CN110178089A - 静电图像显影用调色剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的涉及一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定,且将在第1次测定中于130℃观测的tanδ的值设为TP1(130℃)、于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃),将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、TP1(130℃)为2.5以上。

Description

静电图像显影用调色剂
技术领域
本发明涉及能够在保持抗粘连性的情况下兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性、在低温定影时也可获得高画质图像的静电图像显影用调色剂。
背景技术
静电图像显影用调色剂已在打印机、复印机、传真机等中被用于使静电图像可视化的图像形成。以基于电子照相方式的图像形成为例,首先在感光鼓上形成静电潜像,接着利用调色剂使其显影,然后转印至转印纸等,利用热等进行定影,由此来进行图像形成。
作为静电图像显影用调色剂,通常,出于为通过熔融混炼粉碎法得到的调色剂粒子赋予流动性等各种性能的目的,所使用的是将例如二氧化硅等固体微粒作为外部添加剂而附着于表面的形态的调色剂,所谓的熔融混炼粉碎法是在粘结树脂及着色剂中根据需要而干式混合电荷控制剂、脱模剂、磁体等之后,利用挤出机等进行熔融混炼,然后进行粉碎、分级的方法。
进而,出于近来对高精细化的要求,还提出了容易对调色剂的粒径、粒度分布加以控制的悬浮聚合法、乳化凝聚法、溶解悬浮法等制造法。
近年来,已积极地展开了将通过复印机、打印机等电子照相方式得到的图像应用于专业领域的研究,越来越有必要从迄今为止的印刷文字的用途拓展到精美地输出照片/图形等图像。为此,强烈期待其输出图像具有比以往更高的高画质图像、高光泽性。
另外,还同时期待电子照相装置的低能量化、高速打印化,因此作为调色剂,强烈期待其可通过低热能(时间×温度)熔融并在介质上定影,但低温下的优异定影性与抗粘连性之间存在相互矛盾的关系,期待实现它们的兼顾。针对兼顾低温下的优异定影性和抗粘连性这样的课题,已展开了各种研究。
另一方面,关于在利用电子照相装置进行图像输出时的定影温度,实际的定影温度并非恒定值、而是存在一定程度的不均。例如,在接通电源后立即进行图像输出的情况下,定影温度会变低,但如果从此处进行连续打印,则定影温度增高。另外,在调色剂层厚较厚(例如,密集地打印多种颜色的调色剂)的情况下,施加于调色剂层的实际温度变低,在调色剂层厚较薄(例如,稀疏地打印单色调色剂)的情况下,施加于调色剂层的实际温度变高。
另外,近年来,为了实现低能量化而减少了对加热辊的定影温度的控制频度,因此容易引发定影温度的不均。如果定影温度高,则会引发产生热沾污(转印材料上的调色剂附着于定影构件之后,由于该调色剂再次转移至转印材料而污染转印材料的现象)的问题。因此,期待在高温侧的定影性也良好的调色剂。
专利文献1中公开了一种静电显影用调色剂,其是包含结晶性聚酯树脂和脱模剂的调色剂,其中,在经过了钌染色的调色剂截面存在上述结晶性聚酯树脂与上述脱模剂接触而成的结构体,在将该结构体的截面积设为A、单独的上述脱模剂的截面积设为B、单独的上述结晶性聚酯树脂的截面积设为C时,40≤100×A/(A+B+C)≤70、10≤100×B/(A+B+C)≤30、20≤100×C/(A+B+C)≤30,获得了定影性能的定影温度依赖性少、热保管性优异的特性。
专利文献2中出于耐热保存性、低温定影的目的而含有熔点50~150℃的结晶性有机化合物作为定影助剂,且为了使加热时树脂与定影助剂相容而提出了一种静电图像显影用调色剂,其是在调色剂的DSC测定中,第2次升温的源自定影助剂的熔解极大值的吸热量与第1次升温相比变小、调色剂的玻璃化转变温度比树脂的玻璃化转变温度低、第2次升温的玻璃化转变温度与第1次升温相比变小的静电图像显影用调色剂。
专利文献3中公开了一种静电图像显影用调色剂,其是具有调色剂母粒和壳层的核壳结构,上述调色剂母粒在上述调色剂母粒的表面上具有由水溶性树脂形成的树脂包覆层、且在上述树脂包覆层上具有上述壳层。
专利文献4中提出了一种静电图像显影用调色剂,其是具有调色剂母粒和壳层的核壳结构,为了使其满足抗粘连性和低温下的优异定影性、耐沾污性能,对基于动态粘弹性试验的调色剂的储能模量(G’)进行了调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-33057号公报
专利文献2:日本特开2012-22331号公报
专利文献3:日本特开2015-64573号公报
专利文献4:日本特开2011-28150号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在任一专利文献记载的调色剂中,虽均对抗粘连性、低温下的优异定影性及耐热沾污性的各个方面进行了探讨,但并未实现充分的兼顾。
本发明要解决的问题在于提供能够在保持抗粘连性的情况下改善低温下的优异定影性、耐热沾污性的静电图像显影用调色剂。
解决问题的方法
作为能够在保持抗粘连性的情况下兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性的实施方式,本发明人等发现,将后文叙述的TP2(140℃)/TP1(140℃)及后文叙述的TP1(130℃)、后文叙述的TP2(140℃)/TP1(140℃)及后文叙述的TP2A/TP1A显示最小值的温度、后文叙述的TP2(140℃)/TP1(140℃)或后文叙述的TP2(120℃)/TP1(120℃)调整至特定的范围是有效的,进而完成了本发明。本发明是基于上述见解而完成的,本发明的实施方式如下所述。
<1>一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于130℃观测的tanδ的值设为TP1(130℃)、于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、TP1(130℃)为2.5以上。
<2>上述<1>所述的静电图像显影用调色剂,其中,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.50以上。
<3>上述<1>或<2>所述的静电图像显影用调色剂,其中,TP1(130℃)为4.0以下。
<4>上述<1>~<3>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其包含至少含有粘结树脂和着色剂的调色剂母粒、及外部添加剂。
<5>上述<1>~<4>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,利用流变仪在120℃观测的该调色剂的储能模量G’为2000Pa以下,且利用流动试验仪测定的该调色剂的软化点为105℃以上。
<6>上述<1>~<5>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,上述静电图像显影用调色剂具有核/壳结构,该核/壳结构含有至少包含粘结树脂和着色剂的核成分、和存在于其周围的至少包含粘结树脂的壳成分,上述核成分的交联度高于上述壳成分的交联度,且上述壳成分的极性高于上述核成分的极性。
<7>上述<6>所述的静电图像显影用调色剂,其中,上述核成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度比上述壳成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度低5℃以上。
<8>上述<1>~<7>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其体积平均粒径为4~8μm。
<9>上述<1>~<8>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其平均圆度为0.95~0.99。
<10>上述<1>~<9>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,上述静电图像显影用调色剂包含铜酞菁类的染料颜料作为着色剂。
<11>一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP1A、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP2A时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、且TP2A/TP1A显示最小值的温度为130℃以上。
<12>一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.90以上且0.95以下,或者,在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP1(120℃)、将在第2次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP2(120℃)时,TP2(120℃)/TP1(120℃)为0.60以上且0.70以下。
<13>一种静电图像显影用调色剂,其中,利用流变仪在120℃观测的该调色剂的储能模量G’为2000Pa以下、且利用流动试验仪测定的该调色剂的软化点为105℃以上。
<14>上述<11>~<13>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,上述静电图像显影用调色剂具有核/壳结构,该核/壳结构含有至少包含粘结树脂和着色剂的核成分、和存在于其周围的至少包含粘结树脂的壳成分,上述核成分的交联度高于上述壳成分的交联度,且上述壳成分的极性高于上述核成分的极性。
<15>上述<14>所述的静电图像显影用调色剂,其中,上述核成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度比上述壳成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度低5℃以上。
<16>上述<11>~<15>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其体积平均粒径为4~8μm。
<17>上述<11>~<16>中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其平均圆度为0.95~0.99。
发明的效果
根据本发明,可提供能够在保持抗粘连性的情况下兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性的静电图像显影用调色剂。
附图说明
[图1]图1为利用流变仪对本发明的静电图像显影用调色剂第1次进行测定时的成型体的剖面的概念图。
[图2]图2为测定本发明的静电图像显影用调色剂的TP1(140℃)和TP2(140℃)时的概念图。
符号说明
1由壳成分和外部添加剂形成的结构体(也可以具有不连续部分)
2核成分(构成调色剂的中心部的成分)
3第1次测定的tanδ曲线和TP1(140℃)
4第2次测定的tanδ曲线和TP2(140℃)
具体实施方式
1.测定方法、定义
本发明中,将具有外部添加剂之前的部分称为“调色剂母粒”。将对该调色剂母粒的表面赋予外部添加剂也简称为“外部添加”或“进行外部添加”。将在该调色剂母粒的表面具有外部添加剂的材料称为“调色剂”或“静电图像显影用调色剂”。
静电图像显影用调色剂的流变仪测定以实施例中记载的方法进行,温度、储能模量G’、损耗模量G”、tanδ(即,损耗角正切=G”/G’)、“在140℃观测的tanδ的第1次测定值、即TP1(140℃)”、“在140℃观测的tanδ的第2次测定值、即TP2(140℃)”、“在130℃观测的tanδ的第1次测定值、即TP1(130℃)”等,可定义为利用实施例中记载的测定方法测定的那些。另外,本发明中的“第1次升温”及“第2次升温”也可定义为在实施例中记载的测定方法中进行该测定时所进行的升温。
本发明的静电图像显影用调色剂是指,在利用实施例等中记载的测定方法(装置、设定等)进行测定时,具有(显示)本申请权利要求所规定的数值(参数)的调色剂。即,即使是在利用其它装置或其它设定来测定数值(参数)的情况下,只要调色剂本身是在利用本申请说明书的实施例等中记载的测定方法进行测定时具有(显示)该数值(参数)那样的调色剂,则包括在本发明中。
在没有特殊说明的情况下,本发明中的“体积平均粒径”指的是利用实施例中记载的方法测定的“体积中值粒径(Dv50)”。
另外,在本说明书中,以质量表示的所有的百分率、份和以重量表示的百分率、份相同。
具体如后面所述,但本发明的静电图像显影用调色剂优选包含“至少含有粘结树脂和着色剂的中心部(核)”、和存在于其周围的壳成分及外部添加剂。
即,本发明的静电图像显影用调色剂优选为包含调色剂母粒及外部添加剂的调色剂,所述调色剂母粒具有核/壳结构,该核/壳结构包含至少含有粘结树脂和着色剂的核成分、和存在于其周围的至少包含粘结树脂的壳成分。
需要说明的是,本发明中的所述“核/壳结构”指的是壳成分包覆核成分的表面的结构,并不限定于核成分完全被壳成分所包覆的结构,也可以是核成分的表面有部分露出的情况,还可以有一部分分散在壳成分中。
在如后面所述的任意的调色剂母粒的制备方法中,该壳成分均指的是不均匀地主要存在于调色剂母粒的表面的成分。形成为调色剂时的壳成分的形状可以是微粒也可以是薄膜,进一步,既可以是连续地包覆核成分也可以是非连续地包覆核成分。
在以水性和/或有机溶剂为连续相的湿式介质中,在制作调色剂母粒的情况下,包括:在添加核成分的同时添加壳微粒,以热力学方式在核成分与湿式介质的界面配置壳微粒的方法(控制极性的方法);以及在添加核成分之后添加壳微粒并以物理方式使其配置在核成分的表面的方法。此外,还可以将该以热力学方式在核成分与湿式介质的界面配置壳微粒的方法(控制极性的方法)、和在添加核成分之后添加壳微粒并以物理方式使其配置在核成分的表面的方法组合使用。
另外,在添加核成分之后添加壳微粒的情况下,还可列举在核成分的组成和/或形状确定之后(有时会因之后的加热、熟化、搅拌等导致核成分的形状、物性、相容等发生变化)进行追加添加的方法。
以下,也有时将壳成分包围着上述核成分的部分简称为“壳”。在调色剂母粒上外部添加有外部添加剂而成的调色剂中,“由壳成分和外部添加剂形成的结构体”作为在利用流变仪的测定中相对于上述“核成分”而言的物/概念,在本发明中是重要的。以下,也有时将“由壳成分和外部添加剂形成的结构体”简称为“结构体”。
2.静电图像显影用调色剂的规定
2.1.TP2及TP1
本发明的静电图像显影用调色剂的第一实施方式涉及一种静电图像显影用调色剂,其进行两次利用流变仪的tanδ测定并将在第1次测定中于130℃观测的tanδ的值设为TP1(130℃)、于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、TP1(130℃)为2.5以上。
需要说明的是,在本说明书中,“TP2(140℃)/TP1(140℃)”表示用TP2(140℃)除以TP1(140℃)而得到的值。
正如由TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下的限定显而易见的,优选利用流变仪在140℃观测的TP2与TP1不取相同的值。另外,设为在140℃下的值是由于,在假定定影辊的温度为150℃左右的较低温度的情况下,其成为耐沾污性、光泽性的指标。可以认为,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下意味着在第1次测定时由于加热而导致调色剂的结构发生了变化,其理由可推定如下。
在第1次测定中,正如实施例中记载的那样,将调色剂以尽可能不加热、且尽可能不使调色剂间存在空隙的方式成型为粒料,因此可推定,所测定的是图1所示那样的具有不均匀地主要存在于调色剂母粒表面的“包含壳成分及外部添加剂的结构体”的试样。由于弹性低于调色剂母粒的核成分的壳成分形成了结构体,因此在第1次测定中,会由于调色剂表现得更具塑性而使得与损耗模量G”相比,储能模量G’为变小的方向,因此可推定,tanδ(TP1)为变大的方向。
