CN103324046B - 色调剂、显影剂、色调剂盒、显影剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、显影剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法,所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外添剂;所述色调剂颗粒包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂;所述外添剂包含表面上具有脂肪族醇的无机颗粒,所述脂肪族醇具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下。
Description
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、显影剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
目前在多个领域中正在使用通过静电荷图像使图像信息可视化的方法,例如电子照相术。在电子照相术中,静电荷图像(静电潜像)通过充电和曝光而在感光体(图像保持部件)上形成,使用包含色调剂的显影剂使所述静电潜像显影,并通过转印和定影使之可视化。电子照相术中所使用的显影剂包括含有色调剂和载体的双组分显影剂和单独使用磁性色调剂或非磁性色调剂的单组分显影剂,并且所述色调剂通过捏合粉碎制造法制造,其中将热塑性树脂熔融、捏合、冷却,随后进行细致研磨,而后与颜料、电荷控制剂和防粘剂(例如蜡)一起分级。对于色调剂而言,为了提高流动性或清洁性,必要时会将无机或有机颗粒添加至色调剂颗粒表面。
此外,已知JP-A-6-282096(专利文献1)和JP-A-2005-338690(专利文献2)中描述的色调剂是现有技术中的色调剂。
专利文献1公开了一种包含色调剂颗粒和外添剂的电子照相显影剂,所述色调剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,所述外添剂包含高分子量醇和细粉,且所述细粉的总覆盖范围F满足具体的关系式;并且,专利文献1公开了具有30~50个碳原子直链脂肪族醇作为所述高分子量醇。
专利文献2公开了一种非磁性单组份色调剂,其中,所述色调剂的平均圆形度为0.95~1.00,二氧化硅外添剂的一次粒径小于20nm,硅油的添加量为原始形式的二氧化硅的15重量%~30重量%,且所述硅油经过烘焙。
发明内容
本发明的目的是提供一种静电荷图像显影用色调剂,其中,抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第一方面,提供了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色调剂颗粒和外添剂;所述色调剂颗粒包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂;所述外添剂包含表面上具有脂肪族醇的无机颗粒,所述脂肪族醇具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下。
根据本发明的第二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族醇可以是具有5~22个碳原子的直链饱和一元醇。
根据本发明的第三方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族醇的含量可以是所述静电荷图像显影用色调剂总量的0.16重量%~5重量%。
根据本发明的第四方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述无机颗粒的80%以上的表面积可以涂覆有所述脂肪族醇。
根据本发明的第五方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族醇可以选自1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、1-壬醇、1-癸醇、异硬脂醇、环戊醇和环辛醇。
根据本发明的第六方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述无机颗粒的体积平均一次粒径可以是7nm~300nm。
根据本发明的第七方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述无机颗粒的体积平均一次粒径可以是10nm~200nm。
根据本发明的第八方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,表面上具有所述脂肪族醇的所述无机颗粒的含量可以是所述色调剂总重量的0.3重量%~10重量%。
根据本发明的第九方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述色调剂颗粒可以包含占所述色调剂颗粒的重量的2重量%~30重量%的结晶性聚酯树脂。
根据本发明的第十方面,提供了一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显影剂包含第一方面所述的色调剂和载体。
根据本发明的第十一方面,在第十方面所述的静电荷图像显影剂中,所述脂肪族醇可以是具有5~22个碳原子的直链饱和一元醇。
根据本发明的第十二方面,提供了一种色调剂盒,所述色调剂盒包含色调剂容纳室,所述色调剂容纳室盛放有第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十三方面,提供了一种色调剂盒,所述色调剂盒包含显影剂剂容纳室,所述显影剂容纳室盛放有第十方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十四方面,提供了一种图像形成装置用处理盒,所述图像形成装置用处理盒包含保持并运载静电荷图像显影剂的显影剂保持部件,其中,所述显影剂是第十方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十五方面,在第十四方面所述的图像形成装置用处理盒中,所述脂肪族醇可以是具有5~22个碳原子的直链饱和一元醇。
根据本发明的第十六方面,提供了一种图像形成装置,所述图像形成装置包含:图像保持部件;对所述图像保持部件的表面进行充电的充电单元;在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像的潜像形成单元;用色调剂使在所述图像保持部件表面上形成的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元;和将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印单元,其中,所述显影剂为第十方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十七方面,在第十六方面所述的图像形成装置中,所述脂肪族醇可以是具有5~22个碳原子的直链饱和一元醇。
根据本发明的第十八方面,提供了一种图像形成方法,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表面上形成静电潜像;用色调剂使在所述图像保持部件表面上形成的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像;和将所述色调剂图像转印到记录介质上,其中,所述显影剂为第十方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十九方面,在第十八方面所述的图像形成方法中,所述脂肪族醇可以是具有5~22个碳原子的直链饱和一元醇。
根据本发明的第一至第九方面,可以提供这样一种静电荷图像显影用色调剂:与不具有本发明的配置的静电荷图像显影用色调剂相比,所述静电荷图像显影用色调剂抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十和第十一方面,可以提供这样一种静电荷图像显影剂:与不具有本发明的配置的静电荷图像显影剂相比,所述静电荷图像显影剂抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十二方面,可以提供这样一种色调剂盒:与不具有本发明的配置的色调剂盒相比,所述色调剂盒所盛放的静电荷图像显影用色调剂抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十三方面,可以提供这样一种显影剂盒:与不具有本发明的配置的显影剂盒相比,所述显影剂盒所盛放的静电荷图像显影剂抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十四和第十五方面,可以提供这样一种处理盒:与不具有本发明的配置的处理盒相比,所述处理盒所盛放的静电荷图像显影剂抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十六和第十七方面,可以提供这样一种图像形成装置:与不具有本发明的配置的图像形成装置相比,所述图像形成装置抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
根据本发明的第十八和第十九方面,可以提供这样一种图像形成方法:与不具有本发明的配置的图像形成方法相比,所述图像形成方法抑制了由感光体成膜引起的图像缺陷,且减少了由电荷泄露引起的背景模糊,甚至在所述静电荷图像显影用色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
具体实施方式
在下文中,将描述示例性实施方式。
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包含色调剂颗粒和外添剂,所述色调剂颗粒包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂,其中,所述外添剂包含表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒,所述脂肪族醇具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下。
在使用双组分显影剂的显影方法特别是磁刷法中,经常观察到色调剂(即色调剂颗粒和外添剂)在清洁部件中积累并变形,进而残留在清洁单元(例如清洁刮板)和感光体(图像保持部件)之间。展示了以下现象:长期残留的沉积物固着在清洁刮板上,从而使清洁性变差,并且引起在感光体上的成膜,从而造成了图像缺陷,例如,因色调剂泄露而引起的色线。对此,提出了添加经硅油处理的外添剂以降低与感光体的摩擦系数的方法(参见JP-A-6-282096)。
然而,发明人已观察到,在如JP-A-6-282096所示的现有技术的色调剂中,在高温和高湿度条件下,用于外添剂的硅油因机械压力(例如显影机的搅拌)而涂覆在色调剂颗粒表面或载体表面上,水分因硅油的吸湿性而被吸收到色调剂颗粒或载体的表面,从而形成电荷泄露位点,因此,在将色调剂闲置后电荷量下降,并出现诸如模糊等图像缺陷。
