CN103189804A - 调色剂、该调色剂的制造方法、以及成像方法 - Google Patents
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Abstract
调色剂,包含:含有酯键的粘合剂树脂,和脱模剂,其中所述脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物,其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数不同于所述第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数,其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量最大并且所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量是第二大的或者与所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同,其中相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量为30质量%或更多但是小于50质量%,和其中相对于所述脱模剂,所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量为10质量%或更多但是小于50质量%。
Description
技术领域
本发明涉及调色剂、制造该调色剂的方法、以及成像方法。
背景技术
在例如电子照相、静电记录和静电印刷中使用的显影剂在显影步骤中附着于其上已经形成静电图像的图像承载部件;然后,在转印步骤中被从图像承载部件转印到记录介质(例如,记录纸张)上;然后,在定影步骤中被定影在记录介质的表面上。如已经知晓的,使形成于图像承载部件上的静电图像显影的这样的显影剂大致分为由载体和调色剂形成的双组分显影剂以及不需要载体的单组分显影剂(磁性或非磁性调色剂)。
常规地,电子照相、静电记录、静电印刷等中使用的干式调色剂是通过将调色剂粘合剂(例如,苯乙烯树脂和聚酯)和着色剂的熔融捏合产物精细地粉碎而制造的。
为了获得高品质、高清晰度(definition)图像,已经通过使调色剂颗粒的粒径更小而进行改进。然而,通过使用捏合、粉碎方法的常用制造方法获得的调色剂颗粒是不定形的(amorphous)。因此,出现以下不利现象:由于在显影装置中与载体的搅拌,或者,当将调色剂作为单组分显影剂使用时由于与显影辊、调色剂供应辊、层厚调节刮片、摩擦带电刮片等的接触应力,通过调色剂颗粒的进一步粉碎而形成超细颗粒;和由于流化剂嵌入调色剂表面中,图像品质降低。此外,由于它们的不定形形状,作为粉末的调色剂颗粒的流动性变差,这需要大量的流化剂,并且此外,调色剂颗粒对调色剂瓶的填充率是低的,这对于减小尺寸而言是障碍。因此,目前,这样的具有小粒径的调色剂颗粒尚未显示出它们的优点。即,对可通过粉碎方法而制小的粒径存在限制,并且粉碎方法无法制造具有更小粒径的调色剂颗粒。此外,由于粉碎的调色剂颗粒的不定形形状而引起的差的转印性导致所转印图像中的图像损失,而且,需要消耗大量调色剂来弥补该图像损失。
有鉴于此,对进一步提高转印效率以获得不具有图像损失的高品质图像和降低所消耗调色剂的量以降低运行成本的需求越来越大。换而言之,当转印效率相当高时,不必使用用于从图像承载部件和记录介质除去未转印调色剂的清洁单元。结果,还获得以下优点:设备小型化;成本降低;和调色剂没有浪费。
已经提出了各种用于球形调色剂的制造方法以解决由这样的不定形形状导致的问题。然而,球形调色剂颗粒在所有方向上将它们的表面暴露于外,并且容易与载体及带电部件例如带电刮片接触。结果,随着时间的流逝,球形调色剂颗粒的带电性由于污染而恶化,背景部分被调色剂弄脏,并且发生调色剂飞散。
作为用于解决这些问题的方法,PTL1提出了包括如下的方法:将调色剂材料分散或溶解在挥发性溶剂例如低沸点有机溶剂中;在分散剂的存在下将所得分散液或溶液在水性介质中乳化或者形成其液滴;和除去挥发性溶剂以制造调色剂。该提出的技术通过涉及体积收缩的所谓聚合物溶解悬浮方法制造调色剂。在除去挥发性溶剂时,液滴的体积收缩。当使用在水性介质中不能溶解的固体细颗粒分散剂作为所述分散剂时,仅产生不定形的颗粒,这是成问题的。而且,当提高溶剂的固体含量以提高生产率时,分散相的粘度增加,导致所获得的颗粒具有大的粒径,所述粒径的分布也是宽的。相反,当降低所使用的树脂的分子量以降低分散相的粘度时,定影性(特别是,耐热反印性)无法保持令人满意。
此外,PTL2提出了包括如下的方法:将调色剂材料溶解或分散在有机溶剂中;将所得混合物在水性介质中乳化或分散以进行聚集;和除去有机溶剂以形成调色剂,并且PTL2提出了包括如下的方法:对调色剂材料进行熔融捏合;将熔融捏合产物溶解或分散在有机溶剂中;将所得溶液或分散液在水性介质中乳化或分散;和除去有机溶剂以形成调色剂。该提出的技术可防止树脂的相分离,改善调色剂组分的分散性,和防止调色剂颗粒内部树脂的再聚集和偏析,并且可制得呈现出适当的带电性和脱模性的调色剂。然而,该技术无法令人满意地防止对载体和带电部件例如带电刮片的污染。
此外,PTL3提出了包括如下的方法:使含活性氢基团的预聚物和在分子中具有两个或更多个与活性氢基团具有反应性的官能团的化合物在水性介质中反应以形成调色剂颗粒。该提出的技术在聚合物溶解悬浮方法中使用低分子量树脂,以便降低分散相的粘度以促进乳化,以及在颗粒中进行聚合反应以改善其定影性。然而,该提出的技术未充分考虑调色剂对带电部件等的污染。例如,该技术没有为了防止对载体和带电部件例如带电刮片的污染而控制颗粒形状。
此外,PTL4提出了包含如下的调色剂:聚酯、着色剂、脱模剂、和充当定影助剂的脂肪酸酰胺化合物。该文献描述了通过该提出的技术制造的调色剂在低温定影性和耐高温反印性方面是优异的,并且还防止对定影装置和图像的污染。然而,不能认为该调色剂具有令人满意的性质。
此外,为了改善耐热反印性、低温定影性和抗粘连性以及获得在OHP中良好的透明性,PTL5提出了包含如下粘合剂树脂的静电显影调色剂,所述粘合剂树脂包含酯蜡,所述酯蜡包含50质量%-95质量%的在碳原子数方面相同的酯化合物(即,所包含的大多数酯化合物为仅一种酯化合物)。该提出的静电显影调色剂包含大量的具有相同碳原子数的酯化合物,并且因此具有尖锐的(sharp)熔点并且在特定温度下具有优异的定影性。然而,该静电显影调色剂难以响应设备例如电子照相设备中定影温度的变化。此外,难以将该静电显影调色剂制成具有低温定影性的调色剂。此外,该静电显影调色剂在转印效率以及设备中的污染方面不是令人满意的,这是成问题的。
为了降低功耗,调色剂的熔融温度一直在降低。结果,必须使所用的脱模剂在低温下急剧熔融。为了降低功耗,以下措施是有效的:提高加热介质(例如,辊或带)的热容以缩短其预热(warm-up)时间;和降低定影期间加热介质(例如,辊或带)的表面温度。然而,当电源打开时,预热时间越短,加热介质的温度变化越大。而且,将加热介质的温度保持在特定的低温下容易导致在连续供纸期间温度更大的变化。因此,必要的是响应定影温度的变化,即,获得宽的定影温度范围。
有鉴于此,目前,已经出现对于提供如下的需求:具有优异的低温定影性、宽的定影温度范围、优异的脱模性(即使在高的定影温度下)、优异的转印效率、和较少的设备中的污染的调色剂;该调色剂的制造方法;以及成像方法。
引用文献列表
专利文献
PTL1:日本专利申请待审公开(JP-A)No.07-152202
PTL2:日本专利(JP-B)No.4284005
PTL3:JP-A No.11-149179
PTL4:JP-A No.2010-2901
PTL5:JP-B No.3287733
发明内容
技术问题
本发明的目标在于解决上述的现有问题并且实现以下目的。具体地,本发明的目的是提供:具有优异的低温定影性、宽的定影温度范围、优异的脱模性(即使在高的定影温度下)、优异的转印效率、和较少的设备中的污染的调色剂;该调色剂的制造方法;和成像方法。问题的解决方案
为了解决上述问题,本发明人进行了广泛研究并且已经发现如下调色剂具有优异的低温定影性、宽的定影温度范围、优异的脱模性(即使在高的定影温度下)、优异的转印效率、和较少的设备中的污染,所述调色剂包含:含有酯键的粘合剂树脂和脱模剂,其中所述脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物,其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数不同于所述第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数,其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量是最大的,并且所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量为第二大的或者与所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同,其中相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量为30质量%或更多但是小于50质量%,并且其中相对于所述脱模剂,所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量为10质量%或更多但是小于50质量%。已经基于该发现完成了本发明。
本发明基于本发明人获得的以上发现。用于解决所述问题的手段如下。
<1>调色剂,包含:
含有酯键的粘合剂树脂,和
脱模剂,
其中所述脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物,
其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数不同于所述第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数,
其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量是所述脱模剂中最大的,并且所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量是所述脱模剂中第二大的或者与所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同,
其中相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量为30质量%或更多但是小于50质量%,和
其中相对于所述脱模剂,所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量为10质量%或更多但是小于50质量%。
<2>制造根据<1>的调色剂的方法,包括:
将含有酯键的粘合剂树脂和含有酯键的粘合剂树脂前体的至少一种和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中,从而制备调色剂材料液,
将所述调色剂材料液在水性介质中乳化或分散以制备乳液或分散液,和
从所述乳液或分散液除去所述有机溶剂以形成基础颗粒。
<3>成像方法,包括:
使图像承载部件的表面带电,
使所述图像承载部件的带电表面曝光以在所述图像承载部件上形成静电潜像,
用包含调色剂的显影剂使形成于所述图像承载部件上的静电潜像显影,以在所述图像承载部件上形成调色剂图像,
将所述调色剂图像转印到记录介质上,和
使所转印的调色剂图像定影在所述记录介质上,
其中所述调色剂为根据<1>的调色剂。
发明的有益效果
本发明可提供:具有优异的低温定影性、宽的定影温度范围、优异的脱模性(即使在高的定影温度下)、优异的转印效率、和较少的设备中的污染的调色剂;该调色剂的制造方法;和成像方法。这些可解决上述的现有问题。
附图说明
图1为其中进行本发明的成像方法的一个示例性成像设备的构造的示意图。
具体实施方式
(调色剂)
本发明的调色剂至少包含含有酯键的粘合剂树脂(含酯键的粘合剂树脂)和脱模剂;并且,如果必要,进一步包含其它成分。
所述调色剂优选地包含基础颗粒。
<脱模剂>
脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物,其中第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数不同于第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数,其中第一C30-C50烷基单酯化合物的量是脱模剂中最大的,并且第二C30-C50烷基单酯化合物的量是脱模剂中第二大的或者与第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同。脱模剂优选地包含第三C30-C50烷基单酯化合物;并且如果必要,进一步包含其它成分。
烷基单酯化合物是通过,例如,长链脂族羧酸组分和长链脂族醇组分之间的酯化反应制造的。例如,相当高纯度长链脂族羧酸(其烷基例如具有约15-约30个碳原子)和高纯度长链脂族醇(其烷基例如具有约16-约35个碳原子)之间的酯化得到具有窄的碳原子数分布的烷基单酯化合物的混合物。所述具有窄的碳原子数分布的烷基单酯化合物的混合物具有窄的熔点范围以及低的粘度。该混合物包含少量在低温下蒸发的组分并且在加热时容易与调色剂颗粒分离,并且因此在脱模性方面是优异的。
而且,以预定的量包含于脱模剂中的两种或更多种烷基单酯化合物取决于其分子中烷基的总碳原子数而具有适当不同的极性。因此,烷基单酯化合物的一种组分存在于调色剂颗粒的表面层附近以确保在低温下的脱模性。同时,烷基单酯化合物的另一组分存在于调色剂颗粒的内部(即,更靠近于调色剂颗粒的芯)以便能够在调色剂颗粒被加热至高温时渗出。这样分布的烷基单酯化合物可于在宽的温度范围内定影时呈现出脱模性。此外,由于脱模剂的所有组分均不存在于调色剂颗粒的表面层中,脱模剂较少地污染部件例如带电部件(例如,带电刮片)和载体。因此,使用本发明的调色剂实现了在耐久性方面优异的成像。
而且,当调色剂颗粒包含通过将油滴在水性介质中乳化而制造的基础颗粒时,烷基单酯化合物的极性极大地影响其中脱模剂包含于(位于)调色剂颗粒内部的状态。此处,由于将具有不同碳原子数的烷基单酯化合物混合在一起,其在极性方面的分布可容许脱模剂适当地包含于(位于)调色剂颗粒内部。
作为本发明人研究的结果,已经发现,其总碳数相对小的烷基单酯化合物趋于更靠近于调色剂颗粒的表面存在,而其总碳数相对大的烷基单酯化合物趋于分散在调色剂颗粒内部(更靠近调色剂颗粒的芯)。
-第一和第二C30-C50烷基单酯化合物-
第一C30-C50烷基单酯化合物为脱模剂的以最大量包含的组分。
第二C30-C50烷基单酯化合物为脱模剂的以第二大的量或者与第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同的量包含的另一组分。
第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其实例包括由以下通式(I)表示的化合物:
Ra-COO-Rb···(I)
其中Ra表示C15-C30烷基和Rb表示C1-C34烷基。
脱模剂中包含的烷基单酯化合物的进一步实例包括通过单官能的长链脂族羧酸和单官能的长链脂族醇之间的酯化反应合成的酯化合物。
单官能的长链脂族羧酸的实例包括十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸、三十烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸(arachidenicacid)和山酸,并且优选硬脂酸、山酸和肉豆蔻酸。
