CN102262364A - 调色剂、图像形成装置、图像形成方法和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂、图像形成装置、图像形成方法和处理盒。静电图像显影调色剂包含:均至少含有第一树脂和着色剂的调色剂芯颗粒,以及由第二树脂形成的树脂细颗粒,其中各所述树脂细颗粒的一部分嵌入各所述调色剂芯颗粒中,和所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相方法、静电记录方法和静电印刷方法中用于使形成的静电潜像显影的静电图像显影调色剂,以及含有所述调色剂的调色剂容器、显影剂、图像形成装置、图像形成方法和处理盒。
背景技术
使用粉末状显影剂的干法显影单元已经广泛用于其中用显影剂使形成于潜像承载部件上的静电潜像可视化以获得记录图像的图像形成装置例如电子复印机、打印机和传真机中。
近年来,使用电子照相方法的彩色图像形成装置已经得到广泛使用,并且数字化图像是可容易地获得的。因此,需要使图像以更高的清晰度印刷。在研究更高的图像分辨率和灰度时,作为使潜像可视化的调色剂的改进,已经研究了进一步成球和使颗粒尺寸最小化以形成高清晰度图像。并且,由于在通过粉碎方法制造的调色剂中,它们的成球和最小化受到限制,因此,已经在使用通过能够成球和使颗粒尺寸最小化的悬浮聚合方法、乳化聚合方法和分散聚合方法制造的所谓的聚合调色剂。
聚合调色剂具有小的粒径并且因此呈现提高的对部件的附着力,其使转印效率恶化并且导致成膜。而且,所述聚合调色剂具有球形形状并且因此清洁性差。此外,所述聚合方法使相对低电阻的调色剂材料位于调色剂表面附近。因此,所形成的聚合调色剂由于它们的低带电性而涉及背景污损(smear)。同时,近年来,对获得高品质图像并且具有低温定影性从而节能的调色剂的需求增加。因此,合意地使用具有低的熔融温度的粘合剂树脂。然而,具有低温定影性的调色剂具有新出现的问题例如在高温、高湿度环境下粘连的产生,所述粘连的产生与耐热存储稳定性的恶化有关。
鉴于此,已经尝试改性调色剂芯颗粒的表面以解决上述问题。表面改性的方法例如:干法,其中通过机械冲击的作用使细颗粒粘附到调色剂表面上;和湿法,其中将树脂分散剂加入到含有分散在溶剂中的调色剂颗粒的分散液中,其中所述树脂分散剂的树脂不同于形成所述调色剂颗粒的树脂。关于干法,日本专利(JP-B)No.2838410或者其它文献公开了包括基础颗粒和嵌入其表面中的细颗粒的调色剂,其中所述调色剂通过如下制造:向加热至接近其软化点的温度的所述基础颗粒加入所述细颗粒,之后搅拌和混合。而且,JP-BNo.2750853公开了包括树脂细颗粒和调色剂芯颗粒的调色剂,其中通过机械冲击的作用使所述调色剂芯颗粒覆盖有所述树脂细颗粒。在这些干法中,细颗粒不均匀并且因此无法充分地附着在调色剂表面上。结果,细颗粒剥落,导致例如成膜和粘附的问题。
关于湿法,日本专利申请特许公开(JP-A)No.2008-090256或其它文献公开了其中将由第一树脂颗粒和着色剂形成的调色剂芯颗粒的表面用第二树脂颗粒部分地或完全地覆盖的方法。然而,根据该方法,调色剂芯颗粒被第二树脂颗粒稀疏且不均匀地覆盖,使得虽然清洁性改善,但是无法充分地改善背景污损和存储稳定性。此外,出现转印性的恶化。
JP-A No.2008-233430或其它文献公开了包括调色剂芯颗粒和设置在所述调色剂芯颗粒表面上的具有100nm~500nm平均直径的凸起部分的调色剂,其中所述调色剂芯颗粒被所述凸起部分以10%~80%的覆盖率覆盖。然而,根据实施例中描述的制造方法,所述调色剂的突起物(protrusion)尺寸不均匀,并且因此所述调色剂无法解决例如背景污损的问题。形成所述凸起部分的粘合剂树脂具有根据环境极大改变的高极性并且因此在耐热存储稳定性方面的改善不充分。
JP-A No.2003-202701或者其它文献公开了其中将树脂细颗粒预先加入到水相中进行融合(fusion)以控制粒径的方法。然而,在该方法中,所述树脂细颗粒引入到调色剂芯颗粒中,并且结果,所述调色剂芯颗粒无法被所述树脂细颗粒以改善耐热存储稳定性的量覆盖。
根据JP-ANo.09-258480,芯被壳层完全覆盖,导致定影性的显著恶化。
可假定地,调色剂或含有调色剂的盒是在一定压力的施加下输送的。因此,通过简单地由表面改性提高调色剂颗粒表面的玻璃化转变温度,调色剂在高温、高湿度环境下由于压力而不可避免地变形。因此,应关注调色剂芯颗粒的玻璃化转变温度。不能认为任意以上专利文献能够实现在一定压力的施加下的期望的耐热存储稳定性和期望的低温定影性两者。例如,JP-ANo.2001-175025和2007-003840尝试使用树脂细颗粒改善耐热存储稳定性。然而,由于调色剂芯颗粒的玻璃化转变温度低,调色剂由于压力的施加而变形,表明仅在外层中存在树脂细颗粒无法改善在压力施加下的存储稳定性。
发明内容
本发明解决以上存在的问题并且目标在于实现以下目的。即,本发明目的在于提供带电性、显影耐久性、耐粘附性、转印性、清洁性、耐热存储稳定性和低温定影性优异并且可形成高品质图像的干式静电图像显影调色剂;含有所述调色剂的调色剂容器;显影剂;图像形成装置;图像形成方法;和处理盒。
本发明人为解决以上存在的问题进行了大量研究并且已经发现通过如下实现以上目的:使用由第一树脂形成的调色剂芯颗粒和由嵌入所述调色剂芯颗粒的表面中的第二树脂形成的突起物形成至少含有粘合剂树脂和着色剂的干式静电图像显影调色剂,使得当嵌入所述调色剂芯颗粒中的突起物的比率通过嵌入率表示时,所述嵌入率的平均值为40%~80%。已经基于该发现完成了本发明。
本发明基于本发明人得到的以上发现。以上存在的问题的解决手段如下:
<1>静电图像显影调色剂,包含:
调色剂芯颗粒,各所述调色剂芯颗粒至少含有第一树脂和着色剂,和
由第二树脂形成的树脂细颗粒,
其中各树脂细颗粒的一部分嵌入各所述调色剂芯颗粒中,并且所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和
其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
<2>根据<1>的静电图像显影调色剂,其中所述嵌入率的标准偏差为10或更小。
<3>根据<1>或<2>的静电图像显影调色剂,其中所述树脂细颗粒具有0.90或更高的平均球度。
<4>根据<1>~<3>中任一项的静电图像显影调色剂,其中相对于所述静电图像显影调色剂,所述树脂细颗粒的量为1质量%~20质量%。
<5>根据<1>~<4>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂为聚酯树脂。
<6>根据<1>~<5>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂具有2mgKOH/g~25mgKOH/g的酸值。
<7>根据<1>~<6>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述第二树脂为乙烯基树脂。
<8>根据<1>~<7>中任一项的静电图像显影调色剂,其中在形成所述第二树脂的单体中,苯乙烯单体的量为80质量%~100质量%。
<9>根据<1>~<8>中任一项的静电图像显影调色剂,其中在形成所述第二树脂的所述单体中,酸单体的量为0质量%。
<10>根据<1>~<9>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂具有满足以下表达式(1)的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃...(1)。
<11>根据<1>~<10>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述第二树脂具有满足以下表达式(2)的玻璃化转变温度Tg2:
45℃≤Tg2≤100℃...(2)。
<12>根据<1>~<11>中任一项的静电图像显影调色剂,其中各所述调色剂芯颗粒进一步含有含氨基甲酸酯基团、脲基团、或者这两种基团的经改性的聚酯树脂。
<13>根据<1>~<12>中任一项的静电图像显影调色剂,其中各所述调色剂芯颗粒进一步含有脱模剂。
<14>根据<1>~<13>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂进一步含有作为添加剂的表面已疏水化的二氧化硅细颗粒。
<15>根据<1>~<14>中任一项的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂通过包括如下的方法获得:制造所述调色剂芯颗粒,和将所述树脂细颗粒附着和融合在所述调色剂芯颗粒的表面上。
<16>根据<15>的静电图像显影调色剂,其中所述调色剂芯颗粒是通过造粒获得的,所述造粒通过如下进行:将至少含有所述着色剂和所述第一树脂、所述第一树脂的前体、或者所述第一树脂和所述前体两者的油相乳化或分散在含水介质中。
<17>根据<16>的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂通过如下获得:将所述树脂细颗粒的含水分散液加入到含有其中乳化或分散了所述调色剂芯颗粒的所述含水介质中,以使所述树脂细颗粒附着和融合至所述调色剂芯颗粒的表面。
<18>调色剂容器,包含:
根据<1>~<17>中任一项的静电图像显影调色剂,和
容器,其容纳所述静电图像显影调色剂。
<19>显影剂,包含:
根据<1>~<17>中任一项的静电图像显影调色剂。
<20>图像形成装置,包含:
潜像承载部件,其将潜像承载于其上,
带电单元,其配置为使所述潜像承载部件的表面均匀地带电,
曝光单元,其配置为基于图像数据使所述潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像,
用于使所述潜像可视化的调色剂;
显影单元,其配置为使用所述调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像,
转印单元,其配置为将所述潜像承载部件的表面上的可视图像转印到图像接收介质上,和
定影单元,其配置为使可视图像定影在所述图像接收介质上,
其中所述调色剂为根据<1>~<17>中任一项的静电图像显影调色剂。
<21>图像形成方法,包括:
使潜像承载部件的表面均匀地带电,
基于图像数据使所述潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像,
使用调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像,
将所述潜像承载部件的表面上的可视图像转印到图像接收介质上,和
使可视图像定影在所述图像接收介质上,
其中所述调色剂为根据<1>~<17>中任一项的静电图像显影调色剂。
<22>处理盒,包括:
潜像承载部件,
显影单元,其配置为使用调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像,
所述潜像承载部件和所述显影单元以集成方式承载于所述处理盒中,所述处理盒能拆卸地安装在图像形成装置上,
其中所述调色剂为根据<1>~<17>中任一项的静电图像显影调色剂。
根据本发明,通过将调色剂表面中的突起物的嵌入率调节为落在特定范围内,可解决以上存在的问题从而实现以上目的。即,本发明可提供带电性、显影耐久性、耐粘附性、转印性、清洁性、耐热存储稳定性和低温定影性优异并且可形成高品质图像的静电图像显影调色剂;含有所述调色剂的调色剂容器;显影剂;图像形成装置;图像形成方法;和处理盒。
附图说明
图1A为实施例1的调色剂的SEM图像。
图1B为对比例1的调色剂的SEM图像。
图2为其中使用本发明的静电图像显影调色剂的一个示例性图像形成装置的必要部件的说明性视图。
图3为用于其中使用本发明的静电图像显影调色剂的图像形成装置中的定影单元的配置的说明性视图。
图4为其中使用本发明的静电图像显影调色剂的另一图像形成装置的说明性视图。
图5为其中使用本发明的静电图像显影调色剂的又一图像形成装置的说明性视图。
图6为其中使用本发明的静电图像显影调色剂的处理盒的说明性视图。
具体实施方式
(调色剂)
本发明的静电图像显影调色剂(下文中可简称为“调色剂”)包含至少含有第一树脂和着色剂的调色剂芯颗粒以及由第二树脂形成的树脂细颗粒;并且如果必要,进一步包含合适选择的其它组分。
在本发明的调色剂中,必须的是所述树脂细颗粒的一部分嵌入所述调色剂芯颗粒中,和所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述嵌入率的平均值为40%~80%。具有这样的突起物的调色剂可形成高品质图像。由于以下理由,认为所述突起物呈现出这样的有益效果。
在所述调色剂的一种表面改性中,当所述调色剂表面被由与形成其调色剂芯颗粒的树脂不同的树脂形成的突起物覆盖时,脱模剂的渗出保持为高的,从而抑制定影温度的升高和改善调色剂的带电性、显影耐久性、耐粘附性、转印性、清洁性和耐热存储稳定性。此外,当将所述树脂细颗粒的嵌入率的平均值调节为40%~80%时,所述突起物不从调色剂表面剥落,从而长期地最大地呈现通过表面改性获得的效果。
除了含有所述调色剂芯颗粒和部分地嵌入所述调色剂芯颗粒的表面中的树脂细颗粒的调色剂基础颗粒之外,如果必要,本发明的调色剂还可含有用于改善流动性、显影性和带电性的外部添加剂。
所述调色剂芯颗粒至少含有作为必要成分的粘合剂树脂和着色剂;并且如果必要,进一步含有其它成分例如脱模剂、电荷控制剂和增塑剂。
所述第一树脂用作所述调色剂芯颗粒的粘合剂。然后,在所述调色剂芯颗粒的表面中形成由所述第二树脂形成的突起物,从而在保持调色剂令人满意的低温定影性的同时改善清洁性和耐热存储稳定性。而且,将所述树脂细颗粒的嵌入率平均值调节为落在以上特定范围内,从而在保持令人满意的低温定影性的同时改善带电性、显影耐久性、耐粘附性、清洁性和耐热存储稳定性以及形成高品质图像。
在本发明的调色剂中,暴露在所述第一树脂的调色剂芯颗粒的表面上的所述第二树脂的突起物可通过如下形成:将所述第二树脂的树脂细颗粒的一部分嵌入所述调色剂芯颗粒的表面中并且使所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上。
<树脂细颗粒>
所述树脂细颗粒没有特别限制,只要它们由所述第二树脂制成,并且其可根据预期目的适当地选择。优选地,在使用前,将所述树脂细颗粒分散在所述含水介质中。所述树脂细颗粒的树脂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括乙烯基树脂、聚酯、聚氨酯、聚脲和环氧树脂。其中,从容易获得分散在所述含水介质中的树脂细颗粒的观点来看,优选乙烯基树脂。制备乙烯基树脂细颗粒的含水分散质的方法的实例包括已知的聚合方法例如乳化聚集方法、悬浮聚合方法和分散聚合方法。其中,从容易获得具有适合于本发明的粒径的颗粒的观点来看,特别优选乳化聚集方法。
《乙烯基树脂细颗粒》
本发明中使用的乙烯基树脂细颗粒包括通过至少含有苯乙烯单体的单体混合物的聚合获得的乙烯基树脂。
为了将在本发明中获得的调色剂用作带电的功能性颗粒例如静电潜像显影调色剂颗粒,所述调色剂优选地具有能容易地带电的表面。因此,在所述单体混合物中,具有其中电子可稳定地运动(如可在芳环结构中看到)的电子轨道的苯乙烯单体的量没有特别限制并且可根据预期目的适当选择,但是优选50质量%~100质量%、更优选80质量%~100质量%、特别优选95质量%~100质量%。当所述苯乙烯单体的量少于50质量%时,所获得的调色剂的带电性差,这对所述调色剂的应用产生限制。
这里,所述苯乙烯单体指具有乙烯基型能聚合的官能团的芳族化合物。所述乙烯基型能聚合的官能团没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括乙烯基、异丙烯基、烯丙基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
