CN104781733A - 调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒和显影剂 - Google Patents

调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒和显影剂 Download PDF

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Abstract

本发明的调色剂至少包括着色剂和树脂,具有20或更大的结晶度CX,并且具有这样的动态粘弹性特性:其中,当所述动态粘弹性特性通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描测量时,在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0和在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0。

Description

调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒和显影剂
技术领域
本发明涉及调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒和显影剂。
背景技术
图像形成设备例如电子照相设备和静电记录设备通过如下形成图像:用调色剂使形成于感光体上的静电潜像显影,将显影的调色剂图像转印至记录介质例如纸,然后通过加热将该调色剂图像定影在所述介质上。在全色图像的形成中,通常,在显影中使用四种颜色的调色剂,即黑色、黄色、品红色和青色。在将各色调色剂图像转印至记录介质并且叠加在一起之后,将它们通过加热同时定影在所述介质上。
为了降低对地球的环境冲击,进一步要求调色剂具有低温定影性。如果将调色剂的软化特性改良成固定在较低温度处以改善低温定影性,则出现调色剂的耐热存储稳定性劣化的问题。调色剂的耐热存储稳定性劣化是这样的问题:在调色剂在高温、高湿度条件下熔融之后,在其已经返回室温时,调色剂凝固并且无法保持其固有的流动性。进一步地,有可能在定影温度范围上限附近出现的少量调色剂熔融粘着(热偏移)至定影部件更有可能出现。常规调色剂一直难以同时满足低温定影性和耐热存储稳定性。
此外,如果将调色剂的软化特性改良成固定在较低温度处,则调色剂的显影稳定性劣化。即,调色剂由于显影中的搅拌应力而软化,并且粘着至显影部件。在满足以上需求的同时克服该问题也一直是困难的。
同时,已知使用结晶性树脂作为调色剂的粘合剂树脂来用于使调色剂软化(PTL 1)。即,结晶性树脂可在该树脂的熔点处迅速软化,这表明将调色剂的软化温度降低至该树脂的熔点附近,同时保证在等于或低于该熔点处的耐热存储稳定性可能是可行的。然而,实际上非常难以控制在低温下的粘弹性。因此,以高的水平同时满足低温定影性、调色剂的耐热存储稳定性、耐热偏移性、和显影稳定性是非常困难的。
引文列表
专利文献
PTL 1日本专利申请公布JP-B No.04-024702
发明内容
技术问题
本发明目标在于解决上述常规问题并且实现以下目的。即,本发明的目的是提供这样的调色剂:其以高的水平实现终极水平的低温定影性(特别是在低温、低湿度条件下)和防止在高温、高湿度条件下调色剂流动性劣化这两者,并且抑制其在高温、高湿度条件下粘着至调色剂显影部件。
问题的解决方案
用于解决所述问题的手段如下。即,提供了这样的调色剂:其至少包含着色剂和树脂,其中所述调色剂具有20或更大的结晶度CX、以及其中在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0和在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0的动态粘弹性特性,其中所述动态粘弹性特性是通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描测量的。
发明的有益效果
根据本发明,可解决所述常规问题,实现上述目的,并且提供这样的调色剂:其以高的水平实现终极水平的低温定影性(特别是在低温、低湿度条件下)和防止在高温、高湿度条件下调色剂流动性劣化这两者,并且抑制其在高温、高湿度条件下粘着至调色剂显影部件。
附图说明
图1为显示用于测量调色剂结晶度的X-射线晶体衍射图的实例的图。
图2为显示本发明的处理卡盒的实施方式的一个实例的示意性结构图。
图3为显示本发明的图像形成设备的实施方式的一个实例的示意性结构图。
图4为显示本发明的图像形成设备的实施方式的一个实例的示意性结构图。
图5为显示本发明的图像形成设备的实施方式的一个实例的示意性结构图。
图6为显示本发明的图像形成设备的实施方式的一个实例的示意性结构图。
具体实施方式
现在在下文中将详细本发明。此处,调色剂,显影剂的制造方法和原料,以及电子照相过程中所涉及的整个系统可为任何常规的,只要它们满足条件。
(调色剂)
本发明的调色剂至少包含着色剂和树脂,并且如果必要,进一步包含其它组分例如脱模剂、电荷控制剂、外添加剂、和细树脂粒子。所述调色剂具有20或更大的结晶度CX。所述调色剂具有其中在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0和在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0的动态粘弹性特性,其中所述动态粘弹性特性是通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描测量的。
作为认真研究的结果,本发明人已经发现,如果至少包含着色剂和树脂的调色剂具有20或更大的结晶度CX并且具有其中当通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描来测量时在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0和在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0的动态粘弹性特性,所述调色剂可以高的水平全部同时地实现终极水平的在低温、低湿度条件下的低温定影性,防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化,和防止在高温、高湿度条件下对显影部件的粘着。
本发明的调色剂可以高的水平实现终极水平的低温定影性(特别是在低温-低湿度条件下)和防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化这两者并且可抑制在高温-高湿度条件下对显影部件的粘着的机理尚有待澄清,但是从一些分析数据推测以下内容。
首先,通过赋予调色剂以20或更大的结晶度CX,变得更容易获得急剧熔融特性。进一步地,通过赋予调色剂以如下的动态粘弹性特性,适当地控制从室温到高温条件的范围的粘弹性并且因此保证耐热存储稳定性变成可能:其中当通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描来测量时,在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0、优选6.5-7.5、更优选6.8-7.4。当logG’(50)低于6.5时,储能弹性模量如此低以致于变得难以保证耐热存储稳定性以及保证抑制在高温、高湿度条件下调色剂对显影部件的粘着,这是不利的。另一方面,当logG’(50)高于8.0时,储能弹性模量足够高并且调色剂硬度改善。然而,由树脂变形来辅助的调色剂添加剂向调色剂表面的固定不足,并且调色剂添加剂从调色剂表面游离并且无法充分地发挥所述添加剂固有的流动性和间隔体作用,这导致不利的显影稳定性劣化。如果调色剂具有如下的动态粘弹性特性,则在定影期间的熔体粘弹性足够,并且获得了低温定影性,这是有利的:其中当通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描来测量时,在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0、优选4.9-5.9。当对数值logG’(65)低于4.5时,储能弹性模量太低,并且不利地,热偏移的裕度降低。另一方面,当对数值logG’(65)高于6.0时,相对于定影期间的热量而言变形未充分发生,这不利地导致不足的图像均匀性和不足的图像固定强度(定影强度)。
对数值logG’(50)为与耐热存储稳定性有关的特性,并且与所使用的非结晶性树脂的特性以及与结晶性树脂的熔点和粘弹性有关。另一方面,对数值logG’(65)为与低温定影性有关的特性,并且同样与所使用的非结晶性树脂的特性以及与结晶性树脂的熔点和粘弹性有关。
因此,通过控制调色剂中使用的非结晶性树脂和结晶性树脂的特性和含量,可将对数值logG’(50)和logG’(65)控制为在本发明的范围内。
进一步地,为了获得想要的调色剂的调色剂评价可以不通过每次使用实际设备输出图像,而是通过将作为调色剂本身的固有特性的对数值logG’(50)和logG’(65)控制为在本发明的范围内而进行。
更优选的是,调色剂具有在50℃下0.1-0.4的tanδ(50)、和在65℃下0.4-2.0的tanδ(65),其中tanδ表示通过储能弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”)之间的比率G”/G’定义的损耗角正切(损耗系数)。当tanδ(50)低于0.1时,粘滞特性如此低,以致于不利地,调色剂添加剂未良好地固定至调色剂表面。当tanδ(50)高于0.4时,粘度如此高,以致于不利地,变得难以抑制在高温、高湿度条件下调色剂对显影部件的粘着。当tanδ(65)低于0.4时,粘度如此低,以致于相对于定影期间的热量而言变形不充分,这不利地使图像均匀性和图像固定强度降低。当tanδ(65)高于2.0时,粘度如此高,以致于热偏移的裕度不利地降低。
当使用结晶性树脂作为原料树脂来熔融、捏合和粉碎以制造调色剂时,问题是控制极难控制结晶性树脂的结晶性结构,所述结晶性结构在熔融和捏合过程期间在经历高温时由于热和应力而变化。该问题可通过如下而解决:将调色剂的原料树脂在至少包含水、有机溶剂、或其两者的介质中造粒,这是进一步优选的,因为将调色剂控制成具有上述特性变成可能。
进一步地,更优选的是,调色剂以1μg/g-30μg/g的量包含乙酸乙酯,因为调色剂的低温定影性通过由少量乙酸乙酯向调色剂的粘着所表现出来的熔融效果而得到进一步促进。当乙酸乙酯的量小于1μg/g时,未促进熔融效果。乙酸乙酯的量应优选地不大于30μg/g,因为否则,过度地促进了熔融效果而不利地影响显影稳定性。
可通过使用乙酸乙酯作为用于制造调色剂的溶剂而将乙酸乙酯添加到调色剂中。可如下添加乙酸乙酯:不仅通过使用其作为溶剂,而且通过将其添加到任何其它原料中或者其它制造步骤中,或者通过在制造调色剂时添加乙酸乙酯。作为用于除去所述溶剂的方法,可使用任何常规方法,但是适当地控制残留量是重要的。
更优选的是,本发明的调色剂具有芯-壳结构,因为平衡调色剂的耐热存储稳定性和低温定影性变得更容易。特别地,提供所述芯-壳结构更优选地使得可容易控制所述调色剂特性,即,将对数值logG’(50)控制为6.5-8.0并且将对数值logG’(65)控制为4.5-6.0。
优选的是,调色剂至少包含结晶性聚酯树脂,因为对于低温定影性设计可获得更多的裕度,并且可防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化。
进一步地,更优选的是,调色剂至少包含改性聚酯树脂,因为低温定影性设计是可能的,可进一步防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化,并且可抑制对显影部件的粘着。
更优选的是,调色剂具有0.93-0.99的平均圆度E,因为可进一步防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化。
更优选的是,调色剂具有100-150的圆度SF-1和100-140的圆度SF-2,因为可进一步防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化。
更优选的是,调色剂具有2μm-7μm的重均粒度D4、以及在重均粒度D4和数均粒度Dn之间1.00-1.25的比率D4/Dn,因为可进一步防止在高温、高湿度条件下的调色剂流动性劣化。
[调色剂的结晶度CX]
本发明的调色剂的结晶度CX是通过X-射线晶体衍射测量的。所使用的设备为由Buruker制造的粉末X-射线衍射仪D8DISCOVER。
1)测量条件
辐射源:Cu,Ka
输出:45kV,110mA
准直器:300mmf双(金属准直器)
检测装置的距离:25cm
测量范围:2度-64度(2q)
2)测量
将样品架用调色剂填充,并且通过使样品架旋转而进行测量,以减小取向的影响和获得可高度重复的结果。
3)分析
进行结晶部分(峰,图1中通过峰“C”表示)和无定形部分(晕圈(halo),图1中通过符号“N”表示)的拟合(图1),并且将各积分强度代入以下显示的式子中以计算结晶度CX。图1中的符号“B”表示背景。
CX=Ic/(Ic+Ia)×100
其中Ic为晶体散射的积分强度、和Ia为非晶体散射的积分强度。
[调色剂的动态粘弹性特性的评价]
本发明的调色剂的粘弹性特性,即,在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)、在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)、和tanδ(通过储能弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”)之间的比率G”/G’定义的损耗角正切(损耗系数))(包括在50℃下的tanδ(50)和在65℃下的tanδ(65)),可如下评价。
1)样品
将调色剂压缩模塑成具有10mm直径和1mm厚度的片状物形状并且用作样品。
2)评价器
通过由TA Instruments制造的动态粘弹性测量设备ARES,将上述样品固定在平行板上并且进行评价。
3)评价条件
