CN101114136A - 用于使静电潜像显影的调色剂及其制造方法、静电潜像显影剂、墨盒以及成像装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面中,如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂的单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
Description
技术领域
本发明涉及可用于利用电子照相方法的电子照相装置如复印机、打印机或传真机中的用于使静电潜像显影的调色剂及静电潜像的显影剂,还涉及制备用于使静电潜像显影的调色剂的方法及成像装置。
背景技术
为了减少复印机或打印机所耗用的能量,十分需要能够在低能水平下进行定影的技术。因此,对于可在较低温度下进行定影的电子照相调色剂有强烈的需求。
降低调色剂定影温度的典型技术涉及降低调色剂树脂(粘结剂)的玻璃化转变温度。受诸如粉末聚集(结块)和调色剂在定影图像上的保存性能因素的影响,玻璃化转变温度的实际低限典型地为50℃,优选60℃。
一种可避免结块、且可同时获得至多60℃的优良的图像保存及低温定影性能的可能技术涉及在所述调色剂内使用结晶性树脂作为粘结剂(例如,参见特公昭56-13943号公报)。
此外,将结晶性树脂用于防止偏移(例如,参见特公昭62-39428号公报)或实现加压定影(例如,参见特公昭63-25335号公报)的技术也早已为人所知。
此外,也提出了通过将非结晶性树脂与熔融温度为110℃或更低的结晶性树脂混合来制备调色剂的技术(例如,参见特公平4-30014号公报)。
另一方面,为了实现低温定影,也提出了在热辊定影中只使用结晶性聚酯树脂,其可以不与其它组分进行混合。
使用结晶性聚酯树脂的技术的实例包括在特开平4-120554、特开平4-239021和特开平5-165252号公报中所公开的。
此外,特开2001-117268号公报公开了包含具有交联结构的结晶性聚酯树脂为主要组分的调色剂具有优异的抗结块和图像保存性能,并还可以实现低温定影。
以上所描述的技术,如特开昭56-13943公报中所公开的,其在调色剂中使用其烷基侧链具有14个或更多个碳原子的聚合物,虽然熔融温度为62℃~66℃的较低的温度,但是该温度还是过低,这意味着会产生可靠性问题,包括调色剂及所产生图像的热保存性能均不好。此外,特开昭62-39428和63-25335号公报公开的结晶性树脂存在调色剂对纸的定影性能不够好的问题。可望改善对纸定影性能的结晶性树脂实例包括聚酯树脂,这类树脂的具体实例已公开在特开昭62-39428号公报中。该公报公开了使用非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的混合物,但因为结晶性聚酯树脂的熔融温度高,所以不能实现低温定影。
此外,就特开平4-30014号公报而言,其公开了使用通过混合非结晶性树脂与熔融温度为110℃或更低的结晶性树脂而制备的调色剂,当所述非结晶性树脂与所述结晶性树脂混合时,可能会产生实际问题,如调色剂熔融温度下降、调色剂结块及图像保存性能变差。
此外,特开2001-117268号公报公开了包含具有交联结构的结晶性聚酯树脂为主要组分的调色剂具有出色的抗结块和图像保存性能,还可以实现低温定影,但该调色剂在无油定影中可能存在剥离稳定性变差的问题。此外,在结晶性树脂未经混合就使用的情况下,尽管低温定影性能、调色剂热保存性能和所产生文件的保存性能无疑得到了改善,但定影过的图像强度不好,易于因擦划等原因而产生缺陷。而且,尽管这些调色剂的低温定影性能和调色剂保存性能肯定会得到改善,但所述定影性能随复印机或打印机的处理速度而产生明显变化,这意味着即使这些性能改进可以得到实现,但调色剂的通用性往往不好。
本发明提供了一种用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂具有与定影速度关联性最小的定影性能(耐弯折性)、历时不变的耐弯折性以及出色的热保存性能,还提供了制造用于使静电潜像显影的调色剂的方法、静电潜像的显影剂及成像装置。
发明内容
本发明包括以下所述各个方面。
(1) 根据本发明的一个方面,提供了一种用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面,如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
(2) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中结晶性聚酯树脂的酸值为5~10mgKOH/g。
(3) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中根据ASTM D3418-8测定的结晶性聚酯树脂的熔融温度为50~120℃。
(4) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为10,000~25,000。
(5) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂还包含非结晶性聚酯树脂。
(6) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(5)用于使静电潜像显影的调色剂,其中非结晶性聚酯树脂的酸值为10~15mgKOH/g。
(7) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(5)用于使静电潜像显影的调色剂,其中根据ASTM D3418-8测定的非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃或更高。
(8) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(5)用于使静电潜像显影的调色剂,其中非结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为20,000~50,000。
(9) 根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(5)用于使静电潜像显影的调色剂,其中结晶性聚酯树脂与非结晶性聚酯树脂的重量比为5/95~40/60。
(10)根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(5)用于使静电潜像显影的调色剂,其中非结晶性聚酯树脂的软化温度为60~90℃。
(11)根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中隔离剂的量相对于调色剂的总重量为0.5~50重量%。
(12)根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂的体均粒径分布指数GSDv不大于1.30。
(13)根据本发明的另一个方面,提供了根据上述方面(1)用于使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂的形状因子SF1满足110≤SF1≤140。
(14)根据本发明的另一个方面,提供了一种制造用于使静电潜像显影的调色剂的方法,该方法包括:向通过在有机溶剂中溶解非结晶性聚酯树脂和结晶性聚酯树脂制备的树脂溶液中加入中和剂和水基介质,由此引起相反转并产生碱性材料;随后形成O/W乳化树脂粒子;聚集并熔合通过从乳化树脂粒子中除去有机溶剂得到的树脂粒子分散体。
(15)根据本发明的另一个方面,提供了一种静电潜像显影剂,该显影剂包含粒径分布为1.3或更低的载体,及根据上述方面(1)的用于使静电潜像显影的调色剂。
(16)根据本发明的另一个方面,提供了与用于使静电潜像显影的调色剂一起使用的墨盒,该调色剂包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面,如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
(17)根据本发明的另一个方面,提供了一种可拆卸的墨盒,该墨盒包括在潜像保持部件上形成潜像的潜像形成单元、用静电潜像显影剂使潜像显影的显影单元、及将已显影的图像转印到转印目标上的转印单元,其中静电潜像显影剂含有根据上述方面(1)的用于使静电潜像显影的调色剂。
(18)根据本发明的另一个方面,提供了一种成像装置,其包括在潜像保持部件上形成潜像的潜像形成单元、用静电潜像显影剂使潜像显影的显影单元、将已显影的图像转印到转印目标上的转印单元、及将所述图像加热固定在转印目标上的固定单元,其中静电潜像显影剂含有根据上述方面(1)的用于使静电潜像显影的调色剂、并且固定单元中图像与固定部件之间的接触时间为至少0.01秒,但不超过0.1秒。
定影温度对定影速度的依赖性有效地依赖于定影期间加热的量。换言之,形成图像的调色剂与如固定辊的受热组件接触并且进行热熔合,这样可使调色剂渗入如纸张的记录介质中。相应地,该加热温度越高或加热时间越长,调色剂就越容易渗入纸记录介质中。因此,图像表面的状态根据加热时间变化,这意味所得到图像的耐弯折性能表现为依赖于定影速度。
根据本发明的方面(1),解决该问题的方法是通过形成结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构,并且保证这些结构的截面面积相对于结晶性聚酯树脂单独部分的截面积和隔离剂单独部分的截面积落在一定的范围内。在本说明书中,如以下所述,以上术语“结构”是指结晶性聚酯树脂与隔离剂接触、或嵌在隔离剂中的任何结构,即使只是一个点的接触。
在更详细的说明中,结晶性聚酯树脂和隔离剂可以比调色剂中其它结构组分通过更短的加热时间来降低粘度,这意味它们可在相对较低的温度下从调色剂中渗出。例如,当调色剂在定影期间渗入记录介质中或渗出如受热辊固定部件的表面时,定影期间来自所使用受热元件的热量可产生对调色剂表面和记录介质表面的加热,由于受热元件的温度特别高,这些粘度降低了的材料相对较快地渗出到调色剂图像的表面上。通常隔离剂融化最快,并在受热元件和图像之间形成层,因此可改善隔离性能。对于通常会接下来融化的结晶性聚酯树脂,虽然有一部分会以与隔离剂相似的方式向受热元件迁移,但其它部分会渗入记录介质,并且这一部分在冷却时结晶,所以调色剂对记录介质的粘着性会变差,加大了耐弯折性能变差的可能性。
在本发明中,通过使用结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构,可以抑制结晶性聚酯树脂形成结晶结构,可以抑制结晶性聚酯树脂渗入记录介质中,并且可以控制耐弯折性能随温度条件变化的水平。相应地,可以减少耐弯折性能对定影期间所使用的加热量的依赖,从而可以得到定影性能对定影速度具有最小依赖性的调色剂。
附图说明
本发明的示例性实施方案将根据以下附图予以详细说明,其中:
图1所示为根据本发明一个示例性实施方案的成像装置样品的结构示意图;以及
图2所示为根据本发明一个实施方案的调色剂粒子的内部结构示意图。
具体实施方式
以下对根据本发明的用于使静电潜像显影的调色剂、制造这种调色剂的方法、静电潜像的显影剂、以及成像装置进行详细说明。
[用于使静电潜像显影的调色剂]
根据本发明的一个示例性实施方案,用于使静电潜像显影的调色剂(此后也简称为“调色剂”)包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面,如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。在本说明书中,术语“结构”是指如图2中所示的结构100,其中结晶性聚酯树脂12与隔离剂10接触、或者嵌在隔离剂10中,即使只在一个点接触。以下所述的非结晶性聚酯树脂存在于这些结构的周围、隔离剂单独部分的周围和结晶性聚酯树脂单独部分的周围。
此外,在根据本发明的示例性实施方案的用于使静电潜像显影的调色剂中,结晶性聚酯树脂的酸值为5~10mgKOH/g,非结晶性聚酯树脂的酸值为10~15mgKOH/g,根据ASTM D3418-8测定的结晶性聚酯树脂的熔融温度为65~75℃,结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为10,000~25,000,根据ASTM D3418-8所测定的非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为55~65℃,非结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为20,000~50,000,并且结晶性聚酯树脂与非结晶性聚酯树脂的重量比为5/95~40/60。
