CN110928151A - 静电荷像显影剂及处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生的静电荷像显影剂及处理盒。静电荷像显影剂,其包含:载体,在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层;钛酸锶粒子,平均一次粒径为20nm以上且100nm以下;以及色粉,所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电荷像显影剂、处理盒、图像形成装置及图像形成方法。
背景技术
电子照相法等经由静电荷像而使图像信息可见的方法目前在各种领域中得到利用。
以前,在电子照相法中,一般使用经过如下多个步骤而使其可见的方法:使用各种部件在感光体或静电记录体上形成静电潜像,利用包含称作色粉的检电性粒子的静电荷像显影剂,使所述色粉附着于所述静电潜像上而将静电潜像(色粉图像)显影,并转印至被转印体表面,通过加热等进行定影。
在专利文献1中公开一种色粉的制造方法,其具有:熔融混炼步骤,将含有粘结树脂及着色剂的色粉组合物熔融混炼而获得熔融混炼物;粉碎步骤,将所述熔融混炼物冷却固化并将冷却固化物粉碎而获得粉碎物;分级步骤,将所述粉碎物分级而获得色粉粒子;混合步骤,将无机微粒子A添加混合至所述色粉粒子中而获得混合物;热处理步骤,对所述混合物进行热处理而获得热处理色粉粒子;以及外添加步骤,将无机微粒子B添加混合至所述热处理色粉粒子中而获得色粉,所述色粉的制造方法使用图像处理分辨率512像素×512像素(每1像素为0.37μm×0.37μm)的流动式粒子像测定装置,测定圆相当直径1.98μm以上且200.00μm以下的粒子的圆形度,根据将圆形度0.200以上且1.000以下的范围分割为800份而设置的各圆形度范围中的粒子比例而求出的平均圆形度A为0.945以上且0.960以下,所述色粉粒子的重量平均粒径(D4)为4.0μm以上且9.0μm以下,所述色粉粒子中具有4.0μm以下的粒径的粒子的含量为40个数%以下,具有10.1μm以上的粒径的粒子的含量为5体积%以下,所述无机微粒子A为一次粒子的个数平均粒径(D1)为0.06μm以上且0.20μm以下的二氧化硅微粒子,所述热处理色粉粒子的平均圆形度B与所述色粉粒子的平均圆形度A为下述式的范围。
式:0.005≦(平均圆形度B-平均圆形度A)≦0.020
在专利文献2中公开一种色粉的制造方法,其具有外添加步骤,所述外添加步骤是将粒子混合物投入至混合处理装置的容器内来进行所述粒子混合物的处理,所述粒子混合物包含色粉粒子、第一无机微粒子及第二无机微粒子,所述第一无机微粒子相对于所述色粉粒子的游离率为2%以上且40%以下,所述第二无机微粒子相对于所述色粉粒子的游离率为70%以上且95%以下,所述第一无机微粒子的含量为0.1质量%以上且3.0质量%以下,所述第二无机微粒子的含量为0.1质量%以上且2.0质量%以下,所述第一无机微粒子的一次粒子的个数平均粒径(D1)设为L1[nm],所述第二无机微粒子的一次粒子的个数平均粒径(D1)设为L2[nm]时,L1及L2满足2.5≦L1/L2≦50及5≦L2≦50,所述色粉的制造方法的所述混合处理装置具有:搅拌构件,具有旋转轴及设置于所述旋转轴的表面的多个旋转叶片;容器,收纳所述搅拌构件且内周面为圆筒状;以及驱动部,用于对所述旋转轴提供旋转驱动力而使所述搅拌构件在所述容器内旋转,所述多个搅拌叶片以分别在与所述容器的内周面之间具有间隙的方式设置,所述多个搅拌叶片包含:第一搅拌叶片,用于通过所述搅拌构件的旋转而将投入至所述容器内的所述粒子混合物送往所述旋转轴的轴方向的其中一方向;以及第二搅拌叶片,用于将投入至所述容器内的所述粒子混合物送往所述旋转轴的轴方向的另一方向。
在专利文献3中有一种色粉的制造方法,其具有:第一混合步骤,将含有着色剂、结晶性树脂、非晶性树脂及蜡的色粉母粒子与无机微粒子混合而获得混合物;以及第二混合步骤,将所述混合物进一步混合,所述色粉的制造方法的所述第一混合步骤及所述第二混合步骤为使用在容器内具备赋予机械冲击力的搅拌部件的混合装置进行混合的步骤,将所述第一混合步骤中的处理温度表示为T1(℃),将在所述第一混合步骤中对处理物的单位质量提供的混合装置的搅拌动力表示为W1(W/kg),将所述第二混合步骤中的处理温度表示为T2(℃),将所述第二混合步骤中的对处理物的单位质量提供的混合装置的搅拌动力表示为W2(W/kg)时,满足下述数式(1)、数式(2)、数式(3)及数式(4):
TgA≦T1<Tp (1)
TgA≦T2<Tp (2)
3≦W2 (3)
W2≦1/2W1 (4)
[式中,Tp(℃)表示在将所述色粉母粒子设为测定试样的示差扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)测定中,以升温速度10℃/min自20℃升温至180℃为止时所测定的源自结晶性树脂的最大吸热峰值的引发温度。
TgA(℃)表示在将所述色粉母粒子设为测定试样的DSC测定中,以升温速度10℃/min自20℃升温至180℃为止后,以降温速度50℃/min冷却至20℃为止,之后立即以升温速度10℃/min自20℃升温至180℃为止时所测定的第2次升温时的玻璃化转变温度]。
在专利文献4中公开一种原料混合方法,其是使用混合机将包含色粉用的粘结树脂及着色剂的原料混合,所述原料混合方法的所述混合机包括:处理室,收纳所述原料;以及旋转体,设置为在所述处理室内可以驱动轴为中心进行旋转,所述旋转体具有:(i)旋转体本体;以及(ii)处理部,具有较所述旋转体本体的旋转外周轨道而更突出地设置的前端部,且对所述原料进行处理,所述处理部具有通过所述旋转体的旋转而与所述被处理物碰撞来对所述被处理物进行处理的处理面,所述处理面具有:所述旋转体本体侧的第1区域;以及较所述第1区域而言位于所述旋转体的旋转方向的下游侧的所述前端部侧的第2区域。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2015-79166号公报
[专利文献2]日本专利特开2015-125272号公报
[专利文献3]日本专利特开2015-135486号公报
[专利文献4]日本专利特开2014-202965号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明所要解决的课题在于提供一种静电荷像显影剂,其包含在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体,在所述静电荷像显影剂中,与钛酸锶粒子的平均一次粒径未满20nm或超过100nm,或者所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率未满0.5面积%或超过20面积%的情况相比,可抑制在高温高湿环境下(28℃且90%RH)放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
[解决问题的技术手段]
用以解决所述课题的具体的手段中包含下述的实施方式。
<1>一种静电荷像显影剂,其包含:载体,所述载体在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层,或者所述载体在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层;钛酸锶粒子,平均一次粒径为20nm以上且100nm以下;以及色粉,所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下。
<2>根据<1>所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的含量以所述色粉的包覆率换算计为10面积%以上且40面积%以下。
<3>根据<2>所述的静电荷像显影剂,其中所述色粉的包覆率换算中的所述钛酸锶粒子的含量(C(t)(面积%))、与所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率(C(c)(面积%))的比(C(t)/C(c))的值超过0.5且为45以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中相对于所述钛酸锶粒子的总质量,游离的所述钛酸锶粒子、及固着于所述色粉上的所述钛酸锶粒子除外的所述钛酸锶粒子的量为10质量%以上且70质量%以下。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述载体的表面粗糙度Ra(μm)与所述钛酸锶粒子的平均一次粒径Da(nm)的比(Da/Ra)的值为3以上且45以下。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述载体的表面粗糙度Ra为0.3μm以上且0.9μm以下。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的一次粒子的平均圆形度为0.82以上且0.94以下。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的一次粒子的累计达到84%的圆形度超过0.92。
<9>根据<1>至<8>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的利用X射线衍射法所获得的(110)面的峰值半值宽为0.2°以上且2.0°以下。
<10>根据<1>至<9>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子包含La或Si作为掺杂剂。
<11>根据<10>所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子包含La作为掺杂剂。
<12>根据<1>至<11>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的平均一次粒径为30nm以上且80nm以下。
<13>根据<12>所述的静电荷像显影剂,其中所述钛酸锶粒子的平均一次粒径为30nm以上且60nm以下。
<14>根据<1>至<13>中任一项所述的静电荷像显影剂,其中所述载体为在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体。
<15>一种处理盒,其包括显影部件,并可装卸地设置于图像形成装置,所述显影部件收纳根据<1>至<14>中任一项所述的静电荷像显影剂,利用所述静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像。
<16>一种图像形成装置,其包括:像保持体;带电部件,使所述像保持体的表面带电;静电荷像形成部件,在经带电的所述像保持体的表面形成静电荷像;显影部件,收纳根据<1>至<14>中任一项所述的静电荷像显影剂,利用所述静电荷像显影剂而将形成于所述像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印部件,将形成于所述像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影部件,对转印至所述记录介质的表面的色粉图像进行定影。
<17>一种图像形成方法,其具有:带电步骤,使像保持体的表面带电;静电荷像形成步骤,在经带电的所述像保持体的表面形成静电荷像;显影步骤,利用根据<1>至<14>中任一项所述的静电荷像显影剂而将形成于所述像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印步骤,将形成于所述像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影步骤,对转印至所述记录介质的表面的色粉图像进行定影。
[发明的效果]
根据所述<1>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:其包含在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体,在所述静电荷像显影剂中,与钛酸锶粒子的平均一次粒径未满20nm或超过100nm,或者所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率未满0.5面积%或超过20面积%的情况相比,可抑制在高温高湿环境下(28℃且90%RH)放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<2>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的含量以所述色粉的包覆率换算计未满10面积%或超过40面积%的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<3>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述C(t)/C(c)的值为0.5以下或超过45的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<4>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与相对于所述钛酸锶粒子的总质量,游离的所述钛酸锶粒子、及固着于所述色粉上的所述钛酸锶粒子除外的所述钛酸锶粒子的量未满10质量%或超过70质量%的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<5>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述Da/Ra的值未满3或超过45的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<6>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述载体的表面粗糙度Ra未满0.3μm或超过0.9μm的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<7>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的一次粒子的平均圆形度未满0.82或超过0.94的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<8>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的一次粒子的累计达到84%的圆形度为0.92以下的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<9>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的利用X射线衍射法所获得的(110)面的峰值半值宽未满0.2°或超过2.0°的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<10>或<11>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子为未进行掺杂的粒子的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<12>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的平均一次粒径未满30nm或超过80nm的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<13>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述钛酸锶粒子的平均一次粒径未满30nm或超过60nm的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<14>的发明,提供如下的静电荷像显影剂:与所述载体为在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体的情况相比,可进一步抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