-从40℃起温度扫描
-频率:1Hz
-应变量控制:0.1%
-升温速率:2℃/min
[挥发性有机化合物的定性和定量评价]
优选通过低温冷阱-GCMS方法进行本发明的挥发性有机化合物的定性和定量评价。
1)设备:由Shimadzu Corporation制造的QP2010,数据分析软件:由Shimadzu Corporation制造的GCMSSOLUTION,加热设备:由FrontierLaboratories Ltd.制造的PY2020D
2)样品量:10mg
3)热提取条件;加热温度:180℃,加热持续时间:15min
4)低温冷阱:-190℃
5)柱:ULTRA ALLOY-5,L=30m,ID=0.25mm,膜=0.25μm
6)该柱的升温:60℃(保持1分钟),按照10℃/min一直到130℃,按照20℃/min一直到300℃(保持9.5分钟)
7)载气压力:恒定为56.7kPa
8)柱流速:1.0ml/min
9)电离方法:EI方法(70eV)
10)质量范围:m/z=29-700
[调色剂芯-壳结构的确认]
优选通过下述的使用TEM(透射电子显微镜)的方法对本发明中的调色剂芯-壳结构的确认进行评价。芯-壳结构定义为调色剂表面被与调色剂内部不同的对比(反差,contrast)组分覆盖的状态。优选的是,壳层的厚度为50nm或更大。
首先,将约一刮勺调色剂嵌入到环氧树脂中并且硬化。使用四氧化钌、四氧化锇、或者另外的染色剂将该样品暴露于气体1分钟-24小时,以将壳层和芯内部可区分地染色。根据观察到的对比度(反差)而适当地调节暴露的持续时间。通过刀具暴露出样品的横截面,并且通过超薄切片机(由Leica制造,ULTRACUT UCT,使用金刚石刀具)制得调色剂的超薄切片(具有200nm厚度)。此后,通过TEM(透射电子显微镜;H7000;由HitachiHigh-Technologies Corporation制造)在100kV的加速电压下观察该超薄切片。取决于壳层和芯的组成,它们可能是在无需染色的情况下能区分的。在此情况下,将它们在不进行染色的情况下进行评价。也可通过另外的手段例如选择性蚀刻在所述组成之间赋予对比(反差),并且在这种预处理之后进行TEM观察和壳层评价也是优选的。
[平均圆度E]
本发明的调色剂的平均圆度E通过如下定义:圆度E=(具有与粒子的投影面积相同面积的圆的周长/粒子的投影图像的周长)×100%。通过流动粒子图像分析仪(由Sysmex Corporation制造的“FPIA-2100”)对调色剂粒子进行测量并且通过分析软件(FPIA版本00-10的FPIA-2100数据处理程序)进行分析。具体地,将0.1mL-0.5mL的10质量%表面活性剂(由Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造的烷基苯磺酸盐NEOGEN SC-A)加入至100mL玻璃烧杯,加入0.1g-0.5g各调色剂并且通过小刮勺搅拌,然后加入80mL离子交换水。将所获得的分散液通过超声分散仪器(由Honda Electronics制造)进行分散3分钟。通过上述的FPIA-2100,一直到观察到5,000粒子/μl-15,000粒子/μl的浓度才从该分散液测量调色剂形状和分布。就平均圆度测量结果的再现性而言,在测量方法中重要的是获得5,000粒子/μl-15,000粒子/μl作为该分散液的浓度。为了获得该分散液浓度,必须改变该分散液的条件,即,所添加的表面活性剂的量和调色剂的量。所需要的表面活性剂的量根据如在上述调色剂粒度的测量中的调色剂的疏水性而变化。如果以大的量加入表面活性剂,则由于气泡而出现噪音,而如果添加量不足,则调色剂不可能是充分润湿的,并且因此无法被充分地分散。待加入的调色剂的量根据粒度而变化。如果粒度小的话,则必须添加小的量,并且如果粒度大的话,则必须添加大的量。当调色剂粒度为3μm-7μm时,可通过以0.1g-0.5g的量添加调色剂而将分散液浓度调节为5,000粒子/μl-15,000粒子/μl。
[圆度SF-1、SF-2]
指示本发明中使用的圆度的形状因子SF-1和SF-2定义为由以下所示的式子得到的值,其是基于从通过FE-SEM(S-4200)(由Hitachi Ltd.制造)采集的调色剂FE-SEM图像随机取样并且供给至图像分析仪(LUZEX AP,由Nireco Corporation制造)并且通过该图像分析仪分析的300FE-SEM图像获得的。优选的是,SF-1和SF-2值通过LUZEX获得,但是设备没有特别地局限于上述FE-SEM和图像分析仪,只要可以获得类似的分析结果。
SF-1=(L2/A)×(π/4)×100
SF-2=(P2/A)×(1/4π)×100
其中L表示调色剂的的绝对最大长度,A表示调色剂的投影面积,和P表示调色剂的最大周长。如果调色剂为球,则这两因子变成100。当该值从100起增大时,形状从球变形为不确定的形状。特别地,SF-1为指示作为整体的调色剂的形状(椭圆、球等)的形状因子,并且SF-2为指示表面上的不规则性程度的形状因子。
[重均粒度和比率D4/Dn(重均粒度/数均粒度)]
调色剂的重均粒度(D4)和数均粒度(Dn)、以及它们的比率(D4/Dn)可通过下述方法测量。调色剂的平均粒度和粒度分布可通过使用Coulter counterTA-II、和Coulter multisizer II(均由Coulter,Inc.制造)测量。具体地,在本发明中使用Coulter multisizer II。现在在下文中将描述测量方法。
首先,将作为分散剂的0.1mL-5mL表面活性剂(优选地,聚氧乙烯烷基醚(非离子型表面活性剂))添加至100mL-150mL的电解质水溶液。该电解质溶液为通过使用一级氯化钠制备的约1%NaCl水溶液。例如,可使用ISOTON-II(由Coulter,Inc.制造)作为电解质溶液。然后,加入2mg-20mg待测量样品。将其中悬浮有样品的电解质溶液通过超声分散仪器进行分散约1分钟-约3分钟。然后,通过使用上述测量设备和使用100μm光圈,测量调色剂粒子或调色剂的体积和数量以计算体积分布和数量分布。调色剂的重均粒度(D4)和数均粒度可从所获得的分布计算。
所使用的通道为13个通道,即如下通道:2.00μm或更大但是小于2.52μm;2.52μm或更大但是小于3.17μm;3.17μm或更大但是小于4.00μm;4.00μm或更大但是小于5.04μm;5.04μm或更大但是小于6.35μm;6.35μm或更大但是小于8.00μm;8.00μm或更大但是小于10.08μm;10.08μm或更大但是小于12.70μm;12.70μm或更大但是小于16.00μm;16.00μm或更大但是小于20.20μm;20.20μm或更大但是小于25.40μm;25.40μm或更大但是小于32.00μm;和32.00μm或更大但是小于40.30μm,并且目标粒子为2.00μm至小于40.30μm的粒度。
<树脂>
本发明的调色剂的结晶度需要为20或更大,但是优选的是,结晶度为30-100,和更优选的是,结晶度为40-100。因此,优选的是,调色剂包含结晶性树脂作为所述树脂(粘合剂树脂)。更优选的是,所述树脂以相对于所述树脂的40质量%或更大、优选地50质量%或更大的量包含结晶性树脂。所述树脂的种类没有特别限制,并且可根据意图适当地选择。结晶性树脂可与非结晶性树脂组合使用,并且优选的是,所述树脂的主要组分基本上为结晶性树脂。
<<结晶性树脂>>
所述树脂中的结晶性树脂的含量没有特别限制,只要其为40质量%或更大,并且可根据意图适当地选择。然而,就使平衡地达成通过结晶性树脂获得的优异的低温定影性和耐热存储稳定性最大化而言,其含量优选为50质量%或更大、更优选65质量%或更大、还更优选80质量%或更大、和特别优选95质量%或更大。当含量小于40质量%时,所述树脂无法在调色剂的粘弹性特性方面表现出其对热的快速响应性,并且实现平衡地达成低温定影性和耐热存储稳定性变得更困难。
在本发明中,结晶性材料定义为其中原子和分子以空间上重复的模式排列的材料,且定义为在经历通常的X-射线衍射仪时呈现出衍射图案的材料。
没有任何特别限制,根据意图可选择任何树脂作为结晶性树脂,只要其具有结晶性。实例包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、乙烯基树脂、和经改性的结晶性树脂。它们可单独使用或者可将它们中的两种或更多种组合使用。在它们之中,聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、和聚醚树脂是优选的,至少包括氨基甲酸酯骨架或脲骨架的树脂是优选的,并且线型聚酯树脂以及包含所述线型聚酯树脂的复合树脂是优选的。
所述至少包括氨基甲酸酯骨架或脲骨架的树脂的优选实例包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、经氨基甲酸酯改性的聚酯树脂、和经脲改性的聚酯树脂。所述经氨基甲酸酯改性的聚酯树脂是通过使在其末端处具有异氰酸酯的聚酯树脂与多元醇反应而获得的。所述经脲改性的聚酯树脂是通过使在其末端处具有异氰酸酯的聚酯树脂与胺反应而获得的。就实现平衡地达成低温定影性和耐热存储稳定性而言,所述结晶性树脂的熔融热的最大峰温度优选为45℃-70℃、更优选53℃-65℃、和特别优选58℃-62℃。当所述最大峰温度低于45℃时,低温定影性好,但是耐热存储稳定性差。当最大峰温度高于70℃时,反过来耐热存储稳定性好,但是低温定影性差。
-结晶性聚酯树脂-
在本发明中,优选的是,以相对于所述树脂的40质量%或更高或者优选地50质量%或更高的量包含以下显示的结晶性聚酯树脂。所述结晶性聚酯树脂的熔点优选地在45℃-70℃的范围中、更优选地在53℃-65℃的范围中、和还更优选地在58℃-62℃中。当熔点低于45℃时,低温定影性好,但是耐热存储稳定性差。当熔点高于70℃时,反过来耐热存储稳定性好,但是低温定影性差。所述结晶性聚酯树脂的熔点是作为通过差示扫描量热法(DSC)检测到的吸热峰的峰温度获得的。
在本发明中,如果通过X-射线晶体衍射法检测到结晶峰,则认为材料具有结晶性。
例如,可使用差示扫描量热仪(例如,由Seiko Instruments,Inc.制造的DSC-6220R)来测量所述结晶性树脂的熔点。将样品以10℃/min的升温速率从室温加热至150℃,然后在150℃放置10分钟,冷却至室温并且放置10分钟,和再次以10℃/min的升温速率加热至150℃。可检测此后出现的吸热峰的峰温度作为熔点。
树脂的玻璃化转变温度侧测量也可同样进行。玻璃化转变温度位于在玻璃化转变点下方延伸的基线和代表玻璃化转变的曲线部分的切线之间的交点处。
在本发明中,“结晶性聚酯树脂”不仅指100%由聚酯结构制成的聚合物,而且指通过使构成聚酯的组分与另外的组分聚合而获得的聚合物(共聚物)。然而,在后一情况下,构成所述聚合物(共聚物)的聚酯之外的组分为50质量%或更低。
本发明的调色剂中使用的结晶性聚酯树脂是从例如多价羧酸组分和多羟基醇组分合成的。在本实施方式中,作为所述结晶性聚酯树脂,可使用市售产品或者合成产品。
所述多价羧酸组分的实例包括,但不限于:脂族二羧酸例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸;芳族二羧酸例如二酸例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸、和中康酸;以及以上列出的那些的酸酐和低级烷基酯。
三价以上羧酸的实例包括:1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸;以及以上列出的那些的酸酐和低级烷基酯。它们可单独使用或者可将它们中的两种或更多种组合使用。
除了以上列出的脂族二羧酸和芳族二羧酸之外,所述结晶性聚酯树脂还可包含具有磺酸基团的二羧酸组分作为酸组分。进一步地,除了以上列出的脂族二羧酸和芳族二羧酸之外,所述结晶性聚酯树脂还可包含具有双键的二羧酸组分。
作为所述多羟基醇组分优选的是脂族二醇,并且更优选的是在主链中包括7-20个碳原子的线型脂族二醇。如果所述脂族二醇为支化的脂族二醇,则所述聚酯树脂的结晶度可能劣化并且熔点可能降低。如果主链中的碳原子的数量小于7,则当所述脂族二醇与芳族二羧酸缩聚时所述脂族二醇的熔融温度变高,这不利于低温定影性。如果主链中的碳原子的数量超过20,则获得实用的材料变得更困难。主链中的碳原子的数量更优选为14或更少。
为了合成本发明的调色剂中使用的结晶性聚酯而优选使用的脂族二醇的具体实例包括但不限于乙二醇、1,3-丙烷二醇、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1,14-三十烷二醇。在这些之中,就容易获得性而言,1,8-辛二醇、1-9-壬二醇和1,10-癸二醇是优选的。
三羟基以上醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、和季戊四醇。它们可单独使用或者可将它们中的两种或更多种组合使用。
优选的是,所述多羟基醇组分中脂族二醇的含量为80摩尔%或更高、更优选90摩尔%或更高。如果脂族二醇的含量小于80摩尔%,则所述聚酯树脂的结晶度劣化并且熔融温度降低,这可能使防调色剂粘连性、图像存储性、和低温定影性恶化。
出于任选的意图例如制得某一酸值和某一羟值,可在合成的最后阶段处添加多价羧酸和多羟基醇。所述多价羧酸的实例包括:芳族羧酸例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸、和萘二羧酸;脂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;以及脂环族羧酸例如环己烷二羧酸。
所述多羟基醇的实例包括:脂族二醇例如乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、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烷二醇、环己烷二甲醇、和氢化双酚A;和芳族二醇例如双酚A与环氧乙烷的加合物以及双酚A与环氧丙烷的加合物。
所述结晶性聚酯树脂的制造可通过将聚合温度设置为180℃-230℃而进行。通过如下促进该反应:如果必要,降低反应系统中的压力;和除去由缩合产生的水和醇。