-结晶性聚酯树脂-
在本说明书中,术语“结晶性聚酯树脂”是指用差示扫描量热法(DSC)进行测量时,显示出明显的吸热峰、而不是吸热值逐步变化的树脂。在本发明的用于使静电潜像显影的调色剂中,术语“结晶性的”描述用差示扫描量热法(DSC)进行测量时显示出尖锐吸热峰的树脂,更具体地,描述升温速度为10℃/min时测得的吸热峰半最大值的全宽不大于6℃的树脂。
具体地,优选具有合适的熔融温度且包含具有6个或更多个碳原子烷基的脂族结晶性聚酯树脂为所述结晶性聚酯树脂。具有含6个或更多个碳原子烷基的聚酯树脂可以通过使用含有6个或更多个碳原子烷基的可聚合单体作为以下所述的多价羧酸或多元醇来得到。一个适当的实例为十二烯基琥珀酸,虽然本发明并不限于此。
结晶性聚酯树脂的主要是通过多价羧酸和多元醇的缩合聚会而得到。在本发明中,结晶性聚酯树脂主链上引入比例不超过50质量%的另一种组分的共聚体也可用作结晶性聚酯。
本发明示例性实施方案中所用聚酯树脂的制备中使用的多价羧酸的实例包括:芳族二羧酸,如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸和联苯甲酸;芳族羟基羧酸,如对羟基苯甲酸和对(羟乙氧基)苯甲酸;脂族二羧酸,如琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二羧酸;不饱和脂肪酸和脂环族二羧酸,如富马酸、马来酸、衣康酸、中康酸、柠康酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、二聚体酸、三聚体酸、氢化二聚体酸、环己烷二羧酸和环己烯二羧酸;以及三价或更高的多价羧酸,如偏苯三酸、苯均三酸和苯均四酸。
聚酯树脂制备中使用的多元醇的实例包括脂族多元醇、脂环族多元醇和芳族多元醇。合适的脂族多元醇的具体实例包括脂族二醇,如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、双丙酐醇、二羟甲基庚烷、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇以及如ε-己内酯的内酯开环聚合得到的基于内酯的聚酯多元醇,以及三元醇和四元醇,如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油和季戊四醇。合适的脂环族多价醇的具体实例包括1,4-环己烷二醇、1,4-环己烷二甲醇、螺二醇、氢化双酚A、氢化双酚A的环氧乙烷加合物和环氧丙烷加合物、三环癸烷二醇、三环癸烷二甲醇、二聚体二醇和氢化的二聚体二醇。
合适的芳族多价醇的具体实例包括对二甲苯二醇、间二甲苯二醇、邻二甲苯二醇、1,4-亚苯基二醇(phenylene glycol)、1,4-亚苯基二醇的环氧乙烷加合物、双酚A、以及双酚A的环氧乙烷加合物和环氧丙烷加合物。
也可将单官能团的单体引入聚酯树脂中以阻断聚酯树脂末端的极性基团,这样改善调色剂电荷特性的环境稳定性。合适的单官能团单体的实例包括一元羧酸,如苯甲酸、氯苯甲酸、溴苯甲酸、对羟基苯甲酸、磺基苯甲酸的一元铵盐、磺基苯甲酸的一元钠盐、环己基氨基羰基苯甲酸、正十二烷基氨基羰基苯甲酸、叔丁基苯甲酸、萘甲酸、4-甲基苯甲酸、3-甲基苯甲酸、水杨酸、硫代水杨酸、苯乙酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、壬酸、月桂酸、硬脂酸、和上述酸的低级烷基酯,以及包括脂族醇、芳族醇和脂环族醇的一元醇。
在本发明的示例性实施方案中,需要使用含至少5摩尔%环己烷二羧酸的多价羧酸,该环己烷二羧酸在多价羧酸中的量优选10~70摩尔%,进一步更优选15~50摩尔%,最优选20~40摩尔%。环己烷二羧酸可以使用1,4-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸和1,2-环己烷二羧酸中的一种或多种。此外,也可以使用化合物混合物,其包括其环己烷环上的部分氢原子被烷基等取代的化合物。如果环己烷二羧酸的量不能满足上述范围,那么所要求的定影性能的表现就不能令人满意,而如果其量太大,则树脂的单位成本会上升,会引起成本问题。
对于生产结晶性聚酯树脂的方法没有特别的限制,酸组分与醇组分相互反应的聚酯聚合的典型方法就可适用。具体的实例包括直接缩合聚合方法和酯交换方法,所用方法可以根据单体的性质进行选择。
结晶性聚酯树脂的生产可以在180~230℃的聚合温度下进行,如有必要,可以降低反应体系的压力,以便可以将缩合聚合期间产生的水和醇在反应进行时除去。对于单体不溶解或与反应温度不匹配的情况,则可以使用高沸点温度的溶剂作为溶解助剂,促进单体溶解。在缩合聚合反应中,溶解助剂在反应进行时除去。如果共聚合反应中存在相容性差的单体,那么该相容性差的单体可以先进行与酸或醇的缩合,使该单体进行缩聚,然后再将得到的产物进行与主要组分的缩聚。
生产结晶性聚酯树脂时可使用的催化剂实例包括如钠和锂的碱金属化合物;如镁和钙的碱土金属化合物;如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗的其它金属的化合物;以及亚磷酸盐化合物、磷酸盐化合物和胺化合物。具体实例包括以下所列的化合物。
即,具体实例包括醋酸钠、碳酸钠、醋酸锂、碳酸锂、醋酸钙、硬脂酸钙、醋酸镁、醋酸锌、硬脂酸锌、环烷酸锌、氯化锌、醋酸锰、环烷酸锰、四乙氧基钛、四丙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛、三氧化锑、三苯基锑、三丁基锑、甲酸锡、草酸锡、四苯基锡、二丁基二氯化锡、二丁基氧化锡、二苯基氧化锡、四丁氧基锆、环烷酸锆、碳酸锆、醋酸锆、硬脂酸锆、辛酸锆、氧化锗、亚磷酸三苯酯、三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、乙基三苯基溴化鏻、三乙胺和三苯胺。这类催化剂的加入量优选为相对于原料总重量的0.01~1.00重量%。
结晶性树脂的熔融温度优选50~120℃,更优选60~110℃。如果熔融温度低于50℃,会在调色剂保存性能或定影后调色剂图像保存性能方面产生问题。相反,如果熔融温度高于120℃,则与常规的调色剂相比,低温定影可能不令人满意。
在本说明书中,结晶性树脂的熔融温度用差示扫描量热仪(DSC)进行测量。根据ASTM D3418-8在室温至150℃以每分钟10℃的升温速率进行差示扫描量热法的测量,得到的熔融峰值温度为熔融温度。以下所述的非结晶性聚酯树脂玻璃化转变温度可用类似的方法测量。
此外,虽然在一些情况下结晶性树脂可能会具有多个熔融峰,但在本发明中认为最高峰为熔融温度。
此外,本发明中树脂熔融温度的测量,举例来说,可以用PerkinElmer公司制造的DSC-7型仪器来进行。在此仪器中,用铟和锌的熔融温度来进行检测部分的温度校正,用铟的熔融热来进行热值校正。样品放置在铝盘中,使用空盘用作参比,测量以10℃/分钟的升温速度进行。以下所述的非结晶性聚酯树脂的软化温度可用类似的方法进行测量。
用四氢呋喃(THF)可溶级份的凝胶渗透色谱方法(GPC)来测量,本发明示例性实施方案的调色剂所用的结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为10,000~25,000,优选20,000~25,000。如果所述重均分子量低于10,000,树脂易于与非结晶性树脂或隔离剂共溶解,从而引起塑化。相反,如果重均分子量超过25,000,熔融调色剂的粘度会升高,这可能会引起定影性能变差,以及图像光泽度受损。在本说明书中,树脂分子量的测定用Tosoh公司制造的GPC-HLC-9120仪器和TSKgel Super HM-M柱子(15cm),以THF溶剂为洗脱液对树脂的THF-可溶级份进行测量,然后用单分散性聚苯乙烯标样制备的分子量标准曲线计算分子量。以下所述的非结晶性聚酯树脂用类似的方法进行测量。
根据本发明示例性实施方案的调色剂优选使用根据ASTM D3418-8测得的熔融温度(mp)为65~75℃的结晶性聚酯树脂。如果熔融温度低于65℃,调色剂的热保存性能会变差,而如果熔融温度超过75℃,调色剂定影时的图像光泽会变差。
结晶性聚酯树脂的酸值(中和1g树脂所需要的KOH mg数)控制在5~10mgKOH/g。如果酸值小于5mgKOH/g,不但结晶性树脂粒子形成聚集体,使与隔离剂的结构更难形成,而且结晶性树脂粒子还可能单独存在于调色剂中,或者会长得很大,突出调色剂的表面,从调色剂的流动性和电荷特性角度来看所有这些都是不希望的。相反,如果酸值超过10mgKOH/g,用调色剂封装树脂会变得困难,可能不能形成稳定的结构。
-非结晶性聚酯树脂-
非结晶性聚酯树脂主要通过使用上述催化剂的一种、利用上述多价羧酸和多元醇缩合聚合得到。
非结晶性树脂聚酯树脂可以使用常规方法,通过上述多元醇和多价羧酸的缩合反应来生产。在生产方法的一个实例中,多元醇、多价羧酸和如果需要使用时的催化剂在配有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中一起混合,在惰性气体(氮气等)气氛下将混合物加热到150~250℃的温度,继续反应,直到达到预定的酸值,同时将副产物低分子量化合物连续从反应体系除去。达到预定的酸值时,停止反应,冷却混合物,萃取目标反应产物。
根据ASTM D3418-8测定,本发明示例实施例中所用的非结晶性的聚酯树脂的玻璃化转变温度应为50℃或更高,优选55℃或更高,更优选60℃或更高,最优选65℃或更高,但应低于90℃。如果玻璃化转变温度低于50℃,则树脂在处理或保存期间易于聚集,这会在保存稳定性方面产生问题。此外,如果玻璃化转变温度为90℃或更高,不但定影性能会变差,而且定影速度依赖性也会不利地增大。
此外,示例性实施方案中所用的非结晶性聚酯树脂的软化温度优选60~90℃。在树脂软化温度低于60℃的调色剂中,在处理或保存期间易于聚集,尤其是在长期保存时,调色剂的流动性可能明显变差。软化温度超过90℃可能对定影性能有不利影响。此外,高软化温度意味固定辊需要加热到更高的温度,这限制了可用于固定辊和转印基底的材料。
用凝胶渗透色谱方法(GPC)测量四氢呋喃(THF)可溶级份,本发明调色剂中所用的非结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为20,000~50,000,优选为25,000~50,000。如果重均分子量低于20,000,不但调色剂的热保存性能易于变差,而且定影图像的强度也会变差。相反,如果重均分子量超过50,000,则定影性能会变差、图像光泽度会下降。
非结晶性聚酯树脂酸值控制在10~15mgKOH/g。如果所述酸值低于10mgKOH/g,则调色剂生产期间聚集体粒子会加速增长,这意味所得到的调色剂的粒径分布常常会不利地变宽。相反,如果酸值超过15mgKOH/g,则结晶性聚酯树脂和隔离剂之间酸值差会变得过大,这仅在结晶性聚酯树脂和隔离剂之间引起聚集,从而导致所得结构的比例超过本发明规定的范围。非结晶性聚酯树脂的酸值可通过控制聚酯末端羧基的量、通过适当调整多价羧酸和多元醇原料的混合比例及反应速度来调节。或者,可以通过使用偏苯三酸酐作为多价羧酸组分来获得在主链的非末端位置内含羧基的聚酯。
在示例性实施方案的调色剂中,结晶性聚酯树脂与非结晶性聚酯树脂的重量比为5/95~40/60。如果非结晶性聚酯树脂的比例低于60%,则虽然可以获得有利的定影性能,但定影图像中的相分离的结构不均匀,意味会产生定影图像强度的问题,尤其是图像的抗擦划性能会变差,这意味图像容易被擦伤。相反,如果非结晶性聚酯树脂的比例超过95%,则不能获得结晶性聚酯树脂存在所产生的明显熔融特性,意味可能会发生简单塑化,在保持有利的低温定影性能的同时难以实现有利的调色剂抗结块性和图像保存稳定性。
结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的树脂粒子分散体的制备可以通过适当调整树脂酸值并使用离子型表面活性剂等进行乳化分散来实现。
此外,对于如果树脂溶解在对水的溶解度相对较低的油基溶剂中、用另外的方法制备树脂的情况而言,树脂粒子分散体的制备可以通过以下步骤实现:将树脂溶解这类油基溶剂中,将得到的溶液和离子型表面活性剂与聚合物电解质一起加入水中,使用分散装置如均化器分散得到的混合物以产生在水中的粒子分散体,然后通过加热或减压蒸发掉溶剂。此外,树脂粒子分散体也可以通过向树脂加入表面活性剂,然后使用乳化分散方法或相反转乳化方法用分散装置如均化器在水中分散混合物来制备。
由此得到的树脂粒子分散体的粒径,举例来说,可以使用激光衍射粒径分布分析仪(LA-700,Horiba公司制造)进行测定。
