ES2580040T3 - Tóner para electrofotografía y aparato de formación de imágenes - Google Patents
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Abstract
Un toner para electrofotografia que comprende particulas de base de toner y un aditivo externo adherido sobre las superficies de las particulas de base de toner, caracterizado por que las particulas de base de toner se pueden obtener al: disolver y/o dispersar por lo menos un prepolimero de poliester que tiene un grupo isocianato capaz de reaccionar con un compuesto que contiene grupo hidrogeno activo y un colorante en un disolvente organico, dispersar adicionalmente la solucion o el liquido de dispersion en un medio acuoso para someter el prepolimero de poliester que tiene un grupo isocianato, capaz de reaccionar con el compuesto que contiene hidrogeno activo, a un alargamiento y/o una reaccion de reticulacion, y retirar el disolvente organico del liquido de dispersion obtenido para obtener de ese modo particulas de base de toner que comprenden un aglutinante de toner y un colorante, particulas de base de toner que comprenden una o mas particulas finas inorganicas contenidas en las mismas, comprendiendo adicionalmente las particulas de base de toner un agente de liberacion, en el que la cantidad total de las particulas finas inorganicas determinada por espectroscopia de rayos X de fluorescencia es de un 0,5 % en peso a un 50 % en peso, y en el que la concentracion de elementos derivada de las particulas finas inorganicas sobre las superficies de las particulas de base de toner determinada por espectroscopia de fotoelectrones de rayos X es de un 0,1 % atomico a un 15 % atomico.
Description
De acuerdo con los resultados analizados de acuerdo con el método que se ha hecho notar en lo que antecede, en las partículas de base de tóner, el efecto de la presente invención se puede ejercer de forma aún más eficaz cuando la densidad de los elementos que se originan en las partículas finas inorgánicas que se obtiene por espectroscopía de fotoelectrones de rayos X es de un 0,1 % atómico a un 15 % atómico, y más preferiblemente de un 0,5 % atómico
5 a un 5 % atómico.
Cuando la densidad de los elementos es de menos de un 0,1 % atómico, es difícil ejercer un efecto en la estabilidad de carga, la aptitud a la fluencia del tóner, y restringir que se embeban los aditivos externos en las partículas de tóner. Por otro lado, cuando la densidad de elementos es de más de un 15 % atómico, esto es desfavorable debido a que el límite inferior de la temperatura de fijación se eleva, y la propiedad de fijación a baja temperatura se ve afectada.
El diámetro de partícula promedio de las partículas primarias de las partículas finas inorgánicas es preferiblemente de 5 nm a 200 nm, y más preferiblemente de 10 nm a 180 nm. Mediante el control de un diámetro de partícula
15 dentro del intervalo, el efecto separador el cual es una capacidad de evitar la floculación del tóner se puede ejercer de forma suficiente, y el tóner puede evitar de forma eficaz que los aditivos externos se embeban en las partículas de tóner cuando se almacena a unas temperaturas altas o se agita con fuerza y se deteriora.
Cuando el diámetro de partícula promedio de las partículas primarias de las partículas finas inorgánicas es más pequeño que 5 nm, el tóner se flocula con facilidad y los aditivos externos se embeben con facilidad en las partículas de tóner. Cuando el diámetro de partícula promedio de las partículas primarias de las partículas finas inorgánicas es mayor que 200 nm, esto es desfavorable debido a que no solo se deteriora la circularidad de las partículas de tóner, sino que también se eleva el límite inferior de la temperatura de fijación, y la propiedad de fijación a baja temperatura se ve afectada.
25 Cuando esas dos o más partículas finas inorgánicas se usan en un tóner para revelado electrostático, cada una de estas partículas finas inorgánicas se puede usar sola o en combinación con dos o más.
El diámetro de partícula promedio en el presente documento quiere decir el diámetro de partícula promedio en número. El diámetro de partícula de las partículas finas inorgánicas que se usan en la presente invención se puede medir mediante un instrumento de medición de distribución de tamaño de partícula que utiliza una dispersión de luz dinámica, por ejemplo, DLS-700 fabricado por OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD. y Coulter N4 fabricado por Coulter Electronics Ltd. No obstante, debido a que es difícil disociar las partículas floculadas de forma secundaria después del tratamiento usando aceite de silicona, se prefiere obtener directamente el diámetro de partícula de las 35 partículas finas inorgánicas usando unas imágenes que se obtienen mediante un microscopio electrónico de barrido
o un microscopio electrónico de transmisión. En el presente caso, se deberían observar por lo menos 100 piezas de partículas finas inorgánicas para obtener el valor promedio de los diámetros de partícula.
