CN101903833A - 电子照相载体的生产方法和通过使用该方法生产的电子照相载体 - Google Patents
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Abstract
在通过旋转在壳体中在其表面上具有多个搅拌叶片的转动体用树脂组合物涂布电子照相载体核表面的方法中;将其引入所述转动体和所述壳体之间限定的空间的涂布处理材料为50体积%至98体积%的填充率;在涂布处理时,将所述电子照相载体核表面在向前推动和向后推动的同时用所述树脂组合物涂布处理;并且在涂布处理时,将所述电子照相载体核和所述树脂组合物温度控制在特定温度T(℃)以下。该方法使得所述电子照相载体核表面能够更均匀地用涂布树脂涂布。
Description
技术领域
本发明涉及用于显影方法的电子照相载体(用于电子照相法的载体)的生产方法和通过使用该方法生产的电子照相载体,在所述显影方法中,将在静电潜像承载构件上形成的静电潜像用双组分显影剂显影,从而在静电潜像承载构件上形成调色剂图像。
背景技术
近年来,从性能方面,为了满足以下商业化需要,寻求用于电子照相法的双组分显影剂以实现更高的图像品质和更高的稳定性,所述商业化需要为:在办公使用中对于彩色图像形成需要加速转移,需要适合于图像市场的更高分辨率图像,需要适合于低任务打印的更高速度和其它。
在目前的状况下,组成此类双组分显影剂的电子照相载体主要通过用涂布树脂涂布铁氧体颗粒表面或分散了磁性材料的树脂核表面而获得的涂布过的载体来保持。涂布层起到如下作用:例如,使得调色剂具有稳定的带电量分布和防止电荷从电子照相载体注入感光构件中。然而,对于用涂布树脂涂布电子照相载体核表面,仍然没有进行充分的研究,并且仍然存在关于如何均匀地进行涂布的许多问题或主题。
用于生产电子照相载体的常规方法包括称作浸渍法的方法,在该方法中将电子照相载体核和涂布树脂溶液搅拌并且将后者的溶剂在搅拌下蒸发,从而用涂布树脂涂布电子照相载体核表面。也可利用以下方法:其中将涂布树脂溶液通过喷嘴喷洒在电子照相载体核上,同时将它们形成为流动床,从而用涂布树脂涂布电子照相载体核表面。这样的湿法涂布方法已经是普遍的。
然而,湿法涂布方法具有当溶剂蒸发时电子照相载体颗粒趋于聚结的问题。作为搅拌的结果,如果将其颗粒一旦开始聚结的电子照相载体粉碎,所述电子照相载体核表面可能露出该粉碎颗粒的面,以致趋于发生称作泄漏的现象,所述泄漏是如上所述电荷从电子照相载体注入感光构件的现象。如果发生这样的泄漏,感光构件的表面电势可能会聚于显影偏压而使得不能确保任何显影对比度,从而在图像中产生空白区域。此外,电子照相载体核表面变得裸露的事实使得尤其是在高温高湿环境中调色剂不能保留电荷,以致在其放置长时间后由于调色剂的低带电性而趋于发生缺陷图像等。
此外,在湿法涂布方法中,如果电子照相载体颗粒聚结,趋于导致低产率。通常,在电子照相载体生产步骤的最后阶段进行分级。这是因为除去已聚结并且没有粉碎的电子照相载体颗粒。另外,干燥步骤是必需的,其完全除去溶剂,并且这可能是生产节拍时间(tact time)延长的因素。因此,从生产的方面,在湿法涂布方法上也仍然存在许多问题。
因此,作为能够解决上述湿法涂布方法所具有的问题的方法,提出干法涂布方法。例如,公开了如下方法:其中将粉末状涂布处理材料通过高速搅拌混合机混合和搅拌,在此期间涂布处理在包含于涂布处理材料中的涂布树脂的玻璃化转变点(Tg)以上热地进行,从而获得载体(日本专利特开申请H09-160307)。然而,在该方法中,将设备的整个内部用夹套加热,以使全部涂布处理材料能够具有不低于包含于涂布处理材料中的涂布树脂的Tg的温度,因此,如上所述,电子照相载体颗粒趋于聚结。因此,该方法仍然是令人不满意的,这是因为颗粒应当均匀地涂布。
还提出了其中通过机械冲击力进行干法涂布的方法(日本专利特开申请S63-235959)。例如,公开了以下方法:其中使用具有转子和衬垫(liner)的表面处理设备以用粒径为磁性材料颗粒的1/10以下的树脂颗粒涂布磁性材料颗粒表面。在该方法中,通过使用不同于涂布处理用设备的设备将树脂颗粒分散在载体颗粒表面上,因此该方法是不利的,因为其额外需要分散用设备。在不使用分散用设备的情况下,所述树脂颗粒保持从载体核游离的状态,因此难以很好地进行用树脂颗粒涂布载体核表面的处理。此外,即使通过使用不同于涂布处理用设备的设备使得树脂颗粒粘着至载体核表面,当以它们不能完全粘着至载体核表面的大的量来供给树脂颗粒时,也可能将任何过量的树脂颗粒置于游离的状态,因此难以均匀地进行涂布处理。因此,该方法对于供给时的涂布量给出限制,并且可能使得其难以控制调色剂的带电量或防止电荷从电子照相载体注入感光构件。
作为利用机械冲击力的粉末处理方法,还提出了如下粉末处理方法:其中利用旋转叶片型设备所具有的最大优点施加通常无法实现的强冲击力(日本专利特开申请2005-270955)。根据该方法,能够多样地进行处理,从而不仅用于混合和干燥颗粒而且用于制造颗粒复合物(熔化)、颗粒表面改性、颗粒表面光滑化、颗粒形状控制(使得颗粒为球形)等等。然而,为了使得该方法可用于进行通过干法涂布用树脂组合物涂布电子照相载体核表面的处理,对于处理条件等等还没有进行充分的研究。
发明内容
本发明的目的是用涂布树脂更均匀地涂布电子照相载体核表面。然后,本发明的目的是获得如下电子照相载体,所述电子照相载体能够防止泄漏,即电荷从电子照相载体核注入感光构件的现象,并且即使在将调色剂放置于高温和高湿环境中后也能够防止其变得低带电性。
上述目的通过如下所述构成的本发明实现。
即,本发明涉及(1)用至少树脂组合物涂布处理其载体核的电子照相载体的生产方法;
所述生产方法为如下方法:使用在其表面上具有多个搅拌叶片的转动体和在其内壁和各搅拌叶片之间留下空隙而设置的壳体(casing)的设备,用涂布树脂涂布处理电子照相载体核表面,并且同时通过旋转转动体将由电子照相载体核和树脂组合物构成的涂布处理材料混合,其中,
将其引入转动体和壳体之间限定的空间的涂布处理材料为50体积%以上至98体积%以下的填充率;
在涂布处理时,将电子照相载体核和树脂组合物通过多个搅拌叶片的某个或某些搅拌叶片在沿转动体的轴向方向的一个方向向前推动并且通过多个搅拌叶片中的至少某些其它搅拌叶片在沿转动体的轴向方向的相反方向向后推动,并且电子照相载体核表面在向前推动和向后推动时用树脂组合物涂布处理;以及
在涂布处理时,将电子照相载体核和树脂组合物温度控制在满足如下表达式(1)的范围内的温度T(℃)下:
T≤Tg+20 (1)
其中Tg是包含于树脂组合物中的树脂组分的玻璃化转变温度(℃)。
本发明涉及(2)根据上述(1)所述的电子照相载体的生产方法,其中树脂组合物以粉末的形式供给至设备中,并且当在将其进行涂布处理之前树脂组合物具有的体积基准的50%粒径(D50)由Db(μm)表示,电子照相载体核的体积基准的50%粒径(D50)由Dc(μm)表示时,Db/Dc的值满足如下表达式(2):
0.10≤Db/Dc≤50 (2)。
本发明涉及(3)根据上述(1)或(2)所述的电子照相载体的生产方法,其中树脂组合物至少具有树脂组分和数均粒径(D1)为0.01μm以上至3.00μm以下的细颗粒。
本发明涉及(4)根据上述(1)至(3)任一项所述的方法生产的电子照相载体。
