CN102193358B - 液体显影剂和湿式图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供液体显影剂和使用该液体显影剂的湿式图像形成装置。所述液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒是颜料,并且该液体显影剂含有由苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和纤维素醚构成的组中选择的至少一种。由此,不消耗大量的热能或光能,就可以使着色颗粒定影在记录介质上,从而降低湿式图像形成装置的能量消耗,并且提高图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及液体显影剂和湿式图像形成装置。本发明属于作为电子照相方式之一的湿式显影法的技术领域,可以应用在打印机、复印机、传真装置或兼有这些功能的数码复合机等中。
背景技术
通常,在利用带电后的着色颗粒使静电潜影显现的电子照相方式的图像形成装置中采用的显影方式,按照显影剂的形态主要分为干式显影法和湿式显影法。其中,在湿式显影法中,使用把着色颗粒分散在电绝缘性的载体液中的液体显影剂。在液体显影剂中带电后的着色颗粒利用电泳的原理,从显影辊表面移动到感光鼓表面,使感光鼓表面的静电潜影显现。得到的图像被从感光鼓转印到记录介质上。由于液体显影剂中的着色颗粒几乎没有飞散到大气中的可能性,所以可以使用例如平均粒径为亚微米尺寸的微小的着色颗粒,以高分辨率获得灰度层次性优良的高画面质量的图像。
在采用电子照相方式的图像形成装置中,作为使图像亦即着色颗粒定影在记录介质上的方式,公知的有热定影方式和光定影方式。在着色颗粒是使颜料分散在粘结树脂中的调色剂的情况下,热定影方式通过利用热量使粘结树脂熔融,把调色剂定影在记录介质上。在着色颗粒是将颜料分散在粘结树脂中的调色剂的情况下,光定影方式使用具有光反应性官能团的粘结树脂,通过利用光使粘结树脂聚合,使调色剂定影在记录介质上。此外,公知的是:通过使用特定的共聚合树脂和特定的颜料,可以得到使包含具有不溶于电绝缘性分散介质中的核部分和溶解于分散介质中的边缘部分的颜料的共聚合树脂颗粒分散的液体显影剂,并且通过使用该液体显影剂,即使颗粒浓度高也不会产生凝胶化、凝聚及沉淀等,可以得到优良的分散稳定性和转印效率。
但是,在所述以往的方法中,为了将包含颜料的液体显影剂定影在记录纸上,仍然需要利用高温使树脂溶解的加热定影。即,在采用了以往的湿式显影法的湿式图像形成装置的热定影方式或光定影方式中,为了使着色颗粒定影在记录介质上,要消耗大量的热能或光能。。
发明内容
本发明的目的是不消耗大量的热能或光能,就可以使着色颗粒定影在记录介质上,从而降低湿式图像形成装置的能量消耗,并且提高图像质量。
即,本发明的一个方面提供一种液体显影剂,含有电绝缘性的载体液、分散在该载体液中的着色颗粒及有机高分子化合物,所述着色颗粒是颜料,所述有机高分子化合物溶解在所述载体液中,并且是聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和纤维素醚中的至少一种在所述液体显影剂含有所述聚乙烯醇缩丁醛的情况下,所述载体液是从三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油和环氧化大豆油构成的组中选择的至少一种,在所述液体显影剂含有所述纤维素醚的情况下,所述液体显影剂含有妥尔油脂肪酸作为所述载体液。
此外,本发明的其它方面提供一种湿式图像形成装置,包括:带电装置,使感光鼓表面带电;曝光装置,在带电后的所述感光鼓表面形成静电潜影;液体显影装置,利用液体显影剂使所述感光鼓表面的静电潜影显影;以及转印装置,把显影出的图像转印到记录介质上,其中,所述湿式图像形成装置使用上述的液体显影剂。
本发明的液体显影剂和湿式图像形成装置不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温来使作为着色颗粒的颜料定影在记录介质上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,可以去掉或简化以往一直使用的、利用大量热能或光能的定影装置本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。此外,由于着色颗粒不会剥落或污染图像,所以可以得到高质量的图像。
图1是本发明实施方式的湿式图像形成装置的简要结构图。
附图说明
图2是图1所示的湿式图像形成装置具备的液体显影装置和其周围部分的简要结构图。
具体实施方式
鉴于在以往的湿式图像形成方法的定影工序中,为了使图像定影在记录介质上,需要消耗大量的热能或光能的现状,本发明人等为了开发在节能方面优良的液体显影剂,反复进行了专心研究,其结果,本发明人等着眼于如果作为着色颗粒不使用将颜料分散在粘结树脂中的调色剂,而是使用颜料本身,并且使液体显影剂中含有苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和/或纤维素醚,则在把图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质的内部时,苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和/或纤维素醚可以留在记录介质的表面并形成覆盖膜,从而完成了本发明。
《第一实施方式》
本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液及分散在该载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜料,并且该液体显影剂含有苯乙烯类弹性体。在把图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质内部时,所述苯乙烯类弹性体覆盖留在记录介质表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上并形成覆盖膜,因此利用该苯乙烯类弹性体的覆盖膜可以将颜料定影在记录介质上。因此,不消耗大量的热能或光能,就可以使颜料定影在记录介质上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。
<液体显影装置和湿式图像形成装置>
首先,参照附图对本实施方式的液体显影装置和湿式图像形成装置进行说明。此外,在下面的说明中使用的“上”、“下”、“左”及“右”等表示方向的用语仅仅是为了使说明清楚,对本发明不具有任何限定。此外,在以下说明中使用的所谓“薄片体”的用语是指例如优质普通纸、复印纸、描图纸、厚纸、OHP纸等可以形成图像的所有的记录介质。
图1是表示本实施方式的湿式图像形成装置的简要结构图,图2是图1所示的湿式图像形成装置具备的液体显影装置及其周围部分的简要 结构图。此外,本实施方式的湿式图像形成装置是彩色打印机,但该湿式图像形成装置也可以是例如黑白打印机、复印机、传真装置以及同时具有这些功能的数码复合机等可以在薄片体亦即记录介质上形成图像的其它所有的湿式图像形成装置。
如图1所示,本实施方式的湿式图像形成装置1A装有用于形成图像的各种单元和部件。图像形成装置1A在图1所示部分的下部还装有黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(Bk)的各颜色用的液体显影剂循环装置,在此省略了其图示。
湿式图像形成装置1A包括:串列式图像形成部2,根据图像数据形成图像;薄片体存放部3,存放薄片体;第二次转印部4,把在图像形成部2中形成的图像转印到薄片体上;排出部6,把图像定影结束后的薄片体排出到装置外;以及薄片体输送部7,从薄片体存放部3到排出部6输送薄片体。
通常,如用图中双点划线所示,湿式图像形成装置在第二次转印部4和排出部6之间,配置用于使转印后的图像定影在薄片体上的定影部5(相对配置的加热辊51和加压辊52,用于夹持通过该加热辊51和加压辊52之间的薄片体)。但是,在本实施方式的湿式图像形成装置1A中没有所述的定影部,代之以仅具备输送薄片体用的辊8、8。即,在本实施方式的湿式图像形成装置1A中,通过使用后述的本实施方式的液体显影剂,不需要定影部,就可以使转印在薄片体上的图像定影在薄片体上。即,在本实施方式中,可以去掉以往一直使用的、消耗大量的热能或光能的定影部5,从而可以简化湿式图像形成装置1A,并降低成本。
图像形成部2包括中间转印带21、中间转印带21的清洁部22以及分别与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(Bk)各颜色对应的图像形成单元FY、FM、FC、FB。
中间转印带21是具有导电性的宽幅的环形带构件,如图1中的箭头所示,向顺时针方向循环转动。中间转印带21的、循环转动中朝向外侧的面称为“表面”,朝向内侧的面称为“背面”。
图像形成单元FY、FM、FC、FB沿中间转印带21下侧的运行面排 列配置。此外,图像形成单元FY、FM、FC、FB的配置顺序不限于图中所示的顺序,图1所示的配置是从各颜色的混合对完成的图像造成的影响小的观点出发而优选的配置之一。
图像形成单元FY、FM、FC包括感光鼓10、带电装置11、LED曝光装置12、液体显影装置14、第一次转印辊20、清洁装置26、电荷去除装置13以及载体液去除辊30。此外,在图像形成单元中,位于最靠近第二次转印部4位置的黑色图像形成单元FB不具有载体液去除辊30,但其它结构与图像形成单元FY、FM、FC相同。
圆柱状的感光鼓10的表面(周面)可以承载利用带电(在本实施方式中带正电)的着色颗粒而显现的图像。图示的感光鼓10可以向逆时针方向转动。
带电装置11使感光鼓10的表面均匀带电。该带电装置11的动作构成带电工序。
LED曝光装置12具备LED,并将LED作为光源,根据从外部设备输入的图像数据,向均匀带电的感光鼓10表面照射光。由此,在感光鼓10的表面形成基于图像数据的静电潜影。该曝光装置12的动作构成曝光工序。
液体显影装置14以与在感光鼓10的表面形成的静电潜影相对的方式保持含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒的液体显影剂。由此,可以利用带电的着色颗粒使感光鼓10表面的静电潜影显现,作为图像显影。该液体显影装置14的动作构成显影工序。此外,本实施方式的液体显影装置14和湿式图像形成装置1A使用着色颗粒是颜料、且含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂,关于这方面将在后面详细叙述。
如图2所示,液体显影装置14包括显影容器140、显影辊141、供给辊(网纹传墨辊(Anilox Roll))142、支承辊143、供给辊刮板144、显影清洁刮板145、显影剂回收装置146以及显影辊带电装置147。
向显影容器140的内部提供液体显影剂,显影容器140贮存液体显影剂。预先对液体显影剂的载体液和着色颗粒的浓度进行调节后,从供给喷嘴278向显影容器140内部提供。在该情况下,向供给辊142和支 承辊143的夹缝部提供液体显影剂,液体显影剂的多余的部分落向支承辊143的下方,贮存在显影容器140的底部。贮存的液体显影剂通过管82回收后,被再生、再利用。
支承辊143大体配置在显影容器140的中央,从下方抵接在供给辊142上,形成夹缝部。供给辊142不是配置在支承辊143的正上方,而是向离开供给喷嘴278的方向错开配置。在供给辊142的周面上设置有用于保持液体显影剂的槽。如图中用虚线箭头所示,支承辊143向逆时针方向转动,供给辊142向顺时针方向转动。
从供给喷嘴278提供的液体显影剂临时滞留在供给辊142和支承辊143的夹缝部的支承辊143的转动方向的上游一侧,伴随供给辊142、支承辊143的转动,在保持在供给辊142的槽中的状态下被向上方输送。供给辊刮板144与供给辊142的周面压力接触,把保持在供给辊142的槽中的液体显影剂的量限定为规定的量。被供给辊刮板144刮落的剩余的液体显影剂贮存到显影容器140的底部。
显影辊141以与供给辊142接触的方式配置在显影容器140的上部开口部。显影辊141与供给辊142向相同的方向转动。其结果,在显影辊141和供给辊142抵接的夹缝部,显影辊141的表面与供给辊142的表面向相反的方向移动。由此,将在供给辊142周面上保持的液体显影剂传递到显影辊141的周面上。由于把保持在供给辊142的槽中的液体显影剂的量(液体显影剂薄层的厚度)限定在规定值,所以承载在显影辊141表面上的液体显影剂的量(液体显影剂薄层的厚度)也保持在规定的值。
显影辊带电装置147通过把与着色颗粒的带电极性相同极性的偏置电位(在本实施方式中为正极性的偏置电位)从外表面一侧施加给显影辊141(显影电晕充电(corona charge)),使承载在显影辊141表面的液体显影剂薄层中的着色颗粒向显影辊141表面一侧移动。其结果,液体显影剂薄层中的着色颗粒因电场的作用被聚集、压缩到显影辊141(压实(compaction)处理),在显影辊141上形成高浓度的着色颗粒层。此后,液体显影剂薄层被提供给感光鼓10,使感光鼓10上的静电潜影显影。由此,形成显影效率提高的精细的图像。在比显影辊141和供给辊142 之间的接触部更靠向显影辊141的转动方向的下游一侧,且在比显影辊141和感光鼓10之间的接触部更靠向显影辊141的转动方向的上游一侧,以与显影辊141的周面相对的方式设置有显影辊带电装置147。即,显影辊带电装置147利用显影电晕充电产生电场。由此,使显影辊141上的液体显影剂薄层变成显影辊141表面上的着色颗粒层和着色颗粒层上的载体液层的两层。在显影区域(显影辊141和感光鼓10的对接区域和其周边区域)中,显影辊141上的液体显影剂薄层在被这样分成两层的状态下与感光鼓10表面接触。此时,聚集、压缩在显影辊141上的着色颗粒,利用电泳的原理从显影辊141的表面移动到感光鼓10的表面,使感光鼓10的表面的静电潜影成为图像显现。由于利用由显影辊带电装置147进行的显影电晕充电,在显影前使显影辊141上的液体显影剂薄层内的着色颗粒压缩到显影辊141表面上(压实处理),所以着色颗粒不接触感光鼓10上的非图像区域,可以抑制在感光鼓10上形成的图像的周围发生的调色剂飞溅。此外,由于利用由显影电晕充电形成的电场,向显影辊141上的液体显影剂薄层内的着色颗粒注入电荷,所以因显影电场使着色颗粒在感光鼓10上的静电潜影上很好地反应而显影,并且着色颗粒牢固地静电附着在感光鼓10的表面上。
显影辊141与感光鼓10接触,利用感光鼓10表面的静电潜影的电位与施加在显影辊141上的显影电场的电位差,在感光鼓10的表面形成基于图像数据的图像。
显影清洁刮板145配置在显影辊141的转动方向上比显影辊141与感光鼓10的接触部靠下游的部分,并与显影辊141接触,用于去除完成向感光鼓10的显影动作的显影辊141表面的液体显影剂。
显影剂回收装置146回收利用显影清洁刮板145去除的液体显影剂,把液体显影剂送向液体显影剂循环装置的管81。液体显影剂沿显影清洁刮板145的表面流下,由于液体显影剂的粘度高,所以在显影剂回收装置146中装备有辅助送出液体显影剂的送出辊。
第一次转印辊20在与中间转印带21的背面接触的状态,与感光鼓10相对配置。从电源(图中没有表示)把与图像中的着色颗粒相反极性(在本实施方式中为负)的电压施加在第一次转印辊20上。第一次转印 辊20在与中间转印带21接触的位置,把与着色颗粒相反极性的电压施加在中间转印带21上。由于中间转印带21具有导电性,所以利用该外加电压,从感光鼓10把着色颗粒吸引到中间转印带21的表面及其周围。即,在感光鼓10表面上显影的图像被转印到中间转印带21上。中间转印带21具有承载图像并将其输送到薄片体的像载体的功能。
清洁装置26用于对没有从感光鼓10转印到中间转印带21上而残留的液体显影剂进行清洁。清洁装置26包括残留显影剂螺旋输送器261和清洁刮板262。配置在清洁装置26内的输送残留显影剂推进器,把由清洁刮板262刮掉并收集在清洁装置26内的残留显影剂,输送到清洁装置26的外部。
板状的清洁刮板262在感光鼓10的转动轴方向上延伸,用于刮掉残留在感光鼓10表面上的液体显影剂。清洁刮板262的一个端部与感光鼓10的表面滑动接触,伴随感光鼓10的转动刮掉残留在感光鼓10上的液体显影剂。
电荷去除装置13具有去除电荷用的光源,准备利用下次的周向转动进行图像形成,在利用清洁刮板262去除液体显影剂后,利用来自光源的光去除感光鼓10表面的电荷。
大体为圆柱状的载体液去除辊30能以与感光鼓10的转动轴平行的转动轴为中心,与感光鼓10向相同的方向转动。载体液去除辊30配置在比感光鼓10与中间转印带21接触的位置更靠向配置有第二次转印部4的一侧,用于从中间转印带21的表面去除载体液。
图1所示的薄片体存放部3存放要在表面定影并形成图像的薄片体。薄片体存放部3配置在湿式图像形成装置1A的下部。此外,薄片体存放部3包括供纸盒(图中没有表示),该供纸盒形成为可以存放薄片体。
第二次转印部4把在中间转印带21上形成的图像转印到薄片体上。第二次转印部4包括支承中间转印带21的支承辊41和与支承辊41相对配置的第二次转印辊42。此外,在本实施方式中,该第二次转印部4和所述第一次转印辊20构成转印装置。该第二次转印部4的动作和所述第一次转印辊20的动作构成转印工序。
如上所述,在第二次转印部4的上侧代替定影部5装备有输送辊8、8。
把转印有图像并完成了图像的定影后的薄片体排出到设在湿式图像形成装置1A上侧的面的排出部6。薄片体输送部7具有多个输送辊对,把薄片体从薄片体存放部3经过第二次转印部4输送到排出部6。该薄片体输送部7的把转印有图像的薄片体排出到排出部6的动作构成排出工序。
<湿式图像形成方法>
通过利用所述湿式图像形成装置1A在薄片体上形成图像,可以实现本实施方式的湿式图像形成方法。即,本实施方式的湿式图像形成方法包括:带电工序,使感光鼓10的表面带电;曝光工序,在带电后的感光鼓10的表面形成静电潜影;显影工序,利用含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂使感光鼓10表面上的静电潜影显影,从而形成图像,所述液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜料;转印工序,把显影出的图像转印到薄片体上;以及排出工序,把转印有图像的薄片体排出到排出部6。在本实施方式的湿式图像形成方法中,使用如下说明的液体显影剂,从而不需进行利用大量的热能或光能来使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上的定影工序,就可以使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上。因此,从节能的观点来看,本实施方式的湿式图像形成方法较为理想。
