CN105388715B - 图像形成方法、调色剂组及白色调色剂 - Google Patents

图像形成方法、调色剂组及白色调色剂 Download PDF

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Abstract

提供一种图像形成方法、调色剂组及白色调色剂,所述图像形成方法更有效地显现由白色调色剂形成的图像层产生的记录介质的遮蔽性功能,另外,低温定影性提高。一种图像形成方法,其包括:使图像形成层(A)和图像形成层(B)在记录介质上定影,所述图像形成层(A)使用白色调色剂而得到,所述图像形成层(B)邻接于所述图像形成层(A)且使用与所述白色调色剂不同的调色剂而得到,其中,将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):1.000<Dw/Dc<1.300(1),1.000≤Sc/Sw<1.060(2)。

Description

图像形成方法、调色剂组及白色调色剂
本申请是基于在2014年8月25日申请的日本专利申请No.2014-170708,其内容以引用的方式编入。
技术领域
本发明涉及一种图像形成方法、调色剂组及白色调色剂。
背景技术
在使用有电子照相方式的图像形成方法中,通过带电装置在像形成体上一样地进行带电之后,进行像曝光而形成静电潜像。潜像部分利用接下来的显影装置进行显影,形成调色剂图像。近年来,在用于电子照相方式的图像形成中静电潜像用调色剂的领域中,根据来自市场的各种各样的要求进行了开发。特别是印刷的记录介质的种类增加,就印刷机的记录介质对应性而言,来自市场的要求非常高。
例如,在向彩色纸或黑纸、铝蒸镀纸或透明的膜等特殊的记录介质输出的情况下,由于记录介质对颜色特性产生影响,因此仅由黄、品红、青、黑这4色构成的全部彩色调色剂,不能得到充分的显色。因此,重新提出了在最下层使用白色调色剂来制成5色调。通过形成白色调色剂图像,可以遮蔽记录介质的色彩,另外,可以抑制由记录介质表面的凹凸产生的图像紊乱。
为了遮蔽记录介质的色彩,需要通过白色调色剂形成的图像层将对应于将要由彩色调色剂等形成图像层部的记录介质部分覆盖,另外,需要在调色剂中含有用于遮蔽所需量的白色颜料。但是,调色剂中的颜料份数增多的情况下,由于露出于表面的白色颜料的调色剂变多从而带电性变差,有时产生灰雾(在本来不会进行印刷的部分调色剂被微量转印的现象),另外,定影时的图像强度也降低。
为了抑制这种图像缺陷,在日本特开2007-33719号公报中公开有将结晶性树脂及白色着色剂的含量设为特定的范围的白色调色剂。
发明内容
发明所要解决的问题
为了实现消耗电力的降低化及印刷的高速化、应用纸种扩大等,在比目前更低的温度下对调色剂图像进行定影的所谓的低温定影技术备受关注。
但是,使用有现有的白色调色剂的情况下,存在并不充分满足由白色调色剂产生的记录介质遮蔽性和低温定影性这两者的问题点。
因此,本发明的目的在于,提供一种更有效地显现由白色调色剂形成的图像层产生的记录介质的遮蔽性功能,而且提高了低温定影性的图像形成方法、以及调色剂组和白色调色剂。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述的目的中的至少一个,反映了本发明的一方面的图像形成方法具有以下技术方案。
1.一种图像形成方法,其将白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将构成与使用白色调色剂得到的图像形成层(A)邻接的图像形成层(B)的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):1.000<Dw/Dc<1.300(1)、1.000≤Sc/Sw<1.060(2)。
2.如1.所述的图像形成方法,其中,通过对所述图像形成层(A)和所述图像形成层(B)一起进行定影而形成图像。
3.如1.或2.所述的图像形成方法,其中,与所述白色调色剂不同的调色剂为有色调色剂。
4.如1.~3.中任一项所述的图像形成方法,其中,1.010<Sc/Sw<1.040。
5.如1.~4.中任一项所述的图像形成方法,其中,0.910<Sw<0.943。
6.如1.~5.中任一项所述的图像形成方法,其中,所述白色调色剂及与所述白色调色剂不同的调色剂含有结晶性聚酯树脂。
7.如1.~6.中任一项所述的图像形成方法,1.050<Dw/Dc<1.250。
具体实施方式
本发明的第一实施方式为一种图像形成方法,其包括:使图像形成层(A)和图像形成层(B)定影于记录介质上,所述图像形成层(A)使用白色调色剂而得到,所述图像形成层(B)邻接于所述图像形成层(A),且使用与所述白色调色剂不同的调色剂而得到,其中,将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):1.000<Dw/Dc<1.300(1),1.000≤Sc/Sw<1.060(2)。
本发明的第二实施方式为一种调色剂组,其包含白色调色剂和用于与使用所述白色调色剂得到的图像形成层(A)邻接的图像形成层(B)中与所述白色调色剂不同的调色剂,其中,将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2)。在第二实施方式中,优选与白色调色剂不同的调色剂为有色调色剂。在第二实施方式中,优选1.010<Sc/Sw<1.040。在第二实施方式中,优选0.910<Sw<0.943。在第二实施方式中,优选白色调色剂及与白色调色剂不同的调色剂含有结晶性聚酯树脂。在第二实施方式中,优选1.050<Dw/Dc<1.250。
需要说明的是,在此所说的调色剂组是指在转印于记录介质上时形成不同的图像形成层的调色剂的组合。因此,例如,在此在所说的调色剂组中不包括将黑色调色剂及白色调色剂装入于一个调色剂瓶而形成灰色图像的白色调色剂及黑色调色剂的组合。
本发明的第三实施方式为一种白色调色剂,其和与所述白色调色剂不同的调色剂存在以下关系:将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足上述式(1)及(2),所述与所述白色调色剂不同的调色剂用于与使用白色调色剂得到的图像形成层(A)邻接的图像形成层(B)中。在第三实施方式中,优选与白色调色剂不同的调色剂为有色调色剂。在第三实施方式中,优选1.010<Sc/Sw<1.040。在第三实施方式中,优选0.910<Sw<0.943。在第三实施方式中,优选白色调色剂及与白色调色剂不同的调色剂含有结晶性聚酯树脂。在第三实施方式中,优选1.050<Dw/Dc<1.250。
以下,将与白色调色剂不同的调色剂也称为其它调色剂。需要说明的是,在图像形成装置中,在与白色调色剂不同的调色剂为2种以上的情况下,通常,全部的调色剂成为构成图像形成层(B)的调色剂。因此,在图像形成装置中,在与白色调色剂不同的调色剂为2种以上的情况下,优选其全部的调色剂满足上述关系式(1)及(2),另外,优选满足下述记载的关系式(1)及(2)中的优选的范围及与其它调色剂有关的优选的条件。
图像形成层是指调色剂转印至记录介质上而形成的调色剂像,是指在记录介质上进行定影之前的调色剂像。
如果考虑白色调色剂形成的图像形成层对记录介质的遮蔽性得到提高这样的本申请发明的效果,层顺序优选为记录介质、白色调色剂形成的图像形成层(A)、其它调色剂形成的图像形成层(B)的顺序。此时,在利用定影辊进行定影时,图像形成层(B)为定影辊侧。
Dw/Dc≤1.000的情况下,难以显著地发挥白色图像产生的记录介质的遮蔽性功能。其它调色剂优选与白色调色剂相比更接近定影辊侧,因此,在定影时其它调色剂先发生熔融。Dw/Dc≤1.000的情况下,其它调色剂的粒径与白色调色剂的粒径相同,或者比白色调色剂的粒径大,因此,在定影时经过了熔融的其它调色剂发生熔融从而覆盖白色调色剂,其它调色剂容易与白色调色剂混杂,因此,认为难以显著地发挥白色图像产生的记录介质的遮蔽性功能。Dw/Dc≥1.300的情况下,低温定影性显著地降低。在Dw/Dc≥1.300的范围内,认为通过白色调色剂粒径变大,图像形成层(A)和图像形成层(B)的界面的凹凸变大,在定影性上产生不均,图像强度变差。另外,Dw/Dc≥1.300的情况下,由其它调色剂形成的图像的彩度或浓度也降低。其认为是:通过白色调色剂的粒径变大而图像形成层(A)的表面皲裂,其它调色剂难以被紧密地填满,图像的彩度或浓度降低。
另外,在Sc/Sw<1.000的情况下,难以显著地发挥白色图像产生的记录介质的遮蔽性功能。这认为是因为,其它调色剂的圆度比白色调色剂的圆度低,因此,粘接强度降低。并且,Sc/Sw≥1.060的情况下,低温定影性显著地降低,另外,难以显著地发挥白色图像产生的记录介质的遮蔽性功能。Sc/Sw≥1.060的情况下,认为在使用白色调色剂形成的图像形成层(A)和使用其它调色剂形成的图像形成层(B)之间空隙增加,在图像强度上产生问题,另外,认为由于在白色调色剂和其它调色剂没有被填的满图像层上产生大的凹凸,因此,难以显著地发挥白色图像产生的记录介质的遮蔽性功能。
需要说明的是,体积中值粒径为利用采用了库尔特原理的精密粒度分布测定装置(例如Beckman Coulter株式会社制造的“Multisizer3”等)测定的体积基准的中值粒径(体积基准中值粒径)。另外,体积中值粒径及圆度的具体的测定方法及算出方法采用以下实施例所述的方法。
即,在第一~第三的实施方式中,白色调色剂及构成与白色调色剂像邻接的调色剂像的调色剂具有满足1.000<Dw/Dc<1.300(1)、及1.000≤Sc/Sw<1.060(2)的关系的特征。通过使用满足(1)及(2)的关系的白色调色剂及其它调色剂,白色调色剂产生的记录介质的遮蔽性良好,同时,与邻接于白色调色剂的调色剂的粘接性得到提高,且可以输出维持了定影性的高品质的图像。即,根据上述第一实施方式的图像形成方法、第二实施方式的调色剂组及第三实施方式的白色调色剂,更有效地显现白色调色剂形成的图像层产生的记录介质的遮蔽性功能,另外,低温定影性提高。认为通过满足上述(1)及(2)的关系性,白色调色剂和其它调色剂平坦地进行排列、层叠,通过这样的排列、层叠而确保白色调色剂产生的记录介质的遮蔽性,另外,认为可以确保其它调色剂的功能、例如其它调色剂为彩色调色剂的情况下,可以确保彩色调色剂的彩度。
从低温定影性及白色调色剂产生的遮蔽性进一步得到提高方面考虑,优选1.050<Dw/Dc<1.250,更优选1.050<Dw/Dc<1.200。另外,优选1.010<Sc/Sw<1.040,更优选1.020<Sc/Sw<1.040。通过1.010<Sc/Sw、优选1.020<Sc/Sw,白色图像的遮蔽性进一步得到提高。另外,从遮蔽性或定影性的观点出发,通过Sc/Sw<1.040,确保排列、层叠、并且调色剂间的空隙变少,因此优选。
对白色调色剂的体积中值粒径Dw进行适当选择,使其在与其它调色剂的体积中值粒径Dc的关系中满足式(1)即可,从定影性、电稳定性的观点出发,优选为4.8~13.2μm,更优选为5.8~8.3μm。在此,电稳定性是指与转印性、清洁性、显影性等相关联的调色剂的粉末特性。
