CN105278268A - 静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒 - Google Patents
静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒,所述静电荷图像显影色调剂包含:含有聚酯树脂的粘合剂树脂、防粘剂、着色剂和芳香醛化合物,所述芳香醛化合物的含量超过100ppm且等于或小于1200ppm。
Description
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂和色调剂盒。
背景技术
已经提出了用于电子照相图像形成设备中的各种静电荷图像显影色调剂。
例如,专利文献1公开了“一种含有在多官能聚合引发剂存在下聚合得到的苯乙烯树脂的静电荷图像显影色调剂,其中,在通过GPC测量的分子量分布中,极大值(P1)位于分子量为3.5×103~5×104的区域中,极大值(P2)或肩值位于分子量等于或大于1×105的区域中,并且,包含在分子量等于或小于3×103的区域中的树脂组分等于或小于15%,而且,包含在色调剂中的苯乙烯和苯甲醛的含量等于或小于100ppm”。
专利文献2公开了“一种色调剂用聚酯树脂,其由(a)含有至少一种芳香族二羧酸或其低级烷基酯的酸组分和(b)含有芳香族二醇的醇组分形成,其中,440nm波长下的吸光度等于或小于0.05”。
专利文献3公开了“一种色调剂用聚酯树脂,其由(a)含有至少一种芳香族二羧酸的酸组分或其低级烷基酯和(b)醇组分形成,其中,所述聚酯树脂中乙醛、丙醛和它们的分解产物的含量等于或小于100ppm”。
专利文献4公开了“一种色调剂,其含有粘合剂树脂和着色剂,其中,粘合剂树脂含有(A)软化点为120℃~160℃的聚酯和(B)软化点等于或高于80℃且低于120℃的聚酯,并且(A)聚酯通过醇组分与含有精制松香的羧酸组分的缩聚而获得。
此外,专利文献5公开了一种含有0.1ppm~20ppm芳香醛化合物的色调剂。
[专利文献1]JP-A-07-049588
[专利文献2]JP-A-08-253562
[专利文献3]JP-A-2004-078258
[专利文献4]JP-A-2007-139811
[专利文献5]JP-A-2002-082472
发明内容
本发明的目的是提供一种静电荷图像显影色调剂,其防止具有低图像浓度的图像(下文中称作“半色调图像”)在高湿度和高光强度环境中保存后的抗皱性能劣化。
根据本发明的第一方面,提供一种静电荷图像显影色调剂,所述色调剂包含:
含有聚酯树脂的粘合剂树脂;
防粘剂;
着色剂;和
芳香醛化合物,其含量超过100ppm且等于或小于1200ppm。
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色调剂中,芳香醛化合物具有其中芳香环取代有醛基的结构。
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色调剂中,芳香醛化合物为苯甲醛。
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色调剂中,聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃~80℃。
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色调剂中,聚酯树脂的重均分子量(Mw)为5,000~1,000,000。
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色调剂中,聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn为1.5~100。
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色调剂中,相对于色调剂颗粒总体,着色剂的含量为1重量%~30重量%。
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色调剂中,防粘剂的熔点为50℃~110℃。
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色调剂中,所述色调剂的体积平均粒径(D50v)为2μm~10μm。
根据本发明的第十方面,在第一方面所述的静电荷显影色调剂中,所述色调剂的形状系数SF1为110~150。
根据本发明的第十一方面,在第一方面所述的静电荷显影色调剂中,色调剂在低于100℃的温度范围内通过湿法而粒化。
根据本发明的第十二方面,提供一种静电荷图像显影剂,所述显影剂包含第一方面所述的静电荷图像显影色调剂和载体。
根据本发明的第十三方面,在第十二方面所述的静电荷图像显影剂中,载体为树脂涂布的载体,并在树脂中含有导电性粉末。
根据本发明的第十四方面,在第十三方面所述的静电荷图像显影剂中,导电性粉末为炭黑。
根据本发明的第十五方面,提供一种色调剂盒,所述色调剂盒容纳有第一方面所述的静电荷图像显影色调剂,并可以从图像形成设备上拆卸。
根据本发明的第一、第四至第十方面,提供了一种静电荷图像显影色调剂,与含有含量等于或小于100ppm或超过1200ppm的芳香醛化合物的情形相比,所述色调剂防止了半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
根据本发明的第二方面,提供一种静电荷图像显影色调剂,与含有具有芳香环未取代有醛基的结构的芳香醛化合物的情形相比,所述色调剂进一步防止了半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
根据本发明的第三方面,提供一种静电荷图像显影色调剂,与不使用苯甲醛的情形相比,所述色调剂进一步防止了半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
根据本发明的第十一方面,提供一种静电荷图像显影色调剂,与用捏合粉碎法进行粒化的情形相比,所述色调剂进一步防止了半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
根据本发明的第十二至第十五方面,提供一种静电荷图像显影剂或色调剂盒,与含有含量等于或小于100ppm或超过1200ppm的芳香醛化合物的情形相比,所述显影剂或色调剂盒防止了半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,其中:
图1是示出本示例性实施方式的图像形成设备的实例的构造示意图;
图2是示出本示例性实施方式的处理盒的实例的构造示意图;和
图3是说明用于制备本示例性实施方式的色调剂的螺杆挤出机的实例的螺杆状态的图。
具体实施方式
下面将详细描述作为本发明的实例的示例性实施方式。
静电荷图像显影色调剂
本示例性实施方式的静电荷图像显影色调剂(下文中,称作“色调剂”)包含色调剂颗粒,所述色调剂颗粒包含含有聚酯树脂的粘合剂树脂、防粘剂、着色剂和芳香醛化合物,所述芳香醛化合物的含量超过100ppm且等于或小于1200ppm。
此处,芳香醛化合物是其中芳香环上的氢原子被包含醛基的取代基取代的化合物。
在芳香环上,未被包含醛基的取代基取代的氢原子可以被包含醛基的取代基以外的取代基取代。
利用上述构造,本示例性实施方式的色调剂防止了半色调图像在高湿度(例如,等于或高于80%RH)和高光强度(例如,1KW/m2)环境中保存(例如,保存20天)后抗皱性能的劣化。其原因尚不清楚,但认为原因如下。
由于包含在色调剂中的聚酯树脂具有容易水解的酯键,因此在高湿度环境中容易发生水解。另外,在高光强度环境中容易发生光氧化所致的聚酯树脂劣化。具体而言,当构成聚酯树脂的聚合性单体包含芳香环时,聚酯树脂的酯键可能存在于芳香环附近。该芳香环因吸收高光强度环境中的光(例如,紫外线)而活化,并且其电子态容易变为高能态。因此,由于高能态的电子和大气中的氧,芳香环附近的酯键容易因氧化而发生劣化。
具有低图像浓度的半色调图像在图像中具有大的色调剂表面区域与大气接触,并容易暴露于高湿度和高光强度环境。因此,当将半色调图像长时间保存在高湿度和高光强度环境中时,色调剂中的聚酯树脂容易劣化,结果是,半色调图像的抗皱性能可能劣化。
同时,由于醛基是极性基团,因此醛基具有容易水合的性质。因此,当以指定范围的量包含聚酯树脂和芳香醛化合物时,酯键位点因醛基的水合性质而得到保护。因此,可以防止聚酯树脂的水解。另外,利用芳香醛化合物,结构中的芳香环不仅容易吸收光,还从高能态芳香环中转移能量,因此可能存在抗氧化作用并可能防止光氧化。
在芳香醛化合物的作用下,可以防止包含在半色调图像的色调剂中的聚酯树脂的劣化,结果,可以防止半色调图像抗皱性能的劣化。
在芳香醛化合物中,优选的是使用具有芳香环取代有醛基的结构的化合物,因为会更高效地发挥从高能态芳香环中转移能量的作用。特别是,当使用苯甲醛时,苯甲醛因较小的体积而可以存在于更靠近酯键的位置,因而可以发挥更高效的抗氧化作用。
下面将详细描述本示例性实施方式的色调剂的构造。
本示例性实施方式的色调剂包含色调剂颗粒,必要时还包含外添剂。
色调剂颗粒
本示例性实施方式的色调剂颗粒包含:含有聚酯树脂的粘合剂树脂,着色剂,防粘剂,芳香醛化合物;必要时还包含其他添加剂。
粘合剂树脂
本示例性实施方式的粘合剂树脂含有聚酯树脂。作为聚酯树脂,例如使用的是公知的聚酯树脂。