<液体显影剂>
本实施方式的液体显影剂,作为基本构成含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒。着色颗粒是颜料,并且液体显影剂含有苯乙烯类弹性体。优选的是,苯乙烯类弹性体的含量为0.1~10质量%。
[载体液]
通常,电绝缘性的载体液的目的是起到液体载体的作用,并用于提高得到的液体显影剂的电绝缘性。优选的是,作为电绝缘性的载体液是具有电绝缘性的、例如在25℃的体积电阻率为1010Ω·cm以上(换句话说电导率为100pS/cm以下)的有机溶剂。作为具有这样的电绝缘性的有机溶剂,可以例举在常温下为液体的脂肪族烃类,例如优选的是液态的 正构烷烃类烃类、异构烷烃类烃类或它们的混合物、卤代脂肪族烃类等。具体地说,可以例举:正己烷、正庚烷、正辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、环己烷、四氯乙烯以及三氯乙烷等。此外,特别优选的是具有支链的脂肪族烃类。作为具有支链的脂肪族烃类可以使用在市场上出售的产品,例如适合使用埃克森美孚公司制的“IsoparG”、“IsoparH”、“IsoparK”、“IsoparL”、“IsoparM”以及“IsoparV”等。此外,也可以优选使用松村石油研究所制的液体石蜡“MORESCO-WHITE P-40”、“MORESCO-WHITE P-70”以及“MORESCO-WHITE P-200”等。此外,也可以优选使用科斯莫石油公司制的液体石蜡“COSMO WHITE P-60”、“COSMO WHITE P-70”以及“COSMO WHITE P-120”等。
[着色颗粒]
在本实施方式中,作为着色颗粒不使用使颜料分散在粘结树脂中的调色剂,而使用颜料本身。作为所述颜料例如可以不特别限定地使用以往公知的有机颜料、无机颜料。
例如作为黑色颜料,可以例举:碳黑、油炉黑、槽法碳黑、灯黑、乙炔碳黑、苯胺黑等吖嗪(azine)类色素、金属盐偶氮色素、金属氧化物以及复合金属氧化物等。作为黄色颜料,可以例举:镉黄、无机坚牢黄、钛镍黄、锑黄、纳夫妥黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永固黄NCG以及酒石黄色淀等。作为橙色颜料,可以例举:钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙(pyrazolone orange)、乌尔康橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G以及阴丹士林亮橙GK等。作为红色颜料,可以例举:铁丹、镉红、永固红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、华琼红(Watchung red)钙盐、色淀红D、亮胭脂红6B、曙红、若丹明色淀B、茜素红以及亮胭脂红3B等。作为紫色颜料,可以例举:固紫B以及甲基紫色淀等。作为青色颜料,可以例举:C.I.颜料蓝15:3、钴蓝、碱性蓝、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝以及阴丹士林蓝BC等。作为绿色颜料,可以例举:铬绿、氧化铬、颜料绿B以及孔雀绿色淀等。
液体显影剂中的颜料的含量优选的是1~30质量%。更优选的是3质量%以上,进一步优选的是5质量%以上。此外,更优选的是20质量 %以下,进一步优选的是10质量%以下。
液体显影剂中的颜料的平均粒径亦即体积基准的中值粒径(D50)优选的是0.1~3.0μm。更优选的是0.2μm以上,进一步优选的是0.4μm以上。此外,更优选的是2.0μm以下,进一步优选的是1.0μm以下。如果颜料的平均粒径小于0.1μm,则存在显影性能不足、图像浓度变低以及调色剂飞溅变多的可能性。如果颜料的平均粒径大于3.0μm,则存在定影性能降低的可能性。其中,所谓体积基准的中值粒径(D50)一般是指在把求出粒度分布的一组颗粒的整个体积作为100%求出累积曲线时,累积曲线为50%的点的粒径。
[分散稳定剂]
本实施方式的液体显影剂可以含有分散稳定剂,用于促进颗粒在液体显影剂中分散,从而使其稳定。作为在本实施方式中可以使用的分散稳定剂,例如优选使用毕克化学(BYK-Chemie GmbH)制的“BYK-116”等。除此以外,也可以优选使用路博润公司(Lubrizol Corporation)制的“Solsperse9000”、“Solsperse11200”、“Solsperse13940”、“Solsperse16000”、“Solsperse17000”及“Solsperse18000”;以及ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”及“Antaron(注册商标)V-220”等。
液体显影剂中的分散稳定剂的含量为1~10质量%左右,优选的是2~6质量%左右。
[苯乙烯类弹性体]
本实施方式的液体显影剂含有苯乙烯类弹性体。作为在本实施方式中使用的苯乙烯类弹性体,可以不特别限定地使用以往公知的材料。作为其具体的例子,可以例举:由芳香族乙烯化合物与烯烃类化合物或共轭二烯化合物构成的嵌段共聚物等。作为所述嵌段共聚物可以例举:例如在把由芳香族乙烯化合物构成的聚合物嵌段作为A,把由烯烃类化合物或共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段作为B时,具有用化学式1表示的构造的嵌段共聚物等。
(在化学式1中,x表示使数均分子量成为1000~100000的整数)
作为构成所述嵌段共聚物的芳香族乙烯化合物,可以例举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,3-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对溴苯乙烯、2,4,5-三溴苯乙烯、2,4,6-三溴苯乙烯、邻叔丁基苯乙烯、间叔丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯萘以及乙烯蒽等。
聚合物嵌段A可以由所述芳香族乙烯化合物中的一种构成,也可以由两种以上构成。其中,由苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯构成的聚合物嵌段A,赋予本实施方式的液体显影剂理想的物性。
作为构成所述嵌段共聚物的烯烃类化合物,可以例举:乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、1-戊烯、2-戊烯、环戊烯、1-己烯、2-己烯、环己烯、1-庚烯、2-庚烯、环庚烯、1-辛烯、2-辛烯、环辛烯、乙烯基环戊烯、乙烯基环己烯、乙烯基环庚烯以及乙烯基环辛烯等。
作为构成所述嵌段共聚物的共轭二烯化合物,可以例举;丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯以及1,3-己二烯等。
聚合物嵌段B可以由所述烯烃类化合物和所述共轭二烯化合物中的一种构成,也可以由两种以上构成。其中,由丁二烯和/或异戊二烯构成的聚合物嵌段B赋予本实施方式的液体显影剂理想的物性。
作为所述嵌段共聚物优选的具体例子,可以例举:聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚(异戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚异戊二烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚(异戊二烯/丁二烯)-聚(α-甲 基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物以及聚(α-甲基苯乙烯)-聚异丁烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物等。
此外,作为在本实施方式中可以使用的苯乙烯类弹性体,优选的是苯乙烯-丁二烯类弹性体(SBS),该苯乙烯-丁二烯类弹性体中的聚合物嵌段A和聚合物嵌段B之间的结构为用化学式2表示的结构。
聚合物嵌段A 聚合物嵌段B
(在化学式2中,R1、R2、R4、R5及R6分别独立表示氢原子或甲基;R3表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或卤素原子;m、n表示使聚合物嵌段A的含量为5~75质量%的整数)
通过使苯乙烯单体与作为共轭二烯化合物的丁二烯共聚合,可以得到所述苯乙烯-丁二烯类弹性体。作为优选的苯乙烯单体,可以例举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯以及对氯苯乙烯等。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体在用GPC(凝胶渗透色谱)获得的分子量分布中,数均分子量Mn优选的是在1,000~100,000的范围内(参照化学式1),更优选的是在2,000~50,000的范围内。此外,重均分子量Mw优选的是在5,000~1,000,000的范围内,更优选的是在10,000~500,000的范围内。在这种情况下,优选的是,重均分子量Mw在2,000~200,000的范围内、优选的是在3,000~150,000的范围内,至少有一个峰。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体的(重均分子量Mw/数均分子量Mn)的比值优选的是在3.0以下,更优选的是在2.0以下。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体中的苯乙烯含量(聚合物嵌段A的含量)优选的是在5~75质量%的范围内(参照化学式2),更优选的是在10~65质量%的范围内。如果苯乙烯的含量小于5质量%,则存在苯乙烯类弹性体覆盖膜的玻璃化转变温度过低,苯乙烯类弹性体覆盖膜的成膜性降低的倾向。如果苯乙烯的含量大于75质量%,则存在苯乙烯类弹性体覆盖膜的软化点过高,利用苯乙烯类弹性体覆盖膜对颜料亦即图像进行定影的定影性降低的倾向。
在本实施方式中,下面对把苯乙烯类弹性体配入到液体显影剂中的具体方法的一个例子进行说明。例如,在当前要使用的苯乙烯类弹性体难于溶解在要使用的载体液中时,优选的是预先把所述苯乙烯类弹性体溶解到可以使该苯乙烯类弹性体溶解的其它的载体液或任意其它的溶剂中,然后将该溶液(在第一实施方式中为了方便而称之为“树脂溶液”)与要使用的载体液混合。
作为用于使苯乙烯类弹性体溶解的溶剂是具有电绝缘性的溶剂,例如优选的是在25℃的体积电阻率为1010Ω·cm以上(换句话说电导率为100pS/cm以下)的溶剂。不过,即使所述溶剂没有高的电阻,通过将该溶剂与具有高的电绝缘性的载体液混合,也可以制造电阻高的液体显影剂。
作为可以在本实施方式中使用的、用于使苯乙烯类弹性体溶解的溶剂,可以例举:脂肪族烃类、脂肪酸酯、酮类、芳香族烃类以及植物油等。更具体地说,可以例举:矿油精、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯以及乙基苯等烃类;2,2-二氯丙烷、1,2-二氯丙烷、氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷等氯化烃类;二异丁基酮、二异丙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基丙基酮、二乙基酮、甲基乙基酮、环己酮、丙酮以及环戊酮等酮;正丁酸异丁酯、异丁酸异丙酯、乙酸甲基戊酯、丁酸丁酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、乙酸丙酯、乙酸乙酯以及乙酸甲酯等酯;二乙醚、二甲醚、二氯乙醚、二噁烷以及四氢呋喃等醚;以及甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、环己醇、二甘醇以及丙三醇等醇,等等。这些溶剂可以单独使用或作为混合物使用。
在本实施方式的液体显影剂中,苯乙烯类弹性体以溶解在载体液中的状态存在。其结果,将图像定影在薄片体上的机理大体如下所述。即,贮存在液体显影装置14的显影容器140内的液体显影剂中的苯乙烯类弹性体,以溶解在载体液中的状态存在。该状态在显影辊141上、感光鼓10上、中间转印带21上也是相同的。不过,虽然载体液在液体显影剂中所占的比率逐渐降低,但液体显影剂中的苯乙烯类弹性体仍然是保持溶解在载体液中的状态。如果利用第二次转印部4把图像从中间转印带21转印到薄片体上,则载体液被吸收到薄片体的内部。伴随于此,在薄片体表面上,载体液中的苯乙烯类弹性体的浓度变高,超过饱和溶解量。超过饱和溶解量的苯乙烯类弹性体覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜。利用该苯乙烯类弹性体覆盖膜将颜料定影在薄片体上,不消耗热能或光能,就可以把颜料亦即转印在薄片体上的图像定影在薄片体上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。这对于环境保护方面非常有利。此外,本实施方式的湿式图像形成装置1A不需要以往一直使用的、利用热能或光能的定影部5,可以实现简化湿式图像形成装置1A以及降低成本。
此外,苯乙烯类弹性体溶解在载体液中的状态也包括凝胶状态。由于苯乙烯类弹性体的种类和分子量等,苯乙烯类弹性体有时在载体液中相互缠绕,成为流动性相对低的凝胶状态。例如,在苯乙烯类弹性体的浓度高的情况下、在苯乙烯类弹性体与溶剂的亲和性差的情况下、或在气温低的情况下等,苯乙烯类弹性体大多成为凝胶状态。另一方面,在载体液中的苯乙烯类弹性体相互缠绕少,流动性相对高时,成为溶液状态。
在本实施方式中,作为苯乙烯类弹性体可以使用在市场上出售的产品。例如作为苯乙烯-共轭二烯嵌段共聚物,可以例举:株式会社可乐丽制的“SEPTON”和“HYBRAR”;壳牌公司制的“KRATON”;旭化成化学公司(Asahi Kasei Chemicals Corporation)制的“Asaprene(注册商标)”和“Tufprene(注册商标)”以及JSR株式会社制的“DYNARON”等;作为苯乙烯-乙烯共聚物,可以例举陶氏化学公司制的“Index”等;作为组合物,可以例举ARONKASEI CO.,LTD.制的“Aron AR”、三菱 化学株式会社制的“乐百龙”等。根据情况,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
液体显影剂中的苯乙烯类弹性体的含量优选的是0.1~10质量%。更优选的是0.5质量%以上,进一步优选的是1质量%以上。此外,更优选的是8质量%以下,进一步优选的是6质量%以下。如果苯乙烯类弹性体的含量小于0.1质量%,则存在留在薄片体表面上的苯乙烯类弹性体覆盖膜的量过少,成膜性以至定影性能过分不足的可能性。如果苯乙烯类弹性体的含量大于10质量%,则存在留在薄片体表面上的苯乙烯类弹性体覆盖膜的量过多,覆盖膜的干燥性过低,覆盖膜的粘着性(黏附性)过大,覆盖膜的橡胶弹性变得过大,图像的耐擦性过低的可能性。
[制造方法]
本实施方式的液体显影剂的制造方法包括树脂溶液制备工序、颜料分散体制备工序以及树脂溶液和颜料分散体的混合工序。
树脂溶液制备工序通过预先把苯乙烯类弹性体溶解于苯乙烯类弹性体的溶解度高的载体液或溶剂中,来制备树脂溶液。在该工序中,根据最终要制造的液体显影剂中的苯乙烯类弹性体的含量以及混合工序中的树脂溶液与颜料分散体的混合比(质量比),来决定树脂溶液中的苯乙烯类弹性体的含量。
颜料分散体制备工序例如利用球磨机、砂磨机、珠磨机(DYNO-MIL)或摇摆磨机等分散机,对载体液、颜料以及根据情况添加的分散稳定剂,进行几小时~十几小时的充分混合、分散,从而制备出把颜料以高浓度分散在载体液中的颜料分散体。在该工序中,根据最终要制造的液体显影剂中的颜料含量以及在混合工序中的树脂溶液与颜料分散体的混合比(质量比),来决定颜料分散体中的颜料的含量。
利用在所述颜料分散体制备工序中的湿式分散、湿式粉碎,把颜料颗粒粉碎成微小颗粒。如前所述,调节湿式分散、湿式粉碎的时间和转速等分散条件、粉碎条件,使得颜料的平均粒径亦即体积基准的中值粒径(D50)优选的是0.1~3.0μm,更优选的是0.2~2.0μm,进一步优选的是0.4~1.0μm。如果湿式分散、湿式粉碎的时间过短或转速过低,则 颜料的平均粒径(D50)会大于3.0μm,存在定影性能降低的可能性。此外分辨率也恶化。另一方面,如果湿式分散、湿式粉碎的时间过长或转速过大,则颜料的平均粒径(D50)会小于0.1μm,存在画面质量降低的可能性。
此外,为了计算颜料的平均粒径(D50),需要测量颜料的粒度分布。颜料的粒度分布例如可以按如下所述进行测量。对制备出的颜料分散体或制造出的液体显影剂取规定量的样品,用与在颜料分散体或液体显影剂中使用的载体液相同的载体液稀释100倍(体积),使用马尔文仪器有限公司(MALVERN)制的激光衍射式粒度分布测定装置“Mastersizer 2000”,通过流动方式进行测量。
混合工序通过把制备出的树脂溶液与调整后的颜料分散体按规定的混合比(质量比)混合,来最终制造液体显影剂。
【实施例】
下面通过实施例及比较例对本发明进行进一步的具体说明,但本发明不受下面实施例的限制。
(液体显影剂A的制造)
把1.33质量份的苯乙烯-丁二烯类弹性体(旭化成化学株式会社制的“Asaprene(注册商标)T-413”:苯乙烯含量为30质量%)设为苯乙烯类弹性体A,溶解到作为溶剂的98.67质量份的植物油(花王株式会社制的中链脂肪酸甘油三酯“Coconard MT”)中,得到树脂溶液。另一方面,通过使用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制的“RM-10”)在驱动频率60Hz下,将72质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)、20质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)、8质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”混合、分散1小时,得到颜料分散体。颜料分散体中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。然后通过把树脂溶液和颜料分散体按3∶1的混合比(质量比)混合,如表1所示,制造出含有5质量%的颜料、1质量%的苯乙烯类弹性体的青色液体显影剂A。
