CN110412840A - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂。一种调色剂,其包括:具有粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒,和金属钛酸盐细颗粒,其中调色剂颗粒包含电阻率为2.5×10‑8Ω·m至10.0×10‑8Ω·m的多价金属元素;在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g;金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构;并且金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm。
Description
技术领域
本发明涉及静电潜像显影用调色剂。
背景技术
如电子照相法等经由静电潜像使图像信息可视化的方法目前用于各种领域,并且要求包括图像品质的改进和速度的提高的性能改进。
特别地,对于低功耗的小型复印机和打印机的需求不断增长。因此,需要低温定影性优异、具有良好贮存性、且可以长期保持优异的图像品质的调色剂。
为了满足该需求,已经提出了通过乳液聚集法生产的很多调色剂,因为该方法能够使材料选择性的范围宽、调色剂颗粒的形状容易控制和包含大量的脱模剂。
在乳液聚集法中,制备了通过乳液聚合、强制乳化或转相乳化法等获得的树脂颗粒分散液,和着色剂分散在溶剂中的着色剂分散液。然后,将这些混合以形成对应于调色剂颗粒直径的聚集体,然后通过借助加热诱导的聚结和融合生产调色剂。
日本专利申请公开2008-107769公开了一种乳液聚集法生产的调色剂,其中在调色剂颗粒中包含铝并且铝的量以通过X-射线荧光测定的净强度(net intensity)计为0.02~0.30。
表明根据该技术,铝量的一部分与如粘结剂树脂分子中的羧酸等极性部形成交联结构,从而使得可以同时实现令人满意的带电量和低温定影性。
发明内容
一般地,在通过如上述乳液聚集法生产的调色剂中,粘结剂树脂中存在源自凝聚剂(flocculant)的多价金属离子。此类多价金属离子存在于调色剂颗粒表面附近和调色剂颗粒内部,但是多价金属离子在调色剂颗粒中的存在状态倾向于不均匀。
同时,在此类调色剂颗粒中,在粘结剂树脂中源自凝聚剂的多价金属离子的存在会导致调色剂颗粒表面上积累的电荷泄露。
为此,用如二氧化硅颗粒或氧化钛颗粒等外部添加剂覆盖调色剂颗粒表面,使得调色剂颗粒表面上积累的电荷可以通过调色剂颗粒内部的多价金属离子而适当地泄露。由此可以改进带电性能。
然而,当调色剂由于连续使用而劣化时,外部添加剂等的包埋(embedding)发生,这影响调色剂颗粒表面和调色剂颗粒内部的带电性能。
从以上已发现,调色剂的带电分布的变宽导致过度带电(charge-up),并且特别是在低温低湿环境下会发生如起雾和显影条纹等图像缺陷。
为了解决带电性能的问题,可以通过增加向调色剂颗粒中添加的外部添加剂的量来改进耐久性。然而,发现低温定影性通过增加外部添加剂的量而降低。
如上所述,低温定影性与耐久性之间存在折衷关系。
本发明的目的是提供一种调色剂,其能够使多价金属元素存在于粘结剂树脂中的调色剂从开始至连续使用的末期同时实现低温定影性和耐久性。
本发明涉及一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒、和金属钛酸盐细颗粒,其中
调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素;
在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g;
金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构;和
金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm。
根据本发明,在其中多价金属元素存在于粘结剂树脂中的调色剂中,可以从开始至连续使用的末期同时实现低温定影性和耐久性。
从以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得显而易见。
具体实施方式
在本发明中,表示数值范围的表述"从XX至YY"或"XX至YY"是指包括作为端点的下限和上限在内的数值范围,除非另有说明。
以下,将详细描述本发明。
本发明的发明人进行了综合研究,以使包括其中多价金属元素存在于粘结剂树脂中的调色剂颗粒的调色剂从开始至连续使用的末期实现以下结果。
(1)由连续使用的劣化导致的外部添加剂在调色剂颗粒中的包埋得到抑制;
(2)即使当调色剂在连续使用期间劣化时,由于调色剂颗粒的带电特性也使得过度带电得到抑制并且保持耐久性;和
(3)为了保持低温定影性,用少量外部添加剂来实现(1)和(2)。
发现在以下情况下可以实现上述结果:
(1)调色剂颗粒包含具有钙钛矿型晶体结构的金属钛酸盐细颗粒作为外部添加剂,和
金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm;
(2)调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素;和
在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g。
基于以上,本发明的发明人考虑了证明本发明的效果的理由。
在通过乳液聚集法生产的调色剂中,源自凝聚剂的多价金属离子存在于粘结剂树脂中。此类多价金属离子在调色剂颗粒表面附近和调色剂颗粒的内部不均匀地存在。
当外部添加至此类调色剂颗粒时,作为高电阻材料的二氧化硅细颗粒受到调色剂颗粒表面上存在的多价金属离子的带电的影响。
在外部添加时,二氧化硅细颗粒通过调色剂颗粒表面存在的多价金属离子容易静电聚集在调色剂颗粒表面上。结果,二氧化硅细颗粒倾向于以不均匀状态附着至调色剂颗粒。
另外,当外部添加作为中电阻材料的氧化钛细颗粒时,无论是金红石型还是锐钛矿型的氧化钛细颗粒均以聚集状态附着至调色剂颗粒。结果,二氧化硅细颗粒和氧化钛细颗粒二者均以不均匀状态附着至调色剂颗粒。
特别地,当调色剂中调色剂颗粒上外部添加剂的量少时,外部添加剂可能以不均匀状态存在,并且使电荷局域化(localized)。结果,在连续使用期间,调色剂可能过度带电,并且特别是在低温低湿环境下发生如起雾和显影条纹等图像缺陷。
同时,发现当金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构时,其一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm,调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素,和在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g,金属钛酸盐细颗粒均匀地附着至调色剂颗粒表面。
还发现当将金属钛酸盐细颗粒与如二氧化硅细颗粒等高电阻材料的外部添加剂一起外部添加时,通过金属钛酸盐细颗粒抑制高电阻材料的外部添加剂的静电聚集,并且高电阻材料的外部添加剂和金属钛酸盐细颗粒以均匀状态附着至调色剂颗粒。本发明的发明人假设作为在外部添加时作为中电阻材料的金属钛酸盐细颗粒以分散状态与高电阻材料的外部添加剂接触的结果,产生高电阻材料的外部添加剂的静电聚集的抑制效果。
结果,可以想象,即使当调色剂颗粒上存在少量外部添加剂时,调色剂颗粒表面上的电荷也非局域化,以致可以抑制过度带电。
金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构。金属钛酸盐细颗粒具有立方体或长方体形状。可以想象,这是产生如二氧化硅细颗粒等其它外部添加剂的间隔效应(spacereffect)和如外部添加剂的包埋等调色剂劣化得到抑制的原因。
此外,必要的是,调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素,并且在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g。
通过设定上述范围,调色剂颗粒可以适当地泄露电荷。结果,在连续使用时调色剂颗粒表面上产生的电荷可以扩散至调色剂颗粒中。可以想象,这是过度带电得到抑制的原因。
如上所述,作为包含具有钙钛矿型晶体结构的金属钛酸盐细颗粒作为外部添加剂的调色剂颗粒,金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm,调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素,和在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g的结果,在包含其中多价金属元素存在于粘结剂树脂中的调色剂颗粒的调色剂中,即使当在调色剂颗粒上的外部添加剂的量少时,也可以抑制作为相关技术固有问题的耐久性的劣化。因此,可以减少在调色剂颗粒上的外部添加剂的量,这是在低温定影性方面可以想象的结果。
