CN101443710B - 具有极好的影像均匀性的调色剂 - Google Patents
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Abstract
通过改进调色剂核颗粒的形状和向调色剂核颗粒的表面加入适当的外添加剂,本发明提供了一种具有窄电荷分布、高可充电性和低影像污染以及极好的例如转印性能、长期稳定性和影像均匀性的物理特性的调色剂。该调色剂包括球化的调色剂核颗粒和包覆在该调色剂核颗粒表面上的外添加剂,其中该外添加剂包含有机粉末、二氧化硅和球状二氧化钛粉末。因为根据本发明的调色剂具有高可充电性、其中电荷均匀性和窄电荷分布可长时间保持的极好的影像均匀性、低影像污染以及极好的例如转印性能和长期稳定性的物理性质,所以即使在将本发明的调色剂长时间使用时,该调色剂可以用于获得高均匀性和高质量的影像。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有极好的影像均匀性的调色剂,更具体而言,通过改善调色剂核颗粒的形状和向调色剂核颗粒的表面加入适当的外添加剂,涉及一种具有窄电荷分布、高可充电性和低影像沾污以及极好的例如长期稳定性、转印性能和影像均匀性等物理性能的调色剂。
背景技术
最近,随着个人电脑(PC)和办公自动化的广泛普及,对复印机和激光打印机的需求不断增加。复印机和激光打印机两者都是通过将调色剂转印到打印纸上而在打印纸上显示所需影像的影像形成装置,因此实质上是使用调色剂来形成影像。
随着市场上对复印机和激光打印机等的需求不断增加,消费者对复印机和激光打印机等的要求逐渐变得更加严格。这些要求的实例包括更清晰的影像质量、确保即使长时间使用调色剂也不会显示出在充电特性上的劣化的耐久性、复印机或打印机的小型化、低价格、高打印速度、省电、易于重复利用性等。
在上述要求中,耐久性是对调色剂本身的要求。也即是说,耐久性确保了当长期使用调色剂时可以持续保持清晰影像并且不会劣化调色剂的充电特性。在调色剂生产领域内已经有许多尝试来生产耐久的调色剂。
调色剂是一种显影剂材料,其用于打印机或者复印机以在转印操作中在影像受体上形成影像。为了生产能够持续保持清晰影像的耐久性调色剂,应当首先了解在复印机或者激光打印机中使用调色剂的过程。
通过转印调色剂产生打印输出的例如复印机或者激光打印机的影像形成设备,通常如下执行一个打印过程:
1、首先进行将感光鼓(drum)的表面均匀充电的充电步骤。通常将有机光导体(OPC)感光鼓等用作感光鼓。使用充电丝刷等通过对感光鼓表面静电充电来进行充电。
2、随后,是通过将感光鼓表面曝光形成一个静电潜像的曝光步骤。当光没有照射在感光鼓表面上时,在均匀荷电的感光鼓表面上的如有机光导体(OPC)的荷电体起到例如绝缘体的作用,但是当光存在时则起到用于传导电荷的导电体的作用。由此,当感光鼓表面曝光于如激光束的光下时,只有曝光部分被放电或者被中和。
3、除了曝光步骤外,执行将调色剂附在显影辊表面的步骤。这是一个预备步骤,随后是在荷电的感光鼓上显影调色剂影像的步骤。
4、接着,执行用吸附在先前制备的显影辊表面上的调色剂使感光鼓表面的潜像显影的显影步骤,从而形成影像。如上所述,当感光鼓表面被曝光时,其曝光部分被放电或者中和。这就是为什么当调色剂充电的极性与感光鼓表面相同时,感光鼓表面的未曝光部分将排斥调色剂以阻止将调色剂传送到潜像上。但是,因为感光鼓表面的曝光部分不排斥调色剂,所以调色剂能以所需的影像形状附着在潜像上。
5、在显影步骤之后,执行将调色剂影像从感光鼓表面转印到影像接受纸(即打印纸)的步骤。在转印步骤中,用与调色剂相反的极性对影像接受纸的表面进行充电以在调色剂和影像接受纸之间产生吸引力,并且为了有利于转印操作使感光鼓和影像接受纸相互接近。
6、即使将调色剂转印到影像接受纸上,它也不是永久地结合在影像接受纸上。因此,随后是将调色剂熔在影像接受纸上的熔融步骤。通常熔融步骤通过用热和压力挤压调色剂同时使形成调色剂影像的影像接受纸通过包括加热辊和压力辊的一对辊之间,并使用调色剂里的粘合剂在调色剂周围形成一个涂层来进行。
7、最后,在感光鼓重新充电之前,进行从感光鼓表面清除残余调色剂的步骤以便在下一个过程循环再次充电感光鼓。
考虑到上述打印过程,可以理解打印过程的各个步骤所需的调色剂的基本特性。
首先,调色剂必须至少具有预定级别的充电能力以便于将调色剂吸附在显影辊上,在OPC感光鼓上显影调色剂并且将调色剂转印到影像接受纸上。也即,因为在将调色剂附着在调色剂卡盒组件的调色剂盒中的显影辊上的过程中是通过与刮墨刀的摩擦对调色剂充电的,所以要求调色剂具有适当级别的充电能力,以便于能够容易地进行例如从显影辊向充电感光鼓的迁移和从充电辊向影像接受纸的转印等的后续步骤。
并且,需要调色剂颗粒的充电能力来将电荷分布保持在狭窄的程度上,也即,优选调色剂具有尽可能一致的充电能力。当电荷分布宽时,在调色剂中存在不完全充电的颗粒或者过度充电的颗粒,因此会出现背景污染或者边缘污染,这使得难以得到所期望的影像。
还要求在充电后调色剂继续保持荷电状态直至将调色剂转印到影像接受纸上。这被称为能够通过与导电材料或者其它调色剂相接触来阻止电荷流失的电荷保持能力。
上述电荷保持能力的具体形式包括环境安全性。也即,当将调色剂颗粒保持在富含湿气的环境下时调色剂的充电状态可能会遭受损失,因为湿气可以用作上述导电材料。因此,具有高环境安全性的调色剂可以通过阻止湿气与调色剂荷电层的表面相接触来制备。
为了有利于在后续转印过程中调色剂到影像接受纸上的转印,也要求调色剂具有极好的物理性能,例如转印性能、低温熔融性能和抗偏移性能。当具有极好的转印性能时,调色剂可以容易地从光导鼓上脱离出来并附着在影像接受纸上。低温熔融性能使得即使在熔融过程中没有将调色剂加热到高温也能够容易地将调色剂熔融在影像接受纸上。抗偏移性能可以极好地预防残余调色剂向充电辊表面的偏移。
另外,在清洁过程中需要例如清洁性能和抗污染性能的其它性能。
特别地,最近由于对高影像质量、高速和彩色表达的要求不断增加,对上述性能的需求更加综合和全面。
因此,为了满足所有上述要求,通常调色剂包括调色剂核颗粒,其包括用于实现色彩的着色剂、粘合树脂、蜡、分散剂、脱模剂、电荷控制剂等;和附着在调色剂核颗粒表面上的外添加剂。
为了便于将调色剂附着在影像接受纸的表面上,通过在调色剂熔融过程中加热将粘合树脂熔化。蜡在打印时赋予影像光泽,并起到降低调色剂核颗粒熔点的作用。分散剂促使调色剂的均匀分散,而电荷控制剂起到控制调色剂核颗粒表面上的电荷的作用。
在这些添加剂中,当调色剂与刮墨刀摩擦时,形成调色剂核颗粒的电荷控制剂(缩写为“CCA”)起到将调色剂颗粒充电的作用。要求CCA尽可能均匀地分散在调色剂核颗粒的表面上。也即,不期望在调色剂核颗粒内部存在电荷控制剂,因为它几乎不影响调色剂的充电。如果电荷控制剂没有适当地存在于调色剂的表面上,则不能稳定地保持调色剂的充电性能,这会导致形成不稳定的影像。
此外,已经转印并显影入充电感光鼓中的调色剂应当随后容易地转印到影像接受纸上。但是,当调色剂在充电感光鼓上附着太强时,不容易将调色剂转印到影像接受纸上,这导致转印性能劣化。
特别地,当在彩色打印机上打印彩色图像时这个问题可能更加严重。作为形成彩色影像的方法,可以使用直接在光导感光鼓中显影青、品红、黄和黑四种颜色的调色剂、混合这四种颜色并直接将彩色混合物转印到影像接受纸上的方法以及使用中介转印体(intermediatetransfer body)以更精巧地再现色彩的间接转印方法。使用间接转印装置的方法指的是将感光鼓表面的调色剂影像转印到中介转印体上使得色彩彼此重叠并将调色剂影像从中介转印体上转印到影像接受体上的方法。由于增加了实现高速和高清晰度的可能性,这种方法已经被广泛地用于全色打印机。
此外,随着近来高速打印的趋势,因为各种颜色分别移至感光鼓而适合于高速打印的串联显影系统也已经被广泛用在全色打印机中。该串联显影系统是一种使用转印带(中介转印体)的间接转印方法。
但是,由于增加了转印步骤中的数目,间接转印影像形成器件要求更高和更精确的转印性能以获得高清晰度。因此,为此目的,调色剂应当具有稳定的充电性能。同时,因为调色剂也具有高转印性能,所以电荷控制剂应当密集分布在调色剂核颗粒的表面上,并且对感光鼓的粘合力应当尽可能低。
上述粘合力的调节是清洁过程所要求的。因此,在调色剂和充电感光鼓之间的粘合力优选为小的,因为可以更容易地清洁相当少量的残余调色剂并且需要尽可能容易地从感光鼓上除去残余调色剂。