-隔离剂-
本发明示例性实施方案中使用的合适隔离剂的具体实例包括:低分子量聚烯烃,如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯;加热时表现出软化温度的有机硅;脂肪酸酰胺,如油烯基酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酰胺和硬脂酰胺;植物蜡,如加洛巴蜡、米糠蜡、小烛树蜡、日本蜡和西蒙得木蜡;动物蜡,如蜂蜡;矿物或石油蜡,如褐煤蜡、地蜡、纯白地蜡、石腊、微晶蜡和费-托蜡;高级脂肪酸和高级醇的酯的蜡,如硬脂酸十八酯和山萮酸二十二酯;高级脂肪酸和单价或多价低级醇的酯的蜡,如硬脂酸丁酯、油酸丙酯、一硬脂基甘油酯、二硬脂基甘油酯和季戊四醇四山萮酸酯;由高级脂肪酸和多价醇单体形成的酯的蜡,如二甘醇一硬脂酸酯、双丙酐醇二硬脂酸酯、二硬脂基二甘油酯和四硬脂基三甘油酯;失水山梨糖醇高级脂肪酸酯的蜡,如失水山梨糖醇单硬脂酸酯;以及胆甾醇高级脂肪酸酯的蜡,如胆甾醇硬脂酸酯。在本发明的示例性实施方案中,这些隔离剂既可单独使用,也可两种或多种不同的材料组合使用。此外,在上述材料中,虽然熔融温度为40~120℃的任何材料都可用于示例性实施方案中,但是为了满足最近对能降低能耗的低温定影性能的要求,优选熔融温度为50~100℃的隔离剂,尤其优选熔融温度为50~80℃的隔离剂。
相对于调色剂的总重量,隔离剂的添加量典型地为0.5~50重量%,优选1~30重量%,更优选5~15重量%。如果隔离剂的量少于0.5重量%,加入隔离剂的作用会很小,而如果所述量超过50重量%,带电性容易受到不利影响,更可能产生一些不良效果,例如调色剂在显影单元中分解、隔离剂在载体上失效、带电性下降,在使用彩色调色剂的情况下,定影期间更容易产生隔离剂渗出到图像表面的不充分,即隔离剂可能会残留在图像中,从而引起透明性下降。
隔离剂分散体中蜡粒子的体均粒径优选0.1~0.5μm,更优选0.1~0.3μm。如果体均粒径超过0.5μm,则粒子更易于暴露在调色剂的表面,这易于引起调色剂粒子的流动性变差,并增加在感光体或显影单元形成薄膜的可能性。此外,还会引起其它问题,在聚集步骤中不能产生令人满意的封装,而在熔合步骤中则可能发生隔离剂脱落。尤其是在彩色调色剂制备中,如果隔离剂粒子太大,漫反射会引起OHP透明度变差,颜色的再现性也会下降。体均粒径可以使用例如激光衍射粒径分布分析仪来测定。如果体均粒径为0.1μm或更小,则将不能赋予调色剂以令人满意的隔离性能。
隔离剂分散体的分散介质优选水基体系,可以使用水、纯水或离子交换水。表面活性剂可用作分散剂。本发明调色剂中使用的蜡分散体可以利用常规方法制备,可以使用介质分散器,如用球磨机、砂磨机或磨光器,或高压分散器,如纳米雾化器(nanomizer)、微米流化床装置(microfluidizer)、altimizer或Gaulin均化器,只要隔离剂的粒径和数量能满足上述范围,就可以使用任何合适的方法和制备条件。
-着色剂-
调色剂中着色剂的量典型地为有效量,例如是调色剂的约1~15重量%,优选约3~10重量%。对本发明制造方法中所用的着色剂没有特别限制,合适的实例包括通常所知的着色剂,可根据调色剂的应用目标来进行选择。可以单独使用单种颜料,或者可以使用同一类别的两种或多种颜料混合物。此外,也可以使用选自不同类别的两种或多种颜料混合物。合适的着色剂的具体实例包括:炭黑,如炉法炭黑、槽法炭黑、乙炔黑和热裂炭黑;无机颜料,如红氧化铁、苯胺黑、铁蓝、二氧化钛和磁性粉末;偶氮颜料,如坚牢黄、单偶氮黄、双偶氮黄、吡唑啉酮红、螯合红、亮洋红(如3B和6B)和偶合棕;酞菁颜料,如铜酞菁和不含金属的酞菁;以及缩合多环颜料,如黄烷士酮黄、二溴蒽酮橙、苝红、喹吖啶酮红和二噁嗪紫。
其它实例包括各种颜料,如铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、还原黄、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、Vulkan橙、色淀红、永久红、杜邦油红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、Calco油蓝、次甲基蓝、酞菁蓝、酞菁绿和孔雀绿草酸盐;以及各种染料,如吖啶系染料、呫吨系染料、偶氮系染料、苯醌系染料、吖嗪系染料、蒽醌系染料、二噁嗪系染料、噻嗪系染料、偶氮甲碱系染料、靛蓝系染料、硫靛系染料、酞菁系染料、苯胺黑系染料、聚甲炔系染料、三苯甲烷系染料、二苯甲烷系染料和噻唑系染料。只要透明度不发生明显下降,着色剂也可以与黑色颜料如炭黑或染料混合。此外,还可以使用分散性染料和油溶性染料。
着色剂分散体的分散介质优选水基体系,可以使用水、纯净水或离子交换水。表面活性剂可用作分散剂。本发明调色剂中使用的着色剂分散体可以利用常规方法制备,可以使用介质分散器,如用球磨机、砂磨机或磨光器,或高压分散器,如纳米雾化器、微米流化床装置、altimizer或Gaulin均化器,只要着色剂的粒径和数量能满足以下所述范围,例如,实施例部分中所描述的范围,可以使用任何合适的方法和制备条件。
<其它组分>
可用于本发明示例性实施方案的静电潜像显影用调色剂中的其它组分没有特别限制,这些组分可根据需要进行选择。这些其它组分的实例包括常规的添加剂,如无机粒子、有机粒子、电荷控制剂和其它隔离剂。
以上提及的无机粒子通常被加入调色剂中以改善调色剂的流动性。合适的无机材料的实例包括以下粒子:二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、硅砂、粘土、云母、硅灰石、硅质土(silious earth)、氯化铈、红氧化铁、氧化铬、氧化铈、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、碳化硅和氮化硅。其中优选二氧化硅粒子,特别优选的是疏水处理过的二氧化硅粒子。
这些无机粒子的平均初级粒径(数均粒径)优选1~1,000nm,其加入量(作为外部添加剂)优选0.01~20重量份/100重量份调色剂。
通常,加入有机粒子以改善调色剂的清洁性能和可转印性,有时还改善其带电性。合适的有机材料的实例包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯和苯乙烯-丙烯酸共聚物粒子。
通常,使用电荷控制剂以改善调色剂的带电性。合适的电荷控制剂实例包括水杨酸金属盐、含金属的偶氮化合物、苯胺黑和季铵盐。
<调色剂结构>
本发明示例性实施方案的调色剂含有至少非结晶性聚酯树脂、结晶性聚酯树脂、隔离剂和着色剂。用透射电子显微镜对钌染色的调色剂截面进行观察,然后对得到的图像进行分析。
使用常规方法对示例性实施方案的调色剂进行钌染色,并可以,举例来说,用以下所述方法进行测量。具体地,将调色剂嵌在环氧树脂中,然后用显微镜用薄片切片机将其切成厚度为100nm的切片。用透射电子显微镜(TEM)对得到的调色剂截面进行观察,验证存在结晶性聚酯树脂与隔离剂相接触的结构。用0.5%的四氧化钌水溶液进行染色。利用对比度和形状来区分结晶性聚酯树脂和隔离剂。如图2中所示,棒状或块状部分辨认为隔离剂10,而位于隔离剂周围、并到处散布在非结晶性聚酯树脂14内部的突起的线状晶体辨认为结晶性聚酯树脂12。此外,就对比度而言,更白部分可辨认为隔离剂10。因为隔离剂之外的粘结剂树脂含有大量的双键,它们被四氧化钌染色,这意味隔离剂部分可容易地从树脂部分中辨认出。即,如图2所示,钌染色方法将隔离剂10染上最淡的颜色,结晶性聚酯树脂12染色得更深些,而非结晶性聚酯树脂14染色最深。进行适当的调整以保证每个切片截面包括约50个调色剂粒子的截面。
使用该方法,证实调色剂截面含有结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构100、隔离剂10的单独部分和结晶性聚酯树脂12的单独部分,所有这些都包含在非结晶性聚酯树脂14中。在本发明调色剂中,如果上述结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分的截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独分年的截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30,并且,在优选的构造中,50≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤20,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
如果上述结构的面积低于40%,结晶性树脂变得易于暴露在调色剂的表面,或者与非结晶性树脂共溶解,这会诱发塑化,降低调色剂的热保存性能,并且使调色剂易于在高温定影区域发生漂移。此外,如果所述结构的面积超过70%,虽然可以抑制与非结晶性聚酯树脂共溶解所产生的塑化,却易于与隔离剂共溶解或混合,引起隔离剂粘度增加,这可能会在无油定影中引起隔离性能变差。
如果隔离剂单独部分的比例低于10%,其表明代表隔离剂基本功能的隔离性的水平下降,这会引起诸如调色剂粒子间隔离性能的差异变大、总隔离性能变差的问题。相反,如果隔离剂单独部分的比例超过30%,虽然隔离性得到改善,结晶性聚酯树脂却更可能迁移到记录介质中,该结晶性聚酯树脂在冷却时的再结晶会引起图像和记录介质之间的粘合变差。此外,如果结晶性聚酯树脂单独部分的比例低于20%,则会观察到与隔离剂孤立部分比例低于10%时类似的问题。另一方面,如果结晶性聚酯树脂单独部分的比例超过30%,则会观察到与隔离剂孤立部分的比例超过30%时类似的问题。
<调色剂性能>
根据本发明示例性实施方案的调色剂体均粒径优选1~12μm,更优选3~9μm,最优选3~8μm。此外,根据本发明示例性实施方案的调色剂的数均粒径优选1~10μm,更优选2~8μm。如果粒径太小,不但生产会变得不稳定,封装结构也变得更不好控制,这会引起不充分的带电性,显影性能变差。相反,如果粒径太大,图像的分辨率会下降。
此外,根据本发明示例性实施方案的调色剂的体均粒径分布指数GSDv优选不大于1.30。此外,体均粒径分布指数GSDv与数均粒径分布指数GSDp的比(即,GSDv/GSDp)优选0.95或更大。如果体均粒径分布指数GSDv超过1.30,图像分辨率可能变差,而如果体均粒径分布指数GSDv与数均粒径分布指数GSDp的比(GSDv/GSDp)低于0.95,则可能会产生一些问题,如调色剂带电性下降、散乱及发雾,从而增加了图像缺陷的可能性。
在本发明的示例性实施方案中,调色剂粒径和上述体均粒径分布指数GSDv及数均粒径分布指数GSDp的数值用以下方法进行测量和/或计算。首先,将用Coulter Multisizer II(Beckman Coulter公司制造)测得的调色剂粒径分布分成不同的粒径范围(信道),从较小的粒径开始按每类调色剂粒子的体积和数量画出累积分布曲线。在这些曲线上,累积值达到16%的点的粒径被相应地定义为体均粒径D16v或数均粒径D16p,累积值达到50%的点的粒径被相应地定义为体均粒径D50v或数均粒径D50p。类似地,累积值达到84%的点的粒径被相应地定义为体均粒径D84v或数均粒径D84p。体均粒径分布指数(GSDv)被定义为D84v/D16v,数均粒径分布指数(GSDp)被定义为D84p/D16p,这些关系式可以用来计算体均粒径分布指数(GSDv)和数均粒径分布指数(GSDp)。
根据本发明示例性实施方案的调色剂的电荷量绝对值优选15~60μC/g,更优选20~50μC/g。如果该电荷量低于15μC/g,则更有可能产生背景染色(发雾),而如果电荷量超过60μC/g,图像密度会变得易于下降。此外,夏天(高温、高湿)调色剂电荷量和冬天(低温、低湿)调色剂电荷量之比优选0.5~1.5,更优选0.7~1.3。超出此范围的比值表明电荷量对环境的依赖性强,这会引起带电不稳定,从实用角度这是不希望的。
从图像形成能力的角度看,根据本发明示例性实施方案的调色剂的形状因子SF1优选满足110≤SF1≤140。该形状因子SF1用以下所述方法计算的形状因子的平均值得到(边界值的平方/投影面积)。具体地,将分散在载物玻璃上的调色剂的光学显微镜图像通过摄像机输入Luzex图像分析仪中,计算100个调色剂粒子(最大长度的平方)×π×100/(投影面积×4)的值,然后计算这些形状因子的平均值。
在本发明示例性实施方案的调色剂中,从定影性能角度来看,差热分析测定的最大吸热峰优选70~120℃,更优选70~90℃,最优选85~90℃。
调色剂熔融温度可以在根据JIS K-7121-87进行的输入补偿型差示扫描量热法测量中确定为熔融峰温度。调色剂包括表现出多个熔融温度的结晶性树脂和隔离剂,虽然在这些情况下调色剂表现出多个熔融峰,但是认为最大峰为熔融温度。