下文将描述用于本发明的金属钛酸盐细颗粒。调色剂优选在调色剂颗粒表面上具有金属钛酸盐细颗粒。
必要的是,金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构和10nm至80nm的一次颗粒的数均粒径。通过采用该范围,金属钛酸盐细颗粒以均匀附着至调色剂颗粒表面的状态存在。这使得可以有效扩散调色剂颗粒表面上产生的电荷,使得在低温低湿环境下容易抑制起雾和抑制显影条纹。优选的是,该数均粒径为10nm至60nm。
此外,优选的是,金属钛酸盐细颗粒在调色剂颗粒表面上的固着率为60%至100%。当固着率为60.0%以上时,可以有效控制调色剂颗粒表面上的电荷。因此,便于在低温低湿环境下起雾的抑制和显影条纹的抑制。固着率更优选为75%至100%,还更优选88%至100%,特别优选88%至99%。
可以通过下述调色剂的制造方法来控制固着率。
此外,优选的是,通过X-射线光电子能谱法(ESCA)测量的金属钛酸盐细颗粒对调色剂颗粒表面的覆盖率为0.5面积%至20.0面积%。当表面覆盖率在该范围内时,以一次颗粒的状态附着的金属钛酸盐细颗粒的比例增加。
结果,金属钛酸盐细颗粒倾向于留在调色剂颗粒表面上,并且调色剂颗粒表面上产生的电荷可以有效扩散。便于进一步的在低温低湿环境下起雾的抑制和显影条纹的抑制。另外,容易抑制在高温高湿环境下的起雾。此外,当覆盖率为20.0面积%以下时,外部添加剂的量适当,并且可以令人满意地保持低温定影性。更优选的范围为0.5面积%至10.0面积%。
可以通过金属钛酸盐细颗粒的添加量或者外部添加时的生产条件来控制覆盖率。
作为具有钙钛矿型晶体结构的金属钛酸盐细颗粒,可以使用选自由钛酸铍细颗粒、钛酸镁细颗粒、钛酸钙细颗粒、钛酸锶细颗粒和钛酸钡细颗粒等组成的组中的至少一种细颗粒。
其中,能够将赋予至调色剂颗粒表面的电荷广泛且均匀地扩散至调色剂颗粒表面上的钛酸锶细颗粒是优选的。即,金属钛酸盐细颗粒优选包含钛酸锶,更优选金属钛酸盐颗粒为钛酸锶。
在2θ为10°至90°的范围内获得的CuKα的X-射线衍射光谱中,其中θ为钛酸锶细颗粒的布拉格角,
源自钛酸锶细颗粒的峰在39.700°±0.150°和46.200°±0.150°处。
在这些位置具有峰的钛酸锶采用属于立方晶系的钙钛矿结构。39.700°±0.150°和46.200°±0.150°处的峰分别为源自具有密勒指数(111)和(200)的晶格面的衍射峰。一般地,属于立方晶系的颗粒可能获取六面体形状作为颗粒的外部形状。
在生产过程中,在保持对应于六面体形状的面方向的(100)和(200)面的同时钛酸锶细颗粒生长。
作为本发明的发明人的检查结果,发现当使用具有对应于六面体形状的面方向的(200)面和对应于顶点方向的(111)面的钛酸锶细颗粒时显示令人满意的特性。
作为详细检查的结果,发现当39.700°±0.150°处的峰的面积表示为Sa和46.200°±0.150°处的峰的面积表示为Sb时,Sb/Sa优选为1.80至2.30,更优选1.80至2.25。在该范围内,在连续使用期间,外部添加剂在调色剂颗粒中的包埋进一步得到抑制。
可以想象,在上述范围内,钛酸锶细颗粒可以以更均匀分散的状态附着至调色剂颗粒。因此,调色剂颗粒之间的带电性能变得均匀。结果,从开始至连续使用的末期带电性能变得均匀。结果,显影性能得到改进。
可以想象,这导致在低温低湿环境下在连续使用期间起雾和显影条纹的产生的抑制。
钙钛矿型钛酸锶细颗粒的一次颗粒的数均粒径和Sb/Sa可以通过下述钛酸锶细颗粒的原料的摩尔比和生产条件来控制。
钙钛矿型钛酸锶细颗粒使用加压容器通过水热处理或者在常压下反应的常压加热反应法来生产。在本发明中,常压加热反应法是优选的。
钛化合物的水解产物的矿物酸(mineral acid)胶溶产品用作氧化钛源,和水溶性酸性化合物用作锶源。示例其中在60℃以上将碱性水溶液添加至各源的混合溶液中的同时进行反应、接着酸处理的方法。以下将描述常压加热反应法。
作为氧化钛源,可以使用钛化合物的水解产物的矿物酸胶溶产品。
优选地,通过硫酸法获得的SO3的量为1.0质量%以下、更优选0.5质量%以下的偏钛酸在用盐酸将pH调节至0.8至1.5的同时胶溶。结果,可以获得具有令人满意的粒度分布的钛酸锶细颗粒。
同时,硝酸锶和氯化锶等可以用作锶源。苛性碱可以用作碱性水溶液,但是氢氧化钠水溶液是特别优选的。
在生产方法中影响获得的钛酸锶细颗粒的粒径的因子的实例包括氧化钛源和锶源的混合比,反应初始阶段的氧化钛源的浓度,和添加碱性水溶液时的温度和添加速度等。可以适当地调节这些因子以获得具有目标粒径和粒度分布的钛酸锶细颗粒。为了防止在反应过程期间碳酸锶的形成,优选例如,通过在氮气气氛下进行反应来防止二氧化碳气体掺混。
在反应期间氧化钛源和锶源的混合比以Sr/Ti(摩尔比)计优选为0.90至1.40,更优选1.05至1.20。
锶源在水中的溶解度高,而氧化钛源在水中的溶解度低。因此,在Sr/Ti(摩尔比)设定为0.90以上的情况下,在反应产物中不太可能残存未反应的氧化钛。
反应的初始阶段的氧化钛源的浓度以TiO2换算优选为0.050mol/L至1.300mol/L,更优选0.080mol/L至1.200mol/L。
通过提高反应的初始阶段的氧化钛源的浓度,可以减小钛酸锶细颗粒的一次颗粒的数均粒径。
随着添加碱性水溶液时的温度提高,可以获得具有令人满意的结晶性的产物,但是如高压釜等加压容器必须在100℃以上,并且从实用性的观点,60℃至100℃的范围内的温度是适当的。关于碱性水溶液的添加速度,随着添加速度越小获得具有越大粒径的钛酸锶细颗粒,并且随着添加速度越大可以获得具有越小粒径的钛酸锶细颗粒。碱性水溶液的添加速度相对于加入的材料优选为0.001当量/h至1.2当量/h,更优选0.002当量/h至1.1当量/h。可以根据要获得的粒径适当地调节温度和添加速度。
接下来,将描述酸处理。在氧化钛源和锶源的混合比以Sr/Ti(摩尔比)计为1.40以下的情况下,通过反应完成后残存的未反应的锶源与空气中的二氧化碳气体反应可以抑制如碳酸锶等杂质的生成,并且可以获得窄的粒度分布。
此外,在表面上残存如碳酸锶等杂质的情况下,当进行表面处理以赋予疏水性时杂质使得难以均匀地涂覆表面处理剂。因此,在添加碱性水溶液之后,可以进行酸处理以除去未反应的锶源。在酸处理时,优选使用盐酸将pH调节至2.5至7.0,更优选将pH调节至4.5至6.0。
作为酸,除了盐酸以外,硝酸和乙酸等可以用于酸处理。
接下来,将描述Sb/Sa的控制方法。作为获得钛酸锶细颗粒的方法,还可以示例干式机械处理。
例如,可以使用HYBRIDIZER(由Nara Machinery Co.,Ltd.制造),NOBILTA(由Hosokawa Micron Corporation制造),MECHANO FUSION(由Hosokawa Micron Corporation制造),和HIGH FLEX GRAL(由EARTHTECHNICA Co.,Ltd.制造)等。通过用这些装置处理钛酸锶细颗粒可以容易地将Sb/Sa控制为1.80至2.30。
当通过机械处理控制钛酸锶细颗粒的形状时,会产生钛酸锶细颗粒的细粉末。为了除去细粉末,优选在机械处理后进行酸处理。在酸处理时,优选用盐酸将pH调节至0.1至5.0。作为酸,除了盐酸以外,硝酸和乙酸等可以用于酸处理。用于控制钛酸锶细颗粒的形状的机械处理优选在钛酸锶细颗粒的表面处理之前进行。
金属钛酸盐细颗粒可以用处理剂表面涂覆以调节带电和改进环境稳定性。
以下示出处理剂的实例。
钛偶联剂;
硅烷偶联剂;
硅油;
如硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸钙、月桂酸锌、硬脂酸铝和硬脂酸镁等脂肪酸金属盐;和
如硬脂酸等脂肪酸。
处理方法可以示例其中表面处理剂等溶解/分散在溶剂中、金属钛酸盐细颗粒添加至其中并且在搅拌下除去溶剂的湿式方法,和其中将偶联剂、脂肪酸金属盐和金属钛酸盐细颗粒直接混合并且在搅拌下处理的干式方法。
金属钛酸盐细颗粒的量相对于100质量份调色剂颗粒优选为0.02质量份至2.00质量份,更优选0.05质量份至2.00质量份。
以下将描述调色剂颗粒。
调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素。此外,在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g。该量优选为0.08μmol/g至14.000μmol/g。