另一方面,在第2次测定中,由于第1次测定时的加热和剪切而导致核成分、壳成分及外部添加剂发生熔融混合而形成混合物,因而可认为,所测定的是与第1次测定相比组成发生了平均化的状态。由此,与壳成分相比弹性更高的核成分的性质得到强调,表现得更具弹性,因而与G’相比,G”为变小的方向,因此可推定tanδ(TP2)会取与第1次测定的值相比更小的值。即,其流变行为相对而言在第1次测定的是结构体的流变学、第2次测定的是上述混合体的流变学。由于混合体在140℃附近局部地表现为弹性,因此调色剂能够有效地从定影辊向介质移动。
需要说明的是,利用流变仪进行第1次测定时的“加热和剪切”可在静态条件下进行,另外,发生了在调色剂粒子单元小的部分(例如,参见图1)的变化。
为了取得能够在保持抗粘连性的情况下兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性的平衡,需要使TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下。可推定,在该范围时,调色剂为以包覆调色剂母粒表面的状态存在壳成分、并进一步在其外侧外部添加有外部添加剂的状态,进一步,壳成分和核成分是以与第1次测定时相比在第2次测定时发生了一定程度的相容、并在140℃附近进一步相容这样的极性平衡而构成的。
例如,如果核成分和壳微粒成分是完全不同的化学成分、或壳微粒成分为盐等玻璃化转变温度(以下也简称为“Tg”)极高的成分,则在利用流变仪的第1次测定前后,会导致核成分与壳成分不相容等而不发生结构变化,因此TP2(140℃)/TP1(140℃)接近于1。
上述结构体是由壳成分和外部添加剂形成的,因此并非测定调色剂母粒、而是测定调色剂。
利用流变仪在140℃测定的TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下,从耐沾污性的观点出发,优选为0.93以下。另外,从高光泽性的观点出发,TP2(140℃)/TP1(140℃)优选为0.50以上、更优选为0.60以上、进一步优选为0.70以上。
作为TP2(140℃)/TP1(140℃)的控制方法,可列举如下。
为了减小TP2(140℃)/TP1(140℃),可列举例如:调色剂具有核/壳结构、并使核成分与壳微粒成分的极性差增大(在水中使壳微粒和核成分附着的情况下,设计成使得壳微粒成分的极性大于核成分、更具亲水性)、增大核成分的分子量、增大核成分的交联密度、向核成分中添加可发生离子交联、金属交联等交联反应的第三成分、在核成分的树脂中导入使分子间力变得强固的单体成分、减少壳微粒的添加量、减小壳微粒相对于核成分的包覆率、在壳微粒的添加量相同的情况下使壳微粒形成为薄的被膜、或使核成分与壳微粒成分之间形成使得壳成分不会潜入核成分中的极性差等。为了增大TP2(140℃)/TP1(140℃),进行与上述相反的设计即可。
从低温下的优异定影性、耐热沾污性的观点出发,优选核成分的交联度高于壳成分的交联度、且壳微粒成分的极性高于核成分的极性,由此能够得到满足上述TP2(140℃)/TP1(140℃)及TP1(130℃)的范围的调色剂。
另外,从低温下的优异定影性的观点出发,表征结构体的形成状态的TP1(130℃)为2.5以上、优选为2.8以上。另外,从抗粘连性的观点出发,TP1(130℃)优选为4.0以下、更优选为3.5以下。设为在130℃下的值是由于,在假定定影辊的温度为150℃左右的较低温度的情况下,其成为在定影工序中调色剂接近于定影辊的状态下的低温下的优异定影性、抗粘连性的指标。通过使TP1(130℃)为2.5以上,可以保持低温下的优异定影性。
本发明的静电图像显影用调色剂的第二实施方式涉及一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP1A、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP2A时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、且TP2A/TP1A显示最小值的温度为130℃以上。
上述TP2A/TP1A显示最小值的温度表示在核成分与壳成分发生熔融混合而形成混合体、核成分的弹性行为得到了强调的状态下的温度,从抗粘连性和耐热沾污性的观点出发,为130℃以上、优选为135℃以上。另外,从低温下的优异定影性的观点出发,该温度优选为145℃以下。
需要说明的是,TP1A及TP2A是在80℃以上且150℃以下的连续性的值。TP2A/TP1A表示用TP2A除以TP1A而得到的值,是在80℃以上且150℃以下中的相同温度下观测到的值的比。
本发明的静电图像显影用调色剂的第三实施方式涉及一种静电图像显影用调色剂,其在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.90以上且0.95以下,或者,在进行两次利用流变仪的tanδ测定且将在第1次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP1(120℃)、将在第2次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP2(120℃)时,TP2(120℃)/TP1(120℃)为0.60以上且0.70以下。
需要说明的是,在本说明书中,“TP2(120℃)/TP1(120℃)”表示用TP2(120℃)除以TP1(120℃)而得到的值。
特别是,对于品红色调色剂的情况而言,由于存在因着色剂的影响而导致粘度增高的倾向,因此优选上述TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.90以上且0.95以下。
从低温下的优异定影性的观点出发,TP1(140℃)优选为2.3以上、更优选为3.0以上。另外,从抗粘连性的观点出发,TP1(140℃)优选为5.0以下、更优选为3.5以下。
以更低温度下的定影为目标的情况下,TP2(120℃)/TP1(120℃)的指标变得重要。从耐沾污性和抗粘连性的观点出发,TP2(120℃)/TP1(120℃)优选为0.68以下。另外,从高光泽性的观点出发,TP2(120℃)/TP1(120℃)优选为0.60以上。
从低温下的优异定影性的观点出发,表征结构体的形成状态的TP1(120℃)优选为2.1以上、更优选为2.4以上。从抗粘连性的观点出发,TP1(120℃)优选为4.0以下、更优选为3.0以下。
另外,从低温下的优异定影性的观点出发,表征由加热和剪切引起的结构变化后的结构体的形成状态的TP2(120℃)优选为0.8以上、更优选为1.0以上。另外,从抗粘连性的观点出发,TP2(120℃)优选为1.5以下、更优选为1.3以下。
2.2.储能模量G’
本发明的静电图像显影用调色剂的利用流变仪以剪切速度1Hz测定的120℃下的储能模量G’优选为2000Pa以下、更优选为1900Pa以下、进一步优选为1500Pa以下。低温且低剪切速度的条件下的粘度低,表示即使在低温定影时、高速印刷时等来自定影器的加热不充分的状态下,调色剂也能够充分地变形。因此,即使在低温定影时、高速印刷时相对于纸的定影性也良好。
120℃下的储能模量G’主要取决于粘结树脂的组成。为了减小120℃下的储能模量G’,可列举例如:减小粘结树脂的分子量、降低粘结树脂的玻璃化转变温度(Tg)等。从耐热沾污的观点出发,120℃下的储能模量G’优选为600Pa以上、更优选为800Pa以上。
由于需要着眼于120℃下的储能模量G’低的区域,因此作为适于测定储能模量G’低的试样的条件,优选将试样成型为直径大的粒料进行测定。
2.3.软化点
本发明的静电图像显影用调色剂的利用流动试验仪测定的软化点优选为105℃以上、更优选为106℃以上、进一步优选为107℃以上。另外,从定影性的观点出发,上述软化点优选为115℃以下、更优选为110℃以下。
上述软化点是利用剪切速度为10~100s-1左右的快速的测定方法而得到的值。在高剪切条件下软化温度高,表示调色剂中的粘结树脂的聚合物链的缠绕充分存在。因此,定影时,由聚合物链的缠绕引起的调色剂层内部的凝聚力超过调色剂与加热辊的附着力,不易发生调色剂层内部的破坏,因此耐热沾污性变得良好。由于需要着眼于软化点较高的区域,因此优选在流动试验仪中加大负载、使用直径1mm的模头。
另外,印刷后,在调色剂层的内部,由于聚合物链的缠绕效果而不易发生调色剂层的破坏,通过使用带的剥离测试等测定的定影强度变得良好。
软化点主要取决于粘结树脂的组成。为了增大软化点,可列举例如:增大粘结树脂的交联密度、添加可发生离子交联、金属交联等交联反应的第三成分、导入使分子间力变得强固的单体成分等。
就本发明的静电图像显影用调色剂而言,为了使利用流变仪测定的120℃下的储能模量G’、和利用流动试验仪测定的软化点这两者在给定范围,可通过例如减小粘结树脂的分子量峰值并提高交联密度、将多种分子量不同的粘结树脂组合等加以调整。
由此,即使在低温定影时、高速印刷时等中也能够良好地定影、同时获得充分的定影强度。另外,软化点高的调色剂存在光泽容易降低的倾向,但由于利用流变仪测定的120℃下的储能模量G’低,因此能够获得良好的光泽。
调色剂具有上述核/壳结构的情况下,将利用流变仪测定的120℃下的储能模量G’控制于给定范围时,降低粘结树脂的玻璃化转变温度是有效的,但此时可能导致抗粘连性不充分。
此时,通过使调色剂为核/壳结构、并调整为使得用于壳的树脂的玻璃化转变温度高于用于核的树脂的玻璃化转变温度,能够在将利用流变仪测定的120℃下的储能模量G’控制于给定范围的同时获得充分的抗粘连性。
2.4.玻璃化转变温度(Tg)
进一步,从在保持抗粘连性的情况下即使在低温定影时或高速印刷时也能够兼顾低温下的优异定影性和高光泽性的观点出发,调色剂的利用差示扫描量热仪(DSC)测定的Tg也是重要的,调色剂的Tg的范围优选为50.0℃以下、更优选为47.0℃以下、进一步优选为45.0℃以下。另外,调色剂的Tg的范围优选为37.0℃以上、更优选为40.0℃以上。
通过调整至该范围,在将核成分与壳微粒成分调整至上述适宜范围的范围内,能够在保持抗粘连的情况下获得更为理想的低温下的优异定影性和高光泽性。这是由于,通过增高调色剂的Tg,能够补足抗粘连性,通过降低调色剂的Tg,能够将低温下的优异定影性和光泽调整至更为理想的范围。
为了提高调色剂的Tg,使Tg高的单体成分的共聚比例增加、减少缠绕点间分子量的2倍以下的分子量(Mc)成分(例如,减少分子量调节剂等的量、增加交联剂的量等)、增加可使粘结树脂增塑的熔点100℃以下的增塑剂(例如,蜡、结晶性树脂等)的量即可。另一方面,为了降低调色剂的Tg,进行该相反的设计即可。需要说明的是,“Tg高的单体成分”指的是构成Tg高的均聚物的单体成分。
2.5.调色剂母粒的组成
2.5.1.核(中心部)成分
本发明的静电图像显影用调色剂优选包含调色剂母粒。
调色剂母粒是在“至少含有粘结树脂(例如,由聚合物初级粒子构成)、着色剂的核成分”上包覆壳微粒而成的。
该壳微粒中也可以另外地根据需要而含有电荷控制剂等,从防止高温侧的沾污的观点出发,优选包含蜡。进一步,以实质上包封在粘结树脂中的状态含有该蜡时,还能够解决成膜等由蜡游离引起的问题,因此更为优选。
为了使蜡为实质上包封在粘结树脂中的状态,可列举:在水中和/或有机溶剂中、在蜡粒子存在下使粘结树脂在该蜡表面发生聚合、析出或凝聚的方法等。
作为粘结树脂,只要是通常在制造调色剂时被用作粘结树脂的那些即可,没有特殊限定,可列举例如:聚苯乙烯类树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂等热塑性树脂、这些树脂的混合物等。
作为用以制造粘结树脂的单体成分,可适当使用通常在制造调色剂的粘结树脂时所使用的单体。可使用例如具有酸性基团的聚合性单体(以下也简称为酸性单体)、具有碱性基团的聚合性单体(以下也简称为碱性单体)、既不具有酸性基团也不具有碱性基团的聚合性单体(以下也称为其它单体)中的任意聚合性单体。
在使用聚苯乙烯类树脂及聚(甲基)丙烯酸类树脂作为粘结树脂的情况下,可列举以下单体为例。
作为酸性单体,可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、肉桂酸等具有羧基的聚合性单体;磺化苯乙烯等具有磺酸基的聚合性单体;乙烯基苯磺酰胺等具有磺酰胺基的聚合性单体;等等。
作为碱性单体,可列举:氨基苯乙烯等具有氨基的芳香族乙烯基化合物;乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮等含有含氮杂环的聚合性单体;丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯等具有氨基的(甲基)丙烯酸酯;等等。
这些酸性单体及碱性单体有助于调色剂母粒的分散稳定化。可以单独使用也可以将多种混合使用,另外,还可以与抗衡离子相伴地以盐的形式存在。
进一步,这些酸性单体及碱性单体可以包含在调色剂母粒的核成分及壳微粒的任意一者中、或包含在这两者中,但优选构成核成分的“包含粘结树脂和酸性或碱性单体的树脂成分”、和构成壳微粒的“包含粘结树脂和酸性或碱性单体的树脂成分”不是同一组成。这是由于,壳成分与核成分需要以与tanδ的第1次测定时相比在第2次测定时发生了一定程度的相容这样的绝妙的平衡而构成,因此在调整至适当的亲和性的意义上,在本发明中是尤为重要的。
另外,关于依赖于酸性(或碱性)单体的添加量的酸值(碱值),在通过在水中使壳微粒附着于核成分而制造调色剂母粒的情况下,优选相比于调色剂母粒的核成分而提高壳微粒成分的酸值(碱值),具体而言,优选将壳微粒成分的酸值(碱值)调整至核成分的酸值(碱值)的1.1倍以上且2.6倍以下。这是由于,如果该倍率过小,则可能导致壳微粒掩埋在核成分中,无法获得令人满意的抗粘连性,如果该倍率过大,则可能导致与核成分相比,壳微粒在水中过于稳定而不发生附着。
作为其它单体,可列举:苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对正壬基苯乙烯等苯乙烯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸酯类;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、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二丙基丙烯酰胺、N,N-二丁基丙烯酰胺等丙烯酰胺类;等等。
其它单体可以单独使用,另外也可以将多种组合使用。
使粘结树脂为交联树脂的情况下,可在使用上述聚合性单体的同时使用多官能性单体,可列举例如:二乙烯基苯、己二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、六乙二醇二甲基丙烯酸酯、九乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、苯二甲酸二烯丙酯等。
其中,优选为二官能性聚合性单体,特别优选为二乙烯基苯、己二醇二丙烯酸酯等。这些多官能性聚合性单体可以单独使用,也可以将多种混合使用。另外,还可以使用侧基具有反应性基团的聚合性单体,例如甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯醛等。
为了调整粘结树脂的分子量(数均分子量、重均分子量),可根据需要而使用公知的链转移剂。作为链转移剂的具体例,可列举:叔十二烷基硫醇、十二烷硫醇、二异丙基黄原酸、四氯化碳、三氯溴甲烷等。链转移剂可单独使用或将两种以上组合使用,相对于聚合性单体,优选使用0~5质量%。
以聚苯乙烯类树脂及聚(甲基)丙烯酸类树脂为粘结树脂的情况下,凝胶渗透色谱法(以下记作GPC)中的数均分子量优选为5000以上、更优选为8000以上、进一步优选为1万以上,优选为3万以下、更优选为2万以下、进一步优选为1.5万以下。
GPC中的重均分子量优选为7万以上、更优选为9万以上,优选为30万以下、更优选为25万以下。
使用聚酯类树脂作为粘结树脂的情况下,作为其聚酯类树脂的构成成分的二元醇,可列举例如:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇等二醇类;双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯化双酚A、聚氧丙烯化双酚A等双酚A氧化烯烃加成物;等等。
