CN102713763B - 调色剂、成像装置、成像方法以及处理盒 - Google Patents

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Abstract

调色剂,其包含粘结剂树脂、着色剂、以及在所述调色剂表面上的凸出部分,其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,且其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率。

Description

调色剂、成像装置、成像方法以及处理盒
技术领域
本发明涉及用于对以电子照相法、静电记录法或静电印刷法形成的静电潜像进行显影的静电图像显影用干式调色剂,而且,本发明还涉及使用该调色剂的成像装置、成像方法和处理盒。
背景技术
各自使用粉末状显影剂的干式显影设备广泛用于成像装置(如电子复印机、印刷机和传真机)中,在所述成像装置中,在潜像承载部件上形成静电潜像,然后,使用显影剂使静电潜像可视化,从而获得记录图像。
近年来,电子照相彩色成像装置已变得越来越受欢迎。而且,需要进一步提高印刷图案的清晰度,其与数字化图像易于得到这一事实有关。在更好地改善图像分辨率和灰度级的各项尝试中,为了形成高清晰度图像,对于用以使潜像可视化的调色剂,研究了球度的进一步提高以及颗粒直径的进一步减小。由于通过粉碎法制得的调色剂的这样的性质有限,此时往往采用通过悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等制造的所谓聚合调色剂(其可进一步提高球度并进一步减小颗粒直径)。
然而,聚合调色剂存在问题,例如,转印效率的劣化和成膜的发生(这归因于如下事实:聚合调色剂的颗粒直径减小,从而,它们对部件的附着提高)、以及清洁性的劣化(这归因于调色剂的球度)。而且,在聚合调色剂的制造中,具有相对低电阻的调色剂组分以不均匀的(biased)方式分布在调色剂基体颗粒的表面附近,从而,存在由调色剂的低带电性导致的背景擦脏(smear)问题。
进一步地,由于高度需要旨在用于节约能量的具有改善的低温定影性的调色剂,优选使用具有低熔融温度的粘结剂树脂。然而,当设计具有改善的低温定影性的调色剂时,存在新的问题,即,缺乏耐热储存稳定性。具体地说,当输送调色剂或含调色剂的盒时,在许多情况中向调色剂施加一定的压力;因此,仅仅通过表面改性提高调色剂颗粒表面的玻璃化转变温度不能避免调色剂在高温和高湿度环境中的与压力有关的变形。因此,还应当关注调色剂基体颗粒的玻璃化转变温度。注意,在以下所述的任何现有技术文献中,均不能充分确保低温定影性与在一定压力下的耐热储存稳定性之间的有利平衡。
已经尝试对调色剂基体颗粒进行表面改性,并从而解决上述问题。作为表面改性方法,PTL1公开了这样的方法,其中,以第二树脂颗粒覆盖由第一树脂颗粒和着色剂形成的调色剂基体颗粒表面的部分或全部。然而,在该方法中,第二树脂颗粒在很大程度上是稀疏的和不均匀的,因而,尽管清洁性得到改善,但不能充分实现背景擦脏的预防和储存稳定性的改善。而且,导致转印性劣化。
PTL2的目的在于确保有利的摩擦带电性和清洁性,而且,PTL2提出了包含如下的微胶囊调色剂:由定影组分和着色剂组成的芯材料;覆盖芯材料周围的外壳;以及在外壳整个表面上的半球状凸出结构单元,其中,经测量,每个半球状凸出结构单元的直径为0.01μm-2μm且高度为0.001μm-2μm。
然而,该提议没有提及对外壳上的半球状凸出结构单元的均匀性的控制,而且,虽然其中所公开的方法改善了清洁性,但是不能充分实现背景擦脏的预防或储存稳定性的改善。
PTL3提出了静电图像显影用球状调色剂(具有0.97或更大的圆度),该调色剂包含调色剂芯、以及形成在调色剂芯表面上的凹凸形状,其中,该调色剂通过如下制造:至少将着色剂、脱模剂、粘结剂树脂和电荷控制树脂溶解或分散在溶剂中,以及根据O/W湿式造粒法进行制造;并且其中,凹凸形状中的凸出部分为粒状且具有100nm-500nm的平均颗粒直径和相对于调色剂芯表面的10%-80%的覆盖率。
然而,在该提议中,凸出部分中所含的电荷控制树脂具有高的极性且因而取决于环境性能有大的变化,因此,存在例如关于下列的问题:在高温和高湿环境下的背景擦脏、以及耐热储存稳定性。
引用文献列表
专利文献
PTL1日本专利申请特开(JP-A)No.2008-090256
PTL2日本专利(JP-B)No.2844795
PTL3JP-A No.2008-233430
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供具有优异低温定影性且具有改善的带电性、抗附着性、清洁性和耐热储存稳定性的静电图像显影用干式调色剂;而且,还提供使用该调色剂的成像装置、成像方法和处理盒。
技术方案
为了解决所述问题,进行了一系列认真的研究,结果本发明人已经发现,所述问题可通过这样的调色剂解决,所述调色剂包含粘结剂树脂、着色剂以及在调色剂表面上的凸出部分,其中,所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,且其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率。
本发明基于本发明人的该发现,而且,用于解决所述问题的手段如下。
<1>调色剂,包含:粘结剂树脂;着色剂;和在所述调色剂表面上的凸出部分,其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,且其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率。
<2>根据<1>的调色剂,其中,所述调色剂具有满足以下关系式(1)的玻璃化转变温度Tg1:
45°C≤Tg1≤70°C    关系式(1)。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,其中,所述凸出部分包含其玻璃化转变温度Tg2满足以下关系式(2)的树脂:
45°C≤Tg2≤100°C    关系式(2)。
<4>根据<1>-<3>中任一项的调色剂,其中,所述调色剂的玻璃化转变温度Tg1以及所述凸出部分中所含的树脂的玻璃化转变温度Tg2满足以下关系式(3)-(5):
50°C≤Tg1≤65°C     关系式(3)
60°C≤Tg2≤100°C    关系式(4)
Tg1<Tg2               关系式(5)。
<5>根据<3>或<4>的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为含苯乙烯的树脂。
<6>根据<3>-<5>中任一项的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂的质量占所述调色剂总质量的1%-20%。
<7>根据<3>-<6>中任一项的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为通过对如下单体混合物进行聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含80质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量。
<8>根据<3>-<7>中任一项的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为通过对如下单体混合物进行聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含100质量%的所述具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量。
<9>根据<7>的调色剂,其中,用于所述凸出部分中所含树脂的所述单体混合物包含80质量%-100质量%的苯乙烯和0质量%-20质量%的丙烯酸丁酯,且这两种组分的总量为90质量%-100质量%,相对于所述单体混合物的总质量。
<10>根据<1>-<9>中任一项的调色剂,其中,所述调色剂具有3μm-9μm的体均颗粒直径。
<11>根据<1>-<10>中任一项的调色剂,其中,由“体均颗粒直径/数均颗粒直径”表示的所述调色剂的体均颗粒直径与所述调色剂的数均颗粒直径之比为1.25或更小。
<12>根据<1>-<11>中任一项的调色剂,其中,所述调色剂具有0.93或更大的平均圆度。
<13>成像装置,包括:潜像承载部件,其配置成在其上承载潜像;带电单元,其配置成使所述潜像承载部件的表面均匀带电;曝光单元,其配置成使所述潜像承载部件的所述带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;显影单元,其配置成向形成在所述潜像承载部件的所述表面上的所述静电潜像供给调色剂,以便使所述静电潜像显影并从而形成可视图像;转印单元,其配置成将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;以及定影单元,其配置成使所述转印目标物上的所述可视图像定影,其中,所述调色剂为根据<1>-<12>中任一项的调色剂。
<14>成像方法,包括:使潜像承载部件的表面均匀带电;使所述潜像承载部件的所述带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;向形成在所述潜像承载部件的所述表面上的所述静电潜像供给调色剂,以便使所述静电潜像显影并从而形成可视图像;将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;以及使所述转印目标物上的所述可视图像定影,其中,所述调色剂为根据<1>-<12>中任一项的调色剂。
<15>能够可拆卸地安装至成像装置的处理盒,包括:潜像承载部件;以及显影单元,其配置成使用调色剂对所述潜像承载部件上的静电潜像进行显影,所述潜像承载部件和所述显影单元构成单一单元,其中,所述调色剂为根据<1>-<12>中任一项的调色剂。
本发明的有益效果
本发明解决了所述现有技术中的问题并实现了以下目的:通过在调色剂基体颗粒表面上设置均匀尺寸的凸出部分,提供了具有改善的带电性、抗附着性、清洁性和耐热储存稳定性、且保持了其低温定影性并从而有可能形成高品质图像的静电图像显影用干式调色剂;并提供了使用该调色剂的成像装置、成像方法和处理盒。
附图说明
图1是用于解释本发明调色剂的凸出部分的测量方法的图。
图2是显示本发明实施例1中所得的调色剂颗粒的外部的SEM照片。
图3是显示对比例6中所得的调色剂颗粒的外部的SEM照片。
图4是显示根据本发明实施方案的处理盒的结构的示意图。
图5是显示根据本发明实施方案的成像装置的结构的示意性横截面图。
图6是显示其中置有光电导体的成像部分的结构的示意性横截面图。
图7是显示显影设备的结构的示意性横截面图。
图8是显示处理盒的结构的示意性横截面图。
图9是显示实施例14中的调色剂颗粒的外部的SEM照片。
具体实施方式
(调色剂)
本发明调色剂是包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂,优选向其中加入外部添加剂(用于帮助增强调色剂的流动性、显影性和带电性)。如必要的话,该调色剂可进一步包含脱模剂、电荷控制剂、增塑剂等。
在本发明中,调色剂在其表面上具有凸出部分,其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,且其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率。
所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,优选为0.1μm-0.3μm。当所述凸出部分的长边的平均长度为0.5μm或更大时,表面上的凸出部分稀疏,因而,可能无法获得表面改性的有利效果。
所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小、优选为0.1或更小。当该标准偏差大于0.2时,可能存在由表面不均匀性导致的麻烦。
所述凸出部分具有30%-90%、优选40%-80%、更优选50%-70%的覆盖率。当所述凸出部分具有小于30%的覆盖率时,可能出现背景擦脏且调色剂的耐热储存稳定性可能不足。当所述凸出部分具有大于90%的覆盖率时,调色剂的低温定影性可能劣化。
-凸出部分的长边和凸出部分的覆盖率-
使用扫描电子显微镜(SEM)来观察调色剂,而且,基于所获得的SEM图像,计算凸出部分的长边长度以及相对于调色剂表面的凸出部分覆盖率。
参考图1,下面解释以下实施例中提及的凸出部分的长边长度和凸出部分覆盖率的计算方法。
-覆盖率-
(1)测量与调色剂颗粒相切的两条平行线之间的最短距离,其中,切点分别以A和B表示。
(2)基于其直径等于线段AO(O表示线段AB的中心点)的长度的圆的面积和基于存在于该圆中的凸出部分的面积,计算相对于调色剂表面的凸出部分覆盖率。
(3)如上所述计算100个或更多个调色剂颗粒的凸出部分覆盖率,然后计算平均值。
-长边的平均长度-
(1)所述凸出部分的长边的平均长度通过如下测定:对于100个或更多个调色剂颗粒,测量100个或更多个凸出部分的长边长度,然后计算平均值。
在下述实施例中,选取100个调色剂颗粒,测量每个调色剂颗粒的一个凸出部分的长边长度,而且,对于所选取的那些100个调色剂颗粒进行该测量。
(2)使用Image Analysis Type Particle Size Distribution Measuring Software“MAC-VIEW”(Mountech Co.,Ltd.制)来测量凸出部分的面积和凸出部分的长边长度。
<海-岛(sea-island)结构>
本发明调色剂优选由以下组成:主要部分(或者称为“海部分”、“着色颗粒”或“调色剂基体(颗粒)”),其至少包含粘结剂树脂和着色剂,且其还可包含脱模剂;以及凸出部分(或者称为“凸起部分”或“岛部分”),其由树脂细颗粒制成,所述凸出部分形成在所述主要部分的表面上。所述海部分中所含的粘结剂树脂至少包括非晶树脂且优选还包括结晶树脂。所述树脂细颗粒至少包含非晶树脂。所述结晶树脂和所述非晶树脂彼此不相容且以海-岛状态存在于调色剂中。
所述海部分中所含的粘结剂树脂无特别限制且可根据预期目的适当选择。但是,优选使用具有聚酯骨架的树脂,因为能够获得有利的调色剂定影性。具有聚酯骨架的树脂的实例包括聚酯树脂、以及各自由聚酯树脂和具有除聚酯骨架以外的骨架的树脂组成的嵌段聚合物。优选聚酯树脂,因为所得的调色剂具有高均匀性。
在本发明中,通过提供其中在着色颗粒表面上形成凸出部分(所述凸出部分含有构成分散体的树脂)的调色剂,有可能改善调色剂的清洁性和耐热储存稳定性、并保持调色剂的低温定影性;而且,通过使凸出部分具有均匀尺寸,调色剂可具有均匀且稳定的带电性和抗附着性,这使得其有可能实现高品质图像的形成。
<粘结剂树脂>
粘结剂树脂的实例包括聚酯、聚氨酯、聚脲、环氧树脂和乙烯基树脂。其实例还包括各自包含不同种类的化学键合树脂的混杂树脂。其实例进一步包括其中反应性官能团被引入到树脂的末端或侧链中,且所述反应性官能团在调色剂的制造过程中键合以使树脂扩链的树脂。这些树脂中的任一种均可单独使用。但是,为了制造具有均匀尺寸的凸出部分的调色剂,调色剂颗粒中所含的树脂优选不同于所述凸出部分中所含的树脂。
着色颗粒中所含的粘结剂树脂为其的至少一部分可溶于有机溶剂中的树脂。该树脂的酸值优选为2mgKOH/g-24mgKOH/g。当酸值大于24mgKOH/g时,易于发生树脂向水相的转移;因此,易于发生在制造过程中材料的供给和消耗存在损失或者油滴的分散稳定性劣化的问题。而且,调色剂的水分吸附提高,从而,在高温和高湿环境中,不但调色剂的带电性降低,而且,调色剂的储存稳定性劣化。当酸值小于2mgKOH/g时,难以使着色剂(其在某种程度上具有极性)均匀分散在油滴中,因为粘结剂树脂的极性降低。
粘结剂树脂的类型无特别限制且可根据预期目的适当选择。在其中粘结剂树脂用于电子照相中的静电潜像显影调色剂的情况中,优选使用具有聚酯骨架的树脂,因为能获得有利的调色剂定影性。具有聚酯骨架的树脂的实例包括聚酯树脂、以及各自由聚酯树脂和具有除聚酯骨架以外的骨架的树脂组成的嵌段聚合物。优选聚酯树脂,因为所得的着色树脂颗粒具有高均匀性。
