CN103319702A - 聚酯树脂、色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成设备和图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及色调剂用聚酯树脂、静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成设备和图像形成方法。
背景技术
JP-A-2007-292818(专利文献1)公开了一种通过醇成分与包含马来酸改性松香的羧酸成分的缩聚而获得的色调剂用聚酯树脂,其中通过使用下式(A)计算的马来酸的改性程度为30~105,马来酸改性度–(X1-Y)/(X2-Y)×100(式中,X1表示用于计算改性程度的马来酸改性松香的SP值,X2表示通过使1mol马来酸与1mol松香在230℃反应得到的马来酸改性松香的饱和SP值,Y表示松香的SP值)。
JP-A-2007-322926(专利文献2)公开了一种图像形成设备,所述图像形成设备至少具有静电荷潜像担持部件、对所述静电荷潜像担持部件的表面进行充电的充电单元、使所述静电荷潜像担持部件的带电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元、使用色调剂使所述静电潜像显影以形成可视图像的显影单元、将所述可视图像转印到记录介质上的转印单元和将转印到所述记录介质的转印图像定影的定影单元,其中所述色调剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,所述粘合剂树脂包含聚酯型树脂(A)和软化点比聚酯型树脂(A)的软化点高10℃以上的聚酯型树脂(B),所述聚酯型树脂(A)是富马酸或马来酸改性松香衍生的树脂,其具有通过醇成分与至少具有富马酸改性松香和马来酸改性松香中任一种的羧酸成分的缩聚而形成的聚酯单元;所述聚酯型树脂(B)是(甲基)丙烯酸改性松香衍生的树脂,其具有通过醇成分与包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分的缩聚而形成的聚酯单元。
JP-A-2004-226569(专利文献3)公开了结晶性聚酯,该结晶性聚酯通过包含60摩尔%以上1,6-己二醇的醇成分与包含60摩尔%以上富马酸的羧酸成分的缩聚而获得,其具有的软化点与熔解热最大峰温度之比(软化点/峰温度)为0.6~1.3,其中,四氢呋 喃可溶组分的数均分子量为1500~10000,软化点(Tm)为50℃~120℃。
发明内容
本发明的目的是提供能够使色调剂具有优异的热存储性和低温定影性的色调剂用聚酯树脂。
根据本发明的第一方面,提供一种色调剂用聚酯树脂,所述聚酯树脂是二羧酸成分与包含由下式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物,所述聚酯树脂的重均分子量(Mw)为40000~150000,分子量分布(Mw/Mn)为12~25,
其中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基,L1、L2和L3各自独立地表示选自由羰基、羧基、醚基、磺酰基、可具有取代基的链状亚烷基、可具有取代基的环状亚烷基、可具有取代基的亚芳基及其组合组成的组的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3能够形成环;并且A1和A2表示松香酯基。
根据本发明的第二方面,在第一方面的色调剂用聚酯树脂中,所述二羧酸成分可包含至少一种不饱和二羧酸。
根据本发明的第三方面,在第一方面的色调剂用聚酯树脂中,所述聚酯树脂具有的重均分子量(Mw)可以为50000~90000。
根据本发明的第四方面,在第一方面的色调剂用聚酯树脂中,所述聚酯树脂具有的分子量分布(Mw/Mn)可以为14~20。
根据本发明的第五方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,所述静电荷图像显影用色调剂包含第一方面的色调剂用聚酯树脂。
根据本发明的第六方面,提供一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显剂包含第五方面的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第七方面,提供一种色调剂盒,所述色调剂盒盛放有第五方面的静电荷图像显影用色调剂,并能够从图像形成设备上拆卸。
根据本发明的第八方面,提供一种能够从图像形成设备上拆卸的处理盒,所述处理盒包括:显影单元,所述显影单元盛放有第六方面的静电荷图像显影剂,并且利用 所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件表面上形成的静电荷图像显影以形成色调剂图像。
根据本发明的第九方面,提供一种图像形成设备,所述图像形成设备包括:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电;静电荷图像形成单元,所述静电荷图像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电荷图像;显影单元,所述显影单元盛放有第六方面的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印到记录介质上;和定影单元,所述定影单元将所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
根据本发明的第十方面,提供一种图像形成方法,所述图像形成方法包括:对图像保持部件的表面进行充电;在所述图像保持部件的所述表面上形成静电荷图像;利用第六方面的静电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;将所述色调剂图像转印到记录介质上;和将所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
根据本发明的第一、第三和第四方面,相比于作为二羧酸成分与不包含由式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物所具有的重均分子量(Mw)小于40000或大于150000、分子量分布(Mw/Mn)小于12或大于25的色调剂用聚酯树脂,可以获得一种能够使色调剂具有优异的热存储性和低温定影性的色调剂用聚酯树脂。
根据本发明的第二方面,相比于使用不包含不饱和二羧酸的二羧酸成分作为缩聚成分的色调剂用聚酯树脂,可以获得一种能够使色调剂具有优异的热存储性和低温定影性的色调剂用聚酯树脂。
根据本发明的第五方面,相比于包含色调剂用聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂(所述聚酯树脂是二羧酸成分与不包含由式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物,具有小于40000或大于150000的重均分子量(Mw),且分子量分布(Mw/Mn)小于12或大于25),可以获得一种具有优异的热存储性和低温定影性的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第六方面,相比于包含静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂(静电荷图像显影用色调剂包含聚酯树脂,所述聚酯树脂是二羧酸成分与不包含由式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物,具有小于40000或大于150000的重均分子量(Mw),且分子量分布(Mw/Mn)小于12或大于25),可以获得一种具有优异的热存 储性和低温定影性的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第七至第十方面,相比于聚酯树脂是二羧酸成分与不包含由式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物、并具有小于40000或大于150000的重均分子量(Mw)、且分子量分布(Mw/Mn)小于12或大于25的情况,可以获得热存储性和低温定影性优异并且能够抑制白线的发生的色调剂盒、处理盒、图像形成设备和图像形成方法。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,在附图中:
图1是显示示例性实施方式的图像形成设备的实例的示意构造图;和
图2是显示示例性实施方式的处理盒的实例的示意构造图。
具体实施方式
下文中,将对作为本发明实例的示例性实施方式进行详细描述。
色调剂用聚酯树脂
示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂是作为二羧酸成分与包含由下式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物的色调剂用聚酯树脂,所述聚酯树脂具有的重均分子量(Mw)为40000~150000,分子量分布(Mw/Mn)为12~25。
示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂具有以上的构成,因而能够获得具有优异的热存储性和低温定影性的色调剂。