作为减低调色剂和光导感光鼓之间的粘合力的常规方法,已经提出了向调色剂中加入例如二氧化硅的可剥离颗粒的方法。这个被提议的方法通过将颗粒附着在调色剂表面来介入调色剂和感光鼓之间的颗粒以降低调色剂和感光鼓之间的粘合力。根据该方法,为了改善调色剂的转印性能,用颗粒对调色剂表面的涂覆应当保持高的涂覆速率。为了通过对粘合力的简单控制来改善调色剂的转印性能,应当以增加的用量添加颗粒。当以增加的用量添加颗粒时,调色剂的充电能力可能劣化并且可能出现颗粒在静电潜像支撑体上的附着、成膜、熔融缺陷等。特别地,因为二氧化硅颗粒为高环境依赖的,所以二氧化硅颗粒可能具有如下问题:在低温和潮湿条件下影像可能被静电沾污,或者在高温和潮湿条件下非影像区可能被污染。因此,当将调色剂长期储存时,可能对调色剂的稳定性(长期稳定性、耐久性)有负面影响。
因此,在本领域中已知一种加入例如二氧化钛的无机颗粒物来代替二氧化硅颗粒的方法以改善调色剂的环境依赖性,其中与二氧化硅颗粒相比,该无机颗粒物具有低电阻和良好的电荷可交换性。但是,当将具有低电阻的无机颗粒物用于调色剂时,可能容易地改变调色剂的电荷分布,并且当将中介转印体用于调色剂时,可能不能很好地将调色剂转印到第二影像接受纸上,或者在全色调色剂的多次转印中可能容易地再转印反极性调色剂。因此,简单地添加二氧化硅、二氧化钛等不能解决通过将调色剂的电荷量调整至适当范围来降低粘合力的问题。
为了解决上述问题,有一种办法是将例如二氧化钛的具有低电阻的无机颗粒物用硅烷偶联剂等进行表面处理以改善电阻。但是,这个方法的问题在于,由于颗粒间的内聚力强而导致颗粒的分散性不好,并且当调色剂增强其自身电荷可交换性的功能不好时,可能使调色剂的流动性变差或者调色剂可能被自由聚集的颗粒所阻塞。
另外,通常通过将上述组分熔融、从熔体形成片状材料并将该片状材料机械粉碎的粉碎工艺或者通过聚合工艺来生产调色剂颗粒。机械粉碎工艺已经被广泛使用直至现在,因为其能够相对容易地生产调色剂。但是,当通过机械粉碎生产调色剂颗粒时,在调色剂核颗粒的表面上存在大量的裂纹。因此,当向破裂的调色剂核颗粒施加摩擦和压力以赋予调色剂核颗粒充电特性时,应力集中在调色剂核颗粒的破裂区域,由此可以将调色剂核颗粒更加精细地碾碎。
此外,通过机械粉碎方法生产的调色剂核颗粒在形状上不如通过聚合方法生产的调色剂核颗粒更加球形化。当将调色剂核颗粒附着在调色剂盒中的显影辊上并与刮墨刀相接触时,调色剂核颗粒需要从调色剂盒中逸出同时经受适当范围的摩擦力。但是,当调色剂核颗粒具有非球形的不规则形状时,调色剂核颗粒可能遭受来自刮墨刀的过度压力。因此,由于高热和由过度压力产生的应力,调色剂核颗粒会附着或聚集在刮墨刀上,或者可能污染显影辊。
在这种情况下,因为随后放电的调色剂核颗粒与刮墨刀的接触不好,调色剂没有被有效的充电,这可能导致影像的上部和下部没有均匀形成的影像均匀性问题。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供了具有窄电荷分布和高可充电性的调色剂,即使调色剂核颗粒是通过机械粉碎方法生产的,当调色剂核颗粒与刮墨刀相接触时也不会使影像均匀性变差,该调色剂还具有低影像污染以及极好的例如长期稳定性、转印性能和影像均匀性的物理特性。
技术方案
根据本发明的一个方面,提供了一种调色剂,其包括球化的调色剂核颗粒;和包覆在该调色剂核颗粒表面上的外添加剂,其中该外添加剂包含有机粉末、二氧化硅和球化率为0.6或更高的球形二氧化钛粉末,所述球化率由下面公式1表示。
公式1
球化率=当为球形时圆周的周长/颗粒的周长
根据公式1球化调色剂核颗粒可以具有0.5~0.8的球化率。
球化处理可以通过选自由如下方法组成的组中的一种方法进行:通过将调色剂颗粒与热气流一起喷雾利用调色剂颗粒的界面张力将调色剂颗粒球化的方法和通过向调色剂颗粒施加机械压力和摩擦力将调色剂颗粒研磨成球形的方法。
另外,有机粉末可以包括平均粒度为600~1000nm的大颗粒和平均粒度为50~120nm的小颗粒。
有机粉末可以选自由聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏氟乙烯(PVDF)组成的组中。
基于100重量份的调色剂核颗粒,小颗粒和大颗粒的含量可以分别在0.4~1.0重量份和0.4~2.0重量份的范围内。
另外,球形二氧化钛粉末可以由金红石相二氧化钛组成。
此外,球形二氧化钛粉末可以具有300~1000nm的平均粒度。
另外,基于100重量份的调色剂核颗粒,球形二氧化钛的含量可以在1.5~4重量份的范围内。
并且,二氧化硅颗粒可以具有5~20nm的粒度。
另外,基于100重量份的调色剂核颗粒,二氧化硅颗粒的含量可以在2~4重量份的范围内。
此外,调色剂可以具有10μm或者更小的粒度,并且优选3~9μm的粒度。
有益效果
因为根据本发明的调色剂具有高可充电性、其中电荷均匀性和窄电荷分布可长时间保持的极好的影像均匀性、低影像污染以及极好的例如转印性能和长期稳定性的物理特性,所以即使在将本发明的调色剂长时间使用时,根据本发明的调色剂可以用于获得高均匀性和高质量的影像。
附图说明
图1是解释从打印纸提取用于测量影像密度的测试样品以检测影像均匀性的位置的透视图。
具体实施方式
以下,将更详细地描述本发明。
本发明人为解决通过机械粉碎方法生产的调色剂核颗粒具有的常规问题已经进行了研究,并且发现,因为调色剂颗粒具有不规则形状,当将通过机械粉碎方法生产的调色剂核颗粒进行球化处理成近球形时,当调色剂与刮墨刀接触时可以防止调色剂被过度的压力和热固定在显影辊或刮墨刀上。另外,在给不规则颗粒充电时,静电电荷集中在经常存在于不规则颗粒表面上的突出部(特别是尖锐的突出部)的末端,这导致过充电现象。因此,边缘污染等可能作为过充电现象的副作用而出现。相反,因为如上所述球化处理过的调色剂核颗粒具有更加均匀的电荷分布,所以将调色剂核颗粒进行球化处理是实现本发明的目的所期望的。
但是,因为难以通过球化处理工艺生产完全球形的调色剂核颗粒并且球化处理成本高,而且在完全球形和近球形之间在效果上的区别不是很显著,所以对调色剂设定一个适当程度的球化率很重要。
通常,颗粒的球化率由下面的公式1所定义。
公式1
球化率=当为球形时圆周的周长/颗粒的周长
球化率可以通过如下计算:使用扫描电子显微镜(SEM)获取颗粒的二维照片来计算颗粒的二维形状的周长作为颗粒的周长并将具有与颗粒相同的二维面积的圆周的周长定义为当为球形时圆周的周长。
根据本发明人的研究结果,优选调色剂核颗粒的球化率为至少0.5。当球化率小于0.5时,如上所述在打印过程中调色剂被固定在刮墨刀、显影辊等中,并且因此显著劣化了调色剂的影像均匀性。另外,当球化率大于0.8时,球化后的颗粒可能不容易从光导感光鼓的表面洗掉。另外,如果上述问题没有解决,由于清洁刮刀和光导感光鼓之间的摩擦,调色剂可能继续熔化在光导感光鼓的表面上,由此引起影像污染并且缩短光导感光鼓的寿命。因此,优选将球化率的上限限定为0.8。
机械粉碎的调色剂核颗粒应当进行球化处理以将其球化率控制在上述球化处理范围内。用于生产球形调色剂核颗粒的球化处理方法包括机械方法和热方法。热方法通常通过将调色剂颗粒与热气流一起喷雾利用调色剂颗粒的界面张力来生产球形颗粒。机械方法包括通过向调色剂颗粒施加机械压力和摩擦力将调色剂颗粒研磨成球形的方法。热方法和机械方法的所有优点可以在球化处理方法中使用。但是,当通过热方法生产球形颗粒时,通过颗粒的聚集可能容易地形成大粒度的颗粒,而当通过机械方法生产球形颗粒时,可以随后在研磨过程中将颗粒研磨成更精细的颗粒。
如上所述,通过控制调色剂核颗粒的球化率可以防止由调色剂核颗粒引起的影像均匀性的劣化,但是可以更优选将调色剂核颗粒进行另外的处理以提供具有改善的影像均匀性、窄电荷分布和高可充电性、低影像污染和极好的例如长期稳定性、转印性能和影像均匀性的物理性能的调色剂。进而,如果将调色剂核颗粒的球化率控制在如上所述的范围内,加入的用来赋予规则影像均匀性的外添加剂的用量可以显著减少。
为了实现本发明的上述目的,优选用外添加剂包覆具有上述有益效果的调色剂核颗粒的表面。也即,通过用二氧化硅和二氧化钛包覆调色剂核颗粒的表面可以实现本发明的目的,为了通过进一步增强具有高可充电性以及窄电荷分布的调色剂的润滑性能来确保影像均匀性、减少影像污染并改善例如长期稳定性、转印性能和影像均匀性的物理性能,所有这些作为外添加剂的颗粒具有不同的粒度。在这种情况下,具有更高球化率的有机粉末颗粒可能更加有益。