根据所述<15>至<17>的发明,提供与在包含在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体的静电荷像显影剂中,应用钛酸锶粒子的平均一次粒径未满20nm或超过100nm,或者所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率未满0.5面积%或超过20面积%的静电荷像显影用色粉的情况相比,可抑制在高温高湿环境下(28℃且90%RH)放置后的印刷初期的浓度不均的产生的处理盒、图像形成装置或图像形成方法。
附图说明
图1是表示本实施方式的图像形成装置的概略构成图。
图2是表示本实施方式的处理盒的概略构成图。
符号的说明
1Y、1M、1C、1K:感光体(像保持体的一例)
2Y、2M、2C、2K:带电辊(带电部件的一例)
3:曝光装置(静电荷像形成部件的一例)
3Y、3M、3C、3K:激光光线
4Y、4M、4C、4K:显影装置(显影部件的一例)
5Y、5M、5C、5K:一次转印辊(一次转印部件的一例)
6Y、6M、6C、6K:感光体清洁装置(像保持体清洁部件的一例)
8Y、8M、8C、8K:色粉盒
10Y、10M、10C、10K:图像形成单元
20:中间转印带(中间转印体的一例)
22:驱动辊
24:支撑辊
26:二次转印辊(二次转印部件的一例)
28:定影装置(定影部件的一例)
30:中间转印带清洁装置(中间转印体清洁部件的一例)
P:记录纸(记录介质的一例)
107:感光体(像保持体的一例)
108:带电辊(带电部件的一例)
109:曝光装置(静电荷像形成部件的一例)
111:显影装置(显影部件的一例)
112:转印装置(转印部件的一例)
113:感光体清洁装置(像保持体清洁部件的一例)
115:定影装置(定影部件的一例)
116:安装导轨
117:框体
118:用以曝光的开口部
200:处理盒
300:记录纸(记录介质的一例)
具体实施方式
本说明书中在提及组合物中的各成分的量的情况、在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要无特别说明,则是指组合物中存在的所述多种物质的合计量。
本说明书中,也将“静电荷像显影用色粉”简称为“色粉”,也将“静电荷像显影剂”简称为“显影剂”。
以下,对作为本发明的一例的实施方式进行说明。
<静电荷像显影剂>
本实施方式的静电荷像显影剂包含:载体,在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层,或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层;钛酸锶粒子,平均一次粒径为20nm以上且100nm以下;以及色粉,所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下。
本实施方式的静电荷像显影剂通过所述构成,可抑制在高温高湿环境下(28℃且90%RH)放置后的印刷初期的浓度不均的产生。所述理由并不明确,但如以下所示般推测。
载体在载体表面上露出有下层的硅酮树脂,所述载体在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层。硅酮树脂因其低表面能量而阻碍摩擦带电而容易产生带电不良,特别是在高温高湿环境下放置,因自成为低带电的状态的带电上升,带电量变得不均匀而容易产生浓度不均。
通过使静电荷像显影剂中包含平均一次粒径为20nm以上且100nm以下的钛酸锶粒子,容易在载体的露出有硅酮树脂的表面上附着或存在钛酸锶粒子。
推断,硅酮树脂露出部分为具有Si-O键的结构,较丙烯酸树脂部分的具有C-C键及C-O键的结构而言电子转移距离更广,从而具有适度的极化的钛酸锶粒子容易聚集。
推断,极化大的钛酸锶粒子由于容易发生电子转移且带电速度快,故利用连续印刷时的机械负荷而在载体的进行包覆层的剥离后的硅酮树脂露出部分附着或存在有钛酸锶粒子,由此即便在高温高湿环境下放置后带电量也适度,可抑制印刷初期的浓度不均。
以下,对本实施方式的静电荷像显影剂进行详细说明。
〔载体〕
本实施方式的静电荷像显影剂中所使用的载体为在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体、或者在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体,且所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下。
另外,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,作为所述载体,优选为在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体。
-载体表面上的硅酮树脂的露出率-
本实施方式中所使用的载体中载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,优选为0.6面积%以上且10面积%以下,更优选为0.7面积%以上且5面积%以下,特别优选为0.8面积%以上且2面积%以下。
本实施方式中的载体表面上的硅酮树脂的露出率的测定方法设为如下:使用X射线光电子分光装置(X-ray photoelectron spectrometer,XPS),检测载体表面的C、O、Fe、Mn、Mg及Si元素的比例,并测定源自Si元素的峰值的比率,由此算出Si元素的面积比例,设为硅酮树脂的露出量。
作为X射线光电子分光装置,例如可使用JPS-9000MX(日本电子(股)制造)。
-载体的表面粗糙度Ra-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,本实施方式中的载体的表面粗糙度Ra优选为0.2μm以上且1.5μm以下,更优选为0.3μm以上且0.9μm以下,特别优选为0.4μm以上且0.8μm以下。
在本实施方式中,载体的表面粗糙度Ra的测定是设为利用以下的方法进行。
载体表面的Ra(算术平均粗糙度)的测定方法是对于2,000个载体,使用超深度彩色3D形状测定显微镜(VK9700,基恩士(Keyence)(股)制造)以倍率1,000倍对表面进行换算而求出的方法,基于日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)B0601(1994年度版)进行。具体而言,载体表面的Ra是通过根据利用所述显微镜观察的载体表面的三维形状求出粗糙度曲线,将所述粗糙度曲线的测定值与平均值的偏差的绝对值合计并加以平均来求出。求出载体表面的Ra时的基准长度为10μm,截止值为0.08mm。
-芯材-
作为构成芯材的磁性材料,例如可列举:铁、钢、镍、钴等磁性金属;这些磁性金属与锰、铬、稀土类等的合金;铁氧体、磁铁矿等磁性氧化物等。
另外,作为所述包含硅酮树脂的芯材,可优选地列举将所述磁性材料分散于作为基质树脂的后述的硅酮树脂中并加以调配的磁性粒子分散型芯材、或者使硅酮树脂含浸于多孔质磁性材料中的树脂含浸型芯材。所述包含硅酮树脂的芯材也可包含硅酮树脂以外的树脂作为基质树脂,但相对于所述芯材中的基质树脂的总质量,硅酮树脂的含量优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上且100质量%以下。
芯材可通过磁性造粒、烧结而获得,作为其前处理,也可将磁性材料粉碎。粉碎方法并无特别问题,可列举现有的粉碎方法,具体而言,例如可列举:研钵、球磨机、喷射磨机等。
芯材的体积平均粒径优选为10μm以上且500μm以下,更优选为20μm以上且100μm以下,特别优选为20μm以上且40μm以下。
芯材的体积平均粒径可利用激光衍射/散射式粒度分布测定装置来测定。
-硅酮树脂-
所述载体包含硅酮树脂作为芯材上的下层、或者磁性粒子分散型或树脂含浸型的芯材中所含的树脂。
作为硅酮树脂,可使用现有的硅酮树脂,只要为在主链具有Si-O-Si键且在侧链具有甲基、苯基等有机基的硅氧烷聚合物,则并无特别限制,可优选地列举主链包含-Si(R1R2)-O-(R1、R2分别独立地表示烷基或芳基,优选为甲基或苯基)且不具有分支链的纯硅酮树脂、及利用醇酸、丙烯酸、环氧、氨基甲酸酯等将所述纯硅酮树脂改性而成的改性硅酮树脂。
作为纯硅酮树脂,优选为二甲基聚硅氧烷或甲基苯基聚硅氧烷。
作为改性硅酮树脂,优选为醇酸改性硅酮树脂、丙烯酸改性硅酮树脂、环氧改性硅酮树脂、氨基甲酸酯改性硅酮树脂,更优选为丙烯酸改性硅酮树脂。
硅酮树脂的重量平均分子量为10,000以上,优选为15,000以上,更优选为20,000以上。
重量平均分子量的上限并无特别限定,只要为300,000以下即可,优选为200,000以下。
作为纯硅酮树脂,可使用市售品,例如可列举:信越化学工业(股)制造的KR271、KR255、KR152;东丽道康宁(Toray Dow Corning)(股)制造的硅酮SR2400、SR2406、SR2410等。
作为改性硅酮树脂,可使用市售品,例如可列举:信越化学工业(股)制造的KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酸改性)、ES1001N(环氧改性)、KR305(氨基甲酸酯改性);东丽道康宁(Toray Dow Corning)(股)制造的硅酮SR2115(环氧改性)、SR2110(醇酸改性)等。
这些硅酮树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。
在芯材上的下层中包含硅酮树脂的情况下,相对于下层的总质量,下层中的硅酮树脂的含量优选为50质量%以上,更优选为80质量%以上,特别优选为90质量%以上且100质量%以下。
就带电稳定性的观点而言,所述载体中的所述包含硅酮树脂的下层的平均厚度优选为0.1μm以上且5μm以下,更优选为0.2μm以上且3μm以下,特别优选为0.3μm以上且2μm以下。
各层的平均厚度设为通过利用包含载体的中央部(优选为重心)在内的面切断载体,进行其剖面观察,并取在10个以上的载体中测定的层的厚度的平均值来求出。
-丙烯酸树脂-
所述载体在芯材上具有包含丙烯酸树脂的层。所述包含丙烯酸树脂的层优选为所述载体的最外层。
另外,所述包含丙烯酸树脂的层并非完全覆盖所述载体的层,存在一部分并无所述包含丙烯酸树脂的层的部分,所述载体具有在表面的一部分中露出有硅酮树脂的部位。
丙烯酸树脂并无特别限定,可列举:甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈等(甲基)丙烯酸化合物的均聚物或共聚物。
其中,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均、及低吸湿性等观点而言,丙烯酸树脂优选为(甲基)丙烯酸环己酯等脂环式(甲基)丙烯酸烷基酯化合物的均聚物或共聚物,特别优选为(甲基)丙烯酸环己酯的均聚物或共聚物。
另外,本实施方式中的丙烯酸树脂只要为具有50质量%以上的源自(甲基)丙烯酸化合物的构成单元者即可,优选为具有80质量%以上者,更优选为具有90质量%以上者。
本实施方式中的丙烯酸树脂也可具有源自(甲基)丙烯酸化合物以外的单体的构成单元。
作为丙烯酸树脂的重量平均分子量,优选为5,000以上且1,000,000以下,更优选为10,000以上且200,000以下。
另外,丙烯酸树脂的玻璃化转变温度(Tg)并无特别限制,优选为50℃~150℃,更优选为70℃~120℃,进而优选为80℃~120℃。
再者,树脂的玻璃化转变温度是利用示差扫描式量热计(DSC)测定法而决定,可根据依据美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)D3418-8而测定的主体最大峰值来求出。主体最大峰值的测定是使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制造的DSC-7。在所述装置的检测部的温度修正时使用铟与锌的熔点,在热量的修正时使用铟的熔解热。样品是使用铝制盘,设置用于对照的空盘,以升温速度10℃/min进行测定。
就带电稳定性的观点而言,所述载体中的所述包含丙烯酸树脂的层的平均厚度优选为0.1μm以上且5μm以下,更优选为0.5μm以上且3μm以下,特别优选为0.7μm以上且2μm以下。
