CN103309185A - 调色剂、成像设备、成像方法和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂、成像设备、成像方法和处理盒。所述调色剂包括:粘结剂树脂;和着色剂,其中所述粘结剂树脂包含:结晶聚酯树脂(A);非结晶树脂(B);和复合树脂(C),其中所述复合树脂(C)包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元,其中所述调色剂包含1质量%-30质量%的量的氯仿不溶性物质,其中所述调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的四氢呋喃可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得,且其中在通过差示扫描量热法(DSC)的测量中,所述调色剂具有在90°C-130°C范围内的吸热峰。
Description
技术领域
本发明涉及:用于通过电子照相形成图像的调色剂;以及各自使用所述调色剂的成像设备、成像方法和处理盒。
背景技术
近些年,用于电子照相的调色剂已被需求在较低的温度下定影。该需求起因于通过减少定影能量而实现的节能且还起因于提高电子照相成像设备的处理速度和图像品质的要求。
一般来说,随着电子照相成像设备的处理速度提高,其图像品质劣化。该现象为什么发生的原因取决于各种因素。但是,其中,最大的因素是在成像方法的定影步骤中的定影失败的影响。
在定影步骤中,将在以纸为代表的记录介质上的预定影调色剂图像通过热和压力定影在所述记录介质上以成为定影的调色剂图像。在快速系统中,预定影调色剂图像不能够在定影步骤中接收足够量的热。结果,发生定影失败而潜在地使最终获得的调色剂图像的表面变粗糙或者造成称为冷反印(offset)的残像(afterimage)形成,导致失败的图像。在避免定影失败的一个可能的措施中,定影温度依据系统速度的提高而升高以保持图像品质。从下列观点来看这样的升高的定影温度未必是最好的措施:热从定影装置的泄露对成像设备中其它过程的不利的副作用;定影部件的磨损速度的加快;和能耗的增加。
鉴于此,特别是在高速成像设备中,已经要求调色剂本身的定影性能的改善。更特别地,已经出现对在定影步骤中在较低温度下表现出足够的定影性质的调色剂的需求。
常规地,已经进行了各种尝试以改善调色剂的定影性质。在用于改善调色剂的定影性质的一个已知方法中,在以玻璃化转变温度(Tg)和软化温度(T1/2)为代表的热特性方面控制包含在调色剂中的粘结剂树脂。但是,具有降低的Tg的树脂造成耐热存储性的劣化,和通过降低树脂分子量实现的树脂的T1/2的下降产生问题例如热反印的出现。因此,仅控制树脂本身的热特性对于获得在低温定影性质、耐热存储性和耐热反印性中的所有方面都令人满意的调色剂是不够的。
在改变粘结剂树脂的类型以响应在较低温度下定影的提议中,将广泛使用的常规的苯乙烯-丙烯酰基树脂变为在低温定影性质方面优异且在耐热存储性方面更好的聚酯树脂(参见日本专利申请公开(JP-A)No.:60-90344、64-15755、02-82267、03-229264、03-41470和11-305486)。在另一提议中,用在其玻璃化转变温度下表现出急剧(sharp)熔融性质的特定的非烯烃结晶聚合物对粘结剂进行补充以改善低温定影性质(参见JP-A No.62-63940)。但是在这些提议中,不能说得到的调色剂在分子结构和分子量方面是最优化的。存在它们不具有足够的低温定影性质的问题。
另外,已经提议在调色剂中使用具有与以上特定的非烯烃结晶聚合物类似的急剧熔融性质的结晶聚酯以改善其定影性质(参见日本专利(JP-B)No.2931899和JP-A No.2001-222138)。但是在该提议中,在调色剂中使用的结晶树脂的酸值和羟值分别低至5mgKOH/g或更低和20mgKOH/g或更低。所述结晶聚酯对纸具有低亲和性,产生调色剂不具有足够的低温定影性质的问题。
在该提议中,没有对最终获得的调色剂的分子量和所述结晶聚酯的存在状态进行最优化。因此,使用该提议的所述结晶聚酯获得的调色剂不能充分地表现出归因于所述结晶聚酯的优异的低温定影性质或耐热存储性,这是有问题的。而且,其不响应对耐热反印性的要求,产生不能确保良好图像定影的温度范围的问题。
在用于控制所述结晶聚酯的存在状态的一个提议的方法中,使用不相容的结晶聚酯树脂和非结晶聚酯树脂以建立海-岛、相分离的结构(参见JP-A No.2004-46095)。该提议使用包括结晶聚酯树脂的三种不同类型的树脂作为调色剂的粘结剂树脂。但是,试图保持所述结晶聚酯树脂的海-岛结构导致该结晶聚酯的分散直径的增大,这产生如下问题:潜在地导致耐热存储性的劣化、造成由于过度降低的电阻而引起的在转印步骤中的转印失败、和使最终获得的图像变粗糙。
在又一提议中,通过限定用差示扫描量热计测量的在DSC曲线中的峰吸热量以由此控制结晶聚酯树脂的存在状态以允许所述结晶聚酯树脂显著地表现出其效果而使调色剂具有低温定影性质和耐热存储性(参见JP-A No.2007-33773)。但是在该提议中,所述结晶聚酯树脂被设想与具有相对高的软化温度的非结晶聚酯树脂组合使用。因此,所述结晶聚酯树脂负责低温定影性质的显现,这自然增大了所述结晶聚酯树脂的量。结果,所述结晶聚酯树脂和所述非结晶聚酯树脂变成相容状态而削弱耐热存储性。
已经提议将具有特定结构的包含酯键的结晶聚酯树脂引入调色剂中作为用于同时获得低温定影性质、耐热存储性和耐热反印性的方法(参见JP-ANo.2005-338814)。但是在该提议中,由于引入的所述结晶聚酯树脂的量相当大,所述结晶聚酯树脂和所述非结晶聚酯树脂变成相容状态,产生耐热存储性劣化的问题。
在又一提议的方法中,在以下方面对调色剂进行限定:其分子量分布的峰和半宽度以及其氯仿不溶性物质的量,且将具有不同软化温度的两种或更多类型的树脂用作粘结剂树脂(参见JP-B No.4118498)。但是在该提议中,由于没有使用结晶聚酯树脂,低温定影性质不如使用结晶聚酯树脂形成的调色剂。
如以上描述的,目前不存在同时且以平衡的方式在低温定影性质、耐热反印性和耐热存储性中的所有方面都令人满意的调色剂。
发明内容
本发明目的在于解决本领域中有关的以上问题并实现下列目标。即,本发明的目标为提供以平衡的方式在低温定影性质、耐热反印性和耐热存储性中的所有方面都令人满意且能够长时间形成高品质图像的调色剂。
解决以上问题的手段如下。
即,本发明调色剂包括:
粘结剂树脂;和
着色剂,
其中所述粘结剂树脂包含:结晶聚酯树脂(A);非结晶树脂(B);和复合树脂(C),其中所述复合树脂(C)包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元,
其中所述调色剂包含1质量%-30质量%的量的氯仿不溶性物质,
其中所述调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度(half width)的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的四氢呋喃可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得,和
其中在通过差示扫描量热法(DSC)的测量中,所述调色剂具有在90°C-130°C范围内的吸热峰。
本发明可提供以平衡的方式在低温定影性质、耐热反印性和耐热存储性中的所有方面都令人满意且能够长时间形成高品质图像的调色剂。本发明的调色剂可解决本领域中有关的以上问题并可实现以上目标。
附图说明
图1是在实施例中使用的结晶聚酯树脂a6的X射线衍射图。
图2是在实施例1-24中使用的调色剂的X射线衍射图。
图3示意性说明本发明的成像设备的一个实例。
图4示意性说明本发明中使用的显影装置的一个实例。
图5说明具有图4的显影装置的本发明的成像设备的一个实例。
图6说明本发明的成像设备的另一实例。
图7说明本发明的处理盒的一个实例。
具体实施方式
下面,将更详细地描述本发明的技术理念。
近些年,用于电子照相的调色剂已被需求在较低的温度下定影。该需求起因于通过减少定影能量而实现的节能且还起因于提高电子照相成像设备的处理速度和图像品质的要求。此外,作为电子照相成像设备的使用目的的多样化的结果,已不断提高低温定影的要求。
调色剂可通过降低其软化温度(T1/2)而在较低温度定影。但是,降低所述软化温度降低了其玻璃化转变温度而削弱耐热存储性。此外,由于下限定影温度(即可进行定影而没有图像品质问题的下限温度)的下降和上限定影温度(即可进行定影的上限温度)的下降也削弱了耐热反印性。因此,以平衡的方式满足低温定影性质、耐热存储性和耐热反印性这三个性质对于用于形成电子照相图像的调色剂的设计者是相当困难的课题。
而且,近年来,已经提议使用中间转印部件的成像方法以改善对各种类型的记录介质的响应性(对纸的响应性)。但是,随着所述中间转印部件在耐久性方面得到改善,外添加剂趋向于嵌入(包埋,embed)到调色剂中。这样的成像方法与其中将图像从电子照相光电导体直接转印到记录介质(纸)的成像方法相比更频繁地牵涉转印失败,产生使最终获得的图像变粗糙的问题。
因此,建立以平衡的方式在低温定影性质、耐热反印性和耐热存储性中的所有方面都令人满意且即使当用于使用中间转印部件的成像设备时在转印性方面也优异的成像方法对于成像设备的设计者是相当困难的课题。
本发明人对以上课题进行了广泛的研究并且已经发现下列技术主题以达到解决以上问题。
特别地,结晶聚酯树脂(A)用作电子照相成像调色剂用的粘结剂树脂可依靠其急剧熔融性质而提供具有低温定影性质和耐热存储性的调色剂。
但是,当将所述结晶聚酯树脂(A)单独用作粘结剂树脂时,耐热反印性变得相当差,这使可定影温度范围变窄到形成的调色剂不能实际使用的程度。
鉴于此,本发明人想到将所述结晶聚酯树脂(A)与包含氯仿不溶性物质的非结晶树脂(B)组合可改善耐热反印性和拓宽可定影温度范围。
但是,在包含所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)的调色剂中,当所述非结晶树脂(B)的量大时,得到的低温定影性质变差。同时,当所述结晶聚酯树脂(A)的量大时,所述结晶聚酯树脂(A)在生产过程中熔融捏合时变成与除所述非结晶树脂(B)的氯仿不溶性物质以外的其它组分相容的状态。结果,整个粘结剂树脂的玻璃化转变温度显著降低,从而使耐热存储性极度劣化。
鉴于此,本发明人进行了进一步的研究并且已经发现通过使所述调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布(其中该分子量分布通过调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得),低分子量组分的绝对量大,分子量分布变得尖锐,所述结晶聚酯树脂(A)的量减少从而防止相容性,且在保持所述结晶聚酯树脂(A)的低温定影性质的同时未削弱所述非结晶树脂(B)的耐热反印性。
尽管如此,耐热存储性的风险没有完全消失。即使抑制了所述结晶聚酯树脂(A)的相容性并抑制了粘结剂树脂整体的玻璃化转变温度的降低,如果所述结晶聚酯树脂(A)以其分散直径保持为大的状态存在,所述结晶聚酯树脂(A)与其它粘结剂树脂之间的界面在粉碎步骤中趋向于变成粉碎界面(pulverization interface)。而且在聚合方法中,结果,所述结晶聚酯树脂(A)趋向于出现在调色剂表面上。所述结晶聚酯树脂(A)是急剧熔融的材料,且当其存在于调色剂颗粒内部时,如以上描述的,其表现出优异的耐热存储性。但是,其轻微地熔融(即使是在等于或低于玻璃化转变温度的温度下),且该轻微熔融的结晶聚酯树脂(A)当存在于调色剂颗粒的表面上时,充当调色剂颗粒之间的粘结剂。结果,其使调色剂的耐热存储性劣化。而且,在使用中间转印部件的成像设备中,随着所述中间转印部件在耐久性方面得到改善,外添加剂趋向于嵌入到调色剂基础颗粒中,容易造成转印失败。该现象在具有低结晶度的结晶聚酯树脂中尤其明显。
而且,鉴于调色剂的电特性,用所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)配制成的调色剂发生问题。因为具有结晶性的聚酯树脂具有相对低的电阻,如果具有结晶性的聚酯树脂以其分散直径保持为大的状态存在于调色剂中,所述调色剂趋向于具有低的电阻。当所述电阻降低并超过其允许的范围时,其在成像过程中造成在转印步骤中差的图像转印。特别地,当如以上描述的,为了保持低温定影性质的目的而抑制所述结晶聚酯树脂(A)的相容性时,所述结晶聚酯树脂(A)趋向于保持其大的分散直径。结果,在调色剂中,所述结晶聚酯树脂(A)的电特性可能是支配性的,和电阻趋向于下降而容易地造成劣化的转印性。
而且,当如以下描述的包括电阻调节剂(下文中可称为“电荷控制剂”)时,所述电阻调节剂以相对高的浓度存在于除所述结晶聚酯树脂(A)以外的其它树脂中,因为其不能进入由所述结晶聚酯树脂(A)形成的畴(结构域,domain)中。因此,其趋向于作为聚集体被限制在调色剂中,且电阻趋向于过度地降低。如果所述电阻调节剂是仅出于降低电阻的目的而使用的,所述问题可通过调节其量而解决。但是,如果所述电阻调节剂还作为着色剂(其实例为炭黑),鉴于着色强度减少所述量未必是可行的,且不可能调节到合适的电阻。
