CN106033178B - 静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒 - Google Patents
静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种静电图像显影用调色剂,包含:粘结剂树脂、着色剂、以及熔融温度为85℃至120℃的防粘剂,所述调色剂具有海‑岛结构,该海‑岛结构包括含有所述粘结剂树脂的海部以及包含所述防粘剂的岛部,其中所述含防粘剂的岛部的由特定表达式表示的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,并且所述偏心度B分布的偏斜度为‑1.30至‑0.50。本发明还涉及一种静电图像显影剂和调色剂盒。本发明的静电图像显影用调色剂能够阻止文件偏置的发生。
Description
技术领域
本发明涉及静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒。
背景技术
用于使图像信息可视化的方法(如电子照相法)目前被用于多个领域中。在电子照相法中,通过充电和静电成像在图像保持部件的表面上形成作为图像信息的静电图像。随后,通过利用含有调色剂的显影剂在图像保持部件的表面上形成调色剂图像,将该调色剂图像转印至记录介质上,并随后将其定影于记录介质上。通过这些步骤,将图像信息可视化为图像。
例如,专利文献JP-A-2006-337902(本文中所用的术语“JP-A”表示“未审查的已公布日本专利申请”)披露了“一种静电图像显影用调色剂,其至少含有粘结剂树脂、着色剂和防粘剂,其中所述防粘剂是熔点为50℃至100℃的烃系蜡,所述调色剂中存在防粘剂的多个分散颗粒,通过粘结剂树脂溶解法测量,调色剂中分散颗粒的数均粒径为0.5μm至2.0μm,标准偏差为0.05至0.5,并且防粘剂的分散颗粒的形状因子SF-1为1.0至1.4。”
例如,专利文献JP-A-2004-145243描述了“一种干式调色剂,其中调色剂中包含蜡颗粒,所述蜡遍布于调色剂中由靠近表面部分至其内部的部分,并且存在于调色剂的表面附近的蜡的浓度高于存在内部的蜡的浓度”。在专利文献JP-A-2004-145243中,还披露了“在捏合粉碎制造方法中,使用了这样一种偏心控制树脂(eccentricity control resin),其同时具有极性接近粘结剂树脂的部分以及极性接近防粘剂的部分”。
专利文献JP-A-2011-158758描述了“一种调色剂,其中基于100质量份的粘结剂树脂,蜡的含量为3.0质量份至20.0质量份,并且在调色剂的深度方向上的蜡的偏心度(偏心度)得到了控制”。在日本专利文献JP-A-2011-158758中,还披露了通过控制粘结剂树脂与蜡之间的亲水性/疏水性差异从而使蜡位于靠近表面处的位置。
专利文献JP-A-2005-173208披露了一种至少包含粘结剂树脂、着色剂、蜡和疏水性二氧化钛颗粒的调色剂,其中在通过示差扫描量热法(DSC)得到的吸热曲线中,在30℃至150℃的温度范围内,该调色剂所示出的最大吸热峰的峰温度在50℃至100℃范围内;并且所述疏水性二氧化钛颗粒至少经过硅油或有机硅氢气的表面处理,并且在X射线衍射中,以2θ计,其最大强度Ia与最小强度Ib的强度比(Ia/Ib)在20.0°至40.0°范围内,满足关系式(5.0≤Ia/Ib≤12.0)。
此外,专利文献JP-A-2005-107427描述了一种至少包含树脂、着色剂、防粘剂和无机颗粒的调色剂,其中至少无机颗粒包括两种或多种二氧化钛颗粒;其中一种二氧化钛呈锐钛矿晶型,另一种呈金红石晶型;其中一种二氧化钛的数均粒径Da大于20nm且小于等于60nm,另一种二氧化钛的数均粒径Db大于等于40nm小于等于100nm;并且满足关系式(Da<Db)。
发明内容
本发明的目的是提供一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够阻止这种现象的发生,该现象为:当在高温环境中图像和树脂纸张之间重复发生压力接触/分离时,图像会移至树脂纸张(下文中有时将其称为“文件偏置(文件偏置)”)。
本发明的目的是提供一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够减少定影时记录介质的防粘失效,并且当在具有较明显的不平整表面的记录介质上形成图像时,抑制图像光泽不均匀的发生(下文中,有时称之为“图像光泽不均(图像光泽不均)”。
本发明的目的是提供一种静电图像显影用调色剂,当通过使用总体厚度较小的涂覆纸作为记录介质并形成记录介质的前缘部和记录介质的后缘部均无空白的图像(下文中有时称之为“无边距印刷”)时,该静电图像显影用调色剂能够确保记录介质的前缘部与记录介质的后缘部之间的色域差(下文中有时称之为“纸张前缘色差(sheet front-edgecolor difference)”)小,并且所形成的图像不会因为图像的摩擦而发生色域降低(下文中,有时称为“摩擦致色域降低(rubbing-induced color gamut reduction)”)。
此外,本发明的目的是提供一种静电图像显影用调色剂,其中在低温低湿度环境以及高温高湿度环境中图像密度的变化均被抑制,并且色纹(color streak)的产生也被抑制。
通过如下技术实现了上述目的。
<1>一种静电图像显影用调色剂,包含:
粘结剂树脂、着色剂、以及熔融温度为85℃至120℃的防粘剂,
所述调色剂具有海-岛结构,该海-岛结构包括含有所述粘结剂树脂的海部以及包含所述防粘剂的岛部,
其中所述含防粘剂的岛部的由下式(1)表示的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,并且所述偏心度B分布的偏斜度为-1.30至-0.50:
式(1):偏心度B=2d/D
在式(1)中,D为观察所述调色剂的截面时所述调色剂的当量圆直径(μm),d为观察所述调色剂的截面时所述调色剂的重心与所述含防粘剂的岛部的重心之间的距离(μm)。
<2>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述粘结剂树脂为聚酯树脂。
<3>根据<2>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述聚酯树脂的醇构成成分包括双酚A的环氧烷烃加合物。
<4>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述粘结剂树脂的玻璃化转变温度为50℃至80℃。
<5>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述粘结剂树脂的含量为40质量%至95质量%。
<6>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述着色剂的含量为1质量%至30质量%。
<7>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述防粘剂的熔融温度为90℃至100℃。
<8>根据<7>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述防粘剂包含烃系蜡。
<9>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述防粘剂的含量为1质量%至20质量%。
<10>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其含有二氧化硅作为外部添加剂。
<11>根据<10>所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述二氧化硅经过了硅油的处理。
<12>根据<10>所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述外部添加剂的外部添加量为0.01质量%至5质量%。
<13>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中体均粒径为2μm至10μm。
<14>根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,
其中形状因子SF1为110至150。
<15>一种静电图像显影剂,其包含根据<1>所述的静电图像显影用调色剂。
<16>根据<15>所述的静电图像显影剂,包含被包覆树脂包覆的载体。
<17>根据<16>所述的静电图像显影剂,
其中所述包覆树脂含有导电性颗粒。
<18>根据<17>所述的静电图像显影剂,
其中所述导电性颗粒为炭黑。
<19>一种调色剂盒,其储存有根据<1>所述的静电图像显影用调色剂,该调色剂盒可安装至成像装置上,并且可从成像装置上拆下来。
[发明效果]
与防粘剂的熔点小于85℃或大于120℃的情况、偏心度B分布的模式值小于0.75的情况、或者偏心度B分布的偏斜度小于-1.30或大于-0.50的情况相比,根据上述<1>至<14>中的任意一项,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,当在高温环境中重复进行图像与树脂纸张之间的压力接触/分离时,该静电图像显影用调色剂能够确保防止发生树脂纸张上的文件偏置。
与所使用的静电图像显影用调色剂中防粘剂的熔点小于85℃或大于120℃的情况、其中偏心度B分布的模式值小于0.75的情况、或者偏心度B分布的偏斜度小于-1.30或大于-0.50的情况相比,根据上述<15>至<19>中的任意一项,提供了这样一种静电图像显影剂和显影剂盒,当在高温环境中重复进行图像与树脂纸张之间的压力接触/分离时,该静电图像显影剂和显影剂盒能够确保防止发生树脂纸张上的文件偏置。
附图说明
图1为示出本发明示例性实施方案的成像装置实例的示意性构造图。
图2为示出本发明示例性实施方案的处理盒实例的示意性构造图。
图3为阐述动力供给添加方法的示意图。
图4为示出本发明示例性实施方案的调色剂中防粘剂域(防粘剂域)的偏心度B分布的图。
图5为示出了本发明示例性实施方案和比较例中偏心度B分布的具体实例的图。
图中,1Y、1M、1C和1K表示感光体(图像保持部件的一个实例),2Y、2M、2C和2K表示充电辊(充电单元的一个实例),3表示曝光装置(静电图像形成单元的一个实例),3Y、3M、3C和3K表示激光束,4Y、4M、4C和4K表示显影装置(显影单元的一个实例),5Y、5M、5C和5K表示一次转印辊(一次转印单元的一个实例),6Y、6M、6C和6K表示感光体清洁装置(清洁单元的一个实例),8Y、8M、8C和8K表示调色剂盒,10Y、10M、10C和10K表示成像单元,20表示中间转印带(中间转印材料的一个实例),22表示驱动辊,24表示支承辊、26表示二次转印辊(二次转印单元的一个实例),30表示中间转印材料清洁装置,107表示感光体(图像保持部件的一个实例),108表示充电辊(充电单元的一个实例),109表示曝光装置(静电图像形成单元的一个实例),111表示显影装置(显影单元的一个实例),112表示转印装置(转印单元的一个实例),113表示感光体清洁装置(清洁单元的一个实例),115表示定影装置(定影单元的一个实例),116表示安装导轨,118表示曝光用开口,117表示外壳,200表示处理盒,300表示记录纸(记录介质的一个实例),P表示记录纸(记录介质的一个实例)。
具体实施方式
下面将详细描述作为本发明实例的示例性实施方案。
(第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂)
本发明第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中称为“调色剂”)包含:粘结剂树脂、着色剂、和熔点为85℃至120℃的防粘剂。
具体而言,根据第一示例性实施方案的调色剂包含调色剂颗粒,该调色剂颗粒包含粘结剂树脂、着色剂、和熔点为85℃至120℃的防粘剂。
此外,根据第一示例性实施方案的调色剂(调色剂颗粒)具有海-岛(sea-island)结构,该海-岛结构包括:含有粘结剂树脂的海部(sea part);以及含有防粘剂的岛部(island part)。
在所述海-岛结构中,含有防粘剂的岛部的由式(1)表示的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,偏心度B分布的偏斜度为-1.30至-0.50:
式(1):偏心度B=2d/D
在式(1)中,D为观察调色剂(调色剂颗粒)的截面时调色剂(调色剂颗粒)的当量圆直径(μm),d为观察调色剂(调色剂颗粒)的截面时调色剂(调色剂颗粒)的重心与含防粘剂的岛部的重心之间的距离(μm)。
根据本发明第一示例性实施方案的调色剂能够阻止这种现象(文件偏置)的发生,该现象为:当在高温环境中图像和树脂纸张之间重复发生压力接触/分离时,图像会移至树脂纸张。
其原因尚不清楚,据推测原因如下。
已知通过电子照相法获得的图像会发生图像移至接触面的现象(文件偏置),从而导致图像缺陷。首先,当在高温环境(例如,60℃以上)重复树脂纸张(其对调色剂具有亲和性)与图像间的压力接触和分离时,易于发生树脂纸张的接触面的文件偏置。
因此,例如,要求即使将文件插入处于高温中的汽车内的树脂制文档中时,该文件上也不会产生图像缺陷,并且即使在上述严苛条件下,接触面上的文件偏置也得到抑制。
另一方面,已知通过电子照相法的成像利用了含有防粘剂的调色剂。
根据这种调色剂,防粘剂存在于所形成的图像中,由此图像对接触面的附着减少,并且抑制了对接触面的文件偏置。
然而,即使在这种调色剂含有防粘剂的情况中,虽然一次压力接触/分离操作不会造成问题,但是当在上述严苛条件下重复两次或多次与树脂纸张的压力接触/分离时,则有时会发生对树脂纸张接触面的文件偏置。
在本发明的第一示例性实施方案中,含防粘剂的岛部(下文中,有时称之为“防粘剂域”)的偏心度B为显示防粘剂域的重心与调色剂重心之间距离远近的指数。偏心度B数值较大,则表示防粘剂域靠近调色剂表面,其数值较小,则表明防粘剂域靠近调色剂的重心。偏心度B分布的模式值表示这样的区域,在该区域中,在调色剂的径向上存在最多的防粘剂域。另一方面,偏心度B分布的偏斜度表示该分布的两侧对称性。具体而言,偏心度B分布的倾斜度表示所述分布距离所述模式值的偏移程度(degree of tailing)。即,偏心度B分布的偏斜度表示防粘剂域在调色剂径向的分布距离存在最多防粘剂域的区域的程度。
更具体而言,当防粘剂域的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00时,这表示在调色剂颗粒的表层部分存在最大量的防粘剂域(见图4)。此外,当防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度为-1.30至-0.50时,这表示防粘剂域以梯度分布在由调色剂的表层至其内部(参见图4)。
通过这种方式,对于其中防粘剂域的偏心度B分布的模式值和偏斜度满足上述范围的调色剂,其为这样的调色剂颗粒:其中,众多的防粘剂域存在于表层部分,同时,在由调色剂颗粒的表层部分至其内部,防粘剂域的分布梯度逐渐减小。
对于防粘剂域具有这种分布梯度的调色剂,其具有如下性质:位于调色剂表层部分中的防粘剂会在定影时的压力作用下渗出,但是在定影之后,位于调色剂中更深处的防粘剂会存留在图像中。对于在定影后存留在图像中的防粘剂,随着时间的推移其会在压力作用下与粘结剂树脂逐渐发生相分离并一点点地渗出至图像表面。具体而言,当使用熔点为85℃至120℃的防粘剂作为防粘剂域中的防粘剂时,在60℃以上的高温环境中的渗出易于被控制。
由此,即使在上述严苛条件(即,高温环境,例如,60℃以上)下重复图像与树脂纸张间的压力接触/分离时,防粘剂一点点渗出至图像表面,以保持防粘剂存在于图像表面,进而抑制了树脂纸张接触面的文件偏置。
在此方面,已知的有(例如):一种调色剂,其中通过利用溶解于溶剂中的粘结剂树脂和防粘剂之间的亲水性/疏水性差异,从而使防粘剂位于表面附近(专利文献JP-A-2004-145243等);以及一种调色剂,其中利用偏心控制树脂并通过捏合粉碎制造方法使防粘剂位于表面附近,其中该偏心控制树脂同时具有极性接近粘结剂树脂的部分以及极性接近防粘剂的部分(专利文献JP-A-2011-158758等)。然而,在所有这些调色剂中,通过材料的物理性质来控制防粘剂在调色剂中的位置,并且不能使防粘剂域在调色剂中的分布具有梯度。
下面将对本发明第一示例性实施方案的调色剂进行详细描述。
如上所述,根据本发明第一示例性实施方案的调色剂具有海-岛结构,其包括含粘结剂树脂的海部以及含防粘剂的岛部。即,该调色剂具有这种的海-岛结构,其中,防粘剂以岛状存在于粘结剂树脂的连续相中。顺带提及的是,从抑制文件偏置并减少防粘失效的角度来看,防粘剂域优选不存在于调色剂的中心部(重心部)。
在具有海-岛结构的调色剂中,防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,并且从抑制文件偏置并产生防粘性以减少防粘失效的角度来看,其优选为0.75至0.95。
其中,从调色剂的热贮存性的角度来看,防粘剂域的偏心度B分布的模式值更优选为0.98以下。
防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的偏斜度为-1.30至-0.50,从抑制文件偏置的角度来看,其优选为-1.2至-0.6。
顺带提及的是,模式值越大(接近1.00),防粘剂越易于在定影过程中渗出,因此,由于通过使偏斜度值较小从而抑制文件偏置。通过这种方式,在模式值和偏斜度之间存在优选的关系。
例如,当模式值为0.85至1.00时,偏斜度优选为-1.3至-0.9。此外,当模式值为0.75至0.85时,偏斜度优选为-0.9至-0.5。
下面将对证实调色剂(调色剂颗粒)的海-岛结构的方法进行描述。
例如,通过利用透射电子显微镜观察调色剂(调色剂颗粒)横截面的方法、或者利用四氧化钌将调色剂颗粒的横截面染色并借助于扫描电子显微镜观察其横截面的方法来证实调色剂的海-岛结构。从能够更清楚地观察调色剂横截面中的防粘剂域的角度来看,优选的是通过扫描电子显微镜观察横截面的方法。扫描电子显微镜是本领域技术人员所熟知的型号即可,其实例包括由Hitachi High-Technologies公司生产的SU8020以及由JEOL公司生产的JSM-7500F。
具体而言,观察方法如下。首先,将作为测量对象的调色剂(调色剂颗粒)包埋于环氧树脂中,并使环氧树脂固化。通过切片机切割固化制品,从而获得裸露出调色剂的横截面的观察样品。对观察样品切片进行四氧化钌染色,并用扫描电子显微镜观察调色剂的横截面。通过该观察方法,在调色剂的横截面中观察到了海-岛结构,其中,具有亮度差异(对比度)的防粘剂以岛状存在于粘结剂树脂的连续相中。
下面将描述测量防粘剂域的偏心度B的方法。
按照如下方式进行防粘剂域的偏心度B的测量。首先,以足够高的放大倍数记录图像,以在视野中捕捉一个调色剂(调色剂颗粒)的横截面。通过利用图像分析软解(由Mitani公司生产的WinROOF),在0.010000μm/像素的条件下对记录图像进行图像分析。通过该图像分析,利用包埋用环氧树脂与调色剂的粘结剂树脂之间的亮度差异(对比度)提取出调色剂的横截面轮廓。基于提取出的调色剂的横截面轮廓确定投影面积,并由投影面积确定当量圆直径。根据算式:2√(投影面积/π)来计算当量圆直径,并将所确定的当量圆直径作为截面时调色剂的当量圆直径.