另外,在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层的载体中,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,下层的平均厚度优选为较上层的平均厚度而言更厚。
另外,本实施方式中所使用的载体可在芯材、包含硅酮树脂的层、及包含丙烯酸树脂的层中更包含添加剂。
作为所述添加剂,可使用现有的添加剂,例如可列举交联剂、导电粉等。
本实施方式中所使用的载体可在芯材、包含硅酮树脂的层、及包含丙烯酸树脂的层的至少任一者中含有交联剂。
交联剂为进行交联反应的成分,优选为利用热进行交联反应的成分。
作为交联剂,可使用现有的交联剂,例如可列举硅烷偶合剂。
相对于所含有的层的总质量,交联剂的含量优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.2质量%~8质量%,进而优选为0.5质量%~5质量%。
本实施方式中所使用的载体可在包含硅酮树脂的层、及包含丙烯酸树脂的层的至少任一者中含有导电粉。
作为导电粉,例如可列举:金属粉、碳黑、氧化钛、氧化锡、氧化锌等。作为这些导电粉的数量平均粒径,优选为1μm以下。若数量平均粒径为1μm以上,则容易控制电阻。
相对于所含有的层的总质量,导电粉的含量优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.2质量%~8质量%,进而优选为0.5质量%~5质量%。
-载体的物性-
载体的体积平均粒径优选为10μm以上且500μm以下,更优选为20μm以上且100μm以下,特别优选为20μm以上且40μm以下。
载体的体积平均粒径可利用激光衍射/散射式粒度分布测定装置来测定。
作为载体的体积电阻(25℃),优选为1×107Ω·cm以上且1×1015Ω·cm以下,更优选为1×108Ω·cm以上且1×1014Ω·cm以下,特别优选为1×108Ω·cm以上且1×1013Ω·cm以下。
-载体的制造方法-
本实施方式中所使用的载体例如通过如下方式来形成:使硅酮树脂等溶解于有机溶剂中来制备涂布溶液后,利用现有的涂布方法将涂布溶液涂布于芯材粒子的表面上并加以干燥后,进行烧附,另外使丙烯酸树脂等溶解于有机溶剂中来制备涂布溶液后,利用现有的涂布方法将涂布溶液涂布于包含硅酮树脂的下层或包含硅酮树脂的芯材的表面上并加以干燥后,进行烧附。作为涂布方法,并无特别限定,可使用现有的涂布方法,例如可列举:浸渍法、喷雾法、刷涂法等。
作为有机溶剂,并无特别限制,可根据目的而适宜选择,例如可列举:甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂、乙酸丁酯等。
作为树脂层的烧附,并无特别限制,可为外部加热方式,也可为内部加热方式,例如可列举使用固定式电炉、流动式电炉、旋转式电炉、燃烧炉等的方法、使用微波的方法等。
作为各层的量,相对于载体的总质量,优选为0.01质量%以上且20质量%以下,更优选为0.5质量%以上且10质量%以下。
本实施方式的静电荷像显影剂中的色粉与载体的混合比(质量比)优选为色粉:载体=1:100至30:100,更优选为3:100至20:100。
〔钛酸锶粒子〕
本实施方式的静电荷像显影剂包含平均一次粒径为20nm以上且100nm以下的钛酸锶(SrTiO3)粒子。
所述钛酸锶粒子可为色粉的外添加剂,也可不为色粉的外添加剂,但优选为至少一部分的所述钛酸锶粒子作为色粉的外添加剂而存在。
所述钛酸锶粒子的平均一次粒径为20nm以上且100nm以下,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,优选为30nm以上且80nm以下,更优选为30nm以上且60nm以下。
所谓所述钛酸锶粒子的一次粒径,是具有与一次粒子像相同的面积的圆的直径(所谓的圆相当直径),所谓所述钛酸锶粒子的平均一次粒径是一次粒径的个数基准的分布中自小径侧起累计达到50%的粒径。
所述钛酸锶粒子的平均一次粒径是拍摄钛酸锶粒子的扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)图像,并对至少300个SEM图像中的钛酸锶粒子进行图像分析而求出。
所述钛酸锶粒子的平均一次粒径可通过调整用作外添加剂的钛酸锶粒子的平均一次粒径来控制。
另外,用作外添加剂的钛酸锶粒子的平均一次粒径例如可根据利用湿式制法制造钛酸锶粒子时的各种条件来控制。
-一次粒子的平均圆形度、及累计达到84%的圆形度-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述钛酸锶粒子优选为一次粒子的平均圆形度为0.82以上且0.94以下,且优选为一次粒子的累计达到84%的圆形度超过0.92。
以下,有时将关于钛酸锶粒子的一次粒子的平均圆形度称为“平均圆形度”,一次粒子的累计达到84%的圆形度称为“累计84%圆形度”。
另外,通过平均圆形度及累计84%圆形度为所述范围,可以说钛酸锶粒子以角部少的状态存在于色粉粒子的表面。因此,认为在图像形成装置刚启动后的图像中可抑制因电荷集中于钛酸锶粒子的角部而产生的雾化,且可抑制印刷初期的浓度不均。
进而,所述钛酸锶粒子的平均圆形度及累计84%圆形度为所述范围时,可以说用作外添加剂的钛酸锶粒子也为角带有圆弧的形状。因此,认为与使用立方体或长方体的钛酸锶粒子作为外添加剂的情况相比,角带有圆弧的形状的钛酸锶粒子的在色粉粒子的表面的分散性优异。
在本实施方式中,所谓钛酸锶粒子的一次粒子的圆形度,是4π×(一次粒子像的面积)÷(一次粒子像的周围长)2,所谓一次粒子的平均圆形度,是在圆形度的分布中自小的一侧起累计达到50%的圆形度,所谓一次粒子的累计达到84%的圆形度,是在圆形度的分布中自小的一侧起累计达到84%的圆形度。
所述钛酸锶粒子的圆形度,是拍摄钛酸锶粒子的SEM图像,并对至少300个SEM图像中的钛酸锶粒子进行图像分析而求出。
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述钛酸锶粒子的平均圆形度优选为0.82以上且0.94以下,更优选为0.84以上且0.94以下,进而优选为0.86以上且0.92以下。
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述钛酸锶粒子的一次粒子的累计达到84%的圆形度优选为超过0.92,更优选为0.930以上且0.970以下,进而优选为0.940以上且0.965以下,特别优选为0.945以上且0.960以下。
另外,为了满足所述钛酸锶粒子的平均圆形度及累计84%圆形度,所述钛酸锶粒子优选为带有圆弧的形状的钛酸锶粒子。
所述钛酸锶粒子的平均圆形度及累计84%圆形度可通过调整用作外添加剂的钛酸锶粒子的平均圆形度及累计84%圆形度来控制。
另外,用作外添加剂的钛酸锶粒子的平均圆形度及累计84%圆形度例如可根据利用湿式制法制造钛酸锶粒子时的各种条件、钛及锶以外的金属元素的掺杂金属元素及其掺杂量等来控制。
-一次粒子的圆形度的标准偏差-
就抑制图像形成装置刚启动后的图像中的雾化的观点而言,本实施方式中所使用的钛酸锶粒子的一次粒子的圆形度的标准偏差优选为0.04以上且2.0以下,更优选为0.04以上且1.0以下,进而优选为0.04以上且0.50以下。
立方体或长方体的钛酸锶粒子源自其形状,有圆形度的分布变窄的倾向。因此,一次粒子的圆形度的标准偏差为所述范围的钛酸锶粒子成为表示并非大量包含立方体或长方体的钛酸锶粒子的指标。
因此,一次粒子的圆形度的标准偏差为所述范围的钛酸锶粒子以角部少的状态存在于色粉粒子的表面,在图像形成装置刚启动后的图像中容易抑制因电荷集中于钛酸锶粒子的角部而产生的雾化,且容易抑制印刷初期的浓度不均。
此处,一次粒子的圆形度的标准偏差为求出所述圆形度时进行图像分析而得的钛酸锶粒子的至少300个的圆形度的标准偏差。
一次粒子的圆形度的标准偏差的测定可与所述平均圆形度及累计84%圆形度的测定同时进行。
再者,在算出圆形度的标准偏差时,除去一次粒子为20nm以下的钛酸锶粒子来进行分析。
-含量-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,相对于静电荷像显影剂中所含的色粉的含量100质量份,本实施方式的静电荷像显影剂中的所述钛酸锶粒子的含量优选为0.01质量份以上且5质量份以下,更优选为0.1质量份以上且3.5质量份以下,特别优选为0.5质量份以上且2质量份以下。
另外,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述钛酸锶粒子的含量以所述色粉的包覆率换算计,优选为10面积%以上且40面积%以下,更优选为15面积%以上且25面积%以下。
在本实施方式中,色粉的包覆率换算的钛酸锶粒子的含量设为由钛酸锶粒子的含量与色粉的体积平均粒径及平均圆形度进行换算者。
-C(t)/C(c)-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述色粉的包覆率换算中的所述钛酸锶粒子的含量(C(t)(面积%))、与所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率(C(c)(面积%))的比(C(t)/C(c))的值优选为超过0.5且为45以下,更优选为1以上且40以下,特别优选为5以上且30以下。
-游离粒子及固着粒子除外的钛酸锶粒子的量-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,相对于所述钛酸锶粒子的总质量,游离的所述钛酸锶粒子、及固着于所述色粉的所述钛酸锶粒子除外的所述钛酸锶粒子的量优选为10质量%以上且70质量%以下,更优选为20质量%以上且65质量%以下,特别优选为25质量%以上且60质量%以下。
游离的所述钛酸锶粒子、及固着于所述色粉的所述钛酸锶粒子除外的所述钛酸锶粒子的量的测定方法是向200mL的玻璃瓶中加入0.2质量%三硝基甲苯(triton)X-100水溶液(阿克罗斯有机物(Acros Organics)公司制造)40mL与测定试样2.0g,将密闭的容器轻摇并加以搅拌后静置1小时。在去除上清液并利用离子交换水进行清洗过滤后,在干燥器中干燥1小时以上。根据干燥的色粉与未处理的色粉的荧光X射线的元素强度自差分算出游离成分。
使用超声波均质机(日本精机制作所(股)制造,US-300AT)对实施相同的操作并静置1小时的样品施加超声波。超声波施加是设为施加时间:连续300秒钟、输出:75W、振幅:180μm、超声波振子与容器底面的距离:10mm。继而,对于分散液使用小型高速冷却离心机(佐久间制作所(股)制造,M201-IVD),在冷却温度0℃下以3,000rpm离心2分钟,去除上清液,利用滤纸(爱多邦得科东洋(Advantec Toyo)(股)制造,定性滤纸No.5C,110nm)来过滤残余的浆料。利用离子交换水将滤纸上的残留物清洗2次并使其干燥,从而获得测定试样。根据所获得的色粉与未处理的色粉的荧光X射线的元素强度自差分算出游离成分+弱~中附着成分。
由之前的游离成分与游离成分+弱~中附着成分算出弱~中附着成分(游离粒子及固着粒子除外的钛酸锶粒子的量)。
-Da/Ra-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述载体的表面粗糙度Ra(μm)与所述钛酸锶粒子的平均一次粒径Da(nm)的比(Da/Ra)的值优选为2以上且200以下,更优选为2以上且100以下,特别优选为3以上且45以下。
-利用X射线衍射法而获得的(110)面的峰值的半值宽-
就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,所述钛酸锶粒子的利用X射线衍射法而获得的(110)面的峰值的半值宽优选为0.2°以上且2.0°以下,更优选为0.2°以上且1.0°以下,进而优选为0.25°以上且0.80°以下,特别优选为0.25°以上且0.50°以下。
钛酸锶粒子的利用X射线衍射法而获得的(110)面的峰值为在衍射角度2θ=32°附近出现的峰值。所述峰值相当于钙钛矿结晶的(110)面的峰值。
粒子形状为立方体或长方体的钛酸锶粒子的钙钛矿结晶的结晶性高,(110)面的峰值的半值宽通常未满0.2°。例如,对钛工业公司制造的SW-350(主要粒子形状为立方体的钛酸锶粒子)进行分析,结果(110)面的峰值的半值宽为0.15°。
另一方面,带有圆弧的形状的钛酸锶粒子的钙钛矿结晶的结晶性相对低,(110)面的峰值的半值宽扩大。
钛酸锶粒子的X射线衍射是使用X射线衍射装置(例如,理学(Rigaku)公司制造,商品名RINT Ultima-III)进行。测定的设定是设为射线源CuKα、电压40kV、电流40mA、试样旋转速度:无旋转、发散狭缝:1.00mm、发散纵向限制狭缝:10mm、散射狭缝:打开、光接收狭缝:打开、扫描模式:FT、计数时间:2.0秒、步长:0.0050°、操作轴:10.0000°至70.0000°。本公开中X射线衍射图案中的峰值的半值宽为半峰全宽(full width at half maximum)。
-掺杂剂-
所述钛酸锶粒子优选为掺杂有钛及锶以外的金属元素(以下,也称为掺杂剂)。钛酸锶粒子包含掺杂剂,由此钙钛矿结构的结晶性下降而成为带有圆弧的形状。
钛酸锶粒子的掺杂剂只要为钛及锶以外的金属元素,则并无特别限制。优选为在进行离子化时,成为可进入构成钛酸锶粒子的结晶结构的离子半径的金属元素。就所述观点而言,钛酸锶粒子的掺杂剂优选为离子化时的离子半径为40pm以上且200pm以下的金属元素,更优选为60pm以上且150pm以下的金属元素。
作为钛酸锶粒子的掺杂剂,具体可列举:镧系元素(lanthanoid)、二氧化硅、铝、镁、钙、钡、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钼、钌、钯、铟、锑、钽、钨、铼、铱、铂、铋、钇、锆、铌、银、锡。作为镧系元素,优选为镧、铈。这些中,就容易掺杂且容易控制钛酸锶粒子的形状的观点而言,优选为镧。
作为钛酸锶粒子的掺杂剂,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均、及不使钛酸锶粒子过度带负电的观点而言,优选为电负度为2.0以下的金属元素,更优选为电负度为1.3以下的金属元素。本实施方式的电负度为阿莱-罗周(Allred-Rochow)的电负度。
