CN105867082A - 液体显影剂、显影剂盒和成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液体显影剂,包含:载体液和表面经过聚胺处理的调色剂颗粒,其中在1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.04mg以下。本发明还涉及显影剂盒和成像装置。与在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量超过0.04mg的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
Description
技术领域
本发明涉及液体显影剂、显影剂盒和成像装置。
背景技术
通过静电图像使图像信息可视化的方法(如电子照相法)目前应用于多个领域中。在电子照相法中,在充电和曝光工序(潜像形成工序)中,在图像保持部件上形成潜像(静电潜像),并且通过利用包含静电图像显影用调色剂(下文中,也简称为“调色剂”)的静电图像显影用显影剂(下文中,也简称为“显影剂”)使静电潜像显影而使该潜像可视化(显影工序),并进行转印工序和定影工序。作为用于干式显影法中的显影剂,包括含有调色剂和载体的双组份显影剂,以及其中仅使用了磁性调色剂或非磁性调色剂的单组份显影剂。
同时,通过将调色剂颗粒分散在绝缘载体液中获得用于湿式显影法中的液体显影剂。已知的是,其中包含热塑性树脂的调色剂颗粒分散在挥发性载体液中的形式、其中包含热塑性树脂的调色剂颗粒分散在难挥发性的载体液中的形式等。
例如,专利文献1公开了一种液体显影剂,其包含有色颗粒(该有色颗粒至少由树脂和有色物质形成),和一种作为有色颗粒的分散介质的液体,其中在该液体中含有与有色颗粒的极性相反的电荷的物质作为加速有色颗粒在液体中的分散的分散加速剂,相对于1重量份的有色颗粒,其含量比为0.05重量份至20重量份,包含羧基或羟基作为极性基,并使用在接枝部分含有有机硅的接枝共聚物作为分散加速剂。
专利文献2公开了一种制备液体显影剂的方法,该方法包括制备分散液(该分散液包含含有松香树脂的调色剂母粒,以及水分散介质)的分散制备工序、胺改性工序(通过将胺基材料与分散液体混合,使用胺基材料对调色剂母粒的表面进行化学改性,以获得调色剂颗粒)和在绝缘液体中分散调色剂颗粒的绝缘液体内分散工序,其中在将分散液体的pH调节在3.5至5.0的范围内的状态下,进行胺改性工序。
专利文献3公开了一种液体显影剂,该液体显影剂包含绝缘液体和调色剂颗粒,该调色剂颗粒是通过对调色剂母粒的表面进行改性而得到的,该调色剂母粒是由含有松香树脂和聚亚烷基亚胺的材料形成的,其中含有调色剂母粒的水性分散液与聚亚烷基亚胺相互混合,并且在将水性分散液的pH调节在2至8的范围内的状态下,进行调色剂母粒的表面改性。
专利文献4公开了一种制备用于液体显影剂的调色剂的方法,该方法包括:制备乳化液,该乳化液通过在水分散介质中分散分散胶体(该分散胶体包含树脂材料(在树脂材料处于酸性物质状态的情况下,其酸值在5.0KOHmg/mg至20KOHmg/mg的范围内)、着色剂和溶解该树脂材料的有机溶剂)而获得;凝聚乳化液中所含的分散胶体以获得有色树脂颗粒;以及将有色树脂颗粒分散在水性液体中,在其pH值在3.0至6.0的范围内的条件下进行酸处理。
专利文献1:JP-A-2004-302436
专利文献2:JP-A-2010-015104
专利文献3:JP-A-2010-025971
专利文献4:JP-A-2010-026075
发明内容
本发明的目的在于提供一种液体显影剂、使用该液体显影剂的显影剂盒和成像装置,与在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量超过0.04mg的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第一方面,提供了一种液体显影剂,包含:
载体液;和
调色剂颗粒,其表面经过聚胺处理,
其中在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.04mg以下。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面所述的液体显影剂中,所述聚胺是聚亚烷基亚胺。
根据本发明的第三方面,在根据第一方面所述的液体显影剂中,所述聚胺为由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
根据本发明的第四方面,在根据第一方面所述的液体显影剂中,所述载体液包含含有羧基的有机硅。
根据本发明的第五方面,在根据第四方面所述的液体显影剂中,所述含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
根据本发明的第六方面,在根据第一方面所述的液体显影剂中,相对于所述调色剂颗粒的100重量份,所述聚胺的含量在0.1重量份至100重量份的范围内。
根据本发明的第七方面,在根据第一方面所述的液体显影剂中,在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.03mg以下。
根据本发明的第八方面,提供了一种显影剂盒,其可从成像装置上拆卸下来,该显影剂盒包括:含有根据第一方面所述的液体显影剂的容器。
根据本发明的第九方面,在根据第八方面所述的显影剂盒中,所述液体显影剂的聚胺为聚亚烷基亚胺。
根据本发明的第十方面,在根据第八方面所述的显影剂盒中,所述液体显影剂的聚胺是由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
根据本发明的第十一方面,在根据第八方面所述的显影剂盒中,所述液体显影剂的载体液包含含有羧基的有机硅。
根据本发明的第十二方面,在根据第十一方面所述的显影剂盒中,所述含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
根据本发明的第十三方面,提供了一种成像装置,,包括:
图像保持部件;
充电单元,其向所述图像保持部件的表面充电;
潜像形成单元,其在所述图像保持部件的表面上形成潜像;
显影单元,其利用根据权利要求1所述的液体显影剂将在所述图像保持部件的表面上形成的所述潜像显影以形成调色剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述调色剂图像转印至记录介质;以及
定影单元,其将已转印至所述记录介质的所述调色剂图像定影以形成定影图像。
根据本发明的第十四方面,在根据第十三方面所述的成像装置中,所述液体显影剂的聚胺为聚亚烷基亚胺。
根据本发明的第十五方面,在根据第十三方面所述的成像装置中,所述液体显影剂的聚胺是由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
根据本发明的第十六方面,在根据第十三方面所述的成像装置中,所述液体显影剂的载体液包含含有羧基的有机硅。
根据本发明的第十七方面,在根据第十六方面所述的成像装置中,所述液体显影剂的含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
根据本发明的第一、第六或第七方面,提供一种液体显影剂,与在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量超过0.04mg的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第二方面,提供一种液体显影剂,与聚胺不是聚亚烷基亚胺的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第三方面,提供了一种液体显影剂,与聚胺不是由上述式(I)所示的聚烯丙胺的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第四方面,提供了一种液体显影剂,与在载体液中不包含含有羧基的有机硅化合物的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第五方面,提供了一种液体显影剂,与含有羧基的有机硅化合物不是由式(II)所示的化合物的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第八至第十二方面的任一方面,提供了一种容纳液体显影剂的显影剂盒,与在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量超过0.04mg的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
根据本发明的第十三至第十七方面的任一方面,提供了一种使用液体显影剂的成像装置,与在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量超过0.04mg的情况相比,该液体显影剂具有优异的带正电性。
附图简要说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方案,其中:
图1是示例性示出根据示例性实施方案的成像装置的例子的构造图。
具体实施方式
以下,将描述本发明的示例性实施方案。所述示例性的实施方案以实施例(实施本发明的实施例)的形式提供,然而本发明不限于此。
液体显影剂
根据本示例性实施方案的液体显影剂包含载体液和调色剂颗粒,该调色剂颗粒的表面经过聚胺处理并包含苯乙烯-丙烯酸树脂,并且在1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.04mg以下。