[制造调色剂的方法]
以下描述制造根据本发明调色剂的方法。
特开2001-255698号公报提出了制造小粒径调色剂的方法,其中利用形状控制保证粒径的均匀,其中向水基介质加入预定的无机盐来实现优越的形状控制,然而,为在高速处理时得到满意的定影性能,达到必要的调色剂熔融流动性是困难的。
在包括结晶性材料的调色剂中,虽然在调色剂生产过程中会发生共溶,但热力学稳定性因素通常会导致晶体增长出现,这可缓解共溶。其结果是,在各种定影性能中,定影后图像的耐弯折性能特别易于下降。因此,在本发明的示例性实施方案中,实施以下所述的乳化步骤以改善结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的共溶解性。
-乳化步骤-
在本发明的乳化步骤中,首先对一种或多种结晶性树脂和一种或多种非结晶性聚酯树脂在高于所述树脂熔融温度和玻璃化转变温度中较高温度、但低于所用溶剂沸点温度的温度下进行加热,由此溶解树脂形成均匀的溶液。随后,将碱性水溶液作为中和剂加入,将pH值保持在7~9,在向混合物施加搅拌和剪切力的同时向溶液中加入纯水,由此引起相反转并产生O/W树脂乳液。随后,通过减压蒸馏从乳液中除去溶剂,因此得到树脂粒子分散体。
中和后的pH优选7~9,更优选7~8。可用的碱性水溶液包括氨水溶液和碱金属氢氧化物溶液,例如氢氧化钠和氢氧化钾。如果pH低于7,乳液内易于产生大粒子,而如果pH超过9,在随后的聚集步骤中产生的聚集的粒径易于变为不希望地大。
通过使用结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂按上述方式共溶的粒子,隔离剂粒子更容易与酸值较低的树脂粒子部分聚集,这意味可以得到含有本发明结构的调色剂。
<乳化的分散体>
上述树脂的平均粒径典型地不大于1μm,优选0.01~1μm。如果平均粒径超过1μm,则最终静电潜像调色剂的粒径分布易于变宽,增加了产生游离粒子的机会,调色剂的性能和可靠性容易变差。另一方面,如果以上平均粒径落在以上规定的范围内,则不但不会产生这些问题,还可减少调色剂内的不均匀分布,改善调色剂内的分散,减少调色剂性能和可靠性的波动。举例来说,平均粒径可以使用Coulter Multisizer或激光衍射粒径分析仪进行测定。
以上分散体中所用的分散介质的实例包括水基介质和有机溶剂等。
合适的水基介质实例包括水,如蒸馏水或离子交换水,及其与醇、乙酸乙酯或酮的混合物。这些介质可以单独使用,但优选以含两种或多种不同材料的组合形式使用。
在本发明中,水基介质中还可以加入表面活性剂。对于表面活性剂没有特别限制,合适的实例包括阴离子表面活性剂,如硫酸酯系表面活性剂、磺酸酯系表面活性剂、磷酸酯系表面活性剂和皂系表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐系表面活性剂和季铵盐系表面活性剂;以及非离子型表面活性剂,如聚乙二醇系表面活性剂、烷基酚环氧乙烷加合物系表面活性剂和多元醇系表面活性剂。其中,优选的是阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂。上述非离子型表面活性剂与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用也是优选的。这些表面活性剂可以单独使用,或可以两种或多种不同的材料组合使用。
上述阴离子表面活性剂的具体实例包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠和二烷基磺基丁二酸钠。上述阳离子型表面活性剂的具体实例包括烷基苯二甲基氯化铵、烷基三甲基氯化铵和二硬脂酰氯化铵。上述表面活性剂中,优选为离子型表面活性剂,如阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。
上述有机溶剂的实例包括乙酸乙酯、甲基乙基酮、丙酮、甲苯和醇类,如异丙醇,这些溶剂可根据前述粘结剂树脂进行选择。
在上述树脂粒子包含结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的情况下,所述粒子含有存在中和剂时能形成阴离子,因此在水中具有自分散能力的官能团。相应地,树脂粒子可以在水基介质的作用下形成稳定的水分散体,其中能表现出亲水性的部分或全部官能团被碱中和。在结晶性聚酯树脂和无定形聚酯树脂中,因为中和时能表现出亲水性的官能团为酸基团如羧基和砜基,合适的中和剂的实例包括无机碱,如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、碳酸钠和氨,以及有机碱,如二乙胺、三乙胺和异丙胺。
此外,在使用自身不能在水中分散的聚酯树脂,即在水中不能表现出自分散能力的树脂的情况下,以与以下所述针对隔离剂的方法相类似的方法,通过与离子型表面活性剂和聚合物电解质如聚合物酸或聚合物碱一起分散树脂和/或水基介质的溶液,然后将得到的混合物加热到至少与熔融温度一样高的温度,再用能提供强剪切力的均化器或卸压分散器进行处理,就可相对容易地得到粒径不大于1μm的粒子。使用这些类型的离子表面活性剂和聚合物电解质时,其在水基介质中的浓度典型为约0.5~5重量%。
虽然以下将进一步详细描述调色剂的制造,非结晶性聚酯树脂和结晶性聚酯树脂可以和着色剂和/或隔离剂一起混合,可以溶解在合适的溶剂中,然后进行掺混,或者可以先转化成单独的乳液,随后再混合和聚集,然后再熔合和掺混。在熔融混合和掺混的情况下,调色剂优选用磨碎方法制备。在溶剂溶解后再掺混的情况下,优选的是与溶剂和分散稳定剂一起进行湿法聚集的调色剂生产方法。在混合单个乳液的情况下,虽然对所用方法没有特别限制,但优选能在水中获得调色剂粒子的湿法生产方法,如聚集法、悬浮聚合法或溶解悬浮法,因为该类方法更有利于形状控制,可降低显影单元中调色剂破损的可能性。尤其满意的是使用乳液的聚集融合方法制备调色剂,该方法提供有利的形状控制,并能够容易地形成树脂涂层。就获得有利的粒径控制及形成表面涂层而言,采用使用乳液的聚集融合法制备调色剂也是满意的。
用于形成乳化粒子的合适的乳化装置的实例包括均化器、均质混合器、cavitron、clearmix、加压捏合机、挤出机和介质分散器。
上述聚集方法为以下的制造方法,包括:将分散树脂粒子所产生的树脂粒子分散体、分散着色剂粒子所产生的着色剂粒子分散体和分散隔离剂所产生的隔离剂粒子分散体混合在一起;形成含树脂粒子、着色剂粒子和隔离剂粒子的聚集粒子的聚集粒子分散体,加热聚集时获得的聚集粒子以熔合所述聚集粒子。上述树脂粒子分散体为结晶性聚酯树脂粒子分散体和非结晶性聚酯树脂粒子分散体的混合物,将该树脂粒子分散体与隔离剂分散体混合,然后对所得混合物进行聚集和熔合,由此产生调色剂粒子。
具体地,用典型的乳液聚合方法制备包含离子型表面活性剂的树脂粒子分散体,将该分散体与着色剂粒子分散体和隔离剂粒子分散体混合,通过和具有与所述离子型表面活性剂相反极性的凝结剂进行不均匀聚集,产生调色剂尺寸的聚集粒子,然后将其加热到至少与树脂粒子玻璃化转变温度一样高的温度下,由此熔合所述聚集粒子,然后对熔合的粒子进行洗涤和干燥,得到调色剂。
对于以上隔离剂分散体的情况,将隔离剂以体均粒径为150~1,500nm的粒子形式分散在静电潜像调色剂中。通过包括1~25重量%的这类隔离剂粒子,可以改善无油定影方法中的定影图像的隔离性。优选的体均粒径为160~1,400nm,优选的加入量为5~20重量%。
不大于1μm的隔离剂粒子分散体的制备可以通过:将隔离剂与离子型表面活性剂和聚合物电解质如聚合物酸或聚合物碱一起分散在水中,然后将其加热到至少与熔融温度一样高的温度,同时通过能够提供强剪切力的均化器或卸压分散器将其转换成粒子形式。
隔离剂分散体中所用的表面活性剂的浓度相对于隔离剂的量优选不超过4重量%。如果该量超过4重量%,则粒子形成期间的聚集速度会减缓,加热时间会延长,从而导致不希望的聚集水平的增加。
此外,就以上着色剂分散体而言,所述着色剂以体均粒径为100~330nm的粒子形式分散在静电潜像调色剂中,通过包含4~15重量%的这类着色剂粒子,可以改善着色性能和OHP透明度。所述体均粒径优选为120~310nm,加入量优选为5~14重量%。
着色剂可以用常规方法进行分散,特别优选的分散装置实例包括旋转剪切均化器、介质分散器,如球磨机、砂磨机、磨碎机或双球磨机,辊式研磨机如三辊研磨机,气穴研磨机如纳米雾化器,胶体磨,以及高压对撞式分散器。
在制造根据本发明调色剂的方法中,树脂粒子乳液聚合、着色剂分散、树脂粒子加入和分散、隔离剂分散、以及这些分散体的聚集和稳定中所使用的表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂,如硫酸酯系表面活性剂、磺酸酯系表面活性剂、磷酸酯系表面活性剂和皂系表面活性剂,阳离子表面活性剂,如胺盐系表面活性剂和季铵盐系表面活性剂。此外,非离子型表面活性剂如聚乙二醇系表面活性剂、烷基酚环氧乙烷加合物系表面活性剂和多元醇系表面活性剂与上述离子型表面活性剂一起使用也有效。一般使用旋转剪切均化器、或含介质的球磨机、砂磨机或精磨机(dyno mill)来分散这些表面活性剂。
此外,在使用涂敷有极性树脂粒子的着色剂粒子的情况下,可以使用以下方法:其中将树脂和着色剂溶解并分散在溶剂(如水、表面活性剂和醇)中,随后与合适的分散剂(包括表面活性剂)一起分散在水中,然后通过加热或减压除去溶剂,或者使用以下方法:其中通过机械剪切力或电吸附将着色剂粒子固定在由乳液聚合制备的树脂粒子的表面上。这些方法可以有效抑制加入聚集粒子的着色剂的脱离,并改善带电性对着色剂的依赖性。
此外,目标调色剂通常通过完成熔合过程后的强制洗涤、固液分离和干燥步骤得到。在洗涤步骤中,优选用离子交换水进行彻底的置换洗涤,以保证能良好表现并保持带电特性。尽管从生产效率的角度对固液分离没有特别限制,但是优选使用诸如吸滤、加压过滤、离心过滤和滗析的方法。此外,尽管从生产效率角度对干燥步骤所用的方法没有特别限制,优选使用诸如通风干燥器、喷雾干燥器、旋转干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、热交换干燥器和冷冻干燥器的干燥装置。
此外,为了赋予调色剂更好的流动性并改善其清洁性能,可以以与常规调色剂制造方法相类似的方式,施加剪切力,以干燥的状态向调色剂表面加入金属盐,如碳酸钙,金属氧化物,如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、氧化铈、氧化锆和氧化镁,无机粒子,如陶瓷和炭黑,或树脂粒子,如乙烯基树脂、聚酯和硅树脂。
上述无机粒子优选经过偶联剂等的表面处理,以确保对导电率和带电性等因素有更好的控制。这类偶合剂的具体实例包括硅烷偶合剂,如甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、N,N-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、N,N-双(三甲基甲硅烷基)脲、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧氯己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷,以及钛偶联剂。
加入这些粒子的方法可能涉及使用诸如V-blender掺合机或Henschel混合机的混合器以干的状态将粒子粘结在调色剂表面上,或者涉及将粒子分散在水或诸如水/醇混合物的水基液体中,将所述分散体加入调色剂浆液,然后干燥混合物,由此将外添加剂粘结到调色剂表面上。此外,还可以在进行干燥的同时通过将浆液喷射到干粉上进行添加。
[显影剂]
以下对本发明的显影剂进行说明。
对本发明的显影剂没有特别限制,只要其包括上述根据本发明的调色剂即可,显影剂的组成可以根据应用目的确定。本发明的显影剂可以是只使用所述调色剂的单组分显影剂,或者是组合使用调色剂和载体的双组分显影剂。
对载体没有特别限制,可以使用常规载体,如特开昭62-39879和特开昭56-11461号公报所公开的涂敷树脂的载体。
合适载体的具体实例包括以下所描述的涂敷树脂的载体。这些载体的合适的核心粒子的实例包括典型的铁粉、铁氧体和磁铁矿结构,这些核心粒子的体均粒径典型地为约30~200μm。
