CN105324723A - 调色剂和调色剂制造方法以及显影剂 - Google Patents
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Abstract
提供通过将调色剂组合物在疏水性介质中造粒、和然后使经造粒的产物干燥而获得的调色剂。所述调色剂包括粘合树脂。所述粘合树脂包括具有不同的(对水的)接触角的两种或更多种类的粘合树脂。具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量。其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相、静电记录、静电印刷等中用于使静电荷图像显影的调色剂,和调色剂制造方法,以及显影剂。
背景技术
常规地,粉碎方法向来是制造在电子照相记录型复印机、打印机和传真机、以及其中组合这些功能的多功能外围设备中使用的静电荷图像显影用调色剂的唯一方法。然而,近来,在水性介质中制造调色剂粒子的所谓的聚合方法已经变得常见,而且甚至正在代替粉碎方法变成主流。将由聚合方法制造的调色剂称作“聚合调色剂”,或者在一些国家,称作“化学调色剂”。
聚合方法如此称谓是因为它在调色剂粒子的制造期间或其过程期间涉及调色剂原材料的聚合反应。各种聚合方法已被付诸实践,包括悬浮聚合方法、乳液凝集方法、聚合物悬浮方法(聚合物凝集方法)、酯伸长(扩链,elongation)反应方法等。
涉及体积收缩的所谓聚合物溶解悬浮方法也正在开发中(参见PTL1)。该溶解悬浮方法将调色剂材料分散或溶解在挥发性溶剂(例如低沸点有机溶剂)中,将它们在含分散剂的水性介质中乳化以获得所述材料的液滴,和之后,除去挥发性溶剂。不同于悬浮聚合方法和乳液聚合凝集方法,溶解悬浮方法可使用各种各样的树脂,且是尤其优异的,因为它可使用对于其中要求透明性和定影图像平滑性的全色过程有用的聚酯树脂。
通常,与通过粉碎方法获得的调色剂相比,通过聚合方法获得的调色剂倾向于具有较小的粒径和较窄的粒度分布、且在形状上较接近球形。因此,使用通过聚合方法获得的调色剂是有利的,因为在电子照相中可获得高品质图像。然而,聚合方法不得不在聚合过程上花费长的时间,并在使溶剂和调色剂粒子结块以及将它们彼此分离后,不得不将调色剂粒子反复洗涤和干燥。因此,聚合方法是不利的,因为它要求大量的时间、水和能量。
因此,提出了如下的喷射造粒方法:用各种类型的喷雾器使溶解于溶剂中的调色剂原材料组分的液体(下文可称为调色剂组合物液)微粒子化(prill),和之后,将经微粒子化的产物干燥从而获得粉末调色剂(参见例如PTL2-4)。这些提议可避免聚合方法的缺点,因为它们不需要使用水并可显著地削减洗涤和干燥步骤。
然而,根据这些提议提出的调色剂制造方法,获得的调色剂可能是如下过程的结果:通过喷雾调色剂组合物液而形成的液滴在干燥前彼此合并,并且溶剂从合并状态干燥。因此,存在这样的问题:获得的调色剂的粒度分布不可避免为宽的,并且不可能是适当的。
针对该问题,提出了如下的调色剂制造方法:对金属板施加具有恒定频率的振动并由此将液滴从该金属板中形成的排出孔排出(参见PTL5)。所提出的技术可进行而不需要大量洗涤液和反复地分离溶剂和粒子,并可以非常高的生产率、节能地制造具有有利的粒度分布的调色剂。
近来,从节能的观点看,已经要求可低温定影的调色剂。通常,所要求的调色剂是宽的定影范围的调色剂,在较低温度至较高温度使用该调色剂在图像中均不会出现问题。为了保证低温定影性,要求调色剂是在较低温度下熔融的较低分子量组合物,而为了保证在较高温度下的定影性,要求调色剂为可保持较高熔融粘度直至较高温度的较高分子量组合物(PTL6)。结果,粘合树脂的分子量变高。
然而,当通过在PTL6中提出的调色剂制造方法制造能够满足定影性和耐热存储稳定性的调色剂时,粘合树脂的分子量变高,从而使干燥性质劣化,其导致这样的问题:调色剂微滴在干燥气流(airstream)中彼此合并和粘合(结合,bind)而使粒度分布劣化。因此,在保证调色剂的定影范围和窄粒度分布两方面一直存在问题。
引文列表
专利文献
PTL1日本专利申请特开(JP-A)No.07-152202
PTL2日本专利(JP-B)No.3786034
PTL3JP-BNo.3786035
PTL4JP-ANo.57-201248
PTL5JP-ANo.2006-293320
PTL6JP-ANo.2002-14489
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述问题而做出的,并且本发明的目的是提供通过将调色剂组合物在疏水性介质中造粒和然后使经造粒的产物干燥而获得的、且能够同时满足窄的粒度分布和定影性的调色剂。
问题的解决方案
作为上述问题的解决方案的本发明具有以下在(1)中描述的特征。
(1)调色剂,包括:
粘合树脂,
其中所述调色剂是通过将调色剂组合物在疏水性介质中造粒、和然后使经造粒的产物干燥而获得的,
其中所述粘合树脂包括具有不同的(对水的)接触角的两种或更多种类的粘合树脂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更低的重均分子量,以及
其中其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
发明的有益效果
本发明可提供能够同时满足窄的粒度直径和定影性的调色剂。
附图说明
图1是显示液柱共振液滴形成手段(单元,unit)的构造的实例的横截面图。
图2是显示液柱共振液滴手段的构造的实例的横截面图。
图3A是显示具有圆形形状的排出孔的实例的示意性横截面图。
图3B是显示具有锥形形状的排出孔的实例的示意性横截面图。
图3C是显示具有直角(straight)形状的排出孔的实例的示意性横截面图。
图3D是显示具有圆形-锥形组合形状的排出孔的实例的示意性横截面图。
图4A是显示当液柱共振液体腔在一端固定且N=1时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中P表示压力分布,V表示速度分布,和L=λ/4。
图4B是显示当液柱共振液体腔在两端均固定且N=2时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中L=λ/2。
图4C是显示当液柱共振液体腔在两端均未固定且N=2时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中L=λ/2。
图4D是显示当液柱共振液体腔在一端固定且N=3时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中L=3λ/4。
图5A是显示当液柱共振液体腔在两端均固定且N=4时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中P表示压力分布,V表示速度分布,和L=λ。
图5B是显示当液柱共振液体腔在两端均未固定且N=4时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中L=λ。
图5C是显示当液柱共振液体腔在一端固定且N=5时速度和压力脉动的驻波的示意性说明图,其中L=5λ/4。
图6A是显示在液滴形成手段的液柱共振流动路径中出现的液柱共振现象的示意性说明图,其中V表示速度分布和P表示压力分布。
图6B是显示在液滴形成手段的液柱共振流动路径中出现的液柱共振现象的示意性说明图,其中V表示速度分布和P表示压力分布。
图6C是显示在液滴形成手段的液柱共振流动路径中出现的液柱共振现象的示意性说明图,其中V表示速度分布和P表示压力分布。
图6D是显示在液滴形成手段的液柱共振流动路径中出现的液柱共振现象的示意性说明图,其中V表示速度分布和P表示压力分布。
图6E是显示在液滴形成手段的液柱共振流动路径中出现的液柱共振现象的示意性说明图,其中V表示速度分布和P表示压力分布。
图7是调色剂制造设备的实例的示意图。
图8是显示液柱共振液滴形成手段的构造的实例的横截面图。
图9是串列式全色图像形成设备的实例的示意图。
图10A是用于解释调色剂粒子的合并状态的图(部分1),其显示基本粒子(基础粒子,fundamentalparticle)(4.2μm)。
图10B是用于解释调色剂粒子的合并状态的图(部分2),其显示合并粒子(5.3μm)(2个粒子)。
图10C是用于解释调色剂粒子的合并状态的图(部分3),其显示合并粒子(6.1μm)(3个粒子)。
图10D是用于解释调色剂粒子的合并状态的图(部分4),其显示合并粒子(6.7μm)(4个粒子)。
图10E是用于解释调色剂粒子的粘合状态的图(部分1),其显示基本粒子。
图10F是用于解释调色剂粒子的粘合状态的图(部分2),其显示粘合粒子(2个粒子)。
图10G是用于解释调色剂粒子的粘合状态的图(部分3),其显示粘合粒子(3个粒子)。
具体实施方式
以下参考附图对用于实施本发明的实施方式进行解释。所谓的本领域技术人员通过对在权利要求范围内所述的本发明进行变更和变换能够容易地实施其它实施方式。这样的变更和变换包括在权利要求的范围内,并且以下给出的解释呈现本发明的最佳方式且不限制权利要求的范围。
首先,将解释调色剂材料和调色剂。
例如,本发明的调色剂至少包括粘合树脂、着色剂、和脱模剂,并且根据需要包括带电控制剂、添加剂和其它组分。