单官能的长链脂族醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、丁烷-1-醇、戊烷-1-醇、己烷-1-醇、庚烷-1-醇、辛烷-1-醇、壬烷-1-醇、癸烷-1-醇、二十烷-1-醇(二十烷醇)、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、棕榈醇、硬脂醇、花生醇(arachidel alcohol)和山醇,并且优选硬脂醇、二十烷醇和鲸蜡醇。
在烷基单酯化合物中,例如,Ra优选为C15-C30直链烷基(长链脂族基团),更优选C17-C21直链烷基(长链脂族基团)。而且,Rb优选为C14-C34直链烷基(长链脂族基团),更优选C14-C20直链烷基(长链脂族基团)。
相对于脱模剂,第一C30-C50烷基单酯化合物的量为30质量%或更大但是小于50质量%,优选为40质量%或更大但是小于50质量%。当其量小于30质量%时,所形成的调色剂具有窄的定影温度范围并且在高的定影温度下在脱模性方面变得恶化。此外,调色剂的转印效率降低,导致设备中的污染。而当其量等于或大于50质量%时,所形成的调色剂在高的定影温度下在脱模性方面变得恶化。此外,调色剂的转印效率恶化,导致设备中的污染。
相对于脱模剂,第二C30-C50烷基单酯化合物的量为10质量%或更大但是小于50质量%,优选为40质量%或更大但是小于50质量%。当其量小于10质量%时,所形成的调色剂无法响应设备中定影温度的变化,并且在设备中的温度的上限和下限处在脱模性方面不是令人满意的。
第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物之间的碳原子数之差优选为1-12(作为绝对值),更优选为2-8,特别优选4-8。当其间的碳原子数之差为13或更大时,在特定的定影温度范围下增加量的组分被蒸发,潜在地导致设备中的污染。当其间的碳原子数之差落在以上特别优选的范围内时,所形成的调色剂在最低定影温度、定影温度范围、高定影温度下的脱模性、转印效率、和设备中的抗污染性质的所有方面均是优异的,这是有利的。
而且,由于设备中的定影温度控制在一定温度范围(例如,预设温度±10°C的窄的温度范围)内,当第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数比第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数小13以上时,在该受控的温度范围内蒸发的脱模剂的量可增加(大部分第一C30-C50烷基单酯化合物被蒸发)。
第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物的总量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。相对于脱模剂,其总量优选为60质量%或更大、更优选80质量%或更大、特别优选90质量%或更大。当其总量落在以上特别优选的范围内时,是有利的,因为所形成的调色剂具有期望的脱模性并且导致较少的设备中的污染。
关于第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物的组合,优选的是C36烷基单酯化合物和C38烷基单酯化合物的组合、C36烷基单酯化合物和C40烷基单酯化合物的组合、C36烷基单酯化合物和C42烷基单酯化合物的组合、C38烷基单酯化合物和C42烷基单酯化合物的组合、C34烷基单酯化合物和C42烷基单酯化合物的组合、以及C30烷基单酯化合物和C40烷基单酯化合物的组合。
-第三C30-C50烷基单酯化合物-
第三C30-C50烷基单酯化合物为脱模剂的以第三大的量或者与第二C30-C50烷基单酯化合物的量相同的量包含的组分。
第三C30-C50烷基单酯化合物为,例如,由以上通式(I)表示的化合物。
第一C30-C50烷基单酯化合物、第二C30-C50烷基单酯化合物和第三C30-C50烷基单酯化合物的总量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。相对于脱模剂,其总量优选为95质量%或更大,因为所形成的调色剂具有期望的脱模性并且导致较少的设备中的污染。
脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物作为主要组分。其中可包含其它类型的脱模剂(例如,石蜡),只要将所形成调色剂的定影性/脱模性、对带电部件的较少污染、和耐久性保持为令人满意的水平。
脱模剂可通过如下制造:具有用于获得预期的碳原子数分布的各种碳原子数的起始材料(醇和酸)之间的酯化;和纯化。替代地,可将高纯度的醇和酸(起始材料)分别一起反应以合成各种类型的烷基单酯化合物,然后,可将所获得的烷基单酯化合物混合在一起。
通过混合获得预期的脱模剂的方法为,例如,其中将包含第一C30-C50烷基单酯化合物作为主要组分(优选地,以85质量%或更大的量)的烷基单酯化合物混合物与包含第二C30-C50烷基单酯化合物(优选地,以85质量%或更大的量)的另一烷基单酯化合物混合物进行混合的方法。
脱模剂的熔点没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为50°C-100°C,更优选50°C-75°C。当熔点低于50°C时,当存储调色剂时容易出现粘连,导致调色剂的耐热存储性可恶化。而当其熔点高于100°C时,调色剂的低温定影性可恶化。
此处,熔点指在通过差示扫描量热仪(DSC)获得的差示扫描量热曲线中,样品(调色剂)所吸收的热量变为最大时的吸热峰温度(该温度被称为“最大吸热峰温度”)。
脱模剂的熔体粘度没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其在100°C的熔体粘度优选为1.0mPa·s-20mPa·s,更优选1.0mPa·s-10mPa·s。当熔体粘度低于1.0mPa·s时,调色剂的流动性可恶化。而当熔体粘度高于20mPa·s时,脱模剂可不充分地分散在调色剂中。
此处,熔体粘度可使用布鲁克菲尔德(Brookfield)旋转粘度计测量。
脱模剂的酸值没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为0.1mgKOH/g-20mgKOH/g。从脱模剂的耐反印性和分散性的观点来看,其酸值更优选为3mgKOH/g-15mgKOH/g。当酸值低于0.1mgKOH/g时,脱模剂的分散性变得不足,导致所形成的调色剂的各种性质例如抗污染性质可恶化。而当酸值高于20mgKOH/g时,脱模剂容易迁移到调色剂材料液(油相)在其中乳化或分散的水性介质(水相)中。结果,调色剂的基础颗粒中包含的脱模剂的量变得不足,并且因此,所得调色剂的耐反印性可恶化。此外,脱模剂容易局部化(localize)在调色剂的基础颗粒的表面中,并且因此,容易使包含基础颗粒的所得调色剂附着至显影装置,潜在地导致图像故障(failure)。此外,脱模剂和聚酯之间的分离性降低,导致所形成的调色剂的耐反印性可恶化。
此处,酸值可使用电势自动滴定仪DL-53(Mettler-Toledo K.K.的产品)、电极DG113-SC(Mettler-Toledo K.K.的产品)和分析软件LabX Light Version1.00.000测量。该滴定仪用甲苯(120mL)和乙醇(30mL)的溶剂混合物校准。测量温度设置为23°C。测量条件如下。
<测量条件>
搅拌
速率[%] 25
时间[s] 15
EQP滴定
滴定剂/传感器
滴定剂 CH3ONa
浓度[mol/L] 0.1
传感器 DG115
测量单位 mV
预分配 到体积
体积[mL] 1.0
等待时间[s] 0
滴定剂添加 动态
dE(设定)[mV] 8.0
dV(最小)[mL] 0.03
dV(最大)[mL] 0.5
测量模式 平衡控制
dE[mV] 0.5
dt[s] 1.0
t(最小)[s] 2.0
t(最大)[s] 20.0
识别
阈值 100.0
仅最速突越 否
范围 无
趋势 无
终止
最大体积[mL] 10.0
电位 无
斜率 无
在n次EQP之后 是
n=1
组合终止条件 无
评价
程序 标准
电位1 无
电位2 无
停止以进行再评价 否
具体地,酸值根据JIS K0070-1992如下测量。首先,将样品(0.5g)加入到甲苯(120mL)中,之后在室温(23°C)下搅拌溶解约10小时。然后,将乙醇(30mL)加入到所得溶液中以制备样品溶液。接着,将由此制备的样品溶液用预先标定的0.1N氢氧化钾醇溶液滴定,由此获得滴定量X(mL)。将由此获得的滴定量X用于以下方程中以计算酸值:
酸值=X×N×56.1/样品质量[mgKOH/g]
其中N为0.1N氢氧化钾醇溶液的系数。
所包含的脱模剂的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。相对于基础颗粒,脱模剂的量优选为1质量%-20质量%。当其量小于1质量%时,定影温度范围可变窄。而当其量大于20质量%时,转印效率可降低。
脱模剂优选精细地分散在基础颗粒中而不是局部化在基础颗粒的表面中。脱模剂的分散直径优选为0.06μm-0.80μm、更优选0.10μm-0.30μm。当其分散直径大于0.80时,在基础颗粒之间,脱模剂量的变化变大,潜在地使带电性和流动性恶化。此外,脱模剂可附着至显影装置。结果,在一些情况下无法获得高品质图像。而当脱模剂的分散直径小于0.06μm时,存在于基础颗粒内部的脱模剂的比率变高(存在于基础颗粒的表面中的脱模剂的比率变得相对低),潜在地使脱模性恶化。
此处,分散直径指的是脱模剂的分散颗粒的最大直径。
特别地,用于测量脱模剂的分散直径的方法没有特别限制并且可例如为以下方法。
首先,将基础颗粒嵌入到环氧树脂中,然后将所得产物切片为约100nm的厚度。将由此获得的片用四氧化钌染色,然后在透射电子显微镜(TEM)下以10,000倍进行观察,之后拍照。评价所获得照片的脱模剂的分散状态,由此可测量脱模剂的分散直径。
<含有酯键的粘合剂树脂>
含有酯键的粘合剂树脂没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其实例包括聚酯。
聚酯的实例包括未改性聚酯、改性聚酯和结晶聚酯。
未改性聚酯指不含除了酯键之外的其它键单元(例如,氨基甲酸酯键和脲键)的聚酯。
改性聚酯指除了酯键之外还含其它键单元的聚酯。
作为含有酯键的粘合剂树脂,可将未改性聚酯和改性聚酯组合使用。例如,未改性聚酯(ii)和改性聚酯(i)[例如,脲改性聚酯]可用作调色剂粘合剂组分。当将(i)和(ii)组合使用时,低温定影性改善,并且如果用于全色成像设备中,则光泽度也改善。因此,与使用单独的(i)相比,将(i)和(ii)组合使用是优选的。而且,从改善低温定影性和耐反印性的观点来看,(i)和(ii)优选为彼此至少部分相容的。因此,(i)的聚酯组分优选为与(ii)的聚酯组分类似。
-未改性聚酯-
未改性聚酯(ii)的峰值分子量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其通常为1,000-30,000、更优选1,500-10,000、更优选2,000-8,000。当其峰值分子量低于1,500时,耐热存储性可恶化。而当其峰值分子量高于10,000时,低温定影性可恶化。
未改性聚酯(ii)的重均分子量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为2,000-90,000。
未改性聚酯(ii)的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。从获得宽的定影温度范围的观点来看,其优选为40°C-80°C、更优选50°C-60°C。
未改性聚酯(ii)的羟值没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为5mgKOH/g或更大、更优选10mgKOH/g-120mgKOH/g、还更优选20mgKOH/g-80mgKOH/g。当其羟值低于5mgKOH/g时,难以获得期望的耐热存储性和期望的低温定影性两者。
未改性聚酯(ii)的酸值没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其通常为1mgKOH/g-50mgKOH/g、优选5mgKOH/g-40mgKOH/g、更优选20mgKOH/g-40mgKOH/g、特别优选30mgKOH/g-40mgKOH/g。当其酸值落在以上特别优选的范围内时,其是有利的,因为所形成的调色剂呈现出更优异的转印性和导致较少的设备中的污染。这有可能是因为脱模剂的分散性提高而显著地降低了暴露于调色剂表面的脱模剂的量。当未改性聚酯具有酸值时,所形成的调色剂趋于带负电。
当酸值和羟值超过以上范围时,所形成的调色剂在高温、高湿度或低温、低湿度环境下受到环境因素的不利影响,容易导致图像故障。
-结晶聚酯-
当调色剂包含结晶聚酯以及改性聚酯时,作为脱模剂使用的各种特定的烷基单酯化合物被精细地分散在调色剂中,防止脱模剂对载体和带电部件的污染。此外,已经发现,控制烷基单酯化合物在100°C的熔体粘度对脱模剂在调色剂中的精细分散有大的贡献。
不清楚结晶聚酯改善烷基单酯化合物的精细分散的机理,但是推测为以下机理。
具体地,结晶聚酯和烷基单酯化合物以结晶状态分散,而不是溶解在基础颗粒中的非晶树脂中。结晶聚酯对烷基单酯化合物具有亲和性并且因此对于烷基单酯化合物是容易接近的,以促进它们的相互分散性,由此脱模剂可精细地分散在基础颗粒中。
特别地,当烷基单酯化合物的混合物包含具有不同的总碳原子的组分时,所述组分的一种对结晶聚酯具有高的亲和性(该一种组分可为具有较多碳原子的组分),而另一种或其它组分对非晶聚酯组分具有高的亲和性(该另一种或其它组分可为具有较少碳原子的组分)。由于适当地组合在一起的这些效果,脱模剂(多种烷基单酯化合物)令人满意地分散在粘合剂树脂(调色剂粘合剂)中。
结晶聚酯最初被用于改善定影性。然而,在本发明中,结晶聚酯与烷基单酯化合物(特别地,各自具有1.0mPa·s-20mPa·s的在100°C的熔体粘度的烷基单酯化合物)一起包含在调色剂材料中。结晶聚酯的使用容许脱模剂精细地分散在基础颗粒中,导致暴露于基础颗粒表面的脱模剂的量减少;即,脱模剂未局部化在其表面中,这使基础颗粒中包含的脱模剂的量保持不变。结果,在定影期间的脱模性保持不变(未恶化)的同时,由于存在于包含基础颗粒的调色剂颗粒的表面中的脱模剂而引起的对载体和带电部件的污染被抑制,以获得良好的结果。
通常,在采用结晶聚酯的能低温定影的调色剂中,结晶聚酯以其中其与非晶调色剂粘合剂相分离的状态存在于调色剂中。因此,当将调色剂熔融时,需要与这两相对应的脱模性。如在本发明中的,包含两种或更多种类型的烷基单酯化合物的调色剂在确保以相分离状态存在于调色剂中的熔合或熔融的结晶聚酯和非晶调色剂粘合剂(例如,未改性聚酯和改性聚酯)的脱模性方面是相当有利的。
结晶聚酯的引入使得所形成的调色剂在低温定影性方面是相当优异的,具有更宽的定影温度范围,和在脱模性方面是相当优异的(即使在高的定影温度下)。
结晶聚酯是在醇组分和酸组分之间产生的并且为至少具有熔点的聚酯。
结晶聚酯优选为使用作为醇组分的C2-C12饱和脂族二醇化合物(特别地,1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇或1,12-十二烷二醇)或其衍生物,和作为酸组分的具有双键(C=C键)的C2-C12二羧酸、C2-C12饱和二羧酸(特别地,富马酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、1,8-辛二酸、1,10-癸二酸或1,12-十二烷二酸)或其衍生物而合成的结晶聚酯。