另一方面,基于所提取出的调色剂的横截面轮廓来确定重心位置。接下来,利用粘结剂树脂与防粘剂之间的亮度差异(对比度)来提取防粘剂域的形状,并确定防粘剂域的重心位置。将通过如下方式获得的值分布作为各重心位置:对于调色剂或防粘剂域的提取区域,假定该区域中像素数目为n并且各像素的x、y坐标值为xi和yi(i=1,2,...,n),用各坐标值xi之和除以n以获得重心的x坐标值,用各坐标值yi之和除以n以获得重心的y坐标值。然后确定调色剂横截面的重心位置与防粘剂域的重心位置之间的距离,将所确定的距离取为观察调色剂的截面时调色剂的重心与含防粘剂的岛部的重心之间的距离。
最后,根据式(1):偏心度B=2d/D,由当量圆直径D和距离d确定偏心度B。对存在于一个调色剂(调色剂颗粒)中的多个防粘剂域中的每一个均进行与上述相同的操作,由此确定防粘剂域的偏心度B。
下面将描述用于计算防粘剂域的偏心度B分布的模式值的方法。
首先,对200个调色剂(调色剂颗粒)进行上述防粘剂域的偏心度B测量。利用所获得的各防粘剂域的偏心度B数据,由0开始以0.01的梯度(steps)对数据段进行统计分析处理,以确定偏心度B的分布,以及所获得的分布的模式值,即,在防粘剂域的偏心度B分布中出现最频繁的数据段的数值(例如,在图4中,数量/频率显示出最大值的数据段)。将该数据段的值取为防粘剂域的偏心度B分布的模式值。
下面将描述用于计算防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度的方法。
首先,按照上述方法确定防粘剂域的偏心度B的分布。根据下式,基于所获分布确定偏心度B分布的偏斜度。在下式中,偏斜度为Sk,防粘剂域的偏心度B的数据个数为n,各防粘剂域的偏心度B的数据值为xi(i=1,2,...,n),防粘剂域的偏心度B的全部数据的平均值为x(x上方有一条横线),并且防粘剂域的偏心度B的全部数据的标准偏差为s。
在根据本发明第一示例性实施方案的调色剂,在调色剂的制造方法中描述了用于满足防粘剂域的偏心度B分布特征的方法。
下面将描述根据本发明第一示例性实施方案的调色剂(调色剂颗粒)的构成成分。
根据本发明第一示例性实施方案的调色剂含有粘结剂树脂、着色剂和熔点为85℃至120℃的防粘剂。具体而言,调色剂包含粘结剂树脂、着色剂和熔点为85℃至120℃的防粘剂,并且该调色剂可仅由具有海-岛结构的调色剂颗粒构成,该海-岛结构满足上述的防粘剂域的偏心度B分布特征,或者除了这种调色剂颗粒外,调色剂还可包含附着于调色剂颗粒表面的外部添加剂。
-粘结剂树脂-
粘结剂树脂包括(例如)以下单体的均聚物、或者组合使用两种或多种以下单体的共聚物构成的乙烯基系树脂:苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯);(甲基)丙烯酸酯类(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯);烯键式不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈);乙烯基醚类(例如乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚);乙烯基酮(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮);和烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯)。
粘结剂树脂包括(例如)非乙烯基系树脂,如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂和改性树脂、其与上述乙烯基系树脂的混合物、以及通过在上述树脂的存在下使乙烯基系单体聚合而获得的接枝聚合物。
可单独使用这些粘结剂树脂中的一种,或者可组合使用其中的两种或更多种。
聚酯树脂适合作为粘结剂树脂。
聚酯树脂包括(例如)已知聚酯树脂。
聚酯树脂包括(例如)多元羧酸和多元醇的缩聚物。作为聚酯树脂,可使用市售可得的产品,或者可使用合成树脂。
多元羧酸包括(例如)脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸、癸二酸),脂环式二羧酸(例如环己烷二甲酸),芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸),它们的酸酐,或者它们的低级(例如碳原子数为1至5)烷基酯。其中,多元羧酸优选为(例如)芳香族二羧酸。
作为多元羧酸,可以与二元羧酸一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的羧酸。三元或更多元的羧酸包括(例如)偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数为1至5)烷基酯。
多元羧酸可以单独使用其中的一种,也可以组合使用两种或更多种。
多元醇包括(例如)脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇),脂环式二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A),和芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧丙烷加合物)。其中,多元醇优选为(例如)芳香族二醇或脂环式二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,可以与二元醇一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的醇。三元或更多元的醇包括(例如)丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以单独使用其中的一种,也可以组合使用两种或更多种。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃至80℃,更优选为50℃至65℃。
顺带提及的是,玻璃化转变温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线而获得的;更具体而言,是根据JIS K-1987“塑料的转变温度测量方法”的玻璃化转变温度的求法中所描述的“外推玻璃化转变起始温度”而确定的。
通过已知的制备方法来获得聚酯树脂。具体而言,(例如)通过这样的方法获得聚酯树脂:其中,将聚合温度设定为180℃至230℃,根据需要降低反应体系内的压力之后,进行反应并同时除去缩合时产生的水或醇。
顺带提及的是,在原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂来溶解单体。在这种情况下,在进行缩聚反应的同时将增溶剂蒸馏除去。在共聚反应中存在相容性较差的单体时,相容性较差的单体可以预先与待与该单体缩聚的酸或醇缩合,然后再与主要成分缩聚。
例如,相对于全部调色剂颗粒,粘结剂树脂的含量优选为40重量%至95重量%,更优选为50重量%至90重量%,还更优选为60重量%至85重量%。(在本说明书中,质量比例等于重量比例。)
-着色剂-
着色剂的例子包括(例如)各种颜料,如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙、万赤洋红、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、颜料红、孟加拉玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、铜油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐、苯胺黑、苯胺蓝、铜油蓝、铬黄、群青蓝、杜邦油红、喹啉黄、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、孔雀石绿草酸盐、灯黑、孟加拉玫瑰红、喹吖啶酮、联苯胺黄、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红185、C.I.颜料红238、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄74、C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:3;以及各种染料,例如吖啶型染料、呫吨型染料、偶氮型染料、苯醌型染料、吖嗪型染料、蒽醌型染料、硫靛型染料、二噁嗪型染料、噻嗪型染料、偶氮甲碱型染料、靛青型染料、酞菁型染料、苯胺黑型染料、聚甲川型染料、三苯甲烷型染料、二苯甲烷型染料、以及噻唑型染料。
可使用这些着色剂中的一者,或者两种或更多种组合使用。
关于着色剂,可根据需要使用经表面处理的着色剂,或者可将着色剂与分散剂组合使用。此外,可将多种着色剂组合使用。
相对于全部调色剂颗粒,着色剂的含量(例如)优选为1质量%至30质量%,更优选为3质量%至15质量%。
-防粘剂-
防粘剂包括(例如):烃系蜡(hydrocarbon-based waxes);天然蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡(rice wax)和小烛树蜡(candelilla wax);合成蜡或矿物/石油蜡,如褐煤蜡;以及酯系蜡(ester-based waxes),如脂肪酸酯和褐煤酸酯(montanic acid esters)。防粘剂并不限于此。
其中,烃系蜡(具有烃作为骨架的蜡)优选作为防粘剂。烃系蜡的有利之处在于:其易于形成防粘剂域,并且在定影时会快速渗出至调色剂颗粒表面。
防粘剂的熔融温度为85℃至120℃,优选为90℃至100℃。
通过将防粘剂的熔点设定至上述范围内,则当在高温环境中重复进行图像与树脂纸张间的压力接触/分离时,也可防止出现对树脂纸张的文件偏置。
顺带提及的是,所述熔融温度是根据JIS K-1987“塑料的转变温度测量方法”的熔融温度确定方法中所描述的“熔融峰温度”,通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线而确定的。
相对于全部调色剂,防粘剂的含量(例如)优选为1重量%至20重量%,更优选为2重量%至9重量%。
-其他添加剂-
其他添加剂包括(例如)已知添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机粉末。调色剂颗粒中含有这些添加剂作为内部添加剂。
-调色剂颗粒的性质等-
调色剂颗粒可以为具有单层结构的调色剂颗粒,或者可以为具有所谓的核/壳结构的调色剂颗粒,该核/壳结构是由核部(核颗粒)和包覆在所述核部上的覆层(壳层)构成的。
本文中,具有核/壳结构的调色剂颗粒优选由(例如)核部和覆层构成,其中所述核部包含粘结剂树脂、着色剂、以及熔融温度为85℃至120℃的防粘剂,并且该核部具有海-岛结构,其具有包含粘结剂树脂的海部以及含有防粘剂的岛部;所述覆层包含粘结剂树脂。
调色剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm至10μm,更优选为4μm至8μm。
顺带提及的是,使用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司制造)、并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter公司制造)作为电解液来测量调色剂颗粒的各种平均粒径和各种粒度分布指数。
在测量中,将0.5mg至50mg的测量样品添加到作为分散剂的2ml 5%的表面活性剂(烷基苯磺酸钠)的水溶液中,并将所得材料添加到100ml至150ml的电解液中。
使用超声波分散器将悬浮有测量样品的电解液分散处理1分钟,通过CoulterMultisizer-II并利用孔径为100μm的孔,对粒径为2μm至60μm的颗粒的粒度分布进行测量。另外,取样的颗粒数为50,000个。
在基于所测得的粒径分布而划分粒度范围(通道)中,从最小直径一侧开始绘制体积累积分布和数量累积分布。将累积百分数为16%时的粒径定义为体积粒径D16v和数量粒径D16p,将累积百分数为50%时的粒径定义为体均粒径D50v和累积数均粒径D50p,并且将累积百分数为84%时的粒径定义为体积粒径D84v和数量粒径D84p。
通过使用这些数值,按照(D84v/D16v)1/2计算体均粒径分布指数(GSDv),并且按照(D84p/D16p)1/2计算数均粒径分布指数(GSDp)。
调色剂颗粒的形状因子SF1优选在110至150的范围内,更加优选在120至140的范围内。
顺带提及的是,形状因子SF1可以通过以下方程确定:
方程式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在上式中,ML表示调色剂的绝对最大长度,A表示调色剂的投影面积。
具体而言,形状因子SF1主要是通过利用图像分析仪对显微镜图像或扫描电子显微镜(SEM)图像进行分析从而数字转化而来的,并计算如下。即,在图像分析仪(Luzex)中通过摄像机捕捉分散在载玻片表面上的颗粒的光学显微镜图像,从而测量一百个颗粒的最大长度和投影面积,利用上述方程进行计算,然后求得其平均值,由此获得形状因子SF1。
(外部添加剂)
外部添加剂包括(例如)无机颗粒。无机颗粒包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等。
可对作为外部添加剂的无机颗粒表面进行疏水化处理。例如,通过将无机颗粒浸没在疏水化剂中以进行疏水化处理。对疏水化剂没有特别的限制,其包括(例如)硅烷系偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝系偶联剂。可单独使用这些化合物中的一种,或者组合使用其中的两种或多种。
相对于100质量份的无机颗粒,疏水化剂的量通常为(例如)1质量份至10质量份。
外部添加剂还包括树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺树脂等的树脂颗粒)、清洁活性剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐、以及具有高分子量的氟系聚合物颗粒)等等。
根据第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文称为“调色剂”)可包含二氧化硅颗粒作为外部添加剂。
二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm。
二氧化硅颗粒的例子包括诸如气相二氧化硅、溶胶二氧化硅和二氧化硅凝胶之类的二氧化硅颗粒。此外,可对二氧化硅颗粒进行表面处理。例如,可利用硅烷偶联剂、硅油等进行表面处理从而将二氧化硅颗粒疏水化。关于表面处理,可列举硅烷系偶联剂,其中可易于获得带电性和流动性。
二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm,更优选为80nm至200nm。当二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm以上时,充分表现出了作为间隔物(spacer)的效果,而当体均粒径为200nm以下时,抑制了二氧化硅颗粒的脱落。
对二氧化硅颗粒的制法没有特别的限制,只要其为已知制法即可,其实例包括气相制备方法、湿式制备方法、溶胶-凝胶制备方法等。
相对于全部调色剂颗粒,外部添加剂的外部添加量(例如)优选为0.01质量%至5质量%,更优选为0.01质量%至2.0质量%。
(调色剂的制备方法)
下面将对本发明第一示例性实施方案的调色剂的制备方法进行描述。
本发明第一示例性实施方案的调色剂是通过在制备调色剂颗粒后将外部添加剂以外部添加的方式加入调色剂颗粒中而获得的。
调色剂颗粒可以通过干式制法(例如捏合粉碎法)或湿式制法(例如聚集/凝结法、悬浮聚合法和溶解悬浮法)中的任何一种制法制得。调色剂颗粒的制法并不特别局限于这些制法,可采用周知的制法。
其中,优选通过聚集/凝结方法获得调色剂颗粒。
尤其是,从获得满足上述防粘剂域的偏心度B分布特征的调色剂(调色剂颗粒)的角度来看,优选通过下述聚集-凝结法制备调色剂颗粒。
具体而言,优选通过如下步骤制备调色剂颗粒:
制备各分散液的步骤(分散液制备步骤),
将其中分散有第一树脂颗粒(其将形成粘结剂树脂)的第一树脂颗粒分散液与其中分散有着色剂的颗粒(下文中有时称为“着色剂颗粒”)的着色剂颗粒分散液混合,并使所得混合分散液中的各颗粒聚集以形成第一聚集颗粒的步骤(第一聚集颗粒形成步骤),
在获得其中分散有第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散液之后,向第一聚集颗粒分散液中逐渐加入其中分散有第二树脂颗粒(其将形成粘结剂树脂)和防粘剂的颗粒(下文中有时称为“防粘剂颗粒”)的混合分散液,同时逐渐提高混合分散液中防粘剂颗粒的浓度,由此进一步使第二树脂颗粒和防粘剂颗粒聚集于第一聚集颗粒表面以形成第二聚集颗粒的步骤(第二聚集颗粒形成步骤),以及
将其中分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液加热,以使第二聚集颗粒熔合/凝结从而形成调色剂颗粒的步骤(融合/凝结步骤)。
调色剂颗粒的制备方法并不局限于上述方法。例如,还可通过如下方式形成:其中,将树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液混合;使混合分散液中的各颗粒聚集;在聚集过程中向混合分散液中加入防粘剂颗粒分散液,同时逐渐提高防粘剂颗粒的加入速率或提高其浓度,从而使各颗粒的聚集进行并形成聚集颗粒;将聚集颗粒融合/凝结。
下面将详细描述各步骤。
-各分散液制备步骤-
首先,制备聚集/凝结法中所用的各分散液。具体而言,制备其中分散有第一树脂颗粒(其将形成粘结剂树脂)的第一树脂颗粒分散液、其中分散有着色剂的颗粒的着色剂颗粒分散液、其中分散有第二树脂颗粒(其将形成粘结剂树脂)的第二树脂颗粒分散液、以及其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
在对各分散液制备步骤的描述中,将第一树脂颗粒和第二树脂颗粒称为“树脂颗粒”。
此处,例如,通过借助于表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中从而制备树脂颗粒分散液。
用于树脂颗粒分散液中的分散介质包括(例如)水性介质。
水性介质包括(例如):水,如蒸馏水和例子交换水;和醇类。可单独使用其中一种介质,或者将两种或多种介质组合使用。
表面活性剂包括(例如):阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐型、磺酸盐型、磷酸酯型和皂型阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐型和季铵盐型阳离子表面活性剂;和非离子表面活性剂,如聚乙二醇型、烷基酚环氧乙烷加合物型、和多元醇型非离子表面活性剂。其中,阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂是优选的。非离子表面活性剂可与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
可单独使用这些表面活性剂中的一者,或者两种或更多种组合使用。
在树脂颗粒分散液中,将树脂颗粒分散于分散介质中的方法包括(例如)通过旋转剪切匀化器,以及利用球磨机、砂磨机和Dyno磨机之类的常见分散方法。此外,根据树脂颗粒种类的不同,可通过使用(例如)反相乳化方法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
顺带提及的是,反相乳化方法是这样一种方法,其中将待分散的树脂溶解于疏水性有机溶剂(树脂可溶于该有机溶剂)中,向连续有机相(O相)中加入碱以进行中和,然后加入水性介质(W相)以使树脂由W/O转换为O/W(所谓的反相)并形成非连续相,由此使树脂作为颗粒分散在水性介质中。
分散于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体均粒径(例如)优选为0.01μm至1μm,更优选为0.08μm至0.8μm,还更优选为0.1μm至0.6μm。
通过如下方式确定树脂颗粒的体均粒径:利用由激光衍射型粒度分布仪(例如LA-700,由Horiba公司制造)测量得到的粒度分布,针对所划分的粒度范围(通道),从小直径一侧开始绘制体积累积分布,并且将累积百分数为全部颗粒的50%时的粒度确定为体均粒径D50v。顺带提及的是,以相同的方式测量其它分散液中颗粒的体均粒径。
包含于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的含量优选为(例如)5重量%至50重量%,更优选为10重量%至40重量%。
例如,按照与树脂颗粒分散液类似的方式制备着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液。即,关于树脂颗粒分散液中的颗粒的体均粒径、分散介质、分散方法以及颗粒含量,这些与分散在着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒、以及分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒相同。
-第一聚集颗粒形成步骤-
接下来,将第一树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液混合。
在混合的分散液中,第一树脂颗粒和着色剂颗粒发生不均匀聚集以形成包含第一树脂颗粒和着色剂颗粒的第一聚集颗粒,该第一聚集颗粒的粒径与目标调色剂颗粒的粒径接近。
该步骤中形成的第一聚集颗粒不包含防粘剂。
具体而言,例如,向混合分散液中加入凝集剂,同时将混合分散液的pH值调节至酸性(例如pH值为2至5),并且在根据需要加入分散稳定剂之后,在接近第一树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体而言,例如,第一树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃至该玻璃化转变温度-10℃)的温度下加热混合分散液,以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,从而形成第一聚集颗粒。
在第一聚集颗粒形成步骤中,可以在室温(例如25℃)下,在用旋转剪切型均化器搅拌所述混合分散液的条件下加入凝集剂,并且将混合分散液的pH值调节至酸性(例如pH值为2至5)并根据需要加入分散稳定剂,然后可以进行上述加热。
凝集剂包括(例如)极性与作为分散剂加入到混合分散液中的表面活性剂的极性相反的表面活性剂、无机金属盐和二价或更高价金属络合物。特别地,当金属络合物用作凝集剂时,表面活性剂的用量减少并且带电性能提高。
根据需要,可以使用与凝集剂的金属离子形成络合物或类似键的添加剂。优选使用螯合剂作为添加剂。
无机金属盐包括(例如)金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝;以及无机金属盐聚合物,如聚合氯化铝、聚合氢氧化铝和多硫化钙。
作为螯合剂,也可将水溶性螯合剂用作螯合剂。螯合剂包括(例如)诸如酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸之类的羟基羧酸,亚氨基二乙酸(IDA),次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相对于100重量份的第一树脂颗粒,所述螯合剂的量(例如)优选为0.01质量份至5.0质量份,更优选为0.1质量份至3.0质量份。
-第二聚集颗粒形成步骤-
在获得其中分散有第一聚合颗粒的第一聚集颗粒分散液之后,向第一聚集颗粒分散液中逐渐加入其中分散有第二树脂颗粒(其将形成粘结剂树脂)和防粘剂颗粒的混合分散液,同时逐渐提高混合分散液中防粘剂颗粒的浓度。
第二树脂颗粒的种类可与第一树脂颗粒相同或不同。
随后,在其中分散有第一聚集颗粒、第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的分散液中,第二树脂颗粒和防粘剂颗粒聚集于第一聚集颗粒表面。具体而言,例如,当第一聚集颗粒在第一聚集颗粒形成步骤中达到目标粒径时,向第一聚集颗粒分散液中加入其中分散有第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,同时提高防粘剂颗粒的浓度,将所得分散液在不高于第二树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度下加热。
然后,例如,将分散液的pH值调节至约6.5至8.5的范围,由此停止聚集进程。
通过该步骤,形成了这样的聚集颗粒,其中第二树脂颗粒和防粘剂颗粒附着于第一聚集颗粒的表面。即,形成了第二聚集颗粒,其中第二树脂颗粒和防粘剂的聚集体附着于第一聚集颗粒的表面。此时,由于是向第一聚集颗粒分散液中逐渐加入其中分散有第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,并同时逐渐提高混合分散液中防粘剂颗粒的浓度,因此第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的聚集体附着于第一聚集颗粒的表面上,并且在朝向外侧的颗粒径向上,防粘剂颗粒的浓度(丰度)逐渐升高。
作为添加混合分散液的方法,优选利用动力供给添加方法(power-feed additionmethod)。通过利用动力供给添加方法,可将混合分散液添加至第一聚集颗粒分散液中并同时逐渐提高混合分散液中防粘剂颗粒的浓度。
