CN104024947B - 磁性调色剂 - Google Patents
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Abstract
一种磁性调色剂,其包含含有粘结剂树脂、脱模剂和磁性体的磁性调色剂颗粒和存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒,其中存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒包含金属氧化物细颗粒,金属氧化物细颗粒含有二氧化硅细颗粒,和任选地含有二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒,并且相对于二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒的总质量二氧化硅细颗粒的含量为至少85质量%,无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率和固着至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒的覆盖率存在特定的关系,粘结剂树脂包含聚酯树脂,脱模剂包含酯化合物,和磁性调色剂的吸热峰具有特定的值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于例如电子照相法、静电记录法和磁记录法的磁性调色剂。
背景技术
复印机和打印机正在经历装置小型化和能量效率提高,在此背景下优选使用利用有利的磁性调色剂的磁性单组分显影系统。
在磁性单组分显影系统中,通过使用在其内部引入产生磁场的装置如磁辊的调色剂承载构件(以下称作显影套筒),将磁性调色剂输送到显影区域中来进行显影。此外,主要在通过调色剂控制构件(以下,也称为显影刮板)进行控制磁性调色剂的区域中,通过由于磁性调色剂与摩擦带电赋予构件如显影套筒之间的摩擦产生的摩擦带电进行磁性调色剂的电荷赋予。特别是从缩小装置尺寸的观点,缩小显影套筒的尺寸是一项重要的技术。
鉴于这些情况,定影拖尾为今后关注的图像缺陷。当在定影部中施加热时,当由于来自如纸等记录介质的水蒸气流的产生而将调色剂吹飞时引起该问题。该问题易于在例如,如横线图像等倾向于具有高调色剂承载量的图像的情况下出现。在由记录介质产生的水蒸气流的量多的情况下,也容易发生该问题。结果,在高温、高湿环境下该问题倾向于恶化。
着重于设计磁性调色剂的低温定影性和设计磁性调色剂的带电性,对称为定影拖尾的所述图像缺陷进行了大量研究。
专利文献1中,试图通过改善磁性调色剂的低温定影性,来抑制线图像周围的斑点并且改善磁性调色剂的定影拖尾。
专利文献2中,试图通过改善磁性调色剂的母体材料的带电性能,提高对记录介质的静电吸附力和改善定影拖尾。
专利文献3中,试图通过控制外部添加剂的带电性能并且控制磁性调色剂从感光构件的脱模性改善定影拖尾。
由于磁性调色剂的低温定影性的设计和磁性调色剂的带电性能的设计,实际看到定影拖尾的一定的效果。然而,认为为了满足近年来的需求有进一步改善的余地。
作为可能的原因,可提供以下所述的几个因素。
(1)当为了使打印机主体小型化而降低显影套筒的直径时,变得难以确保并维持磁性调色剂的带电性能,结果损害抑制定影拖尾的发生的能力。其原因如下:在减小直径的显影套筒的情况下,其中与显影套筒接触的调色剂控制构件可控制调色剂承载量的区域(以下,称为控制辊隙)变窄并且出现磁性调色剂的带电量降低的倾向。
(2)为了使打印机更节能化而降低定影温度对抑制定影拖尾的产生具有消极影响。特别是,当记录介质为阻碍从定影单元至磁性调色剂的热传导的所谓的厚纸时,定影拖尾容易经历进一步增加。
在此背景下,为了改善定影拖尾,依然有研究的空间。
[引文列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开号2008-102390
[专利文献2]日本专利申请公开号2010-32581
[专利文献3]日本专利申请公开号2009-276641
[专利文献4]日本专利申请公开号2007-293043
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种可解决上述问题的磁性调色剂。
具体地说,本发明的目的是提供一种无论使用环境均产生稳定的图像浓度且可防止定影拖尾的发生的磁性调色剂。
本发明人发现,所述问题可通过限定无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率A与固着至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率B之间的关系并限定覆盖率A的变化系数,并且通过限定磁性调色剂中粘结剂树脂和脱模剂的组合来解决。基于该发现完成本发明。因此,如下描述本发明:
一种磁性调色剂,其包含:含有粘结剂树脂、脱模剂和磁性体的磁性调色剂颗粒;和存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒,其中
存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒包含金属氧化物细颗粒,金属氧化物细颗粒含有二氧化硅细颗粒,和任选地含有二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒,并且相对于二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒的总质量二氧化硅细颗粒的含量为至少85质量%;
当覆盖率A(%)为无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率和覆盖率B(%)为固着至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率时,
磁性调色剂具有:
i)覆盖率A为至少45.0%且不大于70.0%,和覆盖率A的变化系数为不大于10.0%,和
ii)覆盖率B与覆盖率A的比值[覆盖率B/覆盖率A]为至少0.50且不大于0.85;
其中
粘结剂树脂包含聚酯树脂;
脱模剂包含酯化合物;和
当用差示扫描量热计(DSC)测量磁性调色剂时,在至少60℃至不大于90℃存在吸热峰。
发明的效果
本发明可提供无论使用环境均产生稳定的图像浓度且可防止定影拖尾的发生的磁性调色剂。
附图说明
图1为示出二氧化硅添加份数与覆盖率之间关系的实例的图;
图2为示出二氧化硅添加份数与覆盖率之间关系的实例的图;
图3为示出覆盖率与静摩擦系数之间关系的实例的图;
图4为示出可用于无机细颗粒的外部添加和混合的混合处理设备的实例的示意图;
图5为示出用于混合处理设备的搅拌构件的结构的实例的示意图;
图6为示出图像形成设备的实例的图;和
图7为示出超声波分散时间与覆盖率之间关系的实例的图。
具体实施方式
以下详细描述本发明。
本发明涉及磁性调色剂,其包含:含有粘结剂树脂、脱模剂和磁性体的磁性调色剂颗粒;和存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒,其中存在于磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒包含金属氧化物细颗粒,金属氧化物细颗粒含有二氧化硅细颗粒,和任选地含有二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒,并且相对于二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒的总质量二氧化硅细颗粒的含量为至少85质量%;当覆盖率A(%)为无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率和覆盖率B(%)为固着至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率时,磁性调色剂具有的覆盖率A为至少45.0%且不大于70.0%,和覆盖率A的变化系数为不大于10.0%,以及覆盖率B与覆盖率A的比值[覆盖率B/覆盖率A]为至少0.50且不大于0.85;粘结剂树脂包含聚酯树脂;脱模剂包含酯化合物;和当用差示扫描量热计(DSC)测量磁性调色剂时,从至少60℃至不大于90℃存在吸热峰。
根据本发明人的研究,上述磁性调色剂的使用无论使用环境均可提供稳定的图像浓度且可防止定影拖尾的发生。
在这里,推测“定影拖尾”的产生是如下造成的。
当承载未定影的磁性调色剂的记录介质进入定影单元时,通过来自定影单元的热蒸发存在于记录介质的水分并且由此产生水蒸气流。在这一点上,当在磁性调色剂熔融并且定影至记录介质之前,通过水蒸气流吹飞磁性调色剂时,形成其中在图像底端侧磁性调色剂飞散的图像。该现象为定影拖尾。
即,当在高温、高湿环境下用吸收大量水分的记录介质进行图像输出时,水蒸气流的产生变多,于是定影拖尾恶化。当使用降低的定影温度进行图像输出时,由于在磁性调色剂的熔融之前通过水蒸气流吹飞磁性调色剂,所以定影拖尾也容易恶化。此外,当进行连续打印时,定影单元的温度暂时下降至低于设定温度,结果在磁性调色剂的熔融之前通过水蒸气流吹飞磁性调色剂,于是定影拖尾再一次易于恶化。
此外,在为了实现小型化而使用小直径显影套筒的设备的情况下,其中与显影套筒接触的显影刮板可控制调色剂承载量的区域(以下,称为控制辊隙)变窄。由于在控制辊隙中磁性调色剂通过其与显影套筒摩擦而保持其电荷,所以狭窄的控制辊隙导致磁性调色剂的带电量更少。这导致磁性调色剂对记录介质的静电吸附力降低,因此定影拖尾的性质恶化。
作为本发明人的研究结果,发现为了抑制上述定影拖尾的产生,磁性调色剂满足以下全部4点是至关重要的。
(1)磁性调色剂的带电量高。
(2)磁性调色剂的迅速熔融特性高。
(3)在记录介质上形成其中磁性调色剂以高密度存在的未定影图像。
(4)实现在磁性调色剂中无机细颗粒的均匀的覆盖状态。
首先,通过提高磁性调色剂的带电量,可提高磁性调色剂对记录介质的静电吸附力并且可阻碍通过水蒸气流从记录介质吹飞磁性调色剂。
关于磁性调色剂的迅速熔融特性,如上所述,为了抑制定影拖尾,通过水蒸气流从记录介质吹飞磁性调色剂前,磁性调色剂定影至记录介质是重要的。由于这个原因,为了实现定影步骤中迅速熔融并且定影至记录介质,必须提高磁性调色剂的迅速熔融特性。
以上列出的4点中,对于使用小直径显影套筒的装置和如意图实现低温定影而设定的温度条件,(1)和(2)的技术用于抑制定影拖尾是不充分的。本发明人发现,通过本发明中(3)和(4)的技术的进一步组合,即使比以前预定的条件更苛刻的条件,也可改进定影拖尾。
此外,当通过在记录介质上形成其中磁性调色剂以高密度存在的未定影图像而熔融磁性调色剂颗粒时,邻近的磁性调色剂颗粒也同样容易经历熔融并且相互结合。大量颗粒结合以形成一团对于抑制定影拖尾是非常重要的。
此外,即使当已承载至高密度时,磁性调色剂上的无机细颗粒的覆盖状态也是可阻碍磁性调色剂颗粒的熔融结合的因素。例如,当无机细颗粒对一些磁性调色剂颗粒的覆盖率过高时,阻碍相邻磁性调色剂颗粒之间的熔融结合。因此,为避免无机细颗粒的高局部覆盖率,进行无机细颗粒对磁性调色剂颗粒表面的覆盖状态的适当控制对于抑制定影拖尾也是非常重要的。
本发明人认为,首先通过同时设计磁性调色剂颗粒母体的结构和进行无机细颗粒对磁性调色剂的外部添加状态的控制,可实现上述状态。本发明人还发现,通过同时满足全部4点的磁性调色剂,即使在比上述更苛刻的条件下,也可有效抑制定影拖尾。
此外,当覆盖率A(%)为无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率和覆盖率B(%)为固着至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒对磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率时,覆盖率A为至少45.0%且不大于70.0%和覆盖率B与覆盖率A的比值[覆盖率B/覆盖率A]为至少0.50且不大于0.85对于本发明的磁性调色剂是关键。
由于本发明的磁性调色剂中无机细颗粒的覆盖率A高达至少45.0%,所以与构件的范德华力和静电力低并且于是难以使磁性调色剂保留在显影刮板或显影套筒上。由此可通过将覆盖率控制在以上给出的范围内获得对显影刮板和显影套筒的附着力的降低。由于这个原因,可抑制通过重复摩擦使部分磁性调色剂过度带电并且促进磁性调色剂的带电量均匀增加。为了使覆盖率A大于70.0%必须大量添加无机细颗粒,但是即使此处可设计外部添加法,也容易产生通过游离的无机细颗粒引起的图像缺陷(纵条纹),因此这是不优选的。