特别地,从使得吸热峰温度和吸热肩(shoulder)温度之间的差异较小的观点来看,结晶聚酯优选地由一种醇组分和一种二羧酸组分组成,所述醇组分为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇或1,12-十二烷二醇,所述二羧酸组分为富马酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、1,8-辛二酸、1,10-癸二酸或1,12-十二烷二酸。
此外,结晶聚酯优选为具有由以下通式(1)表示的重复结构单元的结晶聚酯。
在通式(1)中,R1和R2各自表示氢原子或者C1-C20烃基;和n为自然数。
用于控制结晶聚酯的结晶性和软化点的方法的实例包括其中适当地设计非线型聚酯等的分子的方法。非线型聚酯可通过在另外包含三元以上的多元醇(例如,甘油)的醇组分和另外包含三元以上的多元羧酸(例如,偏苯三甲酸酐)的酸组分之间的缩聚而合成。
结晶聚酯的分子结构可通过,例如,固体NMR确认。
作为考虑到具有尖锐的分子量分布和低的分子量的结晶聚酯的低温定影性优异而进行的广泛研究的结果,优选地如下调节结晶聚酯的分子量。特别地,在通过样品在邻二氯苯中的可溶性物质的GPC获得的分子量分布图(其中横轴表示log(M)和纵轴表示质量%)中,优选地,峰在3.5-4.0的范围内并且峰的半宽度为1.5或更小。此外,重均分子量(Mw)为1,000-6,500,数均分子量(Mn)为500-2,000,并且Mw/Mn为2-5。
结晶聚酯的酸值没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为8mgKOH/g-45mgKOH/g。这是因为,就纸和树脂之间的相容性而言,为了实现预期的低温定影性,其酸值优选为8mgKOH/g或更高,更优选20mgKOH/g或更高,并且此外,为了改善耐热反印性,其酸值优选为45mgKOH/g或更低。
此外,结晶聚酯的羟值优选为0mgKOH/g-50mgKOH/g,更优选5mgKOH/g-50mgKOH/g,以获得期望的低温定影性和优异的带电性。
关于结晶聚酯在基础颗粒中的分散粒径,优选地,长轴直径对短轴直径的比率(长轴直径/短轴直径)为3或更大,并且长轴直径为0.2μm-3.0μm。当以上比率小于3并且长轴直径小于0.2μm时,结晶聚酯难以显示其结晶性并且因此在本发明中难以获得低温定影性。当长轴直径太大,即大于3.0μm时,调色剂颗粒大大地变形并且于是容易在机器中粉碎。此外,具有这样的长轴直径的结晶聚酯容易暴露于调色剂表面。在极端情况下,结晶聚酯独立地存在于调色剂外部,最终污染机器零件。即,将分散粒径中的长轴直径调节为落在0.2μm-3.0μm范围内确保烷基单酯化合物被精细地分散在基础颗粒中并且防止脱模剂局部化在基础颗粒的表面中。
结晶聚酯优选地具有通过差示扫描量热法(DSC)测量的50°C-150°C的吸热峰温度。当吸热峰温度低于50°C时,所形成的调色剂颗粒在高温下在存储期间聚集而使耐热存储性恶化,导致调色剂颗粒容易引起在显影装置的温度下粘连。而当吸热峰温度高于150°C时,所形成的调色剂的最低定影温度变高而得不到低温定影性。
优选地,结晶聚酯均匀地分散在调色剂中。通过将结晶聚酯(其具有辅助定影的功能和快速熔融的性质)均匀地分散在包含基础颗粒的调色剂颗粒中,在加热期间结晶聚酯在调色剂中快速扩散,呈现出良好的脱模性。
此处,可在透射电子显微镜(TEM)下如下观察和评价调色剂颗粒的横截面。
特别地,使用市售5质量%的四氧化钌水溶液对所制造的调色剂颗粒进行蒸气染色。将如此染色的调色剂颗粒嵌入环氧树脂中,然后使用切片机(Ultracut-E)用金刚石刀切割以制备切片。基于环氧树脂的干涉色,将切片的厚度调节为约100nm。将所制备的切片置于铜栅网上,其中使用市售的5质量%四氧化钌水溶液进一步对其进行蒸气染色。将获得的切片在透射电子显微镜(JEOL Ltd.的产品,JEM-2100F)下观察并且记录该切片中调色剂颗粒的横截面的图像。观察20个调色剂颗粒的横截面以观察由结晶聚酯和细树脂颗粒形成的调色剂表面(调色剂颗粒的横截面的轮廓),从而对细树脂颗粒和结晶聚酯如何存在进行评价。
如上所述调色剂颗粒自身在制备切片之前被染色,并且因此,用于染色的材料渗透调色剂颗粒的表面。基于更清晰的对比度差异,可对由存在于待拍照的调色剂颗粒的最外表面中的细树脂颗粒形成的包覆膜进行观察。例如,当由细树脂颗粒形成的包覆膜不同于包覆膜内部的有机组分时,可将包覆膜与调色剂颗粒内部的树脂区别开。
此外,如上所述将切片进一步染色,并且因此,可以清晰的对比度对结晶聚酯进行观察。结晶聚酯的染色比调色剂颗粒内部的有机组分的染色弱。这有可能是因为用于染色的材料渗透到结晶聚酯中的程度比在调色剂颗粒内部的有机组分的情况下的程度低,这是由于,例如,其间的密度差异引起的。强染色的区域包含大量钌原子,并且不透射电子束,从而在所观察的图像中为黑色的。而弱染色的区域包含少量钌原子,并且容易透射电子束,从而在所观察的图像上是白色的。
结晶聚酯是作为结晶聚酯分散液(有机溶剂分散液)使用的,该结晶聚酯分散液以每100质量份的分散液5质量份-25质量份的量包含粘合剂树脂。结晶聚酯优选地具有200nm-3,000nm的平均粒径(分散直径)。
当结晶聚酯的分散直径小于200nm时,结晶聚酯在基础颗粒内部聚集,导致在一些情况下无法充分获得带电赋予效果。而当结晶聚酯的分散直径大于3,000nm时,所形成的调色剂的表面性质恶化而污染载体,导致无法长期保持充分的带电性并且还可使环境稳定性恶化。
结晶聚酯的有机溶剂分散液优选地包含5质量份的量的结晶聚酯和5质量份-25质量份的量的除结晶聚酯之外的含有酯键的粘合剂树脂,相对于100质量份的分散液。更优选地,其包含5质量份的量的结晶聚酯和15质量份的量的除结晶聚酯之外的含有酯键的粘合剂树脂。当除结晶聚酯之外的含有酯键的粘合剂树脂的量少于5质量份时,在一些情况下结晶聚酯的分散直径不变小。而当除结晶聚酯之外的含有酯键的粘合剂树脂的量大于25质量份时,结晶聚酯的有机溶剂分散液在加入到调色剂材料的溶液或分散液中时涉及结晶聚酯的聚集,导致在一些情况下无法充分获得低温定影效果。
在其中将结晶聚酯在有机溶剂中加热,然后冷却;将所得溶液在表面活性剂水溶液中乳化以获得细分散体;和将分散体直接干燥以用于调色剂制造的情况下,可存在以下问题。
(1)由于将结晶聚酯溶解在有机溶剂中并且乳化,颗粒为球形的并且未保持结晶状态。
(2)即使在冷却时结晶聚酯沉淀,粗的沉淀物也被乳化而未获得细颗粒。
(3)分散体在大量表面活性剂(例如,相对于结晶聚酯,对应于1/5(20质量%)的量)的存在下干燥,由此细颗粒聚集并且还被表面活性剂包覆。所获得的颗粒直接用于调色剂制造,并且因此,在调色剂中的分散性差。此外,结晶聚酯即使在定影期间熔融也无法发挥其效果。
每100质量份的基础颗粒,结晶聚酯的量优选为1质量份-30质量份。当其量小于1质量份时,在一些情况下无法充分获得低温定影效果。而当其量高于30质量份时,存在于调色剂的最外表面中的结晶聚酯的量太大并且结晶聚酯污染图像承载部件或其它部件,潜在地降低图像品质、显影剂的流动性和图像密度。而且,所形成的调色剂的表面性质恶化而污染载体,导致无法长期保持充分的带电性并且还可使环境稳定性恶化。
-改性聚酯-
改性聚酯在其分子结构中至少包含酯键和除酯键之外的其它键单元。这样的改性聚酯可由能够制造所述改性聚酯的树脂前体制造。例如,改性聚酯可通过包含与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯和包含活性氢基团的化合物之间的反应制造。
包含与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯的实例包括含有例如异氰酸酯基团和/或环氧基团的聚酯预聚物。这样的包含与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯可通过聚酯(基础反应物)与常规已知的异氰酸酯化试剂(含异氰酸酯基团的化合物)和/或环氧化试剂(含环氧基团的化合物)之间的反应容易地合成。
例如,将通过含异氰酸酯基团的聚酯(聚酯预聚物)和含活性氢基团的化合物(例如,胺)之间的扩链反应制造的改性聚酯引入到粘合剂树脂可扩大最低定影温度和热反印出现温度之间的差,并且还改善脱模范围。
异氰酸酯化试剂的实例包括脂族多异氰酸酯(例如,四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和2,6-二异氰酸酯基己酸甲酯)、脂环族多异氰酸酯(例如,异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯)、芳族二异氰酸酯(例如,甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯)、芳族脂族二异氰酸酯(例如,α,α,α’,α’-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)、异氰尿酸酯、以及以上多异氰酸酯用苯酚衍生物、肟、己内酰胺等封端的产物。这些可单独或组合使用。
环氧化试剂的典型实例包括表氯醇。
作为一个实例,接着将描述其中改性聚酯(即,包含酯键和脲键的改性聚酯)通过含活性氢基团的化合物(例如,胺)和含异氰酸酯基团的聚酯(充当具有与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯)之间的反应合成的情况。
关于制造含异氰酸酯基团的聚酯时使用的异氰酸酯化试剂的比率,异氰酸酯基团[NCO]对聚酯(基础反应物)的羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH]通常为5/1-1/1、优选4/1-1.2/1、更优选2.5/1-1.5/1。当当量比[NCO]/[OH]大于5时,低温定影性可降低。而当[NCO]/[OH]小于1时,改性聚酯中包含的脲键的量小,使得耐热反印性可降低。
改性聚酯中包含的异氰酸酯化试剂的量通常为0.5质量%-40质量%、优选1质量%-30质量%、更优选2质量%-20质量%。当其量小于0.5质量%时,耐热反印性可降低并且在实现期望的耐热存储稳定性和期望的低温定影性两者方面可为不利的。当其量大于40质量%时,低温定影性可降低。
含异氰酸酯基团的聚酯中每个分子所包含的异氰酸酯基团的数量通常为1或更大,优选为平均1.5-3,更优选为平均1.8-2.5。当每个分子的其数量少于平均1时,在扩链反应之后获得的改性聚酯(脲改性聚酯)的分子量低,并且因此耐热反印性可降低。
当使用胺作为含活性氢基团的化合物时,所述胺为,例如,二胺化合物、三价以上的多元胺化合物、氨基醇化合物、氨基硫醇化合物、氨基酸化合物、和通过对这些化合物的氨基进行封端而获得的化合物。
二胺化合物的实例包括:芳族二胺(例如,苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷);脂环族二胺(例如,4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷和异佛尔酮二胺);和脂族二胺(例如,乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺)。
三元以上的多元胺化合物的实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇化合物的实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。
氨基硫醇化合物的实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
氨基酸化合物的实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
在这些胺中,优选的是所述二胺、以及各自由任意所述二胺与少量的任意所述多元胺构成的混合物。所述胺还可用作交联剂或扩链剂。
如果必要,可使用扩链终止剂以调节改性聚酯(脲改性聚酯)的分子量。扩链终止剂的实例包括一元胺(例如,二乙胺、二丁胺、丁胺、和月桂胺)和通过对一元胺进行封端而获得的化合物(酮亚胺化合物)。
关于胺的比率,含异氰酸酯基团的聚酯中的异氰酸酯基团[NCO]对胺中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]通常为1/2-2/1、优选1.5/1-1/1.5、更优选1.2/1-1/1.2。当当量比[NCO]/[NHx]大于2或小于1/2时,在扩链反应之后获得的脲改性聚酯的分子量低,并且因此耐热反印性可降低。
改性聚酯(脲改性聚酯)可包含氨基甲酸酯键以及脲键。脲键的量对氨基甲酸酯键的量的摩尔比(脲键/氨基甲酸酯键)通常为100/0-10/90、优选80/20-20/80、更优选60/40-30/70。当其摩尔比小于10/90时,耐热反印性可降低。
通过含异氰酸酯基团的聚酯和胺之间的扩链反应获得的改性聚酯(脲改性聚酯)是通过,例如,一步法或者预聚物法制造的。脲改性聚酯的重均分子量通常为10,000或更大、优选20,000-10,000,000、更优选30,000-1,000,000。当其小于10,000时,耐热反印性可降低。当另外使用下述的未改性聚酯时,脲改性聚酯的数均分子量没有特别限制;其可为有助于获得上述重均分子量的数均分子量。当脲改性聚酯单独用作粘合剂树脂时,其数均分子量通常为20,000或更小、优选1,000-10,000、更优选2,000-8,000。当其大于20,000时,低温定影性可降低并且,如果将该脲改性聚酯用在全色成像设备中,则光泽度可降低。
在以上调色剂中,含有酯键的粘合剂树脂(调色剂粘合剂)可为,例如,包含改性聚酯(i)和未改性聚酯(ii)的粘合剂树脂、包含未改性聚酯(ii)和结晶聚酯(iii)的粘合剂树脂、或者包含改性聚酯(i)、未改性聚酯(ii)和结晶聚酯(iii)的粘合剂树脂。
例如,当将(i)、(ii)和(iii)组合使用时,调色剂中的质量比[(i)/(ii)+(iii)]通常为5/95-25/75、优选10/90-25/75、更优选12/88-25/75、特别优选12/88-22/78,以容许调色剂呈现出低温定影性。而且,质量比[(ii)/(iii)]通常为99/1-50/50、优选95/5-60/40、更优选90/10-65/35。(i)、(ii)和(iii)之间的质量比偏离以上优选范围,耐热反印性可降低并且在实现期望的耐热存储性和期望的低温定影性两者方面可为不利的。
在本发明中,含有酯键的粘合剂树脂(调色剂粘合剂)的玻璃化转变温度(Tg)通常为40°C-70°C、优选40°C-65°C。当其低于40°C时,调色剂的耐热存储性可恶化。而当其高于70°C时,低温定影性可变得不足。
由于作为未改性聚酯的脲改性聚酯的存在,包含基础颗粒的本发明的调色剂趋于在耐热存储性方面优于已知的聚酯调色剂,即使玻璃化转变温度是低的。
含有酯键的粘合剂树脂的储能弹性模量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。在20Hz的测量频率下其为10,000dyne/cm2时的温度(TG’)通常为100°C或更高、优选110°C-200°C。当该温度低于100°C时,耐热反印性可降低。
调色剂粘合剂的粘度没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。在20Hz的测量频率下其为1,000P时的温度(Tη)通常为180°C或更低、优选90°C-160°C。当该温度高于180°C时,低温定影性可降低。因此,就低温定影性和耐热反印性之间的平衡而言,期望的是TG’高于Tη。换而言之,TG’和Tη之间的差(TG’-Tη)优选为0°C或更大、更优选10°C或更大、特别优选20°C或更大。
TG’和Tη之间的差的上限没有特别限制。
而且,就耐热存储性和低温定影性之间的平衡而言,Tη和Tg之间的差(Tη-Tg)优选为0°C-100°C、更优选10°C-90°C、特别优选20°C-80°C。