在外添加剂中,具有不同粒度的有机粉末起到通过将套管和刮墨刀之间的摩擦力调节至适当摩擦水平来增强可充电性和电荷保持能力的作用。也即,因为有机粉末具有比上述球形调色剂核颗粒更精细的粒度,所以有机粉末在降低调色剂和刮墨刀之间的摩擦力方面具有重要作用。另外,由于有机粉末自身绝缘特征,有机粉末对调色剂核颗粒的荷电状态没有负面影响,并且有利于保持具有高充电性的感光鼓的荷电状态。
特别地,向调色剂核颗粒的表面加入不同粒度的有机粉末的原因是,通过将小的球形有机粉末填入到在调色剂核颗粒表面只被大粒度的球形有机粉末包覆时形成的空隙之间以进一步改善调色剂核颗粒之间的摩擦性能以及进一步提高上述电荷保持能力。另外,当使用不同粒度的颗粒长时间进行打印输出时,不同粒度的有机粉末的加入起到防止调色剂的高可充电性劣化的作用。以下,当计算球体的直径时,表达“平均粒度”指的是直径(体积平均粒度)。
基于上述原因,在有机颗粒中的大颗粒优选具有600~1000nm的平均粒度,而小颗粒优选具有50~120nm的平均粒度。
具有不同粒度的有机粉末包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、苯乙烯丙烯酸酯、聚酯颗粒、硅树脂颗粒和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(ST-MMA),并且使用这些化合物对于生产球形调色剂的表面是有益的,当与不规则形状的调色剂相比时该球形调色剂的充电特性均匀分布在具有高可充电性的调色剂中,与不规则形状的调色剂相比,球形调色剂为均匀分布。
对于有机粉末颗粒,基于100重量份调色剂核颗粒,期望分别以0.4~1.0重量份和0.4~2.0重量份的含量使用大颗粒和小颗粒。当含量小于0.4重量份时调色剂的物理性能轻微,反之当含量分别超出1和2重量份时,由于存在过量的大和小颗粒,主充电辊(PCR)可能被污染或者调色剂的充电可能在相当程度上被阻碍。因此,不可能实现本发明关于具有高可充电性的调色剂的生产的目的。
通过将具有不同粒度的有机粉末和球化过的调色剂混合来将套管和刮墨刀之间的摩擦力控制在适当的程度上,生产了具有高可充电性和极好电荷保持能力的球形调色剂。然而,这样生产的调色剂虽然具有高可充电性和电荷保持能力,但是由于宽电荷分布其显示出极低可充电性或极高充电性能,因此可能劣化调色剂的转印性能并可能愈加引发背景污染和边缘污染。
为了解决关于这些影像性能劣化的问题,在本发明中通过采用球形二氧化钛来将调色剂颗粒的电荷分布保持在狭窄的程度上(分布曲线的一个锐形)来防止例如背景污染和边缘污染的现象。更优选球形二氧化钛具有0.6或更高的球化率。当使用球化率为0.6或更低的二氧化钛时,由于在二氧化钛和调色剂核颗粒之间的粘合力不足,可能污染PCR或感光鼓。
二氧化钛可以具有不同的形态,根据二氧化钛的形态,其例如具有如锐钛矿相、金红石相等的稳定相态,或者如板钛矿相等的半稳定相态,但是当二氧化钛适用于本发明时,优选金红石相。
此外,优选二氧化钛具有300~1000nm的平均粒度。当二氧化钛的平均粒度超过1000nm时,由于过度增加的粒度而导致对调色剂颗粒表面的粘合性能劣化。当二氧化钛的平均粒度小于30nm时,二氧化钛具有较差的控制电荷分布的能力,这使其难以确保所期望的在电荷分布中的均匀性。
通过使用这种形状的二氧化钛颗粒来将调色剂的电荷分布调整到狭窄的程度上,也即,调整反极性颗粒或充电不好的颗粒和过度充电颗粒的电荷量,即使当长时间打印调色剂时也可以不出现由荷电颗粒引起的例如背景污染和边缘污染等现象,并且也可以保持均匀的影像。
基于100重量份的调色剂核颗粒,优选具有上述有益效果的二氧化钛颗粒的含量为1.5~4重量份。这里,当二氧化钛颗粒的含量小于1.5重量份时,由于二氧化钛的含量低导致二氧化钛的加入效果不明显,反之,当二氧化钛颗粒的含量大于4重量份时,由于存在过量的二氧化钛而导致可能不是较差地包覆调色剂核颗粒,并且在某些情况下过量的二氧化钛造成光导感光鼓表面的损坏,例如擦痕,这导致次级污染。因此,优选将二氧化钛颗粒的含量调整到上述含量范围以防止这些负面影响。
与上文分开,在本发明中也优选用二氧化硅颗粒包覆调色剂核颗粒的表面。根据本发明该二氧化硅颗粒起到控制调色剂的粘合力的作用。也即,当提供其中用二氧化硅颗粒包覆调色剂核颗粒的调色剂时,该调色剂可以容易地从充电感光鼓上脱附并转印到影像接受纸或中介转印体上,并且由于减少了调色剂之间的粘合力而可以促进调色剂的流动性。
在这种情况下,优选二氧化硅具有5~20nm的粒度。从长远观点来看,具有5nm或者更小的非常小粒度的二氧化硅可以嵌入调色剂的表面里,而外添加剂可能从调色剂颗粒上剥离。因此,具有非常小粒度的二氧化硅可能使颗粒间的抗聚集能力变差,因此对调色剂的充电性能具有负面效果。并且,当二氧化硅的粒度大于20nm时,不能足够地包覆调色剂颗粒,并且也不能起到作为流动剂的作用,这导致调色剂颗粒流动性的降低。因此,在调色剂的实际使用中即使将调色剂保持在卡盒组件中调色剂可能被认为寿命短。因此,粒度范围为5~20nm的二氧化硅颗粒优选用在本发明的球化调色剂中。
基于100重量份的调色剂核颗粒,期望二氧化硅颗粒的含量在2~4重量份的范围内。当二氧化硅颗粒的含量小于2重量份时,二氧化硅没有适当地起到作为流动剂的功能,反之,当二氧化硅颗粒的含量大于4重量份时,可能出现例如熔化能力差等负效果。
如上所述,根据本发明的调色剂包括调色剂核颗粒和由有机粉末颗粒、球状二氧化钛(球化率为0.6或更高)和二氧化硅组成的外添加剂。根据本发明的调色剂具有10μm或更小的平均粒度,优选3~9μm的平均粒度。当调色剂的平均粒度小于3μm时,可能严重污染调色剂的非影像部分,反之当调色剂的平均粒度大于10μm时,可能劣化影像的分辨率并且打印回收率低。
对于根据本发明的调色剂,调色剂核颗粒可以包括粘合树脂和着色剂,并且进一步包括可以在添加剂不破坏如上所述调色剂核颗粒的性能的范围内作为调色剂核颗粒的其它添加剂添加的所有种类的添加剂。
粘合树脂包括丙烯酸酯聚合物,例如聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、或聚丙烯酸月桂酯;甲基丙烯酸酯聚合物,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、或聚甲基丙烯酸月桂酯;丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物;苯乙烯单体和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物;乙烯聚合物,例如聚醋酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯、聚丁酸乙烯酯、聚乙烯或聚丙烯及其共聚物;苯乙烯共聚物,例如苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯共聚物或苯乙烯/马来酸共聚物;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醚树脂;聚乙烯酮树脂;聚酯树脂;聚氨酯树脂;环氧树脂或硅树脂等,并且它们可以单独或者组合使用。优选使用聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、苯乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯/丙烯腈共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/马来酸共聚物。
可以使用炭黑、磁性粉末、染料或颜料作为着色剂,并且着色剂的代表性实例包括苯胺黑染料、苯胺蓝、Carcoil蓝、铬黄、群青、杜邦(DuPont)油红、亚甲基蓝氯化物、酞菁蓝、灯黑、玫瑰红、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红48:4、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红257、C.I.颜料红296、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄126、C.I.颜料黄127、C.I.颜料蓝9、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:1或C.I.颜料蓝15:3等。
