CN103135383B - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调色剂,其包括核颗粒,覆盖核的内壳层,和覆盖内壳层的外壳层。所述核颗粒包含树脂P。内壳层包含树脂A微粒。外壳层包含树脂B微粒。调色剂满足下式(1)-(3):4.5≤T1/2(P)-Tfb(P)≤14(1);20≤T1/2(A)-Tfb(A)≤40(2);23.5≤T1/2(B)-Tfb(B)≤40(3),其中,T1/2(P)、T1/2(A)和T1/2(B)分别表示树脂P、A和B的1/2法温度,Tfb(P)、Tfb(A)和Tfb(B)分别表示树脂P、A和B的流动起始温度,和其中所述1/2法温度和流动起始温度通过流动试验仪测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种调色剂。
背景技术
近来,要求复印机更加紧凑和以更高速度大规模生产高质量图像。目前,由于常常包含用于收集残余调色剂颗粒的空间,因此,高速复印机并不总是紧凑的。
收集到的调色剂颗粒循环用于成像而不会丢弃。调色剂颗粒的循环不仅有利于环境保护,而且还降低了打印成本。
调色剂颗粒的循环有时因多种原因导致图像劣化。
为尝试解决上述问题,JP-H02-157765-A描述了一种具有特定粒度分布的调色剂。JP-2896826-B(对应于JP-H05-297631-A)也描述了一种具有特定粒度分布的调色剂。
在电子照相工艺中,永久可见的图像通常通过施加热量将调色剂定影在图像载体上形成。在通过顶部投影器(“OHP”)投射的作为图像载体的透明层上形成全彩调色剂图像的情况下,需要全彩调色剂图像具有平滑表面,以防止在表面上出现光散射或漫反射。
基于上述原因,通常设计全彩调色剂,以使得与黑白调色剂相比,在熔点下更加迅速地转变至熔融态,换言之,在熔点下表现出更低的粘弹性。这类全彩调色剂图像的表面可通过施加热量和压力容易地使之变得平滑。
调色剂的粘弹性下降通常伴随着调色剂的玻璃化转变温度降低,这导致调色剂机械强度劣化。从而,由于调色剂表面上存在的外添加剂因调色剂在显影装置中实施搅拌而暴露于机械应力,不期望地包埋于调色剂表面中,调色剂的显影性和转印性劣化。此外,所述劣化的调色剂颗粒在双组份显影剂中可能不期望地附着于载体颗粒上。当调色剂粒度变得越小时,这类问题越容易出现。这是因为调色剂颗粒越小,则对机械应力越敏感。
为尝试解决上述问题,JP-3885241-B(对应于JP-H08-54750-A)提出了一种具有特定体积平均粒径(Dv)和存储稳定性(G’)的调色剂。
JP-2001-222138-A提出了一种包含结晶聚酯的调色剂粘结剂。
JP-H11-249339-A和JP-2003-302791-A分别提出了一种包括苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂(acrylic resin)和主要由癸二酸或己二酸构成的结晶聚酯的调色剂粘结剂。
JP-2005-338814-A提出了一种基于酯键总量,以60摩尔%的量具有由式-OCOC-R-COO-(CH2)n-表示的单元(R表示C2-C20直链不饱和脂肪族基团和n表示2-20的整数)的调色剂粘结剂。
发明内容
根据一些实施方案,提供一种包含核颗粒、覆盖核的内壳层和覆盖内壳层的外壳层的调色剂。所述核颗粒包括树脂P。内壳层包括树脂A微粒。外壳层包括树脂B微粒。调色剂满足下式(1)-(3):
4.5≤T1/2(P)-Tfb(P)≤14 (1)
20≤T1/2(A)-Tfb(A)≤40 (2)
23.5≤T1/2(B)-Tfb(B)≤40 (3)
其中,T1/2(P)、T1/2(A)和T1/2(B)分别表示树脂P、A和B的1/2法温度,Tfb(P)、Tfb(A)和Tfb(B)分别表示树脂P、A和B的流动起始温度,当通过流动试验仪测量1/2法温度(1/2method temperature)和流动起始温度(flow beginning temperature)时,设定负荷为30kg、模具直径为1.0mm、模具长度为1.0mm、加热速率为3℃/分钟和样品量为1.0g。
附图简述
当结合附图考虑时,通过参考以下详细描述,能够容易地获得对本发明及其众多优点的更加全面的了解,和更好的理解。
图1A-1C是根据一个实施方案的调色剂的截面照片;
图2和3是根据一个实施方案可用于成像方法的接触充电器的示意图;
图4是根据一个实施方案可用于成像方法的显影装置的示意图;
图5是根据一个实施方案可用于成像方法的定影装置的示意图;
图6是包含在图5所示定影装置中的定影带的截面示意图;
图7是根据一个实施方案的处理盒的示意图;和
图8和图9是根据一些实施方案的成像设备的示意图。
发明详述
以下参考附图详细描述本发明的实施方案。在描述附图所示的实施方案中,基于清楚的目的,使用特定术语。然而,本专利说明书的公开不限于所选择的特定术语,应理解各特定要素包括以相似方式运转并获得相似结果的全部等效技术方案。
基于简洁的目的,除非另外说明,否则为相同组成要素规定相同的参数,例如具有相同功能的材料和部件,省略其冗长的描述。
根据一个实施方案,提供包括核、覆盖核的内壳层和覆盖内壳层的外壳层的调色剂。所述核包括树脂P。内壳层包括树脂A微粒。外壳层包括树脂B微粒。调色剂满足下式(1)-(3)。
4.5≤T1/2(P)-Tfb(P)≤14 (1)
20≤T1/2(A)-Tfb(A)≤40 (2)
23.5≤T1/2(B)-Tfb(B)≤40 (3)
其中,T1/2(P)、T1/2(A)和T1/2(B)分别表示树脂P、A和B的1/2法温度,Tfb(P)、Tfb(A)和Tfb(B)分别表示树脂P、A和B的流动起始温度,当通过流动试验仪测量1/2法温度和流动起始温度时,设定负荷为30kg、模具直径为1.0mm、模具长度为1.0mm、加热速率为3℃/分钟和样品量为1.0g。
根据一些实施方案,树脂P是聚酯树脂,树脂A是丙烯酸(酯)类树脂和树脂B是苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂。在以下描述中,基于清楚的目的,树脂P、A和B分别可称作聚酯树脂P、丙烯酸(酯)类树脂A和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B。
在一些实施方案中,调色剂可通过在有机溶剂中,溶解或分散包括至少聚酯树脂P或其前体的调色剂成分,以制备调色剂成分的溶液或分散液;在包含平均粒径为5-50nm并为阴离子型的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒和任选包含阴离子表面活性剂的水性介质中乳化调色剂成分的溶液或分散液,制备乳液;从乳液中除去有机溶剂,形成调色剂颗粒;在离子交换水中分散调色剂颗粒,制备分散液;和加热并搅拌分散液。所述调色剂可具有1-6μm的重均粒径。在制备乳液的工艺中,将平均粒径为10-500nm的丙烯酸(酯)类树脂A微粒添加至水性介质中。从而,使丙烯酸(酯)类树脂A微粒包含在乳液中。丙烯酸(酯)类树脂A包括C、H、N和O元素。可将丙烯酸(酯)类树脂A微粒1)在将阴离子苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B和任选的阴离子表面活性剂添加至水性介质中之前或之后,2)在将调色剂成分的溶液或分散液添加至水性介质中之后,3)在搅拌水性介质实施乳化时,或4)乳化终止后,添加至水性介质中。
图1A是如上所述制备的调色剂1的截面照片。图1B是图1A的局部放大视图。图1C是图1B的局部放大视图。如图1C所示,丙烯酸(酯)类树脂A微粒和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒在调色剂1的表面处分别形成内壳层和外壳层。由于苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒较小,其中一些包埋于核颗粒中,或固定在核颗粒与丙烯酸(酯)类树脂A微粒之间。调色剂的平均粒径通过改变乳化条件控制,例如搅拌水性介质的条件。酸值从最高至最低的次序可以为:苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B>聚酯树脂P>丙烯酸(酯)类树脂A。
关于聚酯树脂P、丙烯酸(酯)类树脂A和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B各树脂,1/2法温度和流动起始温度间的差值在式(1)-(3)中规定的特定范围内。当差值低于规定范围内时,调色剂的耐热存储稳定性会劣化,或不能可靠地形成壳层。当差值超过规定范围时,调色剂不能表现出低温定影性。
4.5≤T1/2(P)-Tfb(P)≤14 (1)
20≤T1/2(A)-Tfb(A)≤40 (2)
23.5≤T1/2(B)-Tfb(B)≤40 (3)
其中,T1/2(P)、T1/2(A)和T1/2(B)分别表示聚酯树脂P、丙烯酸(酯)类树脂A和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B的1/2法温度,Tfb(P)、Tfb(A)和Tfb(B)分别表示聚酯树脂P、丙烯酸(酯)类树脂A和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B的流动起始温度,当通过流动试验仪测量1/2法温度和流动起始温度时,设定负荷为30kg、模具直径为1.0mm、模具长度为1.0mm、加热速率为3℃/分钟和样品量为1.0g。
通常,当在电子照相成像设备中使用相对较小的调色剂颗粒时,调色剂颗粒受到相对较大的非静电粘附力吸引至感光体或中间转印体。从而,转印效率劣化。另外,当在这类高印刷速率的电子照相成像设备中使用相对较小的调色剂颗粒时,调色剂颗粒暴露于转印电场,特别是二次转印电场相对较短时间。从而,二次转印效率明显劣化。另一方面,根据一些实施方案,当使用相对较小的以丙烯酸(酯)类树脂A微粒层覆盖的调色剂颗粒时,即使当调色剂颗粒仅暴露于转印电场较短时间时,转印效率也不会劣化。这是因为由于丙烯酸(酯)类树脂A微粒相对较大和坚硬,使得这类调色剂颗粒的非静电吸附力相对较小。由于大且坚硬,即使调色剂暴露于较大机械应力时,丙烯酸(酯)类树脂A微粒也不会包埋于核颗粒中。从而,根据一个实施方案的调色剂可在较长时期内提供高转印效率。基于相同原因,附着于调色剂表面的外添加剂同样避免被包埋于核颗粒中。
丙烯酸(酯)类树脂A微粒在乳化前或后添加至水性介质中。由于调色剂成分的液滴包含有机溶剂,在各情况下,丙烯酸(酯)类树脂A微粒均附着于液滴表面,同时略包埋于其中。通过除去有机溶剂,丙烯酸(酯)类树脂A微粒最终固定在调色剂核颗粒上。丙烯酸(酯)类树脂A和聚酯树脂P之间的ζ(zeta)电位差可大于苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B和聚酯树脂P之间的ζ电位差。这使得苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒形成覆盖由丙烯酸(酯)类树脂A微粒形成的内壳层的外壳层。在常规条件下,由于存在苯乙烯单元而具有较大亲油性以及粒径小于丙烯酸(酯)类树脂A,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B更可能附着于调色剂成分液滴表面上。
阴离子型苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒在核颗粒表面熔融并相互接合,形成相对较硬的表层。从而,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B层防止丙烯酸(酯)类树脂A微粒包埋于核颗粒中,即使是在调色剂暴露于机械应力时。由于是阴离子型的,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒吸附于调色剂成分液滴上,同时防止液滴相互接合。从而,得到的调色剂颗粒具有较窄的粒度分布。另外,得到的调色剂颗粒具有负电荷。在一些实施方案中,阴离子型苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒的平均粒径为5-50nm,小于丙烯酸(酯)类树脂A微粒。
在一些实施方案中,调色剂具有1-6μm的重均粒径。在一些实施方案中,调色剂具有2-5μm重均粒径。当重均粒径小于1μm时,调色剂颗粒可能在首次和二次转印工艺中散射。当重均粒径超过6μm时,调色剂的字点再现性(dot reproducibility)和半色调粒度(halftone granularity)不良,不能生产高分辨率图像。
在一些实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂A微粒的初级平均粒径为10-500nm,或100-400nm,这是相对较大的。在此类实施方案中,调色剂的非静电吸附力由于隔离作用而降低。另外,由于即使调色剂暴露于机械搅拌应力,微粒也不会包埋于核颗粒中,从而非静电吸附力不会进一步升高。因此,调色剂可提供长期的高转印效率。这种调色剂可有效地用于采用包括首次和二次转印工艺的中间转印工艺的成像工艺。特别地,调色剂可有效地用于转印线速度为300-1,000mm/秒和二次转印时间为0.5-20毫秒的成像工艺中。
当丙烯酸(酯)类树脂A的初级平均粒径小于10nm时,由于隔离作用不足,调色剂的非静电吸附力不会下降。当调色剂暴露于机械应力时,丙烯酸(酯)类树脂A微粒和外添加剂可容易地包埋于核颗粒中。从而,不能长期提供高转印效率。当丙烯酸(酯)类树脂A的初级平均粒径大于500nm时,由于其低流动性,调色剂不能均匀转印。
通常,当调色剂在显影装置中暴露于机械应力时,调色剂颗粒表面上存在的树脂颗粒包埋于其中或进入其上的凹陷部分。从而,树脂颗粒不能发挥其降低调色剂颗粒粘附力的功能。类似地,当调色剂颗粒暴露于机械应力时,调色剂颗粒表面上存在的外添加剂包埋于其中。从而,调色剂颗粒的粘附力升高。
根据一个实施方案,由于其较大尺寸,丙烯酸(酯)类树脂A微粒不能包埋于调色剂中。在一些实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂A是包含丙烯酸酯聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物的交联树脂。由于交联树脂相对较硬,交联丙烯酸(酯)类树脂A微粒即使暴露于机械应力也不会变形。从而,这种微粒可提供良好的隔离作用,同时防止外添加剂包埋于调色剂颗粒中。
在一些实施方案中,树脂P是聚酯树脂。当树脂P是聚酯树脂和树脂A是包含丙烯酸聚合物或甲基丙烯酸聚合物的交联丙烯酸(酯)类树脂时,其不能良好地相容。在丙烯酸(酯)类树脂A微粒在乳化前或后添加至水性介质中的情况下,由于液滴包含有机溶剂,丙烯酸(酯)类树脂A微粒可附着于调色剂成分的液滴上,然后溶解于其中。然而,当树脂P是聚酯树脂和树脂A是包含丙烯酸酯聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物的交联丙烯酸(酯)类树脂时,由于丙烯酸(酯)类树脂A与聚酯树脂P相容性不良,丙烯酸(酯)类树脂A微粒仅附着于液滴上而不溶解于其中。丙烯酸(酯)类树脂A微粒附着于液滴表面,同时略包埋于其中,并通过除去有机溶剂,固定在其上。两种树脂是否相容可如下确定。将50重量%的各树脂溶解于有机溶剂中。混合得到的两种树脂溶液。当观察混合物溶液分成两层时,将两种树脂认为是不相容的。当未观察到混合物溶液分成两层时,认为两种树脂是相容的。
在一些实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂A微粒能够在包含阴离子表面活性剂的水性介质中聚集。在这类实施方案中,当在乳化工艺前或后添加微粒时,防止了丙烯酸(酯)类树脂A各微粒在未附着于调色剂成分液滴的情况下,稳定且独立地分散于水性介质中。当丙烯酸(酯)类树脂A微粒能够在包含阴离子表面活性剂的水性介质中聚集时,其在乳化工艺期间或之后易于附着于调色剂成分液滴上。在常规条件下,丙烯酸(酯)类树脂A微粒通常不稳定地分散在包含阴离子表面活性剂的水性介质中,并能够自身聚集。相反,在上述实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂A微粒以较大吸附力吸附于调色剂成分的液滴上。可使用的阴离子表面活性剂包括但不限于脂肪酸盐、烷基硫酸盐、烷芳基磺酸盐、烷基二芳基醚二磺酸盐、二烷基硫代琥珀酸盐、烷基磷酸盐、萘磺酸福尔马林缩合物、聚氧乙烯烷基磷酸盐和甘油基硼酸盐脂肪酸酯。