经过详细的研究,发明人已观察到,具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下的脂肪族醇对氧化劣化具有高抗性,且其粘度即使在高温和高湿度下也不易发生变化,发明人还观察到,当使用表面上具有碳原子数为5个以上且熔点为20℃以下的脂肪族醇的无机颗粒作为色调剂的外添剂时,该混合物不易吸水,抑制了感光体上成膜的发生,而且电荷稳定性非常优异,即使在所述色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
外添剂
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外添剂,且所述外添剂包含表面上具有特定脂肪族醇的无机颗粒。
在表面上具有所述脂肪族醇的无机颗粒中,所述脂肪族醇可以存在于所述无机颗粒的至少部分表面上,但优选所述无机颗粒表面50%以上的面积都涂覆有所述脂肪族醇,更优选所述无机颗粒表面80%以上的面积都涂覆有所述脂肪族醇。脂肪族醇的涂覆量按以下方法计算得到:使用有机化合物或芳香族化合物的染色剂将脂肪族醇染色,对色调剂或无机颗粒拍照,并进行图像分析,从而计算50个以上无机颗粒的平均值。
此外,脂肪族醇优选附着在无机颗粒的表面,即,物理吸附在无机颗粒的表面。使用上述示例性实施方式的色调剂时,进一步抑制成膜的发生,即使在该色调剂长期暴露于高温和高湿度的情况下也是如此。
据认为,由于存在于外添剂上的脂肪族醇具有亲水基团(OH基)和疏水基团(烃链),该脂肪族醇的亲水基团朝向色调剂或载体表面上所吸附的水,而疏水性部分(烃链)则向外移动,从而使水分子的吸附受阻,并抑制了电荷泄露位点的扩大。
此外还推测,在脂肪族醇为物理吸附的情况下,一些脂肪族醇从无机颗粒释放或直接附着到载体或感光体等上,由此进一步抑制了成膜的发生。
具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下的脂肪族醇
示例性实施方式中所使用的脂肪族醇是具有饱和链型结构(无不饱和键)和5个以上碳原子的一元醇,且该一元醇的熔点为20℃以下。可以使用任何脂肪族醇,只要这些醇满足上述性质即可。如果熔点超过20℃,容易使有效抑制成膜的发生的效果变差。此处,所述脂肪族醇包括具有直链结构、支链结构和脂环结构的醇,但优选具有直链的醇和具有支链的醇,更优选具有支链的醇。
所述脂肪族醇所含的碳原子数优选为10个以上、更优选为16个以上、进一步优选为18个以上。所述脂肪族醇中的碳原子数优选为22个以下、更优选为20个以下。
所述脂肪族醇所含的烷基优选为具有直链基团或支化甲基的烷基,更优选在远离羟基的烷基链末端具有支化甲基。
脂肪族醇的实例包括1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、1-壬醇、1-癸醇、异硬脂醇、环戊醇和环辛醇,更优选异硬脂醇。
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外添剂;所述色调剂颗粒至少包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂;所述外添剂在其表面存在有脂肪族醇,所述脂肪族醇具有5个以上碳原子且熔点为20℃以下,从而可以抑制由感光体成膜引起的图像缺陷,且在高温和高湿度下可以减少由电荷泄露引起的背景模糊。
虽然机制尚不清楚,但据推测,很可能是由于存在于外添剂上的脂肪族醇具有亲水基团(OH基)和疏水基团(烃链),该脂肪族醇的亲水基团朝向色调剂或载体表面上所吸附的水,而疏水性(烃链)部分则向外移动,从而使水分子的吸附受阻,并抑制了电荷泄露位点的扩大。
据推测,对于具有至多4个碳原子的脂肪族醇,由于烃链过短,所以疏水性不足,脂肪族醇分子可能不会朝向色调剂和载体表面上所吸附的水分子,并且可能不会抑制电荷泄露位点的扩大。
此外,用于示例性实施方式的脂肪族醇的熔点应当为20℃以下。据推测,如果该熔点高于20℃,则由于脂肪族醇在高温和高湿度下变为固体,脂肪族醇分子可能不会朝向色调剂和载体表面上所吸附的水,并且可能不会抑制电荷泄露位点的扩大。
无机颗粒
对表面上具有脂肪族醇的无机颗粒没有特别限制,并且可以使用公知的无机颗粒作为色调剂的外添剂。其实例包括二氧化硅、氧化铝、钛氧化物(二氧化钛和偏钛氧化物等)、氧化铈、氧化锆、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙和炭黑等。
其中,优选二氧化硅颗粒或氧化钛颗粒,且特别优选二氧化硅颗粒。
所述二氧化硅颗粒包括例如锻制烟化二氧化硅、胶体二氧化硅和二氧化硅凝胶等二氧化硅颗粒。
此外,无机颗粒不仅可以具有在其表面上存在的脂肪族醇,而且,例如,还可以用下文所述的二氧化硅偶联剂等对其表面进行处理。
无机颗粒的体积平均一次粒径优选为3nm~500nm,更优选为7nm~300nm,进一步优选为10nm~200nm,且特别优选为10nm~130nm。在上述范围内时,脂肪族醇进入载体或感光体等中的迁移性非常优异,而且进一步抑制了成膜的发生。
无机颗粒的体积平均一次粒径优选利用LS13320(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量。
此外,在示例性实施方式的色调剂中,表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒的体积平均一次粒径优选大于除所述无机颗粒外的外添剂的体积平均一次粒径。
在示例性实施方式的色调剂中,对表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒的含量没有特别限制,但优选为所述色调剂总重量的0.3重量%~10重量%,更优选为0.5重量%~5重量%,进一步优选为0.8重量%~2.0重量%。
制造表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒的方法(表面处理方法)
对制造表面上具有脂肪族醇的无机颗粒的方法没有特别限制,可以使用公知的方法。此外,即使在脂肪族醇物理吸附到无机颗粒表面上的情况下,本发明的效果也能得到充分地展示。可以不进行化学处理(例如通过加热进行烘焙)。
物理吸附处理法的实例包括:用喷射干燥法进行干燥的方法,其中将脂肪族醇或含有脂肪族醇的液体喷射到漂浮在气相等中的无机颗粒上;将无机颗粒浸渍在包含脂肪族醇的溶液中并进行干燥的方法;等等。此外,可以加热已经过物理吸附处理的无机颗粒,而后可以使用脂肪族醇对该无机颗粒表面进行化学处理。
在示例性实施方式的色调剂中,在无机颗粒上处理的脂肪族醇的量(色调剂中脂肪族醇的含量)优选为所述色调剂的总重量的0.16重量%以上、更优选0.2重量%以上,且优选为所述色调剂的总重量的5重量%以下、更优选1.0重量%以下。在上述范围内时,进一步显示出成膜抑制效果。
向示例性实施方式的色调剂中外部添加外添剂的方法的实例包括下述方法:使用亨舍尔混合器或V形共混器等将色调剂颗粒和外添剂混合,从而制造所述无机颗粒。此外,在色调剂颗粒是以湿法制得的情况下,还可以以湿法外部添加外添剂。
此外,还包括以下方法:在将无机颗粒外部添加到色调剂颗粒中后,添加脂肪族醇或含有脂肪族醇的液体,而后使用亨舍尔混合器或V形共混器等将混合物混合。
其中,作为制造表面上具有脂肪族醇的无机颗粒的方法,优选采用通过物理吸附处理来制造所述无机颗粒的方法。
其他外添剂
示例性实施方式的色调剂可以包含除所述表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒外的外添剂(亦称为“其他外添剂”)。
在示例性实施方式的色调剂中,其他外添剂的含量可以小于表面上存在有脂肪族醇的无机颗粒的含量。
其他外添剂的实例包括上文所述无机颗粒以及乙烯类树脂、聚酯树脂和硅树脂等的树脂颗粒。
对于其他外添剂中的无机颗粒,优选预先对其表面进行疏水化处理。疏水化处理不仅对改善色调剂的粉末流动性、而且对改善电荷的环境依赖性和抗载体污染性都更加有效。
通过将无机颗粒浸入疏水化剂等中来进行疏水化处理。对疏水化剂没有特别限制,其实例包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂等。所述疏水化剂可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。其中,优选使用硅烷偶联剂。
可以使用的硅烷偶联剂的实例包括氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷、特殊甲硅烷化剂中的任何一种。
具体实例包括:甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、N,N-(三甲基甲硅烷基)脲、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
疏水化剂的量随无机颗粒的种类等而变化,并且可以不笼统指定。然而,相对于100重量份的无机颗粒,上述量优选为1重量份~50重量份,更优选为5重量份~20重量份。同时,在示例性实施方式中,还优选使用市售产品来作为疏水性二氧化硅颗粒。
其他外添剂的体积平均一次粒径优选为3nm~500nm,更优选为5nm~100nm,进一步优选为5nm~50nm,且特别优选为5nm~40nm。
色调剂颗粒
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒,所述色调剂颗粒包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂。此外,色调剂颗粒还可以包含公知的添加剂,例如电荷控制剂。
粘合剂树脂
粘合剂树脂包括:聚烯烃树脂,例如聚乙烯和聚丙烯;主要包括聚苯乙烯或聚(α-甲基苯乙烯)等的苯乙烯树脂;(甲基)丙烯酸树脂,主要包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈等;苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂;聚酰胺树脂;聚碳酸酯树脂;聚醚树脂;聚酯树脂;以及其共聚物树脂;但是,在用于静电荷图像显影用色调剂中时,从电荷稳定性和显影耐久性角度考虑,优选苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂或聚酯树脂。
从低温定影性角度考虑,粘合剂树脂优选包含聚酯树脂,更优选包含无定形(非结晶)聚酯树脂。
聚酯树脂通过例如主要为多元羧酸和多元醇的缩聚而获得。
多元羧酸的实例包括:芳香族羧酸,例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸和萘二甲酸;脂肪族羧酸,例如马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯基琥珀酸酐和己二酸;脂环族羧酸,例如环己二羧酸;以及它们的低级烷基酯或酸酐。此处,低级烷基是指具有1~8个碳原子的直链的、支化或环状的烷基。所述多元羧酸可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。在多元羧酸中,优选使用芳香族羧酸。此外,为了获得交联结构或分枝结构以实现确保良好的定影性的目的,优选将三元以上的羧酸(偏苯三酸或其酸酐等)与二羧酸共同使用。