所述苯乙烯单体的具体实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯、4-羧基苯乙烯及其金属盐;4-苯乙烯磺酸及其盐;1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、烯丙基苯、苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯和苯氧基聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯。其中,优选地,主要使用苯乙烯,因为其可容易地获得并且具有优异的反应性和高的带电性。
而且,在所述单体混合物中,在本发明的乙烯基树脂中使用的酸单体的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其量优选为0质量%~7质量%、更优选0质量%~4质量%、特别优选0质量%,即不含有酸单体。当其量超过7质量%时,所获得的乙烯基树脂细颗粒自身具有高的分散稳定性。因此,当将这样的乙烯基树脂细颗粒加入到含有分散在水相中的油滴的分散液中时,它们难以在环境温度下附着到其上。或者,即使当所述细烯基树脂颗粒已经附着到其上时,它们趋于通过溶剂除去、洗涤、干燥以及用外部添加剂处理的过程而剥落。而当其量为4质量%或更低时,所获得的调色剂根据工作环境的带电性的变化较小,这是有利的。
此处,所述酸单体指除了所述乙烯基型能聚合的官能团之外还具有酸基团的化合物。所述酸基团没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括羧酸、磺酸和磷酸。
所述酸单体没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括含有羧基的乙烯基单体及其盐(例如(甲基)丙烯酸、马来酸或者马来酸酐、马来酸单烷基酯、富马酸、富马酸单烷基酯、巴豆酸、衣康酸、衣康酸单烷基酯、二醇衣康酸酯单醚、柠康酸、柠康酸单烷基酯和肉桂酸)、含有磺酸基团的乙烯基单体及其盐、基于乙烯基的硫酸单酯及其盐、和含有磷酸基团的乙烯基单体及其盐。其中,优选(甲基)丙烯酸、马来酸或马来酸酐、马来酸单烷基酯、富马酸和富马酸单烷基酯。
而且,可使用具有亚乙基氧(EO)链的单体以控制与所述调色剂芯颗粒的相容性。其非限制性实例包括甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯例如甲氧基九甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基十八甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二十三甘醇甲基丙烯酸酯;以及苯氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯例如苯氧基九甘醇丙烯酸酯、苯氧基二十八甘醇丙烯酸酯和苯氧基四十甘醇甲基丙烯酸酯。这些单体是通过聚乙二醇和具有羧酸的乙烯基单体之间的酯化获得的。这些单体的可商购得到的产品包括NK酯M-90G(R1=CH3,R2=CH3和n=9)、NK酯M-230G(R1=CH3,R2=CH3和n=23)、和NK酯AM-90G(R1=H,R2=CH3和n=9)(这些产品是Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.的产品)。
相对于单体总量,所使用的含有EO链的单体的量为30质量%或更少、优选25质量%或更少、更优选20质量%或更少。当其量超过30质量%时,调色剂表面上数目增大的极性基团使相对于环境的带电稳定性显著恶化,这不是优选的。此外,与经着色颗粒的相容性变得太高,导致所述突起物的嵌入率趋于不利地升高。当将其量调节为20质量%或更低时,所述突起物的平均嵌入率保持为80%或更低。
而且,可同时使用具有酯键的单体(例如,琥珀酸2-丙烯酰氧基乙酯或者邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯)以控制所述调色剂芯颗粒的相容性。在此情况下,相对于单体的总重量,所使用的这样的单体的量为10质量%或更低、优选5质量%或更低、更优选2质量%或更低。当其量为10质量%或更高时,调色剂表面上数目增大的极性基团使相对于环境的带电稳定性显著恶化,这不是优选的。此外,与所述调色剂芯颗粒的相容性变得太高,导致所述突起物的嵌入率趋于不利地升高。当将其量调节为10质量%或更低时,所述突起物的平均嵌入率保持为80%或更低。
用于获得所述乙烯基树脂细颗粒的方法没有特别限制并且以下列方法(a)~(f)为例:
(a)其中使用悬浮聚合方法、乳化聚合方法、种子聚合方法或者分散聚合方法使单体混合物进行聚合反应,从而制造乙烯基树脂细颗粒的分散液的方法;
(b)其中使单体混合物进行聚合,然后使用细粉碎机(例如机械旋转型或射流型)将所获得的树脂粉碎,之后分级,从而制造树脂细颗粒的方法;
(c)其中使单体混合物进行聚合,然后将所获得的树脂溶解在溶剂中,之后将所得树脂溶液喷雾,从而制造树脂细颗粒的方法;
(d)其中使单体混合物进行聚合,将所获得的树脂溶解在溶剂中,将另一溶剂加入到所得树脂溶液中以沉淀出树脂细颗粒,然后除去溶剂以获得树脂细颗粒的方法;或者其中使单体混合物进行聚合,在加热的情况下将获得的树脂溶解在溶剂中,将所得树脂溶液冷却以沉淀出树脂细颗粒,然后除去溶剂以获得树脂细颗粒的方法;
(e)其中使单体混合物进行聚合,将所获得的树脂溶解在溶剂中,在合适分散剂的存在下将所得树脂溶液分散在含水介质中,然后例如加热该分散液或者使其处于降低的压力下的方法;和
(f)其中使单体混合物进行聚合,将所获得的树脂溶解在溶剂中,将合适的乳化剂溶解在所得树脂溶液中,之后通过加入水进行相转化乳化的方法。
其中,优选采用方法(a),因为乙烯基树脂细颗粒可容易地制造为易于用于接下来的步骤的分散液。
在方法(a)的聚合反应中,优选地,(i)向所述含水介质中加入分散稳定剂,(ii)使容许进行聚合反应的单体混合物含有能够向通过聚合获得的树脂细颗粒赋予分散稳定性的单体(即,反应性乳化剂),或者组合进行以上(i)和(ii),从而向所获得的乙烯基树脂细颗粒赋予分散稳定性。当既不使用分散稳定剂也不使用反应性乳化剂时,无法使颗粒保持在分散状态从而无法获得作为细颗粒的乙烯基树脂;所获得的树脂细颗粒的分散稳定性差从而它们的存储稳定性差,导致在存储期间聚集;或者颗粒的分散稳定性在以下描述的树脂细颗粒附着步骤恶化,从而所述调色剂芯颗粒容易聚集或者结合在一起,导致最终获得的调色剂的粒径、形状、表面等的均匀性恶化,这不是优选的。
所述分散稳定剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括表面活性剂和无机分散剂。所述表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;阳离子表面活性剂例如胺(例如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和季铵盐(例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵);非离子表面活性剂例如脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。所述无机分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅和羟基磷灰石。
所述乙烯基树脂的重均分子量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其重均分子量优选为3000~300000、更优选4000~100000、特别优选5000~50000。当重均分子量低于3000时,所述乙烯基树脂具有低的机械强度(即,为脆的)。因此,最终获得的调色剂的表面容易根据一些应用的工作环境而变化。例如,所述调色剂的带电性显著变化和/或所述调色剂导致污染例如附着在周围部件上,这导致图像品质的恶化。而当重均分子量高于300000时,分子末端数减少,使得分子链以较低的程度与调色剂芯颗粒相互作用从而使对调色剂芯颗粒的附着恶化,这不是优选的。
所述乙烯基树脂的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为45℃~100℃、更优选55℃~90℃、特别优选65℃~80℃。当所述Tg低于45℃时,最终获得的调色剂的存储稳定性可恶化,例如最终获得的调色剂在高温下的存储期间可涉及粘连。而当所述Tg超过100℃时,低温定影性恶化。不必说,这两种情况均不是优选的。
<调色剂芯颗粒>
所述调色剂芯颗粒至少含有作为必要成分的第一树脂和着色剂;并且如果必要,进一步含有其它成分例如脱模剂、电荷控制剂和增塑剂。
本发明的调色剂通过如下方法获得,所述方法包括:其中将至少所述着色剂和由所述第一树脂制成的粘合剂树脂溶解或分散在有机溶剂中,然后将所得溶液或分散体混合物分散在含水介质中以造粒出调色剂芯颗粒的步骤;和其中将第二树脂的树脂细颗粒嵌入所述调色剂芯颗粒的表面中的步骤。
加入到所述有机溶剂中的所述第一树脂为其至少一部分溶解在所述有机溶剂中的树脂。所述树脂优选地具有2mgKOH/g~24mgKOH/g的酸值。当所述酸值超过24KOH/g时,所述树脂有可能转移到所述水相中,导致所述树脂通过所述制造方法损失或者容易使油滴的分散稳定性恶化。而且,所述调色剂吸收更大量的水,导致在高温、高湿度环境下的带电性和存储性恶化。而当所述酸值低于2mgKOH/g时,所述树脂的极性变低,使得难以将具有一些极性的着色剂均匀地分散在所述油滴中。
所述第一树脂的类型没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。从获得良好定影性的观点来看,所述第一树脂优选为具有聚酯骨架的树脂。所述具有聚酯骨架的聚酯没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括聚酯树脂、和聚酯与具有其它骨架的树脂的嵌段共聚物。其中,优选使用聚酯树脂,因为所获得的调色剂颗粒具有高的均匀性。
所述聚酯树脂的实例包括内酯的开环聚合物、羟基羧酸的缩聚物、以及多元醇和多元羧酸的缩聚物。其中,优选多元醇与多元羧酸的缩聚物,因为可形成各种各样的聚酯。
所述聚酯树脂的峰值分子量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其通常为1000~30000、优选1500~10000、更优选2000~8000。当所述峰值分子量低于1000时,调色剂的耐热存储稳定性恶化。而当所述峰值分子量超过30000时,调色剂的低温定影性恶化。
而且,所述聚酯树脂的玻璃化转变温度没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为45℃~70℃、更优选50℃~65℃。可假定地,所述调色剂或调色剂盒在40℃和90%的高温、高湿度环境下输送。因此,当所述玻璃化转变温度低于45℃时,所获得的调色剂颗粒彼此粘连或者在一定压力的施加下变形。结果,存在所述调色剂无法表现为颗粒的可能性。当所述玻璃化转变温度高于70℃时,所形成的调色剂的低温定影性恶化。不必说,这两种情况均不是优选的。
<多元醇>
多元醇(1)的实例包括二醇(1-1)和三元或更高的多元醇(1-2),其中优选单独的(1-1)或者含有(1-1)和少量(1-2)的混合物。
二醇(1-1)的实例包括亚烷基二醇(例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇);亚烷基醚二醇(例如二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇);脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A);双酚(例如,双酚A、双酚F和双酚S);以上列出的脂环族二醇与环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物;4,4’-二羟基联苯类例如3,3’-二氟-4,4’-二羟基联苯;二(羟基苯基)烷烃例如二(3-氟-4-羟基苯基)甲烷、1-苯基-1,1-二(3-氟-4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(3-氟-4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二氟-4-羟基苯基)丙烷(也称作四氟双酚A)和2,2-二(3-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;二(4-羟基苯基)醚例如二(3-氟-4-羟基苯基)醚;以及以上列出的双酚与环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。
其中,优选双酚的环氧烷烃加合物和C2~C12亚烷基二醇。更优选双酚的环氧烷烃加合物与C2~C12亚烷基二醇的组合。
所述三元或更高的多元醇(1-2)的实例包括三元到八元或更高的脂族多元醇(例如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇);三元或更高的酚(例如三酚PA、酚醛清漆和甲酚醛清漆);和以上三元或更高的多元酚的环氧烷烃加合物。
<多元羧酸>
多元羧酸(2)的实例包括二羧酸(2-1)和三价或更高的多元羧酸(2-2),其中优选单独的(2-1)或者含有(2-1)和少量(2-2)的混合物。
二羧酸(2-1)的实例包括亚烷基二羧酸(例如琥珀酸、己二酸和癸二酸);亚烯基二羧酸(例如马来酸和富马酸);芳族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸)、3-氟间苯二甲酸、2-氟间苯二甲酸、2-氟对苯二甲酸、2,4,5,6-四氟间苯二甲酸、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸、5-三氟甲基间苯二甲酸、2,2-二(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-二(3-羧基苯基)六氟丙烷、2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-联苯基二羧酸、3,3’-二(三氟甲基)-4,4’-联苯基二羧酸、2,2’-二(三氟甲基)-3,3’-联苯基二羧酸和六氟亚异丙基二邻苯二甲酸酐。其中,优选C4~C20亚烯基二羧酸和C8~C20芳族二羧酸。
三价或更高的多元羧酸(2-2)的实例包括C9~C20芳族多元羧酸(例如偏苯三甲酸和均苯四甲酸)。特别地,与多元醇(1)反应的多元羧酸(2)可为以上羧酸的酸酐或低级烷基酯(例如甲酯、乙酯和异丙基酯)。
多元醇和多元羧酸之间的比率没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。就羟基[OH]与羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]而言,它们之间的比率通常为2/1~1/2、优选1.5/1~1/1.5、更优选1.3/1~1/1.3。
<改性树脂>
为了使所述调色剂具有提高的机械强度并且在定影时不涉及热反印,可将含有异氰酸酯端基的改性树脂溶解在用于制造所述调色剂的油相中。制造含有异氰酸酯基团的改性树脂的方法没有特别限制并且可根据预期目的适当选择。其实例包括:其中将含有异氰酸酯基团的单体用于聚合反应以获得含有异氰酸酯基团的树脂的方法;和其中通过聚合获得在其末端处具有含活性氢的基团的树脂,然后使其与多异氰酸酯反应以获得在其末端处含有异氰酸酯基团的聚合物的方法。从令人满意地将异氰酸酯基团引入到所述聚合物的末端中的观点来看,优选后一方法。所述含活性氢的基团的实例包括羟基(即醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基,其中优选醇羟基。考虑到颗粒均匀性,所述含有异氰酸酯基团的改性树脂的骨架优选地与可溶解在所述有机溶剂中的树脂的骨架相同。所述树脂优选地具有聚酯骨架。在其末端处具有醇羟基的聚酯的可采用的制造方法中,在具有较多官能团(即羟基)的多元醇和具有较少官能团(即羧基)的多元羧酸之间进行缩聚反应。
<胺化合物>