另外,作为上述聚酯类树脂的构成成分的二元酸,可列举例如:马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、这些酸的酸酐或低级烷基酯;正十二烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸等烯基琥珀酸类或烷基琥珀酸类;其它的二元有机酸。
使粘结树脂为交联树脂的情况下,可在使用上述二元醇、酸的同时使用三元以上的多元醇、三元以上的酸等多官能性单体。
作为三元以上的多元醇,可列举例如:山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟基甲基苯、其它。
作为三元以上的酸,可列举例如:1,2,4-苯三甲酸、1,2,5-苯三甲酸、1,2,4-环己烷三甲酸、2,5,7-萘三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、1,2,5-己烷三甲酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四甲酸、这些酸的酸酐、其它。
另外,关于聚酯类树脂的酸值,在通过在水中使壳微粒附着于核成分而制造调色剂母粒的情况下,优选相比于调色剂母粒的核成分而提高壳微粒成分的酸值,具体而言,优选将壳微粒成分的酸值调整至核成分的酸值的1.1倍以上且2.6倍以下。
这些聚酯类树脂可利用通常的方法合成。具体而言,根据单体的反应性来确定反应温度(170~250℃)、反应压力(5mmHg~常压)等条件、并在可得到给定物性的时刻使反应终止即可。在使用聚酯类树脂作为粘结树脂的情况下,GPC中的数均分子量优选为2000~20000、更优选为3000~12000。
本发明的静电图像显影用调色剂中,作为防沾污剂,并且为了提高低温下的优异定影性,优选使用蜡。
具体而言,可用于本发明的静电图像显影用调色剂的蜡可列举:低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、共聚聚乙烯等烯烃类蜡;石蜡;二十二烷酸二十二烷基酯、褐煤酸酯、硬脂酸硬脂酯等具有长链脂肪族基团的酯类蜡;氢化蓖麻油、巴西棕榈蜡等植物类蜡;二硬脂基酮等具有长链烷基的酮;具有烷基的硅氧烷;硬脂酸等高级脂肪酸;长链脂肪酸(季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油等)多元醇酯或其部分酯化物;油酰胺、硬脂酰胺等高级脂肪酸酰胺;等等。
可用于本发明的静电图像显影用调色剂的蜡可优选列举:石蜡、费托合成蜡等烃类蜡;酯类蜡;有机硅类蜡;等等。
其中,更优选为酯类蜡,进一步优选主体上包含C18和/或C22的烃的单酯蜡,特别优选为二十二烷酸二十二烷基酯、二十二烷酸硬脂酯、硬脂酸二十二烷基酯、主体上包含这些的酯类蜡。蜡可以单独使用也可以混合使用。
蜡的熔点峰温度(调色剂的利用DSC的Tg测定的第2次升温中的吸热峰值温度)优选为90℃以下、更优选为85℃以下、进一步优选为80℃以下,优选为50℃以上、更优选为60℃以上、进一步优选为65℃以上。蜡的熔点峰温度过低的情况下,存在抗粘连性变差的倾向,蜡的熔点峰温度过高的情况下,存在损害低温下的优异定影性和高光泽性的倾向。另外,蜡的熔点峰温度与蜡的初始温度(调色剂的利用DSC的Tg测定的第2次中吸热峰前的基线、与吸热峰前出现的第一个拐点处的切线的交点温度)之差优选为15℃以下、更优选为10℃以下。
另外,蜡的初始温度优选为86℃以下、更优选为81℃以下、进一步优选为76℃以下,优选为46℃以上、更优选为56℃以上、进一步优选为61℃以上。上述初始温度低的情况下,存在低温下的优异定影性和高光泽性变好的倾向,上述初始温度高的情况下,存在抗粘连性变好的倾向。
相对于调色剂100质量份,蜡的使用量优选为1质量份以上、更优选为2质量份以上、进一步优选为5质量份以上。另外,优选为35质量份以下、更优选为30质量份以下、进一步优选为25质量份以下。
作为着色剂,可任意使用公知的着色剂。作为着色剂的具体例,可以将炭黑、苯胺蓝、酞菁蓝、酞菁绿、汉萨黄、罗丹明类染颜料、铬黄、喹吖啶酮类、联苯胺黄、二碘曙红、三烯丙基甲烷类染料、单偶氮类、重氮类、偶氮缩合类染颜料等公知的任意染颜料单独或混合使用。
对于全色调色剂的情况而言,分别地,黄色优选使用单偶氮类、重氮类、多偶氮类、偶氮缩合类的染颜料;品红色优选使用喹吖啶酮类和/或单偶氮类的染颜料;蓝色优选使用酞菁类的染颜料;黑色优选使用炭黑等。
作为调色剂组的组合,从对TP2(140℃)/TP1(140℃)加以调整的观点出发,优选品红色调色剂含有喹吖啶酮类的染颜料和/或单偶氮类的染颜料、黑色调色剂含有炭黑、蓝色调色剂含有铜酞菁类的染颜料、黄色调色剂含有选自单偶氮类、重氮类及偶氮缩合类中的至少1种染颜料的。
具体而言,作为蓝色,可列举C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4;作为黄色,可列举C.I.颜料黄74、作为重氮类染颜料的C.I.颜料黄83、作为偶氮缩合类染颜料的C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄155、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185;作为品红色,可列举C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红5、作为喹吖啶酮类染颜料的C.I.颜料红122、C.I.颜料红209、作为单偶氮类染颜料的C.I.颜料红269(238)等。相对于调色剂100质量份,优选使用达到3质量份以上且20质量份以下的着色剂。
作为电荷控制剂,可任意使用公知的电荷控制剂。作为电荷控制剂的具体例,用于带正电性的包括苯胺黑染料、含氨基的乙烯基类共聚物、季铵盐化合物、聚胺树脂等,用于带负电性的包括含有铬、锌、铁、钴、铝等金属的含金属偶氮染料、水杨酸或烷基水杨酸的与上述金属形成的盐、金属络合物等。
相对于调色剂100质量份,电荷控制剂的量优选为0.1~25质量份、更优选为1~15质量份。电荷控制剂也可以混合到调色剂母粒内部,另外还可以以使其附着于调色剂母粒表面的形式使用。
2.5.2.壳微粒的成分
调色剂母粒由上述核成分、和存在于其周围的壳微粒形成。此外,还可以根据需要而使核成分和/或壳微粒中含有蜡、电荷控制剂等。核成分和/或壳微粒优选含有蜡。
作为壳微粒的成分、即“壳微粒成分”的种类,可列举通常在制造调色剂时被用作粘结树脂的上述树脂。树脂的种类没有特殊限定,可列举例如:聚苯乙烯类树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚烯烃类树脂、环氧类树脂、聚酯类树脂等热塑性树脂、这些树脂的混合物等。详细的树脂选择方法如后面所述。
2.6.调色剂的形态
本发明的静电图像显影用调色剂的体积平均粒径优选为4μm以上、更优选为5μm以上。该体积平均粒径优选为8μm以下、更优选为7μm以下。
另外,关于本发明的静电图像显影用调色剂的形状,使用流动颗粒图像分析装置FPIA-3000测定的平均圆度优选为0.95以上、进一步优选为0.96以上,优选为0.99以下。
3.静电图像显影用调色剂的制作
本发明的静电图像显影用调色剂可以利用公知的任意方法制造,没有特殊限定。
3.1.调色剂母粒的制作方法
3.1.1.使比调色剂母粒小的粒子凝聚而制作调色剂母粒的方法
可以使用下述方法:通过将各原料准备成比调色剂母粒小的粒子并将它们混合、凝聚而得到调色剂母粒。
3.1.1.1.乳液聚合
将粘结树脂制备成比调色剂母粒尺寸小的“聚合物初级粒子”而得到该聚合物初级粒子的分散液的方法如下所述。另外,壳微粒的制作也可以使用与该方法相同的方法。
以苯乙烯类或(甲基)丙烯酸类单体为构成要素的聚合物初级粒子可通过使用乳化剂使该单体组合物、和根据需要的链转移剂发生乳液聚合而得到。作为乳化剂,可使用公知的那些,可以将选自阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂中的一种或两种以上乳化剂组合使用。
作为阳离子型表面活性剂,可列举例如:十二烷基氯化铵、十二烷基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化吡啶、十二烷基溴化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵等。
作为阴离子型表面活性剂,可列举例如:硬脂酸钠、十二烷酸钠等脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基硫酸钠等。
作为非离子表面活性剂,可列举例如:聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯醚、单癸酰基蔗糖等。
就乳化剂的使用量而言,优选以相对于聚合性单体100质量份为0.1质量份以上且10质量份以下的量使用乳化剂。如果增多乳化剂的使用量,则会导致所得聚合物初级粒子的粒径变小,如果减少使用量,则会导致所得聚合物初级粒子的粒径增大。另外,也可以在这些乳化剂中组合使用例如部分或完全皂化聚乙烯醇等聚乙烯醇类、羟乙基纤维素等纤维素衍生物类等中的一种或两种以上作为保护胶体。
另外,可以根据需要而组合使用一种或两种以上公知的聚合引发剂。可使用例如:过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等过硫酸盐、及将这些过硫酸盐作为一种成分并组合了酸性亚硫酸钠等还原剂的氧化还原引发剂、过氧化氢、4,4’-偶氮双氰基戊酸、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢等水溶性聚合引发剂、及将这些水溶性聚合引发剂作为一种成分并组合了亚铁盐等还原剂的氧化还原引发剂、过氧化苯甲酰、2,2’-偶氮二异丁腈等。这些聚合引发剂可以在聚合性单体添加前、添加同时、添加后的任意时期添加到聚合体系中,也可以根据需要而将这些添加方法组合。
为了使蜡以适宜的分散粒径分散在调色剂中,优选采取在乳液聚合时添加蜡作为种子的所谓种子聚合。通过作为种子而添加,蜡会微细且均匀地分散在调色剂中,因此可以抑制调色剂的带电性、耐热性的劣化。另外,也可以将蜡和丙烯酸硬脂酯等长链聚合性单体预先分散在水性分散介质中而制备所得蜡/长链聚合性单体分散液,并在蜡/长链聚合性单体的存在下使聚合性单体聚合。
也可以以着色剂为种子进行乳液聚合,但如果在着色剂存在下使聚合性单体聚合,则着色剂中的金属会对自由基聚合造成影响,存在导致树脂的分子量、流变学控制变得困难,无法获得期望的物性的隐患,因此优选在乳液聚合时不添加着色剂、而是在后续工序中添加着色剂分散液的方法。
3.1.1.2.对树脂进行乳化的方法
在利用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等方法得到树脂之后,将该树脂与水性介质混合,加热至树脂的熔点或玻璃化转变温度中任一较高的温度以上而使树脂的粘性下降,施加剪切力而进行乳化,由此可得到聚合物初级粒子。
作为用于施加剪切力的乳化机,可列举例如:均化器、均相混合机、加压捏合机、挤出机、介质分散机等。在乳化时的树脂粘度高、未变小至期望的粒径的情况下,通过使用能够加压至大气压以上的乳化装置来提高温度、在使树脂粘度降低了的状态下进行乳化,可以得到期望粒径的聚合物初级粒子。
作为另外的方法,还可以采用预先在树脂中混合有机溶剂而使树脂粘度降低的方法。作为所使用的有机溶剂,只要是能够使树脂溶解的溶剂则没有特殊限制,可使用四氢呋喃(THF)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮等酮类溶剂、苯、甲苯、二甲苯等苯类溶剂等。进一步,出于提高与水性介质的亲和性、及控制粒度分布的目的,还可以将乙醇、异丙醇等醇类溶剂添加到水或树脂中。在添加了有机溶剂的情况下,需要在乳化结束后从乳化液中除去有机溶剂。作为除去有机溶剂的方法,包括在常温或加热下边减压边使有机溶剂挥发的方法等。
另外,出于控制粒度分布的目的,也可以添加氯化钠、氯化钾等盐、氨等。为了控制粒度分布,还可以添加乳化剂、分散剂。可列举例如:聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠等水溶性高分子;上述乳化剂;磷酸三钙、氢氧化铝、硫酸钙、碳酸钙、碳酸钡等无机化合物等。作为使用量,相对于树脂100质量份,优选为0.01~20质量份。使用含有酸性基团或碱性基团的树脂时,可以减少乳化剂、分散剂的添加量,但有时会导致树脂的吸湿性变高、带电性变差。
另外,也可以使用相转化乳化法。相转化乳化法是在树脂中根据需要而添加有机溶剂、中和剂、或分散稳定剂后在搅拌下滴加水性介质而得到乳化粒子之后,除去树脂分散液中的有机溶剂而得到乳化液的方法。有机溶剂可以使用与前面所述的有机溶剂相同的那些。作为中和剂,可以使用硝酸、盐酸、氢氧化钠、氨等常规的酸、碱。
3.1.1.3.基于凝聚/熟化的调色剂母粒的形成
在上述乳液聚合及树脂的乳化的任一制备方法中,所得聚合物初级粒子的体积平均粒径均通常为0.02μm以上、优选为0.05μm以上、特别优选为0.10μm以上,通常为3μm以下、优选为2μm以下、特别优选为1μm以下。
聚合物初级粒子的体积平均粒径为上述下限值以上时,在凝聚工序中凝聚速度的控制变得容易。另一方面,聚合物初级粒子的体积平均粒径为上述上限值以下时,经凝聚而得到的调色剂母粒的粒径不易变大、容易得到目标粒径的调色剂母粒。
在凝聚工序中,上述聚合物初级粒子、着色剂粒子、根据需要而配合的电荷控制剂、蜡等同时或逐步地混合。从组成的均匀性及粒径的均匀性的观点出发,优选预先制作各个成分的分散液、即聚合物初级粒子分散液、着色剂粒子分散液、根据需要的电荷控制剂分散液、蜡微粒分散液,并将它们混合而得到混合分散液。着色剂优选在乳化剂的存在下以分散在水中的状态使用,着色剂粒子的体积平均粒径优选为0.01μm以上、特别优选为0.05μm以上,优选为3μm以下、特别优选为1μm以下。
在凝聚工序中,凝聚通常在具备搅拌装置的槽内进行,包括进行加热的方法、加入电解质的方法、及将这些方法组合的方法。欲在搅拌下使聚合物初级粒子凝聚而得到目标大小的粒子凝聚体的情况下,可根据粒子彼此间的凝聚力与搅拌引起的剪切力之间的平衡来控制粒子凝聚体的粒径,但可以通过进行加热或加入电解质而使凝聚力增大。
作为添加电解质来进行凝聚的情况下的电解质,可以是酸、碱、盐中的任意电解质,也可以是有机类、无机类中的任意电解质,具体而言,作为酸,可列举盐酸、硝酸、硫酸、柠檬酸等;作为碱,可列举氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等;作为盐,可列举NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CH3COONa、C6H5SO3Na等。这些电解质中,优选具有2价以上的多价金属阳离子的无机盐。
电解质的添加量根据电解质的种类、目标的粒径等而不同,但相对于混合分散液的固体成分100质量份,优选为0.02质量份以上、进一步优选为0.05质量份以上。另外,电解质的添加量优选为25质量份以下、进一步优选为15质量份以下、特别优选为10质量份以下。添加量如果过少,则可能会导致凝聚的进行变得缓慢、在凝聚后也会残留1μm以下的微粉,或引发所得粒子凝聚体的平均粒径未达到目标粒径等问题,另一方面,添加量如果过多,则可能会引发凝聚容易变得急速、难以控制粒径、所得凝聚粒子中包含粗粉、不规则形状的粒子等问题。
加入电解质进行凝聚的情况下的凝聚温度优选为20℃以上、特别优选为30℃以上,优选为70℃以下、特别优选为60℃以下。
凝聚所需要的时间可根据装置形状、处理规模而进行最优化,但为了使调色剂母粒的粒径达到目标的粒径,优选在上述的给定温度下保持至少30分钟以上。直到到达给定温度为止的升温可以以恒定速度进行升温、也可以分阶段地进行升温。
添加壳微粒的时机可以是任何时机,既可以与核成分的原料(例如,聚合物初级粒子、颜料、蜡等)同时投料,也可以在使核成分的原料的部分或全部凝聚之后再添加。