乳化后,丙烯酸(酯)类树脂A微粒可通过加热至高于其玻璃化转变温度,更加牢固地固定在液滴表面上。
在一些实施方案中,调色剂成分包括具有活泼氢基团的化合物和能够与所述化合物反应的改性聚酯树脂,其均作为树脂P的前体。在此实施方案中,得到的调色剂颗粒具有足以防止丙烯酸(酯)类树脂A微粒或外添加剂包埋于调色剂颗粒中的更好的机械强度。当具有活泼氢基团的化合物是阳离子型时,丙烯酸(酯)类树脂A微粒静电吸附于其上。此外,由于可控制调色剂的热熔合性,从而可拓宽调色剂的可定影温度范围。
在一些实施方案中,基于调色剂总重,调色剂中丙烯酸(酯)类树脂A微粒的含量为0.5-5重量%,或1-4重量%。当丙烯酸(酯)类树脂A微粒的含量小于0.5重量%时,由于隔离作用不足,调色剂的非静电吸附力不会下降。当丙烯酸(酯)类树脂A微粒的含量超过5重量%时,调色剂由于其流动性不良,不能均匀转印。此外,微粒容易从调色剂上脱离,从而污染载体颗粒和感光体。
在一些实施方案中,当通过纳米压痕法测量时,调色剂颗粒具有1-3GPa或1.2-2.6GPa的硬度,当通过微米压痕法测量时,具有40-120N/mm2或60-110N/mm2的硬度。纳米压痕法测量调色剂颗粒最外表面的微观硬度(micro hardness)。微米压痕法测量调色剂颗粒整体的宏观硬度(macrohardness)。通过纳米压痕法测定的微观硬度表明,难以将微粒包埋在调色剂颗粒的表面中。
当通过纳米压痕法测定的微观硬度低于1GPa时,调色剂颗粒表面存在的微粒在机械应力下可能包埋于其中。当通过纳米压痕法测定的微观硬度超过3GPa时,即使在机械应力下,调色剂颗粒表面存在的微粒也不会包埋于其中,但表面过于坚硬,不能充分熔融和可靠地定影于记录介质上。当通过纳米压痕法测定的微观硬度在1-3GPa范围内时,即使大粒径微粒无法存在于其表面上,也有可能降低调色剂颗粒的非静电粘附力。大粒径微粒的特定微观硬度与隔离作用的结合在降低调色剂颗粒非静电粘附力方面产生了协同效应。当通过纳米压痕法测定的硬度超过1-3GPa范围时,当大粒径微粒未存在于其表面时,有可能不降低调色剂颗粒的非静电吸附力。
通过微米压痕法测定的宏观硬度表明难以熔融调色剂,以在记录介质上实施调色剂定影(fixing)。当通过微米压痕法测定的宏观硬度小于40N/mm2时,调色剂颗粒整体变软,并可良好定影。然而,调色剂颗粒在显影部分的搅拌或转印部分的压力下可能变形,导致图像质量劣化。当调色剂颗粒包含脱模剂如蜡时,脱模剂可能沉积在载体颗粒或感光体上。当通过微米压痕法测定的宏观硬度超过120N/mm2时,调色剂颗粒整体过于坚硬,以至于调色剂颗粒表面上存在的微粒即使在机械应力下也不会包埋于其中。然而,表面过于坚硬,以至于不能充分熔融,和可靠地定影于记录介质上。
当通过纳米压痕法和微米压痕法测定的微观和宏观硬度均在上述范围内时,调色剂颗粒表面存在的微粒(即丙烯酸(酯)类树脂A、外添加剂)不会包埋于其中,同时调色剂颗粒可良好地定影于记录介质上。为实现此目的,赋予调色剂颗粒功能上分离的结构,其中最外层表面具有包含丙烯酸(酯)类树脂A微粒的隔离体(spacer),核颗粒设计为相对较软。
在一些实施方案中,调色剂具有0.950-0.975的平均圆度。当平均圆度小于0.950时,调色剂不能均匀显影潜像,或不能从电子照相感光体均匀转印至中间转印介质上,或不能从中间转印介质转印至记录介质上。
在一些实施方案中,调色剂的重均粒径(Dw)与数均粒径(Dn)之比(Dw/Dn)为1.30或更小。当Dw/Dn超过1.30时,难以形成高分辨率和高质量图像。此外,显影剂中这类调色剂颗粒的平均粒径可在调色剂颗粒的消耗和供给期间大幅变化。
当Dw/Dn为1.30或更小时,调色剂具有良好的存储稳定性、低温定影性、耐热反印性和光泽性的良好结合。当这类调色剂用于双组份显影剂时,尽管反复实施调色剂的消耗与供给,调色剂平均尺寸也不会剧烈变化。当这类调色剂用于单组份显影剂时,尽管反复实施调色剂的消耗与供给,调色剂平均尺寸也不会剧烈变化。此外,调色剂不会附着于或定影于显影辊或调色剂层调节刮刀上。从而,长期提供稳定的显影性。
在一些实施方案中,调色剂具有0.5-4.0m2/g或0.5-2.0m2/g的BET比表面积。当BET比表面积小于0.5m2/g时,意味着苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒过于致密地覆盖核颗粒表面,以至于当在记录介质上定影调色剂时,阻碍了核颗粒中树脂P附着于记录介质上,导致调色剂的低温定影性劣化。另外,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒抑制了脱模剂从核颗粒中渗出,导致耐反印性劣化。当BET比表面积大于4.0m2/g时,意味着苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒粗糙地堆叠于局部形成突出部分的核颗粒表面上。从而,当在记录介质上定影调色剂时,阻碍了核颗粒中的树脂P附着于记录介质上,导致调色剂的低温定影性劣化。另外,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒抑制了脱模剂从核颗粒中渗出,导致耐反印性劣化。此外,外添加剂颗粒易于从调色剂中脱离,并不利地影响得到的图像质量。
根据一个实施方案的调色剂可与载体组合用于双组份显影剂中。在一些实施方案中,载体具有15-40μm的重均粒径。当重均粒径小于15μm时,载体颗粒可能与调色剂颗粒一起转印至记录介质上,并沉积在得到的图像上。当重均粒径大于40μm时,当调色剂浓度较高时,得到图像的背景部分可能被调色剂颗粒污染。另外,当潜像字点尺寸相对较小时,高亮部分的粒度会劣化。
根据一个实施方案的成像方法,包括:充电器充电电子照相感光体的充电工艺;辐照器辐照充电的电子照相感光体以在其上形成静电潜像的辐照工艺;显影装置采用根据一个实施方案的调色剂将静电潜像显影成调色剂图像的显影工艺;首次转印装置初次将调色剂图像从电子照相感光体转印至中间转印部件上的首次转印工艺;二次转印装置将调色剂图像从中间转印部件二次转印至记录介质上的二次转印工艺;定影装置通过施加热和压力将调色剂图像定影至记录介质上的定影工艺;和清洁器除去残留在中间转印部件上而未转印至记录介质上的残余调色剂颗粒的清洁工艺。在一些实施方案中,在二次转印工艺期间,调色剂图像以100-1,000mm/秒的线速度在0.5-60毫秒时间内从中间转印部件转印至记录介质上。
根据一个实施方案的成像设备,包括电子照相感光体、充电器、辐照器、显影装置、首次转印装置、清洁装置和定影装置。在一些实施方案中,成像设备包括串联设置的多组电子照相感光体、充电器、辐照器、显影装置、首次转印装置和清洁装置(以下称作“串联成像设备”)。由于各颜色的调色剂图像基本上同时在多个电子照相感光体的每个上形成,从而串联成像设备可提供高速印刷。在各电子照相感光体上形成的调色剂图像相互叠加,形成全彩调色剂图像。
由于根据一个实施方案的调色剂无论何种颜色,均可提供可靠地显影性和粘附力,从而各调色剂图像均匀地附着于电子照相感光体和记录介质上,提供具有高颜色再现性的全彩调色剂图像。
在一些实施方案中,充电器配置为施加与交流电压叠加的直流电压。当向电子照相感光体施加与交流电压叠加的直流电压,而非直流电压时,电子照相感光体的表面电位变得更加稳定和均匀。在一些实施方案中,充电器配置为使得充电部件与电子照相感光体接触,并向与电子照相感光体接触的充电部件施加电压。通过向与电子照相感光体接触的充电部件施加与交流电叠加的直流电,使电子照相感光体更加均匀地充电。
在一些实施方案中,定影装置包括加热辊、定影辊、无缝定影带和压力辊。加热辊包括磁性金属并可通过电磁感应加热。定影辊与加热辊平行设置。定影带穿过加热和定影辊拉伸,并通过加热辊加热和通过加热和定影辊旋转。压力辊采用位于其间的定影带压向定影辊,并可沿相对应定影带向前的方向旋转。在这些实施方案中,可短时间加热定影带,并可靠地控制温度。即使在具有粗糙表面的记录介质上,定影带也能够可靠地定影调色剂图像。
在一些实施方案中,当在记录介质上定影调色剂图像时,定影装置不需要油或仅需少量油。在这些实施方案中,脱模剂(例如蜡)精细分散于调色剂中。当调色剂定影于记录介质上时,脱模剂从调色剂中渗出。因此,即使定影带上不施加油或仅施加少量油,也能防止调色剂转印至定影带上。为在调色剂中精细分散,脱模剂与调色剂中的粘合树脂不相容。脱模剂可通过调节生产条件精细分散于调色剂中。脱模剂的分散条件可通过采用透射电子显微镜(TEM)观察调色剂的超薄切片确定。当脱模剂的分散直径过小时,脱模剂不能令人满意地从调色剂中渗出。当可通过TEM在10,000倍率观察脱模剂区域时,认为脱模剂在适宜条件下分散。当通过TEM在10,000倍率下无法观察脱模剂区域时,脱模剂不能令人满意地从调色剂中渗出。
调色剂的重均粒径(Dw)、体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)通过具有100μm孔径和Beckman Coulter Multisizer 3Version 3.51分析软件程序的粒度分析仪MULTISIZER III (Beckman Coulter,Inc.)如下测量。首先,采用0.5ml10%表面活性剂(烷基苯磺酸盐,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.的NEOGENSC-A)填充100ml玻璃烧杯。将0.5g样品添加至烧杯中并用刮刀混合。进一步地,将80ml离子交换水添加至烧杯中。采用超声分散器(W-113MK-II,Honda Electronics)对得到的分散液实施分散处理10分钟。通过MLTISIZERIII采用ISOTON III (Beckamn Coulter,Inc.)的测量溶液对分散液实施测量。测量期间,控制分散液的量,以使得样品浓度为8±2%。基于测量再现性考虑,将样品浓度保持在8±2%范围内以不引起测量误差是重要的。
平均圆度SR通过下式定义:SR(%)=Cs/Cp×100,其中Cp表示颗粒投影图像的周长,Cs表示与颗粒投影图像具有相同面积的圆的周长。调色剂的平均圆度采用流动颗粒图像分析仪FPIA-2100(Sysmex Corporation)和用于FPIA的分析软件FPIA-2100数据处理程序00-10版如下测定。首先用0.1-0.5ml 10%表面活性剂(烷基苯磺酸NEOGEN SC-A,Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.)填充100ml玻璃烧杯。将0.1-0.5g样品添加至烧杯中,并用微量刮勺混合。进一步地,将80ml离子交换水添加至烧杯中。采用超声分散器(Honda Electronics)对得到的分散液实施分散处理3分钟。当分散液具有5,000-15,000颗粒/微升浓度时,通过FPIA-2100测量形状分布。在测量再现性方面,当分散液具有5,000-15,000颗粒/微升的浓度时,测量形状分布是重要的。为使得分散液具有期望的浓度,可改变分散液中包含的表面活性剂或调色剂的量。当分散液中表面活性剂的量过大时,不期望地产生干扰泡沫。当分散液中表面活性剂的量过小时,不能充分润湿或分散调色剂颗粒。分散液中调色剂的适宜量取决于调色剂的粒径。调色剂的粒径越小,调色剂的适宜量越小。当调色剂具有3-7μm粒径时,分散液中应包含0.1-0.5g调色剂,以使得分散液具有5,000-15,000颗粒/微升的浓度。
调色剂的BET比表面积通过粉体自动表面积和孔隙度分析仪TriStar3000(Shimadzu Corporation)如下测量。采用1g样品填充测量池。通过脱气单元VacuPrep 601(Shimadzu Corporation)在减压或100毫托或更低和室温下,脱气测量池20小时。通过TriStar 3000对脱气的测量池实施比表面积测量。使用氮气作为吸附气体。
在纳米压痕法中,调色剂的硬度通过Hysitron Corporation的仪器测量调色剂硬度。测量条件如下。
压头:Berkovich (三方椎形)
最大压痕深度:20nm
压头刻压一个调色剂颗粒表面。通过在最大压痕深度下形成的刻痕尺寸,确定调色剂颗粒的硬度H[GPa]。在该方法中,对100个调色剂颗粒的10个任选部分实施上述测量过程,并平均测量值。从而,确定“通过纳米压痕法测量的硬度”。
在微米压痕法中,调色剂硬度通过Fischer Instruments K.K.的仪器测量。测量条件如下。
压头:Vickers压头
最大压痕深度:2μm
最大压痕负荷:9.8mN
蠕变时间:5秒
负荷(放空)时间:30秒
Vickers压头刻压一个调色剂颗粒表面,以测量Martens硬度[N/mm2]。在该方法中,对100个调色剂颗粒实施上述测量工艺,并平均测量值。从而,确定“通过微米压痕法测量的硬度”。
载体颗粒的重均粒径(Dw)基于以数量计的粒径分布(即粒径与数量频率的关系)测定,并通过下式表示:
Dw={1/Σ(nD3)}x{Σ(nD4)}
其中,D表示各区段颗粒的典型直径(μm),和n表示各区段的颗粒总数。这里,“区段”表示等分粒度分布图中粒径轴的单位长度。在本实施方案中,各区段具有2μm的长度。在该实施方案中,采用各区段颗粒的最小粒径作为典型粒径。
载体颗粒的数均粒径(Dp)基于以数量计的粒径分布测定,并由下式表达:
Dp=(1/ΣN)x(ΣnD)
其中,N表示颗粒总数,n表示各区段的颗粒总数,和D表示各区段(长2μm)颗粒的最小粒径(μm)。
粒径分布通过Honeywell的粒度分析仪Microtrac HRA9320-X100测量。测量条件如下。
粒径范围:8~100μm
区段长度(区段宽度):2μm
区段数量:46
折射率:2.42
根据一些实施方案,调色剂如下制备。
根据一个实施方案的调色剂,包括含有调色剂成分的核颗粒,包含丙烯酸(酯)类树脂A微粒的覆盖核颗粒的内壳层,和包含苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒并覆盖内壳层的外壳层。调色剂可如下生产:通过在有机溶剂中溶解或分散调色剂成分,在包含阴离子表面活性剂和平均粒径为5-50nm苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒的水性介质中乳化所得到的调色剂成分的溶液或分散液以制备乳液,将平均粒径为10-500nm的丙烯酸(酯)类树脂A微粒添加至水性介质中,并从乳液中除去有机溶剂以形成调色剂颗粒。从乳液中除去有机溶剂后,在40-60℃下加热包含调色剂颗粒的乳液,从而使得丙烯酸(酯)类树脂A微粒定影于调色剂颗粒表面上。当在水性介质中乳化调色剂成分的溶液或分散液时,基于稳定液滴以获得具有期望形状和窄粒度分布的调色剂颗粒的目的,可使用分散剂。所述分散剂可以是例如阴离子表面活性剂、低水溶性无机化合物或聚合物保护胶体。可组合使用两种或多种这些材料。在一些实施方案中,使用阴离子表面活性剂。
根据一个实施方案,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B可例如是苯乙烯与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
可使用能够形成其水性分散液的任意苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂。可使用的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂具体例子包括但不限于苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。