本发明的调色剂是通过将调色剂组合物在疏水性介质中造粒和然后使经造粒的产物干燥而获得的。调色剂包括粘合树脂。粘合树脂包括两种或更多种类的具有不同的(对水的)接触角的粘合树脂。具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量。其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
疏水性介质为非极性介质。其具体实例包括氮、二氧化碳和氩。
本发明的调色剂优选地具有满足以下(式I)的在热熔融之前的接触角(CAa[°])和在热熔融之后的接触角(CAb[°])。
CAb+3°≤CAa(式I)
角CAa优选为65°或更大。
CAa的值取决于粘合树脂而略有变化。考虑到低温定影性,调色剂的粘合树脂优选为聚酯树脂。当使用聚酯树脂时,CAa变为65°或更大。
当在疏水性介质中干燥粒子时,由于表面能的平衡,疏水性材料将不均匀地(集中,unevenly)分布于粒子的表面中。式CAb+3°≤CAa意味着材料在热熔融之前不均匀地分布于调色剂粒子中。当满足该关系时,可间接地确认高疏水性材料(即在本实施方式中的具有大接触角和低分子量的粘合树脂)不均匀地分布于粒子的表面中。
将对在本发明中使用的“调色剂组合物液”进行解释。调色剂组合物液可具有通过将以上调色剂组分溶解或分散于溶剂中而获得的液体状态,或者调色剂组合物液只要在排出条件下具有液体状态就不需要包含溶剂。调色剂组合物液呈现出由于调色剂组分的一些或全部在它们的熔融状态下混合而导致的液体状态。
可使用与用于常规的电子照相调色剂的材料完全相同的材料作为调色剂材料,只要可制备以上调色剂组合物液。可使用如上所述的液滴排出手段使这些材料微粒子化为微小的液滴,并且可使用液滴凝固(固化,solidify)/收集手段制造预期的调色剂粒子。
(有机溶剂)
有机溶剂没有特别限制并且可根据意图适当地选择,只要它可稳定地分散分散质(dispersionelement),例如着色剂。当使用旋风分离器收集调色剂时,通过将调色剂组合物液在气相中干燥至一定程度来收集调色剂是必要的。因此,可容易变干的溶剂是优选的。从干燥的观点来看,溶剂的沸点优选在100℃以下。
有机溶剂的优选实例包括醚、酮、酯、烃和醇。其更优选的实例包括四氢呋喃(THF)、丙酮、甲乙酮(MEK)、乙酸乙酯和甲苯。这些之一可单独使用,或者这些中的两种或更多种可组合使用。
(粘合树脂)
在本发明中,通过使用两种或更多种类的具有不同分子量和不同接触角的粘合树脂可同时满足窄的粒度分布和定影性两者。
在本发明中,粘合树脂材料的接触角是非常重要的。当将具有不同接触角的材料在疏水性介质中造粒和干燥时,由于使粒子的表面能最小的力作用于粒子,因此具有较低的该能量的材料(即具有较大接触角的材料)将不均匀地分布于粒子的表面中。另一方面,在作为近年来的主流调色剂制造方法的化学造粒中,存在具有较高能量的材料(即具有较小接触角的材料)不均匀地分布于材料表面中的趋势,因为调色剂材料以油相的形式分散于水相中。
当具有较大接触角的树脂具有较小的分子量时,通过使这种具有较小分子量的树脂存在于调色剂粒子的表面中以改进在调色剂干燥中的干燥速度,可防止粒度分布的劣化。
为了改进干燥性质,具有较大接触角的树脂具有15,000或更小的重均分子量是必要的。该树脂在任何其它方面没有特别限制,并可适当地选择。其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
具有较小接触角和较大重均分子量的树脂也没有特别限制。然而,就定影性而言,它们可优选地是在3,000-50,000的分子量范围内具有至少一个峰并包含THF可溶性内容物的粘合树脂,所述THF可溶性内容物的具有100,000或更小的分子量的组分占其60[%]-100[%]。它们可更优选地为在5,000-20,000的分子量范围内具有至少一个峰的粘合树脂。
本发明可通过组合具有15,000或更小的重均分子量的树脂和具有大于15,000的重均分子量的树脂而实现预期效果。在这种情况下,具有大于15,000的重均分子量的树脂占全部树脂的50质量%或更大是优选的,并且具有20,000或更大的重均分子量的树脂占全部树脂的50质量%或更大是更优选的。当使用三种或更多种类的树脂时,具有大于15,000的重均分子量的树脂、或者优选具有20,000或更大的重均分子量的树脂占全部树脂的50质量%或更大是优选的。
可作为粘合树脂使用的树脂的实例包括:基于苯乙烯的单体、基于丙烯酸类的单体、基于甲基丙烯酸类的单体等的乙烯基聚合物;由这些单体构成的或者由这些单体的两种或更多种类构成的共聚物;基于聚酯的聚合物;多元醇树脂;酚醛树脂;有机硅树脂;聚氨酯树脂;聚酰胺树脂;呋喃树脂;环氧树脂;二甲苯树脂;萜烯树脂;香豆酮-茚树脂;聚碳酸酯树脂;以及基于石油的树脂。
在这些之中,就低温定影性而言,基于聚酯的聚合物特别优选作为粘合树脂。对于具有15,000或更小的分子量的粘合树脂,优选使粘合树脂大量包含具有芳环的单体作为构成组分,因为必须将粘合树脂的分子量保持为低的并使粘合树脂表现出50℃或更高的Tg。
-用于测量玻璃化转变温度(Tg)的方法-
在本发明中,将用作目标样品的调色剂在第一次升温中的玻璃化转变温度称为Tg1st,并且将其在第二次升温中的玻璃化转变温度称为Tg2nd。
在本发明中,使用各构成组分在第二次升温中的Tg作为各目标样品的Tg。
-用于测量接触角的方法-
接触角的测量通过使用由KyowaInterfaceScienceCo.,Ltd.制造的自动接触角计(型号CA-W)测量静态接触角而进行。可通过选择在该仪器的软件中的“点滴法(dropmethod)”来测量附着在固体表面上的液滴的润湿性。具体的测量方法是基于根据JISR3257的停滴法。
-用于测量粘合树脂的接触角的样品板的制造-
将粘合树脂(3g)在具有平底的铝制杯中称重,放入加热至120℃的烘箱中,并加热直至树脂充分熔融。之后,将树脂冷却直至其凝固,并以树脂板(其是用于测量接触角的样品板)的形式从铝制杯取出。这里,检查样品板以确认样品板的底面没有任何在测量中将造成麻烦的瑕疵(例如凹凸或裂纹)。
-用于测量调色剂的接触角的样品板的制造-
通过使用自动加压成型机将调色剂加压成型而制造样品板。成型条件如下。
调色剂的量:3g
载荷:6t
时间:60s
成型模头的直径:40mm
-用于测量调色剂在热熔融之后的接触角的样品板的制造-
将调色剂(3g)在具有平底的铝制杯中称重,放入加热至120℃的烘箱中,并加热直至调色剂充分熔融。之后,将调色剂冷却直至其凝固,并以调色剂板(其是用于测量接触角的样品板)的形式从铝制杯取出。这里,检查样品板以确认样品板的底面没有任何在测量中将造成麻烦的瑕疵(例如凹凸或裂纹)。
(着色剂)
着色剂没有特别限制并可从通常使用的着色剂适当地选择。其实例包括炭黑、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、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、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、以及前述着色剂中的两种或更多种的混合物。
着色剂的含量优选为相对于调色剂的1质量%至15质量%、并且更优选3质量%至10质量%。
本发明中使用的着色剂可作为其中其与树脂组合的母料使用。与母料捏合的粘合树脂的实例包括:聚酯树脂和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、和石蜡。这些之一可单独使用或者这些中的两种或更多种可以混合物使用。
母料可通过将用于母料的树脂和着色剂在高剪切力下彼此混合和捏合而获得。这里,为了增大着色剂和树脂之间的相互作用,可使用有机溶剂。还优选使用如下的所谓的冲洗方法(flushingmethod):将着色剂的含水水性糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合,将着色剂转移至树脂,并除去水组分和有机溶剂组分,因为使用该方法,着色剂的湿饼可原样使用而且不需要干燥。优选将高剪切分散器(例如三辊磨机)用于混合和捏合。
母料的使用量优选为相对于100质量份的粘合树脂2质量份-30质量份。
为了以着色剂分散的状态使用母料,优选的是用于母料的树脂具有30mgKOH/g或更小的酸值和1mgKOH/g-100mgKOH/g的胺值。为了以着色剂分散的状态使用母料,更优选的是用于母料的树脂具有20mgKOH/g或更小的酸值和10mgKOH/g-50mgKOH/g的胺值。当酸值大于30mgKOH/g时,在高湿度条件下的带电性可为差的,并且颜料的分散性可能不足。而且,当胺值小于1mgKOH/g和大于100mgKOH/g时,颜料的分散性可能不足。酸值可根据在JISK0070中描述的方法测量,且胺值可根据在JISK7237中描述的方法测量。
就颜料的分散性而言,分散剂优选具有高的与粘合树脂的相容性。分散剂的商购产品的具体实例包括“AJISPERPB821”和“AJISPERPB822”(由AjinomotoFine-TechnoCo.,Inc.制造),“DISPERBYK-2001”(由Byk-ChemieGmbH制造),和“EFKA-4010”(由EFKAInc.制造)。
(脱模剂)
在本发明中使用的调色剂组合物液包含粘合树脂、着色剂和脱模剂。