(液体显影剂B的制造)
如表1所示,除了使用苯乙烯-丁二烯类弹性体(旭化成化学株式会社制的“Tufprene(注册商标)315P:苯乙烯含量为20质量%”)作为苯乙烯类弹性体B来代替苯乙烯类弹性体A以外,与液体显影剂A相同,制造了液体显影剂B。
(液体显影剂C的制造)
如表1所示,除了用13.33质量份的苯乙烯类弹性体A、86.67质量份的溶剂以外,与液体显影剂A相同,制造了含有5质量%的颜料、10质量%的苯乙烯类弹性体的液体显影剂C。
(液体显影剂D的制造)
如表1所示,除了使用苯乙烯类弹性体B代替苯乙烯类弹性体A以外,与液体显影剂C相同,制造了液体显影剂D。
(液体显影剂E的制造)
如表1所示,除了使用0.14质量份的苯乙烯类弹性体A、99.86质量份的溶剂以外,与液体显影剂A相同,制造了含有5质量%的颜料、0.1质量%的苯乙烯类弹性体的液体显影剂E。
(液体显影剂F的制造)
如表1所示,除了使用苯乙烯类弹性体B代替苯乙烯类弹性体A以外,与液体显影剂E相同,制造了液体显影剂F。
(液体显影剂G的制造)
如表1所示,除了使用0.12质量份的苯乙烯类弹性体A、99.88质量份的溶剂以外,与液体显影剂A相同,制造了含有5质量%的颜料、0.09质量%的苯乙烯类弹性体的液体显影剂G。
(液体显影剂H的制造)
如表1所示,除了使用苯乙烯类弹性体B代替苯乙烯类弹性体A以外,与液体显影剂G相同,制造了液体显影剂H。
(液体显影剂I的制造)
如表1所示,除了使用16质量份的苯乙烯类弹性体A、84质量份的溶剂以外,与液体显影剂A相同,制造了含有5质量%的颜料、12质量%的苯乙烯类弹性体的液体显影剂I。
(液体显影剂J的制造)
如表1所示,除了使用苯乙烯类弹性体B代替苯乙烯类弹性体A以外,与液体显影剂I相同,制造了液体显影剂J。
(液体显影剂K的制造)
通过使用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制的“RM-10”)在驱动频率60Hz下,将72质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)、20质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)、8质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”混合、分散1小时,得到颜料分散体。颜料分散体中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。然后通过把植物油(花王株式会社制的中链脂肪酸甘油三酯“CoconardMT”)和颜料分散体按3∶1的混合比(质量比)混合,如表1所示,制造出含有5质量%的颜料、0质量%的苯乙烯类弹性体的青色液体显影剂K。
(图像的形成)
如图1所示,使用没有定影部的湿式图像形成装置(彩色打印机)1A(京瓷美达株式会社制的湿式图像形成装置的试验机),在青色图像形成单元FC中注入青色液体显影剂A~K,在作为薄片体的优质普通纸(王子制纸株式会社制的C2纸,90g/m2)上,形成按照以颜料承载量计算相当于0.026mg/cm2的方式均匀涂满的正方形的实心图像(5cm×5cm)。在该情况下,把在显影辊141周面上的液体显影剂层的厚度设定为5μm。此外,设在感光鼓10表面上形成基于图像数据的图像时,施加在显影辊141上的显影电场为400V。而且,将排出到排出部6的薄片体提供给下述的定影性能试验。
(定影性能试验)
为了对利用第二次转印部4转印了实心图像,然后排出到排出部6的薄片体的图像部分评价定影性能,进行了耐擦性试验。即,在利用第二次转印部4形成图像5秒后,在该图像部分上放置质量为300g的金属制的圆柱形的砝码(直径50mm,在底面垫有布(漂白布)),使该砝码以沿着同一路径左右横穿图像而移动到图像外的方式往复移动十次。利用砝码的质量摩擦图像,为了确认是否磨损,对在实心图像之外的、 砝码移动过的部分,利用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite Spectro Eye”)测量了浓度。定影性能的评价标准采用浓度小于0.01的为“○”,浓度在0.01以上且小于0.3的为“△”,浓度在0.3以上的为“×”。此外,该试验也兼做苯乙烯类弹性体覆盖膜的干燥性能试验。
结果示于表1。
表1
(结果考察)
根据表1可以确定,在把颜料分散到载体液中的液体显影剂中,含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂A~J的定影性能比未含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂K的定影性能优良。
在液体显影剂A~J中,苯乙烯类弹性体的含量为0.1~10质量%的液体显影剂A~F的定影性能特别优良。
如上面通过举具体例子详细说明的那样,由于本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒为颜料,并且液体显影剂含有苯乙烯类弹性体,所以该苯乙烯类弹性体覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜,通 过该苯乙烯类弹性体覆盖膜把颜料定影在薄片体上。因此不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温使颜料亦即图像定影在薄片体上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,也可以去掉或简化以往一直使用的利用大量热能或光能的定影部(定影装置)本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。此外,由于着色颗粒不会剥落或污染图像,所以可以得到高质量的图像。
在苯乙烯类弹性体是包括由芳香族乙烯化合物构成的聚合物嵌段A和由烯烃类化合物或共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段B、具有用化学式1表示的结构的嵌段共聚物时,可以可靠地得到定影性能优良的液体显影剂。
在苯乙烯类弹性体是苯乙烯-丁二烯类弹性体,该苯乙烯-丁二烯类弹性体中的聚合物嵌段A和聚合物嵌段B之间的结构为用化学式2表示的结构时,可以更可靠地得到定影性能优良的液体显影剂。
在液体显影剂中的苯乙烯类弹性体的含量为0.1~10质量%时,能保持优良的定影性能,并且可以确保覆盖膜良好的干燥性和图像的耐擦性。
在包括使感光鼓表面带电的带电装置、在带电的感光鼓表面形成静电潜影的曝光装置、使用液体显影剂使感光鼓表面的静电潜影显影的液体显影装置以及把显影出的图像转印到记录介质上的转印装置的湿式图像形成装置中,使用所述的液体显影剂的湿式图像形成装置在定影工序中为了使图像定影在薄片体上,不消耗大量的热能或光能,从节能的观点来看是理想的湿式图像形成装置。
《第二实施方式》
本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒是颜料,并且所述液体显影剂含有聚乙烯醇缩丁醛。把图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质内部时,所述聚乙烯醇缩丁醛覆盖留在记录介质的表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上形成覆盖膜,所以利用该聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜可以把颜料定影在记录介质上。因此,不消耗大量的热能或光能,就可以使颜料亦即图像定影在记录介质上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消 耗。
<液体显影装置和湿式图像形成装置>
除了利用含有聚乙烯醇缩丁醛的液体显影剂来代替含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂以外,与第一实施方式相同,因此省略对它们的说明。
<湿式图像形成方法>
通过利用所述湿式图像形成装置1A在薄片体上形成图像,能够实现本实施方式的湿式图像形成方法。即,本实施方式的湿式图像形成方法包括:带电工序,使感光鼓10的表面带电;曝光工序,在带电后的感光鼓10的表面形成静电潜影;显影工序,利用含有聚乙烯醇缩丁醛的液体显影剂使感光鼓10表面的静电潜影显影,从而形成图像,该液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜料;转印工序,把显影出的图像转印到薄片体上;以及排出工序,把转印有图像的薄片体向排出部6排出。在本实施方式的湿式图像形成方法中,使用下面说明的液体显影剂,从而不需进行利用大量的热能或光能来使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上的定影工序,就可以使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上。因此,从节能的观点来看,本实施方式的湿式图像形成方法较为理想。
<液体显影剂>
本实施方式的液体显影剂,作为基本构成含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒。着色颗粒是颜料,液体显影剂含有聚乙烯醇缩丁醛。在该情况下,载体液优选的是从由三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油和环氧化大豆油构成的组中选择的至少一种。此外,聚乙烯醇缩丁醛的含量优选的是1~10质量%。
[载体液]
通常,电绝缘性的载体液的目的是起到液体载体的作用,并用于提高得到的液体显影剂的电绝缘性。优选的是,作为电绝缘性的载体液是具有电绝缘性的、例如在25℃的体积电阻率为1010Ω·cm以上(换句话说电导率为100pS/cm以下)的有机溶剂。作为具有这样的电绝缘性的有机溶剂,可以例举在常温下为液体的脂肪族烃类,例如优选的是液态的正构烷烃类烃类、异构烷烃类烃类或它们的混合物、卤代脂肪族烃类等。 具体地说,可以例举:正己烷、正庚烷、正辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、环己烷、四氯乙烯以及三氯乙烷等。此外,特别优选的是具有支链的脂肪族烃类。作为具有支链的脂肪族烃类可以使用在市场上出售的产品,例如优选使用埃克森美孚公司制的“IsoparG”、“IsoparH”、“IsoparK”、“IsoparL”、“IsoparM”以及“IsoparV”等。此外,也可以优选使用松村石油研究所制的液体石蜡“MORESCO-WHITE P-40”、“MORESCO-WHITE P-70”以及“MORESCO-WHITE P-200”等。此外,也可以优选使用科斯莫石油公司制的液体石蜡“COSMO WHITE P-60”、“COSMO WHITE P-70”以及“COSMO WHITE P-120”等。
作为在本实施方式中可以使用的载体液,优选的是在具有所述物性的基础上再加上可以使聚乙烯醇缩丁醛溶解的载体液(聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对高的载体液)。此外,从VOC的观点出发,更优选的是挥发性相对低的载体液。作为这样的载体液,可以例举:沸点为200℃以上的醇类、植物油以及脂肪酸酯类等。特别优选的是:三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油(脂肪酸的组成为不饱和脂肪酸(87%的蓖麻油酸、7%的油酸,3%的亚油酸)和饱和脂肪酸(3%的棕榈酸和硬脂酸等))、环氧化大豆油(大豆油的脂肪酸的组成为约50%的亚油酸、20%以上的油酸、约10%的棕榈酸)。根据情况,它们可以单独使用,也可以混合使用。
在本实施方式中,只要聚乙烯醇缩丁醛可以溶解在载体液中,作为载体液可以仅使用聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对高的载体液,也可以将聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对高的载体液和聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对低的载体液混合使用。
[着色颗粒]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[分散稳定剂]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[聚乙烯醇缩丁醛]
本实施方式的液体显影剂含有聚乙烯醇缩丁醛。如化学式3所示, 聚乙烯醇缩丁醛(丁缩醛树脂:烷基乙缩醛聚乙烯醇)是具有羟基的亲水性的乙烯醇单位、具有丁缩醛基的疏水性的乙烯基缩醛单位、以及具有乙酰基、且具有乙烯醇单位与乙烯基缩醛单位的中间性质的醋酸乙烯基单位的共聚物。在本实施方式的液体显影剂中,因覆盖膜形成能(成膜性)优良,所以丁缩醛化度(决定亲水性部和疏水性部的比例)为60~85mol%的聚乙烯醇缩丁醛是优选的。聚乙烯醇缩丁醛由于具有对非极性溶剂显示溶解性的乙烯基缩醛单位和能提高对纸等记录介质的粘结性的乙烯醇单位,所以对载体液和记录介质双方的亲和性都好。
乙烯基缩醛单位醋 酸乙烯酯单位 乙烯醇单位
在本实施方式中,下面对把聚乙烯醇缩丁醛配入液体显影剂中的具体方法的一个例子进行说明。在本实施方式中,作为载体液优选的是使用可以使聚乙烯醇缩丁醛溶解的种类的载体液。如前所述,作为这样的载体液可以例举:沸点为200℃以上的醇类、植物油以及脂肪酸酯类等。特别优选的是三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油以及环氧化大豆油。只要聚乙烯醇缩丁醛可以溶解到载体液中,作为载体液可以仅使用聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对高的载体液,也可以将聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对高的载体液与聚乙烯醇缩丁醛的溶解度相对低的载体液混合使用。
在本实施方式的液体显影剂中,聚乙烯醇缩丁醛以溶解在载体液中的状态存在。其结果,把图像定影在薄片体上的机理大体如下所述。即,贮存在液体显影装置14的显影容器140内的液体显影剂中的聚乙烯醇缩丁醛,以溶解在载体液中的状态存在。该状态在显影辊141上、感光鼓10上、中间转印带21上也是相同的。不过,虽然载体液在液体显影剂中所占的比率逐渐降低,但液体显影剂中的聚乙烯醇缩丁醛仍然是保持溶 解在载体液中的状态。如果利用第二次转印部4把图像从中间转印带21转印到薄片体上,则载体液被吸收到薄片体的内部。伴随于此,在薄片体表面上,载体液中的聚乙烯醇缩丁醛浓度变高,超过饱和溶解量。超过饱和溶解量的聚乙烯醇缩丁醛覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜。利用该聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜将颜料定影在薄片体上,不消耗热能或光能,就可以把颜料亦即转印在薄片体上的图像定影在薄片体上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。这对于环境保护方面非常有利。此外,本实施方式的湿式图像形成装置1A不需要以往一直使用的、利用热能或光能的定影部5,可以实现简化湿式图像形成装置1A以及降低成本。
此外,聚乙烯醇缩丁醛溶解在载体液中的状态也包括凝胶状态。由于聚乙烯醇缩丁醛的种类和分子量等,聚乙烯醇缩丁醛有时在载体液中相互缠绕,成为流动性相对低的凝胶状态。例如,在聚乙烯醇缩丁醛的浓度高的情况下、在聚乙烯醇缩丁醛与溶剂的亲和性差的情况下、或在气温低的情况下等,聚乙烯醇缩丁醛大多成为凝胶状态。另一方面,在载体液中的聚乙烯醇缩丁醛相互缠绕少,流动性相对高时,成为溶液状态。
在本实施方式中可以使用的聚乙烯醇缩丁醛没有特别的限定。可以例举:赫希斯特公司制的“Mowital(注册商标)”B20H、B30B、B30H、B60T、B60H、B60HH、B70H;积水化学工业株式会社制的“S-LEC(注册商标)”BL-1(丁缩醛化度:63±3mol%)、BL-2(丁缩醛化度:63±3mol%)、BL-S(丁缩醛化度:70mol%以上)、BL-L、BH-3(丁缩醛化度:65±3mol%)、BM-1(丁缩醛化度:65±3mol%)、BM-2(丁缩醛化度:68±3mol%)、BM-5(丁缩醛化度:63±3mol%)、BM-S;电气化学工业株式会社制的“DENKA BUTYRAL”#2000-L、#3000-1、#3000-2、#3000-3、#3000-4、#3000-K、#4000-1、#5000-A、#6000-C等。它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
液体显影剂中的聚乙烯醇缩丁醛的含量优选的是0.1~10质量%。更优选的是3质量%以上,进一步优选的是5质量%以上。此外,更优选的 是8质量%以下,进一步优选的是6质量%以下。如果聚乙烯醇缩丁醛的含量小于1质量%,则存在留在薄片体表面上的聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜的量过少,成膜性以至定影性能过分不足的可能性。如果聚乙烯醇缩丁醛的含量大于10质量%,则存在留在薄片体表面上的聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜的量过多,覆盖膜的干燥性过低,覆盖膜的粘着性(黏附性)过大,图像的耐擦性过低的可能性。
[制造方法]
通过利用例如球磨机、砂磨机、珠磨机、摇摆磨机等(也可以使用利用氧化锆珠等的介质型分散机),对载体液、颜料、聚乙烯醇缩丁醛、以及根据情况添加的分散稳定剂,根据情况进行数分钟~十几小时充分的溶解或混合、分散,可以制造本实施方式的液体显影剂。
通过所述混合、分散把颜料粉碎成微粒。如前所述,调整混合、分散的时间和转速等,使液体显影剂中的颜料平均粒径(D50)为0.1~3.0μm。如果分散时间过短或转速过低,则颜料平均粒径(D50)会大于3.0μm,如前所述,存在定影性能降低的可能性。如果分散时间过长或转速过大,则颜料的平均粒径(D50)会小于0.1μm,如前所述,存在显影性能不足、图像浓度变低、调色剂飞溅变多的可能性。
