CN100375927C - 显影方法及使用该显影方法的显影装置 - Google Patents

显影方法及使用该显影方法的显影装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使用如下显影装置的显影方法,该显影装置至少包括与图像承载体相对设置的第一显影剂承载体、相对于第一显影剂承载体配置在该图像承载体的旋转方向下游侧的第二显影剂承载体,由该显影剂将该图像承载体上形成的潜像显影;该显影剂是包括调色剂和磁性载体的双成分系显影剂;该显影剂的压缩度C为20~32%,通过进行剪切应力测定,在压实负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2

Description

显影方法及使用该显影方法的显影装置
技术领域
本发明涉及在电子照相法中,通过双成分系显影剂使在电子照相感光体或者静电记录感应体等静电潜象承载体上形成的静电潜像显影的显影方法。
背景技术
迄今为止,作为电子照相法已知许多种方法,但是通常是使用光导电性物质,通过各种方法在静电潜像承载体(感光鼓)上形成静电潜像,接着通过显影剂将该静电潜像进行显影而显影化,根据需要在纸等转印材料上转印调色剂图像后,通过热、压力等在转印材料上将调色剂图像定影得到复印物品。电子照相法中的显影方法主要分为不需要载体的单成分系显影方法和具有调色剂和载体的双成分系显影方法,特别是在要求高画质的数字复合机和全色复印机中使用的显影方法适合使用双成分系显影方法。
作为双成分系显影方法已知如下方法。该方法是:在内包磁石的显影剂承载体(显影套筒)上形成具有非磁性调色剂和磁性载体的双成分系显影剂的磁刷,通过显影剂层厚度控制部件将该磁刷涂布到规定厚度后,输送到与感光鼓相对的显影区域。然后,在该显影区域中,在感光鼓和显影套筒之间施加规定的显影偏压,同时使该磁刷接近或接触感光鼓表面,从而将上述静电潜像作为调色剂图像显影。
近年来,在使用双成分系显影方法的数字复合机和全色复印机中,随着高画质化和高速化,还大量提出了使用多种显影剂承载体进行显影的所谓的多级显影方式。该多级显影方式由于磁刷和感光鼓表面的摩擦机会较多,可以确保显影区域较宽,所以可以得到高精度且高浓度的图像,因此是优选的。但是,难以在多个显影套筒上形成均匀的显影剂层,特别是显影套筒间的交接不佳时容易产生显影剂飞散或涂斑等问题。另外,由于在显影套筒-显影剂层厚控制部件间(S-B间)和显影套筒-显影套筒间(S-S)间的施加到显影剂上的应力较大,所以容易出现显影剂变坏等问题。对这些问题进行考虑时,可以认为控制显影剂的流动性是重要的。
关于双成分系显影剂的流动性,例如,在特开平11-073005号公报和特开平11-174731号公报中,提出了双成分系显影剂,其特征为双成分系显影剂的表观密度为1.2~2.0g/cm3、压缩度为5~19%。由此,通过抑制体积密度的变化,可以使用线圈的电感检测双成分系显影剂的导磁率的变化,控制调色剂浓度,在这种图像形成方法中,具有抑制图像浓度变化和色感变化的效果。但是,在前述的多级显影方式中,如果是这种具有流动性的双成分系显影剂,则难以在多个显影套筒上形成均匀的显影剂层,特别是显影套筒间的显影剂的交接容易变得不均匀,可能产生涂布不佳等情形。
另外,关于使用双成分系显影剂的多级显影方式,例如,如特开2003-295602号公报、特开2003-323043号公报、特开2003-323052号公报中所提出的那样,为了在显影套筒上形成均匀的显影剂层,且防止显影器内的显影剂变坏,对磁极结构、搅拌方式等进行改良。但是,关于具有适于多级显影方式的流动性的显影剂的改良,进行的研究还不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显影方法,该显影方法是使用多级显影方式的显影方法,显影套筒上的显影剂层不产生条纹和斑点等涂布不佳的问题,而且,可以防止外添剂向载体表面蓄积和调色剂残余,即使在不同环境中经过较长时间,全面均匀性也较高,图像浓度变化和摩擦变化也较少。
上述目的可以由以下的本发明的构成实现。
(1)本发明涉及一种显影方法,该显影方法是使用如下显影装置的显影方法,该显影装置至少包括与图像承载体相对设置的第一显影剂承载体、用于在该第一显影剂承载体上形成显影剂层的显影剂层厚度控制部件、相对于第一显影剂承载体设置在该图像承载体的旋转方向下游侧的第二显影剂承载体,由该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体承载显影剂并将显影剂输送到该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体与该图像承载体相对的显影区域,由该显影剂将该图像承载体上形成的潜像显影,其特征在于:
该显影装置具有如下结构:将供应到由第一显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域的显影剂,从第一显影剂承载体交接到第二显影剂承载体上,将交接的显影剂供应到由第二显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域上的结构;
该显影剂是包括调色剂和磁性载体的双成分系显影剂,其中调色剂具有至少包含粘合树脂和着色剂的调色剂粒子;
该显影剂由下述式(1)
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
[式中,A是松表观密度(aerated bulk density)(g/cm3),P是实表观密度(packed bulk density)(g/cm3)]
求得的压缩度C为20~32%;
且通过进行剪切应力测定,该显影剂在压实负荷为4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2
(2)另外,本发明涉及(1)所记载的显影方法,其特征在于,前述磁性载体为,至少含有磁性微粒和粘合树脂的磁性微粒分散树脂芯部的表面上具有覆盖层的载体。
(3)另外,本发明涉及(1)所记载的显影方法,其特征在于,前述调色剂是在调色剂粒子上外添无机微粒而形成的,该无机微粒在调色剂粒子表面的长宽比(长轴/短轴)为1.0~1.5,调色剂粒子表面的个数平均粒径为0.06~0.30μm。
(4)另外,本发明涉及(1)所记载的显影方法,其特征在于,前述显影装置具有用于将显影剂供应到前述第一显影剂承载体的显影室,和设置在该显影室下方的、用于从前述第二显影剂承载体回收显影剂的搅拌室,该被回收的显影剂通过搅拌室端部处的显影剂的压力而从该搅拌室向上推压而进入该显影室。
(5)另外,本发明涉及(1)所记载的显影方法,其特征在于,前述第一显影剂承载体包括非旋转地设置的第一磁场产生装置和内含前述第一磁场产生装置,且可以旋转地设置的第一显影套筒;
第一磁场产生装置至少包括在前述第一显影剂承载体的移动方向上设置在显影区域下游的第一磁极,和在该第一显影剂承载体的移动方向上与该第一磁极的下游侧邻接地设置的与前述第一磁极同极性的第二磁极;
前述显影剂层厚度控制部件设置在与前述第二磁极相对的区域上;
前述第二显影剂承载体包括非旋转地设置的第二磁场产生装置和内含前述第二磁场产生装置、且可以旋转地设置的第二显影套筒;
前述第二磁场产生装置至少包括设置在与前述第一磁极大致相对的区域上的与前述第一磁极反磁性的第三磁极、和与前述第三磁极的前述第二显影剂承载体旋转方向上游侧邻接而设置的与前述第三磁极同极性的第四磁极。
(6)另外,本发明还涉及(1)所记载的显影方法,特征在于,前述显影装置具有显影剂排出机构,通过该显影剂排出机构排出剩余的显影剂,而且,在前述显影装置上补给至少含有前述调色剂和前述磁性载体的补给用显影剂。
(7)另外,本发明还涉及一种显影装置,该显影装置至少包括与图像承载体相对设置的第一显影剂承载体、用于在该第一显影剂承载体上形成显影剂层的显影剂层厚度控制部件、相对于第一显影剂承载体配置在该图像承载体的旋转方向下游侧的第二显影剂承载体,由该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体,将显影剂承载并输送到该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体与该图像承载体相对的显影区域,由该显影剂将该图像承载体上形成的潜像显影,其特征在于,
该显影装置具有如下结构:将供应到由第一显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域的显影剂,从第一显影剂承载体交接到第二显影剂承载体上,将交接的显影剂供应到由第二显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域上的结构;
该显影剂是包括调色剂和磁性载体的双成分系显影剂,其中调色剂具有至少包含粘合树脂和着色剂的调色剂粒子;
该显影剂由下述式(1)
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
[式中,A是松表观密度(g/cm3),P是实表观密度(g/cm3)]
求得的压缩度C为20~32%;
且通过进行剪切应力测定,该显影剂在压实负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2
根据本发明,通过上述(1)记载的显影方法,在使用多级显影方式的显影方法中,具有如下效果:显影套筒上的显影剂层不产生条纹、斑点等涂布不良的问题,而且,可以防止外添剂向载体表面蓄积和调色剂的残余,即使在不同环境中经过较长时间,全面均匀性也较高,可以抑制图像浓度变化和摩擦变化。
另外,根据本发明,通过上述(2)记载的显影方法,使用具有适当的真密度和磁性的磁性微粒分散型载体,可以减轻在显影套筒-显影剂层厚度控制部件间和上游侧显影套筒-下游侧显影套筒间的对显影剂的应力,所以具有可以进一步防止调色剂残余的效果。
另外,根据本发明,通过上述(3)记载的显影方法,由具有适当的粒径和长宽比的无机微粒的隔离(spacer)效果,可以减轻在显影套筒-显影剂层厚度控制部件间和上游侧显影套筒-下游侧显影套筒间的对显影剂的应力,所以具有可以进一步防止调色剂残余的效果。
另外,根据本发明,通过上述(4)记载的显影方法,由于功能地分离为用于供应新鲜的显影剂的显影室、和回收显影后的显影剂的搅拌室,所以具有可以使显影器本身小型化的同时,抑制显影剂变坏,从而经过长时间也可以得到良好的画质的效果。
另外,根据本发明,通过上述(5)记载的显影方法,可以进一步减轻在显影套筒-显影剂层厚度控制部件间、上游侧显影套筒-下游侧显影套筒间的对显影剂的应力,具有可以进一步防止调色剂残余的效果。
另外,根据本发明,通过上述(6)记载的显影方法,可以将变坏的显影剂、包含载体排出,经过更长时间也可以得到良好的画质。
另外,根据本发明,通过上述(7)记载的显影装置,在使用多级显影方式的显影装置中,可以提供显影套筒上的显影剂层不产生条纹、斑点等涂布不良的问题,而且,可以防止外添剂向载体表面蓄积和调色剂的残余,即使在不同环境中经过较长时间,全面均匀性也较高,可以抑制图像浓度变化和摩擦变化的显影装置。
附图说明
图1是表示使用本发明的显影方法的显影装置的一个例子的示意图。
图2是表示使用本发明的显影方法的显影装置的一个例子的示意图。
图3是表示使用本发明的显影方法的显影装置的一个例子的示意图。
图4是表示调色剂的表面改性装置的一个例子的示意图。
图5是表示图4的表面改性装置的分散转子的一个例子的示意图。
图6是用于测定本发明中使用的磁性载体的电阻率的装置的示意图。
具体实施方式
以下,对实施本发明的最佳方式进行详细的说明。
首先,对本发明的显影方法进行详细说明。
使用本发明的显影方法的显影装置的一个例子如图1所示。容纳在显影装置1中的显影容器2内的显影剂T,首先,由设置在图像承载体10的旋转方向a的上游侧的、内含第一磁性滚筒8’的第一显影套筒8承载、输送。然后,由相对于第一显影套筒8接近地设置的显影剂层厚度控制部件9在显影套筒表面形成显影剂层。之后,显影剂T由第一显影套筒8输送到显影套筒8和图像承载体10相对的第一图像区域,用于显影。之后,残留在第一显影套筒8表面的显影剂在第一显影套筒8与配置在图像承载体10的旋转方向a的下游侧的第二显影套筒11相对的区域,向第二显影套筒11交接。交接到第二显影套筒11的显影剂T由第二显影套筒11承载、输送,输送到第二显影套筒11与图像承载体10相对的第二显影区域,用于显影。之后,残留在第二显影套筒11表面的显影剂回收到显影容器2中。
在采取这种多级显影方式的显影方法时,在第一显影套筒8-显影剂层厚度控制部件9间(S-B间)、第一显影套筒8-第二显影套筒11间(S-S间),会对显影剂施加压缩力和剪切力,特别是第一显影套筒8的旋转方向为b方向、第二显影套筒11的旋转方向为c方向时,S-S间的对显影剂的剪切力非常大,显影剂容易变坏。因此,本发明者们为了减轻S-B间和S-S间的对显影剂T的应力,作为双成分系显影剂使用由下述式(1)
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
[这里,A是松表观密度(g/cm3),P是实表观密度(g/cm3)。]
求得的压缩度C为20~32%,
且通过进行剪切应力测定,在压实负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2的显影剂,发现可以解决上述问题,至此完成本发明。
在本发明中,通过流动性测定得到的显影剂的压缩度C为20~32%。通过压缩度在该范围内,显影套筒上的显影剂层的拉毛状态均匀化,显影套筒上的调色剂的静电量分布变得更加尖锐。由此,在提高全面均匀性的同时,减少对显影剂的应力,从而可以防止显影剂变坏。
压缩度小于20%时,的确可以减少对显影剂的应力,但是显影剂的拉毛状态会变得不均匀,从而显影套筒上的静电分布变宽,全面图像的均匀性可能降低。另外,S-B间或者S-S间的粒子行为的控制变得困难,由此,画质变差,产生显影剂飞散。
另外,在压缩度C大于32%时,对显影剂的压力变得过大,被压缩的显影剂或滞留在S-B间或者S-S间、或堆积,从而显影剂层产生条纹、斑点等,或者外添剂容易向载体表面蓄积和变得容易产生调色剂残余,由此促进显影剂变坏,从而画质容易变差。
在本发明中,通过剪切应力测定,在压实负荷4.0×10-4N/mm2下,显影剂的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4/mm2。通过选取该范围,即使在S-B间和S-S间施加较大的剪切力,显影剂也不会滞留在S-B间和S-S间,而均匀地涂布在显影套筒上。由此,可以防止显影套筒上的显影剂层的涂斑和显影剂变坏,经过较长时间也可以得到良好的图像。
在压实负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切应力小于0.5×10-4N/mm2时,由于显影剂的流动性过好,则在显影套筒的旋转方向上施加剪切力时,会在显影套筒上产生由S-B间的控制不好引起的涂布不好等问题,显影剂在S-S间交接时容易产生显影剂飞散等问题,成为画质变差的原因。
另外,在压实负荷4.0×10-4 N/mm2下的剪切应力大于2.5×10-4N/mm2时, 即使在S-B间和S-S间施加向显影套筒的旋转方向的剪切力,显影剂也会滞留在S-B间和S-S间,显影剂层产生条纹、色斑等,而且在显影套筒上显影剂还可能带着转,变得容易产生外添剂向载体表面蓄积和调色剂残余,由此容易产生促进显影剂变差而引起的画质变差。