本发明涉及(5)根据上述(4)所述的电子照相载体,其具有的体积基准的50%粒径(D50)为15.0μm以上至100μm以下和真比重为2.5g/cm3以上至5.2g/cm3以下。
根据本发明,电子照相载体核表面能够以更接近均匀的状态用涂布树脂涂布。而且,这能够防止泄漏,即电荷从电子照相载体核注入感光构件的现象,并且在将调色剂放置于高温和高湿环境中后能够防止其变得低带电性。
参考附图,从以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1是示出可用于本发明的电子照相载体生产方法的涂布设备的实例的示意图。
图2A、2B、2C和2D是示出如何建造用于在本发明的电子照相载体生产方法中可使用的涂布设备的搅拌叶片的示意图。
图3是示出测量本发明的电子照相载体的电阻率的测量仪器实例的示意图。
具体实施方式
以下详细地描述本发明的实施方式。
首先详细描述本发明的电子照相载体的生产方法。
本发明的电子照相载体的生产方法是称作干法涂布方法的方法。以下参考示于图1和2A的干法涂布设备描述本发明。
首先,将具有电子照相载体核和树脂组合物的涂布处理材料通过供给口5供给至所述设备。将其引入壳体1和转动体2之间限定的空间9的涂布处理材料为50体积%以上至98体积%以下的填充率。考虑到电子照相载体核表面能够均匀且快速地用树脂复合物涂布的优点,这是优选的。可以更优选70体积%以上至96体积%的填充率。
此处,填充率是指涂布处理材料与壳体1和转动体2之间限定的空间9的体积比。
在涂布处理材料为50体积%以上填充率的情况下,涂布处理材料与设置在转动体2表面上的搅拌叶片3碰撞,此外,涂布处理材料的成分一个接着另一个彼此碰撞。因此,涂布处理材料的载体核在它们的表面上适当加热从而达到它们能够易于被处理的条件,以使涂布处理在壳体1和搅拌叶片3之间非常小的间隙处能够很有效且均匀地进行。此外,由于涂布处理材料的如此高的填充率,处理能够期望地大量进行。如果涂布处理材料为小于50体积%的填充率,涂布处理材料的成分可能不充分地彼此碰撞以致难以使其进行均匀的涂布处理。涂布处理材料为50体积%以上填充率的条件是比在利用机械冲击力的涂布处理通常设定的条件中更高的填充率。通常,涂布处理不是以如此高填充率进行。另一方面,如果涂布处理材料为98体积%以上填充率,存在涂布处理材料难以混合或者需要大的转矩以驱动设备的趋势。
作为将涂布处理材料供给至所述设备的方式,电子照相载体核和涂布用树脂组合物可以分别供给至其中,或者这些可以在将它们被供给至其中之前制成混合物。在本发明的干法涂布方法中,涂布处理材料的这些成分彼此充分地碰撞,因此有利的是即使当将它们分别供给至所述设备中也能够进行良好的涂布处理。
接着,将涂布处理材料通过设置在转动体2表面上的多个搅拌叶片3搅拌和混合,期间将其在壳体1和搅拌叶片3之间非常小的间隙处进行涂布处理,其后将处理过的材料通过排出口6排出所述设备外。在图1所示的中,转动体2沿位于较低部位的搅拌叶片通过如在图上所观察的前面向上推动的方向转动。此处,在转动体2表面上的搅拌叶片3a(参见图2A)起到向前搅拌机构的作用以将涂布处理材料沿转动体2的轴向方向(从供给口5侧至排出口6侧)向前推动,搅拌叶片3b起到返回搅拌机构的作用以将涂布处理材料沿转动体2的轴向方向相反的方向(从排出口6侧至供给口5侧)向后推动。
凭借这样的机构,将涂布处理材料重复地向前推动和向后推动,因此在壳体1中的涂布处理材料的运动过程是复杂和长的。以这种方式向前推动和向后推动使得涂布处理材料与搅拌叶片3碰撞并且还使得涂布处理材料的成分彼此充分地碰撞,两种碰撞均更充分,这使得能够在壳体1和搅拌叶片之间非常小的间隙处更有效的涂布处理。结果,这使得电子照相载体核表面能够用树脂组合物均匀且快速地涂布。
此外,在壳体1和转动体2之间限定的空间9处,在涂布处理期间,将涂布处理材料温度控制在满足如下表达式(1)的范围内的温度T(℃)下:
T≤Tg+20 (1)
(其中Tg是包含于树脂组合物中的树脂组分的玻璃化转变温度(℃)。)。此处,在涂布处理期间涂布处理材料的温度(即,材料温度)指的是在涂布处理期间壳体内部气氛的温度。具体而言,其是当将热电偶附着于壳体1的内壁表面以检测在涂布处理时的热历史时测量的最高温度。
在常规热干法涂布方法的情况下,要求在涂布处理时的材料温度一定程度地高于树脂组分的Tg,由此加热整个设备。然而,将材料温度设定得越高,涂布处理材料越可能变得不均匀或淤塞(stagnate),从而加速电子照相载体核的聚结。另一方面,如果材料温度设定得低,核颗粒可能用树脂组合物不充分地涂布。因此,非常难以实现防止聚结和均匀涂布处理两者。
与其相反,即使设定材料温度(在壳体内部气氛的温度)低于树脂组分的Tg,本发明也已经能够均匀的涂布处理。作为其原因,推测由于在本发明中涂布处理材料的填充率(%)和向前/向后推动机构,涂布处理材料与壳体1和搅拌叶片3碰撞,此外涂布处理材料的成分彼此有效且频繁地碰撞,并且这仅局部地使得涂布处理材料的温度高于树脂组分的Tg。然后,使涂布处理材料的成分彼此有效且频繁地碰撞,即使设定材料温度(在壳体内部气氛的温度)并不是如此高于树脂组分的Tg,这已经使得能够良好的涂布处理并且已经使得能够更加防止颗粒聚结。
因此,在本发明中,控制材料温度T(℃)不高于Tg+20(℃)已经能够高水平地实现防止电子照相载体颗粒聚结和进行均匀且快速涂布处理两者。然而,如果设定材料温度T(℃)高于Tg+20(℃),电子照相载体颗粒可能变得趋于像在常规热干法涂布方法中的那些一样聚结。也可能发生树脂组分熔融-附着或粘着至壳体1的内壁或至搅拌叶片3的表面。材料温度T(℃)可以更优选为在不高于树脂组分的Tg的范围内。不能特别严格地限制材料温度T(℃)的下限值,考虑到在温度控制中的容易性,可以为约-20℃。
为了控制涂布处理材料的材料温度,优选使用具有通过其能够使热控介质流动的夹套4的转动体或壳体。流体例如冷却水、热水、蒸汽或油可以用作热控介质。
作为设置在转动体2表面上的搅拌叶片3的位置关系,它们可以优选以如下方式配置。例如,优选:各搅拌叶片3a在供给口5侧上的搅拌叶片3a边缘位置处,与在供给口5侧上的其相邻的其它搅拌叶片3b在排出口6侧上的搅拌叶片3b的边缘位置处,在沿轴向方向的位置处重叠。即,搅拌叶片可以优选具有如下位置关系,其中,在图2A中,沿垂直方向从搅拌叶片3a的边缘位置画线,彼此相邻的搅拌叶片3a和搅拌叶片3b通过宽度d重叠。关于其它搅拌叶片也应用同样的位置关系。由于搅拌叶片3a和搅拌叶片3b具有该位置关系,涂布处理材料能够容易地从搅拌叶片3a的边缘推动至搅拌叶片3b的边缘,因此随着将转动体2旋转能够更加有效地将涂布处理材料向前和向后推动。
作为用于本发明的电子照相载体生产方法的搅拌叶片3的形状,可以采用如在图2A、2B、2C和2D中所示的那些。除了如与在图2A中所示的搅拌叶片3a和3b一样的向前和向后搅拌叶片以外,也可以设置如在图2B和2C中所示的搅拌叶片3c,其沿与转动体的轴向方向相同的方向配置。作为它们的形状,搅拌叶片3也可以具有如在图2D中所示的桨形状。关于搅拌叶片的角度,可以根据涂布处理材料的粒径、真比重和流动性将它们适当地调整。
