CN101452232A - 调色剂、显影剂、调色剂盒、处理盒和成像装置 - Google Patents
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Abstract
一种调色剂、显影剂、调色剂盒、处理盒和成像装置,所述调色剂具有:40℃以上的定影前的峰值温度T1a;和比T1a低10℃~35℃的定影后的峰值温度T1b;T1a是使用定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;T1b是使用定影后的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;并且定影后的调色剂包含在由转印部件转印并定影在记录介质上的定影图像中,对定影图像进行折叠测试后形成的图像缺陷的最大宽度为0.30mm以下。
Description
技术领域
本发明涉及静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂、调色剂盒、处理盒和成像装置。
背景技术
通过静电图像使图像信息可视化的方法,例如电子照相法,一直为各个领域所采用。在电子照相法中,通过充电和曝光将静电图像形成在感光体上,并通过利用含有调色剂的显影剂显影、转印和定影,使静电图像可视化。
上述调色剂通常由含有粘合剂树脂、着色剂、防粘剂和电荷控制剂等的通过捏合粉碎法、悬浮聚合法、乳化凝集法或溶解悬浮法等方法形成颗粒的调色剂母粒和作为添加至调色剂母粒表面的诸如二氧化硅、氧化钛、氧化铝等无机金属氧化物颗粒以及有选择地添加的有助于感光体的清洁性能或抛光性能的无机/有机颗粒的助剂构成。此外,在黑白打印和全色打印中,可在无油定影设备中使用的调色剂均被广为使用,在所述无油定影设备中无需向作为定影部件的定影辊供油。
在前述电子照相法中会应用各种机械应力。因此,为了稳定地保持调色剂的功能,必须抑制防粘剂暴露于调色剂的表面,此外,必须加强调色剂本身的表面硬度和定影能力,由此提高机械强度,并保持足够的充电性。另外,为了满足高画质的需要,已经大幅减小了调色剂尺寸,以便在成像方法中实现高精度图像。
然而,单纯减小调色剂尺寸而不改变常规的粒径或形状分布,将导致尺寸微小或变形的调色剂颗粒,这可能会引起一些问题,例如调色剂污染载体或感光体、调色剂飞散,或者调色剂附着在定影辊而非记录介质上。因此很难同时实现高画质和高可靠性。因此,目前存在对具有减小尺寸并且粒度分布或形状分布更窄的颗粒的调色剂的需求。
为解决上述问题,已经提出了以乳化凝集法作为能够控制调色剂形状或表面结构的手段的生产调色剂的方法,以及其它生产调色剂的湿法,如悬浮聚合法、悬浮造粒法、悬浮乳化凝集法等(例如,参见日本专利申请特开(JP-A)63-282752和6-250439)。
湿法适用于生产粒度分布窄且粒径小的调色剂。特别是,通过凝集法和聚结法生产的调色剂显示出优异的表面结构可控性,因此具有改善的充电性和耐用性。
此外,还存在对下述技术的需求,即,通过所述技术可以使用较少的能量定影调色剂,其目的在于降低复印机或打印机的能耗,因而对可以以较低温度定影的电子照相用调色剂具有强烈的需求。
作为降低调色剂定影温度的方法,目前广泛采用的是降低调色剂用树脂的玻璃化转变温度(Tg)的技术。然而,如果玻璃化转变温度过低,则可能容易发生调色剂粉末凝集(粘连),或者丧失在定影图像上形成的调色剂的保存性。因此,在实际应用中,玻璃化转变温度必须最低为约50℃。
在此条件下,考虑到由于当前全球变暖所造成的外界温度的上升趋势以及正常使用时材料直接暴露于日光下这一情况,改善在60℃左右温度下的抗粘连性和图像的保存性的需求日益增加。
作为能够同时满足上述各种需求和低温定影性的方法,有一种使用结晶树脂作为调色剂用粘合剂树脂的技术。例如,使用调色剂用结晶树脂的方法已被公认是能够同时获得抗粘连性和低温定影性的方法(例如,参见日本专利公报(JP-B)56-13943)。此外,已经提出了通过将低熔解温度结晶树脂与非结晶树脂混和,以控制树脂的相容度,从而获得低温定影性的技术(例如,参见JP-A2004-206081和2004-50478)。
由于聚酯树脂具有优异的低温定影性和耐热保存性,因而已经有人尝试使用聚酯树脂来代替一直被广泛用作粘合剂树脂的苯乙烯树脂和丙烯酸树脂作为粘合剂树脂。然而,聚酯树脂存在一个问题,即,防粘剂(蜡)在聚酯树脂中的分散性很差,且混合物容易在粘合剂树脂和防粘剂之间的界面处粉末化,由此导致调色剂粉末特性或充电特性因防粘剂暴露于调色剂表面而变差。此外,即使在包括凝集和聚结法在内的湿法中也存在问题,即,因在加热实施聚结法时防粘剂容易暴露于调色剂表面或者容易从调色剂颗粒中分离出来而导致调色剂粉末特性或充电特性变差。
另一方面,作为改善聚酯树脂和蜡在调色剂中的分散性的方法,已经提出了通过规定粘合剂树脂和蜡的溶解度参数以及规定这些参数之差来改善分散性的方法(例如,参见JP-A 2000-352841、2000-35695、11-38677、2003-25558和2003-28024)。
湿法适用于生产粒度分布窄且粒径小的调色剂,由于通过湿法生产的调色剂具有如前所述的对于调色剂表面结构的优异可控性,因而湿法能够形成高精度的图像,并可改善充电性、耐用性、易清洁性等。
另外,作为利用前述结晶树脂的方法,还已经提出了通过组合使用结晶聚酯和非结晶聚酯,以控制由差示扫描量热法(DSC)获得的曲线,使其在第一升温步骤中,在50℃~100℃的范围内具有明显的吸热峰;在第二升温步骤中,具有面积小于或等于在第一升温步骤中形成的峰的面积的1/3的峰,从而可以防止排出的纸张之间发生粘连,而且无损于调色剂图像的低温定影性和透明性的技术(例如,参见JP-A2003-50478)。
然而,虽然在控制防粘剂暴露于调色剂表面从而保持调色剂在各种机械应力下的稳定性方面和在提高表面强度而无损定影性方面都能得到单独改善,但是难以同时实现调色剂本身的机械强度和充分的充电性或定影性。具体说来,仅靠单独改善各个要素,很难同时满足下述所有要求:同时实现低温定影性和防污损性,使调色剂的保存性、定影图像的保存性和调色剂充电性获得高度的可靠性,使粒度分布和形状分布更窄,粒径尺寸更小(适应改善图像品质的需求)。
发明内容
下面是解决上述问题的方法。
<1>一种调色剂,所述调色剂具有:
定影前的峰值温度Tla,所述T1a为40℃以上;和
定影后的峰值温度T1b,所述T1b比所述T1a低10℃~35℃;
所述Tla是使用定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;
所述T1b是使用定影后的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;和
所述定影后的调色剂包含在由转印部件转印并定影在记录介质上的定影图像中,对所述定影图像进行折叠测试后形成的图像缺陷的最大宽度为0.30mm以下。
根据此实施方式,可以获得具有满意的电荷保持性、抗成膜性(anti-filming property)、抗粘连性、并且具有良好低温定影性的调色剂。
<2>如<1>所述的调色剂,其中所述T1b比所述Tla低20℃~30℃。
根据此实施方式,可以获得具有满意的电荷保持性、抗成膜性、抗粘连性、并且具有更好的低温定影性的调色剂。
<3>如<1>所述的调色剂,其中所述T1b比T2a低1℃~25℃,所述T2a是使用所述定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第二升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度。
根据此实施方式,可以获得具有更佳图像保持性的调色剂。
<4>如<1>所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂含有结晶聚酯树脂。
根据此实施方式,可以获得具有良好的纸上定影性、充电性和熔解温度可控性的调色剂。
<5>如<4>所述的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂的醇成分是脂肪族二醇。
<6>如<5>所述的调色剂,其中所述脂肪族二醇具有7~14个碳原子。
<7>如<4>所述的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂的熔解温度为50℃~100℃。
根据此实施方式,可以获得具有良好保存性和低温定影性的调色剂。
<8>如<1>所述的调色剂,其中定影前的调色剂含有防粘剂。
<9>如<8>所述的调色剂,其中所述防粘剂的熔解温度为50℃~110℃。
<10>如<1>所述的调色剂,其中从外部向所述定影前的调色剂加入平均一次粒径为1nm~200nm的无机颗粒。
<11>如<1>所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂的体积平均粒径为3μm~8μm。
根据此实施方式,可以进一步改善图像的分辨率,防止定影时在使用粗糙纸作为记录介质时出现污损。
<12>如<1>所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂的平均圆形度为0.93~1.00。
根据此实施方式,可以降低足以形成浓度均匀的图像的调色剂量,并可抑制因来自定影单元的热量而导致的变形或定影。
<13>一种含有如<1>所述的定影前的调色剂的静电图像显影剂。
根据此实施方式,可以获得具有满意的电荷保持性、抗成膜性、抗粘连性、并且具有良好低温定影性的静电图像显影剂。
<14>一种至少含有如<1>所述的定影前的调色剂的调色剂盒。
根据此实施方式,可以便于供给具有满意的电荷保持性、抗成膜性、抗粘连性、并且具有良好低温定影性的调色剂,并且可以改善这些性质的保持性。
<15>一种处理盒,所述处理盒至少包括含有如<13>所述的静电图像显影剂的显影剂保持部件。
根据此实施方式,可以便于处理含有下述调色剂的静电图像显影剂,所述调色剂具有满意的电荷保持性、抗成膜性和抗粘连性,并且具有良好的低温定影性和图像保持性;并可改善显影剂与各种类型的成像装置的相容性。
<16>一种成像装置,所述成像装置包括:
图像保持部件;
显影单元,所述显影单元利用如<13>所述的静电图像显影剂使所述图像保持部件上形成的静电图像显影,从而形成调色剂图像;
转印单元,所述转印单元将所述图像保持部件上形成的调色剂图像转印到记录介质上;和
定影单元,所述定影单元用于定影转印在所述记录介质上的调色剂图像。
根据此实施方式,可以维持高品质图像的形成,并可防止因下述故障造成的定影单元使用寿命缩短:低温定影所导致的防粘性故障或卡纸,或者调色剂附着在定影单元上。
<17>如<16>所述的成像装置,其中所述定影单元在100℃~135℃的定影温度、0.5kg/cm2~1.5kg/cm2的定影压力以及10毫秒~30毫秒的定影时间下定影所述调色剂图像。
根据此实施方式,可以以更高的速度进行低温定影,同时保持图像品质,并可在信封等上进行打印时,避免由于低压下进行定影的能力而导致的诸如褶皱等问题。
附图说明
下面将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是本发明的成像装置的示例性实施方式的示意图;
图2是本发明的处理盒的示例性实施方式的示意图;和
图3是利用差示扫描量热法所测量的吸热/放热曲线的示例性实施方式的示意图。
具体实施方式
下面将参考示例性实施方式详细描述本发明。
<静电图像显影用调色剂>
静电图像显影用调色剂(下文简称为“调色剂”)是下述调色剂,所述调色剂具有大约40℃以上的定影前的峰值温度T1a,和比T1a低约10℃~约35℃的定影后的峰值温度T1b,其中,T1a是使用定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;T1b是使用定影后的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;并且定影后的调色剂包含在由转印部件转印并定影在记录介质上的定影图像中,对定影图像进行折叠测试后形成的图像缺陷的最大宽度为0.30mm以下。
在电子照相法中,为使调色剂即使在不同机械应力下也能稳定地保持其性质,需要提高调色剂的表面硬度。在此情况下,由于调色剂硬度取决于作为主要成分包含于调色剂中的粘合剂树脂的类型,因此通常通过提高粘合剂树脂的强度,即通过提高粘合剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)或熔解温度(Tm)来提高调色剂的硬度。另一方面,为了确保调色剂的低温定影性,必须使调色剂在定影时熔融到一定程度,通过降低粘合剂树脂的Tg或Tm能有效满足这一需要。因此,保持调色剂的性能和确保良好的低温定影性之间通常彼此存在矛盾。
在此,前述低温定影性是指通过将调色剂加热到不高于约135℃的温度进行定影。
当通过加热调色剂定影调色剂时,如果在定影处理(是一种加热处理)中引起了粘合剂树脂结构的变化,则与加热处理之前相比,加热处理后粘合剂树脂的Tg或Tm可发生变化。当定影后粘合剂树脂的Tg或Tm低于定影前粘合剂树脂的Tg或Tm时,定影后的粘合剂树脂(即调色剂)会表现出不同于定影前的粘合剂树脂的粘弹性。因此这被认为是一种有效的既可保持调色剂的性能、又可同时获得调色剂的低温定影性的方法。
作为前述调色剂的Tg或Tm的测量方法,可以有效地使用差示扫描量热法(DSC)测量。当使用目标调色剂作为测量样品进行DSC测量时,据认为在第一升温步骤中显示的热性质行为代表在通过定影单元等时未经历过高温的调色剂(定影前的调色剂)的热性质,因此它代表固化前粉末状普通调色剂的热性质。另一方面,定影后的调色剂的热性质行为可以通过下述方法获得,即,使用通过定影单元良好地定影在诸如纸等记录介质上的调色剂作为测量样品进行DSC测量。