在同时投料核成分和壳微粒的情况下,如果以热力学方式对壳微粒的极性加以设计、使其达到核成分与介质(例如水)的中间极性,则可以自发地形成壳微粒附着于核成分周围的状态。在水中和/或有机溶剂这样的湿式介质中使壳微粒附着的情况下,从更加可使壳微粒配置于核成分的表面的观点出发,优选在核成分的原料组成确定(在使比调色剂母粒小的粒子凝聚而制作调色剂母粒的情况下,使核成分的部分或全部凝聚)后添加壳微粒。
作为壳微粒的组成、制备方法,可列举前面所述的那些。添加可以是1次、也可以是多次。第1次的壳微粒与第2次之后的壳微粒可以不同,也可以是任何组合。为了增加在凝聚工序中得到的粒子凝聚体的稳定性,优选在凝聚工序后的熟化工序中进行凝聚粒子内的熔合。熟化工序的温度优选为聚合物初级粒子的Tg以上、更优选为比聚合物初级粒子的Tg高5℃的温度以上。另外,熟化工序所需要的时间根据目标调色剂母粒的形状而异,但优选地,在达到聚合物初级粒子的Tg以上之后优选保持0.1~10小时、特别优选保持0.5~5小时。
在凝聚工序之后、优选在熟化工序之前或熟化工序中的阶段,优选添加表面活性剂、或调整pH、或组合采用两者。作为这里所使用的表面活性剂,可以从能够在制造聚合物初级粒子时使用的乳化剂中选择1种以上使用,但特别优选使用与在制造聚合物初级粒子时使用的乳化剂相同的材料。
在添加表面活性剂的情况下,对其添加量并无限定,但相对于混合分散液的固体成分100质量份,优选为0.1质量份以上、更优选为0.3质量份以上,另外,优选为20质量份以下、更优选为15质量份以下、进一步优选为10质量份以下。
通过在凝聚工序之后、熟化工序结束前的期间添加表面活性剂、或调整pH,有时可以抑制在凝聚工序中得到的粒子凝聚体彼此间的凝聚等,可以抑制熟化工序后的粗大粒子生成。
通过控制熟化工序的时间,可以根据目的而制造保持了由聚合物初级粒子凝聚而成的形状的葡萄型、熔合得到进展的马铃薯型、以及熔合得到进展的球状等各种形状的调色剂母粒。
3.1.2.通过微粒化来制作调色剂母粒尺寸的粒子的方法
可以采用在将各原料混合之后通过将该混合物微粒化成调色剂母粒的尺寸并在进行微粒化的前后添加壳微粒来得到调色剂母粒的方法。
3.1.2.1.通过悬浮聚合来制作调色剂母粒的方法
在与上述单体组合物同样的“苯乙烯类或(甲基)丙烯酸类单体”中,加入着色剂、聚合引发剂、并根据需要而加入蜡、极性树脂、电荷控制剂、交联剂等添加剂,制备溶解或分散至均一的单体组合物。使该单体组合物分散在根据需要而含有悬浮稳定剂等的水性介质中。以使单体组合物的液滴具有期望的调色剂母粒的尺寸的方式对搅拌速度/时间进行调整,并进行造粒。其后,进行可基于分散稳定剂的作用而保持粒子状态、且防止粒子沉降的程度的搅拌,并进行聚合,由此可得到调色剂母粒。
作为悬浮稳定剂的具体例,可列举磷酸钙、磷酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁等。这些悬浮稳定剂可以使用一种或组合使用两种以上,相对于聚合性单体100质量份,优选为1质量份以上且10质量份以下的量。悬浮稳定剂可以在聚合性单体添加前、添加同时、添加后的任意时期添加到聚合体系中,也可以根据需要而将这些添加方法组合。
在单体组合物中包含聚酯类树脂、含羧基的苯乙烯类树脂等极性树脂的情况下,在使单体组合物分散在水性介质中而形成液滴之后,极性树脂容易转移至液滴表面附近。通过在该状态下进行聚合,可得到内部和表面的组成存在差异的调色剂母粒。例如,如果选择Tg比单体聚合后的Tg更高的极性树脂,则会得到调色剂母粒的内部的Tg低,表面以高比率存在有Tg高的树脂的结构。在本发明中,通过在核成分上包覆壳微粒而得到的调色剂的抗粘连性得到了提高,而如果组合使用该方法,则更容易得到良好的抗粘连性。
添加壳微粒的时机可以是任何时机,例如,也可以对该壳微粒的极性加以设计,使得在使壳微粒预先溶解于单体组合物之后分散在水性介质中,并以热力学方式到达核成分与水的界面。另外,也可以在使核成分的单体组合物分散之后添加壳微粒,还可以在使核成分的单体组合物分散并使核成分的聚合性单体的部分或几乎全部发生聚合之后添加壳微粒。从使壳微粒配置于核成分的表面的观点出发,优选在使聚合性单体的一部分聚合之后添加壳微粒,更优选在基本上使聚合性单体的几乎全部聚合之后添加壳微粒。
作为壳微粒的组成、制备方法,可列举前面所述的那些。添加可以是1次、也可以是多次。第1次的壳微粒与第2次之后的壳微粒可以不同,也可以是任何组合。此外,可以在反应体系中适当添加pH调整剂、聚合度调节剂、消泡剂等。
3.1.2.2.通过溶解悬浮来制作调色剂母粒的方法
制作在有机溶剂中至少溶解或分散有粘结树脂和着色剂、根据需要的蜡、电荷控制剂等的油性分散液,并使其分散在水性介质中。其后,从分散液中除去有机溶剂,从而可得到调色剂母粒。壳微粒既可以预先添加在油性分散液中,也可以在使其分散在水性介质中之后添加,还可以在除去有机溶剂后添加。
作为壳微粒的组成、制备方法,可列举前面所述的那些。壳微粒的添加可以是1次、也可以是多次。第1次的壳微粒与第2次之后的壳微粒可以不同,也可以是任何组合。
作为水性介质,也可以是单独的水,但还可以组合使用能够与水混合的溶剂。
可以根据需要而使用分散剂。使用分散剂时,粒度分布变窄、同时分散稳定,因此优选。作为分散剂,可使用与用于上述乳液聚合的乳化剂相同的那些。另外,可以使水性介质中存在形成高分子类保护胶体的各种亲水性高分子物质。
另外,为了控制粒径,可以使用无机微粒和/或聚合物微粒。作为无机微粒,可使用不溶于水或难溶于水的以往公知的各种无机化合物。作为这样的化合物,可列举磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、羟基磷灰石等。其中,也可以将聚合物微粒视为上述壳微粒。
使油性分散液分散于水性介质中的情况下,作为分散装置,可采用低速剪切式、高速剪切式、摩擦式、高压喷射式、超声波等公知的分散机。也可以代替粘结树脂而使用具有反应性基团的预聚物来制作油性分散液,在使其分散于水性介质中之后与反应性基团反应从而使树脂伸长。在该方法中,预聚物为较低分子量,因此油性分散液的粘度不易上升、在水性介质中的分散变得容易。为了使着色剂易于均匀分散在油性分散液中,也可以预先将着色剂制备成与树脂复合化而成的母料,并将其分散在有机溶剂中。作为除去有机溶剂的方法,包括在常温或加热下边进行减压边使有机溶剂挥发的方法等。
作为粘结树脂,将极性高的树脂和极性低的树脂组合使用时,在使单体组合物分散在水性介质中而形成液滴之后,极性高的树脂转移至液滴表面附近、极性低的树脂转移至液滴中心附近。其后,通过除去有机溶剂,可得到在内部和表面存在组成差异的调色剂母粒。在使用能够与含活泼氢基团的化合物反应的预聚物来制作油性分散液的情况下,通过在使油性分散液分散于水性介质中之后添加含活泼氢基团的化合物,在该水性介质中从液滴表面使两者发生扩链反应或交联反应,会在液滴表面优先地伸长或生成交联树脂。其后,通过除去有机溶剂,可得到在内部和表面存在组成差异的调色剂母粒。
在这些方法中,考虑到所得树脂的Tg而对原料进行选择,由此可得到与调色剂母粒的内部相比表面的高Tg树脂的比率更高的结构。另外,也可以通过将用于分散剂的聚合物微粒视为上述壳微粒而将调整为该壳微粒的物性,从而制作出在调色剂母粒表面存在壳微粒(聚合物微粒)的结构。
3.1.3.调色剂母粒的洗涤/干燥
在上述的“使比调色剂母粒小的粒子凝聚而制作调色剂母粒的方法”、“通过悬浮聚合来制作调色剂母粒的方法”、“通过溶解悬浮来制作调色剂母粒的方法”等中制作的调色剂母粒在从水性溶剂中分离、经过洗涤、干燥、并被实施外部添加处理后,被用于静电图像显影用调色剂。
作为用于洗涤的液体,可列举水,但也可以利用酸或碱的水溶液来进行洗涤。另外,也可以利用温水、热水进行洗涤,还可以将这些方法组合使用。通过经过这样的洗涤工序,能够减少、除去悬浮稳定剂、乳化剂、未反应单体等。洗涤工序优选重复进行例如通过进行过滤、倾析等而将调色剂母粒制成浓稠浆料或湿饼状、并向其中新加入用于进行洗涤的液体而分散调色剂母粒的操作。从在继续进行的干燥工序中的操作的方面出发,优选以湿饼状回收洗涤后的调色剂母粒。
在干燥工序中,可采用振动型流动干燥法、循环型流动干燥法等流动干燥法、气流干燥法、真空干燥法、冷冻干燥法、喷雾干燥法、闪蒸法等。干燥工序中的温度、风量、减压度等操作条件可基于调色剂粒子的Tg、所使用的装置的形状、机理、大小等而适当进行最优化。
3.1.4.利用熔融混炼粉碎法来制作调色剂母粒的方法
熔融混炼粉碎法是指在粘结树脂及着色剂中根据需要而干式混合电荷控制剂、脱模剂、磁体等之后,利用挤出机等进行熔融混炼、接着进行粉碎、分级而得到调色剂母粒的方法,在得到调色剂母粒之后的外部添加工序中,添加壳微粒并使其附着于核成分表面。
3.1.5.壳微粒的添加时期
在湿式介质中(水中和/或有机溶剂中)制作调色剂母粒的情况下,可以如上所述地在添加核成分的同时添加壳微粒(可以是溶解/分散/悬浮的任意状态),也可以以热力学方式使壳微粒配置于核成分与湿式介质的表面,还可以在核成分的组成和/或形状确定后添加壳微粒而形成壳微粒以物理方式连续和/或非连续地覆盖在核成分的表面的形式。
进一步,在湿式介质中(水中和/或有机溶剂中)中制作调色剂母粒的情况下,可以在核成分的洗涤前后添加壳微粒,也可以在核成分的干燥工序前后添加壳微粒。另外,也可以在外部添加工序中添加壳微粒,在外部添加工序中使壳微粒附着的情况下,优选在添加壳微粒并使其固定之后再添加外部添加剂。
在以干式制作调色剂母粒的熔融混炼粉碎法中,优选在进行粉碎而分级之后的外部添加工序的前后添加壳微粒、使该壳微粒附着。从使核成分与壳微粒更强固地固定的观点出发,特别优选在水中和/或有机溶剂中添加壳微粒。
3.2.满足本发明的参数的调色剂的制作
3.2.1.关于“TP2(140℃)/TP1(140℃)”
为了使利用流变仪测定的TP2(140℃)/TP1(140℃)满足0.95以下,需要例如使壳成分广泛存在于调色剂母粒表面、并利用外部添加剂覆盖其外侧,对核成分的粘结树脂的分子量、交联密度等组成、壳微粒的组成、量进行调整,在使其在水中附着的情况下对核成分与壳微粒成分的极性平衡加以调整,进一步调整调色剂母粒整体的组成比。
为了使TP2A/TP1A显示最小值的温度为130℃以上,对核成分的粘结树脂的分子量、交联密度等组成、壳微粒的组成、量、蜡的种类、量进行调整,在使其在水中附着的情况下对核成分与壳微粒成分的极性平衡加以调整,进一步调整调色剂母粒整体的组成比。
为了使TP1(130℃)为2.5以上,对核成分的粘结树脂的Tg、分子量、交联密度等组成、壳微粒的组成、量、蜡的种类、量进行调整。
壳微粒的体积中值粒径(Dv50)优选为50nm以上、更优选为100nm以上,优选为350nm以下、更优选为300nm以下。本发明中的“体积中值粒径(Dv50)”可定义为根据粒子的大小、利用实施例中记载的方法而测定的值。
将核成分和壳微粒的固体成分的总量设为100质量%时,壳微粒的添加量优选为2质量%以上且60质量%以下、更优选为5%质量以上且50质量%以下、特别优选为7质量%以上且40质量%以下。壳成分优选在形成为调色剂的形态时配置于表面附近。作为其形状,只要不超出本发明的范围则既可以为粒子状/球状,也可以为薄膜状。
为了将利用流变仪测定的TP2(140℃)/TP1(140℃)调整为0.95以下,优选将组成加以组合、使得核成分的粘结树脂和壳成分具有适度的相容性。在第1次测定中,在核成分的粘结树脂与壳成分相接触而不发生熔融的状态下开始测定。第1次测定结束时,因在此期间的加热而使得核成分的粘结树脂与壳成分相互熔融。由此,在第2次测定中,在相互熔融的状态下开始测定。该差异表现为TP2(140℃)/TP1(140℃)的差异。由此,根据核成分的粘结树脂的种类而选择在壳成分中含有的树脂的种类来调整相容性。以下,示例出了其调整方法,但并不限定于例子中所列举的数值。
即,例如,如果核成分的粘结树脂是作为聚(甲基)丙烯酸类树脂的一种的苯乙烯丙烯酸类树脂,则可以利用下述方法为组成赋予差异:使壳微粒中含有的树脂也为苯乙烯丙烯酸类树脂,并使苯乙烯单体与丙烯酸单体的比率为:在例如核成分的粘结树脂为70:30的情况下壳微粒中含有的树脂为80:20;或者,使亲水性单体相对于其它单体100质量份的份数为:在核成分的粘结树脂为1份的情况下使壳中含有的树脂为1.5份;在核成分的粘结树脂中使用苯乙烯丙烯酸类树脂和聚酯的共混树脂;等等。
由于可获得核成分与壳成分的适当的相容性,因此优选使核成分的粘结树脂的SP值与壳微粒成分的SP值之差为0.1~1.1cal1/2/cm3/2、更优选为0.5~1.0cal1/2/cm3/2
另外,从提高与纸等记录介质的粘接强度、减少构件污染的观点出发,特别优选在利用透射电子显微镜测定时核成分与壳成分不存在阴影差。就透射电子显微镜的测定条件而言,按照实施例中记载的那样进行测定,而关于“阴影差”,设为对在进行这样的测定时的照片利用肉眼进行观察时的“阴影差”。这里,“不存在阴影差”是指核成分与壳成分不存在染色程度(黑白程度)的差异,可以说是观察不到壳成分的边界(即,核成分与壳成分的边界)。但是,上述“不存在阴影差”并不会将阴影差不清晰、基本观察不到阴影差的状态也排除在外。
壳微粒具有使其不会从核成分脱离的一定程度的亲和性是尤为重要的,因此,优选构成核成分的粘结树脂的单体成分和构成壳微粒的单体成分的至少一种是相同的。这样一来,核成分与壳微粒的界面处是无缝的、粘接强度提高,由此,例如在以湿式使壳附着于核成分的表面、其后在外部添加工序中对壳进行拉伸时,壳的一部分会锚固于核成分,可以从核成分突出的部分实现延伸化,从而能够提高包覆率、能够获得理想的壳成分的包覆形态。
另外,如果核成分的粘结树脂为聚酯类树脂,可列举下述方法:使壳微粒中含有的树脂也为聚酯类树脂,对于酸值,在粘结树脂为3mgKOH/g以下的情况下使得壳微粒中含有的树脂为4mgKOH/g以上且20mgKOH/g以下;使粘结树脂为不具有羟基的树脂、并使壳微粒中含有的树脂为具有羟基的树脂;等等。
如果核成分的粘结树脂与壳微粒中含有的树脂的组成及物性相同,则在制作调色剂母粒时,粘结树脂与壳微粒的熔融进行,利用流变仪测定的TP2(140℃)与TP1(140℃)会取基本相同的值。另外,如果粘结树脂和壳微粒的相容性极低,则不会因第1次测定的热而导致它们相互熔融、调色剂的结构得以保持,TP2(140℃)与TP1(140℃)会取基本相同的值。壳微粒包含树脂,但也可以包含除其以外的成分,例如蜡、电荷控制剂等。
壳微粒中含有的树脂的利用GPC测定的数均分子量优选为5000以上、更优选为8000以上、进一步优选为1万以上,优选为5万以下、更优选为4万以下、进一步优选为3.5万以下。壳微粒中含有的树脂的利用GPC测定的重均分子量优选为2万以上、更优选为3万以上,优选为30万以下、更优选为20万以下。
壳微粒的Tg优选为40℃以上、更优选为45℃以上,优选为90℃以下、更优选为70℃以下。另外,壳微粒的Tg优选高于核成分中包含的粘结树脂的Tg,更优选高5℃以上、进一步优选高7℃以上。由此能够得到满足上述TP2(140℃)/TP1(140℃)及TP1(130℃)的范围的调色剂。另外,从低温下的优异定影性的观点出发,核成分中包含的粘结树脂的Tg与壳微粒的Tg之差优选为25℃以下、更优选为20℃以下。
为了调整调色剂的利用流变仪测定的调色剂的TP2(140℃)/TP1(140℃)使其落入本发明的范围,需要将壳微粒配置于调色剂母粒的表面附近。作为对此而言有效的壳微粒的组成,在湿式介质(水及或有机溶剂)中制作调色剂母粒的情况下,可列举预先形成相比于粘结树脂更容易与介质相容的组成的方法。例如,在介质为水的情况下,可列举使酸性单体或碱性单体的比率高于核成分的粘结树脂、并使酸性单体或碱性单体的含量相对于其它单体100质量份为1.0质量份以上;使用离子性的聚合引发剂;等等。
核成分中包含的粘结树脂和壳微粒中包含的树脂的质量比(壳树脂质量/核树脂质量)优选为8/92以上、更优选为15/85以上,优选为50/50以下、更优选为40/60以下。在上述范围内时,能够形成薄且均匀的壳层,可实现抗粘连和低温下的优异定影性。
4.外部添加
4.1.外部添加剂
本发明中,为了得到本发明的静电图像显影用调色剂的物性,另外,为了提高调色剂的流动性、提高电荷控制性,优选添加外部添加剂。由于外部添加剂附着于调色剂母粒表面整体,因此优选为不存在壳成分的部分也被外部添加剂所包覆。作为外部添加剂,可以从各种无机或有机微粒中适当选择使用。另外,还可以将两种以上外部添加剂组合使用。