用于获得无定形聚酯树脂的多元羧酸的实例包括芳香族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、1,4-亚苯基二乙酸酯和1,4-环己烷二羧酸,和具有脂环族烃基的二羧酸等,并且还包括其酸酐和低级烷基酯。
多元醇的实例包括:脂肪族二醇,例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇和甘油;脂环族二醇,例如环己二醇、环己烷二甲醇和氢化双酚A;芳香族二醇,例如双酚A的环氧乙烷加合物和双酚A的环氧丙烷加合物。所述多元醇可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。
用于获得无定形聚酯树脂的多元醇的优选实例包括脂肪族、脂环族和芳香族多元醇,且其具体实例包括1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、双酚A的氧化亚烷基加合物、双酚Z的氧化亚烷基加合物和氢化双酚A的氧化亚烷基加合物等。其中,优选可以使用双酚A的氧化亚烷基加合物,且更优选地可以使用双酚A的2摩尔环氧乙烷的加合物和双酚A的2摩尔环氧丙烷的加合物。
此外,为了获得交联结构或分枝结构以实现确保更佳的定影性的目的,优选将三元以上的醇(例如甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇等)与二醇共同使用。
无定形聚酯树脂的玻璃化转变温度(下文有时简称“Tg”)优选为50℃~80℃、更优选为50℃~70℃。当Tg为80℃以下时,低温定影性非常优异,这是优选的。此外,当Tg为50℃以上时,耐热保存性非常优异,且已定影的图像的保存性也非常优异,这都是优选的。
无定形聚酯树脂的酸值优选为5mgKOH/g~25mgKOH/g,更优选为6mgKOH/g~23mgKOH/g。当该酸值为5mgKOH/g以上时,色调剂与纸的亲和力良好,且充电性也良好。此外,在色调剂是通过下述乳化聚集法制得的情况下,乳化的颗粒容易制造,在乳化聚集法中聚集过程中聚集速率的较大加速度或聚并过程中的形状改变速率得到了抑制,并且容易控制颗粒的尺寸和形状。此外,当无定形聚酯树脂的酸值为25mgKOH/g以下时,充电的环境依赖性不会受到不良影响。另外,在用乳化聚集法制造色调剂时,聚集过程中聚集速率的较大加速度或聚并过程中的形状改变速率得到了抑制,而且防止了生产力变差。
对于无定形聚酯树脂,当通过四氢呋喃(THF)可溶分的凝胶渗透色谱(GPC)测量分子量时,重量平均分子量(Mw)优选为5,000~1,000,000、更优选为7,000~500,000,数量平均分子量(Mn)优选为2,000~100,000,分子量分布Mw/Mn优选为1.5~100、更优选为2~60。
当无定形聚酯树脂的分子量和分子量分布在上述范围内时,可以在不破坏低温定影性的情况下获得非常优异的定影图像强度,这是优选的。
在示例性实施方式中,色调剂颗粒可以包含结晶性聚酯树脂。
在熔融过程中结晶性聚酯树脂与无定形聚酯树脂相容,从而大大降低了色调剂粘度,由此获得具有更佳的低温定影性的色调剂。此外,在结晶性聚酯树脂中,由于许多芳香族结晶性聚酯树脂通常在比下述熔点范围更高的温度下熔融,所以,在色调剂颗粒包含结晶性聚酯树脂的情况下,结晶性聚酯树脂更优选是脂肪族结晶性聚酯树脂。
在示例性实施方式中,结晶性聚酯树脂在色调剂颗粒中的含量优选为2重量%~30重量%、更优选为4重量%~25重量%。当该含量为2重量%以上时,可以降低熔融过程中无定形聚酯树脂的粘度,并且可以容易地改善低温定影性。此外,当该含量为30重量%以下时,防止了由结晶性聚酯树脂的存在而引起的色调剂充电性的劣化,另外,在将色调剂定影在记录介质上之后可以容易地获得高图像强度。
结晶性聚酯树脂的熔点优选为50℃~90℃、更优选为55℃~90℃、进一步优选为60℃~90℃。当该熔点为50℃以上时,色调剂的保存性或已定影的色调剂图像的保存性非常优异。此外,当该熔点为90℃以下时,低温定影性得到改善。
另一方面,无定形聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃以上、更优选为30℃~100℃、进一步优选为50℃~80℃。在上述范围内时,由于无定形聚酯树脂在使用时处于玻璃态,色调剂颗粒因图像形成过程中所施加的热或压力而不发生聚集,并且可以在色调剂颗粒不附着在机器上或积累在机器中的情况下长期获得稳定的图像形成能力。
树脂的玻璃化转变温度可以用公知的方法来测量,例如ASTM D3418-82中所述的方法(DSC法)。
结晶性树脂的熔点使用差示扫描量热计(DSC)来测量,并且,当在以10℃/分钟的温度升高速率从室温升高到150℃的情况下进行测量时,所述熔点可以作为JIS K-7121所示的输入补偿差示扫描量热法的熔融峰值温度来获得。
此处,结晶性树脂中所示的“结晶性”表示树脂不显示分步的吸热变化,但具有清晰的吸热峰,并且具体含义为:当以10℃/分钟的温度升高速率进行测量时,所述吸热峰的半值宽度为15℃以下。
另一方面,吸热峰的半值宽度超过15℃的树脂和未观察到清晰吸热峰的树脂表明这些树脂是非结晶性的(无定形的)。无定形树脂的玻璃化转变温度使用具有自动正切处理系统的差示扫描量热计(由Shimadzu Corporation制造的DSC-50)根据ASTM D3418通过DSC测得。测量条件如下。
样品:3mg~15mg,优选5mg~10mg
测量方法:将样品放入铝盘中,并且使用空铝盘作为参照。
温度曲线:温度升高I(20℃~180℃,温度升高速率10℃/分钟)
在上述温度曲线中,从温度升高过程中所测得的吸热曲线中测量得到玻璃化转变温度。
玻璃化转变温度是吸热曲线的微分值变到最大时的温度。
此外,当结晶性聚酯树脂是其他成分与主链共聚的聚合物,并且所述其他成分的含量少于50重量%的情况下,共聚物亦称作结晶性聚酯。
用于合成结晶性聚酯树脂的酸成分的实例包括各种多元羧酸,但优选二羧酸,且更优选直链型脂肪族二羧酸。
其实例包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二甲酸、1,11-十一烷二甲酸、1,12-十二烷二甲酸、1,13-十三烷二甲酸、1,14-十四烷二甲酸、1,16-十六烷二甲酸和1,18-十八烷二甲酸等,及其他们的低级烷基酯或酸酐,但所述酸成分并不限于此。其中,考虑到易获得性,优选己二酸、癸二酸和1,10-癸烷二甲酸。
此外,可以使用具有烯属不饱和键的二羧酸或具有磺酸基的二羧酸来作为用于合成结晶性聚酯树脂的酸成分。
优选脂肪族二醇来作为用于合成结晶性聚酯树脂的醇成分,其实例包括:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、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、1,18-十八烷二醇和1,20-廿烷二醇等,但所述醇成分并不限于此。其中,考虑到易获得性和成本,优选1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
从树脂的可制造性、制造过程中色调剂的精细分散以及熔融过程中的相容性角度考虑,结晶性聚酯树脂的分子量(重量平均分子量Mw)优选为8,000~40,000、更优选为10,000~30,000。当所述重量平均分子量为8,000以上时,结晶性聚酯树脂的电阻下降得到了抑制,并因此防止了充电性变差。此外,当所述重量平均分子量为40,000以下时,降低了树脂合成的成本,并且防止了锐利的熔融性质变差,因此对低温定影性没有不良影响。
在示例性实施方式中,聚酯树脂的分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测量和计算。具体而言,在该测量中,使用由Tosoh Corporation制造的HLC-8120作为GPC,使用由Tosoh Corporation制造的TSKgel Super HM-M(15厘米)作为柱,并使用THF溶剂来测量聚酯树脂。接下来,使用由单分散聚苯乙烯标准样制作的分子量校正曲线,计算出聚酯树脂的分子量。
对制造聚酯树脂的方法没有特别限制,并且可以使用通用聚酯聚合法来制造聚酯树脂,在该方法中,酸成分和醇成分相互反应。例如,根据单体的种类,选择直接缩聚和酯交换法等中的任一种来制造聚酯树脂。当酸成分和醇成分相互反应时,由于摩尔比(酸成分/醇成分)随反应条件等而有所改变,因此不可能指定全面可用的摩尔比,但为了提高分子量,该摩尔比通常优选为约1/1。
可以用来制造聚酯树脂的催化剂包括:钠和锂等的碱金属化合物;镁和钙等的碱土金属化合物;锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗等的金属化合物;亚磷酸盐化合物、磷酸盐化合物和胺化合物等。
苯乙烯树脂和(甲基)丙烯酸树脂,特别是苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂,可用作示例性实施方式的粘合剂树脂。
可以优选使用具有以下述方法获得的共聚物的胶乳来作为粘合剂树脂成分,所述方法用表面活性剂分散并稳定化含有60重量份~90重量份的乙烯基芳香族单体(苯乙烯类单体)、10重量份~40重量份的烯属不饱和羧酸酯单体((甲基)丙烯酸酯类单体)和1重量份~3重量份的烯属不饱和单体的单体混合物,并使该单体混合物聚合。
上述共聚物的玻璃化转变温度优选为50℃~70℃。
下文中将描述构成所述共聚物树脂的聚合性单体。
苯乙烯类单体的实例包括:经烷基取代的具有烷基链的苯乙烯,例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯和4-乙基苯乙烯;经卤素取代的苯乙烯,例如2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯和4-氯苯乙烯;经氟取代的苯乙烯,例如4-氟苯乙烯和2,5-二氟苯乙烯;等等。其中,优选苯乙烯作为所述苯乙烯类单体。
关于所述(甲基)丙烯酸酯类单体有:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸异庚酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸二苯基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基苯酯、(甲基)丙烯酸三联苯酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯、(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酰胺等。其中,优选丙烯酸正丁酯作为所述(甲基)丙烯酸酯类单体。
烯属不饱和酸单体是含有酸性基团(例如羧基、磺酸基或酸酐)的烯属不饱和单体。