原因尚不明确,不过据认为理由如下。
此处,作为获得具有松香结构的聚酯树脂的方法,可以考虑以下方法:将松香结构引入到醇成分中然后引发松香结构与羧酸成分的缩聚而获得聚酯树脂的方法;和将松香结构引入到羧酸成分中然后引发松香结构与醇成分的缩聚而获得聚酯树脂的方法。
同时,据认为与将松香结构引入到醇成分中的情况相比,在将松香结构引入到羧酸成分中的情况中存在着抑制缩聚的反应性的趋势。
因此,由于认为当通过将松香结构引入到醇成分中然后引发松香结构与羧酸成分的缩聚而获得聚酯树脂时,存在反应性提高和残留为未反应态的缩聚成分(以下称为 “残余单体”)的含量被抑制的趋势,因此在所述聚酯树脂用于静电荷图像显影用色调剂(以下有时称为“色调剂”)的情况中可抑制因残余单体所导致的热存储性的劣化。
另外,显示出以上重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)的聚酯树脂表明该具有各种分子量的缩聚物(例如,高分子量缩聚物或缩聚反应在中途结束的低分子量缩聚物)在重均分子量(Mw)为40000~150000的范围内广泛地分布且共存。
另外,认为由于存在着加热过程中因低分子量的缩聚物所导致的聚酯树脂的粘度易于降低的趋势,因此实现了色调剂的低温定影性。
由以上描述可知,示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂实现了具有优异的热存储性和低温定影性的色调剂。
下面将详细描述示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂。
示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂是作为二羧酸成分与包含由下式(1)表示的松香二醇的醇成分的缩聚物的聚酯树脂,所述聚酯树脂具有的重均分子量(Mw)为40000~150000,分子量分布(Mw/Mn)为12~25。
首先将描述醇成分。
醇成分
所述醇成分包含由下式(1)表示的松香二醇。
式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基。L1、L2和L3各自独立地表示选自由羰基、羧基、醚基、磺酰基、可具有取代基的链状亚烷基、可具有取代基的环状亚烷基、可具有取代基的亚芳基及其组合组成的组的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3能够形成环。A1和A2表示松香酯基。
由L1、L2和L3表示的链状亚烷基的实例包括具有1~10个碳原子的链状亚烷基。
由L1、L2和L3表示的环状亚烷基的实例包括具有3~7个碳原子的环状亚烷基。
由L1、L2和L3表示的亚芳基的实例包括亚苯基、亚萘基和蒽基。
链状亚烷基、环状亚烷基和亚芳基中的取代基的实例包括具有1~8个碳原子的烷基和芳基等,优选直链的、支化的或环状的烷基。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、 新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-甲基己基、2-乙基己基、环戊基、环己基和苯基等。
由式(1)表示的松香二醇在分子中包含两个松香酯基。
同时,在示例性实施方式中,松香酯基指的是由松香所包含的羧基中移除了氢原子之后获得的残基。
由式(1)表示的松香二醇可以使用公知的方法合成,通过例如松香和二官能环氧化合物之间的反应来合成所述松香二醇。
以下示出了松香二醇的合成方案作为实例。
二官能环氧化合物在分子中包含两个环氧基,其实例包括芳香类二醇的二缩水甘油醚、芳香类二羧酸的二缩水甘油醚、脂肪族类二醇的二缩水甘油醚、脂环族二醇的二缩水甘油醚和脂环族环氧化合物等。
芳香类二醇的二缩水甘油醚的代表例包括作为芳香族二醇成分的双酚A和诸如双酚A的聚氧化烯加合物等双酚A的衍生物;双酚F和诸如双酚F的聚氧化烯加合物等双酚F的衍生物;双酚S和诸如双酚S的聚氧化烯加合物等双酚S的衍生物;间苯二酚;叔丁基邻苯二酚;和双酚等。
芳香类二羧酸的二缩水甘油醚的代表例包括作为芳香族二羧酸成分的对苯二甲酸、间苯二甲酸和间苯二甲酸等。
脂肪类二醇的二缩水甘油醚的代表例包括作为脂肪族二醇成分的乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇等。
脂环族二醇的二缩水甘油醚的代表例包括作为脂环族二醇成分的氢化双酚A和诸如氢化双酚A的聚氧化烯加合物等氢化双酚A的衍生物和环己烷二甲醇等。
脂环族环氧化物的代表例包括二氧化萜二烯。
含有环氧基的化合物例如通过二醇成分与表卤代醇之间的反应而获得,不过也可 以依据其定量比进行缩聚以此增大分子量。
松香与该二官能环氧化合物之间的反应主要因松香中的羧基与二官能环氧化合物中的环氧基之间的开环反应而得以进行。此时,反应温度优选大于或等于两种成分的熔点或可实现混合的温度,具体而言,通常为60℃~200℃。在反应期间,可以添加促进环氧基的开环反应的催化剂。
所述催化剂包括:胺,如乙二胺、三甲胺、和2-甲基咪唑;季铵盐,如三乙基溴化铵、三乙基氯化铵和丁基三甲基氯化铵;和三苯基膦等。
该反应能够使用各种方法进行,例如,通常在间歇式的情况中,将松香和二官能环氧化合物填入具有冷却管、搅拌装置、惰性气体入口和温度计等的可加热式烧瓶中,加热熔融,并通过对反应产物取样来追踪反应进程。反应的进行程度主要通过酸值的减小加以确认,在化学计量反应的终点或是反应的进程到达化学计量反应终点的附近时反应结束。
对松香与二官能环氧化合物之间的反应比不做具体限定,不过松香与二官能环氧化合物之间的摩尔比优选为在反应中相对于1摩尔的二官能环氧化合物松香为1.5摩尔~2.5摩尔。
示例性实施方式中所用的松香是由植物获得的树脂酸的统称,主要成分是包含作为三环双萜类的一种的松香酸及其异构体的来源于天然产物的物质。具体成分的实例包括长叶松酸、新枞酸、海松酸、脱氢枞酸、异海松酸和山达海松酸等,示例性实施方式中所用的松香是这些酸的混合物。松香根据收集方法大体分为三种类型:由木浆作为原料获得的妥尔松香、由松节油作为原料获得的脂松香和由松树残干作为原料获得的木松香。
示例性实施方式中所用的松香优选是脂松香和/或妥尔松香,因为其易于获得。松香优选经过纯化。被认为由未纯化松香类的一种中所含的树脂酸的过氧化物或不可皂化物产生的高分子量物质从未纯化松香类中被除去,从而获得纯化松香。纯化方法没有特别限制,其实例包括各种已知的纯化方法。具体例包括诸如蒸馏、重结晶和萃取等方法。从工业角度考虑,优选的是通过蒸馏进行纯化。蒸馏通常在200℃~300℃以6.67kPa以下的压力进行,考虑蒸馏时间进行该温度和压力的选择。重结晶例如通过下述方式进行:将未纯化松香溶解在良溶剂中,然后蒸发溶剂以制备浓缩溶液,并向该溶液中添加不良溶剂。良溶剂的实例包括如苯、甲苯和二甲苯等芳香烃;如氯 仿等氯代烃;如低级醇等醇;如丙酮等酮;以及如乙酸乙酯等乙酸酯;等等。不良溶剂的实例包括如正己烷、正庚烷、环己烷和异辛烷等烃类溶剂。萃取是包括下述步骤的获得纯化松香的方法:例如,采用碱水制得未纯化松香的碱性水溶液,采用有机溶剂萃取溶液中所含的不溶的不可皂化物,然后中和水层。
示例性实施方式的松香可以是歧化松香。歧化松香是脱氢松香酸和二氢松香酸作为主要成分的混合物,其中通过在歧化催化剂的存在下于高温加热包含松香酸作为主要成分的松香,从而除去分子中的不稳定共轭双键。
歧化催化剂的实例包括各种已知的催化剂,包括如钯碳、铑碳和铂碳等负载催化剂,如镍和铂的粉末等金属粉末;碘;如碘化亚铁等碘化物;磷化合物等等。相对于松香,催化剂的用量通常为0.01重量%~5重量%,优选为0.01重量%~1重量%,反应温度为100℃~300℃,优选为150℃~290℃。同时,可以控制脱氢枞酸的量,例如,通过以上述范围添加采用以下方法而分离出的脱氢枞酸来控制脱氢枞酸的量,所述方法为由歧化松香以乙醇胺盐的形式结晶脱氢枞酸(J.Org.Chem.,31,4246(1996))。
示例性实施方式中的松香可以是氢化松香。氢化松香包含四氢枞酸和二氢枞酸作为主要成分,通过使用公知的氢化反应除去分子中的不稳定共轭双键而获得。在氢化催化剂的存在下在通常为10kg/cm2~200kg/cm2,优选为50kg/cm2~150kg/cm2的氢气压力下加热未纯化的松香,从而引发该氢化反应。氢化催化剂的实例包括各种已知的催化剂,如钯碳、铑碳和铂碳等负载催化剂;如镍和铂的粉末等金属粉末;碘和如碘化亚铁等碘化物;等等。相对于松香,催化剂的用量通常为0.01重量%~5重量%,优选为0.01重量%~1.0重量%,反应温度为100℃~300℃,优选为150℃~290℃。
对于歧化松香和氢化松香,可以在歧化处理或氢化处理之前和之后提供上述纯化工序。
另外,示例性实施方式中的松香也可以是通过松香聚合得到的聚合松香、通过在松香中添加不饱和羧酸得到的不饱和羧酸改性的松香或酚改性松香。同时,用于制备不饱和羧酸改性的松香的不饱和羧酸的实例包括马来酸、马来酸酐、富马酸、丙烯酸和甲基丙烯酸等。使用通常为约1重量份~30重量份的不饱和羧酸和100重量份的原料松香进行的改性,从而获得不饱和羧酸改性的松香。
在以上的松香中,示例性实施方式中的松香优选为纯化松香、歧化松香或氢化松 香,它们可以单独使用或者作为任意的混合物使用。
以下示出了可优选用于示例性实施方式并且由式(1)表示的松香二醇的示例性化合物,不过松香二醇并不限于此。
同时,在松香二醇的示例性实施方式中,n表示1以上的整数。