聚酯树脂的实例包括多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为聚酯树脂,可以使用市售产品或合成产品。
多元羧酸的实例包括脂肪族二羧酸(例如,草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸和癸二酸)、脂环族二羧酸(例如,环己二甲酸)、芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸)、它们的酸酐或低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。其中,例如,优选使用芳香族二羧酸作为多元羧酸。
作为多元羧酸,采用交联结构或支化结构的三元以上的羧酸可以与二羧酸组合使用。三元以上的羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐或低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。
各种多元羧酸可以单独使用,或者以其两种以上组合使用。
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、己二醇和新戊二醇)、脂环族二醇(例如,环己二醇、环己烷二甲醇和氢化双酚A)和芳香族二醇(例如,双酚A的氧化乙烯加合物和双酚A的氧化丙烯加合物)。其中,例如,优选使用芳香族二醇和脂环族二醇、更优选使用芳香族二醇作为多元醇。
作为多元醇,采用交联结构或支化结构的三元以上的醇可以与二醇组合使用。三元以上的醇的实例包括甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
各种多元醇可以单独使用,或以其两种以上组合使用。
所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃~80℃、更优选为50℃~65℃。
玻璃化转变温度通过DSC曲线而获得,DSC曲线用差示扫描量热法(DSC)获得。更具体而言,玻璃化转变温度通过JISK7121-1987“塑料的转变温度的测试方法”的玻璃化转变温度获得法中所公开的“外推玻璃化转变起始温度”而获得。
聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000~1,000,000,更优选为7,000~500,000。
聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000~100,000。
聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5~100,更优选为2~60。
重均分子量和数均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测量。使用作为测量装置的HLC-8120GPC(其为由TosohCorporation制造的GPC)和由TosohCorporation制造的柱TSKgelSuperHM-M(15cm),利用THF溶剂来进行GPC分子量测量。基于该测量的结果,利用分子量校准曲线来计算重均分子量和数均分子量,所述分子量校准曲线利用单分散的聚苯乙烯标准样品建立。
聚酯树脂利用公知的制造方法获得。其具体实例包括以下方法:在设定为180℃~230℃的聚合温度下,必要时在降低的反应体系压力下,进行反应,同时除去缩合过程中产生的水或醇。
当原料的单体在反应温度下不溶或不相容时,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂来溶解单体。在此情形中,在馏除增溶剂的同时进行缩聚反应。当共聚反应中存在相容性较差的单体时,可以先使相容性较差的单体和拟与该单体缩聚的酸或醇缩合,然后与主要组分缩聚。
作为聚酯树脂,非晶聚酯树脂和结晶聚酯树脂可以单独使用或相互组合使用。
非晶聚酯树脂的实例包括多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为非晶聚酯树脂,可以使用市售产品或合成产品。
多元羧酸的实例包括脂肪族二羧酸(例如,草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸和癸二酸)、脂环族二羧酸(例如,环己二甲酸)、芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸)、它们的酸酐或低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。其中,例如,优选使用芳香族二羧酸作为多元羧酸。
作为多元羧酸,采用交联结构或支化结构的三元以上的羧酸可以与二羧酸组合使用。三元以上的羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐或低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。
各种多元羧酸可以单独使用,或者以其两种以上组合使用。
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、己二醇和新戊二醇)、脂环族二醇(例如,环己二醇、环己烷二甲醇和氢化双酚A)和芳香族二醇(例如,双酚A的氧化乙烯加合物和双酚A的氧化丙烯加合物)。其中,例如,优选使用芳香族二醇和脂环族二醇、更优选使用芳香族二醇作为多元醇。
作为多元醇,采用交联结构或支化结构的三元以上的多元醇可以与二醇组合使用。三元以上的多元醇的实例包括甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
各种多元醇可以单独使用,或以其两种以上组合使用。
非晶聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃~80℃,更优选为50℃~65℃。
非晶聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000~1,000,000,更优选为7,000~500,000。
非晶聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000~100,000。
非晶聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5~100,更优选为2~60。
非晶聚酯树脂利用公知的制造方法制造。其具体实例包括以下方法:在设定为180℃~230℃的聚合温度下,必要时在降低的反应体系压力下,进行反应,同时除去缩合过程中产生的水或醇。
当原料的单体在反应温度下不溶或不相容时,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂来溶解单体。在此情形中,在馏除增溶剂的同时进行缩聚反应。当共聚反应中存在相容性较差的单体时,可以先使相容性较差的单体和拟与该单体缩聚的酸或醇缩合,然后与主要组分缩聚。
结晶聚酯树脂的实例包括多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为结晶聚酯树脂,可以使用市售产品或合成产品。
此处,作为结晶聚酯树脂,为了容易地形成晶体结构,优选使用采用具有直链脂肪族基团的聚合性单体(而不是具有芳香族基团的聚合性单体)的缩聚物。
多元羧酸的实例包括脂肪族二羧酸(例如,草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二甲酸、1,12-十二烷二甲酸、1,14-十四烷二甲酸和1,18-十八烷二甲酸)、芳香族二羧酸(例如,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸、丙二酸和中康酸等二价酸)、其酸酐或其低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。
作为多元羧酸,采用交联结构或支化结构的三元以上的羧酸可以与二羧酸组合使用。三元羧酸的实例包括芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸和1,2,4-萘三甲酸)、其酸酐或其低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。
作为多元羧酸,可以将具有磺酸基团的二羧酸或具有烯式双键的二羧酸与上述二羧酸一起组合使用。
各种多元羧酸可以单独使用,或者以其两种以上组合使用。
多元醇的实例包括脂肪族二醇(例如,主链部分具有7~20个碳原子的直链脂肪族二醇)。脂肪族二醇的实例包括乙二醇、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1,14-二十烷二醇。其中,优选使用1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇作为脂肪族二醇。
作为多元醇,采用交联结构或支化结构的三元以上的多元醇可以与二醇组合使用。三元以上的多元醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
各种多元醇可以单独使用,或以其两种以上组合使用。
此处,在多元醇中,脂肪族二醇的含量可以为80摩尔%以上,优选90摩尔%以上。
结晶聚酯树脂的熔点优选为50℃~100℃,更优选为55℃~90℃,进而更优选为60℃~85℃。