另外,对白色调色剂的平均圆度Sw进行适当选择,使其在与其它调色剂的平均圆度Sc的关系中满足式(2)即可,但从电稳定性的观点出发,优选超过0.910,更优选0.910<Sw<0.943,进一步优选Sw为0.917~0.932。
其它调色剂为白色调色剂以外即可,没有特别限定,可列举:有色调色剂、透明调色剂(至少含有粘结树脂而构成,不含有着色剂。并且,根据需要可以含有脱模剂等其它添加剂、外添剂。)、金属色彩调色剂(至少含有粘结树脂及金属颜料,并且,根据需要可以含有脱模剂等其它添加剂、外添剂。)、消色调色剂、红外及近红外线吸收调色剂等。
对其它调色剂的体积中值粒径Dc进行适当选择,使其在与白色调色剂的体积中值粒径Dw的关系中满足式(1)即可,但从低温定影性的观点出发,优选4.8~11.8μm,更优选4.8~8.0μm。
另外,对其它调色剂的平均圆度Sc进行适当选择,使其在与白色调色剂的平均圆度Sw的关系中满足式(2)即可,从电稳定性的观点出发,Sc优选为0.910~0.960,更优选为0.925~0.955。
从更显著地发挥有效地显现白色调色剂产生的遮蔽性功能的效果方面考虑,优选其它调色剂为有色调色剂。
白色调色剂是指通过至少含有粘结树脂及白色着色剂而构成的调色剂。并且,根据需要可以含有脱模剂等其它添加剂、外添剂。
有色调色剂是指通过至少含有粘结树脂及白色以外的有色着色剂而构成。并且,根据需要可以含有脱模剂等其它添加剂、外添剂。需要说明的是,有色是指白色以外的颜色(例如黄、品红、青、黑等)。
(着色剂)
作为着色剂,可以任意地使用炭黑、磁性体、染料、颜料等,作为炭黑,可使用槽法炭黑、炉法炭黑、乙炔炭黑、热裂法炭黑、灯黑等。作为磁性体,可以使用铁、镍、钴等强磁性金属;含有这些金属的合金、铁氧体、磁铁矿等强磁性金属的化合物;不含有强磁性金属但通过进行热处理而显示强磁性的合金,例如锰-铜-铝、锰-铜-锡等被称为惠伊斯勒磁性合金种类的合金;二氧化铬等。
作为白色的着色剂,具体而言,可列举例如:无机颜料(例如重质碳酸钙、轻质碳酸钙、氧化钛、氢氧化铝、钛白、滑石、硫酸钙、硫酸钡、氧化锌、氧化镁、碳酸镁、非晶质二氧化硅、胶体二氧化硅、白碳、高岭土、焙烧高岭土、脱层高岭土、铝硅酸盐、绢云母、膨润土、蒙脱石等)、有机颜料(例如聚苯乙烯树脂粒子、尿素甲醛树脂粒子等)。另外,也可列举具有中空结构的颜料、例如中空树脂粒子、中空二氧化硅等。从带电性及遮蔽性的观点出发,白色的着色剂优选氧化钛。氧化钛也可以使用锐钛矿型、金红石型、板钛矿型等任一种结晶结构。
作为黑色的着色剂,可使用例如炉法炭黑、槽法炭黑、乙炔炭黑、热裂法炭黑、灯黑等炭黑,进一步可以使用磁铁矿、铁氧体等磁性粉。
作为品红或红色用着色剂,可列举:C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48;1、C.I.颜料红53;1、C.I.颜料红57;1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红150、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红184、C.I.颜料红222等。
另外,作为橙色或黄色用着色剂,可列举:C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙43、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等。
并且,作为绿色或蓝色用的着色剂,可列举:C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15;2、C.I.颜料蓝15;3、C.I.颜料蓝15;4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝62、C.I.颜料蓝66、C.I.颜料绿7等。
这些着色剂也可以根据需要单独或选择组合使用两个以上。
着色剂的添加量优选相对于调色剂整体为1~60质量%,更优选为2~25质量%的范围。当在这样的范围时,可以确保图像的颜色再现性。
另外,作为着色剂的大小,以体积平均粒径计为10~1000nm,优选50~500nm,进一步特别优选80~300nm。
需要说明的是,其它调色剂为构成与图像形成层(A)邻接的图像形成层(B)的调色剂,因此,例如,除白色之外,在使用黄、品红、青、黑色的图像形成方法(装置)中,任一种调色剂均可以为构成图像形成层(B)的调色剂。因此,在这样的方法(装置)中,黄、品红、青、黑的任一种调色剂也优选满足上述式(1)及(2)的式。
(粘结树脂)
作为粘结树脂,可以使用现有的用于调色剂的粘结树脂,可列举例如:聚酯树脂;聚乙烯基甲苯等苯乙烯及其取代体的聚合物;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、苯乙烯-马来酸酯共聚物等苯乙烯类共聚物;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、环氧树脂、环氧基多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯基醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族类石油树脂等。
从在低的温度下使调色剂图像进行定影的低温定影性的观点出发,作为粘结树脂,优选至少使用结晶性聚酯树脂。在此,优选白色调色剂及其它调色剂的至少一种含有结晶性聚酯树脂,更优选白色调色剂及其它调色剂这两种含有结晶性聚酯树脂。另外,从低温定影性及调色剂的耐热保存性的观点出发,作为粘结树脂,优选组合使用结晶性聚酯树脂及非结晶性树脂,更优选组合使用结晶性聚酯树脂及非结晶性聚酯树脂。
<结晶性聚酯树脂>
结晶性聚酯树脂是指:在通过2元以上的羧酸(多元羧酸)和2元以上的醇(多元醇)之间缩聚反应而得到的公知的聚酯树脂中,在差示扫描热量测定(DSC)中,具有明确的吸热峰的树脂,而不是阶段状的吸热变化树脂。具体而言,明确的吸热峰是指:在实施例所述的差示扫描热量测定(DSC)中,在以升温速度10℃/分钟测定时,吸热峰的半值宽度为15℃以内的峰。
结晶性聚酯树脂只要如上述定义那样,就没有特别限定,例如,对于在由结晶性聚酯树脂形成的主链上具有使其它成分共聚而成的结构的树脂,该树脂只要是如上述所述显示明确的吸热峰的树脂,就相当于本发明中所说的结晶性聚酯树脂。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为2,000~20,000。当在这样的范围时,得到的调色剂粒子作为粒子整体不会成为熔点低的粒子,耐粘连性优异,另外,低温定影性也优异。
结晶性聚酯树脂的熔点(Tm)优选为50℃以上且低于120℃,更优选为60℃以上且低于90℃。通过使结晶性聚酯树脂的熔点在上述的范围,得到适当的低温定影性及定影分离性,因此优选。就结晶性聚酯树脂的熔点而言,将通过实施例所述的方法所测定的吸热峰温度设为结晶性聚酯树脂的熔点。
结晶性聚酯树脂的酸值(酸值AV)优选为5~70mgKOH/g。
结晶性聚酯树脂由多元羧酸成分及多元醇成分生成。作为多元羧酸成分及多元醇成分的元数,优选分别为2~3,特别优选分别为2,因此,作为特别优选的形态,对元数分别为2的情况(即二羧酸成分、二醇成分)进行说明。
作为二羧酸成分,优选使用脂肪族二羧酸,也可以组合使用芳香族二羧酸。作为脂肪族二羧酸,优选使用直链型的脂肪族二羧酸。具有以下优点:通过使用直链型的脂肪族二羧酸,结晶性得到提高。二羧酸成分并不限定于一种,可以混合使用两种以上。作为脂肪族二羧酸,更优选使用构成主链的碳原子数为2~22的直链型脂肪族二羧酸。
作为脂肪族二羧酸,可列举例如:草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二羧酸、1,10-癸二羧酸、1,10-十二烷二羧酸(1,10-十二烷二酸)、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,13-十三烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,16-十六烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等,另外,也可以使用它们的低级烷基酯或酸酐。
在上述的脂肪族二羧酸中,从获得容易性的观点出发,优选为碳原子的数为6~14的直链型的脂肪族二羧酸,更优选为己二酸、1,8-辛二羧酸、1,9-壬二羧酸、1,10-癸二羧酸、1,10-十二烷二羧酸(1,10-十二烷二酸)。
作为芳香族二羧酸,可列举例如:对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸等。其中,从获得容易性及乳化容易性的观点出发,优选使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸。
脂肪族二羧酸的使用量优选将用于形成结晶性聚酯树脂的二羧酸成分整体设为100构成摩尔%时为80构成摩尔%以上,更优选为90构成摩尔%以上,进一步优选为100构成摩尔%。通过使脂肪族二羧酸的使用量为80构成摩尔%以上,可以确保结晶性聚酯树脂的结晶性,可以得到所制造的调色剂优异的低温定影性,可以在最终所形成的图像上得到光泽性,同时对熔点下降引起的图像保存性的降低进行抑制,并且,在使用含有该结晶性聚酯树脂的油相液形成油滴时,可以可靠地得到乳化状态。
另外,作为二醇成分,优选使用脂肪族二醇,可以根据需要含有脂肪族二醇以外的二醇。作为二醇成分,在脂肪族二醇中,更优选使用构成主链的碳原子的数为2~22的直链型脂肪族二醇。
作为脂肪族二醇,可列举例如: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、1,10-十二烷二醇、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、1,20-二十烷二醇等。其中,从获得容易性的观点、可靠的低温定影性的显现的观点出发,优选构成主链的碳原子数为2~14的脂肪族二醇。
作为二醇成分,也可以使用支链型的脂肪族二醇,该情况下,从确保结晶性的观点出发,优选与直链型的脂肪族二醇同时使用,且用于提高该直链型的脂肪族二醇的比例。通过如上所述地用于提高直链型的脂肪族二醇的比例,确保结晶性而制造的调色剂能够可靠地得到优异的低温定影性,对最终形成的图像中熔点下降引起的图像保存性的降低进行抑制,进一步可靠地得到耐粘连性。
二醇成分既可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
作为用于形成结晶性聚酯树脂的二醇成分,优选使脂肪族二醇的含量为80构成摩尔%以上,更优选为90构成摩尔%以上,进一步优选为100构成摩尔%。通过使二醇成分中脂肪族二醇的含量为80构成摩尔%以上,可以确保结晶性聚酯树脂的结晶性,且制造的调色剂能够得到优异的低温定影性,同时,最终所形成的图像可得到光泽性。