含有酯键的粘合剂树脂中包含的聚酯在其可溶于THF(四氢呋喃)的物质的分子量分布中优选地具有1,000-30,000的分子量峰、1质量%-80质量%的量的具有30,000或更高的分子量的组分、和2,000-15,000的数均分子量。而且,在调色剂粘合剂中包含的聚酯的可溶于THF的物质的分子量分布中,聚酯优选地包含0.1质量%-5.0质量%的量的具有1,000或更低的分子量的组分。此外,调色剂粘合剂中包含的聚酯优选地包含1质量%-15质量%的量的不溶于THF的物质。
<其它成分>
其它成分的实例包括着色剂、带电控制剂和外添加剂。
-着色剂-
着色剂可为任何已知的染料或颜料。着色剂的实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、黄丹、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永久红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、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛青、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、和锌钡白。
这些着色剂可单独或组合使用。
着色剂的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。相对于调色剂,着色剂的量通常为1质量%-15质量%、优选3质量%-10质量%。
可将着色剂与树脂混合以形成母料。
用于制造母料或者与母料一起捏合的树脂的实例包括上述的改性或未改性聚酯树脂;苯乙烯聚合物以及其取代产物(例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如,苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物);聚甲基丙烯酸甲酯;聚甲基丙烯酸丁酯;聚氯乙烯;聚乙酸乙烯酯;聚乙烯;聚丙烯、聚酯;环氧树脂;环氧多元醇树脂;聚氨酯;聚酰胺;聚乙烯醇缩丁醛;聚丙烯酸树脂;松香;改性松香;萜烯树脂;脂族或脂环族烃树脂;芳族石油树脂;氯化石蜡;和石蜡。
这些可单独或组合使用。
母料可通过如下制备:将着色剂与用于母料中的树脂一起通过施加高剪切力混合/捏合。而且,有机溶剂可用于改善这些材料之间的混合。进一步地,优选地使用闪蒸法(flashing method)(其中将包含着色剂的水性糊料与树脂和有机溶剂一起混合/捏合,然后使着色剂转移到树脂以除去水和有机溶剂),因为着色剂的湿滤饼可直接使用(即,无需干燥)。在该混合/捏合中,优选使用高剪切分散器(例如,三辊磨)。
-带电控制剂-
带电控制剂没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟活性剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。
带电控制剂可为市售产品。市售产品的实例包括苯胺黑染料BONTRON03、季铵盐BONTRON P-51、含金属的偶氮染料BONTRON S-34、基于羟基萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和苯酚缩合物E-89(这些产品是ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD的产品),季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(这些产品是Hodogaya Chemical Co.,Ltd.的产品)以及LRA-901和硼络合物LR-147(这些产品是Japan Carlit Co.,Ltd.的产品)。
带电控制剂的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。每100质量份的粘合剂树脂,带电控制剂的量优选为0.1质量份-10质量份、更优选0.2质量份-5质量份。当带电控制剂的量大于10质量份时,所形成的调色剂具有太高的带电性,导致带电控制剂呈现出降低的效果。结果,在一些情况下,显影辊和显影剂之间的静电力提高,降低显影剂的流动性且形成具有降低的颜色密度的图像。
带电控制剂可在溶解或分散之前与母料或树脂一起熔融捏合。替代地,其可在调色剂材料液(油相)的制备步骤中在将调色剂组分溶解或分散在有机溶剂中的时候直接加入。此外,在形成基础颗粒之后,可将其固定在基础颗粒的表面上。
-细树脂颗粒-
在本发明中,细树脂颗粒可用于形成基础颗粒。细树脂颗粒的使用可改善分散稳定性。此外,由基础颗粒形成的调色剂颗粒在粒度分布方面可变窄。
用于细树脂颗粒的树脂可为任意树脂,只要在将调色剂材料液(油相)(其通过将至少包含含有酯键的粘合剂树脂和/或含有酯键的粘合剂树脂前体以及脱模剂的调色剂材料溶解或分散在有机溶剂中而获得)在水性介质(水相)中乳化或分散时,它们能够形成期望的乳液或分散液。
细树脂颗粒可为热塑性树脂或热固性树脂。其实例包括乙烯基树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、含硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯。
这些可单独或组合使用。
在它们之中,从容易获得细的球形树脂颗粒的水性分散体的观点来看,优选的是乙烯基树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯以及其混合物。
乙烯基树脂为通过乙烯基单体的均聚或共聚制造的聚合物。乙烯基树脂的实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
细树脂颗粒的体均粒径没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为5nm-500nm。
-外添加剂-
本发明的调色剂由通过例如将调色剂材料液(油相)在水性介质(水相)中的乳液或分散液脱除溶剂而造粒的颗粒(着色颗粒)的基础颗粒形成。此处,为了改善包含基础颗粒的调色剂的流动性、显影性、带电性和清洁性,可加入外添加剂并且使其附着到基础颗粒的表面上。
外添加剂的实例包括细无机颗粒和清洁性改进剂。
--细无机颗粒--
用于促进流动性、显影性和带电性的外添加剂优选为细无机颗粒。细无机颗粒的一次粒径优选为5nm-2μm、更优选5nm-500nm。
细无机颗粒的实例包括二氧化硅、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。
细无机颗粒的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。相对于调色剂,细无机颗粒的量优选为0.01质量%-5质量%、更优选0.01质量%-2.0质量%。
通过对细无机颗粒进行表面处理以提高疏水性,经如此处理的细无机颗粒即使在高湿度条件下也可防止调色剂的流动性和带电性恶化。优选的表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、含氟化烷基的硅烷偶联剂、含有机钛酸酯的偶联剂、含铝的偶联剂、硅油、和改性硅油。
--清洁性改进剂--
将清洁性改进剂施加至图像承载部件和一次转印介质,以促进转印之后残留在其上的显影剂(调色剂)的除去。其实例包括脂肪酸金属盐例如硬脂酸锌和硬脂酸钙;以及通过无皂乳化聚合制造的细聚合物颗粒例如聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒和聚苯乙烯细颗粒。细聚合物颗粒优选地具有相对窄的粒度分布和0.01μm-1μm的体均粒径。
调色剂可由通过包括如下的方法制造的基础颗粒形成:将脱模剂和含有酯键的粘合剂树脂和/或含有酯键的粘合剂树脂前体溶解或分散在有机溶剂中,从而制备调色剂材料液(油相);将调色剂材料液在水性介质(水相)中乳化或分散;和进行脱除溶剂以造粒。通过将脱除溶剂之后获得的经造粒的颗粒干燥或者通过同时进行脱除溶剂和干燥而制造基础颗粒。如果必要,在将基础颗粒用于调色剂颗粒中之前将它们分级。
具有不同的特定形状的调色剂颗粒,例如,具有远离球形形状的低于0.95的平均圆度的不定形调色剂颗粒,在一些情况下既无法呈现出令人满意的转印性,也无法形成无尘(dust)的高品质图像。
特别地,合适的圆度测量方法是采用光学检测区的方法,其中使包含颗粒的悬浮液通过平板上的图像检测区,并且用CCD相机来光学检测颗粒图像,然后进行分析。
此处,平均圆度是将具有与以此方式获得的投影面积相同面积的圆的周长除以实际颗粒的周长而计算的值。为了以合适的密度形成具有再现性的高清晰度图像,以上调色剂颗粒的平均圆度优选为0.95-0.99。更优选地,调色剂颗粒的平均圆度为0.96-0.99,且具有小于0.96的圆度的颗粒的量为10质量%或更少。
当平均圆度为0.991或更大时,在使用刮片清洁技术的成像系统中,在图像承载部件和转印带上出现清洁故障,潜在地导致图像上的沾污。对于具有低的图像占有率的图像的显影和转印,这样的清洁故障不是问题,因为转印之后残留的调色剂的量是小的。然而,当形成具有高的图像占有率的图像例如照片图像时,由于供纸故障等而引起的未转印的调色剂作为转印后的残留调色剂积聚在图像承载部件上,潜在地导致图像上的背景污损(smear),或者还污染对图像承载部件进行接触带电的带电辊等,由此带电辊等无法发挥它们本身的带电性。
平均圆度可用,例如,流动型颗粒图像分析仪FPIA-2000(Sysmex Corp.的产品)测量。
平均圆度的一种具体测量方法如下:将0.1mL-0.5mL充当分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)加入到包含100mL-150mL的已经预先从其除去固体杂质的水的容器中;向该容器中加入约0.1g-约0.5g测量样品(调色剂颗粒);将包含分散于其中的样品的所得悬浮液用超声波分散器分散约1分钟-约3分钟,以将分散液的浓度调节为3,000个颗粒/μL-10,000个颗粒/μL;和用以上分析仪测量经如此处理的调色剂颗粒的形状和分布。
基础颗粒的体均粒径(Dv)没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为3.0μm或更大,但是小于6.0μm。
体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)优选为1.05-1.25、更优选1.05-1.20。
体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)可用MULTISIZER III(Beckman Coulter,Inc.的产品)测量。
包含以上基础颗粒的调色剂颗粒的使用防止对带电部件(例如,载体和带电刮片)的污染、带电能力随时间流逝而降低、和调色剂飞散。此外,调色剂颗粒在耐热存储性、低温定影性和耐热反印性的所有方面均是优异的。特别是当用于全色复印机中时,调色剂颗粒形成具有优异光泽度的图像。此外,对于双组分显影剂,即使在已经长期反复消耗和供应调色剂颗粒之后,在显影剂中,调色剂颗粒的粒径也较少变化。结果,包含调色剂颗粒的双组分显影剂即使当在显影装置中长期搅拌时也可呈现出良好的、稳定的显影性。
而且,包含调色剂颗粒的单组分显影剂即使在已经反复消耗和供应调色剂颗粒之后粒径也较少变化。单组分显影剂未导致调色剂在显影辊上的成膜或者调色剂在用于使调色剂层变薄的部件(例如,刮片)上的熔合。单组分显影剂即使在长期使用(搅拌)时也可实现良好、稳定的显影性和成像。
通常,具有较小粒径的调色剂颗粒在形成具有高分辨率和高品质的图像方面是更有利的。这样的调色剂颗粒在转印性和清洁性方面是不利的。当体均粒径小(例如,基础颗粒的体均粒径小于3.0μm)时,包含载体和具有小的体均粒径的调色剂的双组分显影剂由于在显影装置中的长期搅拌而导致调色剂在载体上的熔合并且降低了载体的带电能力。包含具有小的体均粒径的调色剂的单组分显影剂容易导致调色剂在显影辊上的成膜以及调色剂在用于使调色剂层变薄的部件(例如,刮片)上的熔合。这些现象也出现在包含大量细粉末(具有小得多的粒径的颗粒)的调色剂中。
当调色剂的粒径大(例如,基础颗粒的体均粒径超过6.0μm)时,难以获得具有高分辨率和高品质的图像。当反复消耗和供应显影剂中包含的调色剂时,在许多情况下,调色剂颗粒的粒径的变化变大。在其中基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)大于1.25的情况下,出现相同的现象。当比率Dv/Dn小于1.05时,在一些情况下调色剂无法令人满意地带电和清洁,尽管存在如下有利方面:调色剂在行为方面稳定并且其均匀地带电。
(调色剂制造方法)
本发明的用于制造调色剂的方法是用于制造本发明的调色剂的方法。本发明的方法包括:制备调色剂材料液的步骤(调色剂材料液制备步骤)、制备乳液或分散液的步骤(乳液或分散液制备步骤)和除去溶剂的步骤(溶剂除去步骤);并且如果必要,进一步包括其它步骤。
<调色剂材料液制备步骤>
调色剂材料液制备步骤没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要调色剂材料液制备步骤为将含有酯键的粘合剂树脂和含有酯键的粘合剂树脂前体中的至少一种以及脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备调色剂材料液(油相)的步骤。
含有酯键的粘合剂树脂为以上关于本发明的调色剂所描述的含有酯键的粘合剂树脂。
含有酯键的粘合剂树脂前体为能够制造以上关于本发明的调色剂所描述的改性聚酯的树脂前体。其实例包括具有与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯。
具有与活性氢基团具有反应性的官能团的聚酯的实例包括含异氰酸酯基团的聚酯。
调色剂材料液可包含,例如,着色剂、母料和带电控制剂。
含异氰酸酯基团的聚酯可通过,例如,以下方法合成。
首先,合成含羟基的聚酯。含羟基的聚酯可例如如下合成。特别地,在已知的酯化催化剂(例如,钛酸四丁氧基酯或氧化二丁基锡)的存在下将多元醇(1)和多元羧酸(2)加热至150°C-280°C,任选地同时降低压力以除去水。
接着,使含羟基的聚酯与多异氰酸酯(3)在40°C-140°C反应,由此可获得含异氰酸酯基团的聚酯。
多元醇(1)的实例包括:亚烷基二醇(例如,乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇);亚烷基醚二醇(例如,二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇);脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A);双酚(例如,双酚A、双酚F和双酚S);以上列出的脂环族二醇与环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物;以及以上列出的双酚与环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。
这些可单独或组合使用。
在它们中,优选的是C2-C12亚烷基二醇、以及双酚与环氧烷烃的加合物(例如,双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷2mol加合物以及双酚A环氧丙烷3mol加合物)。
可使用三元以上的多元醇作为多元醇。三元以上的多元醇的实例包括多价脂族醇(例如,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇);三元以上的酚(例如,苯酚线型酚醛树脂(phenol novolak)和甲酚线型酚醛树脂(cresol novolak));以及三元以上的多元酚与环氧烷烃的加合物。
这些可单独或组合使用.