本发明的发明人认为,可以适当地泄露电荷的组分可以包含在调色剂颗粒中,从而即使当调色剂由于连续使用而劣化时通过调色剂颗粒的带电特性也抑制过度带电和保持耐久性。可以想象到在调色剂中包含具有特定电阻率的物质以能够适当地泄露。本发明的发明人发现,在具有特定电阻率的物质中,当满足上述范围时显示抑制过度带电的特别的效果。
例如,"化学词典(Chemical Dictionary)"(第1版,Tokyo Kagaku Dojin,1989年),"化学手册,基础版II(Chemical Handbook,Basic Edition II)"(修订版第4版,由日本化学会编辑,Maruzen,1993年,490页)中记载的值可以用于各种物质的在20℃下的电阻率。
在本发明中,必要的是使用在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素。
例如,可以使用选自由铝(2.7×10-8Ω·m)、钙(3.5×10-8Ω·m)、镁(4.5×10-8Ω·m)、钴(6.2×10-8Ω·m)、锌(5.9×10-8Ω·m)、镍(6.9×10-8Ω·m)和铁(9.7×10-8Ω·m)组成的组中的至少一种金属。
当在20℃下的电阻率小于2.5×10-8Ω·m时,在高温高湿环境下容易发生电荷泄露。同时,当电阻率超过10.0×10-8Ω·m时,过度带电的抑制效果不能说是充分的。
此外,在调色剂颗粒中多价金属元素的量为0.080μmol/g以上的情况下,可以令人满意地获得过度带电的抑制效果。
同时,在该量过大的情况下,定影性能降低并且在高温高湿环境下会发生由于电荷泄露导致的起雾。因此,在调色剂颗粒中多价金属元素的量需要为20.000μmol/g以下。在包含具有上述电阻率范围的两种以上的多价金属元素的情况下,上述量的范围为多价金属元素的量的总和。
对将多价金属元素包含在调色剂颗粒中的手段没有特别的限制。例如,当通过粉碎法生产调色剂颗粒时,可以预先将多价金属元素包含在原料树脂中,或者可以在原料熔融捏合时将多价金属元素添加至调色剂颗粒中。
当通过如聚合法等湿式生产法生产调色剂颗粒时,多价金属元素可以包含在原料中或者可以在生产过程中经由水系介质添加。在湿式生产法中,优选的是,从均一化的观点,在水系介质中经由离子化状态在调色剂颗粒中包含多价金属元素。
当多价金属元素为选自由铝、铁、镁和钙组成的组中的至少一种元素时,该过程是特别优选的,因为离子化倾向相对强并且便于离子化。
对当在生产时混合之际多价金属元素的形态没有特别的限制,而是可以使用元素本身或其卤化物、氢氧化物、氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐、六氟硅烷化物(hexafluorosilylate)、乙酸盐、硫代硫酸盐、磷酸盐、氯酸类盐和硝酸类盐等。如上所述,优选的是,在水系介质中经由一次离子化状态将这些引入至调色剂颗粒中。
水系介质是指包含50质量%以上的水和50质量%以下的水溶性有机溶剂的介质。水溶性有机溶剂可以示例甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、甲基乙基酮和四氢呋喃。
当水系介质包含羟基磷灰石并且多价金属元素为钙时,需要关注钙的添加量。羟基磷灰石的化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,和钙与磷的摩尔数的比为1.67。因此,在M(Ca)≤1.67M(P),其中M(Ca)为钙的摩尔数和M(P)为磷的摩尔数的条件下,钙容易进入羟基磷灰石晶体中。因此,优选的是,钙以超过该量的量存在。
粘结剂树脂
调色剂颗粒包含粘结剂树脂。粘结剂树脂没有特别地限制,并且可以使用通常已知的粘结剂树脂。其中粘结剂树脂包含羧基和多价金属元素为选自由铝、铁、镁和钙组成的组中的至少一种元素的组合是特别优选的。
在多价金属元素包含铝(优选地,多价金属元素为铝)的情况下,在调色剂颗粒中铝的量优选为0.080μmol/g至0.400μmol/g,更优选0.100μmol/g至0.320μmol/g。
在多价金属元素包含铁(优选地,多价金属元素为铁)的情况下,在调色剂颗粒中铁的量优选为0.250μmol/g至1.250μmol/g,更优选0.375μmol/g至1.000μmol/g。
当多价金属元素包含镁(优选地,多价金属元素为镁)时,在调色剂颗粒中镁的量优选为2.000μmol/g至20.000μmol/g,更优选4.000μmol/g至14.000μmol/g。
当多价金属元素包含钙(优选地,多价金属元素为钙)时,在调色剂颗粒中钙的量优选为2.000μmol/g至20.000μmol/g,更优选4.000μmol/g至14.000μmol/g。
这些多价金属元素的量可以通过在制备调色剂颗粒时包含多价金属元素的物质的添加量来控制。
具有羧基的粘结剂树脂的效果在于由于连续使用导致的劣化得到抑制并且外部添加剂的包埋得到进一步抑制。推测这是因为在粘结剂树脂中羧基和多价金属的存在引起部分金属交联,并且即使当向调色剂施加强剪切时也产生劣化抑制效果。
可以想象,多价金属元素的优选量范围根据物质而不同的原因与金属的价数相关。因此,可以想象,当价数高时,可以以少的金属量实现与羧基的配位,以致三价铝的优选量少,二价镁和钙的优选量大,并且可以取混合价数的铁的优选量在它们之间。
粘结剂树脂的酸值优选为1.0mgKOH/g至40.0mgKOH/g。
在该酸值范围内,可以同时实现调色剂劣化的抑制效果和妨碍定影性的抑制效果。
粘结剂树脂优选为乙烯基树脂或聚酯树脂等。乙烯基树脂、聚酯树脂和其它粘结剂树脂可以示例以下树脂或聚合物。
如聚苯乙烯和聚乙烯甲苯等苯乙烯及其取代物的均聚物;如苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物等苯乙烯共聚物;聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、硅酮树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚丙烯酸系树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族或脂环族烃树脂和芳香族石油树脂。
这些粘结剂树脂可以单独使用或者以组合使用。苯乙烯共聚物是优选的。
粘结剂树脂优选包含羧基,和使用包含羧基可聚合单体生产的树脂是优选的。
包含羧基的可聚合单体的实例包括丙烯酸和甲基丙烯酸;如α-乙基丙烯酸和巴豆酸等丙烯酸或甲基丙烯酸的α-烷基衍生物或β-烷基衍生物;如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸等不饱和二羧酸;和如琥珀酸单丙烯酰氧基乙基酯、琥珀酸单丙烯酰氧基乙烯酯、邻苯二甲酸单丙烯酰氧基乙基酯和邻苯二甲酸单甲基丙烯酰氧基乙基酯等不饱和二羧酸单酯衍生物;等。
作为聚酯树脂,可以使用通过以下羧酸组分和醇组分的缩聚而获得的聚酯树脂。
羧酸组分的实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、富马酸、马来酸、环己烷二羧酸和偏苯三酸。
醇组分的实例包括双酚A,氢化双酚,双酚A的环氧乙烷加成物,双酚A的环氧丙烷加成物,甘油,三羟甲基丙烷和季戊四醇。
此外,聚酯树脂可以为包含脲基的聚酯树脂。其中如末端等的羧基未封端的聚酯树脂是优选的。
交联剂
为了控制构成调色剂颗粒的粘结剂树脂的分子量,可以在可聚合单体的聚合期间添加交联剂。
交联剂的实例包括乙二醇二甲基丙烯酸酯,乙二醇二丙烯酸酯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二甲基丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,新戊二醇二甲基丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,二乙烯基苯,双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷,乙二醇二丙烯酸酯,1,3-丁二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,5-戊二醇二丙烯酸酯,1,6-己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,四甘醇二丙烯酸酯,聚乙烯二醇#200、#400和#600的二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,聚丙二醇二丙烯酸酯,聚酯型二丙烯酸酯(MANDA,Nippon Kayaku Co.,Ltd.),和上述化合物中的丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯的化合物。
交联剂的添加量相对于100质量份可聚合单体优选为0.001质量份至15.000质量份。
脱模剂
调色剂颗粒可以包含脱模剂。