本发明人进行了广泛的研究以解决这些问题。结果,他们已经发现在所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)的配方中特征性地显现出来的降低的耐热存储性和降低的电阻的顾虑可通过如下同时解决:将包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元的复合树脂(C)配制到所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)的配方中。
而且,本发明人进行了广泛的研究以解决这些问题。结果,他们已经发现即使在使用中间转印部件的成像方法中,降低的耐热存储性和降低的电阻的顾虑也可通过如下同时解决:将具有40nm-160nm的平均一次粒径的无机化合物外添加到包含含有缩聚树脂单元和加聚树脂单元的所述复合树脂(C)以及所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)的调色剂中。
当将所述结晶聚酯树脂(A)与具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布(其中该分子量分布通过其THF可溶性物质的GPC获得)的低分子量非结晶树脂(B)一起熔融捏合时,剪切力不能非常好地施加到原料,因为树脂的粘度显著降低,且因此所述结晶聚酯树脂(A)的分散直径趋向于更大。另一方面,当所述结晶聚酯树脂(A)和所述非结晶树脂(B)与所述复合树脂(C)一起熔融捏合时,合适的剪切力被施加到所述树脂,且促进了所述结晶聚酯树脂(A)的精细分散。
当将所述结晶聚酯树脂(A)精细分散时,所述结晶聚酯树脂(A)在粉碎过程中较不频繁的出现在调色剂表面上,且耐热存储性显著改善。而且,由于所述结晶聚酯树脂(A)精细分散,保持合适的电阻是可能的。
而且,所述复合树脂(C)在粉碎过程中趋向于成为粉碎界面,因为其比在分子量分布的相对低分子量的区域具有峰的所述非结晶树脂(B)硬。因此,其相对而言趋向于存在于调色剂表面上并有效地抑制具有低软化温度的所述非结晶树脂(B)出现在所述调色剂表面上,这有助于改善的耐热存储性。
此外,由于可增强调色剂表面的硬度,当调色剂被物理性地施加应力时,调色剂劣化是最小的。特别地,因为外添加剂的嵌入得到改善,在施加应力之前和之后,带电特性的变化减少。因此,长时间提供稳定的图像品质是可能的。
但是,即使使用所述结晶聚酯树脂(A)、所述非结晶树脂(B)和所述复合树脂(C)的组合,当在粉碎调色剂生产步骤中进行熔融捏合时,也可存在其中未表现出来自原料树脂的热性质的优点的情况。这主要是因为由于树脂中的分子链在熔融捏合步骤中的破坏而引起的分子量的变化。特别地,当包括在所述粘结剂树脂中的氯仿不溶性物质的链被破坏时,调色剂整体的分子量分布变宽。这消极地影响来自所述非结晶树脂(B)的热性质,且削弱低温定影性质。
本发明人已经发现作为广泛研究的结果的如下内容。如以下描述的,例如,通过在中等温度下熔融捏合原料树脂以优化所述原料树脂上的剪切力和以使所述结晶聚酯树脂(A)在冷却步骤中重结晶,得到的调色剂具有拥有在1000和10,000之间的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的THF可溶性物质的GPC获得。这样的调色剂具有大的绝对量的低分子量含量和尖锐的分子量分布,并且在分别利用所述结晶聚酯树脂(A)、所述非结晶树脂(B)和所述复合树脂(C)的特性的同时,可同时并以平衡的方式在低温定影性质、耐热存储性和耐热反印性方面优异。而且,通过外添加具有40nm-160nm的平均一次粒径的无机化合物,有可能获得以平衡的方式在低温定影性质、耐热反印性和耐热存储性中的所有方面都令人满意且即使当用于使用中间转印部件的成像设备时也在转印性方面优异的成像方法。
(调色剂)
本发明的调色剂至少包含粘结剂树脂和着色剂;和如果必要,进一步包含其它成分例如电荷控制剂、脂肪酸酰胺化合物、脱模剂和外添加剂。
所述粘结剂树脂包含结晶聚酯树脂(A)、非结晶树脂(B)和包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元的复合树脂(C)。
所述调色剂优选通过熔融捏合和粉碎生产。
<结晶聚酯树脂(A)>
所述结晶聚酯树脂(A)不受特别的限制且可根据预期目的从常规已知的结晶聚酯树脂中适当地选择,只要其是具有结晶性的聚酯树脂。所述结晶聚酯树脂(A)优选在其分子骨架中具有由以下通式(1)表示的酯键。
-[OCO-R-COO-(CH2)n]-…通式(1)
在通式(1)中,R表示C2-C20直链不饱和脂族二价羧酸残基,且n是2-20的整数。
在所述结晶聚酯树脂(A)中由以上通式(1)表示的所述酯键的存在可例如通过固体C13NMR确认。
所述直链不饱和脂族二价羧酸残基不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括衍生自直链不饱和二价羧酸(例如马来酸、富马酸、1,3-正丙烯二羧酸和1,4-正丁烯二羧酸)的直链不饱和脂族残基。
在通式(1)中,(CH2)n是直链脂族二价醇残基。
所述直链脂族二价醇残基不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括衍生自直链脂族二价醇(例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇)的残基。
当所述结晶聚酯树脂(A)的酸组分是直链不饱和脂族二羧酸时,与使用芳族二羧酸的情况相比,其有利的是较容易地形成结晶结构,使得所述结晶聚酯树脂有可能更有效地表现出其功能。
例如,所述结晶聚酯树脂(A)可通过(I)直链不饱和脂族二价羧酸或其反应性衍生物(例如,酸酐、C1-C4低级烷基酯或酰卤)的多价羧酸组分和(II)直链脂族二醇的多羟基醇组分之间的缩聚反应生产。
可任选地将少量的另一多价羧酸加入到以上多价羧酸组分中。所述另一多价羧酸的实例包括(i)具有支链的饱和脂族二价羧酸,(ii)饱和脂族多价羧酸例如饱和脂族二价羧酸和饱和脂族三价羧酸,和(iii)芳族多价羧酸例如芳族二价羧酸和芳族三价羧酸。
这些多价羧酸的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但是相对于所有羧酸优选为30mol%或更少,更优选10mol%或更少。它们适当地以使获得的聚酯树脂具有结晶性的量加入。
任选添加的多价羧酸的实例包括:二价羧酸例如丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、柠康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸;以及三或更高价羧酸例如偏苯三酸酐、1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-亚甲基羧基丙烷和1,2,7,8-辛烷四羧酸。
而且,可任选地向以上多羟基醇组分中加入少量的脂族支化二羟基醇、环状二羟基醇或者三或更高羟基醇。
这些多羟基醇的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但相对于所有的醇优选为30mol%或更少、更优选10mol%或更少。它们适当地以使获得的聚酯树脂具有结晶性的量加入。
任选添加的多羟基醇的实例包括1,4-双(羟甲基)环己烷、聚乙二醇、双酚A环氧乙烷加成物、双酚A环氧丙烷加成物和丙三醇。
所述结晶聚酯树脂(A)的分子量分布不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。从低温定影性质的显现的观点来看,其分子量分布优选是尖锐的。而且,所述结晶聚酯树脂(A)的分子量优选是相对低的。
关于所述结晶聚酯树脂(A)的分子量,优选地,在通过其邻二氯苯可溶性物质的GPC的分子量分布中,其重均分子量(Mw)为5500-6500和其数均分子量(Mn)为1300-1500。重均分子量对数均分子量的比(Mw/Mn)优选为2-5。
所述GPC可例如如下进行。具体而言,在40°C的热室中对柱子进行调节(condition),然后使作为溶剂的邻二氯苯以1mL/min的流速通过相同温度的柱子。随后,将单独制备的树脂样品的邻二氯苯溶液(浓度:0.05质量%-0.6质量%)以50μL-200μL的量施加到所述柱子。在样品的分子量的测量中,基于通过使用若干单分散的聚苯乙烯标准样品给出的校准曲线的对数值和计数之间的关系确定分子量分布。
所述结晶聚酯树脂(A)的分子量分布基于其中横轴是log(M:分子量)和纵轴是质量%的分子量分布图。在所述分子量分布图中,优选地,所述结晶聚酯树脂(A)的分子量峰在3.5质量%-4.0质量%的范围内且该峰的半宽度为1.5或更小。
所述结晶聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度(Tga)或软化温度(T1/2a)不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选在使形成的调色剂在耐热存储性方面不劣化的范围内是较低的。Tga优选为80°C-130°C、更优选80°C-125°C。T1/2a优选为80°C-130°C、更优选80°C-125°C。当Tga或T1/2a偏离以上范围时,调色剂的下限定影温度变高,使得其低温定影性质可劣化。
这里,所述粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)可通过使用差示扫描量热计(如DSC-60,Shimadzu Corporation,Ltd.的产品)将所述粘结剂树脂的温度以10°C/min从20°C升高到150°C测量。注意,本发明中的吸热峰和玻璃化转变温度由第一次温度升高中的吸热曲线获得。
所述粘结剂树脂的软化温度(T1/2)可使用高架式流动测试仪(elevatedflow tester)CFT-500(Shimadzu Corporation,Ltd.的产品)通过在如下条件下使1cm3的样品熔融和流动而测量:模孔直径:1mm,施加的压力:20kg/cm2和升温速率:6°C/min。其软化温度(T1/2)是对应于流动起始点和流动结束点之间的范围的1/2的温度。
在本发明中,聚酯树脂是否具有结晶性可基于用粉末X射线衍射设备获得的其X射线衍射图案中是否存在峰确认。
所述结晶聚酯树脂(A)在其衍射图案中优选在19°-25°的2θ下具有至少一个衍射峰,更优选在如下各2θ下具有衍射峰:(i)19°-20°,(ii)21°-22°,(iii)23°-25°和(iv)29°-31°。而且,当熔融捏合的且粉碎的调色剂在19°-25°的2θ下具有衍射峰时,其意味着所述结晶聚酯树脂(A)保持结晶性。在该情况下,可允许所述结晶聚酯树脂(A)确实地表现出其功能,这是优选的。
通过粉末X射线衍射进行的测量可使用例如粉末X射线衍射设备RINT1100(Rigaku Corporation,Ltd.的产品)在下列条件下进行:真空管:Cu;管电压-电流:50kV-30mA;和测角仪:广角测角仪。作为具体的实例,在实施例中使用的结晶聚酯树脂a6的X射线衍射图在图1中给出,和在实施例1-24中获得的调色剂(其包含所述结晶聚酯树脂a6并保持其结晶性)的X射线衍射图在图2中给出。
包含在所述调色剂中的所述结晶聚酯树脂(A)的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选1质量%-15质量%、更优选1质量%-10质量%。
<非结晶树脂(B)>
所述非结晶树脂(B)不受特别的限制且可根据预期目的从常规已知的非结晶树脂中适当地选择。其实例包括聚苯乙烯、聚氯苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、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-丙烯酸辛酯共聚物和苯乙烯-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-甲基丙烯酸丁酯共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯共聚物)、包括苯乙烯和苯乙烯取代产物的均聚物和共聚物的苯乙烯树脂(如苯乙烯-α-氯丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物)、氯乙烯树脂、苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、松香改性的马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、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、石油树脂如聚乙烯醇缩丁醛树脂、和氢化石油树脂。这些可单独或组合使用。
生产这些树脂的方法不受特别的限制且可为本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合中的任意方法。
从低温定影性质的显现的观点来看,所述非结晶树脂(B)优选为聚酯树脂。可用的聚酯树脂为,例如,通常通过醇和羧酸之间的缩聚得到的聚酯树脂。
所述醇不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:二醇例如乙二醇、二甘醇、三甘醇和丙二醇;乙基化的双酚例如1,4-双(羟甲基)环己烷和双酚A;和其它多羟基醇单体例如二价醇单体和三或更高羟基醇单体。