通过将调色剂颗粒(其含有作为粘合剂树脂的聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸树脂)分散在载体液中而获得的液体显影剂已经被研究过,但是在载体液中,尤其是在有机硅油中液体显影剂带正电很困难,这是因为这些树脂基本上是具有带负电倾向的材料。根据该示例性实施方案,在通过将含有粘合剂树脂(如聚酯树脂或苯乙烯-丙烯酸树脂)的调色剂颗粒分散在载体液中获得的液体显影剂中,通过使用表面经过聚胺处理的调色剂颗粒作为调色剂颗粒,将在1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子量调节至0.04mg以下来实现具有优异带正电性的液体显影剂。
本发明人已提出:当液体显影剂含有表面经过聚胺处理的调色剂颗粒和含羧基的有机硅时,即使在使用有机硅油作为载体液的情况下,也可以得到具有优异带正电性的液体显影剂。然而,由于调色剂在某些情况下会产生带正电性的不均匀。在调查原因的过程中,本发明人已发现:当调色剂颗粒由聚胺表面处理时,带正电性会被调色剂颗粒中的钠离子所影响。此外,本发明人已发现:通过将在1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子量调节至0.04mg以下会改善优异带正电性。
据认为:包含在调色剂颗粒中的钠离子是来源于粘合剂树脂的钠离子或来源于制备调色剂颗粒时使用的碱或表面活性剂的钠离子。通过将调色剂颗粒中的这些钠离子的量调节至小于或等于规定量,可以得到稳定的带正电性。例如,在进行调色剂颗粒表面改性的过程中,通过将调色剂颗粒分散液的pH调节至小于2且优选小于1.5,向其中加入聚胺,搅拌,然后进行固液分离,并用水进行清洗和固液分离,直到清洗液的电导率变为小于或等于预定值,可以将1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子量调节至0.04mg以下。
在根据本示例性实施方案的液体显影剂中,1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子量在0.04mg以下,优选在0.03mg以下,且更优选在0.02mg以下。
在1g调色剂颗粒中洗脱的钠离子量的确定方法如下。
通过将存在于调色剂颗粒表面附近的钠离子洗脱在水分散介质中,使用离子色谱法确定其量。由于从调色剂颗粒中洗脱的钠离子量依赖洗脱条件而改变,所以使用在28Hz和30℃的温度下通过超声分散提取30分钟的液体作为离子色谱法用分析样品。
离子色谱法用分析样品的制备(预处理)
将1.0g调色剂颗粒混合和分散在200mL 0.1重量%的非离子表面活性剂溶液(NOIGEN EA-137,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)中并使用超声分散器(USD-4R,由AS ONE Corporation制造)进行提取30分钟,在恒温槽中将该超声分散器的温度调节至30±1.0℃。至于使用超声波处理的分散液,使用预先用超纯水清洗过的注射器式滤器(HP020AN,由Advantech Co.,Ltd.制造)将调色剂颗粒分离,然后将所得的滤液用作离子色谱法分析用样品。
离子色谱分析
在温度为30℃和流速为1mL/min的分析条件下,用离子色谱设备(ICS-2000,由Nippon Dionex K.K.制造),使用20mM甲磺酸溶液作为分析用洗脱液进行离子色谱分析。由使用单独制备的标准溶液(Na+)确定的洗脱时间来鉴别洗脱离子。此外,基于使用标准溶液单独得到的校准曲线来确定钠离子的量。离子的量由测量样品中的浓度(mg/L)来表示,但是从1g调色剂颗粒中待洗脱的钠离子量(mg)是通过将该值乘以1/5得到的。
在下文中,将详细地描述根据本示例性实施方案的液体显影剂的组成成分。
调色剂颗粒
包含在根据本示例性实施方案的液体显影剂中的调色剂颗粒含有粘合剂树脂并且可能包含其他组分,如根据需要的着色剂和防粘剂。调色剂颗粒的表面经过聚胺处理。通过使用表面经过聚胺处理的调色剂颗粒可以为液体显影剂提供带正电性。
聚胺的例子包括:聚亚烷基亚胺、聚烯丙胺和聚二烯丙胺。其中,就聚亚烷基亚胺和聚烯丙胺是高度阳离子化且容易带正电而言,聚亚烷基亚胺和聚烯丙胺是优选的。
作为聚亚烷基亚胺,示例了聚乙烯亚胺。
作为聚烯丙胺,示例了由下式(I)所示的聚烯丙胺。
(在式(I)中,R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。)
R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基,且优选具有1至20个碳原子的脂肪族烃基。具有1至20个碳原子的脂肪族烃基的例子包括:甲基、乙基、线性或分支的丙基、丁基、戊基、己基和辛基。其中,优选甲基。
a和b各自独立地表示1至10,000的整数并且优选5至1,000的整数。
聚胺相对于调色剂颗粒的量优选在0.01重量份至100重量份的范围内,更优选在0.1重量份至100重量份的范围内,并且最优选在0.1重量份至10重量份的范围内(相对于100重量份的调色剂颗粒)。当相对于调色剂颗粒的聚胺的量小于0.01重量份(相对于100重量份的调色剂颗粒)时,带电性可能劣化。当它的量超过100重量份时,显影剂的电导率非常高,这可能导致带电性的劣化。
聚胺的重均分子量优选在100至1,000,000的范围内,更优选在1,000至100,000的范围内。当聚胺的重均分子量小于100时,调色剂表面的吸附性会劣化,从而可能不会得到目标带电性能。当重均分子量超过1,000,000时,调色剂颗粒可能会相互粘接。
结晶性聚酯树脂
根据本示例性实施方案的调色剂优选包含作为粘合剂树脂的结晶性树脂和无定形树脂的。在本示例性实施方案中,“结晶性树脂”中的“结晶性”表示树脂在树脂的差示扫描量热法(DSC)中具有明确的吸热峰而不是逐步的吸热变化。具体而言,在使用了具有自动切线处理系统的差示扫描量热仪(设备名:DSC-60型;由ShimadzuCorporation制造)的差示扫描量热法(DSC)中,当以10℃/分钟的升温速率升高温度时,当起始点和吸热峰的峰顶之间的温差在10℃以内时,可以说存在“明确的”吸热峰。在DSC曲线中,确定基线上平坦部分的点以及从基线开始的下降部分的平坦部分的点,然后将通过自动切线处理系统得到两个点的平坦部分的切线之间的交点,确定为“起始点”。同时,确认为逐步的吸热变化而没有明确的吸热峰的树脂表示“无定形树脂”并且该树脂是在室温下为固体以及在高于或等于玻璃化转变温度的温度下为热塑性的树脂。此外,无定形树脂并不显示出与晶体熔点相一致的吸热峰,而是显示出与差示扫描量热法(DSC)中玻璃化转变相一致的逐步的吸热点。
作为构成结晶性聚酯树脂的聚合性单体组分,就形成结晶结构的容易性而言,优选包括线性脂肪族组分的聚合性单体,而不是包括芳香族组分的聚合性单体。为了不使结晶性劣化,来自于两种以上的聚合性单体的两种以上的组分在聚合物中的存在量各自优选在30摩尔%以上。结晶性聚酯树脂是由两种以上的聚合性单体构成的,但是每种聚合性单体均具有上述结构是优选的。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选在50℃至100℃的范围内,更优选在55℃至90℃的范围内,且还更优选在60℃至85℃的范围内。当熔解温度低于50℃时,调色剂的储存性(例如,在储存调色剂中出现阻塞)或定影之后定影图形的储存性可能会有问题。此外,当熔解温度超过100℃时,可能不会获得充足的低温定影性。另外,上述结晶性聚酯树脂的熔解温度确定为通过上述差示扫描量热法(DSC)得到的吸热峰的峰值温度。
根据本示例性实施方案的“结晶性聚酯树脂”也指通过聚合构成聚酯的组分和其他组分得到的聚合物(共聚物)以及构成组分具有100%聚酯结构的聚合物。然而,在前一种情况下,除了构成聚酯的组分以外的构成组分的含量为50重量%以下。
结晶性聚酯树脂是由多元羧酸组分和多元醇组分合成的。另外,在本示例性实施方案中,市售产品或合成产品可以用作结晶性聚酯树脂。
多元羧酸组分的例子包括:脂肪族二羧酸,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、或1,18-十八烷二羧酸;和芳香族二羧酸,例如,二元酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸或中康酸。另外,也示例了其酸酐和其低级烷基酯,但是例子并不限制于此。
三元或更高元羧酸的例子包括:1,2,4-苯三甲酸、1,2,5-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸,以及其酸酐或其低级烷基酯。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。
此外,除了上述脂肪族二羧酸或芳香族二羧酸,可包括具有磺酸基的二羧酸作为多元羧酸组分。另外,除了上述脂肪族二羧酸或芳香族二羧酸,可包括具有双键的二羧酸组分作为多元羧酸组分。
作为多元醇组分,优选脂肪族二醇并且更优选主链部分具有7至20个碳原子的线性脂肪族二醇。当脂肪族二醇是分支的,聚酯树脂的结晶性可能劣化,使得熔解温度降低。另外,在与芳香族二羧酸缩聚的情况下,当其主链部分的碳原子数少于7时,熔解温度会升高并且低温定影可能变得困难。同时,当其主链部分的碳原子数超过20时,实际上得到材料会变得困难。主链部分的碳原子数更优选在14以下。
优选用于合成结晶性聚酯的脂肪族二醇的具体例子包括:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,14-二十烷二醇,但是例子并不限于此。其中,就可用性而言,1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇是优选的。
三元或更高元醇的例子包括:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。
在多元醇组分中,脂肪族二醇的含量优选在80摩尔%以上且更优选在90摩尔%以上。当脂肪族二醇的含量少于80摩尔%时,由于聚酯树脂的结晶性劣化和其熔解温度降低,调色剂抗粘连性、图像稳定性和低温定影性可能劣化。