在电子照相载体的生产中,可以优选将树脂组合物以粉末的形式供给至设备。在常规干法涂布方法的情况下,常见的是,当将其进行涂布处理之前树脂组合物的体积基准的50%粒径(D50)由Db(μm)表示,电子照相载体核的体积基准的50%粒径(D50)由Dc(μm)表示时,Db/Dc的值小于0.10。这是因为,除非使得树脂组合物的粒径极度地小于电子照相载体核的粒径以改进在电子照相载体核和树脂组合物之间的粘着性,否则当使用机械冲击力时也不能够进行任何良好的涂布处理,并且从核释放的树脂组合物不可避免地大量残留。而且当进行加热涂布处理时,具有相对大粒径的树脂组合物可能变得不均匀地中止或淤塞,从而加速电子照相载体核在用作基点的该颗粒周围的聚结。即,在常规方法中,对于能够粘着至电子照相载体核表面的颗粒的尺寸存在限制。
然而,当使用根据本发明的设备时,即使在Db/Dc的值满足如下表达式(2)的情况下也能够进行良好的涂布处理,
0.10≤Db/Dc≤50 (2)。
如果对如在常规热干法涂布方法中的树脂组合物的粒径施加限制因素,在生产树脂颗粒时可能发生不利。例如,当Dc为40μm时,Db必须为4.0μm以下。作为通过其制备粒径为4.0μm以下的树脂组合物的方法,其中通过聚合或通过粉碎制备树脂颗粒以获得粒径为4.0μm以下的树脂颗粒的方法是可利用的。在当通过聚合制备树脂颗粒的情况下,可用的是乳液聚合或悬浮聚合,然而,其任何一个都要求对树脂进行组成限制。在当通过粉碎制备树脂颗粒的情况下,当使得Db更小时,更加需要用于使颗粒更细的能量,从而导致成本增加和CO2排放增加。
与之相反,在本发明中,涂布处理材料能够为高填充率并且采用向前和向后推动的机构,从而使得涂布处理材料的成分彼此有效地碰撞。因此,这致使使得树脂组合物预先粘着至核的必要性低,并且对树脂组合物允许宽的选择性。
如上,Db/Dc的值可以为0.10以上。然而,如果Db/Dc的值大于50,电子照相载体核颗粒可能变得趋于进入树脂组合物颗粒,导致涂布处理效率降低。在本发明中,Db/Dc的值可以更优选在0.10以上至10以下的范围内。
根据本发明的生产方法,还能够使得电子照相载体核颗粒以较大的涂布量用树脂组合物涂布,使得后者粘着于前者。作为所述涂布量(即,供给涂布量),树脂组合物可以优选为0.1至20质量份的量,基于100质量份电子照相载体核。如果树脂组合物为大于20质量份的量,随着其从核释放,树脂组合物趋于大量残留。其涂布量可以优选在0.3至15质量份的范围内,并且还更优选在0.5至10质量份的范围内。考虑到能够以在该范围内的涂布量进行涂布处理的事实,可以说本发明的生产方法是能够拓宽材料设计的程度以控制调色剂的带电量和防止电荷从电子照相载体注入感光构件的生产方法。
还优选,当电子照相载体核的真比重由A(g/cm3)表示,涂布用树脂组合物的真比重由B(g/cm3)表示时,B/A的值满足如下表达式(3):
0.20≤B/A≤0.80 (3);
条件是2.5≤A≤5.2且1.0≤B≤2.0。
只要真比重的上述比例(B/A)为0.80以下,涂布处理就能够没有任何由于在处理期间在基础颗粒和涂布颗粒之间的颗粒间的碰撞而可能施加的过度载荷,因此能够防止电子照相载体核发生断裂或破裂。另一方面,只要比例B/A为0.20以上,在基础颗粒和涂布颗粒之间的比重差的影响就能够如此小以致能够将涂布处理材料很好地搅拌和混合。
接下来将参考图1描述关于上述干法涂布方法的生产条件。
关于搅拌叶片3的优选圆周速度,在叶片的最外边缘处其可以为5m/sec以上至50m/sec以下。考虑到电子照相载体核表面能够均匀且快速地用树脂组合物涂布的优点,这是优选的。其可以更优选为10m/sec以上至20m/sec以下。
只要搅拌叶片3的圆周速度在上述范围内,任何树脂组合物可能较少地保持不参与涂布处理并且还能够防止载体核出现断裂或破裂,由此能够更稳定地进行良好的涂布处理。
关于在壳体1和各搅拌叶片3之间的间隙,其可以为0.5mm以上至30.0mm以下。考虑到电子照相载体核表面能够均匀且快速地用树脂组合物涂布的优点,这是优选的。其可以更优选为1.0mm以上至10mm以下。
只要壳体1和各搅拌叶片3之间的间隙在上述范围内,就能够与当搅拌叶片的圆周速度在上述范围内时的情况一样稳定地进行良好的涂布处理。
通过本发明的生产方法获得的电子照相载体还可以优选具有体积基准的50%粒径(D50)为15.0μm以上至100μm以下和真比重为2.5g/cm3以上至5.2g/cm3以下。由于本发明的电子照相载体具有D50为15.0μm以上至100μm以下,能够优化在显影极的磁刷的密度并且调色剂还能够具有尖锐的带电量分布,因此能够实现高的图像质量。其可以更优选具有D50为20.0μm以上至80.0μm以下。
由于其还具有真比重为2.5g/cm3以上至5.2g/cm3以下,在调色剂和载体之间的比重差可以在优选范围内,并且载体能够具有更好的对于调色剂的电荷提供性能。其可以优选具有真比重为2.5g/cm3以上至4.2g/cm3以下。即,调色剂和电子照相载体能够以最适宜的条件在显影剂容器中搅拌,因此能够将调色剂快速地静电充电。此外,载体能够防止调色剂劣化,此外,当将所述载体用作补充显影剂用载体时,当显影剂用补充显影剂来补充时,在长时间内也能够获得良好的图像。
本发明的电子照相载体在5,000V/cm的电场强度下也可以优选具有电阻率为1.0×106Ω·cm以上至1.0×1015Ω·cm以下。其可以更优选具有电阻率为1.0×107Ω·cm以上至1.0×1012Ω·cm以下。如果其具有电阻率为小于1.0×106Ω·cm,极其可能发生泄漏。如果其具有电阻率为大于1.0×1015Ω·cm,显影剂在低电场强度下可能具有低显影性能。由于采用本发明的生产方法,由于能够均匀地涂布载体核和不容易聚结的优点,具有在上述范围内的电阻率的电子照相载体的使用使得能够实现令人满意的显影性能和高的图像浓度。
作为电子照相载体核,可以使用已知的磁性载体核,如铁氧体颗粒、磁铁矿颗粒和分散磁性材料的树脂载体核。
例如以如下方式生产电子照相载体核。
使用磁性材料生产电子照相载体核。磁性材料可以包括含有选自铁、锂、铍、镁、钙、铷、锶、镍、铜、锌、钴、锰、铬和钛的至少一种元素的磁性铁氧体颗粒,或磁铁矿颗粒。其可以优选包括磁铁矿颗粒或含有选自铜、锌、锰、钙、锂和镁的至少一种元素的磁性铁氧体颗粒。
作为铁氧体磁性材料,其可以包括如下:铁类氧化物的铁氧体磁性材料,如Ca-Mg-Fe类铁氧体、Li-Fe类铁氧体、Mn-Mg-Fe类铁氧体、Ca-Be-Fe类铁氧体、Mn-Mg-Sr-Fe类铁氧体、Li-Mg-Fe类铁氧体和Li-Rb-Fe类铁氧体。
铁类氧化物的铁氧体可以通过以下获得:通过湿法或干法混合任意各金属的氧化物、碳酸盐和硝酸盐,煅烧所得的混合物以具有期望的铁氧体组合物。接着,可将由此获得的铁类氧化物铁氧体各自粉碎至具有亚微米尺寸的那些。向由此粉碎的铁氧体中,可以以20至50质量%的量添加用于控制粒径的水,接着以0.1至10质量%的量添加例如聚乙烯醇(分子量:500至10,000)作为粘结剂树脂以制备浆液。可以将该浆液通过喷雾干燥器造粒,接着通过点火以获得铁氧体核。
多孔铁氧体核还可以通过如下获得:在造粒时添加用于控制多孔性的碳酸钠或碳酸钙和孔调节剂如各种类型的有机物质以形成浆液,接着通过喷雾干燥器造粒,进一步接着点火。也可以添加在铁氧体形成反应期间可抑制颗粒生长的材料,从而在铁氧体内部形成复杂的孔。此类材料可以包括氧化钽和氧化锆。
为了生产分散磁性材料的树脂载体核,可以将例如乙烯型或非乙烯型热塑性树脂、磁性材料和其它添加剂通过混合机很好地混合。获得的混合物可以通过使用捏合机如热辊、捏合机或挤出机熔融捏合。可以将获得的熔融捏合产物冷却,接着粉碎,可以将粉碎的产物进一步分级,从而获得分散磁性材料的树脂载体核。由此获得的分散磁性材料的树脂载体核可以进一步通过热或者机械的方式制成球形。