此外,为了计算颜料的平均粒径(D50),需要测量颜料的粒度分布。颜料的粒度分布例如可以按如下所述进行测量。对制造出的液体显影剂取规定量的样品,用与在液体显影剂中使用的载体液相同的载体液稀释100倍(体积),使用马尔文仪器有限公司(MALVERN)制的激光衍射式粒度分布测定装置“Mastersizer 2000”,通过流动方式进行测量。
【实施例】
下面通过实施例及比较例对本发明进行进一步具体的说明,但本发明不受以下实施例的限定。
(液体显影剂A的制造)
将1质量份的聚乙烯醇缩丁醛(积水化学工业株式会社制的“S-LEC(注册商标)BL-S”)溶解在94质量份的作为载体液的蓖麻子油(伊藤制油株式会社制的精制蓖麻子油“LAV”)中后,通过使5质量份的 作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)混合、分散,制成青色液体显影剂A。液体显影剂A中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。
(液体显影剂B~E的制造)
按照液体显影剂A的制造方法,按表2所示的组成制造了青色液体显影剂B~E。但是在液体显影剂E中不含有聚乙烯醇缩丁醛。
(图像的形成)
如图1所示,使用没有定影部的湿式图像形成装置(彩色打印机)1A(京瓷美达株式会社制的湿式图像形成装置的试验机),在青色图像形成单元FC中注入青色液体显影剂A~E,在作为薄片体的优质普通纸(王子制纸株式会社制的C2纸,90g/m2)上,形成按照以颜料承载量计算相当于0.026mg/cm2的方式均匀涂满的正方形的实心图像(5cm×5cm)。在该情况下,把在显影辊141周面上的液体显影剂层的厚度设定为5μm。此外,设在感光鼓10表面上形成基于图像数据的图像时,施加在显影辊141上的显影电场为400V。而且,将排出到排出部6的薄片体提供给下述的定影性能试验。
(定影性能试验)
为了对利用第二次转印部4转印了实心图像,然后排出到排出部6的薄片体的图像部分评价定影性能,进行了耐擦性试验。即,在利用第二次转印部4形成图像5秒后,在该图像部分上放置质量为300g的金属制的圆柱形的砝码(直径50mm,在底面垫有布(漂白布)),使该砝码以沿着同一路径左右横穿图像而移动到图像外的方式往复移动十次。利用砝码的质量摩擦图像,为了确认是否磨损,对在实心图像之外的、砝码移动过的部分,利用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了浓度。定影性能的评价标准采用浓度小于0.01的为“○”,浓度在0.01以上且小于0.3的为“△”,浓度在0.3以上的为“×”。此外,该试验也兼做聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜的干燥性能试验。
结果示于表2。
表2
(结果考察)
根据表2可以确认,在把颜料分散在载体液中的液体显影剂中,含有聚乙烯醇缩丁醛的液体显影剂A~D的定影性能比未含有聚乙烯醇缩丁醛的液体显影剂E的定影性能优良。
在液体显影剂A~D中,聚乙烯醇缩丁醛的含量为1~10质量%的液体显影剂A、B的定影性能特别优良。
除了作为载体液使用辛醇(花王株式会社制的“Kalcol 0880”)代替蓖麻子油以外,用与液体显影剂A相同组成制造出的液体显影剂在实心图像周围的非图像形成区域产生斑点(调色剂飞溅),未能形成可以评价的图像。根据该结果可以确认,辛醇作为使聚乙烯醇缩丁醛溶解的载体液是不理想的。
如上面通过举具体例子详细说明的那样,由于本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒为颜料,并且液体显影剂含有聚乙烯醇缩丁醛,所以该聚乙烯醇缩丁醛覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜,通过该聚乙烯醇缩丁醛覆盖膜把颜料定影在薄片体上。因此不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温使颜料亦即图像定影在薄片体上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,也可以去掉或简化以往一直使用的利用大量热能或光能的定影部(定影装置)本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。此外,由于着色颗粒不会剥落或污染图像,所以可以得到高质量的图像。
在作为载体液使用从三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油和环氧化大豆油构成的组中选择的至少一种时,可以使聚乙烯醇缩丁醛很好地溶解,能可靠地获得定影性能优良的液体显影剂。
在液体显影剂中的聚乙烯醇缩丁醛的含量为0.1~10质量%时,能保持优良的定影性能,并且可以确保覆盖膜良好的干燥性和图像的耐擦性。
在包括使感光鼓表面带电的带电装置、在带电的感光鼓表面形成静电潜影的曝光装置、使用液体显影剂使感光鼓表面的静电潜影显影的液体显影装置以及把显影出的图像转印到记录介质上的转印装置的湿式图像形成装置中,使用所述的液体显影剂的湿式图像形成装置在定影工序中为了使图像定影在薄片体上,不消耗大量的热能或光能,从节能的观点来看是理想的湿式图像形成装置。
《第三实施方式》
本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液及分散在该载体液中的着色颗粒。液体显影剂含有环烯烃共聚物。着色颗粒是颜料。在把图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质内部时,所述环烯烃共聚物覆盖留在记录介质表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上形成覆盖膜,因此利用该环烯烃共聚物覆盖膜可以将颜料定影在记录介质上。因此,不消耗大量的热能或光能,就可以使颜料定影在记录介质上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。
<液体显影装置和湿式图像形成装置>
除了利用含有环烯烃共聚物的液体显影剂来代替含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂以外,与第一实施方式相同,因此省略对它们的说明。
<湿式图像形成方法>
通过利用所述湿式图像形成装置1A在薄片体上形成图像,可以实现本实施方式的湿式图像形成方法。即,本实施方式的湿式图像形成方法包括:带电工序,使感光鼓10的表面带电;曝光工序,在带电后的感光鼓10表面形成静电潜影;显影工序,利用含有环烯烃共聚物的液体显影剂使感光鼓10表面的静电潜影显影,从而形成图像,所述液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜 料;转印工序,把显影出的图像转印到薄片体上;以及排出工序,把转印有图像的薄片体排出到排出部6。在本实施方式的湿式图像形成方法中,使用如下说明的液体显影剂,从而不需进行利用大量的热能或光能来使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上的定影工序,就可以使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上。因此,从节能的观点来看,本实施方式的湿式图像形成方法较为理想。
<液体显影剂>
本实施方式的液体显影剂,作为基本构成含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒。液体显影剂含有环烯烃共聚物。着色颗粒是颜料。优选的是,环烯烃共聚物是降冰片烯与乙烯的共聚物。优选的是,在液体显影剂中的环烯烃共聚物的含量为2~8质量%。
[载体液]
通常,电绝缘性的载体液的目的是起到液体载体的作用,并用于提高得到的液体显影剂的电绝缘性。优选的是,作为电绝缘性的载体液是具有电绝缘性的、例如在25℃的体积电阻率为1010Ω·cm以上(换句话说电导率为100pS/cm以下)的有机溶剂。作为具有这样的电绝缘性的有机溶剂,可以例举在常温下为液体的脂肪族烃类,例如优选的是液态的正构烷烃类烃类、异构烷烃类烃类或它们的混合物、卤代脂肪族烃类等。具体地说,可以例举:正己烷、正庚烷、正辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十六烷、十七烷、环己烷、四氯乙烯以及三氯乙烷等。特别优选的是具有支链的脂肪族烃类。从VOC的观点出发,优选的是挥发性相对低的物质(例如沸点为200℃以上的物质等),例如可以优选使用含碳原子数为16以上的脂肪族烃类比较多的液体石蜡等。
作为载体液可以使用在市场上出售的产品,例如优选使用埃克森美孚公司制的“IsoparG”、“IsoparH”、“IsoparK”、“IsoparL”、“IsoparM”以及“IsoparV”等。此外,也可以优选使用松村石油研究所制的液体石蜡“MORESCO-WHITE P-40”、“MORESCO-WHITE P-70”以及“MORESCO-WHITE P-200”等。此外,也可以优选使用科斯莫石油公司制的液体石蜡“COSMO WHITE P-60”、“COSMO WHITE P-70”以及“COSMO WHITE P-120”等。
作为在本实施方式中可以使用的载体液,优选的是在所述物性的基础上再加上可以使环烯烃共聚物溶解的载体液(环烯烃共聚物的溶解度相对高的载体液)。在本实施方式中,只要环烯烃共聚物可以溶解在载体液中,作为载体液可以仅使用环烯烃共聚物的溶解度相对高的载体液,也可以将环烯烃共聚物的溶解度相对高的载体液与环烯烃共聚物的溶解度相对低的载体液混合使用。在该情况下,要注意由于使用的载体液的种类不同,不要使载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率过高。
[着色颗粒]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[分散稳定剂]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[环烯烃共聚物]
本实施方式的液体显影剂含有环烯烃共聚物。环烯烃共聚物在主链上有环烯烃骨架,不含有环境负荷物质,是非晶态的热可塑性烯烃类树脂,透明性、轻量性及低吸水性等优良。更详细地说,在本实施方式中,环烯烃共聚物的主链由碳-碳键构成,是至少在主链的一部分上有环烃结构的高分子化合物。通过把以降冰片烯或四环十二烯为代表的、在环烃结构中至少具有一个烯烃性双键的化合物(环烯烃)作为单体使用,来导入所述环烃结构。
以环烯烃共聚物在溶解在载体液中的状态下可以长期稳定存在;以及图像转印到薄片体上后,在薄片体表面上载体液中的环烯烃共聚物的浓度变高,如果超过饱和溶解量,则环烯烃共聚物可以留在薄片体表面上形成覆盖膜作为条件,作为在本实施方式中可以使用的环烯烃共聚物可以例举:(1)环烯烃的加成(共)聚合物或它的加氢产物;(2)环烯烃与α-烯烃的加成共聚物或它的加氢产物;以及(3)环烯烃的开环(共)聚合物或它的加氢产物等。
作为所述环烯烃的具体例子,可以例举:(a)环戊烯、环己烯、环辛烯;(b)环戊二烯、1,3-环己二烯等单环环烯烃;(c)二环[2.2.1]庚-2-烯(降冰片烯)、5-甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5,5-二 甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-丁基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚乙基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-己基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-辛基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-十八烷基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙烯基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-丙烯基-二环[2.2.1]庚-2-烯等二环环烯烃;(d)三环[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(二环戊二烯)、三环[4.3.0.12,5]癸-3-烯;(e)三环[4.4.0.12,5]十一-3,7-二烯、三环[4.4.0.12,5]十一-3,8-二烯或作为它们的部分加氢产物(或环戊二烯与环己烯的加成物)的三环[4.4.0.12,5]十一-3-烯;(f)5-环戊基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己烯基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯基-二环[2.2.1]庚-2-烯等三环环烯烃;(g)四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯(四环十二烯)、8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-亚甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-亚乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-乙烯基四环[4,4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-丙烯基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯等四环环烯烃;(h)8-环戊基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-环己基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-环己烯基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-苯基-环戊基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯;(i)四环[7.4.13,6.01,9.02,7]十四-4,9,11,13-四烯(1,4-甲醇-1,4,4a,9a-四氢化芴)、四环[8.4.14,7.01,10.03,8]十五-5,10,12,14-四烯(1,4-甲醇-1,4,4a,5,10,10a-六氢化蒽);(j)五环[6.6.1.13,6.02,7.09,14]-4-十六烯、五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-十五烯、五环[7.4.0.02,7.13,6.110,13]-4-十五烯;七环[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]-5-二十烯、七环[8.7.0.12,9.03,8.14,7.012,17.113,16]-14-二十烯;以及(k)环戊二烯的四聚体等多环环烯烃等。这些环烯烃可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
作为所述α-烯烃优选的是碳原子数为2~20,更优选的是碳原子 数为2~8的α-烯烃,作为其具体例子,可以例举:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯等。这些α-烯烃可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
在本实施方式中,环烯烃的聚合方法、环烯烃与α-烯烃的聚合方法以及对得到的聚合物的加氢方法没有特别的限制,可以按公知的方法进行。
在本实施方式中,环烯烃共聚物的结构没有特别的限制,链状、分支状、交联状都可以,优选的是直链状的。
在本实施方式中,作为环烯烃共聚物,例如可以优选使用降冰片烯与乙烯的共聚物、或四环十二烯与乙烯的共聚物,更优选的是降冰片烯与乙烯的共聚物。在该情况下,共聚物中的降冰片烯含量优选的是60~82质量%,更优选的是60~79质量%,进一步优选的是60~76质量%,更进一步优选的是60~65质量%。如果降冰片烯的含量小于60质量%,则存在环烯烃共聚物覆盖膜的玻璃化转变温度过低,环烯烃共聚物覆盖膜的成膜性降低的可能性。如果降冰片烯含量大于82质量%,则存在环烯烃共聚物覆盖膜的玻璃化转变温度过高,利用环烯烃共聚物覆盖膜对颜料亦即图像进行定影的定影性能降低的可能性。此外,存在环烯烃共聚物在载体液中的溶解度过分降低的可能性。
在本实施方式的液体显影剂中,环烯烃共聚物以溶解在载体液中的状态存在。其结果,将图像定影在薄片体上的机理大体如下所述。即,贮存在液体显影装置14的显影容器140内的液体显影剂中的环烯烃共聚物,以溶解在载体液中的状态存在。该状态在显影辊141上、感光鼓10上、中间转印带21上也是相同的。不过,虽然载体液在液体显影剂中所占的比率逐渐降低,但液体显影剂中的环烯烃共聚物仍然是保持溶解在载体液中的状态。如果利用第二次转印部4把图像从中间转印带21转印到薄片体上,则载体液被吸收到薄片体的内部。伴随于此,在薄片体表 面上,载体液中的环烯烃共聚物浓度变高,超过饱和溶解量。超过饱和溶解量的环烯烃共聚物覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜。利用该环烯烃共聚物覆盖膜可以将颜料定影在薄片体上,不消耗热能或光能,就可以把颜料亦即转印在薄片体上的图像定影在薄片体上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。这对于环境保护方面非常有利。此外,本实施方式的湿式图像形成装置1A不需要以往一直使用的、利用热能或光能的定影部5,可以实现简化湿式图像形成装置1A以及降低成本。
此外,环烯烃共聚物溶解在载体液中的状态也包括凝胶状态。由于环烯烃共聚物的种类和分子量等,环烯烃共聚物有时在载体液中相互缠绕,成为流动性相对低的凝胶状态。例如,在环烯烃共聚物浓度高的情况下、在环烯烃共聚物与溶剂的亲和性差的情况下、或在气温低的情况下等,环烯烃共聚物大多成为凝胶状态。另一方面,在载体液中的环烯烃共聚物相互缠绕少,流动性相对高时,成为溶液状态。