以下与电负度一起表示作为电负度为2.0以下的金属元素而优选者。
作为电负度为2.0以下的金属元素,可列举:镧(1.08)、镁(1.23)、铝(1.47)、二氧化硅(1.74)、钙(1.04)、钒(1.45)、铬(1.56)、锰(1.60)、铁(1.64)、钴(1.70)、镍(1.75)、铜(1.75)、锌(1.66)、镓(1.82)、钇(1.11)、锆(1.22)、铌(1.23)、银(1.42)、铟(1.49)、锡(1.72)、钡(0.97)、钽(1.33)、铼(1.46)、铈(1.06)等。
在这些中,就抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的观点而言,作为掺杂剂,优选为包含镧(La)或硅(Si),更优选为包含镧。
就具有钙钛矿型的结晶结构并且设为带有圆弧的形状的观点而言,钛酸锶粒子内的掺杂剂的量优选为相对于锶而掺杂剂成为0.1摩尔%以上且20摩尔%以下的范围,更优选为成为0.1摩尔%以上且15摩尔%以下的范围,进而优选为成为0.1摩尔%以上且10摩尔%以下的范围。
-含水率-
所述钛酸锶粒子的含水率优选为1.5质量%以上且10质量%以下。若含水率为1.5质量%以上且10质量%以下(更优选为2质量%以上且5质量%以下),则钛酸锶粒子的电阻成为适度的范围,进一步抑制雾化的产生。
钛酸锶粒子的含水率可通过利用湿式制法制造钛酸锶粒子并调整干燥处理的条件(温度及时间)来实现所述范围。
另外,在对钛酸锶粒子的表面进行疏水化处理的情况下,也可通过调整所述疏水化处理后的干燥处理的条件来实现所述范围。
钛酸锶粒子的含水率是如以下般来测定。
在温度22℃/相对湿度55%的腔室中将测定试样20mg静置17小时并加以调湿后,在温度22℃/相对湿度55%的室内利用热天平(岛津制作所制造的TGA-50型),在氮气环境中以30℃/min的温度上升速度自30℃加热至250℃为止,从而测定加热减量(因加热而丢失的质量)。
然后,基于所测定的加热减量利用以下的式子来算出含水率。
含水率(质量%)=(30℃至250℃下的加热减量)÷(调湿后且加热前的质量)×100
-疏水化处理-
就优化钛酸锶粒子的作用的观点而言,所述钛酸锶粒子优选为具有经疏水化处理的表面的钛酸锶粒子,更优选为具有利用含硅的有机化合物进行疏水化处理的表面的钛酸锶粒子。
作为含硅的有机化合物,可列举:烷氧基硅烷化合物、硅氮烷化合物、硅酮油等,其中优选为选自由烷氧基硅烷化合物及硅酮油所组成的群组中的至少一种。
关于含硅的有机化合物,在钛酸锶粒子的制造方法的一栏中进行详细说明。
另外,所述钛酸锶粒子优选为具有包含相对于钛酸锶粒子的质量而为1质量%以上且50质量%以下(优选为5质量%以上且40质量%以下,更优选为5质量%以上且30质量%以下,进而优选为10质量%以上且25质量%以下)的含硅的有机化合物的表面。
即,相对于钛酸锶粒子的质量,利用含硅的有机化合物的疏水化处理量优选为1质量%以上且50质量%以下,更优选为5质量%以上且40质量%以下,进而优选为5质量%以上且30质量%以下,特别优选为10质量%以上且25质量%以下。
若疏水化处理量为1质量%以上,则即便在高温高湿下也可确保色粉的带电量,容易抑制雾化的产生。另外,若疏水化处理量为50质量%以下,则即便在低温低湿下色粉的饱和带电量也不会变得过大,容易抑制雾化的产生。另外,若疏水化处理量为30质量%以下,则容易抑制因所述疏水化处理的表面引起的凝聚体的产生。
就优化钛酸锶粒子的作用的观点而言,钛酸锶粒子的经疏水化处理的表面中根据荧光X射线分析的定性·定量分析而算出的硅(Si)与锶(Sr)的质量比(Si/Sr)优选为0.025以上且0.25以下,更优选为0.05以上且0.20以下。
此处,钛酸锶粒子的疏水化处理表面的荧光X射线分析是利用以下的方法进行。
即,使用荧光X射线分析装置(岛津制作所公司制造,XRF1500),在X射线输出40V、70mA、测定面积10mmφ、测定时间15分钟的条件下实施定性及定量分析测定。此处,分析的元素设为氧(O)、硅(Si)、钛(Ti)、锶(Sr)、以及钛及锶以外的金属元素(Me),根据测定的各元素的总计,并参照另外制成的可对各元素进行定量的校准曲线数据等,算出各自的各元素的质量比(%)。
基于所述测定中获得的硅(Si)质量比的值与锶(Sr)的质量比的值来算出质量比(Si/Sr)。
-体积固有电阻率-
就优化色粉的带电性并进一步抑制雾化的产生的观点而言,所述钛酸锶粒子的体积固有电阻率R1(Ω·cm)以常用对数值logR1计,优选为11以上且14以下,更优选为11以上且13以下,进而优选为12以上且13以下。
钛酸锶粒子的体积固有电阻率R1是如以下般来测定。
使钛酸锶粒子进入连接于静电计(吉时利(KEYTHLEY)公司制造,凯瑟利(KEITHLEY)610C)与高压电源(福禄克(FLUKE)公司制造,福禄克(FLUKE)415B)的一对20cm2的圆形极板(钢制)即测定夹具的下部极板上,以形成厚度1mm以上且2mm以下的范围的平坦的层。
之后,将所形成的钛酸锶粒子层在22℃、55%RH下调湿24小时。
其次,在22℃、55%RH的环境下,在经调湿的钛酸锶粒子层上配置上部极板,在上部极板上载置4kg的重物以去除钛酸锶粒子层内的空隙,在所述状态下测定钛酸锶粒子层的厚度。继而,对两极板施加1000V的电压并测定电流值,根据下述式(1)来算出体积固有电阻率R1。
式(1):体积固有电阻率R1(Ω·cm)=V×S÷(A1-A0)÷d
式(1)中,V为施加电压1000(V),S为极板面积20(cm2),A1为测定电流值(A),A0为施加电压0V时的初期电流值(A),d为钛酸锶粒子层的厚度(cm)。
所述钛酸锶粒子的体积固有电阻率R1例如可根据经疏水化处理之前的钛酸锶粒子的体积固有电阻率R2(R2根据含水率、掺杂剂的种类、掺杂剂量等而变化)、疏水化处理剂的种类、疏水化处理量、疏水化处理后的干燥温度及干燥时间等来控制。体积固有电阻率R1优选为根据经疏水化处理之前的钛酸锶粒子的含水率、及疏水化处理量的至少一者来加以控制。
经疏水化处理之前的钛酸锶粒子的体积固有电阻率R2以常用对数值logR2计,优选为6以上且10以下,更优选为7以上且9以下。即,钛酸锶粒子的疏水化处理表面的内部具有所述电阻,钛酸锶粒子成为内部为低电阻且表面通过疏水化处理而为高电阻的粒子。由此,色粉的带电性得到优化。在本实施方式中,就优化色粉的带电性而确保图像浓度的观点而言,体积固有电阻率R1的常用对数值logR1与体积固有电阻率R2的常用对数值logR2的差(logR1-logR2)优选为2以上且7以下,更优选为3以上且5以下。
形成有疏水化处理表面之前的钛酸锶粒子的体积固有电阻率R2例如可根据钛酸锶粒子的含水率、掺杂剂的种类、掺杂剂量等来控制。
经疏水化处理之前的钛酸锶粒子的体积固有电阻率R2可利用与体积固有电阻率R1相同的方法来测定。
-钛酸锶粒子的制造方法-
用作外添加剂的钛酸锶粒子通过在制造钛酸锶粒子后,视需要对表面进行疏水化处理来制造。
钛酸锶粒子的制造方法并无特别限制,就控制粒径及形状的观点而言,优选为湿式制法。
·钛酸锶粒子的制造
钛酸锶粒子的湿式制法例如是将碱性水溶液添加至氧化钛源与锶源的混合液中并使其反应,继而进行酸处理的制造方法。在本制造方法中,可根据氧化钛源与锶源的混合比例、反应初期的氧化钛源浓度、添加碱性水溶液时的温度及添加速度等,来控制钛酸锶粒子的粒径。
作为氧化钛源,优选为钛化合物的水解物的无机酸胶溶品。作为锶源,可列举:硝酸锶、氯化锶等。
氧化钛源与锶源的混合比例以SrO/TiO2摩尔比计,优选为0.9以上且1.4以下,更优选为1.05以上且1.20以下。反应初期的氧化钛源浓度以TiO2计,优选为0.05摩尔/L以上且1.3摩尔/L以下,更优选为0.5摩尔/L以上且1.0摩尔/L以下。
为了调整钛酸锶粒子的电阻,优选为将掺杂剂源添加至氧化钛源与锶源的混合液中。作为掺杂剂源,可列举钛及锶以外的金属的氧化物。作为掺杂剂源的金属氧化物例如作为溶解于硝酸、盐酸、硫酸等中的溶液而添加。掺杂剂源的添加量优选为相对于锶100摩尔而作为掺杂剂的金属成为0.1摩尔以上且10摩尔以下的量,更优选为成为0.5摩尔以上且10摩尔以下的量。
另外,掺杂剂源的添加可为向氧化钛源与锶源的混合液中添加碱性水溶液时。此时,作为掺杂剂源的金属的氧化物也只要作为溶解于硝酸、盐酸、或硫酸中的溶液而添加即可。
作为碱性水溶液,优选为氢氧化钠水溶液。添加碱性水溶液时的温度有越高而可获得结晶性越良好的钛酸锶粒子的倾向,在本实施方式中,优选为60℃以上且100℃以下的范围。
关于碱性水溶液的添加速度,添加速度越慢而可获得粒径越大的钛酸锶粒子,添加速度越快而可获得粒径越小的钛酸锶粒子。相对于装入原料,碱性水溶液的添加速度例如为0.001当量/h以上且1.2当量/h以下,适当的是0.002当量/h以上且1.1当量/h以下。
在添加碱性水溶液后,出于去除未反应的锶源的目的而进行酸处理。酸处理例如是使用盐酸,将反应液的pH值调整为2.5至7.0,更优选为调整为4.5至6.0。
在酸处理后,对反应液进行固液分离,并对固体成分进行干燥处理,从而获得钛酸锶粒子。
通过调整固体成分的干燥处理的条件,可控制钛酸锶粒子的含水率。
另外,在对钛酸锶粒子的表面进行疏水化处理的情况下,也可通过调整所述疏水化处理后的干燥处理的条件来进行含水率的控制。
此处,作为控制含水率时的干燥条件,优选为例如干燥温度为90℃以上且300℃以下(优选为100℃以上且150℃以下),干燥时间为1小时以上且15小时以下(优选为5小时以上且10小时以下)。
·疏水化处理
针对钛酸锶粒子的表面的疏水化处理例如通过制备将作为疏水化处理剂的含硅的有机化合物与溶媒混合而成的处理液,在搅拌下将钛酸锶粒子与处理液混合进而持续搅拌来进行。
在表面处理后出于去除处理液的溶媒的目的而进行干燥处理。
作为疏水化处理剂的含硅的有机化合物可列举:烷氧基硅烷化合物、硅氮烷化合物、硅酮油等。
作为疏水化处理剂的烷氧基硅烷化合物例如可列举:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷;甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、邻甲基苯基三甲氧基硅烷、对甲基苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苄基三乙氧基硅烷;二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷;三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷。
作为疏水化处理剂的硅氮烷化合物例如可列举:二甲基二硅氮烷、三甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、五甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷等。
作为疏水化处理剂的硅酮油例如可列举:二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷、苯基甲基聚硅氧烷等的硅酮油;氨基改性聚硅氧烷、环氧改性聚硅氧烷、羧基改性聚硅氧烷、甲醇改性聚硅氧烷、氟改性聚硅氧烷、甲基丙烯酸改性聚硅氧烷、巯基改性聚硅氧烷、苯酚改性聚硅氧烷等的反应性硅酮油等。
在这些中,作为疏水化处理剂,就带电环境差及流动性提高的方面而言,优选为使用烷氧基硅烷化合物,特别是就流动性提高的方面而言,优选为丁基三甲氧基硅烷。
作为用于所述处理液的制备的溶媒,在含硅的有机化合物为烷氧基硅烷化合物或硅氮烷化合物的情况下,优选为醇(例如,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇),在含硅的有机化合物为硅酮油的情况下,优选为烃类(例如,苯、甲苯、正己烷、正庚烷)。
在所述处理液中,含硅的有机化合物的浓度优选为1质量%以上且50质量%以下,更优选为5质量%以上且40质量%以下,进而优选为10质量%以上且30质量%以下。
用于疏水化处理的含硅的有机化合物的量如所述般,相对于钛酸锶粒子的质量,优选为1质量%以上且50质量%以下,更优选为5质量%以上且40质量%以下,进而优选为5质量%以上且30质量%以下,特别优选为10质量%以上且25质量%以下。
如以上般可获得具有经疏水化处理的表面的钛酸锶粒子。
〔色粉〕
本实施方式的静电荷像显影剂包含色粉。
本实施方式中所使用的色粉包含色粉粒子(也称为“色粉母粒子”)、与视需要的外添加剂而构成。
所述钛酸锶粒子的一部分也作为色粉的外添加剂发挥功能。
色粉粒子例如含有粘结树脂、视需要的着色剂、脱模剂、以及其他添加剂,优选为含有粘结树脂及脱模剂。
在本实施方式中,作为色粉粒子,例如除黄色色粉、品红色粉、青色色粉、黑色色粉等色粉粒子以外,也可为白色色粉粒子、透明色粉粒子、光致发光性色粉粒子等,并无特别限制。
-粘结树脂-
作为粘结树脂,例如可列举包含苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(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-乙基己酯等)、乙烯性不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)等单体的均聚物、或者将这些单体的两种以上组合而成的共聚物的乙烯基系树脂。
作为粘结树脂,例如也可列举:环氧树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂、这些与所述乙烯基系树脂的混合物、或者在这些的共存下使乙烯基系单体进行聚合而获得的接枝聚合体等。
这些粘结树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为粘结树脂,优选为聚酯树脂。作为聚酯树脂,例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚体。
作为多元羧酸,例如可列举: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、丁二酸、烯基丁二酸、己二酸、癸二酸等)、脂环式二羧酸(例如环己烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。这些中,作为多元羧酸,例如优选为芳香族二羧酸。