多元羧酸(2)的实例包括亚烷基二羧酸(例如,琥珀酸、己二酸和癸二酸);亚烯基二羧酸(例如,马来酸和富马酸);和芳族二羧酸(例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二羧酸)。
在它们之中,优选的是C4-C20亚烯基二羧酸和C8-C20芳族二羧酸。
可使用三元以上的多元羧酸作为多元羧酸。三元以上的多元羧酸的实例包括C9-C20芳族多元羧酸(例如,偏苯三甲酸和均苯四甲酸)。
特别地,可使用多元羧酸酐或低级烷基酯(例如,甲酯、乙酯和异丙酯)代替多元羧酸。
这些可单独或组合使用.
多异氰酸酯(3)的实例包括关于本发明的调色剂描述的异氰酸酯化试剂。
特别地,当组合使用未改性聚酯时,未改性聚酯可以用于制造含羟基的聚酯的相同方法制造。
<乳液或分散液制备步骤>
乳液或分散液制备步骤没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要乳液或分散液制备步骤为将调色剂材料液(油相)在水性介质(水相)中乳化或分散以制备乳液或分散液的步骤。
水性介质没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。水性介质可为单独的水或者水和与水混溶的溶剂的混合物。
与水混溶的溶剂的实例包括醇(例如,甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(例如,甲基溶纤剂)和低级酮(例如,丙酮和甲乙酮)。
水性介质(水相)可包含分散剂例如下述的表面活性剂和聚合物型保护胶体。
当在制造调色剂的方法中使用胺和充当含有酯键的粘合剂树脂前体的含异氰酸酯基团的聚酯时,可使含异氰酸酯基团的聚酯和胺一起在水性介质中反应以形成改性聚酯(脲改性聚酯)。替代地,可使含异氰酸酯基团的聚酯和胺预先反应以形成改性聚酯(脲改性聚酯)。
用于在水性介质中稳定地形成由脲改性聚酯或含异氰酸酯基团的聚酯和胺形成的分散体的方法为,例如,其中将包含脲改性聚酯、其它粘合剂树脂(例如,结晶聚酯)和脱模剂的调色剂材料液或者包含含异氰酸酯基团的聚酯、胺、其它粘合剂树脂(例如,结晶聚酯)和脱模剂的调色剂材料液加入到水性介质中,之后通过施加剪切力而分散的方法。
当在水性介质中形成分散体时,可将含异氰酸酯基团的聚酯与其它调色剂材料例如着色剂(或着色剂母料)、结晶聚酯、未改性聚酯和带电控制剂混合。优选地,将调色剂材料预先混合在一起,然后将所得混合物分散在水性介质中。
而且,在上述调色剂制造方法中,调色剂材料例如着色剂和带电控制剂不一定在颗粒形成之前加入到水性介质中。这些调色剂材料可在颗粒形成之后加入到其中。例如,在已经形成了不含着色剂的颗粒之后,可用已知的染色方法将着色剂加入到获得的颗粒中。
乳化或分散方法没有特别限制并且可使用已知的分散器例如低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压喷射分散器或超声分散器。优选地采用使用高速剪切分散器的方法以将分散体分散成具有2μm-20μm的粒径。
在使用高速剪切分散器时,转速没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其通常为1,000rpm-30,000rpm、优选5,000rpm-20,000rpm。
分散时间没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。当采用间歇法时,其通常为0.1分钟-5分钟。
分散期间的温度没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其通常为0°C-150°C(在加压状态下)、优选40°C-98°C。该温度优选较高,因为由脲改性聚酯(改性聚酯(i))和含异氰酸酯基团的聚酯形成的乳液或分散液具有较低的粘度并且因此可容易地分散。
所使用的水性介质的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。每100质量份的调色剂材料液,其通常为50质量份-2,000质量份、优选100质量份-1,000质量份。当所使用的水性介质的量小于50质量份时,调色剂材料液无法充分地分散,导致不能形成具有预定粒径的调色剂颗粒。同时,使用超过2,000质量份的量的水性介质在经济上是不利的。
如果必要,可使用分散剂。从获得尖锐的粒度分布和实现稳定的分散状态的观点来看,分散剂的使用是优选的。
在从含异氰酸酯基团的聚酯和胺合成脲改性聚酯(改性聚酯(i))的步骤中,可预先将胺加入到水性介质中,然后可将包括含异氰酸酯基团的聚酯的调色剂材料液在水性介质中分散以进行反应。
替代地,可将包括含异氰酸酯基团的聚酯的调色剂材料液加入到水性介质中,然后可将胺加入到水性介质中(使得从颗粒之间的界面发生反应)。在此情况下,脲改性聚酯优先在所形成基础颗粒的表面中形成。结果,在各颗粒中可形成浓度梯度。
可使用表面活性剂作为用于在水性介质中乳化或分散包含分散在其中的调色剂材料(调色剂组合物)的调色剂材料液的分散剂。
表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;阳离子表面活性剂例如胺盐(例如,烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和季铵盐(例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵);非离子表面活性剂例如脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
而且,使用含氟烷基的阴离子表面活性剂作为阴离子表面活性剂,即使以相当小的量,也可提供有利效果。
含氟烷基的阴离子表面活性剂没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其实例包括具有2-10个碳原子的氟烷基羧酸和其金属盐、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或C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸和其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)和其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸和其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸的盐和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。
其市售产品的实例包括SURFLON S-111、S-112和S-113(这些产品是Asahi Glass Co.,Ltd.的产品);FRORARD FC-93、FC-95、FC-98和FC-129(这些产品是Sumitomo3M Ltd.的产品);UNIDYNE DS-101和DS-102(这些产品是Daikin Industries,Ltd.的产品);MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833(这些产品是DIC,Inc.的产品);EFTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201和204(这些产品是Tohchem Products Co.,Ltd.的产品);以及FUTARGENT F-100和F150(这些产品是NEOSCOMPANY LIMITED的产品)。
其市售产品的实例包括SURFLON S-121(Asahi Glass Co.,Ltd.的产品);FRORARD FC-135(Sumitomo3M Ltd.的产品);UNIDYNE DS-202(DaikinIndustries,Ltd.的产品);MEGAFACE F-150和F-824(这些产品是DIC,Inc.的产品);EFTOP EF-132(Tohchem Products Co.,Ltd.的产品);和FUTARGENTF-300(Neos COMPANY LIMITED的产品)。
此外,可使用水溶性差的无机分散剂。可使用的水溶性差的无机分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅和羟基磷灰石。
此外,可使用聚合物型保护胶体来稳定液滴。聚合物型保护胶体的实例包括均聚物和共聚物。可用于所述均聚物和共聚物的单体的实例包括酸(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-羟基乙酯、甲基丙烯酸β-羟基乙酯、丙烯酸β-羟基丙酯、甲基丙烯酸β-羟基丙酯、丙烯酸γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸γ-羟基丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺)、乙烯醇和其醚(例如,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、和乙烯基丙基醚)、乙烯醇和含羧基的化合物之间形成的酯(例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺和它们的羟甲基化合物;酰氯(例如,丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯)以及含氮的化合物和含氮的杂环化合物(例如,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和乙烯亚胺)。
聚合物型保护胶体的实例包括聚氧乙烯类(例如,聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯);和纤维素(例如,甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素)。
当使用酸溶性或碱溶性化合物(例如,磷酸钙)作为分散稳定剂时,将所使用的磷酸钙用酸(例如,盐酸)溶解,之后用水洗涤,从而将其从所形成的细颗粒除去。而且,磷酸钙可通过酶分解而除去。
替代地,所使用的分散剂可残留在调色剂颗粒的表面上。然而,就所形成调色剂的带电性而言,优选地通过洗涤将分散剂除去。
为了降低包含溶解或分散在其中的调色剂材料(调色剂组合物)的调色剂材料液(油相)的粘度,可另外使用能够溶解改性聚酯(i)和含异氰酸酯基团的聚酯的溶剂。使用这样的溶剂是优选的,因为可获得尖锐的粒度分布。从容易除去溶剂的观点来看,所使用的溶剂优选为具有低于100°C的沸点的挥发性溶剂。
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。
这些可单独或组合使用。
在它们之中,溶剂优选为芳族溶剂例如甲苯或二甲苯;或者卤代烃例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿或四氯化碳。
所使用的溶剂的量没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。每100份的含异氰酸酯基团的聚酯,所使用的溶剂的量通常为0质量份-300质量份、优选0质量份-100质量份、更优选25质量份-70质量份。当使用溶剂时,优选地在完成含异氰酸酯基团的聚酯的扩链和/或交联反应之后通过在常压或减压下加热而除去溶剂。
含异氰酸酯基团的聚酯的扩链和/或交联反应的时间取决于,例如,含异氰酸酯基团的聚酯的含异氰酸酯基团的部分和胺之间的反应性而适当地选择,并且通常为10分钟-40小时、优选2小时-24小时。
扩链和/或交联反应的反应温度没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其通常为0°C-150°C、优选40°C-98°C。
如果必要,可在扩链和/或交联反应中使用已知的催化剂。催化剂的实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
<溶剂除去步骤>
溶剂除去步骤没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要溶剂除去步骤是从乳液或分散液除去有机溶剂以形成基础颗粒的步骤。
用于从乳液或分散液除去有机溶剂的方法没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。可采用如下方法,其中将整个体系逐渐升温,以使液滴中包含的有机溶剂完全蒸发掉。替代地,可采用如下方法,其中将乳液或分散液喷射至干燥气氛,从而将液滴中包含的不溶于水的有机溶剂完全蒸发掉以形成基础颗粒的细颗粒,以及使水性分散剂蒸发掉。
乳液或分散液喷射至其中的干燥气氛通常使用经加热的气体(例如,空气、氮气、二氧化碳和燃烧气体),特别是,加热至等于或高于所用溶剂的最高沸点的温度的气流。使用例如喷雾干燥器、带式干燥器或者旋转窑即使以短时间进行的处理也使得所得产物具有令人满意的品质。
<其它步骤>
其它步骤的实例包括洗涤和干燥步骤以及分级步骤。
-洗涤和干燥步骤-
洗涤和干燥步骤没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要洗涤和干燥步骤是对通过溶剂除去步骤获得的基础颗粒进行洗涤和干燥的步骤。
-分级步骤-
分级步骤没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要分级步骤是在洗涤和干燥步骤之后进行分级的步骤。
即使当在乳化或分散期间获得具有宽的粒度分布的分散体并且然后在保持粒度分布的同时对其进行洗涤和干燥步骤时,也可对所述分散体进行分级步骤以具有期望的粒度分布。
分级步骤的实例包括使用例如旋风分离器、滗析器或者离心机除去不需要的尺寸的细颗粒的步骤。分级可在干燥之后以粉末形式进行,但是就效率而言优选在液体中进行。经分级的不需要的尺寸的细颗粒或粗颗粒可再次用于基础颗粒的形成。此处,细颗粒或粗颗粒可为潮湿或干燥的状态。
优选地以最大可能程度将在乳液或分散液制备步骤中使用的分散剂从所获得的分散液除去。可在分级步骤中将分散剂除去。
干燥之后获得的粉末(基础颗粒)任选地与外来颗粒例如脱模剂细颗粒、带电控制细颗粒、流化剂细颗粒和着色剂细颗粒混合,任选地使所得混合物接收机械冲击,使得外来颗粒固定或熔合在基础颗粒上,从而获得由基础颗粒形成的调色剂颗粒(包含基础颗粒的调色剂颗粒)。机械冲击的施加可防止外来颗粒从所获得的包含基础颗粒的调色剂颗粒的表面剥落。
用于施加机械冲击的方法的实例包括:其中使用高速旋转桨叶向混合物施加冲击的方法,和其中使混合物穿过高速空气流以进行加速并且使聚集颗粒或者复合颗粒撞向合适的碰撞板。
用于施加机械冲击的设备的实例包括ONGMILL(Hosokawa Micron Corp.的产品)、通过改造I型磨(Nippon Neumatic Co.,Ltd.的产品)使得其粉碎空气压力降低而制造的设备、HYBRIDIZATION SYSTEM(Nara Machinery Co.,Ltd.的产品)、CRYPTRON SYSTEM(Kawasaki Heavy Industries,Ltd.的产品)和自动研钵。
(显影剂)
本发明的显影剂包含上述的本发明调色剂;并且如果必要,进一步包含其它成分例如载体(磁性载体)。
显影剂可为由调色剂组成的单组分显影剂或者可为双组分显影剂。
当显影剂作为双组分显影剂使用时,显影剂中包含的载体和调色剂之间的比率没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。每100质量份的载体,调色剂的量为1质量份-10质量份。
载体没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其实例包括铁粉、铁氧体粉末、磁铁矿粉末和磁性树脂载体。
载体优选为包覆的。所使用的包覆材料的实例包括脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂和环氧树脂。