另外,根据本发明的调色剂核颗粒可以进一步包括脱模剂和电荷控制剂。
通常可以使用低分子量的聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等作为脱模剂。另外,这里可能使用的电荷控制剂包括含有铬的偶氮金属络合物、水杨酸的金属络合物、含有铬的有机染料、或者季铵盐、苯乙烯丙烯酸树脂型电荷控制剂等。
如上所述,根据本发明的非磁性单组分彩色调色剂优选应用于由于近来增加的对彩色表达和高速的需求而已经不断增加使用的间接转印或者串联式高速彩色打印机。
已经详细描述了根据本发明的调色剂组合物及其生产方法。以下,将通过更具体的示例性实施方案更详细地描述本发明的调色剂组合物及其生产方法。但是,应当认为,本文提出的描述仅仅是出于解释说明目的的示例性实例,并非意图限制本发明的范围。更确切地,本发明的范围将由附加权利要求及其等同方案所限定。
实施例
1、调色剂的生产
如在下列表1和2中所列出的,通过改变球化率、有机粉末A、有机粉末B、二氧化硅和二氧化钛的条件来生产根据实施例和对比实施例的每一种调色剂。
1-1、品红调色剂核颗粒的生产
在亨舍尔(Henschel)混合机中将92重量份聚酯树脂(分子量:2.5×104)、5重量份喹吖啶酮红122、5重量份树脂型CCA和2重量份低分子量聚丙烯混合。在双螺杆熔融捏合机中在155℃将所得到的混合物熔融并捏合,并使用气流磨破碎机(jet mill pulverizer)研磨成精细颗粒,然后使用空气喷射式分级器(air jet classifier)进行分级来生产体积平均粒度为8.0μm的调色剂核颗粒。
1-2、球化彩色调色剂的生产
使用机械方法将这样生产的调色剂核颗粒进行球化处理。在这种情况下,根据每一个实施例和对比实施例将调色剂的球化率调整至不同程度,并且根据机械方法以转速8000rpm将调色剂颗粒进行球化处理不同的球化时间。结果表明,球化时间根据调色剂核颗粒的质量、最初球化率和所期望的球化率而变化,但是,作为使用在上述条件下制备的调色剂核颗粒的一个实例,将球化时间分别调整至4、8、12、18、30、40和60分钟,分别得到0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0的不断增加的球化率。
1-3、非磁性单组分彩色调色剂颗粒的生产
为了包覆在生产实施例中生产的调色剂核颗粒的表面,将100重量份的调色剂核颗粒注入混合仪(hybridizer)中,并以在下列表1和2中列出的含量加入PTFE、PMMA或PVDF粉末、用辛基硅烷修饰的二氧化硅粉末和金红石相二氧化钛,然后以5000rpm的转速搅拌5分钟来生产调色剂颗粒。
表1
球化率 | 球状有机粉末A球状有机粉末B | 二氧化硅 | 二氧化钛 | |
实施例1 | 0.7 | 100nm PMMA0.5重量份800nm PMMA1.0重量份 | 6nm二氧化硅2.0重量份 | 900nm二氧化钛3.0重量份 |
实施例2 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例3 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nmPMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例4 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例5 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例6 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例7 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例8 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例9 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nmPMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例10 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例11 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例12 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例13 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例14 | 0.6 | 60nmPMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例15 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例16 | 0.6 | 60nm PMMA0.8重量份800nm PMMA1.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例17 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例18 | 0.8 | 100nmPTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例19 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例20 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例21 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例22 | 0.8 | 100nmPTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例23 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例24 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例25 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nmPTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例26 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例27 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例28 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 6nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例29 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例30 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例31 | 0.8 | 100nm PTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例32 | 0.8 | 100nmPTFE0.5重量份900nm PTFE0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例33 | 0.6 | 