергнуть такой обработке, как гидрофобная обработка, так что тонеру можно дополнительно придать функцию регулирования собственного количества заряда и повышения собственной стабильности в окружающей среде. Это также является предпочтительным вариантом осуществления.

В данном изобретении среднечисловой диаметр (D1) частиц основной фракции неорганического мелкодисперсного порошка можно измерять с помощью сканирующего электронного микроскопа с использованием фотографии частиц тонера, которую рассматривают в условиях увеличения.

В качестве неорганического мелкодисперсного порошка, используемого в данном изобретении, можно использовать мелкодисперсный порошок кремнезема, мелкодисперсный порошок оксида титана, мелкодисперсный порошок глинозема или аналогичный порошок. В качестве мелкодисперсного порошка кремнезема полезны, например, так называемый кремнезем сухого процесса или кремнезем возгонки, полученный путем испарения паровой фазы галоидов кремния, и так называемого кремнезема мокрого процесса, полученного из жидкого стекла, или т.п., любой из которых можно использовать. Кремнезем сухого процесса предпочтителен как имеющий группы силанола на поверхностях частиц и внутри частиц мелкодисперсного порошка кремнезема и оставляющий меньше технологических отложений, таких, как Na₂O и SO₃ ^2-.

Вышеуказанный неорганический мелкодисперсный порошок в предпочтительном варианте можно добавлять в количестве от 0,1 массовой части или более до 3,0 массовых частей или менее на 100 массовых частей частиц тонера. Содержание неорганического мелкодисперсного порошка можно количественно определять посредством флуоресцентного рентгенографического анализа и с помощью калибровочной кривой, полученной исходя из стандартного образца.

В данном изобретении неорганический мелкодисперсный порошок может быть порошком, подвергнутым гидрофобной обработке. Это предпочтительно потому, что можно повысить стабильность тонера в окружающей среде. Если неорганический мелкодисперсный порошок, добавленный в тонер, увлажнен, частицы тонера могут иметь неодинаковое количество заряда, что создает тенденцию к рассеянию тонера. В качестве обрабатывающего агента, используемого для гидрофобной обработки неорганического мелкодисперсного порошка, полезны такие обрабатывающие агенты, как кремнийорганический лак, модифицированный кремнийорганический лак различных типов, кремнийорганическое масло, модифицированное кремнийорганическое масло различных типов, силановое соединение, силановый связующий агент, другое кремнийорганическое соединение и титанорганическое соединение, любые из которых можно использовать по отдельности или в сочетании двух или более типов.

Из таких обрабатывающих агентов предпочтительны те, которые обработаны кремнийорганическим маслом. Более предпочтительны те, которые получены путем гидрофобной обработки неорганического мелкодисперсного порошка силановым соединением и проводимой одновременно с ней или после нее обработки кремнийорганическим маслом. В качестве способа такой обработки неорганического мелкодисперсного порошка отметим, например, что неорганический мелкодисперсный порошок можно обрабатывать - в качестве реакции первой стадии - силановым соединением для осуществления реакции силилирования, чтобы вызывать исчезновение групп силанола за счет образования химических связей, а после этого - в качестве реакции второй стадии - кремнийорганическим маслом для формирования гидрофобных тонких пленок на поверхностях частиц.

Чтобы, например, улучшить рабочую характеристику очистки, в тонер согласно данному изобретению можно добавлять неорганические или органические почти сферические частицы тонера, имеющие среднечисловой диаметр (D1) частиц, составляющий 30 нм или более, а предпочтительно - 50 нм или более. Это также один из предпочтительных вариантов осуществления. Например, в предпочтительном варианте можно использовать сферические частицы кремнезема, сферические частицы полиметилсилсесквиоксана или сферические частицы смолы.

Ниже описывается, как измерить различные физические свойства, имеющие отношение к тонеру согласно настоящему изобретению.

(1) Температуры плавления соединения сложного эфира и низкоплавкого материала

Каждую из температур плавления соединения сложного эфира и низкоплавкого материала находят как вершину пика из числа эндотермических пиков, когда проводят измерения методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Вершину пика из числа эндотермических пиков измеряют в соответствии со стандартом ASTM D34117-99. Для измерения можно использовать, например, такие дифференциальные сканирующие калориметры, как DSC-7, изготавливаемый Perkin-Elmer Corporation, DSC2920, изготавливаемый ТА Instruments Japan Ltd., или Q1000, изготавливаемый ТА Instruments Japan Ltd. Температуру обнаруживающего модуля измерительного прибора корректируют на основании температур плавления индия и цинка, а количество тепла корректируют на основании тепла плавления индия. Образец для измерения берут в чаше, изготовленной из алюминия, а пустую чашу устанавливают как контрольную.

(2) Средневесовой диаметр (D4) частиц тонера

Средневесовой диаметр (D4) частиц тонера измеряют следующим образом. В качестве измерительного прибора используют прибор «Coulter Counter Multisizer 3» (зарегистрированная торговая марка; изготовлен фирмой Beckman Coulter, Inc.) для прецизионного измерения распределения размеров частиц, который имеет апертурную трубку размером 100 мкм и в котором используется способ апертурного импеданса. Чтобы задать условия для измерения и анализировать данные измерения, используют программное обеспечение «Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51» (разработанное фирмой Beckman Coulter, Inc.), которое загружают в прибор «Multisizer 3» для эксклюзивного использования. Измерение проводят по 25000 каналов, что является эффективным числом каналов.

В качестве водного раствора, используемого для измерения, можно использовать раствор, который приготавливают путем растворения хлорида натрия гарантированного состава в ионообменной воде в концентрации примерно 1 мас. %, например, раствор «ISOTON II» (от фирмы Beckman Coulter, Inc.).