聚酯树脂的实例包括内酯的开环聚合产物、羟基羧酸的缩聚产物、以及各自由多元醇和多元羧酸组成的缩聚产物。从与设计有关的自由度来看,优选各自由多元醇(在下文中也称为“多元醇(1)”)和多元羧酸(在下文中也称为“多元羧酸(2)”)组成的缩聚产物。
任何这些聚酯树脂的峰值分子量优选为1000-30000、更优选为1500-10000、甚至更优选为2000-8000。当峰值分子量小于1000时,调色剂的耐热储存稳定性可劣化。当峰值分子量大于30000时,对于静电潜像显影用调色剂而言,调色剂的低温定影性可劣化。
任何所述聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为45°C-70°C、更优选为50°C-65°C。在其中如本发明中那样用凸出部分覆盖芯颗粒的情况中,当调色剂在高温和高湿环境下储存时,所述凸出部分中所含的树脂可被空气中的水分增塑,从而,有可能导致玻璃化转变温度的降低。当输送调色剂或调色剂盒时,诸如40°C和90%RH(相对湿度)的高温和高湿环境是可能的;如果着色树脂颗粒处于一定压力下,它们可能变形,或者,它们可能彼此粘附,从而,它们可能不能以预期的方式作为颗粒工作;因此,玻璃化转变温度不应低于45°C。当玻璃化转变温度高于70°C时,其是不优选的,因为在其中着色树脂颗粒用于静电潜像显影用调色剂的情况中,调色剂的低温定影性劣化。
<多元醇>
多元醇(1)的实例包括二醇(1-1)和三元或更多元的多元醇(1-2)。优选单独使用(1-1)、或者(1-1)与少量(1-2)的混合物。
二醇(1-1)的实例包括亚烷基二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等);亚烷基醚二醇(二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);脂环族二醇(1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等);双酚(双酚A、双酚F、双酚S等);所述脂环族二醇的环氧烷烃(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加合物;4,4’-二羟基联苯类(例如,3,3’-二氟-4,4’-二羟基联苯);双(羟苯基)烷烃(例如,双(3-氟-4-羟苯基)甲烷、1-苯基-1,1-双(3-氟-4-羟苯基)乙烷、2,2-双(3-氟-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氟-4-羟苯基)丙烷(也称为“四氟双酚A”)和2,2-双(3-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷);双(4-羟苯基)醚类(例如,双(3-氟-4-羟苯基)醚);以及所述双酚的环氧烷烃(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加合物。
在这些化合物中,优选C2-C12亚烷基二醇以及双酚的环氧烷烃加合物,尤其是双酚的环氧烷烃加合物以及双酚的环氧烷烃加合物与C2-C12亚烷基二醇的组合。
三元或更多元的多元醇(1-2)的实例包括三元至八元或更多元的脂族醇(甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等);三元或更多元的酚(三酚PA、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等);以及所述三元或更多元的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)以及三价或更高价的多元羧酸(2-2)。优选单独使用(2-1)、或者(2-1)与少量(2-2)的混合物。
二羧酸(2-1)的实例包括亚烷基二羧酸(琥珀酸、己二酸、癸二酸等)、亚烯基二羧酸(马来酸、富马酸等)、芳族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)、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-双(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-羧基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-联苯二羧酸、3,3’-双(三氟甲基)-4,4’-联苯二羧酸、2,2’-双(三氟甲基)-3,3’-联苯二羧酸和六氟亚异丙基二邻苯二甲酸酐。在这些化合物中,优选C4-C20亚烷基二羧酸和C8-C20芳族二羧酸。
三价或更高价的多元羧酸(2-2)的实例包括C9-C20芳族多元羧酸(偏苯三酸、苯均四酸等)。此外,多元羧酸(2)可选自上述化合物的酸酐或者低级烷基酯(甲酯、乙酯、异丙酯等),并与多元醇(1)反应。
至于多元醇与多元羧酸的比例,羟基[OH]与羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]优选为2/1-1/2、更优选为1.5/1-1/1.5、甚至更优选为1.3/1-1/1.3。
<改性树脂>
为了例如提高所得着色树脂颗粒的机械强度或者(在其中所得着色树脂颗粒用于静电潜像显影用调色剂的情况中)防止调色剂定影时的热反印并提高机械强度,可通过将末端具有异氰酸酯基团的改性树脂溶解在油相中而获得着色树脂颗粒。获得改性树脂的方法的实例包括:通过与含异氰酸酯基团的单体的聚合反应来获得含异氰酸酯基团的树脂的方法;以及通过聚合获得末端具有活性氢的树脂,然后,使该树脂与多异氰酸酯反应以在聚合物末端中引入异氰酸酯基团的方法。考虑到由异氰酸酯基团在聚合物末端中的引入导致的可控性,后一方法是优选的。活性氢的实例包括羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基,优选醇羟基。
考虑到颗粒均匀性,改性树脂的骨架优选与其的至少一部分可溶于有机溶剂中的树脂的骨架相同。优选聚酯骨架。为了获得包括末端具有醇羟基的聚酯的树脂,建议进行多元醇与多元羧酸之间的缩聚反应,其中,多元醇的官能团数大于多元羧酸的官能团数。
<胺化合物>
改性树脂的异氰酸酯基团在将油相分散在水相(水性介质)中并由此获得颗粒的过程中发生水解,而且,一些异氰酸酯基团变为氨基。然后,使所产生的氨基与未反应的异氰酸酯基团反应,从而进行扩链反应。另外,胺化合物(在下文中也称为“胺化合物(B)”)也可用于可靠地进行扩链反应或引入交联点的目的。胺化合物(B)的实例包括二胺(B1)、三价或更高价的胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、以及各自通过对(B1)-(B5)中任何种的氨基进行封端而获得的化合物(B6)。
二胺(B1)的实例包括:芳族二胺(苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、四氟-对苯二甲二胺、四氟-对亚苯基二胺等);脂环族二胺(4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异佛尔酮二胺等);和脂族二胺(乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、十二氟亚己基二胺、二十四氟亚十二烷基二胺等)。三价或更高价的胺(B2)的实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇(B3)的实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的实例包括氨基乙硫醇和氨基丙硫醇。氨基酸(B5)的实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
各自通过对(B1)-(B5)中任何种的氨基进行封端而获得的化合物(B6)的实例包括由胺(B1)~(B5)和酮(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等)获得的酮亚胺化合物和
Figure BDA00001815280700111
唑啉化合物。在这些胺化合物中,优选单独使用(B1)或(B1)与少量(B2)的混合物。
至于胺化合物(B)的比率,胺化合物(B)中的氨基[NHx]的数量为含异氰酸酯基团的预聚物中的异氰酸酯基团[NCO]的数量的4倍或更低、优选为2倍或更低、更优选为1.5倍或更低、甚至更优选为1.2倍或更低。当氨基[NHx]的数量大于4倍时,过量的氨基使异氰酸酯基团封端,且阻碍改性树脂的扩链反应适当进行。结果,聚酯的分子量低,且调色剂的抗热反印性劣化。
-结晶聚酯树脂-
本发明调色剂可包含结晶聚酯以改善其低温定影性。
结晶聚酯也可以作为如前所述的多元醇与多元羧酸的缩聚产物获得。多元醇优选为脂族二醇。脂族二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇和1,4-丁烯二醇。在这些物质中,优选1,4-丁二醇、1,6-己二醇和1,8-辛二醇,尤其是1,6-己二醇。多元羧酸优选为芳族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸)或C2-C8脂族羧酸。考虑到结晶性的提高,脂族羧酸的使用是尤其优选的。
注意,结晶树脂(结晶聚酯)与非晶树脂在热性质上彼此不同。结晶树脂为,例如,在DSC测量中具有明显吸热峰的树脂(如蜡)。同时,在非晶树脂的情况中,观察到基于玻璃化转变的平缓曲线。
<有机溶剂>
有机溶剂具有挥发性、具有低于100°C的沸点是优选的,因为可便于后续的溶剂去除。
有机溶剂的实例包括甲苯、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、甲乙酮和甲基异丁基酮。它们可单独或组合使用。
在其中溶解或分散在有机溶剂中的树脂为具有聚酯骨架的树脂的情况中,优选使用酯溶剂(如乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯)或者酮溶剂(如甲乙酮或甲基异丁基酮),因为这些溶剂具有高的溶解能力。在这些物质中,考虑到溶剂可去除性,尤其优选乙酸甲酯、乙酸乙酯和甲乙酮。
<水性介质>
水性介质可仅由水组成、或者可由水和可与水混溶的溶剂组成。可与水混溶的溶剂的实例包括醇(甲醇、异丙醇、乙二醇等)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂类(甲基溶纤剂等)、和低级酮(丙酮、甲乙酮等)。
<表面活性剂>
表面活性剂可用于通过将油相分散在水性介质中而产生液滴。
表面活性剂的实例包括:阴离子型表面活性剂,例如,烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;基于胺盐的阳离子型表面活性剂,例如,烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉;基于季铵盐的阳离子型表面活性剂,例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苯甲基铵盐、吡啶
Figure BDA00001815280700121
盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵;非离子型表面活性剂,例如,脂肪酸酰胺衍生物和多价醇衍生物;以及两性表面活性剂,例如,丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。而且,含氟烷基的表面活性剂的使用使得甚至在以非常小的量使用时也能产生其效果。
含氟烷基的阴离子型表面活性剂的适当实例包括C2-C10氟烷基羧酸或其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(C6-C11)氧基]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸或其金属盐、全氟烷基(C7-C13)羧酸或其金属盐、全氟烷基(C4-C 12)磺酸或其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐、和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。阳离子型表面活性剂的实例包括:含氟烷基的脂族伯、仲或叔胺酸,脂族季铵盐(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
Figure BDA00001815280700124
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物或分散物分散在水性介质中。无机分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、和羟基磷灰石。优选使用分散剂,因为能够实现尖锐的粒度分布和稳定的分散。
<保护胶体>
此外,可加入聚合物型保护胶体以稳定分散液滴。
聚合物型保护胶体的实例包括: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-羟乙基酯、甲基丙烯酸β-羟乙基酯、丙烯酸β-羟丙基酯、甲基丙烯酸β-羟丙基酯、丙烯酸γ-羟丙酯、甲基丙烯酸γ-羟丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、丙三醇单丙烯酸酯、丙三醇单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯醇和乙烯醇的醚,例如,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、和乙烯基丙基醚;含羧基化合物与乙烯醇的酯,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、双丙酮丙烯酰胺、及其羟甲基化合物;酰基氯,例如,丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯;含氮化合物和具有杂环的这样的含氮化合物的均聚物或共聚物,所述含氮化合物例如,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、和乙烯亚胺;基于聚氧乙烯的化合物,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;以及纤维素,例如,甲基纤维素、羟乙基纤维素、和羟丙基纤维素。
在其中使用可溶于酸和/或碱的物质(如磷酸钙盐)作为分散稳定剂的情况中,将该物质溶于酸(如盐酸)中,然后通过例如水洗,将其从细颗粒中除去。此外,能够通过例如由酶导致的分解的方法来进行该物质的除去。在其中使用分散剂的情况中,分散剂可残留在调色剂颗粒的表面上;但是,在调色剂带电性方面,在扩链和/或交联反应后将分散剂洗掉是优选的。
<着色剂>
着色剂无特别限制且可适当地选自已知的染料和颜料。着色剂的实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、黄赭石、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、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、氧化铁红、铅丹、铅橙、镉红、镉汞红、锑红、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、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、BC)、靛青、深蓝、普鲁士蓝、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、氧化锌、锌钡白和它们的混合物。
至于着色剂的量,着色剂优选占调色剂的1质量%-15质量%、更优选占3质量%-10质量%。
<以母料形式使用的着色剂>
着色剂可与树脂配混以形成母料。