如果能聚合的单体在反应温度下不溶或者相容地溶解的情况下,可通过添加具有高沸点的溶剂作为增溶剂而将其溶解。通过将所述增溶剂蒸馏掉而促进该缩聚反应。如果在共聚反应中存在呈现出差的相容性的能聚合的单体,则可预先将该差相容性的能聚合的单体与准备与该能聚合的单体缩合的酸或醇缩合,之后将其与主要组分缩聚。
在所述聚酯树脂的制造中可使用的催化剂的实例包括:碱金属化合物例如钠和锂;碱土金属化合物例如镁和钙;金属化合物例如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗;亚磷酸根化合物;磷酸根化合物;和胺化合物。
具体实例包括化合物例如乙酸钠、碳酸钠、乙酸锂、碳酸锂、乙酸钙、硬脂酸钙、乙酸镁、乙酸锌、硬脂酸锌、环烷酸锌、氯化锌、乙酸锰、环烷酸锰、四乙醇钛、四丙醇钛、四异丙醇钛、四丁醇钛、三氧化二锑、三苯基锑、三丁基锑、甲酸锡、草酸锡、四苯基锡、二氯化二丁基锡、氧化二丁基锡、氧化二苯基锡、四丁醇锆、环烷酸锆、碳酸氧锆、乙酸氧锆、硬脂酸氧锆、辛酸氧锆、氧化锗、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基酯)、乙基三苯基溴化三乙基胺、和三苯基胺。
本发明中使用的结晶性聚酯树脂的酸值(中和1g树脂所需的KOH的量,以mg计)优选地在3.0mgKOH/g-30.0mgKOH/g范围中、更优选地在6.0mgKOH/g-25.0mgKOH/g范围中、和还更优选地在8.0mgKOH/g-20.0mgKOH/g范围中。
如果酸值小于3.0mgKOH/g,则在水中的分散性劣化,并且它能够过湿法工艺制造粒子变得非常困难。进一步地,由于聚合粒子的稳定性在粒子附聚时显著劣化,调色剂的制造可能是低效的。另一方面,如果酸值大于30.0mgKOH/g,则调色剂将具有提高的吸湿性并且将更容易受到来自环境的影响。
所述结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000-35,000。如果分子量(Mw)小于6,000,则调色剂在定影在记录介质例如纸上时可能下沉到记录介质例如纸中而导致不均匀定影,或者可能使定影图像对耐折叠性的强度变弱。如果重均分子量(Mw)大于35,000,则熔融期间调色剂的粘度变得如此高,以致于可能在高温下达到适合于定影的粘度,这因此将导致低温定影性的劣化。
重均分子量可通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。通过GPC的分子量测量是通过使用GPC/HLC-8120(由Tosoh Corporation制造)作为测量设备、使用柱TSKGEL SUPER HM-M(15cm)(由Tosoh Corporation制造)和使用THF溶剂进行的。通过将基于单分散聚苯乙烯标准样品产生的分子量校准曲线应用于该测量结果而计算重均分子量。
优选的是,可为上述结晶性聚酯树脂的所述结晶性树脂包含过使用脂族能聚合的单体(下文中可称作“结晶性脂族聚酯树脂”)合成的结晶性聚酯树脂作为主要组分(50质量%或更大)。在此情况下,构成所述结晶性脂族聚酯树脂的所述脂族能聚合的单体的组成比率优选为60摩尔%或更高、更优选90摩尔%或更高。所述脂族能聚合的单体的优选实例包括以上列出的脂族二醇和羧酸。
-非结晶性聚酯树脂-
在本发明中,优选的是,所述调色剂的粘合剂树脂至少包含将在以下提及的非结晶性聚酯树脂。非结晶性聚酯树脂包括改性聚酯树脂和未改性聚酯树脂。更优选的是,所述粘合剂树脂包含它们两者。
--改性聚酯树脂--
在本发明中,可使用以下提及的改性聚酯树脂作为聚酯树脂。例如,可使用具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物。具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的实例包括通过使聚酯与多异氰酸酯(3)反应而获得的产物,其中所述聚酯为多元醇(1)与多元羧酸(2)的缩聚并且具有活性氢基团。所述聚酯中包含的活性氢基团的的实例包括羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基、和巯基。这些之中,优选的是醇羟基。
多元醇(1)的实例包括二醇(1-1)和三羟基以上多元醇(1-2),其中单独的(1-1)或者包含(1-1)和少量(1-2)的混合物是优选的。二醇(1-1)的的实例包括亚烷基二醇(例如,乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇);亚烷基醚二醇(例如,一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇);脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A);双酚(例如,双酚A、双酚F和双酚S);以上列出的脂环族二醇与环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物;以及以上列出的双酚与环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。这些之中,优选的是C2-C12亚烷基二醇、以及双酚的环氧烷烃加合物。特别优选的是双酚的环氧烷烃加合物、以及双酚的环氧烷烃加合物与C2-C12亚烷基二醇的组合。
三羟基以上多元醇(1-2)的实例包括三羟基到八羟基以上脂族多元醇(例如,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇);三羟基以上酚(例如,三酚PA、苯酚线型酚醛清漆和甲酚线型酚醛清漆);以及以上三羟基以上多元酚的环氧烷烃加合物。
多元羧酸(2)的实例包括二羧酸(2-1)和三价以上多元羧酸(2-2),其中单独的(2-1)或者包含(2-1)和少量(2-2)的混合物是优选的。二羧酸(2-1)的实例包括亚烷基二羧酸(例如,琥珀酸、己二酸和癸二酸);亚烯基二羧酸(例如,马来酸和富马酸);芳族二羧酸(例如,邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸)。这些之中,优选的是C4-C20亚烯基二羧酸和C8-C20芳族二羧酸。三价以上多元羧酸(2-2)的实例包括C9-C20芳族多元羧酸(例如,偏苯三甲酸和均苯四甲酸)。特别地,与多元醇(1)反应的多元羧酸(2)可为以上羧酸的酸酐或低级烷基酯(例如,甲酯、乙酯、和异丙酯)。
多元醇(1)和多元羧酸(2)之间的比率以羟基[OH]对羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]计通常为2/1-1/1、优选1.5/1-1/1、更优选1.3/1-1.02/1。
多异氰酸酯(3)的实例包括脂族多异氰酸酯(例如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和2,6-二异氰酸酯己酸甲酯);脂环族多异氰酸酯(例如异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯);芳族二异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯);芳族脂族二异氰酸酯(例如α,α,α’,α’-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯);异氰脲酸酯;其中以上多异氰酸酯用酚衍生物、肟或者己内酰胺封端的经封端的多异氰酸酯;以及它们的两种或更多种的组合。
多异氰酸酯(3)的比率以异氰酸酯基团[NCO]对具有羟基的聚酯的羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH]计通常为5/1-1/1、优选4/1-1.2/1、更优选2.5/1-1.5/1。当[NCO]/[OH]大于5时,调色剂的低温定影性劣化,但是当[NCO]的摩尔比率小于1时,改性聚酯中的脲含量如此低,以致于耐热偏移性差。在其末端处具有异氰酸酯基团的预聚物(A)中包含的多异氰酸酯(3)的构成成分的量通常为0.5质量%-40质量%、优选1质量%-30质量%、更优选2质量%-20质量%。当量小于0.5质量%时,耐热偏移性将劣化,并且耐热存储稳定性和低温定影性均将劣化。当量大于40质量%时,低温定影性将劣化。
每分子的具有异氰酸酯基团的预聚物(A)所包括的异氰酸酯基团的数量通常为1或更多、优选平均1.5-3、和更优选平均1.8-2.5。当该量小于每个分子1个时,在链伸长、交联或两者之后所述改性聚酯的分子量将较低,并且耐热偏移性将劣化。
[制造方法]
包含异氰酸酯基团的预聚物(A)可通过以下方法等制造。将多元醇(1)和多元羧酸(2)在常规的支化催化剂(例如,钛酸四丁酯和氧化二丁基锡)的存在下加热至150℃-280℃,并且将所产生的水任选地在减压下蒸馏掉,从而获得包含羟基的聚酯。接着,使所述包含羟基的聚酯与多异氰酸酯(3)在40℃-140℃反应,从而获得包含异氰酸酯基团的预聚物(A)。
---交联剂和伸长剂---
在本发明中,可使用胺作为交联剂、伸长剂、或其两者。胺(B)的实例包括二胺(B1)、三价以上多元胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、以及其中任意胺B1-B5的氨被封端的经封端化合物(B6)。二胺(B1)的实例包括:芳族二胺(例如,苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷)、脂环族二胺(4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、和异佛尔酮二胺)、和脂族二胺(例如,乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺)。三价以上多元胺(B2)的实例包括二亚乙基三胺、和三亚乙基四胺。氨基醇(B3)的实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。氨基酸(B5)的实例包括氨基丙酸和氨基己酸。其中任意胺B1-B5的氨被封端的经封端化合物(B6)的的实例包括由B1-B5的胺和酮(例如,丙酮、甲基乙基酮、和甲基异丁基酮)获得的酮亚胺化合物和唑啉化合物。在前述胺(B)之中,B1以及B1与少量B2的混合物是优选的。
在交联、伸长、或其两者中,如果必要,终止剂来调节由反应得到的改性聚酯的分子。终止剂的实例包括一元胺(二乙基胺、二丁基胺、丁基胺、和月桂基胺)、以及被封端的所述一元胺(酮亚胺化合物)中的任意者。
胺(B)的比率以具有异氰酸酯基团的预聚物(A)中的异氰酸酯基团[NCO]对胺(B)中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]计通常为1/2-2/1、优选1.5/1-1/1.5、更优选1.2/1-1/1.2。当[NCO]/[NHx]大于2或小于1/2时,经脲改性的聚酯(i)的分子量低并且耐热偏移性劣化。
--改性聚酯--
在本发明中,与单独使用改性聚酯(A)相比,将未改性聚酯(C)与改性聚酯(A)一起作为调色剂粘合剂组分加入是更优选的。组合使用(C)将改善低温定影性、以及在调色剂用于全色设备时的光泽性和光泽均匀性。(C)的实例包括例如作为聚酯(A)的组分使用的多元醇(1)和多元羧酸(2)的缩聚,并且优选者同样为作为(A)的组分使用的那样。进一步地,(C)的实例可不仅包括未改性聚酯,而且包括用除了脲键之外的化学键改性的聚酯。例如,聚酯可用氨基甲酸酯键改性。优选的是,就低温定影性和耐热偏移性而言,(A)和(C)至少部分地相容地溶解。因此,优选的是,(A)和(C)的聚酯组分具有类似的组成。在加入(A)时,(A)和(C)之间的质量比率通常为5/95-75/25、优选10/90-25/75、更优选12/88-25/75、和特别优选12/88-22/78。当(A)的质量比率小于5%时,耐热偏移性将劣化,并且将不利于平衡地达成耐热存储稳定性和低温定影性。
(C)的峰分子量优选为1,000-30,000、更优选1,500-10,000、特别优选2,000-8,000。当峰分子量低于1,000时,调色剂的耐热存储稳定性可劣化。而当峰分子量超过10,000时,调色剂的低温定影性可劣化。(C)的羟值优选为5或更大、更优选10-120、和特别优选20-80。当羟值小于5时,将将不利于平衡地达成耐热存储稳定性和低温定影性。(C)的酸值通常为0.5-40、优选5-35。提供酸值引起带负电的倾向。进一步地,未包括在上述范围中的酸值和羟值将提高在高温、高湿度或低温、低湿度条件下对来自环境的影响的敏感性,导致图像劣化。
在本发明中,调色剂的玻璃化转变温度(Tg)通产为40℃-70℃、优选45℃-55℃。当玻璃化转变温度低于40℃时,调色剂的耐热存储稳定性将劣化。当其高于70℃时,低温定影性将不足。包含交联的聚酯树脂、伸长的聚酯树脂、或者交联和伸长的聚酯树脂的本发明的静电图像显影用调色剂呈现出比常规的基于聚酯的调色剂好的存储性,即使玻璃化转变温度低时也是如此。当在20Hz的频率测量时,所述调色剂在通常为100℃或更高、优选110℃-200℃的玻璃化转变温度(TG’)下具有10,000dyne/cm2的储能弹性模量。当玻璃化转变温度低于100℃时,耐热偏移性将劣化。当在20Hz的频率下测量时,所述调色剂在通常为180℃或更低、优选90℃-160℃的温度(Tη)下具有1,000泊的粘度。当温度超过180℃时,低温定影性将劣化。即,就实现平衡地达成低温定影性和耐热偏移性而言,优选的是,TG’高于Tη。换而言之,优选的是,TG’和Tη之间的差值(TG’-Tη)为0℃或更大。10℃或更大的差值是更优选的,和20℃或更大的差值是特别优选的。该差值的上限没有特别限制。平衡地达成低温定影性和耐热偏移性而言,TG’和Tη之间的差值优选为0℃-100℃、更优选10℃-90℃、和特别优选20℃-80℃。
-乙烯基树脂-
在本发明中,优选将任何下述乙烯基树脂添加到调色剂中,并且更优选将任何下述乙烯基树脂添加到壳的粘合剂树脂中。所述乙烯基树脂的实例包括通过乙烯基单体的均聚或共聚制造的聚合物,例如苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物.