В данном случае перед проведением измерения и анализа упомянутое программное обеспечение для эксклюзивного использования устанавливают следующим образом.

В экране диалогового окна «Изменение стандартного способа измерения (СМИ)» программного обеспечения для эксклюзивного использования задают количество подсчетов согласно режиму управления равным 50000 частиц. Количество раз измерения задают равным одному разу, а в качестве значения Kd задают значение, которое получено с помощью вещества «Standard Particles, 10,0 мкм» (от фирмы Beckman Coulter, Inc.). Пороговое значение и уровень шума автоматически задаются нажатием кнопки «Измерение порогового значения и уровня шума». Затем задают ток равным 1600 мкА, коэффициент усиления 2 и электролитический раствор «ISOTON II», контролируя при этом экран «Отображение результатов для апертурной трубки после измерения».

На экране диалогового окна «Задание преобразования импульсов в диаметр частиц» программного обеспечения для эксклюзивного использования задают размер кармана равным логарифмическому диаметру частиц, количество карманов диаметров частиц - равным 256 карманов диаметров частиц, а диапазон диметров частиц - составляющим от 2 мкм до 60 мкм.

Конкретный способ измерения является следующим.

(i) Заливают примерно 200 мл водного электролитического раствора в мензурку с круглым дном, имеющую вместимость 250 мл и изготовленную из стекла для эксклюзивного использования в приборе «Multisizer 3», и устанавливают ее на стенде для образцов, где осуществляют перемешивание с помощью мешалки в направлении против часовой стрелки. Затем задействуют функцию «Отображение результатов апертуры» программного обеспечения анализа, чтобы заранее удалить любую грязь и пузырьки воздуха в апертурной трубке.

(ii) Заливают примерно 30 мл водного электролитического раствора в мензурку с плоским дном, имеющую вместимость 100 мл и изготовленную из стекла. В эту водную среду в качестве диспергирующего вещества добавляют примерно 0,3 мл разбавленного раствора, который приготовлен путем разбавления «CONTAMINON N» (водного раствора нейтрального детергента для промывки прецизионных измерительных приборов при концентрации 10 мас. % и pH 7, который состоит из неионогенного поверхностно-активного вещества, ионогенного поверхностно-активного вещества и органического структурообразующего компонента, от фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), ионообменной водой примерно втрое по массе.

(iii) Осуществляют считывание результатов из машины «Ultrasonic Dispersion system TETORA 150» для ультразвукового диспергирования с выходной электрической мощностью 120 Вт (изготовленной фирмой Nikkaki Bios Co.), имеющей два осциллографа с частотой осцилляции 50 кГц, которые встроены в машине в состоянии, в котором их фазы сдвинуты на 180 градусов. В водяной бак машины для ультразвукового диспергирования заливают примерно 3,3 литра ионообменной воды и добавляют в этот водяной бак примерно 2 мл вещества «CONTAMINON N».

(iv) Мензурку с упомянутого этапа (ii) устанавливают в отверстие для фиксации мензурки машины для ультразвукового диспергирования и запускают эту машину для ультразвукового диспергирования в работу. Затем регулируют положение мензурки по высоте таким образом, что состояние резонанса поверхности водного электролитического раствора в мензурке становится наивысшим.

(v) В состоянии согласно вышеуказанному этапу (iv) облучают водный электролитический раствор ультразвуковыми волнами и мало по малу добавляют примерно 10 мг тонера в водный электролитический раствор и диспергируют в нем. Затем такую ультразвуковую дисперсионную обработку дополнительно продолжают в течение 60 секунд. При проведении ультразвуковой дисперсионной обработки осуществляют надлежащие управление температурой воды, чтобы она находилась в диапазоне от 10°C или более до 40°C или менее.

(vi) В мензурку с круглым дном с вышеуказанного этапа (i), помещенную внутрь стенда для образцов, с помощью пипетки добавляют по каплям водный электролитический раствор, в котором на вышеуказанном этапе (v) диспергирован тонер, а измеренную концентрацию регулируют до достижения примерно 5%. Затем проводят измерение до тех пор, пока количество частиц при измерении не достигает 50000 частиц.

(vii) Анализируют данные измерения с помощью вышеуказанного программного обеспечения, установленного на измерительный прибор для эксклюзивного использования, чтобы рассчитать средневесовой диаметр (D4) частиц. В данном случае средневесовым диаметром частиц является «Средний диаметр» на экране диалогового окна «Статистическое значение (среднее арифметическое значение) объема по результатам анализа», заданный для графика и выраженный в об.% в программном обеспечении для эксклюзивного использования.

(3) Измерение средней круглости тонера

Среднюю круглость тонера измеряют с помощью анализатора проточного типа «FPIA-2100» (изготовленного Sysmex Corporation). Подробности измерения таковы.

Сначала рассчитывают круглость в соответствии с нижеследующим выражением:

Круглость=(Окружная длина окружности с такой же площадью, как проецируемая площадь частицы))/(окружная длина проецируемого изображения частицы).

Здесь «проецируемая площадь частицы» - это двоично-кодированная площадь изображения частицы тонера, а «окружная длина проецируемого изображения частицы» - это длина линии контура, образованной путем соединения краевых точек изображения частицы тонера. При измерении используют окружную длину изображения частицы при обработке изображения с разрешением обработки изображения, составляющим 512×512 (пиксель размером 0,3 ×0,3 мкм).