在将所述油相分散在所述水相中以形成颗粒的过程中,所述改性树脂的一些异氰酸酯基团水解为氨基,然后所述氨基与未反应的异氰酸酯基团反应以容许进行扩链反应。而且,胺化合物可组合用于进行扩链反应和引入交联点以及以上反应。胺化合物(B)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括二胺(B1)、三价或更高的多元胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)和通过将B1~B5的氨基封端而获得的氨基封端的化合物(B6)。
所述二胺(B1)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括芳族二胺(例如亚苯基二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、四氟对苯二甲胺和四氟对苯二胺);脂环族二胺(例如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷和异佛尔酮二胺);和脂族二胺(例如乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、十二氟亚己基二胺和二十四氟亚十二烷基二胺)。所述三价或更高的多元胺(B2)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
所述氨基醇(B3)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。所述氨基硫醇(B4)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。所述氨基酸(B5)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
所述通过将B1~B5的氨基封端而获得的氨基封端的化合物(B6)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括噁唑烷化合物以及由胺B1~B5和酮(例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)得到的酮亚胺化合物。在这些胺(B)中,优选B1以及含有B1和少量B2的混合物。
关于所述胺(B)的量相对于含有异氰酸酯基团的预聚物(A)的量,所述胺(B)中的氨基[NHx]数量优选为所述含有异氰酸酯基团的预聚物(A)中的异氰酸酯基团[NCO]数量的四倍或更少、更优选两倍或更少、特别优选1.5倍或更少、最优选1.2倍或更少。当所述胺(B)中的氨基[NHx]数量优选地超过所述含有异氰酸酯基团的预聚物(A)中的异氰酸酯基团[NCO]数量的四倍时,过量的氨基不利地封端异氰酸酯基团而阻碍改性树脂的扩链反应。结果,所述聚酯的分子量降低,导致所述调色剂的耐热反印性的恶化。
<有机溶剂>
从容易除去溶剂的观点来看,所述有机溶剂优选为具有低于100℃沸点的挥发性有机溶剂。所述有机溶剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮和甲基异丁基酮。这些可单独使用或者组合使用。当待溶解或分散在所述有机溶剂中的树脂具有聚酯骨架时,优选使用酯溶剂(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯)或者酮溶剂(例如甲基乙基酮和甲基异丁基酮),因为这些溶剂对所述树脂具有高的溶解能力。其中,特别优选乙酸甲酯、乙酸乙酯和甲基乙基酮,因为这些可更容易地除去。
<含水介质>
所述含水介质可为单独的水、或者水和与水混溶的溶剂的混合物。所述与水混溶的溶剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括醇(例如甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(例如甲基溶纤剂)和低级酮(例如丙酮和甲基乙基酮)。
<表面活性剂>
表面活性剂用于将所述油相分散在所述含水介质中以形成液滴。所述含水介质中所含的表面活性剂的量优选为7%或更少、更优选5%或更少、特别优选3%或更少,因为所述表面活性剂极大地影响所述树脂细颗粒的嵌入率。当其量超过7%时,调色剂的润湿性变得太高以至于难以形成突起物,这不是优选的。通过将表面活性剂调节为7%或更低,所述树脂细颗粒的嵌入率为40%或更高成为可能。
所述表面活性剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括阴离子表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;阳离子表面活性剂例如胺盐(例如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和季铵盐(例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵);非离子表面活性剂例如脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。而且,含有氟烷基的表面活性剂即使非常少量也可呈现其分散效果。
所述含有氟烷基的表面活性剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括含有氟烷基的阴离子表面活性剂和含有氟烷基的阳离子表面活性剂。
所述含有氟烷基的阴离子表面活性剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括具有2~10个碳原子的氟烷基羧酸及其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(C6-C11)氧]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸及其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)及其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸及其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸的盐、和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。所述含有氟烷基的阳离子表面活性剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括含有氟烷基的脂族伯、仲或叔胺,脂族季铵盐(例如,全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑啉盐。
<无机分散剂>
可在无机分散剂或树脂细颗粒的存在下将调色剂组合物的溶解或分散产物分散在所述含水介质中。所述无机分散剂没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅和羟基磷灰石。优选使用分散剂,因为可获得尖锐的颗粒尺寸分布和稳定的分散状态。
<保护胶体>
此外,聚合物型保护胶体可用于使分散的液滴稳定。
所述聚合物型保护胶体没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐);含羟基的(甲基)丙烯酸类单体(例如,丙烯酸β-羟基乙酯、甲基丙烯酸β-羟基乙酯、丙烯酸β-羟基丙酯、甲基丙烯酸β-羟基丙酯、丙烯酸γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸γ-羟基丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺)、乙烯基醇及其醚(例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚)、在乙烯基醇和含羧基的化合物之间形成的酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯);丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺及其羟甲基化合物;酰氯(例如丙烯酰氯、和甲基丙烯酰氯);含氮原子的化合物和含氮原子的杂环化合物(例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、和乙烯亚胺)的均聚物或共聚物;聚氧乙烯类(例如,聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯、和聚氧乙烯壬基苯基酯);和纤维素(例如甲基纤维素、羟乙基纤维素、和羟丙基纤维素)。
当使用酸溶性或碱溶性化合物(例如磷酸钙)作为分散稳定剂时,将所用的磷酸钙用酸(例如盐酸)溶解,之后用水洗涤,从而将其从所形成的细颗粒(调色剂颗粒)除去。而且,所述磷酸钙可通过酶分解除去。或者,所使用的分散剂可残留在调色剂颗粒的表面上。但是,就所形成调色剂的带电性而言,优选在扩链和/或交联反应之后通过洗涤将所述分散剂除去。
<着色剂>
可用于本发明中的着色剂没有特别限制并且可根据预期目的从已知的染料和颜料中适当地选择。其实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、赭黄、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永固黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永固酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛青、深海蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌花、锌钡白和其混合物。
[着色剂形成为母料]
在本发明中,所述着色剂可与树脂混合以形成母料。
用于制造母料或者与母料一起捏合的粘合剂树脂的实例包括上述改性或未改性的聚酯树脂;苯乙烯聚合物及其取代产物(例如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物);聚甲基丙烯酸甲酯;聚甲基丙烯酸丁酯;聚氯乙烯;聚乙酸乙烯酯;聚乙烯;聚丙烯,聚酯;环氧树脂;环氧多元醇树脂;聚氨酯;聚酰胺;聚乙烯醇缩丁醛;聚丙烯酸树脂;松香;改性松香;萜烯树脂;脂族或脂环族烃树脂;芳族石油树脂;氯化石蜡;和石蜡。这些可单独使用或者组合使用。
[母料制备方法]
所述母料可通过施加高剪切力将用于母料的着色剂与树脂混合/捏合而制备。而且,可使用有机溶剂以改善这些材料之间的混合。此外,优选使用其中将含有着色剂的含水糊料与树脂以及有机溶剂混合/捏合,然后所述着色剂迁移至所述树脂以除去水和所述有机溶剂的闪蒸(flashing)方法,因为可直接使用所述着色剂的湿饼(即,无需进行干燥)。在该混合/捏合中,优选使用高剪切分散器(例如,三辊磨)。
《脱模剂》
为了使所述调色剂在定影期间具有提高的脱模性,可将脱模剂预先分散在所述有机溶剂中。
所述脱模剂可为当在定影期间加热时呈现充分低的粘度并且难以在定影部件表面上与其它调色剂材料相容或者溶胀的蜡、硅油等。考虑到调色剂的存储稳定性,优选使用通常在存储期间作为固体存在于调色剂中的蜡。
所述蜡没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括长链烃以及含羰基的蜡。
所述长链烃的实例包括聚烯烃蜡(例如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡);石油蜡(例如,石蜡、沙索(SASOL)蜡和微晶蜡)和费托(Fischer-Tropsch)蜡。
所述含羰基的蜡的实例包括聚链烷酸酯(例如巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、二乙酸二山萮酸季戊四醇酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯);聚链烷醇酯(例如,偏苯三甲酸三硬脂酯和马来酸二硬脂酯);聚链烷酸酰胺(例如乙二胺二山萮酰胺);多烷基酰胺(例如偏苯三甲酸三硬脂酰胺);和二烷基酮(例如,二硬脂基酮)。
其中,优选长链烃,因为它们呈现较好的脱模性。此外,所述长链烃可与所述含羰基的蜡组合使用。所述调色剂中所含的脱模剂的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为2质量%~25质量%、更优选3质量%~20质量%、特别优选4质量%~15质量%。当其低于2质量%时,在定影期间无法获得所形成调色剂的脱模性。而当其超过25质量%时,所形成的调色剂的机械强度恶化。
《电荷控制剂》
如果必要,可将电荷控制剂预先溶解或分散在所述有机溶剂中。
所述电荷控制剂没有特别限制并且可为任何已知的电荷控制剂。其实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟活性剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。具体实例包括苯胺黑染料BONTRON 03、季铵盐BONTRON P-51、含金属的偶氮染料BONTRON S-34、基于羟萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84、和酚缩合物E-89(这些产品为ORIENTCHEMIACAL INDUSTRIES CO.,LTD.的产品);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(这些产品为Hodogaya Chemical Co.,Ltd.的产品);季铵盐COPYCHARGE PSY VP 2038、三苯基甲烷衍生物COPY BLUE PR、季铵盐COPYCHARGE NEG VP2036和COPY CHARGE NX VP434(这些产品为HoechstAG的产品);LRA-901和硼络合物LR-147(这些产品是Japan Carlit Co.,Ltd.的产品);铜酞菁、二萘嵌苯、喹吖啶酮、偶氮颜料和具有作为官能团的磺酸基、羧基、季铵盐等的聚合物型化合物。所述调色剂中所含的电荷控制剂的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择,只要所述电荷控制剂可呈现其性能而不使所述调色剂的定影性恶化。其量优选为0.5质量%~5质量%、更优选0.8质量%~3质量%。
[调色剂芯颗粒的制造方法]
所述调色剂芯颗粒的制造方法没有特别限制并且可为根据预期目的选择的已知的调色剂颗粒制造方法。特别地,可采用均使用含水介质的乳化聚集方法、溶解悬浮方法以及悬浮聚合方法。
在已经通过已知的乳化聚集方法或者悬浮聚合方法制造调色剂芯颗粒之后,将树脂细颗粒加入到反应体系中,使得所述树脂细颗粒附着至所述调色剂芯颗粒的表面并且与其融合。此处,可对所述反应体系进行加热以促进所述树脂细颗粒的附着和融合。而且,在促进所述附着和融合方面,使用金属盐是有效的。
(油相的制备步骤)
含有有机溶剂以及溶解或分散在所述有机溶剂中的树脂、着色剂等的油相可以以下方式制备。具体而言,在搅拌下,将所述树脂、所述着色剂等逐渐加入到所述有机溶剂中使得这些材料溶解或分散在其中。特别地,当使用颜料作为所述着色剂和/或当所使用的脱模剂、电荷控制剂等在所述有机溶剂中的溶解性差时,这些材料的颗粒优选地在加入到所述有机溶剂中之前微粉化。
如上所述,可将所述着色剂形成为母料。类似地,可将所述脱模剂、所述电荷控制剂等形成为母料。
在另一方式中,可通过湿法(如果必要,在分散助剂的存在下)将所述着色剂、所述脱模剂和所述电荷控制剂分散在所述有机溶剂中,从而获得湿母料。
在又一方式中,当对在低于所述有机溶剂沸点的温度下熔融的材料进行分散时,在有机溶剂中(如果必要,在分散助剂的存在下)在搅拌下对所述材料进行加热以与所述分散质搅拌在一起;并且将所得溶液在搅拌或剪切的情况下冷却,使得所溶解的材料结晶,从而产生所述分散质的微晶。
在以任意以上方式分散的着色剂、脱模剂和电荷控制剂已经与树脂一起溶解或分散在所述有机溶剂中之后,可将所得混合物进一步分散。可使用已知的分散器例如珠磨机或者圆盘磨机进行所述分散。