如前所述,在本示例性实施方式中,调色剂必须具有大约40℃以上的定影前的峰值温度(T1a),其中T1是使用调色剂作为测量样品,在DSC测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度。
例如,当调色剂具有约30℃的上述峰值温度T1a时,可以有利地进行低温定影。然而,在约35℃下以连续方式长时间进行打印时,打印机中的显影剂的温度、感光体或中间转印部件的表面温度,或者由这些单元收集的调色剂的温度(通过气流设计或系统设计,这些温度通常应当调整在约40℃~约45℃的温度范围内)可能会达到50℃左右。在这些情况下,具有上述峰值温度的调色剂可能表现出较差的电荷保持性、抗成膜性或抗粘连性。因此,定影前的调色剂的峰值温度T1a必须为至少40℃。
定影前的调色剂的峰值温度T1a优选为约50℃以上,更优选为约55℃以上。
下面将描述“DSC测量中在第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内出现的吸热峰”。
如图3所示,当调色剂含有非结晶树脂或结晶树脂时,在差示扫描量热法曲线(DSC曲线)中会形成阶梯式吸热峰A或熔融峰B。本示例性实施方式中的吸热峰同时包括阶梯式吸热峰A和熔融峰B。
吸热峰A被定义为基线与吸热峰上升斜率之间的交点温度p,熔融峰B被定义为吸热峰的最高点q。这些定义也适用于下文所述的第二升温步骤中形成的吸热峰等。
然而,即使定影前的调色剂的峰值温度T1a最低约为40℃,在同时获得低温性质和其它特性方面也存在限制。本发明人发现,具有比定影前的峰值温度T1a低约10℃~约35℃的定影后的峰值温度T1b的调色剂,可以同时实现低温定影性、电荷保持性、抗成膜性和抗粘连性的进一步改善。
尽管详情还不清楚,但据推测调色剂的分子结构内的变形或互溶是由定影时定影元件所施加的热量或压力所导致,这对定影后调色剂的热特性行为产生了影响。因此可以假定,由于分子结构的分支、金属的交联、热塑性成分等的相互作用,导致了峰值温度T1b变得比峰值温度T1a低。为了获得良好的低温定影性,优选定影时能够迅速软化的调色剂,即,T1b与T1a相比大大降低。然而,从保持诸如充电性等调色剂的特性的角度来看,在某些情况下设计定影时峰值温度T1急剧变化的调色剂很不容易。
作为上述研究的结果,本发明人发现,调色剂不仅必须满足峰值温度T1a为约40℃以上,还必须满足峰值温度T1b比T1a低约10℃~约35℃。当T1a和T1b之差为约10℃以下时,可能无法获得充分的低温定影性。当T1a和T1b之差为约35℃以上时,则不能确保调色剂的特性,此外,设计这种调色剂是困难的,调色剂定影前的性能可能也无法得到保证。
另外还发现了,峰值温度T1b优选比T1a低约20℃~约30℃,更优选比T1a低约25℃~约30℃。
另外,在本示例性实施方式的调色剂中,优选T1b比峰值温度T2a(℃)低约1℃~约25℃,所述峰值温度T2a是使用前述定影前的调色剂作为测量样品,在DSC测量的第二升温步骤中获得的、在0℃~100C的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度。
在第二升温步骤中,调色剂一次完全熔融,从而消除最初存在于调色剂内部分子结构的变形,然后被冷却。由于此步骤也会促进重结晶、再交联,并可除掉挥发性成分,因此据推测在此步骤中获得的DSC曲线能够表示打印图像长时间储存后的热特性。
因此,为了同时获得前述良好的低温定影性和图像的长期保存性,在第二升温步骤中获得的峰值温度T2a优选高于定影后调色剂的峰值温度T1b。
当峰值温度T2a和T1b之差为约1℃以下时,当希望获得图像的长期保存性时,可能无法进行充分的低温定影。当上述差值为约25℃以上时,考虑到定影前普通调色剂的玻璃化转变温度等,定影后的图像可能会较粘。峰值温度T2a和T1b之差更优选在约5℃~约20℃的范围内。
本发明的本示例性实施方式中的上述差示扫描量热法测量以下述方式进行。
使用差示扫描量热计(商品名:DSC-60A,Shimadzu Corporation制造)进行测量。测量中,第一升温步骤如下进行:以10℃/分钟的速率将温度从室温升高到150℃。接下来,将温度在150℃保持5分钟,使用液氮以10℃/分钟的速率降低至0℃,然后在0℃保持5分钟。然后,如下进行第二升温步骤:以10℃/分钟的速率将温度再次从0℃升高到150℃。按照JIS(日本工业标准)K-7121:87分析第一升温步骤和第二升温步骤中获得的DSC曲线,获得峰值温度T1和T2。
在本发明的此示例性实施方式中,“定影后的调色剂”是指在能够充分进行定影且不发生污损的条件下,已经在诸如纸等记录介质上定影的调色剂。定影图像具体是指下述图像,所述图像具有良好的品质,不存在因防粘性较差而导致的图像缺陷,如下形成的图像缺陷的最大宽度为0.30mm以下(使用标度放大镜放大10倍观察):轻微向内折叠该图像,使用直径为76mm的辊以约150mm/s的速率在其上施加860g的重量并对其施压以产生褶皱,然后再次展开图像。
在此情况下,由于从形成于纸介质或高射投影仪(OHP)胶片之上的图像收集的调色剂未显示因来自介质的成分的加入而导致的精确的吸热行为,因此,本发明的本示例性实施方式使用从下述过程中所获得的调色剂作为前述DSC测量中的“定影后的调色剂”。
首先,将用于测量的调色剂均匀地喷洒在3cm×3cm的方形纸上(C2纸,富士施乐株式会社制造),其量为15g/m2。可以通过普通的显影和转印处理喷洒调色剂,也可以通过具有直径约为20μm的孔的筛网将调色剂轻轻地喷洒在介质上。利用热压型定影设备(定影条件可变)确定能够获得前述良好的定影性的定影条件。例如,当根据前述方法在图像折线处形成的图像缺陷的宽度为0.30mm以下时的温度为150℃以上,同时通过以5℃的量将定影温度从100℃改变至200℃进行定影,可确定定影温度为150℃。
接下来,将尺寸为5平方厘米、厚度为50μm(可以使用20μm~70μm的厚度,由于来自定影机的热量可能不足,因而不宜采用100μm以上的厚度)的PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)片材置于纸上(C2纸,富士施乐株式会社制造),并使用聚酰亚胺带固定该片材位于下述调色剂图像外侧的至少一条边。然后,以5g/m2的量将用于测量的调色剂均匀喷洒在3cm×3cm的方形片材上(可以通过普通的显影和转印处理喷洒调色剂,也可以通过具有直径约为20μm的孔的筛网将调色剂轻轻地喷洒在介质上),再将另一张PFA片材置于其上,以覆盖住调色剂图像(使用聚酰亚胺带固定位于调色剂图像外侧的至少一条边)。在所确定的定影条件下使所得物通过定影设备,然后只收集夹在PFA片材之间的调色剂成分,以制备测量样品。重复此采样过程,直到获得足够量的测量用调色剂。
将已制成样品的定影后的调色剂从通过定影设备后起24小时内用于DSC测量。
下面介绍本示例性实施方式中的调色剂的结构和特性,以及其生产方法。
-粘合剂树脂-
在本示例性实施方式中可以使用传统调色剂中所用的粘合剂树脂。其实例包括下述单体的聚合物或共聚物,或者二者的混合物:苯乙烯类化合物,如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯;具有乙烯基的酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸2-乙基己基酯;乙烯基腈如丙烯腈和甲基丙烯腈;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;以及聚烯烃,如乙烯、丙烯和丁二烯。
此外,还可以使用上述乙烯基聚合物与环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、非乙烯基缩合树脂等、或通过在这些树脂存在的条件下聚合乙烯基单体获得的接枝聚合物的混合物。
为进一步改善定影性,优选的是粘合剂树脂至少部分含有结晶树脂。结晶树脂不受特别限制,只要具有结晶性即可,其具体实例包括结晶聚酯树脂和结晶乙烯基树脂。从控制粘合剂树脂的熔解温度的角度考虑,优选的是结晶聚酯树脂。在结晶聚酯树脂中,特别优选的是具有适当熔解温度的脂肪族聚酯树脂。
在本发明中,“结晶聚酯树脂”是指在差示扫描量热法(DSC)中具有明显的吸热峰(熔融峰)而不是吸热量阶梯式改变的树脂。共聚至其主链上的其它成分(一种或多种)的量不超过50重量%的结晶聚酯树脂也可称为结晶聚酯树脂。
可很好地应用于本示例性实施方式中的结晶聚酯树脂和其它聚酯树脂由多价羧酸成分和多元醇成分合成。前述聚酯树脂可以商业购得或者适当合成。
多价羧酸成分的实例包括脂肪族二羧酸,如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸;芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸和中康酸等二元酸。此外,还可以提及它们的酸酐和它们的低级烷基酯,但是本发明不局限于这些化合物。
三价以上的羧酸的实例包括1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸,和它们的酸酐以及它们的低级烷基酯。它们可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
除了前述脂肪族二羧酸或芳香族二羧酸之外,多价羧酸成分还优选包括具有磺酸基的二羧酸成分。具有磺酸基的二羧酸具有改善诸如颜料等着色剂的分散性的效果。此外,存在磺酸基时,如下文所述,在生产颗粒的过程中,整个结晶聚酯树脂无需使用表面活性剂即可被乳化或悬浮在水中。
具有磺酸基的二羧酸的实例包括但不限于2-磺基对苯二甲酸钠、5-磺基间苯二甲酸钠和磺基丁二酸钠。还可以提及这些二羧酸的低级烷基酯和酸酐。具有磺酸基的二价以上的这些羧酸成分的含量,相对于构成聚酯的总羧酸成分为0mol%~20mol%,优选为0.5mol%~10mol%。当上述含量低于0.5mol%时,乳化颗粒的时间稳定性可能恶化;当上述含量高于10mol%时,聚酯树脂的可结晶性可能降低。另外,颗粒凝集后聚结的过程可能会受到负面影响,并且可能难以调节调色剂直径。
此外,除了前述脂肪族二羧酸或芳香族二羧酸外,还优选包含具有双键的二羧酸成分。在双键处具备自由基交联能力的具有双键的二羧酸可以用于防止定影时的热污损。这种二羧酸的实例包括但不限于马来酸、富马酸、3-己烯二酸、3-辛烯二酸、它们的低级酯和它们的酸酐。从成本效率方面考虑,其中优选富马酸和马来酸。
多元醇成分优选为脂肪族二醇,更优选的是主链碳原子数为7~20的直链脂肪族二醇。当脂肪族二醇是枝化的时,聚酯树脂的可结晶性可能会降低,其熔解温度也可能下降,抗调色剂粘连性、图像保存性或低温定影性可能恶化。当碳数少于7时,当与芳香族二羧酸缩聚时,熔解温度可能升高,且低温定影可能变得难以实现。另一方面,当碳数多于20时,可能难以以可实用水平获得这种材料。前述碳数更优选为7~14。
本示例性实施方式中适用于合成结晶聚酯的脂肪族二醇的具体实例包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,14-三十烷二醇。从便于获取的角度考虑,优选的是1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
三元以上的醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。这些化合物可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
多元醇成分优选以80mol%以上,更优选以90mol%以上的量包含前述脂肪族二醇成分。当脂肪族二醇成分的含量小于80mol%时,聚酯树脂的可结晶性可能降低。如果需要,为了调节酸值或羟基值,也可以使用诸如乙酸和苯甲酸等一价酸和诸如环己醇和苯甲醇等一元醇。
结晶聚酯树脂可以通过使酸成分与醇成分反应的传统的聚酯聚合法而制备,不受特别限制。所述方法的实例包括直接缩聚法和酯交换法,可以根据单体类型而选择。
结晶聚酯树脂的制备可以在180℃~230℃的聚合温度下进行,如果需要,可以通过将单体引入反应同时除掉缩合时产生的水或醇来抽空反应系统内部。当单体在反应温度下不溶或不混溶时,可以加入高沸点溶剂作为增溶剂。在蒸馏出增溶剂的同时进行缩聚反应。当共聚反应中存在相容性较差的单体时,相容性较差的单体可能会在与主要成分缩聚之前与将发生缩聚的酸或醇缩合。
在结晶聚酯树脂的制备中可用的催化剂的实例包括诸如钠和锂等碱金属的化合物;诸如镁和钙等碱土金属的化合物;诸如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗等金属的化合物;亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物和胺化合物。
其具体实例包括乙酸钠、碳酸钠、乙酸锂、碳酸锂、乙酸钙、硬脂酸钙、乙酸镁、乙酸锌、硬脂酸锌、环烷酸锌、氯化锌、乙酸锰、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、碳酸氧锆、乙酸氧锆、硬脂酸氧锆、辛酸氧锆、氧化锗、亚磷酸三苯酯、三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、乙基三苯基溴化磷鎓、三乙胺和三苯胺。
结晶乙烯基树脂的实例包括使用长链烷基或烯基的(甲基)丙烯酸酯的乙烯基树脂,如(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸油烯基酯和(甲基)丙烯酸二十二烷基酯。本说明书中术语“(甲基)丙烯基”是指“丙烯基”和“甲基丙烯基”。