用于制造母料或与母料捏合的粘结剂树脂的实例(除前述改性或未改性的聚酯树脂外)还包括:苯乙烯聚合物,例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯,以及苯乙烯的取代产物的聚合物;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、以及石蜡。这些可单独或组合使用。
<母料的制造方法>
母料可以通过施加高剪切力将用于母料的着色剂和树脂混合和捏合而获得。在这种情况下,可使用有机溶剂以提高着色剂和树脂之间的相互作用。此外,还有利地使用所谓的冲洗法(其中包含着色剂和水的水性膏料与树脂和有机溶剂混合并捏合,从而将着色剂转移至树脂,以除去水和有机溶剂),因为可使用着色剂的湿滤饼而无需以任何方式对其进行改变,因此,无需进行干燥。对于所述混合和捏合,有利地使用高剪切分散设备如三辊磨。
-外部添加剂-
外部添加剂可适宜地选自已知的无机细颗粒和聚合物型细颗粒。外部添加剂的初级颗粒直径优选为5nm-2μm、更优选为5nm-500nm。而且,外部添加剂优选具有20m2/g-500m2/g的BET比表面积。至于所用外部添加剂的比例,外部添加剂优选占调色剂的0.01质量%-5质量%、更优选占0.01质量%-2.0质量%。
无机细颗粒的实例包括下列物质的细颗粒:二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。
聚合物型细颗粒的实例包括:通过分散聚合、悬浮聚合或无皂乳液聚合获得的热固性树脂和缩聚产物(例如尼龙(注册商标)、苯并胍胺、有机硅、丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯和聚苯乙烯)的聚合物颗粒。
这样的流化剂使调色剂颗粒经受表面处理并提高其疏水性,从而有可能防止调色剂颗粒的流动性和带电性发生劣化,即使在高湿度下也是如此。作为表面处理剂的流化剂的适宜实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷化试剂、含有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和改性硅油。
-脱模剂-
为了增强调色剂的定影性和脱模性,调色剂还可包括分散在有机溶剂中的脱模剂。
作为脱模剂,使用这样的材料,当在定影过程中受热时,该材料具有充分低的粘度,而且,该材料在定影部件的表面上不易于溶胀或变得与其它着色树脂颗粒材料相容,这样的材料如蜡或硅油。考虑到着色树脂颗粒本身的储存稳定性,优选使用在正常条件下储存时作为固体存在于调色剂中的蜡。
蜡的实例包括长链烃和含羰基的蜡。长链烃的实例包括:聚烯烃蜡(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡);石油蜡(如石蜡、Sasol蜡和微晶蜡);以及费托蜡。
含羰基的蜡的实例包括:多链烷酸酯(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、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯、和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯);多链烷醇酯(如偏苯三酸三硬脂基酯和马来酸二硬脂基酯);多链烷酸酰胺(如乙二胺二山萮酰胺);多烷基酰胺(如偏苯三酸三硬脂基酰胺);和二烷基酮(如二硬脂基酮)。
在这些蜡中,优选脱模性优异的长链烃。此外,在其中使用长链烃作为脱模剂的情况中,可额外使用含羰基的蜡。脱模剂优选占调色剂的2质量%-25质量%、优选占3质量%-20质量%、甚至更优选占4质量%-15质量%。当脱模剂少于2质量%时,不能有效地改善调色剂的定影性和脱模性。当脱模剂超过25质量%时,调色剂的机械强度可降低。
-电荷控制剂-
如必要的话,调色剂可包含溶解或悬浮于有机溶剂中的电荷控制剂。
电荷控制剂无特别限制且可适当地选自已知的电荷控制剂。电荷控制剂的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、基于氟的活化剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。其具体实例包括:作为苯胺黑染料的BONTRON 03、作为季铵盐的BONTRON P-51、作为含金属的偶氮染料的BONTRON S-34、作为萘酚酸金属络合物的E-82、作为水杨酸金属络合物的E-84、和作为苯酚缩合物的E-89(由Orient Chemical Industries制造);作为季铵盐的钼络合物的TP-302和TP-415(由Hodogaya Chemical Industries制造);作为季铵盐的COPY CHARGE PSY VP2038、作为三苯基甲烷衍生物的COPY BLUE PR、和作为季铵盐的COPY CHARGE NEG VP2036和COPY CHARGE NXVP434(由Hoechst AG制造);作为硼络合物的LRA-901和LR-147(由JapanCarlit Co.,Ltd.制造);铜酞菁、苝、喹吖啶酮、偶氮颜料;和具有官能团如磺酸基、羧基、季铵盐等的聚合物型化合物。
只要电荷控制剂的量能够使其表现出电荷控制剂的性能且不损害调色剂的定影性等,该量就是令人满意的。电荷控制剂优选占调色剂的0.5质量%-5质量%、更优选占0.8质量%-3质量%。
<调色剂的制造方法>
前述调色剂的制造方法无特别限制且可根据预期目的适当选择。该方法的实例包括:已知的湿式造粒法,例如溶解悬浮法、悬浮聚合法和乳液聚集法;以及已知的粉碎方法。在这些方法中,优选溶解悬浮法和乳液聚集法(乳液聚合法),因为调色剂颗粒的直径和形状可易于控制。
在其中通过乳液法或悬浮聚合法获得着色颗粒(其用作芯)的情况中,着色颗粒(其用作芯)通过已知方法获得,然后,在后续步骤中,向该体系中加入树脂细颗粒,以使树脂细颗粒附着或熔融结合在着色颗粒(其用作芯)的表面上。为了促进附着或熔融结合,可进行加热。而且,在促进附着或熔融结合方面,金属盐的加入是有效的。
<树脂细颗粒>
作为本发明中的树脂细颗粒,可使用分散在水性介质中的那些。用于树脂细颗粒的树脂的实例包括乙烯基树脂、聚酯、聚氨酯、聚脲和环氧树脂。在这些树脂中,优选乙烯基树脂,因为可容易地获得分散在水性介质中的树脂细颗粒。获得乙烯基树脂细颗粒的水性分散体的方法的实例包括已知的聚合方法,例如乳液聚集法、悬浮聚合法和分散聚合法。在这些方法中,尤其优选乳液聚集法,因为可易于获得具有适用于本发明的直径的颗粒。
-乙烯基树脂细颗粒-
乙烯基树脂细颗粒包括通过使至少包含苯乙烯单体的单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂。
为了将本发明中的着色细颗粒用作通过带电而起作用的颗粒(例如用于静电潜像显影用调色剂),着色细颗粒的表面优选具有使得其易于表面带电的结构。为了提供这样的结构,具有允许电子如在芳环结构中那样稳定存在的电子轨道的苯乙烯单体占单体混合物的50质量%-100质量%、优选占80质量%-100质量%、更优选占95质量%-100质量%。当苯乙烯单体低于50质量%时,所得着色树脂颗粒的带电性差,且着色树脂颗粒的应用受限。
在此,苯乙烯单体是指具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物。能聚合的官能团的实例包括乙烯基、异丙烯基、烯丙基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
苯乙烯单体的实例包括苯乙烯、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-羧基苯乙烯或其金属盐、4-苯乙烯磺酸或其金属盐、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。在这些苯乙烯单体中,易于获得、反应性优异且带电性高的苯乙烯单体是优选的。
而且,在用于本发明的乙烯基树脂中,酸单体占单体混合物的0质量%-7质量%、优选占0质量%-4质量%。更优选不使用酸单体。当酸单体高于7质量%时,所得的乙烯基树脂细颗粒本身具有高分散稳定性;因此,即使当将这样的乙烯基树脂细颗粒加入至分散液(在该分散液中,油滴分散在水相中)时,所述颗粒在常温下也几乎不能附着或者能附着但易于脱落,因而,所述颗粒易于在例如溶剂去除、洗涤、干燥和外部添加处理的过程中分离。此外,当酸单体占4%或更低时,取决于所得着色树脂颗粒的使用环境的带电性的改变可降低。
在此,酸单体是指具有能聚合的乙烯基官能团和酸基团的化合物。酸基团的实例包括羧基、磺酰基和膦酰基。
酸单体的实例包括含有羧基的乙烯基单体或其盐(例如,(甲基)丙烯酸、马来酸、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、衣康酸二醇单醚、柠康酸、柠康酸单烷基酯、和肉桂酸)、含有磺酸基的乙烯基单体、乙烯基硫酸单酯或其盐、以及含有磷酸基的乙烯基单体或其盐。在这些酸单体中,(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单烷基酯、富马酸和富马酸单烷基酯是尤其优选的。
为了控制与着色颗粒的相容性,具有氧化乙烯(EO)链的单体(例如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、或苯氧基聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯)优选以占单体总量10质量%或更低、更优选5质量%或更低、甚至更优选2质量%或更低的方式使用。当该单体超过10%时,其是不利的,因为带电的环境稳定性由于调色剂表面上的极性基团数量增高而显著降低。而且,其是不利的,因为与着色颗粒的相容性太高,从而凸出部分的埋藏率易于降低。另外,为了控制与着色颗粒的相容性,可同时使用具有酯键的单体,例如,琥珀酸2-丙烯酰氧基乙基酯或2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸。如果使用该单体的话,该单体占单体总量的10质量%或更低、优选占5质量%或更低、更优选占2质量%或更低。当该单体超过10质量%时,其是不利的,因为带电的环境稳定性由于调色剂表面上的极性基团数量增高而显著降低。而且,其是不利的,因为与着色颗粒的相容性太高,从而凸出部分的埋藏率易于降低。
获得乙烯基树脂细颗粒的方法无特别限制且可根据预期目的适当选择。其实例包括以下方法(a)~(f)。
(a)使单体混合物通过聚合反应(例如悬浮聚合、乳液聚合、接种聚合或分散聚合)发生反应,从而制得乙烯基树脂细颗粒的分散液。
(b)使单体混合物预先聚合,使用机械旋转型、喷射型等类型的精细粉碎机粉碎所得树脂,然后,对经粉碎的树脂进行分级,从而制得树脂细颗粒。
(c)使单体混合物预先聚合,将所得树脂溶解在溶剂中,以获得树脂溶液,将该树脂溶液喷雾成细雾形式,从而制得树脂细颗粒。
(d)使单体混合物预先聚合,通过将所得树脂溶解在溶剂中获得树脂溶液,向该树脂溶液中加入溶剂以沉淀树脂细颗粒,然后除去溶剂,或者,通过在加热下将树脂预先溶解在溶剂中获得树脂溶液,冷却该树脂溶液以沉淀树脂细颗粒,然后除去溶剂。以该方式,制得树脂细颗粒。
(e)使单体混合物预先聚合,将所得树脂溶解在溶剂中,以获得树脂溶液,在某种分散剂的存在下将该树脂溶液分散在水性介质中,然后,通过加热、减压等除去溶剂。
(f)使单体混合物预先聚合,将所得树脂溶解在溶剂中,以获得树脂溶液,将某种乳化剂溶解在该树脂溶液中,然后,加入水以进行反相乳化。
在上述方法中,优选方法(a),因为便于进行乙烯基树脂细颗粒的制造且能够以分散液的形式获得乙烯基树脂细颗粒,这能够使乙烯基树脂细颗粒顺利地用于后续步骤。
在上述方法(a)中,当进行聚合反应时,优选采用以下方法:向水性介质中加入分散稳定剂;或者向将要经历聚合反应的单体中加入能够为通过聚合制得的树脂细颗粒赋予分散稳定性的单体(所谓的反应性乳化剂);或者将这两种方法组合以向所制得的乙烯基树脂细颗粒赋予分散稳定性。如果既不使用分散稳定剂又不使用反应性乳化剂,由于以下原因,其是不利的:不能保持颗粒的分散状态,从而,可能无法以细颗粒形式获得乙烯基树脂;所得树脂细颗粒的分散稳定性低,从而,它们的储存稳定性差且因而它们可在储存时聚集;或者,在下文所述的树脂细颗粒附着步骤中,颗粒的分散稳定性降低,从而,易于出现芯颗粒之间的聚集或联合,且作为最终产品获得的着色树脂颗粒的颗粒直径、形状、表面等的均匀性降低。
分散稳定剂的实例包括表面活性剂和无机分散剂。表面活性剂的实例包括:阴离子型表面活性剂,例如,烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;基于胺盐的阳离子型表面活性剂,例如,烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉;基于季铵盐的阳离子型表面活性剂,例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苯甲基铵盐、吡啶
Figure BDA00001815280700201
盐、烷基异喹啉
Figure BDA00001815280700202
盐和苄索氯铵;非离子型表面活性剂,例如,脂肪酸酰胺衍生物和多价醇衍生物;以及两性表面活性剂,例如,丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。无机分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅和羟基磷灰石。
乙烯基树脂的重均分子量优选为3000-300000、更优选为4000-100000、甚至更优选为5000-50000。当重均分子量小于3000时,由于以下原因,其是不利的:乙烯基树脂具有低的机械强度且因而发脆,从而,取决于作为最终产品获得的调色剂的应用以及使用条件,调色剂颗粒表面易于改变;例如,导致在带电性、擦脏(如调色剂颗粒对周围部件的附着)、以及与所得品质相关的问题方面的显著改变。当重均分子量大于300000时,其是不利的,因为乙烯基树脂的分子末端数减少,从而,在乙烯基树脂与芯颗粒之间存在较少的分子链结合且因而乙烯基树脂对芯颗粒的附着能力降低。
而且,乙烯基树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为45°C-100°C、更优选为55°C-90°C、甚至更优选为65°C-80°C。当调色剂储存在高温和高湿环境中时,所述凸出部分中所含的树脂可通过空气中的水分增塑,从而,有可能导致玻璃化转变温度的降低。当输送调色剂或调色剂盒时,诸如40°C和90%RH的高温和高湿环境是可能的;如果所得的调色剂颗粒处于一定压力下,它们可能变形,或者,它们可能彼此粘附,从而,它们可能不能以预期的方式作为颗粒工作;因此,玻璃化转变温度不应低于45°C。而且,当该调色剂用于单组分显影时,玻璃化转变温度不应低于45°C,因为调色剂对摩擦的耐受性可降低。当玻璃化转变温度高于100时,其是不优选的,因为调色剂的定影性劣化。
-油相产生步骤-
为了产生其中树脂、着色剂等溶解或分散于有机溶剂中的油相,优选将所述树脂、着色剂等逐渐加入到有机溶剂中并从而溶解或分散于其中。注意,当将颜料用作着色剂或者加入不易溶解在有机溶剂中的材料(有脱模剂、电荷控制剂等)时,优选在将其加入到有机溶剂中之前降低其颗粒尺寸。
作为母料组分的着色剂的前述使用是有利的方式,且也可对脱模剂和电荷控制剂采取类似的方式。
作为另一方式,存在这样的方法:将着色剂、脱模剂和电荷控制剂以湿式方式分散在有机溶剂(如必要的话加入分散助剂)中,从而获得湿母料。
作为又一方式,在其中将在低于有机溶剂沸点的温度下熔融的材料分散在有机溶剂中的情况下,存在这样的方法:进行加热并同时搅拌有机溶剂(如必要的话加入分散助剂)中的分散质,从而使分散质溶解,然后进行冷却并同时进行搅拌或剪切以引起结晶,从而制得分散质的细小晶体。
对于使用任何前述方法分散的着色剂、脱模剂和电荷控制剂,在将它们与树脂一起溶解或分散在有机溶剂中之后,可对它们进行再分散。对于它们的分散,可使用已知分散设备,例如珠磨机或盘式磨。
-调色剂制造步骤-