Круглостью в данном изобретению называют показатель, который показывает степень неровности поверхности частиц тонера. Его указывают как 1,00, когда частицы тонера идеально круглые. Чем сложнее форма поверхности, тем меньше значение круглости.

Среднюю круглость С, которая означает среднее значение частотного распределения круглости, рассчитывают исходя из нижеследующего выражения, в котором круглость в конкретной точке распределения размеров частиц обозначена символом ci, а количество частиц, подлежащих измерению, обозначено символом m.

Средняя круглость С=

Конкретный способ измерения является следующим. Сначала в емкость, изготовленную из стекла, заливают примерно 10 мл ионообменной воды, из которой заранее удалены твердые частицы загрязняющих веществ и т.п. В эту воду в качестве диспергирующего вещества добавляют примерно 0,1 мл разбавленного раствора, который был получен путем разбавления «CONTAMINON N» (водный раствор нейтрального детергента для промывки прецизионных измерительных приборов при концентрации 10 мас. % и pH 7, который состоит из неионогенного поверхностно-активного вещества, анионогенного поверхностно-активного вещества и органического структурообразующего компонента, от фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), ионообменной водой примерно втрое по массе. Затем добавляют примерно 0,02 г образца для измерения, после чего проводят обработку диспергированием в течение 2 минут посредством машины для ультразвукового диспергирования, чтобы приготовить жидкостную дисперсию для измерения. В качестве машины для ультразвукового диспергирования используют машину «Ultrasonic Dispersion system TETORA 150 Model» для ультразвукового диспергирования с выходной электрической мощностью 120 Вт (изготовленной фирмой Nikkaki Bios Co.), имеющей два осциллографа с частотой осцилляции 50 кГц, которые встроены в машине в состоянии, в котором их фазы сдвинуты на 180 градусов. В водяной бак машины для ультразвукового диспергирования заливают примерно 3,3 литра ионообменной воды и добавляют в этот водяной бак примерно 2 мл вещества «CONTAMINON N». В таком случае жидкостную дисперсию надлежащим образом охлаждают так, чтобы ее температура не смогла стать равной 40°C или более. Кроме того, чтобы предохранить рассеяние параметров круглости, средой, в которой установлен проточного типа анализатор FPIA-2100 частиц, управляют так, что ее температура составляет 23°C±0,5°C, и поэтому с помощью анализатора можно поддержать температуру в машине на уровне от 26°C до 27°C. Кроме того, осуществляют управление автофокусировкой с помощью имеющих размер 2 мкм частиц стандартного латекса (например, «RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A» от Duke Scientific Corporation) на протяжении постоянных интервалов времени, а предпочтительно - на интервалах длительностью 2 часа.

При измерении круглости частиц тонера используют вышеуказанный проточного типа анализатор частиц и вещество «PARTICLE SHEATH PSE-900A» (от Sysmex Corporation) в качестве оболочечного раствора. Жидкостную дисперсию, управление которой осуществлялось в соответствии с вышеуказанной процедурой, вводят в проточного типа анализатор частиц, при этом концентрацией жидкостной дисперсии снова управляют таким образом, что концентрация частиц тонера во время измерения может составлять примерно 5000 частиц на микролитр. После измерения определяют с помощью полученных данных среднюю круглость частиц тонера с эквивалентным диаметром окружности от 2,00 мкм или более до менее чем 40,02 мкм. В данном случае эквивалентный диаметр окружности - это значение, рассчитываемое в соответствии со следующим выражением.

Эквивалентный диаметр окружности=(проецируемая площадь частицы/n)^1/2×2.

(4) Измерение молекулярной массы ТГФ-растворимого вещества тонера

Распределение молекулярной массы ТГФ-растворимого вещества тонера измеряют посредством гельпроникающей хроматографии (ГПХ) следующим образом.

Сначала тонер растворяют в тетрагидрофуране (ТГФ) при комнатной температуре в течение периода 24 часов. Затем полученный раствор фильтруют с помощью мембранного фильтра «MAISHORIDISK» (от Tosoh Corporation), стойкого к воздействию растворителя и имеющего диаметр пор 0,2 мкм, чтобы приготовить раствор образца. В данном случае управление раствором образца осуществляют таким образом, что компонент, растворимый в ТГФ, присутствует в концентрации примерно 0,8 мас. %. Используя этот раствор образца, проводят измерение в следующих условиях.

Прибор: HLC8120 GPC (детектор: RI) (изготовлен Tosoh Corporation).

Колонны: Совокупность семи колонн Shodex KF-801, KF-802, KF-803, KF-804, KF-805, KF-806 и KF-807 (от Showa Denko K.K.).

Элюент: Тетрагидрофуран (ТГФ).

Расход: 1,0 мл/мин.

Температура печи: 40,0°C.

Объем впрыскиваемого образца: 0,10 мл.

Чтобы рассчитать молекулярную массу образца, используют калибровочную кривую молекулярной массы, подготовленную с использованием стандартной полистирольной смолы (например, торговой марки «TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F-288, F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500»; от Tosoh Corporation).

(5) Растворимость соединения сложного эфира и низкоплавкого материала в стиролполиакрилате

Растворимость соединения сложного эфира и низкоплавкого материала в стиролполиакрилате измеряют следующим образом.

Сначала синтезируют стиролполиакрилат следующим образом.

В 720 массовых частей ионообменной воды вводят 450 массовых частей водного раствора Na₃PO₄ в концентрации 0,1 моль на литр, после чего осуществляют нагрев до 60°C. Затем в полученную смесь понемногу добавляют 67,7 массовых частей раствора CaCl₂ в концентрации 1,0 моль на литр, чтобы получить водную среду, содержащую стабилизатор дисперсии.