在本实施方式中,作为环烯烃共聚物可以使用在市场上出售的产品。例如,作为降冰片烯与乙烯的共聚物,可以例举:托帕斯高级聚合物有限公司制的“TOPAS(注册商标)TM”(降冰片烯含量:约60质量%,玻璃化转变温度:约60℃)、“TOPAS(注册商标)TB”(降冰片烯含量:约60质量%,玻璃化转变温度:约60℃)、“TOPAS(注册商标)8007”(降冰片烯含量:约65质量%,玻璃化转变温度:约80℃)、“TOPAS(注册商标)5013”(降冰片烯含量:约76质量%,玻璃化转变温度:约140℃)、“TOPAS(注册商标)6013”(降冰片烯含量:约76质量%,玻璃化转变温度:约140℃)、“TOPAS(注册商标)6015”(降冰片烯含量:约79质量%,玻璃化转变温度:约160℃)、“TOPAS(注册商标)6017”(降冰片烯含量:约82质量%,玻璃化转变温度:约180℃)等。根据情况不同,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
优选的是,液体显影剂中的环烯烃共聚物的含量是2~8质量%。更优选的是3质量%以上,进一步优选的是3.5质量%以上。此外,更优选的是6质量%以下,进一步优选的是4质量%以下。如果环烯烃共聚物的含量小于2质量%,则存在留在薄片体表面上的环烯烃共聚物覆盖膜的 量过少,成膜性以至定影性能过度不足的可能性。如果环烯烃共聚物的含量大于8质量%,则存在留在薄片体表面上的环烯烃共聚物覆盖膜的量过多,覆盖膜的干燥性过度降低,覆盖膜的粘着性(黏附性)过大,图像的耐擦性过度降低的可能性。
[制造方法]
除了利用环烯烃共聚物来代替聚乙烯醇缩丁醛以外,与第二实施方式相同,故省略说明。
不过,在本实施方式中,也可以在将环烯烃共聚物溶解于载体液中后,使颜料(根据情况,与分散稳定剂一起)混合、分散,从而制造液体显影剂。或者也可以分别预先制备树脂溶液(第三实施方式中指的是将环烯烃共聚物溶解在载体液中的溶液)和颜料分散体(使颜料(根据情况,与分散稳定剂一起)混合、分散在载体液中的分散体),并以适当的混合比(质量比)将它们混合,从而制造液体显影剂。
此外,为了计算颜料的平均粒径(D50),需要测量颜料的粒度分布。颜料的粒度分布例如可以按如下所述进行测量。对制造出的液体显影剂活制备的颜料分散体取规定量的样品,用与在液体显影剂或颜料分散体中使用的载体液相同的载体液稀释10~100倍(体积),使用马尔文仪器有限公司(MALVERN)制的激光衍射式粒度分布测定装置“Mastersizer 2000”,通过流动方式进行测量。
【实施例】
下面,通过实施例及比较例对本发明进一步进行具体的说明,但本发明不受下面实施例的限定。
(液体显影剂A的制造)
通过将5质量份的作为环烯烃共聚物的降冰片烯与乙烯的共聚物(托帕斯高级聚合物有限公司制的“TOPAS(注册商标)TM”(降冰片烯含量:约60质量%,玻璃化转变温度:约60℃)),溶解在95质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITEP-200”),制备了树脂溶液。另一方面,通过使用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制的“RM-10”)在驱动频率60Hz的条件下,将20质量份的 作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)和8质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”在72质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)中混合、分散1小时,制备了颜料分散体。颜料分散体中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。然后,把树脂溶液和颜料分散体以3∶1的混合比(质量比)混合,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料、3.75质量%的环烯烃共聚物的青色液体显影剂A。
(液体显影剂B的制造)
除了使树脂溶液中的环烯烃共聚物的含量为1.34质量份、载体液的含量为98.66质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料、1质量%的环烯烃共聚物的青色液体显影剂B。
(液体显影剂C的制造)
除了使树脂溶液中的环烯烃共聚物的含量为2.67质量份、载体液的含量为97.33质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料、2质量%的环烯烃共聚物的青色液体显影剂C。
(液体显影剂D的制造)
除了使树脂溶液中的环烯烃共聚物的含量为10.67质量份、载体液的含量为89.33质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料、8质量%的环烯烃共聚物的青色液体显影剂D。
(液体显影剂E的制造)
除了使树脂溶液中的环烯烃共聚物的含量为12质量份、载体液的含量为88质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料、9质量%的环烯烃共聚物的青色液体显影剂E。
(液体显影剂F的制造)
在93质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)中,分散、混合5质量份的作为着色颗 粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)、2质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”,如表3所示,制造了含有5质量%的颜料但不含有环烯烃共聚物的青色液体显影剂F。
(图像的形成)
如图1所示,使用没有定影部的湿式图像形成装置(彩色打印机)1A(京瓷美达株式会社制的湿式图像形成装置的试验机),在青色图像形成单元FC中注入青色液体显影剂A~F,在作为薄片体的优质普通纸(王子制纸株式会社制的C2纸,90g/m2)上,形成按照以颜料承载量计算相当于0.026mg/cm2的方式均匀涂满的正方形的实心图像(5cm×5cm)。在该情况下,把在显影辊141周面上的液体显影剂层的厚度设定为5μm。此外,设在感光鼓10表面上形成基于图像数据的图像时,施加在显影辊141上的显影电场为400V。而且,将排出到排出部6的薄片体提供给下述的定影性能试验。
(定影性能试验)
为了对利用第二次转印部4转印了实心图像,然后排出到排出部6的薄片体的图像部分评价定影性能,进行了耐擦性试验。即,在利用第二次转印部4形成图像5秒后,在该图像部分上放置质量为300g的金属制的圆柱形的砝码(直径50mm,在底面垫有布(漂白布)),使该砝码以沿着同一路径左右横穿图像而移动到图像外的方式往复移动十次。利用砝码的质量摩擦图像,为了确认是否磨损,对在实心图像之外的、砝码移动过的部分,利用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了浓度(图像周围浓度)。定影性能的评价标准采用浓度(图像周围浓度)小于0.01的为“○”,浓度在0.01以上且小于0.05的为“△”,浓度在0.05以上的为“×”。此外,该试验也兼做苯乙烯类弹性体覆盖膜的干燥性能试验。
结果示于表3。
表3
(结果考察)
根据表3可以确认,在把颜料分散到载体液中的液体显影剂中,含有环烯烃共聚物的液体显影剂A~E的定影性能比未含有环烯烃共聚物的液体显影剂F的定影性能优良。
在液体显影剂A~E中,环烯烃共聚物的含量为2~8质量%的液体显影剂A、C、D的定影性能特别优良。
如上面通过举具体例子详细说明的那样,由于本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒为颜料,并且液体显影剂含有环烯烃共聚物,所以该环烯烃共聚物覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜,通过该环烯烃共聚物的覆盖膜可以把颜料定影在薄片体上。因此不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温使颜料亦即图像定影在薄片体上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,也可以去掉或简化以往一直使用的、利用大量热能或光能的定影部(定影装置)本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。此外,由于着色颗粒不会剥落或污染图像,所以可以得到高质量的图像。
在环烯烃共聚物是降冰片烯与乙烯的共聚物时,不消耗热能或光能,就可以可靠地得到定影性能优良的液体显影剂。
在液体显影剂中的环烯烃共聚物的含量为2~8质量%时,不消耗大量的热能或光能,就可以保持优良的定影性能,并且可以确保覆盖膜良 好的干燥性和图像的耐擦性。
在包括使感光鼓表面带电的带电装置、在带电的感光鼓表面上形成静电潜影的曝光装置、使用液体显影剂使感光鼓表面上的静电潜影显影的液体显影装置以及把显影出的图像转印到记录介质上的转印装置的湿式图像形成装置中,使用所述的液体显影剂的湿式图像形成装置在定影工序中为了使图像定影在薄片体上,不消耗大量的热能或光能,从节能的观点来看是理想的湿式图像形成装置。
《第四实施方式》
本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液及分散在该载体液中的着色颗粒。该液体显影剂含有纤维素醚。该着色颗粒是颜料。在把图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质内部时,所述纤维素醚覆盖留在记录介质表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上形成覆盖膜,因此利用该纤维素醚覆盖膜可以将颜料定影在记录介质上。因此,不消耗大量的热能或光能,就可以使颜料定影在记录介质上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。
<液体显影装置和湿式图像形成装置>
除了利用含有纤维素醚的液体显影剂来代替含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂以外,与第一实施方式相同,所以省略对它们的说明。
<湿式图像形成方法>
通过利用所述湿式图像形成装置1A在薄片体上形成图像,可以实现本实施方式的湿式图像形成方法。即,本实施方式的湿式图像形成方法包括:带电工序,使感光鼓10的表面带电;曝光工序,在带电后的感光鼓10表面形成静电潜影;显影工序,利用含有纤维素醚的液体显影剂使感光鼓10表面的静电潜影显影,从而形成图像,所述液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜料;转印工序,把显影出的图像转印到薄片体上;以及排出工序,把转印有图像的薄片体排出到排出部6。在本实施方式的湿式图像形成方法中,使用如下说明的液体显影剂,从而不需进行利用大量的热能或光能来使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上的定影工序,就可以使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上。因此,从节能的观点来看,本实施方式的 湿式图像形成方法较为理想。
<液体显影剂>
本实施方式的液体显影剂,作为基本构成含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒。液体显影剂含有纤维素醚。着色颗粒是颜料。优选的是,纤维素醚是乙基纤维素。优选的是,液体显影剂中的纤维素醚的含量是1~6质量%。优选的是,载体液含有妥尔油脂肪酸。优选的是,载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量是20~90质量%。
[载体液]
通常,电绝缘性的载体液的目的是起到液体载体的作用,并用于提高得到的液体显影剂的电绝缘性。优选的是,作为电绝缘性的载体液是具有电绝缘性的、例如在25℃的体积电阻率为1010Ω·cm以上(换句话说电导率为100pS/cm以下)的有机溶剂。作为具有这样的电绝缘性的有机溶剂,可以例举在常温下为液体的脂肪族烃类,例如优选的是液态的正构烷烃类烃类、异构烷烃类烃类或它们的混合物、卤代脂肪族烃类等。具体地说,可以例举:正己烷、正庚烷、正辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十六烷、十七烷、环己烷、四氯乙烯以及三氯乙烷等。特别优选的是具有支链的脂肪族烃类。从VOC的观点出发,优选的是挥发性相对低的物质(例如沸点为200℃以上的物质等),例如可以优选使用含有碳原子数为16以上的脂肪族烃类比较多的液体石蜡等。
作为载体液可以使用在市场上出售的产品,例如优选使用埃克森美孚公司制的“IsoparG”、“IsoparH”、“IsoparK”、“IsoparL”、“IsoparM”以及“IsoparV”等。此外,也可以优选使用松村石油研究所制的液体石蜡“MORESCO-WHITE P-40”、“MORESCO-WHITE P-70”以及“MORESCO-WHITE P-200”等。此外,也可以优选使用科斯莫石油公司制的液体石蜡“COSMO WHITE P-60”、“COSMO WHITE P-70”以及“COSMO WHITE P-120”等。
作为在本实施方式中可以使用的载体液,优选的是在具有所述物性的基础上,还可以使纤维素醚溶解的载体液(纤维素醚的溶解度相对高的载体液)。作为这样的载体液,例如可以例举:植物性油、动物性油及矿物性油等油类,其中,优选的是植物性油,进一步优选的是植物性 油中的妥尔油脂肪酸(主要成分为油酸、亚油酸)。
在本实施方式中,只要纤维素醚可以溶解在载体液中,作为载体液可以仅使用纤维素醚的溶解度相对高的载体液(纤维素醚的良溶剂),也可以将纤维素醚的溶解度相对高的载体液与纤维素醚的溶解度相对低的载体液(纤维素醚的不良溶剂)混合使用。在该情况下,要注意不要因使用的载体液的种类,而使载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率过高。例如以妥尔油脂肪酸为首的植物性油、动物性油、矿物性油与液体石蜡等脂肪族烃类等相比,通常电导率高。因此,为了使纤维素醚很好地溶解在载体液中,作为载体液含有所述油类时,必须注意其含量。
载体液整体中的所述油类的含量越多,在纤维素醚的溶解度方面越有利,但在电导率方面越不利。另一方面,载体液整体中的所述油类的含量越少,在电导率方面越有利,但在纤维素醚的溶解度方面越不利。载体液整体中的所述油类的含量与液体显影剂中的纤维素醚的种类和含量等有关,例如载体液整体中的所述油类的含量优选的是20~90质量%。更优选的是30质量%以上,进一步优选的是40质量%以上。此外,更优选的是80质量%以下,进一步优选的是70质量%以下。在所述油类的含量小于20质量%的情况下,难以使纤维素醚很好地溶解到载体液中。如果大于90质量%,则载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率变得过高。如果液体显影剂的电导率过高,则存在显影性能不足、图像浓度变低、调色剂飞溅变多的可能性。
在本实施方式中,优选的是,液体显影剂的电导率例如在200pS/cm以下。因此,优选的是,将纤维素醚溶解到妥尔油脂肪酸等所述油类中,通过在得到的溶液(在第四实施方式中称为“树脂溶液”)中混合高电阻(低导电率)的脂肪族烃类,将载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率调整到例如200pS/cm以下。
[着色颗粒]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[分散稳定剂]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[纤维素醚]
本实施方式的液体显影剂含有纤维素醚。纤维素醚是纤维素分子内的羟基被烷氧基置换的高分子。置换率优选的是45~49.5%。此外,烷氧基的烷基部分也可以被例如羟基等置换。由纤维素醚形成的覆盖膜具有优良的韧性、热稳定性等。
以纤维素醚能够以溶解在载体液中的状态长期稳定存在;以及在将图像转印到薄片体上后,在薄片体表面上,载体液中的纤维素醚浓度变高,如果超过饱和溶解量,则纤维素醚就可以留在薄片体表面上形成覆盖膜为条件,作为在本实施方式中可以使用的纤维素醚可以例举:甲基纤维素、乙基纤维素等烷基纤维素;羟乙基纤维素,羟丙基纤维素等羟烷基纤维素;羟乙基甲基纤维素,羟丙基甲基纤维素,羟乙基乙基纤维素等羟烷基烷基纤维素;羧基甲基纤维素等羧基烷基纤维素;羧甲基羟乙基纤维素等羧基烷基羟烷基纤维素等。根据情况不同,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。其中,在可以可靠地得到不会消耗热能或光能、定影性能优良的液体显影剂方面,优选的是烷基纤维素,在烷基纤维素中优选的是乙基纤维素。
在本实施方式的液体显影剂中,纤维素醚以溶解在载体液中的状态存在。其结果,将图像定影在薄片体上的机理大体如下所述。即,贮存在液体显影装置14的显影容器140内的液体显影剂中的纤维素醚,以溶解在载体液中的状态存在。该状态在显影辊141上、在感光鼓10上、在中间转印带21上也是相同的。不过,虽然载体液在液体显影剂中所占的比率逐渐降低,但液体显影剂中的纤维素醚仍然是保持溶解在载体液中的状态。如果利用第二次转印部4把图像从中间转印带21转印到薄片体上,则载体液中的纤维素醚和着色颗粒(颜料)残留在薄片体的表面上,另一方面,载体液被吸收到薄片体的内部。伴随于此,在薄片体表面上,载体液中的纤维素醚浓度变高,超过饱和溶解量。超过饱和溶解量的纤维素醚覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜。利用该纤维素醚覆盖膜可以将颜料定影在薄片体上,不消耗热能或光能,就可以把颜料亦即转印在薄片体上的图像定影在薄片体上,可 以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。这对于环境保护方面非常有利。此外,本实施方式的湿式图像形成装置1A不需要以往一直使用的、利用热能或光能的定影部5,可以实现简化湿式图像形成装置1A以及降低成本。
此外,纤维素醚溶解在载体液中的状态也包括凝胶状态。由于纤维素醚的种类和分子量等,纤维素醚有时在载体液中相互缠绕,成为流动性相对低的凝胶状态。例如,在纤维素醚浓度高的情况下、在纤维素醚与溶剂的亲和性差的情况下、或在气温低的情况下等,纤维素醚大多成为凝胶状态。另一方面,在载体液中的纤维素醚相互缠绕少,流动性相对高时,成为溶液状态。