作为多元羧酸,可与二羧酸一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价以上的羧酸,例如可列举:偏苯三酸、均苯四甲酸、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯等。
多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为多元醇,例如可列举: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、新戊二醇等)、脂环式二醇(例如环己二醇、环己二甲醇、氢化双酚A等)、芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物等)。这些中,作为多元醇,例如优选为芳香族二醇、脂环式二醇,更优选为芳香族二醇。
作为多元醇,可与二醇一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的多元醇。作为三价以上的多元醇,例如可列举:甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃以上且80℃以下,更优选为50℃以上且65℃以下。
玻璃化转变温度是根据通过示差扫描量热测定(DSC)而获得的DSC曲线来求出,更具体而言,根据JIS K7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的求出方法中记载的“外插玻璃化转变引发温度”来求出。
聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选为5000以上且1000000以下,更优选为7000以上且500000以下。聚酯树脂的数量平均分子量(Mn)优选为2000以上且100000以下。聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上且100以下,更优选为2以上且60以下。
聚酯树脂的重量平均分子量及数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱法(gelpermeation chromatography,GPC)来测定。利用GPC的分子量测定是使用东曹制造的GPC·HLC-8120GPC作为测定装置,并使用东曹制造的管柱·TSKgel SuperHM-M(15cm),在THF溶媒下进行。重量平均分子量及数量平均分子量是根据所述测定结果并使用由单分散聚苯乙烯标准试样制成的分子量校准曲线来算出。
聚酯树脂可利用现有的制造方法来获得。具体而言,例如可利用如下的方法来获得:将聚合温度设为180℃以上且230℃以下,视需要将反应系统内减压,去除缩合时产生的水或醇并且进行反应。
在原料的单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可加入高沸点的溶剂作为溶解辅助剂来使其溶解。所述情况下,馏去溶解辅助剂并且进行缩聚反应。在存在相容性差的单体的情况下,可预先使相容性差的单体与和所述单体待缩聚的酸或醇进行缩合后与主成分进行缩聚。
相对于色粉粒子整体,粘结树脂的含量优选为40质量%以上且95质量%以下,更优选为50质量%以上且90质量%以下,进而优选为60质量%以上且85质量%以下。
另外,相对于白色色粉粒子整体,将色粉粒子设为白色色粉粒子时的粘结树脂的含量优选为30质量%以上且85质量%以下,更优选为40质量%以上且60质量%以下。
-着色剂-
作为着色剂,例如可列举:碳黑、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(vulcan orange)、沃丘格红(watchung red)、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索尔红、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红(rose bengal)、苯胺蓝、群青蓝(ultramarine blue)、卡尔科油蓝(calco oilblue)、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐、氧化钛、氧化锌、碳酸钙、碱性碳酸铅、硫化锌-硫酸钡混合物、硫化锌、二氧化硅、氧化铝等颜料;吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛蓝系、二恶嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝系、酞菁系、苯胺黑系、聚次甲基系、三苯基甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等染料。
另外,在将色粉粒子设为白色色粉粒子的情况下,只要将白色颜料用作着色剂即可。
作为白色颜料,优选为氧化钛或氧化锌,更优选为氧化钛。
着色剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
着色剂视需要可使用经表面处理的着色剂,也可与分散剂并用。
相对于色粉粒子整体,着色剂的含量优选为1质量%以上且30质量%以下,更优选为3质量%以上且15质量%以下。
另外,相对于白色色粉粒子整体,将色粉粒子设为白色色粉粒子时的白色颜料的含量优选为15质量%以上且70质量%以下,更优选为20质量%以上且60质量%以下。
-脱模剂-
作为脱模剂,例如可列举:烃系蜡;巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等合成或矿物·石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯系蜡等。脱模剂并不限定于此。
脱模剂的熔解温度优选为50℃以上且110℃以下,更优选为60℃以上且100℃以下。
熔解温度是根据通过示差扫描量热测定(DSC)而获得的DSC曲线,根据JIS K7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。
相对于色粉粒子整体,脱模剂的含量优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为5质量%以上且15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可列举:磁性体、电荷控制剂、无机粉体等现有的添加剂。这些添加剂作为内添加剂而包含于色粉粒子中。
-色粉粒子的特性-
色粉粒子可为单层结构的色粉粒子,也可为包括芯部(核(core)粒子)与包覆芯部的包覆层(壳层)的所谓的核·壳结构的色粉粒子。核·壳结构的色粉粒子例如包括包含粘结树脂与视需要的着色剂及脱模剂等的芯部、以及包含粘结树脂的包覆层。
色粉粒子的体积平均粒径(D50v)优选为2μm以上且10μm以下,更优选为4μm以上且8μm以下。
色粉粒子的体积平均粒径是使用库尔特粒度计数仪(Coulter Multisizer)II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)且电解液是使用伊索通(ISOTON)-II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)来进行测定。
测定时,作为分散剂,向表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)的5质量%水溶液2ml中加入0.5mg以上且50mg以下的测定试样。将其添加至100ml以上且150ml以下的电解液中。
悬浮有试样的电解液是利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用库尔特粒度计数仪II并使用孔径100μm的孔,对2μm以上且60μm以下的范围的粒径的粒子测定各个的粒径。取样的粒子数为50000个。
关于经测定的粒径,自小径侧起描绘体积基准的累计分布,将累计达到50%的粒径定义为体积平均粒径D50v。
在本实施方式中,色粉粒子的平均圆形度并无特别限制,就使自像保持体的色粉的清洁性优化的观点而言,优选为0.91以上且0.98以下,更优选为0.94以上且0.98以下,进而优选为0.95以上且0.97以下。
所述的小径且带有圆弧的形状的钛酸锶粒子在色粉粒子的表面可在钛酸锶粒子不偏向存在的情况下进行分散。其在使用所述的不同形状的色粉粒子的情况下也相同,不会发生偏向存在于微细的凹部的情况,在色粉粒子的表面上钛酸锶粒子可以接近均匀的状态进行分散。
在本实施方式中,所谓色粉粒子的圆形度是(具有与粒子投影像相同的面积的圆的周围长)÷(粒子投影像的周围长),所谓色粉粒子的平均圆形度是在圆形度的分布中自小的一侧起累计达到50%的圆形度。色粉粒子的平均圆形度是利用流动式粒子像分析装置对至少3,000个色粉粒子进行分析来求出。
例如在利用凝聚合一法制造色粉粒子的情况下,色粉粒子的平均圆形度可通过调整融合·合一步骤中的分散液的搅拌速度、分散液的温度或保持时间来控制。
-外添加剂-
本实施方式中所使用的色粉也可包含所述钛酸锶以外的粒子作为外添加剂。
作为其他粒子,可列举钛酸锶粒子以外的无机粒子。
作为无机粒子,可列举: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。
作为外添加剂的无机粒子的表面可实施疏水化处理。疏水化处理例如是将无机粒子浸渍于疏水化处理剂中等进行。疏水化处理剂并无特别限制,例如可列举:硅烷系偶合剂、硅酮油、钛酸酯系偶合剂、铝系偶合剂等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
相对于无机粒子100质量份,疏水化处理剂的量优选为1质量份以上且10质量份以下。
作为其他粒子,也可列举:树脂粒子(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺树脂等的树脂粒子)、清洁活化剂(例如氟系高分子量体的粒子)等。
在本实施方式的静电荷像显影剂中,在包含钛酸锶粒子以外的粒子作为外添加剂的情况下,相对于静电荷像显影剂中的钛酸锶粒子及钛酸锶粒子以外的外添加剂的总含量,钛酸锶粒子的含量优选为20质量%以上且100质量%以下,更优选为30质量%以上且100质量%以下,进而优选为40质量%以上且80质量%以下。
-色粉的制造方法-
其次,对色粉的制造方法进行说明。
本实施方式中所使用的色粉优选为通过在制造色粉粒子后,对色粉粒子外添加有包含钛酸锶粒子的外添加剂来获得。
色粉粒子可利用干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如,凝聚合一法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)的任一方法来制造。这些制法并无特别限制,可采用现有的制法。这些中,也可利用凝聚合一法来获得色粉粒子。
具体而言,例如在利用凝聚合一法来制造色粉粒子的情况下,经过以下步骤来制造色粉粒子:
准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液的步骤(树脂粒子分散液准备步骤);在树脂粒子分散液中(视需要将其他粒子分散液混合后的分散液中),使树脂粒子(视需要其他粒子)凝聚而形成凝聚粒子的步骤(凝聚粒子形成步骤);以及对分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液进行加热,使凝聚粒子融合·合一而形成色粉粒子的步骤(融合·合一步骤)。
以下,对各步骤的详情进行说明。
在以下的说明中,对获得包含着色剂、及脱模剂的色粉粒子的方法进行说明,但着色剂、脱模剂为视需要使用者。当然,也可使用着色剂、脱模剂以外的其他添加剂。
-树脂粒子分散液准备步骤-
准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液、以及例如分散有着色剂粒子的着色剂粒子分散液、分散有脱模剂粒子的脱模剂粒子分散液。
树脂粒子分散液例如通过利用表面活性剂使树脂粒子分散于分散介质中来制备。
作为用于树脂粒子分散液中的分散介质,例如可列举水系介质。
作为水系介质,例如可列举:蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为表面活性剂,例如可列举:硫酸酯盐系、磺酸盐系、磷酸酯系、皂系等阴离子表面活性剂;胺盐型、四级铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇系、烷基苯酚环氧乙烷加成物系、多元醇系等非离子系表面活性剂等。这些中特别是可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂可与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂并用。
表面活性剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
在树脂粒子分散液中,作为将树脂粒子分散于分散介质中的方法,例如可列举:旋转剪切型均质机、或具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨机(dyno mill)等一般的分散方法。另外,可根据树脂粒子的种类,利用转相乳化法来使树脂粒子分散于分散介质中。所谓转相乳化法,为如下方法:使应分散的树脂溶解于所述树脂可溶的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱并中和后,投入水系介质(W相),由此进行自W/O向O/W的转相,从而将树脂以粒子状分散于水系介质中。
作为分散于树脂粒子分散液中的树脂粒子的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上且1μm以下,更优选为0.08μm以上且0.8μm以下,进而优选为0.1μm以上且0.6μm以下。