所述覆盖率A、覆盖率B和覆盖率B与覆盖率A的比值[B/A]可通过如下所述的方法测定。
用于本发明的覆盖率A是还包括可容易游离的无机细颗粒的覆盖率,而覆盖率B是由于在如下所述的游离过程中固着至磁性调色剂颗粒表面而没有游离的无机细颗粒的覆盖率。认为,由覆盖率B表示的无机细颗粒以半嵌入状态固着至磁性调色剂颗粒表面中,因而甚至当磁性调色剂在显影套筒上或静电潜像承载构件上受到剪切时,也不经历移动。
另一方面,由覆盖率A表示的无机细颗粒包括如上所述固着的无机细颗粒以及存在于上层并具有较高自由度的无机细颗粒。
如上所述,认为可存在于磁性调色剂颗粒之间和磁性调色剂与各种构件之间的无机细颗粒参与产生范德华力减小和静电力减小的效果,并且对于该效果,具有高的覆盖率A特别关键。
B/A为至少0.50且不大于0.85意味着固着至磁性调色剂颗粒表面的无机细颗粒在一定程度上存在,并且此外处于容易游离的状态(具有能够与磁性调色剂颗粒分离的行为的状态)的无机细颗粒也以有利的量存在于其上。认为,通过可游离的无机细颗粒对于固着的无机细颗粒滑动而可能产生类似轴承的效果(bearing-like effect),于是显著降低磁性调色剂之间的聚集力。
覆盖率A优选为至少45%且不大于65%和B/A优选为至少0.55且不大于0.80。
根据本发明人的研究结果,已发现,当固着的无机细颗粒和容易游离的无机细颗粒二者均是一次颗粒的数均粒径(D1)约不大于50nm的较小的无机细颗粒时,最大限度地获得该轴承效果和上述附着力降低效果。因此,集中在一次颗粒的数均粒径(D1)不大于50nm的无机细颗粒来计算覆盖率A和覆盖率B。
通过将本发明的磁性调色剂的覆盖率A和B/A设定规定的范围,可降低磁性调色剂与各种构件之间的附着力,并可使磁性调色剂之间的聚集力显著减小。结果,可在与显影刮板和显影套筒的接触部内提供各单个磁性调色剂颗粒与显影刮板和显影套筒之间增大的接触机会,并且因此使得首次可以非常有效地带电。结果,即使特别难以增加磁性调色剂的带电量的小直径显影套筒,也可增加磁性调色剂的带电量。
当覆盖率A为小于45.0%时,尽管残留的磁性调色剂的带电量下降,但是部分磁性调色剂最终过度带电。
同时,通过如上所述大幅降低磁性调色剂之间的聚集力,记录介质上的未定影图像可以高密度负载磁性调色剂。尽管其原因并不完全清楚,但推测以下原因。
如上所述,在磁性单组分显影系统中,通过使用在其内部引入产生磁场的装置如磁辊的显影套筒,将磁性调色剂输送到显影区域中来进行显影。此外,在通过显影刮板控制磁性调色剂的区域中,通过由磁性调色剂与摩擦带电赋予构件如显影套筒之间的摩擦产生的摩擦带电将电荷赋予至磁性调色剂。显影区域中,显影套筒上的磁性调色剂沿磁场的磁力线形成磁穗。
通过本发明人的研究证明,磁性调色剂之间具有低聚集力的磁性调色剂形成高密度填充的磁穗,使得磁性调色剂颗粒接近最密填充。推测高密度填充的原因如下:显示低聚集力的磁性调色剂具有高的移动自由度,结果通过例如磁辊等磁场将磁性调色剂拉伸至显影套筒的表面时,容易实现最密填充。此外,本发明人认为,通过高密度填充磁穗的显影及其转印至记录介质,使得在记录介质上的未定影图像中的磁性调色剂的高密度负载是可能的。
本发明人基于以下模型分析了覆盖率A对调色剂之间的聚集力和范德华力引起的影响。
平板与颗粒之间产生的范德华力(F)通过以下方程式表示。
F=H×D/(12Z2)
此处,H为Hamaker常数,D为颗粒的直径,和Z为颗粒与平板之间的距离。对于Z,通常认为吸引力在距离大时起作用,排斥力在距离很小时起作用,和由于其与磁性调色剂颗粒表面的状态无关,因此Z被当作是常数。根据上述方程式,范德华力(F)与接触平板的颗粒的直径成比例。当将此应用到磁性调色剂表面时,推测具有较小的粒径的无机细颗粒与平板接触的范德华力(F)小于磁性调色剂颗粒与平板接触的范德华力。即,在经由设置为外部添加剂的无机细颗粒的中介而接触的情况,与磁性调色剂颗粒与平板之间直接接触的情况相比,范德华力更小。
此外,静电力可被视为镜像力(reflection force)。已知镜像力与颗粒电荷(q)的平方成正比,而与距离的平方成反比。
在磁性调色剂带电的情况下,带有电荷的是磁性调色剂颗粒表面,而不是无机细颗粒。因此,镜像力随磁性调色剂颗粒表面与平板之间的距离变得更大而下降。即,在磁性调色剂表面的情况下,当磁性调色剂颗粒经由无机细颗粒的中介与平板接触时,在平板与磁性调色剂颗粒表面之间产生距离,推测结果降低镜像力。
磁性调色剂颗粒与平板接触还是经由无机细颗粒的中介与其接触,取决于覆盖磁性调色剂颗粒表面的无机细颗粒的量,即取决于无机细颗粒的覆盖率。因此,有必要考虑磁性调色剂颗粒表面的无机颗粒的覆盖率。
认为,磁性调色剂颗粒与平板之间直接接触的机会在无机细颗粒的覆盖率高时减少,这使得磁性调色剂更难以粘附至平板。另一方面,在无机细颗粒的覆盖率低时,磁性调色剂容易粘附至平板。
假设无机细颗粒和磁性调色剂为球状,使用例如,专利文献5中所述的方程式可计算作为外部添加剂的无机细颗粒的覆盖率。然而,还存在无机细颗粒和/或磁性调色剂不具有球形形状的许多情况,此外,无机细颗粒也可能以聚集状态存在于调色剂颗粒表面上。结果,使用所述技术得出的覆盖率不适合于本发明。
因此,本发明人用扫描电子显微镜(SEM)对磁性调色剂表面进行观察,并求得无机细颗粒对磁性调色剂颗粒表面的实际覆盖的覆盖率。
作为一个实例,对通过将不同量的二氧化硅细颗粒(相对于100质量份磁性调色剂颗粒二氧化硅的添加份数)添加至用粉碎法提供的具有8.0μm体积平均粒径(Dv)的磁性调色剂颗粒(磁性体含量=43.5质量%)而制备的混合物,求得理论覆盖率和实际覆盖率(参见图1和2)。使用体积平均粒径(Dv)为15nm的二氧化硅细颗粒作为二氧化硅细颗粒。为了计算理论覆盖率,使用2.2g/cm3作为二氧化硅细颗粒的真比重;使用1.65g/cm3作为磁性调色剂的真比重;和分别假定二氧化硅细颗粒和磁性调色剂颗粒为具有15nm和8.0μm粒径的单分散颗粒。
如从图1中显而易见的,随着二氧化硅的添加份数增大,理论覆盖率超过100%。另一方面,通过实际观察获得的覆盖率随着二氧化硅的添加份数而变化,但不超过100%。这是由于二氧化硅细颗粒在一定程度上作为聚集体存在于磁性调色剂表面上,或由于二氧化硅细颗粒不是球形的大的影响。
此外,根据本发明人的研究,已发现,甚至在相同的二氧化硅细颗粒的添加量时,覆盖率也随外部添加技术而改变。即,仅从无机细颗粒的添加量求得覆盖率是不可能的(参见图2)。在此,外部添加条件A是指使用图4所示设备,在1.0W/g下混合5分钟的处理时间。外部添加条件B是指使用FM10C亨舍尔混合机(来自Mitsui Miike Chemical EngineeringMachinery Co.,Ltd.),在4000rpm下混合2分钟的处理时间。
由于以上提供的理由,本发明人使用通过SEM观察磁性调色剂表面而获得的无机细颗粒的覆盖率。
此外,如以上已经指出的,认为可通过提高无机细颗粒的覆盖率来降低对构件的附着力。因此,对于对构件的附着力和无机细颗粒的覆盖率进行试验。
通过测定铝基板与具有不同的二氧化硅细颗粒的覆盖率的球形聚苯乙烯颗粒之间的静摩擦系数,来间接推断对磁性调色剂的覆盖率与对构件的附着力之间的关系。
具体地说,使用具有不同的二氧化硅细颗粒的覆盖率(通过SEM观察求得)的球形聚苯乙烯颗粒(重均粒径(D4)=6.5μm),求得覆盖率与静摩擦系数之间的关系。
更具体地说,将已经添加二氧化硅细颗粒的球形聚苯乙烯颗粒按压在铝基板上。将基板左右移动,同时改变按压压力,并由所获得的应力计算静摩擦系数。对各不同覆盖率的球形聚苯乙烯颗粒进行所述试验,所获得的覆盖率与静摩擦系数之间的关系显示在图3中。
通过前述方法求得的静摩擦系数被认为与在球形聚苯乙烯颗粒与基板之间起作用的范德华力和镜像力之和有关。根据图3,呈现静摩擦系数随二氧化硅细颗粒的覆盖率增大而下降的趋势。即,推断具有高的无机细颗粒的覆盖率的磁性调色剂也具有对构件的低附着力。
基于这一点所述的模型,本发明人认为覆盖率A对磁性调色剂之间的聚集力和范德华力引起强的影响。
对于本发明的磁性调色剂关键的是,粘结剂树脂包含聚酯酯,脱模剂包含酯化合物,以及当用差示扫描量热计(DSC)测量磁性调色剂时从至少60℃至不大于90℃的范围存在吸热峰。
当粘结剂树脂包含聚酯树脂并且脱模剂包含酯化合物时,由于这些材料之间的高亲和力,使得可容易进行粘结剂树脂中脱模剂的微细分散。结果,当磁性调色剂接收来自定影单元的热时,因为脱模剂在熔点处开始熔融并且微细地分散于粘结剂树脂中,所以促进磁性调色剂全体的熔融。此外,通过当用差示扫描量热计(DSC)测量磁性调色剂时在一定温度下具有吸热峰,在该温度下将开始磁性调色剂的熔融。该温度低于产生水蒸气流的温度,对于抑制定影拖尾是关键的。当吸热峰小于60℃时,磁性调色剂的保存性恶化,因此是不优选的。当吸热峰为不大于90℃时,其促进定影拖尾的改善,因此是优选的。当粘结剂树脂不包含聚酯树脂时,为了改善定影拖尾,通过降低玻璃化转变温度(Tg)和/或粘结剂树脂的分子量,可促进磁性调色剂的熔融;然而,这也导致保存性的显著恶化。同样,当酯化合物不用于脱模剂时,可通过使用具有低熔点的脱模剂并且通过增加脱模剂的添加份数促进磁性调色剂的熔融;然而,保存性再一次恶化。通过粘结剂树脂的组分和脱模剂的种类的组合,通过促使粘结剂树脂中脱模剂的微细分散,可在促进磁性调色剂的熔融(即,获得迅速熔融特性)的同时,保存性维持不变。结果,使得可以改善定影拖尾。该吸热峰温度优选为至少65℃且不大于85℃。
如之前所述,对于本发明的磁性调色剂,覆盖率A为至少45.0%且不大于70.0%并且覆盖率A的变化系数为不大于10.0%是关键。此外,覆盖率A的变化系数优选为不大于8.0%。
通过使覆盖率A为至少45.0%,附着力降低效果和轴承效果提高,促进未定影图像的高密度负载,并且即使小直径显影套也可提高磁性调色剂的带电性能。另一方面,通过覆盖率A为不大于70.0%抑制磁性调色剂与磁性调色剂熔融结合的干扰。覆盖率A的变化系数表示磁性调色剂颗粒内和颗粒之间该覆盖率的均匀性。因此,覆盖率A小的变化系数的限定表示无机细颗粒的覆盖率是均匀的并且具有高的局部覆盖率的区域较少。当覆盖率A的变化系数为不大于10.0%时,干扰磁性调色剂与磁性调色剂熔融结合的、具有高的局部覆盖率的区域较少,并且这对于抑制定影拖尾是关键的。当变化系数超过10.0%时,即使当未定影图像具有高密度时也不能获得定影拖尾的改善。
对使覆盖率A的变化系数为10.0%以下的技术没有特别的限定,但能够使例如二氧化硅细颗粒等金属氧化物细颗粒在磁性调色剂颗粒的表面上高度扩散的下述外部添加设备和技术的使用是优选的。
本发明的调色剂的粘结剂树脂包含聚酯树脂。然而,在不损害本发明效果的程度内,粘结剂树脂还可包含用作调色剂中粘结剂树脂的已知树脂。
如下描述该聚酯树脂的组成。
构成所述聚酯树脂的二元醇组分可示例为乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、氢化双酚A、具有下式(A)的双酚及其衍生物,和具有下式(B)的二醇。
[化学式1]
(在该式中,R是亚乙基或亚丙基;x和y各自是大于或等于0的整数;且x+y的平均值大于或等于0且小于或等于10。)
[化学式2]
(该式中,R′为–CH2CH2–或–CH2CH(CH3)–或–CH2–C(CH3)2–;x'和y'是大于或等于0的整数;且x'+y'的平均值大于或等于0且小于或等于10。)
构成该聚酯树脂的二元酸组分可示例为苯二甲酸如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐;烷基二羧酸如丁二酸、己二酸、癸二酸和壬二酸;烯基丁二酸如正十二烯基丁二酸;和不饱和二羧酸如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸。
三元以上的醇组分自身或三价以上的酸组分自身可用作交联组分,或二者可组合使用。
三元以上的多元醇组分可示例为山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、丁三醇、戊三醇、甘油、甲基丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和三羟基苯。
本发明中的三价以上的多元羧酸组分可示例为偏苯三酸、苯均四酸、苯三甲酸、丁烷三甲酸、己烷三甲酸和具有下式(C)的四羧酸。
[化学式3]
(该式中的X表示具有含有至少三个碳的至少一个侧链的C5-30亚烷基或亚烯基。)
本发明的磁性调色剂的玻璃化转变温度(Tg)优选为至少40℃且不大于70℃。当所述玻璃化转变温度为至少40℃且不大于70℃时,在保持有利的定影性能的同时,可提高贮存稳定性和耐久性。当Tg高于70℃时,迅速熔融特性倾向于降低。