其它实例包括:苯乙烯和其取代产物的聚合物(例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基萘);苯乙烯共聚物(例如,苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物);聚甲基丙烯酸甲酯;和聚甲基丙烯酸丁酯。
<着色剂>
作为本发明的着色剂,可使用所有的常规染料和颜料。着色剂的的实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、朱砂红、镉红、镉汞红、锑红、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、巴尔干坚牢玉红B、亮猩红G、立索玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、罗丹明色淀B、罗丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛蓝栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白、以及前述着色剂的两种或更多的混合物。相对于调色剂,着色剂的量优选为1质量%-15质量%、更优选3质量%-10质量%。
本发明中使用着色剂可作为其中所述着色剂与树脂形成复合物的母料使用。在母料的制造中捏合的或者与母料一起捏合的粘合剂树脂的实例包括上述改性和未改性聚酯树脂、苯乙烯或其取代产物的聚合物(例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如,苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、和苯乙烯-马来酸酯共聚物);以及其它,包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡(链烷烃,paraffin)、和石蜡(链烷烃蜡,paraffin wax)。这些可单独或组合使用。
所述母料可通过如下制备:在高剪切力下将着色剂与用于所述母料的树脂一起捏合和混合。在所述混合和捏合中,可使用有机溶剂来改善着色剂和所述树脂之间的相互作用。此外,所述母料可通过如下的冲洗方法制备:将包含着色剂、水的含水糊料与树脂以及有机溶剂一起混合和捏合,以使着色剂转移至所述树脂,同时除去水和所述有机溶剂。优选使用该方法,因为着色剂的湿饼原样使用,并且将着色剂的湿饼干燥来制备着色剂是不必要的。在混合和捏合中,优选使用高剪切分散器(例如,三辊磨机)。
<其它组分>
<<脱模剂>>
作为本发明的脱模剂,可使用典型的蜡。可使用常规的蜡,并且其实例包括聚烯烃蜡(例如,聚乙烯蜡和聚丙烯蜡);长链烃(例如,石蜡和赛索尔(SASOL)蜡);和含羰基的蜡。这些之中,含羰基的蜡是优选的。所述含羰基的蜡的的实例包括多链烷酸酯(例如,巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯);多链烷醇酯(例如,偏苯三甲酸三硬脂基酯和马来酸二硬脂基酯);多链烷酸酰胺(例如,乙二胺二山萮基酰胺);多烷基酰胺(例如,偏苯三甲酸三硬脂基酰胺);和二烷基酮(例如,二硬脂基酮)。在这些含羰基的蜡中,多链烷酸酯是优选的。本发明的蜡的熔点典型地为40℃-160℃、优选50℃-120℃、和更优选60℃-90℃。当其熔点低于40℃时,所述蜡可不利地影响耐热存储稳定性。当其高于160℃时,于在低温下定影时容易导致冷偏移。蜡的熔体粘度优选为5cp-1,000cp、更优选10cp-100cp,其在比熔点高20℃的温度下测量。当蜡的熔体粘度大于1,000cp时,蜡无法发挥改善耐热偏移性和低温定影性的作用。调色剂中包含的蜡的量优选为0质量%-40质量%、更优选3质量%-30质量%。
<<电荷控制剂>>
如果必要,本发明的调色剂可包含电荷控制剂。可使用任何常规的电荷控制剂.其实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、罗丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟活化剂、水杨酸的金属盐、以及水杨酸衍生物的金属盐。具体实例包括苯胺黑染料BONTRON 03、季铵盐BONTRON P-51、含金属的偶氮染料BONTRON S-34、基于羟基萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和酚缩合物E-89(全部由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD制造);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(全部由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造);季铵盐COPY CHARGEPSY VP 2038、三苯基甲烷衍生物COPY BLUE PR、季铵盐COPY CHARGENEG VP2036和COPY CHARGE NX VP434(全部由CLARIANT K.K.制造);LRA-901;硼络合物LR-147(由Japan Carlit Co.,Ltd.制造);酞菁铜;苝;喹吖啶酮;偶氮颜料;和具有磺酸基团、羧基、季铵盐等作为官能团的聚合物型化合物。
在本发明中,所包含的电荷控制剂的量不一概而论并且取决于所使用的粘合剂树脂的类型、所任选使用的添加剂、以及所使用的调色剂制造方法(包括所使用的分散方法)而变化。相对于100质量份的粘合剂树脂,电荷控制剂的量优选为0.1质量份-10质量份、更优选0.2质量份-5质量份。当其量大于10质量份时,调色剂的带电性变得过大,这可降低电荷控制剂的效果,提高对显影辊的静电力,从而导致显影剂低的流动性、或者所得图像低的图像浓度。可将这些电荷控制剂在与所述母料和树脂一起熔融和捏合之后溶解和分散。当然,可直接在进行溶解和分散时将电荷控制剂添加至有机溶剂。替代地,在调色剂粒子的制造之后将电荷控制剂固定在调色剂粒子的表面上。
<<外添加剂>>
作为用于辅助在本发明中获得的着色粒子的流动性、显影性和带电性的添加剂,可使用氧化物粒子以及其组合、细无机粒子和疏水化的细无机粒子。更优选的是,所述添加剂至少包含一种获得多种其疏水化的一次粒子具有1nm-100nm、更优选5nm-70nm的平均粒度的细无机粒子。进一步优选的是,所述添加剂至少包含一种或多种其疏水化的一次粒子具有20nm或更小的平均粒度的细无机粒子并且至少包含一种或多种其疏水化的一次粒子具有30nm或更大的平均粒度的细无机粒子。还优选的是,通过BET方法测量的这些粒子的比表面为20m2/g-500m2/g。
可使用任何常规粒子,只要它们满足这些条件。例如,所述添加剂可包括二氧化硅细粒子、疏水性二氧化硅、脂肪酸金属盐(例如,硬脂酸锌和硬脂酸铝)、金属氧化物(例如,二氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)、含氟聚合物等。
特别优选的添加剂的实例包括疏水化的二氧化硅、二氧化钛、氧化钛、和氧化铝细粒子。所述二氧化硅细粒子的实例包括HDK H 2000、HDK H2000/4、HDK H 2050EP、HVK21,HDK H 1303(由CLARIANT K.K.制造),和R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)。所述二氧化钛细粒子的实例包括P-25(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造),STT-30、STT-65C-S(由Titan Kogyo Ltd.制造),TAF-140(由FujiTitanium Industry,Co.,Ltd.制造),和MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(由Tayca Corp.制造)。所述疏水化的氧化钛细粒子的的具体实例包括T-805(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造),STT-30A、STT-65S-S(由TitanKogyo,Ltd.制造),TAF-500T、TAF-1500T(由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造),MT-100S、MT-100T(由Tayca Corp.制造)、和IT-S(由Ishihara SangyoKaisha Ltd.制造)。
疏水化的氧化物细粒子、二氧化硅细粒子、以及二氧化钛细粒子和氧化铝细粒子可通过将亲水性细粒子用硅烷偶联剂例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、和辛基三甲氧基硅烷处理而获得。通过在施加热(如果必要的话)的同时将细无机粒子用硅油处理而获得的经硅油处理的氧化物细粒子和细无机粒子也是优选的。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢硅油、经烷基改性的硅油、经氟改性的硅油、经聚醚改性的硅油、经醇改性的硅油、经氨基改性的硅油、经环氧改性的硅油、经环氧/聚醚改性的硅油、经酚改性的硅油、经羧基改性的硅油、经巯基改性的硅油、经丙烯酸类、甲基丙烯酸类改性的硅油、和经α-甲基苯乙烯改性的硅油。细无机粒子的的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、和氮化硅。在它们之中,二氧化硅和二氧化钛是特别优选的。相对于调色剂,其添加量可为0.1质量%-5质量%、优选0.3质量%-3质量%。所述细无机粒子的一次粒子的平均粒度为100nm或更小、优选3nm-70nm。当平均粒度小于该范围时,所述细无机粒子包埋在调色剂中,并且无法有效地发挥其作用。当平均粒度大于该范围时,不利地是,感光体的表面被不均匀地损害。
所述细无机粒子的其它实例包括细聚合物粒子,例如通过无皂乳液聚合、悬浮聚合和分散聚合制造的缩聚的热固性树脂聚合物粒子,例如聚苯乙烯,甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物,有机硅树脂,苯并胍胺和尼龙。
如果对这样的流化剂进行表面处理以改善疏水性,则可防止流动性和带电性的劣化,即使在高湿度条件下也是如此。优选的表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、具有氟烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、硅油和经改性的硅油。
用于除去转印之后残留在感光体和一次转印部件上的显影剂的清洁改进剂的实例包括:脂肪酸金属盐例如硬脂酸锌、硬脂酸钙,硬脂酸;和通过无皂乳液聚合制造的聚合物粒子,例如聚甲基丙烯酸甲酯粒子、和聚苯乙烯粒子。对于所述聚合物粒子,优选使用具有相对窄的粒度分布和0.01μm-1μm的体均粒径的聚合物粒子。
<<细树脂粒子>>
在本发明中,如果必要,还可添加细树脂粒子。所使用的细树脂粒子具有优选的40℃-100℃的玻璃化转变点(Tg)和优选的3,000-300,000的重均分子量。当玻璃化转变点(Tg)低于40℃时、当重均分子量小于3,000时、或者在这两种条件下,调色剂的存储性如上所述将劣化,并且调色剂在存储时或者在显影设备中将粘连。当玻璃化转变点(Tg)为100℃或更高时、当重均分子量为300,000或更大时、或者在这两种条件下,所述细树脂粒子将抑制与定影纸的粘着并且将使下限定影温度升高。
进一步优选的是,调色剂粒子中所述细树脂粒子的残存率为0.5质量%-5.0质量%。当残存率小于0.5质量%时,调色剂的存储性将劣化并且调色剂在存储时或者在显影设备中将粘连。当残存率大于5.0质量%时,所述细树脂粒子将抑制蜡的渗出,从而导致偏移,因为蜡无法发挥其脱模效果。
在细树脂粒子的残存率的测量中,可使用热解气相色谱质谱仪对不是归因于调色剂粒子而是归因于细树脂粒子的物质进行分析,并且可由检测到的峰面积计算该比率。检测器优选为质谱仪,但是没有特别限制。
对于所述细树脂粒子,可使用任何树脂,只要其能够形成水性分散体(dispersed element)。所述树脂可为热塑性树脂或者可为热固性树脂。实例包括乙烯基树脂、聚乳酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树脂。对于所述细树脂粒子,可将以上树脂的两种或更多种组合使用。在以上树脂之中,优选的是乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、以及它们的组合,因为可容易地由它们获得细的球形树脂粒子的水性分散体。
乙烯基树脂的实例包括通过乙烯基单体的均聚或共聚制造的聚合物,例如苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
本发明的干调色剂可通过,但不限于,下述方法制造。
[在水性介质中的调色剂制造方法]
优选的是,本发明调色剂的调色剂粒子是通过在至少包含水、有机溶剂、或其两者的介质中造粒而制造的。更优选的是,调色剂粒子通过溶解悬浮,和还更优选通过至少涉及伸长反应的溶解悬浮而制造。
涉及伸长反应的溶解悬浮的优选方法可为将至少包含结晶性树脂和粘合剂树脂前体的油相通过在水性介质中分散、乳化、或其两者而造粒。更优选的方法是促进在水性介质中在细树脂粒子的存在下至少包含具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)、结晶性聚酯树脂、着色剂和脱模剂的调色剂组合物的交联、伸长、或其两者。
所述有机溶剂的优选实例为乙酸乙酯。所述溶剂的其它实例包括乙酸甲酯、THF(四氢呋喃)、甲苯、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、己烷、四氟乙烯、氯仿、二乙基醚、二氯甲烷、二甲亚砜、乙腈、乙酸、甲酸、N,N-二甲基甲酰胺、苯、甲基乙基酮、以及包含树脂、着色剂等的油相可溶解或分散在其中的任何有机溶剂。
优选地,本发明中使用的水相可在使用之前预先与细树脂粒子混合。起到粒度控制剂的作用,所述细树脂粒子包围调色剂并且最终将覆盖调色剂表面并且充当壳层。为了使所述细树脂粒子充分地起到壳层的功能,需要细微的控制,因为该功能性受所述细树脂粒子的粒度和组成、在水相中的分散剂(表面活性剂)、溶剂等的影响。