脱模剂的实例包括如石蜡、微晶蜡和矿脂等石油蜡及其衍生物,褐煤蜡及其衍生物,通过费-托法(Fischer-Tropsch process)获得的烃蜡及其衍生物,如聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃蜡及其衍生物,如巴西棕榈蜡和小烛树蜡等天然蜡及其衍生物,高级脂肪醇,如硬脂酸和棕榈酸等脂肪酸、及其酰胺、酯和酮,氢化蓖麻油及其衍生物,植物蜡,动物蜡和硅酮树脂。
另外,衍生物包括氧化物、具有乙烯基单体的嵌段共聚物、和接枝改性产物。脱模剂的量相对于100.0质量份粘结剂树脂或生产粘结剂树脂的可聚合单体优选为5.0质量份至20.0质量份。
着色剂
着色剂没有特别地限制,并且可以使用已知的着色剂。
黄色颜料的实例包括黄色铁氧化物(iron oxide),和如脐黄、萘酚黄S、汉萨黄G、汉萨黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀等缩合偶氮化合物,异吲哚啉酮化合物,蒽醌化合物,偶氮金属配合物,次甲基化合物和烯丙基酰胺化合物。以下示出具体实例。
C.I.颜料黄12,13,14,15,17,62,74,83,93,94,95,109,110,111,128,129,147,155,168,180,185,193。
以下示出橙色颜料的实例。
永久橙GTR、吡唑啉酮橙、硫化橙(Vulcan Orange)、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙RK和阴丹士林亮橙GK。
红色颜料的实例包括印度红,如永久红4R、立索红、吡唑啉酮红、观看红(WatchingRed)钙盐、色淀红C、色淀红D、亮胭脂红6B、亮胭脂红3B、曙红色淀、若丹明色淀B和茜素色淀等缩合偶氮化合物,二酮基吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物、苝化合物。以下示出具体实例。
C.I.颜料红2,3,5,6,7,23,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,122,144,146,150,166,169,177,184,185,202,206,220,221,254。
蓝色颜料的实例包括如碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、部分酞菁蓝氯化物、坚牢天蓝和阴丹士林蓝BG等铜酞菁化合物及其衍生物,蒽醌化合物,和碱性染料色淀化合物等。以下示出具体实例。
C.I.颜料蓝1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66。
紫色颜料的实例包括坚牢紫B和甲基紫色淀。
绿色颜料的实例包括颜料绿B、孔雀绿色淀和最终黄绿(Final Yellow Green)G。白色颜料的实例包括锌白、氧化钛、锑白和硫化锌。
黑色颜料的实例包括炭黑、苯胺黑、非磁性铁氧体、磁铁体、和通过使用上述黄色着色剂、红色着色剂和蓝色着色剂着色为黑色的那些。这些着色剂可以单独使用或者以混合物使用,或者以固溶体的形式使用。
根据需要,可以用不抑制聚合的物质来表面处理着色剂。
着色剂的量相对于100.0质量份粘结剂树脂或生产粘结剂树脂的可聚合单体优选为3.0质量份至15.0质量份。
电荷控制剂
调色剂颗粒可以包含电荷控制剂。作为电荷控制剂。可以使用已知的电荷控制剂。特别地,具有高的带电速度并且可以稳定地保持恒定带电量的电荷控制剂是优选的。此外,在调色剂颗粒通过直接聚合法生产的情况下,具有低聚合抑制性并且实质上不溶于水系介质的电荷控制剂是优选的。
以下示出将调色剂颗粒控制为负电荷性(negatively chargeable)的电荷控制剂的实例。
有机金属化合物和螯合物示例单偶氮金属化合物,乙酰丙酮金属化合物,和基于芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸、羟基羧酸和二羧酸的金属化合物。其它实例包括芳香族羟基羧酸、芳香族单-和多元羧酸,及其金属盐、酸酐、酯类、和如双酚等苯酚衍生物。此外,可以提及脲衍生物、含金属水杨酸系化合物、含金属萘甲酸系化合物、硼化合物、季铵盐和杯芳烃。
这些电荷控制剂可以单独包含或者以其两种以上的组合包含。电荷控制剂的添加量相对于100.00质量份粘结剂树脂优选为0.01质量份至10.00质量份。
外部添加剂
调色剂颗粒可以原样作为调色剂使用,但是为了改进流动性、带电性能和清洁性等,可以添加作为所谓的外部添加剂的流化剂或清洁助剂等,从而获得调色剂。
外部添加剂的实例包括如二氧化硅细颗粒、氧化铝细颗粒和氧化钛细颗粒等无机细颗粒。
这些可以单独使用或者以其两种以上的组合使用。这些无机细颗粒优选硅烷偶联剂、钛偶联剂、高级脂肪酸或硅油等进行光泽处理,以改进耐热贮存性和环境稳定性。外部添加剂的BET比表面积优选为10m2/g至450m2/g。
BET比表面积可以根据BET法(优选BET多点法)通过基于动态定压法的低温气体吸附法来测定。例如,可以通过使用比表面积测量设备(商品名:GEMINI 2375 Ver.5.0,由Shimadzu Corporation制造)通过将氮气吸附至试样的表面并且通过BET多点法进行测量来计算BET比表面积(m2/g)。
这些各种外部添加剂的总量相对于100质量份调色剂颗粒优选为0.05质量份至5.00质量份。可以适当地选择外部添加剂的种类和量,只要不损害本发明的效果即可。各种外部添加剂可以组合使用。
显影剂
调色剂可以用作单组分显影剂,但是其也可以与载体混合,用作双组分显影剂。
作为载体,可以使用由常规已知的材料例如如铁、铁氧体、磁铁体等金属、和这些金属与如铝和铅等金属的合金构成的磁性颗粒。其中,铁氧体颗粒是优选的。此外,通过用如树脂等涂布剂涂布磁性颗粒的表面获得的涂布载体,或通过将磁性细粉末分散在粘结剂树脂中获得的树脂分散型载体可以用作载体。
载体的体积平均粒径优选为15μm至100μm,更优选25μm至80μm。
调色剂颗粒的生产方法
已知的方法可以用于生产调色剂颗粒。因此,可以使用捏合粉碎法或湿式生产法。从均匀的粒径和形状控制性的观点,湿式生产法是优选的。湿式生产法包括悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳液聚合聚集法和乳液聚集法等,并且乳液聚集法是更优选的。即,优选的是,调色剂颗粒为乳液聚集调色剂颗粒。这是因为其容易使多价金属元素在水系介质中离子化,并且当粘结剂树脂聚集时,多价金属元素容易包含在调色剂颗粒中。
在乳液聚集法中,首先,制备如粘结剂树脂的细颗粒和着色剂等各材料的分散液。将获得的各材料的分散液根据需要通过添加分散稳定剂分散和混合。然后,添加凝聚剂以产生聚集直到达到期望的调色剂颗粒的粒径,在聚集之后或在聚集的同时,树脂细颗粒融合在一起。此外,根据需要,调色剂颗粒通过借助加热来控制形状而形成。
此处,粘结剂树脂的细颗粒可以为由多层形成的复合颗粒,所述多层由两层以上的具有不同组成的树脂构成。例如,此类细颗粒可以通过乳液聚合法、微乳液聚合法或转相乳化法等,或者通过几种生产方法的组合来生产。
在内部添加剂包含在调色剂颗粒中的情况下,内部添加剂可以包含在树脂细颗粒中,或者可以分别制备仅包含内部添加剂的内部添加剂细颗粒的分散液,并且可以使内部添加剂细颗粒在聚集时与树脂细颗粒聚集在一起。另外,通过借助在聚集时以时间差添加使具有不同组成的树脂细颗粒聚集,也可以制备具有不同组成的层构成的调色剂颗粒。
可以使用以下分散稳定剂。
已知的阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂可以用作表面活性剂。
无机分散稳定剂可以示例磷酸三钙、磷酸镁、磷酸锌、磷酸铝、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅和氧化铝。
有机分散稳定剂可以示例聚乙烯醇,明胶,甲基纤维素,甲基羟丙基纤维素,乙基纤维素,羧甲基纤维素的钠盐,和淀粉。
从图像的高清晰度和高分辨率的观点,优选的是,调色剂颗粒的重均粒径为3.0μm至10.0μm。
调色剂的生产方法
例如,双锥混合机、V-型混合机、鼓式混合机、高速混合机和FM混合机(由NipponCoke&Engineering Co.,Ltd.制造)、诺塔混合机和MechanoHybrid混合机等可以用作调色剂的生产时的外部添加设备。
从将钛金属细颗粒控制为期望的状态的观点,FM混合机(由Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制造)是优选的。为了控制金属钛酸盐细颗粒的状态,可以通过调节旋转速度、处理时间、夹套的水温和水量来制备调色剂。这使得可以控制金属钛酸盐细颗粒在调色剂颗粒表面上的固着率。
以下将描述调色剂、调色剂颗粒、金属钛酸盐细颗粒和其它材料的各种物理性质的测量方法。