通过将本发明的磁性调色剂溶解在甲苯和乙醇的混合溶剂中并使用电位滴定设备进行对所获得的可溶性物质的测定而测得的酸值,优选为至少5mgKOH/g且不大于50mgKOH/g,更优选为至少10mgKOH/g且不大于40mgKOH/g。将酸值控制在上述范围内促进将磁性调色剂介电特性调整至期望的范围内。为了将该酸值控制在上述范围内,用于本发明的粘结剂树脂的酸值优选为至少5mgKOH/g且不大于50mgKOH/g。以下给出测定酸值的方法的详情。
此外,从粉碎性与定影性能之间平衡的观点,存在于本发明的磁性调色剂的粘结剂树脂中的聚酯树脂优选具有3000-10000并且更优选5000-8000的峰值分子量(Mp)。
用作本发明的脱模剂的酯化合物优选为单官能或至少双官能的多官能酯。其中,因为单官能酯化合物容易提供直链状,所以其与粘结剂树脂具有高相容性并且容易提供较大改善的定影拖尾。
优选的单官能酯化合物可通过以下具体示例:如巴西棕榈蜡和褐煤酸酯蜡等主组分为脂肪酸酯的蜡类;如脱酸巴西棕榈蜡等从脂肪酸酯类酸组分部分或全部脱酸的产物;通过植物性油脂的氢化获得的含羟基甲基酯化合物;以及如硬脂酸硬脂酯和山嵛酸山嵛酯等饱和脂肪酸单酯类。
此类酯化合物优选包含具有至少16个且不大于22个碳原子范围的脂肪酸或具有至少16个且不大于22个碳原子范围的脂肪族醇的酯化合物。酯化合物更优选为包含作为构成组分的脂肪酸的酯化合物,并且作为此类酯化合物构成组分的脂肪酸中的碳数特别优选至少16且不大于22。与用作粘结剂树脂的聚酯树脂的亲和性随着脂肪酸中碳数而变化。通过将碳数控制在上述范围内,可获得本发明的磁性调色剂的显影性能和定影拖尾的额外改善。
对于酯化合物的构成组分的脂肪酸,除了构成上述单官能酯化合物的脂肪酸以外,还优选肉豆蔻酸、棕榈酸、花生酸、二十四烷酸等。对于酯化合物的构成组分的醇,除了构成上述单官能酯化合物的醇以外,花生酸醇和二季戊四醇,也是优选的。
本发明的磁性调色剂当用差示扫描量热计(DSC)测量时从至少60℃至不大于90℃具有吸热峰。例如,可使用具有期望的熔点的酯化合物以将该吸热峰控制在指定范围内。或者,也可通过调整用于粘结剂树脂的聚合条件和单体组成获得上述范围。以下描述本发明的磁性调色剂的吸热峰和酯化合物的熔点的测量方法。
此外,通过上述吸热峰吸收的热量(以下:吸热峰热量)优选为至少0.20J/g且不大于3.00J/g.。当吸热峰热量为至少0.20J/g时,促进磁性调色剂全体的熔融并且促进定影拖尾的改善。此外,吸热峰热量为不大于3.00J/g是优选的,因为其可提供磁性调色剂的显影性能和保存性的降低的良好抑制。
为了将吸热峰热量控制在上述范围内,本发明中酯化合物的含量,相对于100质量份粘结剂树脂,优选为至少1.0质量份且不大于10.0质量份。以下描述吸热峰热量的测量方法。
对于79.6kA/m(1000奥斯特)的磁场,本发明的磁性调色剂优选具有磁化强度(σs)为至少15Am2/kg且不大于45Am2/kg和残余磁化强度(σr)与磁化强度(σs)的比值[σr/σs]为至少0.03且不大于0.11。
磁化强度(σs)表示当存在外部磁场时通过磁性调色剂保持的磁化强度并且相当于通过显影套筒上的磁性调色剂保持的磁化强度。残余磁化强度(σr)表示当外部磁场非常小时通过磁性调色剂保持的磁化强度并且相当于通过已经历显影至静电潜像承载构件的磁性调色剂(以下,称为显影后的磁性调色剂)保持的磁化强度。
当在上述条件下的磁化强度(σs)为至少15Am2/kg时,通过由于显影套筒中的磁辊导致的对显影套筒上的磁性调色剂的磁约束力而促进非图像部中的显影(主要起雾)的抑制。另一方面,当磁化强度(σs)为不大于45Am2/kg时,其使磁约束力难以干扰调色剂的显影。
磁化强度(σs)更优选为至少18Am2/kg且不大于35Am2/kg。
当残余磁化强度(σr)与磁化强度(σs)的比值[σr/σs]满足上述范围时,由于磁性调色剂的磁内聚的效果,使得即使存在极小的外部磁场的记录介质上,也抑制通过水蒸气流吹飞磁性调色剂,结果可更进一步改善定影拖尾。当σr/σs为小于0.03时,存在极小的磁内聚力,结果抑制定影拖尾的改善。当σr/σs高于0.11时,磁内聚力变得过强,并且显影步骤中必要以上量的磁性调色剂经历显影。在这种情况下,为了抑制定影拖尾,定影步骤中变得需要更多热量。σr/σs更优选为至少0.03且不大于0.08。
通过具有不同磁特性的磁性体的使用可控制本发明的磁性调色剂的磁特性。通过适当调整磁性调色剂中磁性体的量也是可以的。
可通过将如磷和硅等元素引入磁性体并且通过改变磁性体的形状(球形、多面体、六面体、八面体)并且改变磁性体的粒径来控制σr/σs而控制磁性体的磁特性。
存在于本发明磁性调色剂中的磁性体可示例以下:铁氧化物如磁铁矿、磁赤铁矿、铁素体等;金属如铁、钴和镍;以及这些金属与如铝、钴、铜、铅、镁、锡、锑、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨和钒等金属的合金和混合物。
该磁性体优选具有不大于2μm的一次颗粒的数均粒径并且更优选至少0.05μm且不大于0.50μm。对于施加79.6kA/m的磁特性,在残余磁化强度优选为至少1.0Am2/kg且不大于10.0Am2/kg并且更优选至少1.5Am2/kg且不大于8.0Am2/kg的同时,磁化强度优选为至少30Am2/kg且不大于90Am2/kg并且更优选至少40Am2/kg且不大于80Am2/kg。以下描述磁性调色剂和磁性体的磁特性的测量方法。
本发明的磁性调色剂的含量优选为至少25质量%且不大于65质量%。更优选的范围为至少30质量%且不大于60质量%。通过使磁性体含量为上述范围而促进控制本发明优选的调色剂磁特性。
磁性调色剂中的磁性体的含量可使用来自PerkinElmer Inc的Q5000IR TGA热分析仪来测定。关于测量方法,将磁性调色剂在氮气气氛中以25℃/分钟的升温速度从常温加热至900℃,将100至750℃的质量损失取为从磁性调色剂减去磁性体所获得的组分的量,并将剩余质量取为磁性体的量。
优选将电荷控制剂添加到本发明的磁性调色剂中。由于本发明中粘结剂树脂本身具有高负带电性能,所以负带电性调色剂是优选的。
有机金属配位化合物和螯合化合物可有效地作为负带电用电荷控制剂,其可示例为单偶氮-金属配位化合物;乙酰丙酮-金属配位化合物;和芳香族羟基羧酸和芳香族二羧酸的金属配位化合物。可商购获得的产品的具体实例是Spilon Black TRH、T-77和T-95(Hodogaya Chemical,Ltd.)以及BONTRON(注册商标)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88和E-89(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.)。
可使用这些电荷控制剂中的单独一种,或可组合使用两种以上。从磁性调色剂的带电量的观点考虑,相对于每100质量份粘结剂树脂,优选使用0.1至10.0质量份、更优选0.1至5.0质量份的这些电荷控制剂。
本发明的磁性调色剂含有在磁性调色剂颗粒表面上的无机细颗粒。
存在于磁性调色剂颗粒表面上的无机细颗粒可示例为二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒,并且也可有利地使用在其表面上进行疏水化处理后的这些无机细颗粒。
关键的是,存在于本发明的磁性调色剂颗粒表面上的无机细颗粒含有选自由二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒组成的组的至少一种金属氧化物细颗粒,并且至少85质量%的金属氧化物细颗粒是二氧化硅细颗粒。优选至少90质量%的金属氧化物细颗粒是二氧化硅细颗粒。其理由是二氧化硅细颗粒不仅提供关于赋予带电性能和流动性的最佳平衡,而且从降低调色剂之间的聚集力的观点,也是优异的。
从降低调色剂之间的聚集力的观点二氧化硅细颗粒是优异的原因并不完全清楚,但推测其可能是由于关于二氧化硅细颗粒之间的滑动性,之前描述的轴承效果的显著作用。
此外,二氧化硅细颗粒优选是固着至磁性调色剂颗粒表面上的无机细颗粒的主要成分。具体地说,固着至磁性调色剂颗粒表面上的无机细颗粒优选含有选自由二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒组成的组的至少一种金属氧化物细颗粒,其中二氧化硅细颗粒为这些金属氧化物细颗粒的至少80质量%。二氧化硅细颗粒更优选为至少90质量%。假定其与如上所述的相同原因:从赋予带电性和流动性的观点,二氧化硅细颗粒是最佳的,结果发生磁性调色剂带电的快速的初始升高。结果可获得高的图像浓度,这是非常优选的。
此处,为了使二氧化硅细颗粒为在磁性调色剂颗粒表面上存在的金属氧化物细颗粒的至少85质量%和还为了使其为相对于固着至磁性调色剂颗粒表面上的金属氧化物颗粒的至少80质量%,可调节无机细颗粒的添加时机和添加量。
无机细颗粒的存在量可使用以下描述的用于定量无机细颗粒的方法来确认。
在本发明中,无机细颗粒中的一次颗粒的数均粒径(D1)优选为至少5nm且不大于50nm,更优选为至少10nm且不大于35nm。
使无机细颗粒中的一次颗粒的数均粒径(D1)落入上述的范围内,促进对覆盖率A和B/A的有利控制。当一次颗粒的数均粒径(D1)小于5nm时,无机细颗粒易于相互聚集,于是不仅其难以获得B/A的大值,而且覆盖率A的变化系数也容易出现大值。另一方面,当一次颗粒的数均粒径(D1)大于50nm时,即使大量添加无机细颗粒,也容易减小覆盖率A,同时因为无机细颗粒难以固着至磁性调色剂颗粒,所以B/A的值也倾向于减小。即,当一次颗粒的数均粒径(D1)大于50nm时,难以获得上述附着力降低效果和轴承效果。
优选对用于本发明的无机细颗粒进行疏水化处理,并且特别优选的无机细颗粒将已经疏水化处理为至少40%、更优选至少50%的根据甲醇滴定试验测定的疏水化度。
进行疏水化处理的方法可示例为用例如有机硅化合物、硅油、长链脂肪酸等进行处理的方法。
有机硅化合物可示例为六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和六甲基二硅氧烷。可使用这些中的单独一种,或可使用两种以上的混合物。
硅油可示例为二甲基硅油、甲基苯基硅油、α-甲基苯乙烯改性的硅油、氯苯基硅油和氟改性的硅油。
C10-22脂肪酸适合用作长链脂肪酸,所述长链脂肪酸可以是直链脂肪酸或支链脂肪酸。可使用饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。
前述之中,非常优选C10-22直链饱和脂肪酸,因为它们容易提供对无机细颗粒表面的均匀处理。
这些直链饱和脂肪酸可示例为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸和山萮酸。
优选已用硅油处理过的无机细颗粒作为用于本发明的无机细颗粒,并且更优选用有机硅化合物和硅油处理过的无机细颗粒。这使得可以有利的控制疏水化度。
用硅油处理无机细颗粒的方法可示例为,使用混合机如亨舍尔混合机,将硅油与已用有机硅化合物处理过的无机细颗粒直接混合的方法,和将硅油喷射到无机细颗粒上的方法。另一实例是将硅油溶解或分散在适合的溶剂中,然后添加并混合无机细颗粒,并除去溶剂的方法。
为了获得良好的疏水性,相对于每100质量份无机细颗粒,用于处理的硅油的量优选为至少1质量份且不大于40质量份,更优选至少3质量份且不大于35质量份。
为了赋予磁性调色剂优异的流动性,用于本发明的二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒具有优选至少20m2/g且不大于350m2/g、更优选至少25m2/g且不大于300m2/g的通过基于氮吸附的BET法测量的比表面积(BET比表面积)。
基于JIS Z8830(2001)进行通过基于氮吸附的BET法的比表面积(BET比表面积)的测量。将使用通过定容法的气体吸附法作为其测量方式的“TriStar300(ShimadzuCorporation)自动比表面积·孔分布分析仪”用作所述测量仪器。
相对于每100质量份磁性调色剂颗粒,无机细颗粒的添加量优选为至少1.5质量份且不大于3.0质量份的无机细颗粒,更优选至少1.5质量份且不大于2.6质量份,甚至更优选至少1.8质量份且不大于2.6质量份。
从促进适当控制覆盖率A和B/A的观点,也优选将无机细颗粒的添加量设定在上述范围内。
无机细颗粒的添加量超过3.0质量份,即使可设计外部添加设备和外部添加法,也引起无机细颗粒的游离并容易出现例如在图像上的条纹。