< Medio acuoso >
En la presente invención, para el medio acuoso en el que las partículas de resina que se describen en lo sucesivo en el presente documento se dispersan para formar una fase de medio acuoso, se puede usar agua sola o se puede usar un disolvente capaz de ser miscible en agua. Los ejemplos de los disolventes miscibles en agua incluyen alcoholes tales como metanol, isopropanol, y etilen glicol; dimetilformamida; tetrahidrofurano; y cellosolves; y
45 cetonas inferiores tales como acetona, metil etil cetona. Cada uno de estos disolventes se puede usar solo o en combinación con dos o más.
< Partículas finas de resina >
Las partículas finas de resina que se usan en la presente invención se absorben en las superficies de gotitas de aceite de la solución de composición de tóner o el líquido de dispersión en el medio acuoso, y las partículas finas de resina se usan para controlar la forma de tóner incluyendo la circularidad y la distribución de tamaño de partícula del tóner. Las partículas finas inorgánicas se consideran, tal como se describe en lo sucesivo en el presente documento, de tal modo que cuando una fase de disolvente orgánico y un compuesto que contiene grupo hidrógeno activo
55 (aminas) se dispersan en el medio acuoso y se forman unas partículas dispersadas en sustancia orgánica, las áreas superficiales de las partículas dispersadas en sustancia orgánica se unen entre sí para dar de ese modo las partículas finas inorgánicas. Por esta razón, como es el caso con los aditivos externos que se describen en lo sucesivo en el presente documento, se considera que las partículas finas inorgánicas residen principalmente sobre áreas superficiales de las partículas de base de tóner que se van a obtener.
En la presente invención, la cantidad de las partículas finas de resina contenidas en las partículas de tóner después del tratamiento con los aditivos externos obtenidos se ha de establecer en de un 0,5 % en peso a un 5,0 % en peso, y esta es importante. Cuando el contenido es de menos de un 0,5 % en peso, la estabilidad de almacenamiento del tóner se deteriora, y tiene lugar un bloqueo en la unidad de revelado de imágenes durante el almacenamiento. 65 Cuando la cantidad residual de las partículas finas de resina en las partículas de tóner es de más de un 0,5 % en peso, las partículas finas de resina inhiben la exudación de cera, y no se puede obtener un efecto de propiedad de
10
Para el módulo elástico de almacenamiento del aglutinante de tóner, la temperatura (TG’) a la cual el módulo elástico de almacenamiento del aglutinante de tóner a una frecuencia de medición de 20 Hz es de 10.000 dinas/cm2 es por lo general de 100 ºC o más, y preferiblemente de 110 ºC a 200 ºC.
5 Cuando la temperatura (TG’) del aglutinante de tóner es de menos de 100 ºC, la propiedad anti-offset en caliente se deteriora. Para la viscosidad del aglutinante de tóner, la temperatura (Tη) del aglutinante de tóner a la cual la viscosidad del aglutinante de tóner a una frecuencia de medición de 20 Hz es de 1.000 poises es por lo general de 180 ºC o menos, y preferiblemente de 90 ºC a 160 ºC. Cuando la temperatura (Tη) del aglutinante de tóner es de más de 180 (Tη) del aglutinante de tóner, la propiedad de fijación a baja temperatura se deteriora.
10 De este modo, desde la perspectiva de la obtención de una propiedad de fijación a baja temperatura y una propiedad anti-offset en caliente satisfactorias, la temperatura (TG’) es preferiblemente más alta que la temperatura (Tη). Dicho de otra forma, la diferencia en cuanto a la temperatura entre TG’ y Tη (TG’ - Tη) es preferiblemente de 0 ºC o más, más preferiblemente de 10 ºC o más, y aún más preferiblemente de 20 ºC o más. El límite superior de la
15 diferencia en cuanto a la temperatura entre TG’ y Tη (TG’ - Tη) no está particularmente limitado.