作为脂肪族二醇以外的二醇,可列举具有双键的二醇、具有磺酸基的二醇等,具体而言,作为具有双键的二醇,可列举例如2-丁烯-1,4-二醇等。二醇成分中的具有双键的二醇的含量优选设为20构成摩尔%以下。
需要说明的是,可以根据需要,在调整酸值或羟基值等目的下,组合使用乙酸、苯甲酸等1元的酸;环己醇、苄基醇等1元的醇;苯三羧酸、萘三羧酸等及它们的酸酐或它们的低级烷基酯、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等3元或4元的醇。
结晶性聚酯树脂可以使用现有公知的方法通过所述构成成分中的任意的组合来合成,可以单独、或者组合使用酯交换法、直接缩聚法等。
具体而言,可以在聚合温度140℃以上且270℃以下进行,根据需要使反应体系内为减压,一边除去在缩合时产生的水或醇,一边使其反应。聚合物在反应温度下不溶解或不相溶时,可以加入高沸点的溶剂作为溶解辅助溶剂而使其溶解。在缩聚反应中,一边馏去溶解辅助溶剂,一边进行。在共聚反应中,存在相溶性差的聚合物时,可以预先使相溶性差的聚合物和预定与所述聚合物进行缩聚的酸或醇发生缩合,然后,与主成分同时进行缩聚。
就上述的二醇成分和二羧酸成分的使用比率而言,二醇成分的羟基[OH]和二羧酸成分的羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]优选设为1.5/1~1/1.5,进一步优选为1.2/1~1/1.2。通过二醇成分和二羧酸成分的使用比率在上述的范围,可以可靠地得到具有期望的分子量的结晶性聚酯树脂。
在结晶性聚酯树脂的制造时可使用的催化剂为:乙酸钛、丙酸钛、己酸钛、辛酸钛等脂肪族单羧酸钛;草酸钛、琥珀酸钛、马来酸钛、己二酸钛、癸二酸钛等脂肪族二羧酸钛;己烷三羧酸钛、异辛烷三羧酸钛等脂肪族三羧酸钛;辛烷四羧酸钛、癸烷四羧酸钛等脂肪族聚羧酸钛等脂肪族羧酸钛类;苯甲酸钛等芳香族单羧酸钛;邻苯二甲酸钛、对苯二甲酸钛、间苯二甲酸钛、萘二羧酸钛、联苯二羧酸钛、蒽二羧酸钛等芳香族二羧酸钛;偏苯三酸钛、萘三羧酸钛等芳香族三羧酸钛;苯四羧酸钛、萘四羧酸钛等芳香族四羧酸钛等芳香族羧酸钛类;脂肪族羧酸钛类或芳香族羧酸钛类的钛化合物类及其碱金属盐类、二氯化钛、三氯化钛、四氯化钛、四溴化钛等卤化钛类;四丁氧基钛(钛酸正丁醇)、四辛氧基钛、四硬脂酰氧基钛等四烷氧基钛类;乙酰丙酮钛、二异丙醇钛双乙酰丙酮、三乙醇胺酸钛等含钛催化剂。
相对于调色剂整体100质量,结晶性聚酯树脂的含量通常为1~40质量份,优选为5~20质量份的量。结晶性聚酯树脂的添加量为40质量份以下时,外添剂的埋没或成膜等较少发生。另外,当其为1质量份以上时,能够有效地得到提高低温定影性的效果。
<非结晶性树脂>
非结晶性树脂没有特别限定,优选多元醇成分和多元羧酸成分缩合而成的非结晶性聚酯树脂。
非结晶性聚酯树脂为上述结晶性聚酯树脂以外的聚酯树脂。即,通常不具有熔点,具有比较高的玻璃化转变点温度(Tg)。更具体而言,玻璃化转变温度(Tg)优选为40~90℃,特别优选为45~80℃。需要说明的是,玻璃化转变温度(Tg)用实施例所述的方法进行测定。
非结晶性树脂的重均分子量(Mw)优选为3,000~100,000,更优选为4,000~70,000。非结晶性树脂的重均分子量(Mw)为所述的范围时,得到的调色剂耐粘连性优异,也可以得到低温定影性。
作为上述多元醇成分,没有特别限定,可以列举例如: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、1,20-二十烷二醇等脂肪族二醇;双酚A、双酚F等双酚类及它们的环氧乙烷加成物、环氧丙烷加成物等双酚类的环氧化物加成物等,另外,作为3元以上的多元醇成分,可列举甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等。并且,从制造成本或环境性方面考虑,可以使用环己烷二甲醇、环己烷二醇、新戊醇等。另外,作为可形成非结晶性聚酯树脂的多元醇成分,可以使用2-丁炔-1,4二醇、3-丁炔-1,4二醇、9-十八碳烯-7,12二醇等不饱和多元醇等。
其中,从带电性或调色剂强度的观点出发,作为多元醇成分,优选使用双酚A的环氧乙烷加成物和/或双酚A的环氧丙烷加成物。
这些多元醇成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为与上述多元醇成分缩合的2元羧酸成分,可列举例如:对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸、萘二羧酸等芳香族羧酸类;马来酸酐、富马酸、琥珀酸、链烯基琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二羧酸、1,10-癸二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等脂肪族羧酸类;环己烷二羧酸等脂环式羧酸类;及它们的酸的低级烷基酯、酸酐等,这些物质可以使用1种或2种以上。
在这些多元羧酸中,特别是使用链烯基琥珀酸或其酐时,与其它官能团相比,存在疏水性高的链烯基,由此可以更容易地与结晶性聚酯树脂相溶。作为链烯基琥珀酸成分的实例,可以列举:正十二烷基琥珀酸、正十二烯基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、以及它们的酸酐、酰氯及碳原子数为1~3的低级烷基酯。
并且,通过含有3元以上的羧酸,高分子链可以采用交联结构,通过采用该交联结构,可以抑制高温侧的弹性模量的降低,可以提高高温侧的偏移性。
作为上述3元以上的羧酸,可列举例如:1,2,4-苯三羧酸或1,2,5-苯三羧酸等偏苯三酸、1,2,4-萘三羧酸、连苯三酸、苯均三酸、苯偏四甲酸、连苯四酸、苯均四酸、苯六酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、以及它们的酸酐、酰氯及碳原子数1~3的低级烷基酯等,特别优选为偏苯三酸(酐)。这些羧酸既可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
非结晶性聚酯树脂的软化温度优选为70~140℃,进一步优选为70~125℃。另外,非结晶性聚酯树脂的酸值优选为5~70mgKOH/g。
作为非结晶性树脂,除非结晶性聚酯树脂之外,可列举日本特开2011-197659号公报所述的苯乙烯-丙烯酸类树脂等。
非结晶性树脂可以用与上述结晶性聚酯树脂同样的方法来制造。
非结晶性树脂的含量相对于调色剂整体100质量份通常为50~95质量份、优选为50~80质量份的量。在这样的范围时,得到的调色剂的耐粘连性优异,也可以得到低温定影性。
在白色调色剂及其它调色剂中,可以根据需要含有脱模剂、荷电控制剂等内添剂;无机微粒、有机微粒、润滑材料等外添剂。
(脱模剂(蜡))
作为构成调色剂的脱模剂,没有特别限定,可以使用公知的脱模剂。具体而言,可列举例如:聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等低分子量聚烯烃类;合成酯蜡、巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡、木蜡、荷荷芭油等植物系蜡;褐煤蜡、石蜡、微晶蜡、费歇尔-托普希蜡等矿物、石油系蜡;它们的改性物等。这些脱模剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
脱模剂的添加量相对于调色剂整体100质量份通常为0.5~25质量份、优选为3~20质量份的量。在这样的范围时,具有防止热偏移或确保分离性的效果。
另外,作为利用乳液凝聚法得到调色剂时的脱模剂的大小,以体积平均粒径计,优选10~1000nm、50~500nm,进一步特别优选为80~300nm。
(荷电控制剂)
作为荷电控制剂,可以使用公知的各种化合物。作为荷电控制剂,可以列举例如:作为正带电用的苯胺黑类的电子供给性染料、环烷酸或高级脂肪酸的金属盐、烷氧基化胺、季铵盐、烷基酰胺、金属络合物、颜料、氟处理活性剂等;作为负带电用的电子接受性的有机络合物、氯化石蜡、氯化聚酯、铜酞菁的磺酰基胺等。
荷电控制剂的添加量相对于最终得到的调色剂粒子中的粘结树脂100质量份为通常为0.1~10质量份,优选为0.5~5质量份的量。
(外添剂)
从提高作为调色剂的带电性能、流动性、或清洁性的观点出发,可以在调色剂粒子的表面添加公知的无机微粒或有机微粒等粒子、润滑材料作为外添剂。
作为无机微粒,可列举二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸锶等形成的无机微粒作为优选的无机微粒。
根据需要,可以将这些无机微粒进行疏水化处理。
作为有机微粒,可以使用数均一次粒径为10~2000nm左右的球形有机微粒。具体而言,可以使用苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯等均聚物或它们的共聚物形成的有机微粒。
润滑材料在进一步提高清洁性或转印性的目的下而使用,作为润滑材料,可列举例如:硬脂酸的锌、铝、铜、镁、钙等盐;油酸的锌、锰、铁、铜、镁等盐;棕榈酸的锌、铜、镁、钙等盐;亚油酸的锌、钙等盐、蓖麻酸的锌、钙等盐等高级脂肪酸的金属盐。作为这些外添剂,可以对各种物质进行组合使用。
外添剂的添加量相对于调色剂粒子整体优选为0.1~10.0质量%。
作为外添剂的添加方法,可列举使用平板混合机(タービュラーミキサー)、亨舍尔混合机(ヘンシェルミキサー)、诺塔混合机(ナウラーミキサー)、V型混合机等公知的各种混合装置而添加的方法。
(调色剂的制造方法)
作为制造调色剂的方法,没有特别限定,可列举:混炼粉碎法、悬浮聚合法、乳液凝聚法、溶解悬浮法、聚酯伸长法、分散聚合法等公知的方法。
其中,优选使用乳液凝聚法或混炼粉碎法。另外,可以在白色调色剂及其它调色剂中使用制造方法不同的物质,也可以一种调色剂用乳液凝聚法、另一种调色剂用混炼粉碎法来制造。例如,可以用乳液凝聚法制造其它调色剂,用混炼粉碎法制造白色调色剂。
<混炼粉碎法>
混炼粉碎法为通过至少使粘结树脂和着色剂混合、进行混炼处理之后、进行粉碎处理而得到调色剂的方法。并且,根据需要进行粉碎处理之后,使用公知的分级装置等进行分级处理。另外,在混炼处理之前,可以将粘结树脂、着色剂、根据需要加入脱模剂、荷电控制剂等添加剂,利用亨舍尔混合机或球磨机等混合机充分混合。
(1)混炼处理工序
用于混炼处理的混炼机没有特别限定,可以使用双螺杆挤压混炼机、三辊机、实验炼塑机(laboplastomill)等一般的混炼机。另外,可以在混炼处理时添加内添剂。优选在混炼时进行加热,作为此时的加热条件,没有特别限定,可以适当设定。
加热混炼之后,通常进行冷却而进入后续工序即粉碎处理工序。此时,对混炼工序结束时的冷却速度进行适当设定即可。
(2)粉碎处理工序
用于粉碎处理的粉碎机没有特别限定,可以使用涡轮研磨机等机械式粉碎机、气流式粉碎机(喷射磨)等。另外,在粉碎处理前,可以将通过混炼处理以碎片状进行了冷却固化的混炼物利用锤磨机或羽毛磨(Feather mill)等进行粗粉碎处理,直至可以投入于粉碎机的大小。