为了将油相(其通过前述步骤获得)分散在至少包括表面活性剂的水性介质中并从而制得其中分散有由油相形成的着色颗粒的分散液,可使用已知设备;所述设备的实例包括,但不限于,采用低速剪切、高速剪切、摩擦、高压喷射、或超声波的设备。为了将分散体的颗粒直径调节至2μm-20μm,优选使用采用高速剪切的设备。当使用采用高速剪切的设备时,其旋转速度无特别限制但通常为1000rpm-30000rpm、优选为5000rpm-20000rpm。分散时间无特别限制;在间歇分散的情况中,其通常为0.1分钟-5分钟。当分散进行超过5分钟时,其是不利的,因为可残留不期望的小直径颗粒或者分散体可成为过度分散体(overdispersion),从而使体系变得不稳定且可产生聚集体或粗颗粒。分散期间的温度通常为0°C-40°C、优选为10°C-30°C。当温度高于40°C时,其是不利的,因为分子运动变得活跃,这导致分散稳定性的降低且易于产生聚集体或粗颗粒。当温度低于0°C时,分散体的粘度提高,且分散所需的剪切能量的量提高,从而可存在生产效率的降低。
作为表面活性剂,可使用与在有关树脂细颗粒的制造方法中所提及的任意表面活性剂相同的表面活性剂。为了有效地分散含溶剂的油滴,优选使用具有高HLB值的二磺酸盐。
水性介质中的表面活性剂浓度优选为1质量%-10质量%、更优选为2质量%-8质量%、甚至更优选为3质量%-7质量%。当表面活性剂浓度大于10质量%时,其是不利的,因为油滴尺寸可变得太小或者油滴可变粗(由于通过形成反胶束结构而导致的分散稳定性的降低)。当表面活性剂浓度小于1%时,其是不利的,因为油滴不能稳定地分散且因而油滴可变粗。
-凸出部分的形成方法-
本发明中的凸出部分为提供在调色剂基体表面上的高起部分,且凸出部分的末端往往由于表面张力而具有类似于球的形状。对凸出部分熔融结合的方式无特别限制;例如,凸出部分可各自具有球形,部分凸出部分被埋藏,或者凸出部分可各自具有熔融结合至表面的半球形。
凸出部分的形成方法的实例包括这样的方法,在该方法中,至少包括树脂的树脂细颗粒附着或熔融结合至至少包括粘结剂树脂和着色剂的着色颗粒(其用作芯)。为了有效地进行着色颗粒(其用作芯)与树脂细颗粒之间的附着或熔融结合,优选将这些颗粒分散在水性介质中,其中以受控的方式加入分散稳定剂。
在此,决定凸出部分的形状和均匀性的是水性介质中所存在的表面活性剂的比例、树脂细颗粒的组成、以及熔融结合的时机。
在其中采用溶解悬浮法的情况中,可根据前述方法进行附着或熔融结合。但是,优选的是,在其中通过将着色颗粒(其用作芯)的构成材料溶解或分散在有机溶剂中而制备的油相被分散在水性介质中的状态下,加入树脂细颗粒并使它们附着或熔融结合到油相液滴的表面上,因为树脂细颗粒能够牢固地附着或熔融结合到着色颗粒上。在制造调色剂芯颗粒的过程中加入树脂细颗粒是不利的,因为所得的凸出部分可变粗且不均匀。
在所得的着色颗粒分散液中,芯颗粒的液滴能够在进行搅拌的同时保持以稳定形式存在。在该状态下,倒入树脂细颗粒分散液以附着到着色颗粒上。建议花费30秒或更久来倒入乙烯基树脂细颗粒分散液。当乙烯基树脂细颗粒分散液以小于30秒倒入时,其是不利的,这是因为,由于分散体系的剧烈变化可产生聚集颗粒,或者,乙烯基树脂细颗粒可能未均匀附着。当以长时间(例如超过60分钟)倒入乙烯基树脂细颗粒分散液时,其从生产效率来说是不利的。
为了浓度调节,可在将乙烯基树脂细颗粒分散液倒入芯颗粒分散液中之前,对乙烯基树脂细颗粒分散液进行稀释或浓缩。乙烯基树脂细颗粒在分散液中的浓度优选为5质量%-30质量%、更优选为8质量%-20质量%。当乙烯基树脂细颗粒的浓度小于5质量%时,其是不利的,因为有机溶剂浓度因分散液的倒入而显著变化且因而树脂细颗粒未充分附着。当乙烯基树脂细颗粒的浓度大于30质量%时,其是不利的,因为树脂细颗粒易于不均匀地分散在芯颗粒分散液中且因而树脂细颗粒未均匀附着。
在其中制造油相液滴的情况中,表面活性剂占全部水相的7质量%或更低、优选6质量%或更低、更优选5质量%或更低。当表面活性剂占整个水相的超过7质量%时,其是不利的,因为凸出部分的长边长度的均匀性显著降低。
本发明方法有可能使乙烯基树脂细颗粒以足够的强度附着到芯颗粒上的原因可能如下:当乙烯基树脂细颗粒附着到芯颗粒的液滴上时,芯颗粒可自由变形,从而芯颗粒具有足够的与乙烯基树脂细颗粒接触的表面;且有机溶剂导致乙烯基树脂细颗粒溶胀或溶解于其中,从而乙烯基树脂细颗粒变得更易于粘附在芯颗粒中所含的树脂上。因此,对于前述状态,有机溶剂需要在体系中充分存在。具体地说,在芯颗粒分散液中,有机溶剂的量为50质量%-150质量%、优选为70质量%-125质量%,相对于100质量份固体成分(树脂和着色剂,如必要的话,加有脱模剂、电荷控制剂等)。当有机溶剂的量超过150质量份时,其是不利的,因为在一个制造步骤中获得的着色树脂颗粒的量少,生产效率低,且大量的有机溶剂降低了分散稳定性并从而使得难以进行稳定制造。
乙烯基树脂细颗粒附着到芯颗粒上的温度优选为10°C-60°C、更优选为20°C-45°C。当温度高于60°C时,其是不利的,因为与制造有关的环境负担因制造所需的能量的增多而增加,且乙烯基树脂细颗粒(其酸值低)在液滴表面上的存在使得分散体不稳定,这可能导致产生粗颗粒。当温度低于10°C时,其是不利的,因为分散体粘度提高且树脂细颗粒未充分附着。
树脂细颗粒中所含的树脂优选占整个调色剂的1质量%-20质量%、更优选3质量%-15质量%、甚至更优选5质量%-10质量%。当树脂细颗粒中所含的树脂占低于1质量%时,所获得的效果可能不足。当树脂细颗粒中所含的树脂占超过20质量%时,多余的树脂细颗粒可能不牢固地附着到调色剂芯颗粒上,这导致成膜等。
此外,存在如下方法:对调色剂基体颗粒和树脂细颗粒进行混合并搅拌,从而使树脂细颗粒以机械方式附着至并覆盖调色剂基体颗粒。
<溶剂去除步骤>
为了从所得的着色树脂分散体除去有机溶剂,可以使用如下方法:在搅拌整个体系的同时,逐渐提高温度,并通过蒸发完全除去液滴中的有机溶剂。
或者,可以使用如下方法:将所得的着色树脂分散体在搅拌下喷到干燥气氛中,从而完全除去液滴中的有机溶剂;或者,可以使用如下方法:在搅拌着色树脂分散体的同时,降低压力,并通过蒸发除去有机溶剂。后两种方法能够与前一种方法组合使用。
作为向其中喷入乳化分散体的干燥气氛,通常使用的是通过加热空气、氮气、二氧化碳、燃烧气体等而获得的气体,特别是加热至大于或等于所用最高沸点溶剂的沸点的温度的气流。使用喷雾干燥器、带式干燥器、回转窑等的短时间处理有可能实现所需的品质。
<陈化步骤>
在其中加入末端具有异氰酸酯基团的改性树脂的情况中,可进行陈化步骤以促进异氰酸酯基团的扩链和/或交联反应。陈化时间通常为10分钟-40小时、优选为2小时-24小时。反应温度通常为0°C-65°C、优选为35°C-50°C。
<洗涤步骤>
除着色树脂颗粒外,如前所述获得的着色树脂颗粒的分散液还包含副材料(sub-material),例如表面活性剂、分散剂等。因此,进行洗涤以从这些组分中移除仅着色树脂颗粒。着色树脂颗粒的洗涤方法的实例包括,但不限于,离心分离法、减压过滤法和压滤法。可以通过任意这些方法获得着色树脂颗粒的滤饼。如果不能在一次操作中充分进行洗涤,可以重复以下步骤:将所得滤饼再分散在水性溶剂中以产生浆料,然后,通过任意前述方法,从该浆料中移除着色树脂颗粒。此外,在其中通过减压过滤法或压滤法进行洗涤的情况中,可通过使水性溶剂穿过滤饼,洗掉着色树脂颗粒所保持的副材料。用于洗涤的水性溶剂为水或通过将水与醇(如甲醇或乙醇)混合而获得的混合溶剂,考虑到成本以及由排放处理等施加的环境负担,优选使用水。
<干燥步骤>
经由洗涤获得的着色树脂颗粒以大的程度保持了水性溶剂。因此,进行干燥以除去水性溶剂,从而能够获得仅着色树脂颗粒。对于所述干燥,可使用干燥器,例如喷雾干燥器、真空冷冻干燥器、减压干燥器、固定柜式干燥器、可移动的柜式干燥器、流化床干燥器、旋转干燥器或搅拌干燥器。优选对着色树脂颗粒进行干燥直至它们的含水量最终变得低于1质量%。此外,已经干燥的着色树脂颗粒将处于软絮凝的状态;如果这在实际使用中导致问题,可使用装置(如喷射磨、亨舍尔混合机、超级混合机、咖啡磨、Oster共混机或食品加工机)对着色树脂颗粒进行粉碎以消除所述软絮凝的状态。
-调色剂的颗粒直径-
为了使本发明调色剂均匀且充分地带电,调色剂的体均颗粒直径优选为3μm-9μm、更优选为4μm-8μm、甚至更优选为4μm-7μm。当体均颗粒直径小于3μm时,其是不利的,因为调色剂的附着力相对提高且因而借助于电场的调色剂可操作性劣化。当体均颗粒直径大于9μm时,图像品质(例如细线的可再现性)可降低。
此外,由“体均颗粒直径/数均颗粒直径”表示的调色剂的体均颗粒直径与调色剂的数均颗粒直径之比优选为1.25或更小、更优选为1.20或更低、甚至更优选为1.17或更低。当该比值(体均颗粒直径/数均颗粒直径)大于1.25时,调色剂颗粒直径的均匀性差且因而凸出部分的尺寸易于变化。此外,在重复使用的过程中,大直径的调色剂颗粒比其它调色剂颗粒消耗得多,或者,在一些情况中,小直径的调色剂颗粒比其它调色剂颗粒消耗得多,而且,显影设备中所残留的调色剂的平均颗粒直径改变,从而,用于使所述残留调色剂显影的最佳条件发生偏离。因此,容易出现例如带电失败、所输送的调色剂量的过度增多或减小、调色剂堵塞以及调色剂溢出的现象。
作为用于测量调色剂粒度分布的测量装置,例如,可使用COULTERCOUNTER TA-II、COULTER MULTISIZER II(这两者均由Coulter Corporation制造)等。下面说明测量粒度分布的方法。
首先,将0.1mL~5ml表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为分散剂加入到100mL~150ml的电解水溶液中。在此,所述电解水溶液是使用一级氯化钠制备的约1%的NaCl水溶液;例如,可使用ISOTON-II(Coulter Corporation制)作为所述电解水溶液。随后,加入2mg-20mg测量样品。使用超声分散装置,对其中悬浮有所述样品的电解水溶液进行1分钟-3分钟的分散处理。然后,借助于所述测量装置(其中采用100μm孔),测量调色剂(调色剂颗粒)的体积和数量,并计算体积分布和数量分布。可由所得分布计算调色剂的体均颗粒直径和数均颗粒直径。
作为通道,使用以下13个通道:2.00μm或更大、但小于2.52μm的通道;2.52μm或更大、但小于3.17μm的通道;3.17μm或更大、但小于4.00μm的通道;4.00μm或更大、但小于5.04μm的通道;5.04μm或更大、但小于6.35μm的通道;6.35μm或更大、但小于8.00μm的通道;8.00μm或更大、但小于10.08μm的通道;10.08μm或更大、但小于12.70μm的通道;12.70μm或更大、但小于16.00μm的通道;16.00μm或更大、但小于20.20μm的通道;20.20μm或更大、但小于25.40μm的通道;25.40μm或更大、但小于32.00μm的通道;32.00μm或更大、但小于40.30μm的通道。直径等于或大于2.00μm、但小于40.30μm的颗粒是目标。
-调色剂的形状-
调色剂的平均圆度优选为0.93或更大、更优选为0.95或更高、甚至更优选为0.97或更高。当调色剂具有小于0.93的平均圆度时,调色剂的流动性低,从而易于出现与显影有关的问题且存在转印效率的降低。
调色剂的平均圆度例如使用流动型颗粒图像分析仪FPIA-2000测量。以下为具体测量方法:向100mL-150mL的已经预先从其中除去固体杂质的水(置于容器中),加入0.1mL-0.5mL的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为分散剂;然后,加入约0.1g~约0.5g的测量样品。使用超声分散装置,对其中分散有所述样品的悬浮液进行1分钟~3分钟的分散处理,通过所述分析仪测量调色剂(调色剂颗粒)的形状和分布,调节分散液的浓度以使调色剂颗粒的数量为3000个/μL-10000个/μL,并由此获得平均圆度。
在其中调色剂通过湿式造粒法制造的情况中,用于调色剂的离子性构成材料以不均匀的方式分布在表面附近,因而,调色剂表层的电阻相对低。结果,调色剂的带电速率提高,而且,调色剂颗粒在带电时的上升(rising)能力改善,但是,存在调色剂的电荷持续性差或者调色剂的电荷量易于快速减少的问题。为了纠正该问题,存在例如将表面改性材料负载在调色剂表面上的方法。
-乙烯基树脂细颗粒的颗粒直径测量-
可使用例如UPA-150EX(NIKKISO CO.,LTD.制)测量乙烯基树脂细颗粒的颗粒直径。
树脂细颗粒的颗粒直径优选为50nm-200nm、更优选为80nm-160nm、甚至更优选为100nm-140nm。当颗粒直径小于50nm时,其是不利的,因为难以在调色剂表面上形成尺寸足够大的凸出部分。当颗粒直径大于200nm时,其是不利的,因为凸出部分容易不均匀。
(处理盒)
本发明调色剂可适用于本发明处理盒中。
本发明处理盒包括潜像承载部件和显影单元,所述显影单元配置成使用所述调色剂对形成在潜像承载部件上的静电潜像进行显影,从而形成可视图像。
本发明调色剂可用于装配有处理盒的成像装置,所述处理盒示于例如图4中。
图4中所示的处理盒包括静电潜像承载部件3K、带电单元7K、带电部件10K、以及显影单元40K,其中,所述带电部件10K配置成在将图像从静电潜像承载部件转印至后续步骤中的部件之后使残留在静电潜像承载部件表面上的调色剂再带电。该处理盒构造成能够可拆卸地安装至成像装置如复印机或印刷机的主体。
在此,对处理盒的操作进行说明。静电潜像承载部件3K以预定的圆周速度驱动旋转。当静电潜像承载部件3K旋转时,通过带电单元7K在预定电位下以均匀的方式使静电潜像承载部件3K的圆周表面带正电或负电;随后,当收到从图像曝光单元(例如采用狭缝曝光、激光束扫描曝光等的单元)发出的图像曝光光线L时,在静电潜像承载部件3K的表面上顺序形成静电潜像,然后,通过显影单元40K用调色剂使所形成的静电潜像显影,并且,将该显影的图像(调色剂图像)通过转印单元66K顺序转印到转印目标材料61,所述转印目标材料61是与静电潜像承载部件3K的旋转同步地从供纸单元(未示出)供给到静电潜像承载部件3K和转印单元66K之间的部分的。
然后,使其上已转印有所述图像的转印目标材料61与静电潜像承载部件的表面分离,并将其引入到图像定影单元以使图像定影到其上,随后将具有定影图像的转印目标材料61作为复印件或印刷件印出至所述装置的外部。
在图像转印后的静电潜像承载部件3K的表面上,通过带电部件10K使尚未转印的残留调色剂再带电,所述带电部件10K包括弹性部分8K和导电片9K(由导电材料形成),且所述带电部件10K配置成在将图像从静电潜像承载部件转印至后续步骤中的部件之后使残留在静电潜像承载部件表面上的调色剂再带电。然后,使调色剂通过静电潜像承载部件的带电部分,在显影步骤中收集调色剂,并再次将其用于成像。
显影单元40K包括外壳41K和显影辊42K,显影辊42K的圆周表面部分地从设置在外壳41K中的开口暴露。
对于用作显影剂承载部件的显影辊42K,使从显影辊42K的两端相对于长度方向伸出的轴以可旋转的方式被各自的轴承(未示出)支撑。
外壳41K容纳了K调色剂,并通过旋转驱动的搅拌器43K,从图中的右侧向左侧输送K调色剂。
在搅拌器43K的左侧(在图中),设置了通过驱动单元(未示出)以逆时针方向(在图中)旋转驱动的调色剂供给辊44K。该调色剂供给辊44K的辊部分由弹性发泡材料(如海绵)制得,且因而有利于接收从搅拌器43K送来的K调色剂。
然后,将如上文所述接收的K调色剂通过调色剂供给辊44K与显影辊42K之间的接触部分供给至显影辊42K。
随着显影辊42K以逆时针方向(在图中)旋转驱动,当用作显影剂承载部件的显影辊42K的表面上所承载的K调色剂经过其与调节刮板45K接触的位置时,该K调色剂的层厚度得以调节,并使其有效地进行摩擦带电。其后,将K调色剂输送至面对静电潜像承载部件(光电导体)3K的显影区。
<带电部件>
考虑到调色剂的附着,配置成在将图像从静电潜像承载部件转印至后续步骤中的部件之后使残留在静电潜像承载部件表面上的调色剂再带电的带电部件优选是导电的,因为,如果带电部件绝缘,调色剂将由于电荷的增多而附着到带电部件上。
带电部件优选为由选自尼龙、PTFE、PVDF和氨基甲酸酯的材料制得的片材。考虑到调色剂的带电性,在这些材料中,尤其优选PTFE和PVDF。
带电部件优选具有102Ω/sq.-108Ω/sq.的表面电阻和101Ω/sq.-106Ω/sq.的体积电阻。
带电部件优选为辊、刷、片等的形状。考虑到所附调色剂的脱模性,带电部件尤其优选为片的形状。
考虑到调色剂的带电,施加至带电部件的电压优选为-1.4kV~0kV。