(调色剂芯颗粒的制备步骤)
对通过将在上述步骤获得的油相分散在至少含有所述表面活性的含水介质中而制备含有由所述油相形成的调色剂芯颗粒的分散液的方法没有特别限制。该方法可使用已知的分散器例如低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压射流分散器或者超声分散器。其中,优选使用高速剪切分散器以形成具有2μm~20μm粒径的分散质。所述高速剪切分散器的转速没有特别限制,但是通常为1000rpm~30000rpm、优选5000rpm~20000rpm。分散时间没有特别限制但是在间歇方法中通常为0.1分钟~5分钟。当所述分散时间超过5分钟时,残存不利的小颗粒并且进行了过度分散使得分散体系不稳定,潜在地形成聚集体和粗颗粒,这不是优选的。分散温度没有特别限制并且可根据预期目的适当选择。其通常为0℃~40℃、优选10℃~30℃。当所述分散温度超过40℃时,分子运动被激发使分散稳定性恶化,容易形成聚集体和粗颗粒,这不是优选的。而当所述分散温度低于0℃时,分散液的粘度升高,从而需要提高的分散能量,导致生产效率下降。可使用的表面活性剂可与在所述树脂细颗粒的上述制造方法中提及的那些相同。为了有效地分散含有所述溶剂的油滴,所使用的表面活性剂优选为具有相对高的HLB的二磺酸盐。所述含水介质中所含的表面活性剂的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其量优选为1质量%~10质量%、更优选2质量%~8质量%、特别优选3质量%~7质量%。当其量超过10质量%时,各油滴变得太小并且还具有相反的胶束结构。因此,分散稳定性由于以这样的量添加的表面活性剂而恶化,从而容易形成粗油滴。而当其量低于1质量%时,油滴无法稳定分散,从而形成粗油滴。不必说,这两种情况均不是优选的。
(树脂细颗粒附着步骤)
可如上所述进行溶解悬浮方法。然而,优选采用以下方法,因为所述树脂细颗粒更牢固地附着到所述调色剂芯颗粒上或者与所述调色剂芯颗粒融合。具体地,所述方法包括将所述调色剂芯颗粒的材料溶解或分散在有机溶剂中以制备油相,将所述油相分散在含水介质中,并且加入树脂细颗粒以附着到所述油相的液滴的表面上并且与所述表面融合。在调色剂芯颗粒的制造步骤加入所述树脂细颗粒形成大的、不均匀的突起物,这不是优选的。
接着,将以其中使用乙烯基树脂细颗粒作为所述树脂细颗粒的情况为例对树脂细颗粒附着步骤进行说明。
所获得的调色剂芯颗粒分散液含有所述芯颗粒的稳定液滴,只要所述分散液正进行搅拌。为了将所述树脂细颗粒附着到所述调色剂芯颗粒上,将所述树脂细颗粒分散液加入到其中所述油相的液滴分散在所述水相中的该芯颗粒浆料中。用30秒或更长时间向其加入所述乙烯基树脂细颗粒分散液。当其用30秒或更短时间加入时,分散体系急剧变化,形成聚集的颗粒。此外,所述乙烯基树脂细颗粒不均匀地附着到所述调色剂芯颗粒上,这不是优选的。同时,从降低生产效率的观点来看,用不必要地长的时间(例如60分钟或更长时间)加入所述乙烯基树脂细颗粒分散液不是优选的。
在加入到所述调色剂芯颗粒分散液中之前,可将所述乙烯基树脂细颗粒分散液适当地稀释或者浓缩以具有期望的浓度。所述乙烯基树脂细颗粒分散液中所含的乙烯基树脂细颗粒的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为5质量%~30质量%、更优选8质量%~20质量%。当其量小于5质量%时,在加入所述分散液时所述有机溶剂的浓度极大地改变,导致所述树脂细颗粒不充分的附着,这不是优选的。而且,当其量超过30质量%时,所述树脂细颗粒趋于位于所述调色剂芯颗粒分散液中,导致所述树脂细颗粒不均匀地附着到所述调色剂芯颗粒上,这不是优选的。
而且,对于所述油相的液滴的制造而言,所述水相中所含的表面活性剂的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为7质量%或更少、更优选6质量%或更少、特别优选5质量%或更少。当所述表面活性剂的量超过7质量%时,所述树脂细颗粒的嵌入率显著降低,这不是优选的。
以下可解释通过本发明的方法所述乙烯基树脂细颗粒充分地牢固地附着到所述调色剂芯颗粒上的原因。具体地,当所述乙烯基树脂细颗粒附着到所述调色剂芯颗粒的液滴上时,所述调色剂芯颗粒可自由地变形以充分地形成与所述乙烯基树脂细颗粒的接触表面并且所述乙烯基树脂细颗粒被所述有机溶剂溶胀或者溶解在所述有机溶剂中以更容易使所述乙烯基树脂细颗粒粘附至所述调色剂芯颗粒中的树脂。因此,在此状态下,所述有机溶剂必须以足够大的量存在于体系中。具体地,所含的有机溶剂的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。在所述调色剂芯颗粒分散液中,所述有机溶剂的量优选为50质量%~150质量%、更优选70质量%~125质量%,相对于固体物质(例如,树脂、着色剂,以及如果必要的脱模剂和电荷控制剂)的量。当所述有机溶剂的量超过150质量%时,通过一次制造过程获得的调色剂的量减少,导致低的生产效率。而且,大量的有机溶剂削弱分散稳定性,使得难以实现稳定的制造,这不是优选的。
乙烯基树脂细颗粒附着到调色剂芯颗粒上的温度优选为10℃~60℃,更优选为20℃~45℃。当所述温度超过60℃时,生产所需的能量增大,从而在生产期间对环境造成更大的负担。此外,具有低酸值的乙烯基树脂细颗粒存在于液滴的表面上,因此分散变得不稳定,从而在某些情况中形成粗颗粒。而当温度低于10℃时,分散液的粘度增大,导致树脂细颗粒不令人满意地附着到调色剂芯颗粒上。不必说,这两种情况均不是优选的。
所述树脂细颗粒相对于所述调色剂总质量的量没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其优选为1质量%~20质量%、更优选3质量%~15质量%、特别优选5质量%~10质量%。当其量为1质量%或更少时,无法获得令人满意的效果。而当其量为20质量%或更多时,过多的树脂细颗粒微弱地附着在所述调色剂芯颗粒上,导致成膜或者其它不利现象。
此外,可将所述调色剂芯颗粒和所述树脂细颗粒一起混合和搅拌以获得所述树脂细颗粒在所述调色剂芯颗粒上的机械附着或涂覆。
<脱溶剂步骤>
在用于将所述有机溶剂从所获得的调色剂基础颗粒分散液除去的一个可采用的方式中,将整个体系在搅拌下逐渐升温,从而将所述液滴中所含的所述有机溶剂完全蒸发掉。
在另一可采用的方式中,将使用搅拌所获得的调色剂基础颗粒分散液喷向干燥气氛,从而将所述液滴中所含的所述有机溶剂完全蒸发掉。在又一可采用的方式中,在搅拌下降低所述调色剂基础颗粒分散液的压力以将所述有机溶剂蒸发掉。后两种方式可与第一种方式组合使用。
乳化的分散液所喷向的干燥气氛通常使用经加热的气体(例如空气、氮气、二氧化碳和燃烧气体),尤其是加热至等于或高于所用溶剂的最高沸点的温度的气流。通过使用例如喷雾干燥器、带式干燥器或者转窑即使以短的时间除去所述有机溶剂,所得产物也具有令人满意的品质。
<陈化步骤>
在加入具有末端异氰酸酯基团的改性树脂时,可进行陈化步骤以容许进行异氰酸酯的扩链/交联反应。陈化时间通常为10分钟~40小时、优选2小时~24小时。陈化温度通常为0℃~65℃、优选35℃~50℃。
<洗涤步骤>
以上述方式获得的调色剂基础颗粒的分散液不仅含有所述调色剂基础颗粒,而且含有辅助材料(例如,分散剂如表面活性剂)。因此,对所述分散液进行洗涤以将所述调色剂基础颗粒与辅助材料分离。所述调色剂基础颗粒的洗涤方法的实例包括离心方法、减压过滤方法和压滤方法,但是本发明中可采用的洗涤方法不限于此。任意以上方法形成调色剂基础颗粒的饼。如果所述调色剂基础颗粒通过仅一个洗涤过程未得到充分洗涤,则将所形成的饼再次分散在含水溶剂中以形成浆料,将其用任意以上方法重复处理以取出调色剂基础颗粒。当采用减压过滤方法或者压滤方法进行洗涤时,可使含水溶剂渗透所述饼以洗出所述调色剂基础颗粒中所含有的辅助材料。用于洗涤的含水溶剂为水或者水与醇例如甲醇或乙醇的溶剂混合物。从降低成本和由例如排出物处理引起的环境负担的观点来看,优选使用水。
<干燥步骤>
将含有大量所述含水介质的经洗涤的调色剂基础颗粒干燥以除去所述含水介质,从而可获得单独的调色剂基础颗粒。所述干燥方法使用例如喷雾干燥器、真空冷冻干燥器、减压干燥器、通风柜式干燥器、可移动的柜式干燥器、流化床型干燥器、旋转干燥器或者搅拌型干燥器。将所述调色剂基础颗粒优选地干燥直至水含量最终降低至低于1质量%。而且,当干燥的调色剂基础颗粒絮凝而造成使用不便时,可通过使用例如射流磨、亨舍尔(HENSCHEL)混合器、超级混合器(super mixer)、咖啡磨、Oster共混器或者食品加工机进行碎解将絮凝的颗粒彼此分离。
(图像形成方法和图像形成装置)
本发明的图像形成方法包括带电步骤、曝光步骤、显影步骤、转印步骤和定影步骤;并且如果必要,进一步包括适当选择的其它步骤例如电荷消除步骤、回收步骤和控制步骤。
以上显影步骤中使用的调色剂必须为本发明的调色剂。
本发明的图像形成装置包括潜像承载部件(下文中也称为“感光体”)、带电单元、曝光单元、调色剂、显影单元、转印单元和定影单元;并且如果必要,进一步包括适当选择的其它单元例如电荷消除单元、回收单元和控制单元。
本发明图像形成装置中的调色剂必须为本发明的调色剂。特别地,本发明的调色剂可作为单组分显影剂或者双组分显影剂使用。优选地,本发明的调色剂作为单组分显影剂使用。而且,本发明的图像形成装置优选地具有环形中间转印单元。此外,本发明的图像形成装置优选地具有配置为将残留在所述感光体和/或所述中间转印单元上的调色剂除去的清洁单元。所述清洁单元不一定必须具有清洁刮片。本发明的图像形成装置优选地具有配置为使用具有加热设备的辊或带使图像定影的定影单元。本发明图像形成装置中的定影单元是具有不需要施加油的定影部件的定影单元。
通过将所述感光体和所述构成部件(即,所述显影单元和所述清洁单元)结合在一起,可将本发明的图像形成装置形成为能拆卸地安装在所述图像形成装置的主体上的处理盒。或者,将所述带电单元、曝光单元、显影单元、转印单元、分离单元和清洁单元的至少一个与所述感光体承载在一起以形成处理盒,其为使用其引导单元(例如轨道)能拆卸地安装至所述图像形成装置的主体的单个单元。
图2说明本发明的一个示例性图像形成装置。该图像形成装置含有位于未示出的主体外壳中的在图2中顺时针旋转的潜像承载部件(1),其周围设置有清洁设备(2)、曝光设备(3)、具有本发明的静电图像显影调色剂(T)的显影单元(4)、清洁部件(5)、中间转印介质(6)、支承辊(7)、转印辊(8)、未示出的电荷消除单元等。
该图像形成装置具有未示出的供纸盒,所述供纸盒容纳作为示例性记录介质的多张记录纸张(P)。使用未示出的供纸辊将供纸盒中的记录纸张(P)逐一供应至中间转印介质(6)和起到转印单元作用的转印辊(8)之间。在被供应至其间之前,记录纸张被一对定位(registration)辊所保持,使得其可在期望的时间供应。
在该图像形成装置中,在图2中顺时针旋转的同时,潜像承载部件(1)通过带电设备(2)均匀地带电。然后,用来自曝光设备(3)、通过图像数据调制的激光束照射潜像承载部件(1),从而形成静电潜像。使用显影单元(4)用所述调色剂使形成于潜像承载部件(1)上的静电潜像显影。接着,通过施加转印偏压,将使用显影单元(4)形成的调色剂图像从潜像承载部件(1)转印至中间转印介质(6)。单独地,将记录纸张(P)供应至中间转印介质(6)和转印辊(8)之间,从而将调色剂图像转印到记录纸张(P)上。而且,将具有所述调色剂图像的记录纸张(P)输送至未示出的定影单元。
所述定影单元具有定影辊和加压辊,其中将所述定影辊加热至预定温度并且使所述加压辊以预定压力压向所述定影辊。所述定影单元对从所述转印辊(8)输送的记录纸张进行加热和加压,从而使所述记录纸张上的调色剂图像定影,然后将所述记录纸张排出至未示出的出纸盘。
在所述图像形成装置中,在上述记录过程之后,调色剂图像已经通过转印辊(8)从其转印到记录纸张上的所述潜像承载部件(1)进一步旋转到达所述清洁部件(5),在所述清洁部件(5)处,将残留在所述潜像承载部件(1)的表面上的调色剂刮去。然后,使用未示出的电荷消除设备对所述潜像承载部件(1)进行电荷消除。所述图像形成装置使用所述带电设备(2)使已经通过所述电荷消除设备进行电荷消除的所述潜像承载部件(1)均匀地带电,并且以与上述相同的方式进行下一图像形成。
接着,将具体描述适合用在本发明的图像形成装置中的部件。
所述潜像承载部件(1)的材料、形状、结构、尺寸等没有特别限制并且可从本领域中已知的那些适当地选择。所述潜像承载部件合适地为鼓或带的形式,并且例如为由非晶硅、硒等制成的无机感光体以及由聚硅烷、酞菁甲川(phthalopolymethine)等制成的有机感光体。其中,优选非晶硅感光体或者有机感光体,因为其具有长的寿命。
可使用静电潜像形成单元通过例如使潜像承载部件(1)的带电表面以成像方式(imagewise)曝光在潜像承载部件(1)上形成静电潜像。所述静电潜像形成单元至少含有:带电设备(2),其使所述潜像承载部件(1)的表面带电;和曝光设备(3),其使所述潜像承载部件(1)的表面以成像方式曝光。
带电步骤是使所述潜像承载部件的表面均匀带电的步骤,并且可通过例如使用带电设备(2)向所述潜像承载部件(2)的表面施加电压而进行。
所述带电设备(2)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括具有例如导电或半导电辊、刷、膜和橡胶刮片的本身已知的接触型带电器;以及使用电晕放电的非接触型带电器例如电晕管和栅格(scorotron)。
所述带电设备(2)可为带电辊以及磁刷、毛刷等。其形状可根据电子照相装置的规格或配置适当地选择。当使用磁刷作为所述带电设备时,所述磁刷由如下组成:各种铁氧体颗粒例如Zn-Cu铁氧体的带电部件,负载所述铁氧体颗粒的非磁性导电套筒,以及包括在所述非磁性导电套筒中的磁辊。而且,所述毛刷例如为用例如碳、硫化铜、金属或金属氧化物处理成导电的毛,并且将所述毛卷绕或安装在处理为导电的金属或金属芯上,从而获得所述带电设备。
所述带电设备(2)不限于上述接触型带电器。然而,从降低所述图像形成装置中由所述带电器产生的臭氧的量的观点来看,优选使用所述接触型带电器。
所述曝光步骤是基于所述图像数据使所述潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像的步骤,并且可例如通过使用所述曝光设备(3)将感光体表面以成像方式曝光而进行。所述曝光设备(3)没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择,只要其获得对用所述带电设备(2)带电的所述潜像承载部件(1)的表面来说期望的成像方式的曝光。其实例包括各种曝光设备例如复制光学曝光设备、棒形透镜阵列曝光设备、激光光学曝光设备和液晶快门曝光设备。
所述显影步骤是使用调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像的步骤,并且可通过例如使用显影单元(4)用本发明的调色剂使所述静电潜像显影而进行。所述显影单元(4)没有特别限制,只要其使用本发明的调色剂实现显影,并且其可从已知的显影单元适当地选择。所述显影单元的优选实例包括具有显影设备的那些,所述显影设备中具有本发明的调色剂并且可将所述调色剂以接触或者非接触方式施加至所述静电潜像。
所述显影单元(4)优选地具有显影辊(40)和薄层形成部件(41)。此处,所述显影辊(40)在其圆周面上具有调色剂并且在与潜像承载部件(1)一起旋转的同时将所述调色剂提供给形成于所述潜像承载部件(1)上的静电潜像,所述显影辊(40)与所述潜像承载部件(1)接触。所述薄层形成部件(41)与所述显影辊(40)的圆周面接触以在所述显影辊(40)上形成调色剂薄层。
所使用的显影辊(40)优选为金属辊或弹性辊。所述金属辊没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括铝辊。通过经由喷砂(blast)对所述金属辊进行处理,可相对容易地形成具有期望的表面摩擦系数的显影辊(40)。特别地,可通过玻璃珠喷砂对铝辊进行处理以使辊表面变粗糙。由此获得的显影辊可使合适量的调色剂附着在其上。