在一些实施方案中,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂是阴离子型的。阴离子苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂可由(甲基)丙烯酸而非(甲基)丙烯酸酯得到。当与阴离子表面活性剂组合使用时,阴离子型苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒不会聚集。阴离子型苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒可通过采用阴离子活化剂处理苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒得到,或通过将阴离子基团如羧基或磺酸基引入苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒中得到。在一些实施方案中,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒具有5-50nm或10-25nm的初级粒径,其可可靠地控制乳化颗粒的粒度和粒度分布。粒径可通过扫描电镜、透射电子显微镜或光散射法测量。例如,体积平均粒径可通过Particle Size Distribution Analyzer LA-9920(Horiba,Ltd.)测量。
在一些实施方案中,苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂微粒以水性分散液形式得到。苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂微粒的水性分散液可如下制备,例如
(1)可通过直接对包含乙烯基单体的原料实施悬浮聚合、乳液聚合、种子聚合或分散聚合获得乙烯基树脂的水性分散液。
(2)可通过在水性介质中在分散剂的存在下分散树脂的前体(如单体、低聚物)或其溶液,通过加热或添加固化剂固化前体,获得加聚或缩聚树脂(如聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂)的水性分散液。
(3)可通过在树脂的前体(如单体或低聚物)或其溶液(优选液态或可通过加热液化)中溶解乳化剂,并进一步向其中添加水,以实施相转移乳化,获得加聚或缩聚树脂(如聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂)的水性分散液。
(4)可通过机械旋转粉碎机或喷射粉碎机,将树脂粉碎成颗粒,根据尺寸分级颗粒以收集期望尺寸的颗粒,和在水性介质中在分散剂的存在下分散收集的颗粒,获得通过聚合反应(如加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚)制备的树脂水性分散液。
(5)通过在溶剂中溶解树脂,喷雾得到的树脂溶液形成树脂颗粒,和在水性介质中在分散剂的存在下分散树脂颗粒,获得通过聚合反应(如加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚)制备的树脂水性分散液。
(6)通过在溶剂中溶解树脂并进一步向得到的树脂溶液中添加不良溶剂,或在溶剂中通过加热溶解树脂并冷却得到的树脂溶液,以沉淀树脂颗粒,除去溶剂以分离树脂颗粒,和在水性介质中在分散剂的存在下分散树脂颗粒,获得通过聚合反应(如加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚)制备的树脂水性分散液。
(7)通过在溶剂中溶解树脂,在水性介质中在分散剂的存在下分散得到的树脂溶液,并通过加热和/或减压除去溶剂,获得通过聚合反应(如加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚)制备的树脂水性分散液。
(8)通过在溶剂中溶解树脂,在得到的树脂溶液中溶解乳化剂,并向其中加水以引起相转移乳化,获得通过聚合反应(如加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚)制备的树脂水性分散液。
在一些实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂颗粒具有10-500nm或10-200nm的初级粒径,其可可靠地控制乳化颗粒的粒度和粒度分布。粒径可通过扫描电镜、透射电子显微镜或光散射法测量。为易于使丙烯酸(酯)类树脂颗粒附着于调色剂成分液滴上,可赋予丙烯酸(酯)类树脂颗粒在包含阴离子表面活性剂的水性介质中聚集的性质。为实现此目的,可在上述制备方法中使用非离子、两性或阳离子表面活性剂,或可将阳离子基团引入树脂中。
可使用的阳离子表面活性剂包括胺盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂。胺盐型表面活性剂的具体例子包括但不限于烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉。季铵盐型表面活性剂的具体例子包括但不限于烷基三甲铵盐、二烷基二甲铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵。在一些实施方案中,具有含氟烷基的脂肪族伯、仲或叔胺酸,脂肪族季铵盐,例如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲铵盐,苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑啉盐。
可商购获得的这类阳离子表面活性剂具体例子包括但不限于S-121(AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.);FLUORAD FC-135(Sumitomo 3M);UNIDYNE DS-202(Daikin Industries,Ltd.);MEGAFACEF-150和F-824(DIC Corporation);EFTOP EP-132(Mitsubishi MaterialsElectronic Chemicals Co.,Ltd.);和FTERGENT F-300(Neos CompanyLimited)。
可使用的非离子表面活性剂具体例子包括但不限于脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物。
可使用的两性表面活性剂具体例子包括但不限于丙胺酸、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-二甲铵甜菜碱。
丙烯酸(酯)类树脂颗粒的溶胀性可通过改变交联密度或单体组成控制。
在一些实施方案中,丙烯酸(酯)类树脂颗粒可包括交联聚合物,以固定于调色剂成分液滴表面上,而不会溶解于其中。可使用的交联聚合物包括例如丙烯酸单体与具有至少两个不饱和基团的单体的共聚物。具有至少两个不饱和基团的单体具体例子包括但不限于甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物硫酸酯钠盐(Sanyo Chemical Industries,Inc.的ELEMINOL RS-30)、二乙烯基化合物(如二乙烯基苯)和二丙烯酸酯化合物(如丙烯酸1,6-己二醇酯)。
由于丙烯酸(酯)类树脂颗粒在有机溶剂中的溶胀性,调色剂颗粒可提供可靠的转印效率和宽定影温度范围以及良好的清洁性。调色剂颗粒具有不规则形状和相对平滑的表面,其通过约0.950-0.975的平均圆度和约0.5-4.0m2/g的BET比表面积表示。当溶胀度过大时,调色剂的平均圆度可能过小。当溶胀度过小时,调色剂的BET比表面积可能过大。当BET比表面积低于0.5m2/g时,调色剂的清洁性可能劣化。当BET比表面积超过4.0m2/g时,调色剂的稳定性会劣化。
可使用的阴离子表面活性剂具体例子包括但不限于烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯盐。在一些实施方案中,使用具有含氟烷基的阴离子表面活性剂。可使用的具有含氟烷基的阴离子表面活性剂包括但不限于具有2-10个碳原子的含氟烷基羧酸及其金属盐、全氟辛烷磺酰谷氨酸二钠、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-丙磺酸钠、氟烷基(C 11-C20)羧酸及其金属盐、全氟烷基(C7-C13)羧酸及其金属盐、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-乙基磺酰甘氨酸盐和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸盐。
可商购获得的这类具有全氟烷基的阴离子表面活性剂具体例子包括但不限于S-111、S-112和S-113(AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.);FLUORAD FC-93、FC-95、FC-98和FC-129(Sumitomo 3M);UNIDYNEDS-101和DS-102(Daikin Industries,Ltd.);MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833(DIC Corporation);EFTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201和204(Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.);和FTERGENT F-100和F-150(Neos Company Limited)。
在一些实施方案中,树脂P(以下可作为“粘合树脂”)是聚酯树脂。
聚酯树脂由于其急剧熔融性,可形成平滑的图像表面。即使当分子量较低时,聚酯树脂也具有足够的柔韧性。在一些实施方案中,聚酯树脂具有50-80℃的1/2法温度(T1/2)。当T1/2小于50℃时,调色剂的存储稳定性劣化,即调色剂颗粒甚至可在室温下聚集。当T1/2大于80℃时,当在纸张上定影时,调色剂不能充分熔融,导致反印问题。
可使用的聚酯树脂通过使至少一种具有下式(i)的多元醇与至少一种具有下式(ii)的多羧酸反应得到:
A-(OH)m (i)
其中,A表示具有1-20个碳原子的烷基或亚烷基,或取代或未取代的芳基或杂环芳基,和m表示2-4的整数;
B-(COOH)n (ii)
其中,B表示具有1-20个碳原子的烷基或亚烷基,或取代或未取代的芳基或杂环芳基;和m表示2-4的整数。
可使用的式(i)多元醇具体例子包括但不限于乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二甲醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、山梨醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟甲基苯、双酚A、双酚A的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧丙烷加合物、氢化双酚A、氢化双酚A的环氧乙烷加合物和氢化双酚A的环氧丙烷加合物。
可使用的式(ii)羧酸具体例子包括但不限于马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、丙二酸、正十二烯基琥珀酸、异辛基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、异辛烯基琥珀酸、异辛基琥珀酸、1,2,4-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁基三羧酸、1,2,5-己基三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-己基三羧酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛基四羧酸、均苯四酸、enpol三聚酸、环己烷二羧酸、环己烯二羧酸、丁烷四羧酸、联苯砜四羧酸和乙二醇双(偏苯三酸)。
在一些实施方案中,粘合树脂是未改性粘合树脂与粘合树脂前体(即预聚物)反应产物的混合物。在此情况下,丙烯酸(酯)类树脂A与未改性粘合树脂不相容。
当调色剂成分包括具有活泼氢基团的化合物和能与所述化合物反应的聚合物(如改性聚酯树脂)时,得到的调色剂颗粒具有足以防止丙烯酸(酯)类树脂A微粒或外添加剂包埋于调色剂颗粒中的更好的机械强度。当具有活泼氢基团的化合物是阳离子性的时,丙烯酸(酯)类树脂A微粒静电吸附于其上。此外,由于可控制调色剂的热熔合性,还可拓宽调色剂的可定影温度范围。具有活泼氢基团的化合物和能与所述化合物反应的聚合物均为粘合树脂前体。
具有活泼氢基团的化合物起到扩链剂或交联剂的作用,用于在水性介质中扩链或交联能与所述化合物反应的聚合物。在一些实施方案中,能与所述具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物是具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A),和具有活泼氢基团的化合物是胺(B)。该组合可通过扩链和/或交联反应,形成高分子量聚酯。
活泼氢基团可以是例如羟基(如醇羟基、酚羟基)、氨基、羧基、巯基或其组合。
胺(B)可以是例如二胺(B1)、具有3或更高价的多胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)或任意胺(B1)-(B5)中氨基被封闭的封端胺(blockedamine)(B6)。可组合使用两种或多种这些材料。在一些实施方案中,单独使用二胺(B1),或使用二胺(B1)与少量具有3或更高价的多胺(B2)的混合物。
二胺(B1)的具体例子包括但不限于芳香族二胺、脂环族二胺和脂肪族二胺。芳香族二胺的具体例子包括但不限于苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯甲烷。脂环族二胺的具体例子包括但不限于4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己甲烷、二胺环己烷和异佛尔酮二胺。脂肪族二胺的具体例子包括但不限于乙二胺、丁二胺和己二胺。
具有3或更高价的多胺(B2)的具体例子包括但不限于二乙烯三胺和三乙烯四胺。氨基醇(B3)的具体例子包括但不限于乙醇胺和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的具体例子包括但不限于氨乙基硫醇和氨丙基硫醇。氨基酸(B5)的具体例子包括但不限于氨基丙酸和氨基己酸。
封端胺(B6)的具体例子包括但不限于可由上述胺(B1)-(B5)获得的酮亚胺化合物和酮(如丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮)以及恶唑啉化合物。
具有活泼氢基团的化合物与能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物间的扩链和/或交联反应可通过反应终止剂终止,以控制得到树脂的分子量。可使用的反应终止剂具体例子包括但不限于单胺(如二乙胺、二丁胺、丁胺、月桂胺)和封端单胺(如酮亚胺化合物)。
在一些实施方案中,聚酯预聚物(A)中异氰酸酯基团[NCO]与胺(B)中氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]为1/3-3/1、1/2-2/1或1/1.5-1.5/1。当[NCO]/[OH]的当量比小于1/3时,调色剂的低温定影性不良。当[NCO]/[OH]当量比大于3/1时,由于得到的脲改性聚酯分子量过小,调色剂的耐热反印性不良。
能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物(以下也称作“预聚物”)可以是例如多元醇树脂、聚丙烯酸(酯)类树脂、聚酯树脂、环氧树脂或其衍生物树脂。基于熔融时的流动性和透明性,聚酯树脂是有利的。可组合使用两种或多种这些材料。
预聚物具有能与含活泼氢基团的化合物反应的位点。所述位点可以是例如异氰酸酯基、环氧基、羧基或酰氯基。可组合包含两种或多种这些基团。在一些实施方案中,预聚物具有异氰酸酯基。在一些实施方案中,预聚物是具有脲键形成基团的聚酯树脂(RMPE)。通过使用RMPE,易于控制得到的调色剂的高分子量组分的分子量。即使在无油定影装置中,RMPE也可提供具有低温定影性的调色剂。