利用粉碎工序得到的调色剂粒子根据需要为了得到目标范围的体积中值粒径的调色剂粒子,可以利用分级工序进行分级。在分级工序中,使用目前所使用的重力分级机、离心分级机、惯性分级机(利用了附壁效果(コアンダ効果)的分级机等)等,除去微粉(比目标的范围的粒径小的调色剂粒子)或粗粉(比目标的范围的粒径大的调色剂粒子)。
粉碎处理、根据情况经过分级处理后得到的粒子(以下,也称为母体粒子)的体积中值粒径优选为4.8~13.2μm。另外,母体粒子的体积基准的粒度分布中的变异系数(CV值)优选为10~32。体积基准的粒度分布中的变异系数(CV值)为以体积基准表示调色剂粒子的粒度分布中分散度得到的值,利用以下数学式进行定义。CV值(%)=(个数粒度分布中的标准偏差)/(个数粒度分布中的中值粒径(D50n))×100。
利用混炼粉碎法得到调色剂时,调色剂的体积中值粒径可以根据粉碎条件(粉碎机的转速、粉碎时间)、分级条件、下述的圆度控制工序中的处理条件、后述的外添剂添加工序中的处理条件(混合机的转速、混合时间等)进行控制。
(3)圆度控制工序(球形化处理工序)
利用混炼粉碎法得到调色剂时,优选具有用于控制的圆度控制工序,使调色剂的平均圆度满足式(2)。此时,优选在其它调色剂及白色调色剂中,至少对其它调色剂进行圆度控制处理,优选对其它调色剂及白色调色剂这两者进行圆度控制处理。即,优选的一个实施方式为其它调色剂(优选其它调色剂及白色调色剂)为如下得到的形态:通过至少对粘结树脂及着色剂进行混合而进行混炼处理,并对得到的混合物进行粉碎处理之后、进行圆度控制处理。
作为圆度控制处理,具体而言,可列举对母体粒子进行加热处理。可以根据加热温度及保持时间来控制圆度。通过升高加热温度、或延长保持时间,可以使圆度接近于1。但是,由于会促进调色剂粒子的再凝聚或粒子间的融粘,因此不优选过度地提高加热温度。另外,由于调色剂内部的区域结构(在以粘合剂树脂为基质的情况下,蜡或结晶性聚酯等粘合剂以外的区域)会发生变化,因此,也不优选过度地延长保持时间。
作为圆度控制处理中的加热温度适当进行调整,使Sc/Sw满足上述式(2)即可,优选为70~95℃,更优选为75~90℃。使用非结晶性聚酯树脂的情况下,通常在非结晶性聚酯树脂的Tg~软化点附近的温度下进行圆度控制处理。但是,上述适当的温度也因其它构成材料(蜡或着色剂量等)而变化,因此,考虑这些材料而适当设定加热温度即可。另外,作为加热温度下的保持时间,考虑加热温度适当进行调整,使Sc/Sw满足上述式(2)即可。圆度可以如下进行控制:用圆度测定装置测定加热中体积中值粒径为2μm以上的粒径的圆度、适当判断是否为期望的圆度。
在圆度控制处理中,可以通过干式加热进行,也可以通过湿式加热进行。湿式加热为使母体粒子分散于水系介质中而进行加热处理的方法。此时,可以在提高母体粒子的分散稳定性的目的下添加表面活性剂等。作为表面活性剂,可列举烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磷酸酯等阴离子性表面活性剂、烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、聚胺脂肪酸衍生物、咪唑啉间二氮杂环戊烯等胺盐型;或烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶鎓盐、烷基异喹啉鎓盐、苄乙铵等季铵盐型的阳离子性表面活性剂、脂肪酸酰胺衍生物、多元醇衍生物等非离子表面活性剂、丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸或N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱等两性表面活性剂等,另外,也可以使用具有氟烷基的阴离子性表面活性剂或阳离子性表面活性剂。
在利用混炼粉碎法的调色剂粒子的制造方法中,在圆度控制处理工序之后,可以包含下述(4)过滤、清洗工序、(5)干燥工序、及(6)外添剂添加工序。
(4)过滤、清洗工序
在该过滤、清洗工序中,对得到的调色剂粒子的分散液进行冷却而制成冷却后的浆液,实施由该进行了冷却的调色剂粒子的分散液使用水等溶剂对调色剂粒子进行固液分离并过滤分离调色剂粒子的过滤处理,和由被过滤分离的调色剂粒子(饼状的集合物)除去表面活性剂等附着物的清洗处理。作为具体的固液分离及清洗的方法,可列举离心分离法、使用吸引器或吸滤器等的减压过滤法、使用压滤机等的过滤法等,这些方法没有特别限定。在该过滤、清洗工序中,可以适当进行pH调节或粉碎等。这样的操作可以重复进行。
(5)干燥工序
在该干燥工序中,对进行了清洗处理的调色剂粒子实施干燥处理。作为该干燥工序中所使用的干燥机,可列举:烤箱、喷雾干燥剂、真空冻结干燥机、减压干燥机、静置棚干燥机、移动式棚干燥机、流动层干燥机、旋转式干燥机、搅拌式干燥机等,这些干燥机没有特别限定。需要说明的是,用卡尔-费休电量滴定法测定经过干燥处理的调色剂粒子中的水分量优选5质量%以下,更优选2质量%以下。
另外,在经过干燥处理的调色剂粒子彼此以弱的粒子间引力凝聚而形成凝聚体的情况下,可以将该凝聚体进行粉碎处理。在此,作为粉碎处理装置,可以使用喷射磨、COMIL、亨舍尔混合机、咖啡磨机、食品加工机等机械式的粉碎装置。
(6)外添剂添加工序
该外添剂添加工序根据需要进行,其为在以提高流动性、带电性的改良及清洁性等目的下,向进行了干燥处理的调色剂粒子中添加荷电控制剂或各种无机微粒、有机微粒、或润滑剂等外添剂的工序。作为为了添加外添剂而使用的装置,可以列举:平板混合机、亨舍尔混合机、nauto混合机、V型混合机、样品磨机等各种公知的混合装置。另外,为了将调色剂的粒度分布控制在适当的范围,可以根据需要进行筛分级。
<乳液凝聚法>
乳液凝聚法为如下方法:对利用表面活性剂或分散稳定剂进行了分散的树脂的微粒(以下,也称为“树脂微粒”。)的分散液与着色剂的微粒等调色剂粒子构成成分的分散液进行混合,通过添加凝聚剂而使其凝聚至期望的调色剂的粒径,然后,与凝聚同时进行树脂微粒间的融粘并进行形状控制,由此形成调色剂粒子。
在此,树脂微粒也可以制成复合粒子,其由具有组成不同的树脂形成2层以上结构的多层形成。
树脂微粒可以通过例如乳液聚合法、细乳液聚合法、转相乳化法等来制造,或组合几种制作方法而制造。在树脂微粒中含有内添剂的情况下,其中,优选使用细乳液聚合法。
在调色剂粒子中含有内添剂的情况下,可以将树脂微粒制成含有内添剂的树脂微粒,另外,可以另行制备仅由内添剂构成的内添剂微粒的分散液,使树脂微粒凝聚的同时使该内添剂微粒凝聚。
另外,也可以利用乳液凝聚法得到具有芯-壳结构的调色剂粒子,具体而言如下得到:具有芯-壳结构的调色剂粒子可以通过首先使芯粒子用的粘结树脂微粒和着色剂微粒凝聚(、融粘)而制作芯粒子,接着在芯粒子的分散液中添加壳层用的粘结树脂微粒,使壳层用的粘结树脂微粒在芯粒子表面凝聚,并使其融粘而形成包覆芯粒子表面的壳层。
利用乳液凝聚法制造调色剂时,利用优选的实施方式的调色剂的制造方法包括:制备结晶性聚酯树脂微粒分散液及非结晶性树脂微粒分散液、以及着色剂分散液的工序(以下,也称为制备工序)(1);将结晶性聚酯树脂分散液、非结晶性树脂分散液及着色剂分散液进行混合而使其凝聚、融粘的工序(以下,也称为凝聚、融粘工序)(2)。
以下,对各工序进行详述。
(1)制备工序
工序(1)更详细而言具有粘结树脂微粒分散液制备工序以及着色剂分散液制备工序,另外,根据需要包含脱模剂分散液制备工序等。以下,作为一个实施方式,对使用结晶性聚酯树脂及非结晶性树脂作为粘结树脂时的聚酯树脂微粒分散液制备工序、非结晶性树脂微粒分散液制备工序进行记载。
(1-1)结晶性聚酯树脂微粒分散液制备工序/非结晶性树脂微粒分散液制备工序
结晶性聚酯树脂微粒分散液制备工序为合成构成调色剂粒子的结晶性聚酯树脂,并使该结晶性聚酯树脂在水系介质中以微粒状分散而制备结晶性聚酯树脂微粒的分散液的工序。另外,非结晶性树脂微粒分散液制备工序为合成构成调色剂粒子的非结晶性树脂,并使该非结晶性树脂在水系介质中以微粒状分散而制备非结晶性树脂微粒的分散液的工序。
作为使结晶性聚酯树脂/非结晶性树脂分散于水系介质中的方法,可列举如下方法:使该结晶性聚酯树脂溶解或分散于有机溶剂(溶剂)中而制备油相液,利用转相乳化等使油相液分散于水系介质中,形成控制为所期望的粒径状态的油滴之后,除去有机溶剂。
作为油相液的制备中所使用的有机溶剂(溶剂),从油滴的形成后的除去处理容易的观点出发,优选沸点低,且在水中溶解性低的溶剂,具体而言,可列举例如:乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、异丙醇、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯等。这些溶剂可以单独使用1种或2种以上组合使用。
有机溶剂(溶剂)的使用量(使用两种以上的情况下为其总计使用量)相对于树脂100质量份,通常为1~300质量份,优选为10~200质量份,进一步优选为25~100质量份。
并且,在油相液中,为了使羧基进行离子解离,并使其顺利地进行在水相中的稳定乳化,可以添加氨、氢氧化钠等。
水系介质的使用量相对于油相液100质量份优选为50~2,000质量份,更优选为100~1,000质量份。通过将水系介质的使用量设为上述的范围,可以在水系介质中使油相液乳化分散为期望的粒径。
在水系介质中,可以溶解分散稳定剂,另外,可以在提高油滴的分散稳定性的目的下添加表面活性剂或树脂微粒等。
作为分散稳定剂,可以列举磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、羟基磷灰石等无机化合物,但从必需由得到的调色剂母体粒子中除去分散稳定剂方面考虑,优选使用如磷酸三钙等那样在酸或碱中为可溶性的物质,另外从环境方面的观点出发,优选使用能够通过酶被分解的物质。
作为表面活性剂,可以使用上述与利用混炼粉碎法进行母体粒子分散中使用的表面活性剂同样的表面活性剂。
另外,作为用于提高分散稳定性的树脂微粒,优选粒径为0.5~3μm的树脂微粒,具体而言,可列举:粒径为1μm及3μm的聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、粒径为0.5μm及2μm的聚苯乙烯树脂微粒、粒径为1μm的聚苯乙烯-丙烯腈树脂微粒等。
这种油相液的乳化分散可以利用机械能而进行,作为用于进行乳化分散的分散机,没有特别限定,可列举:低速剪切式分散机、高速剪切式分散机、摩擦式分散机、高压喷射式分散机、超声波均质机等超声波分散机、高压冲击式分散机ULTIMAIZER等。
油滴的形成后的有机溶剂的除去可以如下进行:使在水系介质中分散有结晶性聚酯树脂微粒/非结晶性树脂微粒的状态的分散液整体在缓慢地搅拌状态下进行升温,在一定的温度区域中给予强的搅拌,然后,进行脱溶剂等操作。或者,可以一边使用蒸发器等装置进行减压,一边除去。
如上所述准备的结晶性聚酯树脂微粒分散液或非结晶性树脂微粒分散液中的结晶性聚酯树脂微粒(油滴)或非结晶性树脂的微粒(油滴)粒径优选以体积平均粒径计为60~1000nm,进一步优选为80~500nm。需要说明的是,体积平均粒径用实施例所述的方法进行测定。需要说明的是,该油滴的体积平均粒径可以根据乳化分散时的机械能的大小来控制。