下面将参照附图对通过利用动力供给添加方法而进行的混合分散液添加方法进行描述。
图3描述了用于动力供给添加方法的装置。在图3中,在驱动装置之前(即,在驱动第一供液泵341和第二供液泵342之前),311表示第一聚集颗粒分散液,312表示第二树脂颗粒分散液,313表示防粘剂颗粒分散液。
图3中示出的装置具有第一储罐321、第二储罐322和第三储罐323,在驱动装置之前,其分别储存了:其中分散有第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散液;其中分散有第二树脂颗粒的第二树脂颗粒分散液;以及其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
第一储罐321与第二储罐322通过第一供液管331相连。第一供液泵341介于第一供液管331通路的中部。在第一供液泵341的驱动下,储存于第二储罐322中的分散液通过第一供液管331被供至第一储罐321。
第一储罐321中设有第一搅拌装置351。在第一储罐321中,在第一搅拌装置351的驱动下,由第二储罐322供至第一储罐321中的分散液与储存于第一储罐321中的分散液一同被搅拌混合。
第二储罐322与第三储罐323通过第二供液管332相连。第二供液泵342介于第二供液管332通路的中部。在第二供液泵342的驱动下,储存于第三储罐323中的分散液被供至第二储罐322。
第二储罐322中设有第二搅拌装置352。在第二储罐322中,在第二搅拌装置352的驱动下,由第三储罐323供至第二储罐322中的分散液与储存于第二储罐322中的分散液一同被搅拌混合。
接下来,对图3中所示装置的运行进行描述。
在图3中示出的装置中,首先,在第一储罐321中进行第一聚集颗粒形成步骤以制备第一聚集颗粒分散液。通过该操作,第一聚集颗粒分散液储存于第一储罐321中。
顺带提及的是,还可在另一储罐中进行第一聚集颗粒形成步骤以制备第一聚集颗粒分散液,然后将第一颗粒分散液储存在第一储罐321中。
随后,将第二树脂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液分别储存在第二储罐322和第三储罐323中。
在此状态下,驱动第一供液泵341和第二供液泵342。
通过驱动这些泵,将储存在第二储罐322中的分散液供至第一储罐321中。在第一搅拌装置351的驱动下,搅拌并混合第一储罐321中的各分散液。
另一方面,将储存在第三储罐323中的防粘剂颗粒分散液供至第二储罐322,并在第二搅拌装置352的驱动下,搅拌并混合第二储罐322中的各分散液。
此时,将防粘剂颗粒分散液逐渐供至第二储罐322,并逐渐提高第二储罐322中防粘剂颗粒的浓度。由此,第二储罐322中储存有其中分散了第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,并将该混合分散液供至第一储罐321,并与第一聚集颗粒分散液混合。
如上所述,持续进行混合分散液的供给,同时提高混合分散液中防粘剂颗粒分散液的浓度。
通过这种方式,通过利用这种动力供给添加方法,可在逐渐增加防粘剂颗粒的浓度的同时,向第一聚集颗粒分散液中加入其中分散有第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液。
在所述动力供给添加方法中,通过调节储存在第二储罐322和第三储罐323中的各分散液的开始和终止供给时的时机和供给速率,从而控制调色剂中防粘剂域的分布特征。在动力供给添加方法中,还通过调节储存在第二储罐322和第三储罐323中各分散液的供给过程中的供给速率,从而控制调色剂中防粘剂域的分布特征。
具体而言,例如,通过由第三储罐323向第二储罐322供给防粘剂分散液的供给结束时机来调节防粘剂域的偏心度B分布的模式值。更具体而言,例如,当在由第二储罐322向第一储罐321的供给停止之前便停止由第三储罐323向第二储罐322供给防粘剂颗粒分散液的供给时,第二储罐322中混合分散液中的防粘剂颗粒浓度在此后不会继续升高。因此,通过提前终止由第三储罐323向第二储罐322供给防粘剂颗粒分散液的时机,防粘剂域的偏心度B分布的模式值变小。
此外,例如,通过由第二储罐322和第三储罐323开始供给各分散液的时机以及由第二储罐322向第一储罐321供给分散液时的供给速率,从而控制防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度。更具体而言,例如,当开始由第三储罐323供给防粘剂颗粒分散液的时机早于开始由第二储罐322供给分散液的时机、并且降低由第二储罐322供给分散液的供给速率时,则所形成的聚集颗粒处于这样的状态:防粘剂颗粒位于由颗粒的深侧至外侧的区域中,由此防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度增大。
上述动力供给添加方法不局限于上述技术,可采用各种方法,如1)这样一种方法,其中额外设置有储存第二树脂颗粒分散液的储罐以及储存其中混合有第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的分散液的混合分散液的储罐,并且将这些分散液由各储罐供给至第一储罐321并同时改变供给速率;以及2)这样一种方法,其中额外设置有储存防粘剂颗粒分散液的储罐以及储存其中混合有第二树脂颗粒和防粘剂颗粒的分散液的混合分散液的储罐,并且将这些分散液由各储罐供给至第一储罐321并同时改变供给速率。
通过上述操作,获得了第二聚集颗粒,其中第二树脂颗粒和防粘剂颗粒以附着至第一聚集颗粒表面的方式聚集。
-融合/凝结步骤-
接下来,在(例如)不低于第一和第二树颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,≥第一和第二树脂颗粒的玻璃化转变温度+10℃~30℃)下加热其中分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液,以使第二聚集颗粒融合/凝结并形成调色剂颗粒。
通过这些步骤获得了调色剂颗粒。
顺带提及的是,还可通过如下步骤制备调色剂颗粒:其中,在获得其中分散有第二聚集颗粒的聚集颗粒分散液之后,进行继续混合第二聚集颗粒分散液与其中分散有第三树脂颗粒(其将形成为粘结剂树脂)的第三树脂颗粒分散液的步骤,从而使第三树脂颗粒以进一步附着至第二聚集颗粒表面的方式聚集,从而形成第三聚集颗粒;以及加热其中分散有第三聚集颗粒的第三聚集颗粒分散液,以使第三聚集颗粒融合/凝结,并形成具有核/壳结构的调色剂颗粒。
在通过这些操作获得的调色剂颗粒中,由于存在不含防粘剂的壳层,因此防粘剂域的偏心度B分布的模式值小于1.00.
在融合/凝结步骤结束之后,对形成于溶液中的调色剂颗粒进行已知的洗涤步骤、固-液分离步骤和干燥步骤以获得干燥的调色剂颗粒。
在洗涤步骤中,从充电性能的角度考虑,优选采用利用离子交换水的完全置换洗涤。对固-液分离步骤不作特别限定,但是从生产率的角度考虑,可以优选地采用抽吸过滤、加压过滤等。对干燥步骤不作特别限定,但是从生产率的角度考虑,可以优选地采用冷冻干燥、快速喷射干燥、流动干燥、振动式流动干燥等。
例如,通过向所制得的干燥调色剂颗粒中加入外部添加剂并混合,来制备本发明第一示例性实施方案的调色剂。所述混合可优选采用(例如)V型混合机、Henschel混合机或Lodige混合机来进行。此外,根据需要,可以使用振筛机、风力筛分机等除去粗调色剂颗粒。
(根据第二示例性实施方案的静电图像显影用调色剂)
根据本发明第二示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中称为“调色剂”)包含粘结剂树脂、着色剂和防粘剂。
具体而言,根据第二示例性实施方案的调色剂包含含有粘结剂树脂、着色剂和防粘剂的调色剂颗粒。
此外,根据第二示例性实施方案的调色剂(调色剂颗粒)具有海-岛结构,该海-岛结构包括:含有粘结剂树脂的海部;以及含有防粘剂的岛部。
在所述海-岛结构中,含有防粘剂的岛部的由式(1)表示的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50:
式(1):偏心度B=2d/D
在式(1)中,D为观察调色剂(调色剂颗粒)的截面时调色剂(调色剂颗粒)的当量圆直径(μm),d为观察调色剂(调色剂颗粒)的截面时调色剂(调色剂颗粒)的重心与含防粘剂的岛部的重心之间的距离(μm)。
由于具有上述构造,根据本发明第二示例性实施方案的调色剂能够减少定影时记录介质的防粘失效,并且当在具有较明显的不平整表面的记录介质上形成图像时,抑制图像光泽不均匀的发生(图像光泽不均)。其原因尚不清楚,但据推测原因如下。
近年来,在轻印刷市场(如,按需印刷,一种根据需要印刷图像的方法)中,对通过电子照相系统进行的成像(下文中,有时称为“印刷”)的要求提高。在这种轻印刷市场中,需要在办公场所(office)或公司内部进行并非印刷市场中所见的印刷(所谓的办公印刷(office printing))。具体而言,需要在诸如压纹纸之类的各种记录介质上进行在记录介质的前缘部分无空白的印刷(所谓的无边距印刷)等。
因此,在轻印刷市场上要求比以往更高的特性。特性之一为(例如)防粘性。首先,在无边距印刷中,由于调色剂定影时的防粘失效导致易于发生图像粗糙化,因此需要调色剂具有比之前更高的防粘性。
为了提高防粘性,已知将防粘剂不均匀地分布于调色剂的表层部分。对于其中防粘剂不均匀地分布于表层部分的调色剂,其具有这样的性质,即防粘剂在定影时易于渗出。因此,具有该性质的调色剂的防粘性得到增强。
然而,当通过使用防粘剂不均匀地分布于表层部分的调色剂,从而在具有较明显的不平整表面的记录介质(如压纹纸)上形成图像时,有时会发生图像光泽不均。在具有较明显的不平整表面的记录介质中,定影之前的调色剂图像处于这样的状态:调色剂位于记录介质表面上的凸部和凹部,并且调色剂图像在该状态下被定影。与处于凸部的调色剂相比,处于凹部的调色剂受到的定影压力较小。换言之,与处于凸部的调色剂相比,处于凹部的调色剂难以与定影单元接触(例如,定影辊和定影带之类的定影部件)。
另一方面,在防粘剂不均匀分布于表层部分的调色剂的情况中,即使存在于凹部的调色剂较少受到压力时,防粘剂也会渗出。防粘剂由存在于凸部的调色剂中渗出并通过与定影单元间的接触而转移至定影单元,但是从位于凹部的调色剂中渗出的防粘剂难以转移至定影单元,这是因为位于凹部的调色剂难以与定影单元接触并易于存留在凹部中。因此,在定影之后的图像中,记录介质表面的凸部和凹部间的存留防粘剂的量存在差异,这种差异呈现出了光泽不均匀。
此处,含防粘剂的岛部(下文中有时称为“防粘剂域”)的偏心度B为显示防粘剂域的重心与调色剂重心之间距离远近的指数。偏心度B数值较大,则表示防粘剂域靠近调色剂表面,其数值较小,则表明防粘剂域靠近调色剂的中心。偏心度B分布的模式值表示这样的区域,在该区域中,在调色剂的径向上存在最多的防粘剂域。另一方面,偏心度B分布的偏斜度表示该分布的两侧对称性。具体而言,偏心度B分布的倾斜度表示所述分布距离所述模式值的偏移程度。即,偏心度B分布的偏斜度表示防粘剂域在调色剂径向的分布距离存在最多防粘剂域的区域的程度。
更具体而言,当防粘剂域的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00时,这表示在调色剂的表层部分存在最大量的防粘剂域。此外,当防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50时,这表示防粘剂域以梯度分布在由调色剂的表层至其内部(参见图4)。
通过这种方式,对于其中防粘剂域的偏心度B分布的模式值和偏斜度满足上述范围的调色剂,其为这样的调色剂:其中,最多的防粘剂域存在于表层部分,同时,防粘剂域以梯度分布于调色剂的内部至其表层部分。防粘剂域呈梯度分布的调色剂具有这样的性质:在接受较低的压力时,仅有调色剂表层部分中的防粘剂渗出,而当接受高压力时,位于调色剂内部的防粘剂也会渗出。即,在具有梯度分布的防粘剂域的调色剂中,根据压力来控制防粘剂的渗出量。
当通过使用具有这种性质的调色剂,并在具有较明显的不平整表面的记录介质(如压纹纸)上形成图像时,位于记录介质的凸部的调色剂在定影时受到了足够大的压力,由此位于调色剂内部的防粘剂渗出,从而发挥出了足够的防粘性。另一方面,位于记录介质凹部的调色剂在定影时所受到的压力较小,因此仅有位于调色剂表层部分的防粘剂渗出。即,在凹部处,防粘剂的渗出受到了抑制。
由此,当在定影时发挥出防粘性时,则在定影后的图像中,记录介质表面的凸部和凹部间的存留防粘剂的量的差异减小。
由于这些原因,据认为根据本发明第二示例性实施方案的调色剂降低了定影时记录介质的表面失效,同时抑制了在具有较明显的不平整表面的记录介质上形成图像时的图像光泽不均匀(图像光泽不均)的产生。
在此方面,已知的有(例如):一种调色剂,其中通过利用溶解于溶剂中的粘结剂树脂和防粘剂之间的亲水性/疏水性差异,从而使防粘剂位于表面附近(专利文献JP-A-2004-145243等);以及一种调色剂,其中利用偏心控制树脂并通过捏合粉碎制造方法使防粘剂位于表面附近,其中该偏心控制树脂同时具有极性接近粘结剂树脂的部分以及极性接近防粘剂的部分(专利文献JP-A-2011-158758等)。然而,在所有这些调色剂中,通过材料的物理性质来控制防粘剂在调色剂中的位置,并且不能使防粘剂域在调色剂中的分布具有梯度。
下面将对本发明第二示例性实施方案的调色剂进行详细描述。
根据本发明第二示例性实施方案的调色剂(调色剂颗粒)具有海-岛结构,其包括含粘结剂树脂的海部以及含防粘剂的岛部。即,该调色剂具有这种的海-岛结构,其中,防粘剂以岛状存在于粘结剂树脂的连续相中。顺带提及的是,从减少防粘失效并抑制光泽不均的角度来看,防粘剂域优选不存在于观察调色剂颗粒的截面时调色剂的中心部(重心部)。
在具有海-岛结构的调色剂中,防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的模式值为0.75至1.00,并且从减少防粘失效并抑制光泽不均的角度来看,其优选为0.85至0.95,更优选为0.85至0.90。其中,从调色剂的热贮存性的角度来看,防粘剂域的偏心度B分布的模式值优选为0.98以下。
防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50,从抑制图像不均的角度来看,其优选为-1.00至-0.60,更优选为-0.95至-0.65。
从减少防粘失效并抑制光泽不均的角度来看,防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的峭度优选为-0.20至+1.50,更优选为-0.15至+1.40,还更优选为-0.10至+1.30。
此处,峭度为示出偏心度B分布的峰的尖锐度的指标(即,分布的模式值)。峭度位于上述范围内表示这样的状态,其中在偏心度B分布中,峰(模式值)不过度尖锐,并且虽然为突出曲线,但是分布适当地曲线化。因此,在压力作用下由调色剂中渗出的防粘剂的量的改变是缓和的,并且由位于记录介质的凸部和凹部中的调色剂渗出的防粘剂的量保持为适当的量,因此更好地抑制了防粘失效和光泽不均。
此外,关于证实调色剂(调色剂颗粒)的海-岛结构的方法、测量防粘剂域的偏心度B的方法、计算防粘剂域的偏心度B分布的模式值的方法、以及计算防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度的方法,其与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所阐述的相同。
计算防粘剂域的偏心度B分布的峭度的方法如下所述。
首先,如上所述,确定防粘剂域的偏心度B的分布,并根据下式,基于所获得的分布来确定防粘剂的偏心度B分布的峭度。在下式中,峭度为Ku,防粘剂域的偏心度B的数据个数为n,各防粘剂域的偏心度B的数据值为xi(i=1,2,...,n),防粘剂域的偏心度B的全部数据的平均值为x(x上方有一条横线),并且防粘剂域的偏心度B的全部数据的标准偏差为s。
下面将描述根据本发明第二示例性实施方案的调色剂的构成成分。
根据本发明第二示例性实施方案的调色剂含有粘结剂树脂、着色剂和防粘剂。具体而言,调色剂包括包含粘结剂树脂、着色剂和防粘剂的调色剂颗粒。调色剂颗粒可具有附着至调色剂颗粒表面的外部添加剂。
此外,粘结剂树脂、着色剂和其他添加剂与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的粘结剂树脂、着色剂和其他添加剂相同,其优选范围也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的优选范围相同。
-防粘剂-
防粘剂包括(例如):烃系蜡;天然蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成蜡或矿物/石油蜡,如褐煤蜡;以及酯系蜡,如脂肪酸酯和褐煤酸酯。防粘剂并不限于上述这些。
其中,烃系蜡(具有烃作为骨架的蜡)优选作为防粘剂。烃系蜡的有利之处在于:其易于形成防粘剂域,并且在定影时易于快速渗出至调色剂(调色剂颗粒)表面。
相对于全部调色剂颗粒,防粘剂的含量(例如)优选为1重量%至20重量%,更优选为5重量%至15重量%。
此外,调色剂颗粒的性质等也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的调色剂(调色剂颗粒)的性质等相同。
此外,外部添加剂与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的外部添加剂相同,并且其优选范围也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的优选范围相同。
根据第二示例性实施方案的调色剂制备方法与根据第一示例性实施方案的制备方法相同。此外,使用根据第二示例性实施方案的调色剂中的防粘剂作为所述防粘剂。
(根据第三示例性实施方案的静电图像显影用调色剂)
根据本发明第三示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中称为“调色剂”)包含:含有粘结剂树脂、着色剂和防粘剂的调色剂颗粒,并且该调色剂颗粒的重均分子量为30,000至100,000。此外,该调色剂颗粒具有海-岛结构,该海-岛结构包括:含有粘结剂树脂的海部;以及含有防粘剂的岛部。
在所述海-岛结构中,含有防粘剂的岛部的由式(1)表示的偏心度B分布的模式值为0.65至0.90,偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50:
式(1):偏心度B=2d/D
在式(1)中,D为观察调色剂颗粒的截面时调色剂颗粒的当量圆直径(μm),d为观察调色剂颗粒的截面时调色剂颗粒的重心与含防粘剂的岛部的重心之间的距离(μm)。
由于上述构造,当通过使用总体厚度较小的涂覆纸作为记录介质并形成记录介质的前缘部和记录介质的后缘部均无空白的图像(无边距印刷)时,根据本发明第三示例性实施方案的调色剂能够确保记录介质的前缘部与记录介质的后缘部之间的色域差(纸张前缘色差)小,并且所形成的图像不会因为图像的摩擦而发生色域降低(摩擦致色域降低)。
本文所用的“色域差”和“色域降低”通过获取CIE 1976(L*a*b*)色系中L*a*b*空间中的平方之和的平方根而确定。此处,CIE 1976(L*a*b*)色系为在1976年由CIE(国际照明委员会)推荐的色彩空间,并且由日本工业标准在“JIS Z 8729”中规定。
当将图像中记录介质前缘的L*值、a*值和b*值分为取为LA、aA和bA,并将图像中记录介质后缘的L*值、a*值和b*值分为取为LB、aB和bB,则纸张前缘色差由下式中的ΔEAB表示:
(公式):ΔEAB={(LB-LA)2+(aB-aA)2+(bB-bA)2}1/2
随着纸张前缘色差增大,即使肉眼观察时,所感觉到的图像中记录介质前缘的颜色与图像中记录介质后缘的颜色也是不同的。
此外,当将摩擦之前图像中的L*值、a*值和b*值分为取为LC、aC和bC,并将摩擦之后图像中的L*值、a*值和b*值分为取为LD、aD和bD,则摩擦致色域降低由下式中的ΔECD表示:
(公式):ΔECD={(LD-LC)2+(aD-aC)2+(bD-bC)2}1/2
摩擦致色域降低较大则表明摩擦导致了图像颜色发生改变,当摩擦时,即使用肉眼观察时也会感到图像颜色变得昏暗。
此处,“记录介质的前缘部分”为一张记录介质中定影装置首先到达的边缘部分,“记录介质的前缘部分”为一张记录介质中定影装置最后到达的边缘部分。此外,“薄涂覆纸”为厚度在100μm以下的纸张,其为通过对原纸(base paper)施加涂料、合成树脂等而获得的涂覆纸,其目的是为了(例如)赋予纸表面以光泽。
关于为何当通过使用根据本发明第三示例性实施方案的调色剂从而在薄涂覆纸上进行无边距印刷时,纸张前缘色差较小且防止形成摩擦致色域降低的图像,其原因尚不清楚,但据推测如下。
近年来,在轻印刷市场(如,按需印刷,一种根据需要印刷图像的方法)中,对通过电子照相系统进行的成像(下文中,有时称为“印刷”)的要求提高。在这种轻印刷市场中,需要在办公场所或公司内部进行并非印刷市场中所见的印刷(所谓的办公印刷)。具体而言,需要在诸如薄涂覆纸之类的各种记录介质上进行在记录介质的前缘部分无空白的印刷(所谓的无边距印刷)等。因此,在轻印刷市场上要求比以往更高的特性。
特性之一为(例如)防粘性。首先,与在未涂覆的普通纸上进行常见印刷(形成在记录介质的前缘部分和记录介质的后缘部分具有边距的图像)的情况相比,当在薄涂覆纸上进行无边距印刷时,易于发生与定影后的防粘失效相关联的纸张前缘色差。具体而言,当记录介质较薄时,其自支承性较低并且易于发生偏移,由此,与记录介质较厚的情况相比,较薄的记录介质易于被定影装置(定影辊)带走。此外,当在记录介质的前缘部分形成图像时,由于定影辊的粘附力,定影图像难以从定影辊上释放下来,当发生记录介质失效时,不仅会在记录介质的前缘部分中的图像表面发生粗糙化,而且记录介质前缘部分与定影装置的接触时间也比记录介质的后缘部分与定影装置的接触时间更长,从而使得记录介质前缘部分与记录介质后缘部分之间存在色调差异。此外,当记录介质为涂覆纸时,由于记录介质表面本身具有高光滑性和高光泽性,因此形成于记录介质上的定影图像的表面粗糙度或色调差异非常明显,并且纸张前缘色差趋向于增加。基于这些原因,需要调色剂具有比以往更高的防粘性。
已知为了提高防粘性,使防粘剂不均匀分布于调色剂颗粒的表层部分。对于其中防粘剂不均匀地分布于表层部分的调色剂颗粒,其具有这样的性质,即防粘剂在定影时易于渗出。因此,具有该性质的调色剂的防粘性得到增强。
然而,当通过使用含有防粘剂不均匀地分布于表层部分的调色剂颗粒的调色剂,从而在薄涂覆纸上形成图像时,有可能会由于在图像表面上存在过量防粘剂而造成摩擦图像表面时色域降低的现象。
在此方面中,含防粘剂的岛部(下文中,有时称之为“防粘剂域”)的偏心度B为显示防粘剂域的重心与调色剂颗粒重心之间距离远近的指数。偏心度B数值较大,则表示防粘剂域靠近调色剂表面,其数值较小,则表明防粘剂域靠近调色剂颗粒的重心。偏心度B分布的模式值表示这样的区域,在该区域中,在调色剂颗粒的径向上存在最多的防粘剂域。另一方面,偏心度B分布的偏斜度表示该分布的两侧对称性。具体而言,偏心度B分布的倾斜度表示所述分布距离所述模式值的偏移程度。即,偏心度B分布的偏斜度表示防粘剂域在调色剂颗粒径向的分布距离存在最多防粘剂域的区域的程度。
图5示出了在本发明示例性实施方案和对照例(本发明的示例性实施方案1C、对照例1C和对照例2C)中偏心度B分布的具体实例。具体而言,本发明的示例性实施方案1C(其模式值为0.65至0.90,偏斜度为-1.10至-0.50)、对照例1C(例如,模式值小于0.65且偏斜度接近0至-0.50的情况)和对照例2C(例如,模式值为0.65至0.90且偏斜度接近0至-0.50的情况)中偏心度B的分布示于图5中。
在图5中,如本发明的示例性实施方案1C中偏心度B的分布所示,当防粘剂域的偏心度B分布的模式值为0.65至0.90时,表明存在最多防粘剂域的区域位于靠近调色剂颗粒表层部分的位置,而当防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50时,这表明防粘剂域以梯度分布在由调色剂颗粒的表层部分至其内部。
另一方面,例如,在图5中的对照例1C中,其模式值小于上述范围,因此,与本发明示例性实施方案相比,存在最多防粘剂域的区域位置距离调色剂颗粒表层部分较远(其位置靠近内侧)。此外,在图5中的对照例2C中,其模式值位于上述范围内,但是其偏斜度大于上述范围且其数值接近于0,因此,其防粘剂域仅存在于调色剂颗粒的表层部分。
通过这种方式,对于其中防粘剂域的偏心度B分布的模式值和偏斜度满足上述范围的本发明示例性实施方案的调色剂颗粒,其为这样的调色剂颗粒:其中,最多的防粘剂域存在于表层部分,同时,防粘剂域以梯度分布于调色剂颗粒的内部至其表层部分。对于其中防粘剂域呈这种梯度分布的调色剂颗粒,即使在摩擦图像表面时,也不易于造成色域降低,这是因为与防粘剂仅不均匀分布于表层部分的调色剂颗粒相比,图像表面中的防粘剂量较小。
根据本发明第三示例性实施方案的特征不仅在于防粘剂域分布具有上述梯度,而且还在于调色剂颗粒的重均分子量为30,000至100,000。在重均分子量较大的调色剂颗粒中,在图像定影时防粘剂难以移向图像表面。即,本发明示例性实施方案的调色剂中所包含的调色剂颗粒的重均分子量高于常规调色剂颗粒,因此,位于调色剂颗粒内部的防粘剂难以移向图像表面,这使得因图像表面存在过量防粘剂而发生的摩擦致色域降低难以发生。此外,在本发明的示例性实施方案中,与调色剂颗粒的重均分子量大于上述范围的情况相比,所述调色剂颗粒表层部分中的防粘剂在定影过程中易于渗出至图像表面,并且与定影后的防粘失效相关联的纸张前缘色差降低。
如上所述,据推测根据本发明第三示例性实施方案的调色剂,纸张前缘色差较小,并且形成了不会发生摩擦致色域降低的图像。