在本实施方式中,作为纤维素醚可以使用在市场上出售的产品。作为乙基纤维素,可以例举:陶氏化学公司制的“ETHOCEL(注册商标)STD4”、“ETHOCEL(注册商标)STD7”以及“ETHOCEL(注册商标)STD10”等。根据情况不同,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
优选的是,液体显影剂中的纤维素醚的含量为1~6质量%。更优选的是2质量%以上,进一步优选的是3质量%以上。此外,更优选的是5质量%以下,进一步优选的是4质量%以下。如果纤维素醚的含量小于1质量%,则存在留在薄片体表面上的纤维素醚覆盖膜的量过少,成膜性以至定影性能过度不足的可能性。如果纤维素醚含量大于6质量%,则存在留在薄片体表面上的纤维素醚覆盖膜的量过多,覆盖膜的干燥性过度降低,覆盖膜的粘着性(黏附性)过大,图像的耐擦性过度降低的可能性。此外,也存在显影性能不足、图像浓度变低、调色剂飞溅变多的可能性。
[制造方法]
除了利用纤维素醚来代替环烯烃共聚物以外,与第三实施方式相同,因此省略说明。
【实施例】
以下,通过实施例及比较例对本发明进一步进行具体的说明,但本 发明不受以下实施例的限定。
(液体显影剂A的制造)
通过将5.1质量份的作为纤维素醚的乙基纤维素(陶氏化学公司制的“ETHOCEL(注册商标)STD4”(乙氧基化率:45~49.5%)),溶解到95.2质量份的作为载体液的妥尔油脂肪酸(哈利玛化成株式会社制的“HARTALL FA-1”)中,制备了树脂溶液。另一方面,通过利用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制的“RM-10”),在驱动频率60Hz下,在71.2质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)中,将20质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)和8质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”混合、分散1小时,制备了颜料分散体。颜料分散体中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。然后通过把树脂溶液和颜料分散体按3∶1的混合比(质量比)混合,如表4所示,制造出含5质量%的颜料、3.8质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂A。
(液体显影剂B的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为1.33质量份、妥尔油脂肪酸的含量为98.1质量份,颜料分散体中的液体石蜡的含量为73.6质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含有5质量%的颜料、1.0质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂B。
(液体显影剂C的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为8质量份、妥尔油脂肪酸的含量为92.8质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为69.6质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、6.0质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂C。
(液体显影剂D的制造)
除了使树脂溶液中的妥尔油脂肪酸的含量为107.2质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为35.2质量份以外,与液体显影剂A的制造相 同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、3.8质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为90质量%的青色液体显影剂D。
(液体显影剂E的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为1.33质量份、妥尔油脂肪酸的含量为24.5质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为294.4质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、1.0质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为20质量%的青色液体显影剂E。
(液体显影剂F的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为0.67质量份、妥尔油脂肪酸的含量为98.7质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为74质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、0.5质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂F。
(液体显影剂G的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为9.3质量份、妥尔油脂肪酸的含量为91.7质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为68.8质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、7.0质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂G。
(液体显影剂H的制造)
除了使树脂溶液中的妥尔油脂肪酸的含量为113.1质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为17.6质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、3.8质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为95质量%的青色液体显影剂H。
(液体显影剂I的制造)
除了使树脂溶液中的乙基纤维素的含量为1.33质量份、妥尔油脂肪 酸的含量为18.4质量份、颜料分散体中的液体石蜡的含量为312.8质量份以外,与液体显影剂A的制造相同,如表4所示,制造了含5质量%的颜料、1.0质量%的乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为15质量%的青色液体显影剂I。
(液体显影剂J的制造)
通过在18.6质量份的作为载体液的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-200”)中,利用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制的“RM-10”)在驱动频率60Hz下,将5质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)和2质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”混合、分散1小时,再混合74.4质量份的作为载体液的妥尔油脂肪酸(哈利玛化成株式会社制的“HARTALL FA-1”),如表4所示,制造了含有5质量%的颜料、但不含乙基纤维素、且载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为80质量%的青色液体显影剂J。
表4
()内的数值为载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量(质量%)
(电导率的测量)
使用日置电机株式会社制的超兆欧表“SM-8220”和日置电机株式 会社制的液体试样用电极“SME-8330”(电极常数:500)测量了液体显影剂A~J的电导率。即,在液体试样用电极中加入25mL的液体显影剂,在25℃的环境下施加电压100V,在施加时间180秒的条件下,测量了液体显影剂的电阻(Ω),根据得到的电阻按照下式(1)计算出电导率:
电导率(pS/cm)=1/{(电阻(Ω)×电极常数(cm))×1012}…(1)。
(图像的形成)
如图1所示,使用没有定影部的湿式图像形成装置(彩色打印机)1A(京瓷美达株式会社制的湿式图像形成装置的试验机,线速度:116mm/s),在青色图像形成单元FC中注入青色液体显影剂A~J,在作为薄片体的打印专用纸(三菱制纸株式会社制的湿式显影专用纸“EP-L”:128g/m2)上,形成按照以颜料承载量计算相当于0.026mg/cm2的方式均匀涂满的正方形的实心图像(5cm×5cm)。在该情况下,把在显影辊141周面上的液体显影剂层的厚度设定为5μm。此外,设在感光鼓10表面上形成基于图像数据的图像时,施加在显影辊141上的显影电场为400V。而且,将排出到排出部6的薄片体提供给下述的定影性能试验。其它的图像形成条件如下:
·由显影辊带电装置147形成的显影电晕充电的偏置电位:4000V
·中间转印带21:由具有导电性的聚酰亚胺制成
·感光鼓10的暗电位:+550V
·感光鼓10的明电位:+10V
·由第一次转印辊20形成的第一次转印电压:300V(定电压控制)
·第二次转印部4的第二次转印电流:40μA(定电流控制)
(定影性能的评价)
为了对利用第二次转印部4转印了实心图像,然后排出到排出部6的薄片体的图像部分评价定影性能,进行了耐擦性试验。即,在利用第二次转印部4形成图像5秒后,在该图像部分上放置质量为300g的金属 制的圆柱形的砝码(直径50mm,在底面垫有布(漂白布)),使该砝码以沿着同一路径左右横穿图像而移动到图像外的方式往复移动十次。利用砝码的质量摩擦图像,为了确认是否磨损,对在实心图像周围部分中的、砝码移动过的部分,利用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了浓度。定影性能的评价标准采用浓度小于0.01的为“○”,浓度在0.01以上且小于0.05的为“△”,浓度在0.05以上的为“×”。此外,该试验也兼做纤维素醚覆盖膜的干燥性能试验。
(图像的评价)
使用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了实心图像的浓度。评价标准采用图像浓度在1.1以上的为“○”,0.7以上且小于1.1的为“△”,小于0.7的为“×”。此外,使用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了实心图像以外的非图像部的浓度。更详细地说,把从图像形成后的非图像部的浓度减去图像形成前的非图像部的浓度的值作为调色剂飞溅浓度进行了计算。评价标准采用调色剂飞溅浓度小于0.02的为“○”,0.02以上且小于0.06的为“△”,0.06以上的为“×”。
结果示于表5。
表5
(结果考察)
根据表5可以确认,在把颜料分散到载体液中的液体显影剂中,含有纤维素醚的液体显影剂A~I的定影性能比未含有纤维素醚的液体显影剂J的定影性能优良。
在液体显影剂A~I中,纤维素醚的含量为1~6质量%的液体显影剂A~E、H的定影性能特别优良。液体显影剂I的纤维素醚的含量虽然在1~6质量%的范围内,但由于载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量过少(15质量%),纤维素醚没有很好地溶解在载体液中,一部分析出。因此,与液体显影剂A~E、H(特别是液体显影剂B、E)相比,定影性能稍有降低。
在液体显影剂A~I中,载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为20~90质量%的液体显影剂A~F的图像的评价良好。液体显影剂G的载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量虽然在20~90质量%的范围内,但由于液体显影剂中的纤维素醚的含量过多(7质量%),与液体显影剂A~F相比,图像的评价稍有降低。
如上面通过举具体例子详细说明的那样,由于本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,着色颗粒为颜料,并且液体显影剂含有纤维素醚,因此在将图像转印到薄片体上后,在载体液被吸收到薄片体内部时,纤维素醚覆盖留在薄片体表面上的颜料,并且留在薄片体的表面上形成覆盖膜,通过该纤维素醚的覆盖膜可以把颜料定影在薄片体上。因此不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温使颜料亦即图像定影在薄片体上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,也可以去掉或简化以往一直使用的、利用大量热能或光能的定影部(定影装置)本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。此外,由于着色颗粒不会剥落或污染图像,所以可以得到高质量的图像。
在纤维素醚是乙基纤维素时,不消耗大量的热能或光能,就可以可靠地得到定影性能优良的液体显影剂。
在液体显影剂中的纤维素醚含量为1~6质量%时,可以保持优良的 定影性能,并且可以确保覆盖膜良好的干燥性、图像的耐擦性和良好的显影性。
在作为载体液含有妥尔油脂肪酸时,纤维素醚可以很好地溶解在载体液中。
在载体液整体中的妥尔油脂肪酸的含量为20~90质量%时,可以保持纤维素醚在载体液中的良好的溶解性,并且可以避免载体液整体以至液体显影剂的电导率过高。
在包括使感光鼓表面带电的带电装置、在带电的感光鼓表面形成静电潜影的曝光装置、使用液体显影剂使感光鼓表面的静电潜影显影的液体显影装置以及把显影出的图像转印到记录介质上的转印装置的湿式图像形成装置中,使用所述的液体显影剂的湿式图像形成装置在定影工序中为了使图像定影在薄片体上,不消耗大量的热能或光能,从节能的观点来看是理想的湿式图像形成装置。
此外,在上面的各实施方式中,在液体显影剂中分别含有一种苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物或纤维素醚,当然不用说,即使根据情况,组合所述物质中的两种以上含有在液体显影剂中,也可以得到同样的作用和效果。即,在液体显影剂中可以含有从苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和纤维素醚构成的组中选择的至少一种。
《第五实施方式》
本发明人等发现:通过在液体显影剂中含有溶解在载体液中的、用于使着色颗粒定影的有机高分子化合物,并且使着色颗粒为颜料本身,即使不经过利用高温对显影剂进行加热的定影工序,也可以不加热或利用低温来使着色颗粒定影在记录介质上,并经过进一步反复研究实现了本发明。
<液体显影剂>
本实施方式的液体显影剂,作为基本构成含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒。液体显影剂还含有用于使着色颗粒定影在记录介质上的有机高分子化合物,该有机高分子化合物溶解在载体液中。 着色颗粒是颜料。将图像转印到记录介质上后,在载体液被吸收到记录介质内部时,所述有机高分子化合物覆盖留在记录介质的表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上形成覆盖膜,所以利用该有机高分子化合物覆盖膜可以把颜料定影在记录介质上。由此,不消耗大量的热能或光能,就可以不加热或利用低温把颜料亦即图像定影在记录介质上,可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。
[载体液]
通常,电绝缘性的载体液的目的是起到液体载体的作用,并用于提高得到的液体显影剂的电绝缘性。作为电绝缘性的载体液,使用可以使后述的有机高分子化合物溶解的物质(有机高分子化合物的溶解度相对高的物质)。
此外,所述电绝缘性的载体液优选的是具有所述物性,并且例如在25℃的体积电阻率为1012Ω·cm以上(换句话说电导率为1.0pS/cm以下)的电绝缘性有机溶剂。
作为具有这样的电绝缘性的有机溶剂可以例举:例如在常温下为液体的脂肪族烃类和植物油等。
作为脂肪族烃类优选的是:例如液态的正构烷烃类烃类、异构烷烃类烃类、卤代脂肪族烃类、具有支链的脂肪族烃类或它们的混合物等。更具体地说,可以使用正己烷、正庚烷、正辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十六烷、十七烷、环己烷、四氯乙烯以及三氯乙烷等。从应对环境(VOC对策)的观点出发,优选的是不挥发性的有机溶剂和挥发性相对低的有机溶剂(例如沸点为200℃以上的物质等),例如优选用含有碳原子数为16以上的脂肪族烃类比较多的液体石蜡等。
此外,作为植物油的具体的例子,可以例举:妥尔油脂肪酸(主要成分:油酸,亚油酸)、来自植物油的脂肪酸酯、大豆油、红花油、蓖麻子油、亚麻子油以及桐油等,其中可以优选使用妥尔油脂肪酸等。
作为所述载体液可以使用在市场上出售的产品,例如可以优选使用:松村石油研究所制的液体石蜡“MORESCO-WHITE P-55”、“MORESCO-WHITE P-40”、“MORESCO-WHITE P-70”及 “MORESCO-WHITE P-200”;哈利玛化成株式会社制的妥尔油脂肪酸“HARTALL FA-1”、“HARTALL FA-1P”、“HARTALL FA-3”;金田株式会社制的植物油基溶剂“VEGE-SOL MT”、“VEGE-SOL CM”、“VEGE-SOL MB”、“VEGE-SOL PR”及植物油“桐油”;埃克森美孚公司制的“IsoparG”、“IsoparH”、“IsoparK”、“IsoparL”、“IsoparM”及“IsoparV”;科斯莫石油公司制的液体石蜡“COSMO WHITE P-60”、“COSMO WHITE P-70”及“COSMO WHITE P-120”;The Nisshin OilliO Group,Ltd.制的植物油“精制大豆油S”、“亚麻子油”及“红花油”;以及伊藤制油株式会社制的植物油“蓖麻子油LAV”及“蓖麻子油工”等。