所述羧酸不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:二价有机酸单体例如马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸和丙二酸;和三或更高价羧酸单体例如1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸,1,3-二羧基-2-亚甲基羧基丙烷和1,2,7,8-辛烷四羧酸。
从耐热存储性的观点来看,所述聚酯树脂优选具有55°C或更高、更优选60°C或更高的玻璃化转变温度Tg。
所述非结晶树脂(B)优选包含氯仿不溶性物质。特别地,优选的是形成的调色剂包含1质量%-30质量%的氯仿不溶性物质,因为有可能在保持耐热反印性的同时确保除所述非结晶树脂(B)以外的其它树脂的量。
如下测量所述非结晶树脂(B)的氯仿不溶性物质。
称量约1.0g的所述非结晶树脂(B),并将约50g的氯仿加入到所述非结晶树脂(B)中,随后彻底溶解。将得到的溶液进行离心分离,和将得到的产物在常温下使用JIS(P3801)的5C级定性滤纸过滤。滤纸上的残余物是不溶性物质。氯仿不溶性物质的量表示为滤纸上的残余物的质量与使用的粘结剂树脂或调色剂的质量的比(质量%)。
所述非结晶树脂(B)优选具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更低的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述非结晶树脂(B)的THF可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得。由于这样的非结晶树脂(B)表现出优异的低温定影性质,其即使当调色剂中所述结晶聚酯树脂(A)的量减少时也可将低温定影性质保持在足够的水平。作为本发明人进行的广泛研究的结果,在通过将所述结晶聚酯树脂(A)、所述非结晶树脂(B)和所述复合树脂(C)组合到一起而生产的调色剂中,已经发现当所述非结晶树脂(B)的比例提高时,获得它们之间最好的平衡;即,各树脂有效地表现出它们的功能,而未伴随由于过量的结晶聚酯树脂和/或过量的THF不溶性物质引起的不利的副作用以及所述复合树脂(C)的硬度对调色剂的下限温度的不利影响,使得调色剂在低温定影性质、耐热存储性和耐热反印性方面变得良好。
包含在调色剂中的所述非结晶树脂(B)的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为60质量%-95质量%、更优选75质量%-90质量%。
<复合树脂(C)>
所述复合树脂(C)包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元。所述复合树脂(C)是其中所述缩聚树脂单元和所述加聚树脂单元化学键合到一起的树脂(下文中可称为“混杂树脂(hybrid resin)”)。
所述复合树脂(C)可通过如下获得:使包含作为原料的缩聚单体和加聚单体的混合物在相同的反应容器中同时经历缩聚反应和加聚反应,或以缩聚反应和加聚反应的顺序相继经历这两个反应,或以加聚反应和缩聚反应的顺序相继经历这两个反应。
作为所述复合树脂(C)的原料的缩聚单体不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:形成聚酯树脂单元的多羟基醇和多价羧酸;以及形成聚酰胺树脂单元或聚酯-聚酰胺树脂单元的多价羧酸、胺和氨基酸。
所述多羟基醇中的二羟基醇组分的实例包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、氢化的双酚A、和通过双酚A和环醚(如亚乙基氧和亚丙基氧)之间的聚合获得的二醇。
所述多羟基醇中的三或更高羟基醇的实例包括山梨糖醇、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-季戊四醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟基苯。
这些可单独或组合使用。
在它们中,从使所述粘结剂树脂具有耐热存储性和机械强度的观点来看,优选氢化的双酚A和各自具有双酚A骨架的醇组分例如通过双酚A和环醚(如亚乙基氧和亚丙基氧)之间的聚合获得的二醇。
多价羧酸中的二价羧酸组分的实例包括:苯二羧酸(如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸)和其酸酐;烷基二羧酸(如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸)和其酸酐;不饱和二元酸(如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸);和不饱和二元酸酐(如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和链烯基琥珀酸酐)。
多价羧酸中的三或更高价羧酸的实例包括:偏苯三酸、均苯四酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、Enpol三聚体酸;其酸酐;和其部分烷基酯。
这些可单独或组合使用。
在它们中,从所述粘结剂树脂的耐热存储性和机械强度的观点来看,优选芳族多价羧酸化合物如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和偏苯三酸。
所述胺和所述氨基酸的实例包括二胺(C1)、三或更高价多胺(C2)、氨基醇(C3)、氨基硫醇(C4)、氨基酸(C5)、和所述胺(C1)-(C5)的氨基封端产物(C6)。
二胺(C1)的实例包括芳族二胺(如苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷);脂环族二胺(如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛尔酮二胺);和脂族二胺(如乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺)。
三或更高价多胺(C2)的实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇(C3)的实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。
氨基硫醇(C4)的实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
氨基酸(C5)的实例包括氨基丙酸、氨基己酸和ε-己内酰胺。
氨基封端产物(C6)的实例包括衍生自所述胺(C1)-(C5)和酮(如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)的酮亚胺化合物和唑烷化合物。
所述缩聚单体组分在所述复合树脂(C)中的摩尔比优选为5mol%-40mol%、更优选10mol%-25mol%。
当其摩尔比为小于5mol%时,所述复合树脂(C)在所述结晶聚酯树脂(A)中的分散性可劣化。当其大于40mol%时,脱模剂的分散性可劣化。
注意,可在所述缩聚反应中使用已知的酯化催化剂。
所述复合树脂(C)中的加聚单体不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括乙烯基单体。
乙烯基单体的实例包括苯乙烯乙烯基单体例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正戊基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯和对硝基苯乙烯;丙烯酸乙烯基酯单体例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸2-乙基己基酯;甲基丙烯酸乙烯基酯单体例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯;其它乙烯基单体;和形成共聚物的其它单体。这些可单独或组合使用。
其它乙烯基单体或形成共聚物的其它单体的实例包括:单烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;多烯烃例如丁二烯和异戊二烯;卤代乙烯基例如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯;乙烯基酯例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯;乙烯基醚例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚;乙烯基酮例如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和甲基异丙烯基酮;N-乙烯基化合物例如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮;乙烯基萘;丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物例如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺;不饱和二元酸例如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;不饱和二元酸酐例如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和链烯基琥珀酸酐;不饱和二元酸单酯例如马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单丁酯、柠康酸单甲酯、柠康酸单乙酯、柠康酸单丁酯、衣康酸单甲酯、链烯基琥珀酸单甲酯、富马酸单甲酯和中康酸单甲酯;不饱和二元酸酯例如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯;α,β-不饱和羧酸例如巴豆酸和肉桂酸;α,β-不饱和羧酸酐例如巴豆酸酐和肉桂酸酐;包含羧基的单体例如α,β-不饱和羧酸和低级脂肪酸之间形成的酸酐;和链烯基丙二酸、链烯基戊二酸和链烯基己二酸的酸酐与单酯;(甲基)丙烯酸羟基烷基酯例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸2-羟基丙酯;和包含羟基的单体例如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯。这些可单独或组合使用。
在它们中,适合使用苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己基酯。当它们与至少苯乙烯和丙烯酸组合使用时,脱模剂的分散性明显地优异,这是特别优选的。
如果必要,可在所述复合树脂(C)的生产中使用加聚单体用交联剂。
所述交联剂不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:芳族二乙烯基化合物;具有烷基链作为连接部分的二丙烯酸酯化合物;具有包含醚键的烷基链作为连接部分的二丙烯酸酯化合物;和聚酯二丙烯酸酯。
芳族二乙烯基化合物的实例包括二乙烯基苯和二乙烯基萘。
具有烷基链作为连接部分的二丙烯酸酯化合物的实例包括乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁烯二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、和其中将以上列出的化合物的丙烯酸酯变成甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯化合物。
具有包含酯键的烷基链作为连接部分的二丙烯酸酯化合物的实例包括:二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、一缩二丙二醇二丙烯酸酯、和其中将以上列出的化合物的丙烯酸酯变成甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯化合物。
进一步的实例包括具有包含芳族基团或醚键的连接部分的二(甲基)丙烯酸酯化合物。
聚酯二丙烯酸酯的实例包括MANDA(商标名)(NIPPON KAYAKU CO.,LTD.的产品)。
多官能交联剂的实例包括季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯(oligoester acrylate)、其中将以上列出的化合物的丙烯酸酯变成甲基丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯化合物、氰尿酸三烯丙基酯和偏苯三酸三烯丙基酯。
所述交联剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为0.01质量份-10质量份、更优选0.03质量份-5质量份,基于每100质量份所使用的加聚单体。