由此,在上述显影方法中,显影剂压缩度C为20~32%,而且通过将压实负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切力选取在0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2的范围内,可以得到具有如下效果的显影方法:显影套筒上的显影剂层的涂布性更加均匀化,调色剂的静电量分布更加尖锐化的同时,即使在S-B间和S-S间对显影剂施加压缩和剪切力时,也不产生显影剂的滞留,而且通过降低对显影剂的应力,不产生显影剂变坏,经过长时间也可以提高全面均匀性,可以抑制图像浓度变化和摩擦变化。另外,在图1的方式中,为了使显影套筒8和11间的显影剂的交接容易进行,第一磁性滚筒8’和内含于第二显影套筒11中的第二磁性滚筒11’的磁性优选为逆磁性。
另外,在显影装置1中,显影容器2的内部通过隔板7划分为显影室3和搅拌室4,在搅拌室4的上方有调色剂贮藏室,在其中贮藏补给用调色剂t。从调色剂贮藏室部分的补给口将与显影消耗的调色剂相抵的量的调色剂t落下到搅拌室4中被补给。另一方面,在显影室3和搅拌室4中,贮藏混合上述调色剂和磁性载体的显影剂T。
在显影室3内容纳有输送螺杆5,通过旋转驱动将显影剂延着第一显影套筒8的轴向输送。螺杆5的显影剂输送方向与螺杆6的方向相反。
在隔板7的面前侧和里侧设置开口,通过螺杆5输送的显影剂从该开口中的1个开口交接给螺杆6,由螺杆6输送的显影剂从上述另一个开口交接给螺杆5。
由此,选取如下的循环方法:在搅拌室4被补给的调色剂t和显影剂T通过螺杆6搅拌、混合,输送到显影室3中,用于显影,用于显影之后的显影剂回到搅拌室4中,补给由于显影消耗的部分的调色剂t。
这种显影剂的循环方法与现有的显影方式相比,应用在对显影剂的应力较大的上述多级显影方式时,向显影套筒供应显影剂的显影室还兼具回收通过了显影区域的显影剂的作用,所以随着显影剂向显影套筒的轴方向移动,显影套筒上的调色剂的静电量分布发生变化,可能会损害轴方向的全面均匀性。
因此,如图2的显影装置100所示,优选使用通过隔板7将显影室3和搅拌室4功能分离的显影装置,其中显影室3用于将显影剂供应到第一显影套筒8,搅拌室4用于从第二显影套筒11回收通过显影区域的显影剂。另外,在图2中,图像承载体10向右旋转,第一显影套筒8和第二显影套筒11向左旋转。
由此,从显影室3将新鲜的显影剂不断供应给第一显影套筒8,同时在搅拌室4中,从补给口(未图示)补给的调色剂与通过了显影区域而来的显影剂被充分搅拌、混合,再供应给显影室3。
在图2的显影装置100中,显影容器2内的显影室3和搅拌室4是在垂直方向上配置的,但是如上所述,使显影剂的供应和回收的功能分离是重要的,并不限于图2的配置。另外,将显影室3和搅拌室4在垂直方向上配置时,对显影容器2本身的小型化也是有利的。
贮藏在图2所示的显影容器2内部的显影剂T的存在状态(剂平面的状态)的一个例子如图3所示。显影剂T的循环方向是d方向。此时,显影剂T与通过显影区域从第二显影套筒11回收的显影剂一起,由搅拌室4内的螺杆6向开口部71输送,在开口部71提升供应到显影室3中。另外,提升的显影剂T在显影室3中一边供应给第一显影套筒8,一边通过显影室3内的螺杆5送往开口部72,下落到搅拌室4中。
在选取这种循环方式时,其要点在于:在开口部71中,将显影剂T的剂平面从搅拌室4向显影室3提升,以易于供应,而且供应的显影剂T在显影室3中也容易输送。
在本发明中,显影剂的压缩度C为20~32%,而且在压密负荷4.0×10-4N/mm2下的剪切应力选取在0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2的范围内,由此将显影剂在一定程度上被压缩而使剂平面容易提升,  同时由于具有适度的剪切应力所以螺杆的输送性也良好,不产生过剩的试剂的堆积和循环不良。
另外,如图2所示,第一磁性滚筒8’优选在第一显影套筒8的显影区域下游侧具有N3极,并在相同移动方向与N3极的下游侧邻接地设置的N1极,和与N1极相对设置的显影剂层厚度控制部件9。通过该N1极和N3极产生的相斥磁场,在N3极,显影剂可以良好地交接到第二显影套筒11上,同时由于N1极和N3极之间不具有磁极,所以没有过多地取得显影剂,可以减轻S-B间的对显影剂的应力。
另外,第二磁性滚筒11’优选在与第一磁性滚筒8’的N3极大致相对的位置上具有逆磁性的S3极,在第二显影套筒11的旋转方向上游侧具有与S3极邻接地设置的S4极。由于第一磁性滚筒8’的N3极和第二磁性滚筒11’的S3极为逆极性,可以抑制第一显影套筒8将显影剂带着转,所以显影剂可以更好地从第一显影套筒8交接到第二显影套筒11上,同时通过S3极和S4极的相斥磁场,可以将显影剂更有效地从显影套筒11回收到搅拌室4中,防止在第二显影套筒11上将显影剂带着转而产生的显影剂再次进入S-S间,进一步减轻S-S间的对显影剂的应力。特别优选使用具有如上的磁极结构的磁性滚筒,但是只要是可以实现上述目的的磁性滚筒,就并不局限于此。另外,在图2中,使用除磁极N1和N3以外还具有磁极S1、S2和N2的磁性滚筒作为第一磁性滚筒,使用除磁极S3、S4以外还具有磁极N4的磁性滚筒作为第二磁性滚筒。
另外,本发明的显影装置优选具有显影剂排出机构,由显影剂排出机构排出剩余的显影剂,同时补给至少含有调色剂和磁性载体的补给用显影剂。通过同时补给该磁性载体的补给方法,可以进一步抑制长期耐久性导致的磁性载体的静电赋予性恶化,即使经过更长时间,可以稳定地得到良好的图像。
另外,显影套筒8和显影套筒11优选至少是铝和非磁性不锈钢等材料,并在其表面赋予适当地表面粗糙度。作为表面粗糙度,优选具有根据JIS-B-0601的算术平均粗糙度Ra为0.1~4.0μm、十点平均粗糙度为1.0~40μm,为了得到所希望的显影剂涂布量,优选进行适当的调节。另外,作为在显影套筒表面赋予粗糙度的方法可以使用公知的技术,但是优选使用利用玻璃熔珠和钢铝石磨粒的干法喷砂处理、湿法珩磨处理等。
下面,详细说明可以在本发明中使用的磁性载体。
可以在本发明中使用的磁性载体,优选在公知的铁氧体芯粒子或磁性微粒分散型树脂芯的表面上形成覆盖层的磁性载体,特别优选在磁性微粒分散型树脂芯(载体芯)的表面上形成覆盖层的磁性载体。
可以在本发明中使用的磁性载体,真密度优选为2.5~5.0g/cm3,进一步优选为2.5~4.2g/cm3,特别优选为3.0~4.0g/cm3。如果磁性载体的真密度在该范围内,则可以抑制显影剂的飞散,同时可以抑制对载体的调色剂残余,所以是优选的;如果磁性载体是在磁性微粒分散型树脂芯部的表面形成覆盖层的磁性载体,则可以容易地将真密度控制在该范围内,所以特别优选。
在可以用于本发明的磁性载体中,用于磁性微粒分散型芯部的磁性微粒优选为磁铁微粒,而且在调节磁性载体的真密度、磁性的方面,优选与非磁性无机化合物赤铁矿(α-Fe2O3)微粒同时使用。
作为可以在本发明中使用的、构成磁性微粒分散型树脂芯粒子的粘合树脂优选热固化性树脂。
作为热固化性树脂可以列举酚醛类树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、二甲苯树脂、乙酰基鸟粪胺树脂、呋喃树脂、硅酮类树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂。这些树脂可以单独使用,也可以将2种以上混合使用,优选至少含有酚醛树脂。
构成本发明中的芯粒子的粘合树脂和磁性微粒的比例,以重量为基准,优选为粘合树脂:磁性微粒=1∶99~1∶5O。
另外,在本发明中,载体覆盖用涂布材料,优选至少含有粘合树脂和导电性微粒。
作为可以在本发明中使用的形成用于磁性载体的涂布材料的粘合树脂,只要是公知的树脂就可以使用任何物质,优选的可以列举:聚氟化乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟乙烯、聚氟氯代乙烯等全氟代聚合物,聚四氟乙烯,聚全氟丙烯,偏氟乙烯和丙烯酸单体的共聚物、偏氟乙烯和三氟氯代乙烯的共聚物、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、氟代乙烯和偏氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯和四氟乙烯的共聚物等。
特别是,作为本发明中优选使用的形成涂布材料的粘合树脂可以是具有化学式(I)所示的全氟烷基单元的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物。
Figure C20051006652200181
[式中,m表示0~10的整数。]
上述树脂可以单独使用,也可以分别混合使用。另外,也可以在热增塑性树脂中混合固化剂等固化后使用。
在本发明中,在上述通式中的m超过10时,树脂容易从介质中析出,在涂布时变得难以得到良好的涂膜。m为5~9时,由于兼具有良好的调色剂脱模性和涂布成膜性,所以更优选。
进一步优选的是,通过使用下述通式(II)的树脂,与芯部的密合性优异。
Figure C20051006652200191
[式中,m表示0~10的整数,n表示1~10的整数。]
此外,具有下述通式(III)所示的单元和下述通式(IV)所示的丙烯酸酯单元或甲基丙烯酸酯单元的树脂,为了优化调色剂从载体的分离性,是优选的。
[式中,m表示0~10的整数,n表示1~1O的整数,l表示1以上的整数。]
Figure C20051006652200193
[式中,R1表示氢或甲基,R2表示氢或碳原子数1~2O的烷基,k表示1以上的整数。]
此外,在上述通式(III)和通式(IV)的共聚物单元中接枝具有(IV)所示的单元的聚合物而形成的树脂,即使长期使用,也可以保持调色剂的分离性质,从涂布材料的载体的耐剥离性也优异,所以特别优选。
在使用热增塑性树脂作为形成涂布材料的粘合树脂时,该热增塑性树脂在四氢呋喃(THF)的可溶性成分的凝胶渗透色谱法(GPC)中,得到的重均分子量为10,000~300,000,在提高涂布材料的强度和涂布材料与芯部表面的耐剥离性方面是优选的。
形成前述涂布材料的粘合树脂在THF可溶成分的GPC的色谱图中,优选在分子量2,000~100,000区域中具有主峰,进一步地,优选在分子量2,000~100,000区域中具有亚峰和肩峰。最优选的是,形成前述涂布材料的树脂,在THF可溶成分的GPC色谱中,在分子量2,000~100,000区域中具有主峰,在分子量2,000~19,000区域中具有亚峰和肩峰。通过满足上述分子量分布,即使是小粒径的调色剂,进一步提高可以多张显影的显影耐久性、对调色剂的静电稳定性、防止外添剂向载体粒子表面的粘附。
另外,在形成前述涂布材料的树脂为接枝聚合物时,接枝聚合物的主干的重均分子量优选为15,000~200,000,接枝的重均分子量优选为3,000~10,000。前述重均分子量可以通过接枝聚合物的主干部分的聚合条件和接枝聚合物的接枝部分的聚合条件调节。
在本发明中,优选使用具有接枝共聚物的树脂作为涂布材料,在用上述涂布材料涂布前述载体芯部时,涂布材料从芯部表面的耐剥离性优异,所以特别优选。
另外,在本发明中,从与芯部的密合性、防止残余的观点出发,也可以使用硅酮树脂作为涂布材料用树脂。硅酮树脂也可以单独使用,但是为了提高覆盖层的强度以控制令人满意静电,优选与偶联剂同时使用。进一步,在涂布树脂前,优选将前述偶联剂的一部分作为对载体芯部表面处理的所谓的底涂剂使用。通过将偶联剂作为底涂剂使用,覆盖层可以通过共价键,以密合性更高的状态形成。
作为偶联剂可以使用氨基硅烷。其结果是可以将带正电的氨基引入载体表面,从而良好地赋予调色剂负电性。此外,氨基的存在,由于在为磁体分散型树脂载体时,可以使被金属化合物优选处理的亲油化处理剂和硅酮树脂两者都活化,所以可以进一步提高与硅酮树脂载体芯部的密合性,同时可以促进树脂的固化,由此可以形成更牢固的覆盖层。
进行覆盖层的覆盖处理时,优选在30~80℃的温度下,以减压的状态覆盖。
虽然其原因并不明确,但是可以推断为如下内容。
(i)在覆盖阶段中进行适当的反应,覆盖材料在载体芯部表面均匀且平滑地覆盖。
(ii)在烧结工序中,可以进行160℃以下的低温处理,以防止树脂过度交联,提高覆盖层的耐久性。
相对于100重量份载体芯部,形成涂布材料的树脂相对于载体芯部的涂布量优选为0.3~4.0重量份。更优选的是0.4~3.5重量份,进一步优选为0.5~3.2重量份。
在上述范围时,可以得到良好的调色剂分离性,难以产生空白等图像缺陷。如果上述涂布量少于0.3重量份,则不能充分涂布载体芯部表面,不能体现本发明的效果;另外,如果超过4.0重量份,则在涂布时不能均匀地进行涂布,可能会出现充电和芯部表面露出,且该露出的部分中产生调色剂残余。另外,磁性载体的电阻率变高,可能会产生空白等图像缺陷。
另外,在上述涂布树脂中,为了使载体表面的形状更加均匀化,和/或使调色剂的静电分布更加尖锐化,优选含有微粒。
作为微粒可以使用任何的有机、无机微粒,但是在载体芯部进行涂布时,必须保持粒子的形状,优选可以使用交联树脂粒子或无机微粒。具体地是,可以将交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂、交联聚苯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、尼龙树脂,作为无机微粒的二氧化硅、氧化钛和氧化铝等单独或者混合使用。特别是,基于静电稳定性的观点,优选交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂、交联聚苯乙烯树脂、三聚氰胺树脂。
相对于100重量份涂布树脂,这些微粒优选含有1~40重量份而使用。通过在前述范围内使用,可以使静电稳定性和调色剂分离性良好,还可以防止空白等图像缺陷。上述微粒在不足1重量份时,不能得到添加微粒的效果,超过40重量份时,在长时间使用时,容易产生从涂层脱落,耐久性差。
微粒的粒径,基于个数基准,峰值在0.08~0.70μm(更优选为0.10~0.50μm)的范围内,调色剂的分离性良好,所以优选。上述峰值不足0.08μm时,微粒难以分散到涂布材料中,超过0.70μm时,在长时间使用时,容易从涂层脱落,耐久性差。
另外,在上述涂布树脂中,为了不过度降低载体的电阻率、且除去载体表面的残留电荷,优选含有导电性微粒。
作为导电性微粒优选电阻率1×108 Ω·cm以下的物质,更优选电阻率为1×106 Ω·cm以下的物质。具体地是,优选含有至少1种以上选自碳黑、磁铁、石墨、氧化钛、氧化铝、氧化锌和氧化锡的粒子。特别是,作为具有导电性的微粒,炭黑即使是少量的添加量也可以除去载体表面的残留电荷,而且粒径较小不阻碍载体表面的微粒产生的凹凸,所以优选使用。炭黑的粒径基于个数基准,峰值在10~60nm的(更优选为15~50nm)的范围内,可以良好地除去载体表面的残留电荷,且可以良好地防止从载体表面脱离,所以优选。
另外,作为用作导电性微粒的炭黑的DBP吸油量,优选对100g炭黑的DBP吸油量为20~500ml,更优选为25~300ml,特别优选为30~200ml。
DBP吸油量在上述范围时,可以有效地除去载体表面的残留电荷,控制载体的静电,所以是优选的。在不足20ml/100g时,由于炭黑的结构较短,不能有效地除去电荷,难以显现出添加效果。
为了不过度降低载体的电阻率而且除去载体表面的残留电荷,相对于100重量份涂布树脂,这些导电性微粒优选含有1~15重量份而使用。在不足1重量份时,难以显现出除去载体表面的残留电荷的效果;超过15重量份时,在涂布材料中的分散不稳定,而且,由于电荷除去效果过剩,载体本身的静电赋予能降低。
本发明中使用的磁性载体,个数基准的平均粒径(D1)优选为10~80μm。平均粒径不足10μm的粒子容易粘附在载体上;另外,如果超过80μm,则相对于调色剂比表面积变小,不能良好地赋予静电。特别是,为了高画质化和防止载体粘附,可以是15~60μm,优选为20~45μm。