作为又一方法,用于形成分散磁性材料的树脂载体核的粘结剂树脂的单体可以在磁性材料存在下聚合以获得载体核。此处,用于形成粘结剂树脂的单体可以包括以下:乙烯基单体;苯酚和表氯醇,用于形成环氧树脂;苯酚和醛,用于形成酚醛树脂;尿素和醛,用于形成脲醛树脂;以及三聚氰胺和醛。
尤其优选的是从苯酚和醛合成酚醛树脂的方法。在这种情况下,可以将保存在水性介质中的苯酚和醛在碱性催化剂存在下聚合以生产分散磁性材料的树脂载体核。
除了苯酚本身(羟基苯)以外,用于形成酚醛树脂的苯酚可以是具有酚羟基的化合物。具有酚羟基的化合物可以包括烷基苯酚如间甲酚、对叔丁基苯酚、邻丙基苯酚、间苯二酚和双酚A;以及卤代苯酚,其芳香环或烷基的部分或全部已经用氯原子或溴原子取代。
用于形成酚醛树脂的醛可以包括以下:它们是例如以福尔马林和仲醛任一形式的甲醛和糠醛。优选甲醛。
醛与苯酚的摩尔比可以优选为1∶1至1∶4,更优选1∶1.2至1∶3。如果醛与苯酚的摩尔比小于1,颗粒可能难以形成,或者即使形成了,树脂的固化也难以进行,因此形成的颗粒趋于具有低强度。另一方面,如果醛与苯酚的摩尔比大于4,反应后残留在水性介质中的未反应的醛趋于为大量的。
可以使用碱性催化剂进行苯酚和醛的缩聚反应。碱性催化剂可以是在生产通常的可溶酚醛树脂型树脂中使用的任意催化剂。此类碱性催化剂可以包括例如氨水、六甲基四胺和二甲基胺,以及烷基胺如二甲基胺、二乙基三胺和聚乙烯亚胺。任何这些碱性催化剂与苯酚的摩尔比可以优选1∶0.02至1∶0.30。
接下来描述用其涂布电子照相载体核表面的树脂组合物。
在本发明中使用的树脂组合物至少具有树脂组分。作为涂布用树脂组分,可以优选使用热塑性树脂。作为树脂组分,其可以为一种树脂或者两种以上树脂的组合。
作为涂布用树脂组分的热塑性树脂可以包括,例如,聚苯乙烯;丙烯酸类树脂如聚甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯-丙烯酸共聚物;苯乙烯-丁二烯共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯;聚偏二氟乙烯树脂;氟碳树脂;全氟碳树脂;溶剂可溶性全氟碳树脂;聚乙烯醇;聚乙烯醇缩醛;聚乙烯吡咯烷酮;石油树脂;纤维素;纤维素衍生物如醋酸纤维素、硝酸纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素;可溶可熔型酚醛树脂;低分子量聚乙烯;饱和烷基聚酯树脂;聚酯树脂如聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚丙烯酸酯;聚酰胺树脂;聚缩醛树脂;聚碳酸酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚苯硫醚树脂和聚醚酮树脂。
包含于树脂组合物中的树脂组分可以含有具有重均分子量Mw为15,000至300,000的THF(四氢呋喃)可溶性物质。考虑到其与电子照相载体核的粘着性和当用其涂布时能够特别均匀地涂布电子照相载体核表面的优点,这是优选的。
用于电子照相载体核颗粒的涂布处理的树脂组合物还可以优选至少具有树脂组分和具有数均粒径(D1)为0.01μm以上至3.00μm以下的细颗粒。这是因为,当用具有树脂组分的树脂组合物涂布电子照相载体核表面时,细颗粒存在于电子照相载体核颗粒自身之间,以发挥间隔物效果,这能够很好地防止电子照相载体核颗粒出现聚结,从而带来涂布均一性的进一步改进。如果细颗粒具有数均粒径为小于0.01μm,则没有充分获得间隔物效果,并且不能充分获得改进涂布均一性的效果。另一方面,如果细颗粒具有数均粒径为大于3.00μm,尽管获得间隔物效果,细颗粒也可能发生非均匀地分散,因此调色剂可能发生不均匀地静电带电。
细颗粒可以优选以基于100质量份树脂组分2至100质量份的比例包含于树脂组合物中。只要在上述范围内包含细颗粒,能够充分带来作为通过添加细颗粒带来的效果的间隔物效果。此外,在树脂组合物和核颗粒彼此碰撞和摩擦,并且核颗粒表面已经部分地用树脂组合物涂布后,能够使得过量的树脂组合物和涂布过的核颗粒很好的彼此分离。考虑到这些效果,能够更有利地进行用树脂的涂布。同时,绝不可能损害涂层的耐久性。
将要包含于树脂组合物中的细颗粒可以为有机材料和无机材料任一种的细颗粒。优选当涂布时具有足以保持细颗粒形状的高强度的细交联树脂颗粒或无机细颗粒。作为形成细交联树脂颗粒的交联树脂,其可以包括交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂、交联聚苯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、脲醛树脂、酚醛树脂和尼龙树脂。无机细颗粒可以包括磁铁矿、赤铁矿、二氧化硅、氧化铝和氧化钛的细颗粒。特别地,考虑到促进对调色剂的电荷提供性能、使得较少发生过度充电(charge-up)和改进从调色剂的释放性,此类无机细颗粒是优选的。作为细颗粒的形状,为了在进行涂布处理时获得间隔物效果,优选使用球形细颗粒。
包含于树脂组合物中的细颗粒在已经用树脂组合物涂布的电子照相载体核表面上形成凹凸(unevenness),因此它们还起到改进对于调色剂的电荷提供性能的作用。从这个观点,细颗粒可以优选具有体积电阻率为1×106Ω·cm以上。
涂布用树脂组合物还可以进一步含有导电性细颗粒。导电性细颗粒可以优选具有体积电阻率为1×108Ω·cm以下,更优选1×10-6Ω·cm以上至小于1×106Ω·cm。
导电性细颗粒可以包括细炭黑颗粒、细石墨颗粒、细氧化锌颗粒和细氧化锡颗粒。特别地,优选细炭黑颗粒作为导电性细颗粒。这些导电性细颗粒通过以少量添加能够有助于适当控制电子照相载体的电阻率,这是因为它们良好的导电性。
作为将要包含于涂布用树脂组合物中的树脂组分的生产方法的实例,可以采用任何聚合方法,如溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。可以将树脂组合物优选以如前所述Db/Dc的值满足0.10以上至50以下(其中树脂组合物的D50由Db(μm)表示,电子照相载体核的D50由Dc(μm)表示)的细颗粒的状态供给至设备。具有在该范围内粒径的树脂组合物可以通过在聚合反应时或在聚合反应后适当改变条件、干燥获得的树脂和将干燥的树脂粉碎来获得。
当将细颗粒添加至树脂组合物时,它们可以在聚合反应时添加,或者可以在粉碎后通过混合机与其混合。可替代的,通过将树脂组分溶解于溶剂制备的树脂溶液可以通过喷雾干燥而干透,并且可以将获得的产物用作树脂组合物。在当通过这样的喷雾干燥获得树脂组合物时添加细颗粒的情况下,可以通过利用介质的珠磨机将细颗粒分散在树脂溶液中,其后可以通过喷雾干燥将获得的分散液干透,或者可以在其已经干透后通过混合机混合。另外,当在树脂组合物中使用的树脂组分为具有大粒径的固体材料时,可以将树脂组分和细颗粒混合并且可以将树脂组分和细颗粒的混合物通过双螺杆挤出机捏合,接着通过粉碎机粉碎,从而获得树脂组合物。也可以优选使用此类方法。
作为与本发明的电子照相载体一起使用的调色剂,可以使用任何已知的调色剂,其可以是通过任何方法如粉碎、聚合、乳液附聚或溶解悬浮获得的调色剂。因此作为粘结剂树脂的主要组分,优选使用聚酯树脂、乙烯基树脂或杂化树脂。