在本实施方式中,只要有机高分子化合物在载体液中可以溶解,作为载体液可以仅使用有机高分子化合物的溶解度相对高的载体液(有机高分子化合物的良溶剂),也可以将有机高分子化合物的溶解度相对高的载体液与有机高分子化合物的溶解度相对低的载体液(有机高分子化合物的不良溶剂)混合使用。在该情况下,要注意根据使用的载体液的种类不同,不要使载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率变得过高。例如,以妥尔油脂肪酸为首的植物性油等与液体石蜡等脂肪族烃类等相比,一般电导率高。因此,为了使有机高分子化合物很好地溶解到载体液中,在作为载体液含有所述油类时,必须注意其含量。
载体液整体中的所述油类含量越多,在有机高分子化合物的溶解度方面越有利,但在电导率方面越不利。另一方面,载体液整体中的所述油类含量越少,在电导率方面越有利,但在有机高分子化合物的溶解度方面越不利。
根据上面的内容,载体液整体中的所述油类的含量与含在液体显影剂中的有机高分子化合物的种类和含量等有关,例如载体液整体中的所述油类的含量优选的是2~80质量%。更优选的是5~60质量%。如果小于2质量%,则难以使有机高分子化合物很好地溶解到载体液中。此外如果大于80质量%,则载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率会变得过高。如果液体显影剂的电导率过高,则存在显影性能不足、图像浓度变低、调色剂飞溅变多的可能性。
在本实施方式中,液体显影剂的电导率例如优选的是200pS/cm以下。因此,优选的是,通过使有机高分子化合物溶解到妥尔油脂肪酸等所述的油类中,在得到的溶液(以下,在第五实施方式中也称为“树脂溶液”)中混合高电阻(低导电率)的脂肪族烃类,来把载体液整体的电导率以至液体显影剂的电导率调整到例如200pS/cm以下。
[着色颗粒]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[分散稳定剂]
由于与第一实施方式相同,故省略说明。
[有机高分子化合物]
本实施方式的液体显影剂含有有机高分子化合物,该有机高分子化合物可以溶解在所述载体液中,并且可以使所述着色颗粒定影在记录介质上。以在溶解在载体液中的状态下可以长期稳定存在;以及在把图像转印到记录介质上后,在记录介质的表面上,载体液中的有机高分子化合物的浓度变高,如果超过饱和溶解量,则有机高分子化合物可以留在记录介质的表面上形成覆盖膜为条件,作为所述的有机高分子化合物可以不特别限定地使用。
此外,所谓“记录介质”例如是指优质普通纸、打印专用纸、复印纸、描图纸、厚纸以及OHP纸等可以形成图像的所有的记录介质。在以下的说明中,有时只用“薄片体”这个用语来表示所述记录介质。
作为有机高分子化合物的具体的例子,可以例举:环烯烃共聚物、苯乙烯类弹性体、纤维素醚以及聚乙烯醇缩丁醛等。如果优选使用环烯烃共聚物、苯乙烯类弹性体等,则可以得到更好的效果。它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
此外,在本实施方式的液体显影剂中,有机高分子化合物以溶解在载体液中的状态存在。此外,有机高分子化合物溶解在载体液中的状态也包括凝胶状态。由于有机高分子化合物的种类和分子量等,有时有机高分子化合物在载体液中中相互缠绕,成为流动性相对低的凝胶状态。例如,在有机高分子化合物的浓度高的情况下、在有机高分子化合物与 载体液的亲和性低的情况下、或者在气温低的情况等下,有机高分子化合物大多成为凝胶状态。另一方面,在载体液中的有机高分子化合物相互缠绕少,流动性相对高时,成为溶液状态。
在本实施方式中,由于有机高分子化合物的全部或大部分必须要溶解在载体液中,所以不能使用不能溶解在载体液中的有机高分子化合物(或不能使用不能使有机高分子化合物溶解的载体液)。如果有机高分子化合物作为颗粒存在于载体液中,则颗粒仅存在于图像部,并与着色颗粒等一起转印到记录介质上。由于不挥发性的载体液渗入到记录介质内部,所以至少载体液以外的着色颗粒和颗粒等留在记录介质的表面上,如果残留了有机高分子化合物的颗粒,则该颗粒不能充分粘着固定,由于摩擦,与着色颗粒一起从记录介质上脱离,使图像变乱。但是,在有机高分子化合物充分溶解在载体液中存在的情况下,如果载体液渗入到记录介质内部,则有机高分子化合物相互缠绕着析出,覆盖色颗粒表面,把着色颗粒牢固地固定在记录介质的表面上,从而可以得到高质量的图像。
液体显影剂中的有机高分子化合物的含量因有机高分子化合物的种类不同而不同,例如优选的是1~10质量%。更优选的是2~6质量%,进一步优选的是3~4质量%。
如果有机高分子化合物的含量小于1质量%,则存在留在记录介质表面上的有机高分子化合物的覆盖膜的量过少,造成成膜性以至定影性能过度不足的可能性。此外,如果有机高分子化合物的含量大于10质量%,则存在留在记录介质的表面上的有机高分子化合物的覆盖膜的量过多,覆盖膜的干燥性过度降低,覆盖膜的粘着性(黏附性)过大,图像的耐擦性过度降低的可能性。此外,也存在显影性不足、图像浓度变低、调色剂飞溅变多的可能性。
下面对在本实施方式中可以使用的有机高分子化合物分别进行更具体的说明。
(环烯烃共聚物)
环烯烃共聚物在主链上有环烯烃骨架,不含有环境负荷物质,是非 晶态的热可塑性烯烃类树脂,透明性、轻量性及低吸水性等优良。更详细地说,在本实施方式中,环烯烃共聚物的主链由碳-碳键构成,是至少在主链的一部分上有环烃结构的高分子化合物。通过在以降冰片烯或四环十二烯为代表的环烃结构中,把至少具有一个烯烃性双键的化合物(环烯烃)作为单体使用,来导入所述环烃结构。
把环烯烃共聚物在溶解在载体液中的状态下可以长期稳定存在;以及图像转印到薄片体上后,在薄片体表面上载体液中的环烯烃共聚物的浓度变高,如果超过饱和溶解量,则环烯烃共聚物可以留在薄片体表面上形成覆盖膜作为条件,作为在本实施方式中可以使用的环烯烃共聚物可以例举:(1)环烯烃的加成(共)聚合物或它的加氢产物;(2)环烯烃与α-烯烃的加成共聚物或它的加氢产物;以及(3)环烯烃的开环(共)聚合物或它的加氢产物等。
作为所述环烯烃的具体例子,可以例举:(a)环戊烯、环己烯、环辛烯;(b)环戊二烯、1,3-环己二烯等单环环烯烃;(c)二环[2.2.1]庚-2-烯(降冰片烯)、5-甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5,5-二甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-丁基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚乙基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-己基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-辛基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-十八烷基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-亚甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙烯基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-丙烯基-二环[2.2.1]庚-2-烯等二环环烯烃;(d)三环[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(二环戊二烯)、三环[4.3.0.12,5]癸-3-烯;(e)三环[4.4.0.12,5]十一-3,7-二烯、三环[4.4.0.12,5]十一-3,8-二烯或作为它们的部分加氢产物(或环戊二烯与环己烯的加成物)的三环[4.4.0.12,5]十一-3-烯;(f)5-环戊基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基-二环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己烯基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯基-二环[2.2.1]庚-2-烯等三环环烯烃;(g)四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯(四环十二烯)、8-甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-亚甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-亚乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-乙烯 基四环[4,4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-丙烯基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯等四环环烯烃;(h)8-环戊基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-环己基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-环己烯基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯、8-苯基-环戊基-四环[4.4.0.12,5.17,10]十二-3-烯;(i)四环[7.4.13,6.01,9.02,7]十四-4,9,11,13-四烯(1,4-甲醇-1,4,4a,9a-四氢化芴)、四环[8.4.14,7.01,10.03,8]十五-5,10,12,14-四烯(1,4-甲醇-1,4,4a,5,10,10a-六氢化蒽);(j)五环[6.6.1.13,6.02,7.09,14]-4-十六烯、五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-十五烯、五环[7.4.0.02,7.13,6.110,13]-4-十五烯;七环[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]-5-二十烯、七环[8.7.0.12,9.03,8.14,7.012,17.113,16]-14-二十烯;以及(k)环戊二烯的四聚体等多环环烯烃等。这些环烯烃可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
作为所述α-烯烃,优选的是碳原子数为2~20,更优选的是碳原子数为2~8的α-烯烃,作为其具体例子,可以例举:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯以及1-二十烯等。这些α-烯烃可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
在本实施方式中,环烯烃的聚合方法、环烯烃与α-烯烃的聚合方法以及对得到的聚合物的加氢方法没有特别的限制,可以按公知的方法进行。
在本实施方式中,环烯烃共聚物的结构没有特别的限制,链状、分支状、交联状都可以,优选的是直链状。
在本实施方式中,作为环烯烃共聚物,例如可以优选使用降冰片烯与乙烯的共聚物、或四环十二烯与乙烯的共聚物,但更优选的是降冰片烯与乙烯的共聚物。在该情况下,共聚物中的降冰片烯的含量优选的是 60~82质量%,更优选的是60~79质量%,进一步优选的是60~76质量%,更进一步优选的是60~65质量%。如果降冰片烯的含量小于60质量%,则存在环烯烃共聚物覆盖膜的玻璃化转变温度过低,环烯烃共聚物的覆盖膜的成膜性降低的可能性。如果降冰片烯的含量大于82质量%,则存在环烯烃共聚物的覆盖膜的玻璃化转变温度过高,利用环烯烃共聚物覆盖膜对颜料亦即图像进行定影的定影性能降低的可能性。此外,存在环烯烃共聚物在载体液中的溶解度过分降低的可能性。
在本实施方式中,作为环烯烃共聚物可以使用在市场上出售的产品。例如,作为降冰片烯与乙烯的共聚物,可以例举:托帕斯高级聚合物有限公司制的“TOPAS(注册商标)TM”(降冰片烯含量:约60质量%)、“TOPAS(注册商标)TB”(降冰片烯含量:约60质量%)、“TOPAS(注册商标)8007”(降冰片烯含量:约65质量%)、“TOPAS(注册商标)5013”(降冰片烯含量:约76质量%)、“TOPAS(注册商标)6013”(降冰片烯含量:约76质量%)、“TOPAS(注册商标)6015”(降冰片烯含量:约79质量%)、“TOPAS(注册商标)6017”(降冰片烯含量:约82质量%)等。根据情况不同,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
(苯乙烯类弹性体)
以苯乙烯类弹性体可以在溶解在载体液中的状态下长期稳定存在;以及在把图像向薄片体转印后,在薄片体表面上,载体液中的苯乙烯类弹性体的浓度变高,如果超过饱和溶解量,则苯乙烯类弹性体可以留在薄片体表面上形成覆盖膜为条件,作为在本实施方式中可以使用的苯乙烯类弹性体可以不特别限定地使用以往公知的苯乙烯类弹性体。作为其具体的例子,可以例举:由芳香族乙烯化合物与烯烃类化合物或共轭二烯化合物构成的嵌段共聚物等。作为所述嵌段共聚物可以例举:例如在把由芳香族乙烯化合物构成的聚合物嵌段作为A,把由烯烃类化合物或共轭二烯化合物构成的聚合物嵌段作为B时,具有用化学式1表示的结构的嵌段共聚物等。
(在化学式1中,x表示使数均分子量成为1000~100000的整数)
作为构成所述嵌段共聚物的芳香族乙烯化合物,可以例举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、2,3-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、单氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对溴苯乙烯、2,4,5-三溴苯乙烯、2,4,6-三溴苯乙烯、邻叔丁基苯乙烯、间叔丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯萘以及乙烯蒽等。
聚合物嵌段A可以由所述芳香族乙烯化合物中的一种构成,也可以由两种以上构成。其中,由苯乙烯和/或α-甲基苯乙烯构成的聚合物嵌段A,赋予本实施方式的液体显影剂理想的物性。
作为构成所述嵌段共聚物的烯烃类化合物,可以例举:乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、1-戊烯、2-戊烯、环戊烯、1-己烯、2-己烯、环己烯、1-庚烯、2-庚烯、环庚烯、1-辛烯、2-辛烯、环辛烯、乙烯基环戊烯、乙烯基环己烯、乙烯基环庚烯以及乙烯基环辛烯等。
作为构成所述嵌段共聚物的共轭二烯化合物,可以例举;丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯以及1,3-己二烯等。
聚合物嵌段B可以由所述烯烃类化合物和所述共轭二烯化合物中的一种构成,也可以由两种以上构成。其中,由丁二烯和/或异戊二烯构成的聚合物嵌段B赋予本实施方式的液体显影剂理想的物性。
作为所述嵌段共聚物优选的具体例子,可以例举:聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚(异戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚丁二烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚异戊二烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚(α-甲基苯乙烯)-聚(异戊二烯/丁二烯)-聚(α-甲 基苯乙烯)三嵌段共聚物或其加氢产物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物以及聚(α-甲基苯乙烯)-聚异丁烯-聚(α-甲基苯乙烯)三嵌段共聚物等。
此外,作为在本实施方式中可以使用的苯乙烯类弹性体,优选的是聚合物嵌段A和聚合物嵌段B之间的结构为用化学式2表示的结构的苯乙烯-丁二烯类弹性体(SBS)。
聚合物嵌段A 聚合物嵌段B
(化学式2)
(在化学式2中,R1、R2、R4、R5及R6分别独立表示氢原子或甲基;R3表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和烷基、甲氧基、乙氧基、苯基或卤素原子;m、n表示使聚合物嵌段A的含量为5~75质量%的整数)
通过使苯乙烯单体与作为共轭二烯化合物的丁二烯共聚合,可以得到所述苯乙烯-丁二烯类弹性体。作为优选的苯乙烯单体,可以例举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯以及对氯苯乙烯等。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体在用GPC(凝胶渗透色谱)获得的分子量分布中,数均分子量Mn优选的是在1,000~100,000的范围内(参照化学式1),更优选的是在2,000~50,000的范围内。此外,重均分子量Mw优选的是在5,000~1,000,000的范围内,更优选的是在10,000~500,000的范围内。在该情况下,优选的是,重均分子量Mw在2,000~200,000的范围内、优选的是在3,000~150,000的范围内,至少有一个峰。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体的(重均分子量Mw/数均分子量Mn)的比值优选的是在3.0以下,更优选的是在2.0以下。
所述苯乙烯-丁二烯类弹性体中的苯乙烯含量(聚合物嵌段A的含量)优选的是在5~75质量%的范围内(参照化学式2),更优选的是在10~65质量%的范围内。如果苯乙烯的含量小于5质量%,则存在苯乙烯类弹性体覆盖膜的玻璃化转变温度过低,苯乙烯类弹性体覆盖膜的成膜性降低的倾向。如果苯乙烯的含量大于75质量%,则存在苯乙烯类弹性体覆盖膜的软化点过高,利用苯乙烯类弹性体覆盖膜对颜料亦即图像进行定影的定影性降低的倾向。