用于这些涂敷树脂载体的涂敷树脂的实例包括:两种或更多种选自以下单体的均聚物和共聚物:苯乙烯类,如苯乙烯、对-氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯;α-亚甲基脂肪酸单羧酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己甲酯;含氮丙烯酸酯化合物,如二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯;乙烯基腈,如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯基吡啶,如2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶;乙烯基醚,如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚;乙烯基酮,如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮;烯烃,如乙烯和丙烯;以及基于乙烯基的含氟单体,如偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟乙烯;以及含甲基硅酮或甲基苯基硅酮等的硅树脂、含双酚或二醇的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂和聚碳酸酯树脂。这些树脂可以单独使用,或以两种或多种不同的树脂组合使用。涂敷树脂的量优选为每100重量份上述核心粒子大约0.1~10重量份,更优选大约0.5~3.0重量份。
可以使用加热捏合机、加热Henschel混合机或UH混合机等进行载体的生产。根据涂敷树脂的量,还可以使用加热流化旋转床或加热窑炉等。
在根据本发明的显影剂中,对调色剂和载体的混合比没有特别限制,可根据应用目的进行适当选择。
本发明示例性实施方案的载体的粒径分布优选不大于1.3。用于测量粒径分布的方法如下所描述。如果载体粒径分布超过1.3,则显影剂的流动性易于变差,意味显影单元中的搅拌等易于引起显影剂聚集,这可能会造成诸如因显影剂堵塞等所引起的拖尾问题。
载体的粒径分布用重量分布来表示。具体地,使100g载体通过不同筛尺寸的多级筛子,然后用每级筛子上所留下的载体重量来表示粒径分布。在本发明中,按次序逐级布置从10μm~100μm之间筛号的筛子,具有最小网眼尺寸的筛子排在底下,网眼尺寸为100μm的筛子排在顶上,将载体样品放在100μm筛子的顶部,对样品进行声波振荡,然后测量留在每个筛子上的载体的重量。如果全部重量的载体通过筛子被定义为100,那么从底部开始计数,累积重量达到16%的粒径称为D16,累积重量达到84%的粒径称为D84,粒径分布用公式(D84/D16)0.5来表示。取决于所述筛子的网眼尺寸,不必一定得到对应于D16和D84的16%和84%的确切重量。在这类情况下,D16用以下描述的计算方法来确定。
1.累积重量达到16%的筛子称为Aμm,从底部开始数起并且包括留在该筛子上的载体重量,该载体的累积重量称为a。
2.累积重量达到16%的筛子的下一级筛子称为Bμm,从底部开始数起并且包括留在该筛子上的载体重量,该载体的累积重量称为b。
3.D16={(16-b)/(a-b)}x(A-B)+B
此外,D84用以下描述的计算方法来确定。
4.累积重量达到84%的筛子称为Cμm,从底部开始数起并且包括留在该筛子上的载体重量,该载体的累积重量称为c。
5.累积重量达到84%的筛子的下一级筛子称为Dμm,从底部开始数起且包括留在该筛子上的载体重量,该载体的累积重量称为d。
6.D84={(84-d)/(c-d)}×(C-D)+D
使用上述方法,即使在筛子内筛孔间隔有变化的情况下,也可以确定D16和D84的值。
在具体的实例中,如果20μm筛的累积重量为12%,25μm筛的累积重量为30%,75μm筛的累积重量为70%,100μm筛的累积重量为90%,则
D16={(16-12)/(30-12)×(25-20)+20=21.1μm
D84={(84-70)/(90-70)×(100-75)+75=92.5μm
本发明中使用的筛子及这些筛子的网眼尺寸包括HD10(10μm)、HC-15(15μm)、P-25(25μm)、NY31-HC(31μm)、DIN120-45(45μm)、NY50-HD(50μm)、HC-60(60μm)、DIN80-75(75μm)及NY100-HC(100μm)(全部由Tanaka Sanjiro Co.,Ltd.制造)。
确保载体粒径分布不大于1.3的方法实例包括以下方法:首先制备宽粒径分布的载体,然后使该载体通过筛眼大小比平均粒径小和大的筛子,以便除去具有最小粒径和最大粒径的粒子,以及以下方法:使用诸如吹气分级这样的技术,分离并除去小粒径或大粒径的粒子。
<成像装置>
接下来对根据本发明示例性实施方案的成像装置进行说明。
图1图1所示为根据本发明的示例性实施方案的成像装置的样品结构示意图。图中所示的成像装置200包括沿着壳体400内的中间转印带409相互平行排列放置的四个电子照相感光体401a~401d。这些电子照相感光体401a~401d被构造为,举例来说,使电子照相感光体401a能够形成黄色图像,电子照相感光体401b能够形成品红图像,电子照相感光体401c能够形成青色图像,电子照相感光体401d能够形成黑色图像。
电子照相感光体401a~401d每个都能向预定的方向旋转(以作图平面内的逆时针方向),围绕该旋转方向分别布置有带电辊402a~402d、显影单元404a~404d、一次转印辊410a~410d和清洁刮片415a~415d。装在调色剂墨盒405a~405d中的四种彩色调色剂,即黑色、黄色、品红和青色调色剂可分别供给显影单元404a~404d。此外,一次转印辊410a~410d跨过中间转印带409分别与电子照相感光体401a~401d接触。
曝光单元403也布置在壳体400中的预定位置上,曝光单元403发出的光束可以照射到带电的电子照相感光体401a~401d的表面上。因此,旋转电子照相感光体401a~401d可按顺序实现带电、曝光、显影、一次转印和清洁的过程,由此将每种颜色的调色剂图像转印、叠加到中间转印带409上。
在本说明书中,带电辊402a~402d用来使导电元件(带电辊)与相应的电子照相感光体401a~401d的表面接触,由此将均匀的电压施加在感光体上,并将感光体表面充电至预定的电势(充电步骤)。除了该示例性实施方案所示的带电辊,也可以使用利用充电刷、充电膜或充电管的接触充电体系进行充电。此外,也可以使用利用电晕管或scorotron的非接触体系进行充电。
曝光单元403可以采用能够以要求的图像模式将光源照射到电子照相感光体401a~401d表面的光学器件,如半导体激光器、LED(发光二极管)或液晶开关。在这些可能性中,如果所用的曝光单元能够照射非相干光,那么就可以避免在基础导电材料和电子照相感光体401a~401d的光敏层之间产生干涉图像。
对于显影单元404a~404d,可以使用利用上述双组分静电潜像显影剂、通过接触或非接触方法实施显影(显影步骤)的典型的显影单元。对显影单元的类型没有特别限制,只要使用双组分静电潜像显影剂即可,可根据所要求的目的选择适当的常规单元。在一次转印步骤中,将与负载在图像保持部件上的调色剂相反极性的一次转印偏压施加在一次转印辊410a~410d上,由此实现每种着色调色剂向中间转印带409的连续性一次转印。
清洁刮片415a~415d用于除去转印步骤后粘附在电子照相感光体表面上的残留调色剂,所得表面清洁后的电子照相感光体然后重新用于上述图像形成步骤中。清洁刮片的合适材料包括聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和硅橡胶。
中间转印带409以预定的张力水平装在驱动辊406、垫辊408和张力辊407上,并可以通过转动这些辊而不松弛地转动。此外,安置二次转印辊413,以便使其跨过中间转印带409与垫辊408接触。
通过向二次转印辊413施加与中间转印带上的调色剂相反极性的二次转印偏压,可以将调色剂从中间转印带第二次转印到记录介质。在从垫辊408和二次转印辊413之间通过后,中间转印带409的表面被布置在驱动辊406或电荷中和装置附近的清洁刮片416(图中没有画出)清洁,然后重新用于下一个成像过程。此外,在壳体400内的预定位置上装有托盘(转印目标介质托盘)411,如纸等转印目标介质500被储放在该托盘411中,用进料辊412进料,以便从中间转印带409和二次转印辊413之间通过,然后经过相互接触的两个固定辊414,接着从壳体400中输出。
本发明示例性实施方案的图像形成方法包括:在潜像保持部件的表面上形成静电潜像;用载在显影剂载体上的显影剂使潜像保持部件表面上形成的静电潜像显影,由此形成调色剂图像;将潜像保持部件表面上形成的调色剂图像转印到转印目标的表面;对已转印到转印目标表面的调色剂图像进行加热固定,其中显影剂包含本发明的用于使静电潜像显影的至少一种调色剂。所述显影剂既可以是单组分体系,或者是双组分体系。
上述步骤中的每一个都可以使用已知图像形成方法中的常规方法。
电子照相感光体或介电记录材料可以用作潜像保持部件。在电子照相感光体的情况下,用电晕管充电器或接触式充电器等对电子照相感光体的表面进行均匀充电,然后曝光形成静电潜像(潜像形成步骤)。随后,通过图像与在其表面上形成有显影剂层的显影辊接触或紧密靠近,将调色剂粒子粘结在静电潜像上,由此在电子照相感光体上形成调色剂图像(显影步骤)。由此形成的调色剂图像然后用电晕管充电器等转印到如纸张等转印目标材料的表面(转印步骤)上。已转印到转印目标表面的调色剂图像然后利用固定单元进行加热固定,由此形成最终的调色剂图像。
在通过上述固定单元进行的加热固定期间,通常将隔离剂输送给上述固定单元的固定部件,以防止产生偏移问题等。
对用于将隔离剂供给到加热固定期间起固定部件作用的辊或带表面的方法没有特别限制,合适的方法包括使用浸渍过液态隔离剂的衬垫的衬垫系统、网板系统、辊轮系统和非接触式喷淋系统(喷雾系统),尽管其中优选的是网板系统或辊轮系统。这些系统提供的优势在于能均匀地输送隔离剂,并且可方便地控制隔离剂的量。如果使用喷淋系统,则应使用单独的刮板等,以保证隔离剂跨过整个固定部件均匀供给。
在本示例性实施方案的成像装置中,固定单元内的接触时间,即如图1所示的布置在两个固定辊414之间的固定部件的接触时间至少为0.01秒,但不长于0.1秒。如果与固定部件的该接触时间低于0.01秒,可能不能转移满意的定影所需要的热量,并且可能不能达到调色剂在记录介质上令人满意的粘结效果,而如果与固定部件的该接触时间超过0.1秒,隔离剂和结晶性聚酯树脂易于从示例性实施方案的调色剂中突出,该突出的结晶性聚酯树脂渗入记录介质中,当树脂随后冷却结晶后,其与记录介质的粘结变差,从而增加了图像耐弯折性能下降的可能性。固定部件是指加热部件,如将要与记录介质接触的固定辊,与固定部件的接触时间是指固定部件与记录介质接触的时间长度。举例来说,在记录介质从固定辊和与固定辊接触的另一个辊之间通过,由此固定辊与记录介质发生接触的固定单元的情况下,与固定部件的接触时间定义为固定辊和与固定辊接触的另一个辊进行物理接触的宽度(辊隙宽度)除以记录介质从辊子之间通过的速度。在具体的实例中,如果辊隙宽度为5mm,记录介质的行进速度为100mm/s,则与固定部件的接触时间为5/100=0.05秒。辊隙宽度用以下所述方法测定。首先,使用Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的DocuCentre彩色400CP装置,在FujiXerox Co.,Ltd.制造的R-paper上准备整张的实物图像。如果根据JIS Z8741-1997测定的整张实物图像的75度镜面光洁度为20%或更低,则可以使用不同的复印机或纸张。随后,将实物图像重新插入仪器中,当实物图像纸张输出时、纸张正在通过固定单元时,切断仪器电源,将仪器静置10秒钟。然后从仪器中取出与固定辊接触的实物图像。将图像以这种方式保持10秒钟,实物图像与固定辊接触部分的光洁度会改变,测量光洁度改变部分的宽度,作为辊隙宽度。所用纸张大小为A4,辊隙宽度为该纸张中间部分所测得的宽度。
可以将调色剂图像转印上去的合适的转印目标材料(记录材料)的实例包括:用于电子照相复印机和打印机等中的普通纸和OHP纸等类型。
[优选的实施方案]
用于使静电潜像显影的调色剂,其中结晶性聚酯树脂的酸值为5~10mgKOH/g,非结晶性聚酯树脂的酸值为10~15mgKOH/g,根据ASTMD3418-8测定的结晶性聚酯树脂熔融温度为65~75℃,结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为10,000~25,000,根据ASTM D3418-8测定的非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为55~65℃,非结晶性聚酯的重均分子量(Mw)为20,000~50,000,结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的重量比为5/95~40/60。