在其中带电部件为导电片的形式的情况中,带电部件的厚度优选为0.05mm-0.5mm(考虑到带电部件与静电潜像承载部件之间的接触压力)。
而且,考虑到当使调色剂带电时带电部件与静电潜像承载部件之间的接触时间长度,(其中带电部件与静电潜像承载部件接触的)辊隙宽度优选为1mm-10mm。
(成像装置和成像方法)
本发明的成像装置包括:潜像承载部件,其配置成承载潜像;带电单元,其配置成使所述潜像承载部件的表面均匀带电;曝光单元,其配置成使所述潜像承载部件的所述带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;显影单元,其配置成向形成在所述潜像承载部件的所述表面上的所述静电潜像供给调色剂,以便使所述静电潜像显影并从而形成可视图像;转印单元,其配置成将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;以及定影单元,其配置成使所述转印目标物上的所述可视图像定影。如必要的话,该成像装置可进一步包括适当选择的其它单元,例如电荷消除单元、清洁单元、回收单元、控制单元等。
本发明的成像方法包括如下步骤:使潜像承载部件的表面均匀带电;使所述潜像承载部件的所述带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;借助于显影剂层调节部件,在显影剂承载部件上形成预定厚度的显影剂层,并使用所述显影剂层,使形成在潜像承载部件表面上的静电潜像显影,从而形成可视图像;将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;并使所述转印目标物上的所述可视图像定影。注意,该成像方法可不包括全部这些步骤。如必要的话,该成像方法可进一步包括适当选择的其它步骤,例如电荷消除步骤、清洁步骤、回收步骤、控制步骤等。
静电潜像可例如通过如下形成:借助于带电单元,使潜像承载部件的表面均匀带电,然后,借助于曝光单元,以成像方式对该表面进行曝光。
通过显影的可视图像形成具体如下:在用作显影剂承载部件的显影辊上形成调色剂层,输送显影辊上的调色剂层以接触用作潜像承载部件的光电导体鼓,从而,使光电导体鼓上的静电潜像显影,并由此形成可视图像。
通过搅拌单元搅拌调色剂,并以机械方式将调色剂供给至显影剂供给部件。
供给自显影剂供给部件并然后沉积在显影剂承载部件上的调色剂通过经过以与显影剂承载部件表面接触的方式设置的显影剂层调节部件而形成为均匀薄层并带电。
通过借助于显影单元使带电调色剂附着到形成在潜像承载部件上的静电潜像,使形成在潜像承载部件上的静电潜像在显影区中显影,并从而形成调色剂图像(可视图像)。
通过使用转印带电器使潜像承载部件带电,使潜像承载部件(光电导体)上的可视图像能够进行转印,这可通过转印单元有利地进行。
使用定影设备(定影单元),对转印至记录介质(转印目标物)的可视图像进行定影。在将每种颜色的调色剂转印至记录介质时,它们可分别进行定影。或者,每种颜色的调色剂可以层叠状态同时定影。
定影设备无特别限制且可根据预期目的适当选择。优选使用已知的加热和加压单元。
加热和加压单元的实例包括: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。
通常,优选的是,通过加热和加压单元进行加热时的温度为80°C-200°C。
接下来,将参考附图,对根据本发明实施方案的成像装置(印刷机)的基本结构进行更详细的说明。
图5是显示了根据本发明实施方案的成像装置结构的示意图。
在此,说明了其中成像装置用作电子照相成像装置的实施方案。
成像装置使用四种颜色的调色剂(即,黄色(在下文中示为“Y”)、青色(在下文中示为“C”)、品红色(在下文中示为“M”)和黑色(在下文中示为“K”))形成彩色图像。
首先,对包括多个潜像承载部件的成像装置(串联型成像装置)的基本结构进行说明,其中,所述潜像承载部件沿表面移动部件的移动方向排列。
该成像装置包括四个作为潜像承载部件的光电导体(即1Y、1C、1M和1K)。注意,尽管在此使用鼓状光电导体作为实例,但是,可替换使用带状光电导体。
光电导体1Y、1C、1M和1K以图中箭头方向旋转驱动,与用作表面移动部件的中间转印带10接触。
通过在相对薄的圆柱形导电基材上形成光敏层,并进一步在光敏层上形成保护层,分别制得光电导体1Y、1C、1M和1K。此外,可在光敏层和保护层之间设置中间层。
图6是显示了其中设置有光电导体的成像部分2的结构的示意图。
注意,由于光电导体1Y、1C、1M和1K的结构以及它们各自在成像部分2Y、2C、2M和2K中的环境是相同的,因而,图中仅示出了一个成像部分2,忽略表示颜色差异的符号Y、C、M和K。
围绕光电导体1,相对于光电导体1的表面移动方向,以所述顺序设置下列部件:作为带电单元的带电设备3;作为显影单元的显影设备5;作为转印单元的转印设备6,其配置成将光电导体1上的调色剂图像转印至记录介质或中间转印带10;以及清洁设备7,其配置成除去光电导体1上的未转印的调色剂。
在带电设备3和显影设备5之间存在间隙,形成该间隙以使从曝光设备4(其用作曝光单元,配置成使光电导体1的带电表面基于图像数据曝光,以便在光电导体1的表面上写入静电潜像)发出的光能够穿过并到达远至光电导体1。
带电设备3使光电导体1的表面带电,从而使表面具有负极性。
本实施方案中的带电设备3包括用作带电部件的带电辊,其根据所谓的接触或接近带电法实施带电。
具体地说,通过使带电辊以接触或接近光电导体1的表面的方式放置,并向带电辊施加负极性的偏压,该带电设备3使光电导体1的表面带电。
向带电辊施加使光电导体1具有-500V表面电位的直流带电偏压。
此外,还可使用通过向直流电偏压叠加交流电偏压而产生的带电偏压。
带电设备3可设置有用于清洁带电辊表面的清洁刷。
此外,对于带电设备3,可围绕带电辊的圆周表面的两端(相对于轴向)缠绕薄膜,且该膜可以接触光电导体1的表面的方式放置。
在该结构中,带电辊的表面与光电导体1的表面彼此非常接近,它们之间的距离等于所述膜的厚度。因此,通过施加到带电辊上的带电偏压,在带电辊的表面和光电导体1的表面之间产生放电,且借助于该放电,使光电导体1的表面带电。
通过曝光设备4,使如此带电的光电导体1的表面曝光,并在光电导体1的表面上形成对应于每种颜色的静电潜像。
该曝光设备4根据(对应于每种颜色的)图像信息在光电导体1的表面上写入(对应于每种颜色的)静电潜像。
注意,尽管本实施方案中的曝光设备4为激光型曝光设备,但是,也可采用其它类型的曝光设备,所述其它类型的曝光设备包括LED阵列和成像单元。
通过显影剂供给辊5b输送从调色剂瓶31Y、31C、31M和31K供给至显影设备5中的每种调色剂,然后,使所述调色剂承载在显影辊5a上。
使该显影辊5a向面对光电导体1的区域(显影区)传送。
在显影区中,显影辊5a的表面以比光电导体1的表面更高的线速度沿与光电导体1的表面相同的方向移动。
然后,将显影辊5a上的调色剂以与光电导体1的表面摩擦的方式供给到光电导体1的表面上。此时,从电源(未示出)将-300V的显影偏压施加至显影辊5a,从而在显影区中形成显影电场。
在光电导体1上的静电潜像与显影辊5a之间,朝向静电潜像的静电力作用于承载在显影辊5a上的调色剂。
从而,使显影辊5a上的调色剂附着至光电导体1上的静电潜像。通过该附着,将光电导体1上的静电潜像显影为对应于每种颜色的调色剂图像。
转印设备6中的中间转印带10通过三个支撑辊11、12和13支撑并配置成在图中的箭头方向以环形方式移动。
通过静电转印法,将光电导体1Y、1C、1M和1K上的调色剂图像转印到该中间转印带10上,以使调色剂图像彼此叠加。
静电转印法可采用具有转印带电器的结构。但是,在该实施方案中,采用具有一次转印辊14的结构,其导致较少的转印调色剂飞散。
具体地说,将各自用作转印设备6的组件的一次转印辊14Y、14C、14M和14K置于中间转印带10的与光电导体1Y、1C、1M和1K接触的部分的相对侧。
在此,中间转印带10被一次转印辊14Y、14C、14M和14K挤压的部分与光电导体1Y、1C、1M和1K构成各自的一次转印辊隙部分。
当将光电导体1Y、1C、1M和1K上的调色剂图像转印至中间转印带10上时,向每个一次转印辊14上施加正极性偏压。
从而,在每个一次转印辊隙部分处形成转印电场,且使光电导体1Y、1C、1M和1K上的调色剂图像静电附着到中间转印带10上并由此转印。
在中间转印带10附近设置用于除去残留在中间转印带10表面上的调色剂的带清洁设备15。
该带清洁设备15使用毛刷或清洁刮板,其被配置成收集附着在中间转印带10表面上的多余调色剂。
顺便说下,所收集的多余调色剂通过输送单元(未示出)从带清洁设备15内输送至废调色剂罐(未示出)。
在中间转印带10由支撑辊13支撑的部分处,以与中间转印带10接触的方式设置二次转印辊16。
在中间转印带10和二次转印辊16之间形成二次转印辊隙部分,且在预定时刻,将作为记录介质的转印纸送至该二次转印辊隙部分。
该转印纸储存在位于曝光设备4之下(在图5中)的供纸盒20中,然后,通过供纸辊21、配准辊对22等,将转印纸转移至二次转印辊隙部分。
在该二次转印辊隙部分处,将在中间转印带10上彼此叠加的调色剂图像同时转印到转印纸上。
在该二次转印时,向二次转印辊16施加正极性偏压,且借助于通过施加该偏压而形成的转印电场,将中间转印带10上的调色剂图像转印到转印纸上。
用作定影单元的热定影设备23置于相对于转印纸输送方向的二次转印辊隙部分的下游侧上。
该热定影设备23包括:具有结合于其中的加热器的加热辊23a;以及用于施加压力的加压辊23b。
已经通过二次转印辊隙部分的转印纸夹在这些辊之间接收热和压力。这导致转印纸上的调色剂熔融,且调色剂图像定影至转印纸。其上已经定影了调色剂图像的转印纸通过纸张排放辊24排放到位于所述装置上表面上的纸张排放托盘上。
对于显影设备5,用作显影剂承载部件的显影辊5a从显影设备5的外壳的开口部分暴露。
而且,在该实施方案中,使用不含载体的单组分显影剂。
显影设备5接收供给自调色剂瓶31Y、31C、31M和31K(示于图5中)的每种调色剂,并将其储存于其中。
这些调色剂瓶31Y、31C、31M和31K能够可拆卸地安装至成像装置的主体,以使它们能够单独替换。
由于这样的结构,因而,当任何调色剂用尽时,可替换调色剂瓶31Y、31C、31M和31K中的相应调色剂瓶。因此,当任何调色剂用尽时,可继续使用除了相应调色剂瓶外的其寿命还未终结的组件,从而用户可节约成本。
图7是显示了图6中所示显影设备5的结构的示意图。
在通过显影剂供给辊5b搅拌的同时,将容纳于显影剂储存容器中的显影剂(调色剂)输送至形成于显影辊5a(其用作显影剂承载部件,配置成在其表面上承载待供给至光电导体1的显影剂)与显影剂供给辊5b(其用作显影剂供给部件)之间的辊隙部分。此时,显影剂供给辊5b和显影辊5a在辊隙部分处彼此反向(逆方向)旋转。
通过以接触显影辊5a的方式设置的调节刮板5c(其用作显影剂层调节部件),调节显影辊5a上的调色剂量,并从而在显影辊5a上形成调色剂薄层。
此外,在显影剂供给辊5b与显影辊5a之间的辊隙部分处以及在调节刮板5c与显影辊5a之间的部分处,对调色剂进行摩擦,并对其进行控制以具有适当的电荷量。
图8是显示了处理盒结构的示意图。“49A”表示显影剂储存容器。
本发明显影剂能够例如用于设置有图8中所示处理盒50A的成像装置。
在本发明中,在诸如静电潜像承载部件、静电潜像带电单元和显影单元的组件中,多个部件构成作为处理盒的单一单元,且该处理盒构造成能够可拆卸地安装至成像装置如复印机或印刷机的主体。
图8中所示的处理盒包括静电潜像承载部件、静电潜像带电单元、以及图7中所说明的显影单元。
实施例
下面说明本发明的实施例。然而,应当注意,本发明的范围不限于这些实施例。在所述实施例中,术语“份”是指“质量份”,且所用的与浓度有关的符号“%”是指“质量%”。
<调色剂的粒度分布>
作为用于测量调色剂粒度分布的测量装置,例如,可使用COULTERCOUNTER TA-II、COULTER MULTISIZER II(这两者均由Coulter Corporation制造)等。下面说明测量粒度分布的方法。
首先,将0.1mL~5ml表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为分散剂加入到100mL~150ml的电解水溶液中。在此,所述电解水溶液是使用一级氯化钠制备的约1%的NaCl水溶液;具体地说,使用ISOTON-II(Coulter Corporation制)作为所述电解水溶液。随后,加入2mg-20mg测量样品。使用超声分散装置,对其中悬浮有所述样品的电解水溶液进行1分钟-3分钟的分散处理。然后,借助于所述测量装置(其中采用100μm孔),测量调色剂(调色剂颗粒)的体积和数量,并计算体积分布和数量分布。由所得分布计算调色剂的体均颗粒直径和数均颗粒直径。
作为通道,使用以下13个通道:2.00μm或更大、但小于2.52μm的通道;2.52μm或更大、但小于3.17μm的通道;3.17μm或更大、但小于4.00μm的通道;4.00μm或更大、但小于5.04μm的通道;5.04μm或更大、但小于6.35μm的通道;6.35μm或更大、但小于8.00μm的通道;8.00μm或更大、但小于10.08μm的通道;10.08μm或更大、但小于12.70μm的通道;12.70μm或更大、但小于16.00μm的通道;16.00μm或更大、但小于20.20μm的通道;20.20μm或更大、但小于25.40μm的通道;25.40μm或更大、但小于32.00μm的通道;32.00μm或更大、但小于40.30μm的通道。直径等于或大于2.00μm、但小于40.30μm的颗粒是目标。
<平均圆度>
作为调色剂颗粒形状的测量方法,采用光学感应区法是适当的,在光学感应区法中,使含颗粒的悬浮液穿过平板上的成像单元的感应区,而且,使用CCD照相机光学感应颗粒的图像,并对其进行分析。将通过(该方法中获得的)相等投影面积的等效圆的圆周长度除以实际颗粒的圆周长度获得的值定义为平均圆度。
使用流动型颗粒图像分析仪FPIA-2000测量该值作为平均圆度。以下为具体测量方法:向100mL-150mL的已经预先从其中除去固体杂质的水(置于容器中),加入0.1mL-0.5mL的表面活性剂(烷基苯磺酸盐)作为分散剂;然后,加入约0.1g~约0.5g的测量样品。使用超声分散装置,对其中分散有所述样品的悬浮液进行1分钟~3分钟的分散处理,借助于所述分析仪测量调色剂(调色剂颗粒)的形状和分布,调节分散液的浓度以使调色剂颗粒的数量为3000个/μL-10000个/μL,并由此获得平均圆度。
<树脂细颗粒的体均颗粒直径>
可使用Nanotrac Particle Size Measuring Apparatus (UPA-EX150,NIKKISO CO.,LTD.制;动态光散射法/激光多普勒法)测量树脂细颗粒的体均颗粒直径。以下为具体测量方法:将其中悬浮有树脂细颗粒的分散液的浓度调节至测量浓度范围,并进行所述测量;此时,使用分散液的仅分散溶剂预先进行背景测量。该测量方法能够测量覆盖几十纳米至几微米的范围的体均颗粒直径,本发明中所用的树脂细颗粒的体均颗粒直径属于该范围。
<分子量>
在以下条件下,通过正常的GPC(凝胶渗透色谱法)测量所用的聚酯树脂、乙烯基共聚物树脂等的分子量。
●装置:HLC-8220GPC(TOSOH CORPORATION制)
●柱:TSK GEL SUPER HZM-M×3
●温度:40°C
●溶剂:THF(四氢呋喃)
●流速:0.35mL/分钟
●样品:注入0.01mL的浓度为0.05%-0.6%的样品。
基于在上述条件下测量的调色剂树脂的分子量分布,使用以单分散聚苯乙烯标准样品制作的分子量校正曲线,计算重均分子量(Mw)。对于这些单分散聚苯乙烯标准样品,使用分别具有以下分子量的10个样品:5.8×100、1.085×10000、5.95×10000、3.2×100000、2.56×1000000、2.93×1000、2.85×10000、1.48×100000、8.417×100000和7.5×1000000。
<玻璃化转变温度(Tg)和吸热量>
使用差示扫描量热仪(DSC-6220R,Seiko Instruments Inc.制)测量所用的聚酯树脂、乙烯基共聚物树脂等的玻璃化转变温度。
首先,以10°C/分钟的升温速率,将样品从室温加热至150°C。其后,在150°C下放置该样品10分钟,然后,将其冷却至室温并随后放置10分钟。在此之后,以10°C/分钟的升温速率,将该样品再次加热至150°C,并进行DSC测量。使用所述差示扫描量热仪中的分析系统,基于基线与Tg附近的吸热曲线的切线的交点,计算所述样品的Tg。
