CN101589346A - 磁性调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁性调色剂,其具有良好的显影性,不起雾,并且即使在半色调部位也能够稳定地形成具有高黑色度和没有不均匀浓度的图像。所述磁性调色剂包括至少含粘结剂树脂和磁性氧化铁颗粒的磁性调色剂颗粒。所述磁性调色剂的特征在于,当将相对于在通过溶解所有所述磁性氧化铁颗粒于酸性水溶液中制备的溶液中包含的Fe元素量,在溶液(Fe元素溶解率:10质量%)中包含的Fe元素的量假定为总Fe元素量时,将在溶液(Fe元素溶解率:10质量%)中包含的Fe(2+)的量相对于在溶液(Fe元素溶解率:10质量%)中包含的Fe元素的量的比(X)为不低于34质量%至不高于50质量%,在所述溶液中将所述磁性氧化铁颗粒已溶解至总Fe元素量的10质量%存在于所述溶液中的状态,以及所述磁性调色剂满足以下要求:对于在40℃温度下测量的介电损耗角正切,(a)在10000Hz频率下的介电损耗角正切(A)为不低于1.0×10-6至不高于1.0×10-1;(b)在1000Hz频率下的介电损耗角正切(B)为不低于1.0×10-6至不高于1.0×10-1;以及(c)所述介电损耗角正切(A)与所述介电损耗角正切(B)的比,即A/B为不低于0.10至不高于10.00。
Description
技术领域
本发明涉及磁性调色剂,其在电子照相中用于使静电图像可视化的图像形成方法或调色剂喷射法中使用。
背景技术
近年来,伴随图像形成设备如电子照相用复印机和打印机的广泛使用,已发现所述设备用于广泛的多种应用中,并且对于由各种设备形成的图像的质量要求已变得越来越严格。例如,各种设备不仅已开始用作复印原稿的书面工作用复印机,还用作作为计算机的输出的数字打印机,用于复印高精细图像如美术设计的设备,或用于其中要求额外高的可靠性的轻印刷应用的设备。在强烈要求高精细图像质量的该应用中,强烈要求不仅在实部而且在半色调部位的色调再现性。
在使用磁性调色剂的体系中,当以使用各自具有劣化的黑色度的磁性氧化铁颗粒的磁性调色剂形成图像时,图像的色调再现性可涉及,例如以下问题:黑色部分变为微红,因此期望的色感(tinge)不能再现,而且观察该图像的人感觉异常。此外,黑色度彼此不同的磁性氧化铁颗粒的使用引起用该颗粒形成的图像质量的下降,这是因为图像浓度不均匀。
已要求将磁性调色剂用于复印高精细图像或用于轻印刷应用的体系的额外改进,这是因为特别是在具有少的调色剂承载水平的半色调部位,这些问题变得显著。
此外,同时,已强烈要求该体系提供各自具有长期稳定的高清晰度的图像。因此,必须稳定地形成各自具有良好显影性;没有起雾的宽幅图像,磁性调色剂的性能要求变得越来越复杂。
由磁性单组分显影方法形成的图像的质量极大地依赖于要使用的磁性调色剂的性能。以相当量混合和分散于磁性调色剂的磁性调色剂颗粒中的微粉末状磁性氧化铁颗粒各自作为颜料,同时,各自影响磁性调色剂的带电特性。即,磁性调色剂的黑色度由各磁性氧化铁颗粒的黑色度来决定,并且各磁性氧化铁颗粒作为漏点(leak point),因此磁性氧化铁颗粒的电特性和分散性影响磁性调色剂的电特性。结果,磁性氧化铁颗粒影响磁性调色剂的显影特性和耐久性。因此,传统上,关于要引入至磁性调色剂颗粒的磁性氧化铁颗粒已进行大量提议。
磁性氧化铁颗粒,特别是含有Fe(2+)的磁性氧化铁颗粒如磁铁矿颗粒的黑色度依赖于Fe(2+)的存在状态。然而,在磁性氧化铁颗粒中的Fe(2+)易于被氧化,因此生产该颗粒后随着时间消逝,氧化进行,因而Fe(2+)的含量降低。结果,颗粒的黑色度降低,颗粒强烈地变为微红,并且颗粒的带电特性改变。
应注意,如用于本发明的表述“磁性氧化铁颗粒的Fe(2+)”是指二价铁原子,包括作为FeO或Fe2+存在的铁原子。此外,表述“Fe(3+)”是指三价铁原子。
专利文件1至3各自公开了包括以下的技术:增大相对于全体磁性氧化铁颗粒的黑色组分的Fe(2+)的量,以致可获得各自具有高黑色度,耐环境性优良的磁性氧化铁颗粒。如果使用,该磁性氧化铁颗粒各自显示生产该颗粒后即刻地有些高的黑色度。然而,该颗粒各自随时间易于劣化并且稳定性差,这是因为各磁性氧化铁颗粒进行还原处理,在其表面上具有微细结构,或为氧缺陷型。因此,在长期储存文件的应用如轻印刷中,该颗粒是不优选的,这是因为各颗粒的黑色度易于劣化。
还公开了包括添加各种元素至磁性氧化铁颗粒的技术。专利文件4和5各自描述了具有包含Co的复合氧化铁涂层的磁性氧化铁颗粒,专利文件6描述了具有包含Zn的复合氧化铁涂层的磁性氧化铁颗粒。此外,专利文件7描述了包括含元素如Mn、Zn、Cu、Ni、Co或Mg的复合氧化铁的磁性氧化铁颗粒,专利文件8描述了具有含Si涂层的磁性氧化铁颗粒,和专利文件9描述了含Ti磁性氧化铁颗粒。
这些添加元素中的每一种在抑制各磁性氧化铁颗粒的黑色度的劣化中起到以下作用:将颗粒用添加的元素涂布,以致Fe(2+)可不与外界气氛直接接触,或将Fe(2+)通过不降低其黑色度的添加的元素取代。
一定程度地防止了由该方法获得的各磁性氧化铁颗粒的黑色度下降,并且一定程度地抑制了随着时间各颗粒的劣化。然而,黑色度易于从磁性氧化铁颗粒至磁性氧化铁颗粒而改变,用该颗粒形成的图像易于显示浓度不均匀。此外,必须额外改进在该图像的半色调部位的黑色度。
还提出了在调色剂的磁性调色剂颗粒中通过控制磁性氧化铁颗粒的分散性来改进磁性调色剂的显影性的方法。已进行以下提议:磁性氧化铁颗粒的分散性通过指定磁性调色剂的介电损耗角正切来控制。
公开于专利文件10的技术如下所述。磁性调色剂的介电特性通过使用各自具有以下特征的磁性氧化铁颗粒来控制:各磁性氧化铁颗粒内部包含硅,并且各磁性氧化铁颗粒的表面用包含硅和锌的氧化铁复合物涂布。然而,该技术有待于改进,以可获得在半色调部位具有改进的黑色度、良好的显影性和抑制起雾的图像。
专利文件1:JP 2992907 B
专利文件2:JP 3239220 B
专利文件3:JP 2001-002426 A
专利文件4:JP 6-100317 A
专利文件5:JP 8-133744 A
专利文件6:JP 8-133745 A
专利文件7:JP 4-162050 A
专利文件8:JP 2006-133735 A
专利文件9:JP 2003-162089 A
专利文件10:JP 2003-195560 A
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供已解决上述问题的磁性调色剂。
即,本发明的目的在于提供磁性调色剂,用所述磁性调色剂能够稳定地形成各自具有良好的显影性、抑制起雾、即使在半色调部位的高黑色度和抑制浓度不均匀的图像。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的本发明涉及具有至少包含粘结剂树脂和磁性氧化铁颗粒的磁性调色剂颗粒的磁性调色剂,其特征在于:当通过将所述磁性氧化铁颗粒溶解于酸性水溶液中来制备溶液,并且将在其中溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的溶液中Fe元素量定义为总Fe元素量时,在将所述磁性氧化铁颗粒溶解至以下状态的溶液中Fe(2+)的量与在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe元素量的比X为34质量%以上至50质量%以下,所述状态是指在所述溶液中存在总Fe元素量的10质量%,即具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液;和在40℃的温度下测量的所述磁性调色剂的介电损耗角正切满足以下条件(a)至(c):
(a)在10,000Hz频率下的介电损耗角正切A为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;
(b)在1,000Hz频率下的介电损耗角正切B为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;以及
(c)所述介电损耗角正切A与所述介电损耗角正切B的比(A/B)为0.10以上至10.00以下。
具体实施方式
本发明的发明人已进行了关于要用于磁性调色剂中的组分的研究。结果,发明人发现:解决了上述问题的磁性调色剂可通过控制在磁性氧化铁颗粒表面附近的Fe(2+)的比和磁性调色剂的介电特性而获得。
在本发明中,考虑到满足改进显影性、减轻起雾、改进在半色调部位的黑色度和减轻浓度不均匀,已进行了关于磁性氧化铁颗粒的Fe(2+)的量和磁性氧化铁颗粒的介电特性的研究。
在改进黑色度中增大磁性氧化铁颗粒的Fe(2+)的含量是有效的。然而,难以将全体磁性氧化铁颗粒的Fe(2+)的含量增大至可与一定程度可比或高于一定程度的程度,因此通常不能获得如本发明规定的该磁性氧化铁颗粒。此外,为长期稳定地获得各自具有良好显影性和没有起雾的良好外观的图像,以下步骤是关键的:将磁性调色剂的摩擦带电性均匀化和稳定化至可能的程度。必须将磁性调色剂的介电特性和存在于调色剂的磁性调色剂颗粒中的磁性氧化铁颗粒的Fe(2+)的量之间的关系最优化,以实现均匀化和稳定化。
考虑到前述,本发明的发明人已进行广泛研究,同时关注在磁性氧化铁颗粒的表面附近Fe(2+)的分布状态和磁性调色剂的介电特性之间的关系。
结果,发明人发现了以下:黑色度可通过选择性地增大在很大程度地有助于色感的磁性氧化铁颗粒的表面附近Fe(2+)的量来有效地改进,由此可获得其中即使在在半色调部位黑色度良好并且消除浓度不均匀的图像。