以下详细描述涉及本发明的测量方法。
如何计算填充率
首先,将涂布处理材料(电子照相载体核和树脂组合物的混合物)的振动(tapping)后的表观密度(g/cm3)用Powder TesterPT-R(由Hosokawa Micron Corporation制造)测量。其是在23℃/50%RH的环境中测量。首先,使用筛孔为150μm的筛,将涂布处理材料供给至容量为100ml的金属杯中,同时将其在1mm的振幅下振动(vibrating)。然后,将金属杯在18mm的振幅下振动(vibrating),上下往复进行振动(tapping)180次,同时根据作为振动(tapping)的结果已经降低的水平供给涂布处理材料。振动(tapping)后,在金属杯中的涂布处理材料是水平的,从在其中已经残留的涂布处理材料的质量计算振动(tapping)后的表观密度P(g/cm3)。
接着,将设备的涂布处理空间(壳体和转动体之间限定的空间)用水填充,并且测量其空间体积。
将用对应于当将涂布处理材料振动(tapping)后的表观密度乘以壳体和转动体之间限定的空间的空间体积时求得的质量的涂布处理材料填充的状态假定为100%的填充率,并且根据供给至设备中的材料的填充率调整混合物的质量。
包含于涂布用树脂组合物的树脂组分的玻璃化转变点(Tg)
的测量
将包含于树脂组合物的树脂组分的玻璃化转变点(Tg)使用差示扫描量热分析仪“Q1000”(由TA Instruments Japan Ltd.制造)根据ASTM D3418-82来测量。
基于铟和锌的熔点校正在仪器检测部分处的温度,并基于铟的熔化热校正热量。
具体而言,以约10mg的量精确称量树脂组合物,然后装入铝制盘中,将铝制空盘用作参比。在30℃至200℃的测量范围以10℃/min的加热速率进行测量。在该加热的过程中,在40℃至100℃的温度范围内求得比热的变化。将在由此求得的出现比热变化前后的差热曲线基线的中点线和差热曲线之间相交处的点作为包含于树脂组合物的树脂组分的玻璃化转变点(Tg)。
包含于涂布用树脂组合物的细颗粒的数均粒径(D1)的测量
细颗粒的粒径分布在包含于树脂组合物的树脂组分已经溶解于有机溶剂中并且细颗粒已经溶解在该溶剂中的状态下测量,在所述有机溶剂中所述树脂组分是可溶的。将附有小级别模块(small-level module)的激光衍射粒径分布仪LS-230(由Beckman Coulter,Inc.制造)用作测量仪器以进行测量。将用于进行测量的光学模型设定为在实部为1.5和在虚部为0.3,并且作为溶剂的折光率,将所使用的有机溶剂的折光率输入其中。
涂布用树脂组合物、电子照相载体核和电子照相载体各自
的体积基准的50%粒径(D50)的测量
粒径分布用microtrack粒径分析仪MT3300EX(由NikkisoCo.Ltd.制造)测量。在该测量中,附上用于干法测量的Turbotrac进样器。
电子照相载体核、涂布用树脂组合物和电子照相载体各自
的真比重的测量
在制备样品时,电子照相载体可原样使用,但是需要电子照相载体核和树脂组合物从电子照相载体分离。这些以如下方式分离。首先,称出100质量份电子照相载体至有盖的玻璃瓶中,接着将200质量份甲苯添加至其中,随后通过振荡器(Model-YS-8D,由K.K.Yayoi制造)摇动。作为振荡条件,振荡器在200rpm下运行2分钟。振荡后,将甲苯溶液分离同时将电子照相载体核从瓶的外侧用磁铁全体吸引。将该过程重复5次,随后用真空干燥器在50℃下干燥8小时,接着冷却至常温以获得电子照相载体核。同时,将甲苯从甲苯溶液中除去以获得树脂组合物。将这些用作测量样品。
作为真比重的测量方法,使用其为通过氦气体置换类型的测量方法。将ACCUPYC 1330(由Shimadzu Corporation制造)用作测量仪器。作为测量条件,将4g各个样品装入内径为18.5mm、长度为39.5mm和容量为10cm3的不锈钢制成的池中。然后,将容纳在样品池中的样品的体积通过氦的压力变化来测量,真比重从求得的体积和样品的质量来确定。
包含于涂布用树脂组合物的树脂组分的分子量的测量
包含于树脂组合物的树脂组分的THF可溶性物质的分子量分布可以以如下方式通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。
首先,将树脂组合物在室温下经24小时溶解于四氢呋喃(THF)。然后,将获得的溶液用孔径为0.2μm的耐溶剂性膜过滤器“MAISHORIDISK”(购自Tosoh Corporation)过滤以制备样品溶液。此处,调节样品溶液以使THF中的可溶性组分为约0.8质量%的浓度。使用该样品溶液,在以下条件下进行测量。设备:HLC8120 GPC(检测器:RI)(由Tosoh Corporation制造)。柱:7个柱的组合,Shodex KF-801、KF-802、KF-803、KF-804、KF-805、KF-806和KF-807(购自Showa Denko K.K.)。
洗脱液:四氢呋喃(THF)。
流速:1.0ml/min。
炉温:40.0℃。
样品注入量:0.10ml。
为了计算样品的分子量分布,使用分子量校正曲线,其使用标准聚苯乙烯树脂(例如,TSK标准聚苯乙烯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、A-500;购自Tosoh Corporation)制作。
电子照相载体和载体核的电阻率的测量
电子照相载体的电阻率用在图3中示意性示出的测量仪器测量。电阻率测量池A是由具有已经打孔为截面积为2.4cm2的圆筒状PTFE树脂容器15、下部电极(由不锈钢制成)11、支持台(由PTFE树脂制成)14和上部电极(由不锈钢制成)12组成。将圆筒状PTFE树脂容器15放置于支持台14上,并将约0.7g样品(例如,载体)13装入其中,其中将上部电极12放置于装载的样品13上并且测量样品的厚度。将当之前没有样品存在时求得的厚度由d′(空白)表示,当已经装载约0.7g样品时求得的样品厚度由d表示,当已经装载样品时求得的厚度由d′(样品)表示,样品的厚度可以通过如下表达式表示:
d=d′(样品)-d′(空白)。
可以施加电压穿过电极并且可以测量流经此处的电流以测定载体和载体核各自的电阻率。在测量中,使用静电计16(KEITHLEY 6517,由Keithley Instruments Inc.制造),并且将计算机17用于控制。
作为测量条件,将在磁性组分和电极之间的接触面积S设定为2.4cm2,上电极的载荷设定为240g。
作为施加电压的条件,使用静电计的内部程序,首先静电计自身判断是否可以施加最大为1,000V(不超过电流的限制器的范围)以自动决定施加电压的最大值。通过将最大电压值除以5求得的电压值保留30秒,作为步骤,测量其后求得的电流值。例如,在最大电压值为1,000V时,施加1,000V、800V、600V、400V和200V的电压,将其在各步骤下保留30秒钟,测量其后求得的电流值。求得的值在计算机上运行以计算电场强度和电阻率,将其接着在图上画出曲线。电阻率和电场强度根据以下表达式求得:
电阻率(Ω·cm)=[施加的电压(V)/测量的电流(A)]×S(cm2)/d(cm)。
电场强度(V/cm)=施加的电压(V)/d(cm)。