在此方面,已知的有(例如):一种调色剂,其中通过利用溶解于溶剂中的粘结剂树脂和防粘剂之间的亲水性/疏水性差异,从而使防粘剂位于表面附近(专利文献JP-A-2004-145243等);以及一种调色剂,其中利用偏心控制树脂并通过捏合粉碎制造方法使防粘剂位于表面附近,其中该偏心控制树脂同时具有极性接近粘结剂树脂的部分以及极性接近防粘剂的部分(专利文献JP-A-2011-158758等)。然而,在所有这些调色剂中,通过材料的物理性质来控制防粘剂在调色剂中的位置,并且不能使防粘剂域在调色剂中的分布具有梯度。
下面将对本发明第三示例性实施方案的调色剂进行详细描述。
根据本发明示例性实施方案的调色剂具有海-岛结构,其包括含粘结剂树脂的海部以及含防粘剂的岛部。即,该调色剂具有这种的海-岛结构,其中,防粘剂以岛状存在于粘结剂树脂的连续相中。顺带提及的是,从降低纸张前缘色差并抑制摩擦致色域降低的角度来看,防粘剂域优选不存在于观察调色剂颗粒的截面时调色剂的中心部(重心部)。
在具有海-岛结构的调色剂中,防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的模式值为0.65至0.90。此外,从降低纸张前缘色差并抑制摩擦致色域降低的角度来看,偏心度B分布的模式值优选为0.75至0.85。
此外,优选的是防粘剂域的偏心度B具有一个模式值。
防粘剂域(含防粘剂的岛部)的偏心度B分布的偏斜度为-1.10至-0.50,从降低纸张前缘色差并抑制摩擦致色域降低的角度来看,其优选为-1.05至-0.55,更优选为-1.00至-0.60。
此外,关于证实调色剂(调色剂颗粒)的海-岛结构的方法、测量防粘剂域的偏心度B的方法、计算防粘剂域的偏心度B分布的模式值的方法、以及计算防粘剂域的偏心度B分布的偏斜度的方法,其与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所阐述的相同。
调色剂颗粒的重均分子量为30,000至100,000,从降低纸张前缘色差并抑制摩擦致色域降低的角度来看,其优选为35,000至60,000。
通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测定调色剂颗粒的重均分子量。通过GPC的分子量测量是使用Tosoh公司制造的HLC-8120GPC作为测量装置GPC、使用Tosoh公司制造的TSKgelSuper HM-M柱(15cm)并且使用THF溶剂来进行的。使用由单分散聚苯乙烯标准样品制得的分子量校准曲线,由测量结果计算出重均分子量。
在对附着有外部添加剂的调色剂进行该测量时,可事先进行除去外部添加剂的预处理。
下面将描述根据本发明第三示例性实施方案的调色剂的构成成分。
根据本发明第三示例性实施方案的调色剂包含含有粘结剂树脂、着色剂和防粘剂的调色剂颗粒。调色剂颗粒可具有附着至调色剂颗粒表面的外部添加剂。
此外,着色剂和其他添加剂与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的着色剂和其他添加剂相同,其优选范围也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的优选范围相同。
-粘结剂树脂-
粘结剂树脂包括(例如)以下单体的均聚物、或者组合使用两种或多种以下单体的共聚物构成的乙烯基系树脂:苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯);(甲基)丙烯酸酯类(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯);烯键式不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈);乙烯基醚类(例如乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚);乙烯基酮(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮);和烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯)。
粘结剂树脂包括(例如)非乙烯基系树脂,如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂和改性树脂、其与上述乙烯基系树脂的混合物、以及通过在上述树脂的存在下使乙烯基系单体聚合而获得的接枝聚合物。
可单独使用这些粘结剂树脂中的一种,或者可组合使用其中的两种或更多种。
聚酯树脂适合作为粘结剂树脂。
聚酯树脂包括(例如)已知聚酯树脂。
聚酯树脂包括(例如)多元羧酸和多元醇的缩聚物。作为聚酯树脂,可使用市售可得的产品,或者可使用合成树脂。
多元羧酸包括(例如)脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸、癸二酸),脂环式二羧酸(例如环己烷二甲酸),芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸),它们的酸酐,或者它们的低级(例如碳原子数为1至5)烷基酯。其中,多元羧酸优选为(例如)芳香族二羧酸。
作为多元羧酸,可以与二元羧酸一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的羧酸。三元或更多元的羧酸包括(例如)偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数为1至5)烷基酯。
多元羧酸可以单独使用其中的一种,也可以组合使用两种或更多种。
多元醇包括(例如)脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇),脂环式二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A),和芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧丙烷加合物)。其中,多元醇优选为(例如)芳香族二醇或脂环式二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,可以与二元醇一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的醇。三元或更多元的醇包括(例如)丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以单独使用其中的一种,也可以组合使用两种或更多种。
通过已知的制备方法来获得聚酯树脂。具体而言,(例如)通过这样的方法获得聚酯树脂:其中,将聚合温度设定为180℃至230℃,根据需要降低反应体系内的压力之后,进行反应并同时除去缩合时产生的水或醇。
顺带提及的是,在原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂来溶解单体。在这种情况下,在进行缩聚反应的同时将增溶剂蒸馏除去。在共聚反应中,当存在相容性较差的单体时,相容性较差的单体可以预先与待与该单体缩聚的酸或醇缩合,然后再与主要成分缩聚。
粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃至80℃,更优选为50℃至65℃。
顺带提及的是,玻璃化转变温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线而获得的;更具体而言,是根据JIS K-1987“塑料的转变温度测量方法”的玻璃化转变温度的求法中所描述的“外推玻璃化转变起始温度”而确定的。
从降低纸张前缘色差并抑制摩擦致色域降低的角度来看,粘结剂树脂的数均分子量(Mn)优选为3,000至30,000,更优选为5,000至10,000。
粘结剂的重均分子量和数均分子量的测量方法与调色剂颗粒的测量方法相同。
相对于全部调色剂颗粒,所述粘结剂树脂的含量(例如)优选40质量%至95质量%,更优选为质量50%至90质量%,还优选为60质量%至85质量%。
-防粘剂-
防粘剂包括(例如):烃系蜡;天然蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成蜡或矿物/石油蜡,如褐煤蜡;以及酯系蜡,如脂肪酸酯和褐煤酸酯。防粘剂并不限于上述这些。
其中,烃系蜡(具有烃作为骨架的蜡)优选作为防粘剂。烃系蜡的有利之处在于:其易于形成防粘剂域,并且在定影时会快速渗出至调色剂(调色剂颗粒)表面。
相对于全部调色剂,防粘剂的含量(例如)优选为1重量%至20重量%,更优选为5重量%至15重量%。
此外,调色剂颗粒的性质等也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的调色剂(调色剂颗粒)的性质等相同。
此外,外部添加剂与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的外部添加剂相同,并且其优选范围也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的优选范围相同。
根据第三示例性实施方案的调色剂制备方法与根据第一示例性实施方案的制备方法相同。此外,使用根据第三示例性实施方案的调色剂中的防粘剂作为所述防粘剂。
(根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂)
第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中也简称为“显影剂”)包含含有着色剂和粘结剂树脂的有色颗粒,其中,两种或多种无机颗粒以外部添加的方式被添加至该有色颗粒的表面;所述两种或多种无机颗粒包括偏钛酸颗粒和二氧化硅颗粒;在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为12nm至16nm;二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm。
在低温低湿度环境中和高温高湿度环境中,调色剂电荷量差异很大,因此,在所有这些环境中,难以将图像密度保持在恒定的水平。因而,考虑通过使用具有高电荷交换性能的二氧化钛作为外部添加剂,从而抑制了在低温低湿度环境中的更高的充电,并且缩小了这两种不同环境之间的电荷量差异,由此将图像密度保持在恒定水平。
但是,在于低温低湿度环境下持续输出低图像密度的图像时,调色剂在部件上的附着非常强,以至于外部添加剂易于被埋住,因此,无法保持转印性能,并且产生了密度的降低。另一方面,通过使用偏钛酸(与二氧化钛相比,偏钛酸具有更高的水含量和更低的电阻),即使其被埋在充电的调色剂最外表面附近,调色剂表面电阻也可降低从而赋予高电荷交换性能,并且即使在持续输出低图像密度时,也可将密度保持在恒定水平。
同时,在于高温高湿度环境中持续输出具有低图像密度的图像时,调色剂在部件上的附着非常强,外部添加剂易于被埋住,因此,无法保持转印性能,并且产生了密度的降低。另一方面,通过使用粒径为50nm至200nm的大尺寸二氧化硅,具有了保持为间隔物的效果,而当体均粒径为200nm以下时,并且可将密度保持在恒定水平。
但是,在组合使用偏钛酸和大尺寸二氧化硅的情况中,存在于调色剂最外表面的偏钛酸与大尺寸二氧化硅之间的颗粒电阻很大,使得静电排斥变强,因此,大尺寸二氧化硅易于从调色剂上释放下来。因此,在持续进行高图像密度的印刷时,大尺寸二氧化硅从已显影的调色剂上释放下来并被过量供给至清洁刮板部,因此大尺寸二氧化硅从清洁部通过,从而产生色纹(color streak)。
如上所述,即使在持续输出具有高图像密度的图像图案,并同时无论环境或图像密度如何而将密度保持在恒定水平的情况下,可实现色纹的抑制。
本发明人进行了广泛而深入的研究。结果发现,通过组合使用偏钛酸颗粒和体均粒径为50nm至200nm的二氧化硅颗粒作为外部添加剂,则可提供这样的静电图像显影用调色剂,其中,不仅可在低温低湿度环境中和高温高湿度环境中均能够抑制图像密度的改变,而且还可抑制色纹的产生,由此完成了本发明,其中在CuKα特征X射线衍射中,所述偏钛酸颗粒在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,并且由该衍射峰计算得到的晶体直径为12nm至16nm。
尽管尚未阐明其作用效果,但是据推测:通过使用特定的偏钛酸,可提高颗粒电阻而不会降低偏钛酸的水含量,由此在确保抑制图像密度改变(其中不同环境中的电荷量差异、或者图像密度差异会导致图像密度改变)效果的同时,通过降低对大尺寸二氧化硅的静电排斥可减少大尺寸二氧化硅的释放量,并且可抑制因大尺寸二氧化硅通过清洁刮板部而导致的色纹的产生。根据前述作用,可认为在将图像密度保持在恒定水平的同时,即使在持续输出高图像密度的情况中,无论温度和相对湿度或图像密度如何,也可改善色纹的情况。
下面将详细说明构成调色剂的各成分和物理性质的数值。
<外部添加剂>
在根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中,两种或多种无机颗粒以外部添加的方式被添加至有色颗粒的表面。所述两种或多种无机颗粒包括偏钛酸颗粒和二氧化硅颗粒,在CuKα特征X射线衍射中,该偏钛酸颗粒在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,并且由该衍射峰计算得到的晶体直径为12nm至16nm;所述二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm。
在根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中,将偏钛酸颗粒和体均粒径为50nm至200nm的二氧化硅颗粒组合使用,并且偏钛酸的晶体直径控制为12nm至16nm。
[偏钛酸颗粒]
在根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中,两种或多种无机颗粒以外部添加的方式被添加至有色颗粒的表面,所述两种或多种无机颗粒包括偏钛酸颗粒。
在CuKα特征X射线衍射中,该偏钛酸颗粒在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,并且由该衍射峰计算得到的晶体直径为12nm至16nm。
在本示例性实施方案中,可使用通过由硫酸水解反应合成得到的颗粒作为偏钛酸颗粒。具体而言,例如,可采用湿式沉淀法:其中,将钛铁矿用作矿石并将其溶解在硫酸中,以分理出铁粉末,并将TiOSO4水解以制备Ti(OH)2。
此外,用作本示例性实施方案中的偏钛酸颗粒必须仅为主要由偏钛酸构成的颗粒。即,相对于偏钛酸颗粒的总重量,偏钛酸的比例优选为70重量%以上,更优选为80重量%以上,还更优选为95重量%以上,尤其优选为99重量%以上。
此外,作为用于第四示例性实施方案中的偏钛酸颗粒,可使用经过疏水化处理的颗粒。对疏水化处理没有特别限制,可使用已知的疏水化剂进行处理。尽管对疏水化剂没有特别的限制,但是其例子包括偶联剂,如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝系偶联剂。可单独使用这些化合物中的一种,或者组合使用其中的两种或多种。
作为硅烷偶联剂,例如,可使用任何类型的氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷和特殊的硅烷化试剂。具体而言,其例子包括:甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、N,O-(双三甲硅基)乙酰胺、N,N-(三甲硅基)脲、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。此外,其他硅烷偶联剂的例子包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯系偶联剂等。
为了利用偶联剂进行疏水化处理,可将偶联剂加入偏钛酸浆料中。
基于100质量份的偏钛酸,偶联剂的处理量优选为5质量份以上80质量份以下,更优选为10质量份以上50质量份以下。当处理量小于5质量份时,可能无法赋予偏钛酸以拒水性,而当处理量大于80质量份时,则处理剂本身可能会聚集,从而无法均匀地进行表面处理。
用于疏水化处理的硅油的例子包括二甲基硅油、氟改性硅油、氨基改性硅油等。
作为利用硅油进行疏水化处理的方法,例如,可列举常见的喷雾-干燥工艺;然而,对该方法没有特别的限制,只要能够进行表面处理即可。
基于100质量份的偏钛酸颗粒,硅油的处理量优选为10质量份以上40质量份以下,更优选为20质量份以上35质量份以下。
在本示例性实施方案中,从高疏水度的角度来看,经过烷氧基硅烷的疏水化处理的偏钛酸颗粒是优选的。
将钛铁矿(FeTiO3)加热并溶解于浓硫酸中,以分离出铁粉末并获得TiOSO4。此外,通过热水解制备TiO(OH)2沉淀物。将其过滤并重复水洗,随后在150℃下干燥。
接下来,在500℃下加热并烧制120分钟从而获得干燥材料TiO(OH)2。通过控制此时的温度或时间来控制晶体状态。但是,难以稳定地获得12nm至16nm的目标晶体直径。
在水洗之后,将洗涤后的固体混合并与10ppm的聚羧酸和水混合,将其干燥,然后进行烧制步骤,由此可稳定地获得12nm至16nm的晶体直径。可认为这是由于所存在的聚羧酸使氧化变得温和,并且也使颗粒偶联变得温和。
此外,本文所说的晶体直径表示作为构成结晶体的最小单元的晶体的平均直径。晶体直径可按照如下方式确定。
通过使用X射线衍射装置来测量目标结晶体,根据如下谢乐(Scherrer’s)方程确定晶体直径。
D=K×λ/(β×cosθ)
D:晶体直径(nm),K:谢乐常数,λ:X射线波长,β:衍射线宽度,θ:衍射角(2θ/θ)
偏钛酸颗粒的数均分子量优选为20nm以上50nm以下,更优选为20nm以上45nm以下,还优选为20nm以上40nm以下。
顺带提及的是,通过控制疏水化处理时疏水化处理剂的量以及添加疏水化处理剂时的温度,从而控制偏钛酸颗粒的粒径。
此外,通过BET法测得的偏钛酸颗粒的比表面积优选为100cm2/g至200cm2/g,更优选为120cm2/g至200cm2/g,还更优选为130cm2/g至170cm2/g。
相对于100质量份的有色颗粒,作为外部添加剂包含于调色剂中的偏钛酸颗粒的量优选为0.5质量份以上2.0质量份以下,更优选为0.6质量份以上1.2质量份以下。当添加量落入上述范围内时,调色剂表面覆盖率落入适当范围内,因此,可获得具有良好的粉末流动性的调色剂,并且其中,因载体的电阻性能降低而造成的偏钛酸颗粒的释放得到了抑制。
[二氧化硅颗粒]
在根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中,两种或多种无机颗粒以外部添加的方式被添加至有色颗粒的表面,所述两种或多种无机颗粒包括二氧化硅颗粒。
二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm。
二氧化硅颗粒的例子包括诸如气相二氧化硅、溶胶二氧化硅和二氧化硅凝胶之类的二氧化硅颗粒。此外,可对二氧化硅颗粒进行表面处理。例如,可利用硅烷偶联剂、硅油等进行表面处理从而将二氧化硅颗粒疏水化。关于表面处理,可列举硅烷系偶联剂,其中可易于获得带电性和流动性。
二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm至200nm,更优选为80nm至200nm。当二氧化硅颗粒的体均粒径为50nm以上时,充分表现出了作为间隔物(spacer)的效果,而当体均粒径为200nm以下时,抑制了二氧化硅颗粒的脱落。
对二氧化硅颗粒的制法没有特别的限制,只要其为已知制法即可,其实例包括气相制备方法、湿式制备方法、溶胶-凝胶制备方法等。
二氧化硅颗粒的添加量优选为这样的量,其使得覆盖率为着色剂颗粒的10%至50%,更优选使得覆盖率为着色颗粒的15%至45%。当为使覆盖率为10%以上的添加量时,可获得足够高的电荷交换性能,而当为使覆盖率为50%以下的添加量时,抑制了二氧化硅颗粒从调色剂上释放下来。
[其他外部添加剂]
此外,在第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中,可在不损害本发明目的的范围内以外部添加的方式添加其他外部添加剂,并且可以外部添加的方式仅添加钛系颗粒和硅系颗粒。
其他外部添加剂的例子包括铝、氧化铯等的无机颗粒,以及聚甲基丙烯酸甲酯颗粒之类的有机颗粒。
<着色颗粒>
根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中的着色颗粒至少含有着色剂(着色试剂)和粘结剂树脂。
除了这些成分以外,着色颗粒还可含有其他成分,如防粘剂。
[着色剂]
着色颗粒包含着色剂。
此外,所述着色剂(着色试剂)与第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的着色剂相同,其优选范围也与在第一示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中所描述的优选范围相同。
[粘结剂]
优选的是,根据第四示例性实施方案的静电图像显影用调色剂中的透明调色剂至少含有粘结剂树脂。
粘结剂树脂的例子包括以下单体的均聚物或共聚物:苯乙烯类,例如苯乙烯和氯苯乙烯;单烯烃类,例如乙烯、丙烯、丁烯和异戊等;乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯和乙酸乙烯酯;脂肪族α-不饱和一元羧酸的酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二烷基等;乙烯基醚,例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基丁等;乙烯基酮,例如甲基乙烯酮、己基乙烯酮和乙烯基异丙烯等;等等。
具体而言,粘结剂树脂的代表性例子包括苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯和聚丙烯。此外,其例子包括聚酯、聚氨酯、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰胺、改性松香、石蜡和蜡等。其中,聚酯树脂尤其优选。
第四示例性实施方案中所用的聚酯树脂由多元醇成分和多元羧酸成分的缩聚而合成得到。顺带提及的是,在本示例性实施方案中,作为聚酯树脂,可使用市售产品,或者也可使用适当的合成产物。
多远羧酸成分的例子包括:脂肪族二元羧酸,例如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二酸、1,10-癸烷二酸、1,12-十二烷二酸、1,14-十四烷二酸、1,18-十八烷二酸等;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-2,6-二甲酸、丙二酸、中康酸等。此外,其例子还包括它们的酸酐及其低级烷基酯;然而,不应认为多元羧酸成分仅限于此。
三元或更多元羧酸的例子包括1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸和1,2,4-萘三羧酸等;以及它们的酸酐、或者它们的低级烷基酯;等等。这些可单独使用,或者两种或多种组合使用。
另外,除了上述脂肪族二羧酸或芳香族二羧酸外,更优选地还包括具有烯属不饱和双键的二羧酸组分。从通过烯属不饱和双键能够获得自由基交联键的角度来看,为了防止定影时发生热偏置,适合使用具有烯属不饱和双键的二羧酸。此类二羧酸的例子包括马来酸、富马酸、3-己烯二酸和3-辛烯二酸等,但是不应认为它们的例子仅限于这些酸。另外,其例子还包括它们的低级酯或酸酐。其中,从成本的角度考虑,可列举富马酸、马来酸等。
对于多元醇组分,二元醇的例子包括:双酚A的C2-C4环氧烷烃加合物(平均加合摩尔数:1.5至6),如聚氧亚丙基(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧亚乙基(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇和1,6-己二醇等。
三元醇或多元醇的例子包括山梨醇、季戊四醇、丙三醇和三羟甲基丙烷等。
对于无定形聚酯树脂(有时被称为“非结晶聚酯树脂”),在上述原料单体中,优选二元或多元仲醇和/或二元或多元芳香族羧酸化合物。二元或多元仲醇的例子包括双酚A环氧丙烷加合物、丙二醇、1,3-丁二醇和丙三醇等。其中,优选双酚A环氧丙烷加合物。
作为二元或多元芳香族羧酸化合物,优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸和偏苯三甲酸,更优选的是,对苯二甲酸和偏苯三甲酸。
此外,为了赋予调色剂以低温定影性,优选的是,在部分粘结剂树脂中使用结晶聚酯树脂。
结晶聚酯树脂优选由脂肪族二羧酸和脂肪族二元醇构成,更优选由直链型二元羧酸和直链型脂肪族二元醇构成,其中所述直链型二元羧酸和直链型脂肪族二元醇的主链部分的碳原子数均为4至20。在直链型的情况下,由于聚酯树脂具有优异的结晶性和合适的晶体熔化温度,因此显示出优异的调色剂抗粘连性、图像储存稳定性和低温定影性能。此外,在碳原子数为4个或以上的情况下,酯链浓度低、电阻适当并且调色剂荷电性优异。此外,在碳原子数为20以下的情况下,容易获得实用的材料。碳原子数更优选为14以下。
适合用于合成结晶性聚酯的脂肪族二羧酸的例子包括草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二酸、1,10-癸烷二酸、1,11-十一烷二酸、1,12-十二烷二酸、1,13-十三烷二酸、1,14-十四烷二酸、1,16-十六烷二酸和1,18-十八烷二酸等;以及它们的低级烷基酯或酸酐。但是,不应解释为脂肪族二羧酸局限于此。其中,考虑到获取的难易度,优选癸二酸或1,10-癸烷二酸。