即,根据本发明的磁性氧化铁颗粒的特征在于,当通过将所述磁性氧化铁颗粒溶解于酸性水溶液中制备溶液,并且将在其中溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的溶液中Fe元素量定义为总Fe元素量时,在将所述磁性氧化铁颗粒溶解至以下状态的溶液中Fe(2+)的量与在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe元素量的比X为34质量%以上至50质量%以下,或优选35质量%以上至44质量%以下,所述状态是指在所述溶液中存在总Fe元素量的10质量%,即具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液。在具有10质量%的Fe元素溶解率的上述溶液中的Fe元素溶解率为显示关于磁性氧化铁颗粒的位置的信息的指标。即,具有0质量%的Fe元素溶解率的溶液为其中没有磁性氧化铁颗粒溶解的溶液,具有100质量%的Fe元素溶解率的溶液为其中磁性氧化铁颗粒完全溶解的溶液。即,由具有100质量%的Fe元素溶解率的溶液所指的关于磁性氧化铁颗粒位置的信息对应于磁性氧化铁颗粒的中心。换言之,在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液(其中将磁性氧化铁颗粒溶解至10质量%的上述总Fe元素量存在于溶液中的状态的溶液)中的Fe元素量是指从磁性氧化铁颗粒的表面直至10质量%存在的Fe元素量。此外,上述比X为Fe(2+)的量与从磁性氧化铁颗粒的表面直至10质量%存在的Fe元素量的比。
当该比X落入上述范围内时,能够有利地维持用包含磁性氧化铁颗粒的磁性调色剂形成的图像的在半色调部位处的黑色度,并且能够抑制图像中浓度不均匀的发生。此外,各磁性氧化铁颗粒较低地易受氧化影响,并能够获得良好的稳定性。此外,调色剂的摩擦带电性能够有利地维持其平衡,并能够抑制耐久时图像浓度的下降。
当通过将值C除以值D获得的值(C/D)由Y表示时,所述磁性氧化铁颗粒具有大于1.00至1.30以下,或更优选大于1.00至1.20以下的X与Y的比(X/Y),所述值C通过从溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的溶液中Fe(2+)的量减去在所述具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe(2+)的量而获得;所述值D通过从所述总Fe元素量中减去在所述具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe元素量而获得。
比(X/Y)表示磁性氧化铁颗粒的表面与该颗粒内部的Fe(2+)丰度比。当该比X/Y落入上述范围内时,在颗粒中的Fe(2+)的量是适当的,因此可以额外有利的方式使调色剂进行摩擦带电,并可有利地抑制在用该调色剂形成的图像中起雾或浓度不均匀的发生。
此外,发明人已发现:磁性调色剂的摩擦带电可通过调节磁性调色剂的介电特性来均匀化和稳定化,以致该特性满足在使用该磁性氧化铁颗粒的状态下的特定条件。
在40℃的温度下测量的本发明的磁性调色剂的介电损耗角正切满足以下条件(a)至(c):
(a)在10,000Hz频率下的介电损耗角正切A为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;
(b)在1,000Hz频率下的介电损耗角正切B为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;以及
(c)所述介电损耗角正切A与所述介电损耗角正切B的比(A/B)为0.10以上至10.00以下。
应注意,在10,000Hz频率下的介电损耗角正切A优选1.0×10-5以上至1.0×10-2以下,在1,000Hz频率下的介电损耗角正切B优选1.0×10-5以上至1.0×10-2以下,以及该比A/B优选0.30以上至7.00以下。
介电损耗角正切满足上述条件(a)和(b)的状态意味着以近乎均匀的状态将磁性氧化铁颗粒分散于磁性调色剂的磁性调色剂颗粒中。此外,介电损耗角正切满足条件(c)的状态意味着磁性调色剂的介电损耗角正切很小程度地依赖于频率。
应注意,可通过改变要使用的粘结剂树脂的种类或组成(特别是下面要描述的高软化点树脂(H)与低软化点树脂(L)的比)将上述介电损耗角正切A、介电损耗角正切B和比(A/B)分别调整至落入上述范围内。
在磁性调色剂颗粒中的磁性氧化铁颗粒的均匀分散能够:改进磁性调色剂的显影性;有利地抑制在用该调色剂形成的图像中的起雾。此外,磁性调色剂的介电损耗角正切小程度地依赖于频率的事实提供以下优点。即,在磁性跳跃显影(jumpingdeveloping)方法中,在显影时将AC偏压施加至显影套筒上,该偏压的频率通常为几个千赫的量级,其为与测量本发明的磁性调色剂的介电损耗角正切的频率相同的水平。换言之,磁性调色剂的介电损耗角正切小程度地依赖于频率的事实意味着,无论显影条件如何,磁性调色剂均具有稳定的显影特性。
此外,当介电损耗角正切A和B分别落入上述范围内时,磁性调色剂容易获得良好的摩擦带电性,并能够抑制起雾的发生或耐久时图像浓度的下降。
本发明的发明人已发现:通过使用在它们的表面附近具有增大的Fe(2+)量的磁性氧化铁颗粒,和此外,提供具有特定的介电特性的磁性调色剂,能够使磁性调色剂的摩擦带电性额外均匀化,并能够长期稳定化。结果,已可以长期稳定地获得各自具有良好显影性并抑制起雾的良好外观的图像。
虽然在具有特定介电特性的磁性调色剂中为什么通过使用在其表面附近具有增大的Fe(2+)量的磁性氧化铁颗粒能够获得上述效果的原因理论上还不清楚,但猜测原因如下所述。
在磁性调色剂中使用在它们的表面附近具有在本发明中规定的范围内的Fe(2+)量的磁性氧化铁颗粒,引起在各磁性氧化铁颗粒的表面附近的Fe(2+)和Fe(3+)之间的有效的电荷交换。结果,在各磁性氧化铁颗粒中的电荷传递变得平稳,因此可使磁性调色剂的摩擦带电额外地均匀化和稳定化。此外,调色剂可长期稳定地提供各自具有良好显影性和抑制起雾的良好外观图像。特别是在其中将磁性物质均匀地分散于各磁性调色剂颗粒中并且其介电特性小程度地依赖于频率的磁性调色剂中,协同地发挥这些效果。
优选将特定种类的金属元素引入各磁性氧化铁颗粒的核颗粒内,并且在核颗粒的表面上形成包含特定种类的金属元素的涂层,以致可将Fe(2+)的比X稳定地控制在本发明的范围内。
此外,考虑到调色剂的摩擦带电性和耐热性之间的相容性,更优选将硅或锌引入各磁性氧化铁颗粒的核颗粒内,并且在各磁性氧化铁颗粒的表面上形成包含硅、铝或锌的涂层。例如,特别优选将硅引入各核颗粒内并在核颗粒的表面上形成包含硅和铝的涂层。
此外,在磁性氧化铁颗粒的核颗粒中硅的量以硅元素计优选0.20质量%以上至1.50质量%以下,或更优选0.25质量%以上至1.00质量%以下,相对于全体磁性氧化铁颗粒。
此外,在涂层中硅的量以硅元素计优选0.05质量%以上至0.50质量%以下,或更优选0.10质量%以上至0.25质量%以下,相对于全体磁性氧化铁颗粒。
此外,在涂层中铝的量以Al计优选0.05质量%以上至0.50质量%以下,或更优选0.10质量%以上至0.25质量%以下,相对于全体磁性氧化铁颗粒。
此外,考虑到在磁性调色剂颗粒中磁性氧化铁颗粒的分散性和各磁性氧化铁颗粒的黑色色感,磁性氧化铁颗粒各自更优选具有八面体形状。
此外,磁性氧化铁颗粒具有优选0.10μm以上至0.30μm以下,或更优选0.10μm以上至0.20μm以下的数均一次粒径。
将磁性氧化铁颗粒的数均一次粒径控制在上述范围内改进将磁性氧化铁颗粒均匀地分散于磁性调色剂颗粒中的容易性。结果,可以额外稳定的方式长期获得良好外观图像,各图像中能够有效地改进在半色调部位的黑色度、能够有效地溶散度不均匀性,和此外有效地抑制起雾。此外,有利地进行通过各磁性氧化铁颗粒的电荷传递。此外,能够抑制Fe(2+)的氧化;同样从该观点,各磁性氧化铁颗粒可获得良好的黑色色感。
此外,磁性氧化铁颗粒在795.8kA/m的外部磁场中具有优选86.0Am2/kg以上,或更优选87.0Am2/kg以上的磁化强度。
另一方面,磁性氧化铁颗粒在795.8kA/m的外部磁场中具有优选91.0Am2/kg以下,或更优选90.0Am2/kg以下的磁化强度。
应注意,上述磁化强度可通过增大Fe(2+)的量而增大,并可通过调整要引入至磁性氧化铁颗粒的金属元素如硅或锌的量来调整为落入上述范围内。
当上述磁化强度落入上述范围内时,在显影套筒上磁刷的形成变得特别良好,调色剂能够获得良好的显影性,并且能够有利地抑制在用该调色剂形成的图像中起雾的发生。
此外,相对于100质量份粘结剂树脂,以优选20质量份以上至150质量份以下,或更优选50质量份以上至120质量份以下的量使用磁性氧化铁颗粒。当以上述范围内的量使用磁性氧化铁颗粒时,能够以额外有利的方式实现良好黑色度和显影性之间的相容性。
可将生产磁铁矿颗粒的常规方法用作生产要用于本发明的生产磁性氧化铁颗粒的方法,而无任何特别问题;以下将具体描述生产磁性氧化铁颗粒的特别优选的方法。
要用于本发明的磁性氧化铁颗粒可通过例如氧化氢氧化亚铁浆料来生产,所述氢氧化亚铁浆料通过使亚铁盐的水溶液和碱溶液中和与彼此混合来制备。
可将任何亚铁盐用作亚铁盐,只要该盐为水溶性的即可,该盐的实例包括硫酸亚铁和氯化亚铁。此外,以硅元素计,相对于磁性氧化铁颗粒的最终总量,优选在0.20质量%以上至1.50质量%以下的含量下将水溶性硅酸盐(如硅酸钠)添加至亚铁盐并与亚铁盐混合。