另外,结晶性聚酯树脂微粒分散液或非结晶性树脂微粒分散液中的结晶性聚酯树脂微粒或非结晶性树脂的微粒的含量相对于分散液100质量%控制为10~50质量%的范围,更优选15~40质量%的范围。当在这样的范围时,可以抑制粒度分布的扩展,提高调色剂特性。
(1-2)着色剂微粒分散液制备工序
该着色剂微粒分散液制备工序在白色调色剂的情况下为必须的工序,另外,为在期望有色调色剂作为调色剂粒子的情况下也进行的工序,为使着色剂在水系介质中以微粒状分散而制备着色剂微粒的分散液的工序。
该水系介质如上述所说明的那样,在该水系介质中,可以在提高分散稳定性的目的下添加表面活性剂或树脂微粒等。
着色剂的分散可以利用机械能而进行,作为这种分散机,没有特别限定,如上述中列举的,可列举:低速剪切式分散机、高速剪切式分散机、摩擦式分散机、高压喷射式分散机、超声波均质机等超声波分散机、或高压冲击式分散机ULTIMAIZER等。
着色剂微粒的体积平均粒径优选设为10~300nm,进一步优选为100~200nm。
另外,着色剂微粒分散液中的着色剂微粒的含量优选设为10~50质量%的范围,更优选为15~40质量%的范围。当在这样的范围时,具有确保颜色再现性的效果。
(1-3)脱模剂微粒分散液制备工序
在期望含有脱模剂的调色剂粒子作为调色剂粒子的情况下,该脱模剂微粒分散液制备工序为根据需要进行的工序,是使脱模剂在水系介质中以微粒状分散而制备脱模剂微粒的分散液的工序。
该水系介质如上述所说明的那样,在该水系介质中,可以在提高分散稳定性的目的下添加表面活性剂或树脂微粒等。
脱模剂的分散可以利用机械能而进行,作为这种分散机,没有特别限定,如上述中列举,可列举:低速剪切式分散机、高速剪切式分散机、摩擦式分散机、高压喷射式分散机、超声波均质机等超声波分散机、高压冲击式分散机ULTIMAIZER、或高压均质机等。
在使脱模剂分散时,可以根据需要进行加热。
脱模剂微粒的体积平均粒径优选设为10~300nm。
另外,脱模剂微粒分散液中脱模剂微粒的含量优选设为10~50质量%的范围,更优选为15~40质量%的范围。当在这样的范围时,具有防止热偏移和确保分离性的效果。
(2)凝聚、融粘工序
该凝聚、融粘工序为如下工序:添加并混合结晶性聚酯树脂微粒分散液、非结晶性树脂微粒分散液及着色剂微粒分散液、另外根据需要而添加的脱模剂微粒分散液等其它成分,一边获得pH调节而产生的微粒表面的排斥力和由电解质体构成的凝聚剂的添加而产生的凝聚力的平衡,一边缓慢地使其凝聚,一边控制平均粒径及粒度分布,一边进行缔合,同时,通过进行加热搅拌而进行微粒间的融粘并进行形状控制,由此形成调色剂粒子。该凝聚、融粘工序也可以根据需要利用机械能或加热装置进行。
在凝聚工序中,首先,将得到的各分散液进行混合而制成混合液,在非结晶性树脂的玻璃化转变温度以下的温度下进行加热并使其凝聚,形成凝聚粒子。凝聚粒子的形成通过在搅拌下使混合液的pH成为酸性而进行。作为pH优选2~7的范围,更优选2.2~6的范围,进一步优选2.4~5的范围。此时,使用凝聚剂也是有效的。
使用的凝聚剂除用于分散剂的表面活性剂和逆极性的表面活性剂、无机金属盐之外,可以优选使用2价以上的金属络合物。
作为无机金属盐,可列举例如:氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐、及聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物等。其中,特别优选铝盐及其聚合物。为了得到更尖锐的粒度分布,就无机金属盐的价数而言,与1价相比2价更适合,与2价相比3价更适合,与3价相比4价更适合。
在凝聚粒子成为期望的粒径时,通过追加非结晶性树脂微粒,可以制作用非结晶性树脂对芯凝聚粒子的表面进行了包覆而构成的调色剂(芯-壳粒子)。进行追加的情况下,可以在追加前添加凝聚剂,或进行pH调节。
优选在凝聚时进行加热、升温。此时,通过加热、升温,在成为融粘温度以上的情况下,也可以同时进行融粘工序。作为升温速度,优选在0.01~5℃/分钟的范围内进行。另外,加热温度(峰温度)优选在40~100℃的范围内进行。
在凝聚粒子成为期望的粒径时,使反应体系内的各种微粒的凝聚停止(以下,也称为凝聚停止工序)。凝聚的停止可如下进行:为了抑制反应体系内的微粒的凝聚作用,添加由碱化合物构成的凝聚停止剂,而使pH向着从促进凝聚工序中微粒凝聚作用的pH环境中脱离的方向调整。凝聚粒子的所期望的粒径没有特别限定,优选体积中值粒径为4.5~7.0μm左右。
在该凝聚停止工序中,优选将反应体系的pH调节至5.0~9.0。
作为凝聚停止剂(碱化合物),可列举乙二胺四乙酸(EDTA)及其钠盐等碱金属盐、GLUCONAL(グルコナール)、葡萄糖酸钠、柠檬酸钾及柠檬酸钠、硝基三乙酸酯(NTA)盐、GLDA(市售的L-谷氨酸N,N二乙酸)、腐植酸及灰黄霉酸、麦芽酚及乙基麦芽酚、五乙酸及四乙酸、具有羧基及羟基的两个官能团的公知的水溶性聚合物类(高分子电解质)、氢氧化钠、氢氧化钾等。在凝聚停止工序中,可以按照凝聚工序进行搅拌。
融粘工序为如下工序:通过在经过上述凝聚停止工序之后或与凝聚工序同时将反应体系加热至期望的融粘温度,使构成凝聚粒子的各微粒融粘而融合为凝聚粒子,形成融合粒子。
该融粘工序中的融粘温度优选为结晶性聚酯树脂的熔点以上,融粘温度优选为比结晶性聚酯树脂的熔点高0~20℃的温度。作为加热的时间,可以进行使其融合的程度,可以进行0.5~10小时左右。
在该凝聚、融粘工序中,为了使凝聚系中的各微粒稳定地分散,可以在水系介质中追加表面活性剂。
作为表面活性剂,可以使用上述与利用混炼粉碎法的母体粒子的分散中使用的表面活性剂相同的表面活性剂。
该凝聚、融粘工序中的非结晶性树脂微粒/结晶性聚酯树脂微粒的添加比例(质量比)优选为1~100。在这样的范围时,得到的调色剂的耐热保管性优异,另外,低温定影性优异。
需要说明的是,在调色剂粒子中导入其它内添剂的情况下,优选在该凝聚、融粘工序之前制备仅由内添剂构成的内添剂微粒分散液,在该凝聚、融粘工序中与结晶性聚酯树脂微粒分散液、非结晶性聚酯树脂微粒分散液及着色剂分散液同时与该内添剂微粒的分散液进行混合的方法。
在融合后进行冷却,得到融合粒子。适当设定冷却速度。
利用乳液凝聚法得到调色剂的情况下,调色剂的体积中值粒径可以通过凝聚粒子的粒径成长的控制(凝聚条件)、球形化条件进行控制。
利用乳液凝聚法得到调色剂的情况下,优选在上述凝聚、融粘工序之后,具有圆度控制工序,其用于进行控制使调色剂的圆度满足式(2)。此时,优选其它调色剂及白色调色剂中,至少对其它调色剂进行圆度控制处理,优选对其它调色剂及白色调色剂这两种进行圆度控制处理。即,优选的一个实施方式中,其它调色剂(优选其它调色剂及白色调色剂)的制造方法具有如下工序:制备粘结树脂微粒分散液(优选结晶性聚酯树脂微粒分散液及非结晶性树脂微粒分散液)及着色剂分散液的工序(以下,称为制备工序)(1);将粘结树脂微粒分散液及着色剂分散液进行混合而使其凝聚、融粘的工序(以下,称为凝聚、融粘工序)(2);用于控制调色剂的圆度的圆度控制工序(3)。
作为圆度控制处理,具体而言,可列举:对在凝聚、融粘工序中得到的粒子进行加热的加热处理。可以根据加热温度及保持时间来控制圆度。通过提高加热温度、或延长保持时间,可以使圆度接近于1。但是,由于会促进调色剂粒子的再凝聚或粒子间的融粘,因此不优选过度地提高加热温度。另外,由于调色剂内部的区域结构(在以粘合剂树脂为基质的情况下,蜡或结晶性聚酯等粘合剂以外的区域)会发生变化,因此,不优选过度地延长保持时间。
作为圆度控制处理中的加热温度,只要适当调整为使Sc/Sw满足上述式(2)的方式即可,优选70~95℃,更优选75~90℃。另外,使用非结晶性聚酯树脂的情况下,通常在非结晶性聚酯树脂的Tg~软化点附近的温度下进行圆度控制处理。但是,上述适当的温度也因其它构成材料(蜡或着色剂量等)而变化,因此,考虑这些材料而适当设定加热温度即可。另外,作为加热温度下的保持时间,只要进行适当调整使Sc/Sw满足上述式(2)即可。圆度的控制可以用圆度测定装置在加热中测定体积中值粒径为2μm以上的粒径的圆度,能够通过适当判断是否为期望的圆度来进行控制。
并且,在乳液凝聚法中的调色剂的制造方法中,可以含有(4)过滤、清洗工序、(5)干燥工序、(6)外添剂添加工序。关于过滤、清洗工序、干燥工序、外添剂添加工序,与上述混炼粉碎法的栏中叙述的相同。
(显影剂)
就如上所述的调色剂而言,考虑例如含有磁性体作为一成分磁性调色剂而使用的情况,与所谓的载体混合而作为二成分显影剂使用的情况、单独使用非磁性调色剂的情况等,均可以优选使用。
作为构成二成分显影剂的载体,可以使用由铁、铁氧体、磁铁矿等金属、这些金属和铝、铅等金属的合金等目前公知的材料构成的磁性粒子,特别优选使用铁氧体粒子。
作为载体,作为其体积平均粒径,优选15~100μm的载体,更优选25~80μm的载体。
作为载体,进一步优选使用利用树脂包覆的载体、或在树脂中分散有磁性粒子的所谓的树脂分散型载体。作为包覆用的树脂组成,没有特别限定,可使用例如烯烃类树脂、环己基甲基丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、硅酮类树脂、酯类树脂或氟含有聚合物类树脂等。另外,作为用于构成树脂分散型载体的树脂,没有特别限定,可以使用公知的树脂,例如可以使用丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、聚酯树脂、氟类树脂、苯酚类树脂等。
(图像形成方法)
第一实施方式的图像形成方法使使用白色调色剂得到的图像形成层(A)和邻接于图像形成层(A)、且使用与白色调色剂不同的调色剂得到的图像形成层(B)在记录介质上进行定影而形成图像。此时,可列举如下方法:将在记录介质上转印白色调色剂而得到的图像形成层(A)进行定影之后,将在记录介质上转印其它调色剂而得到的图像形成层(B)进行定影;将在记录介质上转印白色调色剂而得到的图像形成层(A)、以及在记录介质上转印其它调色剂而得到的图像形成层(B)一起定影的方法,但从进一步得到本发明的效果、另外图像形成迅速的方面考虑,优选通过对图像形成层(A)和所述图像形成层(B)进行一起定影而形成图像。
优选通过在显影装置中通过摩擦带电构件使显影剂带电,使在像担载体上静电地形成的静电潜像显现化,从而得到调色剂像(图像形成层),将该调色剂像转印于记录介质上,然后,通过接触加热方式的定影处理使转印于记录介质上的调色剂像在记录材料上定影,由此得到可视图像。
作为优选的定影方法,可以列举所谓的接触加热方式的定影方法。作为接触加热方式,特别可以列举热压定影方式,进一步可以列举热辊定影方式及利用内部包含固定配置的加热体的进行来回运动的加压构件进行定影的压接加热定影方式。
在热辊定影方式的定影方法中,通常可使用如下定影装置,其包括:在表面包覆有氟树脂等的铁或铝等的金属筒内部的具备热源的上辊和用硅酮橡胶等形成的下辊。