70nmPMMA0.5重量份700nmPVDF1.8重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例34 | 0.6 | 70nmPMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例35 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例36 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例37 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例38 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例39 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例40 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例41 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例42 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例43 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nmPVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例44 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例45 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例46 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nmPVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例47 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例48 | 0.6 | 70nm PMMA0.5重量份700nm PVDF1.8重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例49 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例50 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例51 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例52 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例53 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例54 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例55 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例56 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例57 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例58 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例59 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例60 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例61 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例62 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
实施例63 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
实施例64 | 0.8 | 110nm PTFE0.9重量份900nm PVDF0.5重量份 | 16nm二氧化硅3.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
表2
球化率 | 球状有机粉末A球状有机粉末B | 二氧化硅 | 二氧化钛 | |
对比实施例1 | - | - | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例2 | 0.8 | - | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例3 | 0.8 | - | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例4 | 0.8 | - | 6nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例5 | 0.8 | - | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施6 | 0.8 | - | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例7 | 0.8 | - | 16nm二氧化硅2.5重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例8 | 0.7 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例9 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 200nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施10 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 100nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例11 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 100nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施12 | 0.8 | 30nmPMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 1200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例13 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 1200nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施例14 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例15 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例16 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅1.0重量份 | - |
对比实施例17 | 0.8 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 40nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例18 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例19 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例20 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例21 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 800nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例22 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例23 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例24 | 0.2 | 30nm PMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例25 | 0.2 | 30nmPMMA0.2重量份200nm PMMA0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例26 | 0.2 | 150nmPMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例27 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例28 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅3.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例29 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例30 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 50nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例31 | 0.2 | 150nmPMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅5.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例32 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 50nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例33 | 0.2 | 150nm PMMA0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 0.1μm PVDF0.5 |
对比实施例34 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例35 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nmPTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例36 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例37 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例38 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例39 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例40 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例41 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例42 | 0.7 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例43 | 0.4 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例44 | 0.4 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例45 | 0.4 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例46 | 0.4 | 300nm PVDF1.5重量份1500nm PTFE2.5重量份 | 50nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例47 | 0.4 | 300nm PVDF0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 50nm二氧化硅5.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例48 | 0.4 | 300nm PVDF0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 16nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例49 | 0.4 | 300nm PVDF0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 16nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例50 | 0.4 | 300nm PVDF0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 50nm二氧化硅2.0重量份 | 20nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例51 | 0.4 | 300nm PVDF0.2重量份1500nm PTFE0.2重量份 | 50nm二氧化硅5.0重量份 | 20nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例52 | 0.4 | 100nm PMMA1.5重量份800nmPTFE2.5重量份 | 16nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛0.1重量份 |
对比实施例53 | 0.4 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 16nm二氧化硅5.0重量份 | 500nm二氧化钛3.0重量份 |
对比实施例54 | 0.4 | 100nmPMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 50nm二氧化硅5.0重量份 | 140nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例55 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 16nm二氧化硅5.0重量份 | 250nm二氧化钛0.5重量份 |