而且,脱模剂、结晶树脂等的吸热量和熔点能够类似测得。通过计算测得的吸热峰的峰面积,测量样品的吸热量。通常,调色剂内所用的脱模剂在低于调色剂定影温度的温度下熔融,且该熔融期间产生的熔融热显示为吸热峰。取决于脱模剂,不但产生熔融热,还产生转变热(由于相对于固相的相变);在本发明中,将熔融热和转变热的总吸收量定义为熔融热的吸收量。
<固体成分浓度的测量>
如下测量油相的固体成分浓度。
在30秒内,将约2g油相置于其质量已使用天平精确测量的铝盘(约1g-约3g)上,并使用天平精确测量置于其上的油相质量。将该具有所述油相的铝盘置于烘箱(150°C)中1小时,并使溶剂蒸发。其后,从烘箱中移出该具有所述油相的铝盘,然后静置并从而冷却,并使用电子天平测量铝盘和油相固体成分的总质量。通过从铝盘和油相固体成分的总质量减去铝盘的质量算得油相固体成分的质量,并通过油相固体成分的质量除以置于铝盘上的油相的质量算得油相的固体成分浓度。油相的溶剂与固体成分的量比为通过如下获得的值:(溶剂的质量)值(其通过从油相的质量减去油相固体成分的质量而获得)/油相固体成分的质量。
<酸值测量>
根据JIS K1557-1970测量树脂的酸值。以下为具体测量方法。
使用天平,将作为粉碎产品的样品的量调节至约2g(W(g))。
将该样品倒入200mL锥形瓶中,然后加入甲苯与乙醇(甲苯:乙醇之比为2:1)的100mL混合溶液。使该样品在该混合溶液中溶解5小时,然后加入酚酞溶液作为指示剂。
使用0.1N氢氧化钾醇溶液,以滴定管滴定如前所述获得的溶液。此时的KOH溶液的量表示为S(mL)。进行空白试验,且此时的KOH溶液的量表示为B(mL)。
由以下方程式计算酸值。
酸值=[(S-B)×f×5.61]/W
(f:KOH溶液的系数)
-凸出部分的长边和凸出部分的覆盖率-
使用扫描电子显微镜(SEM)观察调色剂,而且,基于所获得的SEM图像,计算凸出部分的长边长度以及相对于调色剂表面的凸出部分覆盖率。
参考图1,下面说明实施例中提及的凸出部分的长边长度和凸出部分覆盖率的计算方法。
<覆盖率>
(1)测量与调色剂颗粒相切的两条平行线之间的最短距离,其中,切点分别以A和B表示。
(2)基于其直径等于线段AO(O表示线段AB的中心点)的长度的圆的面积且基于存在于该圆中的凸出部分的面积,计算相对于调色剂表面的凸出部分覆盖率。
(3)如上所述计算100个或更多个调色剂颗粒的凸出部分覆盖率,然后计算平均值。
<凸出部分长边的平均长度>
(1)所述凸出部分的长边的平均长度通过如下测定:对于100个或更多个调色剂颗粒,测量100个或更多个凸出部分的长边长度,然后计算平均值。
在实施例中,选取100个调色剂颗粒,测量每个调色剂颗粒的一个凸出部分的长边长度,而且,对于所选取的那些100个调色剂颗粒进行该测量。
(2)使用Image Analysis Type Particle Size Distribution Measuring Software“MAC-VIEW”(Mountech Co.,Ltd.制)来测量凸出部分的面积和凸出部分的长边长度。
<树脂分散体1的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.6份过硫酸钾溶于104份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加200份苯乙烯单体与4.2份正辛硫醇的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体1(其体均颗粒直径为135nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体1,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有8300的数均分子量、16900的重均分子量和83°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体2的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.6份过硫酸钾溶于104份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加170份苯乙烯单体、30份丙烯酸丁酯和4.2份正辛硫醇的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体2(其体均颗粒直径为135nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体2,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有8600的数均分子量、17300的重均分子量和55°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体3的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.7份过硫酸钾溶于108份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加160份苯乙烯单体与40份甲基丙烯酸甲酯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体3(其体均颗粒直径为100nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体3,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有60000的数均分子量、215500的重均分子量和99°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体4的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.5份过硫酸钾溶于98份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加160份苯乙烯单体与40份化合物1的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体4(其体均颗粒直径为115nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体4,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有98400的数均分子量、421900的重均分子量和70°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体5的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.7份过硫酸钾溶于108份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加160份苯乙烯单体与40份甲基丙烯酸甲酯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体5(其体均颗粒直径为100nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体5,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有60000的数均分子量、215500的重均分子量和99°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体6的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.5份过硫酸钾溶于101份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加170份苯乙烯单体与30份丙烯酸丁酯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体6(其体均颗粒直径为113nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体6,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有68700的数均分子量、317600的重均分子量和75°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体7的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.6份过硫酸钾溶于102份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加184.6份苯乙烯单体、15份丙烯酸丁酯和0.5份二乙烯基苯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体7(其体均颗粒直径为79nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体7,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有33900的数均分子量、160800的重均分子量和87°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体8的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.5份过硫酸钾溶于101份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加169份苯乙烯单体、30份丙烯酸丁酯和1份二乙烯基苯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体8(其体均颗粒直径为100nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体8,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有31300的数均分子量、88300的重均分子量和75°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体9的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.6份过硫酸钾溶于104份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加200份苯乙烯单体与14份正辛硫醇的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体9(其体均颗粒直径为143nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体9,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有2700的数均分子量、6100的重均分子量和44°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体10的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.6份过硫酸钾溶于104份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加200份苯乙烯单体,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体10(其体均颗粒直径为100nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体10,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有61700的数均分子量、215200的重均分子量和101°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体11的制造方法>
使用聚酯树脂分散体RTP-2(TOYOBO CO.,LTD.制)。
<树脂分散体12的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.5份过硫酸钾溶于98份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加130份苯乙烯单体与70份化合物1的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体12(其体均颗粒直径为115nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体12,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有87600的数均分子量、391700的重均分子量和48°C的玻璃化转变温度(Tg)。
<树脂分散体13的制造方法>
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入0.7份十二烷基硫酸钠和498份离子交换水。在搅拌下,使十二烷基硫酸钠溶于离子交换水中,升温至80°C,然后加入其中2.8份过硫酸钾溶于111份离子交换水中的溶液。15分钟后,以90分钟滴加130份苯乙烯单体与70份甲基丙烯酸甲酯的单体混合溶液,然后,保持温度为80°C,进行聚合反应60分钟。
其后,进行冷却,并由此获得白色树脂分散体13(其体均颗粒直径为122nm)。在皮氏培养皿中放置两毫升树脂分散体13,然后,使分散介质蒸发,并由此获得干物质。该干物质具有61900的数均分子量、183500的重均分子量和99°C的玻璃化转变温度(Tg)。
[聚合调色剂的制造方法]
<非晶聚酯的合成>
(聚酯1)
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入229份双酚A的环氧乙烷(2mol)加合物、529份双酚A的环氧丙烷(3mol)加合物、208份对苯二甲酸、46份己二酸和2份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和230°C下共同反应8小时,然后,在10mmHg-15mmHg的减压下进一步共同反应5小时。其后,向反应容器中倒入44份偏苯三酸酐,然后,使所述成分在常压和180°C下共同反应2小时,并由此合成聚酯1。聚酯1具有2500的数均分子量、6700的重均分子量、43°C的玻璃化转变温度(Tg)和25mgKOH/g的酸值。
(聚酯2)
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入264份双酚A的环氧乙烷(2mol)加合物、523份双酚A的环氧丙烷(2mol)加合物、123份对苯二甲酸、173份己二酸和1份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和230°C下共同反应8小时,然后,在10mmHg-15mmHg的减压下进一步共同反应8小时。其后,向反应容器中倒入26份偏苯三酸酐,然后,使所述成分在常压和180°C下共同反应2小时,并由此合成聚酯2。聚酯2具有4000的数均分子量、47000的重均分子量、65°C的玻璃化转变温度(Tg)和12mgKOH/g的酸值。
(聚酯3)
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入270份双酚A的环氧乙烷(2mol)加合物、497份双酚A的环氧丙烷(2mol)加合物、110份对苯二甲酸、102份间苯二甲酸、44份己二酸和2份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和230°C下共同反应9小时,然后,在10mmHg-18mmHg的减压下进一步共同反应7小时。其后,向反应容器中倒入40份偏苯三酸酐,然后,使所述成分在常压和180°C下共同反应2小时,并由此合成聚酯3。聚酯3具有3000的数均分子量、8600的重均分子量、49°C的玻璃化转变温度(Tg)和22mgKOH/g的酸值。