作为热源,可使用线状的加热器,利用该加热器将上辊的表面温度加热至120~200℃左右。在上辊及下辊间施加压力,利用该压力使下辊变形,由此在该变形部形成所谓的夹具。夹具的宽度设为1~10mm,优选设为1.5~7mm。定影线速优选设为40mm/秒钟~600mm/秒钟。
(记录介质)
记录介质(也称为记录材料、记录纸、记录用纸等)可以为一般所使用的记录介质,例如,只要是保持通过利用图像形成装置等公知图像形成方法而形成调色剂图像的记录介质即可,没有特别限定。在被用作可使用的图像支撑体的记录介质中,可列举例如从薄纸至厚纸的普通纸、全化浆纸(上質紙)、双铜版纸(アート紙)、或铜版纸(コート紙)等涂敷印刷用纸、市售的日本纸或明信片用纸、OHP用的塑料膜、布、铝蒸镀膜、PET膜、合成纸等。
(图像形成装置)
第四实施方式为一种图像形成装置:其将使用白色调色剂得到的图像形成层(A)、和邻接于图像形成层(A)且使用与白色调色剂不同的调色剂得到的图像形成层(B)定影于记录介质上,其特征在于,将白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):1.000<Dw/Dc<1.300(1)、1.000≤Sc/Sw<1.060(2)。
如上所述,本发明的特征在于:使用满足式(1)及(2)关系的白色调色剂及其它调色剂,因此,图像形成装置的构成本身在公知图像形成装置上设置上述调色剂即可。作为搭载有白色调色剂及其它调色剂的图像形成装置,可列举例如日本特开2002-328501号公报等。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述的态样,可以加入各种变更。
实施例
使用以下的实施例及比较例说明本发明的效果。当然,本发明并不限定于这些实施方式。实施例中,有时使用“份”或“%”的表示,但只要没有特殊说明,表示“质量份”或“质量%”。另外,只要没有特别记载,各操作在室温(25℃)下进行。
<测定、算出方法>
1.调色剂粒径
使用在库尔特计数器Multisizer3(Beckman Coulter株式会社制造)上连接有搭载了数据处理用软件“Software V3.51”的计数机系统(Beckman Coulter株式会社制造)的装置进行测定、计算。
作为测定步骤,使表面活性剂溶液20ml(以调色剂的分散为目的,例如将含有表面活性剂成分的中性洗剂用纯水稀释了10倍的表面活性剂溶液(例如“Contaminon N”(由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、有机增洁剂构成的pH7的精密测定器清洗用中性洗剂的10质量%水溶液、和光纯药工业株式会社制造)))与调色剂0.02g混合在一起,然后,进行超声波分散1分钟,制作调色剂分散液。用吸量管将该调色剂分散液注入样品台内的ISOTONII(Beckman Coulter株式会社制造)内置烧杯中,直到测定器显示浓度为5%~10%。通过在该浓度范围,可得到具有再现性的测定值。在测定机中,使测定粒子计算数为25000个,使孔径为100μm,算出将测定范围2.0~60μm的范围进行256分割的频率值,由体积累计分率大的50%的粒径设为体积中值粒径(体积基准中值粒径(体积D50%径))。
需要说明的是,调色剂的粒径采用将小数点后第3位进行四舍五入至小数点后第2位而求出的值。
另外,就Dw/Dc而言,将由通过上述方法求出的体积中值粒径算出的值的小数点后第4位进行四舍五入,至小数点后第3位求出。
2.调色剂平均圆度
调色剂的平均圆度采用使用“FPIA-2100”(Sysmex株式会社制造)测定的值。
具体而言,用表面活性剂溶液(Contaminon N:(由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、有机促净剂构成的pH7的精密测定器清洗用中性洗剂的10质量%水溶液、和光纯药工业株式会社制造))50ml与调色剂0.1g混合在一起,然后,进行超声波分散1分钟,制作调色剂分散液。使用该分散液,使用“FPIA-2100”,以测定条件HPF(高倍率拍摄)模式,在HPF检测数3000~10000个适当浓度下进行测定。在该范围时,可得到具有再现性的同一测定值。作为鞘液,使用Particle sheath“PSE-900A”(Sysmex株式会社制造)。
由用下述数学式定义的圆度,将各粒子的圆度加在一起,除以总粒子数而算出的值作为平均圆度。
圆度=(具有与粒子像相同的投影面积的圆的周长)/(粒子投影像的周长)
需要说明的是,调色剂的平均圆度采用保留测定值的小数点后第3位的值。
另外,就Sc/Sw而言,由通过上述方法求出的值算出的值的小数点第4位四舍五入至小数点第3位而求出。
3.结晶性聚酯树脂的吸热峰温度及非结晶性树脂的玻璃化转变温度(Tg)
根据ASTM D3418,使用差示扫描热量计(株式会社岛津制作所制造:DSC-60A)而得到结晶性聚酯树脂的吸热峰温度及非结晶性树脂的玻璃化转变温度(Tg)。该装置(DSC-60A)的检测部的温度校正使用铟和锌的熔点,在热量的校正中使用铟的熔融热。样品使用铝制盘,对照用设置空盘,以升温速度10℃/分钟进行升温,在200℃下保持5分钟,使用液氮以-10℃/分钟进行从200℃至0℃的降温,在0℃下保持5分钟,再次以10℃/分钟进行从0℃至200℃的升温。由第2次升温时的吸热曲线进行分析,关于非结晶性树脂,将起始温度设为Tg,关于结晶性聚酯树脂,与极大峰相比设为吸热峰温度。
4.树脂粒子、着色剂粒子、脱模剂等的体积平均粒径
树脂粒子、着色剂粒子、脱模剂等的体积平均粒径用激光衍射/散射式粒度分布测定装置(Microtrack粒度分布测定装置“UPA-150”(日机装株式会社制造))进行测定。
制造例1-1:白色调色剂a的制造
(非结晶性树脂[1]的合成)
将对苯二甲酸(TPA)90质量份、偏苯三酸(TMA)6质量份、富马酸(FA)19质量份、十二烯基琥珀酸酐(DDSA)85质量份、双酚A环氧丙烷加成物(BPA·PO)351质量份、双酚A环氧乙烷加成物(BPA·EO)58质量份放入具备搅拌机、温度计、冷却管、氮气导入管的反应容器中,将反应容器中用干燥氮气进行置换,然后,添加钛酸正丁醇0.1质量份,一边在氮气气流中在180℃下进行搅拌,一边进行8小时聚合反应。进一步添加钛酸正丁醇0.2质量份,将温度提高至220℃,一边进行搅拌,一边进行6小时聚合反应,然后,将反应容器内减压至10mmHg,在减压下进行反应,由此得到淡黄色透明的非结晶性树脂[1](非结晶性聚酯树脂)。该非结晶性树脂[1]的玻璃化转变点(Tg)为59℃,软化点为101℃,重均分子量(Mw)为17,000。
(结晶性聚酯树脂[1]的合成)
将1,10-十二烷二酸330质量份、1,9-壬二醇230质量份放入具备搅拌机、温度计、冷却管、氮气导入管的反应容器中,将反应容器中用干燥氮气进行取代,然后,添加钛酸正丁醇0.1质量份,一边在氮气气流中在180℃进行搅拌,一边进行8小时聚合反应。进一步添加钛酸正丁醇0.2质量份,将温度提高至220℃,一边进行搅拌,一边进行6小时聚合反应,然后,将反应容器内减压至10mmHg,在减压下进行反应,由此得到结晶性聚酯树脂[1]。该结晶性聚酯树脂[1]的熔点(Tm)为72℃,重均分子量(Mw)为15,000。
(粒径控制工序)
用双螺杆挤压混炼机在120℃下对非结晶性树脂[1]285质量份、结晶性聚酯树脂[1]58质量份、锐钛矿型氧化钛(体积平均粒径150nm)69质量份、脱模剂:费歇尔-托普希蜡“FNP-0090”70质量份进行混炼。混炼后,冷却至25℃。
接着,用锤磨机进行粗粉碎之后,用涡轮研磨机粉碎机(Turbo工业株式会社制造)进行粗粉粉碎,进一步用利用了附壁效果的气流分级机进行微粉分级处理,制造体积中值粒径为7.20μm及CV30的白色母体粒子(a-1)。
(圆度控制工序)
在离子交换水500质量份中溶解有聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠5质量份得到的水分散介质中添加母体粒子(a-1),然后,在80℃下保持3.5小时,在圆度达到0.932的时刻进入冷却工序。重复进行过滤、清洗,然后,进行干燥,由此得到调色剂粒子。
在得到的调色剂粒子中添加疏水性二氧化硅(数均一次粒径=12nm、疏水化度=68)1质量%及疏水性氧化钛(数均一次粒径=20nm、疏水化度=63)1质量%,利用“亨舍尔混合机”(三井三池化工机株式会社制造)进行混合,然后,使用45μm的网眼的筛除去粗大粒子,由此得到体积中值粒径为7.16μm、平均圆度为0.932的白色调色剂(a)。
制造例1-2:白色调色剂b的制造
(非结晶性树脂[1]微粒分散液的制备)
将制造例1-1中制造的非结晶性树脂[1]200质量份溶解于乙酸乙酯200质量份,然后,与以下水溶液混合:在离子交换水800质量份中溶解聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠,使其浓度为1质量%,混合后使用超声波均质机进行分散。将该溶液在减压下除去乙酸乙酯,然后,将固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有非结晶性树脂[1]形成的微粒的非结晶性树脂[1]微粒分散液。非结晶性树脂[1]形成的微粒的体积平均粒径(Mv)为220nm。
(结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液的制备)
将制造例1-1中制造的结晶性聚酯树脂[1]200质量份溶解于加热至70℃的乙酸乙酯200质量份,然后,与以下水溶液混合:在离子交换水800质量份中溶解有聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠,使其浓度成为1质量%,混合后使用超声波均质机进行分散。将该溶液在减压下除去乙酸乙酯之后,将固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有结晶性聚酯树脂[1]形成的微粒的结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液。结晶性聚酯树脂[1]微粒的体积平均粒径(Mv)为220nm。
(着色剂微粒分散液的制备(白色))
将金红石型氧化钛(石原产业株式会社制造)210质量份添加于在离子交换水480质量份中溶解有烷基二苯基醚二磺酸钠1质量%(表面活性剂水溶液100质量%)的表面活性剂水溶液中,然后,使用超声波均质机进行分散。固体成分浓度调整为30质量%。着色剂微粒的体积平均粒径(Mv)为200nm。
(脱模剂微粒分散液的制备)
将脱模剂:费歇尔-托普希蜡“FNP-0090”(熔点89℃、日本精蜡株式会社制造)200质量份加热至95℃并使其溶解。将其进一步投入表面活性剂水溶液中:将烷基二苯基醚二磺酸钠溶解于离子交换水800质量份中,使其浓度为3质量%(表面活性剂水溶液100质量%),然后,使用超声波均质机进行分散处理。固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有脱模剂微粒的脱模剂微粒分散液[1]。