熔点获自JISK7121-1987“塑料的转变温度的测试方法”的获得熔点的方法中所述的“熔融峰温度”,由通过差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线获得。
结晶聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000~35,000。
例如,如非晶聚酯树脂的情形中那样,使用已知的制造方法制造结晶聚酯树脂。
粘合剂树脂可以含有除上述聚酯树脂以外的其他树脂。但是,当含有其他树脂时,从定影性方面考虑,相对于全部粘合剂树脂,聚酯树脂的含量可以等于或大于50重量%(优选等于或大于60重量%,更优选等于或大于70重量%)。
其他树脂的实例包括苯乙烯丙烯酸类树脂、苯乙烯丙烯酸类树脂以外的乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂和非乙烯基树脂。
相对于整个色调剂颗粒,粘合剂树脂的含量为例如优选40重量%~95重量%,更优选50重量%~90重量%,进一步优选60重量%~85重量%。
芳香醛化合物
如上所述,本示例性实施方式的芳香醛化合物是芳香环上取代有包含醛基的取代基的化合物。
芳香环不受特别限制,只要其具有带共轭双键的环结构即可。芳香环的优选实例包括单环或多环芳香环,例如苯环、萘环、菲环、呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡啶环,以防止图像脆性降低。
包含醛基的取代基可以是醛基本身,或者可以是醛基与饱和或不饱和烃(例如,具有1~6个碳原子的烃)键合而成的取代基。
另外,芳香醛化合物可以取代有除包含醛基的取代基以外的取代基。这种取代基的实例包括烷基(不具有取代基的烷基或卤代烷基)、烯基(不具有取代基的烯基或卤代烯基)、烷氧基和卤素基团。
芳香醛化合物的具体实例包括苯甲醛、2-甲氧基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛、2-乙氧基苯甲醛、4-乙氧基苯甲醛、4-丁氧基苯甲醛、对(2-羟基乙氧基)苯甲醛、3,4-二羟基-5-甲氧基苯甲醛、2-甲基-4-苄氧基苯甲醛、对氯苯甲醛、3,5-二氯苯甲醛、2-溴-5-(三氟甲基)苯甲醛、2,3,6-三氟苯甲醛、2-氯-6-氟-3-甲基苯甲醛、间(三氟甲基)苯甲醛、2-氟-5-甲氧基苯甲醛、4-甲氧基-2-(三氟甲基)苯甲醛、3-噻吩-2-基苯甲醛、2-苯基丙醛、3-苯基丙醛、2-(4-甲基苯基)丙醛、2-(4-异丙基苯基)丙醛、3-(3,4-亚甲二氧基苯基)-2-甲基丙醛、2-甲基-3-(4-甲基苯基)丙醛、2-甲基-3-(4-叔丁基苯基)丙醛、2-苯基-2-丁烯醛、2-苯基-4-戊烯醛、3-苯基-4-戊烯醛、3-(2-呋喃基)-2-丙烯醛、3-(2-呋喃基)-2-异丙基-2-丙烯醛、2-甲基-4-苯基丁醛、3-(4-乙基苯基)-2,2-二甲基丙醛、3-(2-呋喃基)-2-甲基-2-丙烯醛、3-(2-呋喃基)-2-苯基-2-丙烯醛、5-(2-呋喃基)-2,4-戊二烯醛、3-(5-甲基-2-呋喃基)丁醛、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛、4-甲基-2-苯基-2-己烯醛和4-甲基-2-苯基-2-戊烯醛,并且不存在特别限制。
其中,为防止半色调图像抗皱性能的劣化,优选的是苯环上取代有包含醛基的取代基的化合物,特别优选使用的是苯甲醛。
作为芳香醛化合物,可以使用市售产品或合成产品。
相对于色调剂颗粒,芳香醛化合物的含量超过100ppm且等于或小于1200ppm。当其含量在上述范围内时,防止了半色调图像抗皱性能的劣化。其含量优选为150ppm~600ppm,更优选为180ppm~400ppm。所述含量是基于重量的。
芳香醛化合物相对于色调剂颗粒的含量按如下方法测量。即,利用气相色谱(由ShimadzuCorporation制造的GC-2010)分析作为测量目标的色调剂颗粒,并对色调剂颗粒中的芳香醛化合物量进行定量。当对芳香醛化合物的测量是在分析前单独进行时,测量样品的独特滞留时间,并建立校准曲线,进行定量。测量条件如下。
设备:GC:GC-2010,由ShimadzuCorporation制造
HS:HS40Turbomatrix,由PerkinElmer制造
分离柱:Rtx-1
柱加热条件:10℃/分钟(40℃→250℃)
顶部空间条件:加热至130℃并保持3分钟
汽化室温度:220℃
检测器温度:260℃
载气:N2
色调剂量:0.5g
着色剂
着色剂的实例包括:各种颜料,例如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、耐硫化橙(Vulcanorange)、色淀红、永固红、亮洋红3B、亮洋红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红、苯胺蓝、群青、calco油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿和孔雀石绿草酸盐;和各种染料,例如吖啶染料、氧杂蒽染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛蓝染料、二噁嗪染料、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛青染料、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲炔染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料和噻唑染料。
各种着色剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
根据需要,着色剂可以经表面处理,或者与分散剂组合使用。多种着色剂可以组合使用。
相对于色调剂颗粒总体,着色剂的含量为例如优选1重量%~30重量%,更优选3重量%~15重量%。
防粘剂
防粘剂的实例包括:烃类蜡;天然蜡,例如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成或矿物/石油蜡,例如褐煤蜡;和酯类蜡,例如脂肪酸酯和褐煤酸酯。防粘剂并不限于这些实例。
作为防粘剂,优选使用多种烃类防粘剂。这是因为,通过使用原本具有低亲合性的多种防粘剂,能够尽可能防止分布在图像表面上的防粘剂的不均匀性;通过增加防粘剂的量,能够减少图像表面上的树脂与氧的接触,从而防止氧化;通过降低防粘剂的熔点,能够防止芳香醛因加热而扩散和分解。
防粘剂的熔点优选为50℃~110℃,更优选为60℃~100℃。
防粘剂的熔点获自JISK7121-1987“塑料的转变温度的测试方法”的获得熔点的方法中所述的“熔融峰温度”,由通过差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线获得。
相对于色调剂颗粒总体,防粘剂的含量为例如优选1重量%~20重量%,更优选5重量%~15重量%。
其他添加剂
添加剂的实例包括已知的添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机粉末。色调剂颗粒含有这些添加剂作为内添剂。
色调剂颗粒的特性
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒,或者是具有由芯(芯颗粒)和涂布在芯上的涂层(壳层)构成的所谓芯/壳结构的色调剂颗粒。
此处,具有芯/壳结构的色调剂颗粒优选由例如下述芯和涂层构成:所述芯含有粘合剂树脂,必要时还含有其他添加剂,例如着色剂和防粘剂;所述涂层含有粘合剂树脂。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm~10μm,更优选为4μm~8μm。
色调剂颗粒的各种平均粒径和各种粒径分布指数使用CoulterMultisizerII(由BeckmanCoulter,Inc.制造)和作为电解液的ISOTON-II(由BeckmanCoulter,Inc.制造)来测量。
测量中,将0.5mg~50mg测量样品添加至2ml5%的作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)水溶液中。将所获得的材料添加至100ml~150ml电解液中。
使用超声分散器对悬浮有样品的电解液进行约1分钟的分散处理,并通过利用孔径为100μm的孔的CoulterMultisizerII测量粒径为2μm~60μm的颗粒的粒径分布。对50,000个颗粒取样。
基于所测量的粒径分布划分出粒径范围(区段),从这些粒径范围的最小直径侧开始绘制按数量和按体积的累积分布。将累积百分比达到16%时的粒径定义为对应于体积粒径D16v和数量粒径D16p的粒径,而将累积百分比达到50%时的粒径定义为对应于体积平均粒径D50v和累积数量平均粒径D50p的粒径。此外,将累积百分比达到84%时的粒径定义为对应于体积粒径D84v和数量粒径D84p的粒径。
利用这些值,计算(D84v/D16v)1/2作为体积平均粒径分布指数(GSDv),计算(D84p/D16p)1/2作为数量平均粒径分布指数(GSDp)。
色调剂颗粒的形状系数SF1优选为110~150,更优选为120~140。
形状系数SF1通过以下表达式获得。