水相可包含单独的水、或者水和与水混溶的溶剂的组合。与水混溶的溶剂的实例包括醇(例如,甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂)、和低级酮(例如,丙酮和甲基乙基酮)。
可通过如下形成调色剂粒子:使包含溶解或分散在有机溶剂中的具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)的分散体与胺(B)在水相中反应。用于在水相中稳定地形成包含聚酯预聚物(A)的分散体的方法可为将包含溶解或分散在有机溶剂中的聚酯预聚物(A)的调色剂原料组合物添加至水相,并且将所述组合物在剪切力下分散。在水性中形成分散体时,溶解或分散在有机溶剂中的聚酯预聚物(A)可与其它调色剂组成(下文中称作调色剂原料)例如着色剂、着色母料、脱模剂、电荷控制剂也未改性聚酯树脂混合。然而,更优选预先将调色剂原料混合并且将它们溶解或分散在有机溶剂中,并且此后,将该混合物加入水相中并且在水相中分散。进一步地,在本发明中,在水相中形成粒子时已经将调色剂原料例如着色剂、脱模剂和电荷控制剂混合不是绝对必要的,而是可在粒子形成之后将它们加入。例如,也可在形成不含着色剂的粒子之后通过常规的染色方法加入着色剂。
分散方法没有特别限制,并且其实例可使用例如通过低速剪切、高速剪切、摩擦、高压射流和超声波分散的任何常规仪器。当使用高速剪切分散器时,转速没有特别限制,但是典型地为1,000rpm-30,000rpm、更优选地5,000rpm-20,000rpm。分散的持续时间没有特别限制,但是在间歇系统的情况下,其典型地为0.1分钟-5分钟。分散温度典型地优选为0℃-150℃(在压力下)、更优选40℃-98℃。较高的温度是优选的,因为包含聚酯预聚物(A)的分散体将具有较低的粘度并且将容易被分散。
相对于100质量份的包含聚酯预聚物(A)的调色剂组合物,水相的含量通常为50-2,000质量份、优选100-1,000质量份。当含量小于50质量份时,所述调色剂组合物将低效率地分散,从而使得不可能获得具有预定粒度的调色剂粒子。另一方面,当含量大于2,000质量份时,其是不经济的。如果必要,可使用分散剂。更优选使用分散剂,因为粒度分布将是尖锐的并且分散体将是稳定的。
用于将调色剂原料分散在其中的油相在水相中乳化和分散的分散剂的的实例包括;阴离子型表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;胺盐例如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉;季铵盐阳离子型表面活性剂例如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵;非离子型表面活性剂例如脂肪酸聚酰胺衍生物和多羟基醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
此外,含氟烷基的表面活性剂即使以少的量也可发挥其分散作用。含氟烷基的阴离子型表面活性剂的优选实例包括C2-C10氟烷基羧酸或其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(C6-C11)氧基)-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-以及氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸或其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)或其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸或其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。所述含氟烷基的表面活性剂的市售产品的实例包括:SURFLON S-111、S-112、S-113(由AsahiGlass Co.,Ltd.制造);FRORARD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129(由Sumitomo3M Ltd.制造);UNIDYNE DS-101、DS-102(由Daikin Industries,Ltd.制造);MEGAFACEF-110、F-120、F-113、F-191、F-812、F-833(由DIC Corporation制造);EFTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(由Tohchem Products Co.,Ltd.制造);和FUTARGENT F-100、F150(由NEOS COMPANY LIMITED制造)。
阳离子型表面活性剂的实例包括包含氟烷基的脂族伯、仲或叔胺酸,脂族季铵盐例如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑盐。所述阳离子型表面活性剂的市售产品的实例包括:SURFLON S-121(由Asahi Glass Co.,Ltd.制造);FRORARD FC-135(由Sumitomo 3M Ltd.制造);UNIDYNE DS-202(由Daikin Industries,Ltd.制造);MEGAFACE F-150、F-824(由DIC Corporation制造);EFTOP EF-132(由Tohchem Products Co.,Ltd.制造);和FUTARGENT F-300(由NEOSCOMPANY LIMITED制造)。
对于不溶于水的无机化合物分散剂,可使用磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅、和羟基磷灰石。
此外,可将分散的液滴用聚合物保护胶体稳定化。所用分散稳定剂的实例包括:酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐;含羟基的(甲基)丙烯酰基单体,例如丙烯酸β-羟基乙酯、甲基丙烯酸β-羟基乙酯、丙烯酸β-羟基丙酯、甲基丙烯酸β-羟基丙酯、丙烯酸γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸γ-羟基丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、一缩二乙二醇单丙烯酸酯、一缩二乙二醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯(基)醇或者与乙烯(基)醇的醚,例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、和乙烯基丙基醚;乙烯(基)醇与包含羧基的化合物的酯,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯基;丙烯酰胺类,例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或前述酰胺的羟甲基化合物;酰氯,例如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯;包含氮原子或者其杂环例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和乙烯亚胺的均聚物或共聚物;聚氧乙烯类,例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯、和聚氧乙烯壬基苯基酯;和纤维素类例如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
当使用能溶于酸或碱的化合物(例如,磷酸钙)作为分散稳定剂时,将所使用的磷酸钙用酸(例如,盐酸)溶解,之后用水洗涤,从而将其从所形成的细粒子除去。此外,磷酸钙可通过酶法分解除去。
替代地,所使用的试剂可残留在调色剂粒子的表面上。然而,就所得调色剂的带电性而言,优选地在伸长反应、交联反应、或者伸长和交联反应之后通过洗涤除去所属分散试剂。
伸长反应、交联反应、或者伸长和交联反应的持续时间是取决于预聚物(A)中包含的异氰酸酯基团结构和胺(B)之间的反应性而选择的,但是其典型地为10分钟-40小时、优选2小时-24小时。反应温度典型地为0℃-150℃、优选40℃-98℃。此外,对于所述伸长反应、交联反应、或者伸长和交联反应,如果必要,可使用常规的催化剂。所述催化剂的的具体实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
为了从所获得的经乳化的经乳化的分散体除去有机溶剂,可采用以下方法。所述方法包括将整个体系逐渐加热以使野地中包含的有机溶剂蒸发,使得液滴以1μg/g-30μg/g的量乙酸乙酯。替代地,将所述经乳化的分散体在干燥气氛中喷雾以除去液滴中包含的不溶于水的有机溶剂,使得液滴以1μg/g-30μg/g的量包含乙酸乙酯,从而在蒸发和除去水性分散剂的同时形成调色剂粒子。对于所述经乳化的分散液在其中喷雾的干燥气氛,通常使用经加热的气体(例如,空气、氮气、二氧化碳和燃烧气体),特别地,加热到等于或高于溶剂的最高非典的温度的各种空气流。使用喷雾干燥器、带式干燥器或者旋转窑的短时间的处理可足够实现想要的品质。
用于除去有机溶剂的方法可为通过鼓风、通过旋转蒸发器等除去。
用于保持残留乙酸乙酯的干燥方法可为选择以各种组合的干燥温度、干燥的持续时间、以及干燥方式(空气流干燥、静态干燥、橱柜干燥、减压干燥、和间接干燥),以监测根据调色剂制造状态的乙酸乙酯残留量和优选干燥状态的程度。
之后,分散体进行如下的重复步骤:通过离心分离进行粗略的分离,将经乳化的分散体在洗涤罐中洗涤,和通过热空气干燥器干燥,以除去溶剂并且干燥分散体被,结果,可获得调色剂母体。
之后,优选地,调色剂母体可经历陈化过程。可将调色剂母体在优选30℃-55℃(更优选在40℃-50℃下)陈化5小时-36小时(更优选地,10小时-24小时)。
在其中在乳化和分散期间分散体具有宽的粒度分布并且所得粒子在保持这样的粒度分布的情况下洗涤和干燥的情况下,可通过分级将粒度分布调节至想要的粒度分布。
作为在液体中进行的分级操作,可通过旋风分离器、滗析器、或者离心分离器除去细粒子。当然,所述分级可在由于干燥而获得作为粉末的粒子之后进行。然而,就效率而言,更优选的是,在液体中进行分级。所收集的不要的细粒子或粗粒子被返回至捏合过程以将他们用于粒子的形成。在该再循环操作中,所述细粒子或粗粒子可处于湿的状态。
优选地尽可能多地将所使用的分散剂从分散液除去,并且分散剂的除去优选地在分级操作的同时进行。
通过将所获得的并且经干燥的调色剂粉末与其它粒子例如脱模剂粒子、电荷控制用粒子、流化剂粒子以及着色剂粒子混合或者向粉末混合物施加机械冲击,使上述的其它粒子固定和熔合在所获得的复合粒子的表面上,从而防止所述其它粒子从复合粒子的表面脱离。
用于混合或者施加冲击的具体方法包括方法通过高速旋转的桨叶向混合物施加推动力的方法、和将混合物添加到高速空气流中并且使该流的速度加快,从而使粒子撞到其它粒子上或者使复合粒子撞到适当的冲击板上的方法。所用装置的实例包括ANGMILL(由Hosokawa Micron Corporation制造)、通过改造I型磨机(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造)以降低粉碎空气压力而制造的设备、hybridization system(由Nara Machinery Co.,Ltd.制造)、kryptron system(由Kawasaki Heavy Industries,Ltd.制造)和自动研钵。
最后,将外添加剂例如无机粒子和调色剂通过亨舍尔混合器等混合,通过超声筛分除去粗粒子,并且由此最后获得调色剂。
(双组分显影剂)
本发明的双组分显影剂至少包含调色剂和具有磁性的载体(磁性载体)。该调色剂为本发明的调色剂。
当本发明的调色剂用于双组分显影剂中时,可将其与磁性载体混合。.所述显影剂中载体含量和调色剂含量之间的比率优选为相对于100质量份载体1质量份-10质量份调色剂。
<用于双组分显影剂的载体>
对于磁性载体,可使用常规载体,例如铁粉、铁氧体粉末、磁铁矿粉末、以及具有约20μm-200μm粒度的磁性树脂载体。用于载体的涂布材料的实例包括:氨基树脂例如脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂;环氧树脂。其它实例包括聚乙烯基和聚偏乙烯基树脂;例如丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯基醇树脂、和聚乙烯醇缩丁醛树脂;聚苯乙烯树脂例如聚苯乙烯树脂、和苯乙烯-丙烯酰基共聚物树脂;卤代烯烃树脂例如聚氯乙烯;聚酯树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂;和其它例如聚碳酸脂树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏氟乙烯和丙烯酸类单体的共聚物、偏氟乙烯和氟乙烯的共聚物、和含氟三元共聚物例如四氟乙烯、偏氟乙烯、和无氟单体的三元共聚物、以及有机硅树脂。如果必要,所述涂布树脂可包含导电粉末。所述导电粉末的实例包括金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌)。所述导电粉末优选地具有1μm或更小的平均粒度。当所述导电粉末的平均粒度大于1μm时,可难以控制电阻。
本发明的调色剂也可作为不含载体的单组分磁性调色剂、或者作为非磁性调色剂使用。
使用包含本发明的调色剂和至少具有磁性的载体的双组分显影剂,可提供这样的双组分显影剂:其即使在高温、高湿度条件下也可适当地保证调色剂流动性,使用其可适当地在较少的对显影部件的污染的情况下进行显影和转印,并且其在环境耐久方面是高度温度的(可靠的)。
(处理卡盒)
本发明的处理卡盒包括:潜像载体;和至少包含调色剂的显影单元。所述处理卡盒一体地支撑所述潜像载体和所述显影单元,并且能附着至图像形成设备主体并且能从其拆卸。所述调色剂为本发明的调色剂。
根据本发明,可提供如下的处理卡盒,其包括:潜像载体;和至少包含调色剂的显影单元,其一体地支撑所述潜像载体和所述显影单元,并且能附着至图像形成设备主体并且能从其拆卸,其中所述调色剂为本发明的调色剂。
图2为显示包括本发明的处理卡盒的图像形成设备的构造的示意图。在图2中,“a”表示整个处理卡盒,“b”表示感光体,“c”表示充电单元,“d”表示显影单元,和“e”表示清洁单元。