金属钛酸盐细颗粒的物理性质使用调色剂作为试样来测量。可选择地,在从外部添加有金属钛酸盐细颗粒的调色剂测量金属钛酸盐细颗粒或调色剂颗粒的物理性质的情况下,可以通过从调色剂分离金属钛酸盐细颗粒和其它外部添加剂来测量各性质。
在该情况下,将调色剂超声波分散在甲醇中,以分离金属钛酸盐细颗粒和其它外部添加剂,并且使其静置24h。可以通过将沉降的调色剂颗粒和分散在上清液中的金属钛酸盐细颗粒和其它外部添加剂分离并回收、然后充分干燥而隔离出调色剂颗粒。也可以通过借助离心分离来处理上清液而隔离出金属钛酸盐细颗粒。
调色剂颗粒的粒径的测量
调色剂颗粒的粒径可以通过细孔电阻法来测量。例如,可以使用"CoulterCounter Multisizer 3"和专用软件"Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51"(由Beckman Coulter,Inc.制造)进行测量和计算。
使用基于孔电阻法的精密粒度分布测量设备(注册商标,"Coulter CounterMultisizer 3",由Beckman Coulter,Inc.制造)和专用软件"Beckman CoulterMultisizer 3 Version 3.51"(由Beckman Coulter,Inc.制造)。使用100μm的口管直径在有效测量通道数为25,000个通道下进行测量,并且分析和计算测量数据。
通过将特级氯化钠溶解在离子交换水中至约1质量%的浓度来制备溶液,例如,由Beckman Coulter,Inc.制造的"ISOTON II"(商品名)可以用作用于测量的电解质水溶液。
在测量和分析之前,以如下方式设定该专用软件。
在该专用软件的“改变标准测量方法(SOM)画面”中,控制模式的总计数设定为50,000个颗粒;测量数设定为1次,并且将使用“标准颗粒10.0μm”(由Beckman Coulter,Inc.制造)获得的值设定为Kd值。通过按下“阈值/噪声水平测量按钮”自动设定阈值和噪声水平。此外,电流设定为1,600μA;增益设定为2;电解液设定为ISOTON II(商品名);并且检查“测量后口管的冲洗”。
在专用软件的“脉冲至粒径的转换设定画面”中,元件间隔设定为对数粒径;粒径元件设定为256个粒径元件;并且粒径范围设定为2μm至60μm。
以下描述具体测量方法。
(1)将约200mL的上述电解质水溶液投入Multisizer3专用的250mL圆底玻璃烧杯中,将烧杯放置在试样架上,并且用搅拌棒以24rpm进行逆时针搅拌。通过该专用软件的“口管冲洗”功能除去在口管中的污物和气泡。
(2)将约30mL的上述电解质水溶液投入至100mL的平底玻璃烧杯中。然后,添加通过用离子交换水稀释"CONTAMINON N"(商品名)(用于清洁精密测量仪器的中性清洁剂的10质量%的水溶液,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)3质量倍而获得的稀释液约0.3mL。
(3)将预定量的离子交换水投入超声波分散器"Ultrasonic Dispersion SystemTetora 150"(由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造)的水槽中,该超声波分散器的电力输出为120W,其中以180°的相位偏移内置振荡频率为50kHz的两个振荡器,并且将约2mLCONTAMINON N(商品名)添加至该水槽中。
(4)将上述(2)中的烧杯设置在该超声波分散器的烧杯固定孔中,并且启动该超声波分散器。然后,以使烧杯内的电解质水溶液的液体表面的共振状态最大化的方式来调整该烧杯的高度位置。
(5)在上述(4)的烧杯内的电解质水溶液用超声波照射的状态下,将约10mg调色剂(颗粒)一点一点地添加至该电解质水溶液中,并且分散在其中。然后,该超声波分散处理进一步继续60秒。在超声波分散期间,适当地将水槽中的水温调节为10℃至40℃。
(6)使用移液管,将上述(5)中的调色剂(颗粒)分散在其中的电解质水溶液滴加至上述(1)中的设置在试样架上的圆底烧杯中,并且将测量浓度调节为约5%。然后,进行测量直到测量的颗粒数达到50,000。
(7)用该设备附属的专用软件分析测量数据,并且计算重均粒径(D4)。当该专用软件设定为图表/体积%时,“分析/体积统计值(算数平均)”画面上的“平均直径”为重均粒径(D4)。当专用软件设定为图表/个数%时,“分析/体积统计值(算术平均)”画面上的“平均直径”为数均粒径(D1)。
金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径
金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径用透射电子显微镜"JEM-2800"(JEOLLtd.)来测量。观察外部添加有金属钛酸盐细颗粒的调色剂,并且在放大至200,000倍的视野中随机测量100个金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的长径以测定数均粒径。根据金属钛酸盐细颗粒的尺寸适当地调节观察倍率。
作为从调色剂的外部添加剂区别金属钛酸盐细颗粒的方法,可以进行使用下述X-射线光电子能谱设备的调色剂颗粒表面的元素分析。可选择地,如上所述,也可以通过类似的元素分析来区别隔离的金属钛酸盐细颗粒。
金属钛酸盐细颗粒是否具有钙钛矿型晶体结构可以通过用粉末X-射线衍射仪分析如上所述隔离的金属钛酸盐细颗粒来判定。
调色剂颗粒表面上的金属钛酸盐细颗粒的存在与否和覆盖率的测量
调色剂颗粒表面上的金属钛酸盐细颗粒的存在与否和覆盖率的测量可以通过调色剂颗粒表面的元素分析来进行。
以下描述测量设备和测量条件。
-测量设备:X-射线光电子能谱仪:Quantum 2000(商品名,由ULVAC-PHICorporation制造)
-X-射线源:单色Al Kα
-X-射线设定:(25W(15KV))
-光电子拾取角:45度
-中和条件:组合的中和枪和离子枪
-分析的区域:300×200μm
-通能:58.70eV
-步长(step size):0.125eV
-分析软件:Maltipak(PHI Co.)
此处,Ti 2p(B.E.452eV至468eV)的峰用于计算Ti原子的定量值。此处获得的Ti元素的定量值表示为Z1。接下来,与上述调色剂颗粒的表面上的元素分析相同地进行单一金属钛酸盐细颗粒的元素分析,并且这里获得的Ti元素的定量值表示为Z2。金属钛酸盐细颗粒对调色剂颗粒表面的覆盖率通过使用Z1和Z2的下式来定义。
覆盖率(面积%)=Z1/Z2×100
金属钛酸盐细颗粒对调色剂颗粒的固着率的测量方法
首先,准备两种试样(水洗前的调色剂和水洗后的调色剂)。
(i)水洗前的调色剂:原样使用下述实施例中制备的各种调色剂。
(ii)水洗后的调色剂:将160g蔗糖(由Kishida Chemical Co.,Ltd.制造)添加至100mL离子交换水中并且在热水浴中加热溶解,从而制备蔗糖浓缩液。将总计31g该蔗糖浓缩液和6mL"CONTAMINON N"(用于清洁精密测量仪器的pH7的中性清洁剂的10质量%的水溶液,包含非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂,由Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制造)投入至离心分离用管中以制备分散液。
将总计1g调色剂添加至该分散液中,并且使用例如刮刀等来破碎调色剂块。然后用振动器将离心分离用管在5.8s-1下振动20分钟。振动之后,将溶液转移至用于摆动转子的玻璃管(50mL)中,并且用离心分离机在58.3s-1下离心分离30分钟。目视确认调色剂和水溶液充分的分离,使用刮刀等来回收分离至最上层的调色剂。将包含回收的调色剂的水溶液用真空过滤器过滤,并且在干燥机中干燥1h以上,从而获得试样。
通过使用水洗前后的这些试样的波长分散型X-射线荧光分析(XRF)中的目标元素(例如,在使用钛酸锶细颗粒作为金属钛酸盐细颗粒的情况下,目标元素为Sr)的强度来进行金属钛酸盐细颗粒的定量测定,获得固着率。
通过将约1g水洗前的调色剂和水洗后的调色剂投入至专用的铝压实环中并且压平,并且使用片剂压缩成形机"BRE-32"(Maekawa Testing Machine MFG.Co.,Ltd.)在20MPa下加压60秒将其成形为约2mm的厚度来生产作为测量试样的片剂。
作为测量设备,波长分散型荧光X-射线分析仪"Axios"(由PANalytical Co.,Ltd.制造)和专用软件"SuperQ ver.4.0 F"(由PANalytical Co.,Ltd.制造)用于设定测量条件和分析测量数据。Rh用作X-射线管的阳极,测量气氛为真空,测量直径(准直器掩模直径)为10mm,和测量时间为10秒。此外,比例计数器(PC)用于测量轻元素时的检测,和闪烁计数器(SC)用于测量重元素时的检测。在上述条件下进行测量,基于所获得的X-射线峰位置来识别元素,并且由计数率(单位:cps)来计算各元素的浓度,所述计数率为每单位时间内X-射线光子数。