表达式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在以上表达式中,ML表示色调剂颗粒的绝对最大长度,A表示色调剂颗粒的投影面积。
具体而言,主要通过使用图像分析仪分析显微图像或扫描电子显微镜(SEM)图像来对形状系数SF1进行数字转换,并进行如下计算。即,通过摄影机将分散于载玻片表面上的颗粒的光学显微图像输入图像分析仪Luzex中,以获得100个颗粒的最大长度和投影面积,通过以上表达式计算SF1值,并获得其平均值。
外添剂
外添剂的实例包括无机颗粒。无机颗粒的实例包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4和MgSO4。
优选对作为外添剂的无机颗粒的表面进行疏水化处理。疏水化处理通过例如将无机颗粒浸入疏水化剂中来进行。疏水化剂不受特别限制,其实例包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。它们可以单独使用,也可以以其两种以上组合使用。
通常,相对于100重量份无机颗粒,疏水化剂的量为例如约1重量份~10重量份。
外添剂的实例还包括树脂颗粒(例如聚苯乙烯、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和三聚氰胺树脂颗粒等树脂颗粒)和清洁活化剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸金属盐和含氟聚合物颗粒)。
相对于色调剂颗粒,外部添加的外添剂的量为例如优选0.01重量%~5重量%,更优选为0.01重量%~2.0重量%。
色调剂的制备方法
接下来,将描述本示例性实施方式的色调剂的制备方法。
本示例性实施方式的色调剂通过在制备色调剂颗粒之后将外添剂从外部添加至色调剂颗粒而获得。
色调剂颗粒可以使用干法(例如,捏合粉碎法)和湿法(例如,聚集聚结法、悬浮聚合法和溶解悬浮法)中的任一种来制备。色调剂颗粒的制备方法不特别限于这些方法,可以采用已知的方法。具体而言,当采用湿法时,色调剂颗粒可以在低于100℃的温度范围内粒化,因此,例如,在制备色调剂颗粒时防止了芳香醛化合物与树脂组分之间的反应。其中,色调剂颗粒优选通过聚集聚结法获得,通过含有少量的芳香醛化合物,聚集聚结法能够表现出更多效果。
具体而言,例如,当通过聚集聚结法制备色调剂颗粒时,色调剂颗粒通过以下工序制造:制备悬浮有作为粘合剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液(树脂颗粒分散液制备工序);使所述树脂颗粒分散液中(如有需要,在与其他颗粒分散液混合之后的分散液中)的树脂颗粒(如有需要,其他颗粒)聚集,以形成聚集颗粒(聚集颗粒形成工序);和加热分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液,以使聚集颗粒聚结,由此形成色调剂颗粒(聚结工序)。
此处,上述芳香醛化合物优选与聚酯树脂分开添加。芳香醛化合物可以在色调剂构成元素(除聚酯树脂以外)的分散液制备工序、聚集颗粒形成工序和聚结工序中的任何工序中添加。当制备下文将描述的具有芯/壳结构的色调剂颗粒时,可以将芳香醛化合物添加至聚集颗粒分散液、分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液、以及聚集颗粒分散液与分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液的混合分散液中的任何分散液中。为了防止半色调图像抗皱性能的劣化,芳香醛化合物优选存在于聚酯树脂表面上。从这一点考虑,芳香醛化合物优选在除聚酯树脂以外的色调剂构成元素的分散液制备工序之前或之后添加。另外,可以通过在制备色调剂颗粒之后执行额外的浆液搅拌工序的方法来将芳香醛化合物置于色调剂颗粒中。
下文中将详细描述各工序。
树脂颗粒分散液制备工序
首先,例如,将分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液和分散有防粘剂颗粒的防粘剂分散液与分散有树脂颗粒(作为粘合剂树脂)的树脂颗粒分散液一同制备。
此处,树脂颗粒分散液通过例如利用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中来制备。
用于树脂颗粒分散液的分散介质的实例包括水性介质。
水性介质的实例包括水(例如蒸馏水和离子交换水)和醇。它们可以单独使用,也可以以其两种以上组合使用。
表面活性剂的实例包括:阴离子表面活性剂,例如硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸盐类和皂类阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂,例如胺盐类和季铵盐类阳离子表面活性剂;和非离子表面活性剂,例如聚乙二醇类、烷基酚的氧化乙烯加合物类和多元醇类非离子表面活性剂。其中,特别使用的是阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
各种表面活性剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
关于树脂颗粒分散液,作为将树脂颗粒分散在分散介质中的方法,可以举出利用例如旋转剪切型均化器或者具有介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨的常用分散法。取决于树脂颗粒的种类,可以使用例如转相乳化法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
转相乳化法包括:将所要分散的树脂溶解在可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中;通过向有机连续相(O相)中添加碱来进行中和;通过添加水性介质(W相)使树脂由W/O转变至O/W(所谓的转相)以形成非连续相,由此将颗粒状树脂分散在水性介质中。
分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径为例如优选0.01μm~1μm,更优选0.08μm~0.8μm,进一步优选0.1μm~0.6μm。
关于树脂颗粒的体积平均粒径,使用激光衍射型粒径分布测量装置(例如,由Horiba,Ltd.制造的LA-700)的测量结果获得粒径分布,使用该粒径分布划分出粒径范围(区段),从这些粒径范围的最小直径侧起绘制按体积的累积分布,测量累积百分比达到颗粒总体的50%时的粒径来作为体积平均粒径D50v。其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也以同样方式测量。
包含于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的含量为例如优选5重量%~50重量%,更优选10重量%~40重量%。
例如,着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液也以与树脂颗粒分散液的情形中相同的方式制备。即,树脂颗粒分散液中的颗粒与分散于着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒和分散于防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒在体积平均粒径、分散介质、分散方法和颗粒含量方面是相同的。
聚集颗粒形成工序
接下来,将着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液与树脂颗粒分散液混合在一起。
使树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒在混合分散液中异质聚集,从而形成直径接近目标色调剂颗粒的直径并包含树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒的聚集颗粒。
具体而言,例如,将聚集剂添加至混合分散液中,并将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5)。如有需要,添加分散稳定剂。之后,在树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度下(具体而言,例如,从比树脂颗粒的玻璃化转变温度低30℃的温度至比该玻璃化转变温度低10℃的温度)加热该混合分散液,以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,由此形成聚集颗粒。
在聚集颗粒形成工序中,例如,可以在使用旋转剪切型均化器搅拌混合分散液的同时于室温(例如,25℃)添加聚集剂,可以将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5),如有需要可添加分散稳定剂,然后可以进行加热。
聚集剂的实例包括极性与添加至混合分散液中的用作分散剂的表面活性剂的极性相反的表面活性剂,例如无机金属盐和二价以上的金属络合物。特别是,当使用金属络合物作为聚集剂时,减少了所使用的表面活性剂的量,并提高了带电特性。
如有需要,可以使用与聚集剂的金属离子形成络合物或形成类似的键的添加剂。优选使用螯合剂作为该添加剂。