在一些实施方案中,脲键形成基团是异氰酸酯基。当聚酯树脂(PMPE)的脲键形成基团是异氰酸酯基时,聚酯树脂(PMPE)可以是具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)。具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)可以是具有活泼氢基团的聚酯与多异氰酸酯(PIC)的反应产物,其中所述聚酯是多元醇(PO)与多羧酸(PC)的缩聚产物。可使用的多元醇(PO)包括例如二醇(DIO)、具有3或更高价的多元醇(TO),及其混合物。可组合使用两种或多种这些材料。在一些实施方案中,单独使用二醇(DIO),或使用二醇(DIO)与少量具有3或更高价多元醇(TO)的混合物。
可使用的二醇(DIO)具体例子包括但不限于亚烷基二醇、亚烷基醚二醇、脂环族二醇、脂环族二醇的环氧烷加合物、双酚、双酚的环氧烷加合物。
可使用的亚烷基二醇具体例子包括但不限于具有2-12个碳原子的亚烷基二醇,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。可使用的亚烷基醚二醇具体例子包括但不限于二甘醇、三甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁基醚二醇。可使用的脂环族二醇具体例子包括但不限于1,4-环己二甲醇和氢化双酚A。可使用的脂环族二醇环氧烷加合物的具体例子包括但不限于脂环族二醇的环氧乙烷加合物、环氧丙烷加合物和环氧丁烷加合物。可使用的双酚具体例子包括但不限于双酚A、双酚F和双酚S。可使用的双酚环氧烷加合物具体例子包括但不限于双酚的环氧乙烷加合物、环氧丙烷加合物和环氧丁烷加合物。在一些实施方案中,使用双酚的环氧烷加合物或具有2-12个碳原子的亚烷基二醇。在一些实施方案中,单独使用双酚的环氧烷加合物,或使用双酚的环氧烷加合物与具有2-12个碳原子的亚烷基二醇的混合物。
可使用的具有3或更高价多元醇(TO)的具体例子包括但不限于具有3或更高价的多元脂肪醇,具有3或更高价的多元酚,和具有3或更高价的多元酚环氧烷加合物。可使用的具有3或多价脂肪醇的具体例子包括但不限于甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇。可使用的具有3或更高价多元酚的具体例子包括但不限于三酚(如Honshu Chemical IndustryCo.,Ltd.的三酚PA)、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆。可使用的具有3或更高价多元酚环氧烷加合物的具体例子包括但不限于具有3或更高价的多元酚的环氧乙烷加合物、环氧丙烷加合物和环氧丁烷加合物。
在一些实施方案中,使用100重量份二醇(DIO)与0.01-10重量份或0.01-1重量份具有3或更高价的多元醇(TO)的混合物。
可使用的多羧酸(PC)包括例如二羧酸(DIC)、具有3或更高价的多羧酸(TC),及其混合物。可组合使用两种或多种这些材料。在一些实施方案中,单独使用二羧酸(DIC),或使用二羧酸(DIC)与少量具有3或更高价的多羧酸(TC)的混合物。
可使用的二羧酸(DIC)的具体例子包括但不限于亚烷基二羧酸、亚烯基二羧酸和芳香族二羧酸。可使用的亚烷基二羧酸具体例子包括但不限于琥珀酸、己二酸和癸二酸。可使用的亚烯基二羧酸具体例子包括但不限于马来酸和富马酸,其具有4-20个碳原子。可使用的芳香族二羧酸具体例子包括但不限于邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸,其具有8-20个碳原子。在一些实施方案中,使用具有4-20个碳原子的亚烷基二羧酸或具有8-20个碳原子的芳香族二羧酸。
可使用的具有3或更高价的多羧酸(TC)的具体例子包括但不限于具有9-20个碳原子的芳香族多羧酸(如偏苯三酸、均苯四酸)。
可使用的多羧酸(PC)进一步包括酸酐和二羧酸(DIC)的低级烷基酯、具有3或更高价的多羧酸(TC)及其混合物。低级烷基酯包括例如甲酯、乙酯和异丙酯。
在一些实施方案中,使用100重量份二羧酸(DIC)与0.01-10重量份或0.01-1重量份具有3或更高价的多羧酸(TC)的混合物。
在一些实施方案中,多元醇(PO)的羟基[OH]与多羧酸(PC)的羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]为2/1-1/1,1.5/1-1/1或1.3/1-1.02/1。
在一些实施方案中,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中多元醇(PO)的含量为0.5-40重量%,1-30重量%,或2-20重量%。当含量小于0.5重量%时,调色剂的耐热反印性、耐热存储稳定性和低温定影性不良。当含量大于40重量%时,调色剂的低温定影性不良。
可使用的多异氰酸酯(PIC)具体例子包括但不限于脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、芳脂族二异氰酸酯、异氰脲酸酯和采用酚衍生物、肟或己内酰胺封端的那些。
可使用的脂肪族多异氰酸酯的具体例子包括但不限于丁烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯基甲基己酸酯、辛烷二异氰酸酯、癸烷二异氰酸酯、十二烷基二异氰酸酯、十四烷基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯。可使用的脂环族多异氰酸酯的具体例子包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯和环己甲烷二异氰酸酯。可使用的芳香族二异氰酸酯具体例子包括但不限于甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、二苯基-4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯基-3,3’-二甲基联苯、3-甲基二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯和二苯醚-4,4’-二异氰酸酯。可使用的芳脂族二异氰酸酯的具体例子包括但不限于α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯。可使用的异氰脲酸酯具体例子包括但不限于三异氰酸酯基烷基异氰脲酸酯和三异氰酸酯基环己基异氰脲酸酯。可组合使用两种或多种这些材料。
在一些实施方案中,多异氰酸酯(PIC)中异氰酸酯基[NCO]与具有活泼氢基团的聚酯树脂中羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH]为5/1-1/1、4/1-1.2/1或3/1-1.5/1。当[NCO]/[OH]当量比大于5/1时,调色剂的低温定影性不良。当[NCO]/[OH]当量比小于1/1时,调色剂的耐热稳定性不良。
在一些实施方案中,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中多异氰酸酯(PIC)的含量为0.5-40重量%,1-30重量%,或2-20重量%。当含量小于0.5重量%时,调色剂的耐热反印性、耐热存储稳定性和低温定影性不良。当含量大于40重量%时,调色剂的低温定影性不良。
在一些实施方案中,一分子具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中包含的异氰酸酯基平均数为1或更多,为1.2-1.5或1.5-4。当异氰酸酯基平均数小于1时,由于具有脲键形成基团的改性聚酯(RMPE)的分子量过小,调色剂的耐热反印性不足。
在一些实施方案中,通过凝胶渗透色谱(GPC)测量,能与含活泼氢基团的化合物反应的聚合物中THF可溶组分具有3,000-40,000或4,000-30,000的重均分子量(Mw)。当重均分子量(Mw)小于3,000时,调色剂的耐热反印性不足。当重均分子量(Mw)大于40,000时,调色剂的低温定影性不足。
分子量分布可通过凝胶渗透色谱(GPC)如下测量。在40℃热室中稳定柱后,在柱中以1ml/分钟流速流动THF(四氢呋喃)。注入50-200μl浓度为0.05-0.6重量%的样品THF溶液。参考由多种单分散聚苯乙烯标准样品绘制的校准曲线,确定分子量。校准曲线可由例如约10种由Pressure ChemicalCompany或Tosoh Corporation获得的分子量为6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106和4.48×106的聚苯乙烯标准样品绘制。使用折射率检测器作为检测器。
调色剂可进一步包含着色剂、脱模剂、电荷控制剂、无机微粒、流动性改进剂、清洁性改进剂、磁性材料和/或金属盐。
可使用的着色剂具体例子包括但不限于炭黑、苯胺黑染料、黑色氧化铁、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G和G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永固黄(NCG)、VULCAN坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、ANTHRAZANE黄BGL、异吲哚啉酮黄、红色氧化铁、铅丹、铅橙、镉红、镉汞红、锑橙、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、Lithol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、VULCAN坚牢玉红B、亮猩红G、LITHOL玉红GX、永固红F5R、亮玉红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺栗、永固枣红F2K、HELIO枣红BL、枣红10B、BON浅枣红、BON中枣红、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、芘酮橙、油橙、钴蓝、天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、Victoria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、群青、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、祖母绿、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、氧化锌和锌钡白。可组合使用两种或多种这些着色剂。
在一些实施方案中,调色剂中着色剂的含量为1-15重量%,或3-10重量%。当着色剂含量小于1重量%时,调色剂的着色性能不良。当着色剂含量大于15重量%时,由于着色剂不能均匀分散于调色剂中,调色剂的着色性能和电性质不良。
着色剂可与树脂组合用作母料。可使用的树脂的具体例子包括但不限于聚酯、苯乙烯或苯乙烯衍生物的聚合物、苯乙烯类共聚物、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、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(酯)类树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。可组合使用两种或多种这些树脂。
可使用的苯乙烯或苯乙烯衍生物具体例子包括但不限于聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯。可使用的苯乙烯类共聚物具体例子包括但不限于苯乙烯-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-马来酸酯共聚物等。
母料可通过在施加高剪切力的同时混合并捏合树脂和着色剂得到。为增加着色剂与树脂的相互作用,可使用有机溶剂。更具体地,母料可通过称作冲洗法的方法得到,在所述冲洗法中,将着色剂的水性糊料与树脂和有机溶剂混合,以将着色剂转移至树脂侧,然后除去有机溶剂和水。该方法的优点在于得到的着色剂湿饼可不经干燥原样使用。当实施混合或捏合时,可使用高剪切分散装置如三辊磨。可通过控制亲合力差异,将着色剂包含于任意树脂相中,即包含于主体(第一树脂相)、层B(第二树脂相)或层A(第三树脂相)中。当将着色剂包含于内部第一树脂相中时,调色剂的充电性如环境稳定性、电荷保持性和电荷量不会劣化。
在一些实施方案中,调色剂包含熔点为50-120℃的脱模剂。在将该低溶点脱模剂分散于粘合树脂中的情况下,当通过定影辊施压将调色剂定影于记录介质上时,可有效地使调色剂从定影辊上脱离。从而,即使不向定影辊施加任何脱模剂如油,调色剂也不会引起热反印问题。
这类脱模剂的具体例子包括但不限于蜡。可用的蜡的具体例子包括但不限于,天然蜡如植物蜡(例如巴西棕榈蜡、棉子蜡、酸败蜡、米蜡),动物蜡(如蜂蜡、羊毛脂)、矿物蜡(如地蜡、纯地蜡)和石油蜡(如石蜡、微晶蜡、石油蜡)。可使用的蜡的具体例子进一步包括但不限于合成烃蜡(如Fischer-Tropsch蜡、聚乙烯蜡)和合成蜡(如酯蜡、酮蜡、醚蜡)。进一步地,还可使用以下材料作为脱模剂:脂肪酰胺,如1,2-羟基硬脂酰胺、硬脂酰胺、邻苯二甲酸酐酰亚胺和氯化烃;聚丙烯酸酯的均聚物和共聚物(如聚甲基丙烯酸酯正硬脂基酯;聚甲基丙烯酸正月桂基酯),其是低分子量结晶聚合物;和具有长烷基侧链的聚合物。可组合使用两种或多种这些聚合物。
在一些实施方案中,脱模剂具有50-120℃或60-90℃的熔点。当熔点小于50℃时,调色剂的耐热存储稳定性不良。当熔点大于120℃时,调色剂的耐冷反印性不良。在一些实施方案中,脱模剂在高于熔点20℃的温度下,具有5-1,000cp或10-100cp的熔融粘度。当熔融粘度小于5cp时,调色剂的脱模性不良。当熔融粘度大于1,000cp时,调色剂的耐热反印性和低温定影性不良。在一些实施方案中,调色剂中脱模剂的含量为0-40重量%或3-30重量%。当脱模剂含量大于40重量%时,调色剂的流动性不良。
脱模剂可通过控制亲合力差异,包含于任意树脂相中,即核颗粒中的树脂P(第一树脂相)、内壳层中的丙烯酸(酯)类树脂A(第二树脂相)或外壳层中的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B(第三树脂相)。当脱模剂包含于第二和第三树脂相中时,在加热期间调色剂可在短时间内充分渗出。当脱模剂包含于第一树脂相中时,避免了脱模剂污染感光体和载体颗粒。
可使用的电荷控制剂具体例子包括但不限于苯胺黑染料、三苯甲烷染料、含铬金属络合物染料、钼酸螯合物染料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷和含磷化合物、钨和含钨化合物、氟活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物的金属盐。可组合使用两种或多种这些材料。
可商购获得的电荷控制剂具体例子包括但不限于03(苯胺黑染料)、P-51(季铵盐)、S-34(含金属偶氮染料)、E-82(氧杂萘甲酸的金属络合物)、E-84(水杨酸的金属络合物)和E-89(苯酚缩合产物),其由Orient ChemicalIndustries Co.,Ltd.生产;TP-302和TP-415(季铵盐的钼络合物),其由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.生产;COPYPSY VP 2038(季铵盐)、COPYPR(三苯甲烷衍生物)、COPYNEG VP2036和COPYNX VP434(季铵盐),其由Hoechst AG生产;LRA-901和LR-147(硼络合物),其由Japan Carlit Co.,Ltd.生产;和酞菁铜、茈、喹吖叮酮、偶氮颜料和具有例如磺酸盐基、羧基和季铵基的官能团的聚合物。