Стирол 76,0 массовых частей н-бутилакрилат 24,0 массовых части

Вышеуказанные материалы смешивают, получая однородную смесь, с использованием мельницы тонкого помола (изготовленной Mitsui Miike Engineering Corporation). Полученную таким образом мономерную смесь нагревают до 60°C, а затем растворяют в ней 4,5 массовых части инициатора полимеризации (2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрила).

Композицию полимеризуемого мономера, приготовленную таким образом, вводят в вышеуказанную водную среду, а затем осуществляют перемешивание в течение 10 минут при 60°C в атмосфере N₂ с использованием гомогенизирующего смесителя TK-типа (изготовленного Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) при 12000 об/мин для проведения гранулирования. Потом полученный гранулированный продукт перемешивают с помощью лопасти лопастной мешалки, в процессе чего проходит реакция при 70°C в течение 5 часов. После завершения реакции, полученную суспензию охлаждают и добавляют в нее соляную кислоту для осуществления промывки, а потом проводят фильтрацию с последующей сушкой, чтобы получить неочищенный стиролполиакрилат.

Полученный неочищенный стиролполиакрилат растворяют в тетрагидрофуране, а полученный таким образом раствор по каплям добавляют в метанол, чтобы осуществить очистку посредством повторного осаждения. После фильтрации продукт сушат, чтобы получить стиролполиакрилат.

Полученный таким образом стиролполиакрилат имеет температуру (Tg) стеклования 54,0°C, среднечисловую молекулярную массу (Mn) 2,0×10⁴ и средневесовую молекулярную массу (Mw) 2,0×10⁵.

Полученный вышеуказанным образом стиролполиакрилат (смола, получена путем полимеризации 74 массовых частей стиролполиакрилата и 26 массовых частей н-бутилакрилата), имеющий температуру (Tg) стеклования 54,0°C, среднечисловую молекулярную массу (Mn) 20000, средневесовую молекулярную массу (Mw) 200000): 0,10 г.

Соединение сложного полиэфира (или низкоплавкий материал): 0,01 г.

Вышеуказанные материалы смешивают посредством агатовой ступы, чтобы приготовить образец 1.

В качестве измерительного прибора можно использовать «Q1000» (изготовленный фирмой ТА Instruments Japan Ltd.) или «DSC2920» (изготовленный фирмой ТА Instruments Japan Ltd.), который представляет собой дифференциальный сканирующий калориметр, а измерение проводят в соответствии со стандартом ASTM D3418-82.

Например, пользуясь прибором «Q1000», осуществляют прецизионное взвешивание образца 1 в количестве примерно 10 мг, который затем помещают в чашку, изготовленную из алюминия, а пустую чашку устанавливают как эталонную. С их помощью измеряют эндотермическую калорию путем последовательности действий, показанной ниже. Температуру в обнаруживающем модуле измерительного прибора корректируют на основании температур плавления индия и цинка, а количество тепла корректируют на основании тепла плавления индия.

Затем эндотермическую пиковую калорию во втором цикле обозначают как ΔН1, а эндотермическую пиковую калорию в четвертом цикле обозначают как ΔН2 и находят растворимость в соответствии с нижеследующим выражением. В данном случае эндотермическая пиковая калория определяется как калория на максимальном эндотермическом пике на кривой дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в диапазоне температур от 30°C до 120°C в процессе нагревания.

Растворимость S(%)=(1-ΔН2/ΔН1)×100

Последовательность действий

Первый цикл:

Выдерживание при 30°C в течение 1 минуты.

Нагревание до 60°C со скоростью 2°C в минуту. После нагревания - выдерживание в течение 10 минут.

Охлаждение до 30°C со скоростью 10°C в минуту.

Второй цикл:

Выдерживание при 30°C в течение 1 минуты.

Нагревание до 120°C со скоростью 10°C в минуту. После нагревания - выдерживание в течение 10 минут.

Охлаждение до 30°C со скоростью 10°C в минуту.

Третий цикл:

Выдерживание при 30°C в течение 1 минуты.

Нагревание до 60°C со скоростью 2°C в минуту. После нагревания - выдерживание в течение 10 минут.

Охлаждение до 30°C со скоростью 10°C в минуту.

Четвертый цикл:

Выдерживание при 30°C в течение 1 минуты.

Нагревание до 120°C со скоростью 10°C в минуту. После нагревания - выдерживание в течение 10 минут.

Охлаждение до 30°C со скоростью 10°C в минуту.

Кстати, предпочтительно использовать стиролполиакрилат, описанный выше, но если трудно приготовить такую смолу, то можно использовать стиролполиакрилат, который имеет температуру стеклования 54,0°C±1,0°C, среднечисловую молекулярную массу 20000±2000 и средневесовую молекулярную массу 200000±20000. При условии нахождения указанных параметров в пределах этих диапазонов получают, по существу, то же значение растворимости для стиролполиакрилата.

(6) Растворимость соединения сложного полиэфира в стироловом мономере

В 100 г стиролового мономера, поддерживаемого при температуре 40°C, добавляют соединение сложного полиэфира и обнаруживают уровень его растворения после перемешивания упомянутых веществ в течение 3 часов.

Ниже, со ссылками на фиг. 1, приводится конкретное описание примера устройства формирования изображения, в котором можно с выгодой использовать тонер согласно данному изобретению.