除上述无机细颗粒之外,可将一次颗粒的数均粒径(D1)为至少80nm且不大于3μm的颗粒添加到本发明的磁性调色剂中。例如,也可以不影响本发明的效果的少量添加润滑剂如氟树脂粉末、硬脂酸锌粉末或聚偏二氟乙烯粉末;研磨剂如氧化铈粉末、碳化硅粉末或钛酸锶粉末;或间隔物颗粒如二氧化硅。
从显影性能与定影性能之间的平衡的观点,本发明的磁性调色剂的重均粒径(D4)优选为至少6.0μm且不大于10.0μm并且更优选为至少7.0μm且不大于9.0μm。
以下提供本发明的磁性调色剂的生产方法的实例,但并不意图将生产方法限于这些。
可通过具有能够调整覆盖率A、覆盖率A的变化系数和B/A的步骤,而不特别限定其它生产步骤的任何已知的生产方法生产本发明的磁性调色剂。
下述方法是此类生产方法的有利实例。首先,使用混合机如亨舍尔混合机或球磨机,将粘结剂树脂、脱模剂和磁性体以及根据需要的其它原料如电荷控制剂充分混合,然后使用加热捏合设备如辊、捏合机或挤出机熔融、加工和捏合,以使树脂彼此相容。
将所获得的熔融和捏合的材料冷却并固化,然后粗粉碎,细粉碎,并分级,将外部添加剂如无机细颗粒外部添加并混合到所获得的磁性调色剂颗粒中,以获得磁性调色剂。
在此使用的混合机可示例为亨舍尔混合机(Mitsui Mining Co.,Ltd.);高速混合机(Kawata Mfg.Co.,Ltd.);Ribocone(Okawara Corporation);诺塔混合机,Turbulizer和Cyclomix(Hosokawa Micron Corporation);螺旋杆式混合机(Spiral Pin Mixer)(Pacific Machinery&Engineering Co.,Ltd.);Loedige混合机(Matsubo Corporation);和Nobilta(Hosokawa Micron Corporation)。
上述的捏合设备可示例为KRC捏合机(Kurimoto,Ltd.);Buss Ko-捏合机(BussCorp.);TEM挤出机(Toshiba Machine Co.,Ltd.);TEX双螺杆捏合机(The Japan SteelWorks,Ltd.);PCM捏合机(Ikegai Ironworks Corporation);三辊磨机、混合辊磨机、捏合机(Inoue Manufacturing Co.,Ltd.);Kneadex(Mitsui Mining Co.,Ltd.);MS型加压捏合机和Kneader-Ruder(Moriyama Mfg.Co.,Ltd.);和班伯里混炼机(Kobe Steel,Ltd.)。
上述的粉碎机可示例为反喷气磨(Counter Jet Mill)、Micron Jet和Inomizer(Hosokawa Micron Corporation);IDS型磨机和PJM喷射式磨机(Nippon PneumaticMfg.Co.,Ltd.);交叉喷射式磨机(Kurimoto,Ltd.);Ulmax(Nisso Engineering Co.,Ltd.);SK Jet-O-Mill(Seishin Enterprise Co.,Ltd.);Kryptron(Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.);涡轮研磨机(Turbo Kogyo Co.,Ltd.);和Super Rotor(NisshinEngineering Inc.)。
上述的分级机可示例为Classiel、Micron分级机和Spedic分级机(SeishinEnterprise Co.,Ltd.);涡轮分级机(Nisshin Engineering Inc.);微分离机、Turboplex(ATP)和TSP分离机(Hosokawa Micron Corporation);Elbow Jet(Nittetsu Mining Co.,Ltd.);分散分离机(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.);和YM Microcut(Yasukawa ShojiCo.,Ltd.)。
可用于筛选粗颗粒的筛选装置可示例为Ultrasonic(Koei Sangyo Co.,Ltd.)、Rezona Sieve和Gyro-Sifter(Tokuju Corporation)、Vibrasonic system(Dalton Co.,Ltd.)、Soniclean(Sintokogio,Ltd.)、涡轮筛选机(Turbo Kogyo Co.,Ltd.)、Microsifter(Makino Mfg.Co.,Ltd.)和圆形振动筛。
已知的混合处理设备如上述混合机可用于无机细颗粒的外部添加和混合;然而,从能够容易控制覆盖率A、B/A和覆盖率A的变化系数的观点,优选如图4所示的设备。
图4是示出可用于进行本发明使用的无机细颗粒的外部添加和混合的混合处理设备的实例的示意图。
该混合处理设备容易使无机细颗粒固着到磁性调色剂颗粒表面,因为其具有在狭窄间隙区域内向磁性调色剂颗粒和无机细颗粒施加剪切的结构。
此外,如下所述,因为促进磁性调色剂颗粒和无机细颗粒沿旋转构件的轴向循环和因为在固着进行之前促进充分且均匀的混合,因而容易将覆盖率A、B/A和覆盖率A的变化系数控制在本发明优选的范围内。
另一方面,图5是示出用于上述混合处理设备的搅拌构件的结构的实例的示意图。
下面利用图4和5描述无机细颗粒的外部添加和混合过程。
进行无机细颗粒的外部添加和混合的该混合处理设备具有在其表面上设置至少多个搅拌构件3的旋转构件2;驱动旋转构件旋转的驱动构件8;和设置为与搅拌构件3具有间隙的主体外壳1。
重要的是,主体外壳1的内周部与搅拌构件3之间的间隙(空隙)保持不变且非常小,以向磁性调色剂颗粒施加均匀的剪切并促进无机细颗粒固着到磁性调色剂颗粒表面上。
在该装置中,主体外壳1的内周部直径不大于旋转构件2的外周部直径的两倍。在图4中,示出如下实例,其中主体外壳1的内周部的直径是旋转构件2的外周部直径(从旋转构件2减去搅拌构件3而获得的主体部直径)的1.7倍。当主体外壳1的内周部的直径不大于旋转构件2外周部的直径的两倍时,令人满意地使冲击力施加到磁性调色剂颗粒上,因为其中力作用于磁性调色剂颗粒的处理空间获得适当限制。
此外,重要的是根据主体外壳的尺寸调节间隙。从向磁性调色剂颗粒施加足够剪切的观点来看,重要的是使得间隙为主体外壳1内周部的直径的约至少1%且不大于5%。具体地说,当主体外壳1的内周部的直径为约130mm时,优选使得间隙为约至少2mm且不大于5mm;当主体外壳1的内周部的直径为约800mm时,优选使得间隙约为至少10mm且不大于30mm。
在本发明的无机细颗粒的外部添加和混合过程中,使用混合处理设备,通过经驱动构件8使旋转构件2旋转,并搅拌和混合已加入所述混合处理设备中的磁性调色剂颗粒和无机细颗粒,来进行所述无机细颗粒向磁性调色剂颗粒表面的混合和外部添加。
如图5所示,多个搅拌构件3的至少一部分形成向前输送用搅拌构件3a,所述向前输送用搅拌构件3a伴随旋转构件2的旋转,沿所述旋转构件的轴向的一个方向输送磁性调色剂颗粒和无机细颗粒。此外,多个搅拌构件3的至少一部分形成向后输送用搅拌构件3b,所述向后输送用搅拌构件3b伴随旋转构件2旋转,使磁性调色剂颗粒和无机细颗粒沿旋转构件的轴向的另一个方向返回。
在此,如图4所示,当在主体外壳1的两端部设置原料入口5和产物排出口6时,从原料入口5朝向产物排出口6的方向(图4中向右的方向)为“向前方向”。
即,如图5所示,使向前输送用搅拌构件3a的板面倾斜,以沿向前方向(13)输送磁性调色剂颗粒。另一方面,使向后输送用搅拌构件3b的面倾斜,以沿向后方向(12)输送磁性调色剂颗粒和无机细颗粒。
通过这样做,进行向磁性调色剂颗粒的表面外部添加无机细颗粒并混合,同时重复地进行沿“向前方向”(13)的输送和沿“向后方向”(12)的输送。
此外,关于搅拌构件3a、3b,沿旋转构件2的圆周方向以间隔设置的多个构件形成一组。在图5所示的实例中,彼此间隔180°的两个构件形成旋转构件2上的一组搅拌构件3a、3b,但更多数量的构件可形成一组,如间隔120°的三个或间隔90°的四个。
在图5所示实例中,以等间隔形成总共十二个搅拌构件3a、3b。
此外,图5中的D表示搅拌构件的宽度,d表示代表搅拌构件的重叠部分的距离。在图5中,当从使得沿向前方向和向后方向有效输送磁性调色剂颗粒和无机细颗粒的观点考虑时,D优选为旋转构件2长度的约至少20%且不大于30%的宽度。图5示出其中D为23%的实例。此外,关于搅拌构件3a和3b,当从搅拌构件3a的端部位置沿垂直方向画出延长线时,优选存在该搅拌构件与搅拌构件3b的一定程度的重叠部分d。这用来有效地向磁性调色剂颗粒施加剪切。从施加剪切的观点,该d优选为D的至少10%且不大于30%。
除图5所示形状之外,在磁性调色剂颗粒可沿向前方向和向后方向输送且保持间隙的范围内,叶片形状可以为具有弯曲表面的形状或其中前端叶片部分通过棒状臂连接至旋转构件2的桨叶结构。
下面将参考图4和5中所示设备的示意图,更详细地描述本发明。
图4所示设备具有旋转构件2,其至少具有设置在其表面上的多个搅拌构件3;驱动旋转部件2的旋转的驱动构件8;设置与搅拌构件3形成间隙的主体外壳1;和夹套4,其中传热介质可流动并且其位于主体外壳1内侧和旋转构件的端部侧面10上。
此外,图4所示设备具有:原料入口5,其形成于主体外壳1的上部以导入磁性调色剂颗粒和无机细颗粒;和产物排出口6,其形成于主体外壳1的下部以从主体外壳1向外部排出已进行外部添加和混合处理的磁性调色剂。
图4所示设备还具有插入原料入口5内的原料入口用内部件16和插入产物排出口6内的产物排出口用内部件17
在本发明中,首先从原料入口5除去原料入口用内部件16,将磁性调色剂颗粒从原料入口5导入处理空间9中。然后,将无机细颗粒从原料入口5导入处理空间9中并插入原料入口用内部件16。随后通过驱动构件8使旋转构件2旋转(11代表旋转方向),并使由此导入的待处理的材料进行外部添加和混合处理,同时通过设置在旋转构件2表面上的多个搅拌构件3进行搅拌和混合。
导入顺序也可以是首先通过原料入口5导入无机细颗粒,然后通过原料入口5导入磁性调色剂颗粒。此外,磁性调色剂颗粒和无机细颗粒可预先使用混合机如亨舍尔混合机进行混合,然后可通过图4所示设备的原料入口5导入混合物。
更具体地说,关于外部添加和混合处理的条件,就获得本发明所规定的覆盖率A、B/A和覆盖率A的变化系数而言,优选将驱动构件8的功率控制在至少0.2W/g且不大于2.0W/g。更优选将驱动构件8的功率控制在至少0.6W/g且不大于1.6W/g。
当功率小于0.2W/g时,难以获得高的覆盖率A,并且B/A倾向于太低。另一方面,当超过2.0W/g时,B/A倾向于太高。
对处理时间没有特别的限制,但优选至少3分钟且不大于10分钟。当处理时间短于3分钟时,B/A倾向于变低,并且容易出现大的覆盖率A的变化系数。另一方面,当处理时间超过10分钟时,B/A反之倾向于变高,并且设备内部的温度容易升高。
对外部添加和混合期间搅拌构件的旋转速度没有特别的限制;然而,对于图4所示设备,当设备中处理空间9的容积为2.0×10–3m3时,当搅拌构件3的形状如图5所示时,搅拌构件的rpm优选为至少1000rpm且不大于3000rpm。在至少1000rpm且不大于3000rpm下,容易获得如本发明所限定的覆盖率A、B/A和覆盖率A的变化系数。
本发明特别优选的处理方法在外部添加和混合处理步骤之前具有预混合步骤。插入预混合步骤实现无机细颗粒在磁性调色剂颗粒表面上的非常均匀的分散,结果容易获得高的覆盖率A,并且容易降低覆盖率A的变化系数。
更具体地说,预混合处理条件优选为:驱动构件8的功率为至少0.06W/g且不大于0.20W/g,且处理时间为至少0.5分钟且不大于1.5分钟。当预混合处理条件的负载功率低于0.06W/g或处理时间短于0.5分钟时,难以在预混合中获得令人满意的均匀混合。另一方面,当预混合处理条件的负载功率高于0.20W/g或处理时间长于1.5分钟时,在获得令人满意的均匀混合之前,无机细颗粒就可能变得固着到磁性调色剂颗粒表面上。
在外部添加和混合处理完成后,除去产物排出口6中的产物排出口用内部件17,并通过驱动构件8使旋转构件2旋转,以将磁性调色剂从产物排出口6排出。根据需要,可使用网筛或筛子例如圆形振动筛将粗颗粒等从所获得的磁性调色剂分离,以获得磁性调色剂。