此外,为了根据需要调节酸值或羟值,多元羧酸或多元醇可以在合成的最后阶段加入。多元羧酸的例子包括:芳香族羧酸,如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸和萘二羧酸;脂肪族羧酸,如马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯基琥珀酸酐和己二酸;以及脂环族羧酸,如环己二羧酸。
通过(例如)将聚合温度设置在180℃至230℃的范围内,根据需要降低反应体系内部的压力,并在将缩合时产生的水或醇除去的同时进行反应来制备结晶性聚酯树脂。在聚合性单体在反应温度下不能溶解或相容的情况下,将具有高沸点的溶剂加入其中作为增溶剂,用于溶解聚合性单体。可以在蒸馏增溶剂的同时进行缩聚反应。存在在共聚合反应中具有较差相容性的聚合性单体的情况下,提前将具有较差相容性的聚合性单体和待与聚合性单体缩聚的酸或醇缩合,然后可以与主要组分缩聚。
作为在制备聚酯树脂时使用的催化剂包括:诸如钠或锂等碱金属化合物;诸如镁或钙等碱土金属化合物;诸如锌、锰、锑、钛、锡、锆或锗等金属化合物;亚磷酸化合物、磷酸化合物和胺化合物。
结晶性聚酯树脂的酸值(中和1g树脂所需的KOH的mg数)优选在3.0mgKOH/g至30.0mgKOH/g的范围内,更优选在6.0mgKOH/g至25.0mgKOH/g的范围内,并且还更优选在8.0mgKOH/g至20.0mgKOH/g的范围内。
由于当酸值小于3.0mgKOH/g时在水中的分散性劣化,使用湿法制备乳化颗粒可能变得困难。由于在聚集时的乳化颗粒的稳定性显著地劣化,有效地制备调色剂可能变得困难。同时,当酸值超过30.0mgKOH/g时,作为调色剂吸湿率提高,使得该调色剂可能容易受到环境影响。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选在6,000至35,000的范围内。当重均分子量(Mw)低于6,000时,调色剂会在定影时渗透到诸如纸之类的记录介质的表面,从而产生定影不均匀或相对于定影图形的耐弯曲性的强度在某些情况下劣化。此外,当其重均分子量(Mw)超过35,000时,融化时粘度会过分增加,从而达到适于定影的粘度的温度可能会升高。结果,低温定影性可能劣化。
使用凝胶渗透色谱法(GPC)来测定重均分子量。当使用GPC测量分子量时,使用了HLC-8120(GPC·由TOSOH CORPORATION制造)作为测量设备,使用了TSKGEL SUPER HM-M(15cm)(色谱柱,由TOSOH CORPORATION制造),并使用THF溶剂进行测量。此外,使用由单分散聚苯乙烯标准样品得到的分子量校正曲线从测定结果来计算重均分子量。
结晶性聚酯树脂在调色剂颗粒中的含量优选在3重量%至40重量%的范围内,更优选在4重量%至35重量%的范围内,且还更选在5重量%至30重量%的范围内。当结晶性聚酯树脂的含量小于3重量%时,可能不会得到充足的低温定影性。当其含量超过40重量%时,可能不会得到充足的调色剂强度或定影图像强度并且带电性能可能受到不利影响。
含有上述结晶性聚酯树脂的结晶性树脂可优选包括:使用脂肪族聚合性单体作为主要组分(50重量%以上)合成的结晶性聚酯树脂(下文中,也称作“结晶性脂肪族聚酯树脂”)。在这种情况下,构成上述结晶性脂肪族聚酯树脂的脂肪族聚合性单体的组成比进一步优选在60摩尔%以上且更优选在90摩尔%以上。另外,作为脂肪族聚合性单体,优选使用上述脂肪族二醇或脂肪族二羧酸。
无定形聚酯树脂
已知的聚酯树脂可以用作无定形聚酯树脂。无定形聚酯树脂是由多元羧酸组分和多元醇组分合成的。另外,作为无定形聚酯树脂,可使用市售产品或可使用合成产品。此外,无定形聚酯树脂可单独使用或用作聚酯树脂的两种或更多种的混合物。
作为用于无定形聚酯树脂的多元羧酸和多元醇,并没有特别限制,示例了“聚合物数据手册:基本原理”(Polymer Data Handbook:Fundamentals,由Society of Polymer编辑,由Baifukan Co.,Ltd.出版)中描述的单体组分和在相关领域中已知的二元或三元或更高元羧酸和二元或三元或更高元醇。
这些聚合性单体组分的具体例子包括:作为二元羧酸,二元酸,如琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、环己烷二羧酸、丙二酸、或中康酸;它们的酸酐;它们的低级烷基酯;以及脂肪族不饱和二羧酸,如马来酸、富马酸、衣康酸或柠康酸。在这些化合物中,就聚酯树脂的玻璃化转变温度和分子的挠性之间的平衡而言,优选在酸组分中含有30摩尔%以上的对苯二甲酸。
三元或更高元羧酸的例子包括:1,2,4-苯三甲酸、1,2,5-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、这些酸的酸酐、以及这些酸的低级烷基酯。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。
多元醇的例子包括:作为二元醇,双酚衍生物,如氢化双酚A,和双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加合物;环状脂肪醇,如1,4-环己二醇或1,4-环己烷二甲醇;线性二醇,如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、或1,6-己二醇;和支链二醇,如1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇、或2,2-二甲基-1,3-丙二醇,并且从带电性能和强度的观点来看,优选使用双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加合物。
此外,三元或更高元醇的例子包括:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇,并且从低温定影性或图像光泽的观点来看,相对于单体的总量,使用的三元或更高元可交联的单体的量优选在10摩尔%以下。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。另外,为了根据需要调节酸值或羟值,可以使用一元酸(如乙酸或苯甲酸)或一元醇(如环己醇或苯甲醇)。
其中,为了改善与结晶性聚酯树脂的相容性,优选使用包括具有长链烷基支链(侧链的碳原子数:4以上)并在2摩尔%至30摩尔%的范围内的单体(如1,2-己二醇、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸,或它们的酸酐)的单体组分。其中,优选含有具有高疏水性的烷基琥珀酸、烯基琥珀酸,或这些酸的酸酐。
作为优选使用的无定形聚酯树脂,示例了通过多元羧酸和多元醇之间的缩聚得到的树脂。多元羧酸的例子与上述结晶性聚酯树脂示例的那些相同。
无定形聚酯树脂中的多元醇的例子与上述结晶性聚酯树脂示例的那些相同。
无定形聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选在50℃至80℃的范围内。当Tg低于50℃时,调色剂的储存或定影图像的储存有时会产生问题。当Tg高于80℃时,与相关领域的那些相比,图像在较低的温度下不会定影。
另外,按照结晶性聚酯树脂的制备方法来制备无定形聚酯树脂。
从改善图像的定影性的观点来看,粘合剂树脂的软化温度(流动测试仪1/2下降温度)优选在90℃至140℃的范围内,更优选在100℃至135℃的范围内,且还更优选在100℃至120℃的范围内。
另外,粘合剂树脂优选在四氢呋喃中可溶。这里,“在四氢呋喃中可溶”是指当将1g粘合剂树脂加入到10mL四氢呋喃中并在25℃的温度下,用超声分散器在四氢呋喃中分散5分钟时,粘合剂树脂溶解在四氢呋喃中。
作为粘合剂树脂,根据本示例性实施方案的调色剂颗粒可包括作为主要组分的苯乙烯-丙烯酸树脂。术语“主要组分”表示:在调色剂颗粒中,相对于100重量份的粘合剂树脂,含量在50重量份以上的组分。
苯乙烯-丙烯酸树脂是苯乙烯单体和丙烯酸单体的共聚物或是苯乙烯单体、丙烯酸单体和其它一种或多种乙烯基单体的共聚物。
苯乙烯单体的例子包括:苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯和3,4-二氯苯乙烯,它们可单独使用或两种或更多种它们的单体组合使用。
丙烯酸单体的例子包括:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,并且它们可单独使用或两种或更多种组合使用。
丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的具体例子包括:除(甲基)丙烯酸的烷基酯(如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯或(甲基)丙烯酸十八烷基酯)之外,还包括丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、α-氯丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、甲基丙烯酸二缩水甘油酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、以及磷酸甲基丙烯酰氧基乙酯。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。另外,上述“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和甲基丙烯酰基的一个或两者。
乙烯基单体的例子包括:烯烃单体,如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯或异戊二烯;乙烯酯单体,如甲酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯或苯甲酸乙烯酯;不饱和二羧酸,如富马酸、马来酸、柠康酸或衣康酸以及其单酯衍生物或其二酯衍生物;单(甲基)丙烯酰氧乙基丁二酸酯;(甲基)丙烯腈;和丙烯酰胺。它们可单独使用或两种或更多种组合使用。