接下来,使所得含硅组分的亚铁盐的水溶液和碱溶液中和与彼此混合。因而,生产氢氧化亚铁浆料。
此处,可将碱氢氧化物的水溶液如氢氧化钠的水溶液或氢氧化钾的水溶液用作碱溶液。
在生产氢氧化亚铁浆料时碱溶液的量仅依赖于各磁性氧化铁颗粒的需要的形状来调整。具体而言,当将氢氧化亚铁浆料的pH调整至低于8.0时,获得球形颗粒。此外,当将pH调整至8.0以上至9.5以下时,获得六面体颗粒,当将pH调整至超过9.5时,获得八面体颗粒。因此,应适当地调整pH。
为了可从如此制备的氢氧化亚铁浆料中获得氧化铁颗粒,进行氧化反应,同时将氧化性气体,或优选空气吹入该浆料中。在吹入该氧化性气体期间,通过加热该浆料将该浆料的温度保持在优选60至100℃,或更优选80至95℃。
通过例如控制氧化反应,将在磁性氧化铁颗粒中的上述比X控制在本发明的范围内。具体而言,优选采用以下步骤:与氢氧化亚铁的氧化进展相关联,其中吹入氧化性气体的量逐渐下降,以使在最终阶段吹入气体的量小。在氧化铁颗粒表面上的Fe(2+)的量可通过进行如上所述的多阶段氧化反应而选择性地增大。当将空气用作氧化性气体时,优选例如如下所述控制吹入空气的量,以使浆料包含100摩尔铁元素。应注意,在以下范围内逐渐降低吹入空气的量。
直到50%的氢氧化亚铁的分子转化为氧化铁分子:10至80升/min,或优选10至50升/min。
直到大于50%至75%以下的氢氧化亚铁的分子转化为氧化铁分子:5至50升/min,或优选5至30升/min。
直到大于75%至90%以下的氢氧化亚铁的分子转化为氧化铁分子:1至30升/min,或优选2至20升/min。
在大于90%的氢氧化亚铁的分子转化为氧化铁分子的阶段:1至15升/min,或特别地2至8升/min。
接下来,将硅酸钠的水溶液和硫酸铝的水溶液同时装入所得氧化铁颗粒的浆料中,并将该混合物的pH调节至5以上至9以下,以在各颗粒的表面上形成包含硅和铝的涂层。
将分别具有涂层的所得磁性氧化铁颗粒的浆料通过常规方法过滤、洗涤、干燥和粉碎,由此获得磁性氧化铁颗粒。
此外,为了改进在磁性调色剂颗粒中磁性氧化铁颗粒的微分散性的目的,优选在生产时通过施加至该浆料的剪切来将磁性氧化铁颗粒松散一次。
接下来,将描述要用于本发明的磁性调色剂的粘结剂树脂。例如,可将任何一种以下树脂用作粘结剂树脂:苯乙烯树脂、苯乙烯共聚物树脂、聚酯树脂、多元醇树脂、聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、天然改性的酚醛树脂、天然树脂改性的马来酸树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯、硅树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯缩丁醛、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂(cumarone-indene resin)和石油树脂。其中,苯乙烯共聚物树脂、聚酯树脂、聚酯树脂与苯乙烯共聚物树脂的混合物,或通过聚酯单元与苯乙烯共聚物树脂单元之间的部分反应获得的杂化树脂是优选要使用的树脂。
构成上述聚酯树脂或上述杂化树脂中的聚酯单元的单体为,例如以下化合物的任一种。
醇的实例包括以下:乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、氢化双酚A,以及由下式(I-1)表示的双酚衍生物和其衍生物;以及由下式(I-2)表示的二醇。
[化学式1]
式(I-1)
(在该式中,R表示亚乙基或亚丙基,x和y分别表示1以上的整数,x+y的平均值为2至10。)
式(I-2)
(在该式中,R’表示-CH2CH2-,-CH2-CH(CH3)-,或-CH2-C(CH3)2-。)
酸组分的实例包括以下:苯二羧酸或其酸酐如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐;烷基二羧酸如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸或其酸酐;用具有6以上至低于18个碳原子的烷基或链烯基取代的琥珀酸,或其酸酐;以及不饱和二羧酸如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸或其酸酐。
此外,上述聚酯树脂或上述聚酯单元优选包含基于三价以上的多价羧酸或该酸的酸酐和/或三价以上的多元醇的交联结构。为三价以上的多价羧酸或该酸的酸酐的实例包括1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-环己三酸、1,2,4-萘三酸和均苯四酸,及这些酸的酸酐或低级烷基酯。三价以上的多元醇的实例包括1,2,3-丙三醇、三羟甲基丙烷、己三醇和季戊四醇。其中,芳香族醇如1,2,4-苯三甲酸和该酸的酸酐是特别优选的,因为由环境变动导致它们中的每一个显示在其分子之间高的摩擦稳定性。
构成杂化树脂的上述苯乙烯共聚物树脂或上述苯乙烯共聚物树脂单元的乙烯单体为,例如以下化合物的任一种。
实例包括:苯乙烯;苯乙烯衍生物如邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯;不饱和单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;不饱和多烯如丁二烯和异戊二烯;乙烯基卤化物如氯乙烯、1,1-二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯;乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯;α-亚甲基脂肪族单羧酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯;丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯;乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚;乙烯基酮如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和甲基异丙烯基酮;N-乙烯基化合物如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮;乙烯基萘;和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯衍生物如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺。
该实例进一步包括:不饱和二元酸如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;不饱和二元酸酸酐如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和链烯基琥珀酸酐;不饱和二元酸半酯如马来酸甲基半酯、马来酸乙基半酯、马来酸丁基半酯、柠康酸甲基半酯、柠康酸乙基半酯、柠康酸丁基半酯、衣康酸甲基半酯、链烯基琥珀酸甲基半酯、富马酸甲基半酯和中康酸甲基半酯;不饱和二元酸酯如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯;α,β-不饱和酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸;α,β-不饱和酸的酸酐如巴豆酸酐和肉桂酸酐;上述α,β-不饱和酸和低级脂肪酸的酸酐;以及具有羧基的单体如链烯基丙二酸、链烯基戊二酸和链烯基己二酸、及这些酸的酸酐和单酯。
该实例进一步包括:丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸2-羟基丙酯;和各自具有羟基的单体如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯。
苯乙烯共聚物树脂或苯乙烯共聚物树脂单元可具有其中其分子与具有两个以上乙烯基的交联剂交联的交联结构。要用于该情况的交联剂的实例包括:芳香族二乙烯基化合物(如二乙烯基苯和二乙烯基萘);与烷基链键合的二丙烯酸酯化合物(如乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯,和通过用“甲基丙烯酸酯”代替各化合物的“丙烯酸酯”获得的那些);与含醚键的烷基链键合的二丙烯酸酯化合物(如二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯,和通过用“甲基丙烯酸酯”代替各化合物的“丙烯酸酯”获得的那些);以及与含芳香族基团和醚键的链键合的二丙烯酸酯化合物(如聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯,和通过用“甲基丙烯酸酯”代替各化合物的“丙烯酸酯”获得的那些);以及聚酯型二丙烯酸酯化合物(例如,商品名″MANDA″,购自Nippon Kayaku Co.,Ltd.)。
多官能交联剂的实例包括以下:季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯,以及通过用“甲基丙烯酸酯”代替各化合物的“丙烯酸酯”获得的那些;氰脲酸三烯丙酯和偏苯三酸三烯丙酯。