无机金属盐的实例包括:金属盐,例如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝;和无机金属盐聚合物,例如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙。
可以使用水溶性螯合剂作为所述螯合剂。螯合剂的实例包括羟基羧酸(例如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸)、亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相对于100重量份树脂颗粒,螯合剂的添加量为例如优选0.01重量份~5.0重量份,更优选0.1重量份至小于3.0重量份。
聚结工序
接下来,将分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液在例如等于或高于树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃~30℃的温度)下加热,以使聚集颗粒聚结并形成色调剂颗粒。
通过以上工序获得了色调剂颗粒。
在获得分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液之后,可以通过以下工序制备色调剂颗粒:将分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液与聚集颗粒分散液进一步混合以进行聚集,从而使树脂颗粒进一步附着于聚集颗粒的表面,由此形成第二聚集颗粒;通过加热分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液而使第二聚集颗粒聚结,由此形成具有芯/壳结构的色调剂颗粒。
在聚结工序结束后,对溶液中形成的色调剂颗粒执行公知的洗涤工序、固液分离工序和干燥工序,由此获得干燥的色调剂颗粒。
在洗涤工序中,从带电性质方面考虑,优选的是充分进行使用离子交换水的置换洗涤。另外,固液分离工序不受特别限制,但从生产率方面考虑,优选的是进行抽滤或压滤等。干燥工序的方法也不受特别限制,但从生产率方面考虑,优选进行冻干、闪喷干燥、流化干燥或振动式流化干燥等。
本示例性实施方式的色调剂通过例如向已获得的干燥色调剂颗粒中添加外添剂并混合而制备。混合优选使用例如V型共混器、亨舍尔混合器或混合器等来进行。此外,如有需要,可以使用振动筛分器或风力分级器等除去粗色调剂颗粒。
接下来,将描述捏合粉碎法。
捏合粉碎法是下述方法:混合色调剂形成材料(例如粘合剂树脂)并随后用捏合机和挤出机熔融和捏合该材料,对所获得的熔融和捏合的材料进行粗粉碎,然后使用喷射磨机进行粉碎,并通过风力分级器获得粒径在目标范围内的色调剂颗粒。
捏合工序
在捏合工序中,对含有粘合剂树脂的色调剂形成材料进行捏合。捏合工序中所使用的捏合机的实例包括单螺杆挤出机和双螺杆挤出机等。下文中,将参照附图描述作为捏合机实例的包括传送螺杆部和两个捏合部的捏合机,但其不限于此。
图3是说明螺杆挤出机的实例的螺杆状态的图,所述螺杆挤出机用于本示例性实施方式的色调剂制备方法的捏合工序中。
螺杆挤出机11由设置有螺杆(未示出)的料筒12、注入口14(通过该注入口14,将作为色调剂原料的色调剂形成材料注入料筒12中)、液体添加口16(用于将水性介质添加至料筒12中的色调剂形成材料中)和排出口18(通过该排出口18,将通过对料筒12中的色调剂形成材料进行捏合而形成的捏合材料排出)。
从靠近注入口14的部分开始,将料筒12依次划分为:传送螺杆部SA,其将从注入口14注入的色调剂形成材料输送至捏合部NA;捏合部NA,其用于通过第一捏合工序熔融并捏合色调剂形成材料;传送螺杆部SB,其将在捏合部NA中熔融并捏合的色调剂形成材料输送至捏合部NB;捏合部NB,其用于通过第二捏合工序熔融并捏合色调剂形成材料以形成捏合材料;和传送螺杆部SC,其将所形成的捏合材料输送至排出口18。
另外,在料筒12中,对各区段都设置有不同的温度控制器(未示出)。即,区段12A~12J的温度可以被控制得彼此不同。图3示出的是下述状态:区段12A和12B的温度被控制为t0℃,区段12C至12E的温度被控制为t1℃,区段12F至12J的温度被控制为t2℃。因此,捏合部NA中的色调剂形成材料被加热至t1℃,而捏合部NB中的色调剂形成材料被加热至t2℃。
当从注入口14向料筒12供给含有粘合剂树脂和防粘剂等的色调剂形成材料时,传送螺杆部SA将色调剂形成材料送至捏合部NA。此时,由于区段12C的温度被设定为t1℃,因此受热熔融的色调剂形成材料被馈送至捏合部NA。另外,由于区段12D和12E的温度也被设定为t1℃,因此色调剂形成材料在捏合部NA中在t1℃下熔融并得到捏合。粘合剂树脂和防粘剂在捏合部NA中熔融,并且螺杆对其进行剪切。
接下来,传送螺杆部SB将在捏合部NA中捏合的色调剂形成材料送至捏合部NB。
在传送螺杆部SB中,从液体添加口16向料筒12中注入水性介质,从而将水性介质添加至色调剂形成材料中。图3中,水性介质被注入传送螺杆部SB中,但本发明不限于此。可以将水性介质注入捏合部NB中,或者可以注入传送螺杆部SB和捏合部NB中。即,水性介质注入的位置和注入位置的数量可以根据需要来选择。
如上所述,由于从液体添加口16向料筒12中注入了水性介质,料筒12中的色调剂形成材料与水性介质混合,并且水性介质的蒸发潜热使色调剂形成材料冷却,由此保持了色调剂形成材料的温度。
最后,传送螺杆部SC将由捏合部NB熔融及捏合而成的捏合材料送至排出口18,并从排出口18排出。
通过如此操作,执行了利用图3所示的螺杆挤出机11的捏合工序。
冷却工序
冷却工序是使捏合工序中形成的捏合材料冷却的工序,在冷却工序中,优选的是使捏合材料以4℃/秒以上的平均降温速率从捏合工序完成时捏合材料的温度冷却至40℃以下。当捏合材料的冷却速率较低时,捏合工序中精细分散在粘合剂树脂中的混合物可能再结晶,并且分散直径可能变大。同时,优选的是以该平均降温速率进行快速冷却,因为捏合工序刚刚完成后的分散态将保持原样。平均降温速率是温度从捏合工序完成时捏合材料的温度(例如,使用图3的螺杆挤出机11时的t2℃)下降至40℃的速率的平均值。
具体而言,作为冷却工序的冷却方法,采用的是利用其中循环有冷的水或盐水的轧辊和插入型冷却带的方法。当采用上述方法进行冷却时,其冷却速率通过轧制捏合材料时的轧辊速率、盐水流速、捏合材料供给量和板厚度等来确定。板厚度优选为1mm~3mm。
粉碎工序
利用粉碎工序将冷却工序冷却的捏合材料粉碎,以形成色调剂颗粒。在粉碎工序中,使用例如机械粉碎机或喷射粉碎机等。
分级工序
如有需要,可以利用分级工序对通过粉碎工序获得的色调剂颗粒进行分级,以获得体积平均粒径在目标范围内的色调剂颗粒。在分级工序中,使用过去已使用的离心分级器或惯性型分级器等,并且除去细颗粒(粒径小于目标范围的色调剂颗粒)和粗颗粒(粒径大于目标范围的色调剂颗粒)。
通过上述工序而获得了色调剂颗粒。
静电荷图像显影剂
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂至少包含本示例性实施方式的色调剂。
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂可以是仅包含本示例性实施方式的色调剂的单组分显影剂,或者是通过将该色调剂与载体混合而获得的双组分显影剂。
载体不受特别限制,可以举出已知载体。载体的实例包括:涂布的载体,其中由磁性粉末形成的芯的表面涂布有涂布树脂;磁性粉末分散型载体,其中磁性粉末分散并混合在基质树脂中;和树脂浸渍型载体,其中多孔磁性粉末浸渍有树脂。
磁性粉末分散型载体和树脂浸渍型载体可以是其中载体的组成颗粒为芯并在表面上涂布有涂布树脂的载体。
在本示例性实施方式的静电荷图像显影剂中,载体优选为树脂涂布的载体,并在树脂中含有导电性粉末(例如炭黑)。
磁性粉末的实例包括例如铁、镍和钴等磁性金属和例如铁氧体和磁铁矿等磁性氧化物。
导电性颗粒的实例包括金属(例如金、银和铜)的颗粒、炭黑颗粒、钛氧化物颗粒、氧化锌颗粒、锡氧化物颗粒、硫酸钡颗粒、硼酸铝颗粒和钛酸钾颗粒。
涂布树脂和基质树脂的实例包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯醚、聚乙烯酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、被构造为包含有机硅氧烷键的直链聚硅氧烷树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂和环氧树脂。
涂布树脂和基质树脂可以含有添加剂,例如导电性材料。
此处,使用利用涂层形成液的涂布方法来使芯的表面涂布有涂布树脂,在涂层形成液中,涂布树脂和视需要使用的各种添加剂溶解在适合溶剂中。所述溶剂不受特别限制,可以根据所要使用的涂布树脂的种类和涂布适合性等来选择。
树脂涂布方法的具体实例包括:将芯浸渍在涂层形成液中的浸渍法;将涂层形成液喷射在芯表面上的喷射法;在通过流动的空气使芯漂浮的状态下喷射涂层形成液的流化床法;和将载体的芯和涂层形成液在捏合机-涂布机中彼此混合并除去溶剂的捏合机-涂布机法。
在双组分显影剂中,色调剂与载体之间的混合比(重量比)优选为1:100~30:100,更优选为3:100~20:100(色调剂:载体)。
图像形成设备/图像形成方法
下面将描述本示例性实施方式的图像形成设备和图像形成方法。