树脂粒子的体积平均粒径是使用通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,堀场制作所制造,LA-700)的测定而获得的粒度分布,相对于经分割的粒度范围(通道),对于体积而言自小粒径侧起绘制累计分布,将相对于总粒子而累计达到50%的粒径作为体积平均粒径D50v来进行测定。其他分散液中的粒子的体积平均粒径也同样地进行测定。
树脂粒子分散液中所含的树脂粒子的含量优选为5质量%以上且50质量%以下,更优选为10质量%以上且40质量%以下。
与树脂粒子分散液同样地,例如也制备着色剂粒子分散液、脱模剂粒子分散液。即,关于树脂粒子分散液中的粒子的体积平均粒径、分散介质、分散方法、及粒子的含量,分散于着色剂粒子分散液中的着色剂粒子、及分散于脱模剂粒子分散液中的脱模剂粒子也相同。
-凝聚粒子形成步骤-
其次,将树脂粒子分散液、着色剂粒子分散液、及脱模剂粒子分散液混合。然后,在混合分散液中使树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子进行异质凝聚,从而形成具有接近设为目标的色粉粒子的直径的直径、且包含树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子的凝聚粒子。
具体而言,例如将凝聚剂添加至混合分散液中,并且将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,在接近树脂粒子的玻璃化转变温度的温度(具体而言,例如树脂粒子的玻璃化转变温度-30℃以上且玻璃化转变温度-10℃以下)下进行加热,使分散于混合分散液中的粒子进行凝聚来形成凝聚粒子。
在凝聚粒子形成步骤中,例如可对于混合分散液,利用旋转剪切型均质机在搅拌下、室温(例如25℃)下添加凝聚剂,将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,进行加热。
作为凝聚剂,例如可列举:与混合分散液中所含的表面活性剂为相反极性的表面活性剂、无机金属盐、二价以上的金属络合物。在使用金属络合物作为凝聚剂的情况下,可减少表面活性剂的使用量,带电特性得到提高。
视需要可与凝聚剂一同使用所述凝聚剂的金属离子与络合物或者形成类似的键的添加剂。作为所述添加剂,可优选地使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可列举:氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐;聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合体等。
作为螯合剂,可使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可列举:酒石酸、柠檬酸、葡糖酸等羟基羧酸;亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid,IDA)、次氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid,NTA)、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)等氨基羧酸等。
相对于树脂粒子100质量份,螯合剂的添加量优选为0.01质量份以上且5.0质量份以下,更优选为0.1质量份以上且未满3.0质量份。
-融合·合一步骤-
其次,将分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液加热至例如树脂粒子的玻璃化转变温度以上(例如较树脂粒子的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度以上),使凝聚粒子进行融合·合一,从而形成色粉粒子。
经过以上的步骤来获得色粉粒子。
也可经过以下步骤来制造色粉粒子:在获得分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液后,进而将所述凝聚粒子分散液、与分散有树脂粒子的树脂粒子分散液混合,以进而将树脂粒子附着于凝聚粒子的表面的方式进行凝聚,而形成第2凝聚粒子的步骤;以及对分散有第2凝聚粒子的第2凝聚粒子分散液进行加热,使第2凝聚粒子融合·合一而形成核·壳结构的色粉粒子的步骤。
在融合·合一步骤结束后,对分散液中所形成的色粉粒子实施现有的清洗步骤、固液分离步骤、及干燥步骤而获得干燥状态的色粉粒子。就带电性的观点而言,清洗步骤可充分地实施利用离子交换水的置换清洗。就生产性的观点而言,固液分离步骤可实施抽吸过滤、加压过滤等。就生产性的观点而言,干燥步骤可实施冷冻干燥、气流干燥、流动干燥、振动型流动干燥等。
而且,本实施方式中所使用的色粉优选为例如可通过向所获得的干燥状态的色粉粒子中添加包含钛酸锶粒子的外添加剂并加以混合来制造。混合例如可利用V型搅拌器、亨舍尔混合机、罗地格混合机(loedige mixer)等进行。进而,视需要可使用振动筛分机、风力筛分机等来去除色粉的粗大粒子。
<图像形成装置、图像形成方法>
对本实施方式的图像形成装置/图像形成方法进行说明。
本实施方式的图像形成装置包括:像保持体;带电部件,使像保持体的表面带电;静电荷像形成部件,在经带电的像保持体的表面形成静电荷像;显影部件,收纳静电荷像显影剂,利用静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印部件,将形成于像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影部件,对转印至记录介质的表面的色粉图像进行定影。而且,作为静电荷像显影剂,可应用本实施方式的静电荷像显影剂。
在本实施方式的图像形成装置中,实施图像形成方法(本实施方式的图像形成方法),所述图像形成方法具有:带电步骤,使像保持体的表面带电;静电荷像形成步骤,在经带电的像保持体的表面形成静电荷像;显影步骤,利用本实施方式的静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印步骤,将形成于像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影步骤,对转印至记录介质的表面的色粉图像进行定影。
本实施方式的图像形成装置可应用如下现有的图像形成装置:将形成于像保持体的表面的色粉图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成于像保持体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面,并将转印至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面的中间转印方式的装置;包括在色粉图像的转印后对带电前的像保持体的表面进行清洁的清洁部件的装置;包括在色粉图像的转印后在带电前对像保持体的表面照射除电光而进行除电的除电部件的装置等。
在本实施方式的图像形成装置为中间转印方式的装置的情况下,转印部件例如可应用如下构成,所述构成具有将色粉图像转印至表面的中间转印体、将形成于像保持体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面的一次转印部件、将转印至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面的二次转印部件。
在本实施方式的图像形成装置中,例如包含显影部件的部分可为相对于图像形成装置可装卸地设置的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如可优选地使用包括收纳本实施方式的静电荷像显影剂的显影部件的处理盒。
以下,对本实施方式的图像形成装置的一例进行说明,但并不仅限定于此。在以下的说明中,对附图中所示的主要部分进行说明,对于其他部分省略其说明。
图1是表示本实施方式的图像形成装置的概略构成图。
图1所示的图像形成装置包括基于经颜色分解的图像数据,输出黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)的各种颜色的图像的电子照相方式的第1至第4的图像形成单元10Y、10M、10C、10K(图像形成部件)。这些图像形成单元(以下,也简称为“单元”)10Y、10M、10C、10K在水平方向上彼此隔开预定的距离而并排设置。这些单元10Y、10M、10C、10K可为相对于图像形成装置可装卸地设置的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C、10K的上方通过各单元而延伸设置有中间转印带(中间转印体的一例)20。中间转印带20是缠绕于与中间转印带20的内表面相接的驱动辊22及支撑辊24而设置,沿自第1单元10Y朝第4单元10K的方向移行。利用未图示的弹簧等在远离驱动辊22的方向上对支撑辊24施加力,从而对缠绕于两者上的中间转印带20赋予张力。在中间转印带20的像保持面侧与驱动辊22相向而包括中间转印带清洁装置30。
对各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影部件的一例)4Y、4M、4C、4K的各个供给收容于色粉盒8Y、8M、8C、8K中的黄色、品红、青色、黑色的各色粉。
第1至第4的单元10Y、10M、10C、10K具有同等的构成及动作,因此此处对配设于中间转印带移行方向的上游侧的形成黄色的图像的第1单元10Y进行代表性说明。
第1单元10Y具有作为像保持体发挥作用的感光体1Y。在感光体1Y的周围依序配置有:带电辊(带电部件的一例)2Y,使感光体1Y的表面带电有预定的电位;曝光装置(静电荷像形成部件的一例)3,对于经带电的表面,利用基于经颜色分解的图像信号的激光光线3Y进行曝光而形成静电荷像;显影装置(显影部件的一例)4Y,对静电荷像供给带电的色粉并将静电荷像显影;一次转印辊(一次转印部件的一例)5Y,将经显影的色粉图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(像保持体清洁部件的一例)6Y,将一次转印后残存于感光体1Y的表面的色粉去除。
一次转印辊5Y配置于中间转印带20的内侧,并设于与感光体1Y相向的位置。在各单元的一次转印辊5Y、5M、5C、5K上分别连接有施加一次转印偏压的偏压电源(未图示)。各偏压电源通过利用未图示的控制部的控制来改变施加至各一次转印辊上的转印偏压的值。
以下,对第1单元10Y中形成黄色图像的动作进行说明。
首先,在动作之前,利用带电辊2Y使感光体1Y的表面带电有-600V至-800V的电位。
感光体1Y是在导电性(例如20℃下的体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)的基体上层叠感光层来形成。所述感光层通常为高电阻(一般的树脂的电阻),具有当照射激光光线时经激光光线照射的部分的比电阻发生变化的性质。因此,依据自未图示的控制部发送的黄色用的图像数据,从曝光装置3对经带电的感光体1Y的表面照射激光光线3Y。由此,在感光体1Y的表面形成黄色的图像图案的静电荷像。
所谓静电荷像,是通过带电而形成于感光体1Y的表面的像,且为通过利用激光光线3Y,感光层的被照射部分的比电阻降低,感光体1Y的表面的带电的电荷流动,另一方面未被激光光线3Y照射的部分的电荷残留而形成的所谓的负型潜像。
形成于感光体1Y上的静电荷像随着感光体1Y的移行而旋转至预定的显影位置。然后,在所述显影位置,感光体1Y上的静电荷像利用显影装置4Y而显影为色粉图像,并使其可见。
在显影装置4Y内例如收纳有至少包含黄色色粉与载体的静电荷像显影剂。黄色色粉在显影装置4Y的内部进行搅拌而摩擦带电,具有与感光体1Y上带电的带电荷为同极性(负极性)的电荷,并保持于显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。然后,感光体1Y的表面难以通过显影装置4Y,由此黄色色粉以静电方式附着于感光体1Y表面上的经除电的潜像部,潜像利用黄色色粉而进行显影。形成有黄色的色粉图像的感光体1Y继而以预定的速度移行,将显影至感光体1Y上的色粉图像搬送至预定的一次转印位置。
当将感光体1Y上的黄色的色粉图像搬送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,自感光体1Y朝一次转印辊5Y的静电力作用于色粉图像,从而将感光体1Y上的色粉图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压为与色粉的极性(﹣)为相反极性的(﹢)极性,在第1单元10Y中,通过控制部(未图示)而控制为例如﹢10μA。残留于感光体1Y上的色粉由感光体清洁装置6Y去除并加以回收。
施加至第2单元10M以后的一次转印辊5M、5C、5K上的一次转印偏压也根据第1单元进行控制。
如此,在第1单元10Y中转印有黄色的色粉图像的中间转印带20通过第2单元至第4单元10M、10C、10K而依次进行搬送,使各种颜色的色粉图像重合而进行多重转印。
通过第1单元至第4单元而多重转印有四种颜色的色粉图像的中间转印带20到达包括中间转印带20、与中间转印带的内表面相接的支撑辊24、以及配置于中间转印带20的像保持面侧的二次转印辊(二次转印部件的一例)26的二次转印部。另一方面,使记录纸(记录介质的一例)P经由供给机构在预定的时间点供给至二次转印辊26与中间转印带20接触的间隙,并对支撑辊24施加二次转印偏压。此时施加的转印偏压为与色粉的极性(﹣)为同极性的(﹣)极性,自中间转印带20朝记录纸P的静电力作用于色粉图像,从而将中间转印带20上的色粉图像转印至记录纸P上。此时的二次转印偏压是根据由检测二次转印部的电阻的电阻检测部件(未图示)检测出的电阻来决定,并控制电压。
转印有色粉图像的记录纸P被送入定影装置(定影部件的一例)28中的一对定影辊的压接部(夹持部),并将色粉图像定影于记录纸P上,从而形成定影图像。彩色图像的定影完成后的记录纸P朝向排出部而被搬出,从而一连串的彩色图像形成动作结束。
作为转印色粉图像的记录纸P,例如可列举电子照相方式的复印机、打印机等中所使用的普通纸。作为记录介质,除记录纸P以外,也可列举OHP片等。为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,优选为记录纸P的表面也平滑,例如可优选地使用利用树脂等对普通纸的表面进行涂布而成的涂布纸、印刷用的铜版纸等。