На фиг. 1 позиция 100 обозначает барабан со светочувствительным поверхностным слоем, вокруг которого предусмотрены основной зарядный валик 117, узел 140 проявки, имеющий проявочную гильзу 102, зарядный валик 114 переноса, очищающее средство 116, выравнивающий валик 124, и т.д. Барабан 100 со светочувствительным поверхностным слоем электрически заряжается, например, до -600 В посредством основного зарядного валика 117 (приложенное напряжение: например, двойная амплитуда напряжения 1,85 кВ переменного тока и напряжение -620 В постоянного тока). Затем барабан 100 со светочувствительным поверхностным слоем подвергается облучению лазерным лучом 123 посредством лазерного генератора 121, так что формируется электростатическое скрытое изображение, которое соответствует скрытому изображению. Электростатическое скрытое изображение, сформированное на барабане 100 со светочувствительным поверхностным слоем, проявляется с помощью однокомпонентного тонера посредством узла 140 проявки для формирования изображения, проявленного тонером, а изображение, проявленное тонером, переносится на переносящий материал посредством валика 114 переноса, вводимого в контакт с барабаном со светочувствительным поверхностным слоем через переносящий материал. Переносящий материал удерживает на себе изображение, проявленное тонером, транспортируется к узлу 126 фиксации посредством транспортирующей ленты 125, и в этом узле изображение, проявленное тонером, фиксируется на переносящий материал. Часть тонера, оставшаяся на барабане со светочувствительным поверхностным слоем, удаляется очищающим средством 116, чтобы очистить поверхность.

На чертеже показано устройство формирования изображения, в котором применяется методика магнитной однокомпонентной проявки переносом. Однако тонер согласно данному изобретению может быть либо магнитным тонером, либо немагнитным тонером, а также может быть тонером, используемым в любой из однокомпонентной проявочной системы и двухкомпонентной проявочной системы. Он также может быть тонером, используемым при осуществлении способа либо проявки переносом, либо контактной проявки.

Примеры

Ниже приводится более подробное описание данного изобретения на примерах и сравнительных примерах, что, однако, не означает ограничение ими изобретения. В нижеследующем тексте термин «часть (части)» относится к массовой части (массовым частям) во всех случаях употребления.

Пример получения магнитного порошка

В водном растворе сульфата трехвалентного железа смешивали 1,1 эквивалентной массы раствора гидроксида натрия, определенной на основе элементарного железа, P₂O₅ в количестве, составляющем 0,15 мас. % по элементарному фосфору и определенном на основе элементарного железа, и SiO₂ в количестве, составляющем 0,50 мас. % по элементарному кремнию и определенном на основе элементарного железа, чтобы приготовить водный раствор, содержащий гидроксид трехвалентного железа. Поддерживая этот водный раствор при pH 8,0, продували в него воздух, во время чего проводили реакцию окисления при 85°C, чтобы приготовить суспензию, имеющую затравочные кристаллы.

Затем в эту суспензию добавляли водный раствор сульфата трехвалентного железа, чтобы получить 1,1 эквивалентной массы на основе исходного количества щелочи (натриевый компонент гидроксида натрия). После этого суспензию доводили до pH 7,6 и продували в нее воздух, во время чего обеспечивали реакцию окисления, протекавшую до получения суспензии, содержащей магнитный оксид железа. Эту суспензию фильтровали и промывали, а потом эту водосодержащую суспензию извлекали первой. В этот момент данную водосодержащую суспензию собирали в малом количестве, чтобы заранее измерить содержание воды в ней. Потом эту водосодержащую суспензию вводили в другой водный раствор и, осуществляя при этом перемешивание с циркуляцией суспензии, проводили надлежащее диспергирование посредством штифтовой мельницы, регулируя при этом рН жидкостной суспензии до достижения значения примерно 4,8. Затем, перемешивая, добавляли в суспензию н-гексилтриметоксисилан в количестве 1,6 массовых части (количество магнитного оксида железа рассчитывали как значение, найденное при вычитании содержания воды из количества водосодержащего образца) на 100 массовых частей магнитного оксида железа, чтобы провести гидролиз. Потом, тщательно перемешивая и при этом обеспечивая циркуляцию суспензии, проводили диспергирование посредством штифтовой мельницы и регулировали рН жидкостной суспензии до достижения значения 8,6, при котором осуществляли гидрофобную обработку. Сформированный таким образом гидрофобный магнитный порошок фильтровали с помощью фильтр-пресса, а затем промывали большим количеством воды, после чего сушили при 100°C в течение 15 минут и при 90°C в течение 30 минут. Полученные частицы подвергали обработке дроблением, чтобы получить магнитный порошок 1, имеющий среднеобъемный диаметр (Dv) частиц 0,22 мкм.

Получение тонера 1

В 720 массовых частей ионообменной воды вводили 450 массовых частей водного раствора Na₃PO₄ в концентрации 0,1 моль на литр, после чего осуществляли нагрев до 60°C. В полученную смесь добавляли 67,7 массовых частей раствора CaCl₂ в концентрации 1,0 моль на литр, чтобы получить водную среду, содержащую стабилизатор дисперсии.

Стирол 76,0 массовых частей н-бутилакрилат 24,0 массовых части Дивинилбезол 0,53 массовой части Комплекс железа моноазокрасителя 1,0 массовая часть (T-77 от фирмы Hodogaya Chemical Co., Ltd.) Магнитный порошок 1 90,0 массовых частей Насыщенная полиэфирная смола 5,0 массовых частей (насыщенная полиэфирная смола, полученная посредством реакции конденсации терефталевой кислоты с этиленоксидным добавочным продуктом бисфенола А; Mn: 5000; кислотное число: 12 мг KOH/г; Tg: 68°C)

Вышеуказанные материалы равномерно диспергировали и смешивали посредством мельницы тонкого помола (изготовленной Mitsui Miike Engineering Corporation). Полученную таким образом мономерную композицию нагревали до 60°C, и добавляли в нее 15 массовых частей парафина (температура плавления: 74,0°C; растворимость в стиролполиакрилате: 2,6%) и 10 массовых частей дипентаэритритового сложного эфира бегеновой кислоты (именуемого далее «DP-622»; его физические свойства показаны в таблице 1) и осуществляли смешивание, чтобы растворить их. После этого растворяли в полученном веществе 4,5 массовых части инициатора полимеризации 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрила), чтобы приготовить композицию полимеризуемого мономера.