Además, desde la perspectiva de hacer frente tanto a una estabilidad de almacenamiento termorresistente como a una propiedad de fijación a baja temperatura, la diferencia en cuanto a la temperatura entre TG’ y Tη (TG’ - Tη) es preferiblemente de 0 ºC a 100 ºC, más preferiblemente de 10 ºC a 90 ºC, y aún más preferiblemente de 20 ºC a
Para los colorantes que se usan en la presente invención, se pueden usar tintes y pigmentos que se conocen en la técnica, y los ejemplos de los mismos incluyen negro de carbono, tinte de Nigrosina, negro de hierro, amarillo naftol S, amarillo Hansa (10G, 5G y G), amarillo de cadmio, óxido de hierro amarillo, ocre amarillo, plomo amarillo, amarillo 25 de titanio, amarillo de poliazo, amarillo de aceite, amarillo Hansa (GR, A, RN, R), amarillo de pigmento L, amarillo de bencidina (G, GR), amarillo permanente (NCG), amarillo vulcan rápido (5G, R), amarillo de laca de tartrazina, laca de amarillo de quinolina, amarillo de antrasana BGL, amarillo de isoindolinona, colcótar, plomo rojo, bermellón de plomo, rojo de cadmio, rojo de cadmio y mercurio, bermellón de antimonio, rojo permanente 4R, rojo para, rojo fiser, rojo de paracloroortonitro anilina, escarlata rápido lithol G, escarlata rápido brillante, carmín brillante BS, rojo 30 permanente (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), escarlata rápido VD, rubina rápida vulcan B, escarlata brillante G, lithol rubina GX, rojo permanente F5R, carmín brillante 6B, pigmento escarlata 3B, burdeos 5B, Granate de toluidina, burdeos permanente F2K, burdeos Helio BL, burdeos 10B, BON granate claro, BON granate medio, laca de eosina, laca de rodamina B, laca de rodamina Y, laca de alizarina, rojo de tioíndigo B, granate de tioíndigo, rojo de aceite, rojo de quinacridona, rojo de pirazolona, rojo de poliazo, bermellón de cromo, naranja de bencidina, naranja de 35 perinona, naranja de aceite, azul cobalto, azul cerúleo, laca de azul alcalino, laca de azul pavo real, laca de azul victoria, azul de ftalocianina libre de metal, azul de ftalocianina, azul cielo rápido, azul de indantreno (RS, BC), índigo, ultramarino, azul de hierro, azul de antraquinona, violeta rápido B, laca de violeta de metilo, púrpura de cobalto, violeta de manganeso, violeta de dioxano, violeta de antraquinona, verde de cromo, verde de zinc, óxido de cromo, verde de viridián, verde de esmeralda, verde de pigmento B, verde de naftol B, oro verde, laca de verde de
40 ácido, laca de verde de malaquita, verde de ftalocianina, verde de antraquinona, óxido de titanio, flor de zinc, litopona, y mezclas de los mismos.
El contenido de los colorantes con respecto al tóner es por lo general de un 1 % en peso a un 15 % en peso, y preferiblemente de un 3 % en peso a un 10 % en peso.
45 Los colorantes que se usan en la presente invención se pueden usar como un compuesto de mezcla madre complejo con resinas.