苯乙烯-丙烯酸树脂的重均分子量Mw优选在100,000至1,000,000的范围内。当苯乙烯-丙烯酸树脂的重均分子量Mw小于100,000时,调色剂颗粒的强度或定影之后的图像的强度可能不足。同时,其重均分子量Mw超过1,000,000时,定影性可能劣化。
苯乙烯-丙烯酸树脂优选分子中包含酸性基团。据认为,当苯乙烯-丙烯酸树脂分子中包含酸性基团时,聚胺容易粘附在调色剂颗粒的表面,从而带正电性变得优异。酸性基团的例子包括:羧基和磺酸基。
苯乙烯-丙烯酸树脂的酸值优选在1mgKOH/g至50mgKOH/g的范围内且更优选在5mgKOH/g至20mgKOH/g的范围内。当苯乙烯-丙烯酸树脂的酸值低于1mgKOH/g时,带正电性可能不足。同时,当其酸值超过50mgKOH/g时,带电性可能劣化。
根据本示例性实施方案的调色剂颗粒可包括:除聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸树脂以外的树脂。除苯乙烯-丙烯酸树脂以外的树脂并没有特别限制,其例子包括:环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂。这些树脂可单独使用或两种或更多种组合使用。
相对于全部调色剂颗粒,粘合剂树脂的含量在80重量%至95重量%的范围内。
调色剂颗粒可包含除了粘合剂树脂之外的着色剂和根据需要的其它添加剂,如蜡、电荷控制剂、二氧化硅粉和金属氧化物。这些添加剂可以通过捏合进粘合剂树脂的方式而内部添加,或者在得到作为颗粒的调色剂之后通过施加混合处理而外部添加。
作为用于本示例性实施方案的着色剂,可使用公知的颜料或染料。具体而言,优选使用上述黄色、品红色、青色和黑色的各种颜料。
作为黄色颜料,使用由以下代表的化合物:缩合偶氮化合物、异吲哚酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属络合物、次甲基化合物、或烯丙基酰胺化合物。优选使用的颜料的具体例子包括:C.I.颜料黄12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、168、174、176、180、181、185和191。其中,就颜色的再现性和不含卤素而言,C.I.颜料黄151、180和185是优异的。
作为品红色颜料,使用缩合偶氮化合物、吡咯并吡咯二酮化合物、蒽醌、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物、或苝化合物。优选使用的颜料的具体例子包括:C.I.颜料红2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221和254。其中,就颜色的再现性和不含卤素而言,喹吖啶酮颜料的C.I.颜料红122是优异的。
作为青色颜料,优选使用铜酞菁化合物、其衍生物、蒽醌化合物、或碱性染料色淀化合物。优选使用的颜料的具体例子包括:C.I.颜料蓝1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62和66。其中,就颜色的再现性和不含卤素而言,C.I.颜料蓝15:3是优异的。
作为黑色颜料,优选使用炭黑、苯胺黑、乙炔黑或铁黑。
相对于全部调色剂颗粒,着色剂的含量优选在(例如)5重量%至20重量%的范围内。
防粘剂的例子,并没有特别限制,包括:植物蜡,如巴西棕榈蜡、糖蜡和漆蜡;动物蜡,如蜂蜡、虫蜡、鲸蜡和羊毛蜡;以及合成烃蜡,如在其侧链具有酯的费-托蜡(FT蜡)、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。其中,就分散性而言,在其侧链具有酯的费-托蜡(FT蜡)和聚乙烯蜡是优选的。蜡可以单独使用,或者两种或更多种组合使用。
相对于全部调色剂颗粒,防粘剂的含量在(例如)0.1重量%至10重量%的范围内。
对电荷控制剂没有特别限制,并且可使用在本领域中公知的电荷控制剂。其例子包括:可带正电的电荷控制剂,如尼格罗黑染料、脂肪酸改性尼格罗黑染料、含羧基的脂肪酸改性尼格罗黑染料、季铵盐、胺化合物、酰胺化合物、酰亚胺化合物或有机金属化合物;以及可带负电的电荷控制剂,如羟基羧酸的金属络合物、偶氮化合物的金属络合物、金属络合物染料或水杨酸衍生物。电荷控制剂可以单独使用,或者两种或更多种组合使用。
金属氧化物的例子,并没有特别限制,包括:氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、钛酸锶、钛酸钡、钛酸镁和钛酸钙。金属氧化物可以单独使用,或者其两种或更多种组合使用。
制备调色剂颗粒的方法
对于已知的粉状调色剂、在液体中乳化并干燥的调色剂、从液体中沉积的粉状调色剂或所谓的伴随乳化颗粒的凝聚的化学调色剂,调色剂颗粒可通过本领域已知的制造方法来制备。在将调色剂颗粒用作液体显影剂的情况下,根据需要将上述所得的调色剂颗粒分散在载体油中,使用粉碎机(如球磨机或磨碎机),通过粉碎可降低调色剂颗粒的直径。
例如,将粘合剂树脂、蜡、根据需要的着色剂和其他添加剂放入到诸如亨舍尔(Henschel)混合机之类的混合装置中并相互混合,使用双螺杆挤出机等将混合物熔融捏合,使用转鼓结片机等将混合物冷却,使用诸如锤磨机之类的粉碎机将混合物粗粉碎并使用诸如气流粉碎机之类的粉碎机进一步微粉碎,然后使用风力分级机等进行分级,由此得到粉状的调色剂。
此外,将粘合剂树脂、蜡、根据需要的着色剂和其他添加剂溶解在诸如乙酸乙酯等溶剂中,在添加有分散稳定剂(如碳酸钙)的水中将所得物乳化并悬浮,除去溶剂,然后将通过除去分散稳定剂而得到的颗粒过滤并干燥,由此获得了在液体中乳化并干燥的调色剂。
将粘合剂树脂、蜡、根据需要的着色剂和其他添加剂溶解在诸如四氢呋喃(THF)、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺之类的溶剂中,将所得溶液逐滴加入到不良溶剂(如乙醇)中以析出和沉淀,并按照上述粉状的调色剂那样将沉淀物过滤、干燥、粉碎和分级,于是可得到调色剂。
此外,在搅拌下,将含有形成粘合剂树脂的聚合性单体、着色剂、引发剂(例如,过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化碳酸异丙酯、过氧化氢异丙苯、2,4-二氯过氧化苯甲酰或过氧化甲乙酮)和其它添加剂加入水相中,以成粒状,然后粒状颗粒进行聚合反应、过滤并干燥,从而可得到聚合的调色剂颗粒。
示例了包括将溶解在溶剂中的调色剂构成材料在不良溶剂中进行转相乳化,使用凝结剂或其盐聚集和粒化该乳液,并除去溶剂的方法;以及包括相互混合调色剂构成材料的每种乳液并使用凝结剂或盐聚集混合乳液来得到颗粒的方法。
另外,对在得到调色剂时的各种材料(粘合剂树脂、着色剂、蜡和其它添加剂)的混合比没有特别限制并且可使用本领域已知技巧适当地确定。当制备液体显影剂时,通过在载体油中使用已知的粉碎设备(如球磨机、珠磨机或高压湿法微粉化设备)进行微粉化,可将所得调色剂制成液体显影剂用调色剂颗粒。
在本示例性实施方案中,在使用聚胺处理调色剂颗粒的表面的情况下,就使用聚胺进行表面处理的容易程度而言,优选的调色剂颗粒为通过在水性介质中聚集包含树脂颗粒(该树脂颗粒含有粘合剂树脂)和着色剂颗粒的分散液而得到的调色剂颗粒。由于聚胺是水溶性聚合物,聚胺可在根据在液体中粒化调色剂颗粒的湿法中用水冲洗之后和干燥工序之前被调色剂颗粒的表面吸附。
调色剂颗粒的特性
调色剂颗粒的体均粒径D50v优选在0.5μm至5.0μm的范围内。当体均粒径D50v在上述范围内时,粘附力增加并且显影性得到改善。另外,提高了图像的分辨率。调色剂的体均粒径D50v更优选在0.8μm至4.0μm的范围内,并且还更优选在1.0μm至3.0μm的范围内。
调色剂颗粒的体均粒径D50v、数均粒径分布指数(GSDp)、以及体均粒径分布指数(GSDv)是使用激光衍射/散射型粒径分布测量设备(例如)LA920(由Horiba,Ltd.制造)而测得的。基于所测量的粒径分布来划分粒径范围(通道),针对该粒径范围,从小粒径的一侧来绘制体积和数目的累积分布曲线,并且将累积值为16%对应的粒径定义为体积粒径D16v和数量粒径D16p,将累积值为50%对应的粒径定义为体积粒径D50v和数粒径量D50p,以及将累积值为84%对应的粒径定义为体积粒径D84v和数量粒径D84p。使用上述定义,根据表达式(D84v/D16v)1/2来计算体均粒径分布指数(GSDv),并根据表达式(D84p/D16p)1/2来计算数均粒径分布指数(GSDp)。
载体液
载体液是用于分散调色剂颗粒的绝缘液体,并且没有特别限制,但是以有机硅油作为主要成分的绝缘液体是优选的。可单独使用有机硅油或可使用有机硅油和其它绝缘液体的混合溶液。有机硅油的例子包括:KF96(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),SH200、SH344(均由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造),和TSF451(由GE ToshibaSilicones Co.,Ltd.制造)。此外,可混合的液体并没有特别限制并且其例子包括:脂肪烃溶剂如石蜡油(作为市售品,由MATSUMURA OILCo.,Ltd.制造的MORESCO WHITE MT-30P、MORESCO WHITE P40、和MORESCO WHITE P70,和由Exxon Chemical Co.,Ltd.制造的ISOPAR L和ISOPAR M);诸如萘油等烃类溶剂(作为市售品,由Exxon Chemicals Inc.制造的EXXSOL D80、EXXSOL D110和EXXSOLD130,由Nippon Petrochemical Co.,Ltd.制造的NAPHTESOL L、NAPHTESOL M、NAPHTESOL H、NEW NAPHTESOL 160、NEWNAPHTESOL 200、NEW NAPHTESOL 220和NEW NAPHTESOLMS-20P)。在上述例子中可以包含芳香族化合物,如甲苯。此外,术语“含有作为主要组分的有机硅油”的意思是在载体液中含有50重量%以上的有机硅油。