在示例性实施方式中,作为醇成分,可以组合使用除了由式(1)表示的松香二醇 之外的其它醇。考虑到色调剂的热存储性和低温定影性,醇成分中由式(1)表示的松香二醇的含量优选为10摩尔%~100摩尔%,更优选为20摩尔%~90摩尔%。
作为除了松香二醇之外的醇,可以使用选自由脂肪族二醇和芳香族二醇组成的组中的至少一种醇,只要不降低色调剂的性能即可。
脂肪族二醇的具体实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、2-乙基-2-甲基丙烷-1,3-二醇、2-丁基-2-乙基丙烷-1,3-二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷二醇、二聚二醇、3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲基丙酸酯、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇和聚丙二醇等,不过脂肪族二醇并不限于此。
芳香族二醇包括双酚A-环氧乙烷加合物、双酚A-环氧丙烷加合物和双酚A-环氧丁烷加合物等,不过并不限于此。
这些醇成分可以单独使用或者两种以上组合使用。
二羧酸成分
二羧酸成分的实例包括选自由芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸组成的组的至少一种。其具体实例包括芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二羧酸和2,6-萘二羧酸;脂肪族二羧酸,如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、二聚酸、碳原子数为1~20的支链烷基琥珀酸和碳原子数为1~20的支链烯基琥珀酸;上述酸的酸酐;上述酸的烷基(碳原子数为1~3)酯;等等。
其中,从色调剂的耐久性和定影性以及着色剂的分散性的角度考虑,优选芳香族羧酸化合物。
此外,二羧酸成分优选包含以上二羧酸成分中的至少一种不饱和二羧酸。
当二羧酸成分包含至少一种不饱和二羧酸时,示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂则趋于容易获得40000~150000的重均分子量(Mw)和12~25的分子量分布(Mw/Mn)。
据认为,这是因为源自不饱和二羧酸中的不饱和基团的自由基聚合与缩聚反应平 行进行,因此所合成的色调剂用聚酯树脂趋于具有三维交联形式。
此处,不饱和二羧酸指的是在分子中具有至少一个不饱和基团的化合物,所述化合物可以是酸酐。
其具体实例包括富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸和愈伤酸等,优选富马酸、马来酸、马来酸酐和衣康酸,更优选富马酸、马来酸和马来酸酐。
在富马酸、马来酸、马来酸酐或衣康酸用作不饱和二羧酸的情况中,据认为,由于相比于其它的不饱和二羧酸,玻璃化转变温度趋于升高,因此易于实现热存储性和低温定影性。
作为二羧酸成分,考虑到制造稳定性时,可优选组合使用不饱和二羧酸成分与除了不饱和二羧酸之外的其它二羧酸。
二羧酸成分中的不饱和二羧酸的含量在羧酸成分中可以为5摩尔%~80摩尔%,优选为10摩尔%~70摩尔%,更优选为25摩尔%~60摩尔%。
色调剂用聚酯树脂的制造
使用二羧酸成分和包含由式(1)表示的松香二醇的醇成分作为原料,通过公知的传统制造方法来制备示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂。
作为反应方法,可以应用酯交换反应和直接酯化反应中的任何一种。另外,可以利用加压从而提高反应温度的方法、减压法或使常压惰性气体流过的方法来促进缩聚。对于一些反应,公知的传统反应催化剂,例如至少一种选自锑、钛、锡、锌、铝和锰的金属的化合物可以用来促进反应。相对于100重量份的酸成分和醇成分的总量,所述反应催化剂的添加量优选为0.01重量份~1.5重量份,更优选为0.05重量份~1.0重量份。反应在例如180℃~300℃的温度进行。
下面将示出由式(1)表示的松香二醇与二羧酸成分之间的反应方案的一例。
同时,在表示聚酯树脂的结构式中,由虚线包围的部分对应于示例性实施方式的松香酯基。
同时,当示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂发生水解时,所述聚酯树脂分解为以下单体。因为所述聚酯是羧酸与二醇的1:1缩聚物,因此由分解物来推定该树脂的成分。
色调剂用聚酯树脂的特性
示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂的重均分子量(Mw)为40000~150000,分子量分布(Mw/Mn)为12~25。
重均分子量(Mw)为40000~150000,优选为45000~100000,更优选为50000~90000。
从热存储性的观点考虑时,重均分子量优选为40000以上。
另外,从低温定影性的观点考虑时,重均分子量优选为150000以下。
从以上观点考虑时,数均分子量(Mn)可以为2000~7000,优选为3000~6500,更优选为3500~6000。
使用两个柱“HLC-8120GPC”和“SC-8020(由Tosoh Corporation制造,6.0mmID×15cm)”,并使用四氢呋喃(THF)作为洗脱剂来测量重均分子量Mw和数均分子量Mn。实验条件为:样品浓度0.5%,流速0.6ml/分钟,样品注射量10μl,测量温度40℃,并且使用RI检测器来进行实验。另外,用由Tosoh Corporation制造的“聚苯乙烯标准样TSK标准”的10个样品:"A-500"、"F-1″、"F-10"、"F-80"、"F-380"、"A-2500"、"F-4"、"F-40"、"F-128"和"F-700"制作校准曲线。
从以上观点考虑时,分子量分布(Mw/Mn)为12~25,优选为13~25,更优选为14~20。
考虑色调剂的定影性、储存性和耐久性时,软化点优选为80℃~160℃,更优选为90℃~150℃。
在模孔直径为0.5mm、加压负荷为0.98MPa(10kg/cm2)、温度提升速率为1℃/分钟的条件下,使用流动测试仪CFT-500(由Shimadzu Corporation制造)来测量软化点,当1cm3的样品熔融流出时,软化点为对应于从流出起点至流出终点的高度的1/2处的温度。
考虑色调剂的定影性、储存性和耐久性时,玻璃化转变温度可优选为35℃~80℃,并优选为40℃~70℃。
另外,据认为玻璃化转变温度为55℃以上时可确保热存储性。
使用“DSC-20”(由Seiko Denshi Kogyo Co.,Ltd.制造),以恒定的升温速率(10℃/分钟)来加热10mg样品,从而测得玻璃化转变温度。
通过调整原料单体的组成、聚合引发剂、分子量、催化剂量等,和选择反应条件,可以容易地调整软化点和玻璃化转变温度。
考虑静电荷图像显影用色调剂的带电性时,酸值优选为1mg KOH/g~50mgKOH/g,更优选为3mg KOH/g~30mg KOH/g。
使用中和滴定法根据JIS K0070来测量酸值。即,取适宜量的样品,并添加100ml的溶剂(二乙醚和乙醇的液体混合物)和数滴指示剂(酚酞溶液),在水浴中振荡溶液直至样品溶解。对该溶液用0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液进行滴定,并将指示剂的淡红色 持续显示了30秒钟的时间点设为终点。利用A=(B×f×5.611)/S来计算酸值,其中A表示酸值、S(g)表示样品的量、B(ml)表示0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液、f表示0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液的系数。
示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂可以是改性聚酯树脂。改性聚酯树脂的实例包括通过JP-A-11-133668、JP-A-10-239903或JP-A-8-20636中描述的方法使用酚、氨基甲酸酯或环氧基等接枝或嵌段的聚酯。
静电荷图像显影用色调剂
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂构造为包含示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂。
下面将详细描述示例性实施方式的色调剂。
示例性实施方式的色调剂构造为具有例如色调剂颗粒和必要时包含的外添剂。
色调剂颗粒
下面将描述色调剂颗粒。
色调剂颗粒构造为包含粘合剂树脂,并视需要包含着色剂、防粘剂和其它添加剂。
粘合剂树脂
非结晶性树脂可以用作粘合剂树脂,并且采用示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂作为非结晶性树脂。
可以将结晶性树脂与作为粘合剂树脂的非结晶性树脂组合使用。
作为粘合剂树脂,可以组合使用除示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂以外的其它非结晶性树脂与示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂。