作为无机微粒,可使用:碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、碳化铪、碳化钒、碳化钽、碳化铌、碳化钨、碳化铬、碳化钼、碳化钙等各种碳化物、氮化硼、氮化钛、氮化锆等各种氮化物、硼化锆等各种硼化物、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化铈、二氧化硅、胶体二氧化硅等各种氧化物、钛酸钙、钛酸镁、钛酸锶等各种钛酸化合物、磷酸钙等磷酸化合物、二硫化钼等硫化物、氟化镁、氟化碳等氟化物、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等各种金属皂、滑石、膨润土、各种炭黑、磁铁矿、铁素体等。
作为有机微粒,可使用苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、三聚氰胺类树脂等的微粒。
另外,可以使用含有氟原子的微粒使带电稳定性提高。
在这些外部添加剂中,特别优选使用二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、各种炭黑、导电性炭黑等。
另外,外部添加剂还可以使用利用下述处理剂对上述无机或有机微粒的表面实施疏水化等表面处理而得到的材料,所述处理剂为六甲基二硅氮烷(HMDS)、二甲基二氯硅烷(DMDS)等硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、硅油、二甲基硅油、改性硅油、氨基改性硅油等硅油处理剂、有机硅清漆、氟类硅烷偶联剂、氟类硅油、具有氨基、季铵盐基的偶联剂等处理剂。该处理剂也可以将两种以上组合使用。
相对于调色剂母粒100质量份,外部添加剂的添加量优选为1.0质量份以上、特别优选为1.5质量份以上,优选为6.5质量份以下、特别优选为5.5质量份以下。
在本发明的静电图像显影用调色剂中,从电荷控制的观点出发,也可以使用导电性微粒作为外部添加剂。作为导电性微粒,可列举例如:导电性氧化钛、二氧化硅、磁铁矿等金属氧化物或在这些氧化物中掺杂导电性物质而成的材料、在聚乙炔、聚苯乙炔、聚对苯等具有共轭双键的聚合物中掺杂金属等导电性物质而成的有机微粒、以炭黑、石墨为代表的碳等,但从能够不损害调色剂的流动性而赋予导电性的观点出发,更优选为导电性氧化钛或掺杂有该导电性物质的金属氧化物、有机微粒。
相对于调色剂母粒100质量份,导电性微粒的含量的下限优选为0.05质量份以上、更优选为0.1质量份以上、特别优选为0.2质量份以上。另一方面,导电性微粒的含量的上限优选为3质量份以下、更优选为2质量份以下、特别优选为1质量份以下。
4.2.外部添加剂的外部添加方法
外部添加剂的添加方法可列举使用亨舍尔混合机等高速搅拌机的方法、利用能够施加压缩剪切应力的装置的方法等。调色剂也可以通过将全部外部添加剂同时添加至调色剂母粒而进行外部添加的一步外部添加法来制作,但也可以通过针对每种外部添加剂进行外部添加的分步外部添加法来制作。作为用以防止外部添加中的温度上升的方法,可列举在容器中设置冷却装置的分步外部添加等。
5.其它
本发明的静电图像显影用调色剂可以以将调色剂连同载体一起使用的双组分型显影剂、或不使用载体的磁性或非磁性单组分型显影剂中的任意形态使用。用作双组分型显影剂的情况下,作为载体,可以使用铁粉、磁铁矿粉、铁素体粉等磁性物质或对这些物质的表面实施树脂涂覆而成的材料、或磁性载体等公知的材料。作为树脂涂覆载体的包覆树脂,可使用通常已知的苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯丙烯酸共聚类树脂、有机硅树脂、改性有机硅树脂、氟树脂、或它们的混合物等。
实施例
以下,结合实施例对本发明进行更为具体的说明,但本发明在不超出其要点的范围内并不限定于以下实施例。在以下的例子中,简记为“份”、“%”的那些中,与质量相关的表示“质量份”、“质量%”。
在下述实施例及比较例中,对于体积中值粒径、个数中值粒径、粒径分布(Dv50/Dn50)、平均圆度、数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)、乳液固体成分浓度等,如下所述地进行了测定。在本发明中,将各自的数值定义为如下所述地测定的值。
<体积中值粒径测定1>
对于具有小于1μm的体积中值粒径的粒子的体积中值粒径(Dv50),使用日机装株式会社制型号MicrotracNanotrac150(以下简称为“Nanotrack”)、及由该公司制造的分析软件MicrotracParticle Analyzer Ver10.1.2-019EE,将电导率为0.5μS/cm的离子交换水作为溶剂,在溶剂折射率:1.333、测定时间:120秒、测定次数:5次的测定条件下利用记载于操作说明书中的方法进行了测定,并求出了其平均值。其它设定条件设为:粒子折射率:1.59、透过性:透过、形状:正球形、密度:1.04。
<体积中值粒径测定2>
对于具有1μm以上的体积中值粒径的粒子的体积中值粒径(Dv50)和个数中值粒径(Dn50),使用Beckman Coulter公司制、Multisizer III(孔径100μm)(以下简称为“Multisizer”),以由该公司制造的Isoton II作为分散介质,使其分散为分散质浓度0.03质量%而进行了测定。粒径分布是用Dv50除以Dn50而得到的值。
<平均圆度>
对于平均圆度,使分散质以5720~7140个/μL分散在分散介质(Celtheath:Sysmex公司制)中,使用流式颗粒分析装置(FPIA3000:Sysmex公司制)在HPF分析量0.35μL、HPF检测量2000~2500个的条件下通过HPF模式进行了测定。
<数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)>
在以下条件下、利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了聚合物初级粒子分散液的THF可溶成分。
装置:东曹公司制GPC装置HLC-8320、色谱柱:TOSOH TSKgel SuperHM-H(直径6mm×长度150mm×2根)、溶剂:THF、柱温40℃、流量0.5mL/分、试样浓度:0.1质量%、校准曲线:标准聚苯乙烯
<乳液固体成分浓度>
乳液固体成分浓度可使用Kett Electric Laboratory株式会社制红外水分仪FD-610、将2g试样于195℃加热90分钟以使水分蒸发来进行求算。
<Tg(玻璃化转变温度)>
利用差示扫描量热仪(DSC)的Tg测定使用TA Instruments公司的Q20如下所述地进行。将试样3±1mg放入铝盘并精确称量至0.1mg的数量级,将填充有氧化铝3mg的铝盘作为参照,在氮气流中以10℃/分从0℃升温至120℃,于120℃保持10分钟之后,以10℃/分降温至0℃,保持5分钟后以10℃/分再次升温至120℃,将第2次升温时的吸热峰前的基线、与在吸热峰开始后于30~60℃出现的第一个拐点处的切线的交点的温度设为Tg,试样为水分散体的情况下,在进行冷冻干燥而除去水分之后利用上述方法进行了测定。
<储能模量G’(120℃)>
利用流变仪测定的120℃下的G’按照以下顺序求出。测定使用TA Instruments制流变仪ARES(测定控制软件TA Orchestrator V7.2.0.2)如下所述地进行。将样品约1.3g放入20mm直径用的夹具,利用加热至50℃的压机(小平制作所制5吨压制PE-5Y)在压力30kg/cm2下加压10分钟,成型为片。将片设置于装有直径25mm的圆形平行板、温度设定为40℃的测定装置中,然后升温至120℃。使顶板下降并与夹具熔合。其后,迅速冷却至40℃。然后,在以下条件下进行测定,由所得G’求出了120℃下的G’。
测定频率‘Frequency’6.28rad/sec
初期温度‘Initial Temp.’40.0℃
最终温度‘Final Temp.’165.0℃
升温速度‘Ramp Rate’4.0℃/min
升温后保持时间‘Soak Time After Ramp’20s(秒)
测定循环时间‘Time Per Measure’1s(秒)
应变‘Strain’0.1%
<软化点>
利用流动试验仪测定的软化点按照以下顺序求出。测定装置使用岛津制作所制流动试验仪CFT-500D,利用以下方法进行了测定。将样品约1.0g利用压机进行加压而成型为片,在模头直径1mm、模头长度1mm、负载20kg的条件下将温度从60℃以6℃/分进行了升温,将从试样开始流出起直到流出结束为止的中点的温度作为软化点。
<蜡分散液A1的制作:乳化工序>
将作为蜡的酯蜡1(日油株式会社制品名:WEP-3、利用DSC进行的Tg测定的第2次测定熔点峰:71.0℃、利用DSC进行的Tg测定的第2次测定初始温度:68.6℃、利用DSC进行的Tg测定的第2次测定拐点:69.9℃、目录酸值0.1mgKOH/g、目录羟值3mgKOH/g以下)30.00份(1440g)、十甘油十山萮酸酯(三菱化学食品株式会社制、产品名称:B100D、羟值27、熔点70℃)0.24份、20%十二烷基苯磺酸钠水溶液(以下简称为“20%DBS水溶液”)1.93份、脱盐水67.83份加热至90℃,在配备有45℃倾斜3级桨叶的CSTR型搅拌层内进行了20分钟混合。
接着,将该分散液加热至90℃的同时,使用阀式均化器(Goulin公司制、15-M-8PA型)在25MPa的加压条件开始循环乳化,利用Nanotrack测定粒径,进行分散直至体积中值粒径达到245nm,制作了蜡分散液A1(乳液固体成分浓度=31.2%、蜡成分浓度30.8%)。
<蜡分散液A2的制作:乳化工序>
将作为蜡的石蜡1(日本精蜡株式会社制产品名称:HNP-9、目录熔点:75℃)27.30份、丙烯酸硬脂酯(东邦化学株式会社制、产品名称:ST-A)2.70份、20%DBS水溶液1.93份、脱盐水68.07份加热至90℃,在配备有45℃倾斜3段桨叶的CSTR型搅拌层内进行了20分钟混合。
接着,将该分散液加热至90℃的同时,使用阀式均化器(Goulin公司制、15-M-8PA型)在25MPa的加压条件开始循环乳化,利用Nanotrack测定粒径,进行分散直至体积中值粒径达到260nm,制作了蜡分散液A2(乳液固体成分浓度=30.2%、蜡成分浓度29.8%)。
<蜡分散液A3的制作:乳化工序>
将作为蜡的酯蜡2(日油株式会社制产品名称:Unistar H-476、熔点:62℃)30.00份、20%DBS水溶液2.48份、脱盐水67.52份加热至85℃,在配备有45℃倾斜3段桨叶的CSTR型搅拌层内进行了20分钟混合。接着,将该分散液加热至85℃的同时,使用阀式均化器(Goulin公司制、15-M-8PA型)在20MPa的加压条件开始循环乳化,利用Nanotrack测定粒径,进行分散直至体积中值粒径达到246nm,制作了蜡分散液A3(乳液固体成分浓度=30.1%、蜡成分浓度29.5%)。
<蜡分散液A4的制作:乳化工序>
使用22.50份上述酯蜡1、酯蜡3(日油株式会社制、产品名称:WEP-5、目录熔点82℃、目录酸值0.1mgKOH/g、目录羟值3mgKOH/g以下)7.50份(1080g)、十甘油十山嵛酸酯0.24份、20%DBS水溶液1.93份、脱盐水67.83份作为原料,利用与蜡分散液A1同样的方法制作了蜡分散液A4(乳液固体成分浓度=31.4%、蜡成分浓度31.0%)。
<蜡分散液A5的制作:乳化工序>
将作为蜡的具有下述结构(1)的烷基改性有机硅蜡(表面张力27mN/m、熔点63℃、熔融热97J/g、熔融峰半峰宽10.9℃、结晶峰半峰宽17.0℃)27.0份、阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制、Neogen SC)0.3份、脱盐水73.0份加热至90℃,在配备有45℃倾斜3段桨叶的CSTR型搅拌层内进行了10分钟混合。
接着,将该分散液加热至90℃的同时,使用阀式均化器(Goulin公司制、15-M-8PA型)在20MPa的加压条件下开始循环乳化,利用Nanotrack测定粒径,进行分散直至体积中值粒径达到246nm,制作了蜡分散液A5(乳液固体成分浓度=27.1%、蜡成分浓度26.9%)。
[化学式1]
(式(1)中,R=甲基、m=10、X=Y=平均碳原子数30的烷基。)
<聚合物初级粒子B1的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A1 10.8份(作为蜡成分)、脱盐水256份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费240分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始0分钟起花费480分钟添加了下述引发剂水溶液。在聚合开始240分钟时添加了下述硫酸铁水溶液。在聚合开始300分钟时升温至95℃。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 67.2份
[引发剂水溶液]
8%过氧化氢水溶液 28.0份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 28.0份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.08份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的聚合物初级粒子B1。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为243nm,数均分子量(Mn)为13000、重均分子量(Mw)为102000,固体成分浓度为23.7质量%、Tg为40℃。
<聚合物初级粒子B2的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A2 10.5份(作为蜡成分)、脱盐水282份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始30分钟起花费270分钟添加了下述引发剂水溶液1。其后,从聚合开始300分钟起花费120分钟添加了下述引发剂水溶液2。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 67.1份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 15.5份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 15.5份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 0.00份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 14.7份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的聚合物初级粒子B2。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为254nm,数均分子量(Mn)为16000、重均分子量(Mw)为88000,固体成分浓度为20.6质量%、Tg为51℃。
<聚合物初级粒子B3的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A3 12.5份(作为蜡成分)、脱盐水334份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至70℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物。
将开始添加该单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,在聚合开始5分钟前一次性添加了下述引发剂水溶液1。其后,从聚合开始0分钟起花费300分钟添加了下述引发剂水溶液2。其后,从聚合开始300分钟起花费180分钟添加了下述引发剂水溶液3。在聚合开始300分钟时升温至90℃。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 0.9份
脱盐水 67.4份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 3.2份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 3.2份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 14.0份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 14.0份