本示例性实施方式中结晶树脂的熔解温度优选为约50℃~约100℃,更优选为约60℃~约80℃。当熔解温度为约50℃以下时,调色剂或者定影后的调色剂图像的保存性可能存在问题;当熔解温度为约100℃以上时,与传统调色剂相比,可能无法充分进行低温定影。
当本示例性实施方式中的调色剂包含结晶树脂时,调色剂中结晶树脂的熔解温度可以作为前述DSC测量的第一升温步骤中的熔融峰而观测。
下面详细描述非结晶树脂。本示例性实施方式中使用的非结晶聚酯树脂主要通过缩聚多价羧酸和多元醇而获得。
当非结晶聚酯树脂被用在乳化-凝集法中时,通过调整树脂的酸值或者通过在乳化-分散过程中使用离子表面活性剂可以容易地制备树脂颗粒分散液。
非结晶聚酯树脂中的多价羧酸的实例包括芳香族羧酸,如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酸酐、苯偏三酸酐、苯均四酸和萘二羧酸;脂肪族羧酸,如马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯基琥珀酸酐和己二酸;和脂环族羧酸,如环己烷二羧酸。这些多价羧酸可以单独使用,也可以两种以上组合使用。在这些多价羧酸中,优选使用芳香族羧酸,还优选使用三价以上的羧酸(例如苯偏三酸或其酸酐)和二羧酸以形成交联结构或枝化结构,由此可确保良好的定影性。
非结晶聚酯树脂中的多元醇的实例包括脂肪族二醇,如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇和甘油;脂环族二醇,如环己烷二醇、环己烷二甲醇和氢化双酚A;和芳香族二醇,如双酚A的氧化乙烯加合物和双酚A的氧化丙烯加合物。这些多元醇可以单独使用或者两种以上组合使用。在这些多元醇中,优选芳香族二醇和脂环族二醇,更优选芳香族二醇。为了确保更好的定影性,可以使用三价以上的多元醇(例如甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇)和二元醇以形成交联结构或枝化结构。
为了调整聚酯树脂的酸值,可以向通过缩聚多价羧酸和多元醇获得的聚酯树脂中加入单羧酸和/或一元醇,从而在聚合结束时酯化羟基和/或羧基。单羧酸的实例包括乙酸、乙酸酐、苯甲酸、三氯乙酸、三氟乙酸和丙酸酐;一元醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、辛醇、2-乙基己醇、三氟乙醇、三氯乙醇、六氟异丙醇和苯酚。
非结晶聚酯树脂可以根据常规方法,通过多元醇和多价羧酸的缩合反应而制备。例如,可以通过下述方法制备非结晶聚酯树脂:将多元醇、多价羧酸和必要时的催化剂放入反应容器中,所述反应容器配有温度计、搅拌器和水滴流式冷凝器,在惰性气体(例如氮气)的存在下将容器加热至150℃~250℃,并以连续方式除掉反应系统中作为副产物生成的低分子化合物。当酸值达到预定值时停止反应,冷却所得物以获得反应产物。
合成非结晶聚酯树脂中使用的催化剂的实例包括有机金属酯化催化剂,如二月桂酸二丁基锡和二丁基锡氧化物;和金属醇盐,如钛酸四丁酯。催化剂的加入量优选相对于原材料总量为0.01重量%~1.00重量%。
本示例性实施方式中的非结晶聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000~1,000,000,更优选为7,000~500,000。基于通过凝胶渗透色谱法(GPC)测得的四氢呋喃(THF)可溶物的分子量,数均分子量(Mn)优选为2,000~10,000,分子量分布(Mw/Mn)优选为1.5~100,更优选为2~60。
当重均分子量和/或数均分子量低于前述范围时,虽然在低温定影性方面是有效的,但是抗热污损性可能恶化,或者会因调色剂玻璃化转变温度变低而影响调色剂的保存性。另一方面,当重均分子量和/或数均分子量高于前述范围时,虽然可以提供足够水平的抗热污损性,但是低温定影性可能恶化,图像的保存性可能会因调色剂中结晶聚酯相阻碍渗出而受到影响。因此,通过满足上述条件,可以容易地同时获得低温定影性、抗热污损性和文件的保存性。
上述树脂的分子量通过使用GPC·HLC-8120(Tosoh Corporation制造)和column·TSK gel super HM-M(15cm)(Tosoh Corporation制造),并且使用由单分散聚苯乙烯标准样品制得的分子量校准曲线,利用THF溶剂测量THF可溶物的分子量而算得。
聚酯树脂的酸值(中和1g树脂所需的KOH量(mg))优选为1mgKOH/g~30mg KOH/g,其原因在于,易于获得前述分子量分布,易于维持乳化分散法中调色剂颗粒的粒化性,还易于使所获调色剂保持良好的环境稳定性(温度或湿度变化下的充电稳定性)。可以通过控制聚酯末端的羧基来调整聚酯树脂的酸值,也就是调整原材料中多价羧酸和多元醇的混合比和反应率。作为一种可选方法,可以通过利用苯偏三酸酐作为多价羧酸成分获得主链具有羧基的聚酯树脂。
-着色剂-
本示例性实施方式中使用的着色剂不受特别限制,可以使用任何已知的着色剂。
着色剂的实例包括碳黑,如炉黑、槽法炭黑、乙炔黑和热炭黑;无机颜料,如孟加拉红(bengal)、铁蓝和氧化钛;偶氮颜料,如坚牢黄、双偶氮黄、吡唑啉酮红、螯合红(chelate red)、亮洋红和Para Brown;酞菁颜料,如铜酞菁和非金属酞菁;缩合多环颜料,如阴丹士林黄、二溴蒽酮橙、苝红、喹吖啶酮红和二噁嗪紫;等等。
更具体地,还可以提及铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴尔干橙(balkan orange)、Watch Young Red、永固红、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、Calco Oil Blue、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、酞菁绿、孔雀绿草酸盐、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红238、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:3等。这些化合物可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
在本示例性实施方式的调色剂中,着色剂相对于100重量份粘合剂树脂的含量优选为1重量份~30重量份,如果需要,可以使用表面改性着色剂或颜料分散剂。通过适当选择着色剂,可以获得黄色、洋红、青色、黑色等的调色剂。
-其它成分-
本示例性实施方式中的调色剂可以含有防粘剂。
防粘剂不受特别限制,可以选自任何已知的防粘剂。
防粘剂的实例包括但不限于天然蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成蜡或矿物/石油类蜡,如低分子量的聚丙烯、低分子量的聚乙烯、沙索蜡(Sasol Wax)、微晶蜡、费托合成蜡、石蜡和褐煤蜡;酯蜡,如脂肪酸蜡和褐煤酸蜡;等等。这些防粘剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
从保存性的角度考虑,防粘剂的熔解温度优选为约50℃以上,更优选为约60℃以上。从抗污损性的角度考虑,优选为约110℃以下,更优选为约100℃以下。
调色剂中防粘剂相对于100重量份粘合剂树脂的含量优选为1重量份~30重量份,更优选为2重量份~20重量份。当防粘剂含量小于1重量份时,加入防粘剂的效果将不会表现出来。另一方面,当防粘剂的含量大于30重量份时,充电性可能受到不良影响,此外还可能导致载体的污染,因为机械强度较差的调色剂容易被显影设备施加的应力破坏。另外,在将这样的调色剂用作彩色调色剂时,调色剂区域可能易于留在定影图像上,从而影响OHP膜的透明性。
如果需要,本示例性实施方式中的调色剂还可以包括内部添加剂、电荷控制剂、无机粉末(无机颗粒)、有机粉末(有机颗粒)等。
内部添加剂的实例包括磁性材料,包括诸如铁酸盐、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰等金属、合金和含有这些金属的化合物。
电荷控制剂的实例包括季铵盐化合物、苯胺黑化合物、由铝、铁或铬络合物构成的染料、三苯甲烷颜料、含有氨基的聚合物化合物,以及含氟聚合物化合物。
无机粉末的添加目的主要在于控制调色剂的粘度,其实例包括二氧化硅、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙和氧化铈等所有种类的无机颗粒,它们通常从外部添加到调色剂表面。
此外,出于改善粉末流动性或调色剂充电性的目的,还可以从外部向本示例性实施方式中的调色剂表面加入无机颗粒或有机颗粒。
无机颗粒的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、偏钛酸盐、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、硅砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氯化铈、孟加拉红、氧化铬、氧化铈、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、碳化硅和氮化硅的颗粒。其中优选二氧化硅、氧化钛和氧化铝的颗粒,特别优选进行过疏水处理的那些颗粒。
无机颗粒主要用于改善调色剂流动性。无机颗粒的平均一次粒径优选为约1nm~约200nm,其相对100重量份调色剂的量优选为0.01重量份~20重量份。其中,还可以有利地使用平均一次粒径为约50nm~约200nm的无机颗粒,以改善调色剂在清洁或转印方面的适应性。
有机颗粒通常用于改善调色剂在清洁或转印方面的适应性。其具体实例包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯的颗粒。
(生产调色剂的方法)
作为生产前述本示例性实施方式中的调色剂的方法,优选为在酸性或碱性水性介质中生产调色剂母粒的湿法。此类方法的实例包括但不限于捏合粉碎法、凝集聚结法、悬浮聚合法、溶解聚合法、溶解悬浮粒化法、溶解悬浮法、溶解乳化凝集法。其中,优选通过凝集聚结法生产调色剂。
在凝集聚结法中,凝集系统中离子平衡的破坏可以得到抑制,并可便于调整凝集速度。在悬浮聚合法中,可以抑制聚合阻碍的发生,尤其便于调整粒径。在溶解悬浮粒化法或溶解乳化凝集法中,可以促进粒化或乳化步骤颗粒的稳定化。
在凝集聚结法中,调色剂母粒可以例如通过生产凝集颗粒的分散液的步骤和进行凝集与聚结的步骤而制备,所述生产凝集颗粒的分散液的步骤包括:混和含有至少一种粘合剂树脂颗粒的分散液、含有防粘剂的分散液和含有着色剂的分散液;向该混合物中加入包含聚氯化铝或聚硫酸铝的至少一种金属盐聚合物等;在酸性液态下形成凝集颗粒;在调节至室温~50℃的范围内的温度下生长凝集颗粒,所述进行凝集与聚结的步骤包括:向含有凝集颗粒的分散液中加入含有至少一种粘合剂树脂的分散液并混和;向凝集颗粒表面上附着壳层;通过控制含有凝集颗粒的分散液的pH使其在中性和碱性范围内,由此停止凝集颗粒的生长;加热使凝集颗粒聚结。
在上述生产凝集颗粒分散液的步骤中,至少一种金属盐聚合物优选为季铝盐的聚合物、季铝盐的聚合物和叔季铝盐的聚合物的混合物,或者叔铝盐的化合物。所述聚合物的具体实例包括诸如硝酸钙等无机金属盐或诸如聚氯化铝和硫酸铝等无机金属盐的聚合物。在本示例性实施方式中,金属盐的聚合物优选为聚氯化铝或硫酸铝。
上述金属盐的聚合物等优选加入到凝集颗粒的分散液中使得其含量在0.11重量%~1.25重量%的范围内。如果需要,可以通过在停止凝集的步骤中加入螯合剂等来调整调色剂中所含的铝聚合物等的残留量。
在上述生产凝集颗粒的分散液的过程中,当其中含有着色剂或防粘剂时,需预先制备至少一种树脂分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液。
当使用结晶或非结晶聚酯树脂作为粘合剂树脂时,其分散液通过已知的相变乳化技术或通过对已加热至不低于树脂熔解温度的温度的分散液施加机械剪切力的方法进行乳化。在此步骤中,可以通过调节树脂的酸值、加入离子表面活性剂或通过中和胺来进行自中和而使乳液稳定化。
当使用诸如苯乙烯或丙烯酸树脂等可进行乳液聚合的树脂时,乳液可以通过利用离子表面活性剂将由乳液聚合等制备的树脂颗粒分散在溶剂中来制备。
上述树脂分散液优选在将平均一次粒径为50nm~300nm的树脂颗粒分散的状态下,在pH为12~13、温度为90℃~100℃、更优选温度为95℃以上的条件下处理6~8小时。此外,当将非结晶聚酯树脂溶解在溶剂中以制备乳液以将树脂形成核时,优选将熔解温度比该非结晶聚酯树脂低的蜡或结晶树脂也一起溶解在所述溶剂中。通过采取这些步骤,据推测树脂中的分子结构被软化,易于促进分子结构的枝化、金属交联或使热塑性成分等相互作用,由此实现本示例性实施方式中的树脂的各种功能和效果。
上述着色剂分散液优选通过利用离子表面活性剂分散所需颜色(如蓝色、红色和黄色)的着色剂的颗粒来制备,其中所述离子表面活性剂具有与制备树脂分散液中所用的离子表面活性剂相反的极性。
上述防粘剂分散液通过以下方法制备:将防粘剂与离子表面活性剂或诸如高分子酸和高分子碱等高分子电解质一起加入水中并进行分散;将该分散液加热到不低于该防粘剂熔解温度的温度;使用可施加强剪切力的机器,例如均化器或压力排出型分散机进行造粒。