使用Microtrack粒度分布测定装置“UPA-150”(日机装株式会社制造)测定脱模剂微粒分散液[1]中的脱模剂微粒的体积平均粒径(Mv),结果为180nm。
(凝聚、融粘工序)
将非结晶性树脂[1]微粒分散液395质量份、结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液80质量份、脱模剂微粒分散液97质量份、着色剂微粒分散液229质量份、及聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠水溶液0.5质量份投入具有搅拌机、冷却管、温度计的反应容器中,一边进行搅拌,一边加入0.1N的盐酸,将pH调整为2.5。接着,用10分钟滴加聚氯化铝水溶液(以AlCl3计为10质量%水溶液)0.4质量份,然后,一边进行搅拌,一边以0.05℃/min的速度从25℃进行升温,用“Multisizer3”(Beckman Coulter株式会社制造)适当测定凝聚粒子的粒径。在凝聚粒子的体积中值粒径达到6.20μm时,将升温在75℃下停止,然后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份。滴加结束后,通过0.5N氢氧化钠水溶液使体系内的pH为8.5,使粒径成长停止(体积中值粒径6.25μm)。
(圆度控制工序)
将内部温度升温至85℃,使用“FPIA-2000”(Sysmex株式会社制造),在平均圆度成为0.942的时刻(85℃下的保持时间为200分钟),以10℃/min的速度冷却至室温。
(过滤清洗、干燥工序)
对该反应液重复进行过滤、清洗之后,进行干燥,由此得到调色剂粒子。
(外添剂添加工序)
在得到的调色剂粒子中添加疏水性二氧化硅(数均一次粒径=12nm、疏水化度=68)1质量%及疏水性氧化钛(数均一次粒径=20nm、疏水化度=63)1质量%,利用“亨舍尔混合机”(三井三池化工机株式会社制造)进行混合,然后,使用45μm的网眼的筛除去粗大粒子,由此得到白色调色剂b。白色调色剂b的体积中值粒径为6.05μm,平均圆度为0.942。
制造例1-3:白色调色剂c的制造
在制造例1-2的凝聚、融粘工序中,在凝聚粒子的体积中值粒径达到6.30μm时,在75℃下停止升温,然后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份。滴加结束后,通过0.5N氢氧化钠水溶液使体系内的pH为8.5,体积中值粒径为6.90μm并停止粒径成长,在圆度控制工序中,在平均圆度成为0.922的时刻(85℃下的保持时间为60分钟)进入冷却工序。除上述之外,与制造例1-2同样地操作,得到白色调色剂c。白色调色剂c的体积中值粒径为6.73μm,平均圆度为0.922。
制造例1-4:白色调色剂d的制造
在制造例1-1中的在粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.24μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为3.5小时,使圆度为0.923,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂d。白色调色剂d的体积中值粒径为7.16μm,平均圆度为0.923。
制造例1-5:白色调色剂e的制造
在制造例1-1中的粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.32μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为2小时,使圆度为0.911,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂e。白色调色剂e的体积中值粒径为7.19μm,平均圆度为0.912。
制造例1-6:白色调色剂f的制造
在制造例1-1的粒径控制工序中,不添加结晶性聚酯树脂[1],另外,在粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使体积中值粒径为7.35μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为3小时,使圆度为0.922,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂f。白色调色剂f的体积中值粒径为7.18μm,平均圆度为0.921。
制造例1-7:白色调色剂g的制造
在制造例1-1中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.75μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为1.5小时,将圆度设为0.905,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂g。白色调色剂g的体积中值粒径为7.68μm,平均圆度为0.906。
制造例1-8:白色调色剂h的制造
在制造例1-1中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为6.87μm,不实施圆度控制工序,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂h。白色调色剂h的体积中值粒径为6.87μm,平均圆度为0.897。
制造例1-9
白色调色剂i的制造
在制造例1-1中的粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为6.95μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为2小时,使圆度为0.911,除此之外,用与制造例1-1同样的制造方法得到白色调色剂i。白色调色剂i的体积中值粒径为6.86μm,平均圆度为0.911。
制造例2-1:有色调色剂1(黄)的制造
(着色剂微粒分散液的制备)将作为着色剂的单偶氮类黄颜料(C.I颜料黄74)50质量份加入以下表面活性剂水溶液中:将烷基二苯基醚二磺酸钠溶解于离子交换水200质量份中使其浓度(表面活性剂水溶液100质量%)为1质量%,然后,使用超声波均质机进行分散处理。固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有着色剂微粒的黄色着色剂微粒分散液[1]。
黄着色剂微粒分散液[1]中的着色剂微粒的体积平均粒径(Mv)为170nm。
在制造例1-2的凝聚、融粘工序中,使非结晶性树脂[1]微粒分散液为390质量份、结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液为84质量份、脱模剂微粒分散液为90质量份、黄着色剂微粒分散液[1]为153质量份及聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠水溶液为0.5质量份,在凝聚粒子的体积中值粒径达到5.90μm时,在75℃下停止升温,然后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份,滴加结束后,通过0.5N氢氧化钠水溶液使体系内的pH为8.5,体积中值粒径为6.00μm并停止成长,在圆度控制工序中,在平均圆度成为0.955的时刻(85℃下的保持时间为200分钟)进入冷却工序,除此之外,与制造例1-2同样地操作,得到有色调色剂1。有色调色剂1的体积中值粒径为5.82μm,平均圆度为0.954。
制造例2-2:有色调色剂2(品红)的制造
将作为着色剂的喹吖啶酮类品红颜料(颜料红122)50质量份加入以下的表面活性剂水溶液中:将烷基二苯基醚二磺酸钠溶解于离子交换水200质量份中使其浓度(表面活性剂水溶液100质量%)为1质量%,然后,使用超声波均质机进行分散处理。固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有着色剂微粒的品红着色剂微粒分散液[2]。
品红着色剂微粒分散液[2]中的着色剂微粒的体积平均粒径(Mv)为150nm。
在制造例1-2的凝聚、融粘工序中,使非结晶性树脂[1]微粒分散液为390质量份、结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液为84质量份、脱模剂微粒分散液为90质量份、品红着色剂微粒分散液[2]为149质量份、及聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠水溶液为0.5质量份,在凝聚粒子的体积中值粒径达到5.90μm时,在75℃下停止升温之后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份,滴加结束后,通过0.5N氢氧化钠水溶液使体系内的pH为8.5,体积中值粒径为6.00μm并停止成长,在圆度控制工序中,在平均圆度成为0.955的时刻(85℃下的保持时间180分钟)进入冷却工序,除此之外,与制造例1-2同样地操作,得到有色调色剂2。有色调色剂2的体积中值粒径为5.79μm,平均圆度为0.952。
制造例2-3:有色调色剂3(青)的制造
将作为着色剂的铜酞菁(C.I.Pigment Blue 15:3)50质量份加入以下表面活性剂水溶液中:将烷基二苯基醚二磺酸钠溶解于离子交换水200质量份使其浓度(表面活性剂水溶液100质量%)为1质量%,然后,使用超声波均质机进行分散处理。固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有着色剂微粒的青着色剂微粒分散液[3]。
青着色剂微粒分散液[3]中的着色剂微粒的体积平均粒径(Mv)为150nm。
在制造例1-2的凝聚、融粘工序中,使非结晶性树脂[1]微粒分散液为390质量份、结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液为84质量份、脱模剂微粒分散液为90质量份、青着色剂微粒分散液[3]为139质量份及聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠水溶液为0.5质量份,在凝聚粒子的体积中值粒径达到5.80μm时,在75℃下停止升温之后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份,滴加结束后,通过0.5N氢氧化钠水溶液使体系内的pH为8.5,体积中值粒径为5.90μm并停止成长,在圆度控制工序中,在平均圆度成为0.955的时刻(85℃下的保持时间为240分钟)进入冷却工序,除此之外,与制造例1-2同样地操作,得到有色调色剂3。有色调色剂3的体积中值粒径为5.60μm,平均圆度为0.955。
制造例2-4:有色调色剂4(黑)的制造