脂肪族二元醇的例子包括: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1,20-二十烷二醇。但是,不应解释为脂肪族二元醇局限于这些化合物。其中,考虑到获取的难易度,优选1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
三元或多元醇的例子包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇等。这些材料可单独使用或者两种或两种以上组合使用。
多元羧酸组分中,脂肪族二羧酸的含量为80摩尔%以上,并且更优选为90摩尔%以上。当脂肪族二羧酸的含量为80摩尔%以上时,由于聚酯树脂具有优异的结晶性和合适的熔化温度,因此表现出优异的调色剂抗粘连性、图像储存稳定性和低温定影性。
在多元醇组分中,脂肪族二醇的含量为80摩尔%以上,并且更优选为90摩尔%以上。当脂肪族二醇的含量为80摩尔%以上时,由于聚酯树脂具有优异的结晶性和合适的熔化温度,因此表现出优异的调色剂抗粘连性、图像储存稳定性和低温定影性。
在本示例性实施方案中,结晶性聚酯树脂的熔融温度Tm优选为50℃至100℃,更优选为50℃至90℃,还更优选为50℃至80℃。熔融温度优选在上述范围内的原因是:聚酯树脂具有优异的结晶性和低温定影性,因此可减轻偏置。
此处,通过使用差示扫描量热仪(DSC)测量结晶性聚酯树脂的熔融峰,在以10℃/分钟的升温速率从室温(20℃)升至180℃进行测量时,基于JIS K-7121:87定义的输入补偿型差示扫描量热法中的熔融峰温度确定为熔融温度。顺带提及的是,尽管可存在结晶性树脂示出多个熔融峰的情况,然而在本示例性实施方案中,将最大峰看作是熔融温度。
此外,非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃以上,更优选为30℃至100℃,还更优选为50℃至80℃。当玻璃化转变温度落入上述范围内时,由于非结晶性聚酯树脂在使用时处于玻璃态,因此调色剂颗粒不会因成像时所施加的热或压力而聚集,并且颗粒不会附着或累积在机器内。由此,可长期获得稳定的成像性能。
此处,非结晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度是指通过ASTM D3418-82(DSC方法)中定义的方法测量的值。
此外,根据差示扫描量热法,利用(例如)“DSC-20”(由Seiko Instruments公司制造)来测量本示例性实施方案中的玻璃化转变温度。具体而言,将10mg样品以恒定速率(10℃/分钟)加热,由基线与吸热峰斜线的交点获得玻璃化转变温度。
结晶性聚酯树脂的重均分子量优选为10,000至60,000,更优选为15,000至45,000,还更优选为20,000至30,000。
此外,非结晶性聚酯树脂的重均分子量优选为5,000至100,000,更优选为10,000至90,000,还更优选为20,000至80,000。
当结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的重均分子量分别落在前述数值范围内时,图像强度和定影性可相互匹配,因而是优选的。所有上述重均分子量均通过四氢呋喃(THF)溶解性组分的凝胶渗透色谱(GPC)而测得的分子量。利用TSK-GEL(GMH,由Toshoh公司生产)等并使用THF溶剂来测量THF溶解性材料,利用由单分散聚苯乙烯标准样品制备的分子量校准曲线进行计算,从而确定树脂的分子量。
结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的酸值均优选为1mg-KOH/g至50mg-KOH/g,更优选为优选为5mg-KOH/g至50mg-KOH/g,还更优选为8mg-KOH/g至50mg-KOH/g。当酸值落入前述范围内时,聚酯树脂具有优异的定影性和电荷稳定性,因此是优选的。
顺带提及的是,为了控制酸值或羟基值或为了其他目的,也可根据目的使用一元酸(如乙酸和苯甲酸)或一元醇(如环己醇和苯甲醇)。
对制备聚酯树脂的方法没有特别的限制,可使用使酸成分和醇成分相互反应的常见聚酯聚合方法来制备聚酯树脂。其实例包括直接缩聚法、酯交换法等,可根据单体的种类来制备聚酯树脂。此外,优选使用缩聚催化剂,如金属催化剂和布朗斯特酸催化剂。
还可根据通常的方式,对多元醇和多元羧酸进行聚合反应来制备聚酯树脂。例如,通过将多元醇和多元羧酸以及可任选的催化剂投入包括温度计、搅拌器和下落型缩合器(falling type condenser)的反应器中并使之混合;在惰性气体(例如氮气)的存在下,在150℃至250℃下加热混合物;将作为副产物产生的低分子量化合物持续移除到反应体系外;在到达预定酸值时停止反应,随后冷却以获得目标反应产物。
此外,对本示例性实施方案的透明调色剂中粘结剂树脂的含量没有特别的限制,但是相对于静电图像显影用调色剂的总重量,其优选为75重量%至99.5重量%,更优选为85重量%至99重量%,还优选为90重量%至99重量%。当粘结剂树脂的含量落入前述范围内时,调色剂具有优异的定影性、储存性能、粉末特性、充电特性等。
[防粘剂]
着色颗粒可包含防粘剂。
防粘剂的例子包括石蜡,如低分子量聚丙烯和低分子量聚乙烯;硅树脂;松香;米糠蜡;巴西棕榈蜡;等等。
这种防粘剂的熔点优选为50℃至100℃,更优选为60℃至95℃。
着色颗粒中防粘剂的含量优选为0.5重量%至15重量%,更优选为1.0重量%至12重量%。当防粘剂的含量为0.5重量%以上时,尤其可避免发生无油定影时的防粘失效。当防粘剂的含量在15重量%以下时,防止发生调色剂流动性劣化,因而维持了图像质量和成像可靠性。
[其他添加剂]
除了上述成分之外,还可根据需要向着色颗粒中添加各种成分,如内部添加剂和电荷控制剂。
内部添加剂的例子包括铁氧体、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰之类的金属或合金的磁性材料;含有这种金属的化合物;等等。
电荷控制剂的例子包括季铵盐化合物,苯胺黑系化合物,由铝、铁、铬等构成的染料,三苯基甲烷系颜料等。
<调色剂的特征>
在第四示例性实施方案中,静电图像显影用调色剂的形状因子SF1优选在115至140的范围内,更加优选在120至138的范围内。
此处,形状因子SF1可以通过以下方程确定:
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在上式中,ML表示调色剂的绝对最大长度,A表示调色剂的投影面积。
SF1主要是通过利用图像分析仪对显微镜图像或扫描电子显微镜(SEM)图像进行分析从而数字转化而来的,并计算如下。即,通过摄像机将分散在载玻片表面上的颗粒的光学显微镜图像输入图像分析仪(Luzex)中,从而获得一百个颗粒的最大长度和投影面积,利用上述方程进行计算,然后求得其平均值。
此外,在第四示例性实施方案中,静电图像显影用调色剂的体均粒径优选为3.0μm至9.0μm,更优选为3.1μm至8.5μm,还更优选为3.2μm至8.0μm。当体均粒径为3μm以上时,流动性难以降低,易于保持充电下。当体均粒径为9μm以下时,分辨率难以降低。顺带提及的是,例如,通过利用诸如Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司制造)之类的分析仪来测量体均粒径。
(静电图像显影用调色剂的制备方法)
对本示例性实施方案的调色剂的制备方法没有特别限制,只要可获得本示例性实施方案的调色剂即可。例如,可使用:捏合粉碎法,其中将粘结剂树脂以及可任选的防粘剂、电荷控制剂等捏合、粉碎并分级;利用机械冲击力或热能改变由捏合粉碎法得到的颗粒的形状的方法;乳化聚合聚集法,其中将粘结剂树脂的聚合性单体乳化并聚合,并将所得分散液与含有防粘剂、以及可任选的电荷控制剂等的分散液混合,并进行聚集和加热熔融从而得到调色剂颗粒;聚酯聚集法,其中将通过乳化聚酯树脂获得的分散液与含有防粘剂、以及可任选的电荷控制剂等的分散液混合,并进行聚集和加热熔融从而得到调色剂颗粒;悬浮聚合法,其中在水性溶剂中,使用于获得粘结剂树脂的聚合性单体以及含有防粘剂、以及可任选的电荷控制剂等的溶液悬浮并聚合;以及溶解悬浮法,其中在水性溶剂中,将粘结剂树脂以及含有防粘剂、以及可任选的电荷控制剂等的溶液悬浮并造粒;等等。另外,可使用这样的制造方法,其中将聚集颗粒进一步附着至通过上述方法得到的作为核的调色剂颗粒,并进行加热和融合,从而得到核-壳结构。
其中,优选通过捏合粉碎法、乳化聚合聚集法或聚酯聚集法来制备调色剂颗粒,更优选通过聚酯聚集法制备调色剂颗粒。
<着色颗粒制备步骤>
本实施方案的静电图像显影用调色剂的制备方法包括制备含有着色剂和粘结剂树脂的着色颗粒的步骤(着色颗粒制备步骤)。
对着色颗粒制备步骤中制备着色颗粒的方法没有特别的限制,其例子包括已知方法,其中通过捏合粉碎法等干式法,或者通过熔融悬浮法、乳化聚集法和溶解悬浮法等湿式法来制备着色剂颗粒。
<外部添加步骤>
本实施方案的静电图像显影用调色剂的制备方法包括以外部添加方式将外部添加剂添加至着色颗粒的外部添加步骤。
对外部添加步骤中以外部添加方式将外部添加剂添加至调色剂的方法没有特别限制,可采用抑制方法。其例子包括通过机械方法或化学方法使外部添加剂附着的方法。具体而言,其例子包括如下方法:利用V型共混机和Henschel混合机等混合器,通过干燥工艺将外部添加剂附着至着色颗粒表面的方法;在将外部添加剂分散于液体中之后,将所得物添加至处于浆料状态的调色剂并干燥,从而使其附着至调色剂表面的方法;以及作为湿式法的方法,其中将浆料喷洒至干燥调色剂并同时进行干燥。
<静电图像显影剂>
根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂至少含有根据本发明第一至四示例性实施方案中的任一实施方案的调色剂。
根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂可为仅含有根据本发明第一至第四示例性实施方案中任一实施方案的调色剂的单组份显影剂,或者可为通过混合调色剂和载体而获得的双组份显影剂。
对载体没有特别的限定,其包括已知的载体。载体包括(例如):通过向由磁性材料形成的芯材的表面施加包覆树脂而获得的包覆型载体;通过将磁性粉末分散/混合于基体树脂中而获得的磁性粉末分散型载体;以及通过将多孔磁性粉末浸渍于树脂中而获得的树脂浸渍型载体。
顺带提及的是,磁性粉末分散型载体和树脂浸渍型载体可以是将该载体的构成颗粒用作为芯材并在其表面上包覆有包覆树脂的载体。
磁性粉末包括(例如):磁性金属,如铁、镍和钴;磁性氧化物,如铁氧体和磁铁矿。
包覆树脂和基体树脂包括(例如):聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、包含有机硅氧烷键的直链有机硅树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂、和环氧树脂等等。
顺带提及的是,包覆树脂和基体树脂中可引入其它添加剂,如导电性颗粒。
导电性颗粒包括如下材料的颗粒:诸如金、银和铜之类的金属,炭黑,二氧化钛,氧化锌,氧化锡,硫酸钡,硼酸铝,钛酸钾等。
将包覆树脂施加至芯材表面上的方法包括(例如)施加包覆层形成用溶液的方法,其中该包覆层形成用溶液是通过将包覆树脂以及根据需要的各种添加剂溶于适当的溶剂中而获得的。对于该溶剂没有特别的限定,并且可以考虑所使用的包覆树脂、包覆适应性等进行选择。
树脂包覆方法的具体例子包括:浸渍法,其中将芯材浸渍在包覆层形成用溶液中;喷雾法,其中将包覆层形成用溶液喷洒至芯材的表面上;流化床法,其中在通过流动空气使芯材漂浮的状态下喷洒包覆层形成用溶液;以及捏合机涂布法,其中在捏合涂布机中将载体的芯材与包覆层形成用溶液混合并除去溶剂。
在双组分显影剂中,调色剂与载体之间的混合比(质量比)优选为调色剂:载体=1:100至30:100,更优选为3:100至20:100。
<成像装置/成像方法>
下面将对根据本发明示例性实施方案的成像装置/成像方法进行说明。
本发明示例性实施方案的成像装置包括:图像保持部件;充电单元,其对图像保持部件的表面进行充电;静电图像形成单元,其在已充电的图像保持部件的表面上形成静电图像;显影单元,其容纳有静电图像显影剂,并且将形成于图像保持部件的表面上的静电图像显影以形成调色剂图像;转印单元,该转印单元将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像转印到记录介质上;以及定影单元,其用于将转印至记录介质的表面上的调色剂图像定影。作为静电图像显影剂,使用了根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂。
在根据本发明示例性实施方案的成像装置中,进行了这样的成像方法(据本发明示例性实施方案的成像方法),包括:对图像保持部件的表面充电的充电步骤;在已充电的图像保持部件的表面上形成静电图像的静电图像形成步骤;通过根据本示例性实施方案的静电图像显影剂,将形成于图像保持部件的表面上的静电图像显影以形成调色剂图像的显影步骤;将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像转印到记录介质的表面上的转印步骤;以及使转印至所述记录介质的表面上的调色剂图像定影的定影步骤。
作为根据本发明示例性实施方案的成像装置,使用了已知的成像装置,例如:直接转印式装置,其中形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像被直接转印到记录介质上;中间转印式装置,其中形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像被一次转印到中间转印材料的表面上,并且被转印至中间转印材料的表面上的调色剂图像被二次转印到记录介质的表面上;配备有清洁单元的装置,该清洁单元用于在调色剂图像转印之后、充电之前清洁图像保持部件的表面;以及配备有除静电单元的装置,该除静电单元用于在调色剂图像转印之后、充电之前利用除静电光照射图像保持部件的表面,以除去静电荷。
在中间转印式装置的情况下,例如,应用于转印单元的构成包括:中间转印材料,其表面上转印有调色剂图像;一次转印单元,其将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像一次转印到中间转印材料的表面上;以及二次转印单元,其将转印到中间转印材料的表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上。
顺带提及的是,在根据本发明示例性实施方案的成像装置中,例如,包括显影单元的部分可以是可安装至成像装置上并可从其上拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如,适当地使用这样的处理盒:其储存有根据本示例性实施方案的静电图像显影剂,并且具有显影单元。
下文将描述根据本发明示例性实施方案的成像装置的一个例子,然而本发明并不局限于此。顺带提及的是,将对附图中的主要部件进行说明,而省略对其他部件的说明。
图1为示出本发明示例性实施方案的成像装置的示意性构造图。
图1中示出的成像装置配备有第一至第四成像单元10Y、10M、10C和10K(成像单元),其基于分色的图像数据从而分布输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的图像。这些成像单元(在下文中有时简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K在水平方向上以预定间隔平行布置。顺带提及的是,这些单元10Y、10M、10C和10K可以是可连接至成像装置上并且可从成像装置上拆卸下来的处理盒。
在图中,作为中间转印材料的中间转印带20设置为在每个单元10Y、10M、10C和10K的上方延伸。中间转印带20设置为缠绕在与中间转印带20的内表面接触的驱动辊22和支承辊24上,并且构造为沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向运行,其中所述驱动辊22和支承辊24安装为在图中从左向右的方向上彼此分开。顺带提及的是,利用弹簧等(未示出)在远离驱动辊22的方向上对支承辊24施加力,由此对缠绕在这两个辊上的中间转印带20施加张力。中间转印材料清洁装置30设置在中间转印带20的面向图像保持部件的一侧上,从而与驱动辊22相对。
将储存在调色剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色、品红色、青色和黑色这四种颜色的调色剂分别供给至单元10Y、10M、10C和10K中的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K。
第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此这里将以位于中间转印带的运行方向的上游侧、用于形成黄色图像的第一单元10Y为代表进行描述。此外,用附有品红色(M)、青色(C)和黑色(K)、而不是黄色(Y)的参考符号表示与第一单元10Y相同的部件,而省略对第二至第四单元10M、10C和10K的说明。
第一单元10Y具有作为图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围依次设置有下列部件:充电辊(充电单元的例子)2Y,其用于将感光体1Y的表面充电至预定电位;曝光装置(静电图像形成单元的例子)3,其用于基于分色的图像信号,使用激光束3Y将带电的表面曝光,从而形成静电图像;显影装置(显影单元的例子)4Y,其用于将带电的调色剂供应到静电图像上从而使该静电图像显影;一次转印辊5Y(一次转印单元的例子),其用于将显影的调色剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁单元的例子)6Y,其用于在一次转印之后除去残留在感光体1Y的表面上的调色剂。
顺带提及的是,一次转印辊5Y安装在中间转印带20的内侧,并且位于与感光体1Y相对的位置。此外,用于施加一次转印偏压的偏置电源(未示出)分别连接至一次转印辊5Y、5M、5C和5K。在控制器(未示出)的控制下,各偏置电源改变施加至各一次转印辊的转印偏压。
下文将说明在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在开始操作前,通过充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V至-800V的电位。
感光体1Y是通过在导电性(例如,在20℃下的体积电阻率为1×10-6Ωcm或更小)基体上层叠感光层而形成的。感光层通常具有高电阻(普通树脂的电阻),然而感光层具有这样的性质:其中,当被激光束3Y照射时,被激光束照射的部分的电阻率将发生变化。因此,根据从控制器(未示出)发送出的黄色图像数据,通过曝光装置3,激光束3Y被输出至已充电的感光体1Y的表面上。用激光束3Y照射位于感光体1Y的表面上的感光层,由此在感光体1Y的表面上形成黄色图案的静电图像。
静电图像是通过充电在感光体1Y的表面上形成的图像,并且其是通过以下方式形成的所谓的负像(negative image):通过激光束3Y使感光层的照射部分的电阻率下降,从而使感光体1Y的表面上的电荷流动,另一方面,未被激光束3Y照射的部分上的电荷保持不动。
随着感光体1Y的旋转,在感光体1Y上形成的静电图像被旋转至预定的显影位置。随后,在该显影位置处,通过显影装置4Y使感光体1Y上的静电图像可视化(显影)为调色剂图像。
在显影装置4Y中,储存有(例如)静电图像显影剂,该显影剂至少含有黄色调色剂和载体。通过在显影装置4Y中搅拌该黄色调色剂从而使之摩擦带电,并且该黄色调色剂所带电荷的极性因与感光体1Y上的电场极性相同(负极性),由此黄色调色剂保持在显影剂辊(显影剂保持部件的例子)上。在感光体1Y的表面经过显影装置4Y的过程中,黄色调色剂通过静电附着在位于感光体1Y表面上的已除静电的潜像部分上,从而使用黄色调色剂使潜像显影。其上形成有黄色调色剂图像的感光体1Y以预定的速度运行,并且在感光体1Y上显影的调色剂图像被传送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色调色剂图像被传送至一次转印位置时,将一次转印偏压施加至一次转印辊5Y,从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力作用于调色剂图像,由此感光体1Y上的调色剂图像被转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与调色剂极性(-)相反的极性(+),例如,通过控制器(未示出)将第一单元10Y中的转印偏压控制为+10μA。
另一方面,通过感光体清洁装置6Y除去并收集残留在感光体1Y上的调色剂。
以与第一单元相同的方式控制施加至第二单元10M以及其后续单元的一次转印辊5M、5C和5K上的一次转印偏压。
以此方式,中间转印带20(在第一单元10Y中,黄色调色剂图像被转印至其上)被依次传送经过第二至第四单元10M、10C和10K,由此,具有各颜色的调色剂图像被叠加并多次转印。
中间转印带20(在该中间转印带20上,通过第一至第四单元四色调色剂图像已经被多次转印)到达二次转印部分,该二次转印部分由中间转印带20、与中间转印带内表面接触的支撑辊24和安装在中间转印带20的图像保持面一侧上的二次转印辊(二次转印单元的例子)26构成。另一方面,通过供给机构,在预定的时间将记录纸(记录介质的例子)P供入二次转印辊26与中间转印带20彼此接触的间隙处,并且将二次转印偏压施加至支撑辊24上。此时所施加的转印偏压具有与调色剂的极性(-)相同的极性(-),并且从中间转印带20朝向记录纸P的静电力作用于调色剂图像,从而将中间转印带20上的调色剂图像转印到记录纸P上。顺带提及的是,根据通过电阻检测单元(未示出)(其用于检测二次转印部分的电阻)检测到的电阻来确定上述二次转印偏压,并且控制所述二次转印偏压的电压。
之后,将记录纸P供应到定影装置(定影单元的例子)28中的一对定影辊之间的压接部分(辊隙部分)处,使得调色剂图像定影至记录纸P上,由此形成定影图像。
作为调色剂图像被转印至其上的记录纸P,包括(例如)用于电子照相系统的复印机或打印机等的普通纸。除了记录纸P之外,记录介质还包括OHP纸等。
为了进一步提高定影后图像表面的平滑性,记录纸P的表面优选也是光滑的,例如,优选使用涂覆纸(通过用树脂等涂覆普通纸的表面而获得)和印刷用铜板纸。
其上彩色图像的定影已经完成的记录纸P向排出部传送,由此完成一系列的彩色图像形成操作。
<处理盒/调色剂盒>
下面将对根据本发明示例性实施方案的处理盒进行说明。
根据本发明示例性实施方案的处理盒可安装至成像装置上并且可从成像装置上拆卸下来,该处理盒包括用于储存根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂的显影单元,该显影单元利用静电图像显影剂将形成于图像保持部件表面的静电图像显影,从而形成调色剂图像。
顺带提及的是,根据本发明示例性实施方案的处理盒并不局限于上述构造,其可以构造为包括显影装置以及根据需要选自其他单元中的至少一者,所述其他单元为(例如)图像保持部件、充电单元、静电图像形成单元和转印单元。
下文将示出根据本示例性实施方案的处理盒的一个例子;然而,本发明并不局限于此。顺带提及的是,将对图中示出的主要部件进行说明,而省略对其他部分的描述。
图2为示出根据示例性实施方案的处理盒的示意性构造图。
图2所示出的处理盒200具有这样的构造:其中(例如)通过安装导轨116和具有曝光用开口118的外壳117,从而一体地组合并保持有感光体107(图像保持部件的一个例子)、以及设置在感光体107周围的充电辊108(充电单元的一个例子)、显影装置111(显影单元的一个例子)和感光体清洁装置113(清洁单元的一个例子),从而形成盒。
顺带提及的是,在图2中,109表示曝光装置(静电图像形成单元的例子),112表示转印装置(转印单元的例子),115表示定影装置(定影单元的例子),300表示记录纸(记录介质的例子)。
下文将对根据本发明示例性实施方案的调色剂盒进行说明。
根据本示例性实施方案的调色剂盒(调色剂容器)容纳有根据本示例性实施方案的调色剂并且能够安装至成像装置上并从其上拆卸下来。调色剂盒储存有补给用调色剂,其用以供应至设置于成像装置中的显影单元。
图1所示出的成像装置具有这样的构造,其中,调色剂盒8Y、8M、8C和8K能够安装至成像装置上并从其上拆卸下来,并且显影装置4Y、4M、4C和4K通过调色剂供应管(未示出)而分别与对应于各显影装置(颜色)的调色剂盒相连接。当容纳在各调色剂盒中的调色剂的量变少时,可更换调色剂盒。
[实施例]
下文将参照实施例和比较例更具体地说明本发明的示例性实施方案,然而,本发明的示例性实施方案不限于这些实施例。顺带提及的是,除非另有说明,否则“份”表示“质量份”。
<实施例1至7和比较例1至8>
<树脂颗粒分散液的制备>
[树脂颗粒分散液(1)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应1小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(1),其重均分子量为18,500、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(1)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(1)。
<着色剂颗粒分散液的制备>
[着色剂颗粒分散液(1)的制备]
青色颜料,C.I.颜料蓝15:3(酞菁铜,由DIC公司生 70份
产,商品名:FASTOGEN BLUE LA5380):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 5份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 200份