<处理盒、显影剂盒>
本实施方式的处理盒为如下的处理盒:包括显影部件,并可装卸地设置于图像形成装置,所述显影部件收纳本实施方式的静电荷像显影剂,利用静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像。
本实施方式的处理盒也可为如下构成:包括显影部件、以及视需要的选自例如像保持体、带电部件、静电荷像形成部件、及转印部件等其他部件中的至少一种。
以下,示出本实施方式的处理盒的一例,但并不仅限定于此。在以下的说明中,对附图中所示的主要部分进行说明,对于其他部分省略其说明。
图2是表示本实施方式的处理盒的一例的概略构成图。
图2所示的处理盒200例如利用包括安装导轨116及用以曝光的开口部118的框体117,将感光体107(像保持体的一例)、在感光体107的周围具有的带电辊108(带电部件的一例)、显影装置111(显影部件的一例)、及感光体清洁装置113(清洁部件的一例)一体地加以组合保持而构成,从而进行盒化。
图2中,109表示曝光装置(静电荷像形成部件的一例),112表示转印装置(转印部件的一例),115表示定影装置(定影部件的一例),300表示记录纸(记录介质的一例)。
其次,对本实施方式的显影剂盒进行说明。
本实施方式的显影剂盒是至少收纳本实施方式的静电荷像显影剂的显影剂盒。
本实施方式的显影剂盒例如可装卸地设置于包括显影部件的图像形成装置,并且收纳有本实施方式的静电荷像显影剂作为用于供给至所述显影部件的显影剂。
[实施例]
以下,对本发明的实施例进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。再者,在以下的说明中,只要无特别说明,则“份”及“%”均为质量基准。
<多孔质磁性粒子(磁性粒子(1))的制作>
将74份的Fe2O3、4份的Mg(OH)2、21份的MnO2混合,使用回转窑(rotary kiln)在温度950℃/5小时的条件下进行暂时煅烧(第1次)。使用湿式球磨机将所获得的暂时煅烧物粉碎7小时,并使用回转窑在温度950℃/6小时的条件下,对将平均粒径设为3.0μm而获得的造粒物进行暂时煅烧(第2次)。使用湿式球磨机将所获得的暂时煅烧物粉碎3小时,将平均粒径设为2.0μm后,相对于暂时煅烧铁氧体100质量份,添加作为粘合剂的聚乙烯基醇2.0质量份,使用喷雾干燥器进行造粒。之后,利用旋转式电炉在大气下加热2小时至750℃为止,并去除粘合剂树脂或添加剂等有机化合物。使用电炉在温度1,050℃/5小时的条件下对所获得的造粒物进行正式煅烧。将所获得的煅烧物进行破碎及分级,从而获得体积平均粒径32μm的磁性粒子(1)。
<树脂填充核粒子(1)的制作>
制备将作为填充用树脂的硅酮树脂(SR-2411,东丽道康宁(Toray Dow Corning)(股)制造,树脂固体成分20质量%)、与相对于硅酮树脂固体成分100质量份而为5质量份的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷混合而成的填充树脂1(溶液)。将磁性粒子1的100质量份放入至混合搅拌机中,在减压下加热至温度50℃。花2小时滴加相对于磁性粒子1的100质量份,作为填充树脂成分而相当于7.0质量份的填充树脂1溶液,进而在温度50℃下进行1小时搅拌。之后,升温至温度80℃为止而将溶剂成分完全去除。将所获得的试样移至在能够旋转的混合容器内具有螺旋叶片的混合机(杉山重工(股)制造的滚筒混合机UD-AT型)中,在氮气环境下以温度200℃进行2小时热处理,利用筛目70μm的网眼(mesh)进行分级,从而获得树脂填充核粒子(1)。
<铁氧体核粒子(2)的制作>
将74份的Fe2O3、4份的Mg(OH)2、21份的MnO2混合,使用回转窑在温度950℃/7小时的条件下进行暂时煅烧(第1次)。使用湿式球磨机将所获得的暂时煅烧物粉碎7小时,将平均粒径设为2.0μm后,使用喷雾干燥器进行造粒。使用回转窑在温度950℃/6小时的条件下对所获得的造粒物进行暂时煅烧(第2次)。使用湿式球磨机将所获得的暂时煅烧物粉碎3小时,将平均粒径设为5.6μm后,使用喷雾干燥器进行造粒。使用电炉在温度1,300℃/5小时的条件下对所获得的造粒物进行正式煅烧。将所获得的煅烧物进行破碎及分级,从而获得体积平均粒径32μm的铁氧体核粒子(2)。
<树脂层形成溶液(1)的制作>
·甲基丙烯酸环己酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(CHMA,共聚比为95摩尔:5摩尔):3份
·甲苯:14份
将所述材料与玻璃珠(直径1mm,与甲苯同量)投入至砂磨机(关西涂料公司)中,以旋转速度1,200rpm(每分钟转速(revolutions per minute))搅拌30分钟,从而制备树脂层形成溶液(1)。
<填充核载体(4)的制作>
·树脂填充核粒子(1):100份
·树脂层形成用溶液(1):3份(固体成分换算)
将树脂填充核粒子(1)放入至真空脱气型捏合机中,进而放入树脂层形成用溶液(1),进行搅拌并且进行升温及减压而使甲苯馏去,利用树脂包覆树脂填充核粒子(1)。继而,利用急弯射流(elbow-jet)去除微粉及粗粉,从而获得填充核载体(4)。
<树脂层形成溶液(2)的制作>
·硅酮树脂(SR-2411,东丽道康宁(Toray Dow Corning)(股)制造:树脂固体成分20质量%):作为固体成分为3重量份
·γ-氨基丙基三乙氧基硅烷:0.15质量份
·甲苯:100质量份
将所述材料与玻璃珠(直径1mm,与甲苯同量)投入至砂磨机(关西涂料公司)中,以旋转速度1200rpm搅拌30分钟,从而制备树脂层形成溶液(2)。
<2层涂层铁氧体载体(1)的制作>
将铁氧体核粒子(2)100质量份投入至诺塔混合机(nauta mixer)中,进而将所述树脂层形成溶液(2)以作为树脂成分而成为1.0质量份的方式投入至诺塔混合机中。在减压下加热至温度70℃,以100rpm进行混合,花2小时进行溶媒去除及涂布操作。在电炉中以200℃将所获得的试样放置1小时而进行煅烧。将所获得的试样再次投入至诺塔混合机中,进而放入1.0质量份的所述树脂层形成溶液(1),在减压下加热至温度70℃,以100rpm进行混合,花2小时进行溶媒去除及涂布操作。将所获得的试样移至茱莉亚混合机(julia mixer)中,在氮气环境下、温度100℃下进行2小时热处理后,利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(1)。
<2层涂层铁氧体载体(2)的制作>
以树脂层形成溶液(2)成为2.0质量份的方式进行涂布操作,将利用电炉煅烧而获得的试样再次投入至诺塔混合机中,进而放入2.0质量份的所述树脂层形成溶液(1)进行涂布操作,除此以外,进行与载体(1)相同的操作。利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(2)。
<2层涂层铁氧体载体(3)的制作>
以树脂层形成溶液(2)成为0.75质量份的方式进行涂布操作,将利用电炉煅烧而获得的试样再次投入至诺塔混合机中,进而放入0.75质量份的所述树脂层形成溶液(1)进行涂布操作,除此以外,进行与载体(1)相同的操作。利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(3)。
<2层涂层铁氧体载体(5)的制作>
以树脂层形成溶液(2)成为1.0质量份的方式进行涂布操作,将利用电炉煅烧而获得的试样再次投入至诺塔混合机中,进而放入1.0质量份的所述树脂层形成溶液(1)进行涂布操作,除此以外,进行与载体(1)相同的操作。利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(5)。
<2层涂层铁氧体载体(6)的制作>
以树脂层形成溶液(2)成为0.75质量份的方式进行涂布操作,将利用电炉煅烧而获得的试样再次投入至诺塔混合机中,进而放入0.75质量份的所述树脂层形成溶液(1)并以150rpm进行混合,花4小时进行溶媒去除及涂布操作,除此以外,进行与载体(1)相同的操作。利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(6)。
<单层涂层铁氧体载体(7)的制作>
将铁氧体核粒子(2)100质量份投入至诺塔混合机中,进而放入2.0质量份的所述树脂层形成溶液(1),在减压下加热至温度70℃,以100rpm进行混合,花2小时进行溶媒去除及涂布操作。将所获得的试样移至茱莉亚混合机(julia mixer)中,在氮气环境下、温度100℃下进行2小时热处理后,利用筛目70μm的筛子进行分级而获得载体(7)。
<载体表面上的硅酮树脂的露出率的测定>
使用X射线光电子分光装置(XPS,JPS-9000MX,日本电子(股)制造),检测载体表面的C、O、Fe、Mn、Mg及Si元素的比例,并测定源自Si元素的峰值的比率,由此算出Si元素的面积比例,设为硅酮树脂的露出量。
<钛酸锶(SrTiO3)粒子(1)的制作>
将经脱硫及胶溶的钛源即偏钛酸作为TiO2而采取0.7摩尔,放入反应容器中。继而,在反应容器中以SrO/TiO2摩尔比成为1.1的方式添加0.77摩尔的氯化锶水溶液。继而,向反应容器中添加相对于锶100摩尔而镧成为2.5摩尔的量的将氧化镧溶解于硝酸中而成的溶液。使三种材料的混合液中的初期TiO2浓度成为0.75摩尔/L。继而,搅拌混合液,将混合液加温至90℃,将液温维持为90℃进行搅拌,并且花4小时添加10N(mol/L)氢氧化钠水溶液153mL,进而将液温维持为90℃并且持续搅拌1小时。继而,将反应液冷却至40℃为止,添加盐酸至pH值成为5.5为止并进行1小时搅拌。继而,通过重复倾析与向水中的再分散来清洗沉淀物。向包含经清洗的沉淀物的浆料中加入盐酸并将pH值调整为6.5,将固体成分过滤分离而使其干燥。向干燥的固体成分中添加相对于固体成分100份而i-BTMS成为20份的量的异丁基三甲氧基硅烷(iso-butyl trimethoxy silane,i-BTMS)的乙醇溶液并进行1小时搅拌。将固体成分过滤分离,在130℃的大气中将固体成分干燥7小时,从而获得钛酸锶粒子(1)。
<钛酸锶粒子(2)的制作>
将10N氢氧化钠水溶液的滴加所花费的时间变更为1小时,将搅拌时间变更为45分钟,除此以外与钛酸锶粒子(1)的制作同样地进行来制作钛酸锶粒子(2)。
<钛酸锶粒子(3)的制作>
将10N氢氧化钠水溶液的滴加所花费的时间变更为14.5小时,将搅拌时间变更为2小时,除此以外与钛酸锶粒子(1)的制作同样地进行来制作钛酸锶粒子(3)。
<钛酸锶粒子(4)的制作>
将10N氢氧化钠水溶液的滴加所花费的时间变更为0.5小时,将搅拌时间变更为40分钟,除此以外与钛酸锶粒子(1)的制作同样地进行来制作钛酸锶粒子(4)。
<钛酸锶粒子(5)的制作>
将10N氢氧化钠水溶液的滴加所花费的时间变更为20.0小时,将搅拌时间变更为2小时,除此以外与钛酸锶粒子(1)的制作同样地进行来制作钛酸锶粒子(5)。
<树脂粒子分散液(1)的制备>
·乙二醇(和光纯药工业(股)制造):37份
·新戊二醇(和光纯药工业(股)制造):65份
·1,9-壬二醇(和光纯药工业(股)制造):32份
·对苯二甲酸(和光纯药工业(股)制造):96份
将所述材料装入烧瓶中,花1小时而提高至温度200℃为止,确认反应系统内进行均匀搅拌后,投入1.2份的二丁基氧化锡。将所生成的水馏去并且花6小时将温度提高至240℃为止,在240℃下继续搅拌4小时,从而获得聚酯树脂(酸价9.4mgKOH/g,重量平均分子量13,000,玻璃化转变温度62℃)。在熔融状态下以每分钟100g的速度将所述聚酯树脂移送至乳化分散机(卡比特隆(Cavitron)CD1010,欧泰(Eurotech)公司)。另外,将利用离子交换水稀释试剂氨水而成的0.37%浓度的稀氨水放入罐中,利用热交换器加热至120℃并且以每分钟0.1升的速度与聚酯树脂同时移送至乳化分散机中。在转子的旋转速度60Hz、压力5kg/cm2的条件下使乳化分散机运转,从而获得体积平均粒径160nm、固体成分30%的树脂粒子分散液(1)。
<树脂粒子分散液(2)的制备>
·十二烷二酸(东京化成工业(股)制造):81份
·己二醇(和光纯药工业(股)制造):47份
将所述材料装入烧瓶中,花1小时而提高至温度160℃为止,确认反应系统内进行均匀搅拌后,投入0.03份的二丁基氧化锡。将所生成的水馏去并且花6小时将温度提高至200℃为止,在200℃下继续搅拌4小时。继而,将反应液冷却并进行固液分离,在温度40℃/减压下将固形物干燥,从而获得聚酯树脂(C1)(熔点64℃,重量平均分子量15,000)。
·聚酯树脂(C1):50份
·阴离子性表面活性剂(乃奥根(Neogen)SC,第一工业制药(股)制造):2份
·离子交换水:200份
将所述材料加热至120℃,使用均质机(乌鲁塔拉库斯(Ultraturrax)T50,IKA公司)进行充分分散后,利用压力喷出型均质机进行分散处理。在体积平均粒径成为180nm时进行回收,获得固体成分20%的树脂粒子分散液(2)。
<着色剂粒子分散液(1)的制备>
·青色颜料(颜料蓝(Pigment Blue)15:3,大日精化工业(股)制造):10份
·阴离子性表面活性剂(乃奥根(Neogen)SC,第一工业制药(股)制造):2份
·离子交换水:80份
将所述材料混合,利用高压冲击式分散机(阿鲁体玛扎(Ultimizer)HJP30006,速技能机械(Sugino Machine)(股)制造)分散1小时,从而获得体积平均粒径180nm、固体成分20%的着色剂粒子分散液(1)。
<脱模剂粒子分散液(1)的制备>
·石蜡(HNP-9,日本精蜡(股)制造):50份
·阴离子性表面活性剂(乃奥根(Neogen)SC,第一工业制药(股)制造):2份
·离子交换水:200份
将所述材料加热至120℃,使用均质机(乌鲁塔拉库斯(Ultraturrax)T50,IKA公司制造)进行充分分散后,利用压力喷出型均质机进行分散处理。在体积平均粒径成为200nm时进行回收,获得固体成分20%的脱模剂粒子分散液(1)。
<色粉(1)的制作>
·树脂粒子分散液(1):150份
·树脂粒子分散液(2):50份
·着色剂粒子分散液(1):25份
·脱模剂粒子分散液(1):35份
·聚氯化铝:0.4份
·离子交换水:100份