将作为着色剂的炭黑(REGAL 330R;Cabot株式会社制造)50质量份加入以下表面活性剂水溶液中:将烷基二苯基醚二磺酸钠溶解于离子交换水200质量份使其浓度(表面活性剂水溶液100质量%)为1质量%,然后,使用超声波均质机进行分散处理。固体成分浓度调整为20质量%。由此,制备在水系介质中分散有着色剂微粒的黑着色剂微粒分散液[4]。
黑着色剂微粒分散液[4]中的着色剂微粒的体积平均粒径(Mv)为180nm。
在制造例1-2的凝聚、融粘工序中,使非结晶性树脂[1]微粒分散液为390质量份、结晶性聚酯树脂[1]微粒分散液为84质量份、脱模剂微粒分散液为90质量份、黑着色剂微粒分散液[4]为158质量份、及聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠水溶液为0.5质量份,在凝聚粒子的体积中值粒径达到5.80μm时,在75℃下停止升温之后,一边维持75℃,一边用1小时滴加非结晶性树脂[1]微粒分散液222.2质量份,滴加结束后,在0.5N氢氧化钠水溶液中使体系内的pH为8.5,体积中值粒径为5.90μm并结束成长,在圆度控制工序中,在平均圆度成为0.955的时刻(85℃下的保持时间220分钟)进入冷却工序,除此之外,与制造例1-2同样地操作,得到有色调色剂4。有色调色剂4的体积中值粒径为5.74μm,平均圆度为0.957。
制造例2-5:有色调色剂5(黄)的制造
(粒径控制工序)
用双螺杆挤压混炼机在110℃下,对制造例1-1中得到的非结晶性聚酯树脂[1]285质量份、结晶性聚酯树脂[1]61质量份、黄颜料(C.I颜料黄74)31质量份、脱模剂(费歇尔-托普希蜡“FNP-0090”)66质量份进行混炼。混炼后,冷却至25℃。
接着,用锤磨机进行粗粉碎之后,用涡轮研磨机粉碎机(Turbo工业株式会社制)进行粗粉碎,进一步用利用了附壁效果的气流分级机进行微粉分级处理,制造体积中值粒径7.20μm及CV30的黄色调色剂的母体粒子(5-1)。
(圆度控制工序)
在离子交换水中500质量份中溶解有聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠5质量份的水分散介质中添加母体粒子(5-1),然后,在80℃下保持3.5小时,然后,进入冷却工序。将该反应液重复进行过滤、清洗之后,进行干燥,由此得到调色剂粒子。在得到的调色剂粒子中添加疏水性二氧化硅(数均一次粒径=12nm、疏水化度=68)1质量%及疏水性氧化钛(数均一次粒径=20nm、疏水化度=63)1质量%,利用“亨舍尔混合机”(三井三池化工机株式会社制造)进行混合,然后,使用45μm的网眼的筛除去粗大粒子,由此得到有色调色剂5。有色调色剂5的体积中值粒径为7.04μm,平均圆度为0.925。
制造例2-6:有色调色剂6(品红)的制造
在制造例2-5中,将黄颜料31质量份变更为品红颜料(颜料红122)30质量份,在粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.15μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为3.5小时,将圆度设为0.925,除此之外,用与制造例2-5同样的制造方法得到有色调色剂6。有色调色剂6的体积中值粒径为7.01μm,平均圆度为0.924。
制造例2-7:有色调色剂7(青)的制造
在制造例2-5中,将黄颜料31质量份变更为青颜料(C.I.Pigment Blue 15:3)28质量份,在粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.20μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为4.0小时,从而使圆度为0.930,除此之外,用与制造例2-5同样的制造方法得到有色调色剂7。有色调色剂7的体积中值粒径为7.09μm,平均圆度为0.931。
制造例2-8:有色调色剂8(黑)的制造
在制造例2-5中,将黄颜料31质量份变更为黑颜料(炭黑[REGAL330R])32质量份,在粒径控制工序中,变更利用涡轮研磨机粉碎机的粉碎条件(旋转时间),使粒径控制工序中的体积中值粒径为7.15μm,使圆度控制工序中的80℃下的保持时间为4.0小时,从而使圆度为0.930,除此之外,用与制造例2-5同样的制造方法得到有色调色剂8。有色调色剂8的体积中值粒径为7.06μm,平均圆度为0.929。
实施例1~7、比较例1~4
使用下述表1及表2所述的白色调色剂及有色调色剂(黄、品红、青、黑)的组合。
(显影剂的制备)
向各个调色剂添加包覆了有机硅树脂的体积平均粒径60μm的铁氧体载体并进行混合,使调色剂浓度成为6质量%,由此制造显影剂。
[表1]
[表2]
评价方法
1.定影性
在市售的复合打印机的全彩色复印机“bizhub PRO C6500”(KONICAMINOLTA株式会社制造)中,使用如下定影装置:对定影装置进行改造,使其可以在100~210℃的范围内变更定影用热辊的表面温度,在每平方米的重量为80g的普通纸上以各3.0g/m2的附着量输出YMC的2×2cm的实心小块,在180℃下将显影剂定影。将补片的中心折叠,使用底面的直径为10cm、3kg的重物使其往返5次而展开,在此,将经过0.35MPa的压缩空气吹拂的图像作为标准样品。
接着,作为评价样品,在与标准样品相同的纸上以W为3.4g/m2、YMC各为3.0g/m2的附着量、从纸侧为WCMY的顺序输出,一边使上带的温度从170℃开始每5℃地进行变化,一边进行一起定影,使温度上升至目视确认达到与标准样品相同的剥离状态的温度。将在170℃或175℃的定影温度下为同等剥离状态的情况设为◎,将在180℃或185℃的定影温度下成为同等剥离状态的情况设为○,将在190℃的定影温度下成为同等剥离状态的情况设为△,将在195℃的定影温度下成为同等剥离状态的情况设为×。需要说明的是,如果为△以上的评价,则为实际使用上没有问题的水平。
将结果示于表3。同样地,W的上面为Y、M、K的情况也同样地进行评价,但除实施例1之外,为与下述表3相同的等级。在实施例1中,W的上面为Y、M、K的情况,在175℃下进行定影。
2.显色性
对市售的复合打印机“bizhub Pro C500”(KONICA MINOLTA BUSINES STECTECHNOLOGIES株式会社制造)进行改造,在黑位置上安装白色调色剂像形成单元,按照使用有表1所示的调色剂的显影剂的组合,将各显影剂投入于显影装置中的显影机内,进行下述的评价。
在温度20℃、湿度50%RH的环境下,在KONICAMINOLTA株式会社制造的CF纸上形成白色调色剂图像,形成在得到的白色调色剂图像上重叠有黄、青、品红的图像的实心图像(2cm×2cm),测定其图像彩度。将使用比较例1所示的显影剂的组合时的彩度分别设为100,算出彩度提高、降低了多少。同样地,在温度20℃、湿度50%RH的环境下,形成在白色调色剂图像上重叠有黑的图像的实心图像(2cm×2cm),测定其图像浓度。将使用比较例1所示的显影剂的组合时的浓度设为100,算出浓度提高、降低了多少。彩度及浓度的4色的平均值相同或降低的情况设为×,提高了低于3%的情况设为△,提高为3%以上且低于4%的情况设为○,提高了4%以上的情况设为◎,进行评价。
图像的彩度、浓度使用分光光度计“Gretag Macbeth Spectrolino”(GretagMacbeth株式会社制造),使用作为光源的D65光源,使用φ4mm的反射测定孔作为反射测定孔,将测定波长域380~730nm以10nm间隔,将视场角设为2°,为了与基准一致在使用有专用白砖的条件下进行测定。
将结果示于表3。需要说明的是,在表3中,平均值=SUM(YMCK各图像彩度及浓度%-100%)/4。
[表3]
由上述结果得知:使用实施例1~7的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,低温定影性优异。另外,使用实施例1~7的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,图像彩度或浓度高,白色调色剂产生的记录介质的遮蔽性功能高。另一方面,使用Dw/Dc为1.000以下的比较例1的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,图像彩度或浓度显著地降低。使用Dw/Dc为1.300以上的比较例2的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,低温定影性显著地降低。使用Sc/Sw为1.060以上的比较例3的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,图像彩度或浓度显著地降低。使用Sc/Sw低于1.000的比较例4的白色调色剂及有色调色剂所形成的图像,低温定影性及图像彩度或浓度显著地降低。因此,这些比较例暗示了白色调色剂产生的记录介质的遮蔽性功能低。

Claims (8)

1.一种图像形成方法,其为使图像形成层A和图像形成层B定影于记录介质上的图像形成方法,所述图像形成层A使用白色调色剂而得到,所述图像形成层B使用与所述白色调色剂不同的调色剂而得到且邻接于所述图像形成层A,其中,
将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):
1.000<Dw/Dc<1.300 (1)
1.000≤Sc/Sw<1.060 (2)。
2.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,通过对所述图像形成层A和所述图像形成层B一起进行定影而形成图像。
3.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,与所述白色调色剂不同的调色剂为有色调色剂。
4.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,1.010<Sc/Sw<1.040。
5.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,0.910<Sw<0.943。
6.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,所述白色调色剂及与所述白色调色剂不同的调色剂含有结晶性聚酯树脂。
7.如权利要求1所述的图像形成方法,其中,1.050<Dw/Dc<1.250。
8.一种调色剂组,其包含白色调色剂和与所述白色调色剂不同的调色剂,所述与所述白色调色剂不同的调色剂用于与使用所述白色调色剂得到的图像形成层A邻接的图像形成层B中,其中,
将所述白色调色剂的体积中值粒径设为Dw、平均圆度设为Sw,并将与所述白色调色剂不同的调色剂的体积中值粒径设为Dc、平均圆度设为Sc时,满足以下的关系式(1)及(2):
1.000<Dw/Dc<1.300 (1)
1.000≤Sc/Sw<1.060 (2)。
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