电荷控制剂可通过控制亲合力差异包含于任意树脂相中,即核颗粒中的树脂P(第一树脂相)、内壳层中的丙烯酸(酯)类树脂A(第二树脂相)或外壳层中的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B(第三树脂相)。当电荷控制剂包含于第二或第三树脂相中时,电荷控制剂可以在较少量情况下发挥作用。当电荷控制剂包含于第一树脂相中时,避免了电荷控制剂污染感光体和载体颗粒。
在一些实施方案中,电荷控制剂的含量为0.1-10重量份,或0.2-5重量份,基于100重量份粘合树脂。当电荷控制剂的含量小于0.1重量份时,难以控制调色剂的电荷。当电荷控制剂含量大于10重量份时,调色剂过度充电,过度静电吸附至显影辊上,导致显影剂流动性不良和低图像密度。
调色剂可进一步在其表面上包含无机材料微粒,以改进流动性、显影性和充电性。可使用的无机材料具体例子包括但不限于二氧化硅、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、灰沙、硅藻土、氧化铬、氧化铈、红色氧化铁、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。可组合使用两种或多种这些材料。
可使用粒径为80-500nm的大尺寸无机微粒和小尺寸无机微粒。在一些实施方案中,调色剂包括初级平均粒径为5-50nm或10-30nm的疏水二氧化硅颗粒或疏水二氧化钛颗粒。在一些实施方案中,微粒具有20-500m2/g的BET比表面。在一些实施方案中,调色剂包含0.01-5重量%或0.01-2.0重量%量的大尺寸无机微粒和小尺寸无机微粒。
在一些实施方案中,无机材料(如二氧化硅、氧化钛)采用流动性改进剂表面处理,所述流动性改进剂为例如硅烷偶联剂、甲硅烷化试剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、硅油和改性硅油,以改进疏水性。这类疏水无机材料即使在高湿度条件下也不会劣化流动性和充电性。
调色剂可进一步包含清洁改进剂,以在图像转印后调色剂残留在其上时,可容易地将其从感光体或首次转印介质上除去。可使用的清洁改进剂具体例子包括但不限于脂肪酸金属盐(如硬脂酸锌、硬脂酸钙)和通过无皂乳液聚合制备的聚合物微粒(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯)。在一些实施方案中,聚合物微粒具有窄粒度分布,和0.01-1μm的体积平均粒径。
可使用的磁性材料具体例子包括但不限于铁粉、磁铁矿和铁氧体。在一些实施方案中,使用白色磁性材料。
在一些实施方案中,调色剂通过以下而制备:在有机溶剂中溶解或分散至少包含聚酯树脂P或其前体的调色剂成分,制备调色剂成分溶液或分散液,在包含丙烯酸(酯)类树脂A和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒的水性介质中乳化调色剂成分的溶液或分散液以制备乳液,在丙烯酸(酯)类树脂A微粒固定于调色剂颗粒前体表面上后,从乳液中除去有机溶剂,加热包含调色剂颗粒的水性介质。在一些实施方案中,调色剂通过在水性介质中乳化包含具有活泼氢基团的化合物和能与该化合物反应的聚合物的调色剂成分的溶液或分散液,使具有活泼氢基团的化合物与所述聚合物在水性介质中反应,生产调色剂颗粒前体,并将丙烯酸(酯)类树脂A微粒固定于调色剂颗粒前体表面上而制备。
调色剂成分的溶液或分散液通过在溶剂中溶解或分散调色剂成分制备。调色剂成分可包括例如粘合树脂、具有活泼氢基团的化合物、能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物、脱模剂和电荷控制剂。在一些实施方案中,调色剂成分的溶液或分散液通过在有机溶剂中溶解或分散调色剂成分制备。有机溶剂可在形成调色剂颗粒的工艺期间或之后除去。
有机溶剂可以是容易除去的沸点小于150℃的挥发性溶剂。这类有机溶剂的具体例子包括但不限于甲苯、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、偏二氯乙烷(dichloroethylidene)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮和甲基异丁酮。在一些实施方案中,使用酯溶剂。在一些实施方案中,使用乙酸乙酯。可组合使用两种或多种这些溶剂。在一些实施方案中,有机溶剂的用量为40-300重量份、60-140重量份或80-120重量份,基于100重量份的调色剂成分。如上所述,调色剂成分的溶液或分散液通过在有机溶剂中溶解或分散调色剂成分制备,所述调色剂成分例如为具有活泼氢基团的化合物、能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物、未改性聚酯树脂、脱模剂、着色剂和电荷控制剂。可将除能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物以外的调色剂成分预先与水性介质混合,或当在其中乳化调色剂成分的溶液或分散液时,添加至水性介质中。
水性介质可以例如是水、与水互溶的溶剂或其混合物。可使用的与水混溶的溶剂具体例子包括但不限于醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂和低级酮。醇的具体例子包括但不限于甲醇、异丙醇和乙二醇。低级酮的具体例子包括但不限于丙酮和甲乙酮。可组合使用两种或多种这些着色剂。
在阴离子表面活性剂的存在下,将苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒分散于水性介质中。在一些实施方案中,阴离子表面活性剂和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B微粒的添加量分别为0.5-10重量%。然后,将丙烯酸(酯)类树脂A微粒添加至水性介质中。在丙烯酸(酯)类树脂A微粒与阴离子表面活性剂粘着的情况下,在乳化工艺前可采用高速剪切分散器对水性介质实施分散处理。
当在水性介质中乳化时,可保持搅拌调色剂成分的溶液或分散液。乳化可例如采用低速剪切分散器或高速剪切分散器实施。乳化期间,具有活泼氢基团的化合物与能够与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物扩链或交联,从而制备粘合基础材料(adhesive base material)(即粘合树脂)。在乳化期间或之后,将丙烯酸(酯)类树脂A微粒添加至水性介质中。特别地,可在乳化期间在采用高速剪切分散器搅拌水性介质的同时,或在乳化之后在采用低速剪切分散器搅拌水性介质的同时,将丙烯酸(酯)类树脂A微粒添加至水性介质中。其取决于丙烯酸(酯)类树脂A微粒的粘附或固定化程度。
玻璃化转变温度(Tg)可采用Shimadzu Corporation的DSC-60和TA-60WS仪器,在以下条件下测量。
测量条件
样品容器:铝样品盘(有盖)
样品量:5mg
参比:铝样品盘(包含10mg氧化铝)
气氛:氮气(流速:50ml/分钟)
温度分布
起始温度:20℃
升温速率:10℃/分钟
最终温度:150℃
保持时间:无
冷却速率:10℃/分钟
最终温度:20℃
保持时间:无
升温速率:10℃/分钟
最终温度:150℃
采用Shimadzu Corporation的数据分析软件程序(TA-601.52版)如下分析测量的数据。首先,采用分析软件程序的峰值分析功能分析在第二次加热中得到的DSC曲线中微分曲线DrDSC曲线,同时设定在DrDSC曲线中观察到的最低温度峰±5℃的温度范围,以确定DSC曲线的峰值温度。接着,采用分析软件程序的峰值分析功能分析DSC曲线,同时设定峰值温度±5℃的温度范围,以确定最大吸热温度。将如此确定的最大吸热温度确定为玻璃化转变温度。
流动起始温度(Tfb)和1/2法温度(T1/2)由采用毛细管流变仪FLOWTESTER CFT500(Shimadzu Corporation)得到的流动曲线确定。
在一些实施方案中,调色剂具有60℃或更高,或80-120℃的Tfb。当Tfb小于60℃时,至少耐热存储稳定性或耐反印性会劣化。
在一些实施方案中,树脂P的T1/2为50-80℃,丙烯酸(酯)类树脂A的T1/2为130-180℃,和/或苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂B的T1/2为130-190℃。
测量条件如下:
负荷:30kg/cm2
升温速率:3.0℃/分钟
预热时间:200秒
模具直径:1.0mm
模具长度:1.0mm
圆筒压力:2.942×106Pa
剪切应力:7.355×105Pa
调色剂可包含脲改性聚酯树脂与未改性聚酯树脂的组合。脲改性聚酯树脂可通过使作为具有活泼氢基团的化合物的胺(B),与作为能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物的具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应得到。除脲键以外,脲改性聚酯树脂可具有氨基甲酸酯键。在此情况下,脲键与氨基甲酸酯键的摩尔比可以为100/0-10/90、80/20-20/80或60/40-30/70。当脲键摩尔比小于10时,耐热反印性会劣化。
脲改性聚酯树脂(a)和未改性聚酯树脂(b)的具体组合包括以下组合(1)-(10)。
(1)(a)通过使异佛尔酮二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物和间苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与间苯二甲酸的缩聚产物。
(2)(a)通过使异佛尔酮二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物和间苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(3)(a)通过使异佛尔酮二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物和对苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(4)(a)通过使异佛尔酮二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物和对苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧丙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(5)(a)通过使己二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物和对苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(6)(a)通过使己二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物和对苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(7)(a)通过使乙二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物和对苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(8)(a)通过使己二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使二苯甲烷二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物与间苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与间苯二甲酸的缩聚产物。
(9)(a)通过使己二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使二苯甲烷二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物、对苯二甲酸与十二烯基琥珀酸酐的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物、双酚A的环氧丙烷2mol加合物与对苯二甲酸的缩聚产物。
(10)(a)通过使己二胺和预聚物反应得到的脲改性聚酯树脂,该预聚物是使甲苯二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷2mol加合物与间苯二甲酸的缩聚产物反应得到的。(b)双酚A的环氧乙烷2mol加合物与间苯二甲酸的缩聚产物。
脲改性聚酯树脂可通过例如(1)在水性介质中乳化包含能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物(如具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A))和具有活泼氢基团的化合物(如胺(B))的调色剂成分溶液或分散液,从而形成油滴,并在其中引发聚合物与化合物间扩链或交联反应;(2)在其中预先添加了具有活泼氢基团的化合物的水性介质中乳化调色剂成分溶液或分散液,从而形成油滴并引发其中聚合物与化合物间扩链或交联反应;或(3)在水性介质中添加调色剂成分的溶液或分散液,然后进一步向其中添加具有活泼氢基团的化合物,从而形成油滴,并引发其中聚合物与化合物间的扩链或交联反应。在情况(3)中,得到的脲改性聚酯树脂主要在调色剂颗粒表面处形成,在调色剂颗粒内产生脲键的浓度梯度。
反应时间可以为例如10分钟-40小时,或2-24小时。
调色剂成分的溶液或分散液通过在有机溶剂中溶解或分散调色剂成分制备,所述调色剂成分例如为能与具有活泼氢基团的化合物反应的聚合物(如具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A))、着色剂、脱模剂、电荷控制剂和未改性聚酯树脂。将如此制备的调色剂成分溶液或分散液通过施加剪切力分散于水性介质中,形成稳定乳液。
在一些实施方案中,水性介质的用量为50-2,000重量份,或100-1,000重量份,基于100重量份调色剂成分。当水性介质的量小于50重量份时,调色剂成分不能精细分散于得到的调色剂颗粒中,调色剂颗粒不能具有期望的粒度。当水性介质量超过2,000重量份时,生产成本升高。
水性介质可包含无机分散剂和/或除阴离子表面活性剂和苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂以外的聚合物保护胶体。可使用的不易溶于水的无机分散剂的具体例子包括但不限于磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅和羟基磷灰石。
可使用的聚合物保护胶体的具体例子包括但不限于由单体如酸、含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、乙烯醇和乙烯醇醚、乙烯醇与含羧基化合物的酯、酰胺及其羟甲基化合物、氯化物、含氮单体或含氮杂环得到的均聚物和共聚物;聚氧乙烯;和纤维素。可使用的酸的具体例子包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、马来酸和马来酸酐。可使用的含羟基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的具体例子包括但不限于β-羟乙基丙烯酸酯、β-羟乙基甲基丙烯酸酯、β-羟丙基丙烯酸酯、β-羟丙基甲基丙烯酸酯、γ-羟丙基丙烯酸酯、γ-羟丙基甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯和甘油单甲基丙烯酸酯。
可使用的乙烯醇和乙烯醇醚具体例子包括但不限于乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基丙醚。可使用的乙烯醇与含羧基化合物的酯具体例子包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯。可使用的酰胺及其羟甲基化合物的具体例子包括但不限于丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺。