例如,载体液的体积电阻率在1.0×1010Ω·cm至1.0×1014Ω·cm的范围内,并且可以在1.0×1010Ω·cm至1.0×1013Ω·cm的范围内。
就25℃下的稳定剪切粘度而言,载体液的粘度优选在1mPa·s至100mPa·s的范围内,更优选在1mPa·s至80mPa·s的范围内,并且还更优选在1mPa·s至60mPa·s的范围内。当稳定剪切粘度小于1mPa·s时,有机硅油等的分子量可能降低。另外,当稳定剪切粘度大于100mPa·s时,由于使用载体油的显影剂的粘度增加,可能得不到想要的特性。
载体液可以包含各种类型的辅助材料,例如分散剂、乳化剂、表面活性剂、稳定剂、润湿剂、增稠剂、发泡剂、消泡剂、凝结剂、胶凝剂、防沉降剂、电荷控制剂、防静电剂、抗氧化剂、软化剂、增塑剂、填充剂、香味剂、防粘着剂和防粘剂。
根据本示例性实施方案的液体显影剂优选包含含有羧基的有机硅。当使用表面经过聚胺处理的调色剂颗粒作为调色剂颗粒并且在液体显影剂(该液体显影剂是通过将含有粘合剂树脂的调色剂颗粒分散在载体液中得到的)中包含含有羧基的有机硅化合物时,得到了具有更优异的带正电特性的液体显影剂。
作为含有羧基的有机硅,示例了由下式(II)所示的化合物。由下式(II)所示的化合物是高阳离子性(highly cationic)的且倾向于带正电。
(在式(II)中,X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基并且X、Y和Z中的至少一个表示羧基。m表示1至1,000的整数且n表示1至10的整数。R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。)
在式(II)中,X、Y和Z中可以至少一个表示羧基,X、Y和Z中可以两个表示羧基;并且可以所有的X、Y和Z都表示羧基。
在式(II)中,R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基且优选表示单键或具有3至20个碳原子的二价脂肪族烃基。具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基的例子包括:亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、十一亚甲基、十二亚甲基、十六亚甲基和十八亚甲基。其中,三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、十一亚甲基和十二亚甲基是优选的。
在式(II)中,m表示1至1,000的整数且优选地表示5至100的整数。在式(II)中,n表示1至10的整数且优选地表示1至5的整数。
相对于100重量份的液体显影剂,液体显影剂中的含有羧基的有机硅的量优选在0.001重量份至10重量份的范围内且更优选在0.01重量份至1重量份的范围内。相对于100重量份的液体显影剂,当含有羧基的有机硅相对于液体显影剂的量小于0.001重量份时,带电性能可能劣化。同时,当其量超过10重量份时,电导率过度增加,从而带电性能可能劣化。
含有羧基的有机硅的重均分子量优选在100至100,000的范围内且更优选在1,000至10,000的范围内。当含有羧基的有机硅的重均分子量小于100时,与液体显影剂的相容性可能不足。同时,当其重均分子量超过100,000时,显影剂的定影性可能劣化。
制备液体显影剂的方法
通过使用分散机(如球磨机、砂磨机、磨碎机或珠磨机)将上述调色剂颗粒和载体液混合并粉碎,并将调色剂颗粒分散在载体液中,从而得到了根据本示例性实施方案的液体显影剂。另外,调色剂颗粒在载体液中的分散并不限制于分散机,可以通过在高速下旋转专用的搅拌刀片(如搅拌器)来进行分散,通过被称作均质器的转子和定子的剪切力来进行分散,或者可以通过超声波来进行分散。
从适当控制显影剂的粘度以及使显影机中的显影剂平稳循环的观点来看,在载体液中调色剂颗粒的浓度优选在0.5重量%至40重量%的范围内,更优选在1重量%至30重量%的范围内。
之后,可使用诸如孔径为约100μm的膜过滤器等过滤器来过滤所得到的分散液,以除去废料和粗颗粒。
显影剂盒、处理盒和成像装置
根据本示例性实施方案的成像装置包括(例如)图像保持部件(下文中,也称作“感光体”);充电单元,其向图像保持部件的表面充电;潜像形成单元,其在所述图像保持部件的表面上形成潜像(静电潜像);显影单元,其利用根据本示例性实施方案的液体显影剂(其保持在显影剂保持部件的表面)将在所述图像保持部件的表面上形成的潜像显影,以形成调色剂图像;转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述调色剂图像转印至记录介质;以及定影单元,其通过将转印至所述记录介质上的调色剂图像定影至该记录介质以形成定影图像。
另外,根据本示例性实施方案的成像方法包括潜像形成步骤,其在图像保持部件的表面上形成潜像;显影步骤,其使用根据本示例性实施方案的液体显影剂(其保持在显影剂保持部件的表面),将形成于图像保持部件的表面上的潜像显影而形成调色剂图像;转印步骤,其将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像转印至记录介质;以及定影步骤,其通过使转印至记录介质的调色剂图像定影在记录介质上而形成定影图像。
在成像装置中,例如,包括显影单元的部分可具有可从成像装置主体上拆卸下来的盒结构(处理盒)。对该处理盒没有特别限定,只要其能够容纳根据本示例性实施方案的液体显影剂即可。该处理盒容纳有根据本示例性实施方案的液体显影剂,包括显影单元,该显影单元利用液体显影剂将在图像保持部件上形成的潜像显影,以形成调色剂图像,并且该处理盒可从成像装置上拆卸下来。
另外,对根据本示例性实施方案的显影剂盒没有特别限定,只要其具有能够容纳根据本示例性实施方案的液体显影剂的容器即可。显影剂盒容纳有根据本示例性实施方案的液体显影剂,并且该显影剂盒可从成像装置上拆卸下来;其包括显影单元,该显影单元通过利用液体显影剂将在图像保持部件上形成的潜像显影,以形成调色剂图像。
下文中,将参照附图对使用了根据本示例性实施方案的液体显影剂的成像装置的例子进行说明。
图1为示例性地示出了根据本示例性实施方案的成像装置的例子的构造图。成像装置100包括感光体(图像保持部件)10;充电装置(充电单元)20;曝光装置(潜像形成单元)12;显影装置(显影单元)14;中间转印部件(转印单元)16;清洁器(清洁单元)18;以及转印定影辊(转印单元,定影单元)28。感光体10是圆筒形的,并在感光体10的外周,依次设置有充电装置20、曝光装置12、显影装置14、中间转印部件16和清洁器18。
下文中,将对成像装置100的操作进行说明。
充电装置20将感光体10的表面充电至预定电位(充电工序)。然后,曝光装置12基于图像信号将已充电的表面用激光束等曝光,以形成潜像(静电潜像)(潜像形成工序)。
显影装置14包括显影辊14a和显影剂容纳容器14b。这样设置显影辊14a,使其一部分浸没在容纳于显影剂容纳容器14b的液体显影剂24中。液体显影剂24包含绝缘载体液、含有粘合剂树脂和电荷控制剂的调色剂颗粒。
虽然调色剂颗粒分散在液体显影剂24中,但是例如,通过用设置在显影剂容纳容器14b内部的搅拌部件对液体显影剂24进行连续搅拌,可减少液体显影剂24中调色剂颗粒的浓度的位置变化。因此,将调色剂浓度位置变化已减少的液体显影剂24供给至显影剂辊14a,显影剂辊14a按照图1中箭头A的方向旋转。
通过限制部件将被供给至显影辊14a的液体显影剂24的供给量限制至一定的量,并在此状态下将被供给至显影辊14a的液体显影剂24输送至感光体10;然后供给至显影辊14a和感光体10相互靠近(或相互接触)处的静电潜像。因此,将静电潜像显影,以变成调色剂图像26(显影工序)。
将显影后的调色剂图像26输送至感光体10,感光体10按照图1中箭头B的方向旋转,然后调色剂图像26被输送至纸(记录介质)30上。然而,根据本示例性实施方案,在调色剂图像转印至纸30之前,为了提高调色剂图像从感光体10到记录介质的转印效率(与感光体10分离的分离效率),并进而同时使调色剂图像在记录介质上的转印和定影,将调色剂图像暂时转印至中间转印部件16(中间转印工序)。这时,在感光体10和中间转印部件16之间可能出现圆周速度。
接着,调色剂图像通过中间转印部件16按照箭头C的方向输送,其被输送并定影于纸30与转印定影辊28相接触的位置(转印工序和定影工序)。纸30夹在转印定影辊28与中间转印部件16中间,使得位于中间转印部件16上的调色剂图像与纸30能够接触。相应地,调色剂图像被转印至纸30并将调色剂图像在纸上定影,形成定影图像29。优选通过转印定影辊28上设置的加热元件并对调色剂图像施加压力和热,使调色剂图像定影。通常,定影温度在120℃至200℃的范围内。
如果中间转印部件16具有如图1所示的辊形状,其与转印定影辊28构成辊对。因此,中间转印部件16和转印和定影辊28分别对应于定影装置中的定影辊和压制辊,并呈现出定影功能。即,如果纸30通过形成于中间转印部件16与转印和定影辊28中间的咬合部分,在将调色剂图像转印的同时,通过转印定影辊28对调色剂图像进行加热并将其挤压向中间转印部件16。因此,构成调色剂图像的调色剂颗粒中的粘合剂树脂被软化的同时,调色剂图像渗透入纸30的纤维中。因此在纸30上形成了定影图像29。
根据本示例性实施方案,同时进行图像在纸30上的转印和定影,但是转印工序和定影工序可能分别进行,使得图形在转印之后进行定影。在这种情况下,从感光体10转印调色剂图像的转印辊具有相当于中间转印部件16的功能。
其间,在将调色剂图像26转印到中间转印部件16的感光体10中,未被转印而残留在感光体10上面的调色剂被输送至与清洁器18接触的位置,然后被清洁器18收集起来。此外,如果转印效率接近100%,则残留调色剂不会引起问题,从而可以不用设置清洁器18。
成像装置100可进一步包括除电装置(未示出),其用来清除在转印后以及后续充电之前的感光体10的表面。
所有包括在成像装置100中的充电装置20、曝光装置12、显影装置14、中间转印部件16、转印定影辊28、和清洁器18均可与感光体10的转速保持同步运行。