然后,制备至少一种上述树脂分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液的混合物,并向其中加入包括聚氯化铝或硫酸铝的金属盐的至少一种聚合物或化合物。然后将分散液(一种或多种)的混合物的pH调整为酸性(优选在pH2.5~pH5的范围内),并进行搅拌,以形成凝集颗粒。然后,使凝集颗粒生长,以提供具有与所需调色剂(核凝集颗粒)直径大致相等的直径的凝集颗粒分散液。在凝集颗粒的形成过程中,分散液(一种或多种)的混合物的温度最好低于通过差示扫描量热法测得的调色剂的吸热峰温度Tla(优选为室温~50℃)。
在上述附着步骤中,将至少一种树脂颗粒的树脂分散液加入上述凝集颗粒的分散液中,并使树脂颗粒附着在凝集颗粒(核凝集颗粒)的表面上,以形成具有所需厚度的表面层(壳层),由此获得具有核/壳结构的凝集颗粒(核/壳凝集颗粒)。
从便于将调色剂的直径和粒度分布调整到理想值的角度考虑,上述制备凝集颗粒分散液的方法中所使用的树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒的粒径优选小于或等于1μm,更优选在20nm~300nm的范围内。
在制备凝集颗粒分散液的过程中,树脂颗粒分散液或着色剂颗粒分散液中含有的具有不同极性的离子表面活性剂(分散剂)的量预先可以是不平衡的。例如,可以使用诸如硫酸钙等无机金属盐或者诸如聚氯化铝等无机金属盐的聚合物来离子中和分散液,然后加热至不高于树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度,以形成核凝集颗粒。
制备凝集颗粒的分散液的过程或附着过程可以分成几批多次执行。
在前述聚结步骤中,如果需要,可以通过将附着步骤中获得的凝集颗粒的分散液(核/壳凝集颗粒的分散液)的pH调整为中性至碱性(优选在pH7~pH8.5的范围内),和通过加入螯合剂来控制调色剂中残留的铝聚合物或化合物的量来停止凝集颗粒的生长。进而,将分散液加热至不低于所获核/壳凝集颗粒中包含的粘合剂树脂的玻璃化转变温度的温度(如果使用了两种以上树脂,则加热至不低于最高的玻璃化转变温度的温度),或者加热至不低于所述粘合剂树脂的熔解温度的温度,由此使凝集颗粒聚结。随后将凝集颗粒冷却至优选不高于40℃的温度,以获得调色剂母粒。
通过洗涤、固液分离和干燥等其它步骤,获得所需的调色剂母粒。在洗涤步骤中,从充电性的角度考虑,优选使用离子交换水进行充分的置换洗涤。从生产性的角度考虑,固液分离优选通过抽滤、加压过滤等进行,虽然可用方法不限于此。从生产性的角度考虑,干燥步骤优选通过冷冻干燥、闪喷干燥、流化干燥、振动型流化干燥等进行,虽然可用方法不限于此。
特别是,除了上述干燥步骤外,通过进行柜式干燥以稳定颗粒组成成分的分子结构(优选在45℃~48℃的温度下干燥20~24小时),可以更好地获得本示例性实施方式中的调色剂的功能和效果。
在上述步骤后,可以通过将外部添加剂与调色剂母粒混和,并利用亨舍尔混合机或V型搅拌机等进行搅拌,向调色剂母粒添加外部添加剂。
可用作外部添加剂的无机氧化物颗粒的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、偏钛氧化物(meta titanium oxide)、钛酸钡、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、硅砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氯化铈、孟加拉红、氧化铬、氧化铈、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、碳化硅和氮化硅的颗粒,这些材料在常规定影过程中的温度下不易熔融或软化。其中优选二氧化硅和氧化钛的颗粒,并特别优选进行过疏水处理的颗粒。
无机氧化物颗粒的平均一次粒径优选在5nm~300nm的范围内,更优选至少一种平均一次粒径小于或等于30nm的小外部添加剂与至少一种平均一次粒径为100nm~300nm的大外部添加剂的组合。小外部添加剂起到改善调色剂流动性的作用,大外部添加剂因其隔离物作用而可以起到抑制调色剂外部添加剂包埋在显影剂中或者包埋在清洁和收集的位置的作用。由此可以抑制调色剂流动性恶化,改善调色剂的转印性能。
相对于100重量份调色剂,平均一次粒径小于或等于30nm的小外部添加剂的量优选为0.5重量份~5重量份;相对于100重量份调色剂,平均一次粒径为100nm~300nm的大外部添加剂的量优选为0.5重量份~5重量份。当小外部添加剂或大外部添加剂的量小于0.5重量份时,前述效果可能会不足;当小外部添加剂或大外部添加剂的量大于5重量份时,在充电性或对于感光体或其它部件的成膜性方面可能会出现缺陷。
下面将介绍本示例性实施方式中的调色剂的特性。
本示例性实施方式中的调色剂优选体积平均粒径为约3μm~约8μm,更优选约3.5μm~约6μm。当体积平均粒径位于上述范围内时,可以获得良好的图像分辨率,并在使用粗糙纸作为记录介质时可以防止定影时污损的发生。
体积平均粒度分布指数(GSDv)优选为1.15~1.30,更优选为1.15~1.25。
上述体积平均粒径可以按照下述方法计算。
体积平均粒径被确定为D50v,它是在累积分布中从较小的一侧累积量50%处的体积平均粒径,所述累积分布基于由利用Coulter Multisizer II(Beckman Coulter,Inc.制造)测量的粒度分布获得的各个粒径范围(区段)。以类似方式,可以确定从较小一侧累积16%处的体积平均粒径D16v,和从较小一侧累积84%处的体积平均粒径D84v,并且将GSDv确定为(D84v/D16v)1/2的值。
本示例性实施方式中的调色剂的平均圆形度优选为约0.93~1.00,圆形度小于0.85的颗粒的量优选小于或等于3数量%。当这些指数满足上述范围时,可以获得圆形和形状分布窄的调色剂。因此可以减少用于形成同样浓度的图像的调色剂量,这在定影和变形,或者因来自定影单元的热而定影的方面是有效的。此外,即使将所述调色剂用于低温定影,其表面不规则的调色剂颗粒的比例也很低。因此,可以抑制调色剂部分熔融而附着在定影辊而非纸等记录介质上等的问题。
上述圆形度可以被确定为(等价圆的周长)/(周长)的值,即,(与颗粒图像具有相等投影面积的圆的周长)/(颗粒投影图像的周长)的值。待测调色剂通过吸入收集,并形成形状非常扁平的流体。通过对所述流体应用闪光灯拍摄颗粒的静止图像,并使用流式颗粒图像分析仪(例如,FPIA-2100,Sysmex Corporation制造)分析所得图像。
以绝对值计,本示例性实施方式中的调色剂的电荷量优选为20μC/g~65μC/g,更优选为25μC/g~55μC/g。当调色剂的电荷量小于20μC/g时,可能会导致弄污背景(雾化);当调色剂的电荷量大于65μC/g时,图像浓度可能容易降低。
<静电图像显影剂>
下面将其参考示例性实施方式介绍本发明的静电图像显影剂。
本示例性实施方式的静电图像显影剂可以是利用前述示例性实施方式的调色剂的单成分显影剂,也可以是利用调色剂和载体的双成分显影剂。
用于上述双成分显影剂的载体不受特别限制,可以选自任何已知的载体。例如,可以提及在核表面上具有树脂涂层的树脂涂覆载体。也可以使用将导电材料等分散在基体树脂中的树脂分散载体。
可用于涂覆载体的树脂或载体的基体树脂的实例包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、含有有机硅氧烷键的直链硅树脂及其改性产物;碳氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂、环氧树脂等。
导电材料的实例包括但不限于诸如金、银和铜等金属;和氧化钛、氧化锌、硫酸钡、硼酸铝、酞酸钾、氧化锡和炭黑等。
载体的核材料的实例包括磁性金属,如铁、镍和钴;磁性氧化物,如铁酸盐和磁铁矿;和玻璃珠等。当采用磁刷法时,载体优选磁性材料。
载体的体积平均粒径优选在10μm~500μm的范围内,更优选在30μm~100μm的范围内。
可以通过涂布含有溶解在适当溶剂中的前述树脂和必要时的添加剂的溶液来用树脂涂覆载体的核材料。溶剂不受特别限制,可以根据所使用的树脂类型或其涂覆特性来适当选择。
用树脂涂覆的方法的具体实例包括将载体的核材料浸入用于形成涂层的溶液中的浸涂法;将用于形成涂层的溶液喷洒在载体的核材料表面上的喷涂法;将用于形成涂层的溶液喷洒在悬浮于空气流中的载体的核材料表面上的流化床法;和在捏合涂布机中混合载体的核材料和用于形成涂层的溶液,然后从中除去溶剂的捏合涂布机法。
在上述双成分显影剂中,本示例性实施方式中的调色剂的重量与载体的重量的比(调色剂:载体)优选在1:100~30:100的范围内,更优选在3:100~20:100的范围内。
<成像装置>
下面介绍利用前述调色剂的本发明的示例性实施方式的成像装置。
本示例性实施方式中的成像装置包括图像保持部件、使用显影剂将形成于图像保持部件表面上的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影单元、将形成于图像保持部件上的调色剂图像转印到记录介质上的转印单元和定影转印到记录介质上的调色剂图像的定影单元,其中使用根据本发明的静电图像显影剂作为显影剂。
在成像装置中,例如含有显影单元的部分可以具有能可拆卸地安装在成像装置主体上的盒结构(处理盒)。处理盒至少包括显影剂保持单元,优选使用含有静电图像显影剂的处理盒。
下面是本发明的成像装置的实例。但是不应将该实例理解成是对本发明的限制。下文将给出对图中示出的主要部分的说明,但是其它部分的说明则被省略。
图1是显示4-串联方式中的全色成像装置的结构示意图。图1所示的成像装置设有第一至第四电子照相成像单元10Y、10M、10C和10K,它们根据色分离的图像数据输出黄色(Y)、洋红(M)、青色(C)和黑色(K)的各色图像。这些成像单元(下文简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K以预定间隔水平排列。单元10Y、10M、10C和10K可以是能可拆卸地安装在成像装置主体上的处理盒。
(在图中)单元10Y、10M、10C和10K的上方布置了作为通过各个单元的中间转印部件的中间转印带20。中间转印带20由驱动辊22和支撑辊24带动,它们与中间传送带20的内表面接触,辊22和24以一定距离布置。中间转印带20以从第一单元10Y到第四单元10K的方向运转。使用弹簧等(图中未示出)使支撑辊24向远离驱动辊22的方向偏离,以便为绕着这两个辊运行的中间转印带20提供预定张力。在中间转印带20的图像保持侧提供中间转印部件清洁单元30,并使中间转印部件清洁单元30面向驱动辊22。
可以将调色剂盒8Y、8M、8C和8K中容有的四色(黄、洋红、青和黑)的调色剂分别供给至单元10Y、10M、10C和10K中的显影单元(显影设备)4Y、4M、4C和4K。
由于第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相似的结构,因此下面仅对作为代表单元的第一单元10Y做出说明,该单元形成黄色图像,并布置于中间转印带运转方向的上游。在第二至第四单元中,与第一单元10Y中等同的部件分别标有以字母M(洋红)、C(青)和K(黑),来代替Y(黄)的参照符号,且将省略对第二至第四单元10M、10C和10K的说明。
第一单元10Y具有起图像保持部件作用的感光体1Y。感光体1Y周围依次设有下述部件:充电辊2Y,它可将感光体1Y表面充电到预定电势;曝光单元3,它可根据色分离图像信号将充电表面曝光于激光3Y,以形成静电图像;显影单元4Y,它可以通过向静电图像提供带电的调色剂而使静电图像显影;初级转印辊5Y(初级转印单元),它将显影后的调色剂图像转印到中间转印带20上;和感光体清洁单元6Y,它可以除掉初次转印后残留在感光体1Y表面上的调色剂。
初级转印辊5Y布置于中间转印带20的内侧,并且处在与感光体1Y相对的位置上。初级转印辊5Y、5M、5C和5K分别与施加初级转印偏压的偏压电源(未示出)相连。偏压电源由控制部分(未示出)控制,使得可以改变施加在相应初级转印辊上的转印偏压。
下面描述在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。操作前,使用充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至具有约-600V~约-800V的电压。
感光体1Y通过在导电基质上提供感光层而形成。该感光层通常是高度电绝缘的(具有与普通类型的树脂大致相同水平的绝缘性),但是具有下述性质,即,当用激光束3Y进行照射后,经激光束照射的部分的电阻率发生改变。根据控制部分(未示出)发出的黄色的图像数据,激光束3Y从曝光设备3照射到带电的感光体1Y的表面上。感光体1Y的表面上的感光层受到激光束3Y的照射,由此在感光体1Y的表面上以黄色印刷图案形成静电图像。
静电图像是通过带电在感光体1Y表面上形成的图像,是所谓的负潜像。静电图像通过降低经激光束3Y照射的部位的电阻率,使得感光体1Y表面的电荷发生移动,而电荷残留在未经激光束3Y照射的部位而形成。
感光体1Y上如此形成的静电图像根据感光体1Y的旋转被输送到预定显影位置。在此显影位置,利用显影单元4Y使感光体1Y上的静电图像转化为可见图像(显影图像)。
在显影单元4Y中,例如,可以容纳体积平均粒径为7μm的、至少包含黄色着色剂、结晶树脂和非结晶树脂的黄色调色剂。在显影设备4Y中搅拌黄色调色剂以通过摩擦的方式使其带电,并保留在带有与感光体1Y上的电荷相同极性(负极性)的电荷的显影辊(显影剂保持部件)上。感光体1Y的表面通过显影单元4Y后,黄色调色剂静电附着在感光体1Y的表面上的电中和的潜像部分上,由此用黄色调色剂显影潜像。以预定速率继续旋转其上形成了黄色调色剂图像的感光体1Y,将感光体1Y上已显影的调色剂图像传送到预定的初次转印位置。