脱模剂没有特别限制,且可使用从通常使用的脱模剂中适当选择的脱模剂。脱模剂的实例包括:基于脂族烃的脱模剂,例如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃脱模剂、微晶脱模剂、石蜡脱模剂、和赛索尔(Sasol)脱模剂;基于脂族烃的脱模剂的氧化物,例如聚氧化乙烯脱模剂或其嵌段共聚物;基于植物的脱模剂,例如小烛树蜡脱模剂、巴西棕榈蜡脱模剂、日本蜡、和霍霍巴蜡(jojobawax);基于动物的脱模剂,例如蜂蜡、羊毛脂、和鲸蜡;基于矿物的脱模剂,例如地蜡(ozokerite)、纯地蜡(ceresin)、和矿脂;主要由脂肪酸酯构成的脱模剂,例如褐煤酸酯脱模剂和蓖麻(castor)脱模剂;部分或完全脱氧的脂肪酸酯,例如脱氧的巴西棕榈蜡脱模剂。
脱模剂的熔点优选为70[℃]-140[℃],并且更优选70[℃]-120[℃],以平衡定影性和耐偏移性。当熔点低于[℃]时,抗粘连性可能差。当熔点高于140[℃],变得难以表现出耐偏移性效果。
脱模剂的总量优选为0.2质量份-20质量份,并且更优选0.5质量份-10质量份。
在本发明中,使用由DSC(差示扫描量热法,DifferentialScanningCalorimetry)测量的脱模剂的吸热峰中最大峰的峰顶温度作为脱模剂的熔点。
用于脱模剂或调色剂的DSC测量仪器优选为高精确的、内热式输入补偿型差示扫描量热计。测量方法是基于ASTMD3418-82。在本发明中使用的DSC曲线为在温度一旦升高和降低以得到在前历史之后、以10[℃/分钟]的速率升温时获得的曲线。
(带电控制剂)
带电控制剂没有特别限制,但就在有机溶剂中的溶解性而言,其优选为包含由苯酚和醛的缩聚反应获得的缩聚物的带负电的带电控制剂。
所述苯酚包含如下苯酚化合物的至少一种,所述苯酚化合物包含一个酚羟基基团(该酚羟基基团在其邻位上与氢键合),且其为选自对烷基苯酚、对芳烷基苯酚、对苯基苯酚和对羟基苯甲酸酯的至少一种苯酚化合物。
作为所述醛,可适当地使用醛例如多聚甲醛(paraformaldehyde)、甲醛、三聚乙醛(paraldehyde)、和糠醛。
带电控制剂的商购产品的实例包括含有FCA-N型缩合聚合物的带电控制剂(由FujikuraKaseiCo.,Ltd.制造)。
(调色剂的粒度分布)
调色剂的粒度分布可表示为体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)之间的比率,并可表示为Dv/Dn。Dv/Dn的值可最小为1.00,并且这意味着全部粒子具有相同的直径。越大的Dv/Dn意味着越宽的粒度分布。常见的粉碎调色剂具有约1.15-1.25的Dv/Dn。聚合调色剂具有约1.10-1.15的Dv/Dn。已经确认本发明的调色剂在其Dv/Dn为1.15或更小、且更优选1.10或更小时对于印刷品质是有效的。
在电子照相系统中,在显影步骤、转印步骤和定影步骤中要求粒度分布为窄的。因此,宽的粒度分布是不希望的。为了稳定地获得高度精确的图像品质,Dv/Dn优选为1.15或更小。为了获得更高度精确的图像,Dv/Dn应为1.10或更小。
当将调色剂粒子在气相中干燥并用旋风分离器收集、但所收集的粒子在气相中干燥不充分并保持彼此接触持续的时间时,发生如图10E-图10G中所示的粒子在基本上保持它们各自形状的同时彼此连接的现象(下文中,这种现象称为粘合)。这是因为其中使用粘合树脂的调色剂粒子因粒子中任何残留的溶剂而大幅塑化。当这样的粘合发生时,甚至在施加机械强度时粒子也不彼此脱离,并且调色剂粒子表现为大粒子。此外,粒子形状变得与球形大为不同,并且其对于在电子照相系统中的图像是不希望的。由于这样的原因,粘合是不利的。
为了防止粘合,必须加快溶剂干燥的速度。可通过降低树脂的分子量加快溶剂的干燥。
作为用于本发明调色剂的添加剂,可添加各种类型的金属皂、含氟表面活性剂、和邻苯二甲酸二辛酯以保护静电潜像承载部件和载体,改进清洁性,调节热性质、电性质和物理性质,调节电阻,调节软化点,以及改进定影性,并且根据需要可添加氧化锡、氧化锌、炭黑、氧化锑等和无机细粒子例如氧化钛、氧化铝和矾土作为导电性赋予剂。这些无机粒子可根据需要疏水化。此外,可少量使用润滑剂例如聚四氟乙烯、硬脂酸锌和聚偏二氟乙烯,研磨剂例如氧化铯、碳化硅和钛酸锶,结块抑制剂,以及作为显影性改进剂的与调色剂粒子具有相反极性的白色细粒子和黑色细粒子。
出于控制电荷累积(buildup)量的意图,还优选将这些添加剂用如下处理:硅酮清漆、各种类型的改性硅酮清漆、硅油、各种类型的改性硅油、硅烷偶联剂、含官能团的硅烷偶联剂、由任何其它有机硅化合物制成的处理剂、或者各种类型的处理剂。
可优选使用无机细粒子作为添加剂。可使用公知的粒子例如二氧化硅、矾土和氧化钛作为无机细粒子。
其它实例包括通过例如无皂乳化聚合、悬浮聚合和分散聚合获得的缩聚热固性树脂制得的聚合物粒子,例如聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物、硅酮、苯并胍胺和尼龙。
可使用表面处理剂(surfacepreparationagent)提高这些添加剂的疏水性,使得可防止添加剂在高湿度条件下劣化。表面处理剂的优选实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、含氟代烷基基团的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和改性硅油。
添加剂的一次粒径优选为5[nm]-2[μm],并且更优选5[nm]-500[nm]。添加剂根据BET方法的比表面积优选为20[m2/g]-500[m2/g]。无机细粒子的使用百分比优选为调色剂的0.01[质量%]-5[质量%],并且更优选0.01[质量%]-2.0[质量%]。
用于除去转印后残留在静电潜像承载部件或一次转印介质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、硬脂酸钙和硬脂酸;和通过无皂乳化聚合制造的聚合物细粒子,例如聚甲基丙烯酸甲酯细粒子和聚苯乙烯细粒子。所述聚合物细粒子优选具有相对窄的粒度分布和0.01[μm]-1[μm]的体均粒径。
接着,对调色剂制造方法进行解释。本发明的调色剂可在疏水性介质中制造。将参考图1至图8对本发明的调色剂制造手段的一个实例进行解释。
在本发明中,调色剂制造手段为喷射造粒方法,但不限于该制造方法,因为在本说明书中描述的原理适用于任何方法,只有其是在疏水性介质中制造调色剂。将喷射造粒手段分为液滴排出手段和液滴凝固/收集手段。以下将分别进行描述。
[液滴排出手段]
在本发明中使用的液滴排出手段没有特别限制并可为公知的液滴排出手段,只要它排出具有窄的粒度分布的液滴。液滴排出手段的实例包括一个流体喷嘴、两个流体喷嘴、膜振荡型排出手段、瑞利分裂型(Rayleighbreakuptype)排出手段、液体振荡型排出手段、以及液柱共振型排出手段。膜振荡型液滴排出手段描述于例如JP-ANo.2008-292976中。瑞利分裂型液滴排出手段描述于例如JP-BNo.4647506中。液体振荡型液滴排出手段描述于例如JP-ANo.2010-102195中。
为了使液滴的粒度分布窄且同时保证调色剂生产率,可利用例如形成液滴的液柱共振。在形成液滴的液柱共振中,将振动施加于在液柱共振液体腔中的液体以形成基于液柱共振的驻波,使得液体可从在与驻波的波腹区域对应的区域中形成的多个排出孔排出。
[液柱共振排出手段]
将对配置成通过利用液柱的共振排出液滴的液柱共振型排出手段进行解释。
图1显示液柱共振液滴排出手段11。它包括公共液体供应路径17和液柱共振液体腔118。液柱共振液体腔118与在两侧上的纵向(较长方向,longer-direction)壁表面之一处形成的公共液体供应路径17连通。液柱共振液体腔118包括:用于排出液滴121的排出孔19,其形成于与在两侧上的壁表面连接的壁表面之一中;和振动产生手段20,其设置在与其中形成排出孔19的壁表面相对的壁表面上且配置成产生高频振动以形成液柱共振驻波。未示出的高频电源与振动产生手段20连接。
在本发明中,将包含用于形成调色剂粒子的组分的液体称为“调色剂组合物液”。调色剂组合物液从排出手段排出,并只需要在排出条件下处于液体状态。换言之,调色剂组合物液可处于其中待获得的调色剂粒子的组分溶解或分散的分散状态,或者可处于无溶剂的调色剂粒子组分熔融状态。
调色剂组合物液114通过未示出的液体循环泵流动通过液体供应管(pipe,管道),流入图2中所示的液柱共振液滴形成手段110的公共液体供应路径17,并供应至图1中所示的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔118。由于通过振动产生手段20而产生的液柱共振驻波,在填充有调色剂组合物液114的液柱共振液体腔118中形成压力分布。然后,液滴121从位于与驻波的波腹区域对应的区域中的排出孔19排出,其中液柱共振驻波具有高的振幅和大的压力脉动。液柱共振驻波的波腹区域是指除驻波的波节之外的区域。其优选为其中驻波的压力脉动具有足以排出液体的振幅的区域,并更优选为包括如下区域的区域:其在压力驻波的振幅达到局部最大值的位置(即速度驻波的波节)的两侧,且其在从振幅的局部最大值延伸至其局部最小值的波长的1/4(从局部最大值起测量)以内。
即使形成多个排出孔,只要它们形成于与驻波的波腹对应的区域内,就可从相应的排出孔形成基本均匀的液滴。而且,液滴可有效地排出,且不太可能阻塞排出孔。已经流动通过公共液体供应路径17的调色剂组合物液114通过未示出的液体返回管返回至原材料容器。当液柱共振液体腔118中的调色剂组合物液114的量因液滴121的排出而减少时,由于在液柱共振液体腔118中的液柱共振驻波的效果,吸力起作用,从而增大从公共液体供应路径17供应的调色剂组合物液114的流速。结果,液柱共振液体腔118再次填充调色剂组合物液114。当液柱共振液体腔118再次填充调色剂组合物液114时,流动通过公共液体供应路径17的调色剂组合物液114的流速回到和之前一样。