在本实施方式中,作为苯乙烯类弹性体可以使用在市场上出售的产品。例如作为苯乙烯-共轭二烯嵌段共聚物,可以例举:壳牌公司制的“KRATON”;旭化成化学公司制的“Asaprene(注册商标)”T411、T413、T437和“Tufprene(注册商标)”A、315P等;JSR株式会社制的“JSR TR1086”、“JSR TR2000”、“JSR TR2250”、“JSR TR2827”等。作为苯乙烯-共轭二烯嵌段共聚物的加氢产物,可以例举:JSR株式会社制的“DYNARON”6200P、4600P、1320P;株式会社可乐丽制的“SEPTON”S1001、S2063、S4055、S8007和“HYBRAR”5127、7311等。作为苯乙烯-乙烯共聚物,可以例举:陶氏化学公司制的“Index”等。作为组合物,可以例举ARONKASEI CO.,LTD.制的“Aron AR”、三菱化学株式会社制的“乐百龙”等。根据情况,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
(纤维素醚)
纤维素醚是纤维素分子内的羟基被置换成烷氧基的高分子,置换率优选的是45~49.5%。此外,例如也可以用羟基等置换烷氧基的烷基部分。纤维素醚覆盖膜的韧性、热稳定性等优良。
以纤维素醚可以在溶解在载体液中的状态下长期稳定存在;以及在把图像转印到薄片体上后,在薄片体表面上,载体液中的纤维素醚浓度变高,如果超过饱和溶解量,则纤维素醚就可以留在薄片体表面上形成覆盖膜为条件,作为在本实施方式中可以使用的纤维素醚,可以例举:甲基纤维素、乙基纤维素等烷基纤维素;羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等羟烷基纤维素;羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基乙基纤维素等羟烷基烷基纤维素;羧基甲基纤维素等羧基烷基纤维素;以及 羧基甲基羟乙基纤维素等羧基烷基羟烷基纤维素等。根据情况,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。其中优选的是烷基纤维素,在烷基纤维素中优选的是乙基纤维素。
在本实施方式中,作为纤维素醚可以使用在市场上出售的产品。例如作为乙基纤维素可以例举:日进化成株式会社制的“ETHOCEL(注册商标)STD4”、“ETHOCEL(注册商标)STD7”及“ETHOCEL(注册商标)STD10”等。根据情况,它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
(聚乙烯醇缩丁醛)
如下述的化学式化学式3所示,在本实施方式中可以使用的聚乙烯醇缩丁醛(丁缩醛树脂:烷基乙缩醛聚乙烯醇)是具有羟基的亲水性的乙烯醇单位、具有丁缩醛基的疏水性的乙烯基缩醛单位、以及具有乙酰基、且具有乙烯醇单位与乙烯基缩醛单位的中间性质的醋酸乙烯基单位的共聚物。在本实施方式的液体显影剂中,因覆盖膜形成能(成膜性)优良,所以丁缩醛化度(决定亲水性部和疏水性部的比例)为60~85mol%的聚乙烯醇缩丁醛是优选的。聚乙烯醇缩丁醛由于具有对非极性溶剂显示溶解性的乙烯基缩醛单位和能提高对纸等记录介质的粘结性的乙烯醇单位,所以对载体液和记录介质双方的亲和性都好。
乙烯基缩醛单位 醋酸乙烯酯单位 乙烯醇单位
以聚乙烯醇缩丁醛可以在溶解在载体液中的状态下长期稳定存在;以及把图像转印到薄片体上后,在薄片体表面上,载体液中的聚乙烯醇缩丁醛浓度变高,如果超过饱和溶解量,则聚乙烯醇缩丁醛就可以留在薄片体表面上形成覆盖膜为条件,作为在本实施方式中可以使用的聚乙 烯醇缩丁醛没有特别的限定。可以例举:赫希斯特公司制的“Mowital(注册商标)”B20H、B30B、B30H、B60T、B60H、B60HH、B70H;积水化学工业株式会社制的“S-LEC(注册商标)”BL-1(丁缩醛化度:63±3mol%)、BL-2(丁缩醛化度:63±3mol%)、BL-S(丁缩醛化度:70mol%以上)、BL-L、BH-3(丁缩醛化度:65±3mol%)、BM-1(丁缩醛化度:65±3mol%)、BM-2(丁缩醛化度:68±3mol%)、BM-5(丁缩醛化度:63±3mol%)、BM-S;电气化学工业株式会社制的“DENKA BUTYRAL”#2000-L、#3000-1、#3000-2、#3000-3、#3000-4、#3000-K、#4000-1、#5000-A、#6000-C等。它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。
[制造方法]
除了利用有机高分子化合物来代替环烯烃共聚物以外,与第三实施方式相同,因此省略说明。
<液体显影装置和湿式图像形成装置>
除了利用含有溶解在载体液中的、用于使着色颗粒定影在记录介质上的有机高分子化合物的液体显影剂来代替含有苯乙烯类弹性体的液体显影剂以外,与第一实施方式相同,所以省略对它们的说明。
<湿式图像形成方法>
通过利用所述湿式图像形成装置1A在薄片体上形成图像,可以实现本实施方式的湿式图像形成方法。即,本实施方式的湿式图像形成方法包括:带电工序,使感光鼓10的表面带电;曝光工序,在带电后的感光鼓10表面形成静电潜影;显影工序,利用含有溶解在载体液中的有机高分子化合物的液体显影剂使感光鼓10表面的静电潜影显影,从而形成图像,该液体显影剂含有电绝缘性的载体液和分散在载体液中的着色颗粒,该着色颗粒是颜料;转印工序,把显影出的图像转印到薄片体上;以及排出工序,把转印有图像的薄片体排出到排出部6。在本实施方式的湿式图像形成方法中,使用所述的液体显影剂,从而不需进行利用大量的热能或光能来使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上的定影工序,就可以使转印在薄片体上的图像定影到薄片体上。因此,从节能的观点来看,本实施方式的湿式图像形成方法较为理想。
【实施例】
下面,通过实施例及比较例对本发明进行进一步的具体说明,但本发明不受以下实施例的限定。
(液体显影剂A~E,G~K的制造)
通过利用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制RM-10)在驱动频率60Hz下,在72质量份的作为载体液1的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-55”)中,将20质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)和8质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”,在室温(25℃)下混合、分散1小时,制备了高浓度的颜料分散体。此外,在该混合、分散过程中虽然发热,但不进行温度调节。颜料分散体中的颜料的平均粒径(D50)为0.5μm。
然后,通过利用搅拌装置(使用亚速旺株式会社制的Tornado SM-102)进行搅拌混合(室温(25℃),转速:800rpm,时间:30分钟),将15质量份的下述表6所示的各个有机高分子化合物(树脂)溶解到85质量份的如表6所示的各个树脂溶液溶剂中,得到树脂溶液。其中,在使用与所述载体液1不同的载体液的情况下,在表6中记作载体液2。即,在本实施例中,所谓载体液1和载体液2是指在各个显影剂中使用的第一种载体液(载体液1)和第二种载体液(载体液2)。
然后把得到的树脂溶液、高浓度的所述颜料分散体和追加的载体液,分别按下述表7所示的混合比,利用搅拌装置(使用亚速旺株式会社制的Tornado SM-102)进行搅拌混合(室温(25℃),转速:800rpm,时间:30分钟),得到液体显影剂A~E(实施例1~5)和液体显影剂G~K(实施例7~10、比较例1)。
表6
树脂与溶剂的混合比及原料名称
树脂 | 溶剂 | 树脂产品名称 | 溶剂种类 | 树脂溶液的溶剂产品名称 | ||
实施例1 | 液体显影剂A | 15.0 | 85.0 | topAS TM | 载体液1 | MORESCO-WHITE P55 |
实施例2 | 液体显影剂B | 15.0 | 85.0 | topAS TM | 载体液1 | MORESCO-WHITE P55 |
实施例3 | 液体显影剂C | 15.0 | 85.0 | Asaprene T413 | 载体液2 | VEGE-SOL CM |
实施例4 | 液体显影剂D | 15.0 | 85.0 | Asaprene T413 | 载体液2 | VEGE-SOL CM |
实施例5 | 液体显影剂E | 15.0 | 85.0 | ETHOCEL STD4 | 载体液2 | HARTALL FA-1 |
实施例7 | 液体显影剂G | 15.0 | 85.0 | topAS TM | 载体液1 | MORESCO-WHITE P55 |
实施例8 | 液体显影剂H | 15.0 | 85.0 | topAS TM | 载体液1 | MORESCO-WHITE P55 |
实施例9 | 液体显影剂I | 15.0 | 85.0 | Asaprene T413 | 载体液2 | VEGE-SOL MT |
实施例10 | 液体显影剂J | 15.0 | 85.0 | Asaprene T413 | 载体液2 | VEGE-SOL MT |
比较例1 | 液体显影剂K | - | - | - | - | - |
表7
显影剂的制作方法(高浓度颜料分散体+树脂溶液+追加载体液)
(液体显影剂F的制造)
在36.5质量份的作为载体液1的蓖麻子油(伊藤制油株式会社制的精制蓖麻子油“LAV”)中,溶解3.8质量份的聚乙烯醇缩丁醛(积水化学工业株式会社制的“S-LEC(注册商标)BL-S”),制作了树脂溶液。通过利用摇摆磨机(Seiwa Giken Co.,Ltd.制RM-10)在驱动频率60Hz下,在40.3质量份的树脂溶液2和54.7质量份的作为载体液的金田株式会社制的植物油基溶剂“VEGE-SOL MT”中,将5质量份的作为着色颗粒的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)混合、分散(在室温25℃下虽然发热, 但未进行温度调节),制造出液体显影剂F(实施例6)。此外,液体显影剂F中的颜料的平均粒径(D50)为0.4μm。
(液体显影剂M的制造)
使4.0mol的聚氧丙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、1.0mol的聚氧乙烯(2.2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷、4.5mol的对苯二甲酸、0.5mol的偏苯三酸酐和4g的二丁基氧化锡,在氮气氛围、230℃下反应8小时,进一步减压到8.3kPa从而得到软化点为120℃的聚酯树脂。
把60重量份的所述聚酯树脂和40重量份的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)用亨舍尔混合机进行干式混合,并用双轴挤压机熔融混炼后,利用气流粉碎机破碎,再利用风力分级机分级,得到体积平均粒径为9.5μm的调色剂。
然后,在92.9质量份的作为载体液1的液体石蜡(松村石油研究所制的“MORESCO-WHITE P-55”)中,在室温下利用球磨机(大和科学株式会社制通用球磨机UB32)在转速100rpm下,将所述5质量份的调色剂和2.1质量份的作为分散稳定剂的ISP公司制的“Antaron(注册商标)V-216”混合、分散96小时,制备了液体显影剂M(比较例2)。液体显影剂中的颜料平均粒径(D50)为0.4μm。
此外,在下述表8中汇总了所述得到的液体显影剂A~M中的颜料、分散剂、有机高分子化合物、载体液的配比(质量%)。下述表8中的载体液1和载体液2相当于所述载体液1及载体液2,或表6和表7中的载体液1和载体液2。
表8
(图像的形成)
如图1所示,使用没有定影部的湿式图像形成装置(彩色打印机)1A(京瓷美达株式会社制的湿式图像形成装置的试验机,线速度:116mm/s),在青色图像形成单元FC中注入青色液体显影剂A~M,在作为薄片体的打印专用纸(三菱制纸株式会社制的湿式显影专用纸“EP-L”:128g/m2)上,形成按照以颜料承载量计算相当于0.026mg/cm2的方式均匀涂满的正方形的实心图像(5cm×5cm)。在该情况下,把在显影辊141周面上的液体显影剂层的厚度设定为5μm。此外,设在感光鼓10表面上形成基于图像数据的图像时,施加在显影辊141上的显影电场为400V。而且,将排出到排出部6的薄片体提供给下述的定影性能试验。其它的图像形成条件如下:
·由显影辊带电装置147形成的显影电晕充电的偏置电位:4000V
·中间转印带21:由具有导电性的聚酰亚胺制成
·感光鼓10的暗电位:+550V
·感光鼓10的明电位:+10V
·由第一次转印辊20形成的第一次转印电压:300V(定电压控制)
·第二次转印部4的第二次转印电流:40μA(定电流控制)
(摩擦试验(定影判定))
使用所述液体显影剂A~M打印了5cm×5cm的实心图像,对打印有实心图像的部分用300g的砝码沿着同一路径往复摩擦十次,用麦克贝斯公司制的分光浓度计对实心部分周围的浓度进行了色度测量。利用分光浓度计(格灵达-麦克贝斯公司制的“X-rite SpectroEye”)测量了实心图像以外的非图像部的浓度。更详细地说,把从图像形成后的非图像部浓度减去图像形成前的非图像部浓度的值作为摩擦试验后的“定影评价非图像部浓度”进行了计算。评价标准采用调色剂飞溅浓度小于0.02的为“○”,在0.02以上且小于0.06的为“△”,在0.06以上的为“×”。结果示于表8。
(结果考察)
根据表8可以确认,在把颜料分散到载体液中的液体显影剂中,在含有溶解在载体液中的有机高分子化合物的液体显影剂A~J(实施例1-10)中,即使作为着色颗粒使用颜料本身,也显示出对纸的定影性能。此外,在液体显影剂中的有机高分子化合物的含量在1~10质量%范围内的液体显影剂A~F(实施例1~6)中,显示出更好的定影性能。
另一方面,对于不含有溶解在载体液中的有机高分子化合物的液体显影剂K(比较例1)和含有包含在粘结树脂中的颜料(调色剂)的液体显影剂M(比较例2),图像没有被很好地定影。
根据上面的内容可以确认,通过使用将可以使着色颗粒定影的有机高分子化合物溶解在载体液中的液体显影剂,即使在使颜料本身分散在载体液中的情况下,也显示出良好的定影性能,并可以得到高质量的图像。
如上面通过举具体例子详细说明的那样,由于本实施方式的液体显影剂含有电绝缘性的载体液、分散在载体液中的着色颗粒以及使着色颗粒定影在记录介质上的有机高分子化合物,并且,有机高分子化合物溶解在载体液中,着色颗粒为颜料,因此在载体液中存在的有机高分子化合物覆盖留在记录介质表面上的颜料,并且留在记录介质的表面上形成覆盖膜,通过该有机高分子化合物覆盖膜可以把颜料定影在记录介质上。由此,不消耗大量的热能或光能,或者大幅抑制消耗的能量,不加热或 利用低温加热就可以使颜料亦即图像定影在记录介质上,从而可以实现降低湿式图像形成装置的能量消耗。此外,也可以去掉或简化以往一直使用的利用大量热能或光能的定影部(定影装置)本身,从而可以简化湿式图像形成装置,并降低成本。
而且,在把液体显影剂转印到纸上时,在图像部,载体液渗入纸内,有机高分子化合物在纸表面上析出,将着色颗粒定影在纸上。在非图像部,由于载体液渗入纸内,有机高分子化合物在纸表面上析出。因此在图像部和非图像部,由于析出的有机高分子化合物定影在纸上,着色颗粒不会剥落或污染图像。因此可以得到高质量的图像。
当有机高分子化合物是从苯乙烯类弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和纤维素醚构成的组中选择的至少一种时,不消耗大量的热能或光能,就可以可靠地得到定影性能优良的液体显影剂。
当在液体显影剂中的有机高分子化合物的含量为1~10质量%时,不消耗大量的热能或光能,就可以保持优良的定影性能,并且可以确保覆盖膜良好的干燥性和图像的耐擦性。
在包括使感光鼓表面带电的带电装置、在带电的感光鼓表面形成静电潜影的曝光装置、使用液体显影剂使感光鼓表面的静电潜影显影的液体显影装置以及把显影出的图像转印到记录介质上的转印装置的湿式图像形成装置中,使用所述的液体显影剂的湿式图像形成装置在定影工序中为了使图像定影在薄片体上,不消耗大量的热能或光能,从节能的观点来看是理想的湿式图像形成装置。
Claims (8)
1.一种液体显影剂,其特征在于,含有电绝缘性的载体液、分散在该载体液中的着色颗粒及有机高分子化合物,所述着色颗粒是颜料,
所述有机高分子化合物溶解在所述载体液中,并且是从由聚乙烯醇缩丁醛、环烯烃共聚物和纤维素醚构成的组中选择的至少一种,
在所述液体显影剂含有所述聚乙烯醇缩丁醛的情况下,所述载体液是从三甘醇二(2-乙基己酸酯)、蓖麻子油和环氧化大豆油构成的组中选择的至少一种,
在所述液体显影剂含有所述纤维素醚的情况下,所述液体显影剂含有妥尔油脂肪酸作为所述载体液。
2.根据权利要求1所述的液体显影剂,其特征在于,所述聚乙烯醇缩丁醛的含量为1~10质量%。
3.根据权利要求1所述的液体显影剂,其特征在于,所述环烯烃共聚物是降冰片烯与乙烯的共聚物。
4.根据权利要求1或3所述的液体显影剂,其特征在于,所述环烯烃共聚物的含量为2~8质量%。
5.根据权利要求1所述的液体显影剂,其特征在于,所述纤维素醚为乙基纤维素。
6.根据权利要求1或5所述的液体显影剂,其特征在于,所述纤维素醚的含量为1~6质量%。
7.根据权利要求6所述的液体显影剂,其特征在于,所述妥尔油脂肪酸在所述载体液整体中的含量为20~90质量%。
8.一种湿式图像形成装置,其特征在于包括:
带电装置,使感光鼓表面带电;
曝光装置,在带电后的所述感光鼓表面形成静电潜影;
液体显影装置,利用液体显影剂使所述感光鼓表面的静电潜影显影;以及
转印装置,把显影出的图像转印到记录介质上,
其中,所述湿式图像形成装置使用权利要求1至7中任一项所述的液体显影剂。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information |
Address after: Osaka Japan Applicant after: Kyocera Document Solutions Inc Address before: Osaka Japan Applicant before: KYOCERA Mita Corporation |
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COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: KYOCERA CORP TO: KYOCERA DOCUMENT SOLUTIONS INC. |
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130703 Termination date: 20200315 |