在使加聚单体聚合中使用的聚合引发剂不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:偶氮聚合引发剂例如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)和2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈);和过氧化物聚合引发剂例如甲基乙基酮过氧化物、乙酰基丙酮过氧化物、2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、叔丁基氢过氧化物、苯甲酰过氧化物和正丁基-4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸酯。
这些可单独使用,或可出于调节树脂的分子量或分子量分布的目的而组合使用。
所述聚合引发剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为0.01质量份-15质量份、更优选0.1质量份-10质量份,基于每100质量份的加聚单体。
为了使缩聚树脂单元与加聚树脂单元化学性地结合,例如,使用在缩聚和加聚两者中都为反应性的单体(即缩聚-加聚-反应性单体)是可能的。
缩聚-加聚-反应性单体的实例包括不饱和羧酸例如丙烯酸和甲基丙烯酸;不饱和二羧酸例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸、及其酸酐;和包含羟基的乙烯基单体。
缩聚-加聚-反应性单体的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为1质量份-25质量份、更优选2质量份-20质量份,基于每100质量份使用的加聚单体。
当在相同的反应容器中生产所述复合树脂(C)时,允许所述缩聚反应和所述加聚反应两者同时进行和/或完成。替代地,通过为各反应选择反应温度和时间,两个反应可独立地完成。
在一个示例性方法中,将加聚单体和聚合引发剂的混合物滴入反应容器中的缩聚单体的混合物中,随后预先混合。之后,通过自由基聚合反应首先完成加聚,然后通过升高反应温度允许缩聚进行。
在该方式中,当在反应容器中允许两个独立的反应进行时,可将两种不同类型的树脂单元有效地分散或结合到一起。
所述复合树脂(C)优选为包含聚酯树脂单元作为所述缩聚树脂单元和乙烯基树脂作为所述加聚树脂单元的复合树脂。这些单元的组合允许所述复合树脂(C)有效地表现出其功能。
所述复合树脂(C)的软化温度(T1/2c)不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为90°C-130°C、更优选100°C-120°C。
当其软化温度(T1/2c)低于90°C时,可存在耐热存储性和耐热反印性方面的劣化。当其高于130°C时,可存在低温定影性质方面的劣化。
而且,从定影性质、存储性和耐久性的观点来看,所述复合树脂(C)的玻璃化转变温度(Tgc)优选为50°C-80°C、更优选55°C-70°C。
注意,可以在Tga和T1/2a中相同的方式测量Tgc和T1/2c。
所述复合树脂(C)的酸值不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但从带电性和环境稳定性的观点来看优选为5mgKOH/g-80mgKOH/g,更优选15mgKOH/g-40mgKOH/g。注意,酸值可通过根据JIS K-0070的方法测量。
所述复合树脂(C)在调色剂中的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为3质量%-20质量%。
<着色剂>
所述着色剂不受特别的限制且可根据预期目的从常规已知的染料和颜料中适当地选择。其实例包括炭黑、灯黑、铁黑、苯胺蓝、酞菁蓝、酞菁绿、汉萨黄G、若丹明6C色淀、Calco油蓝(Calco Oil Blue)、铬黄、喹吖啶酮、联苯胺黄、玫瑰红(rose Bengal)和三芳基甲烷染料(triallymethane dye)。这些可单独或组合使用。
通过使用着色剂,本发明的调色剂可用作黑色调色剂或全色调色剂。
在所述着色剂中,炭黑具有特别优异的黑色着色能力且还具有良好的电导率。因此,当在调色剂中炭黑的量大或以聚集状态存在时,所述调色剂的电阻降低而造成在转印步骤中的转印失败。特别地,当与所述结晶聚酯树脂(A)组合使用时,炭黑颗粒不能进入所述结晶聚酯树脂(A)的畴(domain)。结果,当存在于调色剂中的所述结晶聚酯树脂(A)具有大的分散直径时,所述炭黑颗粒以相对高的浓度存在于除所述结晶聚酯树脂(A)以外的其它树脂中。因此,炭黑容易作为聚集体被限制在调色剂中,使得调色剂的电阻趋向于过度降低。
在本发明中,因为所述复合树脂(C)是组合使用的,炭黑的分散性变得良好,使得降低上述风险是可能的。当将调色剂定影在记录介质上时,炭黑可提高熔融的调色剂的粘度。因此,当所述非结晶树脂(B)以大的量使用时,炭黑可表现出抑制由于粘度的降低而发生的热反印的效果。
着色剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但通常为1质量%-30质量%、优选3质量%-20质量%,相对于调色剂的树脂组分的量。
<其它成分>
如果必要,本发明的调色剂可进一步包含其它成分例如电荷控制剂、脂肪酸酰胺化合物、脱模剂和外添加剂。
<<电荷控制剂>>
所述电荷控制剂不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括:苯胺黑和其用脂肪酸金属盐改性的产物、盐(如磷盐)和其色淀颜料;三苯基甲烷染料和其色淀颜料、和高级脂肪酸的金属盐;二有机锡氧化物例如氧化二丁基锡、氧化二辛基锡和氧化二环己基锡;和二有机锡硼酸盐例如二丁基锡硼酸盐、二辛基锡硼酸盐和二环己基锡硼酸盐,有机金属络合物、螯合化合物、单偶氮金属络合物、乙酰基丙酮金属络合物、芳族羟基羧酸、芳族二羧酸的金属络合物、季铵盐和水杨酸金属化合物。进一步的实例包括芳族羟基羧酸、芳族单或多羧酸、其金属盐、其酸酐、其酯、和其酚(如双酚)衍生物。这些可单独或组合使用。
所述电荷控制剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为0.1质量份-10质量份、更优选1质量份-5质量份,相对于调色剂的树脂组分的量。
在这些电荷控制剂中,还从改善耐热反印性的观点来看,优选单独或组合使用水杨酸金属化合物。特别地,包含能够形成6配位结构的三或更高价金属的络合物与树脂和蜡的高反应性部分反应以形成适度交联的结构,从而大大地有助于耐热反印性。当与所述复合树脂(C)组合使用时,它们的分散性得到改善以允许电荷控制剂更有效地表现出其控制带电极性的功能。
这里,所述三或更高价的金属不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括Al、Fe、Cr和Zr。
可使用的水杨酸金属化合物为,例如,由以下通式(2)表示的化合物。其实例包括其中通式(2)中M为锌的BONTRON E-84(Orient ChemicalIndustries,Ltd.的产品)。
[通式(2)]
在通式(2)中,R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、直链或支化的C1-C10烷基或者直链或支化的C2-C10链烯基,M是铬、锌、钙、锆或铝,m是2或更大的整数,和n是1或更大的整数。
<<脂肪酸酰胺化合物>>
本发明的调色剂优选包含脂肪酸酰胺化合物。
当将结晶聚酯树脂和脂肪酸酰胺化合物加入通过包括熔融捏合步骤的方法生产的粉碎的调色剂中时,在经捏合的产物中,当冷却时,在捏合中已经熔融的结晶聚酯树脂的重结晶得到促进,导致与所述树脂的较低的相容性。结果,有可能抑制调色剂的玻璃化转变温度的降低和改善耐热存储性。当与以下描述的脱模剂组合使用时,所述脂肪酸酰胺化合物使得将所述脱模剂留在定影图像的表面中是可能的。所述定影图像可在耐摩擦性方面得到提高(耐涂污性(smear resistance)改善)。
所述脂肪酸酰胺化合物在调色剂中的量优选为0.5质量%-10质量%。
所述脂肪酸酰胺化合物不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括由以下通式(I)或通式(II)表示的化合物。
R1-CO-NR2R3…通式(I)
在通式(I)中,
R1表示C10-C30脂族烃基,且R2和R3各自独立地为氢原子、C1-C10烷基、C6-C10芳基或C7-C10芳烷基。
在通式(II)中,R1和R3各自独立地表示C5-C21烷基或链烯基,且R2表示C1-C20亚烷基。
在它们中,特别优选由通式(II)表示的亚烷基双脂肪酸酰胺。
这里,在通式(I)中由R2或R3表示的烷基、芳基和芳烷基各自可具有通常惰性的取代基例如氟原子、氯原子、氰基、烷氧基或烷硫基,但优选没有取代基。
由通式(I)表示的化合物的实例包括硬脂酸酰胺、硬脂酸甲基酰胺、硬脂酸二乙基酰胺、硬脂酸苯甲基酰胺、硬脂酸苯基酰胺、二十二酸酰胺、二十二酸二甲基酰胺、肉豆蔻酸酰胺和棕榈酸酰胺。这些可单独或组合使用。
由通式(II)表示的亚烷基双饱和脂肪酸酰胺的实例包括亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚甲基双棕榈酸酰胺、亚乙基双棕榈酸酰胺、亚甲基双二十二酸酰胺、亚乙基双二十二酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚乙基双棕榈酸酰胺和六亚甲基双二十二酸酰胺。这些可单独或组合使用。在它们中,亚乙基双硬脂酸酰胺是特别优选的。
其它可用的亚烷基双脂肪酸酰胺化合物的实例包括饱和的或者单或双不饱和的脂肪酸的亚烷基双脂肪酸酰胺例如亚丙基双硬脂酸酰胺、亚丁基双硬脂酸酰胺、亚甲基双油酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺、亚丙基双油酸酰胺、亚丁基双油酸酰胺、亚甲基双月桂酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚丙基双月桂酸酰胺、亚丁基双月桂酸酰胺、亚甲基双肉豆蔻酸酰胺、亚乙基双肉豆蔻酸酰胺、亚丙基双肉豆蔻酸酰胺、亚丁基双肉豆蔻酸酰胺、亚丙基双棕榈酸酰胺、亚丁基双棕榈酸酰胺、亚甲基双棕榈油酸酰胺、亚乙基双棕榈油酸酰胺、亚丙基双棕榈油酸酰胺、亚丁基双棕榈油酸酰胺、亚甲基双花生酸酰胺、亚乙基双花生酸酰胺、亚丙基双花生酸酰胺、亚丁基双花生酸酰胺、亚甲基双二十烯酸酰胺、亚乙基双二十烯酸酰胺、亚丙基双二十烯酸酰胺、亚丁基双二十烯酸酰胺、亚甲基双二十二酸酰胺、亚乙基双二十二酸酰胺、亚丙基双二十二酸酰胺、亚丁基双二十二酸酰胺、亚甲基双芥酸酰胺、亚乙基双芥酸酰胺、亚丙基双芥酸酰胺和亚丁基双芥酸酰胺。
注意,当这些脂肪酸酰胺化合物的软化温度(T1/2)在定影时低于定影部件的表面温度时,它们也可在所述定影部件的表面上起到脱模剂的作用。
<<脱模剂>>
所述脱模剂不受特别的限制且可根据预期目的从常规已知的脱模剂中适当地选择。其实例包括:低分子量聚烯烃蜡例如低分子量聚乙烯和低分子量聚丙烯;合成烃蜡例如费托蜡;天然蜡例如蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米蜡和褐煤蜡;石油蜡例如石蜡和微晶蜡;高级脂肪酸例如硬脂酸、棕榈酸和肉豆蔻酸、其金属盐和其酰胺;合成酯蜡;和其各种改性的蜡。这些可单独或组合使用。
在它们中,优选巴西棕榈蜡和其改性的蜡、聚乙烯蜡、和合成酯蜡。巴西棕榈蜡是特别优选的,因为其完全精细地分散在聚酯树脂或多元醇树脂中,使得其容易形成在耐热反印性、转印性和耐久性中的所有方面都优异的调色剂。
当与脂肪酸酰胺化合物组合使用时,所述脱模剂由此具有提高的停留在定影图像的表面上的效果,导致耐涂污性的进一步改善。
所述脱模剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为2质量%-15质量%,相对于调色剂的量。当其量小于2质量%时,可存在其中防止热反印的效果不足的情况。当其量大于15质量%时,可存在其中转印性和耐久性降低的情况。
所述脱模剂的熔点不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为70°C-150°C。当所述熔点低于70°C时,调色剂可在耐热存储性方面劣化。当其高于150°C时,所述脱模剂在一些情况下不能充分的显示出其脱模性质。
注意,所述熔点可使用例如差示扫描量热计(DSC-60,ShimadzuCorporation,Ltd.的产品)测量。
<<外添加剂>>
调色剂优选包含外添加剂。
外添加剂不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为具有40nm-160nm的平均一次粒径的无机化合物。
所述无机化合物不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括无机氧化物。无机氧化物的实例包括二氧化硅、氧化钛和氧化铝。
其平均一次粒径优选为40nm-160nm,更优选为50nm-150nm。当其平均一次粒径小于40nm时,所述外添加剂在中间转印过程中可趋向于嵌入所述调色剂中。当其大于160nm时,调色剂可在低温定影性质方面劣化。