利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA制造)将这些材料混合并分散10分钟,向其中加入离子交换水以将分散液中的固含量调节至20质量%,由此获得着色剂颗粒分散液(1),该着色剂颗粒分散液(1)中分散有体均粒径为190nm的着色剂颗粒。
<防粘剂颗粒分散液的制备>
[防粘剂颗粒分散液(1)的制备]
费-托石蜡(FNP-9,由Nippon Seiro公司生产,熔 100份
融温度:90℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在100℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(1)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(1)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
[防粘剂颗粒分散液(2)的制备]
聚乙烯蜡(Polywax 725,由Baker Petrolite公司生 100份
产,熔融温度:104℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在110℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(2)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(2)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
[防粘剂颗粒分散液(3)的制备]
微晶蜡(Hi-MIC-1090,由Nippon Seiro公司生产, 100份
熔融温度:88℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在110℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(3)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(3)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
[防粘剂颗粒分散液(4)的制备]
微晶蜡(Hi-MIC-2065,由Nippon Seiro公司生产, 100份
熔融温度:75℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在110℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(4)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(4)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
[防粘剂颗粒分散液(5)的制备]
聚丙烯蜡(NP055,由Mitsui Chemicals公司生产, 100份
熔融温度:136℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在140℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(5)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(5)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
<实施例1>
[调色剂颗粒的制备]
准备这样的装置,其中圆底不锈钢制烧瓶和容器A通过管泵A相连,储存在容器A中的溶液在管泵A的驱动下被供至烧瓶中,容器A和容器B通过管泵B相连,在管泵B的驱动下储存于容器B中的溶液被供至容器A(见图3)。通过利用该装置进行如下操作。
树脂颗粒分散液(1): 500份
着色剂颗粒分散液(1): 40份
阴离子表面活性剂(TaycaPower): 2份
将这些材料投入圆底不锈钢制烧瓶中,通过加入0.1N的硝酸将pH值调节至3.5,然后加入30份的聚氯化铝浓度为10质量%的硝酸水溶液。接下来,通过使用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)将该混合物在30℃下分散,随后在加热用油浴中以1℃/30分钟的速率升温,以使聚集颗粒的粒径生长。
另一方面,将150份的树脂颗粒分散液(1)投入容器A(其为聚酯制瓶子),将25份的防粘剂颗粒分散液(1)投入容器B。然后,分别将管泵A的供液速率和管泵B的供液速率设定为0.68份/1分钟和0.13份/1分钟,当其中形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶的温度达到37℃时,驱动管泵A和B以开始供给各分散液,由此由容器A向形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶中供给其中分散有树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,同时逐渐增加防粘剂颗粒的浓度。
在完成向烧瓶供给各分散液并且烧瓶中的温度达到48℃时后,将所得混合物保持30分钟,由此形成第二聚集颗粒。
随后,缓慢加入50份的树脂颗粒分散液(1),保持该混合物1小时。在通过加入0.1N的氢氧化钠水溶液以将pH值调节至8.5之后,加热该混合物至85℃并同时持续搅拌,保持5小时,然后以20℃/分钟的速率冷却至20℃,进行过滤,用离子交换水充分洗涤并干燥,从而获得体均粒径为6.0μm的调色剂颗粒(1)。
[调色剂的制备]
使用Henschel混合器将100份调色剂颗粒(1)与0.7份经二甲基硅油处理的二氧化硅颗粒(RY200,由Nippon Aerosil公司生产)混合,以获得调色剂(1)。
[显影剂的制备]
通过砂磨机将除铁氧体颗粒以外的其他成分分散,以制备分散液,将该分散液与铁氧体颗粒一同投入真空排气型捏合机中,在减压的同时搅拌并干燥,从而获得载体。
随后,对于每100份的上述载体,混合8份的调色剂(1),从而获得显影剂(1)。
<实施例2>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(2),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时的防粘剂颗粒分散液(1)改为防粘剂颗粒分散液(2),并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到37℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(2)的体均粒径为6.1μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(2)获得调色剂(2)和显影剂(2)。
<实施例3>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(3),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时的防粘剂颗粒分散液(1)改为防粘剂颗粒分散液(3),并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到37℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(3)的体均粒径为5.9μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(3)获得调色剂(3)和显影剂(3)。
<实施例4>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(4),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.40份/1分钟和0.08份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到31.5℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(4)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(4)获得调色剂(4)和显影剂(4)。
<实施例5>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(5),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.78份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到38℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(5)的体均粒径为5.8μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(5)获得调色剂(5)和显影剂(5)。
<实施例6>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(6),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.64份/1分钟和0.13份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到38℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(6)的体均粒径为5.7μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(6)获得调色剂(6)和显影剂(6)。
<实施例7>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(7),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.66份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到39℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(7)的体均粒径为6.1μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(7)获得调色剂(7)和显影剂(7)。
<比较例1>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C1),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时的防粘剂颗粒分散液(1)改为防粘剂颗粒分散液(4),并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到37℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C1)的体均粒径为5.8μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C1)获得调色剂(C1)和显影剂(C1)。
<比较例2>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C2),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时的防粘剂颗粒分散液(1)改为防粘剂颗粒分散液(5),并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到37℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C2)的体均粒径为6.1μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C2)获得调色剂(C2)和显影剂(C2)。
<比较例3>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C3),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.38份/1分钟和0.08份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到30℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C3)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C3)获得调色剂(C3)和显影剂(C3)。
<比较例4>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C4),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.85份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到33℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C4)的体均粒径为5.7μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C4)获得调色剂(C4)和显影剂(C4)。
<比较例5>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C5),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.37份/1分钟和0.08份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到30.5℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C5)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C5)获得调色剂(C5)和显影剂(C5)。
<比较例6>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C6),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.90份/1分钟和0.18份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到37℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C6)的体均粒径为5.8μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C6)获得调色剂(C6)和显影剂(C6)。
<比较例7>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C7),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.39份/1分钟和0.08份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到35.2℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C7)的体均粒径为6.2μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C7)获得调色剂(C7)和显影剂(C7)。
<比较例8>
按照与实施例1相同的方式获得调色剂颗粒(C8),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.90份/1分钟和0.18份/1分钟,并且当其中形成有聚集颗粒的不锈钢制圆底烧瓶的温度达到42.3℃时驱动管泵A和B,以开始供给各分散液。
所获得的调色剂颗粒(C8)的体均粒径为6.1μm。随后,按照与实施例1相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C8)获得调色剂(C8)和显影剂(C8)。
<各项测量>
对于各实施例和比较例中获得的显影剂中的调色剂,根据上述方法测量防粘剂域的偏心度B分布的模式值和偏斜度。其结果示于表1中。
<评价>
利用各实施例和比较例中获得的显影剂进行如下评价。结果示于表1中。
[文件偏置评价]
作为形成评价用图像的成像装置,准备了由Fuji Xerox公司生产的700DigitalColor Press,并将显影剂和补充用调色剂(与显影剂中所包含的调色剂相同)分别置于显影剂瓶和调色剂盒中。在C2纸(由Fuji Xerox公司生产,基重:70g/m2)中连续形成3cm×4cm范围内的测试用文本图像(一串12点字符(12-point characters)),通过将定影温度设定为180℃并将处理速度设定为220mm/秒进行定影,从而形成定影图像。
将氯乙烯纸(ARUTORON SSS,由Mitsubishi Chemical Vinyl公司生产)覆盖在所获得的定影图像上,向其上施加250g的负荷并在65℃下保持8小时(压力接触)。
随后将氯乙烯纸分离,并用肉眼证实氯乙烯纸的与定影图像相对的表面上是否存在转移的图像。此处,当未观察到图像转移到氯乙烯纸上时,重复上述压力接触/分离,并每次均证实是否存在图像转移。
在评价文件偏置时,根据如下标准,对重复两次压力接触/分离之后氯乙烯纸上的图像转移程度进行评级,当评级为A至C时,重复上述压力接触/分离直至达到级别D,确定重复次数。
-文件偏置的评价标准-
A:图像完全未转移至氯乙烯纸上。
B:可证实略微转移至氯乙烯纸上。
C:可证实在氯乙烯纸上的转移程度为可接受的程度。
D:可证实转移至氯乙烯纸上。
表1
从上述结果可看出,实施例中所获得的文件偏置评价结果优于比较例。
其中,可理解到,与实施例2和实施例3相比,在防粘剂的熔融温度在90℃至100℃范围内的实施例1中,文件偏置得到了更好的抑制。
(实施例1B至7B,比较例1B至6B,参照例1B和2B)
<树脂颗粒分散液的制备>
[树脂颗粒分散液(1B)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应1小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(1),其重均分子量为18,500、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(1)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(1B)。
<着色剂颗粒分散液的制备>
[着色剂颗粒分散液(1B)的制备]
青色颜料,C.I.颜料蓝15:3(酞菁铜,由DIC公司生 70份
产,商品名:FASTOGEN BLUE LA5380):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 5份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 200份
利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA制造)将这些材料混合并分散10分钟,向其中加入离子交换水以将分散液中的固含量调节至20质量%,由此获得着色剂颗粒分散液(1B),该着色剂颗粒分散液(1)中分散有体均粒径为190nm的着色剂颗粒。
<防粘剂颗粒分散液的制备>
[防粘剂颗粒分散液(1B)的制备]
石蜡(HNP-9,由Nippon Seiro公司生产): 100份
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在100℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(1B)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(1B)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
<实施例1B>
[调色剂颗粒的制备]
准备这样的装置,其中圆底不锈钢制烧瓶和容器A通过管泵A相连,储存在容器A中的溶液在管泵A的驱动下被供至烧瓶中,容器A和容器B通过管泵B相连,在管泵B的驱动下储存于容器B中的溶液被供至容器A(见图3)。通过利用该装置进行如下操作。
树脂颗粒分散液(1B): 500份
着色剂颗粒分散液(1B): 40份
阴离子表面活性剂(TaycaPower): 2份
将这些材料投入圆底不锈钢制烧瓶中,通过加入0.1N的硝酸将pH值调节至3.5,然后加入30份的聚氯化铝浓度为10质量%的硝酸水溶液。接下来,通过使用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)将该混合物在30℃下分散,随后在加热用油浴中以1℃/30分钟的速率升温,以使聚集颗粒的粒径生长。
另一方面,将150份的树脂颗粒分散液(1B)投入容器A(其为聚酯制瓶子),将25份的防粘剂颗粒分散液(1B)投入容器B。然后,分别将管泵A的供液速率和管泵B的供液速率设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,当其中形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶的温度达到37.0℃时,驱动管泵A和B以开始供给各分散液,由此由容器A向形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶中供给其中分散有树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,同时逐渐增加防粘剂颗粒的浓度。
在完成向烧瓶供给各分散液并且烧瓶中的温度达到48℃时后,将所得混合物保持30分钟,由此形成第二聚集颗粒。
随后,缓慢加入50份的树脂颗粒分散液(1B),保持该混合物1小时。在通过加入0.1N的氢氧化钠水溶液以将pH值调节至8.5之后,加热该混合物至85℃并同时持续搅拌,保持5小时,然后以20℃/分钟的速率冷却至20℃,进行过滤,用离子交换水充分洗涤并干燥,从而获得体均粒径为6.0μm的调色剂颗粒(1B)。
[调色剂的制备]
使用Henschel混合器将100份调色剂颗粒(1B)与0.7份经二甲基硅油处理的二氧化硅颗粒(RY200,由Nippon Aerosil公司生产)混合(圆周速度:30m/秒,3分钟),以获得调色剂(1B)。
[显影剂的制备]
通过砂磨机将除铁氧体颗粒以外的其他成分分散,以制备分散液,将该分散液与铁氧体颗粒一同投入真空排气型捏合机中,在减压的同时搅拌并干燥,从而获得载体。
随后,对于每100份的上述载体,混合8份的调色剂(1B),从而获得显影剂(1B)。
<实施例2B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(2B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.55份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到33℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(2B)的体均粒径为5.9μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(2B)获得调色剂(2B)和显影剂(2B)。
<实施例3B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(3B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.80份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(3B)的体均粒径为5.3μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(3B)获得调色剂(3B)和显影剂(3B)。
<实施例4B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(4B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.58份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到39.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(4B)的体均粒径为5.6μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(4B)获得调色剂(4B)和显影剂(4B)。