此外,通过适当控制结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的酸值和重均分子量,以及结晶性聚酯树脂的熔融温度和非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度,可以保证结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂之间合适的共溶关系,抑制调色剂制造期间的不均匀分布,保证改善调色剂的热保存性能。
实施例
以下基于一系列实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明不以任何方式受限于以下所提供的实施例。
在以下的实施例中,用以下所述的方法进行各种测量。
-测量粒径和粒径分布的方法-
以下是对粒度(也称为粒径)和粒度分布(也称为粒径分布)测量的说明。
在待测量粒径为2μm或更大的情况下,以Isoton-II(Beckman Coulter,Inc.制造)为电解质,使用Coulter Multisizer-II(Beckman Coulter,Inc.制造)进行测量。
测量方法包括:将0.5~50mg的测量样品加入用作分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠的5%的水溶液2ml)中,然后将该样品加入100ml上述电解质中。
含悬浮样品的电解质在超声分散器中经过大约一分钟的分散处理。然后使用上述Coulter Multisizer-II,用100μm的网眼尺寸测量2~60μm粒子的粒径分布,然后确定体均和数均的粒径分布。测量的粒子数量为50,000。
此外,用以下方法测定调色剂粒径分布。具体地,将前面测得的粒径分布分成不同的粒径范围(信道),从较小的粒径开始画出体积累积分布曲线。在该曲线上,累积粒子数达到16%的点的粒径定义为D16p,累积粒子体积达到50%的点的粒径定义为D50v。类似地,累积粒子数达到84%的点的粒径定义为D84p。
在本发明中,体均粒径称为D50v,用以下所示公式计算低粒径一侧的数均粒径分布指数GSDp-低。
GSDp-低={(D84p)/(D16p)}0.5
在待测粒径小于2μm的情况下,用激光衍射粒径分布分析仪(LA-700,Horiba,Ltd.制造)进行测量。测量方法包括:调整分散状态的样品使样品的固体部分为约2g,然后加入离子交换水使样品达到大约40ml。然后将足量的产生合适浓度的该样品加入样品池中,然后将样品放置大约2分钟,直到样品池中的浓度基本稳定,然后进行测量。从较小的体均粒径开始累积每个所得信道的体均粒径,累积值达到50%的点定义为体均粒径。
在测量外添加剂等粉末的情况下,将2g测量样品加入表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠的5%水溶液50ml)中,得到的混合物用超声分散装置(1,000Hz)分散两分钟,由此得到样品。然后以与以上所述分散体相同的方式测量该样品。
-测量形状因子SF1的方法-
调色剂的形状因子SF1是表示调色剂粒子表面不均匀度的形状因子SF,用以下所示的公式计算:
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在该式中,ML表示调色剂粒子的最大长度,A表示调色剂粒子的投影面积。形状因子SF1的测定是:首先通过摄像机将分散在载物玻璃上的调色剂的光学显微镜图像输入到图像分析仪中,随后计算至少50个调色剂粒子的SF值,然后确定这些计算得到的形状因子值的平均值。
-调色剂和树脂粒子的分子量和分子量分布的测量方法-
分子量分布的测量在以下条件下进行。具体地,进行GPC时使用HLC-8120GPC和SC-8020(Tosoh Corporation制造)装置、两个柱子(TSKgel、SuperHH-H,Tosoh Corporation制造,6.0mm ID×15cm),并使用THF(四氢呋喃)作为洗脱液。进行试验的条件包括:样品浓度为0.5%,流速为0.6ml/分钟,样品注入体积为10μl,测量温度为40℃,使用IR检测器。此外,用10个以下Tosoh Corporation制造的聚苯乙烯TSK标准样品准备标准曲线:A-500、F-1、F-10、F-80、F-380、A-2500、F-4、F-40、F-128和F-700。
-熔融温度和玻璃化转变温度的测量方法-
调色剂的熔融温度和玻璃化转变温度用DSC(差示扫描量热法)测量方法,根据ASTM D3418-8测量,由主观的最大峰来决定。
主观最大峰的测量可用PerkinElmer Inc.制造的DSC-7来进行。在该仪器中,检测部分的温度校正用铟和锌的熔融温度来进行,热量校正用铟的熔化热来进行。将样品放置在铝盘中,并使用空盘作为比对,测量时的升温速度为10℃/分钟。
-测量酸值的方法-
准确称量约1g树脂,并将其溶解在80ml四氢呋喃中。加入酚酞作为指示剂,然后用含0.1N KOH的乙醇溶液进行滴定,颜色保留30秒的点确定为终点。然后用所使用的0.1N KOH乙醇溶液的量来计算酸值(根据JISK0070:92的定义,中和1g树脂中所含游离脂肪酸所需的KOH mg数)。
-用差示扫描量热法测量调色剂中结晶性树脂和隔离剂所导致的吸热峰-
调色剂中结晶性树脂和隔离剂所导致的吸热峰和热吸收量使用差示扫描量热仪(DSC-60A,Shimadzu Corporation制造)(此后也简称为″DSC″)用热分析方法测量。测量包括:在第一升温步骤中以10℃/分钟的速度将温度从室温升至150℃,将温度在150℃保持5分钟,随后使用液氮以10℃/分钟的速度将温度冷却至0℃,将温度在0℃保持5分钟,然后重新加热样品,在第二升温步骤中以10℃/分钟的速度将温度从0℃升至150℃。
-图像耐弯折性能的测量-
用图1所示的改进型DocuCentre彩色400CP仪器(Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)评价调色剂,将固定辊的温度设定为180℃,输出速度在55mm/s、160mm/s和220mm/s之间改变,输出调色剂量为15mg/cm2的图像,将输出的实物图像以40g/cm2朝内弯折30秒,展开收回图像,图像起褶区域用软布擦拭,然后测量图像损失的最大宽度,该值随后记录为图像耐弯折度。
没有表现出图像损失的调色剂是理想的,但耐弯折度约为0.5mm不会造成特别的问题。结果在以下表中给出。此外,上述输出图像还在50℃的电炉中放置72小时,随后从炉中取出,同样进行上述耐弯折性能的评价。结果在表中给出。
以下根据一系列实施例,对本发明进行更详细的说明,虽然本发明不以任何方式受限于下述实施例。本发明的调色剂可用下述方法获得。
具体地,首先制备下述的结晶性树脂粒子、非结晶性树脂粒子、着色剂粒子分散体和隔离剂粒子分散体。随后,将预定量的这些材料混合在一起,向混合物中加入聚合氯化铝进行离子中和,由此形成上述粒子的聚集体。在达到所要求的调色剂粒径之前,加入额外的树脂粒子达到要求的调色剂粒径。随后,使用无机氢氧化物将体系内的pH从微酸性状态调成碱性状态,在高于用示差热分析法测定的树脂粒子主观最大吸热峰温度的温度下加热,由此熔合调色剂粒子并形成调色剂悬浮体。完成反应后迅速冷却悬浮体,进行彻底洗涤,再进行固液分离,然后干燥得到产品调色剂。
以下为对制备各种材料的方法和制备聚集粒子方法实例的说明。
[树脂粒子的合成]
-结晶性聚酯树脂1的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入120.0重量份1,10-癸二醇、80.0重量份二甲基5-磺基间苯二甲酸钠、4重量份二甲基亚砜和作为催化剂的0.02重量份二丁基氧化锡,利用减压操作用氮气的惰性气氛置换烧瓶内的空气,然后在180℃下用机械搅拌器搅拌混合物3小时。然后减压蒸馏除去二甲基亚砜,并在氮气流下加入23.0重量份十二烷二酸二甲酯,得到的混合物在180℃下进一步搅拌1小时。
随后,在减压下将温度逐渐升至220℃,继续搅拌另外30分钟。一旦达到粘性状态,用空气冷却混合物以终止反应,由此完成结晶性聚酯树脂的合成。
使用凝胶渗透色谱测量方法测量由此得到的结晶性聚酯树脂(1)的重均分子量(Mw)(相对聚苯乙烯标样),显示其值为20,000。此外,按照以上所描述的方式用差示扫描量热仪(DSC)测量树脂的熔融温度(Tm),显示有一个尖峰,峰顶温度为75℃。用KOH滴定测得树脂的酸值为10mgKOH/g。
-结晶性聚酯树脂2的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入124重量份乙二醇、2重量份二甲基亚砜和2重量份二丁基氧化锡,利用减压操作用氮气的惰性气氛置换烧瓶内的空气,然后在120℃下用机械搅拌器将混合物搅拌3小时。然后减压蒸馏除去二甲基亚砜,并在氮气流下加入23.0重量份十二烷二酸二甲酯,得到的混合物在200℃下进一步搅拌3小时。
随后,在减压下将温度逐渐升至220℃,继续搅拌另外30分钟。一旦达到粘性状态,用空气冷却混合物以终止反应,由此完成结晶性聚酯树脂的合成。使用凝胶渗透色谱测量方法测量由此得到的结晶性聚酯树脂(2)的重均分子量(Mw)(相对聚苯乙烯标样),显示其值为11,000。此外,按照以上所描述的方式用差示扫描量热仪(DSC)测量树脂的熔融温度(Tm),显示其为64℃。用KOH滴定测得树脂的酸值为5mgKOH/g。
-结晶性聚酯树脂3的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入144重量份乙二醇、178重量份癸二酸、2重量份二甲基亚砜和作为催化剂的2重量份二丁基氧化锡,利用减压操作用氮气的惰性气氛置换烧瓶内的空气,然后在120℃下用机械搅拌器将混合物搅拌3小时。然后减压蒸馏除去二甲基亚砜,并在氮气流下加入23.0重量份十二烷二酸二甲酯,得到的混合物在200℃下进一步搅拌3小时。
随后,在减压下将温度逐渐升至220℃,继续搅拌另外30分钟。一旦达到粘性状态,用空气冷却混合物以终止反应,由此完成结晶性聚酯树脂的合成。使用凝胶渗透色谱测量方法对这样得到的结晶性聚酯树脂(3)的重均分子量(Mw)进行测量(相对聚苯乙烯标样),显示其值为9,800。
此外,按照以上描述的方式用差示扫描量热仪(DSC)对结晶性聚酯树脂(3)的熔融温度(Tm)进行测量,显示有一个尖峰,峰顶温度为62℃。用KOH滴定测得树脂的酸值为3mgKOH/g。
-结晶性聚酯树脂4的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入90.0重量份1,10-癸二醇、110重量份二甲基5-磺基间苯二甲酸钠、4重量份二甲基亚砜和作为催化剂的0.02重量份二丁基氧化锡,利用减压操作用氮气的惰性气氛置换烧瓶内的空气,然后在180℃下用机械搅拌器将混合物搅拌3小时。然后减压蒸馏除去二甲基亚砜,并在氮气流下加入23.0重量份十二烷二酸二甲酯,得到的混合物在180℃下进一步搅拌1小时。
随后,在减压下将温度逐渐升至220℃,继续搅拌另外30分钟。一旦达到粘性状态,用空气冷却混合物以终止反应,由此完成结晶性聚酯树脂的合成。使用凝胶渗透色谱测量方法对这样得到的结晶性聚酯树脂(4)的重均分子量(Mw)进行测量(相对聚苯乙烯标样),显示其值为30,200。此外,按照以上所描述的方式用差示扫描量热仪(DSC)对结晶性聚酯树脂的熔融温度(Tm)进行测量,显示有一个尖峰,峰顶温度为79℃。用KOH滴定测得树脂的酸值为15mgKOH/g。
-非结晶性聚酯树脂1的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入112重量份萘二甲酸二甲酯、97重量份对苯二酸二甲酯、221重量份双酚A的2-mol环氧乙烷加合物、80重量份乙二醇和0.07重量份四丁氧基钛酸酯,然后通过在170~220℃加热混合物180分钟来进行酯交换反应。随后,在220℃下继续反应60分钟,同时将系统压力减至1~10mmHg的水平,由此产生非结晶性聚酯树脂(1)。该聚酯树脂的玻璃化转变温度为65℃。此外,采用KOH滴定测得的树脂酸值为10mgKOH/g。
-非结晶性聚酯树脂2的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入87重量份对苯二酸二甲酯、97重量份间苯二酸二甲酯、158重量份双酚A的2-mol环氧乙烷加合物、110重量份乙二醇和0.07重量份四丁氧基钛酸酯,然后通过在170~220℃加热混合物180分钟来进行酯交换反应。随后在220℃下继续反应60分钟,同时将系统压力减至1~10mmHg的水平,由此产生非结晶性聚酯树脂(2)。该聚酯树脂的玻璃化转变温度为55℃。此外,用KOH滴定测得的树脂酸值为15mgKOH/g。