对比实施例56 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例57 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例58 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例59 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅5.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例60 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 200nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施例61 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 100nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例62 | 1.0 | 100nmPMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 100nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施例63 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 22nm二氧化硅2.0重量份 | 1200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例64 | 1.0 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 22nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例65 | 0.9 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例66 | 0.9 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例67 | 0.9 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 500nm二氧化钛4.0重量份 |
对比实施例68 | 0.9 | 100nm PMMA1.5重量份800nm PTFE2.5重量份 | 7nm二氧化硅2.0重量份 | 800nm二氧化钛2.0重量份 |
对比实施例69 | 0.9 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例70 | 0.9 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 200nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施例71 | 0.9 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 100nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例72 | 0.9 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 100nm二氧化钛5.0重量份 |
对比实施例73 | 0.9 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 1200nm二氧化钛1.0重量份 |
对比实施例74 | 0.8 | 100nm PMMA1.0重量份800nm PTFE2.0重量份 | 50nm二氧化硅3.0重量份 | 500nm二氧化钛1.0重量份 |
性能分析
为了分析在实施例1~64和对比实施例1~74中制备的调色剂核颗粒的物理性能,如下进行测试。为此目的,在后面所述的打印条件下,使用在接触显影装置中提供的市售的非磁性单组分显影打印机(HP4600,惠普(Hewlett-Packard))通过将调色剂打印到最高至500张纸上来测量调色剂核颗粒的影像均匀性、影像密度、转印性能和长期稳定性。结果列在下面的表3中。
1)影像均匀性
通过从如在图1中所示固体面积影像中选择9个位置并测量在9个位置中的每一个的影像密度来测定影像均匀性。影像均匀性是长期保持影像的重要性能中的一个,因此它是在长时间打印中保持一致的均匀性所必需的。
使用麦克贝斯(Macbeth)密度计RD918来测量固体面积影像中的9个位置。根据下列级别区分测量结果。
A:影像的影像密度的差异为0.1或更小
B:影像的影像密度的差异为0.3或更小
C:影像的影像密度的差异为0.8或更小
D:影像的影像密度的差异为1.2或更小
以每个级别1000张获取影像样品,并且为影像密度测量了最高至5000张。
2)影像污染
基于主充电辊(PCR)污染测量影像污染。
A:几乎没有观察到PCR污染
B:轻微观察到PCR污染
C:大量观察到PCR污染
D:过多地大量观察到PCR污染
3)转印性能
对于5000个打印输出,在每500张纸中通过从消耗量中减去损耗计算静消耗量测量了完全转印到纸张上的调色剂的百分数。
A:80%或更高的转印性能
B:70~80%的转印性能
C:60~70%的转印性能
D:50~60%的转印性能
4)长期稳定性
通过打印最高至5000张纸来测定是否保持了影像密度(I.D.)和转印性能。
A:在5000个打印输出中1.4或更高的I.D.、75%或更高的转印性能
B:在5000个打印输出中1.3或更高的I.D.、70%或更高的转印性能
C:在5000个打印输出中1.2或更小的I.D.、60%或更高的转印性能
D:在5000个打印输出中1.0或更小的I.D.、40%或更高的转印性能
通过上述测试观察了样品在物理性能上的差异。结果列在下面的表3和4中。
表3
影像均匀性 | 影像污染 | 转印性能 | 长期稳定性 | |
实施例1 | A | A | A | A |
实施例2 | A | A | A | A |
实施例3 | A | A | A | A |
实施例4 | A | A | A | A |
实施例5 | A | A | A | A |
实施例6 | A | A | A | A |
实施例7 | A | A | A | A |
实施例8 | A | A | A | A |
实施例9 | A | A | A | A |
实施例10 | A | A | A | A |
实施例11 | A | A | A | A |
实施例12 | A | A | A | A |
实施例13 | A | A | A | A |
实施例14 | A | A | A | A |
实施例15 | B | A | A | A |
实施例16 | A | A | A | A |
实施例17 | A | A | A | A |
实施例18 | A | A | A | A |
实施例19 | A | A | A | A |
实施例20 | A | A | A | A |
实施例21 | A | A | A | A |
实施例22 | A | A | A | A |
实施例23 | A | A | A | A |
实施例24 | A | A | A | A |
实施例25 | A | A | A | A |
实施例26 | A | A | A | A |
实施例27 | A | A | A | A |
实施例28 | A | A | A | A |
实施例29 | A | A | A | A |
实施例30 | A | A | A | A |
实施例31 | A | A | A | A |
实施例32 | A | A | A | A |
实施例33 | A | A | A | A |
实施例34 | A | A | A | A |
实施例35 | A | A | A | A |
实施例36 | A | A | A | A |
实施例37 | A | A | A | A |
实施例38 | A | A | A | A |
实施例39 | A | A | A | A |
实施例40 | A | A | A | A |
实施例41 | A | A | A | A |
实施例42 | A | A | A | A |
实施例43 | A | A | A | A |
实施例44 | A | A | A | A |
实施例45 | A | A | A | A |
实施例46 | A | A | A | A |
实施例47 | A | A | A | A |
实施例48 | A | A | A | A |