<实施例5B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(5B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.84份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到41.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(5B)的体均粒径为5.7μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(5B)获得调色剂(5B)和显影剂(5B)。
<比较例1B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C1B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.55份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到30.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C1B)的体均粒径为5.2μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C1B)获得调色剂(C1B)和显影剂(C1B)。
<比较例2B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C2B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.84份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到33.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C2B)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C2B)获得调色剂(C2B)和显影剂(C2B)。
<比较例3B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C3B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.51份/1分钟和0.10份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到31.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C3B)的体均粒径为5.9μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C3B)获得调色剂(C3B)和显影剂(C3B)。
<比较例4B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C4B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.90份/1分钟和0.19份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C4B)的体均粒径为6.1μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C4B)获得调色剂(C4B)和显影剂(C4B)。
<比较例5B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C5B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.50份/1分钟和0.10份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到38.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C5B)的体均粒径为5.4μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C5B)获得调色剂(C5B)和显影剂(C5B)。
<比较例6B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(C6B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.89份/1分钟和0.19份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到42.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C6B)的体均粒径为5.5μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C6B)获得调色剂(C6B)和显影剂(C6B)。
<实施例6B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(6B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.75份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到37.0℃时驱动管泵A和B,并且当烧瓶中的温度达到40℃时,将管泵B的供液速率改为0.19份/1分钟。所获得的调色剂颗粒(6B)的体均粒径为5.9μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(6B)获得调色剂(6B)和显影剂(6B)。
<实施例7B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(7B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.75份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B,并且当烧瓶中的温度达到39℃时,将管泵B的供液速率改为0.10份/1分钟。所获得的调色剂颗粒(7B)的体均粒径为5.9μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(7B)获得调色剂(7B)和显影剂(7B)。
<参照例1B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(R1B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.75份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B,并且当烧瓶中的温度达到40℃时,将管泵B的供液速率改为0.22份/1分钟。所获得的调色剂颗粒(R1B)的体均粒径为5.8μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(R1B)获得调色剂(R1B)和显影剂(R1B)。
<参照例2B>
按照与实施例1B相同的方式获得调色剂颗粒(R2B),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1B)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.75份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B,并且当烧瓶中的温度达到39℃时,将管泵B的供液速率改为0.08份/1分钟。所获得的调色剂颗粒(R2B)的体均粒径为5.6μm。随后,按照与实施例1B相同的方式,通过使用调色剂颗粒(R2B)获得调色剂(R2B)和显影剂(R2B)。
<各项测量>
对于各实施例和比较例中获得的显影剂中的调色剂,根据上述方法测量防粘剂域的偏心度B分布的模式值、偏斜度和峭度。其结果示于表2中。
<评价>
利用各实施例和比较例中获得的显影剂进行如下评价。结果示于表2中。
[防粘性和光泽不均的评价]
在环境温度:25℃/湿度:60%的环境中,进行如下操作和成像。
作为形成评价用图像的成像装置,准备了由Fuji Xerox公司生产的700DigitalColor Press(其即使在纸的边缘部分仍能够输出未定影图像),将显影剂置于显影剂瓶中,并将补充用调色剂(与显影剂中所包含的调色剂相同)置于调色剂盒中。在压纹纸(REZAK66White,由Fuji Xerox公司生产,基重:151g/m2)上连续形成无前缘页边距的全幅密实图像,该图像的二次色密度(secondary color density)为200%,通过将定影温度设定为180℃并将处理速度设定为220mm/秒以在100张纸上进行连续输出。对在第一张纸和第100张纸上所获得的图像进行如下评价。
-防粘性评价-
观察在第一张纸和第100张纸上所获得的图像在纸张前缘处的状态,并根据如下标准进行评价。
A:未发生防粘失效,纸张前缘状态良好。
B:未发生防粘失效,纸张前缘微卷。
C:因防粘失效,图像的前缘出现粗糙化。
D:防粘失效,发生纸张卷曲。
-光泽不均的评价-
通过使用便携式光泽计(BYK-Gardener MicroTrigloss,由Toyo Seiki Seisaku-Sho公司生产),测量在第一张纸和第100张纸上所获得的图像的60°光泽。在图像的前缘左端/前缘右端/后缘左端/后缘右端/中心部分这总共5处位置随机测量10次光泽,确定总计50个光泽值数据的标准偏差σ,将其用作光泽不均的指数。
A:σ<3.0
B:3.0≤σ<5.0
C:5.0≤σ<8.0
D:8.0≤σ
表2
从上述结果可看出,实施例中所获得的防粘失效和光泽不均的评价结果优于比较例。
其中,可理解到,与参照例1B和2B相比,在防粘剂域的偏心度6B的峭度在-0.20至+1.50范围内的实施例6B中,获得了良好的防粘失效和光泽不均的评价。
<实施例1C至13C和比较例1C至6C>
<树脂颗粒分散液的制备>
[树脂颗粒分散液(1C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应3小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(1),其重均分子量为40,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(1)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(1C)。
[树脂颗粒分散液(2C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应2.5小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(2),其重均分子量为30,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(2)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(2C)。
[树脂颗粒分散液(3C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应10小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(3),其重均分子量为100,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(3)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(3C)。
[树脂颗粒分散液(4C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应2小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(4),其重均分子量为25,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(4)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(4C)。
[树脂颗粒分散液(5C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应11小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(5),其重均分子量为110,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(5)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(5C)。
[树脂颗粒分散液(6C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应2.7小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(6),其重均分子量为35,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(6)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(6C)。
[树脂颗粒分散液(7C)的制备]
将这些材料投入内部体积为5升且配备有搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中。在1小时内将温度升至210℃,对于每100份的上述材料,投入1份的四乙氧基钛。在0.5小时内将温度升至230℃,同时将所产生的水蒸馏除去,在该温度下持续脱水缩合反应6小时,然后将反应产物冷却。通过这种方式,合成了聚酯树脂(7),其重均分子量为60,000、酸值为14mgKOH/g、且玻璃化转变温度为59℃。
将40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有温度调节单元和氮气吹扫单元的容器中,以制备混合溶剂。随后,逐渐投入100份的聚酯树脂(7)并使之溶解,向其中加入10质量%的氨水(以摩尔比计,其量相当于树脂酸值的3倍),随后搅拌30分钟。
接下来,用干燥氮气吹扫容器内部,在搅拌混合溶液的同时,保持温度为40℃并以2份/分钟的速率滴加400份的离子交换水,从而进行乳化。在滴加结束之后,使乳化液体的温度回至室温(20℃至25℃),通过搅拌使干燥氮气通过该溶液鼓泡48小时,以将乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下,从而获得树脂颗粒分散液,该树脂颗粒分散液中分散有体均粒径为200nm的树脂颗粒。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,以将固含量调节至20质量%,将所得分散液标记为树脂颗粒分散液(7C)。
<着色剂颗粒分散液的制备>
[着色剂颗粒分散液(1C)的制备]
青色颜料,C.I.颜料蓝15:3(酞菁铜,由DIC公司生 70份
产,商品名:FASTOGEN BLUE LA5380):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 5份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 200份
利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA制造)将这些材料混合并分散10分钟,向其中加入离子交换水以将分散液中的固含量调节至20质量%,由此获得着色剂颗粒分散液(1C),该着色剂颗粒分散液(1C)中分散有体均粒径为190nm的着色剂颗粒。
<防粘剂颗粒分散液的制备>
[防粘剂颗粒分散液(1C)的制备]
石蜡(FNP-9,由Nippon Seiro公司生产): 100份
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 1份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 350份
将这些材料混合,在100℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散,然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对其进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(1C)(固含量:20质量%),其中在该防粘剂颗粒分散液(1C)中分散有体均粒径为200nm的防粘剂颗粒。
<实施例1C>
[调色剂颗粒的制备]
准备这样的装置,其中圆底不锈钢制烧瓶和容器A通过管泵A相连,储存在容器A中的溶液在管泵A的驱动下被供至烧瓶中,容器A和容器B通过管泵B相连,在管泵B的驱动下储存于容器B中的溶液被供至容器A(见图3)。通过利用该装置进行如下操作。
树脂颗粒分散液(1C): 500份
着色剂颗粒分散液(1C): 40份
阴离子表面活性剂(TaycaPower): 2份
将这些材料投入圆底不锈钢制烧瓶中,通过加入0.1N的硝酸将pH值调节至3.5,然后加入30份的聚氯化铝浓度为10质量%的硝酸水溶液。接下来,通过使用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)将该混合物在30℃下分散,随后在加热用油浴中以1℃/30分钟的速率升温,以使聚集颗粒的粒径生长。
另一方面,将150份的树脂颗粒分散液(1C)投入容器A(其为聚酯制瓶子),将25份的防粘剂颗粒分散液(1C)投入容器B。然后,分别将管泵A的供液速率和管泵B的供液速率设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,当其中形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶的温度达到35.0℃时,驱动管泵A和B以开始供给各分散液,由此由容器A向形成有聚集颗粒的圆底不锈钢制烧瓶中供给其中分散有树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液,同时逐渐增加防粘剂颗粒的浓度。
在完成向烧瓶供给各分散液并且烧瓶中的温度达到48℃时后,将所得混合物保持30分钟,由此形成第二聚集颗粒。
随后,缓慢加入50份的树脂颗粒分散液(1C),保持该混合物1小时。在通过加入0.1N的氢氧化钠水溶液以将pH值调节至8.5之后,加热该混合物至85℃并同时持续搅拌,保持5小时,然后以20℃/分钟的速率冷却至20℃,进行过滤,用离子交换水充分洗涤并干燥,从而获得体均粒径为6.0μm的调色剂颗粒(1C)。
[调色剂的制备]
使用Henschel混合器将100份调色剂颗粒(1C)与0.7份经二甲基硅油处理的二氧化硅颗粒(RY200,由Nippon Aerosil公司生产)混合,以获得调色剂(1C)。
[显影剂的制备]
通过砂磨机将除铁氧体颗粒以外的其他成分分散,以制备分散液,将该分散液与铁氧体颗粒一同投入真空排气型捏合机中,在减压的同时搅拌并干燥,从而获得载体。
随后,对于每100份的上述载体,混合8份的调色剂(1C),从而获得显影剂(1C)。
<实施例2C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(2C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到31.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(2C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(2C)获得调色剂(2C)和显影剂(2C)。
<实施例3C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(3C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到37.5℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(3C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(3C)获得调色剂(3C)和显影剂(3C)。
<实施例4C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(4C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到33.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(4C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(4C)获得调色剂(4C)和显影剂(4C)。
<实施例5C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(5C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到36.5℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(5C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(5C)获得调色剂(5C)和显影剂(5C)。
<实施例6C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(6C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.53份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到33.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(6C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(6C)获得调色剂(6C)和显影剂(6C)。
<实施例7C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(7C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.85份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到36.5℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(7C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(7C)获得调色剂(7C)和显影剂(7C)。
<实施例8C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(8C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.55份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到29.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(8C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(8C)获得调色剂(8C)和显影剂(8C)。
<实施例9C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(9C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.84份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到38.5℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(9C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(9C)获得调色剂(9C)和显影剂(9C)。
<实施例10C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(10C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时的树脂颗粒分散液(1C)改为树脂颗粒分散液(2C),管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(10C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(10C)获得调色剂(10C)和显影剂(10C)。
<实施例11C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(11C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时的树脂颗粒分散液(1C)改为树脂颗粒分散液(3C),管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(11C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(11C)获得调色剂(11C)和显影剂(11C)。