-非结晶性聚酯树脂3的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入58重量份对苯二酸二甲酯、78重量份间苯二酸二甲酯、30重量份琥珀酸酐、158重量份双酚A的2-mol环氧乙烷加合物、100重量份乙二醇和0.07重量份四丁氧基钛酸酯,然后通过在170~220℃加热混合物180分钟来进行酯交换反应。随后在220℃下继续反应60分钟,同时将系统压力减至1~10mmHg的水平,由此产生非结晶性聚酯树脂(3)。该聚酯树脂的玻璃化转变温度为53℃。此外,用KOH滴定测得的树脂酸值为20mgKOH/g。
-非结晶性聚酯树脂4的合成-
在热干燥的三口烧瓶中加入146重量份萘二甲酸二甲酯、78重量份对苯二酸二甲酯、221重量份双酚A的2-mol环氧乙烷加合物、70重量份乙二醇和0.07重量份四丁氧基钛酸酯,然后通过在170~220℃加热混合物1 80分钟来进行酯交换反应。随后在220℃下继续反应60分钟,同时将系统压力减至1~10mmHg的水平,由此产生非结晶性聚酯树脂(4)。该聚酯树脂的玻璃化转变温度为67℃。此外,用KOH滴定测得的树脂酸值为8mgKOH/g。
-树脂粒子分散体1的制备-
用锤式粉碎机对以上结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂合成得到的树脂进行粗磨,随后将其用于制备树脂粒子分散体。
向装有能产生搅拌作用的锚式叶轮、回流冷凝器和真空泵的2L的可分离式烧瓶中加入50重量份乙酸乙酯,加入110重量份IPA,然后用N2以0.2L/m的流速吹扫烧瓶,用N2置换系统内的空气。随后,用油浴将系统内的温度升至60℃,同时逐渐加入50重量份结晶性聚酯树脂(1)和150重量份非结晶性的聚酯树脂(1),在不断搅拌下使其溶解。随后,将20重量份10%的氨水加入系统,然后用计量泵在不断搅拌下以9.6g/分钟的流速加入460重量份的离子交换水。一旦乳化体系形成了乳白色的外观,并且搅拌粘度已下降,就认为乳化已经完成。
随后,将压力减至700托,继续搅拌另外40分钟。然后将50重量份60℃的纯水加入系统,在减压下继续搅拌另外20分钟。在回流量达到210重量份时认为已到终点,然后停止加热,在继续搅拌下将烧瓶冷却至室温。得到的树脂粒子的粒径用激光衍射/散射粒径分布分析仪(LA-920,Heriba,Ltd.制造)进行测量。所得乳化树脂粒子的平均粒径为282nm。
-树脂粒子分散体2的制备-
除了使用22.5重量份结晶性聚酯树脂(2)和177.5重量份非结晶性聚酯树脂(2),按照与上述树脂粒子制备1相同的方法进行制备。所得到的树脂粒子的平均粒径为86nm。
-树脂粒子分散体3的制备-
除了使用95重量份结晶性聚酯树脂(3)和105重量份非结晶性聚酯树脂(3),按照与上述树脂粒子制备1相同的方法进行制备。所得到的树脂粒子的平均粒径为72nm。
-树脂粒子分散体4的制备-
除了使用结晶性聚酯树脂(4)和非结晶性聚酯树脂(4),按照与上述树脂粒子制备1相同的方法进行制备。所得到树脂粒子平均粒径为365nm。
-青色着色剂分散体的制备-
50重量份青色颜料(铜酞菁B15:3,Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)
5重量份离子型表面活性剂(Neogen RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
195重量份离子交换水
将上述组分混合在一起,并使其溶解,然后用均化器(Ultra Turrax,IKAWorks Inc.制造)分散10分钟,得到中心粒径为168nm的着色剂分散体。
-黄色着色剂分散体的制备-
50重量份黄色颜料(C.I.颜料黄74,Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)
5重量份离子型表面活性剂(Neogen RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
195重量份离子交换水
将上述组分混合在一起,并使其溶解,然后用均化器(Ultra Turrax,IKAWorks Inc.制造)分散10分钟,得到中心粒径为168nm的着色剂分散体。
-品红着色剂分散体的制备-
50重量份C.I.颜料红122(Clariant Ltd.制造)
6重量份离子型表面活性剂(Neogen RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
200重量份离子交换水
将上述组分混合在一起,并使其溶解,然后用均化器(Ultra Turrax,IKAWorks Inc.制造)分散10分钟,得到中心粒径为185nm、固体部分为23.5重量%的品红着色剂分散体。
-黑色着色剂分散体的制备-
50重量份炭黑(Regal 330,Cabot Corporation制造)
6重量份离子型表面活性剂(Neogen RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
200重量份离子交换水
将上述组分混合在一起,并使其溶解,然后用均化器(Ultra Turrax,IKAWorks Inc.制造)分散10分钟,得到中心粒径为240nm、固体部分为24.0重量%的黑色着色剂分散体。
-隔离剂分散体的制备-
45重量份石腊FNP92(熔融温度91℃,Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)
5重量份离子型表面活性剂(Neogen RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)
200重量份离子交换水
将上述组分加热至60℃,用IKA Works Inc.制造的均化器Ultra TurraxT50彻底分散,随后用卸压Gaulin均化器进行进一步分散处理,由此得到中心粒径为170nm、固体部分为25重量%的蜡分散体。
使用以上制备的材料,用聚集体熔合方法制备调色剂。
-调色剂制备实施例1-
80重量份树脂粒子分散体1
60重量份青色着色剂分散体
60重量份隔离剂分散体
0.41重量份聚合氯化铝
将以上所列组分混合在一起,并用Ultra Turrax T50分散在圆底不锈钢烧瓶中。然后加入0.36重量份聚合氯化铝,继续用Ultra Turrax进行分散操作。然后在油浴中在不断搅拌下将烧瓶中的物质加热到47℃。
随后,用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液将体系内的pH调整到8.0,然后密封不锈钢烧瓶,将温度升至90℃,同时用磁力搅拌器继续搅拌,其后将体系保持在该状态下3小时。
反应完成后,对混合物进行冷却、过滤,用离子交换水彻底洗涤,然后用Nutsche吸滤进行固液分离。将得到的产物重新分散在3L 40℃的离子交换水中,然后以300rpm的搅拌洗涤15分钟。
将此过滤和重新分散操作重复5遍,当调色剂滤液显示pH为7.01、电导率为9.8μS/cm且表面张力为71.1mN/m时,用5A号滤纸用Nutsche吸滤进行固液过滤。然后对调色剂进行连续真空干燥12小时。
调色剂体均粒径D50为6.5μm,粒径分布指数GSDv为1.25。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为133。
-调色剂制备实施例2-
除了使用树脂粒子分散体2以外,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为6.1μm,粒径分布指数GSDv为1.21。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为128。
-调色剂制备实施例3-
除了使用树脂粒子分散体3以外,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为6.1μm,粒径分布指数GSDv为1.21。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为128。
-调色剂制备实施例4-
除了使用树脂粒子分散体4以外,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为5.8μm,粒径分布指数GSDv为1.24。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为128。
-调色剂制备实施例5-
除了用品红着色剂分散体替代青色着色剂分散体,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为6.5μm,粒径分布指数GSDv为1.25。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为133。
-调色剂制备实施例6-
除了用黄色着色剂分散体替代青色着色剂分散体,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为6.6μm,粒径分布指数GSDv为1.24。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为134。
-调色剂制备实施例7-
除了用黑色着色剂分散体替代青色着色剂分散体,按照与调色剂制备实施例1相同的方法进行制备。
粒径测量显示,体均粒径D50为6.7μm,粒径分布指数GSDv为1.24。此外,用Luzex图像分析仪进行形状观察,显示出土豆形的粒子,其粒子形状因子SF1为134。
-外添加剂调色剂的制备-
将0.5重量份疏水性二氧化硅(TS720,Cabot Corporation制造)加入已制备好的50重量份调色剂中,得到的混合物用Henschel混合器以3,000rpm混合5分钟。
-载体1的制备-
准备85重量份Powdertech Co.,Ltd.制造的50μm铁氧体核心粒子和15重量份35μm铁氧体核心粒子。将这些材料混合在一起得到1.45的粒径分布。该混合物用1%的苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚体树脂涂料(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制造,重均分子量81,000,共聚比40∶60)进行涂敷,然后使其通过105μm的筛子,得到粒径分布为1.42的载体1。
-载体2的制备-
将100份的载体1放置在筛子HC-60上(Tanaka Sanjiro Co.,Ltd.制造,网眼尺寸:60μm),并进行30分钟的声波筛分,然后将通过筛子的材料放置在另一个筛子P-25上(Tanaka Sanjiro Co.,Ltd.制造,网眼尺寸:25μm),并类似地进行30分钟的声波筛分。留在第二个筛子上的材料为载体2。载体2的粒径分布为1.28。
-显影剂的制备-
将100份载体与足够多的调色剂混合在一起,形成5%浓度的调色剂,将得到的混合物在球磨机中混合5分钟,得到显影剂。
实施例1
对调色剂制备实施例1中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。用TEM观察的调色剂截面显示,所述调色剂含有至少非结晶性聚酯树脂、结晶性聚酯树脂、隔离剂和着色剂,钌染色调色剂截面的透射电子显微镜图像显示存在结晶性聚酯树脂与隔离剂接触的结构。如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分的截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分的截面积表示为C,则100×A/(A+B+C)=70,100×B/(A+B+C)=10,且100×C/(A+B+C)=20。
此外,为了评价每种调色剂,将使用载体2的显影剂布置在改进型DocuCentre Color 400CP仪器中(Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),固定辊的温度设定为180℃,输出速度在55mm/s、160mm/s和220mm/s之间改变,输出2张调色剂量为15mg/cm2的图像。在输出后10~30秒内,将其中一张实物图像以40g/cm2朝内弯折30秒,然后展开收回图像,用软布擦拭图像起褶区域,测量图像损失的最大宽度并记录为图像耐弯折度。