可使用的氯化物具体例子包括但不限于丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯。可使用的含氮单体或含氮杂环的具体例子包括但不限于乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和乙烯亚胺。
可使用的聚氧乙烯具体例子包括但不限于聚氧乙烯、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、聚氧乙烯壬基苯醚、聚氧乙烯月桂基苯醚、聚氧乙烯硬脂基苯酯和聚氧乙烯壬基苯酯。可使用的纤维素具体例子包括但不限于甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
在使用可溶于酸和碱的分散剂(如磷酸钙)的情况下,首先用酸(如盐酸)洗涤得到的调色剂颗粒,然后水洗或用酶洗涤,以除去分散剂。
将有机溶剂从乳液中除去。所述有机溶剂可通过(1)逐渐加热乳液以完全从油滴中蒸发有机溶剂,或(2)将乳液喷雾至干燥气氛中以完全从油滴中蒸发有机溶剂。在情况(2)中,如果存在,还可蒸发水性分散剂。从乳液中完全除去有机溶剂后,得到调色剂颗粒。
采用离子交换水洗涤如此得到的调色剂颗粒,并制备具有期望导电性的调色剂颗粒分散液。
然后在静态或搅拌下加热分散液,以使得调色剂颗粒表面平滑。可选地,可在离子交换水洗涤前或后加热调色剂颗粒。
干燥后,通过尺寸分级调色剂颗粒。通过例如旋风分离、倾析或离心分离除去不期望的微粒。当然,分级处理可在干燥得到的颗粒后实施。
根据一个实施方案的成像方法,包括:充电器充电电子照相感光体的充电工艺;辐照器辐照充电的电子照相感光体以在其上形成静电潜像的辐照工艺;显影装置采用根据一个实施方案的调色剂将静电潜像显影成调色剂图像的显影工艺;首次转印装置将调色剂图像从电子照相感光体首次转印至中间转印部件上的首次转印工艺;二次转印装置将调色剂图像从中间转印部件二次转印至记录介质上的二次转印工艺;定影装置通过加热和施压在记录介质上定影调色剂图像的定影工艺;和清洁装置除去未转印至记录介质上的残留在中间转印部件上的残留调色剂颗粒的清洁工艺。在一些实施方案中,将调色剂图像以100-1,000mm/秒的线速度在0.5-60毫秒时间内将调色剂图像从中间转印部件转印至记录介质上。在一些实施方案中,将成像法用于全彩串联电子照相成像方法。
图2和3是可用于根据一个实施方案的成像方法的接触充电器的示意图。
在图2中,阐述了辊型充电器500。将用作图像承载部件的感光体505言箭头所示方向以预定速率驱动旋转。感光体505于充电辊501接触。充电辊501包括带芯棒502和共轴设置在带芯棒502外周面上的导电橡胶层503。带芯棒502两端由承载体可旋转地支撑。充电辊501通过施压单元压向感光体505。充电辊501随着驱动感光体505旋转而旋转。带芯棒502具有9mm直径,和导电橡胶层503具有100,000Ω·cm的中间电阻。充电辊501具有16mm直径,带芯棒502与电源504电连接。电源504向充电辊501提供规定的偏压。从而,以预定极性将感光体505的周面均匀充电至规定电位。
除辊型充电器外,还可使用磁刷型充电器和毛刷型充电器。在磁刷型充电器中,磁刷由用作充电部件的铁氧体(如Zn-Cu铁氧体)颗粒、承载铁氧体颗粒的非磁性导电套筒和包含在导电套筒中的磁辊形成。在毛刷型充电器中,毛刷由用例如碳、硫化铜、金属或金属氧化物处理以具有导电性的软毛形成。导电软毛缠绕并附着于金属或导电带芯棒上。
在图3中,阐述了刷型充电器。沿箭头所示方向以预定速率驱动用作图像承载部件的感光体515旋转。毛刷辊511以相对于刷部513弹性预定的压力压缩感光体515,以形成具有规定宽度的缝隙。
毛刷辊511包括用作电极的直径6mm的金属带芯棒512,和由大量螺旋缠绕在带芯棒512上的导电人造纤维REC-B(Unitika Ltd.)织物带形成的刷部513。毛刷辊511具有14mm外径和250mm纵向长度。刷部513的刚毛由300旦/50长丝的长丝形成,具有155长丝/1mm2的密度。刷的刚毛通过将毛刷辊511嵌入内径12mm的管中同时沿特定方向旋转,以使得毛刷辊和管同轴设置,并将其放置在高温高湿气氛中而倾斜。
当施加100V电压时,毛刷辊511具有1×105Ω的电阻。该电阻值由使毛刷辊与直径30mm的金属鼓接触,同时形成3mm宽缝隙并向其中施加100V电压时测量的电流值转换得到。当毛刷辊511具有104Ω或更高电阻时,即使感光体515具有抗低压缺陷部分如针孔以及泄漏电流过度流向缺陷部分,也可防止感光体515不充分地充电。当毛刷辊511具有107Ω或更低的电阻时,感光体515表面可充分注入电荷。
刷的刚毛由例如REC-B、REC-C、REC-M1和REC-M10(Unitika Ltd.),SA-7(Toray Industries,Inc.),THUNDERON(Nihon Sanmo Dyeing Co.,Ltd.),BELLTRON(KB SEIREN,Ltd.),CLACARBO(Kuraray Trading Co.,Ltd.),其中分散碳的人造纤维,和ROVAL(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.)的材料形成。各刚毛为3-10旦,并包含10-100条长丝。刷密度为80-600刚毛/mm。刚毛长度为1-10mm。
驱动毛刷辊511旋转,以使得以预定圆周速率面向感光体515的旋转方向。毛刷辊511在具有速度差的情况下与感光体515接触。在由电源514向毛刷辊511施加预定电压期间,将旋转的毛刷辊511圆周面以预定极性均匀充电至预定电位。
通过毛刷辊511接触充电感光体515期间,主要为直接注入充电。旋转毛刷辊511的圆周面充电至与施加的电压几乎相同的电位。
充电部件不限于毛刷辊511,可采用充电辊、磁刷等形式。例如,可使用包含采用中间电阻率为约100,000Ω·cm的橡胶层覆盖的带芯棒的充电辊。在磁刷型充电器中,磁刷由用作充电部件的铁氧体(如Zn-Cu铁氧体)颗粒、承载铁氧体颗粒的非磁性导电套筒和包含在导电套筒中的磁辊形成。
根据一个实施方案,磁刷由采用中间电阻率树脂层覆盖的磁性颗粒形成。铁氧体颗粒是1重量份平均粒径为25μm的Zn-Cu铁氧体颗粒和0.05重量份平均粒径为10μm的Zn-Cu铁氧体颗粒的混合物。从而,铁氧体颗粒具有25μm的平均粒径。磁刷由涂覆的磁性颗粒、承载磁性颗粒的非磁性导电套筒和包含在导电套筒中的磁辊形成。套筒采用厚度1mm的涂覆磁性颗粒层覆盖,并在与感光体之间形成宽度约5mm的充电缝隙。承载涂覆磁性颗粒的套筒与感光体间的缝隙为约500μm。旋转磁辊,以使得套筒圆周面旋转,从而面向感光体的旋转方向,同时在两倍于感光体圆周速率下摩擦接触感光体。
在一些实施方案中,在施加交变电场期间显影感光体上形成的潜像。图4是可用于根据一个实施方案的成像方法的显影装置示意图。在显影装置600中,从电源602向显影套筒601施加显影偏压。显影偏压是采用直流电压叠加交流电压的振动偏压。在背景和图像区域的电位在振动偏压的最大值和最小值之间的范围内。在显影部分603处形成交变电场。在交变电场中激发根据一个实施方案的调色剂颗粒605和载体颗粒。调色剂颗粒605飞向感光体604,脱离显影套筒和载体颗粒的静电束缚力,并附着于感光体604的潜像上。
振动偏压的最大值与最小值之差可以是0.5-5kV,振动频率可以是1-10kHz。振动偏压可采用矩形波、正弦波或三角波。振动偏压中直流电压部分在背景区域电位与图像区域电位之间的范围内。当与图像区域电位相比,直流电压部分更接近背景区域电位时,避免了调色剂颗粒散射至背景区域上。
当振动偏压具有矩形波时,负荷比可为50%或更小。负荷比是调色剂颗粒飞向感光体期间,在一个振动偏压周期中时间的比率。当负荷比在上述范围内时,可放大调色剂颗粒飞向感光体时,时间平均偏压值与峰值偏压值的差异。从而,调色剂颗粒可被更好地激发并基于电位分布精确地附着于潜像上,导致得到图像的分辨率和粒度改进。另外,可降低载体颗粒与飞向感光体的调色剂颗粒具有相反极性时,时间平均偏压值与另一个峰值偏压值之间的差异。从而,可使得载体颗粒更加稳定,防止散射至潜像中的背景区域。
图5是在根据一个实施方案的成像方法中使用的定影装置的示意图。定影装置700包括加热辊710、定影辊720、无缝定影带730和压力辊740。加热辊710可通过感应加热器760的电磁感应加热。定影辊720与加热辊710平行设置。定影带730在加热辊710与定影辊720之间拉伸,并可通过加热辊720加热,和随着加热辊710和定影辊720中至少一个的旋转,沿箭头A所示方向旋转。压力辊704采用位于其间的定影带730压向定影辊720,并相对于定影带730沿向前的方向旋转。
加热辊710包括由磁性金属材料如铁、钴、镍或其合金制成的中空圆筒。加热辊710具有20-40mm的外径、0.3-1.0mm壁厚和低热容。
定影辊720包括由金属如不锈钢制成的带芯棒721,和覆盖带芯棒721的弹性部件722。弹性部件722由固化或发泡的耐热硅橡胶制成。压力辊740压向定影辊720,形成预定宽度的接触部分。定影辊720具有约20-40mm的外径,其大于加热辊710。弹性部件722具有4-6mm壁厚。采用上述结构,由于加热辊710的热容小于定影辊,因此,可将加热辊710迅速加热,并降低预热时间。
定影带730在定影带730与通过感应加热器760加热的加热辊710接触的接触部分W1处被加热。定影带730的内表面随着加热辊710和定影辊720旋转而连续加热,最终将定影带730全部加热。
图6是定影带730的截面示意图。定影带730从其最内层开始,包括基础层731、发热层732、中间层732和脱离层734。
基础层731包括树脂如聚酰亚胺(PI)。发热层732包括导电材料如Ni、Ag和SUS。中间层733是用于均匀定影调色剂图像的弹性层。脱离层734包括树脂如含氟树脂,以改进脱模性。
脱离层734的厚度可以是10-300μm,或约200μm。具有该厚度的定影带730能够充分覆盖在记录介质770上形成的调色剂图像T,并使之在加热期间均匀熔融。脱离层734的厚度最小为10μm,以保证耐磨性。当脱离层734的厚度超过300μm时,定影带730的热容变得过大,导致预热时间变长。另外,定影带730变得更加难以降低其表面温度,从而熔融的调色剂颗粒不能在定影部分出口处聚集。从而,调色剂颗粒不期望地附着于定影带730上。该现象称作热反印。发热层732可起到基础层的作用。基础层可包括耐热树脂,如含氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、PEEK树脂、PES树脂和PPS树脂。
压力辊740包括带芯棒741和覆盖带芯棒741的弹性部件742。带芯棒741由高导热金属如铜或铝制成的圆柱形部件形成。弹性部件742具有高耐热性和调色剂脱模性。带芯棒741可由SUS制成。压力辊740采用位于其间的定影带730压向定影辊720,形成定影缝隙N。压力辊740具有高于定影辊720的硬度,从而压力辊740略嵌入定影辊720(和定影带730)中。该结构使得记录介质770遵循压力辊740的圆周面,并变得更易于从定影带730表面上分离。压力辊740具有约20-40mm的外径,其与定影辊720相似,壁厚度为0.5-2.0mm,小于定影辊720。
感应加热器760包括产生磁场的励磁线圈761和缠绕励磁线圈761的线圈导板762。线圈导板762具有半圆柱形形状,靠近加热辊710外围设置。励磁线圈761由可选地沿加热辊710轴向缠绕于线圈导板762上的单条长励磁线棒形成。励磁线圈761与具有变频振荡电路的驱动电源连接。具有半圆柱形形状的励磁线圈芯763固定于励磁线圈芯载体764上,并靠近励磁线圈761设置。励磁线圈芯763包括铁磁材料如铁氧体。
根据一个实施方案的处理盒可拆卸地安装在成像设备上,并包括承载静电潜像的电子照相感光体,和包含根据一个实施方案的调色剂的显影装置。显影装置配置为采用调色剂将静电潜像显影成调色剂图像。
图7是根据一个实施方案的处理盒示意图。处理盒800包括感光体801、充电器802、显影装置803和清洁器806。以预定圆周速率驱动感光体801旋转。感光体801的外表面通过充电器802均匀充电至预定的正或负电位,然后暴露于从辐照器如狭缝辐照器或激光束扫描辐照器发出的包含图像信息的光。从而,在感光体801的外表面上形成静电潜像。采用显影装置803中的调色剂804将静电潜像显影成调色剂图像。将调色剂图像从感光体801转印至由供纸部分与感光体801旋转同步地供给至感光体801与转印介质之间的记录介质上。从感光体801外表面分离在其上具有调色剂图像的记录介质,并输送至定影装置。其上具有定影的调色剂图像的记录介质从成像设备中作为副本输出。清洁器806除去残留在感光体801外表面上的未经转印的残余调色剂颗粒。中和清洁的感光体801,以准备后续成像操作。
图8和图9是根据一些实施方案的成像设备的示意图。在图8中,成像设备100A包括图像写入部分120Bk、120C、120M和120Y,成像部分130Bk、130C、130M和130Y,和供纸部分140。图像处理部分将图像信息转化成黑色、青色、洋红色和黄色信号,并将其传输至各图像写入部分120Bk、120C、120M和120Y。各图像写入部分120Bk、120C、120M和120Y由包含偏转器如激光源或旋转多角镜、扫描成像光学体系和一组镜面的激光扫描光学体系形成。各图像写入部分120Bk、120C、120M和120Y具有用于在各成像部分130Bk、130C、130M和130Y中写入图像的光学路径。
成像部件130Bk、130C、130M和130Y分别包括感光体210Bk、210C、210M和210Y,其均可包含有机感光体。在感光体210Bk、210C、210M和210Y周围,分别设置充电器215Bk、215C、215M和215Y,采用由图像写入部分120Bk、120C、120M和120Y发出的激光光束辐照的辐照部分,显影装置200Bk、200C、200M和200Y,首次转印装置230Bk、230C、230M和230Y,清洁器300Bk、300C、300M和300Y,和中和器。显影装置200Bk、200C、200M和200Y分别采用双组分磁刷显影法。中间转印带220设置在多个感光体210Bk、210C、210M和210Y与多个首次转印装置230Bk、230C、230M和230Y之间。将调色剂图像从感光体210Bk、210C、210M和210Y转印至中间转印带220上,并相互叠加。
在一些实施方案中,预转印充电器在最下游的首次转印位置下游与二次转印位置上游之间面向中间转印带220的外表面设置。调节预转印充电器,在将调色剂图像转印至记录介质上前,均匀充电在首次转印位置转印至中间转印带220上的调色剂图像。
从感光体210Bk、210C、210M和210Y转印至中间转印带220上的调色剂图像可包括半调色部分、固体部分和叠加多色调色剂图像的部分,各部分可具有不同的电量。由于在各首次转印部分的下游侧形成的缝隙中发生放电,中间转印带220上的调色剂图像还可存在电量变化。这类电量变化降低了将调色剂图像从中间转印带220转移至记录介质的二次转印位置的转印效率。预转印充电器均匀充电转印至中间转印带220上的调色剂图像,以改进二次转印位置的转印效率。
通过采用预转印充电器均匀充电从感光体210Bk、210C、210M和210Y转印至中间转印带220的调色剂图像,即使调色剂图像存在电量变化,也可将调色剂图像高效可靠地转印至记录介质上。
形成预转印充电器的电荷根据中间转印带220的运动速率变化。中间转印带220的运动速率越小,中间转印带220上调色剂图像的电量越大。这是因为中间转印带220的运动速率变慢,调色剂图像长期暴露于预转印充电器。相反,中间转印带220的运动速率越快,中间转印带220上调色剂图像的电量越少。当中间转印带220的运动速率在调色剂图像暴露于预转印加热器期间可变时,控制预转印加热器,以使得无论中间转印带220处于何种运动速率,调色剂图像均具有恒定的电荷。
将导电辊241、242和243设置在相邻的首次转印装置230Bk、230C、230M和230Y之间。从供纸部分140经一对记录辊160向第二转印带180上供给一页转印纸(以下称作“转印纸”)。第二转印辊170将调色剂图像从中间转印带220在中间转印带220与第二转印带180接触的位置处,转印至转印纸上。