[引发剂水溶液3]
8%过氧化氢水溶液 9.31份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 9.31份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.01份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的聚合物初级粒子B3。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为190nm,数均分子量(Mn)为30000、重均分子量(Mw)为141000,固体成分浓度为18.8质量%。
<聚合物初级粒子B4的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A1 10.7份(作为蜡成分)、脱盐水253份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费240分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始0分钟起花费480分钟添加了下述引发剂水溶液。在聚合开始240分钟时添加了下述硫酸铁水溶液。在聚合开始300分钟时升温至95℃。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 66.9份
[引发剂水溶液]
8%过氧化氢水溶液 28.0份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 28.0份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.08份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的聚合物初级粒子B4。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为245nm,数均分子量(Mn)为16000、重均分子量(Mw)为67000,固体成分浓度为23.6质量%、Tg为39℃。
<聚合物初级粒子B5的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A1 10.8份(作为蜡成分)、脱盐水255份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费240分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始0分钟起花费480分钟添加了下述引发剂水溶液。在聚合开始240分钟时添加了下述硫酸铁水溶液。在聚合开始300分钟时升温至95℃。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 67.3份
[引发剂水溶液]
8%过氧化氢水溶液 27.9份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 27.9份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.08份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的聚合物初级粒子B5。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为251nm,数均分子量(Mn)为13000、重均分子量(Mw)为72300,固体成分浓度为23.7质量%。
<壳微粒C1的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A2 10.5份(作为蜡成分)、脱盐水282份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.02份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始30分钟起花费270分钟添加了下述引发剂水溶液1。其后,从聚合开始300分钟起花费120分钟添加了下述引发剂水溶液2。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 67.1份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 15.5份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 15.5份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 0.00份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 14.7份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.02份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的壳微粒C1。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为254nm,重均分子量(Mw)为88000,固体成分浓度为20.6质量%、Tg为51℃。
<壳微粒C2的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A4 50.6份、作为粒径调整用乳化剂(DBS SP)的20%DBS水溶液2.96份、脱盐水350份,边搅拌边在氮气流下升温至75℃。
添加下述引发剂水溶液1的5分钟后,在持续进行搅拌的同时花费180分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,从聚合开始240分钟起花费60分钟连续地添加了下述引发剂水溶液2。从聚合开始240分钟起花费120分钟连续地添加了下述引发剂水溶液3。在聚合开始180分钟时添加了下述硫酸铁水溶液。在聚合开始180分钟时升温至93℃。持续进行加热搅拌直至聚合开始480分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 66.7份
[引发剂水溶液1]
20%过硫酸铵水溶液 6.0份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 14.2份
[引发剂水溶液3]
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 21.3份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.05份
聚合开始480分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的壳微粒C2。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为158nm,重均分子量(Mw)为59000,固体成分浓度为20.0%、Tg为80℃。
<壳微粒C3的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料作为粒径调整用乳化剂(DBS SP)的20%DBS水溶液1.72份、脱盐水285份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.01份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,在聚合开始5分钟前一次性添加了下述引发剂水溶液1。其后,下从聚合开始0分钟起花费300分钟添加了述引发剂水溶液2。其后,从聚合开始300分钟起花费120分钟添加了下述引发剂水溶液3。在聚合开始300分钟时升温至95℃。在聚合开始300分钟时添加了下述硫酸铁水溶液。持续进行加热搅拌直至聚合开始540分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.0份
脱盐水 66.0份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 3.2份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 3.2份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 15.7份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 15.7份
[引发剂水溶液3]
8%过氧化氢水溶液 0.00份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 14.2份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.05份
聚合开始540分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的壳微粒C3。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为141nm,重均分子量(Mw)为63000,固体成分浓度为19.9质量%。
<壳微粒C4的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料作为粒径调整用乳化剂(DBS SP)的20%DBS水溶液1.72份、脱盐水304份、0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液0.004份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液/硫酸铁水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,在聚合开始5分钟前一次性添加了下述引发剂水溶液1。其后,从聚合开始0分钟起花费300分钟添加了下述引发剂水溶液2。其后,从聚合开始300分钟起花费120分钟添加了下述引发剂水溶液3。持续进行加热搅拌直至聚合开始480分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 1.5份
脱盐水 66.4份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 3.2份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 3.2份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 15.7份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 15.7份
[引发剂水溶液3]
8%过氧化氢水溶液 0.00份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 14.2份
[硫酸铁水溶液]
0.5%硫酸铁(II)七水合物水溶液 0.004份
聚合开始480分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的壳微粒C4。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为118nm,重均分子量(Mw)为102000,固体成分浓度为18.9质量%。
<壳微粒C5的制作:聚合工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、浓缩装置、及各原料/助剂进料装置的反应器中进料蜡分散液A5 5.9份(作为蜡成分)、脱盐水323份,边搅拌边在氮气流下升温至90℃。
然后,在保持搅拌的同时,花费300分钟添加了事先利用均化器搅拌了30分钟的下述单体类/乳化剂水溶液的混合物。将开始添加该单体类/乳化剂水溶液的混合物的时刻设为聚合开始,在聚合开始5分钟前一次性添加了下述引发剂水溶液1。其后,从聚合开始0分钟起花费360分钟添加了下述引发剂水溶液2。持续进行加热搅拌直至聚合开始420分钟为止。
[单体类]
[乳化剂水溶液]
20%DBS水溶液 0.7份
脱盐水 67.0份
[引发剂水溶液1]
8%过氧化氢水溶液 3.2份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 3.2份
[引发剂水溶液2]
8%过氧化氢水溶液 18.9份
8%L-(+)抗坏血酸水溶液 18.9份
聚合开始420分钟后,冷却至30℃,得到了乳白色的壳微粒C5。使用Nanotrack测定的体积中值粒径为283nm,重均分子量(Mw)为74000,固体成分浓度为19.6质量%。
[实施例1]
<调色剂母粒分散液1的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B1 60.9份(固体成分)、20%DBS水溶液0.12份(固体成分)、去离子水19份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.53份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)24份,并混合至均匀。
其后,花费6分钟添加了去离子水41份。接着,将内温升温至40℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到4.9μm。该温度(一次凝聚温度)为40℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度,同时添加了聚合物初级粒子B16.8份(固体成分)。90分钟后,添加了壳微粒C1 32.3份(固体成分)。60分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费80分钟升温至77℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.966。圆度达到0.966时的温度(最终圆形化温度)为80℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液1。
<调色剂母粒1的制作:洗涤/干燥工序>
取出所得调色剂母粒分散液1,使用5种C(东洋滤纸株式会社制、No.5C)的滤纸、利用吸气器进行了抽滤。将残留在滤纸上的滤饼转移至具备搅拌机(螺旋桨叶)的不锈钢容器,通过加入电导率为1μS/cm的离子交换水并进行搅拌而使其均匀分散,然后进行了30分钟搅拌。重复该工序直至滤液的电导率达到2μS/cm为止之后,将所得滤饼在设定于40℃的送风干燥机内进行48小时干燥,由此得到了调色剂母粒1。
<调色剂1的制造:外部添加工序>
对调色剂母粒1进行外部添加的外部添加工序中使用了以下的外部添加剂W~Z。
外部添加剂W:二氧化硅粒子(BET:67m2/g)
外部添加剂X:带正电性二氧化硅粒子(BET:119m2/g)
外部添加剂Y:复合氧化物粒子(BET:56m2/g)
外部添加剂Z:大粒径二氧化硅粒子(BET:37m2/g)
将样品研磨机(协立理工(株)制)预先加温至30℃。向其中相对于上述得到的调色剂母粒1 100份而添加外部添加剂W(二氧化硅粒子)0.45份、外部添加剂X(带正电性二氧化硅粒子)0.15份、外部添加剂Y(复合氧化物粒子)1.20份、外部添加剂Z(大粒径二氧化硅粒子)1.00份,以4000rpm进行11分钟搅拌/混合而进行外部添加,并进行筛分,由此得到了调色剂1。
[实施例2]