可以优选0.01质量份以上至10.0质量份以下,更优选0.03质量份以上至5质量份以下的量使用这些交联剂,相对于100质量份单体组分。
在这些交联剂中,考虑到调色剂的定影性和耐污损性,将例如,芳香族二乙烯基化合物(特别是二乙烯基甲苯)和各自由通过包含芳香族基团和醚键的链彼此键合的两个丙烯酸酯组成的二丙烯酸酯化合物分别适当地用于粘结剂树脂中。
用于聚合上述苯乙烯共聚物树脂或苯乙烯共聚物树脂单元的聚合引发剂的实例包括以下:2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2′-偶氮二异丁酯、1,1′-偶氮二(1-环己烷腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、2,2′-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈和2,2′-偶氮二(2-甲基丙烷);过氧化酮如过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮和过氧化环己酮;2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、叔丁基过氧化氢、氢过氧化枯烯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二枯基过氧化物、α,α′-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、异丁基过氧化物、过氧化辛酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酰、过氧化间甲苯酰、二异丙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙基己基过氧化二碳酸酯、二正丙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基乙基过氧化二碳酸酯、二甲氧基异丙基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化碳酸酯、过氧化乙酰环己基磺酰、过氧乙酸叔丁酯、过氧异丁酸叔丁酯、过氧新癸酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧月桂酸叔丁酯、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、过氧间苯二甲酸二叔丁酯、过氧烯丙基碳酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧六氢对苯二酸二叔丁酯和过氧壬二酸二叔丁酯。
当将杂化树脂用作粘结剂树脂时,苯乙烯共聚物树脂单元和/或聚酯单元各自优选包含/优选包含能与两单元反应的单体组分。构成聚酯单元并能够与苯乙烯共聚物树脂单元反应的单体为,例如,不饱和二羧酸如邻苯二甲酸、马来酸、柠康酸或衣康酸,或所述酸的酸酐。构成苯乙烯共聚物树脂单元并能够与聚酯单元反应的单体为,例如,具有羧基或羟基的单元,或丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的任一种。
苯乙烯共聚物树脂单元和聚酯单元之间的反应的产物优选通过以下方法获得:在包含任何能够与如上列举的单元的每一种反应的任何该单体组分的聚合物的存在下,将苯乙烯共聚物树脂单元和聚酯单元的一种或两种分别进行聚合反应。
在杂化树脂中,聚酯单元与苯乙烯共聚物树脂单元之间的质量比优选50/50至90/10,或更优选60/40至85/15。当聚酯单元与苯乙烯共聚物树脂单元之间的比落入上述范围内时,调色剂容易获得良好的摩擦带电性,并且调色剂的贮存稳定性和脱模剂的分散性容易变得合适。
此外,从调色剂的定影性的观点,上述粘结剂树脂的四氢呋喃(THF)可溶性物质具有优选5,000以上至1,000,000以下的通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量,和优选1以上至50以下的重均分子量Mw与数均分子量Mn的比Mw/Mn。
此外,从调色剂的定影性和贮存稳定性的观点,上述粘结剂树脂具有优选45℃以上至60℃以下,或更优选45℃以上至58℃以下的玻璃转化温度。
此外,如上所述的任何该粘结剂树脂可单独使用,或可将两种具有不同软化点的高软化点树脂(H)和低软化点树脂(L)在质量比H/L为100/0至30/70,或优选100/0至40/60的范围内作为混合物使用。术语″高软化点树脂″是指具有100℃以上软化点的树脂,术语″低软化点树脂″是指具有低于100℃软化点的树脂。优选该体系,因为磁性调色剂的分子量分布能够相对容易地设计,而且磁性调色剂可设置有宽的定影区域。此外,只要该质量比落入上述范围内,磁性氧化铁颗粒可有利地分散于粘结剂树脂中,因为在捏合时将适当的剪切施加至颗粒。
需要时可将脱模剂(蜡)用于本发明的磁性调色剂中,以可获得脱模性。蜡的优选实例包括:脂族烃蜡如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡和石蜡,由于在调色剂的颗粒中的分散容易性和高脱模性。需要时可使用一种或两种以上的脱模剂。具体实例包括以下。
脂族烃蜡的氧化物如聚环氧乙烷蜡和其嵌段共聚物;主要由脂肪酸酯组成的蜡如巴西棕榈蜡、沙索蜡(sasol wax)和褐煤酸酯蜡;以及部分或全部脱酸的脂肪酸酯如脱酸巴西棕榈蜡。蜡的进一步的实例包括:直链饱和脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸和褐煤酸;不饱和脂肪酸如巴西烯酸、桐油酸和十八碳四烯酸;饱和醇如硬脂醇、芳烷基醇、二十二烷醇、二十四烷醇、二十六烷醇和三十烷醇;具有长链的烷基醇;多元醇例如山梨醇;脂肪酸酰胺例如亚油酸酰胺、油酸酰胺和月桂酰胺;饱和脂肪酸双酰胺例如亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰铵和六亚甲基双硬脂酰胺;不饱和脂肪酸酰胺例如亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N′-二油基己二酰二胺和N,N′-二油基癸酰胺;芳香族双酰胺例如间二甲苯双硬脂酰胺和N,N′-二硬脂酰基间苯二酰胺;脂肪酸金属盐(通常所称的金属皂)如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁;用乙烯基单体如苯乙烯和丙烯酸将脂肪烃蜡接枝的接枝蜡;脂肪酸和多元醇的部分酯化的化合物如二十二酸单甘油酯;和通过植物油的氢化获得的具有羟基的甲基酯化合物。
特别优选使用的脱模剂的实例包括脂族烃蜡。该脂族烃蜡的实例包括以下:通过在高压下使烯烃进行自由基聚合或通过使用齐格勒(Ziegler)催化剂在减压下聚合烯烃获得的低分子量烯烃聚合物;通过热分解高分子量烯烃聚合物获得的烯烃聚合物;以及从烃蒸馏时由残余物获得的合成烃蜡,所述烃借助于老化(Age)法从含一氧化碳和氢气的合成气体获得,和通过该蜡的氢化获得的合成烃蜡;以及借助于加压发汗法、溶剂法,或真空蒸馏或根据分级结晶法通过分馏这些脂族烃蜡获得的那些。其中,优选具有少量小分枝的直链、饱和的烃,并因为其分子量分布,特别优选通过不基于聚合烯烃的方法合成的种类的烃。
可使用的脱模剂的具体实例包括以下:Biscol(注册商标)330-P、550-P、660-P和TS-200(Sanyo Chemical Industries,Ltd.);Hiwax 400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P,210P和110P(Mitsui Chemicals,Inc.);Sasol H1、H2、C80、C105和C77(Sasol Co.);HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11和HNP-12(NIPPON SEIRO CO.,LTD);Unilin(注册商标)350、425、550和700,Unisid(注册商标)350、425、550和700(TOYO-PETROLITE);以及漆脂(haze wax)、蜂蜡(beeswax)、米糠蜡(rice wax)、小烛树蜡(candelilla wax)和巴西棕榈蜡(carnauba wax)(CERARICA NODA Co.,Ltd.)。
添加脱模剂的时间适当地选自现存方法。例如,脱模剂可在生产磁性调色剂颗粒期间在熔融和捏合时添加,或可在生产粘结剂树脂时添加。此外,这些脱模剂的一种可单独使用,或它们的两种以上可组合使用。
将脱模剂优选以1质量份以上至20质量份以下的量添加,相对于100质量份的粘结剂树脂。只要该量落入上述范围,即可充分获得脱模效果,可获得在各磁性调色剂颗粒中脱模剂的良好的分散性,和可抑制磁性调色剂粘附至感光构件和显影构件或清洁构件的表面的污染。
可将电荷控制剂加入本发明的磁性调色剂中以稳定调色剂的摩擦带电性。相对于100质量份粘结剂树脂,通常以优选0.1质量份以上至10质量份以下,或更优选0.1质量份以上至5质量份以下的量,将添加量的电荷控制剂加入调色剂颗粒中,虽然添加量依赖于电荷控制剂的种类和构成磁性调色剂颗粒的任何其他材料的物理性质而改变。
电荷控制剂包括用于控制磁性调色剂为带负电性的电荷控制剂和用于控制调色剂为带正电性的电荷控制剂。可使用的各种电荷控制剂的一种可单独使用,或它们的两种以上可组合使用,这依赖于磁性调色剂的种类和用途。