Композицию полимеризуемого мономера вводили в вышеуказанную водную среду, а затем осуществляли перемешивание в течение 10 минут при 60°C в атмосфере N₂ с использованием гомогенизирующего смесителя TK-типа (изготовленного Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) при 12000 об/мин для проведения гранулирования. Потом полученный гранулированный продукт перемешивали с помощью лопасти лопастной мешалки, в процессе чего проходила реакция при 70°C, в течение 5 часов. После завершения реакции образовавшуюся суспензию охлаждали и добавляли в нее соляную кислоту для осуществления промывки, а потом проводили фильтрацию с последующей сушкой, чтобы получить частицы тонера 1.

Смешивали 100 массовых частей частиц тонера 1 и 1,0 массовую часть гидрофобного кремнезема со среднечисловым диаметром частиц основной фракции, составлявшим 12 нм, посредством смесителя Henschel (изготовленного Mitsui Miike Engineering Corporation), чтобы получить тонер 1, имеющий средневесовой диаметр (D4) частиц 7,5 мкм. Физические свойства тонера 1 показаны в таблице 2.

Получение тонера 2

Тонер 2 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли дипентаэритритовым сложным эфиром арахидоновой кислоты (именуемого далее «DP-620»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 2 показаны в таблице 2.

Получение тонера 3

Тонер 3 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли дипентаэритритовым сложным эфиром стеариновой кислоты (именуемого далее «DP-618»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 3 показаны в таблице 2.

Получение тонера 4

Тонер 4 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 парафин, имеющий температуру плавления 74,0°C, заменяли парафином, имеющим температуру плавления 83,1°C (растворимость в стиролполиакрилате: 5,6%). Физические свойства тонера 4 показаны в таблице 2.

Получение тонера 5

Тонер 5 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 парафин, имеющий температуру плавления 74,0°C, заменяли парафином, имеющим температуру плавления 64,2°C (растворимость в стиролполиакрилате: 20,3%). Физические свойства тонера 5 показаны в таблице 2.

Получение тонера 6

Тонер 6 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 парафин, имеющий температуру плавления 74,0°C, заменяли парафином, имеющим температуру плавления 87,2°C (растворимость в стиролполиакрилате: 5,1%). Физические свойства тонера 6 показаны в таблице 2.

Получение тонера 7

Тонер 7 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 10 массовых частей - дипентаэритритового сложного эфира бегеновой кислоты заменяли 2,0 массовыми частями. Физические свойства тонера 7 показаны в таблице 2.

Получение тонера 8

Тонер 8 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 10 массовых частей - дипентаэритритового сложного эфира бегеновой кислоты заменяли 21,0 массовой частью. Физические свойства тонера 8 показаны в таблице 2.

Получение тонера 9

Тонер 9 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 15 массовых частей - парафина, имеющего температуру плавления 74,0°C, заменяли 10 массовыми частями. Физические свойства тонера 9 показаны в таблице 2.

Получение тонера 10

Тонер 10 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 15 массовых частей - парафина, имеющего температуру плавления 74,0°C, заменяли 31 массовой частью. Физические свойства тонера 10 показаны в таблице 2.

Получение тонера 11

Тонер 11 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 0,53 массовой части - дивинилбензола заменяли 0,10 массовой части. Физические свойства тонера 11 показаны в таблице 2.

Получение тонера 12

Тонер 12 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшееся при получении тонера 1 количество - 0,53 массовой части - дивинилбензола заменяли 1,20 массовой части. Физические свойства тонера 12 показаны в таблице 2.

Получение тонера 13

Тонер 13 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты не использовали. Физические свойства тонера 13 показаны в таблице 2.

Получение тонера 14

Тонер 14 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 парафин, имеющий температуру плавления 74,0°C, не использовали. Физические свойства тонера 14 показаны в таблице 2.

Получение тонера 15

Тонер 15 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли дипентаэритритовым сложным эфиром пальмитиновой кислоты (именуемого далее «DP-616»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 15 показаны в таблице 2.

Получение тонера 16

Тонер 16 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли дипентаэритритовым сложным эфиром церотовой кислоты (именуемого далее «DP-626»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 16 показаны в таблице 2.

Получение тонера 17

Тонер 17 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли дипентаэритритовым сложным эфиром стеариновой кислоты (именуемого далее «PE-418»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 17 показаны в таблице 2.

Получение тонера 18

Тонер 18 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 дипентаэритритовый сложный эфир бегеновой кислоты заменяли тетрастеаратом-тетрабегенатом гексаглицерина (именуемого далее «HG-418»; его физические свойства показаны в таблице 1). Физические свойства тонера 18 показаны в таблице 2.

Получение тонера 19

Тонер 19 получали таким же способом, как при получении тонера 1, за исключением того, что использовавшийся при получении тонера 1 парафин, имеющий температуру плавления 74,0°C, заменяли парафином, имеющим температуру плавления 92,0°C (растворимость в стиролполиакрилате: 3,8%). Физические свойства тонера 19 показаны в таблице 2.