所使用的弹性辊为用弹性橡胶层包覆的辊。所述辊进一步具有在其上的表面涂层,所述表面涂层由容易以与所述调色剂相反的极性带电的材料制成。所述弹性橡胶层的硬度根据JIS-A设置为等于或低于60°,以防止所述调色剂由于在所述弹性橡胶层和所述薄层形成部件(41)之间的接触区域处的压力集中而恶化。所述弹性橡胶层的表面粗糙度(Ra)设置为0.3μm~2.0μm以在其表面上保持必需量的调色剂。而且,由于所述显影辊(40)接收用于在所述显影辊(40)和所述潜像承载部件(1)之间形成电场的显影偏压,将所述弹性橡胶层的电阻设置为103Ω~1010Ω。所述显影辊(40)逆时针旋转以将保持在其上的调色剂输送至其中所述显影辊(40)面向所述薄层形成部件(41)和所述潜像承载部件(1)的位置。
在所述显影辊(40)旋转方向上,在所述供应辊(42)和所述显影辊(40)之间的接触区域的下游设置所述薄层形成部件(41)。所述薄层形成部件(41)为不锈钢(SUS)、磷青铜等的金属板簧,并且其自由端以10N/m~40N/m的按压力与所述显影辊(40)的表面接触。所述薄层形成部件(41)通过所述按压力将其下通过的调色剂形成为薄层并且使所述调色剂摩擦带电。此外,为了辅助摩擦带电,所述薄层形成部件(41)接收对所述显影偏压的调控偏压,所述调控偏压具有在所述调色剂极性的相同方向上偏移(offset)的值。
形成所述显影辊(40)表面的橡胶弹性材料没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。其实例包括苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶、丙烯酸类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、氨基甲酸酯橡胶、硅橡胶、以及它们的两种或更多种的共混物。其中,特别优选环氧氯丙烷橡胶和丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶的共混物橡胶。
所述显影辊(40)是通过例如用所述橡胶弹性材料包覆导电轴的外周而制造的。所述导电轴由例如金属如不锈钢(SUS)制成。
所述转印步骤是将所述潜像承载部件表面上的可视图像转印到图像接收介质上的步骤,并且可通过例如用转印辊使所述潜像承载部件(1)带电而进行。所述转印辊优选地具有:一次转印单元,其配置为将所述调色剂图像转印到所述中间转印介质(6)上以形成转印图像;和二次转印单元(转印辊(8)),其配置为将所述转印图像转印到记录纸张(P)上。更优选地,针对其中使用两种或更多种颜色的调色剂、优选全色调色剂的情况,所述转印辊具有:一次转印单元,其配置为将所述调色剂图像转印到所述中间转印介质(6)上以形成复合转印图像;和二次转印单元,其配置为将所述复合转印图像转印到记录纸张(P)上。
特别地,所述中间转印介质(6)没有特别限制并且可从已知的转印介质适当地选择。其优选实例包括转印带。
所述转印单元(所述一次转印单元或者所述二次转印单元)优选地至少具有将所述调色剂图像从所述潜像承载部件(1)带电分离至所述记录纸张(P)的转印设备。所述转印单元的数量可为一个或多个。所述转印单元的实例包括:使用电晕放电的电晕转印设备、转印带、转印辊、压力转印辊和粘附转印设备。
特别地,所述记录纸张(P)的典型实例包括普通纸。然而,所述记录纸张没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择,只要其可接收显影后形成的未定影图像。可采用的记录纸张的进一步实例包括用于OHP的PET基底(base)。
所述定影步骤是使所述图像接收介质上的可视图像定影的步骤,并且可通过例如使用定影单元使转引到所述记录纸张(P)上的调色剂图像定影而进行。多种颜色的调色剂图像的定影可每次在将各调色剂图像转印到记录纸张(P)上时进行或者在已经将所述多种颜色的调色剂图像相互叠加之后一次进行。
所述定影单元没有特别限制并且可根据预期目的适当地选择。所述定影单元优选为已知的热压单元。所述热压单元的实例包括加热辊和加压辊的组合,以及加热辊、加压辊和环形带的组合。特别地,所述热压单元的加热温度优选为80℃~200℃。
所述定影单元可为具有含氟表面层的软辊型定影单元,如图3中所示。该定影单元具有加热辊(9)和加压辊(14)。所述加热辊(9)具有铝芯(10)、硅橡胶弹性材料层(11)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)表面层(12)和加热器(13),其中所述弹性材料层(11)和所述PFA表面层(12)设置在所述铝芯(10)上和所述加热器(13)设置在所述铝芯(10)内部。所述加压辊(14)具有铝芯(15)、硅橡胶弹性材料层(16)和PFA表面层(17),其中所述弹性材料层(16)和所述PFA表面层(17)设置在所述铝芯(15)上。特别地,具有未定影图像的记录纸张(P)如所示那样供应。
特别地,在本发明中,根据预期目的,除了使用所述定影单元之外,还可使用已知的光学定影设备等,或者可使用已知的光学定影设备等代替所述定影单元。
优选地例如通过使用电荷消除单元向所述潜像承载部件施加电荷消除偏压而进行电荷消除。所述电荷消除单元没有特别限制,只要其能够向所述潜像承载部件施加电荷消除偏压,并且其可从已知的电荷消除设备适当地选择。优选地,使用电荷消除灯或者类似设备。
优选地例如通过使用清洁单元将残留在所述感光体上的调色剂除去而进行清洁。所述清洁单元没有特别限制,只要其能够将残留在所述感光体上的调色剂除去,并且其可从已知的清洁器适当地选择。其优选实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮片清洁器、刷清洁器和网清洁器。
优选地例如通过使用回收单元将已经被所述清洁单元除去的调色剂输送至所述显影单元而进行回收。所述回收单元没有特别限制并且可例如为已知的输送单元。
优选地例如通过使用控制单元控制各单元进行控制。所述控制单元没有特别限制,只要其可控制各单元,并且其可根据预期目的适当地选择。其实例包括例如定序器(sequencer)和计算机的设备。
本发明的图像形成装置、图像形成方法或处理盒使用定影性优异并且在显影过程中不涉及由于应力引起的恶化(例如,开裂)的本发明的静电潜像显影调色剂,并且因此可提供好的图像。
[多色图像形成装置]
图4是其中应用本发明的多色图像形成装置的实例的示意图。图4中所示的多色图像形成装置为串联型全色图像形成装置。
图4的图像形成装置含有位于未示出的主体外壳中的在图4中顺时针旋转的潜像承载部件(1),其周围均设置有带电设备(2)、曝光设备(3)、显影单元(4)、中间转印介质(6)、支承辊(7)、转印辊(8)等。该图像形成装置具有未示出的供纸盒,所述供纸盒容纳多张记录纸张。使用未示出的供纸辊将所述供纸盒中的记录纸张(P)逐一供应至所述中间转印介质(6)和所述转印辊(8)之间,之后使用定影单元(19)定影。在供应至其间之前,所述记录纸张被一对定位辊所保持,使得其可在期望的时间供应。
在该图像形成装置中,在图4中顺时针旋转的同时,所述潜像承载部件(1)的每一个通过相应的带电设备(2)均匀地带电。然后,使用来自相应的曝光设备(3)、通过图像数据调制的激光束照射所述潜像承载部件(1),从而形成静电潜像。使用相应的显影单元(4)用所述调色剂使形成于所述潜像承载部件(1)上的静电潜像显影。接着,将已经通过使用所述显影单元(4)向所述潜像承载部件施加所述调色剂而形成的调色剂图像从所述潜像承载部件(1)转印至所述中间转印介质。上述过程以青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色进行,从而形成全色调色剂图像。
图5是旋转器型全色图像形成装置的实例的示意图。该图像形成装置对各显影单元的操作进行切换以依次将各颜色调色剂施加在一个潜像承载部件(1)上用于显影。转印辊(8)用于将所述彩色调色剂图像从中间转印介质(6)转印到记录纸张(P)上,然后将所述记录纸张输送至定影部件以获得定影图像。
在所述图像形成装置中,在已经将所述调色剂图像从所述中间转印部件(6)转印到所述记录纸张(P)上之后,所述潜像承载部件(1)进一步旋转到达清洁部件(5),在所述清洁部件(5)处,通过刮片将残留在所述潜像承载部件(1)上的调色剂刮去;之后进行电荷消除。然后,所述图像形成装置使用所述带电设备(2)使通过所述电荷消除设备进行电荷消除的所述潜像承载部件(1)均匀地带电,并且以与上述相同的方式进行下一图像形成。特别地,所述清洁部件(5)不限于其中通过刮片将残留在所述潜像承载部件(1)上的调色剂刮去的部件。例如,所述清洁部件(5)可为其中通过毛刷将残留在所述潜像承载部件(1)上的调色剂刮去的部件。
本发明的图像形成方法或者图像形成装置使用本发明的调色剂作为显影剂,并且因此可提供好的图像。
(处理盒)
本发明的处理盒至少包括:静电潜像承载部件,和配置为使用本发明的调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;并且如果必要,进一步包括适当选择的其它单元例如带电单元、显影单元、转印单元、清洁单元和电荷消除单元,其中所述处理盒能拆卸地安装在图像形成装置的主体上。
所述显影单元至少具有本发明的调色剂或者容纳所述调色剂的调色剂容器、以及承载并且输送所述调色剂或者容纳在所述调色剂容器中的含有调色剂的显影剂的显影剂承载部件;并且任选地包括例如用于调控所述显影剂承载部件上的调色剂的层厚度的层厚度调控部件。可将本发明的处理盒能拆卸地安装在各种电子照相装置、传真机和打印机中。优选地,将其能拆卸地安装在本发明的上述图像形成装置中。
如图6中所示,所述处理盒包括潜像承载部件(1)、带电设备(2)、显影单元(4)、转印辊(8)和清洁部件(5);并且如果必要,进一步包括其它单元。在图6中,(L)表示从未示出的曝光设备发出的光和(P)表示记录纸张。所述潜像承载部件(1)可与上述图像形成装置中使用的相同。所述带电设备(2)可为任何带电部件。
接着,将通过图6中所示的处理盒描述图像形成方法。在顺时针旋转的同时,所述潜像承载部件(1)通过所述带电设备(2)带电,然后暴露于从未示出的曝光单元发出的光(L)。结果,在所述潜像承载部件(1)上形成了响应曝光图案的静电潜像。使用所述显影单元(4)中的调色剂使所述静电潜像显影。使用所述转印辊(8)将显影的调色剂图像转印到记录纸张(P)上,然后将其印出。接着,已经从其转印调色剂图像的潜像承载部件表面在清洁部件(5)中进行清洁,然后使用未示出的电荷消除单元进行电荷消除。重复进行上述过程。<调色剂粒径的测量>
通过库尔特(Coulter)计数法测量调色剂的体均粒径。可采用的测量装置的实例包括Coulter Counter TA-II、Coulter Multisizer II和Coulter MultisizerIII(这些产品是Coulter,Inc.的产品)。接下来将对测量方法进行描述。
首先,将表面活性剂(0.1mL~5mL)、优选烷基苯磺酸盐作为分散剂加入到电解质溶液(100mL~150mL)中。此处,所述电解质溶液为使用一级氯化钠制备的约1质量%的NaCl水溶液,并且其可商购得到的产品的实例包括ISOTON-II(Coulter,Inc.的产品)。随后,将测量样品(2mg~20mg)悬浮在以上获得的电解质溶液中。所得电解质溶液使用超声波分散器分散约1分钟~约3分钟。以使用100μm孔的上述装置对如此获得的分散液进行分析以测量调色剂颗粒的数量或体积。然后,由所获得的值计算体积颗粒尺寸分布和数量颗粒尺寸分布。由这些分布,可获得调色剂的体均粒径和数均粒径。
特别地,在该测量中,使用13个通道:2.00μm(包括该值)~2.52μm(不包括该值);2.52μm(包括该值)~3.17μm(不包括该值);3.17μm(包括该值)~4.00μm(不包括该值);4.00μm(包括该值)~5.04μm(不包括该值);5.04μm(包括该值)~6.35μm(不包括该值);6.35μm(包括该值)~8.00μm(不包括该值);8.00μm(包括该值)~10.08μm(不包括该值);10.08μm(包括该值)~12.70μm(不包括该值);12.70μm(包括该值)~16.00μm(不包括该值);16.00μm(包括该值)~20.20μm(不包括该值);20.20μm(包括该值)~25.40μm(不包括该值);25.40μm(包括该值)~32.00μm(不包括该值);和32.00μm(包括该值)~40.30μm(不包括该值),即,对具有2.00μm(包括该值)~40.30μm(不包括该值)粒径的颗粒进行测量。
本发明的调色剂颗粒优选地具有3μm~9μm、优选4μm~8μm、更优选4μm~7μm的体均粒径,以使所述调色剂颗粒均匀且充分地带电。体均粒径小于3μm的调色剂颗粒的调色剂附着力相对升高,这不是优选的,因为在电场下,调色剂操作性降低。体均粒径超过9μm的调色剂颗粒形成图像品质(例如,细线的再现性)恶化的图像。
而且,在所述调色剂中,体均粒径与数均粒径之比(体均粒径/数均粒径)优选为1.25或更低、更优选1.20或更低、还更优选1.17或更低。当它们之间的比率超过1.25;即,所述调色剂颗粒具有低的粒径均匀性时,所述突起物的尺寸或高度趋于改变。此外,在重复使用期间,具有大的粒径的调色剂颗粒或者在一些情况下具有小的粒径的调色剂颗粒被优先消耗,使得所述显影单元中剩余的调色剂颗粒的平均粒径相对于在最初状态下的调色剂颗粒的平均粒径变化。因此,最初设定的显影条件对于剩余调色剂颗粒的显影而言不是最优的。结果,趋于发生各种不利的现象,包括带电不良、输送的调色剂颗粒的量显著升高或降低、调色剂堵塞和调色剂泄露。
<调色剂平均球度的测量>
调色剂的平均球度可使用流动型颗粒图像分析仪FPIA-2000测量。具体地,将0.1mL~0.5mL表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为分散剂加入到在容器中的已经预先从其除去固体杂质的100mL~150mL水中。然后,将约0.1g~约0.5g测量样品加入到所述容器中,之后分散。所得悬浮液通过超声分散器进行约1分钟~约3分钟的分散处理,并且调节分散液的浓度使得样品的颗粒数量为3000个/微升~10000个/微升。在此状态下,使用所述分析仪测量所述调色剂的形状和分布。
所述调色剂优选地具有0.930或更高、更优选0.950或更高、特别优选0.970或更高的平均球度。具有小于0.930的平均球度的调色剂的流动性差,从而容易导致在显影时发生故障并且使转印效率恶化。
<乙烯基树脂细颗粒的粒径的测量>
所述树脂细颗粒的粒径使用UPA-150EX(NIKKISO CO.,LTD.的产品)测量。
所述树脂细颗粒优选地具有50nm~200nm、更优选80nm~160nm、特别优选100nm~140nm的粒径。当所述粒径小于50nm时,难以在调色剂表面上形成足够大的突起物。当所述粒径超过200nm时,所形成的突起物变得不均匀,这不是优选的。而且,在所述树脂细颗粒中,体均粒径与数均粒径之比(体均粒径/数均粒径)优选为1.25或更小、更优选1.20或更小、还更优选1.17或更小。当所述树脂细颗粒的粒径超过1.25;即,所述树脂细颗粒的粒径均匀性差时,趋于使所形成的突起物的嵌入率改变。
<分子量的测量(GPC)>
所述树脂的分子量通过GPC(凝胶渗透色谱法)在以下条件下测量:
装置:GPC-150C(Waters Co.的产品)
柱:KF801~807(Shodex Co.的产品)
温度:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0mL/分钟
注入的样品:0.1mL具有0.05%~0.6%浓度的样品
由在以上条件下测量的所述树脂的分子量分布,使用由单分散聚苯乙烯标准样品获得的分子量校准曲线计算所述树脂的数均分子量分布和重均分子量。用于获得所述校准曲线的标准聚苯乙烯样品为甲苯和ShowdexSTANDARD的Std.No.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580(SHOWA DENKO K.K.的产品)。所使用的检测器为RI(折射率)检测器。
<玻璃化转变温度(Tg)的测量(DSC)>
Tg使用TG-DSC系统TAS-100(Rigaku Denki Co.,Ltd.的产品)测量。