所述平均一次粒径可如下确定。具体地,用电子显微镜对外添加剂进行照相。使用得到的图像以由该图像中存在的外添加剂的粒径和数量计算所述平均一次粒径。
调色剂中外添加剂的量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为0.2质量份-5.0质量份。
<调色剂中的氯仿不溶性物质>
本发明的调色剂包含1质量%-30质量%、优选2质量%-20质量%、更优选3质量%-20质量%的量的氯仿不溶性物质。当其氯仿不溶性物质小于1质量%时,归因于所述氯仿不溶性物质的耐热反印性的程度较小。当其大于30质量%时,贡献低温定影性质的粘结剂树脂的量相对低,导致低温定影性质的劣化。
所述调色剂的氯仿不溶性物质如下测量。
称量约1.0g的调色剂,并将约50g的氯仿加入到所述调色剂中,随后彻底溶解。将得到的溶液进行离心分离,和将得到的产物在常温下使用JIS(P3801)的5C级定性滤纸过滤。滤纸上的残余物是不溶性物质。氯仿不溶性物质的量表示为滤纸上的残余物的质量与使用的所述调色剂的质量的比(质量%)。注意,由于滤纸上的残余物包含固体产品例如颜料,还通过热分析单独测量所述调色剂的氯仿不溶性物质。
<调色剂的吸热峰和其吸热量>
本发明的调色剂具有通过DSC测量的在90°C-130°C范围内的吸热峰。所述吸热峰优选是归属于所述结晶聚酯树脂(A)的吸热峰。当归属于所述结晶聚酯树脂(A)的吸热峰落入90°C-130°C的范围内时,所述结晶聚酯树脂在常温下不熔融,且所述调色剂在定影温度区域(其是相对低的温度范围)内熔融以定影在记录介质上,使得所述调色剂有可能更有效地显示出耐热存储性和低温定影性质。
所述吸热峰的吸热量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,但优选为1J/g-15J/g。当其吸热量小于1J/g时,在调色剂中有效作用的所述结晶聚酯树脂(A)的量太小使得所述结晶聚酯树脂(A)不可能充分地表现出其功能。当它大于15J/g时,在调色剂中有效作用的所述结晶聚酯树脂(A)的量太大使得与所述非结晶树脂(B)和所述复合树脂(C)相容的结晶聚酯树脂(A)的绝对量变得更大。结果,调色剂的玻璃化转变温度降低且因此耐热存储性可降低。
本发明中用于测量吸热峰的DSC通过使用差示扫描量热计(“DSC-60”;Shimadzu Corporation,Ltd.的产品)将调色剂的温度以10°C/min从20°C升高到150°C进行。
在本发明中,归属于所述结晶聚酯树脂的吸热峰存在于80°C-130°C或其附近的范围内,所述结晶聚酯树脂(A)的熔点落入该范围内。吸热量由通过基线和吸热曲线限定的范围的面积确定。一般来说,在DSC中的吸热量常常通过两次升高温度来测量。但是,本发明中的吸热峰由第一次温度升高的吸热曲线确定。
当归属于所述结晶聚酯树脂(A)的吸热峰与蜡的吸热峰重叠时,将蜡的吸热量从重叠的峰的吸热量中减去。所述蜡的吸热量由所述调色剂中蜡的量和单独的蜡的吸热量计算。
<调色剂的分子量分布>
本发明的调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的四氢呋喃(THF)可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得。优选地,通过所述调色剂的THF可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得的分子量分布具有在1,200-9,000范围内的主峰和14,000或更小的半宽度。
按以下方式进行所述GPC。具体而言,在40°C的热室中对柱子进行调节,然后使作为溶剂的四氢呋喃(THF)以1mL/min的流速通过相同温度的柱子。随后,将单独制备的调色剂样品的THF溶液(浓度:0.05质量%-0.6质量%)以50μL-200μL的量施加到所述柱子。
在调色剂(样品)的分子量的测量中,基于通过使用若干单分散的聚苯乙烯标准样品给出的校准曲线的对数值和计数之间的关系确定分子量分布。
用于给出校准曲线的单分散的聚苯乙烯标准样品可为,例如,从PressureChemical Co.或Tosoh Co.获得的那些,其各自具有6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106和4.48×106的分子量。使用至少约10个单分散的聚苯乙烯标准样品以给出所述校准曲线是适当的。使用的检测器是折射率(RI)检测器。
<调色剂的粒径>
本发明的粒径不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。从获得在例如细线再现性方面优异的高品质图像的观点来看,调色剂的体均粒径优选为4μm-10μm。当其体均粒径小于4μm时,存在在显影步骤中的清洁性质和在转印步骤中的转印效率方面的失败,使得图像品质可劣化。当其体均粒径大于10μm时,形成的图像可在细线再现性方面劣化。
调色剂的体均粒径可通过各种方法测量。例如,其可使用COULTERCOUNTER TAII(U.S.COULTER ELECTRONICS Co.的产品)测量。
<生产调色剂的方法>
本发明的调色剂通过例如粉碎方法或聚合方法生产。
聚合方法不受特别的限制且可根据预期目的从常规已知的方法中适当地选择。其实例包括悬浮聚合方法、溶解悬浮方法、乳液聚集方法和酯扩链方法。
所述粉碎方法至少包括熔融捏合步骤和粉碎步骤;和如果必要,进一步包括其它步骤例如冷却步骤和分级步骤。特别地,其是这样的方法:其中将包括所述结晶聚酯树脂(A)、所述非结晶树脂(B)、所述复合树脂(C)和着色剂的调色剂材料以干式过程混合到一起;和将得到的混合物使用捏合机熔融捏合并粉碎以由此获得粉碎的调色剂。
所述熔融捏合步骤是熔融捏合以上调色剂材料的混合物的步骤。在所述熔融捏合步骤中使用的捏合机的实例包括单轴或双轴连续捏合机和使用辊磨的间歇捏合机。其具体实例包括KTK型双轴挤出机(KOBE STEEL,Ltd.的产品)、TEM型挤出机(TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.的产品)、双轴挤出机(KCK Co.,Ltd.的产品)、PCM型双轴挤出机(IKEGAI LTD.的产品)和共捏合机(BUSS Company的产品)。优选地,熔融捏合在粘结剂树脂的分子链不断裂的合适的条件下进行。考虑粘结剂树脂的软化点确定熔融捏合过程中的温度。特别地,当所述温度高于所述软化点时,分子链的断裂以可观的程度发生;而当所述温度低于所述软化点时,难以获得充分的分散状态。
所述粉碎步骤是粉碎在所述熔融捏合步骤中获得的捏合产物的步骤。在该粉碎中,将所述捏合产物粗粉碎和然后精细粉碎。优选使用的粉碎方式的实例包括:其中使所述捏合产物在用于粉碎的射流下撞向碰撞板而破碎的方式,其中使捏合颗粒在用于粉碎的射流下彼此破碎的方式,和其中通过使所述捏合产物通过机械旋转的转子和定子之间的窄缝而粉碎的方式。
所述分级步骤是将在所述粉碎步骤中获得的粉碎产物分级的步骤。采用该步骤,将粉碎产物(调色剂)分级以制备具有预定粒径的颗粒。该分级通过使用例如旋风分离器、倾析器或离心分离器除去微粒(microparticle)进行。
在完成以上粉碎和分级之后,将得到的粉碎产物在气流中通过离心力的作用分级,由此可生产具有预定粒径的调色剂颗粒。
用于生产调色剂的本发明的方法优选在所述熔融捏合步骤和所述粉碎步骤之间包括冷却步骤。所述冷却步骤是冷却在所述熔融捏合步骤中获得的捏合产物的步骤。在所述冷却步骤中,当所述捏合产物的平均厚度为2.5mm或更大时,所述捏合产物的冷却速率变低,延长在所述捏合产物中已经熔融的所述结晶聚酯树脂(A)的重结晶的时间。为了促进重结晶,配方加入(formulate)以上描述的脂肪酸酰胺化合物也是有效的,但是通过调节生产方法可达到相同的效果。所述捏合产物的平均厚度的上限不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其平均厚度优选为8mm或更小,因为超过8mm的平均厚度显著降低在随后的粉碎步骤中的粉碎效率。注意,测量以上平均厚度的方法不受特别的限制。可使用测量厚度的任意常规已知方法测量所述捏合产物的厚度,然后可将获得的测量结果取平均以确定其平均厚度。
为了改善调色剂的流动性、存储性、显影性和转印性,生产调色剂的方法可进一步包括向以上生产的调色剂(调色剂基础颗粒)中加入外添加剂(例如疏水二氧化硅粉末)并将它们混合的外添加剂混合步骤。
在所述外添加剂混合步骤中可使用的混合器不受特别的限制且可为已知的装置只要其能混合粉末。其实例包括V形混合器、锁闭混合器(lockingmixer)、LOEDIGE MIXER、NAUTOR MIXER和HENSHEL MIXER。优选具有夹套以控制其内部温度的混合器。
为了改变施加到外添加剂的负载,可逐步或在混合过程中添加所述外添加剂,或者可适当地改变混合器的转数(rotation number)和滚速(rolling speed)以及混合时间和混合温度。可首先向其施加高的负载,和然后可向其施加相对低的负载,且反之亦然。
注意,在所述外添加剂混合步骤之后,可使产物通过具有250目或更大的开口的筛子以除去粗颗粒和聚集颗粒。
(显影剂)
本发明的显影剂包含本发明的调色剂。所述显影剂不受特别的限制,且可为仅包含调色剂的一组分显影剂或包含载体和调色剂的二组分显影剂。对于在例如响应近来的信息处理速度改善的高速打印机中的使用,从改善使用寿命的观点来看,所述调色剂优选作为二组分显影剂使用。
载体的类型和量不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。
(成像方法和成像设备)
本发明的成像设备包括:电子照相光电导体;带电单元;曝光单元;显影单元;和转印单元;和如果必要,进一步包括适当选择的其它单元例如定影单元、清洁单元、电荷消除单元、再循环单元和控制单元。
本发明的成像方法包括:带电步骤;曝光步骤;显影步骤;和转印步骤;和如果必要,进一步包括适当选择的其它步骤例如定影步骤、清洁步骤、电荷消除步骤、再循环步骤和控制步骤。
本发明的成像方法可适合地通过本发明的成像设备进行。所述带电步骤可通过所述带电单元进行。所述曝光步骤可通过所述曝光单元进行。所述显影步骤可通过所述显影单元进行。所述转印步骤可通过所述转印单元进行。其它步骤可通过其它单元进行。
<带电步骤和带电单元>
所述带电步骤是使电子照相光电导体的表面带电的步骤且通过所述带电单元进行。
所述带电单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择只要其是配置为使电子照相光电导体的表面带电的单元。所述带电单元优选是配置为以非接触方式使电子照相光电导体带电的非接触型带电单元。
非接触型带电单元的实例包括利用电晕放电的非接触型带电器、针电极装置、固体放电元件;和设置导电或半导电带电辊,同时保持相对于电子照相光电导体的微隙。在它们中,利用电晕放电的带电器是特别优选的。
电晕放电方法是非接触带电方法,其将通过在空气中电晕放电产生的正离子或负离子给予至电子照相光电导体的表面。基于该方法的带电器的实例包括:具有能够将一定电荷量给予至电子照相光电导体的性质的电晕管带电器;和具有能够给予一定电势的性质的栅极管(scorotron)带电器。
电晕管带电器由占据放电电线周围一半空间的护套电极(casing electrode)和置于该护套电极的中心附近的放电电线组成。
栅极管带电器与电晕管带电器相同,除了其进一步包含栅极。栅极设置在离电子照相光电导体的表面1.0mm-2.0mm的位置。
<曝光步骤和曝光单元>
曝光可通过例如使用曝光单元使电子照相光电导体的表面以成像方式曝露于光而进行。
曝光中的光学系统大致分为模拟光学系统(模拟模式)和数字光学系统(数字模式)。所述模拟光学系统是其中将原稿直接投射在电子照相光电导体上的光学系统,而数字光学系统是其中将以电信号给出的图像信息转化成光信号,基于该光信号使电子照相光电导体暴露于光而形成图像的光学系统。
所述曝光单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,只要其配置为使所述电子照相光电导体的带电表面暴露于光以由此形成静电潜像。其实例包括各种曝光装置例如光学复制系统、棒形透镜阵列系统、激光光学系统、液晶快门光学系统和LED光学系统。在它们中,所述曝光单元优选为包含半导体激光、发光二极管、或它们两者且配置为在所述电子照相光电导体上以数字方式形成静电潜像的单元。
在本发明中,可采用从所述电子照相光电导体的背面以成像方式进行曝光的背光系统。
<显影步骤和显影单元>
所述显影步骤是用调色剂或显影剂使静电潜像显影以形成可视图像的步骤。
所述可视图像可通过例如使用所述显影单元用调色剂或显影剂使所述静电潜像显影而形成。
所述显影单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,只要其配置为用调色剂使所述静电潜像显影以由此形成可视图像。其实例包括其中容纳调色剂或显影剂且包含能够以接触或非接触方式将所述调色剂或显影剂施加到所述静电潜像的显影装置的显影单元。
所述调色剂是本发明的调色剂。
所述显影装置可为使用干式显影方法或湿式显影方法的显影装置。而且,所述显影装置可为单色显影装置或多色显影装置。适合使用的显影装置的实例包括包含如下的显影装置:通过摩擦搅拌使调色剂或显影剂带电的搅拌器;和可旋转的磁辊。