包覆材料的进一步实例包括丙烯酰基树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂;卤代烯烃树脂例如聚氯乙烯;基于聚酯的树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂;基于聚碳酸酯的树脂,聚乙烯树脂,聚氟乙烯树脂,聚偏氟乙烯树脂,聚三氟乙烯树脂,聚六氟丙烯树脂,偏氟乙烯和丙烯酰基单体的共聚物,偏氟乙烯和氟乙烯的共聚物,四氟乙烯、偏氟乙烯和非氟化单体的含氟三元共聚物;和有机硅树脂。
如果必要,可将导电粉末等引入到包覆材料中。可使用的导电粉末优选为金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。导电粉末的平均粒径优选为1μm或更低。当平均粒径超过1μm时,可能难以控制电阻。
(显影剂容纳容器)
本发明的显影剂容纳容器没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择,只要其为容纳本发明的显影剂的容器。容器的实例包括具有容器主体和帽盖(cap)的容器。
容器主体的形状、结构、材料等没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。
<形状>
其形状没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。容器主体优选地具有,例如,中空圆柱形状。特别优选地,其为这样的中空圆柱体:其内表面具有螺旋布置的凹凸部分,所述凹凸部分的一些或全部可具有褶皱(accordion);且其中可通过旋转将所容纳的显影剂输送至出口。
<材料>
其材料没有特别限制并且可取决于预期目的适当地选择。其优选为具有高的尺寸精度的材料。材料的实例包括聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酰基树脂、聚碳酸酯树脂、ABS树脂和聚缩醛树脂。
<使用>
调色剂容纳容器具有优异的可操作性;即,适合于存储、运输等,并且在可拆卸地安装至处理盒、成像设备等的情况下适合用于供应显影剂。
显影剂容纳容器可用作容纳上述调色剂的调色剂容器。
(成像方法)
本发明的成像方法包括:使图像承载部件的表面带电的步骤;使所述图像承载部件的带电表面曝光以在所述图像承载部件上形成静电潜像的步骤;用包含调色剂的显影剂使形成于所述图像承载部件上的静电潜像显影,以在所述图像承载部件上形成调色剂图像的步骤;将所述调色剂图像转印到记录介质上的步骤;和将所转印的图像定影在所述记录介质上的步骤;和如果必要,进一步包括其它步骤。
以上调色剂为本发明的调色剂。
成像方法通过,例如,示意性地示于图1中的电子照相成像设备进行。接着,将描述图1中所示的成像设备的示意性构造。
在图像承载部件1以箭头所示方向旋转的同时,用带电部件2使图像承载部件的表面均匀地带电。接着,在位于在图像承载部件的旋转方向上的带电部件2下游的曝光区域处,将图像承载部件1用来自曝光单元的图像光r照射。通过该光照射,在图像承载部件表面的已经用图像光r照射的区域处,电荷消失。结果,在图像承载部件1的表面上形成与图像光对应的静电潜像。
在该曝光区域的下游设置充当显影单元的显影装置3。显影装置3容纳作为显影剂的调色剂4。调色剂4用装有传送螺杆13的桨(搅拌机构)14搅拌/混合以摩擦带电,从而具有预定的极性。然后,将调色剂用显影套筒5传送到显影套筒5和图像承载部件1之间的辊隙部分(显影区)。传送到显影区的调色剂通过用显影偏压施加单元在显影区处形成的显影电场的作用而从显影套筒5的表面转移到图像承载部件1的表面,由此调色剂附着到图像承载部件表面上。结果,形成于图像承载部件表面上的静电潜像被显影为调色剂图像(可视图像)。
将以此方式形成于图像承载部件1上的调色剂图像转印到充当记录介质的转印纸张S上。在图像转印之前,转印纸张用定位辊(registration roller)18供应到转印区,该转印区为图像承载部件1和设置在显影装置3下游以与图像承载部件1紧密接触的转印传送带6(充当转印单元)之间的辊隙部分。然后,将转印到转印纸张上的调色剂图像用在转印传送带6的其旋转方向上的下游设置的定影辊(充当定影单元)定影。之后,用排出单元将转印纸张排出到设备主体外部的排纸盘上。注,图1中的附图标记6a表示偏压辊。
未被转印到转印区处的转印纸张上的残留在图像承载部件1上的调色剂(残留调色剂)被用清洁装置(充当清洁单元)从图像承载部件1除去,所述清洁装置包括清洁刮片7、回收弹簧8和回收线圈9,其设置在图像承载部件旋转方向上的转印区下游。而且,用包括电荷消除灯的电荷消除装置20将在残留调色剂的清洁之后残留在图像承载部件1上的残留电荷消除。在图1中,附图标记16表示反射浓度检测传感器(P传感器),附图标记17表示调色剂浓度传感器,和附图标记10表示图像承载部件和清洁单元(PCU)。
实施例
接下来将通过实施例描述本发明,所述实施例不应被解释为将本发明限制于其。除非另有说明,单位“份”指“质量份”和单位“%”指“质量%”。
首先,如下制造用于形成实施例和对比例的调色剂所必需的材料。
[合成酯蜡(烷基单酯化合物)的合成实施例]
(合成实施例1)
将硬脂酸(特级试剂,Kishida Chemical Co., Ltd.的产品)(284 g,1 mol)、硬脂醇(特级试剂,Kishida Chemical Co., Ltd.的产品)(256 g,1 mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在130°C回流4小时,同时除去所形成的水。所得产物用二甲醚纯化,从而获得[合成酯蜡(1)]。
(合成实施例2)
将山酸(EP级,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.的产品)(340 g, 1 mol)、鲸蜡醇(特级试剂,Kishida Chemical Co., Ltd.的产品)(242 g, 1 mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在130°C回流4小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(2)]。
(合成实施例3)
将山酸(EP级,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.的产品)(340 g, 1 mol)、硬脂醇(特级试剂,Kishida Chemical Co., Ltd.的产品)(256 g, 1 mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在150°C回流5小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(3)]。
(合成实施例4)
将山酸(EP级,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)(340g,1mol)、二十烷醇(EP级,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)(284g,1mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在200°C回流5小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(4)]。
(合成实施例5)
将硬脂酸(特级试剂,Kishida Chemical Co.,Ltd.的产品)(284g,1mol)、鲸蜡醇(特级试剂,Kishida Chemical Co.,Ltd.的产品)(242g,1mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在200°C回流5小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(5)]。
(合成实施例6)
将肉豆蔻酸(EP级试剂,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)(228g,1mol)、鲸蜡醇(特级试剂,Kishida Chemical Co.,Ltd.的产品)(242g,1mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在200°C回流5小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(6)]。
(合成实施例7)
将肉豆蔻酸(EP级试剂,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的产品)(228g,1mol)、肉豆蔻醇(CONOL1495,New Japan Chemical Co.,Ltd.的产品)(200g,1mol)和硫酸(20mL)置于装有搅拌器和冷凝器的圆底烧瓶中,之后在200°C回流5小时,同时除去所形成的水。将所得产物用二异丙基醚纯化,从而获得[合成酯蜡(7)]。
下表1显示以上制造的合成酯蜡(1)-(7)各自的碳数分布(即,具有表1中所示数量的碳原子的烷基单酯化合物的量(质量%))。下表2显示它们的物理性质。
表1
使用核磁共振光谱仪(JEOL Ltd.的产品)通过13C-NMR测量各合成酯蜡的碳数分布。
表2
熔点基于在通过差示扫描量热法(DSC)获得的差示扫描量热曲线中所吸收的热量变为最大时的吸热峰温度获得。
在100°C的熔体粘度用布鲁克菲尔德旋转粘度计测量。
[水相的制备]
(合成实施例8)
<细有机颗粒的乳液的合成>
向已经设置有搅拌棒和温度计的反应容器中加入700份水、12份甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(Eleminol RS-30,Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.的产品)、140份苯乙烯、140份甲基丙烯酸和1.5份过硫酸铵。将所得混合物以450rpm搅拌20分钟。将所获得的白色乳液体系的温度升高至75°C,之后反应5小时。然后,向所得乳液中加入35份的1%过硫酸铵水溶液,并且将所得混合物在75°C陈化5小时,从而获得乙烯基树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸-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[细颗粒分散液1]。
通过用LA-920(激光衍射/散射粒度分析仪,HORIBA,Ltd.的产品)测量,发现[细颗粒分散液1]具有0.30μm的体均粒径。将部分的[细颗粒分散液1]干燥以分离树脂。发现该树脂具有155°C的Tg。
<水相的制备>
将水(1,000份)、85份[细颗粒分散液1])、40份50%十二烷基二苯基醚磺酸钠水溶液(Eleminol MON-7,Sanyo Chemical Industries,Ltd.的产品)和95份乙酸乙酯混合在一起以制备乳白色液体,将其用作[水相1]。
[低分子量聚酯1<含羟基的聚酯>的合成]
(合成实施例9)
向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入235份双酚A环氧乙烷2mol加合物、535份双酚A环氧丙烷3mol加合物、215份对苯二甲酸、50份己二酸和3份氧化二丁基锡。使所得混合物在240°C在常压下反应10小时,然后在10mmHg-20mmHg的降低的压力下反应6小时。之后,向反应容器中加入45份偏苯三甲酸酐,之后在常压下在185°C反应3小时,从而制造[低分子量聚酯1]。
发现[低分子量聚酯1]具有2,800的数均分子量、7,100的重均分子量、45°C的Tg和22mgKOH/g的酸值。
[低分子量聚酯2<含羟基的聚酯>的合成]
(合成实施例10)
向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入125份丙二醇、632份双酚A环氧丙烷3mol加合物、150份对苯二甲酸、100份己二酸和3份氧化二丁基锡。使所得混合物在240°C在常压下反应10小时,然后在10mmHg-20mmHg的降低的压力下反应6小时。之后,向反应容器中加入65份偏苯三甲酸酐,之后在常压下在185°C反应3小时,从而制造[低分子量聚酯2]。
发现[低分子量聚酯2]具有3,500的数均分子量、8,200的重均分子量、55°C的Tg和32mgKOH/g的酸值。
[苯乙烯丙烯酰基树脂1的合成]
(合成实施例11)
向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入700份苯乙烯单体、300份甲基丙烯酸正丁基酯、1,000份甲苯、10份甲基丙烯酸、3份偶氮二异丁腈和0.2份十二烷基硫醇。使所得混合物在常压下在90°C反应10小时,然后在120°C反应6小时。将所获得的树脂溶液在50°C和10mmHg-20mmHg的降低的压力下处理6小时以除去甲苯,从而获得[苯乙烯丙烯酰基树脂1]。
发现[苯乙烯丙烯酰基树脂1]具有4,300的数均分子量、8,600的重均分子量、62°C的Tg和15mgKOH/g的酸值。
[中间聚酯的合成]
(合成实施例12)
向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入700份双酚A环氧乙烷2mol加合物、85份双酚A环氧丙烷2mol加合物、300份对苯二甲酸、25份偏苯三甲酸酐和3份氧化二丁基锡。使所得混合物在240°C在常压下反应10小时,然后在10mmHg-20mmHg的降低的压力下反应6小时,从而获得[中间聚酯1]。
发现[中间聚酯1]具有2,500的数均分子量、10,000的重均分子量、58°C的Tg、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟值。
[含异氰酸酯基团的聚酯(预聚物)的合成]
(合成实施例13)
接着,向装有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入400份[中间聚酯1]、90份异佛尔酮二异氰酸酯和500份乙酸乙酯。使所得混合物在110°C反应6小时以获得[预聚物1]。
发现[预聚物1]中包含的游离异氰酸酯的量为1.67质量%,并且发现[预聚物1]的固体含量为50%。
[结晶聚酯的合成]
(合成实施例14)
向装有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中加入1,4-丁二醇(28mol)、富马酸(24mol)、偏苯三甲酸酐(1.80mol)和对苯二酚(6.0g),之后在150°C反应6小时。使反应混合物在200°C反应1小时,并且进一步在8.3kPa反应1小时,从而获得[结晶聚酯1]。
发现[结晶聚酯1]具有125°C的熔点(DSC中的吸热峰温度)、1,800的数均分子量、6,000的重均分子量、26mgKOH/g的酸值和30mgKOH/g的羟值。
(合成实施例15)
向装有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中加入1,10-癸二醇(13mol)、1,8-辛二醇(17mol)、富马酸(26mol)、偏苯三甲酸酐(1.80mol)和4.9g对苯二酚,之后在180°C反应10小时。使反应混合物在200°C反应3小时,并进一步在8.3kPa反应2小时,从而合成[结晶聚酯2]。
发现[结晶聚酯2]具有70°C的熔点(DSC中的吸热峰温度)、3,000的数均分子量、10,000的重均分子量、21mgKOH/g的酸值和28mgKOH/g的羟值。
[酮亚胺的合成]
(合成实施例16)
向已经设置有搅拌棒和温度计的反应容器中加入180份异佛尔酮二胺和80份甲乙酮,之后在50°C反应6小时,从而获得[酮亚胺化合物1]。
发现[酮亚胺化合物1]具有420的胺值。
[母料(MB)的合成]
(合成实施例17)
使用亨舍尔混合器(HENSCHEL MIXER)(Mitsui Mining Co.的产品)将水(1,300份)、550份炭黑(Printex35,Deggusa Co.的产品)(DBP吸油量=43mL/100mg,pH=9.5)和1,300份低分子量聚酯1一起混合。使用双辊磨,将所得混合物在160°C捏合45分钟,之后压延、冷却和使用粉碎机粉碎,从而获得[母料1]。
(实施例1)
[实施例1的调色剂的制造]