当将感光体1Y上的黄色调色剂图像传送至初次转印位置时,对初级转印辊5Y施加预定的初级转印偏压,使从感光体1Y指向初级转印辊5Y的静电力作用于调色剂图像,从而将调色剂图像转印到中间转印带20上。此时施加的转印偏压的极性为(+),与调色剂的极性(-)相反。例如,可以通过第一单元10Y中的控制部分(未示出)将转印偏压调整为约+10μA。
另一方面,使用清洁单元6Y除掉并收集感光体1Y上残留的调色剂。
以与第一单元相似的方式,也可以控制分别施加于第二单元10M、第三单元10C和第四单元10K的各初级转印辊5M、5C和5K上的初级转印偏压。
具有在第一单元10Y中已转印于其上的黄色调色剂图像的中间转印带20依次移动通过第二至第四单元10M、10C和10K,在此各种颜色的调色剂图像被转印并重叠。
其上四种颜色的调色剂图像已经通过第一至第四单元进行转印的中间转印带20到达二级转印部分,所述二级转印部分包括中间转印带20、与中间转印带20的内表面相接触的支撑辊24,和布置在中间转印带20的图像保持表面侧的二级转印辊(二级转印单元)26。通过供给装置以预定时机向二级转印辊26和中间转印带20之间的辊隙部分供应记录介质(图像接收介质)P,并向支撑辊24施加预定的二级转印偏压。所施加的转印偏压具有与调色剂极性(-)相同的极性(-),从中间转印带20指向记录纸P的静电力作用于调色剂图像,由此将调色剂图像转印到记录介质P上。根据由用于检测二级转印部分的电阻的电阻检测器(未示出)检测的电阻确定二级转印偏压的量,并对其实施电压控制。
然后,将记录介质P输送到定影单元28中,在此加热调色剂图像,将重叠的调色剂图像熔融并固定在记录介质P上。彩色图像的定影完成后,将记录介质P输送到放电部分,结束彩色图像形成操作。
在本示例性实施方式的成像装置中,利用具有前述特性的调色剂,可以以相对较高的速度进行处理,并可获得充分的定影性,而不必增加定影单元的定影压力。
具体来说,在本示例性实施方式的成像装置中,可以在下述条件下获得充分的图像定影性:当定影单元28中的定影温度被设定在约100℃~约135℃的范围内(更优选为100℃~120℃)时,定影压力(在具有两个定影辊的系统中,两个定影辊之间的辊隙压力,其可以通过以下方式表示:用施加在定影辊之间或者定影辊和定影带之间的总载荷除以辊隙部分的面积)为约0.5kg/cm2~约1.5kg/cm2,且定影时间(在上述情况下为通过辊隙部分的时间)为约10毫秒~约30毫秒。
上述定影压力更优选在0.5kg/cm2~0.75kg/cm2的范围内,上述定影时间更优选在10毫秒~19毫秒的范围内。
虽然以上说明的成像装置被构成为通过中间转印带20将调色剂图像转印到记录介质P上,但是其构成并不局限于此。例如,可以采用下述构成,其中将调色剂图像从感光体直接转印到记录纸上。
<处理盒和调色剂盒>
图2是显示含有上述示例性实施方式的静电图像显影剂的处理盒的一个实例的结构示意图。处理盒200包括感光体107、充电辊108、显影单元111、感光体清洁单元113、曝光用开口118和电荷清除用曝光用开口117,它们通过使用安装轨道116组合集成在一起。
处理盒200可拆卸地安装在成像装置的主体上,所述成像装置的主体包括转印单元112、定影单元115和其它构件(未示出),处理盒200与成像装置的主体共同构成了成像装置。参考数字300表示记录介质。
虽然图2中所示的处理盒包括充电单元108、显影单元111、清洁单元113、曝光用开口118和电荷清除用曝光用开口117,但这些单元可以适当选择和组合。本发明的处理盒除了包括感光体107之外,还包括选自由下述部件组成的组中的至少一个部件:充电单元108、显影单元111、清洁单元113、曝光用开口118和电荷清除用曝光用开口117。
下面描述本发明示例性实施方式中的调色剂盒。本示例性实施方式中的调色剂盒可以可拆卸地安装在成像装置上,并且至少容纳将供给到成像装置中的显影单元的调色剂,其中所述调色剂是前述示例性实施方式中的调色剂。本示例性实施方式中的调色剂盒至少包括上述调色剂,根据成像装置的机理,还可以包括显影剂。
因此,通过在可以可拆卸地安装调色剂盒的成像装置中使用含有本发明的调色剂的调色剂盒,即使调色剂盒尺寸较小也可以保持调色剂的保存性,并能在保持所得图像的高品质的同时进行低温定影。
图1所示的成像装置的构成使得调色剂盒8Y、8M、8C和8K能够可拆卸地安装于其上,且显影单元4Y、4M、4C和4K通过调色剂供给管(未示出)与各相应显影单元(颜色)的调色剂盒相连。当调色剂盒中的调色剂量变少时,可以使用新调色剂盒将其更换。
实施例
下面将参考实施例详细描述本发明。但是,这些实施例并不试图限制本发明的范围。在下文中,若无特别说明,术语“份”指“重量份”,“%”指“重量%”。
测量调色剂特性的方法
(粒径和粒度分布)
当待测粒径大于或等于2μm时,可以使用Coulter MultiSizer(Beckman Coulter K.K.制造)作为测量设备,ISOTON-II(BeckmanCoulter K.K.制造)作为电解液。
测量可以通过下述方式进行:将0.5mg~50mg测量样品加入2ml作为分散剂的表面活性剂,优选5%的烷基苯磺酸钠水溶液中,然后将该混合物加入100ml~150ml前述电解液中,并利用超声波分散器分散约1分钟。接下来,利用孔径为100μm的前述Coulter MultiSizer,测量直径为2.0μm~60μm的50,000个颗粒的粒度分布。
另一方面,当待测粒径小于2μm时,通过激光衍射粒度分布测量设备(LA-700,HORIBA,Ltd.制造)进行测量。测量方法是将分散液形式的样品的固体含量调整为约2g,并通过加入离子交换水将其量调整为约40ml。将所得物装入池中以提供合适的浓度,并静置2分钟,当池中的浓度变得基本稳定后进行测量。体积平均粒径被定义为由各区段获得的体积平均粒径以升序累积时在点50%处的累积值。
诸如外部添加剂等粉末的测量通过下述方法进行:将2g测量样品加入50ml的表面活性剂,优选5%的烷基苯磺酸钠水溶液中,使用超声波分散器(1,000Hz)分散2分钟,然后使用分散液,以与前述情况相似的方式进行测量。
(平均圆形度)
调色剂的平均圆形度通过测量设备FPIA-2100(Sysmex Corporation制备)测量。在该设备中,采用的是利用流式图像分析测定分散在水等中的颗粒的方法,在该方法中,需将吸入的颗粒悬浮液引入到扁平的鞘流(sheath flow)池中,使其与鞘液形成扁平的样品流。使用闪光灯照射样品流,并用CCD相机通过物镜拍摄流通中的颗粒的静态图像。将所得图像处理成二维图像,测量二维图像的投影面积和周长,由此计算等价圆直径和圆形度。
将等价圆直径定义为具有与各个颗粒二维图像相同面积的圆的直径。通过对至少50,000幅颗粒图像进行图像分析和统计处理,计算出数量平均粒径和数量平均粒径的变化。圆形度也通过对至少50,000幅颗粒图像进行图像分析和统计处理,并根据以下方程而计算。
圆形度=等价圆周长测量值/周长测量值
=[2×(Aπ)1/2]/PM
在上述方程中,A代表投影面积,PM代表周长测量值。测量在HPF(高通滤波器)模式下进行,将稀释率设定成1.0倍。在数据分析中,将待分析的数量平均粒径和圆形度的范围分别设定为2.0μm~30.1μm和0.40~1.00。
(酸值)
按照下述方式测量树脂的酸值(AV)。其基本操作按照日本工业标准(JIS)K-0070-1992进行。
样品通过下述方法制备:预先从粘合剂树脂中除去不溶于THF的成分,或者使用Soxhlet提取器提取可溶于THF的成分,其通过测量前述不溶于THF的成分获得。
精确称量粉碎样品,将其放入盛有100ml的比例为4/1(甲苯/乙醇)的甲苯和乙醇的混和溶液的300ml的烧杯中,并且溶解。利用自动滴定器GT-100(商品名,Dia Instruments Co.,Ltd.制造),使用0.1mol/l的KOH乙醇溶液进行电位滴定。将此时使用的KOH溶液的量定义为A(ml)。也对空白样品进行测量,将此时使用的KOH溶液的量定义为B(ml)。利用以下方程计算酸值。
酸值(mgKOH/g)={(A-B)×f×5.61}/w
在上述方程中,w是精确测量的样品量,f代表KOH因子。
<各种分散液的制备>
(结晶聚酯树脂分散液(A)的制备)
将由98mol%癸二酸二甲酯和2mol%间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠构成的酸成分和由乙二醇构成的醇成分以1:1的比例放入加热干燥的三口烧瓶中,并相对于100份上述成分向其中加入0.3份二丁基氧化锡作为催化剂。将烧瓶减压并通入氮气以生成惰性氛围,然后通过机器搅拌,在180℃下搅拌回流5小时。接下来,在减压下将温度逐渐升高至230℃,并进一步搅拌两小时,当混合物变得粘稠后,进行空气冷却以停止反应,由此获得结晶聚酯树脂(a)。
通过凝胶渗透色谱法(基于聚苯乙烯)测得的所获结晶聚酯树脂(a)的重均分子量(Mw)为9,700。当使用差示扫描量热法(DSC)以与前述第一升温过程相似的方式测量结晶聚酯树脂(a)的熔解温度(Tm)时,观察到清晰的吸热峰,该吸热峰处的温度为76.1℃。
将90份结晶聚酯树脂(a)、1.8份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)和210份离子交换水混和并加热至100℃,使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50,IKA Japan K.K.制造)使其充分分散,并用压力喷射型Gaulin均化器分散处理1小时。接下来,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统的pH调整为12.5,并在96℃下处理6小时,然后使用硝酸水溶液将pH调整为7.0。进一步调整混合物的固体含量,由此获得体积平均粒径为200nm且固体含量为30%的结晶聚酯树脂分散液(A)。
(结晶聚酯树脂分散液(B)的制备)
将由90.5mol% 1,10-十二烷基二酸、2mol%间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠和7.5mol%间苯二甲酸-5-叔丁基酯构成的酸成分和由1,9-壬二醇构成的醇成分以1:1的比例放入加热干燥的三口烧瓶中,并相对于100份上述成分向其中加入0.3份二丁基氧化锡作为催化剂。将烧瓶减压并通入氮气以生成惰性氛围,然后通过机器搅拌,在180℃下搅拌回流5小时。接下来,在减压下将温度温和升高至230℃,并搅拌四小时,当混合物变得粘稠后,进行空气冷却以停止反应,由此获得结晶聚酯树脂(b)。
通过凝胶渗透色谱法(基于聚苯乙烯)测得的所获结晶聚酯树脂(b)的重均分子量(Mw)为28,000。当使用差示扫描量热法(DSC)以与前述方法相似的方式测量结晶聚酯树脂(b)的熔解温度(Tm)时,观察到清晰的吸热峰,该吸热峰处的温度为72℃。
将90份结晶聚酯树脂(b)、1.8份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)和210份离子交换水混和并加热至100℃,使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50,IKA Japan K.K.制造)使其充分分散,并用压力喷射型Gaulin均化器分散处理1小时。接下来,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统的pH调整为13.0,并在96℃下处理8小时,然后使用硝酸水溶液将pH调整为7.0。进一步调整混合物的固体含量,由此获得体积平均粒径为300nm且固体含量为30%的结晶聚酯树脂分散液(B)。
(非结晶聚酯树脂分散液(C)的制备)
将由30mol%对苯二甲酸和70mol%富马酸构成的酸成分和由20mol%其中加入了2摩尔氧化乙烯的双酚A和80mol%其中加入了2摩尔氧化丙烯的双酚A构成的醇成分以1:1的比例放入5升的烧瓶中,所述烧瓶装有搅拌器、氮气导入管、温度传感器和精馏器,用1小时将其温度升高至190℃。观察到系统的内容物得到了均匀的搅拌。接下来,相对于100份上述成分向其中加入1.2份二丁基氧化烯,用6小时将温度进一步升高至240℃,同时蒸馏出生成的水,在240℃下再继续进行3小时脱水缩合反应,由此获得酸值为12.0mgKOH/g、重均分子量为9,700的非结晶聚酯树脂(c)。
然后,以100g/分钟的速率,将仍处于熔融状态的所获非结晶聚酯树脂(c)转移到乳化分散器(商品名:CAVITRON CD 1010,Eurotec,Ltd.制造)中。在单独的水介质容器中,加入通过使用离子交换水稀释测试氨水制备的0.37%的稀释氨水,使其在由热交换器加热到120℃的同时,以0.1升/分钟的速率,伴随熔融非结晶聚酯树脂(c)转移到乳液分散器中。乳液分散器在转子转动速率为60Hz、压力为5kg/cm2下运转。接下来,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统的pH调整为13.0,在96℃下处理8小时,然后使用硝酸水溶液将pH调整为7.0。进一步调整混合物的固体含量,由此获得体积平均粒径为160nm且固体含量为30%的非结晶聚酯树脂分散液(C)。
(非结晶聚酯树脂分散液(D)的制备)
以与非结晶聚酯树脂(c)相似的方式制备非结晶聚酯树脂(d),不同之处在于,酸成分由60mol%对苯二甲酸、10mol%苯偏三酸酐和30mol%琥珀酸十二烯基酯构成,醇成分由50mol%其中加入了2摩尔氧化乙烯的双酚A和50mol%其中加入了2摩尔氧化丙烯的双酚A构成,比例为1:1。由此获得的非结晶聚酯树脂(d)的酸值为17.0mgKOH/g,重均分子量为16,000。