在本发明中,在上述构成不见例如感光体b、充电单元c、显影单元d和清洁单元e之中,至少感光体b和显影单元d是作为处理卡盒一体地连接的,并且处理卡盒配置成能附着至图像形成设备例如复印机和打印机并且能从其拆卸。
(图像形成设备和图像形成方法)
本发明的图像形成设备包括:显影单元,其至少包含调色剂并且配置成用所述调色剂进行显影以形成可视图像;和定影单元,其配置成通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上;并且如果必要,进一步包括其它单元例如潜像载体、充电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元、中和单元、回收单元和控制单元。
所述调色剂为本发明的调色剂。
本发明的图像形成方法包括:用调色剂进行显影以形成可视图像;和通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上;并且如果必要,进一步包括其它步骤例如充电、曝光、转印、清洁、中和、回收和控制。
所述调色剂为本发明的调色剂。
本发明中使用的图像形成方法可优选地通过本发明的图像形成设备进行。进行显影的步骤可优选地通过显影单元进行,定影步骤可优选地通过显影单元进行,和所述其它步骤可优选地通过所述其它单元进行。
<显影步骤和显影单元>
没有特别限制,可选择任何常规的显影装置作为所述显影单元,只要其采用其中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元的串列式显影系统,并且具有200mm/秒到3,000mm/秒的系统速度。例如,可优选地选择这样的显影装置:其容纳所述调色剂并且具有能够通过接触图像或者以非接触方式将调色剂供给至静电潜像的显影部件。
所述显影步骤通过其中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元的串列式显影系统进行。系统速度为200mm/秒-3,000mm/秒。所述显影步骤可优选地通过所述显影单元进行。
<定影步骤和定影单元>
没有特别限制,可选择任何常规的定影装置作为所述定影单元,只要其让定影介质具有10N/cm2-3,000N/cm2的表面压力,并且具有30毫秒-400毫秒的定影夹持时间。例如,可优选地选择包括定影部件和用于加热所述定影部件的热源的定影装置。
在所述定影步骤中,定影介质的表面压力为10N/cm2-3,000N/cm2,并且定影夹持时间为30毫秒-400毫秒。所述定影步骤可优选地通过所述定影单元进行。
在包括包含本发明的调色剂的显影单元以及配置成通过热和压力将可视图像定影在记录介质上的定影单元的图像形成设备中,所述显影单元采用其中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元的串列式显影系统,并且具有200mm/秒-3,000mm/秒的系统速度,并且所述定影单元让定影介质具有10N/cm2-3,000N/cm2的表面压力,并且具有30毫秒-400毫秒的定影夹持时间。这使得可提供这样的彩色图像形成设备:其即使在其中系统速度高的区域中也可适当地保证调色剂流动性,可在较少的对显影部件的污染的情况下进行显影、转印和定影,具有在防止热偏移的同时可适当地控制在高压下调色剂的变形以及调色剂向定影介质(纸等)的熔融固定的定影特性,可通过适当地设置定影夹持时间而保证适合与调色剂定影的热量,并且可用低的功耗保证足够的图像品质。
还可提供使用所述图像形成设备的图像形成方法。
[系统线速度]
在本发明中,如下测量系统线速度。在将纸的长向方向设置为将纸沿着其通过图像形成设备的方向的情况下,连续地从设备输出一百张各自在通过方向上具有297mm长度的A4尺寸的纸(其)。当假设从开始到结束所花费的时间为A秒并且系统速度为B时,则系统速度可根据以下显示的式子计算。
B(mm/秒)=100张纸×297mm÷A秒
[定影表面压力]
在本发明中,定影表面压力(其为压按记录介质的表面压力)可用压力分布测量仪器PINCH(由NITTA Corporation制造)测量。
[定影夹持时间]
定影夹持时间是基于线速度和定影夹持宽度的测量结果计算的。
将解释串列式彩色图像形成设备的实施方式的一个实例。串列式电子照相设备包括直接转印型,其通过转印装置2将相应感光体1上的图像顺序地转印至通过纸输送带3输送的纸,如图3中所示;和间接直接转印型,其通过一次转印装置2暂时将相应感光体1上的图像顺序地转印至中间转印部件4,然后通过二次转印装置5将中间转印部件4上的图像同步地转印至纸s,如图4中所示。转印装置5为转印输送带,但是也存在辊型转印装置。
在直接转印型和间接转印型的比较中,前者具有如下缺点:在纸输送方向上其尺寸大,因为供纸装置6必须布置在感光体1排列在其中的串列式图像形成设备T的上游侧,并且定影装置7必须布置在其下游侧。
如所比较的那样,后者的二次转印装置可相对自由地布置。供纸装置6和定影装置7可布置成与串列式图像形成设备T重叠,从而容许更小的设备尺寸。
为了防止前者在纸输送方向上变大,定影装置7应布置在串列式图像形成设备T附近。这阻碍了将定影装置7布置成具有足以使纸下垂的裕度,从而带来了如下缺点:由于当纸的先端进入定影装置7时的冲击(对于厚纸,其越显著)以及纸经过定影装置7时的纸输送速度和纸通过转印输送带输送时的纸输送速度之间的差异,上游的图像形成操作受到定影装置7的干扰。
如所比较的那样,后者的定影装置7可布置成具有足以使纸下垂的裕度,这可保证图像形成操作几乎不受定影装置7的干扰。
由于这些事实,特别是间接转印型的串列式电子照相设备近来一直引起关注。
该类型的彩色电子照相设备已经通过如图4中所示的感光体清洁装置8除去了一次转印之后残留在感光体1上的任何转移残余调色剂以清洁感光体1的表面和准备好用于下一图像形成。此外,这些设备已经通过中间转印部件清洁装置9除去了二次转印之后残留在中间转印部件4上的任何转印残余调色剂以清洁中间转印部件4的表面和准备好用于下一图像形成。
以下将参照附图解释本发明的实施方式。
图5显示本发明的一个实施方式,其为串列式间接转印型电子照相设备。在该图中,标记符号100表示复印机主体,标记符号200表示所述复印机主体放置在其上的供纸台,标记符号300表示安装在复印机主体100上方的扫描仪,并且标记符号400表示安装在扫描仪上方的自动文件供给器(ADF)。复印机主体100在其中央设置有环形带状的中间转印部件10。
如图5中所示,中间转印部件10在所示实例中悬挂在三个支撑辊14、15和16上方以便能可旋转地是在该图的顺时针方向上输送。
在所示实例中,用于除去图像转印之后残留在中间转印部件10上的任何残余调色剂的中间转印部件清洁装置17设置在这三个之中的第二个支撑辊15的左手侧。
在张紧在这三个中的第一支撑辊14和第二支撑辊15之间的中间转印部件10上方,在中间转印部件输送的方向上并排排列黄色、青色、品红色和黑色四个图像形成单元1,从而构成串列式图像形成装置20。
如图5中所示,在串列式图像形成装置20上方进一步设置曝光装置21。另一方面,在中间转印部件10的与串列式图像形成装置20相反的侧上设置二次转印装置22。二次转印装置22由二次转印带24(其为悬挂在两个(在所示实例中)辊23之间的环形带)构成,并且设置成经由中间转印部件10压接第三辊16以将中间转印部件10上的图像转印至纸。
在二次转印装置22侧设置用于将转印图像定影在纸上的定影装置25。定影装置25由如下构成:定影带26,其为环形带;和压接该定影带的加压辊27。
上述二次转印装置22还包括用于将已经经历图像转印的纸输送至该定影装置25的纸输送功能。当然,替代地,二次转印装置22可为转印辊或者辊或者无接触充电器。在这样的情况下,另外提供该纸输送功能是较困难的。
在所示实例中,在这些二次转印装置22和定影装置25下方与串列式图像形成装置20平行地设置用于翻转纸以容许两面图像记录的纸翻转装置28。
对了将该彩色电子照相设备用于复印,将文件设置在自动文件供给器400的文件台30上。替代地,将自动文件供给器400打开以将文件设置在扫描仪300的接触玻璃32上,然后关闭自动文件供给器400以固定文件。
然后,在文件设置在自动文件供给器400上时,在按下启动开关(未使出)时在文件输送和移动到接触玻璃32上之后,扫描仪被启动,而在文件设置在接触玻璃32上时在按下启动开关之后,扫描仪300立即被启动,并且第一行进部件33和第二行进部件34被启动以运行。第一行进部件33从光源发射光并且将已经从文件表面反射的光进一步反射至第二行进部件34,使得该光被反射在第二行进部件34的镜子上以通过图像形成透镜35入射到读取传感器36中,其由此读取文件的内容。
进一步地,在按下启动开关(未示出)时,驱动用马达(未示出)以旋转方式驱动支撑辊14、15和16之一,以引起另两个支撑辊的跟转,从而使中间转印部件10可旋转地输送。同时,相应的图像形成单元18使它们自己光体40旋转以分别在该多个感光体40上形成黑色、黄色、品红色和青色的单色图像。然后,随着中间转印部件10进行输送,图像形成单元18顺序地将这些单色图像转印到中间转印部件10上以在其上形成复合彩色图像。
同时,在按下启动开关(未示出)时,选择性地使供纸台200的供纸辊42之一旋转以从设置在纸库43中的多个台架上面的供纸盒44之一使纸前出,并且将它们通过分离辊45分开地逐张供给到供纸路径46中。纸通过输送辊47输送以被引导至设置在复印机主体100中的供纸路径48中,然后在其撞上对位辊49时停下。
替代地,使供纸辊50旋转以使手动供纸盘51上的纸前出,并且将它们通过分离辊52分开地逐张供给到手动供纸路径53中。同样地,所述纸在其撞上对位辊49时停下。
然后,与中间转印部件10上的复合彩色图像的时机同步地使对位辊49旋转,以将所述纸送至中间转印部件10和二次转印装置22之间。二次转印装置22将所述彩色图像转印和记录在所述纸上。
将已经经历图像转印的纸通过二次转印装置22输送以送至定影装置25,定影装置25施加热和压力以使转印的图像定影。此后,切换爪55切换以容许该纸被排出辊56排出并且堆叠在排纸盘57上。替代地,切换爪55切换以容许该纸被供给至纸翻转装置28、翻转,并且再次被引导至转印位置,使得还在该纸的背面记录图像,然后将该纸通过排出辊56排出到排纸盘57上。
同时,中间转印部件清洁装置17除去图像转印之后残留在中间转印部件10上的残余调色剂,以使转印之后的中间转印部件10准备好用于通过串列式图像形成装置20的下一图像形成。
通常,对位辊49经常是接地情况下使用的。然而,可向其施加偏压以除去纸的纸屑。
在上述串列式图像形成装置20中,各图像形成单元18具体而言由如下构成:鼓状感光体40;和充电装置60、显影装置61、一次转印装置62、感光体清洁装置63、中和装置64等,其被设置在感光体周围,如例如图6中所示。
实施例
以下将基于实施例进一步解释本发明。本发明不限于这些实施例。在以下解释中,除非另有说明,份表示质量份,并且百分数表示质量%。
(评价器A)
作为评价器,使用主要对其定影装置进行了改造的IMAGIO MP C6000。将线速度调节为350mm/秒。将该定影装置的定影单元调节至40N/cm2的定影表面压力和40毫秒的定影夹持时间。在使用之前,将定影介质的表面用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂(PFA)涂布、成型并且表面调理。定影单元的加热温度设置为100℃。
(评价器B)
作为评价器,使用主要对其定影装置进行了改造的IMAGIO MP C6000。显影单元、转印单元、清洁单元和输送安源全部被改变或调节以获得2,200mm/秒的线速度。将定影装置的定影单元调节至110N/cm2的定影表面压力和130毫秒的定影夹持时间。在使用之前,将定影介质的表面用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂(PFA)涂布、成型并且表面调理。定影单元的加热温度设置为110℃。
(双组分显影剂的评价)
为了用双组分显影剂进行图像评价,通过如下制备所述显影剂:将具有35μm平均粒度的铁氧体载体用有机硅树脂涂布至0.5μm的平均厚度,和将100份载体与7份各色调色剂用管状混合器混合,所述管状混合器通过该容器的滚动运动对它们进行搅拌和使它们带电。
(载体的制备)
-芯
Mn铁氧体粒子(重均粒度:35μm)
                                 5,000份
-涂布材料
将以上列出的涂布材料通过搅拌器分散10分钟以制备涂布液。使该涂布液和所述芯经历在流化床中装备有旋转底板圆盘和搅拌桨的涂布装置,以通过形成环流而进行涂布,从而将所述芯用所述涂布液涂布。将所获得的经涂布的材料在电炉中在250℃烧制2小时,从而获得载体。
[实施例1]
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(10份)、苯乙烯(60份)、甲基丙烯酸(100份)、丙烯酸丁酯(70份)、和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在3,800rpm下搅拌30分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应4小时.向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在75℃陈化6小时,从而获得粒子分散液1(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液1的体均粒度,并且其为280nm。将一部分粒子分散液1干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为59℃,并且其重均分子量为60,000。
<水相的制备>
将水(990份)、粒子分散液1(83份)、48.3%十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液(ELEMINOL MON-7,Sanyo Chemical Industries Ltd.的产品)(37份)、和乙酸乙酯(90份)混合在一起并且搅拌以获得乳白色液体,使用其作为水相1。
<非结晶性低分子聚酯的合成>