在苯乙烯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂中包含羧基的情况下,可以通过使具有羧基的聚合性单体共聚来获得所述树脂。
具有羧基的聚合性单体的具体实例包括:丙烯酸、乌头酸、阿托酸、芳基丙二酸、当归酸、异巴豆酸、衣康酸、10-十一酸、反油酸、芥子酸、油酸、O-羧基肉桂酸、巴豆酸、氯代丙烯酸、氯代异巴豆酸、氯代巴豆酸、氯代富马酸、氯代马来酸、肉桂酸、环己烯二甲酸、柠康酸、羟基肉桂酸、二羟基肉桂酸、剔各酸、硝基肉桂酸、乙酸乙烯酯、苯基肉桂酸、4-苯基-3-丁烯酸、阿魏酸、富马酸、顺芜酸、2-(2-呋喃基)丙烯酸酯、溴代肉桂酸、溴代富马酸、溴代马来酸、亚苄基丙二酸、苯甲酰氧基丙烯酸酯、4-戊烯酸、马来酸、甲基富马酸、甲基丙烯酸、甲基肉桂酸和甲氧基肉桂酸等。其中,就聚合物形成反应的容易性而言,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、肉桂酸和富马酸,更优选丙烯酸。
在粘合剂树脂聚合时,可以使用链转移剂。
对链转移剂没有特别限制,可以使用具有硫醇成分的化合物。具体而言,优选烷基硫醇,例如己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇和十二烷基硫醇。它们之所以特别优选,是因为分子量分布窄,由此色调剂在高温下的保存性变得良好。
必要时可以向粘合剂树脂中添加交联剂。交联剂通常是在分子中具有两个以上烯属不饱和基团的多官能单体。
交联剂的具体实例包括:芳香族多乙烯基化合物,例如二乙烯基苯和二乙烯基萘;芳香族多元羧酸的多乙烯基酯,例如邻苯二甲酸二乙烯酯、间苯二甲酸二乙烯酯、对苯二甲酸二乙烯酯、高邻苯二酸二乙烯酯、均苯三甲酸二乙烯酯/三乙烯酯、萘二羧酸二乙烯酯和联苯甲酸二乙烯酯;含氮芳香族化合物的二乙烯酯,例如吡啶二甲酸二乙烯酯;不饱和杂环化合物羧酸的乙烯酯,例如焦粘酸乙烯酯、呋喃甲酸乙烯酯、吡咯-2-甲酸乙烯酯和噻吩甲酸乙烯酯;线性多元醇的(甲基)丙烯酸酯,例如丁二醇甲基丙烯酸酯、己二醇丙烯酸酯、辛二醇甲基丙烯酸酯、癸二醇丙烯酸酯和十二烷二醇甲基丙烯酸酯;支化和具有取代基的多元醇(甲基)丙烯酸酯,例如新戊二醇二甲基丙烯酸酯和2-羟基-1,3-二丙烯酰氧基丙烷;聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;以及多价的聚乙烯基羧酸酯,例如琥珀酸二乙烯酯、富马酸二乙烯酯、马来酸乙烯酯/二乙烯酯、二甘醇酸二乙烯酯、衣康酸乙烯酯/二乙烯酯、丙酮二甲酸二乙烯酯、戊二酸二乙烯酯、3,3'-硫醇二丙酸二乙烯酯、顺阿康酸二乙烯酯/三乙烯酯、己二酸二乙烯酯、庚二酸二乙烯酯、辛二酸二乙烯酯、壬二酸二乙烯酯、癸二酸二乙烯酯、十二烷二酸二乙烯酯和十三烷二酸二乙烯酯等。
在示例性实施方式中,交联剂可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。
交联剂的优选含量优选为聚合性单体的总量的0.05重量%~5重量%、更优选为0.1重量%~1.0重量%。
在各种粘合剂树脂中,对于可以通过使聚合性单体发生自由基聚合而制造的粘合剂树脂,可以使用自由基聚合引发剂来使它们聚合。
对自由基聚合引发剂没有特别限制,其具体实例包括:过氧化物,例如过氧化氢、过氧化乙酰、过氧化枯烯、叔丁基过氧化物、过氧化丙酰、过氧化苯甲酰、过氧化氯苯甲酰、过氧化二氯苯甲酰、过氧化溴甲基苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化碳酸二异丙酯、氢过氧化萘满、1-苯基-2-甲基丙基-1-氢过氧化物、过三苯基乙酸酯叔丁基氢过氧化物、过甲酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯、过苯基乙酸叔丁酯、过甲氧基乙酸叔丁酯和过N-(3-甲苯甲酰)氨基甲酸叔丁酯;偶氮化合物,例如2,2'-偶氮二丙烷、2,2'-二氯-2,2'-偶氮二丙烷、1,1'-偶氮(甲基乙基)二乙酸酯、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸盐、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)硝酸盐、2,2'-偶氮二异丁烷、2,2'-偶氮二异丁酰胺、2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丙酸)甲酯、2,2'-二氯-2,2'-偶氮二丁烷、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二异丁酸二甲酯、1,1'-偶氮二(1-甲基丁腈-3-磺酸钠)、2-(4-甲基苯基偶氮)-2-甲基丙二腈、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)、3,5-二羟基甲基苯基偶氮-2-甲基丙二腈、2-(4-溴苯基偶氮)-2-烯丙基甲基丙二腈、2,2'-偶氮二(2-甲基戊腈)、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸酯)二甲酯、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、1,1'-偶氮二环己腈、2,2'-偶氮二(2-丙基丁腈)、1,1'-偶氮二(1-氯苯基乙烷)、1,1'-偶氮二(1-环己腈)、1,1'-偶氮二(1-环庚腈)、1,1'-偶氮二(1-苯基乙烷)、1,1'-偶氮二枯烯、4-硝基苯基偶氮苄基氰基乙酸乙酯、根基偶氮二苯基甲烷、苯基偶氮三苯基甲烷、4-硝基苯基偶氮三苯基甲烷、1,1'-偶氮二(1,2-二苯基乙烷)、聚(双酚A-4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸酯))和聚(四乙二醇-2,2'-偶氮二异丁酸酯);1,4-二(五亚乙基)-2-四氮烯和1,4-二甲氧基羰基-1,4-二苯基-2-四氮烯等。
此外,结晶性乙烯基树脂的实例包括使用长链烷基或稀基的(甲基)丙烯酸酯的乙烯基树脂,例如(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烯基酯和(甲基)丙烯酸山嵛酯。此处,在本说明书中,术语“(甲基)丙烯酸”的意义包涵了“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的任一个或全部两个。
另外,如苯乙烯类树脂和(甲基)丙烯酸类树脂等加聚型树脂的重量平均分子量优选为5,000~50,000、更优选为7,000~35,000。当所述重量平均分子量为5,000以上时,作为粘合剂树脂的粘合力良好,且热附着性不会变差。此外,当所述重量平均分子量为50,000以下时,可以获得良好的热附着性和良好的最低定影温度,缩聚反应所需的时间或温度适中,且制造效率良好。
此处,粘合剂树脂的重量平均分子量可以通过例如凝胶渗透色谱(GPC)等来测量。
对示例性实施方式的色调剂中粘合剂树脂的含量没有特别限制,但优选为所述色调剂总重量的10重量%~95重量%,更优选为25重量%~90重量%,进一步优选为45重量%~85重量%。在上述范围内时,定影性和电荷特性等非常优异。
着色剂
色调剂颗粒包含着色剂。
可以用于示例性实施方式的色调剂的着色剂的实例包括下述物质中的一种或两种以上的组合:磁铁矿和铁氧体等的磁粉;多种颜料,例如炭黑、灯黑、铬黄、汉撒黄、对二氨基联苯黄、士林黄、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、瓦拉肯橙、色淀红、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索尔红、罗丹明B色淀、色淀红C、玫瑰红、苯胺蓝、溶剂油蓝(chalco oil blue)、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、酞菁绿和孔雀石绿草酸盐;基于吖啶、氧杂蒽、偶氮、苯醌、吖嗪、蒽醌、硫靛蓝、二噁嗪、噻嗪、偶氮甲碱、靛青、酞菁、苯胺黑、聚甲炔、三苯基甲烷、二苯基甲烷和噻唑的各种染料。
此外,其实例包括C.I颜料红48:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料57:1、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄17、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:3等。
相对于色调剂颗粒中所含的100重量份的粘合剂树脂,色调剂颗粒中的着色剂的含量优选为1重量份~30重量份。此外,必要时使用经表面处理的着色剂或颜料分散剂也是有效的。通过适当地选择着色剂的种类,可以获得各种颜色的色调剂,例如黄色色调剂、品红色色调剂、青色色调剂和黑色色调剂。
防粘剂
色调剂颗粒包含防粘剂。
对示例性实施方式中所用的防粘剂没有特别限制,可以使用公知的防粘剂,而以下蜡是优选的。
所述蜡的实例包括:石蜡及其衍生物,褐煤蜡及其衍生物,微晶蜡及其衍生物,费托蜡及其衍生物,聚烯烃蜡及其衍生物,等等。所述衍生物包括氧化物、具有乙烯基单体的聚合物和接枝改性产物。另外,还可以使用醇、脂肪族酸、植物蜡、动物蜡、矿物蜡、酯蜡和酸酰胺等。
用作防粘剂的蜡在70℃~140℃中的任何温度熔融,且优选显示出1厘泊~200厘泊的熔融粘度,更优选1厘泊~100厘泊的熔融粘度。当蜡在70℃以上熔融时,蜡的变化温度足够高,并且,复印机内部的温度升高时的抗粘连性和显影性都非常优异。当蜡在140℃以下熔融时,蜡的变化温度足够低,不必在高温下进行定影,而且,节能性非常优异。此外,当熔融粘度为200厘泊以下时,色调剂的喷射程度适中,且定影剥落性质非常优异。
在示例性实施方式的色调剂中,根据定影性、色调剂的抗粘连性和色调剂强度等方面来选择防粘剂。对防粘剂的添加量没有特别限制,但相对于在色调剂颗粒中所含的100重量份的粘合树脂,所述添加量优选为2重量份~20重量份。
其他添加剂
除了上述成分之外,必要时可以向着色颗粒中进一步添加多种成分,例如内添剂和电荷控制剂。
内添剂的实例包括磁性体,例如金属,如铁氧体、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰,包含这些金属的合金和化合物。
电荷控制剂的实例包括季铵盐化合物、苯胺黑化合物、包含络合物(例如铝、铁或铬)的染料和三苯基甲烷颜料等。
示例性实施方式中所使用的色调剂颗粒不受制造方法的特别限制,其可以通过已知方法来制造。具体实例包括以下方法。
色调剂颗粒可以用例如以下方法来制造:捏合粉碎法,其中,将粘合剂树脂、着色剂、防粘剂和必要时的电荷控制剂等捏合、粉碎并分级;通过机械冲击力或热能来改变通过捏合粉碎法得到的颗粒的形状的方法;乳化聚集法,其中,将通过乳化并分散粘合剂树脂而得到的分散液与着色剂、防粘剂和必要时的电荷控制剂等的分散液混合、聚集、加热并聚并,从而得到色调剂颗粒;乳化聚合聚集法,其中,使粘合剂树脂的聚合性单体乳化聚合,将所得到的分散液与着色剂、防粘剂和必要时的电荷控制剂等的分散液混合、聚集、加热并聚并,从而得到色调剂颗粒;悬浮聚合法,其中,将用于获得粘合剂树脂的聚合性单体和着色剂、防粘剂和必要时的电荷控制剂等的溶液悬浮在水性溶剂中,从而使单体聚合;溶解悬浮法,其中,将粘合剂树脂和着色剂、防粘剂和必要时的电荷控制剂等的溶液悬浮在水性溶剂中,从而使粘合剂树脂成为粒状;等等。此外,色调剂颗粒可以用下述方法来制造:将用上述方法获得的色调剂颗粒用作芯核,进而使聚集的颗粒附着、受热并聚并,从而制备核壳结构。