然后,以与非结晶聚酯树脂分散液(C)相似的方式制备非结晶聚酯树脂分散液(D)。由此获得的非结晶聚酯树脂分散液(D)的体积平均粒径为150nm,固体含量为30%。
(苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E1)的制备)
将370份苯乙烯、30份丙烯酸正丁酯、8份丙烯酸、24份十二烷基硫醇和4份四溴化碳混和并溶解,然后将其与溶解在550份离子交换水中的6份非离子表面活性剂(商品名:NONIPOL 400,Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN SC,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)一起放入烧瓶中,分散并乳化该混合物。在缓慢混和10分钟的同时,向该混合物中加入溶有4份过硫酸铵的50份离子交换水,进行氮气置换后,在搅拌的同时将该混合物在油浴中加热到70℃,在同样条件下继续乳化凝集5小时。然后,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统pH调整为12.5,在96℃进行处理6小时。然后使用硝酸水溶液将pH调整为3.0,并调整混合物的固体含量,由此获得苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E1),其体积平均粒径为155nm,玻璃化转变温度为59℃,重均分子量为12,000,固体含量为40%。
(苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E2)的制备)
将280份苯乙烯、120份丙烯酸正丁酯和8份丙烯酸混和并溶解,然后将其与溶解在550份离子交换水中的6份非离子表面活性剂(商品名:NONIPOL 400,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)和12份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN SC,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)一起放入烧瓶中,分散并乳化该混合物。在缓慢混和10分钟的同时,向该混合物中加入溶有3份过硫酸铵的50份离子交换水,进行氮气置换后,在搅拌的同时将该混合物在油浴中加热到70℃,在同样条件下继续乳化凝集5小时。然后,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统pH调整为12.5,在96℃下进行处理6小时。然后使用硝酸水溶液将pH调整为3.0,并进一步调整混合物的固体含量,由此获得苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E2),其体积平均粒径为105nm,玻璃化转变温度为53℃,重均分子量为550,000,固体含量为40%。
(着色剂分散液的制备)
将45份青色颜料(商品名:C.I.颜料蓝15∶3(铜酞菁),DainichiseikaColor & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)、5份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)和200份离子交换水混和并溶解,使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50,IKA JapanK.K.制造)分散该混合物10分钟。由此获得体积平均粒径为168nm且固体含量为23.0%的着色剂分散液。
(防粘剂分散液(F)的制备)
将45份巴西棕榈蜡(熔解温度:81℃)、5份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)和200份离子交换水混和,并加热到95℃。使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUXT50,IKA Japan K.K.制造)充分分散该混合物,并用压力喷射型Gaulin均化器对其进行分散处理。由此获得体积平均粒径为200nm且固体含量为20%的防粘剂分散液(F)。
(防粘剂分散液(G)的制备)
将5份季戊四醇/二十二酸酯蜡(熔解温度:84.5℃)、5份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)和200份离子交换水混和,并加热到95℃。使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50,IKA Japan K.K.制造)充分分散该混合物,并用压力喷射型Gaulin均化器对其进行分散处理。由此获得体积平均粒径为220nm且固体含量为20%的防粘剂分散液(G)。
(防粘剂分散液(H)的制备)
将45份石蜡(商品名:HNP-9,Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,熔解温度:75℃)、5份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造)和200份离子交换水混和,并加热到95℃。使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50,IKA Japan K.K.制造)充分分散该混合物,并用压力喷射型Gaulin均化器对其进行分散处理。由此获得体积平均粒径为190nm且固体含量为20%的防粘剂分散液(H)。
<实施例1>
(调色剂的制备)
按照以下方法制备调色剂母粒(1)。
将95.0份非结晶聚酯树脂分散液(C)、95.0份非结晶聚酯树脂分散液(D)、18.0份结晶聚酯树脂分散液(B)、22.0份着色剂分散液和50.0份防粘剂分散液(H)放入圆底不锈钢烧瓶中,使用硝酸水溶液将pH调整为2.5,并使用均化器(商品名:ULTRA-TURRUX T50)充分混和并分散。接下来,加入0.35份聚氯化铝,并继续进行分散处理。然后,在搅拌的同时将该烧瓶在油浴中加热至48℃,并在48℃放置60分钟,再向其中加入33.3份非结晶聚酯树脂分散液(C)和33.3份非结晶聚酯树脂分散液(D)。随后使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统中的pH调整为7.8,将烧瓶紧密密封,并在利用磁封搅拌的同时加热到89℃,并放置3小时。
反应完成后,对混合物进行冷却、过滤,并用离子交换水充分洗涤。然后利用Nutsche抽滤对混合物进行固-液分离。将所得固体再次分散到1升40℃的离子交换水中,并以300rpm进行搅拌/洗涤15分钟。重复该过程五次以上,当滤液的pH变为7.5且其电导率变为7.0μS/cmt时,通过Nutsche抽滤,利用5A号滤纸进行固-液分离。真空干燥所得固体12小时,然后将其放在置于柜架上的容器(bat)中,将调色剂厚度水平调节为5mm~1cm。在48℃的氛围温度、通风下干燥24小时,然后筛分,以获得调色剂母粒(1)。
接下来,将1.0份金红石型氧化钛(体积平均粒径:20nm,用正癸基三甲氧基硅烷处理)、2.0份二氧化硅(通过蒸气氧化法制备,体积平均粒径:40nm,经硅油处理)和2.0份二氧化硅(通过溶胶凝胶法制备,体积平均粒径:140nm,经硅油处理)加入到100份调色剂母粒(1)中,并使用5升的亨舍尔混合机以30m/s的圆周速度混和15分钟。使用孔目为45μm的筛子筛分所得物以除掉粗糙的颗粒,由此获得具有外部添加剂的调色剂(1)。
(调色剂的评价)
-粒度分布-
具有外部添加剂的调色剂(1)的体积平均粒径(D50v)为7.7μm,粒度分布系数(GSDv)为1.23,平均圆形度为0.93。圆形度小于0.85的颗粒的比例为2.8数量%。
-热特性-
根据DSC测量结果,具有外部添加剂的调色剂(1)的定影前的调色剂的峰值温度T1a被确定为56℃,所述结果为:在第一升温步骤中,获得了峰值温度为56℃的阶梯峰和峰值温度为68℃的熔融峰。根据DSC测量结果,定影前的调色剂的峰值温度T2a被确定为40℃,所述结果为:在第二升温步骤中获得了峰值温度为40℃和70℃的两个峰。
另一方面,根据DSC测量结果,在前述条件下进行定影后获得的定影后的调色剂的峰值温度T1b被确定为30℃,所述结果:在第一升温步骤中获得了峰值温度为30℃的阶梯峰和峰值温度为40℃的熔融峰。
根据上述结果,T1a减T1b的值和T2a减T1b的值分别确定为26℃和10℃。
在上述DSC测量中使用的定影后的调色剂通过进行如下定影而获得:使夹在PFA片材之间的样品通过表面温度相对于可以得到前述良好的定影性的定影温度为+0℃~+10℃的定影/加热辊。DSC测量在定影后6~12小时进行。
-抗粘连性-
称量10g调色剂,将其放在丙烯杯中,在50℃、50%RH的条件下放置17小时。然后,根据以下标准评价调色剂的粘连(凝集)状态。结果如表1中所示。
A:杯子倾斜时调色剂平稳流下。
B:杯子移动时调色剂逐渐坍塌流下。
C:调色剂中形成结块,其在用尖锐物刺戳时坍塌。
D:调色剂中形成结块,在用尖锐物刺戳时不易坍塌。
-实机性能-
(1)定影能力
通过混和9份具有外部添加剂的调色剂(1)和100份涂覆有苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯树脂的铁酸盐颗粒(体积平均粒径:35μm)制备双成分显影剂,使用商业获得的电子照相复印机(商品名:DocuCentre Color 450,富士施乐株式会社制造),利用该双成分显影剂形成未定影的实心图像(3平方厘米,调色剂量:15g/cm2)。再形成50%半色调未定影图像以用于评价污损性。评价(测量最低定影温度)所用的纸是C2纸(富士施乐株式会社制造),评价污损性所用的纸是表面比较粗糙的4200纸(201b,Xerox Corporation制造)。
然后,使用可以外部驱动并且其温度可控(定影压力:0.75kg/cm2,定影时间:30毫秒)的离线定影单元置换DocuCentre Color 450中所用的带-辊隙(belt-nip)型定影单元,并在将定影温度从100℃逐渐升高到200℃的同时,测量和评价图像定影的最低温度和发生热污损时的温度。按照下述方式确定最低定影温度:
将定影后的实心图像(3平方厘米)轻轻向内侧折叠并放置在平坦的桌面上,使用重860g、直径为76mm的辊,以150mm/s的速度在其上辊压,形成折叠线。然后,展开图像,观察是否存在沿折叠线形成的图像缺陷(使用放大镜,放大率:10倍)。将折叠线最大宽度小于或等于0.30mm时的温度确定为最低定影温度,将其用作衡量低温定影能力的指标。发生热污损时的温度被确定为在定影的调色剂图像中,在定影辊转第二圈时所对应的位置处可肉眼观察到图像污损时的温度。
(2)图像保持性
制备在可获得前述定影能力评价的良好结果的条件下获得的两个实心图像(3平方厘米,调色剂量:15g/cm2)。将其上形成了图像的纸切成5平方厘米的尺寸,以便在实心图像的周围留下1cm宽的空白。重叠切好的纸片,使纸片上的图像互相面对,并放置在尺寸大于或等于10平方厘米的玻璃板上。在切好的纸片上放置尺寸为5平方厘米、厚度为1mm的玻璃板,再于其上加置250g、底面面积为5平方厘米的重物。将其在高温(50℃,50%RH)下放置一周,根据以下标准,观察两个定影图像分开后形成的图像缺陷。
A:未观察到图像缺陷,并且在分离图像时未发出声音。
B:未观察到图像缺陷,但在分离图像时发出了清脆的声音。
C:观察到直径小于0.5mm的白色缺陷,并且光泽不均匀。
D:观察到直径大于或等于0.5mm的白色缺陷,并且光泽不均匀。
(3)调色剂充电性
使用前述成像装置(配有显影单元),在A4大小的C2纸张(富士施乐株式会社制造)上形成图像面积比为5%的图像。从磁力辊上收集打印开始前的显影剂和打印100,000张图像后的显影剂,并测量其充电性。
充电性的测量通过使用电荷测量设备(商品名:TB-200,日本东芝公司制造)的吹除(blow-off)法进行。在吹除空气压力为1.0kg/cm3、测量样品量为0.2g的条件下进行测量。
(4)抗成膜性
在上述100,000次打印后,使用Cin(图像浓度覆盖率,代表图像输入数据每点的图像面积比)为30%的A3半色调全图像作为样品,根据以下标准肉眼观察和评价图像品质的破坏和感光体与显影辊上的调色剂成膜情况。在本标准中,级别A和B被认为是合格的,而级别C和D是不合格的。结果如表2中所示。
A:在感光体或显影辊上没有成膜,图像品质也没有问题。
B:在感光体或显影辊上发现轻度成膜,但是图像品质没有问题。
C:在感光体或显影辊上观察到成膜,并且图像品质受到破坏。
C:在感光体或显影辊上观察到成膜,并且图像品质受到明显破坏。
<实施例2>
使用与具有外部添加剂的调色剂(1)相似的材料但是在下述不同的条件下制备具有外部添加剂的调色剂(2)。
首先,使用硝酸水溶液将前述圆底不锈钢烧瓶中混合物的pH调整为2.8,并使用ULTRA TURRAX T50进行充分混和并分散。其次,向混合物中加入0.30份聚氯化铝,并继续进行分散。以与实施例1中相似的方式将所得物加热到43℃,在43℃保持60分钟后,逐渐加入33.3份非结晶聚酯树脂分散液(C)和33.3份非结晶聚酯树脂分散液(D)。然后,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统的pH调整为8.3,并以与实施例1相似的方式加热到93℃,保持5个小时。其它条件与实施例1中的条件相同。