向装备有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A丙烯丙烷2摩尔加合物(430份)、双酚A丙烯丙烷3摩尔加合物(300份)、对苯二甲酸(247份)、间苯二甲酸(75份)、马来酸酐(10份)、和作为缩合催化剂的二羟基二(三乙醇胺)钛(2份)并且在氮气流下使所得混合物在220℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的水。然后,使混合物在降低5mmHg-20mmHg的减压下反应,当酸值变为7时从反应容器取出,冷却至室温,并且粉碎,从而获得非结晶性低分子聚酯1。其数均分子量为5,110,其重均分子量为24,300,其玻璃化转变点Tg为58℃,并且其酸值为8mgKOH/g。
<非结晶性中间聚酯的合成>
向装备有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加合物(682份)、双酚A环氧丙烷2摩尔加合物(81份)、对苯二甲酸(283份)、偏苯三甲酸酐(22份)、和氧化二丁基锡(2份),并且使所得混合物在230℃在常压下反应7小时然后在降低10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时,从而获得中间聚酯1。中间聚酯1的数均分子量为2,200,其重均分子量为9,700,其玻璃化转变点为54℃,其酸值为0.5,并且其羟值为52。
接着,向装备有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入中间聚酯1(410份)、异佛尔酮二异氰酸酯(89份)和乙酸乙酯(500份),并且使所得混合物在100℃反应5小时,从而获得预聚物1。预聚物1中的游离异氰酸酯的含量为1.53质量%。
<酮亚胺的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入异佛尔酮二胺(170份)和甲基乙基酮(75份),并且使所得混合物在50℃反应4小时,从而获得酮亚胺化合物1。酮亚胺化合物1具有417mgKOH/g的胺值。
<母料的合成>
将下述的结晶性聚酯1(100份)、青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)(100份)和离子交换水(100份)通过亨舍尔混合器(由Nippon Coke&Engineering.Co.,Ltd.)混合,并且通过开式辊捏合机(由Nippon Coke&Engineering.Co.,Ltd.制造的KNEADEX)啮合。在90℃捏合1小时之后,将混合物研磨、冷却并且通过粉碎机粉碎,从而获得母料1。
<结晶性聚酯树脂的合成>
向装备有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入1,6-己二醇(1,200份)、癸二酸(1,200份)、和作为催化剂的氧化二丁基锡(0.4份),将该容器中的空气在减压操作下通过氮气吹扫,以制造惰性气氛,并且将混合物在180rpm下机械搅拌5小时。此后,在减压下,将混合物逐渐加热直至其变成210℃,搅拌1.5小时,在其变得粘滞时空气冷却,并且终止反应,从而获得结晶性聚酯1。结晶性聚酯1的数均分子量为3,400,其重均分子量为15,000,并且其熔点为64℃。
<油相的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入非结晶性低分子聚酯1(50份)、石蜡(熔点90℃)(120份)、结晶性聚酯1(528份)、和乙酸乙酯(947份),并且将所得混合物在搅拌的同时加热至80℃,在80℃保持5小时,然后在1小时内冷却至30℃。然后,向该容器中加入母料1(100份)和乙酸乙酯(100份),并且将原料混合1小时,从而获得原料溶解液1。
将原料溶解液1(1,324份)换至另一容器,其中其中将着色剂和蜡通过珠磨机(由IMEX Co.,Ltd.制造的ULTRA VISCOMILL)在以下条件下分散:1kg/h的溶液输送速度,6m/秒的圆盘圆周速度,该容器用0.5mm氧化锆珠填充至80体积%,和3遍。向其中加入非结晶性低分子聚酯1的65%乙酸乙酯(1,324份),并且将所得混合物在除了2遍之外的以上条件下经历所述珠磨机,从而获得颜料/蜡分散液1。颜料/蜡分散液1(130℃,30分钟)的固体内容物浓度为50%,
<乳化和溶剂除去>
向容器中加入颜料/蜡分散液1(749份)、预聚物1(120份)、和酮亚胺化合物1(3.5份),并且将所述原料通过TK Homomixer(由Primix Corporation制造)在5,000rpm下混合5分钟。此后,将水相1(1,200份)添加至该容器,并且将所述原料通过TK Homomixer在10,000rpm下混合1.5小时,从而获得乳化淤浆1。
将乳化淤浆1进料到装备有搅拌器和温度计的容器中,在30℃进行溶剂除去8小时,然后在40℃陈化72小时,从而获得分散淤浆1。
<洗涤和干燥>
在将分散淤浆1(100份)在减压下过滤之后,使所得混合物两次经历下述的一系列处理(1)-(4),从而制造滤饼1:
(1):向滤饼中加入离子交换水(100份),之后用TK Homomixer混合(在12,000rpm下10分钟),然后过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼中加入10%氢氧化钠水溶液(100份),之后用TKHomomixer混合(在12,000rpm下30分钟),然后在减压下过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼中加入10%盐酸(100份),之后用TK Homomixer混合(在12,000rpm下10分钟),然后过滤;和
(4):向(3)中获得的滤饼中加入离子交换水(300份),之后用TKHomomixer混合(在12,000rpm下10分钟),然后过滤。
将滤饼1用空气循环干燥器在45℃干燥48小时,然后使其通过具有75μm筛目尺寸的骰子,从而制备调色剂母粒子1。
此后,将调色剂母粒子1(100份)和具有13nm粒度的疏水化的二氧化硅(1份)用亨舍尔混合器混合,从而获得调色剂。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
[实施例2]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液2,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液2。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(10份)、苯乙烯(70份)、甲基丙烯酸(90份)、丙烯酸丁酯(60份)和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在3,800rpm下搅拌30分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应3小时。向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在75℃陈化6小时,从而获得粒子分散液2(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液2的体均粒度,并且其为153nm。将一部分粒子分散液2干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为59℃,并且其重均分子量为150,000。
<油相的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入非结晶性低分子聚酯1(5份)、石蜡(熔点90℃)(120份)、结晶性聚酯1(573份)和乙酸乙酯(947份),并且将所得混合物在搅拌的同时加热至80℃,在80℃保持5小时,然后在1小时内冷却至30℃。然后,向该容器中加入母料1(500份)和乙酸乙酯(500份),并且将原料混合1小时,从而获得原料溶解液2。
[实施例3]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液3,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液2。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(10份)、苯乙烯(60份)、甲基丙烯酸(100份)、丙烯酸丁酯(70份)、和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在2,000rpm下搅拌20分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应3小时。向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在65℃陈化12小时,从而获得粒子分散液3(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液3的体均粒度,并且其为640nm。将一部分粒子分散液3干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为59℃,并且其重均分子量为120,000。
[实施例4]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为上述的粒子分散液2,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液3。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<油相的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入非结晶性低分子聚酯1(178份)、石蜡(熔点90℃)(120份)、结晶性聚酯1(400份)和乙酸乙酯(947份),并且将所得混合物在搅拌的同时加热至80℃,在80℃保持5小时,然后在1小时内冷却至30℃。然后,向该容器中加入母料1(500份)和乙酸乙酯(500份),并且将原料混合1小时,从而获得原料溶解液3。
[实施例5]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为上述的粒子分散液3,并且将用于油相的原料溶解液1改变为上述的原料溶解液3。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
[实施例6]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液4,并且将用于油相的原料溶解液1改变为上述的原料溶解液3。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(15份)、苯乙烯(50份)、甲基丙烯酸(100份)、丙烯酸丁酯(75份)、和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在2,000rpm下搅拌20分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应3小时。向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在65℃下陈化12小时,从而获得粒子分散液4(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液4的体均粒度,并且其为690nm。将一部分粒子分散液4干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为62℃,并且其重均分子量为140,000。
[实施例7]
通过评价器B评价实施例1的调色剂。评价结果示于表2中。
[对比例1]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液5,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液4。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<油相的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入非结晶性低分子聚酯1(0份)、石蜡(熔点90℃)(120份)、结晶性聚酯1(578份)和乙酸乙酯(947份),并且将所得混合物在搅拌的同时加热至80℃,在80℃保持5小时,然后在1小时内冷却至30℃。然后,向该容器中加入母料1(500份)和乙酸乙酯(500份),并且将原料混合1小时,从而获得原料溶解液4。
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(10份)、苯乙烯(30份)、甲基丙烯酸(110份)、丙烯酸丁酯(80份)和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在3,800rpm下搅拌30分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应3小时.向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在75℃陈化6小时,从而获得粒子分散液5(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液5的体均粒度,并且其为92nm。将一部分粒子分散液5干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为60℃,并且其重均分子量为130,000。
[对比例2]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液6,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液4。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<细树脂粒子乳液的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造)(11份)、聚乳酸(10份)、苯乙烯(90份)、甲基丙烯酸(70份)、丙烯酸丁酯(70份)、和过硫酸铵(1份),并且将所得混合物在2,000rpm下搅拌20分钟,从而获得白色乳液。将该白色乳液加热至内部温度变成75℃,并且使其反应3小时.向其中加入1%过硫酸铵水溶液(30份),之后在65℃下陈化12小时,从而获得粒子分散液6(乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液)。通过LA-920测量粒子分散液6的体均粒度,并且其为740nm。将一部分粒子分散液6干燥以分离树脂组分。该树脂组分的玻璃化转变点Tg为61℃,并且其重均分子量为140,000。