同时,相对于100重量份的全部粘合剂树脂,示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂的含量优选为70重量份以上,更优选为90重量份以上。
此处,非结晶性树脂是在使用差示扫描量热法(DSC)的热分析测量中没有显示出清晰的热吸收峰而仅具有阶梯状吸热变化的树脂,其在室温(例如25℃)为固体,而在玻璃化转变温度以上发生热塑化。
同时,结晶性树脂是在差示扫描量热法(DSC)中不具有阶梯状吸热变化而是具有清晰的热吸收峰的树脂。
具体而言,例如,结晶性树脂意味着在以10℃/分钟的温度提升速率测量半值宽度时热吸收峰的半值宽度为10℃以下,而非结晶性树脂是指具有的半值宽度为超过 10℃的树脂或是未观察到明显的吸热峰的树脂。
结晶性树脂的实例包括结晶聚酯树脂、聚亚烷基树脂和长链(甲基)丙烯酸烷基酯树脂等,由于更容易展示因加热所致的粘度的突然变化,以及同时满足机械强度和低温定影性考虑,结晶性聚酯树脂是优选的。
考虑到实现低温定影性时,结晶性聚酯树脂优选为例如脂肪族二羧酸(包括其酸酐和酰氯)和脂肪族二醇的缩聚物。
相对于100重量份的全部粘合剂树脂,结晶性树脂的含量优选为1重量份~20重量份,更优选为5重量份~15重量份。
同时,示例性实施方式中的低温定影性指的是加热色调剂以在约120℃以下定影。
其它非结晶性树脂的实例包括公知的粘合剂树脂;例如,诸如苯乙烯-丙烯酸树脂等乙烯基类树脂、环氧树脂、聚碳酸酯和聚氨酯。
着色剂
着色剂可以是例如染料或颜料,并且从耐光性或耐水性角度考虑,优选颜料。
可用的着色剂的实例包括已知颜料,例如炭黑、苯胺黑、苯胺蓝、Calcoil油蓝、铬黄、群青蓝、杜邦油红、喹啉黄、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、孔雀石绿草酸盐、灯黑、玫瑰红、喹吖酮、对二氨基联苯黄、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红185、C.I.颜料红238、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄74、C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:3等。
作为着色剂,可以使用必要时经表面处理的着色剂,或者可以使用颜料分散剂。
通过选择着色剂类型,获得黄色色调剂、品红色色调剂、青色色调剂或黑色色调剂等。
相对于100重量份的粘合剂树脂,着色剂的含量优选为1重量份~30重量份。
防粘剂
防粘剂的实例包括石蜡,例如低分子量聚丙烯和低分子量聚乙烯;硅树脂;松香;米糠蜡;巴西棕榈蜡;等等。防粘剂的熔点优选为50℃~100℃,更优选为60℃~95℃。
相对于100重量份的粘合剂树脂,防粘剂的含量优选为0.5重量份~15重量份,更优选为1.0重量份~12重量份。
当防粘剂的含量为0.5重量份以上时,特别而言,在无油定影工序中防止了剥落 不良的出现。当防粘剂的含量为15重量份以下时,色调剂的流动性不会变差,并且图像品质和图像形成的可靠性得到了改善。
其它添加剂
可以使用已知的试剂作为电荷控制剂,也可以使用偶氮类金属络合物、水杨酸的金属络合物和包含极性基团的树脂型电荷控制剂。
色调剂颗粒的特性
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒,或者可以是由芯部分(芯颗粒)和包覆芯部分的包覆层(壳层)组成的所谓芯壳结构的色调剂颗粒。
具有芯壳结构的色调剂颗粒优选由例如芯部分和包覆层组成,所述芯部分构造为包含粘合剂树脂(示例性实施方式的聚酯树脂以及结晶性聚酯树脂),和视需要包含的其它添加剂,例如着色剂和防粘剂;所述包覆层构造为包含粘合剂树脂(示例性实施方式的聚酯树脂)。
色调剂颗粒的体积平均粒径优选是例如2.0μm~10μm,优选为3.5μm~7.0μm。
同时,色调剂颗粒的体积平均粒径以下述方法进行测定:将0.5mg~50mg的测试样品添加到作为分散剂的表面活性剂(优选为2ml的5重量%的烷基苯磺酸钠水溶液)中,并且将该溶液添加到100ml~150ml的电解液中。用超声分散装置对其中悬浮有测量样品的电解液进行约1分钟的分散处理,随后用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter Inc.制造)使用孔隙直径为100μm的孔隙来测量粒径为2.0μm~60μm的颗粒的粒径分布。所测量的颗粒数量是50,000个。
在利用所获得的粒径分布而划分的粒径范围(频道)中,从小粒径侧开始绘制体积累积分布,将累积分布中50%处的粒径设为体积平均粒径D50v。
色调剂颗粒的形状系数SF1优选是例如110~150,优选为120~140。
此处,形状系数SF1可以通过下式(2)获得。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100……(2)
在上式(2)中,ML表示色调剂颗粒的绝对最大长度,A表示各色调剂颗粒的投影面积。
同时,主要通过利用图像分析仪来分析显微镜图像或扫描电子显微镜(SEM)图像并进行数值转换来计算SF1,例如,按如下方法来计算SF1。即,通过摄像机将分散在载玻片表面上的颗粒的光学显微镜图像扫描至图像分析仪LUZEX,获得100个颗 粒的最大长度和投影面积,使用上式(2)计算形状系数,并取其平均值,由此获得SF1。
外添剂
外添剂的实例包括无机颗粒,该无机颗粒的实例包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4和MgSO4等。
可以对作为外添剂的无机颗粒的表面预先进行疏水处理。疏水处理是通过例如将无机颗粒浸没在疏水处理剂中来执行的。对疏水处理剂没有特别限制,其实例包括硅烷类偶联剂、硅油、钛酸盐类偶联剂和铝类偶联剂等。疏水处理剂可以单独使用,或者将其中的两种以上组合使用。
相对于100重量份的无机颗粒,疏水处理剂的量通常为例如约1重量份~约10重量份。
外添剂的实例也包括树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)和三聚氰胺树脂等的树脂颗粒)、清洁活化剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸金属盐,或氟类高分子量材料的微粒粉末),等等。
相对于100重量份的色调剂颗粒,外添剂的添加量优选是例如0.01重量份~5重量份,更优选为0.01重量份~2.0重量份。
色调剂的制造方法
下文将描述示例性实施方式的色调剂的制造方法。
使用干式制造法(例如,捏合粉碎法等)和湿式制造法(例如,凝集聚并法、悬浮聚合法、溶解悬浮造粒法、溶解悬浮法、溶解乳液凝集聚并法等)中的任何一种来制造色调剂颗粒。对制造方法不做具体限定,可以采用公知的制造方法。
下面,将描述其中通过凝集聚并法获得色调剂颗粒的方法。
具体而言,按照下述方式获得色调剂颗粒。
同时,在以下的描述中,将描述用于获得包含着色剂和防粘剂的色调剂颗粒的方法,不过着色剂和防粘剂可在需要时使用。毫无疑问,也可以使用除着色剂和防粘剂之外的其它添加剂。
树脂颗粒分散液的制备工序
首先,在制备其中分散有聚酯树脂颗粒(示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂颗粒)的树脂颗粒分散液的同时,制备例如其中分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液 和其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
此处,树脂颗粒分散液是通过例如使用表面活性剂将聚酯树脂颗粒分散在分散介质中而制备的。
树脂颗粒分散液中所用的分散介质的实例包括水性介质。
水性介质的实例包括水,如蒸馏水和去离子水,和醇等等。所述水性介质可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
对表面活性剂不做具体限定,其实例包括阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸酯类和脂肪酸盐(soap)类的阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐类和季铵盐类的阳离子表面活性剂;非离子表面活性剂,如聚乙二醇类、烷基酚氧化乙烯加合物类和多元醇类的非离子表面活性剂;等等。在以上表面活性剂中,其实例特别包括阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。所述非离子表面活性剂可以与所述阴离子表面活性剂或者阳离子表面活性剂组合使用。
所述表面活性剂可以单独使用,或者两种以上组合使用。
对于树脂颗粒分散液,可以采用使用例如旋转剪切型匀化器、具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨等的普通的分散方法使聚酯树脂颗粒分散在分散介质中。另外,根据所用的树脂颗粒的种类,可以使用例如相转移乳化法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