参考图6,下面具体地描述可有利地使用本发明的调色剂的图像形成设备的实例。在图6中,100是静电潜像承载构件(以下也称为感光构件),其中在其周围设置下述:充电构件(充电辊)117、具有调色剂承载构件102的显影装置140、转印构件(转印充电辊)114、清洁器容器116、定影单元126和拾取辊124。静电潜像承载构件100通过充电辊117来充电。通过用来自激光发生器121的激光照射静电潜像承载构件100进行曝光(photoexposure),以形成对应于目标图像的静电潜像。静电潜像承载构件100上的静电潜像通过显影装置140用单组分调色剂来显影,以提供调色剂图像,并通过在转印材料插入静电潜像承载构件与转印辊114之间的情况下接触静电潜像承载构件的转印辊114,将调色剂图像转印到转印材料上。将承载调色剂图像的转印材料输送到定影单元126,并在转印材料上进行定影。此外,通过清洁刮板将在一定程度上残留在静电潜像承载构件上的磁性调色剂刮掉,并贮存在清洁器容器116中。
以下描述本发明涉及的各种性质的测定方法。
<覆盖率A的计算>
在本发明中,通过使用Image-Pro Plus ver.5.0图像分析软件(Nippon RoperKabushiki Kaisha),分析用Hitachi's S-4800超高分辨率场致发射扫描电子显微镜(Hitachi High-Technologies Corporation)拍摄的磁性调色剂表面的图像,来计算覆盖率A。用S-4800获取图像的条件如下。
(1)样品制备
将导电性糊剂在样品台(15mm×6mm铝样品台)上涂成薄层,并在其上喷射磁性调色剂。用空气进行额外的吹气,以从样品台除去过量的磁性调色剂并进行充分干燥。将样品台放置在样品支架中,并用样品高度计将样品台的高度调节至36mm。
(2)设定用S-4800观察的条件
使用用S-4800的背散射电子成像获得的图像来计算覆盖率A。使用背散射电子图像可在优异精度下测定覆盖率A,因为与二次电子图像的情况相比,无机细颗粒更少过度带电。
将液氮导入至位于S-4800壳体内的抗污染收集器溢满,并使其静置30分钟。起动S-4800的“PC-SEM”,并进行闪烁(flashing)(清洁作为电子源的FE前端)。点击屏幕上控制面板中的加速电压显示部,并按下[闪烁(flashing)]按钮以打开闪烁执行对话框。确认闪烁强度为2并执行。确认由于闪烁产生的发射电流为20至40μA。将样品支架插入S-4800壳体的样品室中。按下控制面板上的[原点(home)],以将样品支架输送到观察位置。
点击加速电压显示部,以打开HV设定对话框,并将加速电压设定为[0.8kV],发射电流设定为[20μA]。在操作面板的[基本(base)]标签中,将信号选择设定为[SE];对于SE检测器,选择[上(U)]和[+BSE];并在[+BSE]右边的选择框中选择[L.A.100],以进入使用背散射电子图像的观察模式中。类似地,在操作面板的[基本]标签中,将电子光学系统条件区块的探测电流设定为[Normal];设定焦点模式为[UHR];设定WD为[3.0mm]。按下控制面板的加速电压显示部中的[ON]按钮,并施加加速电压。
(3)磁性调色剂的数均粒径(D1)的计算
通过在控制面板的放大倍数指示部内拖曳,设定放大倍数为5000X(5k)。旋转操作面板上的[COARSE]焦点旋钮,进行已获得一定程度的聚焦的孔径校准的调节。点击控制面板中的[Align],显示校准对话框,选择[光束(beam)]。通过旋转操作面板上的STIGMA/ALIGNMENT旋钮(X,Y),将显示的光束移动至同心圆的圆心。然后选择[孔径(aperture)],并逐个地旋转STIGMA/ALIGNMENT旋钮(X,Y)并调节以使图像的移动停止或使移动最小化。关闭孔径对话框,并用自动聚焦来聚焦。通过重复该操作另外两次来聚焦。
然后,通过测量300个磁性调色剂颗粒的粒径来求得数均粒径(D1)。当观察磁性调色剂颗粒时,将单个颗粒的粒径取为最大直径。
(4)焦点调节
对于在(3)中获得的数均粒径(D1)为±0.1μm、最大直径的中心已调节至测定屏幕的中心的颗粒,在控制面板的放大倍数指示部内拖曳以设定放大倍数为10000X(10k)。旋转操作面板上的[COARSE]焦点旋钮,进行已获得一定程度的聚焦的孔径校准调节。点击控制面板中的[Align],显示校准对话框,选择[光束]。通过旋转操作面板上的STIGMA/ALIGNMENT旋钮(X,Y),将显示的光束移动至同心圆的圆心。然后选择[孔径],并逐个地旋转STIGMA/ALIGNMENT旋钮(X,Y),调节以使图像的移动停止或使移动最小化。关闭孔径对话框,并使用自动聚焦来聚焦。然后设定放大倍数为50000X(50k);使用聚焦旋钮和STIGMA/ALIGNMENT旋钮进行如上所述的聚焦调节;和使用自动聚焦再聚焦。通过重复该操作来聚焦。在此,因为在观察平面具有大的倾斜角时,覆盖率测定的精度易于下降,所以通过在其中整个观察平面同时对焦的聚焦调节期间进行选择,经选择该表面内最小的倾斜来进行分析。
(5)图像捕获
使用ABC模式进行亮度调节,拍摄大小为640×480像素的照片并储存。使用该图像文件,进行以下描述的分析。对每个磁性调色剂颗粒拍摄一张照片,获得至少30个磁性调色剂颗粒的图像。
(6)图像分析
在本发明中,使用以下所示的分析软件,通过使经上述程序获得的图像进行二值化处理来计算覆盖率A。当其完成时,将上述单个图像分成12个正方形,并对每个进行分析。然而,当在分割区内存在粒径大于或等于50nm的无机细颗粒时,不对该分割区进行覆盖率A的计算。
用Image-Pro Plus ver.5.0图像分析软件的分析条件如下。
软件:Image-ProPlus5.1J
从工具条中的“测量”选择“计数/尺寸”,然后是“选项”,并设定二值化条件。在目标提取选项中选择8个连接,并设置平滑化为0。此外,不选择预筛选、填充空隙和包络线(envelope),并将“边界线除外”设定为“没有”。从工具条中的“测量”选择“测量项目”,并对面积筛选范围输入2至107。
通过标出正方形区域来计算覆盖率。在此,使该区域的面积(C)设为24000至26000像素。通过“处理”-二值化进行自动二值化,计算不含二氧化硅区域的总面积(D)。
使用下式,由正方形区域的面积C和不含二氧化硅区域的总面积D,计算覆盖率a。
覆盖率A(%)=100–(D/C×100)
如上所述,对至少30个磁性调色剂颗粒进行覆盖率a的计算。将所有获得的数据的平均值取为本发明的覆盖率A。
<覆盖率A的变化系数>
在本发明中,如下求得覆盖率A的变化系数。使σ(A)为上述用于计算覆盖率A的所有覆盖率数据的标准偏差,使用下式获得覆盖率A的变化系数。
变化系数(%)={σ(A)/A}×100
<覆盖率B的计算>
通过首先除去磁性调色剂表面上未固着的无机细颗粒,然后进行与覆盖率A计算相同的程序,计算覆盖率B。
(1)未固着的无机细颗粒的除去
如下所述除去未固着的无机细颗粒。本发明人研究,然后设定这些除去条件,以彻底除去除了嵌入在调色剂表面中的那些以外的无机细颗粒
作为实例,对于使用图4所示设备在三个不同的外部添加强度下使覆盖率A达到46%的磁性调色剂,图7示出超声波分散时间与超声波分散后计算的覆盖率之间的关系。图7通过使用与如上所述覆盖率A的计算相同的程序,计算通过以下描述的方法经超声波分散除去无机细颗粒然后干燥而提供的磁性调色剂的覆盖率而作成。
图7证明覆盖率下降与通过超声波分散无机细颗粒的除去有关,并且对于所有的外部添加强度,通过超声波分散20分钟使覆盖率达到大致恒定的值。基于此,超声波分散30分钟被视为提供对除嵌入在调色剂表面中的无机细颗粒以外的无机细颗粒的彻底除去,由此获得的覆盖率定义为覆盖率B。
更详细地,将16.0g水和4.0g Contaminon N(来自Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.的中性洗涤剂,产品编号037-10361)导入30mL玻璃瓶并充分混合。将1.50g磁性调色剂引入所获得的溶液,并通过在底部施加磁铁,使磁性调色剂完全被浸没。然后,旋转移动磁铁,以使磁性调色剂适应溶液并除去气泡。
插入UH-50超声波振荡器(来自SMT Co.,Ltd.,所使用的前端是前端直径φ为6mm的钛合金前端)的前端,以使其为所述瓶的中心并位于距离瓶底部5mm的高度,通过超声波分散除去无机细颗粒。施加超声波30分钟后,移出全部量的磁性调色剂并干燥。在此期间,施加尽可能少的热,同时在不高于30℃下进行真空干燥。
(2)覆盖率B的计算
在如上所述干燥之后,如同上述覆盖率A来计算磁性调色剂的覆盖率,获得覆盖率B。
<无机细颗粒的定量方法>
(1)磁性调色剂中二氧化硅细颗粒的含量的测定(标准添加法)
将3g磁性调色剂引入直径为30mm的铝环中,并使用10吨的压力制备粒料。通过波长分散型X射线荧光分析(XRF)测定硅(Si)强度(Si强度-1)。优选优化使用的XRF仪器的测量条件,并使用相同条件进行所有的一系列强度测量。将一次颗粒的数均粒径为12nm的二氧化硅细颗粒以相对于磁性调色剂为1.0质量%添加至磁性调色剂,并用咖啡磨碎机进行混合。
对于此时混合的二氧化硅细颗粒,可使用一次颗粒的数均粒径为至少5nm且不大于50nm的二氧化硅细颗粒,而不影响该测定。
混合后,还如上所述进行制粒,并同样如上所述测定Si强度(Si强度-2)。使用相同的程序,对通过添加并混合相对于磁性调色剂为2.0质量%和3.0质量%的二氧化硅细颗粒而制备的样品,同样测定Si强度(Si强度-3,Si强度-4)。使用Si强度-1至Si强度-4,计算基于标准添加法的磁性调色剂中二氧化硅的含量(质量%)。
使用标准添加法和与上述用于二氧化硅含量测定相同的程序,测定磁性调色剂中的二氧化钛含量(质量%)和磁性调色剂中的氧化铝含量(质量%)。即,对于二氧化钛含量(质量%),添加并混合一次颗粒的数均粒径为至少5nm且不大于50nm的二氧化钛细颗粒,并可通过测定钛(Ti)强度进行测定。对于氧化铝含量(质量%),添加并混合一次颗粒的数均粒径为至少5nm且不大于50nm的氧化铝细颗粒,并可通过测定铝(Al)强度进行测定。
(2)从磁性调色剂中分离无机细颗粒
使用精密天平,称量5g磁性调色剂放入有盖的200mL塑料杯中;添加100mL甲醇;并使用超声波分散器进行分散5分钟。使用钕磁铁保持磁性调色剂,并丢弃上清液。进行用甲醇分散并丢弃上清液的过程三次,接着添加100mL的10%NaOH和几滴“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的且包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂的中性pH7洗涤剂的10质量%水溶液,来自Wako Pure Chemical Industries,Ltd.),轻轻地混合,然后保持静止状态24小时。接着用钕磁铁进行再分离。此时进行用蒸馏水反复洗涤,直到没有残留NaOH。使用真空干燥器彻底干燥回收的颗粒,获得颗粒A。通过该过程溶解并除去外部添加的二氧化硅细颗粒。二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒会留存在颗粒A中,因为它们难溶于10%的NaOH中。
(3)颗粒A中Si强度的测量
将3g颗粒A引入直径为30mm的铝环中;使用10吨的压力制造粒料;并通过波长分散型XRF测定Si强度(Si强度-5)。使用Si强度-5和用于测定磁性调色剂中二氧化硅含量的Si强度-1至-4,计算颗粒A中的二氧化硅含量(质量%)。
(4)从磁性调色剂中分离磁性体
将100mL四氢呋喃添加至5g颗粒A,进行充分混合,然后超声波分散10分钟。用磁铁保持磁性体,并丢弃上清液。进行该过程5次,获得颗粒B。该过程可将有机组分如树脂几乎完全除去到磁性体外面。然而,因为所述树脂中的四氢呋喃不溶物会残留,因而优选将通过该过程提供的颗粒B加热至800℃,以烧掉残留的有机组分,加热后获得的颗粒C大约是存在于磁性调色剂中的磁性体。
颗粒C的质量的测量获得磁性调色剂中磁性体的含量W(质量%)。为了校正由于磁性体的氧化而产生的增量,将颗粒C的质量乘以0.9666(Fe2O3→Fe3O4)。
(5)分离的磁性体中的Ti强度和Al强度的测定
Ti和Al可作为杂质或添加剂存在于磁性体中。可通过在波长分散型XRF中的FP定量,来检测可归因于磁性体的Ti和Al的量。将Ti和Al的检测量换算成二氧化钛和氧化铝,然后计算磁性体中的二氧化钛含量和氧化铝含量。
通过将通过前述程序获得的定量值代入下式,计算外部添加的二氧化硅细颗粒的量、外部添加的二氧化钛细颗粒的量和外部添加的氧化铝细颗粒的量。
外部添加的二氧化硅细颗粒的量(质量%)=磁性调色剂中的二氧化硅含量(质量%)-颗粒A中的二氧化硅含量(质量%)
外部添加的二氧化钛细颗粒的量(质量%)=磁性调色剂中的二氧化钛含量(质量%)-{磁性体中的二氧化钛含量(质量%)×磁性体含量W/100}
外部添加的氧化铝细颗粒的量(质量%)=磁性调色剂中的氧化铝含量(质量%)-{磁性体中的氧化铝含量(质量%)×磁性体含量W/100}