将样品(约10mg)置于铝容器中,并将其置于支架单元上。然后将所述支架单元设置在电炉中。将所述样品以10℃/分钟的升温速率从室温加热至150℃,将其在150℃下放置10分钟,冷却至室温,并且将其放置10分钟。在氮气气氛中,将所述样品以10℃/分钟的升温速率再次加热至150℃以进行DSC分析。使用TAS-100系统的分析系统,由基线和靠近Tg的吸热曲线的切线之间的切点计算Tg。
<酸值的测量>
所述树脂的酸值根据JIS K1557-1970测量,以下将对此进行具体描述。
·精确地称取约2g(W(g))粉碎的样品。
·将所述样品加入到200mL锥形瓶中。然后,将100mL的甲苯/乙醇(2:1体积)溶剂混合物加入到该瓶中。将所得混合物放置5小时以进行溶解。将作为指示剂的酚酞溶液加入到该溶液中。
所得溶液用0.1N的氢氧化钾醇溶液滴定。将该KOH溶液的量定义为S(mL)。
·进行空白试验,并且将该KOH溶液的量定义为B(mL)。
·使用以下方程计算酸值:
酸值=[(S-B)×f×5.61]/W
其中f表示KOH溶液的系数。
<固体物质浓度的测量>
所述油相中所含的固体物质的浓度如下测量。
预先对铝板(约1g~约3g)进行精确称重。在30秒内将约2g所述油相置于所述铝板上,然后对置于其上的所述油相进行精确称重。将所述铝板置于设置为150℃的烘箱中1小时以蒸发所述溶剂。之后,将所述铝板从烘箱取出并且放置冷却。随后,使用电子天平测量所述铝板和所述油相的固体物质的总质量。从所述铝板以及所述油相中所含的固体物质的总质量中减去所述铝板的质量以得到所述油相中所含的固体物质的质量,将其除以置于所述铝板上的所述油相的质量以获得所述油相中所含的固体物质的浓度。而且,所述溶剂与所述油相中所含的固体物质之比为由以下获得的值:(所述油相的质量-所述油相中所含的固体物质的质量)/所述油相中所含的固体物质的质量,(所述油相的质量-所述油相中所含的固体物质的质量)即为所述溶剂的质量。
<树脂细颗粒的嵌入率的测量>
所述树脂细颗粒的平均嵌入率和平均球度如下测量。
将能在30分钟内固化的环氧树脂滴在装置专用的短管(stub)上,并且放置30分钟。将样品施加到所述环氧树脂上并且放置一天或更长时间。用超微切片机(Ultrasonic Co.的产品)切割该样品以形成调色剂颗粒的横截面。在扫描透射电子显微镜(STEM)或者Schottky场发射扫描透射电子显微镜(Schottky FE-SEM)下观察所述横截面。使用图像分析粒度分布测量软件“Mac-View”(Mountech Co.,Ltd.的产品)对所获得的横截面图像进行处理以测量100个或更多个树脂细颗粒的平均嵌入率和平均球度。
具体地,使用所述横截面图像测量嵌入所述调色剂芯颗粒中或者附着到所述调色剂芯颗粒上的树脂细颗粒的总面积以及嵌入所述调色剂芯颗粒中的部分的面积。使用如此测得的面积计算各细颗粒的嵌入率。然后,对100个或更多个树脂细颗粒的嵌入率取平均以计算平均嵌入率(或者嵌入率平均值)。考虑到所述树脂细颗粒的粒径充分小于所述调色剂芯颗粒的粒径,所述树脂细颗粒的暴露区域和嵌入区域之间的边界近似为平面。所述树脂细颗粒的平均嵌入率优选为40%~80%、更优选45%~75%、特别优选50%~70%。当平均嵌入率小于40%时,由于所述树脂细颗粒的剥落或开裂而出现例如成膜和附着的问题。此外,所形成的调色剂的例如带电性、清洁性、和耐热存储稳定性恶化。而当平均嵌入率超过80%时,不容易获得突起物的令人满意的效果。不必说,这两种情况均不是优选的。
而且,所述树脂细颗粒的平均球度优选为0.90或更高、更优选0.92或更高、特别优选0.94或更高。当所述树脂细颗粒的平均球度低于0.90时,施加至所述突起物的应力趋于导致所述树脂细颗粒的剥落或开裂,从而导致故障,这不是优选的。
实施例
接下来将通过实施例描述本发明,所述实施例不应解释为将本发明限制于此。在以下实施例中,单位“份”为质量份并且单位“%”为质量%。
<树脂细颗粒分散液1的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.6份)在离子交换水(104份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(200份)和正辛烷硫醇(4.2份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有122nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液1]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液1]加入到皮氏培养皿(Petri dish)中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为8300、16900和84℃。
<树脂细颗粒分散液2的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.6份)在离子交换水(104份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(170份)、丙烯酸丁酯(30份)和正辛烷硫醇(4.2份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有135nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液2]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液2]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为8600、17300和55℃。
<树脂细颗粒分散液3的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.7份)在离子交换水(108份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(168份)、丙烯酸丁酯(28份)和丙烯酸甲酯(4份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有117nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液3]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液3]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为9000、31000和61℃。
<树脂细颗粒分散液4的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.5份)在离子交换水(98份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(160份)和具有以下化学式(1)的[化合物1](40份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有115nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液4]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液4]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为98400、421900和70℃。
<树脂细颗粒分散液5的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.7份)在离子交换水(108份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(160份)和甲基丙烯酸甲酯(40份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有100nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液5]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液5]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为60000、215500和99℃。
<树脂细颗粒分散液6的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.5份)在离子交换水(101份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(170份)和丙烯酸丁酯(30份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有113nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液6]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液6]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为68700、317600和75℃。
<树脂细颗粒分散液7的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.6份)在离子交换水(102份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(184.6份)、丙烯酸丁酯(15份)和二乙烯基苯(0.5份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有79nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液7]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液7]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为33900、160800和87℃。
<树脂细颗粒分散液8的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.5份)在离子交换水(101份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(169份)、丙烯酸丁酯(30份)和二乙烯基苯(1份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有100nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液8]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液8]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为31300、88300和75℃。
<树脂细颗粒分散体9的制备>
使用聚酯细颗粒ACP-04(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.的产品)作为[树脂细颗粒分散体9]。
<树脂细颗粒分散体10的制备>
使用PMMA细颗粒MP-400(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.的产品)作为[树脂细颗粒分散体10]。
<树脂细颗粒分散体11的制备>
使用聚酯树脂分散液RTP-2(TOYOBO CO.,LTD.的产品)作为[树脂细颗粒分散液11]。
<树脂细颗粒分散液12的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.5份)在离子交换水(98份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(130份)和具有以上化学式(1)的[化合物1](70份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有115nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液12]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液12]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为87600、391700和48℃。
<树脂细颗粒分散液13的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.8份)在离子交换水(111份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(130份)和甲基丙烯酸甲酯(70份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将该混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有122nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液13]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液13]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为61900、183500和99℃。
<树脂细颗粒分散液14的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.6份)在离子交换水(104份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将苯乙烯单体(200份)和正辛烷硫醇(14份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将所述混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有143nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液14]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液14]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为2700、6100和44℃。
<树脂细颗粒分散液15的制备>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份),之后在搅拌下加热至80℃进行溶解。然后,将过硫酸钾(2.6份)在离子交换水(104份)中的溶液加入到所得溶液中。在所述加入之后15分钟,用90分钟将含有苯乙烯单体(200份)的单体混合物逐滴加入到所得混合物中。随后,将所述混合物的温度保持在80℃下60分钟以进行聚合反应。
然后,将反应混合物冷却,得到具有100nm体均粒径的白色的[树脂细颗粒分散液15]。随后,将2mL如此获得的[树脂细颗粒分散液15]加入到皮氏培养皿中,在所述皮氏培养皿中使分散介质蒸发。测量所获得的干燥产物的数均分子量、重均分子量和Tg,发现其分别为61700、215200和101℃。
<聚酯1的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(229份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(529份)、对苯二甲酸(208份)、己二酸(46份)和氧化二丁基锡(2份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的降低的压力下反应5小时。然后,向该反应容器中加入偏苯三甲酸酐(44份),之后在常压下在180℃下反应2小时,从而合成[聚酯1]。发现如此获得的[聚酯1]具有2500的数均分子量、6700的重均分子量、43℃的玻璃化转变温度和25mgKOH/g的酸值。