同时,相转移乳化法是这样的方法:将待分散的树脂溶解在其中可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,通过在有机连续相(O相)中加入碱进行中和,然后注入水性介质(W相),由此使树脂由W/O转移至O/W(所谓的相转移),从而变成非连续相,并且树脂以颗粒形式分散在水性介质中。
分散在树脂颗粒分散液中的聚酯树脂颗粒的体积平均粒径为例如0.01μm~1μm,优选为0.08μm~0.8μm和0.1μm~0.6μm。
同时,使用激光衍射粒径分布测定仪(由Horiba Ltd.,制造,LA-920)来测量树脂颗粒的体积平均粒径。下面,除非另作说明,将以相同的方式测量颗粒的体积平均粒径。
树脂颗粒分散液中所包含的聚酯树脂颗粒的含量为例如5重量%~50重量%,并且可以为10重量%~40重量%。
同时,按照与树脂颗粒分散液相同的方式,例如,还制备着色剂分散液和防粘剂分散液。即,用于树脂颗粒分散液的颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法和颗 粒的含量也同样适用于分散在着色剂分散液中的着色剂颗粒和分散在防粘剂分散液中的防粘剂颗粒。
凝集颗粒的形成工序
接下来,使着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液与树脂颗粒分散液混合。
另外,在分散液混合物中引发聚酯树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒的异相凝集,由此形成直径与色调剂颗粒的目标颗粒接近并包含聚酯树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒的凝集颗粒。
具体而言,例如,将凝集剂添加到分散液混合物中,使分散液混合物的pH调节为酸性(例如,pH为2~5),必要时加入分散稳定剂,然后将溶液加热至聚酯树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体而言,例如,比聚酯树脂颗粒的玻璃化转变温度低30℃至比该玻璃化转变温度低10℃),分散液混合物中分散的颗粒凝集,由此形成凝集颗粒。
在凝集颗粒的形成工序中,例如,可以在使用旋转剪切型匀化器搅拌分散液混合物的同时于室温(例如,25℃)加入凝集剂、使分散液混合物的pH调节为酸性(例如,pH为2~5)以及必要时加入分散稳定剂之后,进行以上的加热。
凝集剂的实例包括与用作添加至分散液混合物中的分散剂的表面活性剂的极性相反的表面活性剂,例如无机金属盐和二价以上的金属络合物。特别是,在金属络合物用作凝集剂的情况中,可以降低表面活性剂的用量,且可以改善带电性。
必要时可以使用与凝集剂的金属离子形成络合物或类似的结合的添加剂。螯合剂优选用作所述添加剂。
无机金属盐的实例包括诸如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝及硫酸铝等金属盐;诸如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙等无机金属盐聚合物;等等。
水溶性螯合剂可以用作所述螯合剂。螯合剂的实例包括羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸;亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)等等。
相对于100重量份的聚酯树脂颗粒,螯合剂的添加量为例如0.01重量份~5.0重量份,可以为0.1重量份~小于3.0重量份。
聚并工序
接下来,将其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热到例如聚酯树脂颗粒的玻 璃化转变温度以上(例如,高于聚酯树脂颗粒的玻璃化转变温度10℃~30℃或更高的温度),以使凝集颗粒聚并,由此形成色调剂颗粒。
通过以上的工序获得色调剂颗粒。
同时,色调剂颗粒也可以如下制造,在得到了其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液之后,进行下述工序:使凝集颗粒分散液与其中分散有聚酯树脂颗粒(示例性方式的聚酯树脂的颗粒)的树脂颗粒分散液进一步混合,进行凝集从而使聚酯树脂颗粒进而附着于凝集颗粒的表面,由此形成第二凝集颗粒的工序;和,加热其中分散有第二凝集颗粒的第二凝集颗粒分散液,使第二凝集颗粒聚并,由此形成芯壳结构的色调剂颗粒的工序。
此处,在聚并工序结束之后,对溶液中形成的色调剂颗粒进行公知的洗涤工序、固液分离工序和干燥工序,从而获得干燥的色调剂颗粒。
在洗涤工序中,就带电性而言,优选的是使用去离子水充分进行置换洗涤。另外,对固液分离工序不做具体限定,考虑到生产性优选使用抽滤或加压过滤等。此外,对干燥工序不做具体限定,但考虑到生产性时优选冷冻干燥、快速喷射干燥、流动干燥或振动型流化干燥等。
另外,示例性实施方式的色调剂通过例如将外添剂添加到获得的干燥的色调剂颗粒中然后使二者混合来制造。混合优选可使用例如V型搅拌机、亨舍尔混合器或Loedige混合机等来进行。此外,必要时,使用振动筛分机或风力分级器等可以除去色调剂的粗颗粒。
静电荷图像显影剂
示例性实施方式的静电荷图像显影剂至少包含示例性实施方式的色调剂。
示例性实施方式的静电荷图像显影剂可以是仅包含示例性实施方式的色调剂的单组分显影剂,或者可以是其中混有所述色调剂和载体的双组分显影剂。
所述载体没有特别限制,包括已知的载体。载体的实例包括树脂包覆的载体、磁力分散型载体或树脂分散型载体等。
在双组分显影剂中,示例性实施方式的色调剂和载体之间的混合比(重量比)优选为约1:100至30:100(色调剂:载体),更优选为约3:100至20:100(色调剂:载体)。
图像形成设备/图像形成方法
下面将描述示例性实施方式的图像形成设备/图像形成方法。
示例性实施方式的图像形成设备具有:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电;静电荷图像形成单元,所述静电荷图像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电荷图像;显影单元,所述显影单元盛放有静电荷图像显影剂,并且用所述静电电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印到记录介质上;和定影单元,所述定影单元将所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
而且,将示例性实施方式的静电荷图像显影剂用作所述静电荷图像显影剂。
同时,在示例性实施方式的图像形成设备中,包括显影单元的部分可具有,例如能够由所述图像形成设备上拆卸的盒结构(处理盒),并且,作为所述处理盒,例如优选使用盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影剂并具有显影单元的处理盒。
示例性实施方式的图像形成方法包括:对图像保持部件的表面进行充电;在所述图像保持部件的所述表面上形成静电荷图像;利用所盛放的静电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;将所述色调剂图像转印到记录介质上;和将所转印的色调剂图像在所述记录介质上定影。
并且,将示例性实施方式的静电荷图像显影剂用作所述静电荷图像显影剂。
下文中将显示示例性实施方式的图像形成设备的实例,但所述图像形成设备并不限于此。同时,将描述附图中显示的主要部分,并且将略去对其它部分的描述。
图1是显示4单元串联式彩色图像形成设备的示意构造图。图1所示的图像形成设备包含第一至第四电子照相型图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元),基于色彩分离的图像数据,这些图像形成单元分别输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的图像。图像形成单元(在下文中有时简称其为“单元”)10Y、10M、10C和10K以其间预定的间距沿水平方向串联排列。同时,单元10Y、10M、10C和10K可以是能够由图像形成设备主体上拆卸的处理盒。
图中,作为中间转印体的中间转印带20在各单元10Y、10M、10C和10K的上方通过这些单元而延伸。中间转印带20由图中的从左至右其间设置有空隙的驱动辊22和与中间转印带20的内表面接触的支持辊24支撑,并构造为沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向运行。此外,利用弹簧等(未示出)对支持辊24在与驱动辊22相反的方向上施加力,由此给这两个辊所支撑的中间转印带20施加张力。另外,在位于中间转印带20的面向图像保持部件的表面设置了与驱动辊22相对的中间转印体 清洁装置30。
另外,各单元10Y、10M、10C和10K的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K分别配有盛放在色调剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色、品红色、青色和黑色四种颜色的色调剂。