本示例性实施方式的图像形成设备设置有:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对该图像保持部件的表面充电;静电荷图像形成单元,所述静电荷图像形成单元在图像保持部件的经充电的表面上形成静电荷图像;显影单元,所述显影单元包含静电荷图像显影剂,并使用该静电荷图像显影剂使形成于该图像保持部件表面上的静电荷图像显影以形成色调剂图像;转印单元,所述转印单元将形成于该图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质的表面上;和定影单元,所述定影单元将转印至记录介质表面上的色调剂图像定影。作为静电荷图像显影剂,使用的是本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
在本示例性实施方式的图像形成设备中,执行包括下述步骤的图像形成方法(本示例性实施方式的图像形成方法):对图像保持部件的表面进行充电的充电步骤;在图像保持部件的经充电的表面上形成静电荷图像的静电荷图像形成步骤;使用本示例性实施方式的静电荷图像显影剂使形成于图像保持部件表面上的静电荷图像显影以形成色调剂图像的显影步骤;将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质表面上的转印步骤;和使转印至记录介质表面上的色调剂图像定影的定影步骤。
作为本示例性实施方式的图像形成设备,应用的是已知的图像形成设备,例如直接转印型设备,其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像直接转印至记录介质上;中间转印型设备,其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像一次转印至中间转印部件的表面上,并将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上;设置有清洁单元的设备,所述清洁单元在色调剂图像转印后且在充电前清洁图像保持部件的表面;或设置有擦除单元的设备,所述擦除单元在色调剂图像转印后且在充电前使用擦除性光照射图像保持部件的表面以进行擦除。
在本示例性实施方式的图像形成设备为中间转印型设备的情况下,转印单元具有例如:中间转印部件,色调剂图像将被转印到所述中间转印部件的表面上;一次转印单元,所述一次转印单元将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像一次转印至中间转印部件的表面上;和二次转印单元,所述二次转印单元将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上。
在本示例性实施方式的图像形成设备中,例如,包括显影单元的部分可以具有以可拆卸的方式附接于图像形成设备的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如,优选使用包含本示例性实施方式的静电荷图像显影剂并设置有显影单元的处理盒。
下面,将描述本示例性实施方式的图像形成设备的一个实例。但是,图像形成设备并不限于此。将描述附图中所示的主要部分,而对其他部分的描述将省略。
图1是示出本示例性实施方式的图像形成设备的示意性构造图。
图1所示的图像形成设备设置有第一至第四电子照相图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元),它们分别基于分色的图像数据而输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)图像。这些图像形成单元(下文中可简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K沿水平方向以预定间隔并排排列。这些单元10Y、10M、10C和10K可以是可从图像形成设备上拆卸的处理盒。
作为中间转印部件的中间转印带20安装在图中单元10Y、10M、10C和10K的上方并延伸通过这些单元。中间转印带20缠绕在接触中间转印带20内表面的驱动辊22和支持辊24(二者在附图中的左侧和右侧彼此分开设置)上,并沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向行进。弹簧等(未示出)沿使支持辊24离开驱动辊22的方向挤压支持辊24,并对缠绕在这两个辊上的中间转印带20施加张力。另外,在中间转印带20的图像保持部件一侧表面上设置与驱动辊22相对的中间转印部件清洁装置30。
单元10Y、10M、10C和10K的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K中供给有色调剂,其包括四种颜色的色调剂,即,分别容纳于色调剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色色调剂、品红色色调剂、青色色调剂和黑色色调剂。
第一至至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此,此处将仅以设置在中间转印带运动方向的上游侧用于形成黄色图像的第一单元10Y作为代表来进行描述。与第一单元10Y中相同的部分将以带有代替黄色(Y)的品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的附图标记来指示,对第二至第四单元10M、10C和10K的描述将省略。
第一单元10Y具有充当图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围,依次排列有:充电辊(充电单元的实例)2Y,其将感光体1Y的表面充电至预定电位;曝光装置(静电荷图像形成单元的实例)3,其基于分色图像信号利用激光束3Y将经充电的表面曝光以形成静电荷图像;显影装置(显影单元的实例)4Y,其将带电的色调剂供给至静电荷图像以使静电荷图像显影;一次转印辊(一次转印单元的实例)5Y,其将显影的色调剂图像转印至中间转印带20上;和感光体清洁装置(清洁单元的实例)6Y,其除去在一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
一次转印辊5Y位于中间转印带20的内侧并设置在与感光体1Y相对的位置。此外,施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别连接于一次转印辊5Y、5M、5C和5K。在控制器(未示出)的控制下,各偏压电源改变施加于各一次转印辊的转印偏压。
下面描述第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在操作之前,先通过充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y通过在导电性基板(例如,20℃时的体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)上层压感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(与常见树脂的电阻大致相同),但具有下述性质:当施加激光束3Y时,被激光束照射的部分的比电阻会改变。因此,根据由控制器(未示出)发出的黄色图像数据,通过曝光装置3将激光束3Y输出至感光体1Y的经充电的表面。激光束3Y施加至感光体1Y表面上的感光层上,由此在感光体1Y的表面上形成黄色图像图案的静电荷图像。
静电荷图像是通过充电而形成在感光体1Y表面上的图像,并且是所谓的负潜像,其通过以下方式形成:对感光层施加激光束3Y,使得被照射部分的比电阻降低从而使电荷在感光体1Y的表面上流动,同时使电荷停留在未施加激光束3Y的部分上。
随着感光体1Y的运动,形成在感光体1Y上的静电荷图像转动至预定的显影位置。显影装置4Y使感光体1Y上的静电荷图像在显影位置可视化(显影)为色调剂图像。
显影装置4Y容纳有例如至少包含黄色色调剂和载体的静电荷图像显影剂。黄色色调剂在显影装置4Y中因受到搅拌而摩擦带电,从而具有与感光体1Y上的电荷相同极性(负极性)的电荷,并由此保持在显影剂辊(显影剂保持部件的实例)上。通过使感光体1Y的表面通过显影装置4Y,黄色色调剂静电附着于感光体1Y表面上已被擦除的潜像部分上,由此用黄色色调剂使潜像显影。接下来,表面上形成有黄色色调剂图像的感光体1Y以预定速率继续行进,将感光体1Y上显影的色调剂图像输送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色色调剂图像被传送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,由此将感光体1Y上的色调剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相反的极性(+),并且,例如,由控制器(未示出)在第一单元10Y中控制为+10μA。
同时,感光体清洁装置6Y将残留在感光体1Y上的色调剂除去并收集。
以与第一单元的情形中相似的方式来控制施加于第二单元10M和后继单元的一次转印辊5M、5C和5K的一次转印偏压。
以此方式,在第一单元10Y中在表面上转印了黄色色调剂图像的中间转印带20被输送依次经过第二至第四单元10M、10C和10K,各颜色的色调剂图像以重叠的方式得到多重转印。