所获具有外部添加剂的调色剂(2)的体积平均粒径D50v为5.7μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.4数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(2),结果如表1和表2中所示。
<实施例3>
以与实施例1中相似的调色剂制备方式制备具有外部添加剂的调色剂(3),不同之处在于,聚氯化铝的加入量由0.35份改变为0.40份,油浴中的加热温度由48℃改变为50℃。
上述具有外部添加剂的调色剂(3)的体积平均粒径D50v为8.0μm,粒度分布系数GSDv为1.27,平均圆形度为0.93。圆形度小于0.85的颗粒的比例为3.0数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(3),结果如表1和表2中所示。
<实施例4>
以与实施例2中相似的调色剂制备方式制备具有外部添加剂的调色剂(4),不同之处在于,混合物保持为93℃的时长由5小时改变为9小时。
上述具有外部添加剂的调色剂(4)的体积平均粒径D50v为5.9μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.99。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.1数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(4),结果如表1和表2中所示。
<实施例5>
以与实施例2中相似的调色剂制备方式制备具有外部添加剂的调色剂(5),不同之处在于,聚氯化铝的加入量由0.30份改变为0.20份,油浴中的加热温度由43℃改变为41℃,之后的保持时间由60分钟改变为15分钟。
上述具有外部添加剂的调色剂(5)的体积平均粒径D50v为3.3μm,粒度分布系数GSDv为1.3,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.8数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(5),结果如表1和表2中所示。
<实施例6>
以与实施例2中相似的调色剂制备方式制备具有外部添加剂的调色剂(6),不同之处在于将防粘剂分散液(H)改变为防粘剂分散液(G)。
具有外部添加剂的调色剂(6)的体积平均粒径D50v为5.7μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.4数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(6),结果如表1和表2中所示。
<实施例7>
以与实施例2中相似的调色剂制备方式制备具有外部添加剂的调色剂(7),不同之处在于将防粘剂分散液(H)改变为防粘剂分散液(F)。
上述具有外部添加剂的调色剂(7)的体积平均粒径D50v为5.7μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.4数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(7),结果如表1和表2中所示。
<实施例8>
(调色剂的制备)
将120份苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E1)、80份苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E2)、30份着色剂分散液、40份防粘剂分散液(H)和0.3份聚氢氧化铝(商品名:Paho2S,Asada Chemical Industry Co.,Ltd.制造)放在圆底不锈钢烧瓶中,使用均化器(商品名:ULTRA TURRAX T50,IKAJapan K.K.制造)混和并分散,然后在搅拌的同时将其在油浴中加热到55℃。将该分散液在55℃保持30分钟后,使用Coulter Multisizer II(Beckman Coulter,Inc.制造)观察粒径,发现形成了体积平均粒径约为4.5μm的凝集颗粒。向该分散液中逐渐加入30份苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E1)和30份苯乙烯/丙烯酸树脂分散液(E2),并升高温度,使其在65℃保持1小时。测量粒径,观测到形成了体积平均粒径约为5.3μm的凝集颗粒。
然后,向含有凝集颗粒的分散液中加入3份阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN RK,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造),并密封该烧瓶。在利用磁封连续搅拌的同时加热到97℃,并保持4小时。冷却后,以与上述相似的方式测量粒径,观察到平均粒径为5.4μm。通过过滤从含有调色剂颗粒的液体中分离调色剂颗粒,并使用pH为10.0的氢氧化钠水溶液洗涤,然后使用离子交换水洗涤三次。接下来,将调色剂颗粒冷冻干燥6小时并真空干燥24小时,然后将其放在置于柜架上的容器中,将调色剂的厚度水平调整为5mm~1cm,并在气氛温度为48℃的空气流中干燥24小时。进行筛分,由此获得调色剂颗粒(8)。
(调色剂的评价)
使用上述调色剂颗粒(8),以与实施例1相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(8)。具有外部添加剂的调色剂(8)的体积平均粒径D50v为5.7μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.2数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(8),结果如表1和表2中所示。
<实施例9>
(调色剂的制备)
将41份非结晶聚酯树脂分散液(C)的干燥物(水含量:1%~2%)、41份非结晶聚酯树脂分散液(D)的干燥物(水含量:1%~2%)、6份结晶聚酯树脂分散液(B)的干燥物(水含量:1%~2%)、5份青色颜料(C.I.颜料蓝15:3(铜酞菁),Dainichiseika Color & ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制备)和7份石蜡(商品名:HNP-9,Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,熔解温度:75℃)混和并使用挤出机在挤出树脂的温度为100℃~120℃的条件下捏合。将捏合产物粗粉碎,然后细粉碎,通过气流式分级器分级,然后使用热处理装置(商品名:SFS-3,Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造,气流温度:280℃)进行热球形化处理。通过气流式分级器进一步将所得颗粒分级,并放在置于柜架上的容器中,将调色剂厚度水平调节为5mm~1cm。在气氛温度为48℃下的气流中干燥24小时,由此获得调色剂颗粒(9)。
(调色剂的评价)
使用上述调色剂颗粒(9),以与实施例1相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(9)。具有外部添加剂的调色剂(9)的体积平均粒径D50v为6.4μm,粒度分布系数GSDv为1.3,平均圆形度为0.95。圆形度小于0.85的颗粒的比例为3.0数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(9),结果如表1和表2中所示。
<实施例10>
以与实施例1中相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(10),不同之处在于,聚氯化铝的加入量由0.35份改变为0.40份,在油浴中的加热温度由48℃改变为53℃。
具有外部添加剂的调色剂(10)的体积平均粒径D50v为9.0μm,粒度分布系数GSDv为1.35,平均圆形度为0.93。圆形度小于0.85的颗粒的比例为3.0数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(10),结果如表1和表2中所示。
<实施例11>
以与实施例2中相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(11),不同之处在于,聚氯化铝的加入量由0.30份改变为0.15份,在油浴中的加热温度由43℃改变为40℃,加热后的保持时间由60分钟改变为12分钟。
具有外部添加剂的调色剂(11)的体积平均粒径D50v为2.1μm,粒度分布系数GSDv为1.32,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.8数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(11),结果如表1和表2中所示。
<实施例12>
以与实施例2中相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(12),不同之处在于,将非结晶聚酯树脂分散液(C)和结晶聚酯树脂分散液(B)变为113.0份固体含量为30%的下述非结晶聚酯树脂混和物分散液(I)。
非结晶聚酯树脂混和物分散液(I)通过与非结晶聚酯树脂分散液(C)相似的制备方式制备,不同之处在于,在将5.4份熔融态非结晶聚酯树脂(b)与23.5份非结晶聚酯树脂(c)混合后,将该混合物以100g/分钟的速率转移到CAVITRON CD 1010中。
具有外部添加剂的调色剂(12)的体积平均粒径D50v为5.9μm,粒度分布系数GSDv为1.30,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.9数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(12),结果如表1和表2中所示。
<实施例13>
以与实施例12相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(13),不同之处在于,将10.4份非结晶聚酯树脂(b)与23.5份非结晶聚酯树脂(c)混和。
具有外部添加剂的调色剂(13)的体积平均粒径D50v为6.3μm,粒度分布系数GSDv为1.33,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.3数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(13),结果如表1和表2中所示。
<实施例14>
以与实施例2相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(14),不同之处在于不进行柜式干燥。
具有外部添加剂的调色剂(14)的体积平均粒径D50v为5.6μm,粒度分布系数GSDv为1.23,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.3数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(14),结果如表1和表2中所示。
<比较例1>
将41份非结晶聚酯树脂(c)、41份非结晶聚酯树脂(d)、6份结晶聚酯树脂(b)、5份青色颜料(C.I.颜料蓝15:3(铜酞菁),DainichiseikaColor & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制备)和7份石蜡(商品名:HNP-9,NipponSeiro Co.,Ltd.制造,熔解温度:75℃)混和,并使用挤出机在挤出树脂的温度为130℃~150℃的条件下进行捏合。将捏合产物粗粉碎然后进行细粉碎,使用气流式分级器分级,然后进行热球形化处理。使用气流式分级器再次分级所得颗粒,由此获得调色剂颗粒(15)。
使用上述调色剂颗粒(15),以与实施例1相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(15)。具有外部添加剂的调色剂(15)的体积平均粒径D50v为6.8μm,粒度分布系数GSDv为1.33,平均圆形度为0.92。圆形度小于0.85的颗粒的比例为5.0数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(15),结果如表1和表2中所示。
<比较例2>
以与实施例2中相似的方式制备具有外部添加剂的调色剂(16),不同之处在于,将非结晶聚酯树脂分散液(C)和结晶聚酯树脂分散液(B)变为113.0份固体含量为30%的下述非结晶聚酯树脂混和物分散液(J)。
非结晶聚酯树脂混和物分散液(J)通过与非结晶聚酯树脂分散液(C)相似的制备方式制备,不同之处在于,在将10.8份熔融态非结晶聚酯树脂(b)与28.5份非结晶聚酯树脂(c)混合后,将该混合物以100g/分钟的速率转移到CAVITRON CD 1010中。
具有外部添加剂的调色剂(16)的体积平均粒径D50v为6.1μm,粒度分布系数GSDv为1.33,平均圆形度为0.96。圆形度小于0.85的颗粒的比例为0.6数量%。
以与实施例1相似的方式评价具有外部添加剂的调色剂(16),结果如表1和表2中所示。
如表1和表2中所示,通过使用实施例中的调色剂,可以获得优异的低温定影性、抗污损性和图像保持性,此外还可以获得电荷保持性和抗粘连性等定影前所需的特性。
Claims (17)
1.一种调色剂,所述调色剂具有:
定影前的峰值温度T1a,所述T1a为40℃以上;和