其中,示例性实施方式的色调剂优选为通过乳化聚集法或乳化聚合聚集法获得的色调剂(乳化聚集色调剂)。
以上述方式制得的色调剂颗粒的粒径以体积平均粒径计优选为2μm~8μm、更优选为3μm~7μm。当该体积平均粒径为2μm以上时,由于色调剂的流动性良好并且由载体赋予了足够的充电能力,背景部分的模糊不易发生,而且密度再现性不易变差。此外,当该体积平均粒径为8μm以下时,可以获得改善细点的再现性、色调和颗粒度的效果良好,且可以获得高品质的图像。此处,该体积平均粒径用例如COULTER MULTISIZER II (由BeckmanCoulter,Inc.制造)等测量设备来测量。
从提高可显影性、转印效率和图像品质的角度考虑,色调剂颗粒优选为伪球形的。色调剂颗粒的球形化程度可以用下文所示公式中的形状系数S F1来表示,且示例性实施方式中所使用的色调剂颗粒的形状系数SF1的平均值(平均形状系数)优选小于145、更优选为115~小于140、进一步优选为120~小于140。当形状系数SF1的平均值小于145时,可以获得良好的转印效率,并且图像品质非常优异。
在上式中,ML表示各色调剂颗粒的最大长度,A表示各色调剂颗粒的投影面积。
此处,形状系数SF1的平均值(平均形状系数)通过以下方法获得:从光学显微镜以250倍的放大率将具有1,000个颗粒的色调剂图像扫描至图像分析仪(LUZEX III,由NirecoCorporation制造)中,由最大长度和投影面积得到各颗粒的SF1值,并取这些值的平均值。
静电荷图像显影剂
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂优选用作静电荷图像显影剂。
对示例性实施方式的静电荷图像显影剂没有特别限制,只要该静电荷图像显影剂包含示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂即可;所述静电荷图像显影剂可以视用途具有适合的成分组成。当示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂单独使用时,制备单组分静电荷图像显影剂;当示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂与载体组合使用时,制备双组分静电荷图像显影剂。
在使用单组分显影剂时,还采用以下方法:用显影套筒或充电部件使静电荷图像显影用色调剂摩擦带电,从而形成带电的色调剂,并根据静电潜像使该色调剂显影。
在示例性实施方式中,对显影方法没有特别限制,但优选双组分显影法。此外,在满足上述条件时,对载体没有特别指定,且载体的芯材的实例包括:磁性金属,例如铁、钢、镍和钴;这些金属和锰、铬或稀土元素等的合金;磁性氧化物,例如铁氧体和磁铁矿等;但从芯材表面性质和芯材的电阻的角度考虑,优选铁氧体,特别是与锰、锂、锶或镁等的合金。
示例性实施方式中所使用的载体优选在芯材表面上涂覆有树脂。对所述树脂没有特别限制,可以视用途选择适当的树脂。其实例包括公知的树脂,例如:聚烯烃树脂,如聚乙烯和聚丙烯;聚乙烯基类树脂和聚乙二烯树脂,如聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯醚和聚乙烯酮;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸酯共聚物;含有有机硅氧烷键的直链硅树脂及其改性产物;氟树脂,如聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯三氟乙烯;硅树脂;聚酯;聚氨酯;聚碳酸酯;酚树脂;氨基树脂,如脲甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、脲树脂和聚酰胺树脂;和环氧树脂。所述树脂可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。在示例性实施方式中,在上述树脂中,优选使用至少氟树脂和/或硅树脂。当使用至少氟树脂和/或硅树脂作为所述树脂时,防止因色调剂或外添剂造成的载体污染(冲击)的效果良好,这是有益的。
由该树脂形成的膜优选具有分散在该树脂中的树脂颗粒和/或导电颗粒。树脂颗粒的实例包括热塑性树脂颗粒和热固性树脂颗粒等。其中,从相对容易提高硬度的角度考虑,优选热固性树脂,而且从向色调剂赋予带负电性的角度考虑,优选包含N原子的含氮树脂的树脂颗粒。此处,所述树脂颗粒可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。所述树脂颗粒的平均粒径优选为0.1μm~2μm、更优选为0.2μm~1μm。当所述树脂颗粒的平均粒径为0.1μm以上时,所述树脂颗粒在膜中的分散性非常优异,另一方面,当所述树脂颗粒的平均粒径为2μm以下时,所述树脂颗粒不易从膜中脱落。
导电颗粒的实例包括:金、银和铜等的金属颗粒;炭黑颗粒;以及钛氧化物、氧化锌、硫酸钡、硼酸铝或钛酸钾粉末等的表面涂覆了氧化锡、炭黑或金属等而得到的颗粒。所述导电颗粒可以单独使用,或者将其中两种以上组合使用。其中,从良好的制造稳定性、成本和导电性等角度考虑,优选炭黑颗粒。对炭黑的种类没有特别限制,但优选DBP油吸收为50ml/100g~250ml/100g的炭黑,这是因为制造稳定性会非常优异。涂覆在芯材表面上的树脂、树脂颗粒和导电颗粒的量优选为0.5重量%~5.0重量%、更优选为0.7重量%~3.0重量%。
对形成上述膜的方法没有特别限制,但其实例包括使用在溶剂中含有树脂颗粒(例如交联树脂颗粒)和/或导电颗粒以及作为基质树脂的树脂(例如苯乙烯丙烯酸树脂、氟树脂或硅树脂等)的膜形成液的方法。
其具体实例包括:浸渍法,其中,将载体芯材浸入所述膜形成液中;喷射法,其中,将所述膜形成液喷射到载体芯材的表面上;捏合涂覆法,其中,在利用气流使载体芯材在漂浮的状态下混合所述膜形成液,随后除去溶剂;等等。其中,在示例性实施方式中优选捏合涂覆法。
对膜形成液中所使用的溶剂没有特别限制,只要所述溶剂可以溶解仅作为基质树脂的树脂即可;所述溶剂可以选自公知溶剂。所述溶剂的实例包括:芳香烃,例如甲苯和二甲苯;酮,例如丙酮和甲基乙基酮;醚,例如四氢呋喃和二氧己环;等等。在树脂颗粒分散在膜中的情况下,由于树脂颗粒和作为基质树脂的颗粒在厚度方向和与载体表面相切的方向上均匀地分散,所以即使在长期使用载体以至于膜受到磨损时,仍可以保持与使用前相同的表面形式,并且可以长期保持良好的向色调剂的充电性。此外,在导电颗粒分散在膜中的情况下,由于导电颗粒和作为基质树脂的树脂在厚度方向和与载体表面相切方向上均匀地分散,所以即使在长期使用载体以至于膜受到磨损时,仍可以保持与使用前相同的表面形式,并且长期地防止了载体劣化。此处,在树脂颗粒和导电颗粒分散在膜中的情况下,会同时显示出上述效果。
在104V/cm的电场中并且在磁刷状态下,以上述方式形成的整个磁性载体的电阻优选为108Ωcm~1013Ωcm。当磁性载体的电阻为108Ωcm以上时,载体与图像保持部件上的图像部分的附着得到抑制,并且不易产生刷痕迹。另一方面,当磁性载体的电阻为1013Ωcm以下时,边抑制了缘效应的发生,且可以获得良好的图像品质。
此处,电阻(体积固有电阻)以下述方式测量。
将样品安装在测量夹具的底电极板上(所述测量夹具是与静电计(由KeithleyInstruments Inc.制造,商品名:KEITHLEY 610C)和高压电源(由Fluke Corporation制造,商品名:FLUKE 415B)连接的一对20cm2的圆形(钢)电极板),从而形成约1mm~3mm厚的平面层。接下来,将顶电极板置于所述样品上,随后在所述顶电极板上放置4kg的重物以去除样品间的空隙。在此状态下测量样品层的厚度。接下来,通过向两个电极板施加电压来测量电流值,并基于以下公式计算出体积固有电阻。
体积固有电阻=所施加的电压×20÷(电流值-初始电流值)÷样品厚度
在上式中,初始电流是指所施加的电压为0时的电流值,而电流值是指测得的电流值。
示例性实施方式的色调剂和载体在双组分静电荷图像显影剂中的混合比优选为2重量份~10重量份的色调剂:100重量份的载体。此外,对制备显影剂的方法没有特别限制,其实例包括使用V形共混器进行混合等方法。
图像形成方法
此外,在静电荷图像显影型(电子照相型)图像形成方法中使用所述静电荷图像显影剂(静电荷图像显影用色调剂)。
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,在图像保持部件的表面上形成静电潜像,使用包含色调剂的显影剂使在所述图像保持部件表面上形成的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像,和将所述色调剂图像转印到转印介质的表面上;并且还可以包括:使转印到所述转印介质表面上的色调剂图像定影,和清洁残留在所述图像保持部件上的静电荷图像显影剂;其中,使用示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或示例性实施方式的静电荷图像显影剂作为显影剂。
各个步骤为普通步骤,并在例如JP-A-56-40868和JP-A-49-91231等中有所描述。此处,在示例性实施方式的图像形成方法中,可以使用公知的图像形成装置,例如复印机或传真机。
形成静电潜像是在图像保持部件(感光体)上形成静电潜像的步骤。
使静电潜像显影是使用显影剂保持部件上的显影剂层使静电潜像显影以形成色调剂图像的步骤。对显影剂层没有特别限制,只要所述显影剂层包含示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂即可。
转印色调剂图象是将色调剂图象转印至转印介质的步骤。此外,转印色调剂图像时的转印介质的实例包括记录介质,例如中间转印体或纸张。
在将色调剂图象定影时,例如,使用加热辊定影器使转印到转印纸上的色调剂图象定影以形成复印图像,其中将所述加热辊的温度设定到一定温度。
清洁静电荷图像显影剂是清洁残留在图像保持部件上的静电荷图像显影剂的步骤。
此外,在示例性实施方式的图像形成方法中,清洁静电荷图像显影剂更优选包括使用清洁刮板除去残留在图像保持部件上的静电荷图像显影剂。
可以使用公知的记录介质来作为记录介质,其实例包括用于电子照相型复印机或打印机等中的纸张和OHP片等。可以使用的优选实例包括通过用树脂等涂覆普通纸张的表面而获得的涂覆纸以及打印用艺术纸(art paper)等。
示例性实施方式的图像形成方法还可以包括再循环。再循环是使在清洁静电荷图像显影剂步骤中所收集到的静电荷图像显影用色调剂移至显影剂层的步骤。在包括再循环的图像形成方法中,使用诸如色调剂再循环系统型复印机或传真机等图像形成装置。此外,该图像形成方法可以用于在显影的同时收集色调剂的再循环系统。
图像形成装置