已通过第一至第四单元在表面上多重转印了四种颜色的色调剂图像的中间转印带20抵达二次转印部分,所述二次转印部分由中间转印带20、与中间转印带内表面接触的支持辊24和设置在中间转印带20的图像保持表面侧上的二次转印辊(二次转印单元的实例)26构成。同时,供给机构以预定的时机将记录纸(记录介质的实例)P供给至彼此接触的二次转印辊26和中间转印带20之间的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相同的极性(-),并且从中间转印带20指向记录纸P的静电力作用于色调剂图像,由此将中间转印带20上的色调剂图像转印至记录纸P上。在此情形中,二次转印偏压根据由检测二次转印部分的电阻的电阻检测器(未示出)检测的电阻来确定,并且是电压控制的。
之后,将记录纸P馈送至定影装置(定影单元的实例)28中的一对定影辊之间的挤压接触部分(咬合部分),从而将色调剂图像定影至记录纸P,由此形成定影的图像。
表面上转印色调剂图像的记录介质P的实例包括用于电子照相复印机和打印机等中的普通纸。作为记录介质,除记录纸P外也可以举出OHP纸等。
为了进一步提高定影后图像表面的光滑性,记录纸P的表面优选是光滑的。例如,优选使用通过用树脂等涂布普通纸的表面而获得的涂布纸、用于打印的加工印刷纸(artpaper),等等。
已完成了彩色图像的定影的记录纸P被排至排出部分,一系列彩色图像形成操作结束。
处理盒/色调剂盒
下面将描述本示例性实施方式的处理盒。
本示例性实施方式的处理盒设置有显影单元,并且可以从图像形成设备上拆卸,所述显影单元容纳有本示例性实施方式的静电荷图像显影剂,并使用该静电荷图像显影剂使形成于图像保持部件表面上的静电荷图像显影以形成色调剂图像。
本示例性实施方式的处理盒不限于上述构造,也可以被构造为包括显影装置,必要时还可包括选自诸如图像保持部件、充电单元、静电荷图像形成单元和转印单元等其他单元中的至少一种。
下面,将示出本示例性实施方式的处理盒的一个实例。但是,处理盒并不限于该实例。将描述附图中所示的主要部分,对其他部分的描述将省略。
图2是显示本示例性实施方式的处理盒的构造的示意图。
图2所示的处理盒200被形成为具有下述构造的盒:其中,感光体107(图像保持部件的实例)以及设置在感光体107周围的充电辊108(充电单元的实例)、显影装置111(显影单元的实例)和感光体清洁装置113(清洁单元的实例)一体化结合,并利用例如设置有安装轨116和曝光用开口118的箱体117保持。
图2中,附图标记109表示曝光装置(静电荷图像形成单元的实例),附图标记112表示转印装置(转印单元的实例),附图标记115表示定影装置(定影单元的实例),附图标记300表示记录纸(记录介质的实例)。
接下来,将描述本示例性实施方式的色调剂盒。
本示例性实施方式的色调剂盒容纳有本示例性实施方式的色调剂,并且可以从图像形成设备上拆卸。色调剂盒容纳有补充用色调剂,补充用色调剂用于供给至设置在图像形成设备中的显影单元。
图1所示的图像形成设备具有下述构造:色调剂盒8Y、8M、8C和8K可以从图像形成设备上拆卸,并且显影装置4Y、4M、4C和4K分别通过色调剂供给管(未示出)与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒相连。另外,当容纳于色调剂盒中的色调剂快用完时,更换色调剂盒。
实施例
下面,将利用实施例详细描述本示例性实施方式,但其不限于这些实施例。在以下描述中,除非另外指出,否则“份”和“%”均基于重量。
聚酯树脂颗粒分散液的制备
·双酚A的氧化丙烯加合物:100重量份
·对苯二甲酸:70重量份
·十二烯基琥珀酸:22重量份
·偏苯三酸酐:3重量份
将除偏苯三酸酐外的上述单体和相对于100重量份单体组分为0.17重量份的二辛酸锡置于包括搅拌器、温度计、电容器和氮气引入管的反应容器中。在氮气流下,使混合物在235℃下反应6小时,冷却至190℃,并向其中添加偏苯三酸酐,反应1小时。将混合物进一步加热至220℃并保持4小时,而后在10kPa压力下使其聚合,直至获得所期望的分子量。结果,获得了玻璃化转变温度Tg为57℃且重均分子量Mw为65,000的聚酯树脂。
接下来,将一定量的能够溶解树脂的乙酸乙酯与异丙醇的混合溶剂置于5L可拆式烧瓶中,并将上述树脂缓缓加入其中,使用three-onemotor搅拌该混合物并使之溶解,以获得油相。将适量稀氨水溶液逐滴添加至受搅拌的油相中,再向该混合物中逐滴添加离子交换水以进行转相乳化,在利用蒸发器减压的同时除去其溶剂,获得聚酯树脂分散液。该分散液中树脂颗粒的体积平均粒径为160nm。之后,使用离子交换水进行调整,将固体成分浓度设置为20重量%。
着色剂颗粒分散液的制备
·炭黑颜料(由EvonikDegussaJapan.Co.,Ltd.制造的Nipex35):70重量份
·非离子表面活性剂:5重量份(由SanyoChemicalIndustries,Ltd.制造的NONIPOL400)
·离子交换水:220重量份
将以上组分相互混合并溶解,使用均化器(UltraTurraxT50,由IKAJapan,K.K.制造)将其分散10分钟,制得体积平均粒径D50v为210nm并且固体成分为20重量%的分散有着色剂(炭黑颜料)颗粒的着色剂颗粒分散液(1)。
防粘剂颗粒分散液的制备
·烃类蜡:50重量份(POLYWAX725,由BakerHughesIncorporated制造)
·阴离子表面活性剂:2.5重量份(由Dai-IchiKogyoSeiyakuCo.,Ltd.制造的NEOGENRK:活性成分量:60%;相对于防粘剂,活性成分为3.0%)
·离子交换水:170重量份
将上述组分加热至120℃,使用均化器(UltraTurraxT50,由IKAJapan,K.K.制造)在不锈钢圆底烧瓶中分散10分钟,然后使用压力释放型均化器进行分散处理,由此制得体积平均粒径D50v为215nm并且固体成分为30重量%的分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
实施例1
色调剂(1)的制备
·聚酯树脂颗粒分散液:325重量份
·着色剂颗粒分散液:30重量份
·防粘剂颗粒分散液:20重量份
·苯甲醛(由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造):0.091重量份
使用均化器(UltraTurraxT50,由IKAJapan,K.K.制造)在不锈钢圆底烧瓶中将上述组分混合并分散,并在加热油浴中搅拌该烧瓶内部的同时将其加热至50℃。将其在45℃下保持20分钟。确认此时形成了平均粒径为约5.8μm的聚集颗粒。将120重量份聚酯树脂颗粒分散液轻轻添加至上述混合液中。然后,将加热油浴的温度升高至50℃,而后保持30分钟。确认形成了平均粒径为约6.4μm的聚集颗粒。
向上述混合液中添加3重量份阴离子表面活性剂(由Dai-IchiKogyoSeiyakuCo.,Ltd.制造的NEOGENSC),之后密封该不锈钢烧瓶,并在使用磁力密封件搅拌的同时将该混合液加热至98℃,并保持4小时。冷却后,过滤反应产物,用离子交换水充分洗涤,并干燥,由此获得形状系数为120.5并且D50v为6.4μm的色调剂颗粒(1)。
之后,将3.3重量份疏水二氧化硅颗粒(由AerosilNipponCo.,Ltd.制造的RY50)作为外添剂添加至100重量份色调剂颗粒(1)中。然后,利用亨舍尔混合器以30m/s的圆周速度混合所获得的物质3分钟。接下来,使用具有45μm网眼的振动筛分器筛分所获得的物质,获得色调剂(1)。
实施例2
色调剂(2)的制备
色调剂(2)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.083重量份。
实施例3
色调剂(3)的制备
色调剂(3)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.187重量份。
实施例4
色调剂(4)的制备
色调剂(4)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.079重量份。
实施例5
色调剂(5)的制备
色调剂(5)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.068重量份。
实施例6
色调剂(6)的制备
色调剂(6)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.199重量份。
实施例7
色调剂(7)的制备
色调剂(7)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.287重量份。
实施例8
色调剂(8)的制备
色调剂(8)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.063重量份。
实施例9
色调剂(9)的制备
色调剂(9)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.043重量份。
实施例10
色调剂(10)的制备
色调剂(10)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.301重量份。
实施例11
色调剂(11)的制备
色调剂(11)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.572重量份。
比较例1
色调剂(12)的制备
色调剂(12)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量变为0.037重量份。
比较例2