<调色剂母粒分散液2的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B1 72.5份(固体成分)、20%DBS水溶液0.12份(固体成分)、去离子水19份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.53份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)24份并混合至均匀。其后,花费6分钟添加了去离子水41份。接着,将内温升温至40℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到4.9μm。该温度(一次凝聚温度)为45℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度,同时添加了聚合物初级粒子B16.8份(固体成分)。30分钟后,添加了壳微粒C1 19.5份(固体成分)。60分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费80分钟升温至77℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.966。圆度达到0.966时的温度(最终圆形化温度)为79℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液2。
<调色剂母粒2的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液2,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒2。
<调色剂2的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒2,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂2。
[比较例1]
<调色剂母粒分散液3的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B4 85.1份(固体成分)、20%DBS水溶液0.26份(固体成分)、去离子水32份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.52份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)18份并混合至均匀。其后,花费6分钟添加了去离子水41份。接着,将内温升温至43℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到5.2μm。该温度(一次凝聚温度)为45℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度,同时添加了聚合物初级粒子B49.5份(固体成分)。30分钟后,添加了壳微粒C2 5.4份(固体成分)。120分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费50分钟而升温至66℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.976。圆度达到0.976时的温度(最终圆形化温度)为68℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液3。
<调色剂母粒3的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液3,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒3。
<调色剂3的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒3,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂3。
[比较例2]
<调色剂母粒分散液4的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B2 92.5份(固体成分)、20%DBS水溶液0.07份(固体成分)、去离子水12份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.58份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)16份并混合至均匀。其后,花费10分钟添加了0.5%硫酸铝水溶液0.10份(固体成分)。接着,将内温升温至52℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到6.0μm。该温度(一次凝聚温度)为55℃。
其后,迅速地添加了壳微粒C3 7.5份(固体成分)。30分钟后,添加20%DBS水溶液6.1份(固体成分)和去离子水20份之后,花费30分钟而升温至90℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.980。
圆度达到0.980时的温度(最终圆形化温度)为99℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液4。
<调色剂母粒4的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液4,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒4。
<调色剂4的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒4,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂4。
[比较例3]
<调色剂母粒分散液5的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B3 95.0份(固体成分)、20%DBS水溶液0.10份(固体成分)、去离子水59份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.34份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)17份并混合至均匀。其后,花费14分钟添加了0.5%硫酸铝水溶液0.15份(固体成分)、花费2分钟添加了去离子水15份。接着,将内温升温至51℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到6.7μm。该温度(一次凝聚温度)为53℃。
其后,迅速地添加了壳微粒C4 5.0份(固体成分)。30分钟后,添加20%DBS水溶液4.8份(固体成分)和去离子水12份之后,花费30分钟而升温至90℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.960。
圆度达到0.960时的温度(最终圆形化温度)为94℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液5。
<调色剂母粒5的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液5,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒5。
<调色剂5的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒5,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂5。
[比较例4]
<调色剂母粒分散液6的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B2 95.0份(固体成分)、20%DBS水溶液0.10份(固体成分)、去离子水13份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.62份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)16份并混合至均匀。
其后,花费5分钟添加了0.5%硫酸铝水溶液0.05份(固体成分)、花费11分钟添加了去离子水88份。接着,将内温升温至53℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到6.4μm。该温度(一次凝聚温度)为55℃。
其后,迅速地添加了壳微粒C5 5.0份(固体成分)。30分钟后,添加20%DBS水溶液6.2份(固体成分)和去离子水10份之后,花费30分钟而升温至90℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.960。
圆度达到0.960时的温度(最终圆形化温度)为98℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液6。
<调色剂母粒6的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液6,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒6。
<调色剂6的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒6,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂6。
[实施例3]
<调色剂母粒分散液7的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B5 72.5份(固体成分)、20%DBS水溶液0.02份(固体成分)、去离子水49份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.49份(固体成分)、蓝色着色剂EP-700(大日精化(株)制)24份并混合至均匀。接着,将内温升温至45℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到4.9μm。该温度(一次凝聚温度)为48℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度,同时添加了聚合物初级粒子B56.8份(固体成分)。30分钟后,添加了壳微粒C1 32.3份(固体成分)。60分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费70分钟而升温至85℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.966。圆度达到0.966时的温度(最终圆形化温度)为85℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液7。
<调色剂母粒7的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液7,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒7。
<调色剂7的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒1而使用了调色剂母粒7,除此之外,利用与调色剂1相同的方法得到了调色剂7。
关于实施例1~3及比较例1~4,聚合物初级粒子的蜡种类、数均分子量、重均分子量、壳微粒的体积中值粒径和重均分子量、及凝聚工序中的一次凝聚温度/最终圆形化温度如表1所示。进一步,外部添加有调色剂母粒的调色剂的体积中值粒径(Dv50)、个数中值粒径(Dn50)、粒径分布(Dv50/Dn50)、平均圆度也如表1所示。
需要说明的是,表1中,St表示苯乙烯、BA表示丙烯酸丁酯、AA表示丙烯酸。
使用在实施例1~3及比较例1~4中得到的调色剂,利用以下方法进行了评价、判定。测定的调色剂(样品)是刚刚制造后、即刚刚进行外部添加后的样品,但也可以是经时后的样品,还可以是已经进入了显影层等的样品,测定数值基本不会发生改变,这是技术常识。另外,置于50℃以上的环境中的外部添加后的调色剂有时无法获得适当的TP1的值。
[粘弹性]
利用流变仪测定的TP2/TP1按照以下顺序求出。
测定装置使用Anton Paar公司制、流变仪MCR302、利用以下方法进行了测定。
将样品约1.0g放入18mm直径用的夹具,利用加热至50℃的压机(小平制作所5吨压制PE-5Y)在合模力1.5吨(表压30kg/cm2)下加压10分钟,成型为片。本发明中,有时将该片简称为“成型体”。
第1次升温测定:将片(成型体)设置于装有直径20mm的圆形平行板、间隙设定为5mm、温度设定为20℃的测定装置,温度设定为120℃,通过约4分钟升温至120℃。其后,在迅速地使间隙为2mm并与夹具熔合的同时,花费约2分钟实施了修整(除去相对于板渗出的部分)。然后,迅速地将温度设定为80℃,花费约2分钟冷却至80℃。其后,保持约2分钟直至温度达到稳定之后,在以下条件下进行了测定。
装置:Anton Paar公司流变仪MCR302
温控:上下珀耳帖温控系统(P-PTD200+H-PTD200)氮气流(200NL/h)
夹具:20mmφ可抛弃平行板
温度:以4℃/min由80℃升温至150℃的升温测定(测定点间隔15秒)
频率:1Hz
应变:0.1%
Gap:2mm
第2次升温测定:在第1次升温测定后,迅速地通过约3分从150℃冷却至80℃。其后,于80℃保持了约7分钟。然后,迅速地在与第1次相同的条件下进行了第2次升温时的测定。
需要说明的是,本测定是确认由热历史引起的差异的测定,因此优选使用能够实现快速升温/降温的珀耳帖温控系统。就所使用的调色剂而言,优选使用制造后不存在50℃以上的热历史的调色剂。
通过用在第1次升温测定中得到的损耗模量G”除以储能模量G’而求出tanδ(即,损耗角正切=G”/G’),求出了在140℃出现的tanδ的TP1(140℃)(参见图2)。同样地,求出第2次测定中在140℃出现的tanδ的TP2(140℃)(参见图2),用TP2(140℃)除以TP1(140℃),由此求出了“TP2(140℃)/TP1(140℃)”。
同样地,求出了第1次测定中在130℃出现的tanδ的TP1(130℃)。
同样地,求出了在80℃~150℃的范围内TP2A/TP1A显示最小值的温度、即“TP2A/TP1A最小温度”。
关于实施例1~3及比较例1~4的TP1(140℃)、TP2(140℃)及“TP2(140℃)/TP1(140℃)”、TP1(130℃)、“TP2A/TP1A最小温度”的结果如表2所示。
另外,关于实施例1~2以及比较例1及3的利用上述方法测定的储能模量G’(120℃)及软化点的结果如表2所示。
另外,关于可以从市场上获取的“具有形成壳的可能性的公知调色剂”,同样地测定了TP1(140℃)和TP2(140℃),并连同“TP2(140℃)/TP1(140℃)”一起示于表3。
[调色剂性能]
<Tg测定>
利用差示扫描量热仪(DSC)的Tg测定使用TA Instruments公司的Q20如下所述地进行。将调色剂3±1mg放入铝盘并精确称量至0.1mg的数量级,将填充有氧化铝3mg的铝盘作为参照,在氮气流中以10℃/分从0℃升温至120℃。于120℃保持10分钟之后,以10℃/分降温至0℃,保持5分钟后以10℃/分再次升温至120℃。将第2次升温时的吸热峰前的基线、与在吸热峰开始后于30~60℃出现的第一个拐点处的切线的交点的温度设为Tg(玻璃化转变温度)。这样求出的调色剂的Tg如表2所示。
需要说明的是,对于聚合物初级粒子、壳微粒的试样为水分散体的情况下的Tg,在进行冷冻干燥而除去水分之后利用上述方法进行了测定。另外,关于实施例3,未测定Tg。
<抗粘连性>
将调色剂10g加入内径3cm、高度6cm的圆筒形容器中,施加20g的负载,在温度45℃、湿度80%的环境中放置了48小时后,将调色剂从容器中取出,通过从上方施加负载而确认了凝聚的程度。关于其崩溃负载,按照以下判定基准进行了判定,结果如表2所示。
○:在100g以下的负载下塌陷。
×:未施加超过100g的负载即塌陷。
[耐热沾污性]
将辊的表面温度从165℃以5℃幅度升温,将负载有附着量约1.2mg/cm2的未定影的调色剂图像的记录纸搬运至定影辊隙部,得到了定影图像。