从该图读取电子照相载体的在5,000V/cm下的电阻率作为在图上的电子照相载体在5,000V/cm下的电阻率。将在图上5,000V/cm的垂直线和实际测量的电阻率的线相交处的点输入作为在5,000V/cm下的电阻率。在这个相交点不存在时,外推测量点,并且将5,000V/cm的垂直线的相交点的点输入作为在5,000V/cm下的电阻率。
实施例
通过给出具体生产例和工作例以下更详细地描述本发明。
本发明绝不仅限于这些。
电子照相载体核
生产例1至4
使用以下材料制备铁氧体载体核。
Fe2O3 66.5质量%
MnCO3 28.1质量%
Mg(OH)2 4.8质量%
SrCO3 0.6质量%
将如上所示配制的铁氧体组合物通过湿法混合,其后在900℃下煅烧2小时。将煅烧过的铁氧体组合物通过球磨机粉碎。获得的粉碎产物具有数均粒径0.4μm。
向获得的粉碎产物中,添加水(基于粉碎产物为300质量%)和具有重均分子量为5,000的聚乙烯醇(基于粉碎产物为3质量%),并且将这些通过喷雾干燥器进行造粒。在电炉中,将获得的造粒产物在氧气浓度为1.0%的氮气气氛中在1,300℃下烧制6小时,随后粉碎并且进一步接着分级,从而获得由Mn-Mg-Sr-Fe铁氧体组成的电子照相载体核(a-1)。将电子照相载体核(a-1)的物理性质示于表1中。改变分级的条件还获得具有不同粒径的电子照相载体核(a-2)至(a-4)。电子照相载体核(a-2)至(a-4)的物理性质示于表1中。
电子照相载体核
生产例5
使用以下材料制备铁氧体载体核。
Fe2O3 66.5质量%
MnCO3 28.1质量%
Mg(OH)2 4.8质量%
SrCO3 0.6质量%
将如上所示配制的铁氧体组合物通过湿法混合,其后在900℃下煅烧2小时。将煅烧过的铁氧体组合物通过球磨机粉碎。获得的粉碎产物具有数均粒径0.4μm。
向获得的粉碎产物中,添加水(基于粉碎产物为300质量%)、具有重均分子量为5,000的聚乙烯醇(基于粉碎产物为2质量%)和作为造孔剂的5质量%碳酸钠(数均粒径:2μm),并且将这些通过喷雾干燥器进行造粒。在电炉中,将获得的造粒产物在氧气浓度为1.0%的氮气气氛中在1,200℃下烧制4小时。将其在750℃下进一步烧结30分钟,随后粉碎并且进一步接着分级,从而获得由Mn-Mg-Sr-Fe铁氧体组成的多孔电子照相载体核(a-5)。将电子照相载体核(a-5)的物理性质示于表1中。
电子照相载体核
生产例6
向磁铁矿颗粒(数均粒径:0.3μm)中,添加水(基于100质量%磁铁矿颗粒为300质量%)和具有重均分子量为5,000的聚乙烯醇(基于100质量%磁铁矿颗粒为3质量%),并且将这些通过喷雾干燥器进行造粒。在电炉中,将获得的造粒产物在氧气浓度为1.0%的氮气气氛中在1,300℃下烧制6小时,随后粉碎并且进一步接着分级,从而获得由磁铁矿组成的电子照相载体核(a-6)。将电子照相载体核(a-6)的物理性质示于表1中。
电子照相载体核
生产例7
使用以下材料生成电子照相载体核(a-7)。
交联丙烯酸类树脂 30质量份
磁铁矿颗粒 70质量份
(数均粒径:0.3μm)
将上述材料通过亨舍尔混合机(Henschel mixer)混合,其后将获得的混合物通过双螺杆挤出机熔融捏合。将获得的捏合产物冷却,将冷却的捏合产物通过锤磨机压碎至尺寸变为1mm以下,随后通过机械研磨机粉碎。接着,通过空气分级器将该细粉碎产物分级,随后通过使用Hybridizer(由Nara Machinery Co.,Ltd.制造)表面改性处理,从而获得电子照相载体核(a-7)。将电子照相载体核(a-7)的物理性质示于表1中。
电子照相载体核
生产例8
使用以下材料生产电子照相载体核(a-8)。
苯酚 10质量份
甲醛溶液 6质量份
(37质量%水溶液)
磁铁矿颗粒 84质量份
(数均粒径:0.3μm)
将上述材料、5质量份的28质量%氨水和20质量份水放入烧瓶中并混合,期间经30分钟将体系加热至85℃并且保持在该温度下以进行聚合反应3小时,从而进行固化。其后,将产物冷却至30℃,并且将水进一步添加至其中。其后,除去上层清夜,用水洗涤沉淀产物,随后空气干燥。然后,将其在减压(5hPa以下)下在60℃的温度下干燥,从而获得其中磁铁矿颗粒保持分散在酚醛树脂中的磁性细颗粒分散型的电子照相载体核(a-8)。将电子照相载体核(a-8)的物理性质示于表1中。
表1
载体核 | 真比重(g/cm3) | 体积基准的50%粒径(μm) |
a-1 | 4.8 | 40 |
a-2 | 4.8 | 15 |
a-3 | 4.8 | 80 |
a-4 | 4.8 | 100 |
a-5 | 4.8 | 40 |
a-6 | 5.2 | 35 |
a-7 | 2.5 | 32 |
a-8 | 3.6 | 36 |
树脂组合物
生产例1
将75质量份甲基丙烯酸甲酯单体和25质量份苯乙烯基单体引入具有回流冷凝器、温度计、氮气吸管和内研磨系统(grinding-in system)的搅拌器的四颈烧瓶中。此外,将90质量份甲苯、110质量份甲乙酮和2.0质量份偶氮二异戊腈添加至在上述烧瓶中的那些。将获得的混合物在氮气气流中保持在70℃下10小时以获得St-MMA聚合物溶液。从该溶液中除去溶剂,并且将获得的固体产物通过锤磨机压碎以获得仅由树脂组分组成的树脂组合物(b-1)。获得的树脂组合物具有的重均分子量Mw为72,000和Tg为90℃。
树脂组合物
生产例2至5
将100质量份甲基丙烯酸甲酯单体引入具有回流冷凝器、温度计、氮气吸管和内研磨系统的搅拌器的四颈烧瓶中。此外,将90质量份甲苯、110质量份甲乙酮和2.0质量份偶氮二异戊腈添加至其中。将获得的混合物在氮气气流中保持在70℃下10小时以获得MMA聚合物溶液。从该溶液中除去溶剂,并且将获得的固体产物通过锤磨机压碎以获得具有不同粒径的树脂组合物(b-2)和(b-3)。树脂组合物(b-4)和(b-5)也通过机械磨机通过进行树脂组合物(b-2)的精细粉碎而获得。获得的树脂组合物(b-2)至(b-5)都仅由树脂组分组成。将它们的物理性质示于表2中。
树脂组合物
生产例6
树脂组合物(b-4):100质量份。
炭黑(c-1)(平均一次粒径:20nm,体积电阻率:9.8×10-2Ω·cm):10质量份。
细交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(d-1)(数均粒径:0.3μm):15质量份。
将上述材料通过亨舍尔混合机搅拌和混合2分钟以获得其为树脂组分和细颗粒的混合物的树脂组合物(b-6)。将由此获得的树脂组合物(b-6)的物理性质示于表2中。
树脂组合物
生产例7
树脂组合物(b-4):100质量份。
炭黑(c-1):10质量份。
细交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(d-1):15质量份。
甲苯:900质量份。
将上述材料通过油漆搅拌器放入介质分散液以获得树脂分散液。将直径为2mm的玻璃珠用作介质,以进行混合2小时。将获得的树脂分散液通过使用喷雾干燥器(型号CL-8i,由Y.K.Ohkawara Seisakusho制造)制成细颗粒以获得其为喷雾干燥产物的树脂组合物(b-7)。喷雾干燥在供气温度为90℃、氮气喷雾压力为0.25mPa、原液处理量(mass treatment quantity)为0.8kg/h和排出温度为68℃的条件下使用二元喷嘴(binary nozzle)进行。