关于金属钛酸盐细颗粒对调色剂颗粒的固着率,首先,通过上述方法测定水洗前的调色剂和水洗后的调色剂的元素强度。然后基于下式计算固着率。作为实例,下式示出关于钛酸锶细颗粒用作金属钛酸盐细颗粒和Sr用作目标元素的情况。
钛酸锶的固着率=(水洗后的调色剂的元素Sr的强度/(水洗前的调色剂的元素Sr的强度)×100
钛酸锶细颗粒的衍射峰
粉末X-射线衍射仪"SmartLab"(由Rigaku Corporation制造,水平试样型高分辨率X-射线衍射仪)用于测量钛酸锶细颗粒的衍射峰的位置。衍射仪所附属的分析软件"PDXL2(version 2.2.2.0)"用于由获得的峰计算Sb/Sa。
试样制备
在将测量试样均匀地载入至直径为0.5mm的Boro-Silicate毛细管(由W.Muller制造)之后进行测量。
测量条件
-管:Cu
-光学系统:CBO-E
-试样台:毛细管试样台
-检测器:D/tex Ultra 250检测器
-电压:45kV
-电流:200mA
-开始角度:10°
-终了角度:60°
-采样宽度:0.02°
-速度测量时间设定值:10
-IS:1mm
-RS1:20mm
-RS2:20mm
-衰减器:打开
-毛细管旋转速度设定值:100
对于其它条件,使用设备的初始设定值。
分析
首先,使用该设备所附属的软件"PDXL 2"对获得的峰进行峰分离处理。通过借助使用可用PDXL选择的"分割型Voight函数"进行优化来获得峰分离,并且使用获得的积分强度值。由此测定衍射峰顶的2θ值及其面积。由在规定的2θ值处的峰面积计算Sb/Sa。此处,在峰分离的计算结果与实际测量光谱之间的偏差大的情况下,进行如手动设定基线等处理,并且进行调节使得计算结果与实际测量光谱相一致。
尽管钛酸锶细颗粒在以上作为金属钛酸盐细颗粒来示例,但是对于钛酸锶细颗粒以外的颗粒也可以进行相同的处理。
钛酸锶细颗粒的Sr/Ti的摩尔比
在钛酸锶细颗粒中Sr和Ti的含量使用荧光X-射线分析仪来测量。例如,使用波长分散型荧光X-射线分析仪Axios advanced(由PANalytical Co.制造),在专用膜已经粘贴至其的杯子(由PANalytical Co.所推荐的专用于粉末测量的杯子)中称量1g试样,并且在He气氛下和大气压下通过FP法测量钛酸锶细颗粒中的从Na到U的元素。
在该情况下,假定检测到的全部元素为氧化物,并且将它们的总质量取作100%,通过软件SpectraEvaluation(version 5.0L)测定相对于总质量SrO的量(质量%)和TiO2的量(质量%)作为氧化物换算值,其后,通过将氧换算成Sr和Ti的量来测定Sr/Ti的摩尔比。
钛酸锶细颗粒的疏水度
钛酸锶细颗粒的疏水度通过粉末润湿性试验机"WET-100P"(由RHESCA Co.,Ltd.制造)来测量。
将长度为25mm并且最大筒直径为8mm的涂布有氟树脂的纺锤形转子放入直径为5cm并且厚度为1.75mm的圆筒型玻璃容器中。将总计70mL包含50体积%甲醇和50体积%水的含水甲醇液倒入圆筒型玻璃容器中,然后添加0.5g钛酸锶细颗粒,并且将容器放置在粉末润湿性试验机中。
在使用磁性搅拌器以200rpm的速度搅拌的同时,以0.8mL/min的速度将甲醇通过粉末润湿性试验机添加至液体中。测量波长为780nm的光的透过率,并且将由当透过率达到50%时甲醇的体积百分比(=(甲醇的体积/混合物的体积)×100)表示的值取作疏水度。根据试样的疏水度适当地调节甲醇与水之间的初始体积比。
在调色剂颗粒中多价金属元素的量(ICP-AES)
在调色剂颗粒中多价金属元素的量通过电感耦合等离子体发射光谱分析仪(ICP-AES(由Seiko Instruments Inc.制造))来定量测定。
作为预处理,相对于100.0mg调色剂颗粒使用8.00mL60%的硝酸(由KantoChemical Co.,Inc.制造,用于原子吸收光谱)进行酸分解。
在酸分解时,通过微波高功率试样预处理设备ETHOS 1600(由Milestone GeneralCo.,Ltd.制造),在220℃的内部温度下在密封容器内进行处理1h,从而制备包含多价金属元素的溶液的试样。
然后,添加超纯水使得总量变为50.00g,从而获得测量试样。制作各多价金属元素的校准曲线,并且定量测定各试样中包含的金属的量。将超纯水添加至8.00mL硝酸中使得整体为50.00g,测量获得的溶液作为空白,并且减去空白中金属的量。
调色剂颗粒中的粘结剂树脂的酸值
酸值为中和1g试样中包含的酸所需要的氢氧化钾的毫克数。酸值依照JIS K0070-1992来测量。具体地,根据以下程序测量酸值。
使用0.1mol/L的氢氧化钾乙醇溶液(由Kishida Chemical Co.,Ltd.制造)进行滴定。氢氧化钾乙醇溶液的因子可以使用电位滴定设备(电位滴定设备AT-510,由KyotoElectronics Industry Co.,Ltd.制造)来获得。将总计100mL 0.100mol/L的盐酸放入250mL高烧杯中并且用氢氧化钾乙醇溶液滴定,由中和所需要的氢氧化钾乙醇溶液的量来测定酸值。0.100mol/L的盐酸根据JIS K 8001-1998来制备。
以下示出酸值测量的测量条件。
滴定设备:电位滴定设备AT-510(由Kyoto Electronics Industry Co.,Ltd.制造)
电极:双结型复合玻璃电极(由Kyoto Electronics Industry Co.,Ltd.制造)
滴定仪用控制软件:AT-WIN
滴定分析软件:Tview
滴定期间的滴定参数和控制参数如下。
滴定参数
滴定模式:空白滴定
滴定方案:全量滴定
最大滴定量:20mL
滴定前的等待时间:30秒
滴定方向:自动
控制参数
终点判定电位:30dE
终点判定电位值:50dE/dmL
终点检测判定:未设定
控制速度模式:标准
增益:1
数据采集电位:4mV
数据采集滴定量:0.1mL
主试验:
向250mL高烧杯中精确称量总计0.100g测量试样,添加150mL甲苯/乙醇(3:1)的混合溶液,并且进行溶解1h。使用电位滴定设备和氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。
空白试验:
除了不使用试样(即,仅使用甲苯/乙醇(3:1)的混合溶液)以外,以与上述相同的方式进行滴定。
将获得的结果代入下式中以计算酸值。
A=[(C-B)×f×5.611]/S
(在式中,A:酸值(mgKOH/g),B:空白试验中氢氧化钾乙醇溶液的添加量(mL),C:主试验中氢氧化钾乙醇溶液的添加量(mL),f:氢氧化钾溶液的因子,S:试样的质量(g))。
以下,将基于实施例更详细地描述本发明。以下配方中的单位基于质量,除非另有说明。
为了清楚地示出本发明特征的效果,通过将调色剂颗粒的重均粒径设定为6.0μm,和在使用同一种类的二氧化硅细颗粒的同时二氧化硅细颗粒的添加量在调色剂1至36和调色剂40至46中设定为1.0份和在调色剂37至39中设定为1.5份来进行本发明的实施例和比较例中的显影性能和定影性能的评价。由此详细解释本发明的效果,但是本发明不限于这些实施例。
以如下方式制备钛酸锶细颗粒。钛酸锶细颗粒T1至T8的物理性质在表1中示出。
钛酸锶细颗粒的生产例1
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为1.039mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T1。
钛酸锶细颗粒的生产例2
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为1.039mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理15分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T2。
钛酸锶细颗粒的生产例3
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.54mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.35并且将TiO2浓度调节为1.039mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T3。
钛酸锶细颗粒的生产例4
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为1.083mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。.