(6)对于固着至磁性调色剂颗粒表面的无机细颗粒,计算二氧化硅细颗粒在选自由二氧化硅细颗粒、二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒组成的组的金属氧化物细颗粒中的比例
在进行计算覆盖率B的方法中的“除去未固着的无机细颗粒”的程序和随后干燥调色剂之后,可通过进行与上述方法(1)至(5)中相同的程序计算二氧化硅细颗粒在金属氧化物细颗粒中的比例。
<无机细颗粒的一次颗粒的数均粒径的测量方法>
无机细颗粒的一次颗粒的数均粒径是从用Hitachi的S-4800超高分辨率场致发射扫描电子显微镜(Hitachi High-Technologies Corporation)拍摄的磁性调色剂表面的无机细颗粒图像来计算的。用S-4800获取图像的条件如下。
进行与上述“覆盖率A的计算”中相同的步骤(1)至(3);通过如(4)中进行在磁性调色剂表面50000X的放大倍数下的焦点调节,进行聚焦;然后使用ABC模式调节亮度。然后使放大倍数达到100000X;如(4)中使用聚焦旋钮和STIGMA/ALIGNMENT旋钮进行焦点调节;并使用自动聚焦进行聚焦。重复焦点调节过程,以实现在100000X下聚焦。
然后,对磁性调色剂表面上至少300个无机细颗粒测量粒径,并求得数均粒径(D1)。在此,因为一些无机细颗粒也作为聚集体存在,因而测定可识别为一次颗粒的颗粒的最大直径,并通过取所获得的最大直径的算术平均值,获得一次颗粒的数均粒径(D1)。
<磁性调色剂的重均粒径(D4)和粒度分布的测量方法>
如下计算磁性调色剂的重均粒径(D4)。使用的测量仪器为根据孔电阻法原理操作并装备有100μm口管的精密粒度分布测量仪器“Coulter Counter Multisizer 3”(注册商标,来自Beckman Coulter,Inc.)。使用附带的专用软件,即“Beckman Coulter Multisizer3Version 3.51”(来自Beckman Coulter,Inc.),来设定测量条件并分析测量数据。在有效测量通道数为25000个通道下进行测量。
通过将特级氯化钠溶解在离子交换水中以提供浓度为约1质量%来制备用于测量的电解质水溶液,例如可使用“ISOTON II”(来自Beckman Coulter,Inc.)。
在测量和分析之前,如下设置所述专用软件。
在所述专用软件的“改变标准操作方法(SOM)”屏幕中,将控制模式中的总计数设定为50000个颗粒;将测量次数设定为1次;Kd值设定为使用“标准颗粒10.0μm”(来自Beckman Coulter,Inc.)获得的值。通过按下“阈值/噪声水平测量按钮”自动设定阈值和噪声水平。此外,将电流设定为1600μA;增益设定为2;电解质设定为ISOTON II;并勾选“测量后口管冲洗”。
在所述专用软件的“设定从脉冲到粒径的变换”屏幕中,将元件间隔(bininterval)设定为对数粒径;将粒径元件设定为256个粒径元件;将粒径范围设定为2μm至60μm。
具体测量程序如下。
(1)将约200mL上述电解质水溶液引入专用于Multisizer 3的250mL圆底玻璃烧杯中,并将其放置在样品架中,在每秒24转下进行用搅拌棒逆时针方向搅拌。通过专用软件的“口管冲洗”功能已预先除去口管内的污染物和气泡。
(2)将约30mL上述电解质水溶液引入100mL平底玻璃烧杯中。向其中添加约0.3mL作为分散剂的通过用离子交换水稀释“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的中性pH 7洗涤剂的10质量%水溶液,所述洗涤剂包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂,来自Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)约三倍(质量)制得的稀释液。
(3)准备“Ultrasonic Dispersion System Tetora 150”(Nikkaki Bios Co.,Ltd.);其是电输出为120W的且装备有相位移为180°配置的两个振荡器(振荡频率=50kHz)的超声波分散器。将约3.3L离子交换水引入该超声波分散器的水槽,并将约2mL的Contaminon N添加至该水槽。
(4)将(2)中描述的烧杯放入在超声波分散器上的烧杯固定孔中,并启动超声波分散器。以使烧杯内的电解质水溶液的表面的共振状态为最大的方式,调节所述烧杯的高度。
(5)在用超声波照射根据(4)设置的烧杯内的电解质水溶液的同时,将约10mg调色剂以小等份添加至所述电解质水溶液中,并进行分散。继续超声波分散处理另外60秒。在超声波分散期间,适当地将水浴中的水温控制在至少10℃且不高于40℃。
(6)使用移液管,将在(5)中制备的含分散的调色剂的电解质水溶液滴入放置在如(1)中所述样品架中的圆底烧杯中,调节以提供约5%的测量浓度。然后进行测量,直到测量的颗粒数量达到50000个。
(7)通过仪器提供的之前提到的软件分析测量数据,计算重均粒径(D4)。当用专用软件设定图/体积%时,“分析/体积统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”为重均粒径(D4)。
<树脂的峰值分子量(Mp)的测量方法>
使用凝胶渗透色谱法(GPC),在下述条件下测量树脂的峰值分子量。
在加热室中,在40℃下使柱稳定化,并在该温度下,将作为溶剂的四氢呋喃(THF)以1mL/分钟的流速引入该柱中。对于该柱,多个可商购的聚苯乙烯凝胶柱的组合有利地用于准确地测量1×103至2×106的分子量范围。在此的实例是来自Showa Denko KabushikiKaisha的Shodex GPC KF-801、802、803、804、805、806、807和800P的组合和来自TosohCorporation的TSKgel G1000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)和TSKguard柱的组合,而优选来自Showa Denko Kabushiki Kaisha的Shodex KF-801、802、803、804、805、806和807的7连柱。
另一方面,将树脂分散并溶解于THF中,使其静置过夜,然后在样品处理过滤器(例如,孔径大小为0.2至0.5μm的MyShoriDisk H-25-2(Tosoh Corporation))上过滤,使用滤出液作为样品。注入已调节使树脂组分的样品浓度为0.5至5mg/mL的50至200μL的树脂的THF溶液,以进行测量。使用RI(折射率)检测器作为检测器。
为了测量样品的分子量,由计数数量与使用几种不同单分散聚苯乙烯标准样品绘制的标准曲线上的对数值之间的关系计算样品所具有的分子量分布。用于绘制标准曲线的标准聚苯乙烯样品可示例为来自Pressure Chemical Company或Tosoh Corporation的分子量为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的样品,并且适合使用在约10个点以上的标准聚苯乙烯样品。
<磁性调色剂的吸热峰和吸热峰热量以及酯类化合物的熔点的测量方法>
使用DSC-7(PerkinElmer Inc.)差示扫描量热计(DSC测量装置)基于ASTMD 3418-82测量磁性调色剂吸热峰和吸热峰热量和脱模剂(酯类化合物)的熔点。
对于测量试样,精确地称出至少5mg且不大于20mg并且优选10mg。
将试样放入铝盘中并且使用空的铝盘作为参比,在30至200℃的测量温度范围内,以10℃/min的升温速度在常温常湿下进行测量。通过将温度以10℃/min的升温速度升高至200℃,然后将温度以10℃/min降低至30℃,此后将温度以10℃/min的升温速度再次升高。获得第二次温度升高步骤中40-120℃温度范围内最大吸热峰。
当测量试样为磁性调色剂时,将最大吸热峰取为磁性调色剂的吸热峰。此外,将最大吸热峰的峰值温度取为磁性调色剂的吸热峰的温度。
在出现该吸热峰的温度区域内从通过差示扫描量热(DSC)曲线的基线与差示扫描量热(DSC)曲线包围的面积中计算吸热峰热量(J/g)。
另一方面,当脱模剂(酯化合物)为测量试样时,将最大吸热峰的峰值温度取为脱模剂(酯化合物)的熔点。
<磁性调色剂和磁性体的磁特性的测量方法>
使用VSM P-1-10振动样品型磁力计(Toei Industry Co.,Ltd.),在25℃的室温和79.6kA/m的外部磁场下,测量磁性调色剂和磁性体的磁特性。
<树脂和磁性调色剂的酸值的测量方法>
在本发明中,使用下述程序测定酸值。基本程序属于JIS K 0070。
使用电位滴定设备作为测量仪器进行测量。对于该滴定,可使用来自KyotoElectronics Manufacturing Co.,Ltd的AT-400(winworkstation)电位滴定设备和APB-410活塞式滴定管,使用自动滴定。
使用120mL甲苯和30mL乙醇的混合溶剂校准该仪器。使用25℃作为测量温度。
通过将1.0g磁性调色剂或0.5g树脂引入120mL甲苯和30mL乙醇的混合溶剂中,然后通过超声波分散分散10分钟,来制备样品。引入磁力搅拌器,并在封盖下进行搅拌和溶解约10小时。使用0.1mol/L氢氧化钾的乙醇溶液,进行空白试验。在此使用的氢氧化钾乙醇溶液的量指定为B(mL)。对于已经搅拌10小时的上述样品溶液,磁力地分离磁性体,并滴定可溶性物质(来自磁性调色剂或树脂的试验溶液)。在此使用的氢氧化钾溶液的量指定为S(mL)。
用下式计算酸值。该式中的f为KOH的因子。该式中的W为样品的质量。
酸值(mgKOH/g)={(S–B)×f×5.61}/W
[实施例]
通过以下提供的实施例和比较例,更详细地描述本发明,但本发明决不局限于这些。除非另外明确指出,否则实施例和比较例中的%和份数在所有情况下均是以质量计。
<粘结剂树脂生产例>
(粘结剂树脂生产例1)
聚酯单体的摩尔比如下。
BPA-PO/BPA-EO/TPA/TMA=50/50/70/12
在此,BPA-PO是指环氧丙烷在双酚A上的2.2摩尔加合物;BPA-EO是指环氧乙烷在双酚A上的2.2摩尔加合物;TPA是指对苯二甲酸;和TMA是指偏苯三酸酐。
在以上示出的起始单体中,将除TMA以外的起始单体和作为催化剂的0.1质量%钛酸四丁酯引入装备有脱水管、搅拌叶片、氮气入口管等的烧瓶中。在220℃下进行缩聚10小时之后,进一步添加TMA,并在210℃下进行反应,直到达到期望的酸值,从而获得聚酯树脂1(玻璃化转变温度Tg=64℃,酸值=17mgKOH/g,峰值分子量=6200)。
(粘结剂树脂生产例2-5和7)
通过改变粘结剂树脂生产例1的起始单体比例,适当地调节峰值分子量、玻璃化转变温度Tg和酸值,获得表1中所示的粘结剂树脂2-5和7。
(粘结剂树脂生产例6)
将300质量份二甲苯引入四颈烧瓶中,并加热回流,并在5小时内滴加80质量份苯乙烯、20质量份丙烯酸正丁酯和2.0质量份二叔丁基过氧化物的混合物,获得低分子量聚合物(L-1)溶液。
将180质量份脱气水和20质量份2质量%的聚乙烯醇水溶液引入四颈烧瓶中;然后添加78质量份苯乙烯、22质量份丙烯酸正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和0.09质量份2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷(10小时半衰期温度:92℃)的液体混合物;并进行搅拌,从而获得悬浮液。在该烧瓶内部用氮气完全置换后,升高温度至90℃,并进行聚合;保持24小时后,添加0.1质量份过氧化苯甲酰(10小时半衰期温度:72℃),并继续保持另外12个小时,从而完成高分子量聚合物(H-1)的聚合。
将25质量份该高分子量聚合物(H-1)引入300质量份低分子量聚合物(L-1)溶液中,并在回流下进行充分混合。然后,通过蒸馏除去有机溶剂,获得粘结剂树脂6(玻璃化转变温度Tg=61℃,酸值=0mgKOH/g,峰值分子量=11000),其显示在表1中。
<磁性调色剂颗粒生产例1>
·表1中所示的粘结剂树脂1 100质量份
(峰值分子量:6200,Tg:64℃,酸值:17mgKOH/g)
·表2中所示的脱模剂1 5质量份
(山嵛酸山嵛酯,熔点:73℃)
·表3中所示的磁性体1 80质量份
(组成:Fe3O4,形状:球形,一次颗粒的数均粒径:0.22μm,79.6kA/m下的磁特性:σs=68Am2/kg和σr=3.5Am2/kg)
·电荷控制剂 1质量份
(单偶氮/铁化合物T-77(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.))