液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔118是通过将各自由具有高刚度但在驱动频率下对液体共振频率没有影响的材料(例如金属、陶瓷和硅)制成的框架接合在一起而形成的。此外,如图1中所示的,液柱共振液体腔118的两个纵向壁表面之间的长度L是基于随后描述的液柱共振原理而确定的。图2中显示的液柱共振液体腔118的宽度W优选小于液柱共振液体腔118的长度L的1/2,以对液柱共振不产生任何额外的频率。此外,优选在一个液柱共振液滴形成手段110中提供多个液柱共振液体腔118,以显著地改进生产率。液体腔118的数目没有限制,但包括100-2,000个液柱共振液体腔的一个液滴形成手段是最优选的,因为可满足操作性和生产率两者。从公共液体供应路径17引出的液体供应路径连接至各液柱共振液体腔,并且因此公共液体供应路径17与多个液柱共振液体腔118连通。
液柱共振液滴排出手段11的振动产生手段20没有特别限制,只要其可在预定的频率下被驱动,但是通过将压电元件粘在弹性板9上而获得的振动产生手段是优选的。弹性板构成液柱共振液体腔的壁的一部分,以防止压电元件接触液体。压电元件可为例如压电陶瓷(例如锆钛酸铅(LZT))并通常以层叠体的形式使用,因为位移量小。其其它实例包括压电聚合物例如聚偏二氟乙烯(PVDF),以及单晶例如晶体、LiNbO3、LiTaO3和KNbO3。此外,优选设置振动产生手段20使得其可按照每个液柱共振液体腔单独地被控制。此外,振动产生手段优选为由以上材料之一制成的且根据液柱共振液体腔的几何形状部分切割的块状振动部件,使得可经由弹性板单独地控制各液柱共振液体腔。
排出孔19的开口直径优选为1[μm]-40[μm]。当直径在1[μm]以上时,可防止液滴太小,且可形成具有足够尺寸的液滴。此外,即使当添加颜料等的固体细粒子作为调色剂构成组分时,也可不阻塞排出孔19,并可提升生产率。当直径在40[μm]以下时,可防止液滴的直径太大。这使得可通过干燥和凝固调色剂组合物液而不是必须对其大幅稀释来获得所需的3μm-6μm的调色剂粒径。可存在必须用有机溶剂将调色剂组合物稀释至非常稀的液体的情形。因此,可减少稀释用的有机溶剂的量,并可节省用于获得预定量的调色剂所必需的干燥能量。此外,优选采用将排出孔19布置在液柱共振液体腔118的宽度方向上的构造(如由图2可看出),因为这使得可提供许多排出孔19,并由此改进生产效率。此外,因为液柱共振频率取决于排出孔19的开口的布置而变化,优选通过确认液滴排出而适当地确定液柱共振频率。
排出孔19的横截面形状以开口直径减小的锥形形状示于图1等中。然而,可选择适当的横截面形状。
图3A-图3D显示可行的排出孔19的横截面形状。
在图3A中所示的横截面形状中,排出孔19在减小开口直径的同时从其接触液体的表面至排出出口为圆形的。使用该形状,当薄膜41振动时施加于液体的压力在排出孔19的出口周围变为最大。因此,该形状对于排出稳定化是最优选的形状。
在图3B中所示的横截面形状中,开口的直径从排出孔19的液体接触表面至排出出口以恒定的角度减小。可适当地改变该喷嘴角度124。使用该喷嘴角度,如同图3A的形状一样,当薄膜41振动时施加于液体的压力在排出孔19的出口周围可为高的。该角度优选为60°-90°。60°以下的角度是不利的,因为难以在这样的角度下对液体加压,并且也难以将薄膜41制作成具有这样的角度。
图3C中所示的横截面形状对应于图3B的其中喷嘴角度124为90°的形状。90°的角度是最大可行的值,因为在任何更大的角度下变得更难以对出口加压。当角度在90°以上时,没有压力施加于排出孔19的出口,并且液滴排出变得非常不稳定。
图3D中所示的横截面形状是通过组合图3A的横截面形状和图3B的横截面形状而获得的形状。可以这种方式逐步(阶梯式,stepwise)改变所述形状。
接着,对液滴形成手段基于液柱共振形成液滴的机理进行解释。
首先,对在图1中显示的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔118中发生的液柱共振现象的原理进行解释。
当调色剂组合物液在液柱共振液体腔中的声速为c,且由振动产生手段20施加于充当介质的调色剂组合物液的驱动频率为f时,液体共振发生时的波长λ处于以下关系:
λ=c/f---(式1)
在图1的液柱共振液体腔118中,从在固定端侧处的框架端至在公共液体供应路径17侧处的端的长度为L,在公共液体供应路径17侧处的框架端的高度h1(=约80[μm])为连通端口的高度h2(=约40[μm])的约两倍,并且假设该端等同于封闭固定端。当两端如此固定时,在长度L对应于波长λ的1/4的偶数倍时最有效地形成共振。这通过下式2表示:
L=(N/4)λ---(式2)
(其中N为偶数)
在其中两端完全开放的两侧自由端的情况下,以上式2也可是成立的。
同样,当一端等同于容许压力逃逸的自由端且另一端封闭(固定端)时,即在一侧固定端或者一侧自由端的情况下,在长度L对应于波长λ的1/4的奇数倍时最有效地形成共振。换言之,在以上式2中的值N表示为奇数。
最有效的驱动频率f由以上式1和2推导为:
f=N×c/(4L)---(式3)
然而,事实上,振动不是无限制地增幅的,因为液体具有可使共振衰减的粘度。液体具有Q值,并且也在接近于由式3表示的最有效的驱动频率f的频率下共振,如以下描述的式4和5所显示的。
图4A-图4D显示当N=1、2和3时速度和压力脉动的驻波的形状(共振模)。图5A-图5C显示当N=4和5时速度和压力脉动的驻波的形状(共振模)。尽管驻波基本为压缩波(纵波),但是其通常如图4A-图4D和图5A-图5C中表示的。实线为速度驻波,且虚线为压力驻波。例如,如从显示其中N=1的一侧固定端的情形的图4A可看出的,速度分布的振幅在封闭端处为零,且在自由端处最大,并且由此速度分布是直观上可理解的。当液柱共振液体腔的纵向两端之间的长度为L且液体的液柱共振的波长为λ时,驻波在N=1-5时最有效地发生。此外,驻波的图案取决于两端是封闭或开放而变化。因此,在附图中也描述了这些信息。正如随后将描述的,端条件取决于排出孔的开口状态和供应侧的开口状态而确定。
在声学中,开放端是介质(液体)的移动速度达到局部最大值且压力相反达到局部最小值的纵向端。相反,封闭端定义为介质的移动速度为零的端。封闭端被视为反射波的声学硬壁。当一端理想地完全封闭或开放时,如在图4A-图4D和图5A和图5C中显示的共振驻波通过波的叠加而发生。然而,驻波的图案也取决于排出孔的数目和排出孔开口的位置而变化,并且因此共振频率出现在偏离由以上式3推导出的区域中。在这种情况下,可通过适当地调节驱动频率而建立稳定的排出条件。例如,当使用1,200[m/s]的液体声速和1.85[mm]的液柱共振液体腔长度L,并且使用完全等同于在两端存在壁的两侧固定端的共振模(其中N=2)时,由以上式2推导出最有效的共振频率为324kHz。在另一实例(其中使用与以上相同的条件,即1,200[m/s]的液体声速和1.85[mm]的液柱共振液体腔长度L,并且使用等同于在两端存在壁的两侧固定端的共振模(其中N=4))中,由以上式2推导出最有效的共振频率为648kHz。如此,可在相同的液柱共振液体腔中利用低阶共振和高阶共振两者。
为了增大频率,优选的是图1中显示的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔具有等同于在两端均为封闭端状态的状态,或者具有因来自排出孔的开口的影响而描述为声学软壁的端。然而,这不是限制性的,并且所述端可为自由端。这里,来自排出孔的开口的影响是指存在较小的声学阻抗,并且特别地指存在较大的容抗分量(compliancecomponent)。因此,如图4B和图5A中显示的其中在液柱共振液体腔的纵向两端形成壁的构造是优选的,因为在这样的构造中可使用两侧固定端的共振模和其中排出孔侧被视为开放的一侧自由端的全部共振模。
排出孔的开口数目、形成开口的位置、和排出孔的横截面形状也是确定驱动频率的因素。驱动频率可基于这些因素适当地确定。例如,当排出孔的数目增多时,液柱共振液体腔的固定端逐渐变得较少不自由的,并且将发生与在开放端的情形中的驻波基本上相同的共振驻波。因此,驱动频率将为高的。此外,从最接近液体供应路径的排出孔设开口(open)的位置开始起,不自由的条件变弱。排出孔的横截面形状可变为圆形形状,或者排出孔的体积可基于框架的厚度改变。因此,事实上,驻波的波长可为短的,并且其频率可高于驱动频率。当在以这种方式确定的驱动频率下对振动产生手段施加电压时,振动产生手段变形,并且共振驻波在该驱动频率下最有效地发生。在接近于共振驻波最有效地发生的驱动频率的频率下也发生液柱共振驻波。换言之,当在液柱共振液体腔的纵向两端之间的长度为L且与最接近液体供应侧端的排出孔的距离为Le时,可通过用其主分量为在使用L和Le由下式4和5确定的范围内的驱动频率f的驱动波形使振动产生手段振动来诱导液柱共振并将液滴从排出孔排出。
N×c/(4L)≤f≤N×c/(4Le)---(式4)
N×c/(4L)≤f≤(N+1)×c/(4Le)---(式5)
优选的是液柱共振液体腔的纵向两端之间的长度L和与最接近液体供应侧端的排出孔的距离Le的比率满足Le/L>0.6。