<蜡分散液1的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入400份[低分子量聚酯1]、115份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(2)以50/50的(1)/(2)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,和用1小时冷却至24°C。所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液1]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液1]的分散直径,发现[蜡分散液1]具有0.15μm平均粒径(蜡分散粒径)。
<颜料·WAX分散液1的制备>
接着,将480份[母料1]加入到以上制备的[蜡分散液1]中。然后,将[蜡分散液1]用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此分散炭黑和WAX。此外,向其中加入[低分子量聚酯1]的65%乙酸乙酯溶液1,000份,并将所得混合物用珠磨机在相同条件下处理一次,从而获得[颜料·WAX分散液1]。
通过蒸发乙酸乙酯而调节[颜料·WAX分散液1]的固体内容物的浓度,之后浓缩到具有53%的固体含量(在130°C干燥30分钟之后测量),从而获得[颜料·WAX分散液1]。
<调色剂基础颗粒1的制造>
进行以下乳化、脱除溶剂、洗涤和干燥步骤以获得基础颗粒。
<<乳化>>
将[颜料·WAX分散液1](780份)、120份[预聚物1]和5份[酮亚胺化合物1]置于容器中。所得混合物用TK均混器(PRIMIX Corporation的产品)以6,000rpm一起混合1分钟以制备油相。然后将1,300份[水相1]加入到该容器中,之后用TK均混器以13,000rpm混合20分钟,从而获得[乳化淤浆1]。
<<脱除溶剂>>
将[乳化淤浆1]加入到已经设置了搅拌器和温度计的容器中,之后在30°C脱除溶剂10小时并且在45°C陈化5小时,从而获得[分散淤浆1]。
<<洗涤和干燥>>
将[分散淤浆1](100份)在降低的压力下过滤,然后经历下述的一系列处理(1)-(4)两次,从而获得[滤饼1]:
(1):向滤饼中加入离子交换水(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼中加入10%氢氧化钠水溶液(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,30分钟),然后在降低的压力下过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼中加入10%盐酸(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;和
(4):向(3)中获得的滤饼中加入离子交换水(300份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤。
将[滤饼1]用空气循环干燥器在45°C干燥48小时,然后使其通过具有75μm筛目大小的筛子,从而制备[基础颗粒1]。
发现[基础颗粒1]具有5.35μm的体均粒径(Dv)和1.08的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
特别地,体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)用MULTISIZER III(BeckmanCoulter,Inc.的产品)测量。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造包含基础颗粒的调色剂(实施例1的调色剂)。
下表3-1和3-2集中显示了合成酯蜡的组合和混合比、所使用的粘合剂树脂的类型等。
而且,下表4集中显示了蜡分散液的粒径、基础颗粒的体均粒径、和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例2-4和对比例1-5的调色剂的制造)
重复实施例1的程序,除了在保持脱模剂的总量不变的同时,如下表3-1和3-2中所描述的那样改变合成酯蜡的组合和混合比以制备蜡分散液,从而制造实施例2-4和对比例1-5的基础颗粒之外。
以与实施例1中相同的方式,将所获得的实施例2-4和对比例1-5的基础颗粒与细无机颗粒混合以制造实施例2-4和对比例1-5的调色剂。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:蜡分散液的粒径;基础颗粒的体均粒径;和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例5)
[实施例5的调色剂的制造]
<蜡分散液5的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入400份[低分子量聚酯1]、130份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(4)以50/50的(1)/(4)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,从而将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液5]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液5]的分散直径,发现[蜡分散液5]具有0.22μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<结晶聚酯分散液1的制备>
将[结晶聚酯树脂1](110g)和乙酸乙酯(450g)加入到2L金属容器中。将所得混合物在加热下在80°C溶解或分散,然后在冰-水浴中骤冷。随后,将玻璃珠(直径3mm)(500mL)加入到该混合物中,之后用间歇型砂磨机(KanpeHapio Co.,Ltd.的产品)搅拌10小时,从而获得具有0.4μm体均粒径的[结晶聚酯分散液1]。
<颜料·WAX分散液5的制备>
接着,将480份[母料1]和1,000份[结晶聚酯分散液1]加入到以上制备的[蜡分散液5]中。然后,将[蜡分散液5]用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将炭黑、WAX和[结晶聚酯分散液1]分散。此外,向其中加入[低分子量聚酯1]的65%乙酸乙酯溶液1,000份,并且将所得混合物用珠磨机在相同条件下处理一次,从而获得[颜料·WAX分散液5]。
通过蒸发乙酸乙酯而调节[颜料·WAX分散液5]的固体内容物的浓度,之后浓缩到具有53%的固体含量(在130°C干燥30分钟之后测量),从而获得[颜料·WAX分散液5]。
<调色剂基础颗粒5的制造>
进行以下乳化、脱除溶剂、洗涤和干燥步骤以获得基础颗粒。
<<乳化>>
将[颜料·WAX分散液5](780份)、120份[预聚物1]和5份[酮亚胺化合物1]置于容器中。所得混合物用TK均混器(PRIMIX Corporation的产品)以6,000rpm一起混合1分钟。然后,将1,300份[水相1]加入到该容器中,之后用TK均混器以13,000rpm混合20分钟,从而获得[乳化淤浆5]。
<<脱除溶剂>>
将[乳化淤浆5]加入到已经设置了搅拌器和温度计的容器中,之后在30°C脱除溶剂10小时并且在45°C陈化5小时,从而获得[分散淤浆5]。
<<洗涤和干燥>>
将[分散淤浆5](100份)在降低的压力下过滤,然后经历下述的一系列处理(1)-(4)两次,从而获得[滤饼5]:
(1):向滤饼中加入离子交换水(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼中加入10%氢氧化钠水溶液(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,30分钟),然后在降低的压力下过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼中加入10%盐酸(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;和
(4):向(3)中获得的滤饼中加入离子交换水(300份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤。
将[滤饼5]用空气循环干燥器在45°C干燥48小时,然后使其通过具有75μm筛目大小的筛子,从而制备[基础颗粒5]。
发现[基础颗粒5]具有5.20μm的体均粒径(Dv)和1.10的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造包含基础颗粒的调色剂(实施例5的调色剂)。
特别地,发现基础颗粒中脱模剂的分散直径为0.12μm。发现基础颗粒中结晶聚酯的分散粒径以长轴直径计为0.2μm-3.0μm。
下表4集中显示了蜡分散液的粒径、基础颗粒的体均粒径、和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例6)
<结晶聚酯分散液2的制备>
将[结晶聚酯树脂2](110g)和乙酸乙酯(450g)加入到2L金属容器中。将所得混合物在加热下在80°C溶解或分散,然后在冰-水浴中骤冷。随后,将玻璃珠(直径3mm)(500mL)加入到该混合物中,之后用间歇型砂磨机(KanpeHapio Co.,Ltd.的产品)搅拌10小时,从而获得具有0.45μm的体均粒径的[结晶聚酯分散液2]。
[实施例6的调色剂的制造]
重复实施例5的程序,除了在保持脱模剂的总量不变的同时,如下表3-1和3-2中所描述的那样改变合成酯蜡的组合和混合比以制备蜡分散液和将[结晶聚酯分散液1]改变为[结晶聚酯分散液2],从而制造实施例5的基础颗粒之外。
通过使用LA-920测量该蜡分散液的分散直径,发现该蜡分散液具有0.14μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
发现所获得的调色剂基础颗粒具有5.10μm的体均粒径(Dv)和1.12的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
以与实施例5中相同的方式将所获得的基础颗粒与细无机颗粒混合,从而制造实施例6的调色剂。
特别地,发现基础颗粒中脱模剂的分散直径为0.10μm。发现基础颗粒中结晶聚酯的分散粒径以长轴直径计为0.2μm-3.0μm。
下表4集中显示了蜡分散液的粒径、基础颗粒的体均粒径、和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例7)
[实施例7的调色剂的制造]
<蜡分散液7的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入200份[低分子量聚酯1]、400份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(2)以50/50的(1)/(2)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液7]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液7]的分散直径,发现[蜡分散液7]具有0.19μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<颜料·WAX分散液7的制备>
接着,将480份[母料1]加入到以上制备的[蜡分散液7]中。然后,将[蜡分散液7]用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此分散炭黑和WAX。此外,向其中加入[低分子量聚酯1]的65%乙酸乙酯溶液846份,并且将所得混合物用珠磨机在相同条件下处理一次,从而获得[颜料·WAX分散液7]。
通过蒸发乙酸乙酯而调节[颜料·WAX分散液7]的固体内容物的浓度,之后浓缩到具有53%的固体含量(在130°C干燥30分钟之后测量),从而获得[颜料·WAX分散液7]。
<调色剂基础颗粒7的制造>
进行以下乳化、脱除溶剂、洗涤和干燥步骤以获得基础颗粒。
<<乳化>>
将[颜料·WAX分散液7](780份)、120份[预聚物1]和5份[酮亚胺化合物1]置于容器中。将所得混合物用TK均混器(PRIMIX Corporation的产品)以6,000rpm一起混合1分钟。然后,将1,300份[水相1]加入到该容器中,之后用TK均混器以13,000rpm混合20分钟,从而获得[乳化淤浆7]。
<<脱除溶剂>>
将[乳化淤浆7]加入到已经设置了搅拌器和温度计的容器中,之后在30°C脱除溶剂10小时并且在45°C陈化5小时,从而获得[分散淤浆7]。
<<洗涤和干燥>>
将[分散淤浆7](100份)在降低的压力下过滤,然后经历下述的一系列处理(1)-(4)两次,从而获得[滤饼7]:
(1):向滤饼中加入离子交换水(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼中加入10%氢氧化钠水溶液(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,30分钟),然后在降低的压力下过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼中加入10%盐酸(100份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤;和
(4);向(3)中获得的滤饼中加入离子交换水(300份),之后用TK均混器混合(在12,000rpm下,10分钟),然后过滤。
将[滤饼7]用空气循环干燥器在45°C干燥48小时,然后使其通过具有75μm筛目大小的筛子,从而制备[基础颗粒]。
发现该基础颗粒具有5.01μm的体均粒径(Dv)和1.14的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例7的调色剂)。
而且,下表4集中显示了蜡分散液的粒径、基础颗粒的体均粒径、和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例8)
[实施例8的调色剂的制造]
重复实施例1的程序,除了在保持脱模剂的总量不变的同时,如下表3-1和3-2所描述的那样改变合成酯蜡的组合和混合比以制备蜡分散液,从而制造实施例8的基础颗粒之外。
用亨舍尔混合器将以上获得的实施例8的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例8的调色剂)。
下表4集中显示了蜡分散液的粒径、基础颗粒的体均粒径、和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例9)
[实施例9的调色剂的制造]
<蜡分散液9的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入400份[低分子量聚酯1]、10份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(2)以50/50的(1)/(2)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液9]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液9]的分散直径,发现[蜡分散液9]具有0.13μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<调色剂基础颗粒9的制备>
重复实施例7的程序,除了将[蜡分散液7]改变为[蜡分散液9],从而制备基础颗粒之外。
发现所获得的基础颗粒具有5.25μm的体均粒径(Dv)和1.15的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例9的调色剂)。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:蜡分散液的粒径;基础颗粒的体均粒径;和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn).