用于控制磁性调色剂为带负电性的该电荷控制剂的实例包括以下:有机金属配合物(如单偶氮金属配合物和乙酰丙酮金属配合物);和芳香族羟基-羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物或金属盐。用于控制调色剂为带负电性的该电荷控制剂的实例进一步包括:芳香族单羧酸和多元羧酸,和该酸的金属盐和酸酐;酯;和苯酚衍生物如双酚。其中,特别优选使用芳香族羟基-羧酸的金属配合物或金属盐,因为调色剂可获得稳定的带电性。此外,可使用电荷控制树脂以及上述电荷控制剂的每一种。
用于控制磁性调色剂为正带电性的电荷控制剂的实例包括以下:苯胺黑和用脂肪酸的金属盐改性的苯胺黑的产物;季胺盐如三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘磺酸盐和叔丁基铵四氟硼酸盐,以及该盐的类似物;鎓盐如鏻盐以及该盐的色淀颜料;三苯基甲烷染料和其色淀颜料(色淀颜料包括磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、单宁酸、月桂酸、五倍子酸、氰铁酸和氰亚铁酸盐);高级脂肪酸的金属盐。在本发明中,它们中的一种可单独使用,或它们的两种以上可组合使用。其中,特别优选使用苯胺黑化合物、季铵盐等。
可使用的电荷控制剂的具体实例包括以下。带负电用的电荷控制剂包括:Spilon Black TRH、T-77和T-95(HodogayaChemical Co.,Ltd.);以及BONTRON(注册商标)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88和E-89(Orient Chemical Industries,LTD.)。带正电用的电荷控制剂的优选实例包括:TP-302和TP-415(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.);BONTRON(注册商标)N-01、N-04、N-07和P-51(Orient Chemical Industries,LTD.);以及CopyBlue PR(Clariant)。
此外,优选将外部添加剂添加至在磁性调色剂中的各磁性调色剂颗粒中,用以改进调色剂的带电稳定性、显影性、流动性和耐久性;特别优选将二氧化硅微粉外添加至各颗粒中。
二氧化硅微粉优选为具有30m2/g以上(或特别优选50m2/g以上至400m2/g以下)范围内的基于通过氮气吸附的BET方法的比表面积的粉末。相对于100质量份磁性调色剂颗粒,以优选0.01质量份以上至8.00质量份以下,或更优选0.10质量份以上至5.00质量份以下的量使用二氧化硅微粉。二氧化硅微粉的BET比表面积可用例如,比表面积测量设备AUTOSORB1(由YuasaIonics Inc.制造)、GEMINI 2360/2375(由MicromeriticsInstrument Corporation制造),或Tristar 3000(由MicromeriticsInstrument Corporation制造),同时在使氮气吸附至二氧化硅微粉的表面上时,通过采用BET多点方法来计算。
此外,为了使粉末疏水化和控制调色剂的摩擦带电性的目的,二氧化硅微粉优选用例如以下的任何一种处理剂来处理:未改性的硅清漆、各种改性的硅清漆、未改性的硅油、各种改性的硅油、硅烷偶联剂、各自具有官能团的硅烷化合物,和其他有机硅化合物。
此外,需要时可将任何其它外部添加剂添加至磁性调色剂。外部添加剂的实例包括充当带电助剂、导电性赋予剂、流动性赋予剂、抗结块剂、用于加热辊的脱模剂、润滑剂和研磨剂的树脂微粒和无机微粒。
润滑剂的实例包括聚氟乙烯粉末、硬脂酸锌粉末和聚偏二氟乙烯粉末。这些中,优选聚偏二氟乙烯粉末。
此外,研磨剂的实例包括氧化铈粉末、碳化硅粉末和钛酸锶粉末。其中,优选钛酸锶粉末。
流动性赋予剂的实例包括氧化钛粉末和氧化铝粉末。其中,优选已进行疏水化处理的粉末。
导电性赋予剂的实例包括炭黑粉末、氧化锌粉末、氧化锑粉末和氧化锡粉末。
此外,可将少量彼此极性相反的白色和黑色微粒进一步用作显影性改进剂。
生产本发明的磁性调色剂的方法不特别限定,可采用已知方法。
以下将描述通过粉碎方法生产调色剂的实例。然而,本发明不限于以下。
首先,磁性调色剂颗粒可通过以下获得:将粘结剂树脂、磁性氧化铁颗粒和需要时的着色剂、任何其他添加剂等通过使用混合机如亨舍尔(Henschel)混合机或球磨机充分地混合;通过使用加热捏合机如加热辊、捏合机或挤出机将混合物熔融和捏合;冷却捏合产物以凝固;将凝固的产物粉碎并分级。此外,需要时,磁性调色剂可通过以下获得:使用混合机如亨舍尔混合机将外部添加剂与磁性调色剂颗粒充分混合。
混合机的实例包括以下:亨舍尔混合机(由MITSUIMINING CO.,LTD.制造);Super混合机(由KAWATA MFG Co.,Ltd.制造);Ribocone(由OKAWARA MFG.CO.,LTD.制造);诺塔(Nauta)混合机、Turbulizer和Cyclomix(由Hosokawa MicronCorporation制造);螺旋叶片(Spiral pin)混合机(由PacificMachinery & Engineering Co.,Ltd.制造);和Redige混合机(由MATSUBO Corporation制造)。
此外,捏合机的实例包括以下:KRC捏合机(由KURIMOTO,LTD.制造);Buss-Co-捏合机(由Coperion BUSS AG制造);TEM捏合机(由TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.制造);TEX双轴捏合机(由The Japan Steel Works,LTD.制造);PCM捏合机(由Ikegai,Ltd.制造);三辊式磨机、混合辊磨机和捏合机(由INOUE MFG.,INC.制造);Kneadex(由MITSUI MINING CO.,LTD.制造);MS型压力捏合机和Kneader ruder(由Moriyama Co.,Ltd.制造);和班伯里(Banbury)混合机(由Kobe Steel,Ltd.制造)。
此外,粉碎机的实例包括以下:反式喷磨机、Micron jet和Inomizer(由Hosokawa Micron Corporation制造);IDS型磨机和PJM喷射式粉碎机(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造);交叉喷磨机(由KURIMOTO,LTD.制造);Ulmax(由NISSOENGINEERING CO.,LTD.制造);SK Jet-O-Mill(由SeishinEnterprise Co.,Ltd.制造);Cliptron(由Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.制造);涡轮磨机(由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造);和超级转子(由Nisshin Engineering Inc.制造)。
此外,分级机的实例包括以下:Classiel、超微分级机和Spedic分级机(由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造);涡轮分级机(由Nisshin Engineering Inc.制造);超微分离机、Turboplex(ATP)和TSP分离机(由Hosokawa Micron Corporation制造);Elbow-Jet(由Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造);分散分离机(由NipponPneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造);和YM Microcut(由YASUKAWAELECTRIC CORPORATION制造)。此外,用于筛分粗粒等的筛分机的实例包括以下:Ultra Sonic(由Koei Sangyo Co.,Ltd.制造);Resona Sieve和Gyro Sifter(由Tokuju Corporation制造);Vibrasonic system(由Dalton Corporation制造);Soniclean(由Sintokogio,Ltd.制造);涡轮筛分机(由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造);和微筛分机(Micro Sifter)(由Makino Mfg.Co.,Ltd.制造);圆形振动筛。
以下将描述测量关于本发明的磁性调色剂的物理性质的方法。稍后要描述的实施例也基于这些方法。
(1)测定在具有10质量%Fe元素溶解率的溶液中Fe(2+)的量与在具有10质量%Fe元素溶解率的溶液中的Fe元素量的比X的方法