<实施例12C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(12C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时的树脂颗粒分散液(1C)改为树脂颗粒分散液(6C),管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(12C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(12C)获得调色剂(12C)和显影剂(12C)。
<实施例13C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(13C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时的树脂颗粒分散液(1C)改为树脂颗粒分散液(7C),管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(13C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(13C)获得调色剂(13C)和显影剂(13C)。
<比较例1C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C1C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到30.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C1C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C1C)获得调色剂(C1C)和显影剂(C1C)。
<比较例2C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C2C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.16份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到38.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C2C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C2C)获得调色剂(C2C)和显影剂(C2C)。
<比较例3C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C3C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.50份/1分钟和0.11份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到32.5℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C3C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C3C)获得调色剂(C3C)和显影剂(C3C)。
<比较例4C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C4C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.90份/1分钟和0.17份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到37.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C4C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C4C)获得调色剂(C4C)和显影剂(C4C)。
<比较例5C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C5C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(C5C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C5C)获得调色剂(C5C)和显影剂(C5C)。
<比较例6C>
按照与实施例1C相同的方式获得调色剂颗粒(C6C),不同之处在于:将制备调色剂颗粒(1C)时的树脂颗粒分散液(1C)改为树脂颗粒分散液(5C),管泵A的供液速率和管泵B的供液速率分别设定为0.70份/1分钟和0.14份/1分钟,并且当烧瓶的温度达到35.0℃时驱动管泵A和B。所获得的调色剂颗粒(11C)的体均粒径为6.0μm。随后,按照与实施例1C相同的方式,通过使用调色剂颗粒(C6C)获得调色剂(C6C)和显影剂(C6C)。
<各项测量>
对于各实施例和比较例中获得的显影剂中的调色剂,根据上述方法测量防粘剂域的偏心度B分布的模式值和偏斜度。其结果示于表3中。
<评价>
利用各实施例和比较例中获得的显影剂进行如下评价。结果示于表3中。
[纸张前缘色差和摩擦致色域降低的评价]
在环境温度:25℃/湿度:60%的环境中,进行如下操作和成像。
作为形成评价用图像的成像装置,准备了通过改装由Fuji Xerox公司生产的700Digital Color Press(其即使在纸的边缘部分仍能够输出未定影图像),将显影剂置于显影剂瓶中,并将补充用调色剂(与显影剂中所包含的调色剂相同)置于调色剂盒中。在涂覆纸(J COAT纸,由Fuji Xerox公司生产,基重:95g/m2,纸厚度:97μm,ISO亮度:88%)上连续形成无前缘页边距的整张密实图像,该图像的二次色密度(secondary color density)为200%,通过将定影温度设定为180℃并将处理速度设定为220mm/秒以在100张纸上进行连续输出。对在第100张纸上所获得的图像进行如下评价。
-纸张前缘色差评价-
利用反射光谱密度计(商品名:Xrite-939,由X-Rite公司生产),测量所获得的第100张纸上的图像在记录介质的前缘部和记录介质的后缘部的L*值、a*值和b*值。基于测量结果,通过上述方法确定纸张前缘色差(ΔEAB值)。
当ΔEA小于6时,处于实际中可接受的范围,其优选为3以下。
-摩擦致色域降低-
利用反射光谱密度计(商品名:Xrite-939,由X-Rite公司生产),测量所获得的第100张纸上的图像在记录介质的中部的L*值、a*值和b*值,随后将记录介质中部切至220mm×30mm的尺寸以制备测试片,通过使用白色棉织物作为摩擦物并将Gakushin式色牢仪(color fastness)用于摩擦测试仪(由Yasuda Seiki Seisakusho公司生产),从而进行评价。在于1.96N的负荷下反复摩擦100次之后,再次测量L*值、a*值和b*值。基于测量结果,通过上述方法确定色域降低(ΔECD值)。
当ΔECD小于6时,处于实际中可接受的范围,其优选为3以下。
表3
从上述结果可看出,实施例中所获得的纸张前缘色差和摩擦致色域降低的评价结果优于比较例。
(实施例1D至5D,比较例1D至6D)
(着色颗粒的体均粒径、以及外部添加剂的体均粒径或数均粒径的测量方法)
使用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司制造)、并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter公司制造)作为电解液来测量着色颗粒的体均粒径以及外部添加剂的体均粒径或数均粒径。
在测量中,首先将0.5mg至50mg的测量样品添加到作为分散剂的2ml 5%表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的水溶液中。将该混合物添加到100ml至150ml电解液中。将悬浮有样品的电解液在超声波分散器中分散处理约1分钟,通过Coulter Multisizer Type II,利用孔径为100μm的孔,对粒径为2μm至60μm范围的颗粒的粒径分布进行测量。取样的颗粒数目为50000个。
在基于所测得的粒径分布而划分的粒度范围(通道)中,从最小直径一侧开始绘制体积累积分布和数量累积分布,将累积百分数为50%时的粒径定义为数均粒径或体均粒径。
(调色剂的制备)
<非结晶性聚酯树脂的合成>
将如下原料投入经热干燥的双颈烧瓶中:90摩尔份的聚氧乙烯(2,0)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、10摩尔份的乙二醇、80摩尔份的对苯二甲酸、和20摩尔份的间苯二甲酸、以及作为催化剂的二丁基氧化锡;将氮气引入该容器内并保持为惰性气氛,升高温度,并在150℃至230℃下使内容物进行缩聚反应约12小时;随后,在210℃至250℃下逐渐减压,由此合成得到非结晶性聚酯树脂(1)。
非结晶性聚酯树脂(1)的重均分子量(Mw)为23,200。非结晶性聚酯树脂(1)的酸值为14.2KOHmg/g。此外,非结晶性聚酯树脂(1)的玻璃化转变温度(Tg)为62℃。
(偏钛酸颗粒的制备)
实施例中所用的偏钛酸颗粒如下所示。
·偏钛酸颗粒(1):晶体直径12.5nm
·偏钛酸颗粒(2):晶体直径15.7nm
·偏钛酸颗粒(3):晶体直径14.0nm
·偏钛酸颗粒(4):晶体直径11.0nm
·偏钛酸颗粒(5):晶体直径18.2nm
<偏钛酸颗粒(1)的制备>
将钛铁矿(FeTiO3)加热并溶解于浓硫酸中,以分离出铁粉末并获得TiOSO4。此外,通过热水解制备TiO(OH)2沉淀物。将其过滤并重复水洗。随后加入聚羧酸(相对于TiO(OH)2,聚羧酸的量为10ppm,以质量计)和100倍(质量计)的水,将混合物充分搅拌并随后在150℃下干燥。接下来,将所得物500℃下加热并烧制80分钟从而获得二氧化钛。然后将所获得的二氧化钛分散在水中,在搅拌的同时,在25℃下滴加固含量为5重量%的异丁基甲氧基硅烷。接着将其过滤并重复水洗。将所获得的经异丁基甲氧基硅烷表面处理的二氧化钛在150℃下干燥。
在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒(1)在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为12.5nm。
<偏钛酸颗粒(2)的制备>
按照与偏钛酸颗粒(1)相同的方式制备偏钛酸颗粒(2),不同之处在于:将偏钛酸颗粒(1)制备中的干燥时间改为135分钟,将聚羧酸的添加量改为8ppm。
在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒(2)在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为15.7nm。
<偏钛酸颗粒(3)的制备>
按照与偏钛酸颗粒(1)相同的方式制备偏钛酸颗粒(3),不同之处在于:将偏钛酸颗粒(1)制备中的干燥时间改为100分钟。
在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒(3)在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为14.0nm。
<偏钛酸颗粒(4)的制备>
按照与偏钛酸颗粒(1)相同的方式制备偏钛酸颗粒(4),不同之处在于:将偏钛酸颗粒(1)制备中的干燥温度改为490℃,将干燥时间改为75分钟,将聚羧酸的添加量改为15ppm。
在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒(4)在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为11.0nm。
<偏钛酸颗粒(5)的制备>
按照与偏钛酸颗粒(1)相同的方式制备偏钛酸颗粒(5),不同之处在于:将偏钛酸颗粒(1)制备中的干燥温度改为520℃,将干燥时间改为150分钟,将聚羧酸的添加量改为0ppm。
在CuKα特征X射线衍射中,偏钛酸颗粒(4)在27.5°的Bragg角2θ处示出了最大衍射峰,由该衍射峰计算得到的晶体直径为18.2nm。
(二氧化硅颗粒的制备)
实施例中使用的二氧化硅颗粒如下所示。
·二氧化硅颗粒(1):体均粒径65nm
·二氧化硅颗粒(2):体均粒径180nm
·二氧化硅颗粒(3):体均粒径130nm
·二氧化硅颗粒(4):体均粒径40nm
·二氧化硅颗粒(5):体均粒径230nm
<二氧化硅颗粒(1)的制备>
在100份的离子交换水和100份的25重量%醇的存在下,搅拌150份的四甲氧基硅烷,并同时在5小时内滴加150份的25重量%的氨水(30℃)。将在该反应中获得的二氧化硅凝胶悬浮液离心分离为湿二氧化硅凝胶、醇和氨水。此外,在120℃下将分离出的湿二氧化硅凝胶干燥2小时,随后将100份的二氧化硅和50份的乙醇投入蒸发器内,并搅拌内容物15分钟,同时将温度保持在40℃。接下来,对于每100份的二氧化硅,加入10份的二甲基二甲氧基硅烷,继续搅拌内容物15分钟。最终,升温至90℃,在减压下干燥甲醇。取出由此处理的材料并继续在120℃下真空干燥30分钟。将干燥后的二氧化硅粉碎以获得体均粒径为65nm的二氧化硅颗粒(1)。
<二氧化硅颗粒(2)的制备>
按照与二氧化硅颗粒(1)相同的制备方法获得体均粒径为180nm的二氧化硅颗粒(2),不同之处在于:在二氧化硅颗粒(1)的制备中,在5小时内滴加150份的氨水并同时以150rpm搅拌,从而进行所述25重量%的氨水的添加。
<二氧化硅颗粒(3)的制备>
按照与二氧化硅颗粒(1)相同的制备方法获得体均粒径为130nm的二氧化硅颗粒(3),不同之处在于:在二氧化硅颗粒(1)的制备中,在5小时内滴加150份的氨水并同时以205rpm搅拌,从而进行所述25重量%的氨水的添加。
<二氧化硅颗粒(4)的制备>
按照与二氧化硅颗粒(1)相同的制备方法获得体均粒径为40nm的二氧化硅颗粒(4),不同之处在于:在二氧化硅颗粒(1)的制备中,在5小时内滴加150份的氨水并同时以305rpm搅拌,从而进行所述25重量%的氨水的添加。
<二氧化硅颗粒(5)的制备>
按照与二氧化硅颗粒(1)相同的制备方法获得体均粒径为230nm的二氧化硅颗粒(5),不同之处在于:在二氧化硅颗粒(1)的制备中,在5小时内滴加150份的氨水并同时以95rpm搅拌,从而进行所述25重量%的氨水的添加。
<防粘剂分散液的制备>
石蜡(HNP-9,由Nippon Seiro公司生产,熔点: 50份
75℃):
阴离子表面活性剂(Neogen RK,由Dai-Ichi Kogyo 0.5份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 200份
将上述成分混合,在95℃下加热,并利用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生产)分散。然后利用Manton Gaulin高压均质器(由Gaulin公司生产)对所得物进行分散处理,从而获得其中分散有防粘剂的防粘剂颗粒分散液(固含量:20质量%)。该防粘剂颗粒分散液中的防粘剂的体均粒径为0.23μm。
<着色剂颗粒分散液的制备>
青色颜料(颜料蓝15:3(酞菁铜),由Dainichiseika 1,000份
Color&Chemicals Mfg.生产):
阴离子表面活性剂(NEOGEN RK,由Dai-Ichi Kogyo 15份
Seiyaku公司生产):
离子交换水: 90,000份
通过使用高压对撞分散器ULTIMAIZER(HJP30006,由Sugino Machine Limited生产)将前述成分混合分散1小时,由此获得其中分散有着色剂(青色颜料)的着色剂分散液。在着色剂分散液中,着色剂(青色颜料)的体均粒径为0.16μm,固含量为20重量%。
(实施例1D)
<着色剂颗粒(1)的制备>
-混合步骤-
将上述各原料投入柱状不锈钢容器内,通过使用均质器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司制造),在施加剪切力的同时以4,000rpm的转数进行分散混合10分钟。接下来,逐渐滴加2.0份的10%聚氯化铝(PAC)的硝酸水溶液(顺带提及,硝酸的含量为0.05N)作为聚集剂,并利用均质器以5,000rpm的转数将内容物分散并混合15分钟,从而制备原料分散液。
-聚集步骤-
随后,将原料分散液转移至配有搅拌装置和温度计的聚合器内,并通过加热罩开始加热,由此在42℃下促进聚集颗粒的生长。此时,通过利用0.3N的硝酸或者1N的氢氧化钠水溶液将原料分散液的pH值控制为3.2至3.8的范围。在保持前述pH值范围的同时,将原料分散液静置约2小时,从而形成聚集颗粒。所得聚集颗粒的体均粒径为5.4μm。
-融合步骤-
接下来,向原料分散液中另外加入100份的非结晶性聚酯树脂分散液(1),从而使非结晶性聚酯树脂分散液(1)中的树脂颗粒附着至聚集颗粒的表面。此外,使原料分散液升温至44℃,利用光学显微镜和Multisizer II证实聚集颗粒的尺寸和颗粒形状。随后,为了使聚集颗粒融合,向原料分散液中滴加氢氧化钠水溶液以将pH值控制为7.5,并将原料分散液升温至95℃。接下来,将原料分散液静置3小时以使聚集颗粒融合。在通过光学显微镜证实了聚集颗粒的融合之后,以1.0℃/分钟的降温速率将着色颗粒分散液冷却。
-洗涤步骤-
接下来,过滤着色剂颗粒分散液,将固-液分离之后的着色颗粒分散在30℃的离子交换水(离子交换水的量为着色颗粒固体的含量的20倍),搅拌20分钟并随后过滤。将该步骤重复五次,从而证实过滤物的导电率为25μS。将着色颗粒过滤并通过冷冻干燥机干燥,从而获得着色颗粒(1)。
-外部添加步骤-
向Henschel混合器中投入100份的着色颗粒、1.84份的偏钛酸颗粒(1)和0.98份的二氧化硅颗粒(1),以2,200的转数混合2.5分钟。此外,用45μm的筛网将混合物过筛,从而获得外部添加调色剂(1)。
(实施例2D至5D,比较例1D至4D)
<外部添加调色剂(2)至(9)的制备>
按照与外部添加调色剂(1)相同的方式制备外部添加调色剂(2)至(9),不同之处在于:将偏钛酸颗粒和二氧化硅颗粒分别改为表4中所述的成分。
表4
外部添加调色剂(1) | 偏钛酸颗粒 | 二氧化硅颗粒 | |
实施例1D | 外部添加调色剂(2) | 偏钛酸颗粒(1) | 二氧化硅颗粒(1) |
实施例2D | 外部添加调色剂(3) | 偏钛酸颗粒(2) | 二氧化硅颗粒(1) |
实施例3D | 外部添加调色剂(4) | 偏钛酸颗粒(1) | 二氧化硅颗粒(2) |
实施例4D | 外部添加调色剂(5) | 偏钛酸颗粒(2) | 二氧化硅颗粒(2) |
实施例5D | 外部添加调色剂 | 偏钛酸颗粒(3) | 二氧化硅颗粒(3) |
比较例1D | 外部添加调色剂(6) | 偏钛酸颗粒(3) | 二氧化硅颗粒(4) |
比较例2D | 外部添加调色剂(7) | 偏钛酸颗粒(4) | 二氧化硅颗粒(3) |
比较例3D | 外部添加调色剂(8) | 偏钛酸颗粒(3) | 二氧化硅颗粒(5) |
比较例4D | 外部添加调色剂(9) | 偏钛酸颗粒(5) | 二氧化硅颗粒(3) |
<载体的制备>
将1,000份的Mn-Mg铁氧体(体均粒径:50μm,形状因子SF1:120,由Powdertech公司生产)投入捏合机中;将150份的全氟辛基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(聚合比:20/80,Tg:72℃,重均分子量:72,000,由Soken Chemical and Engineering公司生产)溶解于700份的甲苯中从而制备溶液,加入该溶液,并在常温下将内容物混合20分钟。随后,将混合物加热至70℃,在减压下干燥,然后取出从而获得包覆载体。此外,用开孔为75μm的筛网将所得包覆载体过筛以除去粗粉末,从而获得载体。载体的形状因子SF1为122。
<显影剂的制备>
将所获得的各外部添加调色剂(1)至(9)和载体以5/95的比例(外部添加调色剂/载体,重量比)加入V型共混机中,从而获得显影剂(1)至(9),然后进行评价。
<评价>
使用经过改装的700Digital Color Press(由Fuji Xerox公司制造),其装有所获得的静电图像显影剂。使调色剂和装置分布在各种温度和湿度条件下放置一天,然后在相同条件下进行评价。
[密度变化]
条件1:在低温低湿度环境(10℃,15%)中放置一天,然后在相同条件下开始进行评价。
条件2:在高温高湿度环境(28℃,85%)中放置一天,然后在相同条件下开始进行评价。
在上述各条件下制备样品片(patch),并证实图像密度(密度1)。接下来,在100,000张纸上连续打印面积覆盖率(密度)为1%的图像,再次制备样品片,并证实图像密度(密度2)。
使用图像密度计X-RITE938(由X-RITE公司生产)测量图像密度。
由密度1和密度2计算由如下表达式表示的Δ密度的值,根据如下标准进行评价。
Δ密度=|(密度1)–(密度2)|
G1:0<Δ密度≤0.2
G2:0.2<Δ密度≤0.3
G3:0.3<Δ密度
<色纹的评价>
将经过改装并且装有所获得的静电图像显影剂的700Digital Color Press(由Fuji Xerox公司制造)在高温高湿度环境(28℃,85%)中放置一天,然后在100,000张纸上连续打印面积覆盖率为1%的图像。
对于第99,900张纸至第100,000张纸,目视观察色纹的产生,根据如下标准进行评价。
G1:无色纹产生
G2:0张<色纹的产生≤5张
G3:5张<色纹的产生
Claims (19)
1.一种静电图像显影用调色剂,包含:
调色剂颗粒,所述调色剂颗粒含有粘结剂树脂、着色剂、以及熔融温度为85℃至120℃的防粘剂,
所述调色剂颗粒具有海-岛结构,该海-岛结构包括含有所述粘结剂树脂的海部以及包含所述防粘剂的岛部,
其中所述包含防粘剂的岛部的由下式(1)表示的偏心度B分布的模式值为0.95至1.00,并且所述偏心度B分布的偏斜度为-1.30至-0.90:
式(1):偏心度B=2d/D
在式(1)中,D为观察所述调色剂颗粒的截面时所述调色剂颗粒的当量圆直径,d为观察所述调色剂颗粒的截面时所述调色剂颗粒的重心与所述包含防粘剂的岛部的重心之间的距离,其中D和d的单位均为μm,
其中,所述偏心度B分布的模式值为在统计分析处理中,在所述包含防粘剂的岛部的偏心度B分布中出现最频繁的数据段的数值,并且偏斜度Sk根据下式(2)计算,其中n是所述包含防粘剂的岛部的偏心度B的数据个数,xi是各所述包含防粘剂的岛部的偏心度B的数据值,其中i=1,2,...,n,是所述包含防粘剂的岛部的偏心度B的全部数据的平均值,并且s是所述包含防粘剂的岛部的偏心度B的全部数据的标准偏差:
式(2):
2.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述粘结剂树脂为聚酯树脂。
3.根据权利要求2所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述聚酯树脂的醇构成成分包括双酚A的环氧烷烃加合物。
4.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述粘结剂树脂的玻璃化转变温度为50℃至80℃。
5.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述粘结剂树脂的含量为40质量%至95质量%。
6.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述着色剂的含量为1质量%至30质量%。
7.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述防粘剂的熔融温度为90℃至100℃。
8.根据权利要求7所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述防粘剂包含烃系蜡。
9.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述防粘剂的含量为1质量%至20质量%。
10.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其含有二氧化硅作为外部添加剂。
11.根据权利要求10所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述二氧化硅经过了硅油的处理。
12.根据权利要求10所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述外部添加剂的外部添加量为0.01质量%至5质量%。
13.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述调色剂颗粒的体均粒径为2μm至10μm。
14.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述调色剂颗粒的形状因子SF1为110至150。
15.一种静电图像显影剂,其包含根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂。
16.根据权利要求15所述的静电图像显影剂,包含被包覆树脂包覆的载体。
17.根据权利要求16所述的静电图像显影剂,
其中所述包覆树脂含有导电性颗粒。
18.根据权利要求17所述的静电图像显影剂,
其中所述导电性颗粒为炭黑。
19.一种调色剂盒,其储存有根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,该调色剂盒可安装至成像装置上,并且可从成像装置上拆下来。
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