基于上述的液柱共振现象的原理,在图1的液柱共振液体腔118中形成液柱共振压力驻波,并且从设置在液柱共振液体腔118的一部分中的排出孔19连续地发生液滴排出。优选在驻波的压力达到最大脉动的位置处设置排出孔19,因为这改进排出效率并容许在较低电压下驱动。此外,在一个液柱共振液体腔118中,排出孔19的数目可为一。然而,就生产率而言,优选设置多个排出孔。具体地,排出孔的数目优选为2-100。
通过设置100或更少的排出孔,可将施加于振动产生手段20的用于从排出孔19形成所需液滴的电压抑制至低水平,其使得可使作为振动产生手段20的压电元件的行为稳定化。在多个排出孔19的形成中,排出孔之间的间距(pitch)优选为20[μm]至等于或短于液柱共振液体腔的长度。通过将排出孔之间的间距设定为20[μm]以上,可抑制从相邻排出孔排出的液滴彼此碰撞形成较大液滴的可能性,其使得可获得有利的调色剂粒度分布。
接着,将对在液滴形成手段的液滴排出头中的液柱共振液体腔中发生的液柱共振现象进行描述,参考显示该现象的图6A-图6E。在这些图中,在液柱共振液体腔中绘制的实线表示对在从液柱共振液体腔的固定端至其公共液体供应侧端的各任意测量位置处的速度作图的速度分布。从公共液体供应路径至液柱共振液体腔的方向为+,且相反防线为-。在液柱共振液体腔中绘制的虚线表示对在从液柱共振液体腔的固定端至其公共液体供应路径侧端的各任意测量位置处的压力值作图的压力分布。相对于大气压力,正压力为+,且负压力为-。
当压力为正时,在所述图中向下施加压力。当压力为负时,在所述图中向上施加压力。此外,在这些图中,公共液体供应路径侧是开放的,并且充当固定端的框架的高度(在图1中显示的高度h1)为开口高度(在图1中显示的高度h2)的约两倍以上,通过该开口公共液体供应路径17和液柱共振液体腔118彼此连通。因此,图6A-图6E显示在其中液柱共振液体腔118在两端基本上固定的近似条件下速度分布和压力分布的时间变化。
图6A显示在排出液滴时在液柱共振液体腔118中的压力波形和速度波形。在图6B中,在排出液滴后弯液面压力在收回液体后再次增大。如图6A和图6B中所显示的,压力在其中设置有液柱共振液体腔118的排出口19的流动路径中达到局部最大值。之后,如图6C中所显示的,在排出孔19附近的正压力下降、转变至负压力侧,并且排出液滴121。
然后,如图6D中显示的,在排出孔19附近的压力达到局部最小值。从此刻起,液柱共振液体腔118开始填充调色剂组合物液114。之后,如图6E中显示的,在排出孔19附近的负压力下降、转变至正压力侧。此刻,液体腔充满调色剂组合物液114。然后,如在图6A中显示的,在液柱共振液体腔118的液滴排出区域中的正压力再次达到局部最大值,并且液滴121从排出孔19排出。以这种方式,通过在高频率下驱动的振动产生手段在液柱共振液体腔中发生基于液柱共振的驻波。因为排出孔19设置在压力脉动达到最大值的与液柱共振驻波的波腹对应的液滴排出区域中,液滴121与波腹的周期同步地从排出孔19连续排出。
[液滴的凝固]
本发明的调色剂可通过使从上述液滴排出手段排出至气体中的调色剂组合物液的液滴凝固和然后将其收集而获得。
[液滴凝固手段]
用于使液滴凝固的方法可为任意的,基本上只要它能够使调色剂组合物液变成固态,尽管想法可取决于调色剂组合物液的特性而不同。
例如,当调色剂组合物液为通过将固体原材料溶解或分散于挥发性溶剂中而获得的调色剂组合物液时,可通过使液滴在输送气流中干燥(即通过在喷射液滴后使溶剂挥发)而使液滴凝固。对于使溶剂干燥,可通过适当地选择被喷射气体的温度和蒸气压、气体类型等调节干燥状态。收集的粒子不需要是完全干燥的,并且只要它们保持固态,它们可在收集后在单独的步骤中另外干燥。该方法不是强制性的,并且液滴可通过温度改变、化学反应的施加等而凝固。
[凝固粒子收集手段]
可使用公知的粉末收集手段例如旋风分离收集器和反过滤器(后过滤器,backfilter)从气体收集凝固粒子。
图7是实施本发明的调色剂制造方法的设备的实例的横截面图。调色剂制造设备1主要包括液滴排出手段2和干燥/收集手段160。
将包含调色剂组合物液114的原材料容器113和液体循环泵115连接至液滴排出手段2。液体循环泵配置成将包含于原材料容器113中的调色剂组合物液114通过液体供应管116供应至液滴排出手段2中和气动输送液体供应管116中的调色剂组合物液114以使调色剂组合物液通过液体返回管122返回至原材料容器113中。可在任何时间将调色剂组合物液114供应至液滴排出手段2中。在液体供应管116上设置压力计P1,并且在干燥/收集手段上设置压力计p2。通过压力计P1管理将液体供给至液滴排出手段2的压力,且通过压力计P2管理干燥/收集手段中的压力。在这种情况下,当P1>P2时,存在调色剂组合物液114可从排出孔19渗出的风险。当P1<P2时,存在可让气体进入排出手段和使排出停止的风险。因此,优选的是P1≈P2。
在腔161中从输送气流进口端口164形成下降气流(输送气流)101。从液滴排出手段2排出的液滴121不仅通过重力而且还通过输送气流101向下输送,通过输送气流出口165离开,并通过凝固粒子收集手段162收集和存储于凝固粒子存储手段163中。
[输送气流]
如果喷射液滴在干燥前彼此接触,则它们合并成一个粒子(下文中,这种现象称作合并)。为了获得具有均匀粒度分布的凝固粒子,必须使喷射液滴彼此保持一段距离。然而,具有一定初始速度的喷射液滴由于空气阻力不久就丧失速度。已经丧失速度的粒子被之后喷射的液滴追上,并且结果它们彼此合并。图10A-图10D显示使用流动型粒子图像分析仪(由SysmexCorporation制造的FPIA-3000)捕获的合并粒子的状态和粒径。
由于这种现象时常发生,以这种状态收集的粒子的粒度分布非常差。为了防止合并,必须在输送和凝固液滴的同时使用输送气流101防止液滴的速度减慢和液滴彼此接触从而防止合并。最终,将凝固粒子输送至凝固粒子收集手段。
例如,如图7中显示的,通过在与液滴排出方向相同的方向上在液滴排出手段附近提供作为第一气流的输送气流101的一部分,可防止在液滴排出后液滴的速度立即减慢并且由此防止合并。替代地,防止合并的气流可如图8中显示的为排出方向的横向。替代地,尽管没有示出,但气流可具有角度,并且该角度优选为液滴将从液滴排出手段拖离的角度。当防止合并的气流如图8中以与液滴的排出横向地供应时,防止合并的气流的方向优选为其中液滴在通过气流输送时不会离开轨迹的方向。
在用如上所述的第一气流防止合并后,可将凝固粒子用第二气流输送至凝固粒子收集手段。
第一气流的速度优选等于或大于喷射液滴的速度。当防止合并的气流的速度小于液滴喷射速度时,难以发挥作为防止合并的气流的基本目的的防止液滴粒子彼此接触的功能。
就特性而言,第一气流可进一步调节(condition)以防止液滴合并,并且不需要必须和第二气流相同。此外,促进粒子表面凝固的化学物质可混入防止合并的气流中,或者可预期物理作用而赋予至气流。
输送气流101就气流状态而言没有特别限制,并且可为层流、涡流、或湍流。构成输送气流101的气体的种类没有特别限制,并且可为空气或不可燃气体(例如氮气)。可适当地调节输送气流101的温度,并且优选的是输送气流在制造期间不经历温度波动。腔161可具有配置成改变输送气流101的气流状态的手段。输送气流101可用于不仅防止液滴121合并而且防止它们沉积在腔161的壁表面上。
[二次干燥]
当通过图7中显示的干燥/收集手段获得的调色剂粒子包含大量残留溶剂时,根据需要进行二次干燥以减少残留溶剂的量。对于二次干燥,可使用常见的公知的干燥方法,例如流化床干燥和真空干燥。当有机溶剂残留在调色剂中时,不仅调色剂特性(例如耐热存储稳定性、定影性和带电性)可随时间变化,而且残留溶剂可在定影期间通过加热而挥发,其增加使用者和外围设备受到不利影响的可能性。因此,进行充分干燥。
本发明的调色剂用于例如在图9中显示的串列式全色图像形成设备。
图9中显示的串列式全色图像形成设备100C包括复印机主体150、供纸台200、扫描仪300和自动文件供给器(ADF)400。
在复印机主体150的中央设置环形带形状的中间转印部件50。中间转印部件50由支撑辊14、15和16张紧,并可以图9中的顺时针方向旋转。在支撑辊15附近设置配置成除去中间转印部件50上的残留调色剂的中间转印部件清洁装置17。由支撑辊14和支撑辊15张紧的中间转印部件50在其上设置有包括用于黄色、青色、品红色和黑色的四个图像形成手段18的串列式显影装置120,所述四个图像形成手段18面对中间转印部件并且沿着中间转印部件的输送方向并列排列。在串列式显影装置120附近设置作为曝光部件的曝光装置21。在与中间转印部件50的其上设置有串列式显影装置120的侧相反的侧上设置二次转印装置22。在二次转印装置22中,二次转印带24(其为环形带)由一对辊23张紧。在二次转印带24上输送的转印纸和中间转印部件40可彼此接触。在二次转印装置22附近设置作为定影手段的定影装置25。定影装置25包括定影带26(其为环形带),和设置成压接该带的加压辊27。
在串列式图像形成设备中,配置成使转印纸翻转以在转印纸的两面上形成图像的纸翻转装置28设置在二次转印装置22和定影装置25附近。
接着,将对用串列式显影装置120形成全色图像(彩色复印)进行解释。首先,将文件置于自动文件供给器(ADF)400的文件台130上,或者将自动文件供给器(ADF)400打开,将文件置于扫描仪300的接触玻璃32上,并且将自动文件供给器400关闭。