<聚酯2的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(264份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(523份)、对苯二甲酸(123份)、己二酸(173份)和氧化二丁基锡(1份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的降低的压力下反应8小时。然后,向该反应容器中加入偏苯三甲酸酐(26份),之后在常压下在180℃下反应2小时,从而合成[聚酯2]。发现如此获得的[聚酯2]具有4000的数均分子量、47000的重均分子量、65℃的玻璃化转变温度和12mgKOH/g的酸值。
<聚酯3的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(218份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(460份)、对苯二甲酸(140份)、间苯二甲酸(145份)和氧化二丁基锡(2份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~18mmHg的降低的压力下反应6小时。然后,向该反应容器中加入偏苯三甲酸酐(24份),之后在常压下在180℃下反应2小时,从而合成[聚酯3]。发现如此获得的[聚酯3]具有7600的数均分子量、21000的重均分子量、57℃的玻璃化转变温度和20mgKOH/g的酸值。
<聚酯4的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(553份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(196份)、对苯二甲酸(220份)、己二酸(45份)和氧化二丁基锡(2份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的降低的压力下反应5小时。然后,向该反应容器中加入偏苯三甲酸酐(46份),之后在常压下在180℃下反应2小时,从而合成[聚酯4]。发现如此获得的[聚酯4]具有2200的数均分子量、5600的重均分子量、43℃的玻璃化转变温度和13mgKOH/g的酸值。
<聚酯5的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(82份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(69份)、对苯二甲酸(294份)和氧化二丁基锡(2份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的降低的压力下反应5小时,从而合成[聚酯5]。发现如此获得的[聚酯5]具有2100的数均分子量、5600的重均分子量、60℃的玻璃化转变温度和45mgKOH/g的酸值。
<异氰酸酯改性的聚酯1的合成>
向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A与2mol环氧乙烷的加合物(682份)、双酚A与2mol环氧丙烷的加合物(81份)、对苯二甲酸(283份)、偏苯三甲酸酐(22份)和氧化二丁基锡(2份),之后在常压下在230℃下反应8小时。接着,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的降低的压力下反应5小时,从而合成[中间聚酯1]。发现如此获得的[中间聚酯1]具有2200的数均分子量、9700的重均分子量、54℃的玻璃化转变温度、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟基值。
接着,向装配有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入[中间聚酯1](410份)、异佛尔酮二异氰酸酯(89份)和乙酸乙酯(500份),之后在100℃下反应5小时,从而获得[异氰酸酯改性的聚酯1]。
<母料的制备>
使用亨舍尔混合器将炭黑(REGAL 400R,Cabot Corporation的产品)(40份)、粘合剂树脂(聚酯树脂)(60份)(RS-801,Sanyo Chemical Industries,Ltd.的产品,酸值:10,Mw:20000,Tg:64℃)和水(30份)混合在一起,从而获得含有用水浸渍的颜料聚集体的混合物。将所获得的混合物用辊表面温度已经调节至130℃的双辊磨捏合45分钟。将经捏合的产物用粉碎机粉碎以具有1mm的尺寸,从而获得[母料1]。
(实施例1)
<油相的制备步骤>
向已经设置搅拌棒和温度计的容器中加入[聚酯1](545份)、[石蜡(熔点:74℃)](181份)和乙酸乙酯(1450份)。将该混合物在搅拌下升温至80℃,在80℃下保持5小时,并且用1小时冷却至30℃。然后,向该容器中加入[母料1](500份)和乙酸乙酯(100份),之后混合1小时,从而获得[原料溶液1]。
将[原料溶液1](1500份)置于容器中,其中所述颜料和所述蜡使用珠磨机(AIMEX CO.,Ltd.的“ULTRA VISCOMILL,”产品)在以下条件下分散:液体进料速率1kg/h,圆盘圆周速度6m/s,0.5mm氧化锆珠装填至80体积%,以及3遍(pass)。接着,向其中加入[聚酯2]的66质量%乙酸乙酯溶液(655份),并且使用所述珠磨机在以上条件下进行1遍,从而获得[颜料/蜡分散液1]。
[颜料/蜡分散液1](976份)使用TK均混器(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.的产品)以5000rpm混合1分钟。然后,将[异氰酸酯改性的聚酯1](88份)加入到该[颜料/蜡分散液1]中。所得混合物使用TK均混器(Tokushu Kika KogyoCo.,Ltd.的产品)以5000rpm混合1分钟,从而获得[油相1]。通过测量,发现[油相1]的固体成分为52.0质量%,并且所述固体成分中的乙酸乙酯的量为92质量%。
<水相的制备>
将离子交换水(970份)、稳定分散用的有机树脂细颗粒(苯乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐)的25%含水分散液40份、十二烷基二苯基醚二磺酸钠的48.5%水溶液95份、和98份乙酸乙酯在搅拌下混合在一起。发现所得混合物具有6.2的pH。然后,向其中逐滴加入10%氢氧化钠水溶液以将pH调节为9.5,从而获得[水相1]。
<调色剂芯颗粒的制造步骤>
将所获得的[水相1](1200份)加入到[油相1]中。所得混合物使用TK均混器以8000rpm~15000rpm混合2分钟,同时在水浴中调节至20℃~23℃以抑制由于所述混合器的剪切热引起的升温。之后,该混合物使用装配有锚翼(anchor wing)的Three-One Motor以130rpm~350rpm搅拌10分钟,从而获得在水相中含有油相液滴(调色剂芯颗粒)的[调色剂芯颗粒浆料1]。
<突起物的形成>
首先,将[树脂细颗粒分散液1](106份)与离子交换水(71份)混合。用3分钟将所得混合物(固体物浓度:15%)逐滴加入到温度调节为22℃的[芯颗粒浆料1]中。该加入与使用装配有锚翼的Three-One Motor以130rpm~350rpm搅拌[调色剂芯颗粒浆料1]同时进行。之后,将混合物进一步以200rpm~450rpm搅拌30分钟以获得[复合颗粒浆料1]。然后,将1mL[复合颗粒浆料1]稀释以具有10mL的体积,之后离心,从而获得透明的上清液。
<脱溶剂>
向已经设置搅拌器和温度计的容器中加入[复合颗粒浆料1],在30℃搅拌下将其脱溶剂8小时以获得[分散浆料1]。将少量的[分散浆料1]置于载玻片上,在光学显微镜(×200)下透过盖玻片进行观察。结果,观察到均匀的调色剂基础颗粒。而且,将1mL[分散浆料1]稀释以具有10mL的体积,之后离心,从而获得透明的上清液。
<洗涤/干燥步骤>
在将[分散浆料1](100份)在减压下过滤之后,进行以下处理(1)~(4)。
(1)向滤饼中加入离子交换水(100份),之后使用TK均混器混合(在12000rpm下混合10分钟)并且过滤。
(2)向在(1)中获得的滤饼中加入离子交换水(900份)。所得混合物在施加超声振动下使用TK均混器混合(在12000rpm下混合30分钟),之后在减压下过滤。重复该处理直至再得浆料(reslurry)具有10μC/cm或更低的电导率。
(3)向在(2)中获得的所述再得浆料中加入10%盐酸以使pH为4,之后使用Three-One Motor搅拌30分钟并且过滤。
(4)向在(3)中获得的滤饼中加入离子交换水(100份),之后使用TK均混器混合(在12000rpm下混合10分钟)并且过滤。重复该处理直至再得浆料具有10μC/cm或更低的电导率,从而获得[滤饼1]。
[滤饼1]使用空气循环干燥器在45℃下干燥48小时,然后使用具有75μm开口尺寸的筛网进行筛分以获得[调色剂基料1]。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料1],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。图1A为实施例1中获得的调色剂的SEM图像。
(实施例2)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料2],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料2],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例3)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料3],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液2]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料3],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例4)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料4],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液3]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料4],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例5)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料5],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液4]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料5],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例6)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料6],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液5]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料6],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例7)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料7],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液6]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料7],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例8)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料8],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液7]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料8],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例9)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料9],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液8]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料9],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例10)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料10],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且未加入[异氰酸酯改性的聚酯1]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料10],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例11)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料11],除了将[聚酯2]改变为[聚酯4]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料11],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例12)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料12],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液14]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料12],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例13)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料13],除了将[聚酯2]改变为[聚酯5]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料13],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(实施例14)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料14],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液15]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料14],发现乙烯基树脂与调色剂芯颗粒的表面均匀地融合。