示例性实施方式的图像形成装置具有:图像保持部件,对所述图像保持部件的表面进行充电的充电单元,在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像的潜像形成单元,用包含色调剂的显影剂使所述静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元,和将所述色调剂图像从所述图像保持部件上转印至转印介质表面的转印单元;并且还可以包括:使转印到所述转印介质表面上的色调剂图像定影的定影单元,和清洁所述图像保持部件的清洁单元;其中,使用示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或示例性实施方式的静电荷图像显影剂作为显影剂。
此处,对示例性实施方式的图像形成装置没有特别限制,只要所述图像形成装置包含至少图像保持部件、充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元、定影单元和清洁单元即可;必要时所述图像形成装置还可以包含擦除单元等。
在转印单元中,可以使用中间转印体进行两次以上转印。此外,转印单元中转印介质的实例包括记录介质,例如中间转印体和纸张。
图像保持部件和相应的单元可以优选使用在上述图像形成方法的相应步骤中所描述的构造。可以使用用于图像形成装置的公知单元作为相应的单元。此外,示例性实施方式的图像形成装置可以包含上述构造以外的单元和装置等。此外,在示例性实施方式的图像形成装置中,可以同时运行上述单元中的多个单元。
此外,清洁残留在图像保持部件上的静电荷图像显影剂的清洁单元的实例包括清洁刮板和清洁刷等,且优选清洁刮板。
清洁刮板的优选材料包括聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和硅橡胶等。
色调剂盒、显影剂盒和处理盒
示例性实施方式的色调剂盒是包括色调剂容纳室的色调剂盒,所述色调剂容纳室至少盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂。
示例性实施方式的显影剂盒是包括显影剂容纳室的显影剂盒,所述显影剂容纳室至少盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
此外,示例性实施方式的处理盒具有用静电荷图像显影用色调剂或静电荷图像显影剂使形成在图像保持部件表面上的静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元,和选自由下述单元组成的组的至少一种单元:图像保持部件,对图像保持部件的表面进行充电的充电单元,和用于除去残留在图像保持部件表面上的色调剂的清洁单元;而且,示例性实施方式的处理盒至少盛放有示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
示例性实施方式的色调剂盒优选能够与所述图像形成装置分离。即,在具有色调剂盒可以分离的构造的图像形成装置中,优选使用盛放有示例性实施方式的色调剂的示例性实施方式的色调剂盒。
对示例性实施方式的显影剂盒没有特别限制,只要所述显影剂盒容纳有包含示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂即可。例如,显影剂盒能够与具有显影单元的图像形成装置分离,并且盛放有包含示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂,作为用于供应至所述显影单元的显影剂。
此外,显影剂盒可以是盛放有色调剂和载体的盒,或者是分离式具有单独盛放色调剂的盒和单独盛放载体的盒的盒。
示例性实施方式的处理盒优选能够与所述图像形成装置分离。
此外,示例性实施方式的处理盒必要时可以包括其他部件,例如擦除单元。
色调剂盒和处理盒可以采用公知的构造,可以参考例如JP-A-2008-209489和JP-A-2008-233736等。
实施例
下文将使用实施例来详细描述示例性实施方式,但示例性实施方式并不限于这些实施例。此处,在以下描述中,除非另外说明,“份”是指“重量份”。
测量树脂的重量平均分子量和分子量分布的方法
粘合剂树脂的分子量和分子量分布在以下条件下测量。使用“HLC-8120 GPC,SC8020(由Tosoh Corporation制造)装置”用于GPC,使用两根“TSKgel,Super HM-H(由Tosoh Corporation制造,6.0mmID×15cm)”作为柱,并使用四氢呋喃(THF)作为洗脱溶液。使用IR检测器在以下实验条件下进行实验:样品浓度0.5%,流速0.6ml/分钟,样品注射量10μl,测量温度40℃。此外,从由Tosoh Corporation制造的“聚苯乙烯标准样品TSK标准品”的10个样品绘制标准曲线,所述10个样品为“A500”、“F1”、“F10”、“F80”、“F380”、“A2500”、“F4”、“F40”、“F128”和“F700”。
树脂颗粒和着色剂颗粒等的体积平均粒径
使用激光衍射粒径分布测量装置(由Horiba,Ltd.制造,LA700)测量树脂颗粒和着色剂颗粒等的体积平均粒径。
测量树脂的熔点和玻璃化转变温度的方法
根据ASTM D-34188,使用差示扫描量热计(由PerkinElmer Co.,Ltd.制造,DSC 7)从所测量的主最高峰得到结晶性聚酯树脂的熔点和无定形聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)。在所述设备(DSC 7)的检测部分中使用铟和锌的熔点来进行温度校正,并使用铟的熔化热进行热量校正。使用铝盘作为样品,将空盘设置为参照,并在10℃/分钟的温度提升速率下进行测量。
测量色调剂的体积平均粒径的方法
色调剂颗粒的体积平均粒径用COULTER MULTISIZER II (由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量。使用ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为电解液。
在该测量方法中,首先将0.5mg~50mg的测量样品添加到作为分散剂的表面活性剂(优选为2ml 5%烷基苯磺酸钠水溶液)中,将该混合物添加到100ml~150ml的电解液中。在超声分散设备中将悬浮有测量样品的电解液分散约1分钟,并在COULTER MULTISIZER II中使用孔隙半径为100μm的孔隙来测量粒径为2.0μm~60μm的颗粒的粒径分布。测量的颗粒数量是50,000个。
对于所测量的粒径分布,在所划分的粒径范围(频道)中,按重量或体积从较小粒径一侧绘制累积分布,并将对应于50%累积值的粒径定义为重量平均粒径或体积平均粒径。
获得形状系数的方法
形状系数SF1通过下式获得。
SF1=100π×(ML)2/(4×A)
此处,ML表示颗粒的最大长度,A表示颗粒的投影面积。颗粒的最大长度和投影面积通过下述方法获得:用光学显微镜观察载玻片上的颗粒样品,通过摄像机将其扫描至图像分析仪(LUZEX III,由Nireco Corporation制造)中,并进行图像分析。此时采样的颗粒数量为100个以上,使用其平均值来获得上式中所示的形状系数。
色调剂颗粒的制备
各分散液的制备
结晶性聚酯树脂颗粒分散液1的制备
将260重量份1,12-十二烷二甲酸、165重量份1,10-癸二醇和0.035重量份作为催化剂的四丁氧基钛酸酯放入经加热干燥的三颈瓶中,之后通过减压操作使该容器内的空气减压,进而使用氮气形成惰性气氛,随后在180℃下通过机械搅拌进行6小时的回流。之后,在减低的压力下进行蒸馏使温度缓慢升高至220℃,将混合物搅拌2小时~3小时,当形成粘性状态时停止在减压下进行的蒸馏,使混合物在空气中冷却,从而得到结晶性聚酯树脂1。
所获得的结晶性聚酯树脂1的重量平均分子量(Mw)经上述方法测量为12,000。另外,使用差示扫描量热计(DSC)按上述测量方法测量所获得的结晶性聚酯树脂1的熔点,发现该熔点为72℃。
接下来,将180重量份结晶性聚酯树脂1和580重量份去离子水放入不锈钢烧杯中,并将该烧杯置于温浴中加热至95℃。当结晶性聚酯树脂1熔融时,使用均质器(由IKALaboratory Technology制造,ULTRA-TURRAX T50)以8,000rpm搅拌混合物,同时添加稀氨水将pH调节为7.0。接下来,逐滴添加20重量份稀释有0.8重量份阴离子表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造,NEOGEN R)的水溶液,同时进行乳化分散,从而制得体积平均粒径为0.24μm的结晶性聚酯树脂颗粒分散液1(树脂颗粒浓度:12.5重量%)。
无定形聚酯树脂颗粒分散液1的制备
将73重量份己二酸二甲酯、182重量份对苯二甲酸二甲酯、217重量份双酚A环氧乙烷加合物、41重量份乙二醇和0.038重量份作为催化剂的四丁氧基钛酸酯放入经加热干燥的两颈瓶中,之后将氮气导入该容器中以保持惰性气氛,在搅拌的同时加热混合物,随后在160℃下使缩合共聚反应进行约7小时,而后使温度升高至220℃同时使压力缓慢降低至10Torr,并使该气氛保持3.5小时。一旦压力恢复到常压,添加9重量份的偏苯三酸酐,再次使压力缓慢降低至10Torr,并使该气氛保持1小时,从而合成无定形聚酯树脂1。
使用差示扫描量热计(DSC)按上述测量方法测量所获得的无定形聚酯树脂1的玻璃化转变温度,发现该玻璃化转变温度为58℃。使用GPC按上述测量方法测量所获得的无定形聚酯树脂1的分子量,其重量平均分子量(Mw)为11,000。
接下来,将115重量份无定形聚酯树脂1、180重量份去离子水和5重量份阴离子表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造,NEOGEN R)混合,加热至120℃,随后使用均质器(由IKALaboratory Technology制造,ULTRA-TURRAX T50)充分分散,之后使用压力喷射型Gaulin均质器进行1小时的分散处理,从而制得无定形聚酯树脂颗粒分散液1(树脂颗粒浓度:40重量%)。
苯乙烯丙烯酸树脂分散液1的制备
·油层
苯乙烯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):32重量份
丙烯酸正丁酯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):8重量份
丙烯酸β-羧基乙酯(由Rhodia Nicca制造):1.2重量份
十二烷硫醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):0.5重量份
·水层1
离子交换水:17.0重量份
阴离子表面活性剂(由Rhodia Japan制造):0.50重量份
·水层2
离子交换水:40重量份
阴离子表面活性剂(由Rhodia Japan制造):0.06重量份
过硫酸铵(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):0.4重量份
将上述油层组分和水层1的组分放入烧瓶中,搅拌,混合,从而制得单体乳化分散液。将水层2的组分注射至反应容器中,用氮气充分置换该容器的内部,在油浴中在搅拌下加热混合物使反应体系的温度达到75℃。