使用FM10C亨舍尔混合机(Mitsui Miike Chemical Engineering MachineryCo.,Ltd.),预先混合以上列出的原料,然后用旋转速度设定为200rpm的双螺杆捏合机/挤出机(PCM-30,Ikegai Ironworks Corporation),并在调节设定温度以提供经捏合的材料的出口附近的直接温度为140℃的情况下捏合。
冷却所获得的经熔融捏合的材料;用切碎机(cutter mill)将所冷却的经熔融捏合的材料粗粉碎;使用涡轮研磨机(Turbo Mill)T-250(Turbo Kogyo Co.,Ltd.),将所获得的粗粉碎的材料细粉碎;使用基于柯恩达效应的多级分级机进行分级,从而获得重均粒径(D4)为8.1μm的磁性调色剂颗粒1。磁性调色剂颗粒1的生产条件显示在表2中。
<磁性调色剂颗粒生产例2-23>
除了将磁性调色剂颗粒生产例1中的粘结剂树脂、脱模剂和磁性体的种类和含量变更为如表1-4所示以外,如在磁性调色剂颗粒生产例1中进行获得磁性调色剂颗粒2-23。此处,用于磁性调色剂颗粒生产例22的脱模剂12的峰值分子量为520。表4中示出磁性调色剂颗粒2-23的生产条件。
<磁性调色剂颗粒生产例24>
以下通过使用FM10C亨舍尔混合机(Mitsui Miike Chemical EngineeringMachinery Co.,Ltd.),将100质量份(500g)磁性调色剂颗粒1与0.5质量份(2.5g)用于磁性调色剂生产例1的外部添加和混合处理中的二氧化硅细颗粒1混合,进行热风处理之前的外部添加。在此的外部添加条件是3000rpm的旋转速度和2分钟的处理时间。
然后,在进行热风处理之前的该外部添加之后,使用为使用热风吹风进行调色剂颗粒的表面改性的装置的Meteorainbow(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.),对所述磁性调色剂颗粒进行表面改性。表面改性的条件是:原料供给速度为2kg/hr,热风流量为700L/min,热风喷出温度为280℃。通过进行该热风处理,获得磁性调色剂颗粒24。磁性调色剂颗粒24的生产条件显示在表4中。
<磁性调色剂颗粒生产例25>
除了将磁性调色剂颗粒生产例1中的粘结剂树脂、脱模剂和磁性体的种类和含量变更为如表1-4所示以外,如在磁性调色剂颗粒生产例1中进行获得磁性调色剂颗粒25。表4中示出磁性调色剂颗粒25的生产条件。
<磁性调色剂颗粒生产例26>
(含有磺酸基的聚合物A的生产)
将以上列出的原料装入烧瓶中;搅拌器、温度测量装置和氮气引导装置;在氮气气氛下、在70℃下进行溶液聚合;并且通过保持10小时完成聚合反应。在减压下干燥所得聚合产物并且粗粉碎,从而获得重均分子量(Mw)为31500、玻璃化转变温度(Tg)为71.8℃、酸值为15.0mgKOH/g和数均粒径为410μm的聚合物A。
(磁性调色剂颗粒26的生产)
·粘结剂树脂1 100质量份
·脱模剂13 5质量份
(低分子量聚乙烯,熔点:102℃,数均分子量Mn=850)
·磁性体1 80质量份
·聚合物A 1质量份
·电荷控制剂 1质量份
(单偶氮/铁化合物T-77(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.))
使用以上列出的原料,如在磁性调色剂颗粒生产例1中进行生产磁性调色剂颗粒26。表4中示出磁性调色剂颗粒26的生产条件。
[表1]
[表2]
脱模剂的种类 | 构成脂肪酸 | 构成醇 | 熔点(℃) | 脂肪酸的碳数 | 酯官能团数 | |
脱模剂1 | 单官能酯化合物 | 山嵛酸 | 山嵛醇 | 73 | 22 | 1 |
脱模剂2 | 单官能酯化合物 | 花生酸 | 花生酸醇 | 70 | 20 | 1 |
脱模剂3 | 单官能酯化合物 | 硬脂酸 | 硬脂醇 | 63 | 18 | 1 |
脱模剂4 | 单官能酯化合物 | 山嵛酸 | 硬脂醇 | 66 | 18 | 1 |
脱模剂5 | 六官能酯化合物 | 硬脂酸 | 二季戊四醇 | 77 | 18 | 6 |
脱模剂6 | 六官能酯化合物 | 棕榈酸 | 二季戊四醇 | 69 | 16 | 6 |
脱模剂7 | 六官能酯化合物 | 山嵛酸 | 二季戊四醇 | 83 | 22 | 6 |
脱模剂8 | 六官能酯化合物 | 肉豆蔻酸 | 二季戊四醇 | 60 | 14 | 6 |
脱模剂9 | 六官能酯化合物 | 二十四烷酸 | 二季戊四醇 | 90 | 24 | 6 |
脱模剂10 | 单官能酯化合物 | 棕榈酸 | 山嵛醇 | 53 | 16 | 1 |
脱模剂11 | 六官能酯化合物 | 二十六烷酸 | 二季戊四醇 | 92 | 26 | 6 |
脱模剂12 | 石蜡 | - | - | 75 | - | - |
脱模剂13 | 聚乙烯 | - | - | 102 | - | - |
[表3]
[表4-1]
[表4-2]
<磁性调色剂生产例1>
使用图4所示设备,对由磁性调色剂颗粒生产例1提供的磁性调色剂颗粒1进行外部添加和混合处理。
在该实施例中,图4所示设备的主体外壳1的内周部直径为130mm;所使用的设备具有2.0×10–3m3的处理空间9的容积;驱动构件8的额定功率为5.5kW;搅拌构件3具有图5所示形状。相对于搅拌构件3的最大宽度D,搅拌构件3a和搅拌构件3b之间的图5中的重叠宽度d为0.25D,搅拌构件3与主体外壳1的内周部之间的间隙为3.0mm。
将100质量份磁性调色剂颗粒1和2.00质量份以下描述的二氧化硅细颗粒1引入具有上述设备结构的图4所示设备中。
二氧化硅细颗粒1通过用10质量份六甲基二硅氮烷,然后用10质量份二甲基硅油处理100质量份BET比表面积为130m2/g且一次颗粒的数均粒径(D1)为16nm的二氧化硅而获得。
为了均匀地混合磁性调色剂颗粒和二氧化硅细颗粒,在引入磁性调色剂颗粒和二氧化硅细颗粒之后,进行预混合。预混合条件如下:驱动构件8的功率为0.1W/g(驱动构件8的旋转速度为150rpm)和处理时间为1分钟。
一旦预混合结束,就进行外部添加和混合处理。关于外部添加和混合处理的条件,处理时间为5分钟,并调节搅拌构件3的最外端部的圆周速度以提供1.0W/g的恒定的驱动构件8的功率(驱动构件8的旋转速度为1800rpm)。外部添加和混合处理的条件显示在表5中。
在外部添加和混合处理之后,使用装备有直径为500mm、孔径为75μm的筛子的圆形振动筛除去粗颗粒等,以获得磁性调色剂1。当用扫描电子显微镜对磁性调色剂1进行放大和观察并测量磁性调色剂表面上二氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均粒径时,获得18nm的值。磁性调色剂1的外部添加条件和性质分别显示在表5和6中。
<磁性调色剂生产例2>
除了用二氧化硅细颗粒2替换二氧化硅细颗粒1之外,通过与磁性调色剂生产例1中相同的步骤,获得磁性调色剂2。二氧化硅细颗粒2通过进行与二氧化硅细颗粒1相同的表面处理而获得,但二氧化硅具有200m2/g的BET比表面积和12nm的一次颗粒的数均粒径(D1)。当用扫描电子显微镜对磁性调色剂2放大和观察并测量所述磁性调色剂表面上二氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均粒径时,获得14nm的值。磁性调色剂2的外部添加条件和性质显示在表5和6中。
<磁性调色剂生产例3>
除了用二氧化硅细颗粒3替换二氧化硅细颗粒1之外,通过与磁性调色剂生产例1中相同的步骤,获得磁性调色剂3。二氧化硅细颗粒3通过进行与二氧化硅细颗粒1相同的表面处理而获得,但二氧化硅具有90m2/g的BET比表面积和25nm的一次颗粒的数均粒径(D1)。当用扫描电子显微镜对磁性调色剂3放大和观察并测量所述磁性调色剂表面上二氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均粒径时,获得28nm的值。磁性调色剂3的外部添加条件和性质显示在表5和6中。
<磁性调色剂生产例4-26、磁性调色剂生产例29-33和比较磁性调色剂生产例1-27>
在磁性调色剂生产例1中使用表4所示的磁性调色剂颗粒代替磁性调色剂颗粒1,并通过使用表5所示的外部添加配方、外部添加设备和外部添加条件进行相应的外部添加处理,获得磁性调色剂4-26和29-33以及比较磁性调色剂1-27。磁性调色剂4-26和29-33以及比较磁性调色剂1-27的性质显示在表6中。
将锐钛矿型氧化钛细颗粒(BET比表面积:80m2/g,一次颗粒的数均粒径(D1):15nm,用12质量%异丁基三甲氧基硅烷处理)用作表5中提及的二氧化钛细颗粒,将氧化铝细颗粒(BET比表面积:80m2/g,一次颗粒的数均粒径(D1):17nm,用10质量%异丁基三甲氧基硅烷处理)用作表5中提及的氧化铝细颗粒。
表5给出了除二氧化硅细颗粒之外还添加二氧化钛细颗粒和/或氧化铝细颗粒时的二氧化硅细颗粒的比例(质量%)。
对于磁性调色剂29-33以及比较磁性调色剂3-10,不进行预混合,并且在引入之后即刻进行外部添加和混合处理。
表5中提及的混杂器(hybridizer)为Hybridizer 5型(Nara Machinery Co.,Ltd.),和表5中提及的亨舍尔混合机为FM10C(Mitsui Miike Chemical EngineeringMachinery Co.,Ltd.)。
<磁性调色剂生产例27>
使用与磁性调色剂生产例1中相同的图4中的设备,根据下述步骤,进行外部添加和混合处理。
如表5所示,将在磁性调色剂生产例1中添加的二氧化硅细颗粒1(2.00质量份)改变成二氧化硅细颗粒1(1.28质量份)和二氧化钛细颗粒(0.22质量份)。
首先,引入100质量份磁性调色剂颗粒18、0.40质量份二氧化硅细颗粒和0.22质量份二氧化钛细颗粒,然后进行与磁性调色剂生产例1中相同的预混合。
在一旦完成预混合就进行的外部添加和混合处理中,在调节搅拌构件3的最外端部的圆周速度以提供1.0W/g的恒定的驱动构件8的功率(1800rpm的驱动构件8的旋转速度)的同时,进行处理时间为2分钟的处理,在此之后暂时停止混合处理。然后进行剩余的0.88质量份二氧化硅细颗粒的补充引入,接着在调节搅拌构件3的最外端部的圆周速度以提供1.0W/g的恒定的驱动构件8的功率(1800rpm的驱动构件8的旋转速度)的同时,再处理3分钟的处理时间,从而提供总计5分钟的外部添加和混合处理时间。