(对比例1)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料15],除了未加入[树脂细颗粒分散液1]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料15],发现调色剂芯颗粒在其表面上不具有突起物。在调色剂表面上未形成期望的突起物,因为未加入形成所述突起物所必需的树脂细颗粒分散液。图1B为在对比例1中获得的调色剂的SEM图像。
(对比例2)
使用亨舍尔混合器将对比例1的[调色剂基料15](100份)与[树脂细颗粒分散体9](10份)一起混合20分钟。使所得混合物通过具有60μm开口尺寸的筛子以除去粗颗粒和聚集体,从而获得[调色剂基料16]。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料16],[树脂细颗粒分散体9]均匀地附着至调色剂芯颗粒的表面。发现调色剂芯颗粒表面中树脂细颗粒的平均嵌入率最多为2%,这是因为树脂细颗粒简单地以机械方式附着至所述表面。
(对比例3)
使用亨舍尔混合器将对比例1的[调色剂基料15](100份)与[树脂细颗粒分散体10](10份)一起混合20分钟。使所得混合物通过具有60μm开口尺寸的筛子以除去粗颗粒和聚集体,从而获得[调色剂基料17]。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料17],[树脂细颗粒分散体10]均匀地附着至调色剂芯颗粒的表面。发现调色剂芯颗粒表面中树脂细颗粒的平均嵌入率最多为6%,这是因为树脂细颗粒简单地以机械方式附着至所述表面。
(对比例4)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料18],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液11]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料18],发现调色剂芯颗粒在其表面上不具有突起物。所述调色剂芯颗粒与[树脂细颗粒分散液11]具有如此高的相容性以致于无法形成突起物。
(对比例5)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料19],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3],将[树脂细颗粒分散液1]的量从106份改变为530份,并且在加入[树脂细颗粒分散液1]的同时加入105份48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料19],发现乙烯基树脂不均匀地附着和融合至调色剂芯颗粒的表面。虽然调色剂芯颗粒的表面实际上被树脂细颗粒覆盖,但是平均嵌入率低,因为突起物变大。
(对比例6)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料20],除了将[水相1]中的所述48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液的量从95份改变为200份之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料20],发现乙烯基树脂不均匀地附着和融合至调色剂芯颗粒的表面。调色剂芯颗粒被过量的表面活性剂所稳定并且因此树脂细颗粒没有均匀地嵌入调色剂芯颗粒中,使得突起物明显不均匀。
(对比例7)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料21],除了将[树脂细颗粒分散液1]加入到[水相1]中之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料21],发现乙烯基树脂不均匀地附着和融合至调色剂芯颗粒的表面。由于树脂细颗粒是在调色剂芯颗粒的形成之前加入的,嵌入调色剂芯颗粒中的树脂细颗粒变得不均匀,导致不均匀突起物的形成。
(对比例8)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料22],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液12]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料22],发现乙烯基树脂不均匀地附着和融合至调色剂芯颗粒的表面。由于调色剂芯颗粒与[树脂细颗粒分散液12]具有高的相容性,突起物变得略大并且平均嵌入率也变高。
(对比例9)
以与实施例1中相同的方式获得[调色剂基料23],除了将[聚酯2]改变为[聚酯3]并且将[树脂细颗粒分散液1]改变为[树脂细颗粒分散液13]之外。通过在扫描电子显微镜下观察所获得的[调色剂基料23],乙烯基树脂均匀地附着至调色剂芯颗粒的表面和与调色剂芯颗粒的表面融合,并且各乙烯基树脂颗粒几乎全部嵌入芯颗粒中。由于调色剂芯颗粒与[树脂细颗粒分散液13]具有高的相容性,突起物变得略大,并且平均嵌入率也变高。
通过下述方法评价各以上获得的调色剂。
<背景污损>
在采用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220)印刷2000张白色实地图像之后,使用一块Scotch胶带除去附着在已经历白色实地图像印刷的感光体上的调色剂,并且将这块胶带附着至空白纸张。然后,使用光密度计测量ΔE并且基于以下4个等级评价ΔE。
A:ΔE<5
B:5≤ΔE<10
C:10≤ΔE<15
D:15≤ΔE
<耐粘附性>
在使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220)印刷2000张白色实地图像之后,基于以下4个等级评价附着在控制刮片上的调色剂。
A:未观察到调色剂粘附,非常好
B:未观察到明显的调色剂粘附,对图像品质没有不利影响
C:观察到调色剂粘附,对图像品质有不利影响
D:观察到明显的调色剂粘附,对图像品质有显著的不利影响
<转印率>
使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220),测量感光体上的调色剂的量和转印带上的黑色实地图像(7.8cm×1.0cm)的调色剂的量。使用如此测量的量由以下方程计算转印率:
转印率=(转印带上的调色剂的量/感光体上的调色剂的量)×100
所获得的转印率基于以下4个等级进行评价。
A:90%≤转印率
B:80%≤转印率<90%
C:70%≤转印率<80%
D:转印率<70%
<转印不均匀性>
使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220),基于以下4个等级目视评价转印带上的黑色实地图像(7.8cm×1.0cm)的转印不均匀性。
A:未观察到转印不均匀性,非常好
B:观察到图像品质未受不利影响的程度的转印不均匀性
C:观察到图像品质受到不利影响的程度的转印不均匀性
D:观察到显著的转印不均匀性,对图像品质有大的不利影响
<清洁性>
在使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220)印刷2000张白色实地图像之后,印刷出白色实地图像并且基于以下4个等级评价是否存在清洁不良。
A:未观察到清洁不良,非常好
B:观察到清洁不良,但是在实际使用中没有问题
C:观察到清洁不良并且在实际使用中有问题
D:观察到明显的清洁不良
<最低定影温度>
使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220)的定影单元在普通纸上形成1.0mg/cm2的未定影的黑色实地图像。在变化的加热温度下,使所述普通纸通过所述定影单元,并且将图像品质未受到不利影响的最低温度定义为最低定影温度。
A:最低定影温度<140℃
B:140℃≤最低定影温度<150℃
C:150℃≤最低定影温度<160℃
D:160℃≤最低定影温度
<热反印>
使用彩色电子照相装置(IPSIO SP C220)的定影单元在普通纸上形成1.0mg/cm2的未定影的黑色实地图像,之后在变化的定影温度下定影。测量发生热反印的温度(热反印发生温度)并且基于以下4个等级对其进行评价。
A:190℃≤热反印发生温度
B:180℃≤热反印发生温度<190℃
C:170℃≤热反印发生温度<180℃
D:热反印发生温度<170℃
<调色剂的变形等级>
将调色剂样品(1mg)置于两载玻片(S-1111,MATSUNAMI Co.的产品)之间。将1kg负载施加在所述载玻片上,然后将其在40℃和90%下放置3天。之后,使用由其拍摄的调色剂的SEM图像判断调色剂的变形等级。
A:未观察到调色剂变形
B:在与玻璃接触的调色剂的表面处观察到轻微变形
C:调色剂变形形成平滑的调色剂表面,在所述调色剂表面观察到空隙
D:调色剂变形并且融合,不涉及空穴
<加速聚集程度>
使用粉末测试仪PT-R(Hosokawa Micron Co.的产品)测量调色剂的加速聚集程度。所使用的筛子具有20μm、45μm或75μm筛目大小。使用已经分别在25℃和50%下放置24小时和在40℃和90%下放置24小时的调色剂样品测量加速聚集程度,对其差值进行评价。
A:差值≤2.5%
B:2.5%<差值≤5.0%
C:5.0%<差值≤7.5%
D:7.5%<差值
<针入度>
将样品(10g)加入到30mL螺纹瓶中,然后将其置于恒温浴(DK340S)中。在40℃和90%下放置24小时之后,将样品取出并且在室温下放置冷却。使用针入度试验机测量如此处理的样品的针入度并且基于以下4个等级进行评价。
A:15.0mm≤针入度
B:10.0mm≤针入度<15.0mm
C:5.0mm≤针入度<10.0mm
D:针入度<5.0mm
表1-1
表1-2
表2-1
表2-2
工业实用性
本发明的调色剂的带电性、显影耐久性、耐粘附性、转印性、清洁性、耐热存储稳定性和低温定影性优异并且可形成高品质图像。因此,本发明的调色剂适合作为在图像形成装置例如电子复印机、打印机和传真机中使用的调色剂。
Claims (20)
1.静电图像显影调色剂,包含:
调色剂芯颗粒,各所述调色剂芯颗粒至少含有第一树脂和着色剂,以及
由第二树脂形成的树脂细颗粒,
其中各树脂细颗粒的一部分嵌入各调色剂芯颗粒中,并且所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和
其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
2.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述嵌入率的标准偏差为10或更小。
3.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述树脂细颗粒具有0.90或更高的平均球度。
4.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中相对于所述静电图像显影调色剂,所述树脂细颗粒的量为1质量%~20质量%。
5.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂为聚酯树脂。
6.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂具有2mgKOH/g~25mgKOH/g的酸值。
7.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述第二树脂为乙烯基树脂。
8.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中在形成所述第二树脂的单体中,苯乙烯单体的量为80质量%~100质量%。
9.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中在形成所述第二树脂的单体中,酸单体的量为0质量%。
10.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述第一树脂具有满足以下表达式(1)的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃...(1)。
11.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述第二树脂具有满足以下表达式(2)的玻璃化转变温度Tg2:
45℃≤Tg2≤100℃...(2)。
12.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中各所述调色剂芯颗粒进一步含有含氨基甲酸酯基团、脲基团、或者这两种基团的经改性的聚酯树脂。
13.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中各所述调色剂芯颗粒进一步含有脱模剂。
14.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂进一步含有作为添加剂的表面已疏水化的二氧化硅细颗粒。
15.权利要求1的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂通过包括如下的方法获得:制造所述调色剂芯颗粒,和将所述树脂细颗粒附着和融合在所述调色剂芯颗粒的表面上。
16.权利要求15的静电图像显影调色剂,其中所述调色剂芯颗粒是通过造粒获得的,所述造粒通过如下进行:将至少含有所述着色剂以及所述第一树脂、所述第一树脂的前体、或者所述第一树脂和所述前体两者的油相乳化或分散在含水介质中。
17.权利要求16的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色剂通过如下获得:将所述树脂细颗粒的含水分散液加入到含有其中乳化或分散了所述调色剂芯颗粒的所述含水介质中,以使所述树脂细颗粒附着和融合至所述调色剂芯颗粒的表面。
18.调色剂容器,包含:
静电图像显影调色剂,和
容器,其容纳所述静电图像显影调色剂,
其中所述静电图像显影调色剂包含调色剂芯颗粒和由第二树脂形成的树脂细颗粒,各所述调色剂芯颗粒至少含有第一树脂和着色剂,
其中各树脂细颗粒的一部分嵌入各调色剂芯颗粒中,并且所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和
其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
19.显影剂,包含:
静电图像显影调色剂,所述静电图像显影调色剂包含调色剂芯颗粒和由第二树脂形成的树脂细颗粒,各所述调色剂芯颗粒至少含有第一树脂和着色剂,
其中各树脂细颗粒的一部分嵌入各调色剂芯颗粒中,并且所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和
其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
20.图像形成装置,包含:
潜像承载部件,其将潜像承载于其上,
带电单元,其配置为使所述潜像承载部件的表面均匀地带电,
曝光单元,其配置为基于图像数据使所述潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像,
用于使所述潜像可视化的调色剂;
显影单元,其配置为使用所述调色剂使形成于所述潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像,
转印单元,其配置为将所述潜像承载部件的表面上的可视图像转印到图像接收介质上,和
定影单元,其配置为使可视图像定影在所述图像接收介质上,
其中所述调色剂为静电图像显影调色剂,所述静电图像显影调色剂包含调色剂芯颗粒和由第二树脂形成的树脂细颗粒,各所述调色剂芯颗粒至少含有第一树脂和着色剂,
其中各树脂细颗粒的一部分嵌入各调色剂芯颗粒中,并且所述树脂细颗粒的其余部分暴露在所述调色剂芯颗粒的表面上以形成突起物,和
其中当所述树脂细颗粒的所述一部分与所述树脂细颗粒的比率通过嵌入率表示时,所述树脂细颗粒中的嵌入率的平均值为40%~80%。
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