用3小时向反应容器中逐滴缓慢添加上述单体乳化分散液,以进行乳化聚合。在上述逐滴添加结束后,在75℃下连续进行聚合,聚合在3小时后完成,从而获得苯乙烯丙烯酸树脂分散液。
所获得的苯乙烯丙烯酸树脂分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径为330nm,且重量平均分子量(Mw)经上述方法测量为12,500。此外,使用差示扫描量热计(DSC)按上述测量方法测量玻璃化转变温度,发现该玻璃化转变温度为52℃。
着色剂分散液的制备
将100重量份青色颜料(由Dainichseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造,颜料蓝15:3(酞菁铜))、15重量份阴离子表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造,NEOGEN R)和300重量份离子交换水混合,之后使用均质器(由IKA LaboratoryTechnology制造,ULTRA-TURRAX T50)分散10分钟,而后用环流型超声分散机(由NisseiCorporation制造,RUS 600TCVP)进行处理,从而获得着色剂分散液。
使用激光衍射粒径测量仪按上述测量方法测量所获得的着色剂分散液中的着色剂(青色颜料)的体积平均粒径,发现该体积平均粒径为0.17μm。此外,该青色着色剂分散液中的固体成分比例为24重量%。
防粘剂分散液的制备
将95重量份费托蜡FNP92(熔点:92℃,由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)、3.6重量份阴离子表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造,NEOGEN R)和360重量份离子交换水混合,之后加热至100℃,使用均质器(由IKALaboratory Technology制造,ULTRA-TURRAX T50)充分分散,使用压力喷射型Gaulin均质器进行分散处理,从而制得防粘剂分散液。
使用激光衍射粒径测量仪按上述测量方法测量所获得的防粘剂分散液中的防粘剂的体积平均粒径,发现该体积平均粒径为0.24μm。此外,该防粘剂分散液中的固体成分比例为20重量%。
色调剂颗粒1的制备
将104.4重量份结晶性聚酯树脂颗粒分散液1、336.1重量份无定形聚酯树脂颗粒分散液1、45.4重量份着色剂分散液、115.3重量份防粘剂分散液和484重量份去离子水放入圆形洁不锈烧钢中,使用ULTRA-TURRAX T50充分混合,并进行分散。接下来,将0.37重量份聚氯化铝添加到混合物中,并在ULTRA-TURRAX中对该混合物连续进行分散操作。随后,在加热油浴中,在搅拌烧瓶的同时将上述混合物加热到52℃。使混合物在52℃下保持3小时之后,将175重量份无定形聚酯树脂颗粒分散液1缓慢地添加到所述混合物中。之后,使用0.5N氢氧化钠水溶液将体系内的pH调节至8.5,随后将不锈钢瓶密封,在用磁性密封(magneticseal)进行连续搅拌的同时将该瓶加热至90℃并保持3小时。在反应完成后,将混合物冷却、过滤、用离子交换水充分清洗,随后通过Nutsche型抽滤使固体和液体分离。再次将混合物分散在3L30℃的离子交换水中,在300rpm下搅拌15分钟,并进行清洗。再重复进行上述过程5次,当滤液的pH变为6.85、导电率变为8.2μS/cm且表面张力变为7.05Nm时结束清洗,使用No.5A滤纸通过Nutsche型抽滤使固体和液体分离,随后进行12小时的真空干燥,从而获得色调剂颗粒1。
使用上述方法测量所获得的色调剂颗粒1的玻璃化转变温度,发现该玻璃化转变温度为54.0℃。使用上述测量方法测量色调剂颗粒1的体积平均粒径,发现该体积平均粒径为5.8μm。此外,使用上述测量方法测量色调剂颗粒1的平均圆形度,发现该平均圆形度为0.959。
色调剂颗粒2的制备
苯乙烯丙烯酸树脂分散液1:70重量份
着色剂分散液:14重量份
防粘剂分散液:22重量份
聚氯化铝:0.14重量份
使用ULTRA-TURRAX T50在圆形不锈钢烧瓶中将上述成分充分混合并分散。接下来,将0.32重量份聚氯化铝添加到混合物中,并用ULTRA-TURRAX继续进行分散操作。在加热油浴中,在搅拌烧瓶的同时将上述混合物加热到47℃。使混合物在47℃下保持60分钟之后,将30重量份粘合剂树脂分散液缓慢地添加到所述混合物中。
之后,使用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将体系内的pH调节至6.0,随后将不锈钢瓶密封,在用磁性密封进行连续搅拌的同时将混合物加热至96℃并保持3.5小时。在反应完成后,将混合物冷却、过滤、用离子交换水充分清洗,随后通过Nutsche型抽滤使固体和液体分离。而后,再次将混合物分散在3L 40℃的离子交换水中,在300rpm下搅拌15分钟,并进行清洗。
再重复进行上述过程5次,当滤液的pH变为7.01、导电率变为9.7μS/cm且表面张力变为71.2Nm时,使用No.5A滤纸通过Nutsche型抽滤使固体和液体分离。接下来,连续进行12小时的真空干燥,由此制得色调剂颗粒2。
使用上述测量方法测量所获得的色调剂颗粒2的体积平均粒径,发现该体积平均粒径为5.7μm。此外,使用上述测量方法测量色调剂颗粒2的平均圆形度,发现该平均圆形度为0.957。
色调剂颗粒3的制备
使用挤出机对100份苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(重量平均分子量Mw=150,000,共聚比为80:20)、5份炭黑(MOGUL L,由Cabot Corporation制造)和6份巴西棕榈蜡的混合物进行捏合,使用喷射磨机进行粉碎,随后使用KRYPTRON (由Kawasaki Heavy IndustriesLtd.制造)进行采用暖空气的球形化处理,并且使用风力分级器来对混合物进行分级,从而获得粒径为6.2μm的色调剂颗粒3。
外添剂
通过使用对应于0.50重量%或0.20重量%的量的表1所示的脂肪族醇处理二氧化硅(SiO2)颗粒或氧化钛颗粒,制备了表1中实施例1~8和比较例1~3的表面上具有所述脂肪族醇的无机颗粒。将表面上具有脂肪族醇的无机颗粒(2重量%)添加到色调剂颗粒中,使用亨舍尔混合器进行混合,从而制得经外部添加的色调剂。
处理外添剂1的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和1-癸醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂1。
处理外添剂2的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和2-戊醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂2。
处理外添剂3的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和异硬脂醇EX(成分:异硬脂醇,由Kokyu Alcohol Kogyo Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂3。
处理外添剂4的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和异硬脂醇EX(成分:异硬脂醇,由Kokyu Alcohol Kogyo Co.,Ltd.制造)(1.0重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂4。
处理外添剂5的制备
将疏水性氧化钛JMT-150AO(平均粒径15nm,由Tayca Corporation制造)(10重量份)和异硬脂醇EX(成分:异硬脂醇,由Kokyu Alcohol Kogyo Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂5。
处理外添剂6的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和1-癸醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)(10重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂6。
处理外添剂7的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和二甲基硅油KF-96-50cs(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂7。
处理外添剂8的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和硬脂醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂8。
处理外添剂9的制备
将疏水性锻制烟化二氧化硅R8200(平均粒径12nm,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)(10重量份)和1-丁醇(由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)(2.5重量份)用样品磨机混合,从而获得处理外添剂9。
实施例1
外部添加的色调剂1的制备
将处理外添剂1(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,将所得物用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂1。
显影剂1的制备
对外部添加的色调剂1进行称重,以使得色调剂的浓度相对于变为涂覆有1重量%聚甲基丙烯酸甲酯且体积平均粒径为50μm的铁氧体载体(由Soken Chemical &Engineering Co.,Ltd.制造),色调剂的浓度的为5重量%且体积平均粒径为50μm,对其进行搅拌,并使用V形共混器混合30分钟,从而制得显影剂1。
使用所获得的显影剂1来进行以下图像输出测试和清洁性测试。
将所得结果总结并示于表1中。
图像输出测试(电荷泄露导致的背景模糊)
进行了如下测试:在30℃和88%的高湿度环境下,使用改装DocuCenterColor 400(由富士施乐株式会社制造)而得到的机器、A4尺寸的普通纸(由富士施乐株式会社制造,C2纸)和5%的日本图像学会(Imaging Society of Japan)的第8号测试图,历时2天输出30,000页图像。在第一天连续输出20,000页,次日早晨用一次操作输出日本图像学会的第1号测试图,随后连续1天再继续输出10,000页。在共输出30,000页后,在下一个早晨用一次操作输出日本图像学会的第1号测试图,并评价图像品质。在评价中,A~C为可接受范围。
A:未在图像上观察到模糊,图像品质无问题,未在实际机器中观察到污染。
B:未在图像上观察到模糊,但在实际机器中观察到轻微污染。
C:在图像上观察到轻微模糊,并且在实际机器中观察到污染。