Таблица 1 Физические свойства соединения сложного полиэфира Соединение сложного эфира Карбоновая кислота, количество атомов углерода Температура плавления Растворимость в стиролполиакрилате Растворимость в стироловом мономере DP-622 22 83°C 0,5% <5,0% DP-620 20 79°C 1,2% <5,0% DP-618 18 75°С 2,1% <5,0% DP-616 16 69°С 2,8% >5,0% DP-626 26 92°С 0,1% <5,0% PE-418 18 76°С 4,2% >5,0% HG-418 18 64°С 8,3% >5,0%

Таблица 2 Физические свойства тонера Номер тонера Средний диаметр частиц Средняя круглость ТГФ-растворимое вещество 1 7,5 мкм 0,971 33% 2 7,3 мкм 0,972 30% 3 7,2 мкм 0,972 34% 4 7,8 мкм 0,970 32% 5 7,1 мкм 0,972 31% 6 7,8 мкм 0,969 35% 7 7,1 мкм 0,973 37% 8 7,9 мкм 0,969 30% 9 7,5 мкм 0,971 33% 10 7,8 мкм 0,968 31% 11 7,6 мкм 0,971 4% 12 7,4 мкм 0,971 66% 13 7,2 мкм 0,972 36% 14 7,3 мкм 0,973 29% 15 7,3 мкм 0,971 36% 16 7,9 мкм 0,968 35% 17 7,5 мкм 0,972 33% 18 7,3 мкм 0,972 31% 19 7,9 мкм 0,967 36%

Пример 1

Устройство формирования изображения

Используя принтер LBP-3410 (изготовленный фирмой CANON INC.; 33 листа в минуту при подаче бумаги в направлении длины листа формата A4) в качестве устройства формирования изображения и используя тонер 1, воспроизводили изображения горизонтальных линий, имеющие процентное содержание печати 4%, на 6000 листов в непрерывном режиме, чтобы провести испытание в условиях эксплуатации в окружающей среде нормальной температуры и нормальной влажности (температура 23°C/относительная влажность 60%). В качестве носителя печатной информации использовали листы бумаги формата А4, масса 1 м² которой составляла 75 г/м². В результате, ни ореола, ни вуали перед испытанием в условиях эксплуатации и после него не было, а изображения получались с высокой плотностью. Результаты оценки показаны в таблице 3.

Также проводили испытание на фиксацию следующим образом.

Дополнительные листы бумаги массой 80 г были использованы в качестве носителей печатной информации, а напряжение смещения при проявке задавали таким образом, что происходило формирование полутоновых изображений при плотности изображения от 0,60 до 0,65. Затем узел фиксации охлаждали до комнатной температуры и задавали температуру нагревателя узла фиксации (именуемую далее «температурой фиксации»), при этом через 6 секунд после включения электропитания пропускали через узел фиксации лист с изображениями, проявленными тонером, для осуществления фиксации. После этого фиксированные изображения терли 10 раз бумагой Silbon в условиях приложения нагрузки 50 г/см², при этом параметр уменьшения плотности изображения до 10% перед натиранием и после него связывали с температурой начала фиксации. Кроме того, на бумаге формата А4, масса 1 м² которой составляла 75 г/м², формировали сплошные изображения, проявленные тонером таким образом, что масса тонера на единицу площади составляла 0,6 мг/см², и контролировали температуру, при которой происходила офсетная печать, по-разному изменяя температуру узла фиксации. Высокотемпературную офсетную печать наблюдали, визуально контролируя фиксированные изображения на бумаге, и контролировали наивысшую температуру, при которой не происходит никакая офсетная печать (т.е. температуру окончания фиксации). В результате обнаружено, что магнитный тонер 1 имел температуру начала фиксации 180°C и температуру окончания фиксации 240°C.

Способы и критерии суждения для этого описаны ниже на оценках, которые были сделаны в примерах и сравнительных примерах данного изобретения.

Плотность изображения

Чтобы оценить плотность изображения, формировали сплошные изображения, а плотность сформированных таким образом сплошных изображений измеряли с помощью денситометра Macbeth (изготовленного фирмой Gretag Macbeth Ag).

Вуаль

Воспроизводили белые изображения и измеряли коэффициент отражения с помощью рефлектометра модели TC-6DS, изготовленного фирмой Tokyo Denshoku Co., Ltd. Кстати, коэффициент отражения также измеряли аналогичным образом на переносящем листе (эталонном листе) перед формированием на нем белых изображений. В качестве светофильтра использовали зеленый светофильтр. Исходя из значений коэффициента отражения перед воспроизведением белых изображений и после него, рассчитывали вуаль в соответствии со следующим выражением.

Вуаль (коэффициент отражения) (%)=[коэффициент отражения (%) эталонного листа]-[коэффициент отражения (%) образца с белым изображением].

Критерии оценки вуали были следующими:

A: очень хорошо (менее 1,5%).

B: Хорошо (от 1,5% или более до менее чем 2,5%).

C: Удовлетворительно (от 2,5% или более до менее чем 4,0%).

D: Плохо (4,0% или более}.

Примеры 2-12

Испытание на воспроизведение изображений в условиях эксплуатации и испытание на фиксацию проводили таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что использовали тонеры 2-12, соответственно. В результате, все тонеры гарантировали формирование изображений, которые были, по меньшей мере, на уровне отсутствия проблем при практическом использовании перед испытанием в условиях эксплуатации и после него, и демонстрировали надлежащую рабочую характеристику фиксации. Результаты оценки показаны в таблице 3.