由于第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此此处将仅代表性地描述第一单元10Y,该单元被设置在中间转印带的行进方向的上游侧,用于形成黄色图像。此外,与第一单元10Y中等同的部分将由所附加的用来代替黄色(Y)的品红色(M)、青色(C)和黑色(K)等附图痕迹来表示,因此将略去对第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y具有充当图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围,依次排列着:将感光体1Y的表面充电至预定电势的充电辊2Y,用激光束3Y基于色彩分离图像信号对经充电的表面进行曝光以形成静电荷图像的曝光装置(静电荷图像形成单元)3,将带电荷的色调剂供应至所述静电荷图像以使所述静电荷图像显影的显影装置(显影单元)4Y,将已显影的色调剂图像转印到中间转印带20上的一次转印辊(一次转印单元)5Y,和将一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂除去的感光体清洁装置(清洁单元)6Y。
此外,一次转印辊5Y被设置在中间转印带20内,并且被设置在感光体1Y对面的位置。此外,将施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别与各一次转印辊5Y、5M、5C和5K连接。在控制部(未示出)的控制下,所述各偏压电源使施加到各一次转印辊的转印偏压发生变化。
下文将描述在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。首先,在操作之前,使用充电辊2Y将感光体1Y表面充电至约-600V~约-800V的电势。
通过将感光层叠置在导电基体(在20℃的体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)上,形成了感光体1Y。通常,该感光层具有高电阻(几乎与一般树脂的电阻相同),但具有下述性质:当将激光束3Y照射到所述感光层时,该激光束所照射的部分的比电阻会发生变化。因此,根据从控制部(未示出)传送出的黄色图像数据,通过曝光装置3将激光束3Y输出到带电荷的感光体1Y的表面。用激光束3Y照射感光体1Y表面上的感光层,由此在感光体1Y表面上形成具有黄色印刷图案的静电荷图像。
所述静电荷图像是通过充电在感光体1Y表面上形成的图像,是通过以下方式形 成的所谓的负潜像:用激光束3Y照射感光层,从而使被照射部分的比电阻降低,以使电荷在感光体1Y表面上流动,另一方面,使电荷停留在激光束3Y未照射到的部分。
随着感光体1Y的移动,使上述方式在感光体1Y上形成的静电荷图像转动到预定的显影位置。另外,使用在显影位置的显影装置4Y使感光体1Y上的静电荷图像可视化(显影)。
在显影装置4Y中,例如,盛放有至少包含黄色色调剂和载体的示例性实施方式的静电荷图像显影剂。在显影装置4Y中搅拌黄色色调剂来使之摩擦带电,并使之保持在带有与感光体1Y上的带电电荷极性相同(负极性)的电荷的显影辊(显影剂保持部件)上。另外,感光体1Y的表面通过显影装置4Y以使黄色色调剂静电粘附至感光体1Y表面上的擦除后的潜像部分,并且用黄色色调剂使潜像显影。随后,上面形成有黄色色调剂图像的感光体1Y以预定的速度行进,并将在感光体1Y上显影的色调剂图像输送至预定的一次转印位置。
当将感光体1Y上的黄色色调剂图像输送到一次转印位置时,将一次转印偏压施加到一次转印辊5Y上,并且将从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力作用于所述色调剂图像,将感光体1Y上的色调剂图像转印到中间转印带20上。此时,所施加的转印偏压具有与色调剂的负极性相反的正极性,并且,使用第一单元10Y的控制器(未示出)将转印偏压控制在约+10μA。
同时,将残留在感光体1Y上的色调剂除去,并收集在清洁装置6Y中。
另外,依据第一单元也对施加到第二单元10M和后续单元的一次转印辊5M、5C和5K上的一次转印偏压进行控制。
将已经在第一单元10Y中按照上述方式转印了黄色色调剂图像的中间转印带20顺次通过第二到第四单元10M、10C和10K输送,各个颜色的色调剂图像叠加,从而多重转印。
通过第一至第四单元多重转印有四种颜色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部,所述二次转印部由中间转印带20、与中间转印带内侧接触的支持辊24和设置在中间转印带20的表面上并朝向图像保持部件的二次转印辊(二次转印单元)26构成。同时,用供应机构在预定的时机将记录介质(目标转印介质)P送到二次转印辊26和中间转印带20之间的压接的空隙中,并在支持辊24上施加二次转印偏压。此 时,所施加的转印偏压具有与色调剂的负极性相同的负极性,从中间转印带20指向记录介质P的静电力作用于色调剂图像,并将中间转印带20上的色调剂图像转印到记录介质P上。此外,此时的二次转印偏压是根据电阻来确定的并且受到电压控制,所述电阻通过检测二次转印部的电阻的电阻检测单元(未示出)而检测出。
随后,将记录纸P输送至定影装置(辊状定影单元)28中的一对定影辊的压接部(夹持部),而后将色调剂图像定影在记录介质P上,由此形成定影图像。
其上转印有色调剂图像的记录介质的实例包括在电子照相复印机和打印机等中使用的普通纸和OHP纸张等。
为了在定影后进一步改善图像表面的光滑度,记录介质的表面也优选是光滑的,例如,优选使用在普通纸张表面涂布有树脂等而制造的涂布纸和用于印刷的艺术纸等。
向排出部传送已完成了彩色图像定影的记录介质P,一系列彩色图像形成操作结束。
同时,以上说明的图像形成设备构造为将色调剂图像通过中间转印带20转印到记录介质P上,但构造并不限于此,所述图像形成设备也可以具有将色调剂图像从感光体直接转印到记录介质上的构造。
处理盒和色调剂盒
示例性实施方式的处理盒能够从图像形成设备上拆卸,并且可包括:显影单元,所述显影单元盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影剂,并且用所述静电电荷图像显影剂使形成在图像保持部件表面上的静电电荷图像显影以形成色调剂图像。
图2是显示盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影剂的处理盒的示例性实施方式的优选实例的示意构造图。处理盒200具有用连接轨道116组合并与感光体107整合的充电辊108、显影装置111、感光体清洁装置113、曝光开口118和用于擦除性曝光的开口117。同时,图2中的附图痕迹300表示记录介质。
另外,处理盒200以可自由拆卸的方式安装在由转印装置112、定影装置115和其它部分(未示出)组成的图像形成设备上。
图2所示的处理盒200具有充电装置108、显影装置111、清洁装置113、曝光开口118和用于擦除性曝光的开口117,不过这些装置也可以选择性地组合。示例性实施方式的处理盒中具有感光体107和选自由充电装置108、显影装置111、清洁装 置(清洁单元)113、曝光开口118和用于擦除性曝光的开口117组成的组的至少一个。
接下来将描述示例性实施方式的色调剂盒。示例性实施方式的色调剂盒是能够从图像形成设备上拆卸的色调剂盒,其至少盛放有用于补充的静电荷图像显影用色调剂,从而将其供应至设置在图像形成设备中的显影单元。
同时,图1所示的图像形成设备是具有可拆卸地安装有色调剂盒8Y、8M、8C和8K的构造的图像形成设备,显影装置4Y、4M、4C和4K通过使用色调剂供应管(未示出)而与对应于各个显影装置(颜色)的色调剂盒连接。此外,当盛放在色调剂盒中的色调剂的量变少时,更换色调剂盒。
实施例
下文将使用实施例来详细描述示例性实施方式,但示例性实施方式将不仅限于以下实施例。同时,在各实施例中,除非给出了特别注释,否则“份”和“%”分别表示“重量份”和“重量%”
松香二醇的合成
松香二醇(1)
将作为二官能环氧化合物的双酚A二缩水甘油醚(113份,商品名:jER828,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)、作为松香成分的通过蒸馏(蒸馏条件:6.6kPa和220℃)进行纯化的脂松香(200份)和作为反应催化剂的四乙基溴化铵(0.4份,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至130℃,引发松香中的酸性基团和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度持续4个小时,并在酸值达到0.5mgKOH/g的时间点停止反应,由此获得以上示例性化合物中所示的松香二醇(1)。
松香二醇(18)
将作为二官能环氧化合物的双酚A二缩水甘油醚(117份,商品名:jER828,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)、作为松香成分的歧化松香(200份,商品名:PINE CRYSTAL KR-614,由Arakawa Chemical industries,Ltd.制造)和作为反应催化剂的三苯基膦(0.3份,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至130℃,引发松香中的酸性基团和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度持续4个小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g的时间点停止反应,由此获得以上示例性化合物中 所示的松香二醇(18)。