实施例49 | A | A | A | A |
实施例50 | A | A | A | A |
实施例51 | A | A | A | A |
实施例52 | A | A | A | A |
实施例53 | A | A | A | A |
实施例54 | A | A | A | A |
实施例55 | A | A | A | A |
实施例56 | A | A | A | A |
实施例57 | A | A | A | A |
实施例58 | A | A | A | A |
实施例59 | A | A | A | A |
实施例60 | A | A | A | A |
实施例61 | A | A | A | A |
实施例62 | A | A | A | A |
实施例63 | A | A | A | A |
实施例64 | A | A | A | A |
表4
影像均匀性 | 影像污染 | 转印性能 | 长期稳定性 | |
对比实施例1 | D | D | D | D |
对比实施例2 | D | D | D | D |
对比实施例3 | D | D | D | D |
对比实施例4 | D | D | D | D |
对比实施例5 | D | D | D | D |
对比实施例6 | D | D | D | D |
对比实施例7 | D | D | D | D |
对比实施例8 | D | D | D | D |
对比实施例9 | D | D | D | D |
对比实施例10 | D | D | D | D |
对比实施例11 | D | D | D | D |
对比实施例12 | D | D | D | D |
对比实施例13 | D | D | D | D |
对比实施例14 | D | D | D | D |
对比实施例15 | D | D | D | D |
对比实施例16 | D | D | D | D |
对比实施例17 | D | D | D | D |
对比实施例18 | D | D | D | D |
对比实施例19 | D | D | D | D |
对比实施例20 | D | D | D | D |
对比实施例21 | D | D | D | D |
对比实施例22 | D | D | D | D |
对比实施例23 | D | D | D | D |
对比实施例24 | D | D | D | D |
对比实施例25 | D | D | D | D |
对比实施例26 | D | D | D | D |
对比实施例27 | D | D | D | D |
对比实施例28 | D | D | D | D |
对比实施例29 | D | D | D | D |
对比实施例30 | D | D | D | D |
对比实施例31 | D | D | D | D |
对比实施例32 | D | D | D | D |
对比实施例33 | D | D | D | D |
对比实施例34 | D | D | D | D |
对比实施例35 | D | D | D | D |
对比实施例36 | D | D | D | D |
对比实施例37 | D | D | D | D |
对比实施例38 | D | D | D | D |
对比实施例39 | D | D | D | D |
对比实施例40 | D | D | D | D |
对比实施例41 | D | D | D | D |
对比实施例42 | D | D | D | D |
对比实施例43 | D | D | D | D |
对比实施例44 | D | D | D | D |
对比实施例45 | D | D | D | D |
对比实施例46 | D | D | D | D |
对比实施例47 | D | D | D | D |
对比实施例48 | D | D | D | D |
对比实施例49 | D | D | D | D |
对比实施例50 | D | D | D | D |
对比实施例51 | D | D | D | D |
对比实施例52 | D | D | D | D |
对比实施例53 | D | D | D | D |
对比实施例54 | D | D | D | D |
对比实施例55 | D | D | D | D |
对比实施例56 | D | D | D | D |
对比实施例57 | D | D | D | D |
对比实施例58 | D | D | D | D |
对比实施例59 | D | D | D | D |
对比实施例60 | D | D | D | D |
对比实施例61 | D | D | D | D |
对比实施例62 | D | D | D | D |
对比实施例63 | D | D | D | D |
对比实施例64 | D | D | D | D |
对比实施例65 | D | D | D | D |
对比实施例66 | D | D | D | D |
对比实施例67 | D | D | D | D |
对比实施例68 | D | D | D | D |
对比实施例69 | D | D | D | D |
对比实施例70 | D | D | D | D |
对比实施例71 | D | D | D | D |
对比实施例72 | D | D | D | D |
对比实施例73 | D | D | D | D |
对比实施例74 | D | D | D | D |
如在表3和4中所列出的,其表明,与对比实施例1~174相比,其中在球化调色剂核颗粒中同时使用具有不同粒度的球形有机粉末、二氧化硅和二氧化钛的实施例1~64的调色剂在影像均匀性、影像密度、转印性能和长期稳定性方面都极好。
工业实用性
如上所述,根据本发明的调色剂可以使用外添加剂修饰调色剂核颗粒的表面并改善充电性能,该调色剂核颗粒能够保持高可充电性并保持电荷均匀性和尖锐程度的电荷分布。
Claims (11)
1.一种具有极好影像均匀性的调色剂,其包括
球化的调色剂核颗粒;和
包覆在该调色剂核颗粒表面上的外添加剂,其中该外添加剂包含有机粉末、二氧化硅和球化率为0.6或更高的球形二氧化钛粉末,所述球化率由下面公式1表示:
公式1
球化率=当为球形时圆周的周长/颗粒的周长,
其中根据公式1,所述球化的调色剂核颗粒具有0.5~0.8的球化率。
2.权利要求1所述的调色剂,其中球化处理通过选自由如下方法组成的组中的一种方法进行:通过将所述调色剂核颗粒与热气流一起喷雾而利用调色剂核颗粒的界面张力将调色剂核颗粒球化的方法和通过向调色剂核颗粒施加机械压力和摩擦力将调色剂核颗粒研磨成球形的方法。
3.权利要求1所述的调色剂,其中所述有机粉末包括体积平均粒度为600~1000nm的大颗粒和体积平均粒度为50~120nm的小颗粒。
4.权利要求3所述的调色剂,其中所述有机粉末选自由聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏氟乙烯(PVDF)组成的组中。
5.权利要求3所述的调色剂,其中基于100重量份的所述调色剂核颗粒,所述小颗粒和大颗粒的含量分别在0.4~1.0重量份和0.4~2.0重量份的范围内。
6.权利要求1所述的调色剂,其中所述球形二氧化钛粉末由金红石相二氧化钛组成。
7.权利要求6所述的调色剂,其中所述球形二氧化钛粉末具有300~1000nm的体积平均粒度。
8.权利要求6所述的调色剂,其中基于100重量份的所述调色剂核颗粒,所述球形二氧化钛粉末的含量在1.5~4重量份的范围内。
9.权利要求1所述的调色剂,其中所述二氧化硅颗粒具有5~20nm的体积平均粒度。
10.权利要求9所述的调色剂,其中基于100重量份的所述调色剂核颗粒,所述二氧化硅颗粒的含量在2~4重量份的范围内。
11.权利要求1~10中的任一项所述的调色剂,其中所述调色剂具有3~9μm的体积平均粒度。
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Legal Events
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20120111 Termination date: 20161206 |
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