在外部添加和混合处理之后,如在磁性调色剂生产例1中,使用圆形振动筛除去粗颗粒等,获得磁性调色剂27。表5中给出磁性调色剂27的外部添加条件,表6中给出了磁性调色剂27的性质。
<磁性调色剂生产例28>
使用与磁性调色剂生产例1中相同的图4中的设备,根据下述步骤,进行外部添加和混合处理。
如表5所示,将在磁性调色剂生产例1中添加的二氧化硅细颗粒1(2.00质量份)改变成二氧化硅细颗粒1(1.28质量份)和二氧化钛细颗粒(0.22质量份)。
首先,引入100质量份磁性调色剂颗粒18和1.28质量份二氧化硅细颗粒,然后进行与磁性调色剂生产例1中相同的预混合。
在一旦完成预混合就进行的外部添加和混合处理中,在调节搅拌构件3的最外端部的圆周速度以提供1.0W/g的恒定的驱动构件8的功率(1800rpm的驱动构件8的旋转速度)的同时,进行处理时间为2分钟的处理,在此之后暂时停止混合处理。然后进行剩余的二氧化钛细颗粒的补充引入(相对于100质量份磁性调色剂颗粒18为0.22质量份),接着在调节搅拌构件3的最外端部的圆周速度以提供1.0W/g的恒定的驱动构件8的功率(1800rpm的驱动构件8的旋转速度)的同时,再处理3分钟的处理时间,从而提供总计5分钟的外部添加和混合处理时间。
在外部添加和混合处理之后,如在磁性调色剂生产例1中,使用圆形振动筛除去粗颗粒等,获得磁性调色剂28。表5中给出了磁性调色剂28的外部添加条件,表6中给出了磁性调色剂28的性质。
<比较磁性调色剂生产例28>
将100质量份(500g)磁性调色剂颗粒1,1.30质量份(6.5g)用于磁性调色剂生产例1的二氧化硅细颗粒1,和0.60质量份二氧化硅细颗粒4(通过用40质量份二甲基硅氧烷将100质量份具有200m2/g的BET比表面积和10nm的一次颗粒的数均粒径(D1)的二氧化硅进行表面处理,然后用10质量份六甲基二硅氮烷将100质量份由此处理的二氧化硅进行处理而获得)使用FM10C亨舍尔混合机(Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co.,Ltd.)在4000rpm下进行2分钟的外部添加处理。表5和6中分别示出了比较磁性调色剂28的外部添加条件和性质。
<比较磁性调色剂生产例29>
除了用二氧化硅细颗粒5替换二氧化硅细颗粒1之外,通过与磁性调色剂生产例1中相同的步骤,获得比较磁性调色剂29。二氧化硅细颗粒5通过进行与二氧化硅细颗粒1相同的表面处理而获得,但二氧化硅具有30m2/g的BET比表面积和51nm的一次颗粒的数均粒径(D1)。当用扫描电子显微镜对比较磁性调色剂29放大和观察并测量磁性调色剂表面上二氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均粒径时,获得53nm的值。磁性调色剂29的外部添加条件显示在表5中,磁性调色剂29的性质显示在表6中。
[表5-1]
[表5-2]
[表5-3]
[表5-4]
<实施例1>
(图像形成设备)
图像形成设备是安装有直径为10mm的小直径显影套筒的LBP-3100(Canon,Inc.);其打印速度已从16张/分钟改成20张/分钟。也改造了该设备使得定影单元的定影温度降低了35℃。将已在高温、高湿环境(32.5℃,80%RH)下放置3天的FOX RIVER BOND纸(105g/m2)用作记录介质。在安装有小直径显影套筒的图像形成设备中,通过将打印速度变为20张/分钟可严格地评价耐久性。此外,通过使用显示大量吸水量并且提供定影温度对磁性调色剂的传送差的上述记录介质,并且通过将显影套筒变更为小直径显影套筒、降低定影温度以及在高温、高湿环境下进行连续供纸评价,可严格地评价定影拖尾。
(磁性调色剂1的耐久性评价)
使用上述改造设备和磁性调色剂1,在高温、高湿环境(32.5℃/80%RH)下放置一晚,然后在相同环境下,在1%的打印率下,以横线的一张间歇模式进行3000张图像打印试验。
(磁性调色剂1的定影拖尾的评价)
使用上述改造设备和磁性调色剂1,在高温、高湿环境下放置一晚,然后在相同环境下,在20%的打印率下,以横线的连续供纸模式进行100张图像打印试验。
根据结果,耐久性试验前后获得高浓度,并且获得在非图像部中几乎不存在起雾的图像。此外,定影拖尾评价中也未产生定影拖尾。表7中示出评价结果。
以下描述在本发明实施例和比较例中进行的评价中使用的评价方法和相关的基准。
<图像浓度>
对于图像浓度,形成实心图像部,并用MacBeth反射浓度计(MacBethCorporation)测量该实心图像的浓度。使用下述基准评价在耐久试验开始时实心图像的反射浓度(评价1)。
A:非常良好(大于或等于1.45)
B:良好(小于1.45且大于或等于1.40)
C:普通(小于1.40且大于或等于1.35)
D:差(小于1.35)
使用下述基准评价耐久试验后半段之后的图像浓度(评价2)。
求得在耐久性试验初期实心图像的反射浓度与3000张耐久性试验后的实心图像的反射浓度之间的差。随着差越小可获得越好的结果。
A:非常良好(小于0.05)
B:良好(小于0.10且大于或等于0.05)
C:普通(小于0.15且大于或等于0.10)
D:差(大于或等于0.15)
<起雾>
输出白色图像,并使用来自Tokyo Denshoku Co.,Ltd.的REFLECTMETER MODELTC-6DS测量其反射率。另一方面,同样类似地对形成白色图像之前的转印纸(标准纸)测量反射率。使用绿色滤光器(greenfilter)作为滤光器。使用下式,由输出白色图像之前的反射率和输出白色图像之后的反射率,计算起雾。
起雾(反射率)(%)=标准纸的反射率(%)-白色图像样品的反射率(%)
用于评价起雾(评价3)的基准如下。
A:非常良好(小于1.2%)
B:良好(小于2.0%且大于或等于1.2%)
C:普通(小于3.0%且大于或等于2.0%)
D:差(大于或等于3.0%)
<定影拖尾>
连续供纸100张期间目视评价定影拖尾的频率和程度。以下给出用于该评价(评价4)的基准。
A:未产生定影拖尾
B:在至少1张且不大于5张上产生定影拖尾;程度也非常轻微
C:在至少6张且不大于10张上产生定影拖尾;因为程度也轻微,所以该水平在实用上是没有问题的
D:在至少11张且不大于20张上产生定影拖尾
E:在至少21张上产生定影拖尾
<实施例2-33和比较例1-29>
在与实施例1中相同的条件下,使用磁性调色剂2-33和比较磁性调色剂1-29作为磁性调色剂,进行调色剂评价。评价的结果显示在表7中。比较例7和9中,在显影套筒上存在非常多的游离的二氧化硅细颗粒并且以纵条纹的形式产生图像缺陷。当将用于比较例12的磁性调色剂颗粒20在高温、高湿环境下放置一晚时,通过磁性调色剂产生大量聚集体并且以纵条纹的形式产生图像缺陷。
[表7-1]
[表7-2]
虽然参考示例性的实施方式已描述了本发明,但应理解本发明不局限于所公开的示例性的实施方式。权利要求的范围符合最宽泛的解释,以涵盖所有的此类修改以及等同的结构和功能。
本申请要求2011年12月27日提交的日本专利申请号2011-285913的权益,此处通过引用将其以其整体并入本文中。
[附图标记列表]
1:主体外壳
2:旋转构件
3、3a、3b:搅拌构件
4:夹套
5:原料入口
6:产物排出口
7:中心轴
8:驱动构件
9:处理空间
10:旋转构件的端部侧面
11:旋转方向
12:向后方向
13:向前方向
16:原料入口用内部件
17:产物排出口用内部件
d:显示搅拌构件的重叠部分的间隔
D:搅拌构件的宽度
102:调色剂承载构件
103:显影刮板
114:转印构件(转印充电辊)
116:清洁器容器
117:充电构件(充电辊)
121:激光发生器(潜像形成装置,曝光装置)
123:激光
124:拾取辊
125:输送带
126:定影单元
140:显影装置
141:搅拌构件
Claims (5)
1.一种磁性调色剂,其包含:
磁性调色剂颗粒,所述磁性调色剂颗粒含有粘结剂树脂、脱模剂和磁性体;和
存在于所述磁性调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒,
其特征在于,
存在于所述磁性调色剂颗粒的表面上的所述无机细颗粒包含二氧化硅细颗粒,并且任选地包含二氧化钛细颗粒和氧化铝细颗粒,并且相对于所述二氧化硅细颗粒、所述二氧化钛细颗粒和所述氧化铝细颗粒的总质量,所述二氧化硅细颗粒的含量为至少85质量%,
其中;
当以%计的覆盖率A为所述无机细颗粒对所述磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率和以%计的覆盖率B为固着至所述磁性调色剂颗粒的表面的所述无机细颗粒对所述磁性调色剂颗粒的表面的覆盖率时,
所述磁性调色剂具有;
i)覆盖率A为至少45.0%且不大于70.0%,和覆盖率A的变化系数为不大于10.0%,和
ii)覆盖率B与覆盖率A的比值即覆盖率B/覆盖率A为至少0.50且不大于0.85,
其中
所述粘结剂树脂包含聚酯树脂,
所述脱模剂包含酯化合物,和
当用差示扫描量热计DSC测量所述磁性调色剂时,从至少60℃至不大于90℃存在吸热峰。
2.根据权利要求1所述的磁性调色剂,其中所述酯化合物包括具有至少16个且不大于22个碳原子的脂肪酸或具有至少16个且不大于22个碳原子的脂肪族醇的酯化合物。
3.根据权利要求1或2所述的磁性调色剂,其中,79.6kA/m的磁场下,所述磁性调色剂具有磁化强度σs为至少15Am2/kg且不大于45Am2/kg和残余磁化强度σr与磁化强度σs的比值即σr/σs为至少0.03且不大于0.11。
4.根据权利要求1或2所述的磁性调色剂,其中通过将所述磁性调色剂溶解于甲苯和乙醇的混合溶剂中获得的可溶性物质的酸值为至少5mgKOH/g且不大于50mgKOH/g,并且所述酸值使用电位滴定装置来测量。
5.根据权利要求1或2所述的磁性调色剂,其中所述酯化合物包含单官能酯化合物。
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