(实施例10)
[实施例10的调色剂的制造]
<蜡分散液10的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入200份[低分子量聚酯1]、300份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(2)以50/50的(1)/(2)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液10]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液10]的分散直径,发现[蜡分散液10]具有0.16μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<调色剂基础颗粒10的制备>
重复实施例7的程序,除了将[蜡分散液7]改变为[蜡分散液10]以制备基础颗粒之外。
发现所获得的基础颗粒具有5.18μm的体均粒径(Dv)和1.14的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例10的调色剂)。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:蜡分散液的粒径;基础颗粒的体均粒径;和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例11)
[实施例11的调色剂的制造]
<蜡分散液11的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入400份[低分子量聚酯1],35份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)和(2)以50/50的(1)/(2)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra Visco Mill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液11]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液11]的分散直径,发现[蜡分散液11]具有0.18μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<调色剂基础颗粒11的制备>
重复实施例7的程序,除了将[蜡分散液7]改变为[蜡分散液11],从而制备基础颗粒之外。
发现所获得的基础颗粒具有5.22μm的体均粒径(Dv)和1.13的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例11的调色剂)。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:蜡分散液的粒径;基础颗粒的体均粒径;和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
(实施例12和对比例6)
重复实施例1的程序,除了在保持脱模剂的总量不变的同时,如下表3-1和3-2中所描述的那样改变合成酯蜡的组合以制备蜡分散液,从而制造基础颗粒之外。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:调色剂基础颗粒的粒径和粒度分布。
以与实施例1中相同的方式将所获得的基础颗粒与细无机颗粒混合,从而制造调色剂。
(实施例13)
重复实施例1的程序,除了将[低分子量聚酯1]改变为[低分子量聚酯2],从而制造调色剂之外。
(对比例7)
重复实施例1的程序,除了将[低分子量聚酯1]、[预聚物1]和[酮亚胺化合物1]改变为[苯乙烯丙烯酰基树脂1],从而制造调色剂之外。
(实施例14)
<蜡分散液14的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的容器中加入400份[低分子量聚酯1]、115份如下表3-1和3-2中所示的合成酯蜡(混合物)(即,合成酯蜡(1)、(2)、(3)、(4)和(5)以50/13/13/13/11的(1)/(2)/(3)/(4)/(5)质量比的混合物)和1,000份乙酸乙酯。然后,在搅拌下将所得混合物的温度升高至80°C,在80°C保持8小时,并且用1小时冷却至24°C。将所获得的分散液用珠磨机(Ultra ViscoMill,Aymex Co.的产品)在以下条件下处理:液体进料速率:1kg/hr;圆盘圆周速度:6m/s;所加入的0.5mm(直径)氧化锆珠的量:80体积%;和遍数:3,由此将合成酯蜡(WAX)分散以获得[蜡分散液14]。
通过使用LA-920测量[蜡分散液14]的分散直径,发现[蜡分散液14]具有0.22μm的平均粒径(蜡分散粒径)。
<调色剂基础颗粒14的制备>
重复实施例1的程序,除了将[蜡分散液1]改变为[蜡分散液14],从而制备基础颗粒之外。
发现所获得的基础颗粒具有5.05μm的体均粒径(Dv)和1.10的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
用亨舍尔混合器将以上获得的基础颗粒(100份)与疏水性二氧化硅(0.7份)和疏水性氧化钛(0.3份)混合,从而制造调色剂(实施例14的调色剂)。
下表4集中显示了通过以与实施例1中相同的方式进行的测量获得的结果:蜡分散液的粒径;基础颗粒的体均粒径;和基础颗粒的体均粒径(Dv)对数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)。
表3-1和3-2显示实施例1-14和对比例1-7中使用的材料的量和类型:蜡的组合和混合比;以最大量包含在合成酯蜡中的组分(N1)的量(质量%)和其碳原子数;以第二大的量或者与组分(N1)的量相同的量包含在合成酯蜡中的组分(N2)的量(质量%)和其碳原子数;相对于基础颗粒总量的脱模剂的量(质量%);是否存在结晶聚酯以及相对于脱模剂的结晶聚酯的量(质量%);和使用的树脂的类型。特别地,组分N1或N2中的单位“质量%”是相对于调色剂中的脱模剂而言的“质量%”。
表4显示实施例1-14和对比例1-7中蜡分散液的分散粒径、调色剂的体均粒径(Dv)、和Dv/Dn之比(其中Dn表示数均粒径)。
表3-1
表3-2
表4
将实施例1-14和对比例1-7中制造的调色剂的每一个用于制造双组分显影剂,并且对所制造的双组分显影剂进行评价。双组分显影剂中使用的载体用如下方法制造。
[载体的制造]
接下来将描述用于在实际设备中评价调色剂的载体的具体制造例。然而,本发明中可使用的载体不限于此。
<载体的组成>
丙烯酰基树脂溶液(HITALOID3001,Hitachi Chemical Co.,Ltd.的产品,固体含量:50%):21.0份
胍胺溶液(MYCOAT106,Mitsui Scitech的产品,固体含量:70%):6.4份
氧化铝颗粒[粒径:0.3μm,比电阻:1014(Ω·cm)]:7.6份
有机硅树脂溶液[固体含量:23%(SR2410,Dow Corning Toray SiliconeCo.,Ltd.的产品)]:65.0份
氨基硅烷[固体含量:100%(SH6020,Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.的产品)]:1.0份
甲苯:60份
丁基溶纤剂:60份
将所述载体材料按以上比例用均混器分散10分钟,从而制备用于形成包含氧化铝颗粒的有机硅树脂和丙烯酰基树脂的包覆膜的溶液。将以上制备的包覆膜形成溶液使用Spira涂布器(Okada Seiko Co.的产品)施加在充当芯的经烧结的铁氧体粉末[(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe2O3)48.0,平均粒径:25μm]上以具有0.15μm的平均厚度,之后干燥,从而获得经包覆的铁氧体粉末。将所获得的经包覆的铁氧体粉末在电炉中在150°C烧结1小时。在冷却之后,将该铁氧体粉末的块体用具有106μm的筛目大小的筛子处理,从而制备载体颗粒。由于可通过在透射电子显微镜下观察载体颗粒的横截面而观察覆盖载体表面的包覆膜,通过该观察而测量包覆膜的平均厚度。以此方式,获得具有35μm的重均粒径的载体A。
[双组分显影剂的制造]
将实施例1-14和对比例1-7的调色剂的每一个(7份)和载体A(100份)在管状混合器(其容器旋转以进行搅拌)中均匀地混合在一起并且带电,从而制造双组分显影剂。
[调色剂的评价]
以如下方式评价所制造的双组分显影剂的每一个。评价结果示于下表5中。
<评价条件>
提供通过改造IMAGIO MP C6000(Ricoh Company Ltd.的产品)使得其定影部分可独立地驱动和控制温度而获得的设备。单独地,提供普通纸张,其各自具有以0.6mg/cm2的调色剂附着量形成的未定影图像。然后,在逐渐升高与介质例如纸接触的定影带的温度的同时,使该普通纸张通过该设备,从而将调色剂定影在该纸张上。
[最低定影温度]
最低定影温度定义为未出现以下现象时的最低温度(未出现冷反印的温度):定影图像未充分地附着于纸张上,和未定影的调色剂随着所述带被传送并且在第二个周期中附着在纸张上以形成异常图像。
[最高定影温度]
最高定影温度定义为未出现以下现象时的最高温度(未出现热反印的温度):在纸张上定影图像过度熔融,和熔融的调色剂随着所述带被传送并且在第二个周期中附着在纸张上以形成异常图像。
[定影温度范围]
定影温度范围定义为最高定影温度和最低定影温度之间的差。
注意,最高定影温度和最低定影温度之间的差优选为40°C或更高。
[随着温度变化的光泽度变化]
如果脱模剂有效地发挥功效,则随着定影温度的升高,图像光泽度升高。当在高的定影温度下的图像光泽度和在低的定影温度下的图像光泽度之间的差小时,表明在高的定影温度下脱模剂未充分发挥功效,由此调色剂变得难以从定影带脱模(即,差的脱模性)。因此,在最高定影温度-20°C下的图像光泽度和在最高定影温度下的图像光泽度之间的差指示脱模剂是否在高温下有效地发挥功效。
然后,在测量在[最高定影温度-20°C]定影的图像的光泽度(A)和在[最高定影温度]定影的图像的光泽度(B)之后,评价其间的差(B-A)。
光泽度之差(B-A)优选为20或更大。
[光泽度的测量]
在光泽度变化的评价中,用光泽计(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIESCO.,LTD.的产品)以60°的入射角测量光泽度。注,所使用的转印纸张为6000-70W型(Ricoh Company Ltd.的产品)。所测量的光泽度越高,图像的光泽度越高。为了获得具有高的颜色再现性的鲜明图像,光泽度优选较高。
[转印效率(%)]
使用通过对IMAGIO MP C6000(Ricoh Company Ltd.的产品)进行调整使得其线速度和转印时间是可调节的而获得的评价机器,对各显影剂进行运行试验,其中打印出具有0.6mg/cm2的调色剂附着量的A4实心(solid)图像作为测试图像。在打印10,000或100,000张测试图像之后,使用以下方程(1)计算二次转印时的转印效率。注,评价标准如下。
二次转印效率(%)=((转印到中间转印介质上的调色剂的量-二次转印之后残留在中间转印介质上的调色剂的量)/转印到中间转印介质上的调色剂的量)×100···(1)
评价标准如下。
A:90%≤二次转印效率
B:85%≤二次转印效率<90%
C:80%≤二次转印效率<85%
D:二次转印效率<80%
[设备中的污染]
在用IMAGIO MP C6000(Ricoh Company Ltd.的产品)打印100,000张测试图像之后,目视确定附着到定影带部件上方的罩上的挥发性组分的量。在进一步运行过程中,该挥发性组分在设备操作期间被熔融而下落,从而污染图像。
评价标准如下。
A:几乎观察不到污染物的附着。
B:污染物以它们可设法用裸眼观察到的程度附着。
C:可观察到污染物的清楚附着;污染物以它们直接沉积从而污染图像的水平附着。
D:污染物以它们熔融并且下落从而污染图像的水平附着。
表5
由以上显示的评价结果,可证实本发明的调色剂具有低的定影温度(导致节能),具有宽的定影温度范围,并且对设备中的定影温度的变化具有耐受性。此外,还可证实,本发明的调色剂不涉及对带电部件例如载体和带电刮片的污染,从而未使转印性随时间流逝而恶化;在初始状态显示出良好的印刷品质,并且在连续印刷期间稳定地获得高的图像品质。此外,较少观察到由于脱模剂引起的设备中的污染。
即,本发明可提供用于将在例如电子照相设备和电子照相记录设备中的图像承载部件上的静电潜像可视化的成像调色剂、显影剂、显影剂容纳容器(调色剂容器)和成像方法。这些抑制了对图像的污染和设备中的污染(即使在连续使用时),实现高品质成像。
附图标记列表
1:图像承载部件
2:带电部件
3:显影装置
4:调色剂
5:显影套筒
6:转印传送带
6a:偏压辊
7:清洁刮片
8:回收弹簧
9:回收线圈
10:图像承载部件和清洁单元(PCU)
13:传送螺杆
14:桨(搅拌机构)
16:反射浓度检测传感器(P传感器)
17:调色剂浓度传感器
18:定位辊
20:电荷消除装置
S:转印纸张
r:图像光
Claims (10)
1.调色剂,包含:
含有酯键的粘合剂树脂,和
脱模剂,
其中所述脱模剂包含第一C30-C50烷基单酯化合物和第二C30-C50烷基单酯化合物,
其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数不同于所述第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数,
其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量是所述脱模剂中最大的,并且所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量是所述脱模剂中第二大的或者与所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量相同,
其中相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物的量为30质量%或更多但是小于50质量%,和
其中相对于所述脱模剂,所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量为10质量%或更多但是小于50质量%。
2.根据权利要求1的调色剂,其中所述第一C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数和所述第二C30-C50烷基单酯化合物的碳原子数之间的差的绝对值为1-12。
3.根据权利要求1或2的调色剂,其中相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物和所述第二C30-C50烷基单酯化合物的总量为90质量%或更大。
4.根据权利要求1-3中任一项的调色剂,其中所述脱模剂进一步包含第三C30-C50烷基单酯化合物,所述第三C30-C50烷基单酯化合物的量为所述脱模剂中第三大的或者与所述第二C30-C50烷基单酯化合物的量相同,并且其中,相对于所述脱模剂,所述第一C30-C50烷基单酯化合物、所述第二C30-C50烷基单酯化合物和所述第三C30-C50烷基单酯化合物的总量为95质量%或更大。
5.根据权利要求1-4中任一项的调色剂,其包含基础颗粒,所述基础颗粒各自含有所述粘合剂树脂和所述脱模剂,其中所述基础颗粒具有3.0μm或更大但是小于6.0μm的体均粒径(Dv)。
6.根据权利要求1-5中任一项的调色剂,其中相对于所述基础颗粒,所述脱模剂的量为1质量%-20质量%。
7.根据权利要求1-6中任一项的调色剂,其中所述具有酯键的粘合剂树脂包含改性聚酯。
8.根据权利要求1-7中任一项的调色剂,其中所述具有酯键的粘合剂树脂包含结晶聚酯。
9.制造根据权利要求1-8中任一项的调色剂的方法,包括:
将含有酯键的粘合剂树脂和含有酯键的粘合剂树脂前体的至少一种以及脱模剂溶解或分散在有机溶剂中,从而制备调色剂材料液,
将所述调色剂材料液在水性介质中乳化或分散以制备乳液或分散液,和
从所述乳液或分散液除去所述有机溶剂以形成基础颗粒。
10.成像方法,包括:
使图像承载部件的表面带电,
使所述图像承载部件的带电表面曝光以在所述图像承载部件上形成静电潜像,
用包含调色剂的显影剂使形成于所述图像承载部件上的静电潜像显影,以在所述图像承载部件上形成调色剂图像,
将所述调色剂图像转印到记录介质上,和
使转印的调色剂图像定影在所述记录介质上,
其中所述调色剂为根据权利要求1-8中任一项的调色剂。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |