CN105683842A - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
一种调色剂,其包括着色剂、粘合树脂和脱模剂,其中所述粘合树脂包括聚酯树脂,且所述调色剂满足如下要求(1)和(2):(1):G’(50)≥3.0×107Pa且1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa,其中G’(50)为所述调色剂在50℃的存储弹性率,且G’(60)为所述调色剂在60℃的存储弹性率;和(2):通过脉冲NMR的固体回波方法测量的所述调色剂在50℃的自旋-自旋弛豫时间为1.0ms或更短。
Description
技术领域
本发明涉及在例如电子照相、静电记录和静电印刷的领域中用于使静电潜像显影的干式调色剂。
背景技术
近年来,已经期望调色剂具有用于得到高品质输出图像的小的粒度和耐热偏移(offset)性、用于节能的低温定影性和用于在制造后的存储或运输期间抵抗高温、高湿度环境的耐热存储稳定性。特别地,低温定影性是调色剂非常重要的品质,因为定影的功率消耗在整个图像形成过程的功率消耗中占大部分。
常规上,已经使用由捏合和粉碎方法制造的调色剂。由捏合和粉碎方法制造的调色剂具有如下问题:难以减小其粒度、以及粒子形状不均匀和其粒径分布宽(其导致输出图像的品质不令人满意),和为使这样的调色剂定影而要求大量能量。此外,在向所述调色剂中加入蜡(即脱模剂)以改善定影性的情形中,由捏合和粉碎方法制造的调色剂包含在调色剂表面附近存在的大量蜡,因为经捏合的产物在粉碎期间从蜡的界面开裂。其结果是,表现出脱模效果,但另一方面,所述调色剂倾向于导致在载体、感光体和刮板上的调色剂沉积(即成膜)。因此,这样的调色剂就其整体特性而言不是令人满意的。
为了对抗与所述捏合和粉碎方法相关的上述问题,已经提出了根据聚合方法的调色剂制造方法。由聚合方法制造的调色剂容易制成小的粒子、与由粉碎方法制造的调色剂相比具有尖锐的粒径分布、且可将脱模剂包封在其中。作为根据聚合方法的调色剂制造方法,为了改善低温定影性和耐热偏移性的目的,提出了使用尿烷(氨基甲酸酯)改性的聚酯的伸长(elongation)反应产物作为调色剂粘合剂的调色剂制造方法(参见PLT1)。
此外,提出了如下的调色剂制造方法:当调色剂制成小直径调色剂时,其耐热存储稳定性、低温定影性、和耐热偏移性全部是优异的,以及粉末流动性和转印能力也是优异的(参见PTL2和3)。
另外,公开了具有熟化(maturing)步骤的调色剂制造方法,其用于制造具有稳定的分子量分布的调色剂粘合剂、且实现低温定影性和两者(参见PTL4和5)。
然而,这些提出的技术未提供近年来一直需要的具有高水平的低温定影性的调色剂。
因此,为了实现高水平的低温定影性的目的,提出了这样的调色剂:其包含包括结晶性聚酯树脂的树脂和脱模剂、且具有相分离结构,在该相分离结构中所述树脂和所述脱模剂(例如蜡)以海-岛(sea-island)形式彼此不相容(参见PTL6)。
此外,提出了包含结晶性聚酯树脂、脱模剂和接枝聚合物的调色剂(参见PTL7)。
这些提出的技术可实现低温定影,因为与非结晶性聚酯树脂相比,结晶性聚酯树脂快速熔融。这些提出的调色剂可同时具有期望的低温定影性和期望的耐热存储稳定性,但是当在高速设备中使用时具有如下问题:施加于调色剂的增大的应力会形成调色剂粒子的凝集体和导致清洁刮刀堵塞而在输出的调色剂图像上形成调色剂的白色空白(转印后的白色空白)。而且,在包含结晶性聚酯树脂的调色剂的情形中,它们具有在高温、高湿度环境中形成调色剂粒子的凝集体的问题。
相应地,一直存在提供高品质调色剂的需求,该高品质调色剂同时具有期望的低温定影性和期望的耐热存储稳定性,且可阻止转印后的白色空白的形成。
引文列表
专利文献
PTL1:日本专利申请特开(JP-A)No.11-133665
PTL2:JP-ANo.2002-287400
PTL3:JP-ANo.2002-351143
PTL4:日本专利(JP-B)No.2579150
PTL5:JP-ANo.2001-158819
PTL6:JP-ANo.2004-46095
PTL7:JP-ANo.2007-271789
发明内容
技术问题
在现有技术的目前情况下,本发明的目的是提供如下高品质调色剂:其同时具有期望的低温定影性和期望的耐热存储稳定性,且可阻止转印后的白色空白的形成和热偏移。
问题的解决方案
以上问题可通过本发明的以下“调色剂”解决。
即,它是包括如下的调色剂:着色剂,粘合树脂,和脱模剂,其中所述粘合树脂至少包含聚酯树脂,且所述调色剂满足如下的要求(1)和(2):
(1):G’(50)≥3.0×107Pa且1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa,其中G’(50)为所述调色剂在50℃的存储弹性率(储能模量,storagemodulus),且G’(60)为所述调色剂在60℃的存储弹性率;和
(2):通过脉冲NMR的固体回波方法(solidechomethod)测量的所述调色剂在50℃的自旋-自旋弛豫时间为1.0ms或更短。
发明的有益效果
正如可从以下详细和具体的描述中理解的,本发明呈现出能够提供如下高品质调色剂的显著优异的效果:该高品质调色剂同时具有期望的低温定影性和期望的耐热存储稳定性,且可阻止转印后的白色空白的形成和热偏移。
附图说明
图1是本发明图像形成设备的一个实例的示意图。
图2是本发明图像形成设备的另一实例的示意图。
图3是在图2的示例性图像形成设备中各色的图像形成手段的示意图。
图4是本发明处理卡盒的一个实例的示意图。
具体实施方式
(调色剂)
以下将详细描述本发明。
不同于常规调色剂,本发明调色剂具有如在以上要求(1)中描述的一个特征:存储弹性率G’在50℃和60℃之间温度的微小差值下急剧变化。具有该特征的调色剂同时具有期望的低温尖锐熔融性质和期望的存储稳定性。在确定调色剂的存储稳定性中特别严格的条件是例如如下情形:其中调色剂存储在包括显影地点的图像形成机器中待用于显影。其中调色剂所存在的机器内部的温度通常比其中放置所述机器的空间的温度高,且所述调色剂一直受到由搅拌引起的机器应力。理想地,单独的调色剂粒子即使在这样的环境下用于显影时也是硬且平滑的而表现出高的流动性,同时该调色剂在用加热定影时在约60℃的低温下短时间快速熔融。本发明的调色剂实现了这种理想的性质。
具体地,50℃的温度是当在图像形成设备中连续进行图像形成时调色剂承载部件、感光体和其周围的外围部件的表面温度达到的温度。调色剂在该温度范围经历显影步骤。因此,当调色剂在该温度(50℃)易于变形时,调色剂粒子在显影部中凝集并粘附(固化)至调色剂承载部件,这在所形成的图像上形成来源于调色剂粒子凝集体的点状污迹(dotstain),由于调色剂向感光体的异常供给而在所形成的图像上形成白色空白,和使耐热存储稳定性劣化。由于该原因,要求调色剂在该温度下难以变形。结果,在本发明中,50℃的存储弹性率需要为3.0×107Pa或更大。
只要调色剂在50℃的存储弹性率为3.0×107Pa或更大,就不会出现特别的问题,但其优选为1.0×108Pa或更大。当在50℃的存储弹性率G’(50)小于3.0×107Pa时,调色剂的耐热偏移性和耐热存储稳定性会变得不足。落在以上优选范围内的在50℃的存储弹性率G’是有利的,因为调色剂的低温定影性和耐热存储稳定性更优异。
60℃的温度是在常温环境中供纸开始时调色剂承载部件、感光体和其周围的外围部件的表面温度被认为达到的温度。在该温度下存储弹性率的下降实现低温定影性。调色剂在60℃的存储弹性率为1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa、优选地5.0×105Pa≤G’(60)≤5.0×106Pa。当G’(60)小于1.0×105Pa时,调色剂的耐热偏移性劣化。当G’(60)大于1.0×107Pa时,调色剂的低温定影性劣化。
(实现存储弹性率的方法)
用于将调色剂在50℃的存储弹性率G’(50)调节至3.0×107Pa或更大而不使其尖锐熔融性质劣化的一个方法是将非结晶性树脂和适合于表现出尖锐熔融性质的结晶性树脂(树脂C)共混。用于其的另一方法是使用其中已经将非结晶性部分引入结晶性树脂的结构中的树脂。
在一个具体实例中,将结晶性树脂(树脂C)与非结晶性树脂组合使用,所述非结晶性树脂为具有高分子量的非结晶性树脂(作为低Tg组分的非直链树脂A(树脂A))和以比脂族树脂高的比率包含芳族树脂的非结晶性树脂(树脂B)。尽管具有高分子量的非直链树脂A具有低的Tg,但是该非直链树脂A的流动性因非直链树脂A的高分子量而在熔融时受到抑制。在另一具体实例中,将芳族部分引入具有高分子量的非结晶性聚合物分子的结构中,且使用该产物。
在该情形中,例如,可在树脂A的合成中使用三价以上的多官能酸和/或三羟基以上的多官能多元醇,从而将三维结构部分引入聚酯聚合物中而赋予其橡胶状弹性。替代地,可共混呈现出来源于其三维结构部分的橡胶状弹性的树脂。而且,在尿烷改性的聚酯的合成中作为与异氰酸酯基团反应的含活性氢基团的化合物的三价以上的多官能胺或多元醇的使用有助于将三维结构部分引入聚酯聚合物中和赋予其橡胶状弹性。
此外,例如,当树脂B为使用环氧烷烃加合的双酚二醇的非结晶性聚酯时,在树脂B的合成中调节加入的环氧烷烃的量或者例如环氧乙烷和环氧丙烷的比率以调节链段性质可有助于将在50℃的存储弹性率G’(50)控制为3.0×107Pa或更大。以下将详细地描述它们的优选的具体示例性实施方式。
可用以下方式将在60℃的存储弹性率G’(60)调节至1.0×105Pa-1.0×107Pa。例如,可通过引入长链脂族基团而获得尖锐熔融性质,且该长链脂族基团也可有助于如上所述的非结晶性聚酯的分子量的增大。而且,例如,如在尿烷改性的树脂的情形中,在其周围氢键密度高的氮原子和/或氧原子邻近处引入长链脂族基团时,可降低这样的高密度氢键的影响。
例如,在通过使用结晶性聚酯树脂使非结晶性聚酯塑化的尝试中,对作为用于实现低温定影性的手段的结晶性聚酯树脂的量的增加自然存在限制。例如,与耐热存储稳定性和对源于结晶的结晶性聚酯树脂的量的限制相关的问题可能变得严重。
这里,避免该问题的一个方法是控制待被塑化的非结晶性聚酯。例如,使用适量的结晶性聚酯树脂来使与如下非结晶性聚酯树脂共混或者通过加合与其键合的非结晶性聚酯树脂塑化:该非结晶性聚酯树脂由于引入其聚合物链段中的长链脂族部分而具有低的玻璃化转变温度但由于高的熔融粘度而难以流动。
这可通过例如如下而得以适合地实现:将具有40℃-70℃的高玻璃化转变温度的以下描述的非结晶性聚酯树脂A和具有在超低温度区域内的玻璃化转变温度但由于高的熔融粘度而难以流动的以下描述的非结晶性聚酯树脂B共混,或者通过在树脂A的合成过程中引入对应于树脂B的部分。而且,优选的是,非结晶性聚酯树脂A和非结晶性聚酯树脂B处于相容状态或者处于其中作为均相的所述树脂的至少一种包含以海-岛形式分散的其它树脂的粒子的状态(以合金(alloy))。而且,可通过例如如下而将调色剂在60℃的存储弹性率控制为1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa:控制以下描述的非结晶性聚酯树脂B的特性值(例如分子量和/或玻璃化转变温度)和/或量,和/或控制以下描述的结晶性聚酯树脂C的特性值(例如熔点)和/或量。
以这种方式,可通过整体组合这些各种类型的用于调节存储弹性率的手段实现本发明中的要求“G’(50)≥3.0×107Pa和1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa”。
以下将详细和具体地描述它们的具体的优选实施方式。
(损耗角正切(损耗因子);tanδ)
tanδ(即,损耗弹性率(损耗模量)G”对存储弹性率G’的比率(G”/G’))的最大值优选为60℃或更低。其更优选高于10℃但是为60℃或更低,进一步优选20℃-60℃,特别优选40℃-60℃。当tanδ的最大值为10℃或更低时,调色剂的耐热存储稳定性可不足。当tanδ的最大值高于60℃时,调色剂的低温定影性可不足。
(粘弹性的测量方法)
调色剂的存储弹性率(G’)和损耗角正切(tanδ)可借助例如动态粘弹仪(ARES,TAInstrumentsInc.的产品)测量。所述测量以1Hz的频率进行。
具体地,将测量样品形成为具有8mm直径、和1mm-2mm厚度的圆片(pellet),并将圆片样品固定至具有8mm直径的平行板。此后,将圆片样品在与调色剂的Tg1st相差10℃-15℃以内的温度下紧密附着至所述平行板上,且将该温度保持15分钟。之后,在保持通过所述板施加于所述样品的负荷恒定的同时将所述样品冷却至30℃,且将所述样品在30℃保持48小时。然后,通过将如此制备的样品以1Hz的频率和0.1%的应变(以应变控制模式)在2.0℃/分钟的加热速率下加热至200℃而测量存储弹性率和损耗角正切。
(脉冲NMR)
脉冲NMR(脉冲技术NMR)对于指明分子运动性是有效的。不同于高分辨率NMR,脉冲技术NMR不提供化学位移信息(例如局部的化学结构)。而是脉冲技术NMR可快速测量与分子运动性紧密相关的1H核子的弛豫时间(自旋-晶格弛豫时间(T1)和自旋-自旋弛豫时间(T2))。所述脉冲技术NMR近来已经变得普遍。
脉冲技术NMR的测量程序的实例包括哈恩(Hahn)回波程序、固体回波程序、CPMG程序(CarrPurcellMeiboomGill步骤)、和90°脉冲程序。
它们中的任意均可被适合地使用。在本发明中,测量在50℃的自旋-自旋弛豫时间(T2),并因此通过适合用于测量短的T2的固体回波程序进行所述测量。通常,固体回波程序和90°脉冲程序适合用于测量短的T2,哈恩回波程序适合用于测量中等水平的T2,且CMPG程序适合用于测量长的T2。
充当与存储稳定性有关的分子运动性的指标的在50℃的自旋-自旋弛豫时间(t50)为1.0ms或更短。当t50比1.0ms长时,调色剂和树脂在50℃的运动性高且调色剂容易由于外力而变形和/或凝集,导致通过船舶的海外运输和夏季存储的困难,这不是优选的。
(使用脉冲NMR的测量方法)
该测量可用例如“MINISPEC-MQ20”(BrukerOpticsK.K.的产品)进行。所述测量以1H的观察核子、在19.65MHz的共振频率和在5s的测量间隔下进行。根据固体回波程序使用脉冲序列(90°x-Pi-180°x)测量衰减曲线。注意,Pi从0.01毫秒到100毫秒变化,数据点的数量为100个点,累积数量为32。
作为样品,将调色剂粒子(0.2g)或用于调色剂的树脂粒子(0.2g)置于专门的样品管中,并且在将该样品管插入直至适当范围的磁场的情况下进行测量。通过该测量,测得各样品在50℃的自旋-自旋弛豫时间(t50)。
(TMA;热机械分析)
调色剂优选具有15%或更小的TMA压缩变形量(TMA%),其中TMA%是在40℃和70%的相对湿度下测量的。更优选地,调色剂具有10%或更小的TMA%。超过15%的TMA%意味着调色剂在夏季或通过船舶运输时可容易变形。超过15%的TMA%具体意味着即使调色剂的通过例如针入度试验测量的静态存储稳定性是优异的且在干燥条件下的存储稳定性是优异的,调色剂在包括误差因素的动态条件下的存储稳定性也是差的。换言之,具有超过15%的TMA%的调色剂的抗粘连性差。考虑到例如调色剂在夏季的运输或仓库存储以及复印机内部的温度,调色剂粒子容易彼此粘附而使运输性和转印性劣化,导致图像失败或其它失败。
(TMA%的测量方法)
使用3mm直径的压片模头(tabletdie)(ShimadzuCorporation的产品)对调色剂粒子(5mg)进行压片,并使用热机械分析仪(EXSTAR7000,SIINanoTechnologyInc.的产品)对获得的压片(tablet)进行测试。根据JISK7197,在70%相对湿度下以2℃/分钟将压片从0℃加热至80℃的同时以压缩模式进行测量。该测量中的压缩力设置为100mN。在样品的温度和其压缩位移(变形率)之间的图上,读取在40℃的压缩位移(变形率)并将其定义为TMA%。(在第一次加热中测量的玻璃化转变温度和在第二次加热中测量的玻璃化转变温度之间的差:Tg1st-Tg2nd)
在差示扫描量热法(DSC)中,在第一次加热中测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg1st)和在第二次加热中测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg2nd)之间的差(Tg1st-Tg2nd)没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择,但其优选为10℃或更大。
所述差的上限没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择,但所述差(Tg1st)-(Tg2nd)优选为50℃或更小。
当所述差(Tg1st)-(Tg2nd))为10℃或更大时,所得调色剂的低温定影性是优异的,这是有利的。所述差(Tg1st)-(Tg2nd)为10℃或更大的事实意味着:加热前(第一次加热之前)以不相容状态存在的结晶性聚酯树脂C和非结晶性聚酯树脂A和B在加热后(第一次加热之后)变成相容状态。注意,在加热后的相容状态不必须是完全相容状态。
(调色剂的不溶于THF的物质)
在本发明的调色剂中,通过例如索氏(Soxhlet)提取而提取的不溶于THF(四氢呋喃)的物质在60℃的存储弹性率[G*(60)]优选满足G*(60)≤1.0×106Pa。
本发明的调色剂包含具有橡胶状弹性、低的Tg和交联的聚酯树脂,并由此可实现期望的抗粘连性和期望的抗成膜性。容许所述调色剂表现出橡胶状弹性的聚酯树脂优选以在溶剂例如THF中具有不溶性的水平交联和/或聚合。当不溶于THF的物质在60℃的存储弹性率[G*(60)]大于1×106Pa时,调色剂在定影温度范围中可能熔融不足并且低温定影性可劣化。
(提取方法)
本发明调色剂的不溶于THF的物质可根据以下程序提取。具体地,将1g调色剂在100g的THF中回流12小时,从而将其分离成不能溶解于THF的物质和能溶解于THF的物质。然后,将THF从能溶解于THF的物质除去而获得固体物质。将该固体物质和不能溶解于THF的物质的固体物质在标准压力下在40℃下干燥20小时,并然后在减压下在23℃下干燥20小时。使用能溶解于THF的物质在干燥后的固体物质作为能溶于THF的物质,且使用不能溶解于THF的物质在干燥后的固体物质作为不溶于THF的物质。
[调色剂]
用于改善调色剂的低温定影性的一个可想到的方法是降低非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度或分子量,使得非结晶性聚酯树脂和结晶性聚酯树脂一起熔融。然而,可容易地料想到,当简单地降低非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度或分子量以降低其熔融粘度时,所得调色剂的耐热存储稳定性和定影时的耐热偏移性将劣化。
在本发明的调色剂中,当使用具有非常低的玻璃化转变温度的非结晶性聚酯树脂A时,非结晶性聚酯树脂A具有在低温下变形的性质,因为它具有非常低的玻璃化转变温度。因此,非结晶性聚酯树脂A具有这样的性质:它在定影时在加热和加压的情况下变形并在低温下容易粘附在记录介质例如纸上。而且,因为非结晶性聚酯树脂A的反应性前体是非直链的,所以非结晶性聚酯树脂A具有在其分子骨架中的支化结构,且其分子链变成三维网络结构。结果,非结晶性聚酯树脂A具有如此的橡胶状性质以致在低温下变形但不流动,使得调色剂能够保持耐热存储稳定性和耐热偏移性。注意,当非结晶性聚酯树脂A具有拥有高内聚能的尿烷键或脲键时,获得的调色剂在记录介质例如纸上的粘附更优异。而且,尿烷键或脲键表现为假交联点以提高聚酯树脂的橡胶状性质。结果,获得的调色剂的耐热存储稳定性和耐热偏移性更优异。
具体地,如上所述,本发明的调色剂通过将在超低温度区域中具有玻璃化转变温度但由于高的熔融粘度而难以流动的具有高分子量的非结晶性聚酯树脂A与以高的比率包含芳族树脂的非结晶性聚酯树脂B、和结晶性聚酯树脂C组合,即使当调色剂的玻璃化转变温度设置为比常规调色剂的玻璃化转变温度低时保持耐热存储稳定性和耐热偏移性也变得可能;和通过使调色剂具有低的玻璃化转变温度,调色剂的低温定影性是优异的。不必说,以上解释了用于获得本发明调色剂的一个优选实例,且不打算否定在不久的将来将开发出用于制造本发明调色剂的其它制造方法的任何可能性。然而,本发明涉及调色剂本身而不是其制造方法,并因此将不再讨论这样的制造可能性。
<非结晶性聚酯树脂A>
非结晶性聚酯树脂A包括作为其构成组分的二醇组分,且二醇组分以50摩尔%或更大的量包含具有3-10个碳原子的脂族二醇。非结晶性聚酯树脂A包含作为交联组分的三价以上的酸或三羟基以上的醇。
所述非结晶性聚酯树脂可单独地或以其两种或更多种的组合使用。
非结晶性聚酯树脂优选包含尿烷键、脲键或两者,因为它在记录介质例如纸上的粘附更优异。而且,作为在非结晶性聚酯树脂中包含尿烷键、脲键或两者的结果,尿烷键或脲键表现为假交联点而提高非结晶性聚酯树脂的橡胶状性质。结果,获得的调色剂的耐热存储稳定性和耐热偏移性更优异。
---二醇组分---
二醇组分可取决于预期目的而适当地选择,只要其以50摩尔%或更大的量包含具有3-10个碳原子的脂族二醇。其实例包括脂族二醇,例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁烷二醇、3-甲基-1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,10-癸烷二醇和1,12-十二烷二醇;包含氧化烯基团的二醇,例如一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、和聚四亚甲基二醇;脂环族二醇,例如1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A;脂环族二醇和环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物;双酚,例如双酚A、双酚F和双酚S;以及双酚和环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。
它们之中,具有4-12个碳原子的脂族二醇是优选的。
这些二醇可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
此外,当构成性二醇组分的主链的碳原子数为奇数且在其侧链中包含烷基时,非结晶性聚酯树脂A可表现出橡胶状弹性且在可定影温度范围内保持树脂高的热变形性,使得获得的调色剂的低温定影性和抗粘连性更优异。
---二羧酸---
构成非结晶性聚酯的二羧酸没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括脂族二羧酸和芳族二羧酸。此外,也可使用其酸酐、其低级(C1至C3)烷基酯化的化合物、或者其卤化物。
所述脂族二羧酸没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括琥珀酸、己二酸、癸二酸、癸烷二酸、马来酸和富马酸。
芳族二羧酸没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸。它们之中,具有4-12个碳原子的脂族二羧酸是优选的。
这些二羧酸可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
---三价以上的酸或三羟基以上的醇---
三价以上的酸或三羟基以上的醇没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷(TMP)、季戊四醇、山梨糖醇、二季戊四醇、偏苯三酸(TMA)和均苯四酸。
它们之中,优选三价酸或三羟基醇。这些三价酸或三羟基醇可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
当非结晶性聚酯树脂包含作为构成组分的三价以上的酸或三羟基以上的醇时,非结晶性聚酯树脂表现出橡胶状弹性且获得的调色剂的抗粘连性更优异。此外,因为非结晶性聚酯树脂可表现出这样的橡胶状弹性以及在可定影温度范围内保持树脂高的热变形性,使得获得的调色剂的低温定影性和抗粘连性更优异,所以优选三价酸或三羟基醇。
--含尿烷键和脲键的聚酯树脂--
含尿烷键和脲键的聚酯树脂没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括含异氰酸酯基团的聚酯树脂(下文可称作“预聚物”)和能与该预聚物的异氰酸酯基团反应的固化剂(例如含活性氢基团的化合物)之间形成的反应产物。
含异氰酸酯基团的聚酯树脂的实例包括含活性氢基团的聚酯树脂和多异氰酸酯之间形成的反应产物。
---多异氰酸酯---
多异氰酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括二异氰酸酯、和三价以上的异氰酸酯。
二异氰酸酯的实例包括:脂族二异氰酸酯,脂环族二异氰酸酯,芳族二异氰酸酯,芳族脂族二异氰酸酯,异氰脲酸酯;和其中前述化合物用酚类衍生物、肟、或己内酰胺封端的其封端产物。
所述脂族二异氰酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯基己酸甲酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯。
所述脂环族二异氰酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯。
所述芳族二异氰酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括亚苄基二异氰酸酯、二异氰酸酯基二苯基甲烷、1,5-亚萘基二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯基联苯、4,4’-二异氰酸酯基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二异氰酸酯基-3-甲基二苯基甲烷、和4,4’-二异氰酸酯基-二苯基醚。
所述芳族脂族二异氰酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括α,α,α’,α’-四甲基二甲苯二异氰酸酯。
所述异氰脲酸酯没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择。其实例包括三(异氰酸酯基烷基)异氰脲酸酯和三(异氰酸酯基环烷基)异氰脲酸酯。
这些多异氰酸酯可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
--固化剂--
所述固化剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,只要其可与所述预聚物反应。其实例包括含活性氢基团的化合物。
---含活性氢基团的化合物---
所述含活性氢基团的化合物中的活性氢基团没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括羟基(例如醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基。这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
所述含活性氢基团的化合物没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选地选自胺,因为胺可形成脲键。
所述胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括二胺、三价以上的胺、氨基醇、氨基硫醇、氨基酸和其中前述化合物的氨基被封端的化合物。这些可单独地或以其两种或更多种的组合使用。
在它们之中,二胺、和二胺与少量的三价以上的胺的混合物是优选的。
所述二胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括芳族二胺、脂环族二胺和脂族二胺。所述芳族二胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷。所述脂环族二胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛尔酮二胺。所述脂族二胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。
所述三价以上的胺没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
所述氨基醇没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。
所述氨基硫醇没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
所述氨基酸没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
其中氨基被封端的化合物没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括其中氨基用酮(例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮)封端的酮亚胺化合物和唑啉化合物。
所述非结晶性聚酯树脂的分子结构可通过溶液状态或者固态NMR、X-射线衍射、GC/MS、LC/MS、或者IR光谱确认。其简单方法包括检测如下物质作为非结晶性聚酯树脂的方法:在红外吸收光谱中在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收。
所述非结晶性聚酯树脂的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为5质量份-25质量份,更优选为10质量份-20质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当其量小于5质量份时,可损害所得调色剂的低温定影性和耐热偏移性。当其量大于25质量份时,可损害所述调色剂的耐热存储稳定性,且定影后获得的图像的光泽度可降低。当其量在前述更优选的范围内时是有利的,因为低温定影性、耐热偏移性和耐热存储稳定性均优异。
<非结晶性聚酯树脂B>
非结晶性聚酯树脂B没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择,只要其具有40℃-80℃的玻璃化转变温度。
非结晶性聚酯树脂B优选地为线性聚酯树脂。
非结晶性聚酯树脂B优选地为未改性的聚酯树脂。未改性的聚酯树脂是指使用多羟基醇和多价羧酸或其衍生物(例如多价羧酸酐或多价羧酸酯)获得的且未用异氰酸酯化合物等改性的聚酯树脂。
多羟基醇的实例包括二醇。
二醇的实例包括双酚A和环氧烷烃(C2至C3)的加合物(平均加合摩尔数:1-10),例如聚氧化丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷和聚氧化乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷;氢化双酚A以及氢化双酚A和环氧烷烃(C2-C3)的加合物(平均加合摩尔数:1-10);以及乙二醇和丙二醇。
这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
多价羧酸的实例包括二羧酸。
二羧酸的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、富马酸、己二酸和马来酸,和具有作为取代基的具有1-20碳原子的烷基或具有1-20个碳原子的烯基的丁二酸,例如十二烯基丁二酸和辛基丁二酸。
这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
而且,为了调节酸值或羟值,非结晶性聚酯树脂B可包括在其树脂链的末端处的三价以上的羧酸、三羟基以上的醇或两者。
三价以上的羧酸的实例包括偏苯三酸(TMA)、均苯四酸和其酸酐。
三羟基以上的醇的实例包括丙三醇、季戊四醇或三甲基丙烷(TMP)。
非结晶性聚酯树脂B的分子量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。当其分子量过低时,获得的调色剂的耐热存储稳定性和对应力(例如在显影装置中的搅拌)的耐久性可能差。当其分子量过高时,获得的调色剂在熔融时的粘弹性可增加,从而低温定影性差。因此,在GPC(凝胶渗透色谱法)中,非结晶性聚酯树脂B优选具有3,000-10,000的重均分子量(Mw),而且具有1,000-4,000的数均分子量(Mn)。比率Mw/Mn优选为1.0-4.0。
非结晶性聚酯树脂B的重均分子量(Mw)更优选为4,000-7,000。其数均分子量(Mn)更优选为1,500-3,000。比率Mw/Mn更优选为1.0-3.5。
非结晶性聚酯树脂B的酸值没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择,但其优选为1mgKOH/g-50mgKOH/g,更优选为5mgKOH/g-30mgKOH/g。当其酸值为1mgKOH/g或更大时,获得的调色剂将更容易带负电且在纸上定影时对纸的亲和性更好,且结果,低温定影性可改善。当其酸值大于50mgKOH/g时,获得的调色剂的带电稳定性、尤其是对环境变化的带电稳定性可劣化。
非结晶性聚酯树脂B的羟值没有特别限制并可取决于预期目的而适当地选择,但其优选为5mgKOH/g或更大。
非结晶性聚酯树脂B的玻璃化转变温度(Tg)优选为40℃-80℃、更优选为50℃-70℃。当其玻璃化转变温度低于40℃时,获得的调色剂的耐热存储稳定性和对应力(例如在显影装置中的搅拌)的耐久性可能差,而且耐成膜性也可劣化。当其玻璃化转变温度高于80℃时,获得的调色剂在定影时在加热和加压的情况下不能充分变形,潜在地导致不足的低温定影性。
所述非结晶性聚酯树脂B的分子结构可通过溶液状态或者固态NMR、X-射线衍射、GC/MS、LC/MS、或者IR光谱确认。其简单方法包括检测如下物质作为非结晶性聚酯树脂的方法:在红外吸收光谱中在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收。
所述非结晶性聚酯树脂B的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为相对于100质量份的所述调色剂50质量份-90质量份,更优选为相对于100质量份的所述调色剂60质量份-80质量份。当非结晶性聚酯树脂B的量小于50质量份时,所述调色剂中的颜料和脱模剂的分散性将变得劣化,潜在地容易导致图像上的雾化(模糊,fogging)和异常图像的形成。当非结晶性聚酯树脂B的量大于90质量份时,结晶性聚酯树脂C和非结晶性聚酯树脂A的量将变少,并因此获得的调色剂的低温定影性可劣化。落在以上更优选范围内的非结晶性聚酯树脂B的量是有利的,因为获得的调色剂的高图像品质和低温定影性均是优异的。
<结晶性聚酯树脂C>
结晶性聚酯树脂C呈现出其中粘度在定影开始温度附近的温度下急剧降低的热熔合特性,因为结晶性聚酯树脂C具有高结晶性。通过在调色剂中使用具有上述特性的结晶性聚酯树脂C以及所述非结晶性聚酯树脂B,所述调色剂的耐热存储稳定性由于结晶性而直至熔融开始温度都是优异的,且所述调色剂由于结晶性聚酯树脂C的熔融而在熔融开始温度下急剧降低其粘度(尖锐熔融性质)。随着由于熔合而粘度急剧降低,结晶性聚酯树脂C与非结晶性聚酯树脂B一起熔融而使它们的粘度急剧地降低,从而被定影。相应地,可获得具有优异的耐热存储稳定性和低温定影性的调色剂。此外,所述调色剂在脱模宽度(最小定影温度和热偏移发生温度之间的差)方面具有优异的结果。
结晶性聚酯树脂C是由多羟基醇和多价羧酸或其衍生物(例如多价羧酸酐或多价羧酸酯)获得的。
注意,在本发明中,如上所述,结晶性聚酯树脂C是由多羟基醇和多价羧酸或其衍生物(例如多价羧酸酐或多价羧酸酯)获得的结晶性聚酯树脂。通过对聚酯树脂进行改性而获得的树脂,例如前述预聚物以及通过所述预聚物的交联和/或链伸长反应而获得的树脂,不属于结晶性聚酯树脂C。
-多羟基醇-
所述多羟基醇没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括二醇和三羟基以上的醇
所述二醇的实例包括饱和脂族二醇。饱和脂族二醇的实例包括直链的饱和脂族二醇和支链的饱和脂族二醇。它们之中,直链的饱和脂族二醇是优选的,且C2-C12的直链的饱和脂族二醇是更优选的。当所述饱和脂族二醇具有支链结构时,结晶性聚酯树脂C的结晶性可能低,其可降低熔点。当所述饱和脂族二醇中的碳原子的数量大于12时,实际中可能难以产生材料。因此,碳原子的数量优选为12或更少。
所述饱和脂族二醇的实例包括乙二醇、1,3-丙烷二醇、1,4-丁烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,7-庚烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,9-壬烷二醇、1,10-癸烷二醇、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、和1,14-廿烷癸烷二醇(1,14-eicosanedecanediol)。它们之中,乙二醇、1,4-丁烷二醇、1,6-己烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,10-癸烷二醇、和1,12-十二烷二醇是优选的,因为它们赋予所得结晶性聚酯树脂高的结晶性且赋予优异的尖锐熔融性质。
所述三羟基以上的醇的实例包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷(TMP)和季戊四醇。
这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
-多价羧酸-
所述多价羧酸没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括二价羧酸和三价以上的羧酸。
所述二价羧酸的实例包括:饱和脂族二羧酸,例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸;二元酸的芳族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸和中康酸;以及前述化合物的酸酐和前述化合物的低级(C1-C3)烷基酯。
所述三价以上的羧酸的实例包括1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、其酸酐和其低级(C1-C3)烷基酯。
此外,所述多价羧酸可包含不同于所述饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸的含磺酸基团的二羧酸。另外,所述多价羧酸可包含不同于所述饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸的具有双键的二羧酸。
这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
所述结晶性聚酯树脂C优选地是由具有4-12个碳原子的直链的饱和脂族二羧酸和具有2-12个碳原子的直链的饱和脂族二醇构成的。特别地,所述结晶性聚酯树脂C优选地包含源自具有4-12个碳原子的饱和脂族二羧酸的构成单元和源自具有2-12个碳原子的饱和脂族二醇的构成单元。由于此,结晶性增加,尖锐熔融性质改善,且因此其是优选的,因为呈现出调色剂的优异的低温定影性。
所述结晶性聚酯树脂C的熔点没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为60℃-80℃。当其熔点低于60℃时,所述结晶性聚酯树脂倾向于在低温下熔融,其可损害所述调色剂的耐热存储稳定性。当其熔点高于80℃时,所述结晶性聚酯树脂C在定影期间加热的情况下的熔融可能不足,其可损害所述调色剂的低温定影性。
所述结晶性聚酯树脂C的分子量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。由于具有尖锐的分子量分布和低的分子量的那些具有优异的低温定影性,且所得调色剂的耐热存储稳定性随低分子量组分的量而降低,所述结晶性聚酯树脂C的可溶于邻二氯苯的组分优选具有由GPC测量的20,000-30,000的重均分子量(Mw)、5,000-10,000的数均分子量(Mn)和1.0-10的Mw/Mn。当其重均分子量低于20,000时,残余的低聚物可使获得的调色剂的耐热存储稳定性和高温高湿度存储稳定性不足。当其重均分子量高于30,000时,获得的调色剂的低温定影性可劣化。
所述结晶性聚酯树脂C的酸值没有特别限制且可取决于预期目的而适当选择,但考虑到纸和所述树脂之间的亲和性,为了实现期望的低温定影性,其优选为5mgKOH/g或更高,更优选为10mgKOH/g或更高。同时,为了改善耐热偏移性的目的,其酸值优选为45mgKOH/g或更低。
所述结晶性聚酯树脂C的羟值没有特别限制且可取决于预期目的而适当选择,但为了实现期望的低温定影性和优异的带电性质,其优选为0mgKOH/g-50mgKOH/g,更优选为5mgKOH/g-50mgKOH/g。
所述结晶性聚酯树脂C的分子结构可通过溶液状态或者固态NMR、X-射线衍射、GC/MS、LC/MS或者IR光谱确认。其简单方法包括检测如下物质作为结晶性聚酯树脂C的方法:在红外吸收光谱中在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收。
结晶性聚酯树脂C的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为3质量份-20质量份,更优选为5质量份-15质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当其量小于3质量份时,结晶性聚酯树脂C不产生足够的尖锐熔融性质,其可导致所得调色剂的低温定影性不足。当其量大于20质量份时,所得调色剂可具有低的耐热存储稳定性,并趋向于造成图像的雾化。当其量在前述更优选的范围内时是有利的,因为所得调色剂在高图像品质和低温定影性两方面均是优异的。
<其它组分>
其它组分的实例包括脱模剂、着色剂、电荷控制剂、外添加剂、流动改进剂、清洁改进剂和磁性材料。
-脱模剂-
所述脱模剂从本领域已知的那些适当选择而没有任何限制。
充当所述脱模剂的蜡的实例包括:天然蜡,例如植物蜡(例如巴西棕榈蜡、棉蜡、日本蜡和米蜡)、动物蜡(例如蜂蜡和羊毛脂)、矿物蜡(例如地蜡(ozokerite)和纯地蜡(ceresin))和石油蜡(例如石蜡、微晶蜡和矿脂)。
除以上天然蜡外的蜡的实例包括合成烃蜡(例如费托(Fischer-Tropsch)蜡和聚乙烯蜡;和合成蜡(例如酯蜡、酮蜡和醚蜡)。
另外,所述脱模剂的其它实例包括脂肪酸酰胺,例如12-羟基硬脂酸酰胺、硬脂酰胺、邻苯二甲酸酐酰亚胺和氯化烃;低分子量的结晶聚合物,例如丙烯酸类均聚物(例如聚甲基丙烯酸正硬脂基酯和聚甲基丙烯酸正月桂基酯)和丙烯酸类共聚物(例如丙烯酸正硬脂基酯-甲基丙烯酸乙基酯共聚物);和具有长烷基作为侧链的结晶聚合物。
它们之中,烃蜡,例如石蜡、微晶蜡、费托蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡,是优选的。
所述脱模剂的熔点没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为60℃-80℃。当其熔点低于60℃时,所述脱模剂倾向于在低温下熔融,其可损害耐热存储稳定性。当其熔点高于80℃时,甚至在其中树脂熔融且处于定影温度范围内的情形中,所述脱模剂也没有充分熔融,从而导致定影偏移,其可导致图像中的缺陷。
所述脱模剂的量取决于预期目的适当选择而没有任何限制,但其优选为2质量份-10质量份,更优选为3质量份-8质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当其量小于2质量份时,所得调色剂可具有不足的耐热偏移性和定影期间的低温定影性。当其量大于10质量份时,所得调色剂可具有不足的耐热存储稳定性,且倾向于导致图像中的雾化。当其量在前述更优选的范围内时是有利的,因为可改善图像品质和定影稳定性。
-着色剂-
着色剂取决于预期目的适当选择而没有任何限制,且其实例包括炭黑、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、氧化锌和锌钡白。
所述着色剂的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为1质量份-15质量份,更优选为3质量份-10质量份,相对于100质量份的所述调色剂。
着色剂可作为其中该着色剂与树脂形成复合物的母料使用。在母料的制造中或与母料一起捏合的粘合树脂的实例包括:除前述非结晶性聚酯树脂B外,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(polyvinyl));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。这些可单独或者组合使用。
母料可通过将着色剂和用于母料的树脂混合和捏合而制备。在混合和捏合中,为了改善着色剂和树脂之间的相互作用,可使用有机溶剂。此外,母料可通过闪速方法(flashingmethod)制备,在所述闪速方法中,将含着色剂的水性糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合,和然后将着色剂转移至树脂而除去水和有机溶剂。优选使用该方法,因为原样使用着色剂的湿饼而且不需要干燥着色剂的湿饼而制备着色剂。在着色剂和树脂的混合和捏合中,优选使用高剪切分散器(例如三辊磨机)。
-电荷控制剂-
电荷控制剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。
其实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、罗丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟活化剂、水杨酸的金属盐、以及水杨酸衍生物的金属盐。其具体实例包括:苯胺黑染料BONTRON03、季铵盐BONTRONP-51、含金属的偶氮染料BONTRONS-34、基于羟基萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和酚缩合物E-89(全部产品是ORIENTCHEMICALINDUSTRIESCO.,LTD的);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(全部产品是HodogayaChemicalCo.,Ltd.的);LRA-901;硼络合物LR-147(JapanCarlitCo.,Ltd.的产品);酞菁铜;苝;喹吖啶酮;偶氮颜料;和具有磺酸基团、羧基、和季铵盐等作为官能团的聚合物化合物。
所述电荷控制剂的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为0.1质量份-10质量份,更优选为0.2质量份-5质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当其量大于10质量份时,所述调色剂的带电性变得过度,其可降低所述电荷控制剂的效果、增大对显影辊的静电力,导致显影剂的低流动性或者所得图像的低图像浓度。这些电荷控制剂可在与母料和/或树脂一起熔融和捏合之后溶解和分散。所述电荷控制剂当然可在进行溶解和分散时直接添加至有机溶剂。替代地,可在调色剂粒子的制造之后将电荷控制剂固定在调色剂粒子的表面上。
-外添加剂-
对于外添加剂,除氧化物粒子外,还可使用无机粒子和经疏水处理的无机粒子的组合。经疏水处理的粒子的平均一次粒径优选为1nm-100nm。更优选的是5nm-70nm的无机粒子。
此外,优选的是外添加剂包含至少一种类型的具有20nm或更小的平均一次粒径的经疏水处理的无机粒子和至少一种类型的具有30nm或更大的平均一次粒径的无机粒子。此外,外添加剂优选具有20m2/g-500m2/g的BET比表面积。
外添加剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括二氧化硅粒子、疏水性二氧化硅、脂肪酸金属盐(例如,硬脂酸锌、和硬脂酸铝)、金属氧化物(例如,二氧化钛、氧化铝、氧化锡、和氧化锑)、和含氟聚合物。
合适的添加剂的实例包括疏水性二氧化硅、二氧化钛、氧化钛和氧化铝粒子。二氧化硅粒子的实例包括R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812(全部产品是NipponAerosilCo.,Ltd.的)。二氧化钛粒子的实例包括P-25(NipponAerosilCo.,Ltd.的产品);STT-30、STT-65C-S(两种产品是TitanKogyo,Ltd.的);TAF-140(FujiTitaniumIndustryCo.,Ltd.的产品);和MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(全部产品是TAYCACORPORATION的)。
经疏水处理的氧化钛粒子的实例包括:T-805(NipponAerosilCo.,Ltd.的产品);STT-30A、STT-65S-S(两种产品均是TitanKogyo,Ltd.的);TAF-500T、TAF-1500T(两种产品均是FujiTitaniumIndustryCo.,Ltd.的);MT-100S、MT-100T(两种产品均是TAYCACORPORATION的);和IT-S(ISHIHARASANGYOKAISHA,LTD.的产品)。
经疏水处理的氧化物粒子、经疏水处理的二氧化硅粒子、经疏水处理的二氧化钛粒子和经疏水处理的氧化铝粒子是例如通过用硅烷偶联剂(例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷)处理亲水性粒子而获得的。此外,已经通过添加硅油(任选地在加热的情况下)进行处理的经硅油处理的氧化物粒子或者经硅油处理的无机粒子也适合作为外添加剂使用。
所述硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢硅油、经烷基改性的硅油、经氟改性的硅油、经聚醚改性的硅油、经醇改性的硅油、经氨基改性的硅油、经环氧改性的硅油、经环氧-聚醚改性的硅油、经酚改性的硅油、经羧基改性的硅油、经巯基改性的硅油、经甲基丙烯酰基改性的硅油、和经α-甲基苯乙烯改性的硅油。所述无机粒子的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、和氮化硅。在它们之中,二氧化硅和二氧化钛是优选的。
所述外添加剂的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为0.1质量份-5质量份,更优选为0.3质量份-3质量份,相对于100质量份的所述调色剂。
所述无机粒子的一次粒子的平均粒径没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为100nm或更小,更优选为3nm-70nm。当其小于前述范围时,所述无机粒子嵌入调色剂粒子中,并因此无法有效地发挥无机粒子的作用。当其平均粒径大于前述范围时,所述无机粒子可不均匀地破坏感光体的表面,并由此不是优选的。
-流动性改进剂-
流动性改进剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,只要其能够进行调色剂的表面处理以增大疏水性和防止甚至在高湿度环境下调色剂的流动性质和带电性质的劣化。其实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、含氟烷基的硅烷偶联剂、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。尤其优选的是,使用二氧化硅或氧化钛作为用前述流动改进剂处理的疏水性二氧化硅或疏水性氧化钛。
-清洁性改进剂-
清洁性改进剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,只要其可被添加至调色剂以用于在转印后除去残留在感光体或一次转印部件上的显影剂的目的。其实例包括: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粒子,例如聚甲基丙烯酸甲酯粒子和聚苯乙烯粒子。所述聚合物粒子优选为具有相对窄的粒度分布的那些,且优选使用具有0.01μm-1μm的体均粒径的聚合物粒子。
-磁性材料-
磁性材料没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括铁粉末、磁铁矿和铁氧体。它们之中,白色磁性材料在色调方面是优选的。
调色剂优选具有20℃-50℃的玻璃化转变温度(Tg1st),其中所述玻璃化转变温度(Tg1st)是在差示扫描量热法(DSC)中在第一次加热中测量的。
如果常规调色剂的Tg降低至约50℃或更低,则该常规调色剂在夏季或在热带区域里倾向于受到在调色剂的运输或存储期间的温度变化的影响而导致调色剂粒子的凝集。结果,在调色剂瓶中或在显影手段内出现调色剂的固化(粘附)。此外,有可能发生由于调色剂在调色剂瓶中的堵塞而引起的供给失败和由于调色剂固化而引起的有缺陷的图像的形成。
本发明的调色剂具有比常规调色剂低的Tg。然而,作为调色剂中的低Tg组分的非结晶性聚酯树脂A具有非直链结构,且因此本发明的调色剂可保持耐热存储稳定性。特别是在其中非结晶性聚酯树脂A具有拥有高内聚力的尿烷键或脲键的情形中,保持耐热存储稳定性的效果变得显著。
当调色剂的Tg1st低于20℃时,调色剂可具有差的耐热存储稳定性,可导致在显影手段内的粘连,和可导致在感光体上的成膜。当其Tg1st高于50℃时,调色剂可具有差的低温定影性。
以差示扫描量热法(DSC)中的第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg1st)和以DSC中的第二次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg2nd)之间的差(Tg1st-Tg2nd)取决于预期目的适当选择而没有任何限制,但其优选为10℃或更大。所述差的上限取决于预期目的适当选择而没有任何限制,但其优选为50℃或更小。
当其差为10℃或更大时是有利的,因为调色剂具有优异的低温定影性。其差为10℃或更大意味着:加热前(在第一次加热之前)以非相容状态存在的结晶性聚酯树脂C、非结晶性聚酯树脂A、和非结晶性聚酯树脂B在加热后(在第一次加热之后)变成相容状态。注意,加热后的相容状态不必须指这些树脂处于其中它们彼此完全相容的状态。
调色剂的熔点没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为60℃-80℃。
调色剂的体均粒径没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为3μm-7μm。此外,体均粒径对数均粒径的比率优选为1.2或更小。另外,调色剂优选以1数量%-10数量%的量包含具有2μm或更小的体均粒径的调色剂粒子。
<调色剂和调色剂的构成组分的各种性质的计算方法和分析方法>
非结晶性聚酯树脂A、非结晶性聚酯树脂B、和结晶性聚酯树脂C和脱模剂的Tg、酸值、羟值、分子量和熔点可各自进行测量。替代地,各组分可通过凝胶渗透色谱法(GPC)等从实际调色剂分离,且经分离的各组分可进行随后描述的分析方法,从而计算构成组分的Tg、分子量、熔点和质量比率。
通过GPC进行的各组分的分离可例如通过以下方法进行。
在使用四氢呋喃(THF)作为流动相的GPC中,借助级分收集器对洗脱物进行分级,由洗脱曲线的总面积收集对应于期望分子量部分的级分。
将收集到的洗脱物通过蒸发器等浓缩和干燥,且将所得固体内容物溶解于氘代溶剂(例如氘代氯仿和氘代THF)中,随后测量1H-NMR。由各元素的积分比率,计算洗脱组合物中树脂的构成单体的比率。
作为另一种方法,在浓缩洗脱物后,用氢氧化钠等进行水解,并通过由高效液相色谱法(HPLC)对分解的产物进行定性或定量的分析而计算构成单体的比率。在该情形中,优选先确认与由1H-NMR获得的数值的互换性(相容性)。如果在由1H-NMR获得的数值和由其它方法获得的数值之间存在差异,则优选确认关于所述差异的换算图表。
注意,在其中用于制造调色剂的方法通过经由非直链反应性前体(预聚物)和固化剂的链伸长反应和/或交联反应来产生非结晶性聚酯树脂A而制造调色剂母粒子的情形中,该聚酯树脂可通过GPC等从实际调色剂分离,从而确定其Tg。替代地,非结晶性聚酯树脂A通过非直链反应性前体和固化剂的链伸长反应和/或交联反应单独产生,且可测量合成的非结晶性聚酯树脂A的Tg。
<<调色剂构成组分的分离手段>>
下文将具体解释在调色剂的分析期间的各组分的分离手段的实例。
首先,将1g调色剂添加至100mL的THF,且将所得的混合物在25℃搅拌30分钟,从而得到可溶性组分溶解在其中的溶液。
然后,将所述溶液通过具有0.2μm开口的膜式过滤器进行过滤,从而获得调色剂中的能溶于THF的组分。
接着,将所述能溶于THF的组分溶解于THF中,从而制备用于GPC测量的样品,并将制备的样品供给至用于以上提到的各树脂的分子量测量的GPC。
同时,将级分收集器设置在GPC的洗脱物出口处,以每一定计数对洗脱物进行分级。从洗脱曲线上的洗脱开始(该曲线的上升)起按面积比率每5%获得所述洗脱物。
接着,将30mg的量的作为样品的各洗脱级分溶解于1mL的氘代氯仿中,并向该溶液中添加0.05体积%的四甲基硅烷(TMS)作为标准物质。
将该溶液加入用于NMR的具有5mm直径的玻璃管,从该溶液借助核磁共振设备(JNM-AL400,JEOLLtd.的产品)通过在23℃-25℃的温度下进行倍增128倍获得谱图。
包含于调色剂中的非结晶性聚酯树脂A、非结晶性聚酯树脂B、结晶性聚酯树脂C等的单体组成和组成比率是由获得的谱图的峰积分比率而确定的。
例如,用如下方式进行峰的指认(归属,assignment),且构成单体组分比率是由各积分比率确定的。
峰的指认如下:
8.25ppm附近:源自偏苯三酸(TMA)的苯环(对于一个氢原子)
8.07ppm-8.10ppm区域附近:源自对苯二甲酸的苯环(对于四个氢原子)
7.1ppm-7.25ppm区域附近:源自双酚A的苯环(对于四个氢原子)
6.8ppm附近:源自双酚A的苯环(对于四个氢原子)和源自富马酸的双键(对于两个氢原子)
5.2ppm-5.4ppm区域附近:源自双酚A环氧丙烷加合物的次甲基(对于一个氢原子)
3.7ppm-4.7ppm区域附近:源自双酚A环氧丙烷加合物的亚甲基(对于两个氢原子)和源自双酚A环氧乙烷的亚甲基(对于四个氢原子)
1.6ppm附近:源自双酚A的甲基(对于6个氢原子)。
由这些结果,例如,可将在分级中收集的其中非结晶性聚酯树脂在谱图中占峰积分比率中的90%或更大的提取产物作为所述非结晶性聚酯树脂进行处理。
类似地,可将在分级中收集的其中非结晶性聚酯树脂B在谱图中占峰积分比率中的90%或更大的提取产物作为所述非结晶性聚酯树脂B进行处理。可将在分级中收集的其中结晶性聚酯树脂C在谱图中占峰积分比率中的90%或更大的提取产物作为所述结晶性聚酯树脂C进行处理。
<<羟值和酸值的测量方法>>
羟基值可用符合JISK0070-1966的方法测量。
具体地,首先,用量瓶精确称量样品0.5g,并向其中添加乙酰化试剂(5mL)。然后,将所得物在100±5℃的温浴中加热1-2小时,并将所述瓶从该温浴中取出和留置使其冷却。然后,向所述瓶中添加水,且摇动所述瓶以使乙酸酐分解。然后,为了使乙酸酐完全分解,将所述瓶在温浴中再次加热10分钟或更长时间并留置使其冷却。然后,用有机溶剂充分洗涤所述瓶的壁。
然后,用电位差自动滴定仪DL-53TITRATOR(MettlerToledoInternationalInc.的产品)和电极DG113-SC(MettlerToledoInternationalInc的产品)在23℃测量羟基值,和用分析软件程序LABXLIGHTVERSION1.00.000进行分析。
对于仪器的校准,使用甲苯(120mL)和乙醇(30mL)的混合物溶剂。
此时,测量条件如下。
[测量条件]
搅拌
速度[%]25
时间[s]15
EQP滴定
滴定剂/传感器
滴定剂CH3ONa
浓度[mol/L]0.1
传感器DG115
度量单位mV
预分配到体积
体积[mL]1.0
等待时间[s]0
识别
终止
评价
酸值根据JISK0070-1992的方法测量。
具体地,首先,将0.5g样品(乙酸乙酯可溶物:0.3g)添加至120mL甲苯,并且将所得混合物在23℃下搅拌约10小时以溶解。接着,向其中添加乙醇(30mL)以制备样品溶液。值得注意的,当所述样品不溶解于甲苯时,使用另一种溶剂,例如二烷或四氢呋喃。然后,使用电位自动滴定仪DL-53(Mettler-ToledoK.K.的产品)和电极DG113-SC(Mettler-ToledoK.K.的产品)在23℃下测量酸值。将测量结果用分析软件LabXLightVersion1.00.000分析。使用甲苯(120mL)和乙醇(30mL)的溶剂混合物进行该仪器的校准。
测量条件与用于测量羟值而设定的那些相同。
酸值可用上述方式测量。具体地,将样品溶液用经预先标定的0.1N氢氧化钾/醇溶液滴定,然后由滴定量使用以下方程计算酸值:酸值(mgKOH/g)=滴定量(mL)×N×56.1(mg/mL)/样品(g),其中N为0.1N氢氧化钾/醇溶液的系数。
<<熔点和玻璃化转变温度(Tg)的测量方法>>
在本发明中,熔点和玻璃化转变温度(Tg)可例如借助差示扫描量热仪(DSC)系统(Q-200,TAInstrumentsJapanInc.的产品)测量。
具体地,样品的熔点和玻璃化转变温度用以下方式测量。
具体地,首先,将加入有约5.0mg样品的铝样品容器置于托架单元上,并且然后将托架单元设置在电炉中。接着,将样品在氮气气氛中以10℃/分钟的加热速率从-80℃加热至150℃(第一次加热)。然后,将样品以10℃/分钟的冷却速率从150℃冷却至-80℃,随后以10℃/分钟的加热速率再次加热至150℃(第二次加热)。借助差示扫描量热仪(Q-200,TAInstrumentsJapanInc.的产品)分别测量所述第一次加热和所述第二次加热的DSC曲线。
从获得的DSC曲线借助在Q-200系统中存储的分析程序选择第一次加热的DSC曲线,从而确定所述样品在第一次加热时的玻璃化转变温度。类似地,选择第二次加热的DSC曲线,并且可确定所述样品在第二次加热时的玻璃化转变温度。
此外,从获得的DSC曲线借助在Q-200系统中存储的分析程序选择第一次加热的DSC曲线,并且将样品第一次加热时的吸热峰顶温度确定为所述样品的熔点。类似地,选择第二次加热的DSC曲线,并且可将样品在第二次加热时的吸热峰顶温度确定为所述样品在第二次加热时的熔点。
在本说明书中,在其中使用调色剂作为样品的情形中,第一次加热的玻璃化转变温度表示为Tg1st,并且第二次加热的玻璃化转变温度表示为Tg2nd。
此外,在本说明书中,非结晶性聚酯树脂A、非结晶性聚酯树脂B、结晶性聚酯树脂C和其它构成组分(例如脱模剂)在第二次加热时的吸热峰顶温度和玻璃化转变温度视作各样品的熔点和Tg,除非另有声明。
<<用于测量粒度分布的方法>>
调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(Dn)以及其比率(D4/Dn)可例如借助CoulterCounterTA-II或CoulterMultisizerII(两种产品均为BeckmanCoulter,Inc.的)测量。在本发明中,使用CoulterMultisizerII。以下将描述测量方法。
首先,将0.1mL-5mL的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐(非离子表面活性剂))作为分散剂添加至100mL-150mL的电解质。注意,所述电解质为通过使用一级氯化钠制备的约1质量%的水溶液,并且例如使用ISOTON-II(BeckmanCoulter,Inc.)作为所述电解质。接着,向所得混合物中添加2mg-20mg的样品并使其悬浮,并将混合物借助超声波分散机分散约1分钟-约3分钟。从获得的分散液使用前述的具有100μm的光圈的测量装置测量调色剂粒子或调色剂的体积和数量,并且然后计算调色剂的体积分布和数量分布。可从获得的分布确定调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(Dn)。
注意,使用以下13个通道作为通道:2.00μm或更大但是小于2.52μm;2.52μm或更大但是小于3.17μm;3.17μm或更大但是小于4.00μm;4.00μm更大但是小于5.04μm;5.04μm或更大但是小于6.35μm;6.35μm或更大但是小于8.00μm;8.00μm或更大但是小于10.08μm;10.08μm或更大但是小于12.70μm;12.70μm或更大但是小于16.00μm;16.00μm或更大但是小于20.20μm;20.20μm或更大但是小于25.40μm;25.40μm或更大但是小于32.00μm;以及32.00μm或更大但是小于40.30μm。用于所述测量的目标粒子是具有2.00μm或更大但是小于40.30μm的直径的粒子。
<<分子量的测量>>
调色剂的各构成组分的分子量可例如通过以下方法测量。
凝胶渗透色谱法(GPC)测量装置:GPC-8220GPC(TOSOHCORPORATION的产品)
柱:TSKgelSuperHZM-H15cm三联柱(TOSOHCORPORATION的产品)
温度:40℃
溶剂:THF
流动速率:0.35mL/分钟
样品:供给0.15质量%的样品100μL
对于样品的预处理,将样品溶解在四氢呋喃(THF)(包含稳定剂,WakoPureChemicalIndustries,Ltd.的产品)中而得到0.15质量%的浓度,然后将所得溶液通过具有0.2μm孔尺寸的过滤器过滤,并且使用来自所述过滤的滤液作为样品。通过供给100μL的四氢呋喃(THF)样品溶液进行所述测量。为了测量样品的分子量,由从若干种单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的对数值和计数之间的关系计算样品的分子量分布。作为用于制备校准曲线的标准聚苯乙烯样品,使用SHOWADENKOK.K.的ShowdexSTANDARDStd.No.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580以及甲苯。作为检测器,使用折射率(RI)检测器。
<调色剂的制造方法>
调色剂的制造方法没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但是调色剂优选通过将如下油相分散于水性介质中而造粒:该油相包含非结晶性聚酯树脂A、非结晶性聚酯树脂B和结晶性聚酯树脂C,且如果需要还包含脱模剂和着色剂。
而且,调色剂更优选通过将如下油相分散于水性介质中而造粒,所述油相包含非直链反应性前体(所述预聚物)、非结晶性聚酯树脂B和结晶性聚酯树脂C;且如果需要,还包含固化剂、脱模剂、着色剂等。
作为这样的调色剂制造方法的一个实例,列出了常规的溶解悬浮方法。
作为调色剂制造方法的一个实例,下文将描述通过非直链反应性前体和固化剂之间的链伸长反应和/或交联反应形成非结晶性聚酯树脂A的同时形成调色剂母粒子的方法。在这样的方法中,实施水性介质的制备、包含调色剂材料的油相的制备、调色剂材料的乳化和/或分散、和有机溶剂的除去。-水性介质(水相)的制备-
水相的制备可例如通过将树脂粒子分散于水性介质中进行。水性介质中树脂粒子的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为0.5质量份-10质量份,相对于100质量份的水性介质。
所述水性介质没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括水、能与水混溶的溶剂、和其混合物。这些可单独或者组合使用。
在它们之中,水是优选的。
能与水混溶的溶剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂和低级酮。所述醇没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括甲醇、异丙醇和乙二醇。所述低级酮没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括丙酮和甲乙酮。
-油相的制备-
包含调色剂材料的油相可通过将如下调色剂材料溶解或分散于有机溶剂中而制备:所述调色剂材料至少包含非直链反应性前体、非结晶性聚酯树脂B和结晶性聚酯树脂C,且如果需要,还包含固化剂、脱模剂、着色剂等。
所述有机溶剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为具有低于150℃的沸点的有机溶剂,因为其除去是容易的。
具有低于150℃的沸点的有机溶剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、一氯苯、1,1-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮、和甲基异丁基酮。这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
它们之中,乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳是特别优选的,且乙酸乙酯是更优选的。
-乳化或分散-
调色剂材料的乳化或分散可通过将包含调色剂材料的油相分散于水性介质中而进行。在调色剂材料的乳化或分散过程中,容许固化剂和非直链反应性前体进行链伸长反应或者交联反应,从而形成非结晶性聚酯树脂A。
非结晶性聚酯树脂A可例如通过以下方法(1)-(3)形成。
(1)通过如下形成非结晶性聚酯树脂A的方法:将包含所述非直链反应性前体和所述固化剂的油相在水性介质中乳化或分散,和容许所述非直链反应性前体和所述固化剂在水性介质中经历延伸(扩链)反应和/或交联反应。
(2)通过如下形成非结晶性聚酯树脂A的方法:将包含所述非直链反应性前体的油相在其中已经提前添加固化剂的水性介质中乳化或分散,和容许所述非直链反应性前体和所述固化剂在水性介质中经历延伸反应和/或交联反应。
(3)通过如下形成非结晶性聚酯树脂A的方法:将包含非直链反应性前体的油相在水性介质中乳化或分散,向所述水性介质中添加固化剂,和容许所述非直链反应性前体和所述固化剂在水性介质中从粒子之间的界面起经历延伸反应和/或交联反应。
注意,当容许所述非直链反应性前体和所述固化剂从粒子之间的界面起经历延伸反应和/或交联反应时,非结晶性聚酯树脂A优先在产生的调色剂粒子的表面上形成,使得可在调色剂粒子中提供非结晶性聚酯树脂A的浓度梯度。
用于产生非结晶性聚酯树脂A的反应条件(例如反应时间和反应温度)没有特别限制,并可取决于所述固化剂和所述非直链反应性前体的组合而适当选择。
反应时间没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为10分钟-40小时,更优选为2小时-24小时。
反应温度没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为0℃-150℃,更优选为40℃-98℃。
用于在水性介质中稳定地形成包含非直链反应性前体的分散液的方法没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括如下方法,在该方法中将已经通过将调色剂材料在溶剂中溶解或分散而制备的油相添加至水性介质的相,随后用剪切力进行分散。
用于分散的分散器没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压喷射分散器和超声波分散器。
它们之中,高速剪切分散器是优选的,因为它可将分散质(油滴)的粒径控制在2μm-20μm的范围。
在其中使用高速剪切分散器的情形中,用于分散的条件,例如转速、分散时间和分散温度可取决于预期目的而适当选择。
所述转速没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为1,000rpm-30,000rpm、更优选为5,000rpm-20,000rpm。
所述分散时间没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其在间歇系统的情形中优选为0.1分钟-5分钟。
所述分散温度没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其在加压下优选为0℃-150℃、更优选为40℃-98℃。注意,通常来说,当分散温度较高时,分散可容易地进行。
用于调色剂材料的乳化或分散的水性介质的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为50质量份-2,000质量份、更优选为100质量份-1,000质量份,相对于100质量份的所述调色剂材料。
当所述水性介质的量小于50质量份时,损害所述调色剂材料的分散状态,其可导致不能得到具有期望粒径的调色剂母粒子。当其量大于2,000质量份时,制造成本可增加。
当将包含调色剂材料的油相乳化或分散时,为了使分散质(例如油滴)稳定化、和产生尖锐的粒度分布以及产生期望形状的调色剂粒子的目的,优选使用分散剂。
分散剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括表面活性剂、不溶于水的无机化合物分散剂、和聚合物保护性胶体。
这些可单独地或以其两种或更多种的组合使用。
它们之中,表面活性剂是优选的。
所述表面活性剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
所述阴离子表面活性剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯。
它们之中,具有氟烷基的那些是优选的。
可在用于形成非结晶性聚酯树脂A的延伸反应和/或交联反应中使用催化剂。
催化剂没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
-有机溶剂的除去-
用于从分散液(例如乳化淤浆)中除去有机溶剂的方法没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括:其中逐渐加热整个反应体系以蒸发掉油滴中的有机溶剂的方法;和其中在干燥气氛中喷雾分散液以除去油滴中的有机溶剂的方法。
随着有机溶剂的除去,形成调色剂母粒子。可对调色剂母粒子进行洗涤和干燥,并可进一步地进行分级。分级可在液体中通过经由旋风分离器、滗析器、或者离心分离器除去小粒子而进行,或者可对干燥之后的粒子进行。
获得的调色剂母粒子可与粒子(例如外添加剂和电荷控制剂)混合。通过在混合期间施加机械冲击,可防止所述粒子(例如外添加剂)从调色剂母粒子的表面落下。
用于施加机械冲击的方法没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括:通过高速旋转的刮板向混合物施加冲击力的方法;将混合物添加到高速空气流中并且使该流的速度加快从而使所述粒子碰撞到其它粒子或者使复合粒子挤压适当的冲击板的方法。
用于这种方法的装置取决于预期目的适当选择而没有任何限制,且其实例包括ANGMILL(HosokawaMicronCorporation的产品)、通过改造I型磨机(NipponPneumaticMfg.Co.,Ltd.的产品)以降低粉碎空气压力而制造的设备、混杂(hybridization)系统(NaraMachineryCo.,Ltd.的产品)、Kryptron系统(KawasakiHeavyIndustries,Ltd.的产品)、和自动研钵。
(显影剂)
本发明的显影剂至少包含所述调色剂,并且如果需要,可进一步包含适当选择的其它组分,例如载体。
相应地,显影剂具有优异的转印性质和带电性,并可稳定地形成高品质图像。注意,显影剂可为单组分显影剂或者双组分显影剂,但当其在对应于近来高信息处理速度的高速打印机中使用时其优选为双组分显影剂,因为可改善其使用寿命。在以紧凑和重量轻以及容许较容易地维护为主要目的而在其中安装处理卡盒的图像形成设备的情形中,可采用单组分显影剂。
在其中使用所述显影剂作为单组分显影剂的情形中,调色剂粒子的直径即使在反复供给和消耗调色剂时也没有大幅地改变,调色剂不导致对显影辊的成膜、也不熔合到层厚度调节部件例如用于使调色剂层的厚度变薄的刮板,以及即使其在显影装置中长时间地搅拌时也提供优异和稳定的显影性和图像。
在其中使用所述显影剂作为双组分显影剂的情形中,显影剂中的调色剂粒子的直径即使在反复供给和消耗调色剂时也没有大幅地改变,且即使调色剂在显影装置中长时间地搅拌时调色剂也可提供优异和稳定的显影性。
<载体>
载体取决于预期目的适当选择而没有任何限制,但其优选为包含芯和覆盖该芯的树脂层的载体。
-芯-
芯的材料取决于预期目的适当选择而没有任何限制,且其实例包括50emu/g-90emu/g的锰-锶(Mn-Sr)材料、和50emu/g-90emu/g的锰-镁(Mn-Mg)材料。为了保证足够的图像浓度,硬磁性材料例如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g-120emu/g)的使用是优选的。此外,软磁性材料例如30emu/g-80emu/g的铜-锌材料的使用是优选的,因为由以刷子的形式承载在承载部件上的显影剂对感光体施加的冲击可降低,其对于改善图像品质是有利的。
这些可单独地或者以其两种或更多种的组合使用。
所述芯的体均粒径没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为10μm-150μm,更优选为40μm-100μm。当其体均粒径小于10μm时,载体粒径分布中细粒子的比例增大,导致由于每个载体粒子低的磁化而引起的载体飞散。当其体均粒径大于150μm时,比表面积降低,其可导致调色剂飞散,导致特别是在包含许多实心图像部分的全色印刷中的实心图像部分中的再现性。
在其中所述调色剂用于双组分显影剂的情形中,所述调色剂通过与载体混合而使用。双组分显影剂中载体的量没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择,但其优选为90质量份-98质量份,更优选为93质量份-97质量份,相对于100质量份的双组分显影剂。
本发明的显影剂可适合用在通过各种已知的电子照相术(例如磁性单组分显影方法、非磁性单组分显影方法和双组分显影方法)进行的图像形成中。
[容纳调色剂的容器]
本发明的容纳调色剂的容器容纳本发明的调色剂。其容器没有特别限制并可从已知容器中适当选择。其实例包括具有盖帽(cap)和容器主体的那些。
所述容器主体的尺寸、形状、结构和材料没有特别限制。所述容器主体优选具有例如中空的圆柱体形状。特别优选地,其为其内表面具有螺旋形布置的凹凸部分的中空圆柱体,所述凹凸部分的一些或全部可折叠,且其中容纳的显影剂可通过旋转而转移到出口端口。容纳显影剂的容器的材料没有特别限制并优选为可由其以高尺寸精度形成容器主体的那些。其实例包括聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸、聚碳酸酯树脂、ABS树脂和聚缩醛树脂。
以上容纳调色剂的容器具有优异的可操纵性(可处理性),即适合于存储、运输,且适合用于在可拆卸地安装于例如下述的处理卡盒和图像形成设备的情况下供给调色剂。
[图像形成方法和图像形成设备]
本发明的图像形成方法优选至少包括显影步骤、转印步骤和定影步骤,更优选包括静电潜像形成步骤和清洁步骤。如果需要,所述图像形成方法可包括例如除电(电荷消除)步骤、回收步骤和控制步骤。
本发明的图像形成设备优选至少包括静电潜像承载部件、静电潜像形成手段、显影手段、转印手段和定影手段,更优选包括清洁手段,和如果需要,可包括例如除电手段、回收手段和控制手段。
本发明的图像形成方法可用本发明的图像形成设备进行。静电潜像形成步骤可用静电潜像形成设备进行。显影步骤可用显影手段进行。转印步骤可用转印手段进行。定影步骤可用定影手段进行。其它步骤可用其它手段进行。
(静电潜像形成步骤和静电潜像形成手段)
静电潜像形成步骤是在静电潜像承载部件例如光电导绝缘体或感光体上形成静电潜像的步骤。
静电潜像承载部件的材料、形状、结构、尺寸等没有特别限制并可从本领域已知的那些适当地选择。其形状优选为鼓形。
而且,静电潜像承载部件为例如由无定形的硅或硒制成的无机感光体,或者由聚硅烷或酞甲川(phthalopolymethine)制成的有机感光体。在它们之中,无定形的硅感光体因其具有长的使用寿命而是优选的。
静电潜像通过例如使静电潜像承载部件的表面均匀充电、和然后使经充电的表面成像(imagewise)曝光于光而形成,并可用静电潜像形成手段形成。例如,静电潜像形成手段至少包含配置成对静电潜像承载部件的表面施加电压而使其表面均匀充电的充电装置和配置成使静电潜像承载部件的充电表面成像曝光的曝光装置。
充电装置没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。其实例包括已知的接触型充电装置,其具有例如导电性的或半导电性的辊、刷、膜和橡胶刮板;和利用电晕放电的非接触型充电装置例如电晕管和栅格(scorotron)。
曝光装置没有特别限制并可取决于目的而适当选择,只要其在用充电部件充电的电子照相潜像承载部件的表面上得到期望的成像曝光。其实例包括各种曝光装置,例如复制光学曝光装置、棒状透镜阵列曝光装置、激光光学曝光装置、和液晶快门曝光装置。
在本发明中,光可从面向静电潜像承载部件的支持体侧成像施加。
替代地,静电潜像形成手段可为由配置成成像地或选择性地进行充电的充电手段组成的手段,而不是包含配置成使静电潜像承载部件的表面均匀充电的充电手段和配置成使其充电表面选择性曝光而形成静电潜像的曝光手段的手段。
(显影步骤和显影手段)
显影步骤是用本发明的调色剂使静电潜像显影而形成可视图像的步骤,并且可视图像可通过显影手段形成。显影手段没有特别限制,只要其可用本发明的调色剂进行显影。其实例包括至少包括含有本发明的显影剂且配置成以接触或非接触方式将调色剂施加于静电潜像的显影装置的显影手段。优选地,显影手段为例如设置有本发明的容纳调色剂的容器的显影装置。
显影装置可采用干法或湿法显影过程,且可为单色或多色显影装置。其实例包括包含如下的显影装置:用搅拌期间产生的摩擦使调色剂带电的搅拌装置;和可旋转的磁辊。在显影装置中,搅拌和混合本发明的调色剂粒子和载体粒子使得调色剂粒子通过其间产生的摩擦而带电。带电的调色剂粒子以链状形式保持在旋转着的磁辊的表面上,以形成磁性刷。磁辊是靠近静电潜像显影部件设置的,且因此,在磁辊上形成磁性刷的调色剂粒子的一些通过电吸引力的作用而被转移至静电潜像显影部件的表面上。结果,将静电潜像用调色剂粒子显影而在静电潜像显影部件的表面上形成调色剂图像。注意,作为本发明的显影剂的在显影装置中容纳的显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂。
(转印步骤和转印手段)
转印步骤为例如将可视图像转印至记录介质上的步骤,并且可视图像可通过转印手段进行转印。这里,转印步骤优选包括:将调色剂图像转印至中间转印部件上的一次转印步骤;和将转印至中间转印部件上的调色剂图像转印至记录介质上的二次转印步骤。更优选地,转印步骤包括:使用两种或更多种颜色的调色剂、优选全色调色剂将彩色调色剂图像转印至中间转印部件上以形成复合调色剂图像的一次转印步骤;和将在中间转印部件上形成的复合调色剂图像转印至记录介质上的二次转印步骤。
转印手段优选包括:配置成将调色剂图像转印至中间转印部件以形成复合调色剂图像的一次转印手段;和配置成将在中间转印部件上形成的复合调色剂图像转印至记录介质上的二次转印手段。中间转印部件没有特别限制并可取决于预期目的从已知的转印部件适当地选择。例如,中间转印部件为环形转印带。转印手段(一次转印手段和二次转印手段)优选至少包括通过对在静电潜像承载部件上形成的调色剂图像进行充电而转印至记录介质上的转印装置。转印手段可具有一个或多个转印装置。
转印装置的实例包括采用电晕放电的电晕转印装置、转印带、转印辊、加压转印辊、和粘附转印装置。
记录介质没有特别限制并可从已知的记录介质(记录纸)中适当地选择。
(定影步骤和定影手段)
定影步骤是将转印至记录介质上的转印图像进行定影的步骤,并且转印图像可通过定影手段进行定影。当使用两种或更多种颜色的调色剂时,可每次将各颜色的调色剂转印至记录介质上时或者在其中已经将全部颜色的调色剂转印至记录介质上的状态下进行定影。定影手段没有特别限制并可为已知的加热-加压部件。其实例包括加热辊和加压辊的组合,和加热辊、加压辊和环形带的组合。在定影中的加热温度通常为80℃-200℃。注意,取决于预期目的,可使用已知的光定影装置代替所述定影手段,或者除所述定影手段外还可使用已知的光定影装置。
(除电步骤和除电手段)
除电步骤是对静电潜像承载部件施加除电偏压的步骤。除电步骤可通过除电手段进行。除电手段没有特别限制,只要它可对静电潜像承载部件施加除电偏压。其实例包括除电灯。
(清洁步骤和清洁手段)
清洁步骤是除去在静电潜像承载部件上残留的调色剂的步骤。清洁步骤可通过清洁手段进行。清洁手段没有特别限制,只要它可除去在静电潜像承载部件上残留的调色剂。其实例包括磁性刷清洁器、静电刷清洁器、磁性辊清洁器、刮板清洁器、刷清洁器、和网清洁器。
(回收步骤和回收手段)
回收步骤是将在清洁步骤时已经被除去的调色剂回收至显影手段的步骤。回收步骤可通过回收手段进行。回收手段没有特别限制并可为例如已知的输送手段。
(控制步骤和控制手段)
控制手段是控制各以上手段的操作的步骤。控制步骤可通过控制手段进行。
控制手段没有特别限制,只要它可控制各以上手段的操作。其实例包括例如定序器和计算机的装置。
[图像形成设备]
本发明的图像形成设备的一个实例在图1中示出。图像形成设备100A包括充当静电潜像承载部件的感光体鼓10、充当充电手段的充电辊20、充当曝光手段的曝光装置(未示出)、充当显影手段的显影装置45(K、Y、M、C)、中间转印部件50、充当清洁手段的包括清洁刮板的清洁装置60、和充当除电手段的除电灯70。
中间转印部件50为环形带,并被设计成通过设置在所述带内部的三个辊51在箭头指示方向上能移动并张紧。三个辊51的一部分还起到可对中间转印部件50施加预定转印偏压(一次转印偏压)的转印偏压辊的作用。
而且,在中间转印部件50附近设置包括清洁刮板的清洁装置90。另外,在中间转印部件50附近面向中间转印部件50设置充当转印手段的转印辊80,其可施加转印偏压以将调色剂图像转印(二次转印)至记录介质95上。
此外,在中间转印部件50周围,在感光体鼓10和中间转印部件50的接触部分与中间转印部件50和记录纸95的接触部分之间设置用于对在中间转印部件50上的调色剂图像施加电荷的电晕充电装置52。
黑色(K)、黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的显影装置45各自包括显影剂容器42(K、Y、M、C)、显影剂供给辊43和显影辊44。
在图像形成设备100A中,充电辊20使感光体鼓10的表面均匀充电,并且然后曝光装置(未示出)使感光体鼓10成像曝光于光L以形成静电潜像。接着,在感光体鼓10上形成的静电潜像用从显影装置45供给的显影剂显影而形成调色剂图像。另外,将调色剂图像通过从辊51施加的转印偏压转印(一次转印)到中间转印部件50上。此外,在通过电晕充电装置52充电后,将中间转印部件50上的调色剂图像转印(二次转印)到转印纸95上。值得注意地,残留在感光体鼓10上的残余调色剂通过清洁装置60除去,并且感光体鼓10通过除电灯70一次性除电。
图2示出了本发明的图像形成设备的另一实例。图像形成设备100B是串列式彩色图像形成设备并包括复印装置主体150、供纸台200、扫描仪300和自动文件供给器(ADF)400。
作为环形带的中间转印部件50设置在复印装置主体150的中央部分。中间转印部件50在支撑辊14、15和16周围张紧,并且可在箭头方向上旋转。
在支撑辊15的附近,设置清洁装置17以除去在中间转印部件50上残留的残余调色剂。在支撑辊14和15周围张紧的中间转印部件50上,设置串列式显影装置120,其中黄色、青色、品红色和黑色四个图像形成手段18沿其输送方向彼此面对地平行布置。
在串列式显影装置120中各颜色的图像形成手段18包括:如图3中所示出的,感光体鼓10;配置成使感光体鼓10均匀充电的充电辊160;配置成用黑色(K)、黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的各显影剂使在感光体辊10上形成的静电潜像显影而形成调色剂图像的显影装置61;配置成将各颜色的调色剂图像转印至中间转印部件50上的转印辊62;清洁装置63;和除电装置64。