定影后的峰值温度T1b,所述T1b比所述T1a低10℃~35℃;
所述T1a是使用定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;
所述T1b是使用定影后的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第一升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度;和
所述定影后的调色剂包含在由转印部件转印并定影在记录介质上的定影图像中,对所述定影图像进行折叠测试后形成的图像缺陷的最大宽度为0.30mm以下。
2.如权利要求1所述的调色剂,其中所述T1b比所述T1a低20℃~30℃。
3.如权利要求1所述的调色剂,其中所述T1b比峰值温度T2a低1℃~25℃,所述T2a是使用所述定影前的调色剂作为样品,在差示扫描量热法测量的第二升温步骤中获得的、在0℃~100℃的范围内在最低温度处出现的吸热峰的峰值温度。
4.如权利要求1所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂含有结晶聚酯树脂。
5.如权利要求4所述的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂的醇成分是脂肪族二醇。
6.如权利要求5所述的调色剂,其中所述脂肪族二醇具有7~14个碳原子。
7.如权利要求4所述的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂的熔解温度为50℃~100℃。
8.如权利要求1所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂含有防粘剂。
9.如权利要求8所述的调色剂,其中所述防粘剂的熔解温度为50℃~110℃。
10.如权利要求1所述的调色剂,其中从外部向所述定影前的调色剂加入平均一次粒径为1nm~200nm的无机颗粒。
11.如权利要求1所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂的体积平均粒径为3μm~8μm。
12.如权利要求1所述的调色剂,其中所述定影前的调色剂的平均圆形度为0.93~1.00。
13.一种含有如权利要求1所述的定影前的调色剂的静电图像显影剂。
14.一种至少含有如权利要求1所述的定影前的调色剂的调色剂盒。
15.一种处理盒,所述处理盒至少包括含有如权利要求13所述的静电图像显影剂的显影剂保持部件。
16.一种成像装置,所述成像装置包括:
图像保持部件;
显影单元,所述显影单元利用如权利要求13所述的静电图像显影剂使所述图像保持部件上形成的静电图像显影,从而形成调色剂图像;
转印单元,所述转印单元将所述图像保持部件上形成的调色剂图像转印到记录介质上;和
定影单元,所述定影单元用于定影转印在所述记录介质上的调色剂图像。
17.如权利要求16所述的成像装置,其中所述定影单元在100℃~135℃的定影温度、0.5kg/cm2~1.5kg/cm2的定影压力以及10毫秒~30毫秒的定影时间下定影所述调色剂图像。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103097960A (zh) * | 2010-02-05 | 2013-05-08 | 三星精密化学株式会社 | 调色剂的制备方法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5454046B2 (ja) * | 2009-09-25 | 2014-03-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電潜像現像用トナー、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
WO2011074674A1 (ja) | 2009-12-18 | 2011-06-23 | 花王株式会社 | 電子写真用トナーの製造方法 |
US20110287355A1 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Electrophotographic toner |
JP2012008559A (ja) * | 2010-05-27 | 2012-01-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー及びトナーの製造方法 |
JP2012008530A (ja) * | 2010-05-28 | 2012-01-12 | Ricoh Co Ltd | トナー及びその製造方法 |
US20120039647A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Xerox Corporation | Fixing devices including extended-life components and methods of fixing marking material to substrates |
JP2012128405A (ja) * | 2010-11-22 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | トナー、並びに現像剤、画像形成装置、及び画像形成方法 |
JP2013040982A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー及びトナーの製造方法 |
JP5953861B2 (ja) * | 2012-03-23 | 2016-07-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 |
JP5998954B2 (ja) * | 2013-01-25 | 2016-09-28 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置及びプログラム |
JP2014174344A (ja) | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および画像形成方法 |
US20150024313A1 (en) * | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Xerox Corporation | Zirconium oxide toner additive |
JP6541453B2 (ja) * | 2015-06-15 | 2019-07-10 | キヤノン株式会社 | トナー |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE793639A (fr) | 1972-01-03 | 1973-07-03 | Xerox Corp | Revelateur electrostatographique |
JP2547016B2 (ja) | 1987-05-15 | 1996-10-23 | 日本カーバイド工業株式会社 | 静電荷像現像用トナ− |
US5346797A (en) | 1993-02-25 | 1994-09-13 | Xerox Corporation | Toner processes |
EP0886186B1 (en) * | 1997-06-18 | 2003-11-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming method and use of a specific developer in an image forming apparatus |
JPH1138677A (ja) | 1997-07-16 | 1999-02-12 | Ricoh Co Ltd | 静電荷現像用トナーおよびその製造方法 |
JP2000035695A (ja) | 1998-07-15 | 2000-02-02 | Sanyo Chem Ind Ltd | トナーバインダー |
JP2000352841A (ja) | 1999-04-08 | 2000-12-19 | Ricoh Co Ltd | トナー、その製造方法および画像形成方法 |
DE60125853T2 (de) * | 2000-03-27 | 2007-10-31 | Canon K.K. | Bildherstellungsverfahren |
JP2003025558A (ja) | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Konica Corp | インクジェット記録装置、インクジェット記録媒体およびインクジェット記録画像 |
JP4023119B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2007-12-19 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 静電荷像現像用トナーと画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2003246920A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-05 | Kao Corp | ポリエステル樹脂組成物 |
JP4267427B2 (ja) | 2002-11-14 | 2009-05-27 | 株式会社リコー | 画像形成用トナーおよびその製造方法と現像剤並びにこれを用いた画像形成方法と画像形成装置 |
US6975822B2 (en) * | 2002-12-13 | 2005-12-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Recycle developer bearing body, inspection method and inspection device thereof, method of recycling a developer bearing body, and method of recycling a used process cartridge |
US20040229150A1 (en) * | 2003-02-28 | 2004-11-18 | Seiko Epson Corporation | Toner |
US7250241B2 (en) * | 2003-12-05 | 2007-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and process for producing toner |
US7186492B2 (en) * | 2004-02-11 | 2007-03-06 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Toner for electrostatic charge image development and image forming method |
JP4146814B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2008-09-10 | シャープ株式会社 | 電子写真用乾式カプセルトナー |
JP2006215537A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-08-17 | Ricoh Co Ltd | 画像形成方法及び画像形成装置 |
JP4729950B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2011-07-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
US20070092820A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Lexmark International, Inc. | Toner with enhanced fuser release properties |
JP4682797B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2011-05-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
JP4973129B2 (ja) * | 2006-11-02 | 2012-07-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP4962377B2 (ja) * | 2008-03-26 | 2012-06-27 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103097960A (zh) * | 2010-02-05 | 2013-05-08 | 三星精密化学株式会社 | 调色剂的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2008203833B2 (en) | 2010-05-27 |
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