第二转印带180将其上具有调色剂图像的转印纸输送至定影装置150。在定影装置150中,将调色剂图像定影至转印纸上。另一方面,中间转印带清洁器260除去残留在中间转印带220上的未转印至转印纸上的残余调色剂颗粒。
在转印至转印纸上前,中间转印带220上的调色剂图像具有负极性。向第二转印辊170施加正电压,以引起调色剂图像向转印纸上的转印。由于转印纸从中间转印带220上分离时发生放电,残留在中间转印带220上的残余调色剂颗粒被充电至正极性。当发生卡纸或在非图像部分形成调色剂图像时,调色剂颗粒保持负电充电,而未通过二次转印辊170实施正电充电。
在本实施方案中,各感光体具有30μm厚度的感光层。光学体系的聚束光直径为50x 60μm,光量为0.47mW。在显影工艺中感光体210Bk的非辐照和辐照部分的电位分别为-700V和-120V,显影偏压为-470V,和显影电位为350V。将感光体210Bk上形成的黑色调色剂图像经中间转印带220转印至转印纸上,并最终定影于转印纸上。在转印工艺中,各首次转印装置230Bk、230C、230M和230Y将各黑色、青色、洋红色和黄色调色剂图像转印至中间转印带220上,以形成复合调色剂图像,和二次转印辊170将复合调色剂图像转印至转印纸上。
关于图8,显影装置200Bk、200C、200M和200Y采用图8中虚线显示的各调色剂转印管250Bk、250C、250M和250Y,连接至各清洁器300Bk、300C、300M和300Y上。各调色剂转印管250Bk、250C、250M和250Y具有用于将各清洁器300Bk、300C、300M和300Y中收集的调色剂颗粒转印至各显影装置200Bk、200C、200M和200Y的内螺纹。
通常,在将调色剂图像从四个感光体直接转印至通过传送带传送的转印纸的直接转印法中,使感光体与转印纸直接接触。在该方法中,由于包含大量可能产生缺陷图像的纸粉,不能循环使用从感光体收集的调色剂颗粒。在将调色剂图像从单一感光体转印至中间转印部件的另一个转印法中,由于包含难以分离成单色的调色剂颗粒的各种颜色的调色剂颗粒,不能循环使用从感光体中收集的调色剂颗粒。已经提出了将混合调色剂用作黑色调色剂。然而,混合调色剂并不能总是表现出黑色,表现的颜色随印刷模式变化。因此,单一感光体不能循环使用混合调色剂。
不同于上述两种方法,在采用中间转印带220和四种感光体210Bk、210C、210M和210Y的本实施方案中,由于不含纸粉,可将用清洁器300Bk、300C、300M和300Y分别收集的调色剂颗粒循环使用。
通过向其施加负电压的导电毛刷262除去残留在中间转印带220上的正电充电的调色剂颗粒。向另一个导电毛刷261施加正电压。大部分残余调色剂颗粒通过导电毛刷261和262除去。通过导电毛刷262负电充电未经导电毛刷261除去的残余调色剂颗粒、纸粉、滑石等。然后将负电充电的残余调色剂颗粒随着中间转印带220旋转,输送至面向黑色感光体210Bk的首次转印位置,但由于极性,避免了转印至黑色感光体210Bk上。
中间转印带220包括树脂层和任选的弹性层和/或表面层。
可用于树脂层的树脂具体例子包括但不限于聚碳酸酯;含氟树脂(例如ETFE、PVDF);苯乙烯类树脂(即苯乙烯和/或苯乙烯取代物的均聚物和共聚物),如聚苯乙烯、氯化聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(如苯乙烯-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-丙烯酸苯酯共聚物)、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(如苯乙烯-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-甲基丙烯酸苯酯共聚物)、苯乙烯-α氯甲基丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物;甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸丁酯树脂、丙烯酸乙酯树脂、丙烯酸丁酯树脂、改性丙烯酸(酯)类树脂(如有机硅改性丙烯酸(酯)类树脂、氯乙烯树脂改性丙烯酸(酯)类树脂、丙烯酸-氨基甲酸酯树脂)、氯乙烯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、松香改性马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酯聚氨酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚偏二氯乙烯、离聚物树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂和改性聚苯醚树脂。可组合使用两种或多种这些树脂。
可用于弹性层的弹性材料(弹性橡胶和弹性体)具体例子包括但不限于丁基橡胶、含氟橡胶、丙烯酸类橡胶、EPDM、NBR、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶、乙烯-丙烯三聚物、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、氨基甲酸酯橡胶、间同立构1,2-聚丁二烯、表氯醇橡胶、硅橡胶、含氟橡胶、聚硫橡胶、聚降冰片烯橡胶、卤化腈橡胶和热塑性弹性体(如聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚氯乙烯类、聚氨酯类、聚酰胺类、聚脲类、聚酯类、含氟树脂类)。可组合使用两种或多种这些材料。
要求可用于表面层的材料降低调色剂对中间转印带的粘附力,以改进二次转印效率。这类材料可通过在一种或多种树脂(如聚氨酯、聚酯、环氧树脂)中,分散一种或多种相互具有不同粒径的粉末状或颗粒材料(如含氟树脂、含氟化合物、氟化碳、二氧化钛、碳化硅)制备。可选地,表面层可以是通过在表面热处理氟橡胶制备的富含氟的层,以降低表面能。
树脂和/或弹性层可包括用于控制电阻率的导电剂。可使用的导电剂具体例子包括但不限于炭黑、石墨、金属粉如铝和镍以及导电金属氧化物(如氧化锡、氧化钛、氧化锑、氧化铟、钛酸钾、锑-锡复合氧化物(ATO)、铟-锡复合氧化物(ITO)),其可采用硫酸钡、硅酸镁、碳酸钙的绝缘微粒等覆盖)。
图9是根据一个实施方案的另一个成像设备的示意图。成像设备100B采用串联型间接转印法。成像设备100B包括主体101、设置在主体101下部的供纸台200、设置在主体101上部的扫描器300和设置在扫描器300上部的自动文档输送装置(ADF)400。无缝带中间转印部件10设置在主体101的中央。
中间转印部件10经支承辊14、15和16拉伸,并在图9中可顺时针旋转。图9中,用于除去残留在中间转印部件10上的残余调色剂颗粒的中间转印部件清洁器17设置在支承辊15的左侧。用于形成各黄色、青色、洋红色和黑色图像的成像单元118Y、18C、18M和18K沿支承辊14和15间中间转印部件10的拉伸表面设置,从而形成串联成像部分20。
辐照器21刚好设置在串联成像部分20的上方。二次转印装置22相对于中间转印部件10,设置在串联成像部分20的反面。二次转印装置22包括在双辊23之间拉伸的无缝二次转印带24。二次转印带24经其间的中间转印部件10压向支承辊16,从而可将图像从中间转印部件10转印至一页记录介质上。用于在页面上定影调色剂图像的定影装置25靠近二次转印装置22设置。定影装置25包括无缝定影带26和压向定影带26的压力辊27。二次转印装置22具有将其上具有调色剂图像的页面输送至定影装置25的功能。在另一个实施方案中,二次转印装置22可包括例如转印辊或非接触充电器,而不具有页面输送功能。用于将页面上下翻转的页面翻转装置28设置在二次转印装置22和定影装置25的下方,并与串联成像部分20平行。
为制作拷贝,将文档设置在自动文档输送装置400的文档台30上。可选地,将文档设置在扫描器300的接触玻璃32上,同时抬起自动文档输送装置400,然后放下自动文档输送装置400。
当按下开关时,在将文档设置在接触玻璃32上的情况下,扫描器300立即开始启动,从而第一导轮33和第二导轮34开始运动。在将文档设置在自动文档输送装置400上的情况下,将文档供给至接触玻璃32后,扫描器300开始启动。第一导轮33将光源的光直接导向文档,和将从文档反射的光反射向第二导轮34。第二导轮34中的镜子将光经成像透镜35反射向读取传感器36。从而,读取文档。
另一方面,当按下开关时,通过驱动马达驱动支承辊14、15和16之一旋转,并通过旋转支承辊的旋转,带动另外两个支承辊旋转。从而,转动并输送中间转印部件10。在成像单元18Y、18C、18M和18K中,分别在感光体40Y、40C、40M和40K上形成黄色、青色、洋红色和黑色的单色调色剂图像。将单色调色剂图像随着中间转印部件10的输送,相继转印至中间转印部件10上,以在其上形成复合全彩调色剂图像。
另一方面,在按下开关时,供纸辊42之一开始在供纸台200中旋转,以从纸箱43中的一个供纸盒提供一页记录纸。所述纸张通过分离辊45之一分离,并供给至供纸路径46。供给辊47将纸张供给至主体101中的供纸路径48内。纸张被记录辊49终止。
可选地,通过旋转供纸辊50从手动供给盘51供给记录纸,并通过分离辊52分离,供给至手动供纸路径53,并通过记录辊49终止。
记录辊49将纸张与在中间转印部件10上形成的复合全彩调色剂图像的进入同步地供给至中间转印部件与二次转印装置22之间。
然后,将纸张供给至定影装置25,以通过加热和施压,在其上定影复合全彩调色剂图像。通过转换爪55转换具有定影调色剂图像的纸张,并通过输出辊56输出至输出盘57上。可选地,转换爪55转换供纸路径,以使得纸张在页面翻转装置28中翻转。在纸张的背面形成另一个调色剂图像后,通过旋转输出辊56,将纸张输出至输出盘57上。
另一方面,中间转印部件清洁器17除去残留在中间转印部件10上的未转印的残余调色剂颗粒。从而,串联成像部分20准备好实施后续成像。尽管记录辊49通常是接地的,但基于从页面上除去纸粉的目的,可向记录辊49施加偏压。
实施例
尽管总体上描述了本发明,但通过参考在这里基于解释而非限制目的提供的某些具体实施例,可获得进一步理解。在以下实施例的描述中,除非另外说明,否则数值表示以份数计的重量比。
相容性测量
树脂微粒与粘合树脂的相容性通过Shimadzu Corporation的DSC-60和TA-60WS仪器测量。当在二次加热得到的DSC曲线中观察到树脂微粒的吸热峰峰面积为首次加热得到的DSC曲线中观察到的吸热峰峰面积的一半或更少时,认为树脂微粒与粘合树脂是相容的。
体积平均粒径的测量
调色剂的体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)通过具有100μm孔径和Beckman Coulter Multisizer 3Version 3.51分析软件程序的粒度分析仪MULTISIZER III(Beckman Coulter,Inc.)如下测量。首先,将0.5ml 10%的表面活性剂(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.的烷基苯磺酸盐NEOGEN SC-A)添加至100ml玻璃烧杯中。向烧杯中添加0.5g样品并用微型刮刀混合。进一步向烧杯中添加80ml离子交换水。采用超声分散器(Honda Electronics的W-113MK-II)对得到的分散液实施分散处理10分钟。采用测量溶液ISOTONIII(Beckman Coulter,Inc.)通过MULTISIZER III对分散液实施测量。测量期间,控制分散液的量,以使得样品浓度在8±2%范围内。基于测量再现性考虑,保持样品浓度在8±2%范围内以不引起测量误差是重要的。
实施例1
未改性聚酯(低分子量聚酯)的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、23份间苯二甲酸、4份己二酸和2份氧化二丁基锡。使混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂a1。
聚酯树脂a1的重均分子量(Mw)为5,500,玻璃化转变温度(Tg)为48.0℃,流动起始温度(Tfb)为64.1℃和1/2法温度(T1/2)为73.6℃。
母料的制备
首先,通过HENSCHEL MIXER(Mitsui Mining and Smelting Co.,Ltd.)混合1,000份水、540份DBP吸油值为42ml/100g且pH为9.5的炭黑(Degussa的PRINTEX 35)和1,200份未改性聚酯树脂。采用双辊在150℃下捏合得到的混合物30分钟,然后辊压并冷却捏合的混合物,随后将辊压的混合物通过粉碎机(Hosokawa Micron Corporation)粉碎成颗粒。从而制备母料。
调色剂成分溶液或分散液的制备
在烧杯中,将100份聚酯树脂a1溶解在130份乙酸乙酯中。进一步地,将10份巴西棕榈蜡(分子量为1,800,酸值为2.5和针入度为1.5mm(40℃))和10份母料添加至烧杯中。采用以80体积%直径为0.5mm的氧化锆珠粒填充的珠磨(Aimex Co.,Ltd.的ULTRAVISCOMILL(商标)),在1kg/小时供液速率和6m/秒盘圆周速度下,对得到的混合物实施分散处理。重复该分散操作3次(三次通过)。从而,制备调色剂成分的溶液或分散液。
苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒的制备
在装备有搅拌器和温度计的反应釜中,添加683份水、16份甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物的硫酸钠盐(Sanyo Chemical Industries,Ltd.的ELEMINOL RS-30)、83份苯乙烯、83份甲基丙烯酸、110份丙烯酸丁酯和1份过硫酸铵。在400rpm转数下搅拌混合物15分钟,从而制备白色乳液。将白色乳液加热至75℃,并实施反应5小时。将30份1%的过硫酸铵水溶液进一步添加至乳液中,并在75℃下熟化混合物5小时。从而,制备作为乙烯基树脂颗粒的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1(即苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸钠盐共聚物)的水分散液。苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂A1具有通过激光衍射粒度分布分析仪LA-920(Horiba,Ltd.)测量的为14nm的体积平均粒径,重均分子量(Mw)为420,000,玻璃化转变温度(Tg)为62.9℃,流动起始温度(Tfb)为136.4℃,和1/2法温度(T1/2)为174.0℃。
丙烯酸(酯)类树脂颗粒的制备
在装备有搅拌器和温度计的反应釜中,添加683份水、10份二硬脂基二甲基氯化铵(Kao Corporation的CATION DS)、144份甲基丙烯酸甲酯、50份丙烯酸丁酯、1份过硫酸铵和2份乙二醇二甲基丙烯酸酯。在400rpm转数下搅拌混合物15分钟,从而制备白色乳液。将白色乳液加热至65℃,并实施反应10小时。将30份1%的过硫酸铵水溶液进一步添加至乳液中,并在75℃下熟化混合物5小时。从而,制备作为甲基丙烯酸甲酯类乙烯基树脂颗粒的丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的水分散液。丙烯酸(酯)类树脂B1具有通过激光衍射粒度分布分析仪LA-920(Horiba,Ltd.)测量的为35nm的体积平均粒径,重均分子量(Mw)为31,000,玻璃化转变温度(Tg)为79.8℃,流动起始温度(Tfb)为122.2℃,和1/2法温度(T1/2)为150.1℃。
重复上述制备丙烯酸(酯)类树脂B1分散液的步骤,除了将乙二醇二甲基丙烯酸酯的量从2份变为1份和4份,以分别制备丙烯酸(酯)类树脂颗粒B2和B3的分散液。重复上述制备丙烯酸(酯)类树脂B1分散液的步骤,除了将乙二醇二甲基丙烯酸酯的量从2份变为0份,以制备丙烯酸(酯)类树脂颗粒B4的分散液.