在按下启动开关(未示出)时,当文件已经置于自动文件供给器400上时扫描仪300在文件被输送至接触玻璃32上之后启动,或者当文件已经置于接触玻璃32上时扫描仪300在按下启动开关之后立刻启动。然后,第一行进部件33和第二行进部件34开始运行。此时,第一行进部件33用来自光源的光照射文件表面,并且第二行进部件34用镜子反射被文件表面反射的光,使得反射的光可通过成像透镜35被读取传感器36接收。以这种方式,将彩色文件(彩色图像)读取成黑色、黄色、品红色和青色的图像信息。
将黑色、黄色、品红色和青色各自的图像信息传送至串列式显影装置120的图像形成手段18(黑色图像形成手段、黄色图像形成手段、品红色图像形成手段和青色图像形成手段)的对应的一个。所述图像形成手段分别形成黑色、黄色、品红色和青色的调色剂图像。串列式显影装置120的图像形成手段18(黑色图像形成手段、黄色图像形成手段、品红色图像形成手段和青色图像形成手段)各自包括静电潜像承载部件(黑色静电潜像承载部件10K、黄色静电潜像承载部件10Y、品红色静电潜像承载部件10M和青色静电潜像承载部件10C),配置成对静电潜像承载部件均匀充电的充电装置,配置成使静电潜像承载部件以如与基于对应彩色图像信息的对应彩色图像对应的图像一样的成像方式(imagewise)暴露于光、和在静电潜像承载部件上形成对应于彩色图像的静电潜像的曝光装置,配置成用对应彩色调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂和青色调色剂)使静电潜像显影以形成基于彩色调色剂的调色剂图像的显影装置,配置成将调色剂图像转印至中间转印部件50上的转印充电装置,清洁装置,以及电荷消除装置。图像形成手段18可基于对应颜色的图像信息形成对应颜色的单色图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)。将在黑色静电潜像承载部件10K、黄色静电潜像承载部件10Y、品红色静电潜像承载部件10M和青色静电潜像承载部件10C上以这种方式形成的黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像顺序转印(一次转印)至通过支撑辊14、15和16旋转运动的中间转印部件50上。在中间转印部件40上,黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像叠加在一起,并且形成复合彩色图像(彩色转印图像)。
同时,在供纸台200中,供纸辊142之一选择性地旋转以将纸(记录纸)从在纸库143中以多级设置的供纸盒144之一提出。所述纸通过经由分离辊145逐一分离而送出至供纸路径146,通过输送辊147输送以被引导至复印机主体150中的供纸路径148,并且撞上对位辊49而停止。替代地,供纸辊142旋转,并且将手动供纸盘54上的纸(记录纸)通过经由分离辊52逐一分离而提出至手动供纸路径53中并且同样地撞上对位辊49而停止。对位辊通常以接地状态使用,但可以施加偏压的状态使用以将纸屑从纸上除去。然后,为了与在中间转印部件50上组合的复合彩色图像(彩色转印图像)合拍,使对位辊49开始旋转以将纸(记录纸)送出至中间转印部件50和二次转印装置22之间,使得可通过二次转印装置22将复合彩色图像(彩色转印图像)转印(二次转印)至纸上。如此,可将彩色图像转印和形成在纸(记录纸)上。将已经转印图像之后在中间转印部件上的任何残留调色剂通过中间转印部件清洁装置17清洁掉。
将其上转印和形成彩色图像的纸(记录纸)通过二次转印装置22输送并递送至定影装置25,并且通过定影装置25用热和压力将复合彩色图像(彩色转印图像)定影至纸(记录纸)上。之后,将纸(记录纸)通过切换爪55切换至排出辊56以使其排出,然后堆叠在排纸盘57上。替代地,将纸通过切换爪55切换至纸翻转装置28以使其翻转,再次引导至转印位置,并在其背面上也记录有图像后通过排出辊56排出,并堆叠在排纸盘57上。
实施例
下面将基于实施例更详细地对本发明进行描述。
本领域普通技术人员容易对以下描述的本发明的实施例进行变更和变换并形成另一实施方式。这样的变更和变换包括于本发明中,并且以下给出的解释是关于本发明的优选实施方式的实例,且不限制本发明。
除非另外明确规定,份表示质量份,且%表示质量%。
(粘合树脂的合成)
-粘合树脂1的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中加入作为醇组分的双酚A-环氧丙烷加合物(0.6mol)和双酚A-环氧乙烷加合物(0.6mol)、作为羧酸组分的对苯二甲酸(0.8mol)和己二酸(0.2mol)、以及作为酯化催化剂的辛酸锡,使它们在氮气气氛下在180℃经历缩聚反应4小时。之后,向其中加入偏苯三酸(0.07mol),并使它们在210℃的升高温度下反应1小时,并且在8kPa下进一步反应1小时,从而合成聚酯树脂1(粘合树脂1)。该树脂对水的接触角为69°,其重均分子量(Mw)为25,000,以及其玻璃化转变点(Tg)为58℃。
-粘合树脂2的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中加入作为醇组分的双酚A-环氧丙烷加合物(0.5mol)和双酚A-环氧乙烷加合物(0.5mol)、作为羧酸组分的对苯二甲酸(0.7mol)和己二酸(0.3mol)、以及作为酯化催化剂的辛酸锡,使它们在氮气气氛下在180℃经历缩聚反应4小时。之后,向其中加入偏苯三酸(0.07mol),并使它们在210℃的升高温度下反应1小时,并且在8kPa下进一步反应1小时,从而合成聚酯树脂2(粘合树脂2)。该树脂对水的接触角为72°,其重均分子量为70,000,以及其玻璃化转变点为61℃。
-粘合树脂3的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中以羟基对羧基的摩尔比OH/COOH为1.4加入双酚A-环氧乙烷2mol加合物和双酚A-环氧丙烷3mol加合物(摩尔比(双酚A-环氧乙烷2mol加合物/双酚A-环氧丙烷3mol加合物)为85/15)、间苯二甲酸和对苯二甲酸(摩尔比(间苯二甲酸/对苯二甲酸)为80/20),并用四异丙醇钛(500ppm)使它们在标准压力下在230℃反应8小时,并在10mmHg至15mmHg的减压下进一步反应4小时,从而获得中间聚酯。接着,向反应容器中加入相对于全部树脂组分量为1mol%的偏苯三酸酐,并使它们在180℃在标准压力下反应3小时,从而合成粘合树脂3。该树脂对水的接触角为77°,其重均分子量为6,200,以及其玻璃化转变点为52℃。
-粘合树脂4的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中以羟基对羧基的摩尔比OH/COOH为1.2加入双酚A-环氧乙烷2mol加合物和双酚A-环氧丙烷3mol加合物(摩尔比(双酚A-环氧乙烷2mol加合物/双酚A-环氧丙烷3mol加合物)为85/15)、间苯二甲酸和对苯二甲酸(摩尔比(间苯二甲酸/对苯二甲酸)为80/20),并用四异丙醇钛(500ppm)使它们在标准压力下在230℃反应8小时,并在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应4小时。接着,向反应容器中加入相对于全部树脂组分量为1mol%的偏苯三酸酐,并使它们在180℃在标准压力下反应3小时,从而获得非晶聚酯树脂4(粘合树脂4)。
该树脂对水的接触角为79°,其重均分子量为14,500,以及其玻璃化转变点为55℃。
-粘合树脂5的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中以羟基对羧基的摩尔比OH/COOH为1.1加入双酚A-环氧乙烷2mol加合物和双酚A-环氧丙烷3mol加合物(摩尔比(双酚A-环氧乙烷2mol加合物/双酚A-环氧丙烷3mol加合物)为85/15)、间苯二甲酸和对苯二甲酸(摩尔比(间苯二甲酸/对苯二甲酸)为80/20),并用四异丙醇钛(500ppm)使它们在标准压力下在230℃反应8小时,并在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应4小时。接着,向反应容器中加入相对于全部树脂组分量为1mol%的偏苯三酸酐,并使它们在180℃在标准压力下反应3小时,从而获得非晶聚酯树脂5(粘合树脂5)。
该树脂对水的接触角为82°,其重均分子量为16,000,以及其玻璃化转变点为57℃。
-粘合树脂6的合成-
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中加入作为醇组分的双酚A-环氧丙烷加合物(0.6mol)和双酚A-环氧乙烷加合物(0.6mol)、作为羧酸组分的对苯二甲酸(0.9mol)、以及作为酯化催化剂的辛酸锡,并使它们在氮气气氛下在180℃经历缩聚反应4小时。之后,向其中加入偏苯三酸酐(0.07mol),并使它们在210℃的升高温度下反应1小时,并且在8kPa下进一步反应1小时,从而合成聚酯树脂6(粘合树脂6)。该树脂对水的接触角为66°,其重均分子量为14,000,以及其玻璃化转变点为53℃。
-粘合树脂7-
使用苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物树脂。该苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物树脂对水的接触角为84°,其重均分子量为13,000,以及其玻璃化转变点为53℃。
粘合树脂1-7的特性示于表1中。
表1
(着色剂分散液的制备)
首先,制备作为着色剂的炭黑的分散液。