将所述材料投入至圆形不锈钢制烧瓶中,使用均质机(乌鲁塔拉库斯(Ultraturrax)T50,IKA公司制造)充分混合分散后,在烧瓶内进行搅拌并且在加热用油浴中加热至48℃为止。将反应系统内在48℃下保持60分钟后,缓慢追加70份的树脂粒子分散液(1)。继而,使用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液将pH值调整为8.0,将烧瓶密闭并对搅拌轴封进行磁力密封,继续搅拌并且加热至90℃为止,保持30分钟。继而,以降温速度5℃/min冷却并进行固液分离,利用离子交换水进行充分清洗。继而,进行固液分离,再分散于30℃的离子交换水中,以旋转速度300rpm搅拌15分钟并加以清洗。进而重复6次所述清洗操作,在滤液的pH值成为7.54且导电度成为6.5μS/cm时进行固液分离,继续24小时真空干燥,从而获得体积平均粒径5.7μm的色粉粒子(1)。
向色粉粒子(1)100质量份中添加1.0质量份的RX50(日本艾罗西尔(Aerosil)(股)制造)、1.0质量份的钛酸锶粒子(1),利用亨舍尔混合机(FM-75型,日本焦化(Coke)工业(股)制造),在转速30s-1、旋转时间15min下进行混合,从而获得混合物。使用所获得的混合物,进行热处理而获得热处理色粉(色粉(1))。运转条件设为进料量=5kg/hr,且设为热风温度C=220℃、热风流量=6m3/min.、冷风温度E=5℃、冷风流量=4m3/min.、冷风绝对水分量=3g/m3、鼓风机风量=20m3/min.、喷射空气流量=1m3/min.。
<色粉(2)的制作>
添加0.5质量份的钛酸锶粒子(1),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(2)。
<色粉(3)的制作>
添加2.0质量份的钛酸锶粒子(1),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(3)。
<色粉(4)的制作>
添加0.25质量份的钛酸锶粒子(1),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(4)。
<色粉(5)的制作>
添加2.5质量份的钛酸锶粒子(1),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(5)。
<色粉(7)的制作>
添加1.0质量份的钛酸锶粒子(4),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(7)。
<色粉(8)的制作>
添加1.0质量份的钛酸锶粒子(5),除此以外利用与色粉(1)相同的方法进行制作而获得色粉(8)。
<粘结树脂1的制作>
将聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷80质量份、对苯二甲酸25质量份、及四丁醇钛0.5质量份放入玻璃制4升的四口烧瓶中,安装温度计、搅拌棒、冷凝器及氮气导入管并置于覆套式加热器(mantle heater)内。其次,利用氮气将烧瓶内置换后,进行搅拌并且缓慢升温,在200℃的温度下进行搅拌,并使其反应4小时。之后,添加2.0质量份的偏苯三甲酸酐,在180℃下使其反应2小时,从而获得粘结树脂1。
<粘结树脂2的制作>
将聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷70质量份、对苯二甲酸25质量份、及四丁醇钛0.6质量份放入玻璃制4升的四口烧瓶中,安装温度计、搅拌棒、冷凝器及氮气导入管并置于覆套式加热器内。其次,利用氮气将烧瓶内置换后,进行搅拌并且缓慢升温,在200℃的温度下进行搅拌,并使其反应3小时。之后,添加偏苯三甲酸酐7质量份,在180℃下使其反应8小时,从而获得粘结树脂2。
<色粉(6)的制作>
·粘结树脂1:60.0质量份
·粘结树脂2:60.0质量份
·费托(Fischer-Tropsch)蜡(示差扫描量热测定(DSC)最大吸热峰值76℃):7.0质量份
·C.I.颜料蓝15:3:4.5质量份
·3,5-二-叔丁基水杨酸铝化合物:0.5质量份
使用亨舍尔混合机(FM-75型,日本焦化(Coke)工业(股)制造),在转速20s-1、旋转时间15min下将所述材料混合而获得色粉组合物。其次,利用设定为温度140℃的双轴混炼机(PCM-30型,池贝(股)制造)进行混炼而获得熔融混炼物。将所获得的混炼物冷却,利用锤磨机(hammer mill)粗粉碎为1mm以下,其次利用机械式粉碎机(T-250,涡轮工业(股)制造)进行微粉碎,从而获得粉碎物。
相对于所获得的粉碎物100质量份,利用与色粉(1)的制作相同的方法,外添加RX50(日本艾罗西尔(Aerosil)(股)制造)1.0质量份、及钛酸锶粒子(1)1.0质量份,从而获得色粉(6)。
(实施例1)
<静电荷像显影剂的制作>
将100份的载体(1)与7份的色粉(1)装入至V型搅拌器中,并搅拌20分钟。之后,利用筛目212μm的筛子进行筛分而获得显影剂。
(实施例2至实施例11、以及比较例1至比较例5)
<静电荷像显影剂的制作>
与实施例1同样地进行而如表中记载般制作各显影剂。
<各种分析>
-钛酸锶粒子的形状特性-
关于色粉,使用安装有能量分散型X射线分析(EDX)装置(堀场制作所(股)制造,EMAX进展(Evolution)X-Max80mm2)的扫描式电子显微镜(SEM,日立高新技术(HitachiHigh-technologies)(股)制造,S-4800),以倍率4万倍拍摄图像。通过EDX分析,基于Ti及Sr的存在而自一视野内确定300个以上的钛酸锶的一次粒子。SEM是在加速电压15kV、放射电流20μA、WD15mm下进行观察,EDX分析是在相同条件下将检测时间设为60分钟。
利用图像处理分析软件WinRoof(三谷商事(股)制造)对经确定的钛酸锶粒子进行分析,求出一次粒子像各自的圆相当直径与面积及周围长,进而求出圆形度=4π×(面积)÷(周围长)2。而且,在圆相当直径的分布中自小径侧起累计达到50%的圆相当直径设为平均一次粒径,在圆形度的分布中自小的一侧起累计达到50%的圆形度设为平均圆形度,在圆形度的分布中自小的一侧起累计达到84%的圆形度设为累计84%圆形度。另外,根据圆形度的分布也求出标准偏差。
将求出的值汇总示于表1中。
-钛酸锶粒子的X射线衍射-
将外添加至色粉粒子之前的钛酸锶粒子分别设为试样,在所述的测定条件下利用X射线衍射法进行结晶结构分析。
任一钛酸锶粒子均在衍射角度2θ=32°附近具有相当于钙钛矿结晶的(110)面的峰值的峰值,各个峰值的半值宽为0.2°以上且0.5°以下的范围。
[色粉粒子的平均圆形度]
利用流动式粒子像分析装置(希森美康(Sysmex)(股)制造,FPIA-3000)对外添加有外添加剂之前的色粉粒子进行分析,求出圆形度=(具有与粒子投影像相同的面积的圆的周围长)÷(粒子投影像的周围长),在色粉粒子3,000个的圆形度分布中自小的一侧起累计达到50%的圆形度设为色粉粒子的平均圆形度。
再者,在将外添加剂外添加至色粉粒子中的情况下,去除粒径较大的外添加剂(例如一次粒径为100nm以上的外添加剂)后进行所述测定。去除外添加剂的操作如下述般。
向200mL的玻璃瓶中放入0.2质量%三硝基甲苯X-100水溶液(阿克罗斯有机物(Acros Organics)公司制造)40mL与色粉2g,搅拌500次而使其分散。继而,将分散液的液温保持为20℃20.5℃,并且使用超声波均质机(日本精机制作所(股)制造,US-300AT)施加超声波。超声波施加是设为施加时间:连续300秒钟、输出:75W、振幅:180μm、超声波振子与容器底面的距离:10mm。继而,对于分散液使用小型高速冷却离心机(佐久间制作所(股)制造,M201-IVD),在冷却温度0℃下以3,000rpm离心2分钟,去除上清液,利用滤纸(爱多邦得科东洋(Advantec Toyo)(股)制造,定性滤纸No.5C,110nm)来过滤残余的浆料。利用离子交换水将滤纸上的残留物清洗2次并使其干燥,从而获得测定试样。
<评价>
<<初期浓度不均及雾化评价>>
在22.5℃且50%RH的环境下使用文档中心彩色(DocuCentre Color)400(富士施乐(Fuji Xerox)(股)制造)的改造机,并使用A4尺寸的普通纸(富士施乐(Fuji Xerox)(股)制造,C2纸),使用以图像浓度成为1%的方式描画长方形贴片的图像样品,进行连续输出500张图像的试验后,变更为28℃且90%RH的环境,然后在次日清晨运转时输出日本图像学会测试图编号5-1并评价画质。
-雾化评价-
目视官能评价在连续印刷后变更为28℃且90%RH的环境后的次日清晨输出5张日本图像学会测试图编号5-1时的非图像部、印刷后的机内污染。
A:未在图像上观察到非图像部的污染,画质无问题。
B:在机内产生色粉飞散,但画质无问题。
C:在图像上观察到稍许非图像部的污染。
D:在图像上观察到清晰的非图像部的污染。
-浓度不均评价-
输出5张日本图像学会测试图编号5-1,测定实心图像的贴片部的浓度。△E是如以下般算出。
△E=(5张中最大图像浓度)-(5张中最小图像浓度)
再者,图像浓度(=(L*2+a*2+b*2)0.5)是利用图像浓度计爱色丽(X-RITE)938(爱色丽(X-RITE)公司制造)来测定。
A:图像上的浓度不均△E未满0.3,目视无法判断,画质无问题。
B:图像上的浓度不均△E为0.3以上且0.5以下,有稍许不均,但为画质无问题的水平。
C:图像上的浓度不均△E为0.5以上且1.0以下,观察到稍许不均。
D:图像上的浓度不均△E为超过1.0的值,在图像上观察到清晰的浓度不均。
<<经时浓度不均评价>>
在22.5℃且50%RH的环境下使用文档中心彩色(DocuCentre Color)400(富士施乐(Fuji Xerox)(股)制造)的改造机,并使用A4尺寸的普通纸(富士施乐(Fuji Xerox)(股)制造,C2纸),使用以图像浓度成为1%的方式描画长方形贴片的图像样品,进行花费10天输出100,000张图像的试验。在输出计100,000张后变更为28℃且90%RH的环境,然后在次日清晨运转时输出日本图像学会测试图编号5并评价画质。
根据所述表1所示的结果,可知与比较例的静电荷像显影剂相比,本实施例的静电荷像显影剂可抑制在高温高湿环境下放置后的印刷初期的浓度不均的产生。
Claims (16)
1.一种静电荷像显影剂,其特征在于,包含:
载体,所述载体在芯材上具有作为下层的包含硅酮树脂的层及作为上层的包含丙烯酸树脂的层,或者所述载体在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层;
钛酸锶粒子,平均一次粒径为20nm以上且100nm以下;以及
色粉,
所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率为0.5面积%以上且20面积%以下。
2.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的含量以所述色粉的包覆率换算计为10面积%以上且40面积%以下。
3.根据权利要求2所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述色粉的包覆率换算中的所述钛酸锶粒子的含量C(t)面积%、与所述载体表面上的所述硅酮树脂的露出率C(c)面积%的比C(t)/C(c)的值超过0.5且为45以下。
4.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
相对于所述钛酸锶粒子的总质量,游离的所述钛酸锶粒子、及固着于所述色粉上的所述钛酸锶粒子除外的所述钛酸锶粒子的量为10质量%以上且70质量%以下。
5.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述载体的表面粗糙度Ra与所述钛酸锶粒子的平均一次粒径Da的比Da/Ra的值为3以上且45以下,表面粗糙度Ra的单位:μm,平均一次粒径Da的单位:nm。
6.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述载体的表面粗糙度Ra为0.3μm以上且0.9μm以下。
7.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的一次粒子的平均圆形度为0.82以上且0.94以下。
8.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的一次粒子的累计达到84%的圆形度超过0.92。
9.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的利用X射线衍射法所获得的(110)面的峰值半值宽为0.2°以上且2.0°以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子包含镧或硅作为掺杂剂。
11.根据权利要求10所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子包含镧作为掺杂剂。
12.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的平均一次粒径为30nm以上且80nm以下。
13.根据权利要求12所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述钛酸锶粒子的平均一次粒径为30nm以上且60nm以下。
14.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述包含丙烯酸树脂的层的平均厚度为0.1μm以上且5μm以下,所述包含硅酮树脂的层的平均厚度较所述包含丙烯酸树脂的层而言更厚。
15.根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,其特征在于:
所述载体为在包含硅酮树脂的芯材上具有包含丙烯酸树脂的层的载体。
16.一种处理盒,其特征在于:
包括显影部件,并可装卸地设置于图像形成装置,所述显影部件收纳根据权利要求1所述的静电荷像显影剂,利用所述静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像。
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