Los ejemplos de resinas aglutinantes que se amasan en el transcurso de la producción de la mezcla madre o que se 50 amasan junto con la mezcla madre incluyen, además de las resinas de poliéster modificado y las resinas de poliéster sin modificar que se han mencionado en lo que antecede, estirenos tales como poliestirenos de estireno, poli-pcloroestirenos, y polivinil toluenos o polímeros de sustitución de derivados de los mismos; copolímeros de estireno tales como copolímeros de estireno - p-cloroestireno, copolímeros de estireno - propileno, copolímeros de estireno viniltolueno, copolímeros de estireno -vinilnaftaleno, copolímeros de estireno - acrilato de metilo, copolímeros de 55 estireno -acrilato de etilo, copolímeros de estireno - acrilato de butilo, copolímeros de estireno - acrilato de octilo, copolímeros de estireno - metacrilato de metilo, copolímeros de estireno -metacrilato de etilo, copolímeros de estireno -metacrilato de butilo, copolímero de estireno - clorometacrilato de α-metilo, copolímeros de estireno acrilonitrilo, copolímeros de estireno - vinil metil cetona, copolímeros de estireno - butadieno, copolímeros de estireno -isopreno, copolímeros de estireno - acrilonitrilo - indeno, copolímeros de estireno - ácido maleico y
60 copolímeros de estireno - maleato de éster; poli(metacrilatos de metilo), poli(metacrilatos de butilo), poli(cloruros de vinilo), poli(acetatos de vinilo), polietilenos, polipropilenos, poliésteres, resinas epoxídicas, resinas de epoxi - poliol, poliuretanos, poliamidas, polivinil butirales, resinas poliacrílicas, colofonias, colofonias modificadas, resinas de terpeno, resinas de hidrocarburo alifático o alicíclico, resinas de petróleo aromáticas, parafinas cloradas y ceras de parafina. Cada una de estas resinas aglutinantes se puede usar sola o en combinación con dos o más.
65
15
- imagen52
- Valor residualde partículasfinas deresina (% enpeso) Contenido deflúor (%atómico) Contenido departículas finas inorgánicas sobresuperficiesanalizadas por XPS (% atómico) Cantidad departículas finas inorgánicas (% en peso) analizadas por espectroscopíade rayos X defluorescencia Diámetro departículaprimaria (nm) de partículasfinasinorgánicas (Sílice) Diámetro departículaprimaria (nm)de partículasfinasinorgánicas (Óxido detitanio) Diámetro departículapromedio envolumen Dv (µm) Diámetro departículapromedio ennúmero Dv (µm) Dv/Dn detóner Circularidad
- Ej. B1
- Tóner 1 0,50 2,2 0,86 1,05 5 5,98 5,70 1,05 0,94
- Ej. B2
- Tóner 2 0,50 2,1 14,25 48,86 5 5,61 4,96 1,13 0,94
- Ej. B3
- Tóner 3 0,50 2,3 4,91 5,01 180 5,82 5,29 1,10 0,92
- Ej. B4
- Tóner 4 0,51 2,2 3,25 48,86 10 15 5,09 4,24 1,20 0,94
- Ej. B5
- Tóner 5 4,0 7,6 0,85 1,04 5 5,11 4,56 1,12 0,92
- Ej. B6
- Tóner 6 4,2 7,7 14,29 48,90 5 4,80 4,36 1,10 0,94
- Ej. B7
- Tóner 7 3,9 7,7 4,76 4,94 180 6,79 5,66 1,20 0,94
- Ej. B8
- Tóner 8 4,1 7,6 3,27 4,85 10 15 6,61 5,16 1,28 0,92
- Ej. compara. B1
- Tóner 12 0,49 2,3 0,00 0,00 4,82 4,38 1,10 0,96
- Ej. compara. B2
- Tóner 13 0,8 0,00 0,00 4,45 3,87 1,15 0,89
Tabla 3
55
Tabla 4
- imagen53
- Propiedad de carga(µC/g) Aditivos externosembebidos Capacidadde limpieza Densidadde imagen Granulosidad/nitidez de imagen Mancha defondo Manchasdelgadas enlas letrasimpresas Aptitud a lafluencia deltóner Propiedad de fijación
- Inicio
- 50.000hojas Temperaturade fijación delímite inferior Temperaturade fijación delímite superior
- Ej. B1
- 33,5 27,9 B A A A B B A B B
- Ej. B2
- 30,8 27,5 A A A B B B A B B
- Ej. B3
- 28,5 24,3 A B B C B C B C A
- Ej. B4
- 31,3 20,2 A A A A B A A B B
- Ej. B5
- 35,5 30,8 B A B B B B A B B
- Ej. B6
- 34,8 29,8 A A B B B B A B B
- Ej. B7
- 30,2 26,7 A B C C B C B C A
- Ej. B8
- 36,8 25,5 A A B B B A A B B
- Ej. compara. B1
- 33,5 D C B B C B D B B
- Ej. compara. B2
- 23,5 D C B B D B D A D
56
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