将炭黑(由CabotCorporation制造的REGAL400)(17份)和颜料分散剂(3份)用包括搅拌桨叶的混合器首先分散于乙酸乙酯(80份)中。使用AJISPERPB821(由AjinomotoFine-TechnoCo.,Inc.制造)作为所述颜料分散剂。将获得的第一分散液用珠磨机(由AshizawaFinetechLtd.制造的LMZ型,其具有拥有0.3mm直径的氧化锆珠)以强的剪切力细微地分散,从而获得5μm以上的凝集体从其完全除去的第二分散液。
(脱模剂分散液的制备)
接着,制备脱模剂分散液。
将巴西棕榈蜡脱模剂(18份)和脱模剂分散剂(2份)用包括搅拌桨叶的混合器首先分散于乙酸乙酯(80份)中。将获得的第一分散液在搅拌的同时加热至80℃,并在巴西棕榈蜡脱模剂溶解后,冷却至室温,从而使脱模剂粒子沉积,使得它们的最大直径可为3μm以下。作为所述脱模剂分散剂,使用通过将苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物与聚乙烯脱模剂接枝而获得的产物。将获得的分散液进一步用珠磨机(由AshizawaFinetechLtd.制造的LMZ型,其具有拥有0.3mm直径的氧化锆珠)以强的剪切力细微地分散和制备使得最大直径可为1μm以下。
(调色剂液的制备)
接着,将各分散液或溶解液用包括搅拌桨叶的混合器搅拌10分钟并均匀分散,使得粘合树脂、着色剂和脱模剂的组成可如表2中显示的,从而获得调色剂组合物液。没有发生由于溶剂稀释的冲击引起的颜料和脱模剂粒子的凝集。注意,用乙酸乙酯调节固体含量。
(实施例A)
<调色剂A的制造>
用图1、图2和图3中显示的调色剂制造设备,在以下描述的条件下从采用图4A-图4D中显示的液柱共振原理的液滴排出头排出调色剂组合物液A的液滴。之后,将液滴干燥、凝固、用旋风分离器收集、并然后在35℃二次干燥48小时,从而制造调色剂母粒子A。
[液柱共振条件]
共振模:N=2
液柱共振液体腔的纵向两端之间的长度:L=1.8mm
液柱共振液体腔的公共液体供应路径侧框架端的高度:h1=80μm
液柱共振液体腔的连通端口的高度:h2=40μm
[调色剂母粒子制造条件]
分散液的比重:ρ=1.1g/cm3
排出孔的形状:正圆
排出孔的直径:7.5μm
排出孔开口的数目:每1个液柱共振液体腔4个
相邻排出孔的中心之间的最小间隔:130μm(全部是等间隔)
干燥空气温度:40℃
施加压力:10.0V
驱动频率:395kHz
(实施例B)
通过使用调色剂组合物B代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂B。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(实施例C)
通过使用调色剂组合物液C代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂C。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(实施例D)
通过使用调色剂组合物液D代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂D。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(实施例E)
通过使用调色剂组合物液E代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂E。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(实施例F)
通过使用调色剂组合物液F代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂F。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(对比例A)
通过使用调色剂组合物液G代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂G。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(对比例B)
通过使用调色剂组合物液H代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂H。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(对比例C)
通过使用调色剂组合物液I代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂I。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(对比例D)
通过使用调色剂组合物液J代替实施例A中的调色剂组合物液A获得调色剂J。评价调色剂的特性和在喷射期间喷嘴的阻塞,并且将结果示于表3中。
(对比例E)
在对比例E中,改变调色剂制造方法。根据以下程序制造调色剂母粒子K。
-苯乙烯/丙烯酸类树脂粒子的合成-
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-环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐(由SanyoChemicalIndustries,Ltd.制造的ELEMINOLRS-30)(16份)、苯乙烯(83份)、甲基丙烯酸(83份)、丙烯酸丁酯(110份)和过硫酸铵(1份),并将它们在400rpm下搅拌15分钟,得到白色乳液。将白色乳液加热直至体系的内部温度变成75℃,并反应5小时。向其中加入1质量%的过硫酸铵水溶液(30份),并将它们在75℃下陈化5小时,从而获得基于乙烯基的树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁基/甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐)的水性分散液,即[苯乙烯/丙烯酸类树脂粒子分散液A1]。苯乙烯/丙烯酸类树脂粒子A1的玻璃化转变温度Tg为62℃。
-丙烯酸类树脂粒子的合成-
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入水(683份)、双十八烷基二甲基氯化铵(由KaoCorporation制造的CATIONDS)(10份)、甲基丙烯酸甲酯(144份)、丙烯酸丁酯(50份)、过硫酸铵(1份)和二甲基丙烯酸乙二醇酯(4份),并将它们在400rpm下搅拌15分钟,得到白色乳液。将白色乳液加热直至体系内部温度变成65℃,并反应10小时。向其中加入1质量%的过硫酸铵水溶液(30份),并使它们在75℃下陈化5小时,从而获得基于乙烯基的树脂(甲基丙烯酸甲酯)的水性分散液,即[丙烯酸类树脂粒子分散液B1]。丙烯酸类树脂粒子B1的玻璃化转变温度Tg为79℃。
--水性介质相的制备--
将水(660份)、苯乙烯/丙烯酸类树脂粒子分散液A1(25份)、48.5质量%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液(由SanyoChemicalIndustries,Ltd.制造的“ELEMINOLMON-7”)(25份)和乙酸乙酯(60份)混合和搅拌,从而获得不透明的白色液体(水相)。向其添加丙烯酸类树脂粒子B1(50份),从而获得[水相]。在用光学显微镜观察时,确认数百μm的凝集体。当将该水性介质相用TK均匀混合器(由TokushuKikaKogyoCo.,Ltd.制造)在8,000rpm的转速下搅拌时,凝集体可破开并分散成数μm的较小凝集体,其用光学显微镜确认。因此,可预料丙烯酸类树脂粒子在随后进行的调色剂材料乳化步骤中将分散和附着于调色剂材料组分的液滴。丙烯酸类树脂粒子将如此聚集,而为了使它们均匀地附着于调色剂的表面,在剪切下使它们破开将是重要的。
-乳化/脱溶剂-
将[水相](1,200份)加入盛有[调色剂组合物液K](980份)的容器,并将它们用TK均匀混合器在13,000rpm的转速下混合20分钟,从而获得[乳化淤浆]。
向装备有搅拌器和温度计的容器中加入[乳化淤浆],并将其在30℃下脱溶剂8小时,并且之后在45℃下陈化4小时,从而获得[分散淤浆]。
-洗涤/干燥-
将分散淤浆(100份)在减压下过滤。之后,将以下操作(1)-(4)进行两次,从而获得[滤饼1]。
(1):向滤饼中加入离子交换水(100份),并且将它们用TK均匀混合器混合(在12,000rpm的转速下10分钟),并且之后进行过滤。
(2):向(1)的滤饼中加入10%氢氧化钠水溶液(100份),并且将它们用TK均匀混合器混合(在12,000rpm的转速下30分钟),并且之后在减压下进行过滤。
(3):向(2)的滤饼中加入10%盐酸(100份),并且将它们用TK均匀混合器混合(在12,000rpm的转速下10分钟),并且之后进行过滤。
(4):向(3)的滤饼中加入离子交换水(300份),并且将它们用TK均匀混合器混合(在12,000rpm的转速下10分钟),并且之后,进行过滤。
将[滤饼1]用空气循环干燥器在45℃下干燥48小时并且通过具有75μm筛目尺寸的筛子进行筛分,从而获得[调色剂K]。
(载体的制造)
将以下描述的组合物用均匀混合器分散20分钟,以制备涂层形成液。用流化床涂布机,将具有40μm粒径的球形磁铁矿(1,000份)的表面用所述涂层形成液进行涂布,从而获得磁性载体。