磁性载体的个数平均粒径是通过扫描电子显微镜(100~500 倍)随机抽出300个以上粒径0.1μm以上的载体粒子,通过数字转化器以水平方向的费蓝直径(Feret’s diameter)作为载体粒径测定,算出载体的个数平均粒径。
在本发明中使用的磁性载体在1000×(103/4π)·A/m(1000奥斯特)的磁场下测定的磁化强度(σ1000)优选为15~75Am2/kg(emu/g),剩余磁化(σr)优选为7.5Am2/kg以下。磁化强度(σ1000)超过75Am2/kg时,对显影剂磁刷中的调色剂的应力增大,显影剂变坏,而且容易产生载体上的残余。另外,磁化强度(σ1000)不足15Am2/kg时,对套管的磁约束力变少,粘附在载体上、粘附在感光体表面上从而图像产生缺陷。另外,在剩余磁化(σr)超过7.5Am2/kg时,由于磁性的凝集可能会产生流动性不好的问题。
作为制造磁性微粒分散型树脂芯粒子的方法,有将粘合树脂单体和磁性微粒混合后,聚合前述单体得到磁性微粒分散芯粒子的方法。此时,作为聚合用的单体可以使用乙烯类单体,用于形成环氧树脂的双酚类和环氧氯丙烷,用于形成酚醛树脂的酚类和醛类,用于形成脲醛树脂的尿素和醛类,三聚氰胺和醛类。例如,作为使用固化类酚醛树脂的磁性微粒分散芯粒子的制造方法,有在水性介质中加入磁性微粒后,在碱性催化剂的存在下在该水性介质中聚合酚类和醛类得到磁性微粒分散型芯粒子的方法。
作为制造磁性微粒分散型芯粒子的其他方法,有通过混合器将乙烯类或非乙烯类的热增塑性树脂、磁体和其它添加剂充分混合后,使用加热滚筒、捏合机、挤压机等混炼机熔融、混炼,将其冷却后,进行粉碎、分级而得到磁性微粒分散芯粒子的方法。此时,优选将所得的磁性微粒分散芯粒子热或机械地球形化后,作为前述树脂载体用的磁性微粒分散芯粒子使用。作为粘合树脂在耐久性、耐冲击性和耐热性优异方面,优选酚醛树脂、三聚氰胺树脂和环氧树脂等热固化性树脂。为了使本发明的性质更好地显现出来,粘合树脂更优选酚醛树脂。
作为生成酚醛树脂的酚类除了苯酚本身以外,还可以列举间-甲酚、对-叔丁基苯酚、邻丙基苯酚、间苯二酚、双酚A等烷基苯酚类以及苯环或烷基的部分或全部用氯原子或溴原子取代的卤代苯酚等具有酚羟基的化合物。其中,更优选苯酚(羟基苯)。
作为用于酚醛树脂的醛类可以列举福尔马林或三聚乙醛的任一方式的甲醛以及糠醛等。其中,特别优选甲醛。
醛类相对于酚类的摩尔比优选为1~4,特别优选为1.2~3。如果醛类相对于酚类的摩尔比小于1,则难以生成粒子,即使生成,树脂也难以固化,所以生成的粒子的强度有变弱的倾向。另一方面,如果醛类相对于酚类的摩尔比大于4,则反应后残留在水性介质中的未反应的醛类有增加的倾向。
作为使酚类和醛类缩聚时使用的碱性催化剂,可以列举常用的甲酚型树脂的制造中使用的物质。作为这种碱性催化剂,例如,可以列举氨水、六甲撑四胺以及二甲胺、二乙基三胺、聚乙烯亚胺等烷基胺。这些碱性催化剂相对于酚类的摩尔比优选为0.02~0.3。
接着,对本发明中使用的调色剂进行详细说明。
首先,对本发明中使用的粘合树脂进行说明。
本发明中使用的粘合树脂可以使用公知的物质,优选的是选自(a)聚酯树脂,(b)具有聚酯单元和乙烯类共聚物单元的混杂树脂,(c)混杂树脂和乙烯类共聚物的混合物,(d)聚酯树脂和乙烯类共聚物的混合物,(e)混杂树脂和聚酯树脂的混合物,以及(f)聚酯树脂和混杂树脂、乙烯类共聚物的混合物的树脂。
使用聚酯树脂作为粘合树脂时,可以使用多元醇、多元酸、多元酸酐、多元酸酯等作为原料单体。在生成混杂树脂中的聚酯单元时使用的单体也相同。
具体地,例如作为二元醇成分可以列举聚氧丙烯(2.2)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(3.3)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-聚氧乙烯(2.0)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(6)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷等双酚A的烯化氧加成物,乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙三醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁烯二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、双酚A、氢化双酚A等。
作为三元以上的醇类,例如可以列举山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟甲基苯等。
作为二元酸成分可以列举邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸等芳香族二元酸类或其酸酐,琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸等烷基二元酸类或其酸酐,用碳原子数6~12的烷基取代的琥珀酸或其酸酐,富马酸、马来酸和柠康酸等不饱和二元酸类或其酸酐。
另外,作为用于形成具有交联部位的聚酯树脂的三元以上的多元酸成分,例如,可以列举1,2,4-苯三酸、1,2,5-苯三酸、1,2,4-萘三酸、2,5,7-萘三酸、1,2,4,5-苯四酸和它们的酸酐或酯化合物等。
其中,特别是以下述通式(V)所代表的二苯酚衍生物作为二醇成分,以二元以上的羧酸或其酸酐、或其低级烷基酯形成的羧酸成分(例如,富马酸、马来酸、马来酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、苯偏三酸、苯均四酸等)作为酸成分,将它们缩聚得到的聚酯树脂作为彩色调色剂具有良好的静电性质,所以是优选的。
Figure C20051006652200261
[式中,R表示乙烯基或丙烯基,x和y分别是1以上的整数,且x+y的平均值为2~10。]
在本发明中使用的调色剂所含有的粘合树脂中,所述的“混杂树脂”是指乙烯类共聚物单元和聚酯单元形成化学键的树脂。具体地,是聚酯单元与乙烯类聚合物单元通过酯交换形成的树脂,其中乙烯类聚合物单元是将具有(甲基)丙烯酸酯等羧酸酯的单体聚合得到的;优选以乙烯类聚合物作为干聚合体,以聚酯单元为枝聚合体形成的接枝共聚物(或者嵌段共聚物)。另外,在本发明中所述的“聚酯单元”表示由聚酯衍生出的部分,所述的“乙烯类聚合物单元”表示由乙烯类聚合物衍生出的部分。作为构成聚酯单元的聚酯类单体是多元酸成分和多元醇成分,所述的乙烯类聚合物单元是具有乙烯基的单体成分。
作为用于生成乙烯类共聚物或乙烯类聚合物单元的乙烯类单体可以列举苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、  间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对-苯基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对-正丁基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯、对-正己基苯乙烯、对-正辛基苯乙烯、对-正壬基苯乙烯、对-正癸基苯乙烯、对-正十二烷基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、对-氯代苯乙烯、3,4-二氯代苯乙烯、间-硝基苯乙烯、邻-硝基苯乙烯、对-硝基苯乙烯等苯乙烯及其衍生物;乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等苯乙烯不饱和单烯烃类;丁二烯、异戊二烯等不饱和多烯类;氯乙烯、偏氯乙烯、溴代乙烯、氟代乙烯等卤代乙烯类;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯酯类;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯等α-亚甲基脂肪族一元羧酸酯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸-2-氯代乙基酯、丙烯酸苯酯等丙烯酸酯类;乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类;乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类;N-乙烯基吡咯、N-乙烯基吡唑、N-乙烯基吲哚、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物;乙烯基萘类;丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺等丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物等。
此外,还可以列举马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸、富马酸、甲基富马酸等不饱和二元酸;马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐、烯基琥珀酸酐等不饱和二元酸酐;马来酸半甲酯、马来酸半乙酯、马来酸半丁酯、柠康酸半甲酯、柠康酸半乙酯、柠康酸半丁酯、衣康酸半甲酯、烯基琥珀酸半甲酯、富马酸半甲酯、甲基富马酸半甲酯等不饱和二元酸的半酯;马来酸二甲酯、富马酸二甲酯等不饱和二元酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、桂皮酸等α,β-不饱和酸;巴豆酸酐、桂皮酸酐等α,β-不饱和酸酐,前述α,β-不饱和酸与低级脂肪酸的酸酐;烯基糠酸、烯基戊二酸、烯基己二酸,它们的酸酐和它们的单酯等含有羧基的单体。
此外,还可以列举2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟丙基甲基丙烯酸酯等丙烯酸或甲基丙烯酸酯类;4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯、4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯等具有羟基的单体。
在本发明中使用的调色剂中,粘合树脂的乙烯类共聚物或乙烯类共聚物单元可以含有通过具有二个以上的乙烯基的交联剂交联形成的交联结构。在这些情况下使用的交联剂中,作为芳香族二乙烯基化合物,例如可以列举二乙烯基苯、二乙烯基萘;作为由烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类,例如可以列举二丙烯酸乙二酯、二丙烯酸1,3-丁二酯、二丙烯酸1,4-丁二酯、二丙烯酸1,5-戊二酯、二丙烯酸1,6-己二酯、二丙烯酸新戊二酯以及用甲基丙烯酸酯代替以上化合物的丙烯酸酯形成的物质;作为由含有醚键的烷基链连接的二丙烯酸化合物类,例如可以列举二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甲撑二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯以及用甲基丙烯酸酯代替以上化合物的丙烯酸酯形成的物质;作为由含有芳香族基和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物类,例如可以列举聚氧乙烯(2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯以及使用甲基丙烯酸酯代替以上化合物的丙烯酸酯形成的物质。
作为多官能团交联剂可以列举季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低酯丙烯酸酯以及使用甲基丙烯酸酯代替以上化合物的丙烯酸酯形成的物质;三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基三苯六酸酯。
在制造混杂树脂时,优选在乙烯类共聚物单元和聚酯单元的任一种或两种中,含有可以与两树脂单元的成分反应的单体成分。在构成聚酯树脂单元的单体中,作为可以与乙烯类聚合物单元的成分反应的物质,例如可以列举邻苯二甲酸、马来酸、柠康酸、衣康酸等不饱和羧酸或其酸酐等。在构成乙烯类聚合物单元的单体中,作为可以与聚酯单元反应的物质,例如可以列举具有羧基或羟基的物质,以及丙烯酸或甲基丙烯酸酯类。
作为得到乙烯类聚合物单元和聚酯单元的反应产物的方法,优选通过存在有含有可以与先前列举的乙烯类聚合物单元和聚酯单元反应的单体成分的聚合物,使任一种或两种树脂进行聚合物反应从而得到反应产物的方法。
作为在制造本发明中使用的乙烯类共聚物或乙烯类聚合物单元时使用聚合引发剂,例如可以列举2,2’-偶氮异丁腈、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2’-偶氮异丁酯、1,1’-偶氮二(1-环己基腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)-异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈、2,2’-偶氮二(2-甲基-丙烷)、过氧化甲乙酮、过氧化乙酰基丙酮、过氧化环己烷等酮过氧化物类,2,2-二(叔丁基过氧化)-丁烷、过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯、氢过氧化1,1,3,3-四甲基丁基、过氧化二-叔丁基、过氧化叔丁基枯基、过氧化二枯基、α,α’-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化异丁基、过氧化辛酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酰、过氧化间三油基酰、二异丙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙基己基过氧化二碳酸酯、二-正丙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基己基过氧化碳酸酯、二-甲氧基异丙基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化碳酸酯、乙酰基环己基磺酰过氧化物、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、二-叔丁基过氧化间苯二甲酸酯、叔丁基过氧化烯丙基碳酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯、二-叔丁基过氧化六氢对苯二甲酸酯、二-叔丁基过氧化二乙酸酯。
作为用于制备本发明中使用的用于调制调色剂的混杂树脂的制造方法,例如,可以列举以下(1)~(5)所示的制造方法。
(1)在分别制造乙烯类聚合物和聚酯树脂后,使其在少量的油剂溶剂中溶解、膨胀,添加酯化催化剂和醇,通过加热进行酯交换反应合成混杂树脂的方法。
(2)在制造乙烯类聚合物后,在其存在下制造聚酯单元和混杂树脂成分的方法。混杂树脂成分可以通过乙烯类聚合物单元(也可以根据需要添加乙烯类单体)与聚酯单元(多元醇、多元羧酸)的反应,以及前述单元和单体与根据需要添加的聚酯的反应制造。在这种情况下,还可以适当使用有机溶剂。
(3)在制造聚酯树脂后,在其存在下制造乙烯类共聚物单元和混杂树脂成分的方法。混杂树脂成分可以通过聚酯单元(也可以根据需要添加聚酯单体)与乙烯类单体的反应,以及前述单元和单体与根据需要添加的乙烯类共聚物单体的反应制造。在这种情况下,还可以适当使用有机溶剂。