溶胀性评估
采用测量吸管将各树脂颗粒分散液盛放于30ml螺旋瓶(AS ONECorporation)中,以使得自底部的高度为20mm。采用测量吸管进一步添加10ml乙酸乙酯后,放置所述瓶24小时,以将混合物分成下部白色树脂乳液相和上部乙酸乙酯相。通过从瓶底部的下部白色树脂乳液相的高度,评估溶胀性。溶胀性越高,下部白色树脂乳液相高度越大。根据下部白色树脂乳液相的高度,将溶胀性分成以下四个等级。在A、B和C级中,树脂颗粒具有溶胀性。
A:高度不小于25mm。充分溶胀。
B:高度不小于21mm但小于25mm。良好溶胀。
C:高度不小于20mm但小于21mm。不充分溶胀。
D:高度小于20mm。未溶胀。
树脂颗粒的评估结果示于表1。
表1
溶胀性 | 与粘合树脂的相容性 | 体积平均粒径 | |
树脂颗粒A1 | B | 不相容 | 14nm |
树脂颗粒B1 | B | 不相容 | 35nm |
树脂颗粒B2 | A | 不相容 | 42nm |
树脂颗粒B3 | C | 不相容 | 108nm |
树脂颗粒B4 | A | 不相容 | 193nm |
调色剂a1的制备
首先,将660份水、25份苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的分散液、25份48.5%十二烷基二苯醚二磺酸钠水溶液(Sanyo Chemical Industries,Ltd.的ELEMINOL MON-7)和60份乙酸乙酯混合。进一步地,将50份丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的分散液添加至混合物中。从而,得到水性介质。通过光学显微镜,在所述水性介质中观察到数百μm尺寸的聚集体。通过TKHOMOMIXER(Primix Corporation),在8,000rpm转数下,搅拌水性介质。从而,通过光学显微镜观察到聚集体松开成数μm的小聚集体。从而,由于聚集体已经松开,预期丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1在后续乳化工艺中,可均匀附着于调色剂成分溶液或分散液的液滴中。
乳化浆液的制备
当通过TK HOMOMIXER(PRIMIX Corporation)在12,000rpm转数下,在釜中搅拌150份水性介质时,在其中混合100份调色剂成分溶液或分散液10分钟。从而,制备乳化浆液。
有机溶剂的除去
将100份乳化浆液添加至装备有脱气管、搅拌器和温度计的烧瓶中。在30℃减压下以20m/分钟的圆周速度搅拌乳化浆液12小时,以从中除去有机溶剂。从而制备分散浆液。
洗涤
在减压下过滤全部分散浆液。将残余饼与300份离子交换水混合,并通过TK HOMOMIXER在12,000rpm转数下在其中再分散,然后过滤。将如此得到的另一残余饼与300份离子交换水通过TK HOMOMIXER在12,000rpm转数下混合10分钟,然后过滤。重复该操作三次,从而得到导电性在0.1-10μS/cm范围内的洗涤浆液。
热处理
在装备有搅拌器和温度计的烧瓶中,在50℃下以20m/分钟的圆周速度搅拌洗涤浆液60分钟,以使得丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1固定在调色剂颗粒表面上,然后过滤。
干燥
通过干燥器将加热的饼在45℃下干燥48小时,并用75μm孔的筛过滤。从而,制备母调色剂(mother toner)a1。
外部处理
通过HENSCHEL MIXER,将100份母调色剂a1与0.6份平均粒径为100nm的疏水二氧化硅、1.0份平均粒径为20nm的氧化钛和0.8份平均粒径为15nm的疏水二氧化硅混合。从而制备调色剂a1。
实施例2
聚酯树脂b1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、4份间苯二甲酸、23份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应8小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂b1。
调色剂b1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂b1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂b1。
实施例3
聚酯树脂c1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、20份间苯二甲酸、7份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂c1。
调色剂c1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂c1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂c1。
实施例4
聚酯树脂d1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、20份间苯二甲酸、7份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应5小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂d1。
调色剂d1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂d1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂d1。
实施例5
聚酯树脂e1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、26份间苯二甲酸、1份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂e1。
调色剂e1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂e1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂e1。
实施例6
聚酯树脂f1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加65份双酚A的环氧乙烷加合物、13份双酚A的环氧丙烷加合物、15份间苯二甲酸、7份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应5小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应3小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂f1。
调色剂f1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂f1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂f1。
实施例7
聚酯树脂g1的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加51份双酚A的环氧乙烷加合物、6份双酚A的环氧丙烷加合物、31份间苯二甲酸、12份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应5小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应3小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂g1。
调色剂g1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂g1代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂g1。
实施例8
调色剂h1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒H1具有142.6℃的T1/2。从而,制备调色剂h1。
实施例9
调色剂i1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒I1具有187.3℃的T1/2。从而,制备调色剂i1。
实施例10
调色剂j1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒J1具有45.0℃的Tg。从而,制备调色剂j1。
实施例11
调色剂k1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒K1具有64.9℃的Tg。从而,制备调色剂k1。
实施例12
调色剂l1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒L1具有40,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂l1。
实施例13
调色剂m1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒M1具有500,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂m1。
实施例14
调色剂n1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗粒N1具有130.2℃的T1/2。从而,制备调色剂n1。
实施例15
调色剂o1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗粒O1具有179.7℃的T1/2。从而,制备调色剂o1。
实施例16
调色剂p1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗粒P1具有60.1℃的Tg。从而,制备调色剂p1。
实施例17
调色剂q1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗粒Q1具有90.0℃的Tg。从而,制备调色剂q1。
实施例18
调色剂r1的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗粒R1具有30,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂r1。
对比例1
聚酯树脂a2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、0份间苯二甲酸、27份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应5小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂a2。
调色剂a2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂a2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂a2。
对比例2
聚酯树脂b2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、27份间苯二甲酸、0份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应4小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂b2。
调色剂b2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂b2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂b2。
对比例3
聚酯树脂c2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、13份间苯二甲酸、14份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂c2。
调色剂c2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂c2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂c2。
对比例4
聚酯树脂d2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、12份双酚A的环氧丙烷加合物、27份间苯二甲酸、0份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应14小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应5小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂d2。
调色剂d2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂d2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂d2。
对比例5
聚酯树脂e2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加61份双酚A的环氧乙烷加合物、21份双酚A的环氧丙烷加合物、23份间苯二甲酸、4份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应3小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应3小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂e2。
调色剂e2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂e2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂e2。
对比例6
聚酯树脂f2的制备
在装备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,添加43份双酚A的环氧乙烷加合物、4份双酚A的环氧丙烷加合物、27份间苯二甲酸、22份己二酸和2份氧化二丁基锡。使该混合物在220℃常压下反应8小时。进一步使该混合物在10-15mmHg的减压下反应8小时。从而,制备作为未改性聚酯树脂的聚酯树脂f2。
调色剂f2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了用聚酯树脂f2代替聚酯树脂a1。从而制备调色剂f2。
对比例7
调色剂g2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒G2具有138.5℃的T1/2。从而,制备调色剂g2。
对比例8
调色剂h2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒H2具有190.6℃的T1/2。从而,制备调色剂h2。
对比例9
调色剂i2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒I2具有44.0℃的Tg。从而,制备调色剂i2。
对比例10
调色剂j2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒J2具有66.4℃的Tg。从而,制备调色剂j2。
对比例11
调色剂k2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒K2具有38,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂k2。
对比例12
调色剂l2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1的单体组成,以使得得到的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒L2具有520,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂l2。
对比例13
调色剂m2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒M2具有128.6℃的T1/2。从而,制备调色剂m2。
对比例14
调色剂n2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒N2具有182.5℃的T1/2。从而,制备调色剂n2。
对比例15
调色剂o2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒O2具有58.9℃的Tg。从而,制备调色剂o2。
对比例16
调色剂p2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒P2具有91.4℃的Tg。从而,制备调色剂p2。
对比例17
调色剂q2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒Q2具有28,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂q2。
对比例18
调色剂r2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了改变丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1的单体组成,以使得得到的丙烯酸(酯)类树脂颗颗粒R2具有510,000的重均分子量(Mw)。从而,制备调色剂r2。
对比例19
调色剂s2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了组合使用低Tg聚酯树脂和高Mw丙烯酸(酯)类树脂颗粒。从而,制备调色剂s2。
对比例20
调色剂t2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了组合使用高Tg聚酯树脂和低Tg丙烯酸(酯)类树脂颗粒。从而,制备调色剂t2。
对比例21
调色剂u2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了组合使用低Tg聚酯树脂和高Mw苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒。从而,制备调色剂u2。
对比例22
调色剂v2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了不使用丙烯酸(酯)类树脂颗粒B1。从而,制备调色剂v2。
对比例23
调色剂w2的制备
重复实施例1中制备调色剂a1的步骤,除了不使用苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂颗粒A1。从而,制备调色剂w2。
实施例1-18和对比例1-23的性质和评估结果示于表2-1和2-2。
载体的制备
通过采用HOMOMIXER分散21.0份丙烯酸(酯)类树脂溶液(固含量50%)、6.4份胍胺溶液(固含量70%)、7.6份氧化铝颗粒(平均粒径0.3μm和电阻率1014Ω·cm)、65.0份有机硅树脂溶液(Dow Corning Toray Co.,Ltd.的SR2410,固含量23%)、1.0份氨基硅烷(Dow Corning Toray Co.,Ltd.的SR6020,固含量100%)、60份甲苯和60份丁基溶纤剂10分钟,制备涂覆层液体。
将涂覆层液体采用SPIRA COTA(Okada Seiko Co.,Ltd.)涂覆至煅烧铁氧体颗粒((MgO)1.8(MnO)49.5(Fe2O3)48.9,平均粒径25μm)表面上,然后干燥,从而在其上形成厚度0.15μm的涂覆层。将具有涂覆层的铁氧体颗粒在电炉中在150℃下灼烧1小时。然后采用106μm孔的筛粉碎铁氧体颗粒。从而,制备载体。通过采用透射电子显微镜(TEM)观察载体颗粒的截面,确定涂覆层的平均厚度。载体具有35μm的重均粒径。
双组份显影剂的制备
采用TURBULA MIXER将7份以上制备的各调色剂和100份载体均匀混合,制备双组份显影剂。
调色剂评估
壳层的形成
将各调色剂包埋于环氧树脂中,并放置整夜。采用超薄切片机将固化块切成超薄切片。采用透射电子显微镜(TEM)观察超薄切片,确定在调色剂颗粒表面上是否形成了树脂颗粒壳层。壳层形成的评级如下。
A:形成均匀的树脂颗粒壳层。
B:观察到树脂颗粒聚集。
C:未形成壳层。
低温定影性
改进成像设备Imagio Neo C600Pro(Ricoh Co.,Ltd.),以使得定影部分的温度和线速度可变。将各调色剂设置在设备中,并在厚纸<135>(Ricoh Co.,Ltd.)上形成调色剂含量为0.85±0.1mg/cm2的实地图像,同时改变定影部分的温度。最小定影温度是低于其时采用衬垫摩擦调色剂图像后调色剂图像的图像浓度(image density)残余率低于70%的温度,并分成以下三个等级。
A:小于90℃
B:不小于90℃且小于105℃
C:不小于105℃
耐热存储稳定性
将各调色剂在40℃温度和70%湿度下放置2周。然后,利用75目筛筛选调色剂,同时向其施加预定的振动。通过残留在筛上的调色剂颗粒量,评估耐热存储稳定性,并如下评级。
A:小于0.5mg
B:不小于0.5mg且小于1.0mg
C:不小于1.0mg
表2-1
表2-2
根据上述教导,基于本发明进一步实施方案的其他改进和改变是可行的。因此,应理解本发明所附权利要求的范围能够以不同于这里具体描述的方式实践。
Claims (10)
1.一种调色剂,包括:
核颗粒,所述核颗粒包含树脂P;
覆盖核的内壳层,内壳层包括树脂A微粒;和
覆盖内壳层的外壳层,外壳层包含树脂B微粒,
其中,调色剂满足下式(1)-(3):
4.5≤T1/2(P)-Tfb(P)≤14 (1)
20≤T1/2(A)-Tfb(A)≤40 (2)
23.5≤T1/2(B)-Tfb(B)≤40 (3)
其中,T1/2(P)、T1/2(A)和T1/2(B)分别表示树脂P、A和B的1/2法温度,Tfb(P)、Tfb(A)和Tfb(B)分别表示树脂P、A和B的流动起始温度,和
其中所述1/2法温度和流动起始温度通过流动试验仪测量,测定时设定负荷为30kg、模具直径为1.0mm、模具长度为1.0mm、加热速率为3℃/分钟和样品量为1.0g,
其中所述调色剂的流动起始温度为60℃或更高。
2.根据权利要求1的调色剂,其中树脂P的T1/2(P)在50-80℃范围内,玻璃化转变温度在20-60℃范围内。
3.根据权利要求1的调色剂,其中树脂A的T1/2(A)在130-180℃范围内,玻璃化转变温度在60-90℃范围内。
4.根据权利要求1的调色剂,其中树脂B的T1/2(B)在130-190℃范围内,玻璃化转变温度在45-65℃范围内。
5.根据权利要求1的调色剂,其中树脂P是重均分子量为3,000-20,000的聚酯树脂。
6.根据权利要求1的调色剂,其中树脂A是重均分子量为30,000-500,000的丙烯酸(酯)类树脂。
7.根据权利要求1的调色剂,其中树脂B是重均分子量为40,000-500,000的苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂。
8.根据权利要求6的调色剂,其中丙烯酸(酯)类树脂是包含丙烯酸酯聚合物单元和/或甲基丙烯酸酯聚合物单元的交联或非交联树脂。
9.根据权利要求7的调色剂,其中苯乙烯-丙烯酸(酯)类树脂是包含苯乙烯聚合物单元和丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物单元的交联或非交联树脂。
10.根据权利要求1的调色剂,其中树脂A和B与树脂P不相容,并可在乙酸乙酯中溶胀。
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