色调剂(13)的制备
色调剂(13)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛的量改变为0.632重量份。
实施例12
色调剂(14)的制备
·聚酯树脂(使用双酚A的2mol氧化丙烯加合物和2mol氧化乙烯加合物、对苯二甲酸、偏苯三酸作为主要成分并使用锡催化剂合成的聚酯树脂):130重量份
·炭黑颜料(由EvonikDegussaJapan.Co.,Ltd.制造的Nipex35):12重量份
·烃类蜡(POLYWAX725,由BakerHughesIncorporated制造):12重量份
·苯甲醛:0.1重量份
用亨舍尔混合器将以上组分相互混合,然后使用具有图3所示的螺杆构造的连续式捏合机(双螺杆挤出机),在以下条件下进行捏合。将螺杆转速设定为500rpm。
·进给部(区段12A和12B)设定温度:20℃
·捏合部1捏合设定温度(区段12C至12E):100℃
·捏合部2捏合设定温度(区段12F至12J):110℃
·水性介质(蒸馏水)的添加量(相对于100份原料供给量):1.5份
此时排出口(排出口18)处的捏合材料温度为120℃。
使用其中循环有-5℃的盐水的轧辊和以2℃冷水进行冷却的插板型冷却带,将该捏合材料快速冷却,冷却后,使用锤磨机碾碎该材料。快速冷却速率通过改变冷却带的速度来确定。其平均降温速率为10℃/秒。
之后,利用嵌有粗粉分级器的粉碎机(AFG400)粉碎该材料,以获得粉碎的颗粒。然后,利用惯性型分级器进行分级,以除去细颗粒和粗颗粒,获得体积平均粒径为7.2μm的色调剂颗粒(14)。
色调剂(14)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂而获得,不同之处在于,将色调剂颗粒变为色调剂颗粒(14)。
实施例13
色调剂(15)的制备
色调剂(15)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛变为4-甲氧基-2-(三氟甲基)苯甲醛(由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造)。
实施例14
色调剂(16)的制备
色调剂(16)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛变为2-甲氧基苯甲醛(由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造)。
实施例15
色调剂(17)的制备
色调剂(17)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将苯甲醛变为2-苯基丙醛(由WakoPureChemicalIndustries,Ltd.制造)。
实施例16
苯乙烯丙烯酸类树脂颗粒分散液
·苯乙烯:306重量份
·丙烯酸正丁酯:94重量份
·丙烯酸:0.2重量份
·10-十二烷基硫醇:1.5重量份
将上述组分混合并溶解,将由此获得的材料添加至通过将6重量份非离子表面活性剂(由SanyoChemicalIndustries,Ltd.制造的NONIPOL400)和10重量份阴离子表面活性剂(由Dai-IchiKogyoSeiyakuCo.,Ltd.制造的NEOGENSC)溶解在550重量份离子交换水中而获得的溶液中,将该混合物在烧瓶中乳化和分散,并轻轻混合10分钟,并向其中加入50重量份溶解有4重量份过硫酸铵的离子交换水。接下来,在进行氮气置换后,在烧瓶中搅拌溶液的同时,将该溶液在油浴中加热至70℃,并继续进行乳化和聚合5小时。结果,获得了分散有苯乙烯丙烯酸类树脂颗粒的树脂颗粒分散液,所述苯乙烯丙烯酸类树脂颗粒的体积平均粒径D50v为104nm、玻璃化转变温度Tg为58℃、重均分子量Mw为57,000。
色调剂(18)的制备
色调剂(18)通过以与实施例1中相同的方式制备色调剂颗粒而获得,不同之处在于,将聚酯树脂颗粒分散液的量变为225重量份,并进一步添加60重量份苯乙烯丙烯酸类树脂颗粒分散液。
显影剂的制备
载体(A)的制备
·铁氧体颗粒(体积平均粒径:50μm):100重量份
·甲苯:15重量份
·苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(组分摩尔比:90/10,重均分子量Mw为80000):2重量份
·炭黑(由CabotCorporation制造的R330):0.25重量份
首先,使用搅拌器搅拌和分散除铁氧体颗粒外的上述组分10分钟,由此制备涂布液。然后,将该涂布液和铁氧体颗粒置于真空除气捏合机中,并在60℃下搅拌25分钟,然后在加热的同时减压,并进行除气和干燥,以制得载体(A)。关于该载体(A),其形状系数为120,真比重为4.4,饱和磁化强度为63emu/g,并且在1000V/cm的施加电场中的比体积电阻率值为1000Ω·cm。
关于各实施例和比较例中获得的色调剂(1)~色调剂(18),将8重量份色调剂和92重量份载体(A)置于V型共混器中,搅拌20分钟,并利用105μm的网眼进行筛分,制得显影剂(1)~(18)。
图像抗皱性能的评价(折皱评价)
将各显影剂容纳在由FujiXeroxCo.,Ltd.制造的DocuCentreColor500的改装机(经改装而能够在可变的定影温度下用外部定影机进行定影)的显影装置中。使用该改进机,在由FujiXeroxCo.,Ltd.制造的彩色纸(J纸)上形成色调剂量为1g/m2的半色调图像。在形成色调剂图像之后,使用外部定影机,以180℃的定影温度和180mm/秒的定影速度定影该图像。
接下来,将定影图像在25℃和85%RH的环境中在高光强度(1kW/m2)的白灯下保存20日,以执行劣化处理。将经处理的定影图像的中心向内折叠,擦去定影图像被破坏的部分,然后测量白线宽度,并利用以下评价标准评价最大值。G2及以上的水平是可接受的水平。
G4:白线宽度的最大值小于0.1mm。
G3:白线宽度等于或大于0.1mm且小于0.3mm。
G2:白线宽度等于或大于0.3mm且小于0.5mm。
G1:白线宽度等于或大于0.5mm。
从上述结果可以发现,与比较例相比,实施例的半色调图像的抗皱性能评价结果更优异。因此发现,与比较例相比,防止了实施例中半色调图像在高湿度和高光强度环境中保存后抗皱性能的劣化。
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。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。
Claims (15)
1.一种静电荷图像显影色调剂,所述静电荷图像显影色调剂包含:
含有聚酯树脂的粘合剂树脂;
防粘剂;
着色剂;和
芳香醛化合物,所述芳香醛化合物的含量超过100ppm且等于或小于1200ppm。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述芳香醛化合物具有芳香环取代有醛基的结构。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述芳香醛化合物为苯甲醛。
4.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃~80℃。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述聚酯树脂的重均分子量(Mw)为5,000~1,000,000。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn为1.5~100。
7.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,相对于色调剂颗粒总体,所述着色剂的含量为1重量%~30重量%。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述防粘剂的熔融温度为50℃~110℃。
9.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述静电荷图像显影色调剂的体积平均粒径(D50v)为2μm~10μm。
10.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述静电荷图像显影色调剂的形状系数SF1为110~150。
11.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,
其中,所述色调剂在低于100℃的温度范围内通过湿法而粒化。
12.一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所述的静电荷图像显影色调剂,和载体。
13.如权利要求12所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述载体为树脂涂布的载体,并在所述树脂中含有导电性粉末。
14.如权利要求13所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述导电性粉末为炭黑。
15.一种色调剂盒,所述色调剂盒容纳有权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂,并且可以从图像形成设备上拆卸。
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