而且,在图2的图像形成设备中,在串列式显影装置120的附近设置曝光装置21。曝光装置21配置成使感光体鼓10曝光于光以形成静电潜像。
另外,在中间转印部件50的与其上设置串列式显影装置120的侧相反的侧上设置二次转印装置22。二次转印装置22包括作为在一对辊23的周围张紧的环形带的二次转印带24和在二次转印带24上输送的记录纸,并且中间转印部件50可彼此接触。
在二次转印装置22的附近设置定影装置25。定影装置25包括作为环形带的定影带26和设置成压接定影带26的加压辊27。
而且,在二次转印装置22和定影装置25的附近设置纸张翻转装置28以在记录纸的两面上形成图像的情形中翻转记录纸。
接着,将对在图像形成设备100B中形成全色图像(彩色复印)进行解释。首先,将彩色文件设置在自动文件供给器(ADF)400的文件台130上。替代地,打开自动文件供给器400,将彩色文件设置在扫描仪300的接触玻璃32上,和关闭自动文件供给器400。当按下启动按钮(未显示)时,所述扫描仪300在将彩色文件已经设置在自动文件供给器400上的情形中在彩色文件被输送和转移至接触玻璃32之后、或者在将彩色文件已经设置在接触玻璃32上的情形中立刻开动,使得第一行进体33和第二行进体34行进。此时,光从第一行进体33中的光源照射,从所述文件的表面反射的光被第二行进体34中的镜子所反射,并然后通过成像透镜35被读取传感器36接收。因此,读取了彩色文件(彩色图像),从而形成黑色、黄色、品红色和青色图像信息。
另外,在基于获得的各颜色的图像信息通过曝光装置21已经在感光体鼓10上形成各颜色的静电潜像之后,用从各颜色的串列式显影装置120供给的显影剂使各颜色的静电潜像显影而形成各颜色的调色剂图像。在通过支撑辊14、15和16旋转的中间转印部件50上将形成的各颜色的调色剂图像顺序地转印(一次转印)在彼此之上,从而在中间转印部件50上形成复合调色剂图像。
在供纸台200上,供纸辊142之一选择性地旋转以从以多级装备在纸库143中的供纸盒144之一供给记录纸的纸张。该纸张被分离辊145逐一分离并送至供纸路径146。该纸张(记录纸)通过输送辊147输送并引导至在复印装置主体150中的供纸路径148,且通过与对位辊49碰撞而停下。替代地,旋转供纸辊142以供给在手动供给盘54上的记录纸的纸张。将纸张(记录纸)通过分离辊58逐一分离并引导至手动供纸路径53,且通过与对位辊49碰撞而停下。值得注意地,对位辊49通常接地使用,但其也可在施加偏压的状态下使用以除去纸张上的纸屑。
接着,通过按照在中间转印部件50上形成的复合调色剂图像的时机旋转对位辊49,将记录纸的纸张供给至中间转印部件50和二次转印装置22之间,使得复合调色剂图像被转印(二次转印)至记录纸的纸张上。
已经将复合调色剂图像转印至其上的记录纸的纸张通过二次转印装置22输送,并且然后输送至定影装置25。在定影装置25中,将复合彩色图像通过由定影带26和加压辊27施加的热量和压力的作用定影在记录纸的纸张上。接着,将记录纸的纸张通过切换爪55切换,并且通过排出辊56排出和堆叠在排纸盘57中。
替代地,将记录纸的纸张通过切换爪55切换并通过翻转装置28翻转,从而将其再次引导至转印位置。在背面上类似地形成图像之后,将记录纸通过排出辊56排出,堆叠在排纸盘57中。
值得注意地,在复合调色剂图像的转印之后残留在中间转印部件50上的残余调色剂通过清洁装置17除去。
[处理卡盒]
根据本发明的处理卡盒至少包括静电潜像承载部件和包含本发明显影剂的显影装置,且以可拆卸的方式安装至图像形成设备。该处理卡盒可包括选自充电手段、调色剂图像转印手段和清洁手段的其它处理手段。
图4示出了本发明处理卡盒的一个实例。处理卡盒110包括感光体鼓10、电晕充电装置52、显影装置40、转印辊80和清洁装置90。
本发明的处理卡盒被成型为以可附着和可拆卸的方式安装至各种图像形成设备,其至少包括配置成其上承载静电潜像的静电潜像承载部件;和配置成用本发明的显影剂使在静电潜像承载部件上承载的静电潜像显影而形成调色剂图像的显影手段。注意,如果需要,本发明的处理卡盒还可包括其它手段。
显影手段至少包括容纳本发明显影剂的容纳显影剂的容器和配置成承载和转印在容纳显影剂的容器中容纳的显影剂的显影剂承载部件。注意,显影手段还可包括例如配置成调节所承载的显影剂的厚度的调节部件。
实施例
以下将通过实施例的方式对本发明进行描述。本发明不应解释为限于所述实施例。除非另有说明,“份”是指“质量份”。除非另有说明,“%”是指“质量%”。
以下实施例中的测量结果通过在本说明书中描述的方法获得。注意,非结晶性聚酯树脂A、非结晶性聚酯树脂B和结晶性聚酯树脂C等的Tg、Tm和分子量是由制造实施例中获得的各树脂测量的。
(制造实施例1)
<酮亚胺的合成>
向已经设置有搅拌棒和温度计的反应容器中加入170份的异佛尔酮二胺和75份的甲乙酮,并且容许所得混合物在50℃下反应5小时,从而获得[酮亚胺化合物1]。
发现所述[酮亚胺化合物1]具有418的胺值。
(非结晶性聚酯树脂A的制造)
<非结晶性聚酯树脂A-1的合成>
向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入作为醇组分的97摩尔%的3-甲基-1,5-戊烷二醇和3摩尔%的三羟甲基丙烷(TMP)与作为酸组分的100摩尔%的己二酸(使得OH/COOH的摩尔比为1.1)以及四异丙氧基钛(300ppm,相对于树脂组分)。之后,将混合物以约4小时加热至200℃,并以2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。之后,容许所得物在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应5小时,从而产生中间体聚酯。接着,向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入获得的中间体聚酯和异佛尔酮二异氰酸酯(摩尔比为2.1),并且在用乙酸乙酯稀释而得到48%的乙酸乙酯溶液之后,容许所述混合物在100℃下反应5小时,从而获得具有反应性基团的非直链的聚酯树脂A-1(预聚物A-1)。发现该树脂具有3,800的数均分子量(Mn)、17,500的重均分子量(Mw)和-55℃的Tg。
<非结晶性聚酯树脂A-2的合成>
以和在<非结晶性聚酯树脂A-1的合成>中相同的方式获得非结晶性聚酯树脂A-2(预聚物A-2),不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为表1-3和表1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-3和表1-5中显示。
<非结晶性聚酯树脂A-3的合成>
以和在<非结晶性聚酯树脂A-1的合成>中相同的方式获得非结晶性聚酯树脂A-3(预聚物A-3),不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为表1-3中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-3中显示。
<非结晶性聚酯树脂A-4的合成>
向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入作为醇组分的100摩尔%的3-甲基-1,5-戊烷二醇与作为羧酸组分的40摩尔%的间苯二甲酸和60摩尔%的己二酸(使得表示为OH/COOH的羟基对羧基的摩尔比为1.5且偏苯三酸酐的量相对于单体总量为1摩尔%)以及四异丙氧基钛(1,000ppm,相对于树脂组分)。
之后,将混合物以约4小时加热至200℃,并以2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。之后,容许所得物在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应5小时,从而产生中间体聚酯A-4(1)。
接着,向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应容器中加入获得的中间体聚酯A-4(1)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基团/中间体聚酯的羟基)为2.0,并且在用乙酸乙酯稀释而得到50%的乙酸乙酯溶液之后,容许所述混合物在100℃下反应5小时,从而获得非直链的聚酯树脂A-4(预聚物A-4)。
其物理性质在表1-1和1-5中显示。
(非结晶性聚酯树脂B的制造)
<非结晶性聚酯树脂B-1的合成>
向装备有氮气引入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加合物、双酚A环氧丙烷3摩尔加合物、对苯二甲酸和己二酸(ADA),使得双酚A环氧丙烷3摩尔加合物对双酚A环氧乙烷2摩尔加合物的摩尔比(双酚A环氧丙烷3摩尔加合物/双酚A环氧乙烷2摩尔加合物)为62/38,对苯二甲酸对己二酸的摩尔比(对苯二甲酸/己二酸)为93/7,和表示为OH/COOH的羟基对羧基的摩尔比为1.3。容许所得混合物在230℃在大气压力下与四异丙氧基钛(500ppm,相对于树脂组分)反应8小时,并在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应4小时。之后,向反应容器中以相对于全部树脂组分1摩尔%的量添加偏苯三酸酐,并且容许所得物在180℃在大气压力下反应3小时,从而获得非结晶性聚酯树脂B-1。其物理性质在表1-1和1-3中显示。
<非结晶性聚酯树脂B-2的合成>
以和在<非结晶性聚酯树脂B-1的合成>中相同的方式获得非结晶性聚酯树脂B-2,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为表1-1和表1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-1和表1-5中显示。
<非结晶性聚酯树脂B-3的合成>
以和在<非结晶性聚酯树脂B-1的合成>中相同的方式获得非结晶性聚酯树脂B-3,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为表1-1、1-3和1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-1、1-3和1-5中显示。
(结晶性聚酯树脂C的制造)
<结晶性聚酯树脂C-1的合成>
向装备有氮气引入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中加入癸二酸和1,6-戊烷二醇,使得表示为OH/COOH的羟基对羧基的摩尔比为0.9。容许所得混合物在180℃下与四异丙氧基钛(500ppm,相对于树脂组分)反应10小时,并加热至200℃和反应3小时,随后在8.3kPa的压力下进一步反应2小时,从而获得结晶性聚酯树脂C-1。其物理性质在表1-1和1-3中显示。
<结晶性聚酯树脂C-2的合成>
以和在<结晶性聚酯树脂C-1的合成>中相同的方式获得结晶性聚酯树脂C-2,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为在表1-1和1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-1和1-5中显示。
<结晶性聚酯树脂C-3的合成>
以和在<结晶性聚酯树脂C-1的合成>中相同的方式获得结晶性聚酯树脂C-3,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为在表1-3和1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-3和1-5中显示。
<结晶性聚酯树脂C-4的合成>
以和在<结晶性聚酯树脂C-1的合成>中相同的方式获得结晶性聚酯树脂C-4,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为在表1-3和1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-3和1-5中显示。
<结晶性聚酯树脂C-5的合成>
以和在<结晶性聚酯树脂C-1的合成>中相同的方式获得结晶性聚酯树脂C-5,不同之处在于将所述二羧酸组分和所述醇组分变为在表1-5中所示的二羧酸组分和醇组分。其物理性质在表1-5中显示。
[实施例1]
<母料(MB)的制备>
加入水(1,200份)、500份的炭黑(Printex35,EvonikDegussaJapanCo.,Ltd.的产品)[DBP吸油量=42mL/100mg,pH=9.5]和500份的非结晶性聚酯树脂B-1并借助HENSCHELMIXER(NIPPONCOLE&ENGINEERINGCO.,LTD.的产品)将其混合在一起,且将所得混合物借助双辊磨机在150℃下捏合30分钟。将所得捏合产物辊平和冷却,随后通过粉碎机进行粉碎,从而获得母料1。
<蜡分散液的制备>
向设置有搅拌棒和温度计的容器中加入300份的作为脱模剂的石蜡(HNP-9,NipponSeiroCo.,Ltd.的产品,烃蜡,熔点:75℃)、150份的蜡分散剂和1,800份的乙酸乙酯,随后在混合的情况下加热至80℃。将温度保持在80℃5小时,随后以1小时冷却至30℃。将所得混合物借助珠磨机(ULTRAVISCOMILL,AIMEXCO.,Ltd.的产品)在如下条件下进行分散,从而获得[蜡分散液1]:1kg/小时的液体供给速率、6m/s的圆盘圆周速度、0.5mm的氧化锆珠填充至80体积%、和3遍(次通过)。
<结晶性聚酯树脂分散液的制备>
向装备有搅拌棒和温度计的容器中加入308份的结晶性聚酯树脂C-1和1,900份的乙酸乙酯,且将所得混合物在搅拌的情况下加热至80℃。将该温度保持在80℃5小时,随后以1小时冷却至30℃。将所得物借助珠磨机(ULTRAVISCOMILL,AIMEXCO.,LTD.的产品)在如下条件下进行分散,从而获得[结晶性聚酯树脂分散液1]:1kg/小时的液体供给速率、6m/s的圆盘圆周速度、0.5mm直径的氧化锆珠填充至80体积%、和3遍。
<油相的制备>
向容器中加入190份的[蜡分散液1]、32份的[预聚物A-1]、290份的[结晶性聚酯树脂分散液1]、65份的[非结晶性聚酯树脂B-1]、100份的[母料1]和0.2份的[酮亚胺化合物1]。将所得混合物借助TK均匀混合器(Homomixer)(PRIMIXCorporation的产品)在7,000rpm下混合60分钟,从而获得[油相1]。
<有机粒子乳液(粒子分散液)的合成>