在所述显影装置中,例如,调色剂和载体在搅拌下混合到一起,并且所述调色剂通过在搅拌下混合时摩擦带电且以链状形式保留在旋转着的磁辊的表面上,由此形成磁刷。由于所述磁辊设置在所述电子照相光电导体(光电导体)的附近,构成在磁辊表面上形成的磁刷的调色剂的一部分通过电吸引力移动到所述电子照相光电导体的表面。结果,静电潜像用调色剂显影以在电子照相光电导体的表面上形成由调色剂制成的可视图像。
<转印步骤和转印单元>
转印步骤是将可视图像转印到记录介质上的步骤。在该步骤中,优选地,将可视图像一次转印到中间转印部件,和将由此转印的可视图像二次转印到记录介质上。而且,使用两种或更多种颜色的调色剂(优选使用全色调色剂)。更优选地,转印步骤包括:通过将可视图像转印到中间部件而形成复合图像的一次转印步骤;和将转印的复合图像转印到记录介质的二次转印步骤。
例如,可通过使用所述转印单元用转印带电器使电子照相光电导体带电而转印可视图像。
所述转印单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,只要其是配置为将可视图像转印到记录介质的单元。优选地,所述转印单元包括:配置为通过将可视图像转印到中间部件而形成复合图像的一次转印单元;和配置为将转印的复合图像转印到记录介质的二次转印单元。
注意,中间转印部件不受特别的限制且可根据预期目的从已知的转印部件中适当地选择。适合使用的中间转印部件的实例包括转印带。
中间转印部件的材料不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚酰亚胺。在它们中,就电导率和耐久性而言聚酰亚胺是优选的。
中间转印部件就设计而言优选带形状的中间转印带。
中间转印部件的表面可用例如氟树脂或丙烯酰基树脂处理。而且,所述间转印部件可包含例如炭黑和/或二氧化钛。
转印单元(由一次和二次转印单元组成)优选至少包括使可视图像带电并将它们从电子照相光电导体转印到记录介质上的转印装置。所述转印单元的数量可为一个或两个或更多个。转印装置的实例包括采用电晕放电的电晕转印装置、转印带、转印辊、加压转印辊和胶粘转印装置。
记录介质不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择只要其能够接收经显影的未定影图像。记录介质的实例包括普通纸和用于OHP的PET基体。典型地,使用普通纸。
<其它步骤和其它单元>
-定影步骤和定影单元-
定影步骤是用定影装置使已经转印至记录介质的记录介质上的可视图像定影的步骤。所述定影步骤可每次在将各颜色的调色剂图像转印到记录介质上之后进行;或可在将所有颜色的调色剂图像在记录介质上叠加彼此之上后一次性进行。
所述定影单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择。其实例包括包含定影装置和用于加热所述定影装置的热源的定影单元。
定影单元的实例包括:环形带和辊的组合;以及辊和另一辊的组合。从缩短预热时间、实现节能、和扩大可定影范围的观点来看,优选各自具有小热容的辊和环形带的组合。
-电荷消除步骤和电荷消除单元-
电荷消除步骤是通过向所述电子照相光电导体施加电荷消除偏压而消除电荷的步骤,且其可适合地通过电荷消除单元进行。
电荷消除单元没有特别限制并且可从已知的电荷消除装置中适当地选择,只要其可向所述电子照相光电导体施加电荷消除偏压。优选地,使用电荷消除灯或类似装置。
-清洁步骤和清洁单元-
清洁步骤是将残留在电子照相光电导体上的调色剂除去的步骤,且其可适合地通过清洁单元进行。注意,在不使用清洁单元的一个可采用的方法中,使用滑动部件使残余调色剂的电荷均匀,且由此处理的调色剂通过显影辊回收。
清洁单元不受特别的限制且可从已知的清洁器中适当地选择,只要其可除去残留在电子照相光电导体上的电子照相调色剂。适合使用的清洁单元的实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板清洁器、刷清洁器和网清洁器。
-再循环步骤和再循环单元-
再循环步骤是使在清洁步骤中除去的调色剂再循环到显影单元的步骤,且可适合地通过再循环单元进行。
再循环单元不受特别的限制且可为例如已知的传送单元。
-控制步骤和控制单元-
控制步骤是控制各以上步骤的步骤,且可适合地通过控制单元进行。
控制单元不受特别的限制且可根据预期目的适当地选择,只要其能够控制各单元的运行。其实例包括例如定序器(sequencer)和计算机的装置。
参考附图,接下来将详细地描述本发明的成像方法和成像设备。
本发明的成像设备的一个实例在图3中示出。
在图3中,101A表示驱动辊;101B表示从动辊;102表示感光器带;103表示带电器;104表示激光写入单元,105A-105D表示分别容纳黄色、品红色、青色和黑色调色剂的显影单元;106表示纸盒;107表示中间转印带;107A表示驱动中间转印带的辊驱动轴;107B表示支撑中间转印带的从动轴辊;108表示清洁装置;109表示定影辊;109A表示压力辊;110表示出纸盘;和113表示纸转印辊。
在彩色成像设备中,使用相对于转印鼓为柔性的中间转印带107;使作为中间转印部件的所述中间转印带107在辊驱动轴107A和一对从动轴辊107B上张紧且按顺时针方向以循环方式传送;和在一对从动轴辊107B之间的带表面从水平方向在辊驱动轴101A的圆周接触光电导体带102。
当打印正常的彩色图像时,将在光电导体带102上形成的各自颜色的调色剂图像在每次它们形成时转印到所述中间转印带107,且合成彩色调色剂图像。其通过纸转印辊113一次性地转印到从纸盒106传送的转印纸。将转印后的转印纸传送到定影设备的定影辊109和压力辊109A之间,通过定影辊109和压力辊109A定影并排出到出纸盘110。
当所述显影单元105A-105E用调色剂显影时,包含在所述显影单元中的显影剂中的调色剂的浓度降低。显影剂中的调色剂浓度的降低通过调色剂浓度传感器检测。当检测到调色剂浓度的降低时,将连接到各自显影单元的调色剂供应设备激活以供应调色剂且提高调色剂浓度。这里,供应的调色剂可为载体和调色剂混合的所谓的滴流(trickle)显影系统用显影剂,条件是显影单元装有显影剂排放机构。
在图3中,将调色剂图像叠加在中间转印带上以形成图像,但是其中从转印鼓到记录介质直接进行转印而不使用中间转印带的系统可类似地被认为是本发明的电子照相成像设备。
图4是说明本发明中使用的显影设备的一个实例的图,且下文中描述的改型实例也属于本发明的范围。
在图4中,面对作为潜像承载部件的光电导体20布置的显影设备主要由如下组成:显影套筒41、包含显影剂的部件42、作为调节部件的显影剂供应调节部件43和支撑外壳44。
在光电导体20侧具有开口的支撑外壳44中,内部连接有包含调色剂21的作为调色剂容器的调色剂料斗45。包含包括调色剂21和载体23的显影剂的显影剂容器46装有用于搅拌调色剂21和载体23以提供具有摩擦/剥离电荷的调色剂21的显影剂搅拌机构47。
调色剂料斗45内部装有调色剂搅拌器48和通过驱动单元转动的作为调色剂供应单元的调色剂供应机构49。调色剂搅拌器48和调色剂供应机构49将调色剂料斗45中的调色剂21在搅拌下送到显影剂容器46。
显影套筒41布置在光电导体20和调色剂料斗45之间的空间中。通过驱动单元以图中箭头的方向驱动旋转的显影套筒41包括作为磁场产生单元的磁体,其相对于显影设备40位置不变地内部布置,以通过载体23形成磁刷。
将显影剂供应调节部件43一体化地安装在与连接到支撑外壳44的包含显影剂的部件42一侧相对的侧上。在该实例中,设置显影剂供应调节部件43,同时在其端部(tip)和显影套筒41的外周表面之间保持一定间隙。
通过以无限制的方式采用这样的设备,本发明的成像方法如下完成。即,用以上配置,将通过调色剂搅拌器48和调色剂供应机构49从调色剂料斗45内部送出的调色剂21传送到显影剂容器46,且所述调色剂通过显影剂搅拌机构47的搅拌具有期望的摩擦/剥离电荷。所述调色剂和载体23作为显影剂由显影套筒41支撑,并传送到与光电导体20的外周相对的位置。仅所述调色剂21与光电导体20上形成的静电潜像静电结合,且在光电导体20上形成调色剂图像。
图5是说明包括图4的显影设备的成像设备的一个实例的图。带电部件32、图像曝光系统33、显影设备40、转印设备50、清洁设备60和放电灯70布置在鼓形光电导体20的周围。在该实例中,带电部件32的表面不与光电导体的表面接触,留下约0.2mm的间隙。当通过带电部件32使光电导体20带电时,通过如下减少不均匀的带电是可能的和有效的:用通过电压施加单元将AC分量叠加到DC分量上的电场使光电导体20带电。包括显影方法的成像方法以下列操作实施。
可通过负-正过程描述用于形成图像的一系列过程。以具有有机光电导层的光电导体(OPC)为代表的光电导体20通过放电灯70放电,并用带电部件32例如带电器或带电辊均匀地带负电,而且通过从图像曝光系统33例如激光光学系统照射的激光束在其上形成潜像(在该实例中,在曝光区域的电势的绝对值低于在未曝光区域的电势的绝对值)。
激光束L从半导体激光器照射且通过例如高速旋转的多边形柱的多棱镜(多面体)以旋转轴的方向扫描光电导体20的表面。将以该方式形成的潜像在显影设备40中通过作为显影剂承载部件的显影套筒41上供应的由调色剂和载体的混合物组成的显影剂显影,且形成调色剂图像。当所述潜像正被显影时,在光电导体20的曝光区域和非曝光区域之间,从电压施加机构向显影套筒41施加作为DC电压或叠加在DC电压上的AC电压的合适大小的显影偏压。
同时,从供纸机构供给记录介质(例如纸)。其在一对上下阻挡辊处与图像的前沿同步,并供给到光电导体20和转印设备50之间,且将调色剂图像转印在记录介质上。这里,将与带电调色剂的极性相反极性的电势优选作为转印偏压施加在转印设备50上。之后,将记录介质从光电导体20分离,并获得转印图像。
而且,在清洁设备60中,残留在光电导体20上的调色剂通过作为清洁部件的清洁刮板回收到调色剂收集室62中。
回收的调色剂可通过调色剂再循环单元传送到显影剂容器46和/或调色剂料斗45和再使用。
成像设备可为装有多个以上显影设备的设备,其中将调色剂图像相继转印到转印介质上并送到通过例如热使调色剂定影的定影机构,或其中将多个调色剂图像一次性地转印到中间记录介质上,然后共同转印到记录介质上并以相同的方式定影。
图6是说明本发明中使用的成像设备的另一实例的图。光电导体20至少包括置于导电基底上的光敏层,且其通过驱动辊24a和24b驱动,并反复进行如下过程:通过带电部件32进行带电,通过图像曝光系统33进行图像曝光、通过显影设备40进行显影,通过转印设备50进行转印,通过预清洁曝光光源26进行预清洁曝光,通过刷状清洁单元64和清洁刮板61进行清洁,和通过放电灯70进行放电。
在图6中,使光电导体20从基底(所述基底在该情况下当然是透明的)侧进行预清洁曝光。
(处理盒)
本发明的处理盒包括:电子照相光电导体;和配置为用调色剂使形成在所述电子照相光电导体上的静电潜像显影以由此形成可视图像的显影单元;和,如果必要,进一步包括适当选择的其它单元。
所述显影单元包括:容纳调色剂的显影剂容器;和用于承载和传送容纳在所述显影剂容器中的显影剂的显影剂承载部件;和,如果必要,可进一步包括用于调节承载的调色剂的层厚的层厚调节部件。
可将所述处理盒可拆卸地安装到各种电子照相成像设备。优选地,将其可拆卸地安装到以上描述的本发明的成像设备。
图7说明本发明的处理盒的一个实例。该处理盒使用本发明的调色剂或显影剂,且包括光电导体20、接近接触的(proximately-contacted)带电部件(刷接触带电单元)32、作为包含本发明的显影剂的显影单元的显影装置40、和至少包含清洁刮板61的清洁单元,其中所述部件和所述单元一体化地支撑。其为可拆卸地安装到成像设备的主体的处理盒。在本发明中,将以上描述的构成部件一体化为处理盒。该处理盒能可拆卸地安装到成像设备例如复印机和打印机的主体。
实施例
下面将通过实施例和对比例描述本发明。注意,本发明不应当解释为限于实施例。
<制备实施例1:结晶聚酯树脂(A)的合成>
结晶聚酯树脂a1-a6各自通过使用选自1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇的作为醇组分的化合物和选自富马酸、马来酸和对苯二甲酸的作为羧酸组分的化合物获得。
具体而言,使表1中所示的醇组分和羧酸组分在无催化剂存在下,在170℃-260℃在常压下进行酯化反应。然后,将三氧化二锑以相对于总的羧酸组分的400ppm的浓度加入到反应体系中,并在250℃、3托的真空下进行缩聚并将二醇从体系除去,以由此获得结晶树脂。这里,进行反应直至搅拌扭矩达到10kg·cm(100ppm),且通过释放反应体系的真空条件而终止反应。
证实获得的结晶聚酯树脂a1-a6是结晶聚酯,因为它们在通过粉末X射线衍射设备(Rigaku Corporation,Ltd.的产品,RINT1100)获得的X射线衍射图案中具有至少一个存在于2θ=19°-25°位置处的衍射峰。具体而言,所述至少一个衍射峰通过在下列条件下获得和处理的X射线衍射图案中搜索峰而探测:真空管:Cu;管电压-电流:50kV-30mA,测角仪:广角测角仪;采样范围:0.020°;扫描速度:2.0°/min;扫描范围:5°-50°;和衍射峰:平滑数(smoothing number)11。图1是结晶聚酯树脂a6的X射线衍射图。