由此获得的树脂组合物(b-7)的物理性质示于表2中。
树脂组合物
生产例8
树脂组合物(b-4):100质量份。
炭黑(c-1):10质量份。
细交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(d-1):15质量份。
将上述材料通过双螺杆挤出机(PCM-30,由Ikegai Corp.制造)在捏合温度为160℃下捏合,并且将获得的捏合产物通过锤磨机压碎。其后,将获得的压碎产物通过使用机械磨机(TURBOMILL Model 250,由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造)在8,000rpm的转数下精细粉碎以获得其为捏合和粉碎产物的树脂组合物(b-8)。由此获得的树脂组合物(b-8)的物理性质示于表2中。
表2
调色剂生产例
将30质量份聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、20质量份聚氧乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、20质量份对苯二甲酸、3质量份偏苯三酸酐、27质量份富马酸和0.1质量份二丁基氧化锡放入4升由玻璃制成的四颈烧瓶中。然后,将温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气供给管连接至四颈烧瓶,将该四颈烧瓶放置于有罩加热器中。在氮气气氛中,使得该反应在210℃下进行3小时以获得聚酯树脂。获得的聚酯树脂具有峰值分子量Mp为6,500和Tg为65℃。
接着,使用如下所示的材料和方法生产评价用调色剂。
上述聚酯树脂 100质量份
C.I.颜料蓝15:3 5质量份
石蜡蜡 5质量份
(熔点:75℃)
3,5-二叔丁基水杨酸的铝化合物 0.5质量份
将上述材料使用亨舍尔混合机(型号FM-75,由Mitsui MiikeEngineering Corporation制造)混合。其后,将获得的混合物通过双螺杆挤出机(型号PCM-30,由Ikegai Corp.制造)熔融捏合,将获得的捏合产物冷却,然后通过锤磨机压碎至尺寸为1mm以下,从而获得调色剂压碎产物。将获得的调色剂压碎产物使用机械磨机精细粉碎。其后,将获得的精细粉碎产物通过空气分级器分级以获得调色剂分级产物。向100质量份获得的调色剂分级产物中,添加1.0质量份BET比表面积为100m2/g的锐钛矿型氧化钛和1.0质量份BET比表面积为130m2/g的疏水性二氧化硅,将这些通过亨舍尔混合机(型号FM-75,由Mitsui Miike EngineeringCorporation制造)混合以获得评价用调色剂。获得的调色剂具有重均粒径(D4)为6.8μm。
实施例1
使用如下所示的材料和方法生产电子照相载体。
载体核(a-1) 100质量份
树脂组合物(b-1) 2质量份
将以上材料供给至示于图1中的涂布设备,从而用树脂组合物涂布电子照相载体核表面。作为涂布条件,将材料以95体积%的填充率供给,其中将搅拌叶片的最外边缘的圆周速度设定为10m/sec,在搅拌叶片和壳体之间的间隙设定为3.0mm,涂布处理时间设定为20分钟。此处,将温度为15℃的冷却水流过夹套。在涂布处理期间的材料温度为76℃。涂布条件示于表3;获得的电子照相载体的物理性质示于表4;显影性能的评价结果示于表5。电子照相载体的物理性质和显影性能以示于以下的方式评价。
-评价项目-
对聚结程度的评价
在SEM(扫描电子显微镜)上观察获得的电子照相载体。作为放大倍率,将载体在约250放大倍率下观察以致在视场内出现约100个颗粒。将该观察进行10次以根据如下标准进行判断。
A:已经聚结的颗粒小于3数量%。
B:已经聚结的颗粒为3数量%以上至小于6数量%。
C:已经聚结的颗粒为6数量%以上至小于10数量%。
D:已经聚结的颗粒为10数量%以上至小于15数量%。
E:已经聚结的颗粒为15数量%以上。
有效涂布量
称量出10g获得的电子照相载体至有盖的玻璃瓶中,然后向其中添加20g甲苯,随后通过振荡器(Model-YS-8D,由K.K.Yayoi制造)振荡。作为振荡条件,振荡器在200rpm下运行2分钟。振荡后,将甲苯和树脂组合物除去,同时将电子照相载体颗粒从瓶的外侧用磁铁全体吸引。将该过程重复5次,随后用真空干燥器在50℃干燥8小时,接着冷却至常温。其后,测量残余物的质量M2,从以下表达式计算有效涂布量(%)。
有效涂布量(%)=(10-M2)/(供给的树脂组合物的比例/10)×100。
越接近100%有效涂布量,判断涂布性能越好。作为其没有达到100%的原因,认为可能不均匀地存在某些没有完全参与到涂布处理中的树脂组合物,已经聚结的颗粒可能不均匀存在或者某些树脂组合物可能熔融粘着从而附着至设备的内部。
图像浓度
将90质量份电子照相载体和10质量份用于评价的上述调色剂通过V型混合器共混以制备双组分显影剂。使用由CANONINC制造的全彩色复印机iRC3220N来评价获得的双组分显影剂是否能够实现通常的图像浓度。在高温和高湿环境(H/H;30℃,80%RH)中进行评价,并调节显影偏压以使在感光构件上的调色剂承载量达到0.6g/cm2,其中复制实心图像。在获得的图像上,用浓度计X-Rite,型号500(由X-Rite,Incorporated制造)测量它们的浓度。求得6个点的平均值以将其作为图像浓度。
在感光构件上的Q/M(mC/kg)
在如上评价图像浓度中,在感光构件上的调色剂承载量达到0.6g/cm2时,使用金属圆筒状管和圆筒状过滤器,通过吸引收集在感光构件上的调色剂。此处,测量通过金属圆筒状管贮存在容器中的电荷量Q和由此收集的调色剂的质量M。从求得的测量值,计算每单位质量的带电量Q/M(mC/kg),从而求得在感光构件上的Q/M(mC/kg)。
抗泄漏
在如上评价图像浓度中,目视评价在感光构件上的调色剂承载量达到0.6g/cm2时在感光构件上的调色剂层和复制的实心图像,从而根据如下标准进行判断。泄漏是电荷从载体推动至感光构件表面的现象。一旦发生泄漏,潜像的电势集中于显影偏压,从而使得显影不可进行。结果,在感光构件上的调色剂层中出现泄漏标记(图像出现空白的区域)。当发生大量泄漏时,泄漏标记也可能出现在实心图像中。
A:在感光构件上的调色剂层中没有看到泄漏标记。
B:在感光构件上的调色剂层中看到有些泄漏标记。
C:在感光构件上的调色剂层中看到泄漏标记,但是没有出现在实心图像中。
D:看到有些泄漏标记也已经出现在实心图像中。
E:在实心图像的整个表面看到大量泄漏标记。
放置后的ΔQ/M
在将显影性能如上评价完成后,将显影组件从复印机外侧拆卸并且在高温和高湿环境(H/H;30℃,80%RH)中放置72小时。其后,将显影组件装回复印机中,在其中测量在感光构件上的每单位质量的带电量Q/M(mC/kg)。从在初始阶段和在放置72小时后在感光构件上的Q/M值,根据如下标准进行评价。
A:放置后的Q/M为初始阶段Q/M的90%以上。
B:放置后的Q/M为初始阶段Q/M的80%以上至小于90%。
C:放置后的Q/M为初始阶段Q/M的70%以上至小于80%。
D:放置后的Q/M为初始阶段Q/M的60%以上至小于70%。
E:放置后的Q/M为初始阶段Q/M的50%以上至小于60%。
实施例2和3