D:在图像上观察到模糊和细线再现性变差,并且在实际机器中观察到污染。
清洁性(成膜导致的清洁性)
进行了如下测试:在20℃和15%的低湿度环境下,使用改装DocuCenterColor 400(由富士施乐株式会社制造)而得到的机器、A4尺寸的普通纸(由富士施乐株式会社制造,C2纸)和5%的日本图像学会的第8号测试图,输出30,000页图像。每隔10,000页,取出感光体,并对感光体的表面和所输出的图像表面进行目视观察。评价标准如下,A和B为可接受范围。此处,对于被评价为D的样品,在此阶段停止测试。在完成20,000页时,将经评价为B或更佳的样品考虑为清洁性非常优异的示例性实施方式的色调剂。
A:未能目视观察到感光体上异物的附着或图像上的色调剂污染。
B:在感光体上观察到了异物的附着,但未在图像上观察到色调剂污染。
C:在感光体上观察到了异物的附着,并且在图像上观察到了轻微的色调剂污染。
D:在感光体的整个表面上观察到了色调剂污染。
实施例2
外部添加的色调剂2的制备
将处理外添剂2(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂2。
显影剂2的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂2,不同之处在于:使用外部添加的色调剂2代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂2来进行与实施例1中相同的测试。
实施例3
外部添加的色调剂3的制备
将处理外添剂3(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂3。
显影剂3的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂3,不同之处在于:使用外部添加的色调剂3代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂3来进行与实施例1中相同的测试。
实施例4
外部添加的色调剂4的制备
将处理外添剂4(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂4。
显影剂4的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂4,不同之处在于:使用外部添加的色调剂4代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂4来进行与实施例1中相同的测试。
实施例5
外部添加的色调剂5的制备
将处理外添剂5(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂5。
显影剂5的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂5,不同之处在于:使用外部添加的色调剂5代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂5来进行与实施例1中相同的测试。
实施例6
外部添加的色调剂6的制备
将处理外添剂1(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒2中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂6。
显影剂6的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂6,不同之处在于:使用外部添加的色调剂6代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂6来进行与实施例1中相同的测试。
实施例7
外部添加的色调剂7的制备
将处理外添剂1(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒3中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂7。
显影剂7的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂7,不同之处在于:使用外部添加的色调剂7代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂7来进行与实施例1中相同的测试。
实施例8
外部添加的色调剂8的制备
将处理外添剂6(4重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂8。
显影剂8的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂8,不同之处在于:使用外部添加的色调剂8代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂8来进行与实施例1中相同的测试。
比较例1
外部添加的色调剂9的制备
将处理外添剂7(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂9。
显影剂9的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂9,不同之处在于:使用外部添加的色调剂9代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂9来进行与实施例1中相同的测试。
比较例2
外部添加的色调剂10的制备
将处理外添剂8(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂10。
显影剂10的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂10,不同之处在于:使用外部添加的色调剂10代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂10来进行与实施例1中相同的测试。
比较例3
外部添加的色调剂11的制备
将处理外添剂9(2重量份)添加到100重量份色调剂颗粒1中,并用样品磨机混合,从而获得外部添加的色调剂11。
显影剂11的制备
通过与制备显影剂1相同的操作获得显影剂11,不同之处在于:使用外部添加的色调剂11代替外部添加的色调剂1。
使用所获得的显影剂11来进行与实施例1中相同的测试。
表1
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他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 (19)
1.一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:
色调剂颗粒,所述色调剂颗粒包含着色剂、粘合剂树脂和防粘剂;和
外添剂,
其中,所述外添剂包含表面上物理吸附有脂肪族醇的无机颗粒,所述脂肪族醇具有5~10个碳原子且熔点为20℃以下。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族醇是具有5个~10个碳原子的直链饱和一元醇。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族醇的含量是所述静电荷图像显影用色调剂的总量的0.16重量%~5重量%。
4.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述无机颗粒的表面的80%以上的面积涂覆有所述脂肪族醇。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族醇选自1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、1-壬醇、1-癸醇、环戊醇和环辛醇。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述无机颗粒的体积平均一次粒径是7nm~300nm。
7.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述无机颗粒的体积平均一次粒径是10nm~200nm。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述表面上具有脂肪族醇的无机颗粒的含量是所述色调剂的总重量的0.3重量%~10重量%。
9.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述色调剂颗粒包含占所述色调剂颗粒的2重量%~30重量%的结晶性聚酯树脂。
10.一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显影剂包含:
权利要求1所述的色调剂;和
载体。
11.如权利要求10所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述脂肪族醇是具有5个~10个碳原子的直链饱和一元醇。
12.一种色调剂盒,所述色调剂盒包括:
色调剂容纳室,所述色调剂容纳室盛放有权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂。
13.一种显影剂盒,所述显影剂盒包括:
显影剂容纳室,所述显影剂容纳室盛放有权利要求10所述的静电荷图像显影剂。
14.一种图像形成装置用处理盒,所述图像形成装置用处理盒包括:
保持并运载静电荷图像显影剂的显影剂保持部件,
其中,所述显影剂为权利要求10所述的静电荷图像显影剂。
15.如权利要求14所述的图像形成装置用处理盒,
其中,所述脂肪族醇是具有5个~10个碳原子的直链饱和一元醇。
16.一种图像形成装置,所述图像形成装置包括:
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;
潜像形成单元,所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元使用显影剂使在所述图像保持部件表面上形成的静电潜像显影,从而形成色调剂图像;和
转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印至记录介质,
其中,所述显影剂为权利要求10所述的静电荷图像显影剂。
17.如权利要求16所述的图像形成装置,
其中,所述脂肪族醇是具有5个~10个碳原子的直链饱和一元醇。
18.一种图像形成方法,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表面上形成静电潜像;
使用显影剂使在所述图像保持部件表面上形成的静电潜像显影,从而形成色调剂图像;和
将所述色调剂图像转印到记录介质上,
其中,所述显影剂为权利要求10所述的静电荷图像显影剂。
19.如权利要求18所述的图像形成方法,
其中,所述脂肪族醇是具有5个~10个碳原子的直链饱和一元醇。
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