结晶聚酯树脂a1-a6各自的玻璃化转变温度Tga通过使用差示扫描量热计(DSC-60,Shimadzu Corporation,Ltd.的产品)将所述结晶聚酯树脂的温度以10°C/min从20°C升高到150°C测量。
结晶聚酯树脂a1-a6各自的软化温度(T1/2a)使用高架式流动测试仪CFT-500(Shimadzu Corporation,Ltd.的产品)通过在如下条件下使1cm3的样品熔融和流动而测量:模孔直径:1mm,施加的压力:20kg/cm2和升温速率:6°C/min。其软化温度(T1/2a)定义为对应于流动起始点和流动结束点之间的范围的1/2的温度。
在结晶聚酯树脂a1-a6各自的主链中由以下通式(1)表示的酯键的存在通过固体C13NMR确认。结果示于表1中。
-[OCO-R-COO-(CH2)n]-…通式(1)
在通式(1)中,R表示C2-C20直链不饱和脂族二价羧酸残基,且n是2-20的整数。
表1
<制备实施例2:非结晶树脂(B)的合成>
如下获得非结晶树脂b1-1到b1-3以及b2-1和b2-3。
使表2-1和2-2中所示的单体在无催化剂的存在下在170°C-260°C在常压下进行酯化反应。然后,将三氧化二锑以相对于总的羧酸组分的400ppm的浓度加入反应体系并在250°C下在3托(399.966Pa)的真空下进行缩聚并将二醇从体系除去,以由此获得树脂。这里,进行交联反应直到搅拌扭矩达到10kg·cm(100ppm),并通过释放反应体系的真空条件而终止反应。
使用的非结晶树脂b1-4和b2-2为苯乙烯-丙烯酸类树脂(苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物树脂)。
得到的非结晶树脂b1-1到b1-4和b2-1到b2-3被证实为非结晶的,因为在以与制备实施例1中相同的方式测量的它们各自的X射线衍射图案中没有衍射峰存在。
此外,以与制备实施例1中相同的方式测量非结晶树脂b1-1到b1-4和b2-1到b2-3的玻璃化转变温度Tgb和软化温度T1/2b。结果示于表2-1和2-2中。
在各非结晶树脂b1-1到b1-4中的氯仿不溶性物质的量如下测量。具体而言,称量1.0g的调色剂,并将50g的氯仿加入到所述调色剂中,随后彻底溶解。将得到的溶液进行离心分离,和将得到的产物在常温下使用JIS(P3801)的5C级定性滤纸过滤。滤纸上的残余物是不溶性物质。氯仿不溶性物质的量表示为滤纸上的残余物的质量与使用的调色剂的质量的比(质量%)。结果示于表2-1中。
以如下方式通过GPC(凝胶渗透色谱法)测量各获得的非结晶树脂b2-1到b2-3的主峰和半宽度。结果示于表2-2中。
具体而言,在40°C的热室中对柱子进行调节,然后使作为溶剂的THF以1mL/min的流速通过相同温度的柱子。随后,将单独制备的树脂的THF溶液(浓度:0.05质量%-0.6质量%)以50μL-200μL的量施加到所述柱子。
在树脂样品的分子量的测量中,基于通过使用若干单分散的聚苯乙烯标准样品给出的校准曲线的对数值和计数之间的关系确定树脂样品的分子量分布。
用于给出所述校准曲线的单分散的聚苯乙烯标准样品为从PressureChemical Co.或Tosoh Co.获得的那些,其各自具有6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106和4.48×106的分子量。使用至少约10个单分散的聚苯乙烯标准样品。使用的检测器是折射率(RI)检测器。
表2-1
表2-2
<制备实施例3:复合树脂c1的合成>
在装有氮气入口管、脱水管、搅拌器、滴液漏斗和热电偶的5L四颈烧瓶中,放置作为缩聚单体的0.8mol的对苯二甲酸、0.6mol的富马酸、0.8mol的偏苯三酸酐、1.1mol的双酚A(2,2)环氧丙烷和0.5mol的双酚A(2,2)环氧乙烷,以及作为酯化催化剂的0.5mol的氧化二丁基锡。将其在氮气气氛下加热到135°C。
然后,在滴液漏斗中放置作为加聚单体的10.5mol的苯乙烯、3mol的丙烯酸和1.5mol的丙烯酸2-乙基己基酯以及作为聚合引发剂的0.24mol的叔丁基氢过氧化物,由此获得混合物。
将得到的混合物用5小时逐滴加入所述四颈烧瓶,且反应在搅拌下进行6小时。
然后,将温度升高到210°C3小时,并在210°C和10kPa下进行反应直到期望的软化温度,由此合成复合树脂c1。
通过以上反应,允许所述缩聚单体、所述加聚单体和作为缩聚-加聚-反应性单体的丙烯酸一起反应,由此形成其中所述缩聚树脂单元和所述加聚树脂单元化学键合在一起的混杂树脂。在135°C下促使加聚反应,且通过升高温度到210°C促使缩聚反应。
发现得到的复合树脂c1具有115°C的软化温度(T1/2c)、58°C的玻璃化转变温度(Tgc)和25mgKOH/g的酸值。
复合树脂c1的酸值根据JIS K-0070以如下方式测量。
首先,精确称量0.5g-2.0g通过粉碎获得的树脂制备的样品并测量其质量(Wg)。随后,将所述样品放置在300L烧杯中并使用150mL的甲苯/乙醇(4/1体积)液体混合物溶解。将得到的样品溶液和空白样品使用电位滴定仪用KOH在乙醇中的0.1mol/L溶液滴定。使用样品溶液消耗的KOH溶液的量(S mL)和空白样品消耗的KOH溶液的量(B mL),基于以下方程(1)计算样品的酸值:
酸值(mgKOH/g)={(S-B)×f×5.61}/W 方程(1)
其中f是KOH的因子。
<制备实施例4:复合树脂c2的合成>
以与制备实施例3中相同的方式合成复合树脂c2,除了使用六亚甲基二胺和ε-己内酰胺作为缩聚单体以及苯乙烯、丙烯酸和丙烯酸2-乙基己基酯作为加聚单体。
发现得到的复合树脂c2具有113°C的软化温度(T1/2c)、65°C的玻璃化转变温度(Tgc)和10mgKOH/g的酸值。
<其它调色剂材料>
以下表3示出了实施例和对比例中使用的除所述结晶聚酯树脂(A)、所述非结晶树脂(B)和所述复合树脂(C)以外的其它调色剂材料。
表3
将描述本发明的调色剂的实施方式。
(实施例1-1)
<调色剂的制备>
将表1-3中所示的原料根据以下表4-1-1和4-1-2中所示的配方使用HENSCHEL MIXER(Mitsui Miike Machinery Co.,Ltd.的产品,FM20B)进行预混合,然后使用双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI LTD.的产品)在100°C-130°C的温度下进行熔融捏合。将得到的捏合产物辊压至2.8mm的平均厚度,然后通过带冷却器冷却到室温并最后使用锤磨机粗粉碎到200μm-300μm。然后将其使用超声喷射磨LABOJET(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)精细粉碎并使用分散分离器(MDS-I,Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)分级,同时适当地调节通气窗(louver)的开口使得分级产物的质均粒径为5.6μm±0.2μm,由此获得调色剂基础颗粒。然后,将1.0质量份的疏水二氧化硅颗粒(HDK-2000,Clariant K.K.的产品)和100质量份的所述调色剂基础颗粒使用HENSCHEL MIXER搅拌和混合在一起以制备调色剂1-1。
以与制备实施例2中相同的方式测量制备的调色剂1-1的分子量分布,以及确定所述分子量分布的分子量主峰和半宽度。结果示于表4-2中。
此外,使用差示扫描量热计(DSC-60,Shimadzu Corporation,Ltd.的产品),由当调色剂1-1的温度以10°C/min从20°C升高到150°C时获得的DSC图确定调色剂1-1的归属于结晶聚酯树脂(A)的在90°C-130°C范围内的DSC峰温度和吸热量。
而且,调色剂中氯仿不溶性物质的量以与制备实施例2中相同的方式证实。结果示于表4-2中。
<显影剂的制备>
接下来,将5质量%的制备的调色剂1-1和95质量%的涂层铁氧体载体使用TURBULA混合器(Willy A.Bachofen AG Maschinenfabrik的产品)以48rpm均匀混合5分钟,以由此制备显影剂1-1。
<低温定影性质,耐热反印性和细线再现性(初始)>
使用前述成像设备(Ricoh Company,Ltd.的产品),使用所述显影剂1-1打印图像。注意,将所述显影剂1-1容纳在示意性地在图3中说明的成像设备的显影单元105D中(即,没有使用显影单元105A-C)。
将具有0.4mg/cm2的沉积量的实地(实心,solid)图像通过曝光、显影和转印步骤打印在纸(TYPE6200,Ricoh Company,Ltd.的产品)上。将定影线速度设定为160mm/s。在以5°C的增量提高定影温度下打印图像,且测量其中没有冷反印发生的下限温度(下限定影温度:低温定影性质)和其中没有热反印发生的上限温度(上限定影温度:耐热反印性)。定影装置的NIP宽度为11mm。而且,将具有5%的图像面积比的字符图(具有约2mm×约2mm的尺寸的字符)在下限定影温度+20°C的定影温度下用调色剂单独印出,且目视评价细线再现性(初始)。结果示于表5中。注意,评价的评价标准如下:
<<低温定影性质的评价标准>>
A:小于130°C
B:130°C或更高但小于140°C
C:140°C或更高但小于150°C
D:150°C或更高但小于160°C
E:160°C或更高
<<耐热反印性的评价标准>>
A:200°C或更高
B:190°C或更高但小于200°C
C:180°C或更高但小于190°C
D:170°C或更高但小于180°C
E:小于170°C
<<细线再现性(初始)的评价标准>>
A:特别有利的
B:有利的
C:一般可接受的
D:无实际问题的
E:不可接受的
[0159]
<细线再现性(经过时间)>
在初始细线再现性的评价之后,将具有5%的图像面积比的字符图(具有约2mm×约2mm的尺寸的字符)在供应调色剂的同时在下限定影温度+20°C的定影温度下连续印出在100000张上,且目视评价其经过时间的细线再现性。使用如初始细线再现性的相同的评价标准。结果示于表5中。
<耐涂污性>
在下限定影温度下,将具有60%的图像面积比和0.40mg/cm2±0.1mg/cm2的调色剂沉积量的半色调图像印出在纸(TYPE6200,Ricoh Company,Ltd.的产品)上。使用钟表式计数器(SDL ATLUS的产品)用白棉布(No.3棉JISL0803)摩擦经定影的图像部分10次,并测量布上污迹的ID(下文中称为污迹ID)。使用色度计(X-RITE938,X-Rite,Co.的产品)测量污迹ID。这里,测量中的颜色是黑色。结果示于表5中。
<<耐涂污性的评价标准>>
A:污迹ID为0.20或更小
B:污迹ID大于0.20但为0.35或更小
D:污迹ID大于0.35但为0.55或更小
E:污迹ID大于0.55
<耐热存储性>
在30mL的有螺旋盖的小瓶中,放置10g的调色剂。将所述小瓶用轻敲机器轻敲100次,然后在恒温器中在50°C下存储24小时。使所述小瓶回到室温,且使用针入度测试机测量所述调色剂的针入度作为耐热存储性的评价。结果示于表5中。
<<耐热存储性的评价标准>>
A:完全针入
B:20mm或更高
C:15mm或更高但小于20mm
D:10mm或更高但小于15mm
E:小于10mm
(实施例1-2到1-24和对比例1-1到1-9)
通过以与实施例1-1中相同的方式进行混合、捏合、粉碎、和与添加剂混合而制备调色剂1-2到1-33和包含它们的显影剂,除了将调色剂原料的量变为如表4-1-1和4-1-2中描述的。在一些实施例中,如表4-2中描述的改变辊压的捏合产物的平均厚度,以及如表4-1-1和4-1-2中描述的量添加脂肪酸酰胺化合物。以与实施例1-1中相同的方式评价这些调色剂和显影剂的以上评价项目。
在实施例1-17(调色剂1-26)中,因为在粘结剂树脂中着色剂p2的分散性是差的,因此在与其它原料混合之前,将着色剂p2与非结晶树脂b2-3和纯水按以下配方预捏合,以由此形成包含着色剂p2的母料,由所述母料制备调色剂。形成为所述调色剂是这样进行的:使得将原料的最终量调节到表4-1-1和4-1-2中描述的那些,基于包含在母料中的非结晶树脂b2-3的量。在实施例1-17中,使用青色评价耐涂污性。
<实施例1-17(调色剂1-26)的母料的配方>
非结晶树脂:b2-3 100质量份
着色剂:p2 50质量份
纯水 50质量份
在本发明中,制备母料的可用方法不应当解释成限于以上方法。
表4-2
表5
<制备实施例5:中间转印部件的制备实施例>
使等摩尔量的均苯四酸酐和4,4’-二氨基二苯基醚在20°C下在作为溶剂的二甲基乙酰胺中进行缩聚反应,以由此获得400g的具有16质量%的固含量浓度的芳族PAd(可热固化聚酰亚胺前体)的溶液。然后,将7g炭黑(SpecialBlack4,DEGUSSA Co.,Ltd.的产品)加入由此得到的溶液,并将得到的混合物用球磨机(氧化锆介质:0.03mm直径)混合并分散以由此制备用于形成包含炭黑的聚酰亚胺膜的液体。
将得到的用于形成包含炭黑的聚酰亚胺膜的液体通过离心成型方法形成为环形带(平均厚度:80μm,表面电阻:1.3×1010Ω/sq。)
注意,表面电阻使用HIGHRESTOR HR探针(DC100V,10秒下的值,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.的产品)测量。