实施例
下文中,将参照实施例和比较例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不限制于以下实施例。
实施例1
液体显影剂的制备
将40重量份的青色颜料(C.I.颜料蓝15:3,由Clariant,Ltd.制造)加入到60重量份的苯乙烯-丙烯酸树脂(苯乙烯-丙烯酸树脂(摩尔比:60:40),重均分子量:380,000,由Fujikura Kasei Co.,Ltd.制造)中,随后用压力捏合机捏合该混合物。将捏合材料粗粉碎,从而制备了青色颜料母料。
接下来,将具有下述组成的混合物在球磨机中溶解并分散24小时。
苯乙烯-丙烯酸树脂(苯乙烯-丙烯酸正丁酯树脂(摩尔比:60:40),重均分子量:320,000,酸值:10mgKOH/g,由Fujikura Kasei Co.,Ltd.制造):75重量份
青色颜料母料:25重量份
乙酸乙酯:100重量份
从0.1N的氢氧化钾/醇溶液的标定量计算树脂的酸值,该标定量通过在50mL的甲苯中溶解10mg样品并使用0.1%的溴百里酚蓝和酚红的混合指示剂由标定过的0.1N的氢氧化钾/醇溶液进行滴定而得到。
将20重量份的碳酸钙(LUMINOUS,由Maruo Calcium Co.,Ltd.制造)作为分散稳定剂加入到水溶液中,该水溶液是通过将20重量份的氯化钠(由Wako Pure Chemical Industry,Ltd.)溶解在135重量份的离子交换水中得到的,随后用球磨机将该溶液分散24小时,以用作分散介质。将100重量份的混合物投入170重量份的分散介质中并使用乳化设备(ULTRA-TURRAX T-50,由IKA制造)在10,000rpm下乳化3分钟,由此得到悬浮液。将悬浮液投入配置有搅拌装置、温度计、冷却管和氮气进气管的可分离的烧瓶中,在通过氮气进入管向其中通入氮气的同时,在35℃下搅拌3小时,并蒸馏乙酸乙酯。将温度冷却至20℃,通过向混合物中加入10%的盐酸水溶液以分解碳酸钙,随后通过离心进行固液分离。将所得颗粒再分散在1,000重量份的离子交换水中并再次进行离心。此操作重复两次并清洗该颗粒,然后在40℃的真空下干燥,由此得到了调色剂母粒。使用喷磨机将该调色剂母粒粉碎,然后得到了体均粒径为4.0μm的调色剂颗粒。
调色剂颗粒的表面改性
将780重量份的离子交换水、10重量份的阳离子表面活性剂(DOWFAX 2A1,由Dow Chemical Company制造,固含量浓度:45重量%)和60重量份的10重量%的碳酸钠水溶液加入到150重量份干燥的调色剂颗粒中并使用ULTRA-TURRAX T-50将其分散于水中。通过离心将调色剂颗粒从调色剂颗粒的悬浮液中分离出来,所得颗粒再分散于1,000重量份的离子交换水中,然后再次进行离心。这个操作重复两次,清洗颗粒,并将100重量份所得的调色剂颗粒加入到900重量份的离子交换水中以制备分散液(固含量浓度:15重量%)。通过向该分散液中加入1N盐酸,将其pH调节至1.5,将该溶液搅拌10分钟,将5重量份的聚乙烯亚胺(由JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.制造,重均分子量:70,000,固含量浓度:30重量%)加入其中,并将该溶液搅拌60分钟。
接着,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的聚乙烯亚胺。加入离子交换水、进行10分钟的搅拌、并离心,重复操作直到洗涤液的电导率变为20μS/cm以下。使用滤纸(No4A,由AdvantechCo.,Ltd.制造)将颗粒过滤,用离子交换水洗涤,在35℃下干燥24小时(含水量:0.5重量%),然后压碎,从而得到体均粒径为4.0μm的调色剂颗粒。相对于1g调色剂颗粒,调色剂的钠离子的量为0.038mg。
显影剂的制备
将100重量份所得的表面改性的调色剂颗粒与233重量份石蜡油(P-40,由Matsumura Oil.Co.Ltd.制造)混合,制得了固含量浓度为30重量%的液体显影剂。
带电特性的评价
带电极性
将2片经加工具有5cm×1cm尺寸的ITO玻璃基片定影,使得作为绝缘隔离片的NAFLON片(1cm×1cm×1.0mm,由AS ONECorporation制造)置于基片之间,这样基片的电极表面变得向内。将1mL的液体显影剂样品放入一次性电池(12mm×12mm×45mm,由AS ONE Corporation制造)中,将上述电极基片浸入其中,向其中施加30秒的250V直流电压,在施加电压的状态下将电极拔起,观察粘附在正负ITO电极表面的颗粒的状态,然后确定带电特性。其结果示于表1中。另外,当以下带电特性显示正和负(±)时,这意味着具有正极性的颗粒和具有负极性的颗粒是均匀地相互混合的,但是在显示这种特性的显影剂的实际系统中,会在明亮的图像部分出现雾。因此,这样的显影剂不适合于带正电系统和带负电系统。
+:颗粒仅仅吸附在负电极上。
-:颗粒仅仅吸附在正电极上。
±:颗粒吸附在正负电极上。
×:颗粒不吸附在任何电极上。
带电强度
对于在各实施例和各比较例中得到的液体显影剂,使用由Microtec Nition Co.,Ltd.制造的“显微镜式激光zeta电位计”ZC-3000来测量电位差,从而基于以下五个等级标准来评价电位差。通过以下方法进行测量:用稀释溶剂来稀释液体显影剂,将稀释液放入10mm透明池中,在9mm的电极之间的空隙处施加300V的电压,同时用显微镜观察池中颗粒的移动速度。由此,计算移动速度,并由移动速度值确定zeta电位。结果示于表1中。
A:电位差等于或大于+100mV(非常好)
B:电位差等于或大于+85mV小于+100mV(好)
C:电位差等于或大于+70mV小于+85mV(中等)
D:电位差等于或大于+50mV小于+70mV(稍差)
E:电位差小于+50mV(非常差)
另外,调色剂颗粒可以通过以下方法从液体显影剂中收集。通过离心(1,000rpm×5分钟)使液体显影剂沉淀,通过倾析除去上清液,从而取出调色剂颗粒。被取出的调色剂颗粒用己烷或ISOPER(该混合溶剂可以根据调色剂树脂适当地改变)进行洗涤。
实施例2
无定形聚酯树脂(1)的合成
将作为原材料的80摩尔份的聚氧丙烯(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、20摩尔份的聚氧乙烯(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、50摩尔份的对苯二甲酸、25摩尔份的富马酸以及25摩尔份的正十二烯基琥珀酸和作为催化剂的二丁基氧化锡投入热干燥后的二颈烧瓶中,向该容器中引入氮气以保持惰性气氛,升高其温度,在150℃至230℃的温度范围内进行共缩聚反应约12小时,随后在210℃至250℃的温度范围内缓慢降低压力,从而合成无定形聚酯树脂(1)。所得的无定形聚酯树脂(1)的重均分子量(Mw)为17,900。此外,无定形聚酯树脂(1)的酸值为14.6mgKOH/g。进一步通过使用差示扫描量热计(DSC)测量并依据JIS标准(参见JIS K-7121)分析,得到无定形聚酯树脂(1)的熔解温度。结果,观察到吸热量逐渐变化而未表现出明显的峰。通过利用逐渐变化的吸热量的中间点确定的玻璃化转变温度(Tg)为60℃。
无定形聚酯树脂(2)的合成
以与无定形聚酯树脂(1)相同的方式合成无定形聚酯树脂(2),不同之处在于:将50摩尔份的聚氧乙烯(2,0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、40摩尔份的聚氧丙烯(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、10摩尔份的乙二醇、50摩尔份的对苯二甲酸、15摩尔份的间苯二甲酸、30摩尔份的正十二烯基琥珀酸以及5摩尔份的1,2,4-偏苯三甲酸投入热干燥后的二颈烧瓶中作为原材料。所得的无定形聚酯树脂(2)的重均分子量(Mw)为12,000。此外,无定形聚酯树脂(2)的酸值为21mgKOH/g。进一步通过使用差示扫描量热计(DSC)测量得到无定形聚酯树脂(2)的熔解温度。结果,观察到吸热量逐渐变化而未表现出明显的峰。通过利用逐渐变化的吸热量的中间点确定的玻璃化转变温度(Tg)为65℃。
结晶性聚酯树脂(1)的合成
将43.4摩尔份的癸二酸二甲酯、32.8摩尔份的1,10-癸二醇以及27摩尔份的二甲亚砜,和0.03摩尔份的作为催化剂的二丁基氧化锡投入热干燥后的三颈烧瓶中,向容器内引入氮气,通过减压操作使空气转变为惰性气氛,然后在180℃下进行4小时的机械搅拌。在减压下蒸馏二甲亚砜,在减压下将其中的温度缓慢的升高至220℃,进行搅拌1.5小时,并当容器内的内容物变为粘性状态时,进行空气冷却并使反应停止,从而合成了65摩尔份的脂肪族结晶性聚酯树脂(1)。当以与无定形聚酯树脂(1)相同的方式测量分子量时,所得的结晶性聚酯树脂(1)的重均分子量(Mw)为22,000。此外,当以与无定形聚酯树脂(1)相同的方式测量熔解温度并得到DSC谱图时,结晶性聚酯树脂(1)表现出明显的峰并且熔解温度(Tm1)为77℃。
液体显影剂的制备
将40重量份的黄色颜料(C.I.颜料黄185,由BASF Japan,Ltd.制造)加入到60重量份的无定形聚酯树脂(1)中,随后用压力捏合机捏合该混合物。将捏合材料粗粉碎,从而得到了黄色颜料母料。接下来,将具有下述组成的混合物放入密封的反应容器(该容器安装有溶解器)中并在40℃的温度下加热的同时将该混合物溶解和分散3小时。
上述黄色颜料母料:25重量份
无定形聚酯树脂(2):65重量份
结晶性聚酯树脂(1):10重量份
乙酸乙酯:400重量份