[组合物]
硅酮树脂(有机未改性(straight)硅酮):100份
甲苯:100份
γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷:5份
炭黑:10份
(显影剂的制造)
对于各调色剂A-L,将黑色调色剂(4份)和磁性载体(96份)用球磨机混合,以制造双组分显影剂。
对于各双组分显影剂,根据以下方法评价粒度分布、粘合比(结合比,bindingratio)和定影性。
(粒度分布和粘合比的评价)
根据以下描述的测量方法用流动型粒子图像分析仪(由SysmexCorporation制造的FPIA-3000)测量调色剂的粒度分布和粘合比。
<<测量方法>>
将10质量%的表面活性剂(烷基苯磺酸盐,由Dai-IchiKogyoSeiyakuCo.,Ltd.制造的NEOGENSC-A)(0.5mL)添加至100mL玻璃制烧杯,向其中添加各调色剂(0.5g)并用微型刮铲对其进行混合,然后向其中添加粒子包覆物(覆盖物,sheath)(由SysmexCorporation制造)(80mL)。将获得的分散液用超声分散器(由HondaElectronicsCo.,Ltd.制造的W-113MK-II)分散10分钟。
用流动型粒子图像分析仪FPIA-3000第一次测量分散液以调节分散液浓度。然后通过稀释使得通过分析仪指示的有效分析值为3,500-14,000第二次测量分散液。(当将分散液用粒子包覆物以通过将第一次测量的有效分析值除以7,000而获得的倍数进行稀释时,第二次测量的有效分析值将近似落入3,500-14,000的范围内。当有效分析值在3,500以下时,通过增大调色剂的量再制备分散液。)作为测量条件,物镜的放大倍率为×10,且测量模式为HPF。当有效分析值小于3,500时,测量的粒子数目少,测量误差的余量(margin)大。当有效分析值大于14,000时,样品浓度高,且因此2个粒子被作为1个粒子分析。因此,粒径可为偏大的或圆度可为偏低的。
使用获得的数据计算粒度分布。调色剂的体均粒径(Dv)为等效圆直径(体积计),且调色剂的数均粒径(Dn)为等效圆直径(数目计)。分析条件(对于粒径和形状)为0.500≤等效圆直径<200.0和0.200≤圆度≤1.000。
如下获得粘合比。图10E-图10G中显示的粘合粒子(包括2个粒子)和粘合粒子(包括3个粒子)具有比基本粒子小的圆度。通过改变流动型粒子图像分析仪FPIA-3000的分析条件(粒子形状限制:圆度),对粘合粒子的数目进行计数,并计算该数目对全部粒子数目的比率。
具体方法如下。在0.500≤等效圆直径<200.0且0.200≤圆度≤1.000的分析条件(对于粒径和形状)下计数的有限粒子数目为A。该数目A为全部粒子的数目。在0.500≤等效圆直径<200.0且0.200≤圆度≤0.950的分析条件(对于粒径和形状)下计数的有限粒子数目为B。粘合比为(B/A)×100[%]。
(定影性的评价)
用图9中显示的串列式全色图像形成设备100C,在转印纸(6200型,由RicohCompanyLtd.制造)上以0.85±0.10mg/cm2的转印调色剂沉积量形成整面实心图像(具有3cm×8cm的图像尺寸),并通过改变定影带的温度将其在转印纸上定影,并目视评价热偏移的存在或不存在。不发生热偏移时的最高温度和最低定影温度之间的差值为可定影范围[℃]。所述实心图像形成于转印纸上距离纸的纸传送方向前端3.0cm的位置处。纸穿过定影装置的夹持部的速度为280mm/s。较宽的可定影范围意味着较好的耐热偏移性,且约50℃的范围是常规全色调色剂的平均可定影范围。
(接触角的测量)
调色剂和调色剂在热熔融后的接触角CAa和CAb根据在“用于测量接触角的方法”的部分中描述的方法进行测量。粒度分布、接触角、粘合比和定影性(可定影范围)的评价结果示于表3中。
表3
实施例A-F的调色剂A-F具有1.05以下的粒度分布、0.5%以下的粘合比和50℃以上的可定影范围,并且在全部所述方面是优异的。
另一方面,对比例A-D导致优异的可定影范围,但是差的粘合比和粒度分布。这被认为是因为沉积在粒子最外表面上的树脂的干燥性质低,并且粒子在干燥的同时彼此粘合,从而导致差的粒度分布。对比例E的调色剂是通过化学造粒制造的调色剂,并且在粒度分布上比其它调色剂差。不同于调色剂A-J,该调色剂的值CAa-Cab为负值。这被认为是因为具有小接触角的材料不均匀地沉积在调色剂的表面上。
本发明涉及根据以下(1)的调色剂,而且包括以下的实施方式(2)-(10)。
(1)调色剂,包括:
粘合树脂,
其中所述调色剂通过干燥液滴而获得,所述液滴通过将包含疏水性介质的调色剂组合物液从排出孔排出而形成,
其中所述粘合树脂包括具有不同的(对水的)接触角的两种或更多种类的粘合树脂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量,以及
其中其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
(2)根据(1)所述的调色剂,
其中所述调色剂在热熔融之前的接触角(CAa)和所述调色剂在热熔融之后的接触角(CAb)满足下式I:
CAb+3°≤CAa(式I)。
(3)根据(1)或(2)所述的调色剂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有50℃或更高的玻璃化转变点(Tg)。
(4)根据(1)-(3)任一项所述的调色剂,
其中具有最大接触角的粘合树脂对所述粘合树脂的比率为5质量%-50质量%。
(5)根据(1)-(4)任一项所述的调色剂,
其中具有最大接触角的粘合树脂的接触角和其它粘合树脂的接触角之间的差值为5°以上。
(6)根据(1)-(5)任一项所述的调色剂,
其中所述调色剂具有1μm-10μm的体均粒径和1.00-1.10的作为体均粒径/数均粒径的粒度分布。
(7)调色剂制造方法,包括:
从排出孔排出调色剂组合物液并形成液滴;和
使所述液滴凝固,
其中所述调色剂组合物液至少包括粘合树脂和脱模剂,
其中所述粘合树脂包括具有不同的(对水的)接触角的两种或更多种类的粘合树脂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量。
(8)根据(7)所述的调色剂制造方法,
其中排出调色剂组合物液通过如下而形成液滴:向在设置有至少一个排出孔的液柱共振液体腔中的调色剂组合物液施加振动,以基于液柱共振形成驻波和从在与所述驻波的波腹对应的区域中形成的排出孔排出所述调色剂组合物液。
(9)根据(7)或(8)所述的调色剂制造方法,
其中排出调色剂组合物液通过如下而形成液滴:用振动手段向其中形成有多个具有相同的开口尺寸的排出孔的薄膜施加振动,以从所述排出孔排出调色剂组合物液。
10.显影剂,至少包括:
根据(1)-(6)任一项所述的调色剂;和
载体。
参考符号列表
1调色剂制造设备
2液滴排出手段
11液柱共振液滴排出手段
100C图像形成设备
150复印机主体
200供纸台
300扫描仪
400自动文件供给器
Claims (10)
1.调色剂,包括:
粘合树脂,
其中所述调色剂是通过将调色剂组合物在疏水性介质中造粒、和然后使经造粒的产物干燥而获得的,
其中所述粘合树脂包括具有不同的对水的接触角的两种或更多种类的粘合树脂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量,以及
其中其它粘合树脂具有大于15,000的重均分子量。
2.根据权利要求1所述的调色剂,
其中所述调色剂在热熔融之前的接触角(CAa)和所述调色剂在热熔融之后的接触角(CAb)满足下式(I):
CAb+3°≤CAa(式I)。
3.根据权利要求1或2所述的调色剂,
其中所述具有最大接触角的粘合树脂具有50℃或更高的玻璃化转变点(Tg)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的调色剂,
其中所述具有最大接触角的粘合树脂对所述粘合树脂的比率为5质量%-50质量%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的调色剂,
其中所述具有最大接触角的粘合树脂的接触角和所述其它粘合树脂的接触角之间的差值为5°或更大。
6.根据权利要求1-5任一项所述的调色剂,
其中所述调色剂具有1μm-10μm的体均粒径和1.00-1.10的作为体均粒径/数均粒径的粒度分布。
7.调色剂制造方法,包括:
从排出孔排出调色剂组合物液以形成液滴,和
使所述液滴凝固,
其中所述调色剂组合物液包括粘合树脂和脱模剂,
其中所述粘合树脂包括具有不同的对水的接触角的两种或更多种类的粘合树脂,
其中具有最大接触角的粘合树脂具有15,000或更小的重均分子量。
8.根据权利要求7所述的调色剂制造方法,
其中排出调色剂组合物液通过如下而形成液滴:向在设置有至少一个排出孔的液柱共振液体腔中的调色剂组合物液施加振动,以形成基于液柱共振的驻波和从在与所述驻波的波腹对应的区域中形成的排出孔排出所述调色剂组合物液。
9.根据权利要求7或8所述的调色剂制造方法,
其中排出调色剂组合物液通过如下而形成液滴:用振动手段向其中形成有多个具有相同的开口尺寸的排出孔的薄膜施加振动,以从所述排出孔排出调色剂组合物液。
10.显影剂,包括:
根据权利要求1-6任一项所述的调色剂;和
载体。
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