<制备实施例6:外添加剂(二氧化硅颗粒)的合成>
通过气相法制备原料,然后将原料的表面用六甲基二硅氮烷处理以由此获得具有50nm的平均一次粒径的二氧化硅颗粒s1。
以与二氧化硅颗粒s1的合成中相同的方式,通过气相法获得具有30nm的平均一次粒径的二氧化硅颗粒s2。
单独地,通过气相法制备原料,然后将原料的表面用六甲基二硅氮烷处理以由此获得具有150nm的平均一次粒径的二氧化硅颗粒s3。
以与二氧化硅颗粒s3的合成中相同的方式,通过气相法获得具有170nm的平均一次粒径的二氧化硅颗粒s4。
如下测量以上平均一次粒径。用电子显微镜对外添加剂进行照相。使用得到的图像以由该图像中存在的外添加剂的粒径和数量计算平均一次粒径。
(实施例2-1到2-4)
<调色剂2-1到2-4的制备>
将按照以下表6-1中所示配方的表1-3中所示的原料和炭黑(MitsubishiChemical Co.Ltd.的产品)(14质量份)使用HENSCHEL MIXER(Mitsui MiikeMachinery Co.,Ltd.的产品,FM20B)预混合,然后在100°C-130°C的温度下使用双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI LTD.的产品)进行熔融捏合。将得到的捏合产物辊压至2.8mm的平均厚度,然后通过带冷却器冷却到室温并最后使用锤磨机粗粉碎到200μm-300μm。然后将其使用超声喷射磨LABOJET(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)精细粉碎并使用分散分离器(MDS-I,Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)分级,同时适当地调节通气窗的开口使得分级产物的质均粒径为5.6μm±0.2μm,由此获得调色剂基础颗粒。然后,将以下表6-1中所示量的各外添加剂和100质量份的所述调色剂基础颗粒使用HENSCHEL MIXER搅拌和混合到一起以制备调色剂2-1到2-4。
以与制备实施例2中相同的方式测量制备的调色剂2-1到2-4的分子量分布,以及确定所述分子量分布的分子量主峰和半宽度。结果示于表7中。
此外,使用差示扫描量热计(DSC-60,Shimadzu Corporation,Ltd.的产品),由当各调色剂2-1到2-4的温度以10°C/min从20°C升高到150°C时获得的DSC图确定调色剂2-1到2-4的归属于结晶聚酯树脂(A)的在90°C-130°C范围内的DSC峰温度和吸热量。结果示于表7中。
而且,调色剂中氯仿不溶性物质的量以与制备实施例2中相同的方式证实。结果示于表7中。
<显影剂的制备>
接下来,将5质量%的各制备的调色剂2-1到2-4和95质量%的涂层铁氧体载体用TURBULA混合器(Willy A.Bachofen AG Maschinenfabrik的产品)以48rpm均匀混合5分钟,以由此制备显影剂2-1到2-4。
<低温定影性质,耐热反印性,细线再现性(初始)和实地图像再现性(初始)>
使用IMAGIO PRO900(Ricoh Company,Ltd.的产品)的改型机器,使用各以上制备的显影剂打印图像。使用在其以上制备实施例中制备的中间转印部件,将具有0.4mg/cm2的沉积量的实地图像通过曝光、显影和转印步骤打印在纸(TYPE6200,Ricoh Company,Ltd.的产品)上。将定影线速度设定为750mm/s。在以5°C的增量提高定影温度下打印图像,且测量其中没有冷反印发生的下限温度(下限定影温度:低温定影性质)和其中没有热反印发生的上限温度(上限定影温度:耐热反印性)。定影装置的NIP宽度为16mm。而且,将具有5%的图像面积比的字符图(具有约2mm×约2mm的尺寸的字符)在下限定影温度+20°C的定影温度下用调色剂单独印出,且目视评价细线再现性(初始)。此外,还印出约15mm×约15mm的100%图像,且目视评价实地图像再现性(初始)。结果示于表8-1中。注意,评价的评价标准如下:
<<低温定影性质的评价标准>>
A:小于130°C
B:130°C或更高但小于140°C
C:140°C或更高但小于150°C
D:150°C或更高但小于160°C
E:160°C或更高
<<耐热反印性的评价标准>>
A:200°C或更高
B:190°C或更高但小于200°C
C:180°C或更高但小于190°C
D:170°C或更高但小于180°C
E:小于170°C
<<细线再现性(初始)的评价标准>>
A:特别有利的
B:有利的
C:一般可接受的
D:无实际问题的
E:不可接受的
<<实地图像再现性(初始)的评价标准>>
A:特别有利的
B:有利的
C:一般可接受的
D:无实际问题的
E:不可接受的
<细线再现性(经过时间)和实地图像再现性(经过时间)>
在初始细线再现性的评价之后,将具有5%的图像面积比的字符图(具有约2mm×约2mm的尺寸的字符)在供应调色剂的同时在下限定影温度+20°C的定影温度下连续印出在100000张上,且目视评价其经过时间的细线再现性。使用如初始细线再现性的相同的评价标准。
在初始实地图像再现性的评价之后,将具有5%的图像面积比的字符图连续印出在100000张上。然后,印出约15mm×约15mm的100%图像,且目视评价得到的图像的实地图像再现性(经过时间)。使用如初始实地图像再现性的相同的评价标准。结果示于表8-1中。
<耐涂污性>
在下限定影温度下,将具有60%的图像面积比和0.40mg/cm2±0.1mg/cm2的调色剂沉积量的半色调图像印出在纸(TYPE6200,Ricoh Company,Ltd.的产品)上。使用钟表式计数器用白棉布(No.3棉JIS L0803)摩擦经定影的图像部分10次,并测量布上的污迹的ID(下文中称为污迹ID)。使用色度计(X-RITE938,X-Rite,Co.的产品)测量污迹ID。这里,测量中的颜色是黑色。结果示于表8-1中。
<<耐涂污性的评价标准>>
A:污迹ID为0.20或更小
B:污迹ID大于0.20但为0.35或更小
D:污迹ID大于0.35但为0.55或更小
E:污迹ID大于0.55
<耐热存储性>
在30mL的有螺旋盖的小瓶中,放置10g的调色剂。将所述小瓶用轻敲机器轻敲100次,然后在恒温器中在50°C下存储24小时。使所述小瓶回到室温,且使用针入度测试机测量所述调色剂的针入度作为耐热存储性的评价。结果示于表8-1中。
<<耐热存储性的评价标准>>
A:完全针入
B:20mm或更高
C:15mm或更高但小于20mm
D:10mm或更高但小于15mm
E:小于10mm
(实施例2-5到2-36和对比例2-1到2-36(调色剂2-5到2-72))
通过以与实施例2-1到2-4中相同的方式进行混合、捏合、粉碎、和与添加剂混合而制备调色剂2-5到2-72和包含它们的显影剂,除了将调色剂原料的量变为如表6-1到6-4中描述的。以与实施例2-1到2-4中相同的方式评价这些调色剂和显影剂的以上评价项目。结果示于表7、8-1、8-2、8-3、8-4和8-5中。
表6-1
表6-2
表6-3
表6-4
表7
本发明的方面例如如下。
<1>调色剂,包括:
粘结剂树脂;和
着色剂,
其中所述粘结剂树脂包含:结晶聚酯树脂(A);非结晶树脂(B);和复合树脂(C),其中所述复合树脂(C)包含缩聚树脂单元和加聚树脂单元,
其中所述调色剂包含1质量%-30质量%的量的氯仿不溶性物质,
其中所述调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的四氢呋喃可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得,并且
其中在通过差示扫描量热法(DSC)的测量中,所述调色剂具有在90°C-130°C范围内的吸热峰。
<2>根据<1>的调色剂,
其中所述吸热峰中的吸热量为1J/g-15J/g。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,
其中所述调色剂包含2质量%-20质量%的量的氯仿不溶性物质。
<4>根据<1>-<3>中任一项的调色剂,进一步包括脂肪酸酰胺化合物。
<5>根据<1>-<4>中任一项的调色剂,进一步包括水杨酸金属化合物。
<6>根据<1>-<5>中任一项的调色剂,
其中所述结晶聚酯树脂(A)在其分子骨架中包含由以下通式(1)表示的酯键:
-[OCO-R-COO-(CH2)n]-…通式(1)
其中R表示C2-C20直链不饱和脂族二价羧酸残基,且n是2-20的整数。
<7>根据<1>-<6>中任一项的调色剂,
其中所述复合树脂(C)的所述缩聚树脂单元是聚酯树脂单元和所述复合树脂(C)的所述加聚树脂单元是乙烯基树脂单元。
<8>根据权利要求<1>-<7>中任一项的调色剂,进一步包括外添加剂,其中所述外添加剂是具有40nm-160nm的平均一次粒径的无机化合物。
<9>成像设备,包括:
电子照相光电导体;
配置为使电子照相光电导体的表面带电的带电单元;
配置为使所述电子照相光电导体的带电表面暴露于光以形成静电潜像的曝光单元;
配置为用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;和
配置为将所述可视图像转印到记录介质的转印单元,
其中所述调色剂是根据<1>-<8>中任一项的调色剂。
<10>成像方法,包括:
使电子照相光电导体的表面带电;
使所述电子照相光电导体的带电表面暴露于光以形成静电潜像;
用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像;
将所述可视图像转印到记录介质;和
其中所述调色剂是根据<1>-<8>中任一项的调色剂。
<11>根据<10>的成像方法,
其中在所述转印中,所述可视图像是经由中间转印部件转印到记录介质的。
<12>根据<11>的成像方法,
其中所述中间转印部件的材料是聚酰亚胺。
<13>处理盒,包括:
电子照相光电导体;和
配置为用调色剂使所述电子照相光电导体上的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,
其中所述处理盒可拆卸地安装到成像设备的主体,并且
其中所述调色剂是根据<1>-<8>中任一项的调色剂。
Claims (13)
1.调色剂,包括:
粘结剂树脂;和
着色剂,
其中所述粘结剂树脂包括:结晶聚酯树脂(A);非结晶树脂(B);和复合树脂(C),其中所述复合树脂(C)包括缩聚树脂单元和加聚树脂单元,
其中所述调色剂包括1质量%-30质量%的量的氯仿不溶性物质,
其中所述调色剂具有拥有在1000-10000范围内的主峰和15000或更小的半宽度的分子量分布,其中所述分子量分布通过所述调色剂的四氢呋喃可溶性物质的凝胶渗透色谱法(GPC)获得,并且
其中在通过差示扫描量热法(DSC)的测量中,所述调色剂具有在90°C-130°C范围内的吸热峰。
2.权利要求1的调色剂,
其中所述吸热峰中的吸热量为1J/g-15J/g。
3.权利要求1或2的调色剂,
其中所述调色剂包括2质量%-20质量%的量的氯仿不溶性物质。
4.权利要求1-3中任一项的调色剂,进一步包括脂肪酸酰胺化合物。
5.权利要求1-4中任一项的调色剂,进一步包括水杨酸金属化合物。
6.权利要求1-5中任一项的调色剂,
其中所述结晶聚酯树脂(A)在其分子骨架中包括由以下通式(1)表示的酯键:
-[OCO-R-COO-(CH2)n]-...通式(1)
其中R表示C2-C20直链不饱和脂族二价羧酸残基,且n是2-20的整数。
7.权利要求1-6中任一项的调色剂,
其中所述复合树脂(C)的所述缩聚树脂单元是聚酯树脂单元和所述复合树脂(C)的所述加聚树脂单元是乙烯基树脂单元。
8.权利要求1-7中任一项的调色剂,进一步包括外添加剂,其中所述外添加剂是具有40nm-160nm的平均一次粒径的无机化合物。
9.成像设备,包括:
电子照相光电导体;
配置为使电子照相光电导体的表面带电的带电单元;
配置为使所述电子照相光电导体的带电表面暴露于光以形成静电潜像的曝光单元;
配置为用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;和
配置为将所述可视图像转印到记录介质的转印单元,
其中所述调色剂是权利要求1-8中任一项的调色剂。
10.成像方法,包括:
使电子照相光电导体的表面带电;
使所述电子照相光电导体的带电表面暴露于光以形成静电潜像;
用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像;
将所述可视图像转印到记录介质;和
其中所述调色剂是权利要求1-8中任一项的调色剂。
11.权利要求10的成像方法,
其中在所述转印中,所述可视图像是经由中间转印部件转印到记录介质的。
12.权利要求11的成像方法,
其中所述中间转印部件的材料是聚酰亚胺。
13.处理盒,包括:
电子照相光电导体;和
配置为用调色剂使所述电子照相光电导体上的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,
其中所述处理盒可拆卸地安装到成像设备的主体,和
其中所述调色剂是权利要求1-8中任一项的调色剂。
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