松香二醇(33)
将作为二官能环氧化合物的氢化双酚A二缩水甘油醚(156份,商品名:EX-252,由Nagase ChemteX Corporation制造)、作为松香成分的歧化松香(212份,商品名:PINECRYSTAL KR614,由Arakawa Chemical industries,Ltd.制造)和作为反应催化剂的三苯基膦(0.3份,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至130℃,引发松香中的酸性基团和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度持续4个小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g的时间点停止反应,由此获得以上示例性化合物中所示的松香二醇(33)。
松香二醇(26)
将作为二官能环氧化合物的乙二醇二缩水甘油醚(80份,商品名:EX-810,由Nagase ChemteX Corporation制造)、作为松香成分的歧化松香(200份,商品名:PINECRYSTAL KR614,由Arakawa Chemical industries,Ltd.制造)和作为反应催化剂的2-甲基咪唑(0.2份,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至130℃,引发松香中的酸性基团和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度持续4个小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g的时间点停止反应,由此获得以上示例性化合物中所示的松香二醇(26)。
松香二醇(38)
将作为二官能环氧化合物的双酚A二缩水甘油醚(110份,商品名:jER828,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)、作为松香成分的氢化松香(200份,通过对已经以蒸馏进行纯化的脂松香进行氢化处理而获得的松香,蒸馏条件:6.6kPa和220℃)和作为反应催化剂的三苯基膦(0.4份,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至130℃,引发松香中的酸性基团和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度持续4个小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g的时间点停止反应,由此获得以上示例性化合物中所示的松香二醇(38)。
聚酯树脂的合成
聚酯树脂(1)的合成
将作为醇成分的松香二醇(1)(473份)、作为酸成分的对苯二甲酸(25份,由WakoPure Chemical Industries,Ltd.制造)、十二烯基琥珀酸(40份,由Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、富马酸(33份)和作为反应催化剂的四正丁基钛酸酯(0.7份,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)装入具有搅拌装置、加热装置、温度计、分馏装置和氮气导入管的不锈钢反应容器中,在氮气气氛下在搅拌溶液的同时于230℃进行7小时缩聚反应,确认分子量和酸值达到目标值的事实,由此合成聚酯树脂(1)。
同时,使用以上方法测量重均分子量、数均分子量、分子量分布、酸值、玻璃化转变温度和软化点。
聚酯树脂(2)~(15)的合成
以与聚酯树脂(1)相同的方法合成聚酯树脂(2)~(15),不同之处在于根据表3改变缩聚成分的种类和添加量。
聚酯树脂(16)~(18)的合成
以与聚酯树脂(1)相同的方法合成聚酯树脂(16)~(18),不同之处在于根据表3改变缩聚成分的种类和添加量,并根据表1改变缩聚时间。
比较例聚酯树脂(1)的合成
将作为醇成分的己二醇(12份,由Waco Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、甘油(37份,由Waco Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、作为酸成分的对苯二甲酸(35份,由Waco Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、十二烯基琥珀酸(24份,由Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)、柠康酸(26份,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)和纯化松香(通过蒸馏(蒸馏条件:6.6kPa和220℃)纯化的脂松香)装入具有搅拌装置、加热装置、温度计、分馏装置和氮气导入管的不锈钢反应容器中,在氮气气氛下在搅拌溶液的同时于230℃进行7小时缩聚反应,确认分子量和酸值达到目标值的事实,由此合成比较例聚酯树脂(1)。
同时,使用以上方法测量重均分子量、数均分子量、分子量分布、酸值、玻璃化转变温度和软化点。
比较例聚酯树脂(2)的合成
使用与比较例聚酯树脂(1)相同的方法合成比较例聚酯树脂(2),不同之处在于根据表4改变缩聚成分的种类和添加量。
比较例聚酯树脂(3)~(6)的合成
使用与比较例聚酯树脂(1)相同的方法合成比较例聚酯树脂(3)~(6),不同之处在于根据表4改变缩聚成分的种类和添加量,并根据表2改变缩聚时间。
表1
缩聚时间 | |
聚酯树脂(16) | 5小时 |
聚酯树脂(17) | 7小时 |
聚酯树脂(18) | 9小时 |
表2
缩聚时间 | |
比较例聚酯树脂(3) | 5小时 |
比较例聚酯树脂(4) | 9小时 |
比较例聚酯树脂(5) | 7小时 |
比较例聚酯树脂(6) | 7小时 |
[0281] 表3
1)双酚A氧化乙烯(2mol)加合物
2)双酚A氧化丙烯(2mol)加合物
表4
1)双酚A氧化乙烯(2mol)加合物
2)双酚A氧化丙烯(2mol)加合物
实施例1
色调剂颗粒1
将以下组成的各成分使用挤出机捏合,然后使用表面粉碎型粉碎机进行粉碎。之后,使用风力分级器(TURBO-CLASSIFIER(TC-15N),由Nisshin Engineering Inc.制造)对细颗粒和粗颗粒进行分级,将获得中等尺寸的颗粒的过程重复三次,由此获得体积平均粒径为8μm的品红色色调剂颗粒1。
·聚酯树脂(1):100重量份
·品红色颜料(C.I.颜料红57):3重量份
色调剂
在色调剂颗粒1(100重量份)中加入二氧化硅(0.5重量份,商品名:R812(由NipponAerosil Co.,Ltd.制造)),然后用高速混合机混合,由此获得色调剂。
显影剂
使用上述色调剂和由粒径为50μm且涂覆有甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物的铁氧体构成的载体,在载体(100重量份)中加入色调剂(7重量份),使用翻滚振荡混合器将其混合,从而获得显影剂。
同时,色调剂和载体混合时的环境条件对于夏季环境为30℃和相对湿度85%,对于冬季环境为5℃和相对湿度10%。
评价
对于以上制造的色调剂和显影剂,评价带电性、热存储性(粘结,色调剂的储存性)和低温定影性(最低定影温度和定影性)。
结果显示在表6中。
带电性
使用Toshiba Corporation制造的排出式带电量测定机,在夏季环境和冬季环境下测量显影剂的带电量,并获得二者的比率(夏季环境/冬季环境)。
同时,二者的比率近似于1时,夏季环境和冬季环境的带电量的差异减小,这是理想的结果。
粘结
使用以上制得的显影剂和改装的DocuCentreColor500(富士施乐株式会社制造),在28℃和85%RH的环境下,以1%的图像浓度在10000张由富士施乐株式会社制造 的彩色相纸(J纸)上形成印刷测试图。
同时,将定影温度设定为比以上获得的最低定影温度(MFT)高30℃的温度。
目视观测在印刷10000张之后图像的实心部分中是否产生了白线,然后目视观察显影机中的色调剂的形状。使用以下标准根据以上的观察结果来评价抗粘结性。
评价结果在B级以上则被认为在使用中不会引起问题。
A:未产生白线,在显影机中几乎观察不到粘结的色调剂;
B:未产生白线,但在显影机中可见轻度粘结的色调剂;
C:轻度产生白线,在显影机中部分观察到粘结的色调剂;
D:明显产生白线,观察到显影机中粘结的色调剂。
色调剂的储存性
在以上的粘结评价中,在形成了10000张图像之后,使用电子显微镜观察在显影机中残留的色调剂的表面,观察100个色调剂颗粒,将破溃的色调剂颗粒的个数计数,使用以下判定标准来评价色调剂的储存性。
评价结果在B级以上则被认为在使用中不会引起问题。
A:色调剂无破溃;
B:观察到1至2个破溃的色调剂颗粒;
C:观察到3至5个破溃的色调剂颗粒;
D:观察到10个以上破溃的色调剂颗粒。
最低定影温度
使用以上制得的显影剂和富士施乐株式会社制造的DocuCentreColor500的改装机(改装该机器,从而以能够改变定影温度的外部定影装置来进行定影),以为13.5mg/cm2的调节色调剂量,在富士施乐株式会社制造的彩色相纸(J纸)上形成图像。形成图像之后,使用外部定影装置,在咬合区宽度为6.5mm以下,定影速率为180mm/秒的条件下使图像定影。