(4)在制造乙烯类聚合物和聚酯树脂后,在这些聚合物单元的存在下添加乙烯类单体和聚酯单体(多元醇、多元羧酸)中的一种或两种,根据添加的树脂的条件进行聚合反应,可以制造混杂树脂成分。在这种情况下,还可以适当使用有机溶剂。
(5)混合乙烯类单体和聚酯单体(多元醇、多元羧酸)后,连续地进行加聚反应和缩聚反应,由此制造乙烯类聚合物单元、聚酯单元和混杂树脂成分。此外,还可以适当使用有机溶剂。
在上述(1)~(5)的制造方法中,在乙烯类聚合物单元和聚酯单元中,可以使用分子量和交联度不同的多种聚合物单元。
另外,本发明中所述的乙烯类聚合物和乙烯类聚合物单元是指乙烯类聚合物或乙烯类共聚物或者乙烯类单聚物单元或乙烯类共聚物单元。
此外,可以在本发明中使用的具有聚酯单元的树脂,通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布优选在分子量3,500~15,000的区域内有主峰,更优选的是在分子量4,000~13,000的区域内有主峰,Mw/Mn优选为3.0以上,更优选为5.0以上。在分子量不足3,500的区域中有主峰时,调色剂的耐高温印刷性减少。另一方面,在分子量超过15,000的区域中有主峰时,调色剂的足够的低温定影性和OHP的透过性降低。另外,在Mw/Mn不足3.0时,良好的耐印刷性降低。
另外,从提高定影性的观点出发,可以在本发明中使用的调色剂优选含有蜡作为脱膜剂。
作为本发明中使用的蜡的例子,可以列举如下物质。可以列举的有低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、烯烃共聚物、微晶石蜡、固体石蜡、费-托合成蜡等脂肪族烃类蜡,或者氧化聚乙烯蜡等脂肪族烃类蜡的氧化物或它们的嵌段共聚物;以巴西棕榈腊、二十二烷酸二十二烷基酯、褐煤酸酯蜡等脂肪酸酯为主要成分的蜡类,和脱氧巴西棕榈蜡等部分或全部脱氧化的物质等。此外,还可以列举的有软脂酸、硬脂酸、褐煤酸等饱和支链脂肪酸类;巴西烯酸、桐酸、帕里拉油酸等不饱和脂肪酸酯类;硬脂醇、芳烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇、二十六烷醇、三十烷醇等饱和醇类;山梨糖醇等多元醇类;软脂酸、硬脂酸、二十二烷酸、褐煤酸等脂肪酸类与硬脂醇、芳烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇、二十六烷醇、三十烷醇等醇类形成的酯类;亚油酸酰胺、油酸酰胺、月桂酸酰胺等脂肪族酰胺类;亚甲基二硬脂酸酰胺、亚甲基二癸酸酰胺、亚乙基二月桂酸酰胺、亚己基二油酸酰胺等的饱和脂肪酸二酰胺类;乙烯基二油酸酰胺、环己基二油酸酰胺、N,N’-二油酰基己二酸酰胺、N,N’-二油酰基癸二酸酰胺等不饱和脂肪族酸酰胺类;间-二甲苯二硬脂酸酰胺、N,N’-二十八烷酰基间对苯二甲酰胺等芳香族二酰胺类;硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等脂肪族金属盐(通常被称为金属皂);使用苯乙烯或丙烯酸等乙烯基单体在脂肪族烃类蜡中接枝化形成的蜡类;二十二烷酸单甘油酯等脂肪酸和多元醇的部分酯化物;通过对植物性油脂加氢等得到的含有羟基的甲基酯化合物等。
作为本发明中特别优选使用的蜡可以列举脂肪族烃类蜡和脂肪酸与醇的酯等酯化物。例如,可以是使烯烃在高压下自由基聚合或者通过齐格勒催化剂或芳环烯金属催化剂聚合得到的低分子量的烯烃聚合物;将高分子量的烯烃聚合物热解得到的烯烃聚合物;从通过老化法(Arge method)由含有一氧化碳和氢的合成气得到的烃的蒸馏残留成分,或者将它们加氢得到的合成烃蜡。此外,更优选使用挤压出汗法、溶剂法、真空蒸馏或通过分离结晶方式进行分离烃蜡得到的物质。作为母体的烃有:使用金属氧化物类催化剂(大多为2种以上的多元体系)进行的一氧化碳和氢的反应合成的物质,例如,通过合成醇法、引入氢法(使用流化床催化剂)合成的烃化合物;通过大量得到蜡状烃的老化法得到的碳原子数可以达到几百的烃;通过齐格勒催化剂聚合乙烯等烯烃得到的烃类,由于这些烃分支较少,较小且是饱和的长直链状烃,所以优选。特别是,通过非烯烃聚合物的方法合成的蜡,从其分子量分别来说,也是优选的。另外,还优选使用固体石蜡。
另外,可以在本发明中使用的蜡,在差示扫描量热法(DSC)中的吸热曲线中,在温度30~200℃的范围中的最大吸热峰的峰温度优选在60~130℃的范围内。更优选为65~125℃的范围,特别优选为65~110℃的范围。
蜡的最大吸热峰在60~130℃的范围内时,可以在调色剂粒子中实现适当的微分散性,以显现出本发明的效果,所以是优选的。另一方面,最大吸热峰不足60℃时,调色剂的耐成块性变差,反之最大吸热峰超过130℃时,定影性有变差的倾向。
作为可以在本发明中使用的调色剂可以使用公知的染料和/或颜料。虽然可以单独使用颜料,但是从全色图像的画质出发,更优选将染料与颜料联用以提高其清晰度。
作为品红调色剂用着色颜料可以列举缩合偶氮化合物、二酮吡咯并吡咯、蒽醌、喹吖酮化合物、碱性染料胭脂红化合物、萘酚化合物、苯并咪唑啉酮化合物、硫化靛蓝化合物。具体地,可以列举C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3、48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、254,C.I.颜料紫19,C.I.瓮红1、2、10、13、15、23、29、35等。
作为品红调色剂用染料可以列举C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121,C.I分散红9,C.I.溶剂紫8、13、14、21、27,C.I.分散紫1等油溶性染料,C.I.基本红1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40,C.I.基本紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28等碱性染料。
作为深蓝调色剂用着色颜料可以列举C.I.颜料蓝1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66,C.I.瓮蓝6,C.I.酸性蓝45或在具有下述式(VI)所示的结构的酞菁骨架中取代1~5个邻苯二甲酰亚胺甲基的铜酞菁颜料等。
Figure C20051006652200351
作为黄色用着色颜料可以列举缩合偶氮化合物、异二氢吲哚酮、蒽醌化合物、偶氮金属化合物、次甲基化合物、烯丙基酰胺化合物。具体地,是C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191,C.I.瓮黄1、3、20等。另外,还可以使用C.I.直接绿6,C.I.基本绿4,C.I.基本绿6,溶剂黄162等染料。
作为可以在本发明中使用的黑色着色剂可以使用炭黑、氧化铁粒子、使用上述所示的黄色/品红/深蓝着色剂调色为黑色得到的物质。
另外,在可以用于本发明的调色剂中,优选使用预先在本发明的粘合树脂中混合着色剂,再使其母料化得到的物质。然后,使该着色剂母料与其它的原料(粘合树脂和蜡等)熔融混炼,将着色剂良好地分散在调色剂中。
在使用可以用于本发明的树脂和着色剂以使其母料化时,即使使用大量的着色剂,着色剂的分散性也不会变差,而且,调色剂中的着色剂的分散性优化,在将多种颜色的调色剂定影形成图像时的混色性和透明性等色彩再现性优异。而且,通过母料化可以得到转印材料上的覆盖蜡较大的调色剂。此外,通过母料化可以优化着色剂的分散性,由此调色剂的静电耐久稳定性优异,可以得到维持高画质的图像。
相对于100重量份粘合树脂,调色剂中的着色剂的用量优选为0.1~15重量份,更优选为0.5~12重量份,最优选为2~10重量份,这从色彩再现性、显影性方面来说,是优选的。
为了使本发明中使用的调色剂的静电性稳定化,可以在调色剂中使用公知的电荷控制剂。电荷控制剂根据电荷控制剂的种类和其它调色剂粒子的构成材料的物性等而异,但是通常在调色剂粒子中,相对于每100重量份粘合树脂,优选含有0.1~10重量份,更优选为0.1~5重量份。作为这种电荷控制剂已知将调色剂控制为负静电性的控制剂和控制为正静电性的控制剂,根据调色剂的种类和用途,可以使用各种物质中的1种或2种以上。
作为负静电性电荷控制剂可以使用水杨酸金属化合物、萘甲酸金属化合物、二羧酸金属化合物、在侧链具有磺酸或羧酸的高分子化合物、硼化合物、尿素化合物、硅化合物、杯芳烃等。作为正静电性电荷控制剂可以使用季铵盐、在侧链具有前述季铵盐的高分子化合物、胍化合物、咪唑化合物等。电荷控制剂可以对调色剂内添也可以外添。
特别是,在可以用于本发明的彩色调色剂中,优选无色、调色剂的静电速度较快且可以稳定地维持在一定的静电量的芳香族羧酸金属化合物。
可以在本发明中使用的调色剂优选在粉碎、分级后或表面改性后使用亨舍尔混合器等混合器将无机微粒混合,由此调节调色剂的流动性而使用。
可以在本发明中使用的无机微粒在调色剂表面上的长宽比(长轴/短轴)优选在1.0~1.5的范围内,个数平均粒径优选在0.06~0.30μm。
通过使无机微粒的长宽比在上述范围内,容易提高添加无机微粒后的调色剂的流动性,而且也容易控制由无机微粒的添加量导致的调色剂的流动性。无机微粒的长宽比大于1.5时,对调色剂粒子表面的粘附性也降低,难以控制由无机微粒的添加量导致的流动性。
另外,无机微粒的个数平均粒径在0.06~0.30μm的范围内,可以更好地发挥无机微粒在调色剂-调色剂间的隔离效果,容易提高调色剂的流动性。无机微粒的个数平均粒径小于0.06μm时,难以得到隔离效果,必须大量添加,容易导致显影性和定影性的变差。另外,无机微粒的个数平均粒径大于0.30μm时,对调色剂粒子表面的粘附性降低,难以得到隔离效果。
作为具有这种形状和粒度的无机微粒,例如可以列举偏氟乙烯微粉末、聚四氟乙烯微粉末等氟类树脂粉末;氧化钛微粉末;氧化铝微粉末;湿法制造的二氧化硅、干法制造的二氧化硅等微粉末二氧化硅;将这些二氧化硅通过硅烷化合物和有机硅化合物、钛偶联剂、硅油等进行表面处理的处理二氧化硅等。
在本发明中,特别优选湿法制造的二氧化硅。作为湿法制造的二氧化硅特别是具有:烷氧基硅烷在存在水的有机溶剂中,通过催化剂进行水解、缩合反应,从由此得到的二氧化硅溶胶悬浊液除去溶剂、干燥、粒化,通过溶胶凝胶法制造的二氧化硅粒子。通过溶胶凝胶法制造的二氧化硅粒子,所得的粒子的粒度分布尖锐,且在得到大致为球状的粒子的同时,通过改变反应时间得到具有所希望的粒度分布的粒子,所以在本发明中特别优选使用。
另外,也适合使用干法制造的二氧化硅。干法制造的二氧化硅是通过卤化硅化合物的蒸汽相氧化生成的微粉末体,也称作所谓的干法制造的二氧化硅或烘熏二氧化硅,可以通过过去公知的技术制造。例如,使用四氯化硅气体在氢氧焰中的热分解氧化发应,作为基础的反应式如下所示。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
另外,在该制造工序中,例如,通过将氯化铝或氯化钛等金属卤化物和硅的卤代物同时使用,也可以得到二氧化硅和其它金属氧化物的复合微粉末体,也可以包含这些复合微粉末体。
另外,作为氧化钛微粉末体可以使用硫酸法、氯法或挥发性钛化合物(例如,通过钛烷氧化物、卤化钛、钛乙酰基乙酸酯的低温氧化(热分解、水解)得到的氧化钛微粒)。作为结晶体系也可以使用锐钛矿型、金红石型、它们的混晶型、无定型中的任一种。
然后,作为氧化铝微粉末体可以使用通过拜尔法、改良拜尔法、乙炔类固醇法、水中火花放电法、有机铝水解法、硫酸铝钾热解法、碳酸氨铝盐的热分解法或氯化铝的火焰分解法得到的氧化铝微粉末体。作为结晶体系可以使用α、β、γ、δ、ζ、η、θ、κ、χ、ρ型,它们的混晶型或无定型中的任一种,优选使用α、δ、γ、θ,混晶型或无定型物质。
作为上述无机微粉末体的疏水化方法,可以通过与无机微粉末体反应或物理吸附无机微细粉末体的有机硅化合物等,进行化学的或物理的处理而进行。
作为优选的方法是用有机硅化合物处理通过卤化硅化合物的蒸汽相氧化生成的二氧化硅微细粉末体。这种有机硅化合物的例子具有六甲基二硅烷、三甲基硅烷、三甲基氯代硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯代硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苄基二甲基氯代硅烷、溴代二甲基氯代硅烷、α-氯代乙基-三氯代硅烷、β-氯代乙烯-三氯代硅烷、氯甲基二甲基氯代硅烷、三有机甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯基二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷以及每1分子具有2~12个硅氧烷单元且每1个在位于末端的单元上各含有与Si成键的羟基的二甲基聚硅氧烷等。可以使用它们的1种或2种以上的混合物。
为了实现本发明的目的,根据需要,作为可以在本发明中使用的无机微粒可以使用通过具有氨基的偶联剂或硅油处理前述湿法二氧化硅和干法二氧化硅而得到的物质。另外,相对于100重量份调色剂,无机微粒的添加量微0.01~8重量份,优选为0.1~4重量份。
接着,对制造调色剂的顺序进行说明。
可以在本发明中使用的调色剂特别优选如下制造:将粘合树脂、着色剂、蜡和任意的材料熔融混炼后,将其冷却、粉碎,根据需要进行粉碎物的球形化处理或分级处理,根据需要在其中混入前述无机微粒而制造。
首先,在原料混合工序中,作为调色剂内,至少称量规定量的树脂、着色剂添剂调配、混合。作为混合装置的例子有双室混合器(Doublecon Mixer)、V型混合器、磁鼓型混合器、超级混合器、亨舍尔混合器、诺塔混合器(Nauta Mixer)等。
进一步地,将上述调配、混合的调色剂原料熔融混炼,将树脂类熔化,在其中分散着色剂等。在该熔融混炼工序中,例如,可以使用加压捏合机、班伯里混炼机(Banbury mixer)等批量式精炼机和连续式精炼机。近年来,从可以连续生成等的优先性出发,单轴或双轴挤出机正成为主流,例如,通常使用神户制钢所社制造的KTK等双轴挤出机、东芝机械社制造的TEM双轴挤出机、KCK公司制造的双轴挤出机、Bus公司制造的共捏合机(COKNEADER)等。此外,通过将调色剂原料熔融混炼而得到的着色树脂组合物在熔融混炼后,用两根滚筒压延,经过水冷等冷却工序冷却。
然后,上述得到的着色树脂组合物的冷却物,通常接着通过粉碎工序,粉碎到所希望的粒径。在粉碎工序中,首先,通过轧碎机、锤磨机、水平磨碎机(feathermill)等粗粉碎,再通过川崎重工业公司制造的Kryptron系统、Nissin Engineering公司制造的超级转子(SUPER ROTOR)等粉碎。之后,根据需要使用惯性分级方式的弯头射流(ELBOW-JET)(日铁矿业公司制造)、离心力分级方式的涡轮丛(TURBOPLEX)(HosokawaMicron Corporation制造)等分级机等的筛分机分级而得到分级产品。
另外,在本发明中,可以同时进行分级和表面改性处理。优选使用图4所示的表面改性装置。
图4所示的表面改性装置包括机壳55,可以流通冷却水和防冻液的套管(未图示),作为分离规定粒径以下的微粒的分级装置的分级转子41,作为给予粒子机械冲击而对前述粒子表面进行处理的作为表面处理装置的分散转子46,相对于分散转子46的外周具有一定间隔地环状设置的衬垫44,作为将用分级转子41分开的粒子中的含有一定粒径的粒子引入分散转子46内的引入装置的导向环49,作为将用分级转子41分开的粒子中的含有一定粒径以下的微粒向装置外排出的排出装置的微粉回收用排出口42,作为将用分散转子46已处理表面的粒子送入分级转子41的粒子循环装置的冷风引入口45,将被处理的粒子引入机壳55内的原料供应43,将表面被处理的粒子从机壳55内排出的可以自由开关的粉体排出47和排出阀48。