对各温度下的定影图像的剥离程度进行了目测判定。
按照以下的判定基准对耐沾污性进行了判定,结果如表2所示。
○:于195℃以上发生了定影。
×:于195℃未定影、部分或全部发生了剥离。
[定影性]
<低温定影性>
准备负载有未定影的调色剂图像的记录纸(基重80g/m2纸),使用热辊定影方式的定影机如下所述地进行了试验。
辊的直径为27mm、辊隙宽度为9mm、定影速度为229mm/sec,上辊具有加热器,辊表面由PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)形成,未涂布硅油。
将辊的表面温度从140℃以5℃幅度升温,将负载有附着量约1.2mg/cm2的未定影的调色剂图像的记录纸搬运至定影辊隙部,得到了定影图像。
在定影图像上粘贴修补带,使2kg的砝码在其上通过而使带和定影图像密合。剥离修补带,对于定影图像向带上的转移程度通过目测进行了判定。进行3次上述试验,根据发生了定影时的温度的3次平均值、基于以下的判定基准判定了低温定影性,结果如表2所示。
◎:于145℃以下发生了定影。
○:在高于145℃且150℃以下发生了定影。
△:在高于150℃且155℃以下发生了定影。
×:于155℃未发生定影。
[表2]
[表3]
[结果]
由表2可知,在实施例1~3的调色剂中,实现了在保持抗粘连性的情况下的低温下的优异定影性和耐热沾污性的兼顾,但在比较例1~4的调色剂中,未能兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性,低温下的优异定影性和耐热沾污性中的任意性质变差。
[实施例4]
<品红色着色剂分散液的调整>
在具备搅拌机(螺旋桨叶)的内容积300L的容器中加入品红色颜料的颜料红238、即N-(5-氯-2-甲氧基苯基)-3-羟基-4-[[2-甲氧基-5-[(苯基氨基)羰基]苯基]偶氮]萘-2-羧基酰胺20份(40kg)、20%的十二烷基苯磺酸钠水溶液1份、HLB15.3的聚氧乙烯月桂基醚4份、及电导率为1.5μS/cm以下的离子交换水75份,进行预分散而得到了颜料预混液。
将上述颜料预混液作为原料浆料供给至湿式珠磨机,进行了循环分散。需要说明的是,使定子的内径为隔板的直径为隔板与盘间的间隔为15mm,并使用了直径50μm的锆珠(真密度6.0g/cm3)作为分散用介质。由于定子的有效内容积为0.5L、并将介质的填充容积设为0.35L,因此介质填充率为70质量%。使转子的转速恒定(转子顶端的圆周速度为11m/秒),从供给口利用无脉冲定量泵以供给速度50L/hr连续地供给上述颜料预混液,并使其从排出口连续地排出,通过重复地循环该操作而在达到给定粒径的时刻得到了品红色着色剂分散液。对品红色着色剂分散液利用Nanotrack测定的体积中值粒径为151nm、pH为5.8、固体成分浓度为25.5质量%。
<调色剂母粒分散液3A的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B1 72.0份(固体成分)、20%DBS水溶液0.15份(固体成分)、去离子水22份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.49份(固体成分)、品红色着色剂分散液32.5份并混合至均匀。
其后,花费8分钟添加了0.5%硫酸铝水溶液0.08份(固体成分)、花费6分钟添加了去离子水41份。接着,将内温升温至40℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到5.1μm。该温度(一次凝聚温度)为46℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度的同时,添加了聚合物初级粒子B1 8.0份(固体成分)。30分钟后,添加了壳微粒C1 20.0份(固体成分)。80分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费70分钟而升温至75℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.966。圆度达到0.966时的温度(最终圆形化温度)为80℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液3A。
<调色剂母粒3A的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液3A,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒3A。
<调色剂3A的制造:外部添加工序>
将样品研磨机(协立理工(株)制)预先加温至30℃。向其中相对于上述得到的调色剂母粒3A 100份而添加外部添加剂W(二氧化硅粒子)0.40份、外部添加剂X(带正电性二氧化硅粒子)0.15份、外部添加剂Y(复合氧化物粒子)1.20份、外部添加剂Z(大粒径二氧化硅粒子)0.75份,以4000rpm进行11分钟搅拌/混合而进行外部添加,并进行筛分,由此得到了调色剂3A。
[实施例5]
<调色剂母粒分散液4A的制备:凝聚工序>
在配备有搅拌装置、加热冷却装置、及各原料/助剂进料装置的混合器中,边搅拌边依次添加上述得到的聚合物初级粒子B182.8份(固体成分)、20%DBS水溶液0.17份(固体成分)、去离子水25份、5%硫酸铁(II)七水和物水溶液0.49份(固体成分)、品红色着色剂分散液32.5份并混合至均匀。其后,花费8分钟添加了0.5%硫酸铝水溶液0.08份(固体成分)、花费6分钟添加了去离子水41份。接着,将内温升温至43℃,然后阶段性进行升温直至体积中值粒径达到5.2μm。该温度(一次凝聚温度)为45℃。
迅速地从一次凝聚温度降低2℃温度的同时,添加了聚合物初级粒子B19.2份(固体成分)。60分钟后,添加了壳微粒C18.0份(固体成分)。60分钟后,添加20%DBS水溶液4.0份(固体成分)和去离子水23份之后,花费70分钟而升温至74℃,然后阶段性地升温直至圆度达到0.966。圆度达到0.966时的温度(最终圆形化温度)为78℃。其后,迅速地冷却至30℃,得到了调色剂母粒分散液4A。
<调色剂母粒4A的制作:洗涤/干燥工序>
代替调色剂母粒分散液1而使用了调色剂母粒分散液4A,除此之外,利用与调色剂母粒1相同的方法得到了调色剂母粒4A。
<调色剂4A的制造:外部添加工序>
代替调色剂母粒3A而使用了调色剂母粒4A,除此之外,利用与调色剂3A相同的方法得到了调色剂4A。
使用实施例4~5中得到的调色剂,基于上述各试验方法而进行了试验。结果如表4所示。
[表4]
由表4可知,在实施例4~5的调色剂中,实现了在保持抗粘连性的情况下的低温下的优异定影性和耐热沾污性的兼顾。
以上结合特定的实施方式对本发明进行了详细说明,但本领域技术人员应该理解的是,在不脱离本发明的主旨和范围的情况下,可以进行各种变更及修正。本申请基于2017年1月20日提出的日本专利申请(日本特愿2017-008706)、2017年1月20日提出的日本专利申请(日本特愿2017-008707)、及2017年1月27日提出的日本专利申请(日本特愿2017-013610)而完成,其内容作为参照而被援引于此。
工业实用性
本发明的静电图像显影用调色剂能够在保持良好的抗粘连性的同时兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性,因此,可被广泛应用于打印机、复印机、传真机等使静电图像可视化的图像形成领域是不言自明的,还可被广泛应用于要求高光亮性或高光泽性、需要精美地输出照片/图形等图像的专业领域。
进一步,由于本发明的静电图像显影用调色剂能够在保持良好的抗粘连性的同时兼顾低温下的优异定影性和耐热沾污性,打印机、复印机、传真机等使静电图像可视化的图像形成领域。

Claims (12)

1.一种静电图像显影用调色剂,
其在进行两次利用流变仪的tanδ测定,且将在第1次测定中于130℃观测的tanδ的值设为TP1(130℃)、于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃),将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,
TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、TP1(130℃)为2.5以上。
2.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.50以上。
3.根据权利要求1或2所述的静电图像显影用调色剂,其中,TP1(130℃)为4.0以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其包含至少含有粘结树脂和着色剂的调色剂母粒、及外部添加剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,利用流变仪在120℃观测的该调色剂的储能模量G’为2000Pa以下,且利用流动试验仪测定的该调色剂的软化点为105℃以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,所述静电图像显影用调色剂具有核/壳结构,该核/壳结构含有至少包含粘结树脂和着色剂的核成分、和存在于其周围的至少包含粘结树脂的壳成分,所述核成分的交联度高于所述壳成分的交联度,且所述壳成分的极性高于所述核成分的极性。
7.根据权利要求6所述的静电图像显影用调色剂,其中,所述核成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度比所述壳成分中包含的粘结树脂的玻璃化转变温度低5℃以上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其体积平均粒径为4~8μm。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其平均圆度为0.95~0.99。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的静电图像显影用调色剂,其中,所述静电图像显影用调色剂包含铜酞菁类的染料颜料作为着色剂。
11.一种静电图像显影用调色剂,
其在进行两次利用流变仪的tanδ测定,且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP1A,将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)、于80℃以上且150℃以下观测的tanδ的值设为TP2A时,
TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.95以下、且TP2A/TP1A显示最小值的温度为130℃以上。
12.一种静电图像显影用调色剂,
其在进行两次利用流变仪的tanδ测定,且将在第1次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP1(140℃)、将在第2次测定中于140℃观测的tanδ的值设为TP2(140℃)时,TP2(140℃)/TP1(140℃)为0.90以上且0.95以下,
或者,
其在进行两次利用流变仪的tanδ测定,且将在第1次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP1(120℃)、将在第2次测定中于120℃观测的tanδ的值设为TP2(120℃)时,TP2(120℃)/TP1(120℃)为0.60以上且0.70以下。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333131B1 (en) * 2000-02-21 2001-12-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Toner for the development of electrostatic image, process for the preparation thereof, electrostatic image developer, and process for the formation of image
JP2004151638A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Nippon Zeon Co Ltd 静電荷像現像用カラートナー
CN1752854A (zh) * 2004-09-21 2006-03-29 富士施乐株式会社 静电潜像显影用调色剂、显影剂以及制造该静电潜像显影用调色剂的方法
CN101091139A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 日本瑞翁株式会社 静电荷图像显影用调色剂
CN105051614A (zh) * 2013-03-21 2015-11-11 三菱化学株式会社 静电图像显影用调色剂
CN105074580A (zh) * 2013-03-19 2015-11-18 三菱化学株式会社 色调剂母粒和静电图像显影用色调剂

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4075949B2 (ja) 2006-07-28 2008-04-16 富士ゼロックス株式会社 静電荷現像用トナー、静電荷現像用現像剤、カートリッジ及び画像形成装置
JP5034468B2 (ja) * 2006-12-08 2012-09-26 三菱化学株式会社 トナーの製造方法、トナー、現像剤及び画像形成方法
JP5371608B2 (ja) 2009-07-29 2013-12-18 キヤノン株式会社 トナー
JP5570381B2 (ja) * 2010-10-13 2014-08-13 キヤノン株式会社 再生電子写真用ローラの製造方法
JP5672935B2 (ja) 2010-10-15 2015-02-18 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP5287957B2 (ja) 2011-09-13 2013-09-11 株式会社リコー トナー、現像剤、及び画像形成装置
WO2015030208A1 (ja) 2013-08-29 2015-03-05 三菱化学株式会社 静電荷像現像用トナー
JP6446914B2 (ja) 2013-08-29 2019-01-09 三菱ケミカル株式会社 静電荷像現像用トナー

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333131B1 (en) * 2000-02-21 2001-12-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Toner for the development of electrostatic image, process for the preparation thereof, electrostatic image developer, and process for the formation of image
JP2004151638A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Nippon Zeon Co Ltd 静電荷像現像用カラートナー
CN1752854A (zh) * 2004-09-21 2006-03-29 富士施乐株式会社 静电潜像显影用调色剂、显影剂以及制造该静电潜像显影用调色剂的方法
CN101091139A (zh) * 2004-12-28 2007-12-19 日本瑞翁株式会社 静电荷图像显影用调色剂
CN105074580A (zh) * 2013-03-19 2015-11-18 三菱化学株式会社 色调剂母粒和静电图像显影用色调剂
CN105051614A (zh) * 2013-03-21 2015-11-11 三菱化学株式会社 静电图像显影用调色剂

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