同时,为了评价最低定影温度,在外部定影装置中的定影辊的设定温度由90℃起以5℃的增量升高的同时进行图像定影。在其上已经于各定影温度形成有图像的纸上,在定影的色调剂图像的实心部分中央的内侧形成了折痕,然后使用棉纸擦拭定影的色调剂图像的受损部分,测定被擦出的白线的宽度,线宽为0.5mm以下的温度则为最低定影温度(MFT)。
定影性
在粘结评价中形成10000张图像之后,目视观察定影图像的表面,采用以下标准评价进纸辊上是否存在痕迹线。
评价结果在B级以上则被认为在使用中不会引起问题。
A:未见辊痕迹线。
B:直到第9000张仍未见辊痕迹线,不过在第10000张上略微可见辊痕迹线。
C:从第5000张起即略微可见辊痕迹线。
D:从第5000张起清晰可见辊痕迹线。
实施例2~4
色调剂颗粒2~4
使用与实施例1相同的方法制造色调剂颗粒2~4,不同之处在于将聚酯树脂1和品红色颜料(C.I.颜料红57)变为表5中所示的聚酯树脂和颜料。
以与实施例1相同的方法制造色调剂和显影剂,不同之处在于将色调剂颗粒1变为色调剂颗粒2~4,然后使用与实施例1相同的方法进行评价。
结果显示在表6中。
表5
实施例5
色调剂颗粒5
非结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制造
将以上制得的聚酯树脂(5)(200重量份)装入高温高压乳化装置(CAVITRONCD1010,由Eurotec Ltd.制造)中,在120℃加热熔融。将使用去离子水稀释氨水试剂而获得的稀氨水(0.37重量%)装入单独准备的水性介质槽中,在使用热交换器加热至120℃的同时以0.1升/分钟的速率转移到CAVITRON中。
在转子的旋转速率为60Hz和压力为5kg/cm2的条件下操作CAVITRON,由体积平均粒径为160nm并且固形成分为30重量%的聚酯树脂(5)获得非结晶性聚酯树脂 颗粒分散液。
着色剂颗粒分散液的制造
混合以下成分,使用高压冲击型分散机ALTIMIZER(HJP30006,由SuginoMachine Ltd.制造)分散1小时,由此获得体积平均粒径为180nm和固形成分为20重量%的着色剂颗粒分散液。
·青色颜料(颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造):10重量份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):2重量份
·去离子水:80重量份
结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制造
将十二烷二酸(115重量份,由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)和十二烷二醇(101重量份,由Ube Industries.Ltd.制造)装入烧瓶中,用1小时将温度升至160℃,确认对反应体系进行搅拌的事实,然后注入二丁基氧化锡(0.02重量份)。在蒸除额外生成的水的同时用6小时使温度由160℃升至200℃,进而在200℃使脱水缩合反应持续4小时,然后结束反应。反应液冷却后,通过固液分离得到的固体分在真空状态下于40℃干燥,由此获得结晶性聚酯树脂。
将含有所得的结晶性聚酯树脂的下列成分加热至120℃,使用由IKA制造的ULTRA-TURRAX T50分散,然后使用压力排出型匀化器进行分散,体积平均粒径变为180nm时进行收集。
通过以上方式获得了固形成分为20重量%的结晶性聚酯树脂颗粒分散液。
·结晶性聚酯树脂:50重量份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):2重量份
·去离子水:200重量份
色调剂颗粒5的制造
·非结晶性聚酯树脂颗粒分散液:150重量份
·着色剂颗粒分散液:25重量份
·结晶性树脂颗粒分散液:50重量份
·聚氯化铝:0.4重量份
·去离子水:100重量份
使用ULTRA-TURRAX T50(由IKA制造)将以上各成分在圆形不锈钢烧瓶中混合分散,然后在加热油浴中对烧瓶进行搅拌的同时加热至48℃。使烧瓶在48℃保持60分钟,然后加入非结晶性聚酯树脂颗粒分散液(70重量份)。
之后,使用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液将体系的pH调节为8.0,将不锈钢烧瓶密封,使用磁力密封物作为用于搅拌轴的密封物进行持续搅拌的同时加热至90℃,并保持3小时。
反应完成后,以2℃/分钟的降温速率使各成分冷却,过滤并用去离子水充分洗涤,随后通过吸滤式抽滤进行固液分离。另外,使用3L30℃的去离子水再次分散各成分,随后以300rpm搅拌洗涤15分钟。洗涤操作再重复6次,当滤液的pH为7.54并且电导率为6.5μS/cm时,通过吸滤式抽滤使用No.5A滤纸进行固液分离。
然后,进行真空干燥12小时以获得色调剂颗粒5。
使用以上方法测量色调剂颗粒5的体积平均粒径为5.9μm。
色调剂
此外,将一次颗粒平均粒径为40nm且用六甲基二硅氮烷(以下有时简称为“HMDS”)进行表面疏水处理的二氧化硅(SiO2)颗粒和作为偏钛酸与异丁基三甲氧基硅烷之间的反应产物的一次颗粒平均粒径为20nm的偏钛酸化合物颗粒添加到色调剂颗粒5中,以使表面上涂覆的各着色剂颗粒的比例为40%,使用亨舍尔混合机进行混合,由此制造色调剂。
显影剂
将以上制得的色调剂添加到涂覆有1重量%的聚甲基丙烯酸酯(由SokenChemical&Engineering Co.,Ltd.制造)且体积平均粒径为50μm的铁氧体载体中,以使色调剂的浓度为5重量%,然后用球磨机搅拌混合5分钟,由此制备显影剂。
接下来,使用与实施例1相同的方法评价显影剂。结果显示在表6中。
实施例6~18和比较例1~6
色调剂颗粒6~18和比较例色调剂颗粒1~6
使用与实施例5相同的方法制造色调剂颗粒6~18和比较例色调剂颗粒1~6,不同之处在于将聚酯树脂(5)变成表3和4中所示的聚酯树脂(6)~(18)和比较例聚酯树 脂(1)~(6)。
使用与实施例1相同的方法制造色调剂和显影剂,不同之处在于将色调剂颗粒1变为色调剂颗粒6~18和比较例色调剂颗粒1~6。
以与实施例1相同的方式评价所获得的色调剂和显影剂。
评价结果显示在表6中。
表6
由以上结果明显可知,与比较例相比,实施例的热存储性和低温定影性优异。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其它技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由所附权利要求及其等同物所限定。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂,其中,所述二羧酸成分包含至少一种不饱和二羧酸。
3.如权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂,其中,所述聚酯树脂的重均分子量(Mw)为50000~90000。
4.如权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂,其中,所述聚酯树脂的分子量分布(Mw/Mn)为14~20。
5.一种静电荷图像显影用色调剂,所述静电荷图像显影用色调剂包含权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂。
6.一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显剂包含权利要求5所述的静电荷图像显影用色调剂。
7.一种色调剂盒,所述色调剂盒盛放有权利要求5所述的静电荷图像显影用色调剂,并且能够从图像形成设备上拆卸。
8.一种能够从图像形成设备上拆卸的处理盒,所述处理盒包括:显影单元,所述显影单元盛放有权利要求6所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件表面上形成的静电荷图像显影以形成色调剂图像。
9.一种图像形成设备,所述图像形成设备包括:
图像保持部件;
充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电;
静电荷图像形成单元,所述静电荷图像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电荷图像;
显影单元,所述显影单元盛放有权利要求6所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;
转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印到记录介质上;和
定影单元,所述定影单元将所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
10.一种图像形成方法,所述图像形成方法包括:
对图像保持部件的表面进行充电;
在所述图像保持部件的所述表面上形成静电荷图像;
利用权利要求6所述的静电荷图像显影剂使所述静电荷图像显影以形成色调剂图像;
将所述色调剂图像转印到记录介质上;和
将所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
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