分级转子41是圆筒状的转子,设置在机壳55内的上侧一端。微粉回收排出口42设置在机壳55的一端上,使得能够排出分子转子41内侧的粒子。原料供应口43设置在机壳55的周面的中央部。冷风引入口45设置在机壳55的周面的其他端面侧上。粉体排出口47设置在机壳55的周面上与原料供应口43相对的位置上。排出阀48是可以自由开关粉体排出口47的阀。
在冷风引入口45和原料供应口43、排出口47之间设置分散转子46和衬垫44。衬垫44沿着机壳55的内周面环状设置。分散转子46,如图5所示,具有圆盘和在该圆盘周围沿着圆盘的法线配置的多个角型圆盘50。分散转子46设置在机壳55下侧的上表面上,且设置在衬垫44和角型圆盘50之间形成一定间隔的位置上。在机壳55的中央部设置导向环49。导向环49为圆筒体,从覆盖在分散转子41的部分外周面的位置延伸到分子转子46附近地设置。导向环49在机壳55内,形成作为由导向环49的外周面和机壳55的内周面夹住的空间的第一空间51,和作为导向环49的内侧空间的第二空间52。
另外,分散转子46还可以含有圆柱状的销以代替角型圆盘50。衬垫44在本实施方式中选取与角型圆盘50相对的表面上设置大量的沟的衬垫,但是也可以是表面没有沟的衬垫。另外,分级转子41的设置方向可以是如图4所示的纵型,也可以是横型。另外,分级转子41的个数可以是如图4所示的单个,也可以是多个。
另外,根据需要,例如可以使用奈良机械制作所制造的混成系统(Hybridization System)、Hosokawa Micron Corporation制造的机械融合系统(Mechanofusion System)进一步进行表面改性和球形化处理。在这种情况下,还可以根据需要使用作为风力式筛的高速筛分机(HIBOLTER)(新东京机械公司制造)等筛分机。此外,作为外添处理外添剂的方法可以列举添加一定量已分级的调色剂和公知的各种外添剂后,使用亨舍尔搅拌器、超级搅拌器等对粉体赋予剪切力的高速搅拌器作为外添机,搅拌、混合的方法。
另外,作为制造可以用于本发明的调色剂的其它的方法,可以列举使用悬浮聚合方法直接生成调色剂粒子的方法;使用可溶单体得到的聚合物和不溶的水性有机溶剂直接生成调色剂粒子的分散聚合方法;以及使用以在水性聚合引发剂的存在下,直接聚合生成调色剂粒子的无乳化剂聚合方法为代表的乳液聚合方法制造调色剂粒子的方法。另外,还可以使用微胶囊制法这样的表面聚合法、原位(in situ)聚合法、凝聚法等制造方法。
使用悬浮聚合法生成调色剂粒子时,作为聚合引发剂使用2,2’-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二异丁腈、1,1’-偶氮二(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮二异丁腈等偶氮类聚合引发剂;过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、二异丙基过氧化碳酸酯、氢过氧化枯烯、2,4-二氯代苯甲酰过氧化物、过氧化月桂酰等过氧化物类聚合引发剂。
聚合引发剂的添加量根据目标聚合度而异,通常相对于单体,添加使用0.5~20重量%。聚合引发剂的种类根据聚合方法有一些不同,可以以10小时的半衰期温度为参考,单独或混合使用。还可以进一步添加使用用于控制聚合度的公知的交联剂、链转移剂、聚合抑制剂等。
在使用悬浮聚合作为调色剂的制造方法时,可以使用无机类氧化物作为分散剂。作为无机类氧化物可以列举磷酸三钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅、氧化铝等。作为有机类化合物可以列举聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素的钠盐,淀粉等。它们可以分散在水相中使用。相对于100重量份聚合性单体,这些分散剂优选使用0.2~10.0重量份。
这些分散剂可以直接使用市售的物质,但是为了得到具有细小且均匀的粒度的分散粒子,也可以在分散剂中、高速搅拌下,生成该无机类氧化物。例如,磷酸三钙,是在高速搅拌下,将磷酸钠溶液和氯化钙水溶液混合,以悬浮聚合法得到令人满意的分散剂。另外,为了使这些分散剂细微化,可以与0.001~0.1重量份的表面活性剂联合使用。具体地,可以使用市售的非离子型、阴离子型和阳离子型表面活性剂,例如,优选使用十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钙。
在使用直接聚合法作为调色剂的制造方法时,可以根据如下的制造方法具体地制造调色剂。在单体中添加由低软化物质形成的脱模剂、着色剂、静电控制剂、聚合引发剂及其它添加剂,通过均浆器、超声波分散机等使其均匀地溶解或分散,通过普通的搅拌器或均相混合器、均浆器等将形成的单体组合物在含有分散稳定剂的水相中分散。优选的是调节搅拌速度、搅拌时间,以使由单体组合物形成的液滴成为所希望的调色剂粒子大小,进行造粒。之后,可以通过分散剂的作用,在保持粒子的状态且防止粒子沉降的程度下进行搅拌。聚合温度设定在40℃以上,通常为50~90℃进行聚合。在聚合反应的后半阶段,可以进行升温,此外,基于提高耐久性的目的,为了除去未反应的聚合性单体和副产物,在反应后半阶段或反应结束后,蒸馏除去部分水性介质。反应结束后,通过洗净、过滤生成的调色剂粒子而将调色剂粒子回收、干燥。在悬浮聚合法中,通常相对于100重量份单体组合物,优选使用300~3000重量份的分散介质。
接着,对本发明本发明中使用的调色剂的45%甲醇水溶液的可湿性进行详细地说明。
作为可以用于本发明的调色剂的可湿性,在甲醇45体积%的水溶液中测定UV透过率时,透过率优选为10到80%。在该范围内时,可以容易地得到本发明的显影剂的压缩度和剪切力。
透过率小于10%时,作为调色剂的流动性恶化,显影剂的剪切应力有变大的倾向,对显影剂的应力可能变大。
透过率大于80%时,作为调色剂的流动性过好,显影剂的压缩度有变小的倾向,显影套筒上可能会出现涂斑以及容易产生显影剂飞散。
因此,作为调色剂的可湿性优选在上述范围内,在本发明中,为了在该范围内,可以通过改变外添剂的粒径和长宽比实现。
接着,对可以用于本发明的调色剂形状进行详细地说明。
作为可以用于本发明的调色剂的形状优选以FPIA2100(Sysmex公司制造)测定的平均圆形度为0.920到0.970。
平均圆形度小于0.920时,由于作为调色剂的流动性变差,所以显影剂的剪切应力有变大的倾向,对显影剂的应力可能变大。
平均圆形度大于0.970时,作为调色剂的流动性过好,显影剂的压缩度有变小的倾向,显影套筒上可能会出现涂斑以及容易产生显影剂飞散。
因此,作为调色剂的形状优选上述范围,在本发明中,可以对上述调色剂的粉碎条件和表面处理改性处理条件进行调整而达到该范围。
另外,作为调色剂的平均粒径优选重量平均粒径(D4)为4.0~10μm。平均粒径不足4.0μm时,显影剂容易产生飞散。平均粒径大于10μm时,由于显影时的圆点再现性变差,所以难以得到高品质的图像。作为调色剂的平均粒径优选上述范围,本发明中,可以对上述调色剂的粉碎条件和表面处理改性处理条件进行调整而达到该范围。
以下,对本发明相关的物性的分析和测定方法进行叙述。
显影剂的压缩度的测定
使用粉末检测器PT-R(Hosokawa Micron Corporation制造),先测定松表观密度A(g/cm3)。测定环境是在23℃、50%RH下进行的。而且,测定是使用网眼75μm的筛、在振幅1mm下使显影剂振动,同时收集到溶剂100ml的金属制杯子中,直到正好为100ml。然后,从收集到金属制杯子中的显影剂量,计算松表观密度A(g/cm3)。
接着,测定实表观密度P(g/cm3)。使用网眼75μm的筛,在振幅1mm下使显影剂振动,同时供应显影剂以使其正好到100ml,使金属杯子在振幅18mm下上下往复180次进行轻叩(tapping),从轻叩后的显影剂量,计算实表观密度P(g/cm3)。
然后,根据下式(1)求得压缩度C。
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
显影剂的剪切应力的测定
使用粉末床检测器PTHN-13BA型(Sankyo Pio-Tech CO.,Ltd.制造)测定显影剂的剪切应力。测定环境是在23℃、50%RH下进行的。测定时使用平行平板式剪切强度测定元件。首先,在固定板上形成显影剂粉体层,在该粉体上水平放置可动板(W50mm×D70mm×H4mm),从该可等板上施加预备压实负荷。在预备压实负荷1.3×10-2N/mm2下,进行5分钟。之后,在可动板上对粉体层施加垂直负重以使压实负荷达到4.0×10-4N/mm2,在该状态下测定剪切强度,重复进行6次该操作,取其平均值作为显影剂的剪切应力。
粘合树脂、调色剂、覆盖用树脂的由GPC测定的分子量分
由凝胶渗透色谱法(GPC)的色谱图的分子量在下述条件下测定。测定时使用HLC-8120GPC(Tosoh Corporation制造)。
在40℃的加热器中使色谱柱稳定化,以每分钟1ml的流速在该温度的色谱柱中流动作为溶剂的四氢呋喃(THF),注入50~200μm样品浓度调节为0.05~0.6重量%的树脂的THF样品溶液,进行测定。在测定样品的分子量时,是从由多种单分散的聚苯乙烯标准样品制造的检测线的对数值和统计数(保留时间)的关系计算出样品具有的分子量分布。作为检测线制造用的标准聚苯乙烯样品,例如,适宜使用Tosoh Corporation制造或Pressure Chemical Co.制造的分子量6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106的物质,并使用至少10点左右的标准聚苯乙烯样品。检测器使用RI(折射率)检测器。
为了确切地测定103~2×106的分子量区域,作为色谱柱可以组合多根市售的聚苯乙烯凝胶色谱柱,例如可以列举昭和电工公司制造的shodex GPC KF-801,802,803,804,805,806,807的组合,Waters公司制造的μ-styragel 500、103、104、105的组合。
调色剂和蜡的DSC中的最大吸热峰的测定
调色剂和蜡的最大吸热峰使用差示热量分析测定装置(DSC测定装置)、DSC2920(TA Instruments Japen制造),根据ASTM D3418-82的标准测定。
温度曲线:升温I(30℃~200℃,升温速度10℃/分钟)
降温I(200℃~30℃,降温速度10℃/分钟)
升温II(30℃~200℃,升温速度10℃/分钟)
作为测定方法,精密称量5~20mg、优选10mg的测定样品,将其放入铝槽中,使用空的铝槽作为参比,在测定温度范围30~200℃间、以升温速度10℃/分钟、常温常湿下进行测定。调色剂的最大吸热峰,在升温II的过程中,是以从树脂Tg的吸热峰以上的区域的基线起高度最高的作为本发明的调色剂的最大吸热峰,或者树脂Tg的吸热峰和其它的吸热峰重合而难以判断时,从该重叠的峰的最大峰起高度最高的作为本发明调色剂的最大吸热峰。
调色剂的粒度分布的测定
作为测定装置,使用犁刀(COULTER)计数器TA-II或者犁刀复式分级机(Beckman Coulter,Inc.制造)。电解液使用约1%NaCl水溶液。电解液可以使用通过1级氯化钠制造的电解液,例如ISOTON(注册商标)-II(Coulter Scientific Japan制造)。
作为测定方法是在100~150ml前述电解水溶液中,加入0.1~5ml的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为分散剂,再加入2~20mg测定样品。通过超声波分散器将悬浊样品的电解液进行1~3分钟分散处理,使用100μm的孔作为筛孔,通过前述测定装置,对每个槽测定样品的体积和个数,算出样品的体积分布和个数分布。从得到的这些分布求得样品的重量平均粒径(D4)。作为槽使用2.00~2.52μm;2.52~3.17μm;3.17~4.00μm;4.00~5.04μm;5.04~6.35μm;6.35~8.00μm;8.00~10.08μm;10.08~12.70μm;12.70~16.00μm;16.00~20.20μm;20.20~25.40μm;25.40~32.00μm;32.00~40.30μm的13种槽。
调色剂的平均圆形度测定
调色剂的平均圆形度使用流量式粒子图像测定装置“FPIA-2100型”(Sysmex Corporation制造)进行测定,并使用下式计算。
圆形直径=(粒子投影面积×π)1/2×2
Figure C20051006652200481
这里,所述的“粒子投影面积”是二进制的粒子图像的面积,所述的“粒子投影像的周长”定义为连接该粒子图像的边界点得到的轮廓线的长度。测定是在512×512的图像处理分辨率(0.3μm×0.3μm的像素)下进行图像处理时的粒子图像的周长。
本发明中的圆形度是粒子的凹凸程度的指标,在粒子完全为球形时,表示为1.000,表面形状越复杂圆形度值越小。
另外,表示圆形度分布的平均值的平均圆形度C是以粒度分布的分割点i的圆形度(中心值)为ci,以测定粒子数为m时,从下式算出。
Figure C20051006652200482
另外,作为本发明中使用的测定装置的“FPIA-2100”是在算出各粒子的圆形度后,计算平均圆形度时,通过所得的圆形度,将粒子在圆形度0.4~1.00之间每隔0.01进行分割,使用其分割点的中心值和测定粒子数进行平均圆形度的计算。
作为具体的测定方法是:在容器中准备10ml预先除去固态杂质的离子交换水,在其中加入表面活性剂、优选烷基苯磺酸盐作为分散剂后,再加入0.02g测定样品(调色剂),使其均匀分散。作为分散装置使用超声波分散器(Tetora 150型)(Nikkaki-Bios公司制造),进行2分钟分散处理,作为测定用分散液。此时,对该分散液进行适当冷却以使温度不在40℃以上。另外,为了抑制圆形度的偏差,将流量式粒子图像分析装置FPIA-2100的装置的设置环境控制在23℃±0.5℃,以使机器内温度成为26~27℃,每隔一定时间,优选为每隔2小时,使用2μm的乳液微粒进行自动调焦。
调色剂的圆形度测定,使用前述流量式粒子图像测定装置,重新调节该分散液的浓度以使测定时的调色剂粒子浓度为3000~1万个/μl,调色剂计测1000个以上。计测后,使用该数据,除去圆形直径不足2μm的数据,求得调色剂粒子的平均圆形度。
此外,作为本发明中使用的测定装置的“FPIA-2100”与迄今为止使用的用于计算调色剂的形状的“FPIA-1000”相比较,处理粒子图像的倍率提高,还可以提高获得的图像的处理分辨率(256×256→512×512), 由此可以提高调色剂形状测定的精度,所以是对微粒实现更加真实的捕捉的装置。因此,如本发明所示,在必须测定更加正确的形状时,可以得到更加正确的形状的相关信息的FPIA-2100是有用的。
调色剂的甲醇45体积%水溶液中的UV透过率测定
调色剂分散液的制备
首先,制备甲醇∶水的体积混合比为45∶55的水溶液。将10ml该水溶液放入30ml的样品容器(日电理化硝子:SV-30)中,将20mg调色剂加入到液面上后,盖上容器盖。之后,用Yayoi式振动器(样式:YS-LD)以2.5S-1振动10秒钟。此时,振动的角度是如果以振动器的正上方(垂直)为0度,则在前方15度、后方20度使振动支柱运动。样品容器固定在安装在支柱前面的固定用支架(将样品容器的盖子固定在支柱的延长线上)上。取出样品容器后,以30秒后的分散液作为测定用分散液。
透过率的测定
将上述分散液放入1cm菱角的石英池中,使用分光光度计MP S2000(岛津制作所制造),测定10分钟后的分散液在波长600nm下的透过率(%)。