将分别用作样品的25g磁性氧化铁颗粒添加至3.8升去离子水中,并将该混合物在200转数/min的搅拌速度下搅拌,同时在水浴中其温度保持在40℃下。将1,250ml盐酸水溶液添加至所得浆料中以溶解磁性氧化铁颗粒,同时搅拌该混合物,所述盐酸水溶液通过将424ml试剂级盐酸试剂(具有35%的浓度)溶解于去离子水中来制备。从溶解开始直到所有磁性氧化铁颗粒溶解以使得溶液变透明为止,每10分钟将50ml盐酸水溶液与分散于溶液中的磁性氧化铁颗粒一起取样。其后立即地,将取样的溶液通过具有孔径0.1μm的膜过滤器过滤,并收集滤液。Fe元素的量通过使用25ml收集的滤液用感应耦合等离子体(ICP)发光分析仪(ICP-S2000,由Shimadzu Corporation制造)来测定。然后,从下式计算在各回收液(滤液样品)中的Fe元素量与在其中溶解所有磁性氧化铁颗粒的溶液中的Fe元素量(总Fe元素量)的比(Fe元素溶解率,质量%)。
[数学式1]
此外,在各溶液中的Fe(2+)的浓度通过使用剩余的25ml收集的滤液样品测量。样品通过添加75ml去离子水至25ml滤液中来制备,并添加二苯胺磺酸钠作为样品的指示剂。然后,用0.05-mol/l重铬酸钾使样品进行氧化-还原滴定,滴定量通过限定其中样品着色为蓝紫色作为终点的重铬酸钾的量来确定。然后,从滴定量计算Fe(2+)的浓度(mg/l)。
通过使用在通过上述方法测定的溶液(滤液样品)中的Fe(铁)元素的浓度和在相同的时间点处从该滤液样品测定的Fe(2+)的浓度,从下式计算在当收集各收集的溶液(滤液)的时间点处的Fe(2+)的量的比(质量%)。
[数学式2]
然后,制作从各收集的溶液(滤液样品)获得的Fe元素溶解率和Fe(2+)的量的比,将各个点彼此平滑地连接,以建立Fe元素溶解率对Fe(2+)量比图。在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe(2+)的量与在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中的Fe元素量的比,即,在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中的Fe(2+)的量与在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中的Fe元素量的比X(质量比),通过使用该图确定。
(2)测定磁性调色剂的介电损耗角正切的方法
如下所述测定磁性调色剂的介电损耗角正切。在1,000Hz和1MHz的频率下校准4284A精密LCR仪(Precision LCR Meter)(由Hewlett-Packard Company制造)。其后,用该设备测量在10,000Hz和1,000Hz频率下的调色剂复介电常数。然后,从所得测量值计算介电损耗角正切(tanδ=ε″/ε′)。样品的制备和设定如下所述进行。
称量1.0g磁性调色剂,并成型为具有25mm直径和2mm以下(优选0.5mm以上至低于1.5mm)厚度的圆盘状测量样品,同时施加19,600kPa(200kgf/cm2)的负荷至该调色剂1分钟。将测量样品安装在安装有具有25mm直径的介电常数测量夹具(电极)的ARES(由Rheometric Scientific F.E.Ltd.制造)中,加热至70℃的温度,并固定。其后,将样品冷却至40℃的温度。介电损耗角正切可通过在以下状态下在1,000Hz和1MHz的频率和40℃的恒定温度下测量样品的介电常数而获得:其中将0.49N以上至1.96N以下(50g以下和200g以下)的负荷施加至样品。应注意,测量温度,40℃,对应于在显影位置的环境温度,可通过测量在该温度下样品的介电特性来评价该样品在模拟显影时的状态。
(3)计算上述比(X/Y)的方法
该比X通过上述方法测定。
将比Y定义为将值C除以值D获得的值(C/D),所述值C通过从溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的上述溶液中Fe(2+)的量减去在具有10质量%的Fe元素溶解率的上述溶液中Fe(2+)的量而获得;所述值D通过从上述总Fe元素量中减去在具有10质量%的Fe元素溶解率的上述溶液中Fe元素量而获得。即,比Y由下式表示:
[数学式3]
该比(X/Y)通过使用如上所述的比X和Y(即,通过将X除以Y)来计算。
(4)测定磁性氧化铁颗粒的异种元素(如硅)的总量的方法
将26ml其中溶解16ml试剂级盐酸试剂(具有35%的浓度)的盐酸水溶液添加至1.00g样品(磁性氧化铁颗粒)中,并将样品在加热(在80℃以下)下溶解。其后,将所得物静置以冷却至室温。将4ml其中溶解2ml试剂级盐酸试剂(具有4%的浓度)的盐酸水溶液添加至所得物中,然后将该混合物静置20分钟。将10mlTriton X-100(具有10%的浓度)(由ACROS ORGANICS制造)添加至所得物中,并将该混合物转移至100-ml塑料容量瓶中。将纯水添加至该瓶中,以调节溶液的总量为100ml。因而,制备样品溶液。
在上述样品溶液中异种元素(如硅)的量用由ShimadzuCorporation制造的等离子体发光分析仪ICP-S2000来测定。
(5)测定在涂层中异种元素(如硅和铝)的量的方法
称量0.900g样品(磁性氧化铁颗粒),并将25ml 1-mol/l的NaOH溶液添加至样品中。将溶液的温度增高至45℃,同时搅拌该溶液,由此溶解在磁性氧化铁颗粒表面上的异种元素(如硅组分和铝组分)。在将不溶物质通过过滤分离后,将纯水添加至洗涤液中,以使该混合物的体积为125ml。因而,制备样品溶液。在样品溶液中硅或铝的量用上述等离子体发光分析仪(ICP-S2000)测定。在磁性氧化铁颗粒的涂层中异种元素(如硅组分和铝组分)的量通过使用下式计算。
[数学式4]
(6)测定在磁性氧化铁颗粒的核颗粒部分中异种元素(如硅)的量的方法
将上述部分(4)中测定的异种元素的总含量与在上述部分(5)中测定的在涂层中的异种元素的量之间的差定义为在在磁性氧化铁颗粒的核颗粒部分中异种元素的量。
(7)测量磁性氧化铁颗粒的数均一次粒径的方法
磁性氧化铁颗粒用扫描电子显微镜(在40,000放大率下)观察。测量200个颗粒的Feret直径,并测定颗粒的数均粒径。在本发明中,将S-4700(由Hitachi,Ltd.制造)用作扫描电子显微镜。
(8)测量磁性的方法
在795.8kA/m的外部磁场中在25℃的样品温度下用由TOEIINDUSTRY CO.,LTD.制造的振动样品磁力计VSM-P7进行测量。
(9)测量粘结剂树脂的软化点的方法
粘结剂树脂的软化点根据JIS K 7210中描述的测量方法用流动性评价设备(流动试验仪)来测量。具体的测量方法示于以下。
当将具有1cm3体积的样品用流动性评价设备(流动试验仪CFT-500D,由Shimadzu Corporation制造)以6℃/min的升温速率下加热时,将1,960N/m2(20kg/cm2)的负荷从柱塞施加于样品,以将具有1mm直径和1mm长度的喷嘴挤出。基于挤出的结果,绘出柱塞落下量(流动值)-温度曲线。S形曲线的高度由h表示,将对应于h/2的温度(树脂流出一半时的温度)定义为软化点。
(10)借助于凝胶渗透色谱(GPC)测量粘结剂树脂的四氢呋喃(THF)可溶性物质的分子量分布的方法
将柱在40℃下在热室中稳定。使作为溶剂的四氢呋喃(THF)在该温度下以1ml/min的流速流入该柱中,并将约100μl的THF样品溶液注入用于测量。在测量样品的分子量中,从通过几种单分散聚苯乙烯标准样品制作的分析曲线的对数值和计数之间的关系计算样品拥有的分子量分布。用于制备能够使用的分析曲线的标准聚苯乙烯样品的实例包括各自具有约1×102以上至1×107以下的分子量的样品。适当地使用至少约十个标准聚苯乙烯样品。例如,可使用由TOSOH CORPORATION制造的TSK标准样品(F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000和A-500)。
此外,将RI(折射率)检测器用作检测器。推荐将多个商购可得的聚苯乙烯凝胶柱的组合用作该柱。组合的实例包括:shodex GPC KF-801、802、803、804、805、806、807和800P(由Showa Denko K.K.制造)的组合;以及TSK gel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL),和TSK guard column(由TOSOHCORPORATION制造)的组合。
此外,如下所述制备上述THF样品溶液。将粘结剂树脂静置在25℃的温度下几个小时。其后,通过充分摇动将树脂和THF彼此很好地混合(直到样品的聚集体消失)。然后,将所得物再静置12小时以上。在此情况下,将树脂静置于THF中的时间设定为24小时。其后,使所得物通过样品处理过滤器(具有约0.5μm的孔径,例如,使用Maishori Disk H-25-2(由TOSOHCORPORATION制造)),并将其视为GPC用的THF样品溶液。此外,调整THF样品溶液的浓度,以使在THF中可溶的树脂组分的浓度为5mg/ml。
(11)测量粘结剂树脂的玻璃转化温度的方法
通过使用差示扫描量热仪(DSC)″MDSC-2920″(由TAInstruments制造)根据ASTM D 3418-82在常温和常湿下进行测量。
精确称量并使用2mg以上至10mg以下,或优选约3mg的测量样品。将样品装入铝盘中。将空铝盘用作参比。在30℃以上至200℃以下的测量温度范围内如下进行测量:测量样品的温度以10℃/min的升温速率一次从30℃升至200℃,然后以10℃/min的降温速率从200℃降至30℃,再次以10℃/min的升温速率升至200℃。将在通过第二升温过程获得的DSC曲线中在比热出现变化之前的基线与出现变化之后的基线之间的线与差示热曲线的交叉点定义为粘结剂树脂的玻璃转化温度Tg。
(12)粘结剂树脂的THF不溶性物质的含量的测量