[对比例3]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为下述的粒子分散液5,并且将用于油相的原料溶解液1改变为下述的原料溶解液5。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
<油相的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入非结晶性低分子聚酯1(378份)、石蜡(熔点90℃)(120份)、结晶性聚酯1(200份)和乙酸乙酯(947份),并且将所得混合物在搅拌的同时加热至80℃,在80℃保持5小时,然后在1小时内冷却至30℃。然后,向该容器中加入母料1(500份)和乙酸乙酯(500份),并且将原料混合1小时,从而获得原料溶解液5。
[对比例4]
除了如下之外,以与实施例1中相同的方式获得调色剂:将实施例1中使用的粒子分散液1改变为上述的粒子分散液6,并且将用于油相的原料溶解液1改变为上述的原料溶解液5。所获得的调色剂的物理性质示于表1中,并且通过评价器A对调色剂评价的结果示于表2中。
(评价项目)
1)在低温、低湿度条件下的低温定影性
在具有10℃温度和15%RH的湿度的低温、低湿度条件下,使用所获得的双组分显影剂以及所述评价器,输出10,000个各自具有3%的图像占据率的图表,并且此后,通过在将定影辊的温度从95℃起按照5℃步幅改变的同时输出图像而测量低温定影性。使用RICOH FULL COLOR PPC PAPERTYPE 6200作为转印纸。
改变单个单元定影装置的定影温度以获得在通过X-Rite 938测量时具有1.2的图像浓度的印刷图像。在各种温度下定影的复印的图像通过装有油膜擦除器的时钟计(clockmeter)摩擦50次,测量摩擦之前和之后的图像浓度,并且根据下式计算定影率。
定影率(%)=[(50次油膜擦除器摩擦之后的图像浓度)/(摩擦之前的图像浓度)]×100
将实现70%或更高的定影率时的温度设定为下限定影温度。低温定影性的评价标准如下。评价结果如以下所显示的那样表示。
A:优异,下限定影温度为95℃-100℃
B:良好,下限定影温度为105℃-110℃
C:与常规的相同,下限定影温度为115℃-130℃
D:差,下限定影温度为135℃-170℃
2)在高温、高湿度条件下的流动性评价
在高温、高湿度条件下(35℃,80%RH)条件下通过所安装的粉末测试仪(PT-N TYPE,由Hosokawa Micron Corporation制造)测量流动性。具体地,具体地,通过如下进行流动性测量:使2.0g调色剂通过具有150μm、75μm和45μm筛目尺寸的筛子(平纹金属丝网,JIS Z 8801-1标准),测量残留在各筛上的调色剂的量,并且根据以下所示的式子计算。
流动性(%)=(A+0.6×B+0.2×C)/2.0×100
A:残留在具有150μm筛目尺寸的筛子上的调色剂的量(g)
B:残留在具有75μm筛目尺寸的筛子上的调色剂的量(g)
C:残留在具有45μm筛目尺寸的筛子上的调色剂的量(g)
流动性为当其值越小时表示越好状态的指标,并且如以下所示那样表示。如果满足评价标准C以上,则其意味着调色剂适合于实际使用。
A:10或更低
B:从10起(不包括10)到20(包括20)
C:从20起(不包括20)到30(包括30)
D:高于30
3)在高温-高湿度条件下对调色剂显影部件的粘着
在具有37℃温度和70%RH的湿度的高温、高湿度条件下,使用所获得的双组分显影剂和所述评价器,输出10,000个各自具有20%的图像占据率的图表,并且此后,评价对显影部件的粘着。使用RICOH FULL COLOR PPCPAPER TYPE 6200作为转印纸。在该系统中,可将对显影部件的粘着程度等同地作为粘着至载体的调色剂的量进行评价。因此,如下对其进行评价。
在输出图像之后,将显影剂取出并且以适当的量倒入量具(gauge)中,所述量具上方张紧有筛目尺寸的筛子,向其吹空气以使调色剂和载体彼此分离。然后,将所获得的载体以1.0g的量置于玻璃瓶中,向其中加入10mL氯仿,并且将其摇动50次并且保持静止10分钟。此后,将氯仿溶液上清液倒入玻璃比色皿中,并且通过浊度计(由Suga Test Instruments,Co.,Ltd.制造的HAZE COMPUTER)测量该氯仿溶液的透射率。结果示于表2中。如果满足评价标准C以上,则其意味着,调色剂适合于实际使用。
A:透射率为95%或更高
B:透射率为90%或更高但低于95%
C:透射率为80%或更高但低于90%
D:透射率低于80%
表2
本发明的方面例如如下。
<1>调色剂,包括:
着色剂;和
树脂,
其中所述调色剂具有20或更大的结晶度CX,并且具有其中在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0、且在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0的动态粘弹性特性,其中所述动态粘弹性特性是通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描测量的。
<2>根据<1>的调色剂,
其中所述调色剂具有在50℃下0.1-0.4的tanδ(50)和在65℃下0.4-2.0的tanδ(65),其中tanδ表示通过储能弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”)之间的比率G”/G’定义的损耗角正切(损耗系数)。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,
其中所述调色剂是在至少包含水、有机溶剂、或其两者的介质中造粒的。
<4>根据<1>-<3>任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含1μg/g-30μg/g的量的乙酸乙酯。
<5>根据<1>-<4>任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有芯-壳结构。
<6>根据<1>-<5>任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含结晶性聚酯树脂。
<7>根据<1>-<6>任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含改性聚酯树脂。
<8>根据<1>-<7>任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有0.93-0.99的平均圆度E。
<9>根据<1>-<8>任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有100-150的圆度SF-1和100-140的圆度SF-2。
<10>根据<1>-<9>任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有2μm-7μm的重均粒度D4,并且重均粒度D4和数均粒度Dn之间的比率D4/Dn为1.00-1.25。
<11>图像形成设备,包括:
显影单元,其至少包含调色剂并且配置成用所述调色剂进行显影以形成可视图像;和
定影单元,其配置成通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上,
其中所述显影单元采用其中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元的串列式显影系统,并且具有200mm/秒-3,000mm/秒的系统速度,
其中所述定影单元让定影介质具有10N/cm2-3,000N/cm2的表面压力并且具有30毫秒-400毫秒的定影夹持时间,和
其中所述调色剂为根据<1>-<10>任一项的调色剂。
<12>图像形成方法,包括:
用调色剂进行显影以形成可视图像;和
通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上,
其中在进行显影中,通过串列式显影系统进行显影,在所述串列式显影系统中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元,并且系统速度为200mm/秒-3,000mm/秒,
其中在定影中,定影介质的表面压力为10N/cm2-3,000N/cm2,并且定影夹持时间为30毫秒-400毫秒,和
其中所述调色剂为根据<1>-<10>任一项的调色剂。
<13>处理卡盒,包括:
潜像载体;和
显影单元,其至少包含调色剂,
其中所述处理卡盒一体地支撑所述潜像载体和所述显影单元,并且能附着至图像形成设备主体和能从图像形成设备主体拆卸,和
其中所述调色剂为根据<1>-<10>的调色剂。
<14>双组分显影剂,其包括:
根据<1>-<10>的调色剂;和
具有磁性的载体。
标记符号列表
(在图3和图4中)
1   感光体
2   转印装置
3   纸输送带
4   中间转印部件
5   二次转印装置
6   供纸装置
7   定影装置
8   感光体清洁装置
9   中间转印部件清洁装置
(在图5和图6中)
10  中间转印部件
14,15,16  支撑辊
17  中间转印部件清洁装置
18  图像形成单元
20  串列式图像形成装置
21  曝光装置
22  二次转印装置
23  辊
24  二次转印带
25  定影装置
26  定影带
27  加压辊
28  纸翻转装置
30  文件台
32  接触玻璃
33  第一行进部件
34  第二行进部件
35  图像形成透镜
36  读取传感器
40  感光体
42,50  供纸辊
43  纸库
44  供纸盒
45,52  分离辊
46,48  供纸路径
47  输送辊
49  对位辊
51  手动供纸盘
55  切换爪
56  排出辊
57  排纸盘
60  充电装置
61  显影装置
62  第一转印装置
63  感光体清洁装置
64  中和装置
100 复印机主体
200 供纸台
300 扫描仪
400 自动文件供给器

Claims (14)

1.调色剂,包括:
着色剂;和
树脂,
其中所述调色剂具有20或更大的结晶度CX,并且具有其中在50℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(50)为6.5-8.0、且在65℃的储能弹性模量(Pa)的对数值logG’(65)为4.5-6.0的动态粘弹性特性,其中所述动态粘弹性特性是通过从40℃起、以1Hz的频率、以0.1%的应变量控制和以2℃/min的升温速率的温度扫描测量的。
2.根据权利要求1的调色剂,
其中所述调色剂具有在50℃下0.1-0.4的tanδ(50)和在65℃下0.4-2.0的tanδ(65),其中tanδ表示通过储能弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”)之间的比率G”/G’定义的损耗角正切(损耗系数)。
3.根据权利要求1或2的调色剂,
其中所述调色剂是在至少包含水、有机溶剂、或其两者的介质中造粒的。
4.根据权利要求1-3任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含1μg/g-30μg/g的量的乙酸乙酯。
5.根据权利要求1-4任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有芯-壳结构。
6.根据权利要求1-5任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含结晶性聚酯树脂。
7.根据权利要求1-6任一项的调色剂,
其中所述调色剂至少包含改性聚酯树脂。
8.根据权利要求1-7任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有0.93-0.99的平均圆度E。
9.根据权利要求1-8任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有100-150的圆度SF-1和100-140的圆度SF-2。
10.根据权利要求1-9任一项的调色剂,
其中所述调色剂具有2μm-7μm的重均粒度D4,并且重均粒度D4和数均粒度Dn之间的比率D4/Dn为1.00-1.25。
11.图像形成设备,包括:
显影单元,其至少包含调色剂并且配置成用所述调色剂形成可视图像;和
定影单元,其配置成通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上,
其中所述显影单元采用其中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元的串列式显影系统,并且具有200mm/秒-3,000mm/秒的系统速度,
其中所述定影单元让定影介质具有10N/cm2-3,000N/cm2的表面压力,并且具有30毫秒-400毫秒的定影夹持时间,和
其中所述调色剂为根据权利要求1-10任一项的调色剂。
12.图像形成方法,包括:
用调色剂进行显影以形成可视图像;和
通过热和压力将所述可视图像定影在记录介质上,
其中在进行显影中,通过串列式显影系统进行显影,在所述串列式显影系统中串联地排列有至少四种或更多种不同显影颜色的显影子单元,并且系统速度为200mm/秒-3,000mm/秒,
其中在定影中,定影介质的表面压力为10N/cm2-3,000N/cm2,并且定影夹持时间为30毫秒-400毫秒,和
其中所述调色剂为根据权利要求1-10任一项的调色剂。
13.处理卡盒,包括:
潜像载体;和
显影单元,其至少包含调色剂,
其中所述处理卡盒一体地支撑所述潜像载体和所述显影单元,并且能附着至图像形成设备主体和能从图像形成设备主体拆卸,和
其中所述调色剂为根据权利要求1-10任一项的调色剂。
14.双组分显影剂,其包括:
根据权利要求1-10任一项的调色剂;和
具有磁性的载体。
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