透过率(%)=I/I0×100 (I0:入射光束,I:透过光束)
载体覆盖用树脂的组成分析
将约50g样品放入直径5mm的样品管中,添加CDCl3作为溶剂,使其溶解,作为测定样品。测定条件如下所示。
测定装置:FT NMR装置JNM-EX400(日本电子公司制造)
测定频率:400MHz
脉冲条件:6.9μs
数据点:32768
频率范围:10500Hz
总计次数:16次
测定温度:25℃
另外,根据需要载体覆盖用树脂可以从载体粒子分离。作为从载体粒子分离涂布材料的分离方法,可以使用对涂布材料可溶的溶剂(例如,丙酮、甲苯等),由超声波分散器进行超声波剥离,之后,使用磁铁与芯粒子分离。之后,使用离心分离器,分离添加有涂布材料的微粒,分离上清液(树脂溶液成分),蒸发干燥、可以得到载体覆盖用树脂成分。
磁性载体的电阻率的测定
磁性载体的电阻率值使用图6所示的测定装置进行测定。根据需要将调色剂和磁性载体分离,进行样品制备。
电阻率的测定使用如下方法:在池E上填充样品粒子67,与该填充的样品粒子67接触地配置下部电极61和上部电极62,通过恒电压装置66在这些电极61和62间施加电压,用电流计64测定此时通过的电流,求得电阻率。本发明的电阻率的测定条件为:填充样品粒子67与电极的接触面积S=约2.4cm2、样品厚度d=约0.2cm、上部电极62负荷为240g。电压的施加条件是以施加条件I、II、III的顺序施加,并测定施加条件III的施加电压下的电流。之后,正确的测定样品的厚度d,计算求得各电场强度(V/cm)下的电阻率(Ω·cm),以电场强度3000V/cm下的电阻率作为样品的电阻率。另外,63表示绝缘物,65表示电压计,68表示导向环,E表示电阻测定池。
施加条件I:(0V→1000V:每30秒增加200V阶梯状增加)
II:(在1000V下保持30秒)
III:(1000V→OV:每30秒减少200V阶梯状减少)
样品的电阻率(Ω ·cm)=
(施加电压(V)/测定电流(A))×S(cm2)/d(cm)
电场强度(V/cm)=施加电压(V)/d(cm)
载体芯中的磁性微粒、非磁性无机化合物等的粒径测定
磁性微粒的粒径如下测定:载体用切片机等切断的断面用扫描电子显微镜(50,000倍)进行观察,由该显微镜像随机抽取500个以上粒径5nm以上的粒子。通过数字转化器测定被抽取粒子的长轴和短轴,以平均值作为粒径,用500个以上的粒子的粒径分布(柱宽为5-15,15-25,25-35,35-45,45-55,55-65,65-75,75-85,85-95(单位:nm)…这样地每10nm划分柱的柱状图)的峰值的柱的中心值的粒径计算最大峰粒径。另外,作为磁性体或非磁性无机化合物粒径的测定方法,也可以由原材料的透射电子显微镜(TEM)得到的50,000倍的照片,与上述方法同样地,求得最大峰粒径。
载体覆盖用树脂中的微粒的粒径测定
微粒的粒径如下测定:涂布材料从载体溶解到可溶解涂布材料的甲苯等溶剂中,通过扫描电子显微镜(50,000倍)将溶解的成分随机抽取500个以上粒径5nm以上的粒子,通过数字转化器测定长轴和短轴,以平均值作为粒径,用成为500个以上的粒子的粒径分布(每10nm划分柱的柱状图)的峰值的最频直径,计算平均粒径。
载体覆盖用树脂中的炭黑的粒径测定
炭黑的粒径如下测定:涂布材料从载体溶解到可溶解涂布材料的甲苯等溶剂中,通过扫描电子显微镜(50,000倍)将溶解的成分随机抽取500个以上粒径5nm以上的粒子,通过数字转化器测定长轴和短轴,以平均值作为粒径,用成为500个以上的粒子的粒径分布(每10nm区分开柱的柱状图)的峰值的最频直径,计算平均粒径。
载体覆盖用树脂中的炭黑的DBP吸油量的测定
炭黑的DBP吸油量通过由JIS-K6221-1982 6.1.2A法(机械精炼法)得到的DBP吸油量(邻苯二甲酸二丁酯)算出。
磁性载体及磁性微粒的磁化强度的测定
磁性载体及磁性微粒的磁化强度由磁性载体的磁性和磁性载体的真密度求得。磁性载体及磁性微粒的磁性可以使用理研电子(株)制造的振动磁场型磁性自动记录装置BHV-30测定。作为测定方法是:填充磁性载体或磁性微粒以使其与圆筒状的塑料容器充分密合,一边制造103/4π kA/m(1千奥斯特)的外部磁场,一边在该状态下测定填充到前述容器中的磁性载体或磁性微粒的磁力矩。此外,测定填充到前述容器中的磁性载体或磁性微粒的实际重量,求得磁性载体或磁性微粒的磁化强度(Am2/kg)。
磁性载体及磁性微粒的真密度的测定
磁性载体粒子及磁性微粒的真密度,可以通过例如干式自动密度计1330(岛津制作所制造)测定。另外,载体粒子及磁性微粒的表观密度可以根据JIS Z2504测定。
实施例
以下,根据具体的制造例和实施例对本发明进行更详细地说明,但本发明并不限定于此。
混杂树脂的制造例
作为乙烯类共聚物单元的材料,10重量份苯乙烯、5重量份2-乙基己基丙烯酸酯、2重量份富马酸、5重量份α-甲基苯乙烯二聚物中加入过氧化二枯基后加入滴液漏斗中。另外,作为聚酯单元的材料,25重量份聚氧丙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、15重量份聚氧乙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、9重量份对苯二甲酸、5重量份苯偏三酸酐、24重量份富马酸和氧化二丁基锡加入4L的玻璃制的四口烧瓶中,在四口烧瓶上安装温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气导入管,将该四口烧瓶设置在覆套式电阻加热器内。接着,用氮气对四口烧瓶内部置换后,边搅拌边缓慢升温,在130℃的温度下,一边搅拌,一边由前述滴液漏斗经过约4小时滴加乙烯类共聚物单体和聚合引发剂。接着,升温到200℃,反应约4小时,得到混杂树脂。
所得的混杂树脂的由GPC得到的THF可溶性成分的分子量测定结果为Mw为8.9×104,Mn为3.8×103。另外,玻璃化转变点为62℃。
聚酯树脂的制造例
将30重量份聚氧丙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、10重量份聚氧乙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、20重量份对苯二甲酸、3重量份苯偏三酸酐、27重量份富马酸和氧化二丁基锡加入4L的玻璃制四口烧瓶中,在四口烧瓶上安装温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气导入管,将该四口烧瓶设置在覆套式电阻加热器内。在氮气氛下、在210℃反应约5.5小时,得到聚酯树脂。所得的聚酯树脂的THF可溶性成分的GPC分子量测定结果为Mw为8.7×104,Mn为3.7×103。另外,玻璃化转变点为59℃。
调色剂的制造例
使用下述所示的材料和制法制造调色剂(B-1)。
上述混杂树脂    100重量份
C.I.颜料蓝15∶3 4.5重量份
固体石蜡(W-1;最大吸热峰69℃,Mw600,Mn400)5重量份
将上述材料用亨舍尔混合器(FM-75型,三井三池化工机(株)制造)混合后,通过温度设定为150℃的双轴挤出机熔融混炼。冷却所得的混炼物,通过锤轧机粗粉碎为1mm以下,得到调色剂粗粉碎物。使用用高压气体的冲击式气流粉碎机将所得的调色剂粗粉碎物微细粉碎。
接着,使用图4和图5所示的表面改性处理装置对所得的微细粉碎物进行处理。具体地是,一边在分级转子转数120s-1下除去微粒,一边在分散转子转速100s-1下(旋转圆周速度为130m/s)进行45秒表面处理,得到调色剂粒子(从原料供应43投入完微粉碎物后,处理45秒钟,打开排出阀58,作为处理品而取出)。此时,在分散转子46上部设置10个角型锤,导向环49和分散转子46上的角型锤之间的间隔为30mm,分散转子46和衬底44间的间隔为3.5mm。另外,鼓风机的风量为20m3/分,通过冷却套管的冷却剂和冷风温度T1为-20℃。该表面改性处理为处理A。
然后,在100重量份所得的调色剂粒子上,添加1.0重量份用异丁基三甲氧基硅烷进行表面处理的一次平均粒径为55nm的氧化钛(T-1)、1.0重量份具有表1所示的个数平均粒径和长宽比的疏水性二氧化硅(Z-1),用亨舍尔搅拌器(FM-75型,三井三池化工机(株)制造)在转数30s-1下混合10分钟,得到调色剂(B-1)。所得的调色剂(B-1)的重量平均粒径为6.5μm,平均圆形度为0.942,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为45%。
调色剂制造例2
除了将调色剂制造例1中,表面改性处理时的分散转子的转速100s-1改变为50s-1,将混合到所得的调色剂粒子中的二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-2),混合时间改变为8分钟以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(B-2)。所得的调色剂(B-2)的重量平均粒径为6.7μm,平均圆形度为0.932,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为32%。
调色剂制造例3
除了将调色剂制造例1中,得到的调色剂粒子进一步使用混成系统(奈良机械制作所制造)进行球形化处理,将混合到所得的调色剂粒子中的二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-3)以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(B-3)。所得的调色剂(B-3)的重量平均粒径为6.3μm,平均圆形度为0.955,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为62%。
调色剂制造例4
除了将调色剂制造例1中,混合到所得的调色剂粒子中的二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-4),混合时间改变为20分钟以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(B-4)。所得的调色剂(B-2)的重量平均粒径为6.6μm,平均圆形度为0.956,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为71%。
调色剂制造例 5
除了将调色剂制造例1中,混杂树脂改变为上述聚酯树脂,调节表面改性时的鼓风机的风量,将混合到所得的调色剂粒子中的二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-5)以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(B-5)。所得的调色剂(B-5)的重量平均粒径为4.5μm,平均圆形度为0.940,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为79%。
调色剂制造例6
在710重量份离子交换水中投入450重量份0.1mol/l的Na3PO4水溶液,升温到60℃后,使用TK式均相混合器(特殊机化工业制造),以转速2000s-1搅拌。向其中缓慢添加68重量份1.0mol/l的CaCl2水溶液,得到含有磷酸钙盐的水性介质。
另一方面,将
单体      苯乙烯             165重量份
          丙烯酸正丁酯       35重量份
着色剂    C.I.颜料蓝15∶3    15重量份
通过球磨微分散后,加入
极性树脂    饱和聚酯树脂(Tg55℃,Mw2.3×104,Mn3.5×103)10重量份
脱模剂    酯蜡(最大吸热峰70℃,Mw900,Mn700)50重量份
使用升温到60℃的TK式均相混合器(特殊机化工业制造),以2000s-1均匀地溶解、分散。向其中溶解10重量份聚合引发剂2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),制备聚合性单体组合物。
然后,在前述水性介质中投入上述聚合性单体组合物,在60℃、N2气氛下,通过TK式均相混合器(特殊机化工业制造),以1600s-1搅拌10分钟,对聚合性单体组合物进行造粒。之后,一边用浆叶式搅拌浆搅拌,一边升温到80℃,反应10小时。聚合反应结束后,减压下除去残留单体,冷却后,加入盐酸,使磷酸钙溶解后,过滤、水洗、干燥,得到调色剂粒子。
然后,在100重量份所得的调色剂粒子上,添加1.0重量份用异丁基三甲氧基硅烷表面处理过的一次平均粒径55nm的氧化钛(T-1)、1.0重量份具有表1所示的个数平均粒径和长宽比的疏水性二氧化硅(Z-6),用亨舍尔搅拌器(FM-75型,三井三池化工机(株)制造)以转数30s-1混合10分钟,得到调色剂(B-6)。所得的调色剂(B-6)的重量平均粒径为8.3μm,平均圆形度为0.975,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为12%。
调色剂制造例7
调色剂粒子分散液1的制备
苯乙烯          370g
丙烯酸正丁酯    30g
丙烯酸          6g
十二烷基硫醇    24g
四溴化碳        4g
用烧瓶将以上物质混合、溶解得到物质,在溶解有6g非离子型表面活性剂(商品名:NOBONYL,三洋化成公司制造)和10g阴离子型表面活性剂(商品名:NEOGENR,第一工业制药公司制造)的550g离子交换水中分散、乳化,缓慢混合10分钟,同时向其中投入溶解有4g过硫酸氨的50g离子交换水,进行氮气置换后,一边对前述烧瓶进行搅拌一边用油浴加热到里面的物质达到70℃为止,继续5小时进行乳化聚合。如此,制得将平均粒径150nm、玻璃化转变点62℃、重均分子量(Mw)12,000的树脂粒子分散而成的树脂粒子分散液1。
调色剂粒子分散液2的制备
苯乙烯          280g
丙烯酸正丁酯    120g
丙烯酸          8g
用烧瓶将以上物质混合、溶解得到物质在溶解有6g非离子型表面活性剂和12g阴离子型表面活性剂的550g离子交换水中分散、乳化,缓慢混合10分钟,同时向其中投入溶解有3g过硫酸氨的50g离子交换水,进行氮气置换后,一边对前述烧瓶进行搅拌一边用油浴加热到里面的物质达到70℃为止,继续5小时进行乳化聚合,得到使平均粒径110nm,玻璃化转变点55℃,重均分子量(Mw)550,000的树脂粒子分散而成的树脂粒子分散液2。
脱模剂粒子分散液1的制备
聚丙烯蜡(最大吸热峰85℃,Mw800,Mn600)50g
阴离子型表面活性剂    5g
离子交换水            200g
将以上物质加热到95℃,使用均浆器等分散后,用压力吐出型均浆器分散处理,使平均粒径570nm的脱模剂分散,制备脱模剂粒子分散液1。
着色剂粒子分散液1的制备
C.I.颜料蓝15:3       20g
阴离子型表面活性剂    2g
离子交换水            78g
将以上物质混合,使用超声波洗涤器,在26kHz下,进行10分钟分散,制备着色剂粒子分散液(阴离子性)1。
混合液的制备
树脂粒子分散液1    180g
树脂粒子分散液2    80g
着色剂分散液1      30g
脱模剂分散液1      50g
将以上物质在圆形不锈钢制烧瓶中用均浆器混合、分散,制备混合液。
凝聚粒子的形成
在上述混合液中添加1.5g的阳离子性表面活性剂作为凝聚剂,在加热用油浴中,对烧瓶进行搅拌的同时加热到50℃。在50℃下,保持1小时后,用光学显微镜观察,确认形成重量平均粒径约6.1μm的凝聚粒子。