将30重量份的碳酸钙(LUMINOUS,由Maruo Calcium Co.,Ltd.制造)和3.5重量份的羧甲基纤维素(CELLOGEN,由Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造)作为分散稳定剂加入到水溶液中,该水溶液是通过将28重量份的氯化钠(由Wako Pure Chemical Industry,Ltd.)溶解在160重量份的离子交换水中得到的,随后用球磨机将该溶液分散24小时,以用作分散介质。将120重量份的混合物投入200重量份该分散介质中并使用乳化设备(ULTRA-TURRAX T-25,由IKA制造)在10,000rpm下乳化3分钟,由此得到乳化液。将该乳化液移入安装有搅拌器的容器中,吹入氮气的同时除去乙酸乙酯,并用盐酸分解碳酸钙,由此得到了调色剂颗粒的悬浮液。通过离心将调色剂颗粒从调色剂颗粒的悬浮液中分离出来,按照以实施例1相同的方式,用离子交换水清洗,并在40℃的真空下干燥。
调色剂颗粒的表面改性
将780重量份的离子交换水、10重量份的阳离子表面活性剂(DOWFAX 2A1,由Dow Chemical Company制造,固含量浓度:45重量%)和60重量份的10重量%的碳酸钠水溶液加入到150重量份干燥的调色剂颗粒中并使用球磨机粉碎。通过离心将调色剂颗粒从调色剂颗粒的悬浮液中分离出来并以与实施例1相同的方式,用离子交换水清洗,然后将100重量份所得的调色剂颗粒加入到900重量份的离子交换水中以制备分散液(固含量浓度:15重量%)。通过向分散液中加入1N盐酸,将其pH调节至1.5,将该溶液搅拌10分钟,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的酸。随后,将900重量份的离子交换水加入其中以分散,将10重量份的聚烯丙胺PAA-1112(15重量%溶液,由Nittobo Medical,Inc.制造,在上述式(I)中,a表示5至10的值且b表示5至10的值,以及R1和R2各自独立地表示甲基,重均分子量:1,000)加入到分散液中,并将所得溶液搅拌60分钟。
接着,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的聚烯丙胺。重复加入离子交换水、搅拌10分钟和离心的循环直到洗涤液的电导率变为20μS/cm以下。使用滤纸(No4A,由Advantech Co.,Ltd.制造)将颗粒过滤,用离子交换水洗涤,在35℃下干燥24小时(含水量:0.5重量%),然后压碎,从而得到体均粒径为3.4μm的调色剂颗粒。相对于1g调色剂颗粒,调色剂的钠离子的量为0.036mg。
显影剂的制备
将30重量份所得的表面改性的调色剂颗粒与70重量份有机硅油(KF96-20CS,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)混合,制得了固含量浓度为30重量%的液体显影剂。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
实施例3
液体显影剂的制备
将20重量份的品红色颜料(C.I.颜料红122,由Clariant,Ltd.制造)和20重量份的C.I.颜料红57:1(由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)加入到60重量份的无定形聚酯树脂(1)中,随后用压力捏合机捏合该混合物。将捏合材料粗粉碎,从而制备了品红色颜料母料。接下来,将具有下述组成的混合物放入密封的反应容器(该容器安装有溶解器)中并在80℃的温度下回流的同时将该混合物溶解和分散1小时。
上述品红色颜料母料:25重量份
无定形聚酯树脂(2):55重量份
结晶性聚酯树脂(1):10重量份
甲乙酮:100重量份
将分散液的温度冷却至25℃,将8.0重量份的10重量%的氢氧化钠水溶液缓慢地加入其中,然后将该溶液保持在25℃的温度下并在4,000rpm下搅拌。将200重量份的离子交换水缓慢地逐滴加入其中,然后进行转相乳化。接着,加入0.25重量份的表面活性剂(PELEX CS,由Kao Corporation制造),将搅拌转速降至500rpm,将38重量份的5重量%的硫酸钠水溶液缓慢地逐滴加入,然后颗粒会凝聚。进一步通过加入200重量份的离子交换水将颗粒稳定。在加热容器的同时,通过真空泵降低反应容器内部的压力来除去甲乙酮。在反应溶液冷却之后,通过离心将颗粒分离并用离子交换水清洗。通过加入离子交换水,使用均质器将100重量份的清洗过的调色剂颗粒再分散,使得其固形物含量浓度变为15重量%。通过将1N的盐酸加入至分散液中来调节其pH至1.5,将该溶液搅拌3小时,通过离心进行固液分离,除去上清液,并除去额外的酸。随后,将900重量份的离子交换水加入其中以再分散,将4.0重量份的聚乙烯亚胺水溶液(由JUNSEICHEMICAL CO.,LTD.制造,重均分子量:70,000,固形物含量浓度:30重量%)加入其中,并使用螺旋桨式搅拌器将该混合物搅拌1小时。接着,通过离心分离调色剂颗粒,用离子交换水清洗,在40℃的真空中干燥,得到了体均粒径为2.5μm的调色剂颗粒。相对于1g调色剂颗粒,调色剂颗粒的钠离子的量为0.024mg。
显影剂的制备
将30重量份的所得调色剂颗粒(其表面经过改性)与70重量份的有机硅油(KF96-20CS,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和0.1重量份的羧基改性的有机硅油(X-22-3701E:由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造,在上述式(II)中,X和Y各自独立地表示氢原子,Z表示COOH,R3和R4各自独立地表示亚甲基,以及R5表示亚烷基(详细未知),数均分子量:40,000)(化合物(II-1))互相混合,从而制得固含量浓度为30重量%的液体显影剂。按照实施例1进行评价。评价结果示于表1中。
实施例4
结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制备
准备160重量份的结晶性聚酯树脂(1)、233重量份的乙酸乙酯和0.1重量份的氢氧化钠水溶液(0.3N),将它们置于可分离的烧瓶中,在75℃下加热,用三一(three-one)电机(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)搅拌,由此制备树脂混合液。进一步搅拌树脂混合液,缓慢加入373重量份离子交换水,进行转相乳化,然后以10℃/分钟的降温速率将温度降低至40℃,并除去溶剂,由此得到了结晶性聚酯树脂颗粒分散液(固含量浓度:30重量%)。
无定形聚酯树脂颗粒分散液的制备
准备160重量份的无定形聚酯树脂(1)、233重量份的乙酸乙酯和0.1重量份的氢氧化钠水溶液(0.3N),将它们置于可分离的烧瓶中,并在70℃下加热,用三一电机(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)搅拌,从而制备树脂混合液。进一步搅拌树脂混合液,缓慢加入373重量份离子交换水,进行转相乳化,然后以1℃/分钟的降温速率将温度降低至40℃,并除去溶剂,由此得到了无定形聚酯树脂颗粒分散液(固含量浓度:30重量%)。
着色剂分散液的制备
青色颜料(C.I.颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制造):45重量份
离子型表面活性剂(Neogen RK,由Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):5重量份
离子交换水:200重量份
将以上组分混合并溶解,并用均质器(Ultra-Turrax T50,由IKA制造)分散10分钟,由此得到了体均粒径为170nm的着色剂分散液。
防粘剂分散液的制备
石蜡(熔解温度:69℃,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):45重量份
阳离子型表面活性剂(Neogen RK,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):5重量份
离子交换水:200重量份
将以上组分在90℃下加热,使用均质器(Ultra-Turrax T50,由IKA制造)充分分散,并用压力排出型Gaulin均质器进行分散处理,由此得到了体均粒径为200nm且固含量为24.3重量%的防粘剂分散液。
液体显影剂的制备
结晶性聚酯树脂颗粒分散液:15重量份
无定形聚酯树脂颗粒分散液:80重量份
着色剂分散液:18重量份
防粘剂分散液:18重量份
向上述组分中加入离子交换水,使得固形物含量变为16重量%,然后在圆的不锈钢烧瓶中用Ultra-Turrax T50使混合物充分混合并分散。接着,将0.36重量份的聚氯化铝加入其中,并用Ultra-Turrax T50继续进行分散操作。用加热用油浴搅拌烧瓶并加热至47℃。烧瓶在47℃下保持60分钟,使用0.55摩尔/L的氢氧化钠水溶液将体系中的pH调节至9.0,将不锈钢烧瓶密封,用磁性封条继续搅拌,将温度升高至90℃,然后将烧瓶保持3.5小时。此时测量粒径时,体均粒径为2.3μm,体均粒径分布指数GSDv为1.24,并且数均粒径分布指数GSDp为1.30。在完成上述处理之后,将溶液冷却、过滤、并用离子交换水充分清洗,然后通过Nutsche抽滤进行固液分离。在25℃下,使用3,000重量份的离子交换水将所得物再分散,在300rpm下搅拌15分钟,然后清洗。这个操作重复进行5次并当滤液的电导率变为10μS/cm时,使用滤纸No4A,通过Nutsche抽滤进行固液分离,由此得到调色剂颗粒。
调色剂颗粒的表面改性
将900重量份的离子交换水加入到100重量份所得的调色剂颗粒中以制备调色剂颗粒的分散液(固含量浓度:15重量%)。通过向分散液中加入1N硝酸,将其pH调节至1.5,在超声波中将该溶液搅拌10分钟,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的酸。随后,将900重量份的离子交换水加入其中进行再分散,将5重量份的聚乙烯亚胺(由JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.制造,重均分子量:70,000,固含量浓度:30重量%)加入分散液中,并将该溶液搅拌60分钟。接着,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的聚乙烯亚胺。重复加入离子交换水、搅拌10分钟和离心的循环直到洗涤液的电导率变为20μS/cm以下。使用滤纸(No4A,由Advantech Co.,Ltd.制造)将颗粒过滤,用离子交换水洗涤,在35℃下干燥24小时(含水量:0.5重量%),然后压碎,从而得到体均粒径为2.4μm的调色剂颗粒。相对于1g调色剂颗粒,调色剂颗粒的钠离子的量为0.028mg。