称量1.0g粘结剂树脂(该量由″W1″g表示)。将称量的树脂放置于抽提套管中(如No.86R,由Toyo Roshi制造),并将其装入索氏(Soxhlet)萃取器,以便用200ml THF将树脂进行索氏萃取20小时。其后,将萃取的组分在40℃下真空干燥20小时,然后称重(该量由″W2″g表示)。根据下式计算THF不溶性物质的含量。THF不溶性物质的含量(质量%)=[(W1-W2)/W1]×100。
实施例
下文中,将通过实施例具体地描述本发明;条件是,本发明的实施方案绝不限于这些实施例。
<粘结剂树脂A-1的生产例>
对苯二甲酸 25mol%
十二碳烯琥珀酸 15mol%
偏苯三酸酐 6mol%
由式(I-1)表示的双酚衍生物 30mol%
(2.5-mol环氧丙烷加合物)
由式(I-1)表示的双酚衍生物 24mol%
(2.5-mol环氧乙烷加合物)
将上述酸组分和上述醇组分作为用于生产聚酯单元的单体,和2-乙基己酸锡作为催化剂装入四颈烧瓶中。该烧瓶安装有减压设备、水分离设备、氮气引入设备、温度测量设备和搅拌设备。当将在烧瓶中的混合物在氮气氛下在130℃的温度下搅拌时,将25质量份用于生产苯乙烯共聚物树脂单元的下述单体的混合物从滴液漏斗经4小时滴入混合物中,相对于100质量份用于生产聚酯单元的上述单体组分和聚合引发剂(过氧化苯甲酰)。
苯乙烯 83质量%
丙烯酸2-乙基己酯 15质量%
丙烯酸 2质量%
将上述材料老化3小时,同时将围绕该材料的环境温度保持在130℃下。然后,将温度升至230℃,使该材料进行反应。反应完成后,将产物从容器中取出并粉碎,由此获得包含聚酯树脂组分、苯乙烯共聚物组分和杂化树脂组分的粘结剂树脂A-1。表1示出了粘结剂树脂A-1的物理性质。
<粘结剂树脂A-2的生产例>
对苯二甲酸 28mol%
十二碳烯琥珀酸 12mol%
偏苯三酸酐 2mol%
由式(I-1)表示的双酚衍生物 33mol%
(2.5-mol环氧丙烷加合物)
由式(I-1)表示的双酚衍生物 25mol%
(2.5-mol环氧乙烷加合物)
将上述酸组分和上述醇组分作为用于生产聚酯单元的单体,和2-乙基己酸锡作为催化剂装入四颈烧瓶中。该烧瓶安装有减压设备、水分离设备、氮气引入设备、温度测量设备和搅拌设备。当将在烧瓶中的混合物在氮气氛下在130℃的温度下搅拌时,将25质量份用于生产苯乙烯共聚物树脂单元的下述单体的混合物从滴液漏斗经4小时滴入混合物中,相对于100质量份用于生产聚酯单元的上述单体组分和聚合引发剂(过氧化苯甲酰)。
苯乙烯 83质量%
丙烯酸2-乙基己酯 15质量%
丙烯酸 2质量%
将上述材料老化3小时,同时将围绕该材料的环境温度保持在130℃下。然后,将温度升至230℃,使该材料进行反应。反应完成后,将产物从容器中取出并粉碎,由此获得包含聚酯树脂组分、苯乙烯共聚物组分和杂化树脂组分的粘结剂树脂A-2。表1示出了粘结剂树脂A-2的物理性质。
<粘结剂树脂A-3的生产例>
对苯二甲酸 30mol%
十二碳烯琥珀酸 13mol%
偏苯三酸酐 6mol%
由式(I-1)表示的双酚衍生物 33mol%
(2.5-mol环氧丙烷加合物)
由式(I-1)表示的双酚衍生物 18mol%
(2.5-mol环氧乙烷加合物)
将上述酸组分和上述醇组分,和2-乙基己酸锡作为酯化催化剂装入四颈烧瓶中。该烧瓶安装有减压设备、水分离设备、氮气引入设备、温度测量设备和搅拌设备。在氮气氛下,将混合物的温度升至230℃,使该混合物进行反应。基于该混合物的软化点,追踪聚合的程度。反应完成后,将产物从容器中取出、冷却并粉碎,由此获得粘结剂树脂A-3。表1示出了粘结剂树脂A-3的物理性质。
<粘结剂树脂A-4的生产例>
对苯二甲酸 23mol%
十二碳烯琥珀酸 12mol%
偏苯三酸酐 13mol%
由式(I-1)表示的双酚衍生物 32mol%
(2.5-mol环氧丙烷加合物)
由式(I-1)表示的双酚衍生物 20mol%
(2.5-mol环氧乙烷加合物)
将上述酸组分和上述醇组分,和2-乙基己酸锡作为酯化催化剂装入四颈烧瓶中。该烧瓶安装有减压设备、水分离设备、氮气引入设备、温度测量设备和搅拌设备。在氮气氛下,将混合物的温度升至230℃,使该混合物进行反应。基于该混合物的软化点,追踪聚合的程度。反应完成后,将产物从容器中取出、冷却并粉碎,由此获得粘结剂树脂A-4。表1示出了粘结剂树脂A-4的物理性质。
<粘结剂树脂A-5的生产例>
将250质量份脱气的水和50质量份聚乙烯醇的1-质量%水溶液装入四颈烧瓶中。其后,将83质量份苯乙烯、17质量份丙烯酸正丁酯、0.001质量份二乙烯基苯和0.1质量份2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷的混合液添加至该混合物中,并将全体搅拌,由此制备悬浮液。
在四颈烧瓶中构建氮气气氛后,将烧瓶中的温度升至85℃,以引发聚合。在所得物的温度已在该温度下保持20小时后,将0.1质量份过氧化苯甲酰进一步添加至所得物中,并将该混合物的温度保持在该温度下另外8小时。因而,完成该聚合。
接下来,高分子量聚合物颗粒通过过滤分离,用水充分洗涤并干燥,由此获得粘结剂树脂A-5。表1示出了粘结剂树脂A-5的物理性质。
<粘结剂树脂A-6的生产例>
将300质量份二甲苯装入四颈烧瓶中,将容器中的空气用氮气充分代替,同时搅拌二甲苯。其后,烧瓶中的温度升高,以回流二甲苯。
在回流下,将83质量份苯乙烯、17质量份丙烯酸正丁酯和2质量份二叔丁基过氧化物的混合液经4小时滴入烧瓶中。其后,将该混合物保留2小时,以完成聚合,由此获得低分子量聚合物溶液。
将该聚合物溶液在减压下干燥,由此获得粘结剂树脂A-6。表1示出了粘结剂树脂A-6的物理性质。
<粘结剂树脂A-7的生产例>
将粘结剂树脂A-5(90质量份)初步溶解于二甲苯溶液中。此外,将粘结剂树脂A-6(10质量份)添加,混合并溶解于该混合物中,然后有机溶剂通过蒸馏除去。将所得物粉碎,由此获得粘结剂树脂A-7。
<粘结剂树脂A-8的生产例>
将粘结剂树脂A-5(80质量份)初步溶解于二甲苯溶液中。此外,将粘结剂树脂A-6(20质量份)添加,混合并溶解于该混合物中,然后有机溶剂通过蒸馏除去。将所得物粉碎,由此获得粘结剂树脂A-8。
<粘结剂树脂A-9的生产例>
将粘结剂树脂A-5(30质量份)初步溶解于二甲苯溶液中。此外,将粘结剂树脂A-6(70质量份)添加,混合并溶解于该混合物中,然后有机溶剂通过蒸馏除去。将所得物粉碎,由此获得粘结剂树脂A-9。
[表1]
软化点(℃) | Mw | Mw/Mn | THF不溶性物质(质量%) | Tg(℃) | |
粘结剂树脂A-1 | 130 | 58000 | 8.3 | 34 | 57.3 |
粘结剂树脂A-2 | 96 | 8100 | 2.5 | 0 | 58.1 |
粘结剂树脂A-3 | 140 | 152000 | 21.5 | 32 | 59.8 |
粘结剂树脂A-4 | 94 | 8500 | 3.5 | 0 | 58.3 |
粘结剂树脂A-5 | 143 | 950000 | 18.5 | 35 | 61.0 |
粘结剂树脂A-6 | 91 | 11100 | 1.45 | 0 | 60.0 |
<磁性氧化铁颗粒B-1的生产例>
50升以2.0mol/l的浓度包含Fe2+的硫酸亚铁的水溶液通过使用硫酸亚铁制备。此外,10升以0.23mol/l浓度包含Si4+的硅酸钠的水溶液通过使用硅酸钠制备,并将硅酸钠水溶液添加至硫酸亚铁水溶液中。随后,将42升5.0mol/l NaOH水溶液在搅拌下与所得混合水溶液混合,由此获得氢氧化亚铁浆料。将氢氧化亚铁浆料的pH和温度分别调节至12.0和90℃。然后,将空气以30升/min的速率吹入浆料中,并进行氧化反应直到50%的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。随后,将空气以20升/min的速率吹入浆料中,直到75%的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。随后,将空气以10升/min的速率吹入浆料中,直到90%的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。此外,在当大于90%的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒的时间点上和之后,将空气以5升/min的速率吹入浆料中,以完成氧化反应。因而,获得包含分别具有八面体形状的核颗粒的浆料。
将94ml硅酸钠水溶液(包含13.4质量%的Si)和288ml硫酸铝水溶液(包含4.2质量%的Al)同时装入包含该核颗粒的所得浆料中。其后,将浆料的温度调节至80℃,并用稀硫酸将浆料的pH调节至5以上至9以下,由此在核颗粒表面上形成分别包含硅和铝的涂层。将所得磁性氧化铁颗粒通过常规方法过滤、干燥并粉碎,由此获得磁性氧化铁颗粒B-1。表3示出了磁性氧化铁颗粒B-1的物理性质。
<磁性氧化铁颗粒B-2至B-11的生产例>
通过在磁性氧化铁颗粒B-1的生产例中,如表2所示调整生产条件来获得磁性氧化铁颗粒B-2至B-11。表3示出了此处获得的磁性氧化铁颗粒B-2至B-11的物理性质值。
应注意,示于表2中的在吹空气的流速下的各阶段是指以下状态。
第一阶段:0%以上至50%以下的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。