除了在实施例1中如在表3中所示改变树脂组合物以外,以与实施例1相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例4和5
除了在实施例3中如在表3中所示改变填充率以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例6
除了在实施例3中不流动冷却水以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例7
除了在实施例3中将冷却水改变为温度为70℃的热水以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例8和9
除了在实施例3中如在表3中所示改变树脂组合物以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例10至12
除了在实施例3中如在表3中所示改变电子照相载体核以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例13
除了在实施例3中将0.3质量份细交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(d-1)与树脂组合物(b-4)一起供给至设备中以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例14
除了在实施例13中将0.2质量份炭黑与树脂组合物(b-4)和细交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒(d-1)一起供给至设备中以外,以与实施例13相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例15至17
除了在实施例3中如在表3中所示改变树脂组合物以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例18
除了在实施例15中将电子照相载体核改变为(a-5)和以改变为8质量份的量添加树脂组合物以外,以与实施例15相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
实施例19至22
除了在实施例15中如在表3中所示改变电子照相载体核以外,以与实施例15相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例1
在实施例3中,将涂布设备改变为设置有蒸汽夹套的High-Flex Gralle,型号LFS-GS-2J(由Fukae Powtec Co.,Ltd.制造),High-Flex Gralle为用于热进行涂布处理的高速搅拌混合器。作为涂布条件,将涂布处理在填充率为30体积%、材料温度为105℃、搅拌器转数为620rpm、切碎机转数为1,000rpm和处理时间为10分钟下进行。除了这些以外,重复实施例3的步骤以生产电子照相载体,然后以同样的方式评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例2
在实施例3中,将涂布设备改变为混杂(hybridization)系统(型号NHS-3,由Nara Machinery Co.,Ltd.制造),混杂系统为用于通过机械冲击力进行涂布处理的表面改性器。作为涂布条件,将涂布处理在填充率为10体积%、材料温度为70℃、转子转数为2,000rpm和处理时间为3分钟下进行。除了这些以外,重复实施例3的步骤以生产电子照相载体,然后以同样的方式评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例3
在实施例3中,将900质量份甲苯添加至树脂组合物(b-4)以制备树脂溶液并且将涂布设备改变为常规混合搅拌器(型号5DM,由Fuji Paudal Co.,Ltd.制造),该搅拌器为湿法涂布设备。作为涂布条件,将涂布处理在处理温度为60℃、分别以5次供给树脂溶液和处理时间为3小时下进行。除了这些以外,重复实施例3的步骤以生产电子照相载体,然后以同样的方式评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例4
除了在实施例3中将填充率改变为40体积%以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例5
除了在实施例3中将冷却水改变为温度为90℃的热水以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
比较例6
除了在实施例3中将填充率改变为99体积%以外,以与实施例3相同的方式生产电子照相载体。也以同样的方式进行各评价。将获得的电子照相载体的物理性质示于表4,显影性能的评价结果示于表5。
表3
表4
表5
虽然已参考示例性实施方案描述本发明,但要理解本发明不限于公开的示例性实施方案。如下权利要求的范围要符合最宽的解释,以致覆盖所有此类改进和等同结构和功能。
本申请要求2007年12月20日提交的日本专利申请2007-328708的权益,在此将其全部引入以作参考。
Claims (5)
1.一种电子照相载体的生产方法,所述电子照相载体的载体核用至少树脂组合物涂布处理;
所述生产方法为如下方法:使用具有在其表面上具有多个搅拌叶片的转动体和在其内壁与各搅拌叶片之间留下空隙而设置的壳体的设备,用所述树脂组合物涂布处理电子照相载体核表面,同时通过旋转所述转动体将由所述电子照相载体核和所述树脂组合物构成的涂布处理材料混合,其中;
将其引入所述转动体和所述壳体之间限定的空间的所述涂布处理材料为50体积%以上至98体积%以下的填充率;
在涂布处理时,将所述电子照相载体核和所述树脂组合物通过多个搅拌叶片的某个或某些搅拌叶片在沿所述转动体的轴向方向的一个方向向前推动并且通过多个搅拌叶片中的至少某些其它搅拌叶片在沿所述转动体的轴向方向的相反方向向后推动,并且所述电子照相载体核表面在向前推动和向后推动时用所述树脂组合物涂布处理;以及
在涂布处理时,将所述电子照相载体核和所述树脂组合物温度控制在满足如下表达式(1)的范围内的温度T(℃)下:
T≤Tg+20 (1)
其中Tg是包含于所述树脂组合物中的树脂组分的玻璃化转变温度(℃)。
2.根据权利要求1所述的电子照相载体的生产方法,其中所述树脂组合物以粉末的形式供给至所述设备中,并且当在将其进行涂布处理之前所述树脂组合物具有的体积基准的50%粒径(D50)由Db(μm)表示,所述电子照相载体核的体积基准的50%粒径(D 50)由Dc(μm)表示时,Db/Dc的值满足如下表达式(2):
0.10≤Db/Dc≤50 (2)。
3.根据权利要求1或2所述的电子照相载体的生产方法,其中所述树脂组合物至少具有树脂组分和数均粒径(D1)为0.01μm以上至3.00μm以下的细颗粒。
4.一种电子照相载体,其根据权利要求1至3任一项所述的方法生产。
5.根据权利要求4所述的电子照相载体,其具有的体积基准的50%粒径(D 50)为15.0μm以上至100μm以下和真比重为2.5g/cm3以上至5.2g/cm3以下。
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