-异氰酸酯改性聚酯1的合成-
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入682份双酚A的环氧乙烷(2mol)加合物、81份双酚A的环氧丙烷(2mol)加合物、283份对苯二甲酸、22份偏苯三酸酐和2份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和230°C下共同反应8小时,然后,在10mmHg-15mmHg的减压下进一步共同反应5小时,并由此合成中间体聚酯1。中间体聚酯1具有2200的数均分子量、9700的重均分子量、54°C的玻璃化转变温度(Tg)、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟值。
接下来,在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入410份中间体聚酯1、89份异佛尔酮二异氰酸酯和500份乙酸乙酯。随后,使所述成分在100°C下共同反应5小时,并由此获得异氰酸酯改性聚酯1。
-母料的制造-
使用亨舍尔混合机,将40份炭黑(REGAL 400R,Cabot Corporation制)、60份作为粘结剂树脂的聚酯树脂(RS-801,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制;酸值:10mgKOH/g,重均分子量(Mw):20000,玻璃化转变温度(Tg):64°C)、以及30份水混合在一起,并由此获得其中水已浸透颜料聚集体的混合物。使用辊表面温度设定为130°C的双辊磨,对该混合物进行45分钟捏合,然后,使用粉碎机,粉碎该捏合混合物以具有1mm的尺寸,并由此获得母料1。
(实施例1)
<油相产生步骤>
在装配有搅拌棒和温度计的容器中,放入545份聚酯2、181份石蜡(熔点:74°C)和1450份乙酸乙酯。在搅拌所述成分的同时,将温度升高至80°C。使温度在80°C下保持5小时,然后,以1小时冷却至30°C。随后,向容器中倒入500份母料1和100份乙酸乙酯,随后混合1小时,并由此获得原料溶液1。
然后,将1500份原料溶液1移到另一容器中,并在以下条件下,使用珠磨机(ULTRA VISCO MILL,AIMEX Co.,Ltd.制),对颜料和蜡进行分散:液体输送速率为1kg/小时,圆盘圆周速度为6m/秒,供给各自为0.5mm的锆珠以占据体积的80%,且使所述成分通过三次。随后,加入655份66%的聚酯2的乙酸乙酯溶液,且在上述条件下,使用珠磨机使该混合物通过一次,并由此获得颜料和蜡的分散液1。
使用T.K.HOMO MIXER(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.制),以5000rpm的旋转速度对976份的颜料和蜡的分散液1进行混合1分钟。其后,加入88份异氰酸酯改性聚酯1,然后,使用T.K.HOMO MIXER(Tokushu Kika KogyoCo.,Ltd.制),以5000rpm的旋转速度混合所述成分1分钟,并由此获得油相1。油相1具有52.0质量%的固体成分,且乙酸乙酯相对于固体成分的量为92质量%。
<水相的制备>
将970份离子交换水、40份用于分散稳定性的25%的有机树脂细颗粒(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液、95份48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液、以及98份乙酸乙酯混合并搅拌。该混合物的pH为6.2。然后,通过滴加10%氢氧化钠水溶液,将pH调节至9.5,并由此获得水相1。
<芯颗粒制造步骤>
向油相1中加入1200份水相1。然后,通过使用水浴进行冷却,将液体温度调节至20°C~23°C,以抑制由混合机的剪切热导致的温度升高;在此期间,使用其旋转速度调节至8000rpm-15000rpm的T.K.HOMO MIXER,混合所述成分2分钟,然后,使用装配有锚形桨叶的THREE-ONE MOTOR,以调节至130rpm-350rpm的旋转速度混合所述成分10分钟,并由此获得芯颗粒浆料1,在该芯颗粒浆料1中,形成芯颗粒的油相液滴分散于水相中。
<凸出部分的形成>
使用装配有锚形桨叶的THREE-ONE MOTOR、以调节至130rpm-350rpm的旋转速度搅拌芯颗粒浆料1;在此期间,以3分钟滴加106份树脂分散体1与71份离子交换水的混合物(固体成分浓度:15%),液体温度设定为22°C。在该滴加后,以调节至200rpm-450rpm的旋转速度继续搅拌30分钟,并由此获得复合颗粒浆料1。当收集1mL复合颗粒浆料1、将其稀释至10mL并然后离心分离时,上清液是透明的。
<溶剂去除步骤>
在装配有搅拌器和温度计的容器中,放入复合颗粒浆料1,然后,在30°C下、以8小时除去溶剂,同时搅拌所述成分,并由此获得分散体浆料1。当将少量分散体浆料1置于载玻片上并使用光学显微镜以200倍的放大倍率进行观察(在分散体浆料1和光学显微镜之间放有盖玻片)时,证实存在均匀着色颗粒。而且,当收集1mL分散体浆料1、将其稀释至10mL并然后离心分离时,上清液是透明的。
<洗涤和干燥步骤>
在减压下过滤100份分散体浆料1后,进行以下操作。
(1)向滤饼中加入100份离子交换水,然后,使用T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:10分钟),随后进行过滤。
(2)向通过(1)获得的滤饼中加入900份离子交换水,然后,使用提供有超声波振动的T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:30分钟),随后在减压下进行过滤。重复该过程,以使再制浆液(reslurry liquid)的电导率变为10μS/cm或更低。
(3)为了使通过(2)获得的再制浆液的pH保持为4,加入10%盐酸,然后,使用THREE-ONE MOTOR进行搅拌30分钟,随后进行过滤。
(4)向通过(3)获得的滤饼中加入100份离子交换水,然后,使用T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:10分钟),随后进行过滤。重复该过程,以使再制浆液的电导率变为10μS/cm或更低,并由此获得滤饼1。
使用风力循环干燥器,在45°C下对滤饼1进行48小时干燥,然后,使用筛孔尺寸75μm的筛子进行筛分,并由此获得调色剂基体1。当使用扫描电子显微镜观察调色剂基体1时,证实乙烯基树脂均匀附着到芯颗粒表面上。
(实施例2)
以与实施例1相同的方式制造实施例2的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2。
(实施例3)
以与实施例1相同的方式制造实施例3的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体2代替树脂分散体1。
(实施例4)
以与实施例1相同的方式制造实施例4的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体3代替树脂分散体1。
(实施例5)
以与实施例1相同的方式制造实施例5的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体4代替树脂分散体1。
(实施例6)
以与实施例1相同的方式制造实施例6的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体5代替树脂分散体1。
(实施例7)
以与实施例1相同的方式制造实施例7的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体6代替树脂分散体1。
(实施例8)
以与实施例1相同的方式制造实施例8的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体7代替树脂分散体1。
(实施例9)
以与实施例1相同的方式制造实施例9的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体8代替树脂分散体1。
(实施例10)
以与实施例1相同的方式制造实施例10的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且不加入异氰酸酯改性聚酯1。
(实施例11)
以与实施例1相同的方式制造实施例11的调色剂,除了使用聚酯1代替聚酯2。
(实施例12)
以与实施例1相同的方式制造实施例12的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体9代替树脂分散体1。
(实施例13)
以与实施例1相同的方式制造实施例13的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体10代替树脂分散体1。
(对比例1)
以与实施例1相同的方式制造对比例1的调色剂,除了不加入树脂分散体1。
(对比例2)
以与实施例1相同的方式制造对比例2的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体11代替树脂分散体1。
(对比例3)
以与实施例1相同的方式制造对比例3的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2,树脂分散体1的量从106份变为530份,而且,在加入树脂分散体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。
(对比例4)
以与实施例1相同的方式制造对比例4的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且将水相1中所含的48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液的量从95份变为200份。
(对比例5)
以与实施例1相同的方式制造对比例5的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且向水相1中加入树脂分散体1。
(对比例6)
以与实施例1相同的方式制造对比例6的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体12代替树脂分散体1。
(对比例7)
以与实施例1相同的方式制造对比例7的调色剂,除了使用聚酯3代替聚酯2且使用树脂分散体13代替树脂分散体1。
树脂分散体1-13的规格示于下表1中,且实施例1-13和对比例1-7的调色剂的规格示于下表2中。
表1
Figure BDA00001815280700481
Figure BDA00001815280700491
如下所述评价制得的每种调色剂的性能。结果示于下表3中。
<背景擦脏>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制),输出2000张白色实地图像。其后,使用Scotch带,从光电导体除去在所述白色实地图像印刷期间附着到光电导体上的调色剂,随后,将其固定在白纸上,然后,使用分光光密度计测量ΔE且根据以下评价标准以四个级别进行评价。
[评价标准]
A:ΔE=小于3
B:ΔE=3或更高、但小于5
C:ΔE=5或更高、但小于10
D:ΔE=10或更高
<抗附着性>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制),输出2000张白色实地图像。其后,根据以下评价标准以四个级别对附着到调节刮板的调色剂进行评价。
[评价标准]
A:不存在调色剂的附着,证实了优异的抗附着性。
B:调色剂的附着不显著且对图像品质无不利影响。
C:证实了调色剂的附着且对图像品质有不利影响。
D:调色剂的附着显著且对图像品质有重大不利影响。
<转印率>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制),并测量光电导体上的黑色实地图像(7.8cm×1.0cm)中的调色剂的量和转印带上的黑色实地图像(7.8cm×1.0cm)中的调色剂的量。基于获得的量,使用以下方程式计算转印率并根据以下评价标准以四个级别进行评价。
转印率=(转印带上的调色剂量/光电导体上的调色剂量)×100
[评价标准]
A:90%或更高
B:80%或更高、但小于90%
C:70%或更高、但小于80%
D:小于70%
<转印不均匀性>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制),并目视观察有关转印带上的黑色实地图像(7.8cm×1.0cm)的转印不均匀性并根据以下评价标准以四个级别进行评价。
[评价标准]
A:不存在转印不均匀性,证实了优异的防转印不均匀性。
B:存在转印不均匀性但对图像品质无不利影响。
C:存在转印不均匀性且对图像品质有不利影响。
D:存在显著的转印不均匀性且对图像品质有重大不利影响。
<清洁性>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制),输出2000张白色实地图像。其后,输出白色实地图像,并根据以下评价标准以四个级别评价清洁失败的存在与否。
[评价标准]
A:不存在清洁失败,证实了优异的清洁性。
B:存在清洁失败但在实际使用中无问题。
C:存在清洁失败且在实际使用中有问题。
D:存在显著的清洁失败。
<定影下限温度>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制)的定影单元,在普通纸张上形成黑色实地未定影图像(均以1.0mg/cm2的量)。在改变加热温度下,供给所述纸张。将不导致与图像品质有关的问题的下限温度定义为定影下限温度,并根据以下评价标准评价定影下限温度。
[评价标准]
A:低于140°C
B:140°C或更高、但低于150°C
C:150°C或更高、但低于160°C
D:160°C或更高
<热反印>
使用彩色电子照相型成像装置(IPSIO SP C220,Ricoh Company,Ltd.制)的定影单元,在普通纸张上形成黑色实地未定影图像(均以1.0mg/cm2的量)。在改变定影温度下,将所述黑色实地未定影图像定影到所述纸张上。测量发生热反印时的温度并根据以下评价标准以四个级别进行评价。
[评价标准]
A:190°C或更高
B:180°C或更高、但低于190°C
C:170°C或更高、但低于180°C
D:低于170°C
<调色剂的变形>
在两个载玻片(S-1111,MATSUNAMI GLASS IND.,LTD.制)之间放置1毫克调色剂样品,然后,向置于这两个载玻片之间的调色剂样品上施加1kg的负载,并将该状态下的调色剂样品在40°C和90%相对湿度下放置3天。其后,基于释放出的调色剂的SEM图像,根据以下评价标准评价调色剂的变形程度。
[评价标准]
A:证实不存在调色剂变形。
B:在调色剂与玻璃之间的接触表面处,调色剂轻微变形。
C:调色剂变形,其表面平坦且光滑,但也看到存在空隙(empty space)。
D:调色剂变形并熔合,且没有看到空隙。
<加速凝聚度(cohesion)>
使用粉末试验机PT-R(Hosokawa Micron Corporation制),测量调色剂的加速凝聚度。将筛孔尺寸分别为20μm、45μm和75μm的筛子用于该测量。测量已经在25°C和50%相对湿度下放置24小时的调色剂样品的加速凝聚度以及已经在40°C和90%相对湿度下放置24小时的调色剂样品的加速凝聚度,并根据以下评价标准评价所得数值之间的差异。
[评价标准]
A:差异小于2.5%。
B:差异为2.5%或更大、但小于5.0%。
C:差异为5.0%或更大、但小于7.5%。
D:差异为7.5%或更大。
<针入度>
在30mL螺口瓶(screw bottle)中,放入10g调色剂(样品),然后,将其置于恒温浴(DK340S)中,并在40°C和90%相对湿度下放置24小时。其后,释放出所述样品并在空气中室温冷却。使用针入度试验机测量样品的针入度并根据以下评价标准以四个级别进行评价。