熔合
之后,向其中追加3g阴离子性表面活性剂后,密闭不锈钢制烧瓶,使用磁力密封,继续搅拌的同时加热到105℃,保持3小时。然后,冷却后,过滤反应产物,用离子交换水充分洗净后,干燥,得到调色剂粒子。
然后,在100重量份所得的调色剂粒子上,添力1.0重量份用异丁基三甲氧基硅烷表面处理的一次平均粒径55nm的氧化钛(T-1)、1.0重量份具有表1所示的个数平均粒径和长宽比的疏水性二氧化硅(Z-7),用亨舍尔搅拌器(FM-75型,三井三池化工机(株)制造)以转数30s-1混合10分钟,得到调色剂(B-7)。所得的调色剂(B-7)的重量平均粒径为6.2μm,平均圆形度为0.965,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为21%。
调色剂制造例8
除了将调色剂制造例1中,混杂树脂改变为上述聚酯树脂,不进行表面改性处理,将混合到所得的调色剂粒子中的氧化钛(T-1)改变为用异丁基三甲基硅烷表面处理的一次平均粒径为75nm的氧化钛(T-2),将二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-8)以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(b-1)。所得的调色剂(b-1)的重量平均粒径为4.3μm,平均圆形度为0.901,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为82%。
调色剂制造例9
除了在调色剂制造例6中,改变聚合性单体组合物的造粒时间,将混合到所得的调色剂粒子中的氧化钛(T-1)改变为(T-2),将二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-9)以外,与调色剂的制造6同样地得到调色剂(b-2)。所得的调色剂(b-2)的重量平均粒径为8.8μm,平均圆形度为0.976,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为7%。
调色剂制造例10
除了将调色剂制造例1中,混杂树脂改变为上述聚酯树脂,不进行表面改性处理,将混合到所得的调色剂粒子中的二氧化硅(Z-1)改变为表1所示的二氧化硅(Z-8)以外,与调色剂的制造1同样地得到调色剂(b-3)。所得的调色剂(b-3)的重量平均粒径为4.4μm,平均圆形度为0.902,搅拌、混合为45%甲醇溶液时的UV透过率为81%。
磁性微粒分散型树脂载体芯的制造例1
使用下述所示的材料制备磁性微粒分散树脂载体芯(R-1)。
苯酚                        10重量份
甲醛溶液(37重量%水溶液)    6重量份
磁铁粒子(粒径0.31μm、σ1000=60.2Am2/kg)76重量份
赤铁矿粒子(非磁性、粒径0.45μm) 8重量份
将上述材料和5重量份28重量%氨水、10重量份水加入烧瓶中,搅拌、混合,同时用30分钟升温到85℃、保持,聚合反应3小时,使其固化。之后,冷却到30℃,再添加水后,除去上清液,水洗沉淀物后,风干。接着,在减压(5hPa以下)、60℃下,将其干燥,得到磁性微粒分散的状态的磁性微粒分散树脂载体芯(R-1)。
磁性微粒分散型树脂载体芯的制造例2
使用下述所示的材料制备磁性微粒分散树脂载体芯(R-2)。
苯酚                        20重量份
甲醛溶液(37重量%水溶液)    12重量份
磁铁粒子(粒径0.32μm、σ1000=59.8Am2/kg)61重量份
赤铁矿粒子(非磁性、粒径0.44μm)    7重量份
将上述材料和10重量份28重量%氨水、10重量份水加入烧瓶中,搅拌、混合,同时用30分钟升温到85℃、保持,聚合反应3小时、使其固化。之后,冷却到30℃,再添加水后,除去上清液,水洗沉淀物后,风干。接着,在减压(5hPa以下)、60℃下,将其干燥,得到磁性微粒分散的状态的磁性微粒分散树脂载体芯(R-2)。
磁性微粒分散型树脂载体芯的制造例3
使用下述所示的材料制备磁性微粒分散树脂载体芯(R-3)。
苯酚                         10重量份
甲醛溶液(37重量%水溶液)     6重量份
磁铁粒子(粒径0.31μm、磁性σ1000=62.2Am2/kg)  59重
量份
赤铁矿粒子(非磁性、粒径0.45μm)  25重量份
将上述材料和5重量份28重量%氨水、10重量份水加入烧瓶中,搅拌、混合,同时用30分钟升温到85℃、保持,聚合反应3小时、使其固化。之后,冷却到30℃,再添加水后,除去上清液,水洗沉淀物后,风干。接着,在减压(5hPa以下)、60℃下,将其干燥,得到磁性微粒分散的状态的磁性微粒分散树脂载体芯(R-3)。
磁性微粒分散型树脂载体芯的制造例4
使用下述所示的材料制备磁性微粒分散树脂载体芯(R-4)。
苯酚                         30重量份
甲醛溶液(37重量%水溶液)     18重量份
磁铁粒子(粒径0.33μm、磁性σ1000=55.6Am2/kg) 47重量份
赤铁矿粒子(非磁性、粒径0.46μm)5重量份
将上述材料和15重量份28重量%氨水、10重量份水加入烧瓶中,搅拌、混合,同时用30分钟升温到85℃、保持,聚合反应3小时、使其固化。之后,冷却到30℃,再添加水后,除去上清液,水洗沉淀物后,风干。接着,在减压(5hPa以下)、60℃下,将其干燥,得到磁性微粒分散的状态的磁性微粒分散树脂载体芯(R-4)。
覆盖层用涂布材料的制造例1
在配有回流冷却器、温度计、氮气吸入管和跑和式搅拌装置的4口烧瓶中添加3重量份在一侧末端具有乙烯基不饱和基团的重均分子量5,000的甲基丙烯酸甲酯大单体(macromonomer),46重量份以下述化合物(VII)为结构单元的单体,51重量份甲基丙烯酸甲酯后,再加入100重量份甲苯、100重量份甲乙酮、2.4重量份偶氮二异戊腈,在氮气流下保持10小时,得到接枝共聚物溶液(固态成分35重量%)。接枝共聚物的凝胶渗透色谱法(GPC)得到的重均分子量为20,000。
Figure C20051006652200631
相对于30重量份所得的接枝共聚物溶液,加入0.7重量份三聚氰胺树脂(个数平均粒径0.25μm)、1.2重量份炭黑(个数平均粒径35nm,DBP吸油量50ml/100g)、100重量份甲苯用均浆器搅拌,得到涂布材料(L-1)。
覆盖层用涂布材料的制造例2
在四口烧瓶中放入20重量份甲苯、20重量份丁醇、10重量份水、40重量份冰,搅拌的同时加入40重量份CH3SiCl3和SiCl2的摩尔比为3∶2的混合物和催化剂,再搅拌30分钟后,在60℃下进行1小时缩合反应。之后,用水将硅氧烷充分洗净,溶解到甲苯-甲乙酮-丁醇的混合溶剂中,制备固态成分10%的硅酮蜡。
相对于100重量份硅氧烷固态成分,在该硅酮蜡中,同时添加2.0重量份的离子交换水和2.0重量份的下述固化剂(VIII)
Figure C20051006652200632
和2.0重量份下述氨基硅烷偶联剂,
(CH3)2N-C3H6-Si-(OCH3)3
得到涂布材料(L-2)。
磁性载体制造例1
对100重量份磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)连续施加剪切应力,同时一边搅拌,一边缓慢加入涂布材料(L-1),在70℃下使溶剂挥发,对芯材料表面进行树脂涂布。将该树脂涂布的磁性载体芯粒子在100℃下搅拌2小时,同时热处理、解碎后,用筛孔76μm的筛分级,得到个数平均粒径35μm、电阻率为5.9×109 Ω·cm、真比重为3.6g/cm3、磁化强度(σ1000)为50.6Am2/kg、残留磁化为4.8Am2/kg的磁性载体(C-1)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例2
除了在磁性载体制造例1中,使用Cu-Zn铁氧体粒子(粒径41μm、σ1000=69.0Am2/kg)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(C-2)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例3
除了在磁性载体制造例1中,使用(R-2)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(C-3)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例4
除了在磁性载体制造例1中,使用(R-3)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(C-4)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例5
除了在磁性载体制造例1中,使用(L-2)代替覆盖用涂布材料(L-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(C-5)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例6
除了在磁性载体制造例1中,使用Mg-Mn铁氧体粒子(粒径32μm、σ1000=63.1Am2/kg)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(C-6)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例7
除了在磁性载体制造例1中,使用(R-4)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(c-1)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
磁性载体制造例8
除了在磁性载体制造例1中,使用磁铁粒子(粒径17μm、σ1000=74.2Am2/kg)代替磁性微粒分散型树脂载体芯(R-1)以外,与磁性载体制造例1同样地得到磁性载体(c-2)。所得的磁性载体的物性如表2所示。
显影剂制造例1
相对于92重量份磁性载体(C-1)加入8重量份调色剂(B-1),通过Turbula混合器(Turbula mixer)混合,得到压缩度C为26%、压实负荷4.0×10-4N/mm2下剪切应力为1.6×10-4N/mm2的双成分系显影剂(D-1)。所得的显影剂的物性如表3所示。
显影剂制造例2~13
除了在显影剂制造例1中,以表3的组合混合磁性载体和调色剂以外,与显影剂制造例1同样地得到双成分系显影剂(D-2)~(D-10)和双成分系显影剂(d-1)~(d-3)。所得到的显影剂的物性如表3所示。
实施例1
使用双成分类显影剂(D-1),用佳能制造的全色复印机CLC5000的改造机(挤压激光点径,改造为以600dpi输出。另外,如图1所示,显影单元的显影套筒改变为在上游侧显影套筒(直径20mm)和下游侧显影套筒(直径16mm)两只,分别与磁鼓相对。此外,定影单元的定影滚筒的表层改变为PFA管,卸下油涂布结构),在常温常湿(N/N;23℃,50%RH)、常温低湿(N/L;23℃,5%RH)、高温高湿下(H/H;30℃,80%RH)下,一边补给调色剂(B-1),一边进行制图、评价。显影条件是在显影区域中以正向使各显影套筒和感光体旋转,相对于感光体显影套筒的圆周速度为1.6倍,显影偏压为Vd=-650V、V1=-150V,Vpp=2.0kV,频率1.8kHz。评价项目和评价基准如下所示,评价结果如表4所示。
评价项目
全面均匀性
使用上述显影剂和上述改造机,形成30H图像,目视观察该图像,根据以下标准评价前述图像的全面均匀性的再现性。另外,所述的30H图像是以16进制表示的256灰度的值,是256灰度中的从全白图像起第49个灰度的半色调图像。
A:全部是没有条纹、斑点,而且没有粒状感的图像。
B:虽然没有条纹、斑点,但是稍微有点粒状感的图像。
C:稍微发现条纹、斑点,而且有粒状感的图像。
D:条纹、斑点较多,而且粒状感也较强的图像。
E:条纹、斑点明显的图像。
图像浓度
通过浓度计X-Rite500型对在180℃下使上述全面图像定影的定影图像进行浓度测定,取6点的平均值作为图像浓度。
10000后显影套筒上Q/M
使用上述双成分类显影剂在上述改造机上制图10000张,对各显影套筒上的显影剂取样,通过安装双成分进料装置的E-Spart分析器(Hosokawa Micron Corporation制造)测定各显影套筒上每单位重量调色剂的静电量Q/M(mC/kg),作为10000次后套管上的Q/M。
显影剂飞散
将上述双成分类显影剂放入上述改造的显影器中,在各环境下,使显影套筒的圆周速度为600mm/s,空转1小时,此时,回收从套管表面飞散的显影剂,目视观察,对显影剂的飞散,根据以下基准评价。
A:显影剂完全没有飞散。
B:在显影剂中,调色剂稍微有飞散。
C:虽然调色剂大量飞散,但是载体没有飞散。
D:调色剂飞散的同时,载体也稍微有飞散。
E:作为显影剂的飞散明显。
调色剂残余
将上述双成分类显影剂放入上述改造的显影器中,在各环境下,使显影套筒在工艺速度600mm/s的速度下,空转1小时,之后,从套管表面对显影剂取样,分离调色剂和载体,用扫描电子显微镜(SEM)对空转后的载体表面进行观察,同时输出半色调图像,对调色剂残余根据以下基准进行评价。
A:在载体表面几乎没有粘附调色剂。
B:在载体表面粘附少量调色剂。
C:产生调色剂残余,但是不产生脏版现象。
D:产生调色剂残余,发现少量脏版现象。
E:产生调色剂残余,脏版现象显著。
实施例2~10
除了在实施例1中,将双成分类显影剂(D-1)改变为(D-2)~(D-10),补给与表3所示的各双成分类显影剂相对应的调色剂以外,与实施例1同样地制图、评价。评价结果如表4所示。
比较例1~3
除了在实施例1中,将双成分类显影剂(D-1)改变为(d-1)~(d-3),补给与表3所示的各双成分类显影剂相对应的调色剂以外,与实施例1同样地制图、评价。评价结果如表4所示。
补给用显影剂制造例1
作为双成分类显影剂(D-1)的补给用显影剂,相对于10重量份磁性载体(C-1)添加90重量份调色剂(B-1)后,由倍加式混合器混合,得到双成分类显影剂(D-1)用的补给用显影剂(D-1)’。
其它补给用显影剂制造例
除了在补给用显影剂制造例1中,改变双成分类显影剂(D-9)、(D-10)、(d-1)、(d-2)的制造中使用的调色剂和磁性载体以外,与补给用显影剂制造例1同样地,分别制造补给用显影剂(D-9)’、(D-10)’、(d-1)’、(d-2)’。
实施例11
除了在实施例1中,使用将上述显影器进一步地改造的、图2和图3所示的显影器(分离为将显影剂供应到上游侧显影套筒上的显影室、和回收通过显影区域后的显影剂的搅拌室,同时前述显影室和搅拌室中具有用于循环显影剂的螺杆;另外在各显影套筒上内含具有图2所示的磁极结构的磁性滚筒,同时在上游侧显影套筒上如图2所示地接近显影剂层厚度控制部件,且具有用于供应补给用显影剂的补给口(未图示)和排出剩余显影剂的配出口(未图示)),在补给补给用显影剂(D-1)’的同时,制图、评价以外,与实施例1同样地制图、评价。结果如表5所示。
实施例12、13和比较例4、5
除了在实施例11中,将双成分显影剂(D-1)改变为(D-9)、(D-10)、(d-1)、(d-2),将补给用显影剂改变为(D-9)’、(D-10)’、(d-1)’、(d-2)’以外,与实施例11同样地,制图、评价。评价结果如表5所示。
表1
粘合树脂 着色剂 氧化钛 疏水性二氧化硅 外添条件(搅拌时间)(分) 45%甲醇溶液的UV透过率(%) 粒度分布 平均圆形度