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T4。
钛酸锶细颗粒的生产例5
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为0.988mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T5。
钛酸锶细颗粒的生产例6
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为1.039mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T6。
钛酸锶细颗粒的生产例7
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为0.941mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T7。
钛酸锶细颗粒的生产例8
使通过硫酸法获得的偏钛酸进行脱铁漂白处理,然后添加氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,进行脱硫处理,然后用盐酸进行中和至pH 5.8,接着过滤和洗涤。添加水以洗涤滤饼,从而制得以TiO2计浓度为1.85mol/L的浆料,其后添加盐酸以获得1.0的pH,并且进行胶溶处理。
收集以TiO2计总计1.88mol的脱硫并且胶溶的偏钛酸并且将其装入3L反应容器中。将总计2.16mol氯化锶水溶液添加至胶溶的偏钛酸浆料中,使得Sr/Ti的摩尔比变为1.15,并且将TiO2浓度调节为0.897mol/L。接下来,在搅拌混合下加温至90℃之后,在45分钟内添加440mL 10mol/L的氢氧化钠水溶液,然后在95℃下继续搅拌1h以使反应终止。
将反应浆料冷却至50℃,添加盐酸直到pH变为5.0,并且继续搅拌20分钟。将所得沉淀物倒出并且洗涤、过滤和分离,然后在120℃下在大气中干燥8h。
随后,将300g干燥的产物装入干燥的颗粒复合化设备(NOBILTA NOB-130,由Hosokawa Micron Corporation制造)中。在30℃的处理温度下用旋转处理叶片在90m/sec下进行处理10分钟。
此外,将盐酸添加至干燥的产物中直到pH变为0.1,并且继续搅拌1h.。将所得沉淀物倒出并且洗涤。
将包含沉淀物的浆料调节至40℃并且添加盐酸以将pH调节至2.5,然后基于固体级分以4.0质量%的量添加正辛基三乙氧基硅烷,继续搅拌和保持10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤,并且将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得钛酸锶细颗粒T8。
比较例用氧化钛颗粒的生产例1
在不锈钢容器中,将100份重均粒径为35nm的金红石型氧化钛分散在离子交换水中,从而制备调节至pH 7的浆料(包含6质量%的氧化钛)。然后,将基于固体级分为4.0质量%的量的正辛基三乙氧基硅烷添加至浆料中,并且继续搅拌10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤。将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得金红石型氧化钛颗粒T9。T9的疏水度为76%。
比较例用氧化钛颗粒的生产例2
在不锈钢容器中,将100份重均粒径为35nm的锐钛矿型氧化钛分散在离子交换水中,从而制备调节至pH 7的浆料(包含6质量%的氧化钛)。然后,将基于固体级分为4.0质量%的量的正辛基三乙氧基硅烷添加至浆料中,并且继续搅拌10h。添加5mol/L的氢氧化钠溶液以将pH调节至6.5并且继续搅拌1h,接着过滤和洗涤。将获得的滤饼在120℃下在大气中干燥8h,从而获得锐钛矿型氧化钛颗粒T10。T10的疏水度为78%。
[表1]
二氧化硅颗粒的制备
将一次颗粒的数均粒径为18nm的未处理的干式二氧化硅投入装配有搅拌器的反应器中,然后在通过搅拌产生的流动化状态下加热至200℃。
反应器的内部用氮气吹扫以密封反应器,相对于100质量%干式二氧化硅,喷雾25质量%二甲基硅油(粘度=100mm2/sec)并且继续搅拌30分钟。其后,在搅拌下将温度升高至300℃,然后进一步搅拌2h,将产物取出并且粉碎,从而获得二氧化硅细颗粒1。二氧化硅细颗粒1的疏水度为94%。
粘结剂树脂颗粒分散液1的制备
将总计78.0份苯乙烯、20.7份丙烯酸丁酯、1.3份作为提供羧基的单体的丙烯酸、和3.2份正十二烷基硫醇混合并溶解。将通过将1.5份NEOGEN RK(由Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造)溶解在150份离子交换水中制备的水溶液添加至该溶液中,接着分散。
在缓慢搅拌额外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10份离子交换水中的水溶液。氮气置换之后,在70℃下进行乳液聚合6h。在聚合完成后,将反应液冷却至室温,并且添加离子交换水,从而获得固体级分浓度为12.5质量%并且基于体积的中值粒径为0.2μm的树脂颗粒分散液1。
为了测量酸值,用纯水洗涤一些获得的树脂颗粒以除去表面活性剂,并且在减压下干燥。作为树脂的酸值的测量结果,确认酸值为9.5mgKOH/g。
粘结剂树脂颗粒分散液2的制备
除了在粘结剂树脂颗粒分散液1的制备中将丙烯酸丁酯的量和丙烯酸的量分别改变为21.6份和0.4份以外,以与粘结剂树脂颗粒分散液1的制备相同的方式获得粘结剂树脂颗粒分散液2。确认了所述树脂颗粒分散液2的基于体积的中值粒径为0.2μm和树脂的酸值为3.0mgKOH/g。
粘结剂树脂颗粒分散液3的制备
除了在粘结剂树脂颗粒分散液1的制备中将丙烯酸丁酯的量和丙烯酸的量分别改变为17.5份和4.5份以外,以与粘结剂树脂颗粒分散液1的制备相同的方式获得粘结剂树脂颗粒分散液3。确认了所得树脂颗粒分散液3的基于体积的中值粒径为0.2μm和树脂的酸值为38.0mgKOH/g。
脱模剂分散液的制备
将总计100份脱模剂(山萮酸山萮醇酯,熔点:72.1℃)和15份NEOGEN RK与385份离子交换水混合,并且使用湿式喷射磨JN 100(由Junko Co.,Ltd.制造)分散约1h,从而获得脱模剂分散液。脱模剂分散液的浓度为20质量%。
着色剂分散液的制备
将总计100份作为着色剂的炭黑"NIPEX 35(由Orion Engineered Carbons制造)"和15份NEOGEN RK与885份离子交换水混合,并且使用湿式喷射磨JN 100分散约1h,从而获得着色剂分散液。
调色剂颗粒1的生产例
使用均化器(ULTRA TURRAX T50,由IKA Works,Inc.制造)分散总计265份树脂颗粒分散液1、10份蜡分散液和10份着色剂分散液。在搅拌下将容器内部的温度调节至30℃,并且添加1mol/L的氢氧化钠水溶液以将pH调节至8.0。
作为凝聚剂,在30℃下在搅拌下在10分钟内添加通过将0.25份氯化铝溶解在10份离子交换水中制备的水溶液。在放置3分钟之后,温度开始升高,并且将温度升高至50℃,从而生成缔合颗粒(associated particles)。在该状态下,缔合颗粒的粒径用"CoulterCounter Multisizer 3"(注册商标,由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量。当重均粒径达到6.0μm时,添加0.9份氯化钠和5.0份NEOGEN RK以停止颗粒生长。
添加1mol/L的氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,然后将温度升高至95℃,并且使聚集的颗粒球形化。当平均圆形度达到0.980时,温度开始降低,进行冷却至室温,从而获得调色剂颗粒分散液1。
将盐酸添加至所得调色剂颗粒分散液1中以将pH调节至1.5以下,在搅拌1h后,通过压滤器进行固液分离,从而获得调色剂滤饼。用离子交换水使该滤饼再浆料化,从而再次制备分散液,接着用上述过滤器固液分离。重复再浆料化和固液分离直到滤液的电导率变为5.0μS/cm以下,最后进行固液分离,从而获得调色剂滤饼。将获得的调色剂滤饼干燥并且进一步使用分级器分级以具有6.0μm的重均粒径,从而获得调色剂颗粒1。
调色剂颗粒2的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.20份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒2。
调色剂颗粒3的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.30份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒3。
调色剂颗粒4的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.15份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒4。
调色剂颗粒5的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.35份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒5。
调色剂颗粒6的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.08份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒6。
调色剂颗粒7的生产例
除了将凝聚剂由氯化铝改变为硫酸镁和凝聚剂的添加份数改变为0.90份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒7。
调色剂颗粒8的生产例
除了将作为凝聚剂添加的硫酸镁的份数改变为1.15份以外,以与调色剂颗粒7相同的方式生产调色剂颗粒8。
调色剂颗粒9的生产例
除了将作为凝聚剂添加的硫酸镁的份数改变为1.40份以外,以与调色剂颗粒7相同的方式生产调色剂颗粒9。
调色剂颗粒10的生产例
除了将作为凝聚剂添加的硫酸镁的份数改变为1.90份以外,以与调色剂颗粒7相同的方式生产调色剂颗粒10。
调色剂颗粒11的生产例
除了将作为凝聚剂添加的硫酸镁的份数改变为0.60份以外,以与调色剂颗粒7相同的方式生产调色剂颗粒11。
调色剂颗粒12的生产例
除了将凝聚剂由氯化铝改变为氯化钙和将凝聚剂的添加份数改变为1.00份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒12。
调色剂颗粒13的生产例
除了将凝聚剂由氯化铝改变为氯化铁(III)和凝聚剂的添加份数改变为0.30份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒13。
调色剂颗粒14的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铁(III)的份数改变为0.35份以外,以与调色剂颗粒13相同方式生产调色剂颗粒14。
调色剂颗粒15的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铁(III)的份数改变为0.25份以外,以与调色剂颗粒13相同的方式生产调色剂颗粒15。
调色剂颗粒16的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铁(III)的份数改变为0.50份以外,以与调色剂颗粒13相同的方式生产调色剂颗粒16。
调色剂颗粒17的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铁(III)的份数改变为0.20份以外,以与调色剂颗粒13相同的方式生产调色剂颗粒17。
调色剂颗粒18的生产例
除了将作为凝聚剂添加的氯化铝的份数改变为0.05份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒18。
调色剂颗粒19的生产例
除了将作为凝聚剂添加的硫酸镁的份数改变为2.50份以外,以与调色剂颗粒7相同的方式生产调色剂颗粒19。
调色剂颗粒20的生产例
除了将凝聚剂由氯化铝改变为氯化铜(II)和凝聚剂的添加份数改变为0.80份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒20。
调色剂颗粒21的生产例
除了将凝聚剂由氯化铝改变为氯化锡(II)和凝聚剂的添加份数改变为0.80份以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒21。
调色剂颗粒22的生产例
除了使用树脂颗粒分散液2代替树脂颗粒分散液1以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒22。
调色剂颗粒23的生产例
除了使用树脂颗粒分散液3代替树脂颗粒分散液1以外,以与调色剂颗粒1相同的方式生产调色剂颗粒23。
调色剂的制造例1
用FM 10C(由Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制造)将钛酸锶细颗粒T1(0.8份)和二氧化硅细颗粒1(1.0份)外部添加至调色剂颗粒1(100份)中并且混合。外部添加条件如下:下叶片设定为A0叶片,下叶片与偏转器的壁之间的距离设定为20mm,调色剂颗粒的加入量为2.0kg,旋转速度为50.0s-1,外部添加时间为12分钟,和冷却水的温度和流速为22℃和11L/min。然后,通过用开口为200μm的网筛筛选而获得调色剂1。表2示出调色剂1的制造条件和调色剂的物理性质。
调色剂的制造例2至34和比较调色剂的制造例1至12
除了将使用的调色剂颗粒、钛酸锶细颗粒和二氧化硅细颗粒的添加量、以及外部添加时间改变为如表2所示以外,以与调色剂的制造例1相同的方式生产调色剂2至34和比较调色剂1至12。外部添加条件和物理性质在表2中示出。
实施例1
以如下方式评价调色剂1。评价结果在表3中示出。
对于评价,改造的LBP712Ci(由Canon Inc.制造)用作评价机。将主体的处理速度改造为270mm/sec。然后,进行必要的调整使得能够在该条件下使图像形成。此外,从黑色盒中去除调色剂,并且载入160g调色剂1来代替。.