显影剂的制备
将30重量份的所得调色剂颗粒(其表面经过改性)与70重量份的有机硅油(KF96-20CS,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)和0.05重量份的羧基改性的有机硅油(X-22-162C:由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造,在上述式(II)中,X和Y各自独立地表示COOH,Z表示氢原子,R3和R4各自独立地表示亚烷基(详细未知),以及R5表示亚甲基,数均分子量:4,600)(化合物(II-2))混合,从而得到了分散有调色剂颗粒的液体显影剂。按照实施例1进行评价。评价结果示于表1中。
实施例5
液体显影剂的制备
结晶性聚酯树脂颗粒分散液:5重量份
无定形聚酯树脂颗粒分散液:90重量份
着色剂分散液:18重量份
防粘剂分散液:18重量份
向上述组分中加入离子交换水,使得固含量变为16重量%,然后在圆的不锈钢烧瓶中用Ultra-Turrax T50使混合物充分混合并分散。接着,将0.36重量份的聚氯化铝加入其中,并用Ultra-Turrax T50继续进行分散操作。用加热用油浴中搅拌烧瓶并加热至47℃。烧瓶在47℃下保持60分钟并且将46重量份的无定形聚酯树脂颗粒分散液缓慢加入其中。随后,使用0.55摩尔/L的氢氧化钠水溶液将体系中的pH调节至9.0,将不锈钢烧瓶密封,用磁性封条继续搅拌,将温度升高至90℃,然后将烧瓶保持3.5小时。此时测量粒径时,体均粒径为2.3μm,体均粒径分布指数GSDv为1.24,并且数均粒径分布指数GSDp为1.30。在完成上述处理之后,将溶液冷却、过滤、并用离子交换水充分清洗,然后通过Nutsche抽滤进行固液分离。在40℃下,使用3,000重量份的离子交换水将所得物再分散,在300rpm下搅拌15分钟,然后清洗。这个操作重复进行5次并当滤液的电导率变为5μS/cm时,使用滤纸No4A,通过Nutsche抽滤进行固液分离,由此得到调色剂颗粒。
调色剂颗粒的表面改性
将900重量份的离子交换水加入到100重量份所得的调色剂颗粒中以制备调色剂颗粒的分散液(固含量浓度:15重量%)。通过向分散液中加入1N硝酸,将其pH调节至1.5,在超声波中将该溶液搅拌10分钟,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的酸。随后,将900重量份的离子交换水加入其中进行再分散,将5重量份的聚乙烯亚胺(由JUNSEI CHEMICAL CO.,LTD.制造,重均分子量:70,000,固含量浓度:30重量%)加入分散液中,并将该溶液搅拌60分钟。接着,通过离心进行固液分离,弃去上清液,并除去过量的聚乙烯亚胺。重复加入离子交换水、在40℃下搅拌60分钟和离心的循环直到洗涤液的电导率变为5μS/cm以下。使用滤纸(No4A,由AdvantechCo.,Ltd.制造)将颗粒过滤,用离子交换水洗涤,在35℃下干燥24小时(含水量:0.5重量%),然后压碎,从而得到体均粒径为2.5μm的调色剂颗粒。相对于1g调色剂颗粒,调色剂颗粒的钠离子的量为0.011mg。由于空白组(其不含有调色剂颗粒)中的钠离子的量为0.010mg,所以这个数值接近测量限。
显影剂的制备
将30重量份的所得调色剂颗粒(其表面经过改性)与70重量份的二甲基有机硅油(20CS,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)混合,从而得到了分散有调色剂颗粒的液体显影剂。按照实施例1进行评价。评价结果示于表1中。
比较例1
通过进行与实施例1相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:省略了实施例1中1N的盐酸的添加和所有随后工序。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
比较例2
通过进行与实施例2相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:仅仅省略了实施例2中通过添加1N的盐酸将其pH值调节至1.5的工序。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
比较例3
通过进行与实施例3相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:加入1N的盐酸并将其pH调节至6.0,而不是实施例3中的1.5。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
比较例4
通过进行与实施例3相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:仅仅省略了实施例3中通过添加1N的盐酸将其pH值调节至1.5的工序。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
比较例5
通过进行与实施例3相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:加入1N的盐酸并将其pH调节至3.0,而不是实施例3中的1.5。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
比较例6
通过进行与实施例3相同的处理来制备液体显影剂,不同之处在于:加入1N的盐酸并将其pH调节至2.0,而不是实施例3中的1.5。按照与实施例1相同的方法进行评价。评价结果示于表1中。
表1
如上所示,与比较例中的那些相比,在含有表面经过聚胺处理的调色剂颗粒的液体显影剂中,1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.04mg以下的实施例带正电性优异。
已经出于示例和描述的目的对本发明的示例性实施方案进行了以上说明。其并非旨在穷尽地描述或将本发明限制到所公开的精确形式。显然,多种修改和变化对于本领域的技术人员来说将是明显的。选择这些实施方案并进行说明是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方案、以及利用各种调整而适合于所预期的具体应用。本发明的范围旨在由随附的权利要求及其等同物来限定。
Claims (17)
1.一种液体显影剂,包含:
载体液;和
调色剂颗粒,其表面经过聚胺处理,
其中在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.04mg以下。
2.根据权利要求1所述的液体显影剂,
其中所述聚胺是聚亚烷基亚胺。
3.根据权利要求1所述的液体显影剂,
其中所述聚胺为由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
4.根据权利要求1所述的液体显影剂,
其中所述载体液包含含有羧基的有机硅。
5.根据权利要求4所述的液体显影剂,
其中所述含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
6.根据权利要求1所述的液体显影剂,
其中相对于所述调色剂颗粒的100重量份,所述聚胺的含量在0.1重量份至100重量份的范围内。
7.根据权利要求1所述的液体显影剂,
其中在1g所述调色剂颗粒中洗脱的钠离子的量在0.03mg以下。
8.一种显影剂盒,其可从成像装置上拆卸下来,该显影剂盒包括:含有根据权利要求1所述的液体显影剂的容器。
9.根据权利要求8所述的显影剂盒,
其中所述液体显影剂的聚胺为聚亚烷基亚胺。
10.根据权利要求8所述的显影剂盒,
其中所述液体显影剂的聚胺是由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
11.根据权利要求8所述的显影剂盒,
其中所述液体显影剂的载体液包含含有羧基的有机硅。
12.根据权利要求11所述的显影剂盒,
其中所述含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
13.一种成像装置,包括:
图像保持部件;
充电单元,其向所述图像保持部件的表面充电;
潜像形成单元,其在所述图像保持部件的表面上形成潜像;
显影单元,其利用根据权利要求1所述的液体显影剂将在所述图像保持部件的表面上形成的所述潜像显影以形成调色剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述调色剂图像转印至记录介质;以及
定影单元,其将已转印至所述记录介质的所述调色剂图像定影以形成定影图像。
14.根据权利要求13所述的成像装置,
其中所述液体显影剂的聚胺为聚亚烷基亚胺。
15.根据权利要求13所述的成像装置,
其中所述液体显影剂的聚胺是由式(I)所示的聚烯丙胺:
其中R1和R2各自独立地表示氢原子或具有1至20个碳原子的脂肪族烃基;并且a和b各自独立地表示100至1,000的整数。
16.根据权利要求13所述的成像装置,
其中所述液体显影剂的载体液包含含有羧基的有机硅。
17.根据权利要求16所述的成像装置,
其中所述液体显影剂的含有羧基的有机硅为由式(II)所示的化合物:
其中X、Y和Z各自独立地表示氢原子或羧基;X、Y和Z中至少一个表示羧基;m表示1至1,000的整数;n表示1至10的整数;并且R3、R4和R5各自独立地表示单键或具有1至20个碳原子的二价脂肪族烃基。
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