向装备有搅拌棒和温度计的反应容器中加入683份的水、11份的甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOLRS-30,SanyoChemicalIndustries,Ltd.的产品)、138份的苯乙烯、138份的甲基丙烯酸和1份的过硫酸铵,并将所得混合物在400rpm下搅拌15分钟,从而获得白色乳液。将获得的乳液加热至具有75℃的体系温度,并然后容许其反应5小时。向所得物中添加30份的1%过硫酸铵水溶液,随后在75℃下陈化5小时,从而获得乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液,即[粒子分散液1]。
借助LA-920(HORIBA,Ltd.的产品)测量所述[粒子分散液1],且结果,发现其体均粒径为0.14μm。将一部分的所述[粒子分散液1]干燥,并分离出其树脂组分。
<水相的制备>
将水(990份)、83份的[粒子分散液1]、37份的48.5%十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液(ELEMINOLMON-7,SanyoChemicalIndustriesLtd.的产品)、和90份的乙酸乙酯混合和搅拌,从而获得不透明的白色液体。使用获得的液体作为[水相1]。
<乳化和溶剂的除去>
向加入有[油相1]的容器中添加1,200份的[水相1],并将所得混合物借助TK均匀混合器在8,000rpm下混合20分钟,从而获得[乳化淤浆1]。
向装备有搅拌器和温度计的容器中加入[乳化淤浆1],随后在30℃下除去其中的溶剂8小时。之后,使所得物在45℃下熟化4小时,从而获得[分散淤浆1]。
<洗涤和干燥>
在对100份的[分散淤浆]在减压下进行过滤之后,对所得物进行以下描述的一系列处理(1)-(4)两次,从而制造[滤饼1]:
(1):向滤饼中添加离子交换水(100份),随后用TK均匀混合器混合(在12,000rpm下10分钟)且然后过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼中添加10%的氢氧化钠水溶液(100份),随后用TK均匀混合器混合(在12,000rpm下30分钟)且然后在减压下过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼中添加10质量%的盐酸(100份),随后用TK均匀混合器混合(在12,000rpm下10分钟)且然后过滤;和
(4):向(3)中获得的滤饼中添加离子交换水(300份),随后用TK均匀混合器混合(在12,000rpm下10分钟)且然后过滤。
将所述[滤饼1]用空气循环干燥器在45℃干燥48小时,并且然后使其穿过具有75μm的筛目尺寸的筛子,从而制备[调色剂1]。
获得的调色剂的组成比和物理性质在表1-1和1-2中显示。
[实施例2]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂2],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-2。
[实施例3]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂3],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-3。
[实施例4]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂4],不同之处在于将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-2。
[实施例5]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂5],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-4。
[实施例6]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂6],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-3。
[实施例7]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂7],不同之处在于将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-3。
[实施例8]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂8],不同之处在于将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-4。
[实施例9]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂9],不同之处在于降低非结晶性聚酯树脂B-1的量且增加结晶性聚酯树脂C-1的量使得其为表1-3中所示的组成比。
[实施例10]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂10],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-2,且将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-3。
[对比例1]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂11],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-2,将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-4,将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-2,且将调色剂中的组成比变为表1-5中所示的组成比。
[对比例2]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂12],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-2,将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-4,且将调色剂中的组成比变为表1-5中所示的组成比。
[对比例3]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂13],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-3,且将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-3。
[对比例4]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂14],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-2,将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-2,且将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-2。
[对比例5]
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂15],不同之处在于将非结晶性聚酯树脂A-1变为非结晶性聚酯树脂A-4,将非结晶性聚酯树脂B-1变为非结晶性聚酯树脂B-4,将结晶性聚酯树脂C-1变为结晶性聚酯树脂C-5,且将调色剂中的组成比变为表1-5中所示的组成比。
<评价>
使用各获得的调色剂通过以下方法制备显影剂,并且对制备的显影剂进行以下评价。结果在表1-5中显示。
<<显影剂>>
-载体的制造-
向100份的甲苯中添加100份的有机硅树脂(有机纯的(未改性的,straight)有机硅)、5份的γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、和10份的炭黑,并将所得混合物借助均匀混合器分散20分钟,从而制备树脂层涂布液。借助流化床涂布装置向具有50μm的平均粒径的球形磁铁矿粒子(1,000份)的表面施加所述树脂层涂布液,从而制备载体。
-显影剂的制造-
借助球磨机,将5质量份的各调色剂和95质量份的载体混合,从而制造分别对应于调色剂1-10号的显影剂1-10号和分别对应于调色剂11-15号的显影剂11-15号。
<<低温定影性和耐热偏移性>>
将通过使用TEFLON(注册商标)辊作为定影辊来改造复印机IMAGIOMF2200(RicohCompany,Ltd.的产品)的定影部分而提供的设备用于对Type6200纸(RicohCompany,Ltd.的产品)的纸张进行复印测试。
具体地,通过改变定影温度测量冷偏移温度(最小定影温度)和热偏移温度(最大定影温度)。
关于最小定影温度的评价条件,将供纸线速度设置为120mm/秒-150mm/秒,将表面压力设置为1.2kgf/cm2,和将压区(辊隙,nip)宽度设置为3mm。
关于最大定影温度的评价条件,将供纸线速度设置为50mm/秒,将表面压力设置为2.0kgf/cm2,和将压区宽度设置为4.5mm。
<<耐热存储稳定性>>
将各调色剂在50℃下存储8小时,并且然后用42目的筛子筛分2分钟,从而测量调色剂在金属筛网上的残余率。这里,调色剂的耐热存储稳定性越好,残余率越低。
注意,耐热存储稳定性的评价标准如下。
A:残余率低于10%。
B:残余率为10%或更高但是低于20%。
C:残余率为20%或更高但是低于30%。
D:残余率为30%或更高。
<<高温高湿度存储稳定性>>
将各调色剂(5g)在40℃和70%RH的环境下存储2周。此后,将调色剂在具有106μm的开口的金属筛网上筛分5分钟,并根据以下评价标准测量和评价在金属筛网上的调色剂的量。
[评价标准]
A:在金属筛网上的调色剂的量为0mg
B:在金属筛网上的调色剂的量为大于0mg但是小于2mg。
C:在金属筛网上的调色剂的量为大于2mg但是小于50mg。
D:在金属筛网上的调色剂的量为50mg或更大。
<<转印后的白色空白>>
将各显影剂1-15号安装在IMAGIOMPC2802(RicohCompany,Ltd.的产品)中,容许其连续印出各自具有A4图像且图像占有率为5%的10,000张纸。在测试完成后,容许该设备输出三张全实心图像(调色剂沉积量:0.4mg/cm2)的A4纸张,并且目视测量图像中白色空白的数量。
根据以下标准对在三张图像中的白色空白的总数量进行评级。
A:在三张图像中未目视察觉到白色空白。
B:在光学显微镜下在第三张图像中能观察到白色空白,但是该白色空白不是处于实际中成问题的水平。
C:能目视观察到在总共3张图像中的1-10个白色空白,且该白色空白处于实际中成问题的水平。
D:能目视观察到在总共3张图像中的11个或更多个白色空白,且该白色空白处于实际中显著成问题的水平。
表1-1
表1-2
表1-3
表1-4
表1-5
表1-6
在表1-1、1-3和1-5中,“组成比(质量%)”表示树脂A、树脂B、树脂C、脱模剂和着色剂的组成比(质量%),相对于它们的总量。
“BisA-EO”是指双酚A环氧乙烷2摩尔加合物。
“BisA-PO”是指双酚A环氧丙烷3摩尔加合物。
关于交联组分,“TMP”是指三羟甲基丙烷且“TMA”是指偏苯三酸酐。该表中的作为各获得的调色剂的一种性质的“TMA变形量”是指通过在本文中已经具体描述和定义的热机械分析而获得压缩变形量。即,“TMA变形量”中的“TMA”是指热机械分析,且“TMA变形量”(TMA%)是在40℃和70%的相对湿度下测量的。“HD”是指1,6-己烷二醇。“MPD”是指3-甲基-1,5-戊烷二醇。“ADA”是指己二酸。“IPA”是指间苯二甲酸。“TPA”是指对苯二甲酸。在各树脂的二醇和二羧酸的组成中的单位“%”为“摩尔%”。
Claims (10)
1.调色剂,包括:
着色剂;
粘合树脂;和
脱模剂,
其中所述粘合树脂包括聚酯树脂,且所述调色剂满足如下要求(1)和(2):
(1):G’(50)≥3.0×107Pa且1.0×105Pa≤G’(60)≤1.0×107Pa,其中G’(50)为所述调色剂在50℃的存储弹性率,而G’(60)为所述调色剂在60℃的存储弹性率;和
(2):通过脉冲NMR的固体回波方法测量的所述调色剂在50℃的自旋-自旋弛豫时间为1.0ms或更短。
2.根据权利要求1所述的调色剂,
其中所述粘合树脂包括两种或更多种类型的聚酯树脂组分,和
其中所述聚酯树脂组分的至少一种类型包括作为其构成组分的二醇组分和作为交联组分的三价以上的酸或三羟基以上的醇,和所述二醇组分以50摩尔%或更大的量包括具有3-10个碳原子的脂族二醇。
3.根据权利要求1或2所述的调色剂,
其中由[G*(60)]表示的所述调色剂的不溶于THF的物质在60℃的存储弹性率满足G*(60)≤1.0×106Pa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的调色剂,
其中在差示扫描量热法(DSC)中,在第一次加热中测量的所述调色剂的玻璃化转变温度(Tg1st)和在第二次加热中测量的所述调色剂的玻璃化转变温度(Tg2nd)之间的差(Tg1st-Tg2nd)为10℃或更大。
5.根据权利要求1-4任一项所述的调色剂,
其中所述调色剂具有15%或更小的TMA压缩变形量(TMA%),其中所述TMA%是在40℃和70%的相对湿度下用100mN的压缩力测量的。
6.根据权利要求1-5任一项所述的调色剂,
其中所述调色剂中损耗角正切的最大值为60℃或更小。
7.显影剂,包括:
根据权利要求1-6任一项所述的调色剂。
8.调色剂容纳容器,包括:
根据权利要求1-6任一项所述的调色剂;和
容纳所述调色剂的容器。
9.图像形成设备,包括:
静电潜像承载部件;
静电潜像形成手段,其配置成在所述静电潜像承载部件的表面上形成静电潜像;
显影手段,其配置成用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像;
转印手段,其配置成将所述可视图像转印至记录介质上;和
定影手段,其配置成使转印至所述记录介质上的所述可视图像定影,
其中所述调色剂为根据权利要求1-6任一项所述的调色剂。
10.图像形成方法,包括:
用调色剂使在静电潜像承载部件的表面上形成的静电潜像显影以形成可视图像;
将所述可视图像转印至记录介质上;和
使转印至所述记录介质上的所述可视图像定影,
其中所述调色剂为根据权利要求1-6任一项所述的调色剂。
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