Сравнительные примеры 1-7

Испытание на воспроизведение изображений в условиях эксплуатации и испытание на фиксацию проводили таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что использовали тонеры 13-19, соответственно. В результате, все тонеры гарантировали температуру фиксации, превышающую 200°C, что приводило к неудовлетворительной рабочей характеристике фиксации. Кроме того, тонеры 16 и 18 вызывали вуаль на серьезном уровне после испытания в условиях эксплуатации, предположительно - из-за плохой диспергируемости соединения сложного эфира. Результаты оценки показаны в таблице 3.

Таблица 3 Результаты испытания на воспроизведение изображения в среде с низкой температурой и низкой влажностью и результаты испытания на фиксацию   Тонер Начальная стадия После испытания Температура начала фиксации (°С) Темпера-
тура оконча-ния фикса-ции (°С) Плотность изображения Вуаль Плотность изображения Вуаль Пример 1 1 1,53 А 1,51 А 180 240 2 2 1,52 А 1,50 А 185 240 3 3 1,49 А 1,46 В 190 240 4 4 1,50 А 1,47 В 190 240 5 5 1,47 В 1,42 В 185 240 6 6 1,49 А 1,46 В 195 245 7 7 1,54 А 1,52 А 195 240 8 8 1,45 В 1,39 В 180 240 9 9 1,53 А 1,52 А 195 240 10 10 1,44 В 1,39 С 180 240 11 11 1,51 А 1,31 С 180 200 12 12 1,53 А 1,53 А 195 250 Сравнительный пример 1 13 1,52 А 1,48 А 210 240 2 14 1,53 А 1,52 А 220 240 3 15 1,48 А 1,41 В 205 240 4 16 1,41 В 1,32 D 200 240 5 17 1,38 В 1,34 С 205 240 6 18 1,35 В 1,28 D 210 240 7 19 1,37 В 1,32 С 205 240

Все вышеизложенные варианты осуществления являются лишь иллюстрирующими примеры воплощения данного изобретения на практике, а не ограничивающими объем технических притязаний данного изобретения. То есть, данное изобретение можно осуществить на практике в различных формах в рамках его объема технических притязаний или основных признаков.

В этой заявке выдвигаются притязания на приоритет по заявке 2008-139237 на патент Японии, поданной 28 мая 2008 г., которая включена в данное описание посредством ссылки.

Настоящее изобретение относится к тонеру, используемому в процессах печати с использованием электрофотографии, электростатической печати, магнитографической печати или струйной печати тонером.

Заявленное решение заключается в следующем, в тонере, содержащем, по меньшей мере, связующую смолу, окрашивающее вещество, соединение сложного эфира и низкоплавкий материал, соединение сложного эфира представляет собой сложный эфир дипентаэритрита с карбоновой кислотой, имеющей от 18 или более до 25 или менее атомов углерода, и при этом, если температура плавления соединения сложного эфира представлена обозначением Тm_(А) (°С), а температура плавления низкоплавкого материала представлена обозначением Тm_(В) (°С), тонер удовлетворяет соотношению Tm_(B)≤Tm_(A)+5.

Технический результат, достигаемый от реализации заявленного решения, заключается в превосходной рабочей характеристике низкотемпературной фиксации и обеспечении преимущества высокой плотности изображения, не вызывая никакой вуали даже на протяжении долгосрочной службы. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 2 пр.

1. Тонер, который содержит частицы тонера, содержащие, по меньшей мере, связующую смолу, окрашивающее вещество, соединение сложного эфира и низкоплавкий материал;
при этом соединение сложного эфира представляет собой сложный эфир дипентаэритрита с карбоновой кислотой, имеющей от 18 или более до 25 или менее атомов углерода; и
при этом если температура плавления соединения сложного эфира представлена обозначением Тm_(А) (°С), а температура плавления низкоплавкого материала представлена обозначением Tm_(B) (°С), тонер удовлетворяет соотношению
Tm_(B)≤Tm_(A)+5.

2. Тонер по п.1, в котором температура Тm_(А) (°С) плавления соединения сложного эфира, а температура Тm_(В) (°С) плавления низкоплавкого материала удовлетворяют соотношению
Tm_(B)≤Tm_(A).

3. Тонер по п.1, в котором соединение сложного эфира имеет растворимость S(A) в стиролполиакрилате, составляющую 2,5% или менее.

4. Тонер по п.1, в котором соединение сложного эфира имеет растворимость S(A) в стиролполиакрилате, составляющую 2,0% или менее.

5. Тонер по п.3, в котором низкоплавкий материал имеет растворимость S(B) в стиролполиакрилате, находящуюся в диапазоне от 5,5% или более до 20,0% или менее, и S(A)<S(B).

6. Тонер по п.1, в котором соединение сложного эфира имеет растворимость в стироловом мономере при 40°С, составляющую менее 5,0 мас.%.

7. Тонер по п.1, в котором частицы тонера содержат соединение сложного эфира в количестве от 3,0 мас.ч. или более до 20,0 мас.ч. или менее на 100 мас.ч. связующей смолы.

8. Тонер по п.1, в котором низкоплавкий материал присутствует при его содержании, превышение которым массового содержания соединения сложного эфира составляет от 1,2 раза или более до 3,0 раз или менее.

9. Тонер по п.1, в котором соединение сложного эфира имеет температуру плавления от 70°С или более до 90°С или менее.

10. Тонер по п.1, который имеет среднюю круглость 0,950 или более.

11. Тонер по п.1, в котором компонент связующей смолы тонера имеет растворимое в тетрагидрофуране вещество, содержание которого составляет от 5,0 мас.% или более до 65,0 мас.% или менее.