显影性能的评价
在低温低湿环境下耐久起雾的评价
评价在低温低湿环境(15℃/10%RH)下连续使用后的起雾。XEROX 4200用纸(由XEROX Co.制造,75g/m2)用作评价纸。
对于15,000张实施通过在低温低湿环境下每4秒以1%的打印率输出两个E文字图像的间断-连续使用。
其后,输出实心白色图像,白色背景部上的反射浓度的最差值表示为Ds,图像形成前的转印材料的反射平均浓度表示为Dr,和Dr-Ds取作起雾值。
白色背景部上的反射浓度使用反射浓度计(Reflectometer Model TC-6DS,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造)来测量,并且使用琥珀色滤光器。
值越小,评价越良好。以下示出评价标准。
评价标准
A:小于0.5%
B:0.5%以上且小于1.5%
C:1.5%以上且小于2.5%
D:2.5%以上且小于4.0%
E:4.0%以上
条纹图像的评价
条纹图像为由于通过外部添加剂的构件污染和调色剂劣化产生的约0.5mm的纵条纹形式的图像缺陷。当输出全表面半色调图像时容易观察到该缺陷。
为了评价条纹图像,在与起雾评价相同的环境下进行15,000张的连续使用试验,输出全表面半色调图像和观察条纹的存在与否。
评价标准
A:没有产生条纹或调色剂块。
B:没有斑点状条纹,但是有1至3个小的调色剂块。
C:在端部有少量斑点状条纹,或者在4或5处有小的调色剂块。
D:在整个表面上有斑点状条纹,或者在5处以上有小的调色剂块或清楚的调色剂块。
在高温高湿环境下连续使用后放置时起雾的评价
在高温高湿环境(30℃/80%RH)下评价起雾。XEROX 4200用纸(由XEROX Co.,75g/m2制造)用作评价纸。
对于15,000张实施通过在高温高湿环境下每4秒以1.5%的打印率输出两个E文字图像的间断-连续使用。其后,停止主体的电源并且使系统在高温高湿环境下放置72h。然后,再启动主体并且以与上述相同的方式进行起雾评价。
输出实心白色图像,白色背景部上的反射浓度的最差值表示为Ds,图像形成前的转印材料的反射平均浓度表示为Dr,和Dr-Ds取作起雾值。
白色背景部上的反射浓度使用反射浓度计(Reflectometer Model TC-6DS,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造)来测量,并且使用琥珀色滤光器。
值越小,评价越良好。以下示出评价标准。
评价标准
A:小于0.5%
B:0.5%以上且小于1.5%
C:1.5%以上且小于2.5%
D:2.5%以上且小于4.0%
E:4.0%以上
定影性能的评价
低温定影性
准备从其中去除定影单元的彩色激光打印机LBP712Ci(由Canon Inc.制造),从黑色盒中取出调色剂,并且填充待评价的调色剂来代替。作为记录介质,使用彩色激光复印机用纸(由Canon Inc.制造,80g/m2)。接下来,使用填充的调色剂以在与相对于通纸方向的上端相距1.0cm的部分形成长度为2.0cm并且宽度为15.0cm的未定影图像,从而获得0.20mg/cm2的调色剂承载水平。接下来,改造去除的定影单元使得可以调节定影温度和处理速度,并且使用改造的定影单元进行未定影图像的定影试验。
首先,在常温常湿环境(23℃,60%RH)下,将处理速度设定为270mm/s,定影线压力设定为27.4kgf,初始温度设定为110℃,设定温度逐渐升高5℃,并且在各温度下进行未定影图像的定影。
低温定影性的评价标准如下。低温定影开始点为当图像的表面在4.9kPa(50g/cm2)的负荷下与Silbon纸(DASPER K-3)以0.2m/sec的速度摩擦五次时摩擦前后的图像浓度的浓度下降率变为10.0%以下的最低温度。当不牢固地进行定影时,图像浓度的下降率倾向于增大。
评价结果在表3中示出。
评价标准
A:低温定影开始点为120℃以下
B:低温定影开始点为125℃或130℃
C:低温定影开始点为135℃或140℃
D:低温定影开始点为145℃以上。
[表2]
在上表中,"电阻率"为在20℃下多价金属元素的电阻率(×10-8Ω·m)。"量"为在调色剂颗粒中多价金属元素的量(μmol/g)。“C.E.”表示比较例。
[表3]
在上表中,“C.E.”表示比较例。
虽然参考示例性实施方案已描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。权利要求的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。
Claims (9)
1.一种调色剂,其特征在于,其包括:
包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒,和
金属钛酸盐细颗粒,
其中
所述调色剂颗粒包含在20℃下的电阻率为2.5×10-8Ω·m至10.0×10-8Ω·m的多价金属元素;
在所述调色剂颗粒中所述多价金属元素的量为0.080μmol/g至20.000μmol/g;
所述金属钛酸盐细颗粒具有钙钛矿型晶体结构;和
所述金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至80nm。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中
所述金属钛酸盐细颗粒在所述调色剂颗粒的表面上的固着率为60%至100%,和
用X-射线光电子分光计测量的所述金属钛酸盐细颗粒在所述调色剂颗粒的表面上的覆盖率为0.5面积%至20.0面积%。
3.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述多价金属元素为选自由铝、铁、镁和钙组成的组中的至少一种元素。
4.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述粘结剂树脂包含羧基;
所述多价金属元素为选自由铝、铁、镁和钙组成的组中的至少一种元素;
当所述多价金属元素包含铝时,在所述调色剂颗粒中铝的量为0.080μmol/g至0.400μmol/g;
当所述多价金属元素包含铁时,在所述调色剂颗粒中铁的量为0.250μmol/g至1.250μmol/g;
当所述多价金属元素包含镁时,在所述调色剂颗粒中镁的量为2.000μmol/g至20.000μmol/g;和
当所述多价金属元素包含钙时,在所述调色剂颗粒中钙的量为2.000μmol/g至20.000μmol/g。
5.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述金属钛酸盐细颗粒包含钛酸锶细颗粒。
6.根据权利要求5所述的调色剂,其中
在10°至90°的2θ范围内获得的CuKα的X-射线衍射光谱中,θ为所述钛酸锶细颗粒的布拉格角,
源自所述钛酸锶细颗粒的峰在39.700°±0.150°和46.200°±0.150°处;和
当在39.700°±0.150°处的峰的面积表示为Sa和在46.200°±0.150°处的峰的面积表示为Sb时,Sb/Sa为1.80至2.30。
7.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述金属钛酸盐细颗粒的一次颗粒的数均粒径为10nm至60nm。
8.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述粘结剂树脂的酸值为1.0mgKOH/g至40.0mgKOH/g。
9.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述调色剂颗粒为乳液聚集调色剂颗粒。
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GR01 | Patent grant | ||
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