没有表现出图像损失的调色剂是理想的,但耐弯折度约为0.5mm的存在不会造成特别问题。结果在以下表中给出。此外,其余的输出图像在50℃的电炉中放置72小时,随后从炉中取出,同样进行上述耐弯折性能的评价。
实施例2
对调色剂制备实施例2中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=40,100×B/(A+B+C)=30,且100×C/(A+B+C)=30。使用载体2,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
实施例3
对调色剂制备实施例5中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=68,100×B/(A+B+C)=11,且100×C/(A+B+C)=21。使用载体2,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
实施例4
对调色剂制备实施例6中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=70,100×B/(A+B+C)=10,且100×C/(A+B+C)=20。使用载体2,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
实施例5
对调色剂制备实施例7中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=66,100×B/(A+B+C)=12,且100×C/(A+B+C)=22。使用载体2,结果如表中所示。
实施例6
使用调色剂制备实施例1中所制备的调色剂和载体1,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
比较例1
对调色剂制备实施例3中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=80,100×B/(A+B+C)=5,且100×C/(A+B+C)=15。使用载体2,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
比较例2
对调色剂制备实施例4中所制备的调色剂的结构和性能进行评价。100×A/(A+B+C)=80,100×B/(A+B+C)=5,且100×C/(A+B+C)=15。使用载体2,按照与实施例1相同的方式进行评价。结果如表中所示。
(堵塞情况评价)
使用所制备的显影剂和Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的改进型DocucentreColor 400CP仪器,如图1所示,在28℃和85%RH的条件下通过将图像密度为1%的打印测试图打印到Fuji Xerox Co.,Ltd制造的彩色纸上(J-paper)来进行图像成形。打印3,000份后,检查图像实部发生的白色条纹。此外,取出移出显影单元内的调色剂,目测堵塞情况。评价的标准如下。
A:没有白色条纹,并且显影单元内几乎没有调色剂堵塞。
B:没有白色条纹,但显影单元内可见一些轻微的调色剂堵塞。
C:一些微小的白色条纹,并且显影单元内可见一些调色剂堵塞。
D:白色条纹十分明显,并且显影单元内可见调色剂堵塞。
[表1]结晶性聚酯树脂
合成实例 | Mw | Tm(℃) | 酸值(mgKOH/g) |
1 | 20,000 | 75 | 10 |
2 | 11,000 | 64 | 5 |
3 | 9,800 | 62 | 3 |
4 | 30,200 | 79 | 15 |
[表2]非结晶性聚酯树脂
合成实例 | Mw | Tg(℃) | 酸值(mgKOH/g) |
1 | 12,000 | 65 | 10 |
2 | 15,000 | 55 | 15 |
3 | 16,000 | 53 | 20 |
4 | 11,000 | 67 | 8 |
[表3]
调色剂 | 结晶性聚酯树脂合成实例 | 非结晶性聚酯树脂合成实例 | 树脂粒子分散体 | D50 | GSD | SF1 | 载体 | 颜料 | |
实施例1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6.5 | 1.25 | 133 | 2 | C |
实施例2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 6.1 | 1.21 | 128 | 2 | C |
实施例3 | 5 | 1 | 1 | 1 | 6.5 | 1.25 | 133 | 2 | M |
实施例4 | 6 | 1 | 1 | 1 | 6.6 | 1.24 | 134 | 2 | Y |
实施例5 | 7 | 1 | 1 | 1 | 6.7 | 1.24 | 134 | 2 | K |
实施例6 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6.5 | 1.25 | 133 | 1 | C |
比较例1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 6.1 | 1.21 | 128 | 2 | C |
比较例2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5.8 | 1.24 | 128 | 2 | C |
[表4]
100×A/(A+B+C) | 100×B/(A+B+C) | 100×C/(A+B+C) | 55mm/s | 160mm/s | 220mm/s | 55mm/s存放后 | 160mm/s存放后 | 220mm/s存放后 | 堵塞 | |
实施例1 | 70 | 10 | 20 | 0mm | 0mm | 0.1mm | 0mm | 0mm | 0.1mm | A |
实施例2 | 40 | 30 | 30 | 0.1mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.1mm | 0.2mm | 0.4mm | B |
实施例3 | 68 | 11 | 21 | 0mm | 0mm | 0.1mm | 0mm | 0mm | 0.1mm | A |
实施例4 | 70 | 10 | 20 | 0mm | 0mm | 0.1mm | 0mm | 0mm | 0.1mm | A |
实施例5 | 66 | 12 | 22 | 0mm | 0mm | 0.1mm | 0mm | 0mm | 0.1mm | A |
实施例6 | 70 | 10 | 20 | 0mm | 0mm | 0.1mm | 0mm | 0mm | 0.1mm | C |
比较例1 | 80 | 5 | 15 | 0.1mm | 0.1mm | 0.7mm | 0.3mm | 0.3mm | 0.9mm | A |
比较例2 | 80 | 5 | 15 | 0.1mm | 0.1mm | 0.7mm | 0.3mm | 0.3mm | 0.9mm | A |
表1~表4总结了实施例和比较例的结果。如表3和表4所显见,通过使用实施例1~6的调色剂,图像经保存后的耐弯折度几乎可以与图像的初始耐弯折度保持相同的水平。
所提供的本发明的示例性实施方案的前述说明是用于解释和描述的目的。其本意不是为了彻底详尽或把本发明限制在公开的精确形式中。明显地,对于本领域技术人员来说可以进行许多修改和改变。选用示例性实施方案进行描述是为了更好解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员了解本发明,付诸各种实施方案并根据所考虑的具体应用进行适当的修改。意图是,通过以下权利要求及其等同物来限定本发明的范围。
Claims (18)
1.一种用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中所述结晶性聚酯树脂与所述隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面中,如果所述结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
2.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述结晶性聚酯树脂的酸值为5~10mgKOH/g。
3.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中根据ASTMD3418-8测定的所述结晶性聚酯树脂的熔融温度为50~120℃。
4.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为10,000~25,000。
5.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,该调色剂进一步包括非结晶性聚酯。
6.权利要求5的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述非结晶性聚酯树脂的酸值为10~15mgKOH/g。
7.权利要求5的用于使静电潜像显影的调色剂,其中根据ASTMD3418-8测定的所述非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃或更高。
8.权利要求5的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述非结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)为20,000~50,000。
9.权利要求5的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述结晶性聚酯树脂与所述非结晶性聚酯树脂的重量比为5/95~40/60。
10.权利要求5的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述非结晶性聚酯树脂的软化温度为60~90℃。
11.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述隔离剂的量为相对于调色剂总重量的0.5~50重量%。
12.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中所述调色剂的体均粒径分布指数GSDv为不大于1.30。
13.权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂的形状因子SF1满足110≤SF1≤140。
14.一种制造用于使静电潜像显影的调色剂的方法,该方法包括:向通过在有机溶剂中溶解非结晶性聚酯树脂和结晶性聚酯树脂制备的树脂溶液中加入中和剂和水基介质,由此引起相反转并产生碱性材料;随后形成O/W乳化树脂粒子;聚集并熔合通过从乳化树脂粒子中除去有机溶剂后得到的树脂粒子分散体。
15.一种静电潜像显影剂,其包括粒径分布为1.3或更低的载体及权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂。
16.一种与用于使静电潜像显影的调色剂一起使用的调色剂墨盒,该调色剂包括结晶性聚酯树脂和隔离剂,其中所述结晶性聚酯树脂与所述隔离剂接触的结构存在于钌染色的调色剂截面中,如果这些结构的截面积表示为A,隔离剂单独部分截面积表示为B,结晶性聚酯树脂单独部分截面积表示为C,则40≤100×A/(A+B+C)≤70,10≤100×B/(A+B+C)≤30,20≤100×C/(A+B+C)≤30。
17.一种可拆卸的墨盒,该墨盒包括在潜像保持部件上形成潜像的潜像形成单元、用静电潜像显影剂使潜像显影的显影单元、以及将已显影的图像转印到转印目标上的转印单元,其中所述静电潜像显影剂包含权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂。
18.一种成像装置,其包括在潜像保持部件上形成潜像的潜像形成单元、用静电潜像显影剂使潜像显影的显影单元、将已显影的图像转印到转印目标上的转印单元、以及将所述图像加热固定在转印目标上的固定单元,其中:
所述静电潜像显影剂包括权利要求1的用于使静电潜像显影的调色剂,并且
所述固定单元中图像与固定部件之间的接触时间为至少0.01秒,但不超过0.1秒。
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