种类 处理剂 粒径(μm) 长宽比 重量平均粒径(μm) 40μm以下粒子的含量(个数%)
调色剂(B-1) 混杂树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1 Z-1 HMDS 0.14 1.08 10 45 6.5 18.6 0.942
调色剂(B-2) 混杂树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1 Z-2 HMDS 0.07 1.01 8 32 6.7 17.8 0.932
调色剂(B-3) 混杂树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1 Z-3 HMDS 0.16 1.06 10 62 6.3 20.1 0.955
调色剂(B-4) 混杂树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1  Z-4 HMDS 0.28 1.20 20 71 6.6 18.7 0.956
调色剂(B-5) 聚酯树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1 Z-5 HMDS 0.22 1.21 10 79 4.5 35.0 0.94
调色剂(B-6) St-nBA树脂 C.I.颜料蓝15:3 酯蜡 T-1 Z-6 HMDS二甲基硅酮 0.25 1.43 10 12 8.3 5.8 0.975
调色剂(B-7) St-nBA树脂 C.I.颜料蓝15:3 聚丙烯蜡 T-1 Z-7 HMDS 0.12 1.48 10 21 6.2 28.3 0.965
调色剂(b-1) 聚酯树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-2 Z-8 HMDS 0.05 1.51 10 82 4.3 42.3 0.901
调色剂(b-2) St-nBA树脂 C.I.颜料蓝15:3 酯蜡 T-2 Z-9 HMDS 0.32 1.55 10 7 8.8 4.7 0.976
调色剂(b-3) 聚酯树脂 C.I.颜料蓝15:3 固体石蜡 T-1 Z-8 HMDS 0.05 1.51 10 81 4.4 40.7 0.902
表2载体一览
芯材料 涂布材料 个数平均粒径(μm) 电阻率(Ω·cm) 真密度(g/cm<sup>3</sup>) 磁特性
磁化强度σ1000(Am<sup>2</sup>/kg) 剩余磁化σrAm<sup>2</sup>/kg)
载体(C-1) 树脂芯(R-1) 涂布材料(L-1) 35 5.9×10<sup>9</sup> 3.6 50.6 4.8
载体(C-2) Cu-Zn铁氧体 涂布材料(L-1) 42 2.1×10<sup>7</sup> 4.8 68.6 2.7
载体(C-3) 树脂芯(R-2) 涂布材料(L-1) 36 5.7×1010 3.2 46.6 4.3
载体(C-4) 树脂芯(R-3) 涂布材料(L-1) 37 8.9×10<sup>10</sup> 3.4 42.1 3.4
载体(C-5) 树脂芯(R-1) 涂布材料(L-2) 36 3.6×10<sup>11</sup> 3.5 50.8 4.8
载体(C-6) Mg-Mn铁氧体 涂布材料(L-1) 33 6.2×10<sup>7</sup> 2.7 62.3 2.2
载体(c-1) 树脂芯(R-4) 涂布材料(L-1) 46 4.8×10<sup>12</sup> 2.2 37.6 1.7
载体(c-2) 磁铁体 涂布材料(L-1) 19 9.2×10<sup>6</sup> 5.8 73.5 12.0
表3
调色剂 载体 压缩度C(%) 剪切应力(N/mm<sup>2</sup>)
显影剂(D-1) (B-1) (C-1) 26 1.6×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-2) (B-2) (C-1) 24 1.3×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-3) (B-3) (C-1) 25 1.4×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-4) (B-4) (C-3) 22 1.8×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-5) (B-5) (C-4) 26 2.1×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-6) (B-6) (C-2) 30 0.9×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-7) (B-7) (C-6) 21 2.4×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-8) (B-1) (C-5) 25 1.8×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-9) (B-5) (C-2) 32 2.5×10<sup>-4</sup>
显影剂(D-10) (B-6) (C-6) 20 0.7×10<sup>-4</sup>
显影剂(d-1) (b-1) (c-2) 38 2.7×10<sup>-4</sup>
显影剂(d-2) (b-2) (c-1) 12 0.6×10<sup>-4</sup>
显影剂(d-3) (b-3) (c-2) 36 2.6×10<sup>-4</sup>
表4  评价结果(双SLV)
显影剂 环境 全面均匀性 图像浓度 10k后SLV上Q/M 显影剂飞散 调色剂残余
INI 10k INI 10k 上游SLV 下游SLV
实施例1 (D-1) N/N A B 1.51 1.48 -30.2 -28.6 A B
N/L A A 1.56 1.54 -36.2 -35.2 A A
H/H B B 1.46 1.43 -23.4 -21.4 A B
实施例2 (D-2) N/N A B 1.50 1.47 -29.6 -27.6 A B
N/L B B 1.55 1.52 -34.7 -32.5 B A
H/H B B 1.44 1.40 -21.5 -20.1 A B
实施例3 (D-3) N/N A B 1.52 1.48 -31.1 -29.3 A B
N/L A B 1.57 1.55 -37.1 -36.1 B A
H/H B B 1.47 1.44 -24.5 -22.6 A B
实施例4 (D-4) N/N B B 1.49 1.46 -28.2 -26.1 A B
N/L A B 1.53 1.50 -34.3 -32.1 A B
H/H B C 1.42 1.39 -21.2 -18.9 A B
实施例5 (D-5) N/N B C 1.44 1.39 -26.7 -23.6 B C
N/L B B 1.50 1.46 -30.5 -28.6 B C
H/H B C 1.40 1.36 -20.7 -16.9 B C
实施例6 (D-6) N/N B B 1.46 1.43 -25.6 -21.5 B B
N/L B B 1.51 1.47 -31.0 -26.5 C B
H/H B C 1.41 1.37 -21.0 -17.3 B C
实施例7 (D-7) N/N B C 1.39 1.35 -24.5 -19.5 B C
N/L B B 1.45 1.41 -28.9 -25.6 C C
H/H C C 1.34 1.30 -19.7 -16.3 B C
实施例8 (D-8) N/N B B 1.49 1.45 -29.3 -25.7 B C
N/L A B 1.53 1.48 -33.5 -28.3 B B
H/H B C 1.43 1.38 -20.5 -17.3 B C
实施例9 (D-9) N/N C C 1.36 1.32 -19.6 -16.3 B C
N/L B C 1.41 1.37 -24.5 -19.9 B C
H/H C D 1.31 1.26 -14.7 -10.5 B D
实施例10 (D-10) N/N B C 1.41 1.36 -21.5 -18.6 C B
N/L C C 1.39 1.35 -19.8 -17.6 D B
H/H B C 1.40 1.34 -20.5 -16.5 B C
比较例1 (d-1) N/N D D 1.25 1.20 -11.5 -8.8 B D
N/L C D 1.31 1.26 -13.6 -10.8 B D
H/H D E 1.20 1.14 -8.6 -6.2 B E
比较例2 (d-2) N/N D D 1.25 1.20 -12.1 -10.0 D B
N/L D E 1.21 1.11 -10.7 -7.1 E B
H/H C D 1.30 1.25 -13.3 -10.3 C B
比较例3 (d-3) N/N D D 1.26. 1.22 -12.7 -9.9 B D
N/L C D 1.32 1.28 -14.8 -11.2 B D
H/H D D 1.22 1.16 -9.6 -8.1 B D
表5  评价结果(双SLV+纵搅拌+轻压缩+ACR)
显影剂 环境 全面均匀性 图像浓度 耐久后SLV上Q/M 显影剂飞散 调色剂残余
INI 10k INI 10k 上游SLV 下游SLV
实施例11 (D-1) N/N A A 1.53 1.50 -34.5 -33.6 A A
N/L A A 1.57 1.55 -38.4 -37.6 A A
H/H A B 1.50 1.46 -30.5 -28.6 A B
实施例12 (D-9) N/N A B 1.50 1.47 -31.5 -28.0 A B
N/L A A 1.54 1.50 -34.5 -30.0 A B
H/H B C 1.45 1.40 -27.9 -25.6 A C
实施例13 (D-10) N/N A A 1.51 1.48 -30.4 -28.6 B A
N/L B C 1.48 1.45 -25.4 -21.4 C A
H/H A A 1.45 1.41 -26.5 -24.3 A B
比较例4 (d-1) N/N D E 1.26 1.18 -11.8 -6.9 B E
N/L C D 1.32 1.26 -14.1 -10.8 B D
H/H D E 1.21 1.14 -9.2 -5.9 B E
比较例5 (d-2) N/N D D 1.27 1.21 -12.3 -10.1 E B
 N/L D E 1.22 1.09 -11.8 -6.5 E B
H/H C D 1.31 1.26 -13.5 -10.1 D B

Claims (7)

1.一种显影方法,其使用至少包括与图像承载体相对设置的第一显影剂承载体、用于在该第一显影剂承载体上形成显影剂层的显影剂层厚度控制部件、相对于第一显影剂承载体配置在该图像承载体的旋转方向下游侧的第二显影剂承载体的显影装置,  由该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体承载显影剂并将该显影剂输送到该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体与该图像承载体相对的显影区域,  由该显影剂将该图像承载体上形成的潜像显影,其特征在于:
该显影装置具有如下结构:将供应到由第一显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域的显影剂,从第一显影剂承载体交接到第二显影剂承载体上,将交接的显影剂供应到由第二显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域中的结构;
该显影剂是包括调色剂和磁性载体的双成分系显影剂,其中调色剂具有至少包含粘合树脂和着色剂的调色剂粒子;
该显影剂由下述式(1)
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
式中,A是松表观密度(g/cm3),P是实表观密度(g/cm3),
求得的压缩度C为20~32%;
且通过进行剪切应力测定,该显影剂在压实负荷为4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2
2.根据权利要求1所记载的显影方法,其特征在于:该磁性载体为在磁性微粒分散树脂芯部的表面上具有覆盖层的载体,该磁性微粒分散树脂芯部至少含有磁性微粒和粘合树脂。
3.根据权利要求1所记载的显影方法,其特征在于:前述调色剂是在调色剂粒子上外添无机微粒而形成的,该无机微粒在调色剂粒子表面的长宽比(长轴/短轴)为1.0~1.5,调色剂粒子表面中的个数平均粒径为0.06~0.30μm。
4.根据权利要求1所记载的显影方法,其特征在于:该显影装置具有用于将显影剂供应到该第一显影剂承载体的显影室,和设置在该显影室下方的、用于从该第二显影剂承载体回收显影剂的搅拌室,该被回收的显影剂通过搅拌室端部处的显影剂的压力而从该搅拌室向上推压而进入该显影室。
5.根据权利要求1所记载的显影方法,其特征在于:
该第一显影剂承载体包括非旋转地设置的第一磁场产生装置和内含该第一磁场产生装置、且可以旋转地设置的第一显影套筒;
第一磁场产生装置至少包括在该第一显影剂承载体的移动方向上设置在显影区域下游的第一磁极,和在该第一显影剂承载体的移动方向上与该第一磁极的下游侧邻接地设置的与该第一磁极同极性的第二磁极;
该显影剂层厚度控制部件设置在与该第二磁极大致相对的区域中;
该第二显影剂承载体包括非旋转地设置的第二磁场产生装置和内含该第二磁场产生装置、且可以旋转地设置的第二显影套筒;
该第二磁场产生装置至少包括设置在与该第一磁极大致相对的区域中的与该第一磁极反磁性的第三磁极、和与该第三磁极的该第二显影剂承载体旋转方向上游侧邻接地设置的与该第三磁极同极性的第四磁极。
6.根据权利要求1所记载的显影方法,其特征在于:前述显影装置具有显影剂排出机构,通过该显影剂排出机构排出剩余的显影剂,而且,在前述显影装置中补给至少含有前述调色剂和前述磁性载体的补给用显影剂。
7.一种显影装置,该显影装置至少包括与图像承载体相对设置的第一显影剂承载体、用于在该第一显影剂承载体上形成显影剂层的显影剂层厚度控制部件、相对于第一显影剂承载体配置在该图像承载体的旋转方向下游侧的第二显影剂承载体,由该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体将显影剂承载并输送到该第一显影剂承载体和该第二显影剂承载体与该图像承载体相对的显影区域,  由该显影剂将该图像承载体上形成的潜像显影,其特征在于:
该显影装置具有如下结构:将供应到由第一显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域中的显影剂,从第一显影剂承载体交接到第二显影剂承载体上,将交接的显影剂供应到由第二显影剂承载体和图像承载体形成的显影区域中的结构;
该显影剂是包括调色剂和磁性载体的双成分系显影剂,其中调色剂具有至少包含粘合树脂和着色剂的调色剂粒子;
该显影剂由下述式(1)
压缩度C(%)=100×(P-A)/P    (1)
式中,A是松表观密度(g/cm3),P是实表观密度(g/cm3),
求得的压缩度C为20~32%;
且通过进行剪切应力测定,该显影剂在压实负荷为4.0×10-4N/mm2下的剪切应力为0.5×10-4~2.5×10-4N/mm2
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