第二阶段:大于50%至75%以下的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。
第三阶段:大于75%至90%以下的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。
第四阶段:大于90%至达到100%的氢氧化亚铁分子转化为磁性氧化铁颗粒。
<磁性氧化铁颗粒B-12的生产例>
除以下之外以与磁性氧化铁颗粒B-1的生产例相同的方式获得磁性氧化铁颗粒B-12:氢氧化亚铁浆料的pH调节为12.0;不在多个阶段中进行氧化反应,而在将浆料的温度和吹空气的流速分别保持在90℃和30升/min的状态下完成。表3示出了此处获得的磁性氧化铁颗粒B-12的物理性质值。
<磁性氧化铁颗粒B-13的生产例>
除了如表2所示改变生产条件之外,以与磁性氧化铁颗粒B-1相同的方式获得磁性氧化铁颗粒B-13。表3示出了此处获得的磁性氧化铁颗粒B-13的物理性质值。
<磁性氧化铁颗粒B-14的生产例>
具有2.4mol/l Fe(2+)浓度的硫酸亚铁的水溶液通过使用硫酸亚铁制备。接下来,将该水溶液的温度用水蒸气升温,并保持在40℃以上。随后,将5.0mol/l NaOH水溶液滴加至上述水溶液中以使得该混合物的pH为12.0,由此获得氢氧化亚铁浆料。将氢氧化亚铁浆料的温度调节至90℃,并将空气以30升/min的速率吹入浆料中,以进行氧化反应。
将所得磁性氧化铁颗粒过滤、用水洗涤并干燥。其后,将所得物在加热下在H2气体流中在280℃下回流2小时,由此获得磁性氧化铁颗粒B-14。表3示出了此处获得的磁性氧化铁颗粒B-14的物理性质值。
[表2]
[表3]
[实施例1]
粘结剂树脂A-1 90质量份
粘结剂树脂A-2 10质量份
磁性氧化铁颗粒B-1 60质量份
蜡b[费-托(Fischer-Tropsch)蜡(最高吸热峰温度105℃,数均分子量1,500,重均分子量2,500)] 4质量份
以下所示的电荷控制剂c(负带电性电荷控制剂) 2质量份
[化学式2]
电荷控制剂c
将上述材料通过使用亨舍尔混合机预先混合。其后,将该混合物通过使用双轴挤出机熔融和捏合。此时,以捏合树脂的温度为150℃的方式控制滞留时间。
将所得捏合产物冷却,并通过使用锤磨机粗磨。其后,将粗磨产物通过使用涡轮磨机碾碎,并将所得细磨粉末通过使用多级分级机利用附壁效应(Coanda effect)来分级,由此获得具有重均粒径(D4)5.8μm的负带电性的磁性调色剂颗粒。将1.0质量%的疏水性二氧化硅微粉(BET比表面积140m2/g,用30质量份六甲基二硅氮烷(HMDS)和10质量份的二甲基硅油疏水性处理,相对于100质量份二氧化硅基质)和3.0质量份的钛酸锶(数均粒径1.2μm)外添加至并混合于100质量份的磁性调色剂颗粒,并通过使用具有孔径150μm的筛子筛分该混合物,由此获得带负电性磁性调色剂1。磁性调色剂1的介电损耗角正切的测量结果示于表4中。
将磁性调色剂1引入商购可得的复印机(iR-6570,由CanonInc.制造)中,并在高温、高温环境(30℃,80%RH),常温、常湿环境(23℃,50%RH),和常温、低湿环境(23℃,5%RH)的每一种下通过使用具有5%打印百分率的测试图进行100,000-张连续打印。然后,评价调色剂的以下项目。表5至7显示评价结果。
(图像浓度)
如下所述评价调色剂的图像浓度。直径5mm的圆形图像的反射浓度通过使用SPI滤光器用Macbeth密度计(由GretagMacbeth制造)来测量。在初期(第10张)和打印100,000张后在各测试环境下进行评价。
(起雾)
基于起雾量Ds-Dr来评价调色剂的起雾,所述起雾量Ds-Dr通过以下获得:将用反射密度计(REFLECTOMETER MODELTC-6DS,由Tokyo Denshoku CO.,LTD.制造)测量的图像形成前转印材料的平均反射密度Dr从用相同的反射密度计测量的图像形成后白色部的反射密度的最差值Ds中减去。在打印100,000张后,同时将上述评价机器的显影偏压的频率改变为1.2kHz、2.7kHz和3.5kHz,在各测试环境下进行评价。应注意,起雾量的数值越小,抑制起雾的程度越大。
(色调的测量)
在调色剂的色调测量中,在常温、常湿环境下,通过使用打印100,000张后的上述评价机器,在A4尺寸的办公用计划纸(由Canon Marketing Japan Inc.制造;64g/m2)上输出具有从中减去0.50以上至0.90以下纸的透过密度的调色剂透过密度的半色调图像。
应注意,透过密度用Macbeth透过密度计TD904(由GretagMacbeth制造)在以下条件下测量。在已形成图像的部分中五个点的透过密度的平均值由Ts表示,在形成图像前在转印材料中五个点的透过密度的平均值由Tr表示,并基于透过密度Ts-Tr评价调色剂的色调。
<测量透过密度的条件>
光源:卤素灯HLX64610(50W/12V,由OSRAM Ltd.制造)滤光器:光学
测量在CIE Lab测量中图像的a值和b值。a值和b值的每一个越小,图像的黑色感越强。
在CIE Lab测量中使用由GretagMacbeth制造的Spectrolino。具体测量条件示于以下。
<测量色调的条件>
观察光源: D50
观察视角: 2°
密度: DIN
白色基准: Abs
滤光器: 没有
(图像浓度不均匀)
将具有它们的浓度的半色调图像输出,并将其根据以下评价标准分别目视评价浓度不均匀,在所述它们的浓度下以逐步方式在改变为20%、35%、50%、65%、80%和100%的潜像承载构件上书写激光光。在打印100,000张后在各测试环境下进行评价。
[评价标准]
A(非常良好):没有浓度不均匀发生。
B(良好):当仔细观察图像时,观察到轻微的浓度不均匀。
C(正常):观察到浓度不均匀,但不影响图像。
D(差):用眼睛能够清楚地观察到浓度不均匀,图像不良显著。
[实施例2至16]
除了采用示于表4中的配方之外,以与实施例1相同的方式分别获得磁性调色剂2至16。将各所得磁性调色剂评价与实施例1相同的那些项目。表4至7显示结果。
应注意,示于表4的蜡a,和电荷控制剂a和b为以下化合物。蜡a:石蜡(最高吸热峰温度75℃,数均分子量800,重均分子量1,100)
[化学式3]
电荷控制剂a
[化学式4]
电荷控制剂b
[比较例1至4]
除了采用示于表4中的配方之外,以与实施例1相同的方式分别获得磁性调色剂17至20。将各所得磁性调色剂评价与实施例1的那些相同的项目。表4至7显示结果。
[表4]
[表5]
在高温、高湿环境下
[表6]
在常温、常湿环境下
[表7]
在常温、低湿环境下
Claims (7)
1.一种磁性调色剂,其包括各自包含粘结剂树脂和磁性氧化铁颗粒的磁性调色剂颗粒,
其中:
当通过将所述磁性氧化铁颗粒溶解于酸性水溶液中制备溶液,并且将在其中溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的溶液中Fe元素量定义为总Fe元素量时,在将所述磁性氧化铁颗粒溶解至以下状态的溶液中Fe(2+)的量与在具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe元素量的比X为34质量%以上至50质量%以下,所述状态是指在所述溶液中存在总Fe元素量的10质量%,即具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液;和
在40℃的温度下测量的所述磁性调色剂的介电损耗角正切满足以下条件(a)至(c):
(a)在10,000Hz频率下的介电损耗角正切A为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;
(b)在1,000Hz频率下的介电损耗角正切B为1.0×10-6以上至1.0×10-1以下;以及
(c)所述介电损耗角正切A与所述介电损耗角正切B的比(A/B)为0.10以上至10.00以下。
2.根据权利要求1所述的磁性调色剂,其中所述介电损耗角正切B为1.0×10-5以上至1.0×10-2以下。
3.根据权利要求1或2所述的磁性调色剂,其中所述介电损耗角正切A为1.0×10-5以上至1.0×10-2以下。
4.根据权利要求1至3任一项所述的磁性调色剂,其中,当通过将值C除以值D获得的值(C/D)由Y表示时,所述磁性氧化铁颗粒具有大于1.00至1.30以下的X与Y的比(X/Y),所述值C通过从溶解所有所述磁性氧化铁颗粒的溶液中Fe(2+)的量减去在所述具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe(2+)的量而获得;所述值D通过从所述总Fe元素量中减去在所述具有10质量%的Fe元素溶解率的溶液中Fe元素量而获得。
5.根据权利要求1至4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性氧化铁颗粒各自具有八面体形状。
6.根据权利要求1至5任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性氧化铁颗粒具有0.10μm以上至0.30μm以下的数均一次粒径。
7.根据权利要求1至6任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性氧化铁颗粒在795.8kA/m的外部磁场中具有86.0Am2/kg以上的磁化强度。
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