[评价标准]
A:15.0mm或更大
B:10.0mm或更大、但小于15.0mm
C:5.0mm或更大、但小于10.0mm
D:小于5.0mm
Figure BDA00001815280700541
<结晶聚酯的合成>
(结晶聚酯1)
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入500份1,6-己二醇、500份琥珀酸和2.5份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和200°C下共同反应8小时,然后,在10mmHg-15mmHg的减压下进一步共同反应1小时,并由此获得结晶聚酯1。在DSC测量中,结晶聚酯1表现出在65°C处的吸热峰。
(结晶聚酯2)
在装配有冷凝管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中,放入500份1,6-己二醇、590份富马酸、90份对苯二甲酸和2.5份氧化二丁基锡。随后,使所述成分在常压和200°C下共同反应8小时,然后,在10mmHg-15mmHg的减压下进一步共同反应1小时,并由此获得结晶聚酯2。在DSC测量中,结晶聚酯2表现出在110°C处的吸热峰。
(实施例14)
<油相的产生>
在装配有搅拌棒和温度计的容器中,加入4份聚酯2、20份结晶聚酯1、8份石蜡(熔点:72°C)和96份乙酸乙酯。在搅拌所述成分的同时,将温度升高至80°C。然后,使温度在80°C下保持5小时,随后进行冷却以使温度以1小时降至30°C。随后,加入35份母料1,随后混合1小时。其后,将所述成分置于另一容器中,然后,在以下条件下,使用珠磨机(ULTRA VISCOMILL,AIMEX Co.,Ltd.制)对其进行分散处理:液体输送速率为1kg/小时,圆盘圆周速度为6m/秒,供给各自为0.5mm的锆珠以占据体积的80%,且使所述成分通过三次。以该方式,获得原料溶液1。随后,向81.3份原料溶液1中加入74.1份70%的聚酯2的乙酸乙酯溶液、21.6份结晶聚酯1和21.5份乙酸乙酯,然后,使用THREE-ONE MOTOR搅拌所述成分2小时,并由此获得油相1。向油相1中加入乙酸乙酯,以使油相1具有49%的固体成分浓度(在130°C、30分钟下测量)。
<水相的制备>
通过混合并搅拌472份离子交换水、81份50%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液(ELEMINOL MON-7,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制)、67份1%的作为增稠剂的羧甲基纤维素的水溶液以及54份乙酸乙酯获得乳白色液体。所得的液体命名为“水相1”。
<乳化步骤>
使用旋转速度为5000rpm的T.K.HOMO MIXER(Tokushu Kika KogyoCo.,Ltd.制),对全部量的油相1进行混合1分钟。其后,加入321份水相1,随后使用其旋转速度调节至8000rpm-13000rpm的T.K.HOMO MIXER混合20分钟,并由此获得芯颗粒浆料1。
<壳附着步骤(树脂细颗粒向芯颗粒的附着步骤)>
在使用旋转速度为200rpm的THREE-ONE MOTOR搅拌芯颗粒浆料1的同时,以5分钟滴加21.4份树脂分散体1,然后,继续搅拌30分钟。其后,当收集少量浆料样品、以10倍量的水稀释、并然后使用离心分离机离心分离时,证实调色剂基体颗粒已经沉淀在试管底部且上清液几乎透明。以该方式,获得壳附着的浆料1。
<溶剂去除>
在装配有搅拌器和温度计的容器中,放入壳附着的浆料1,然后,在30°C下、以8小时除去溶剂,并由此获得分散体浆料1。
<洗涤和干燥>
在减压下过滤100份分散体浆料1后,进行以下操作。
(1)向滤饼中加入100份离子交换水,然后,使用T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:10分钟),随后在减压下进行过滤。
(2)向通过(1)获得的滤饼中加入100份离子交换水,然后,使用提供有超声波振动的T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:30分钟),随后在减压下进行过滤。重复该过程,以使再制浆液的电导率变为10μS/cm或更低。
(3)为了使通过(2)获得的再制浆液的pH保持为4,加入10%盐酸,然后,使用THREE-ONE MOTOR进行混合30分钟,随后进行过滤。
(4)向通过(3)获得的滤饼中加入100份离子交换水,然后,使用T.K.HOMO MIXER进行混合(旋转速度:12000rpm,时间:10分钟),随后进行过滤。重复该过程,以使再制浆液的电导率变为10μS/cm或更低,并由此获得滤饼1。对剩余的分散体浆料1进行类似的洗涤并另外混合作为滤饼1。
使用风力循环干燥器,在45°C下对滤饼1进行48小时干燥,然后,使用筛孔尺寸75μm的筛子进行筛分,并由此获得调色剂基体1。使用亨舍尔混合机,将1份疏水性二氧化硅(其初级颗粒直径为约30nm)和0.5份疏水性二氧化硅(其初级颗粒直径为约10nm)与50份调色剂基体1混合在一起,并由此获得实施例14的调色剂。
图9是显示获得的调色剂基体1的颗粒的SEM照片。该调色剂表面具有海-岛结构,其中,岛部分从海部分凸出且作为凸起部分存在。这些岛部分由树脂细颗粒制得。
(实施例15)
以与实施例14相同的方式制造实施例15的调色剂,除了使用结晶聚酯2代替结晶聚酯1。
(实施例16)
以与实施例14相同的方式制造实施例16的调色剂,除了在壳附着步骤中使用树脂分散体6代替树脂分散体1。
(实施例17)
在装配有搅拌棒和温度计的容器中,放入4份聚酯3、20份结晶聚酯1、8份石蜡(熔点:72°C)和96份乙酸乙酯。在搅拌所述成分的同时,将温度升高至80°C。使温度在80°C下保持5小时,然后,进行冷却以使温度以1小时降至30°C。随后,加入35份母料1,随后混合1小时。其后,将所述成分置于另一容器中,然后,在以下条件下,使用珠磨机(ULTRA VISCO MILL,AIMEX Co.,Ltd.制)对其进行分散处理:液体输送速率为1kg/小时,圆盘圆周速度为6m/秒,供给各自为0.5mm的锆珠以占据体积的80%,且使所述成分通过三次。以该方式,获得原料溶液1。随后,向81.3份原料溶液1中加入84.4份70%的聚酯3的乙酸乙酯溶液,随后使用ONE-THREE MOTOR搅拌2小时,并由此获得油相4。向油相4中加入乙酸乙酯,以使油相4具有50%的固体成分浓度(在130°C下测量30分钟)。
<乳化步骤>
向全部量的油相4中,加入0.4份异佛尔酮二胺和28.5份异氰酸酯改性聚酯1,随后,使用旋转速度为5000rpm的T.K.HOMO MIXER(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.制)混合1分钟。其后,加入全部量的水相1,随后,使用其旋转速度调节至8000rpm-13000rpm的T.K.HOMO MIXER混合20分钟,并由此获得芯颗粒浆料4。
<壳附着步骤>
在使用旋转速度为200rpm的THREE-ONE MOTOR搅拌芯颗粒浆料4的同时,以5分钟滴加21.4份树脂分散体1,然后,继续搅拌30分钟。其后,当收集少量浆料样品、以10倍量的水稀释、并然后使用离心分离机离心分离时,证实调色剂基体颗粒已经沉淀在试管底部且上清液几乎透明。以该方式,获得壳附着的浆料4。
以与实施例14相同的方式进行后续步骤,并由此制造实施例17的调色剂。
如实施例1-13和对比例1-7的调色剂的情况,评价实施例14-17的每种调色剂的性能。实施例14-17的调色剂的规格示于下表4中,且评价结果示于下表5中。
附图标记列表
1Y、1C、1M和1K光电导体
2Y、2C、2M和2K成像部分
3带电设备
3K静电潜像承载部件
4曝光设备
5显影设备
5a显影辊
5b显影剂供给辊
5c调节刮板
6转印设备
7清洁设备
7K带电单元
8K弹性部分
9K导电片
10K带电部件
10中间转印带
11、12、13支撑辊
14一次转印辊
15带清洁设备
16二次转印辊
20供纸盒
21供纸辊
22配准辊对
23热定影设备
23a加热辊
23b加压辊
24纸张排放辊
31Y、31C、31M、31K调色剂瓶
40K显影单元
41K外壳
42K显影辊
43K搅拌器
44K调色剂供给辊
45K调节刮板
49A显影剂储存容器
50A处理盒
61转印目标材料
66K转印单元

Claims (14)

1.调色剂,包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
在所述调色剂表面上的凸出部分,
其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,
其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,和
其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率,
其中所述粘结剂树脂包括具有聚酯骨架的树脂,
其中所述凸出部分包含树脂,且所述凸出部分中所含的树脂包括通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含50质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量,
其中,所述调色剂具有满足以下关系式1的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃    关系式1。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中,所述凸出部分包含玻璃化转变温度Tg2满足以下关系式2的树脂:
45℃≤Tg2≤100℃    关系式2。
3.根据权利要求1所述的调色剂,其中,所述调色剂的玻璃化转变温度Tg1以及所述凸出部分中所含的树脂的玻璃化转变温度Tg2满足以下关系式3-5:
50℃≤Tg1≤65℃    关系式3
60℃≤Tg2≤100℃    关系式4
Tg1<Tg2    关系式5。
4.根据权利要求2所述的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为含苯乙烯的树脂。
5.根据权利要求2所述的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂的质量占所述调色剂总质量的1%-20%。
6.根据权利要求2所述的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含80质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量。
7.根据权利要求2所述的调色剂,其中,所述凸出部分中所含的树脂为通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量。
8.根据权利要求6所述的调色剂,其中,用于所述凸出部分中所含树脂的所述单体混合物包含80质量%-100质量%的苯乙烯和0质量%-20质量%的丙烯酸丁酯,且这两种组分的总量为90质量%-100质量%,相对于所述单体混合物的总质量。
9.根据权利要求1所述的调色剂,其中,所述调色剂具有3μm-9μm的体均颗粒直径。
10.根据权利要求1所述的调色剂,其中,由“体均颗粒直径/数均颗粒直径”表示的所述调色剂的体均颗粒直径与所述调色剂的数均颗粒直径之比为1.25或更小。
11.根据权利要求1所述的调色剂,其中,所述调色剂具有0.93或更大的平均圆度。
12.成像装置,包括:
潜像承载部件,其配置成在其上承载潜像;
带电单元,其配置成使所述潜像承载部件的表面均匀带电;
曝光单元,其配置成使所述潜像承载部件的带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;
显影单元,其配置成向形成在所述潜像承载部件的所述表面上的所述静电潜像供给调色剂,以便使所述静电潜像显影并从而形成可视图像;
转印单元,其配置成将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;和
定影单元,其配置成使所述转印目标物上的所述可视图像定影,
其中,所述调色剂包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
在所述调色剂表面上的凸出部分,
其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,
其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,和
其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率,
其中所述粘结剂树脂包括具有聚酯骨架的树脂,
其中所述凸出部分包含树脂,且所述凸出部分中所含的树脂包括通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含50质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量,
其中,所述调色剂具有满足以下关系式1的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃    关系式1。
13.成像方法,包括:
使潜像承载部件的表面均匀带电;
使所述潜像承载部件的带电表面根据图像数据曝光,以便在所述潜像承载部件的所述表面上写入静电潜像;
向形成在所述潜像承载部件的所述表面上的所述静电潜像供给调色剂,以便使所述静电潜像显影并从而形成可视图像;
将所述潜像承载部件的所述表面上的所述可视图像转印至转印目标物;和
使所述转印目标物上的所述可视图像定影,
其中,所述调色剂包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
在所述调色剂表面上的凸出部分,
其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,
其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,和
其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率,
其中所述粘结剂树脂包括具有聚酯骨架的树脂,
其中所述凸出部分包含树脂,且所述凸出部分中所含的树脂包括通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含50质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量,
其中,所述调色剂具有满足以下关系式1的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃    关系式1。
14.能够可拆卸地安装至成像装置的处理盒,包括:
潜像承载部件;和
显影单元,其配置成使用调色剂使所述潜像承载部件上的静电潜像显影,
所述潜像承载部件和所述显影单元构成单一单元,
其中,所述调色剂包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
在所述调色剂表面上的凸出部分,
其中所述凸出部分的长边的平均长度为0.1μm或更大、但小于0.5μm,
其中所述凸出部分的长边长度的标准偏差为0.2或更小,和
其中所述凸出部分具有30%-90%的覆盖率,
其中所述粘结剂树脂包括具有聚酯骨架的树脂,
其中所述凸出部分包含树脂,且所述凸出部分中所含的树脂包括通过使单体混合物聚合而获得的乙烯基树脂,所述单体混合物包含50质量%-100质量%的具有能聚合的乙烯基官能团的芳族化合物,相对于所述单体混合物的总质量,
其中,所述调色剂具有满足以下关系式1的玻璃化转变温度Tg1:
45℃≤Tg1≤70℃    关系式1。
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