CN112540517A - 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂以及色调剂盒 - Google Patents
静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂以及色调剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂以及色调剂盒。该静电图像显影用色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒,上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
Description
技术领域
本发明涉及静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒。
背景技术
在日本特开2005-148405号公报中公开了一种电子照相用色调剂,其包含色调剂母体颗粒、钛酸锶微粒、以及平均粒径为钛酸锶微粒的平均粒径的1/10以上1/3以下的疏水性无机微粒。
日本特开2011-203758号公报中公开了一种显影剂,其包含一次颗粒的平均粒径为30nm以上300nm以下的钛酸锶颗粒作为研磨颗粒。
日本特开2018-200395号公报中公开了一种色调剂,其具有色调剂颗粒、一次颗粒的个数平均粒径为10nm以上80nm以下的钛酸锶颗粒、以及气相法二氧化硅。
日本特开2019-028235号公报中公开了一种静电图像显影用色调剂,其包含色调剂颗粒、二氧化硅颗粒、平均一次粒径为10nm以上100nm以下的钛酸锶颗粒。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题在于提供一种静电图像显影用色调剂,与包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50的静电图像显影用色调剂相比,本发明的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊(かぶり)的发生。
根据本发明的第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,其中,
该色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒,
上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
根据本发明的第2方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量为0.25摩尔%以上10摩尔%以下。
根据本发明的第3方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量为1摩尔%以上5摩尔%以下。
根据本发明的第4方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50为30nm以上80nm以下。
根据本发明的第5方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50为30nm以上60nm以下。
根据本发明的第6方案,上述二氧化硅颗粒的上述粒径D为40nm以上120nm以下。
根据本发明的第7方案,上述二氧化硅颗粒的上述粒径D为60nm以上110nm以下。
根据本发明的第8方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D满足10nm≦D-D50≦100nm的关系。
根据本发明的第9方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D满足20nm≦D-D50≦90nm的关系。
根据本发明的第10方案,上述二氧化硅颗粒包含溶胶凝胶二氧化硅颗粒,
上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
根据本发明的第11方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D满足10nm≦D-D50≦100nm的关系。
根据本发明的第12方案,上述溶胶凝胶二氧化硅颗粒的含水率为1质量%以上10质量%以下。
根据本发明的第13方案,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的含量M1与粒径大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50的二氧化硅颗粒的含量M2以质量基准计满足1.2≦M2/M1≦5.0的关系。
根据本发明的第14方案,提供一种静电图像显影剂,其包含上述静电图像显影用色调剂。
根据本发明的第15方案,提供一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储上述静电图像显影用色调剂。
发明的效果
根据上述第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50的静电图像显影用色调剂相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第2方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量小于0.25摩尔%或大于10摩尔%的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第3方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量小于1摩尔%或大于5摩尔%的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第4方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50小于30nm或大于80nm的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第5方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50小于30nm或大于60nm的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第6方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径小于40nm或大于120nm的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第7方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径小于60nm或大于110nm的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第8方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50与二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径D不满足10nm≦D-D50≦100nm的关系的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第9方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50与二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径D不满足20nm≦D-D50≦90nm的关系的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第10方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与二氧化硅颗粒仅为气相法二氧化硅颗粒的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第11方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50与二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的全部峰的各粒径D不满足10nm≦D-D50≦100nm的关系的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第12方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与溶胶凝胶二氧化硅颗粒的含水率小于1质量%或大于10质量%的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第13方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与Si掺杂钛酸锶颗粒的含量M1与粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的二氧化硅颗粒的含量M2以质量基准计不满足1.2≦M2/M1≦5.0的关系的情况相比,该方案提供的静电图像显影用色调剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第14方案,提供一种静电图像显影剂,与静电图像显影用色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50的情况相比,该方案提供的静电图像显影剂可抑制图像模糊的发生。
根据上述第15方案,提供一种色调剂盒,与静电图像显影用色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒、二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的全部峰的各粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50的情况相比,该方案提供的色调剂盒可抑制图像模糊的发生。
附图说明
图1是示出本实施方式的图像形成装置的一例的示意性构成图。
图2是示出本实施方式的在图像形成装置中装卸的处理盒的一例的示意性构成图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。这些说明和实施例用于例示出实施方式,而不限制实施方式的范围。
本发明中使用“~”表示的数值范围表示分别包含“~”之前和之后记载的数值作为最小值和最大值的范围。
本发明中阶段性地记载的数值范围中,以一个数值范围记载的上限值或下限值可以被替换成所记载的其他阶段的数值范围的上限值或下限值。另外,本发明中记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以被替换为实施例中所示的值。
本发明中的“步骤”这一用语不仅包含独立的步骤,而且即使在无法与其他步骤明确区分的情况下,只要可实现该步骤的期望目的,则也包含在本术语中。
在参照附图对本发明中的实施方式进行说明的情况下,该实施方式的构成并不限于附图所示的构成。另外,各图中的部件的大小是示意性的,部件间的大小的相对关系并不限定于此。
本发明中的各成分可以包含两种以上的相应的物质。在提及本发明中的组合物中的各成分的量的情况下,在组合物中与各成分相应的物质存在两种以上的情况下,只要不特别声明,是指组合物中所存在的该两种以上的物质的总量。
本发明中的与各成分相应的颗粒可以包含两种以上。在组合物中存在两种以上的与各成分相应的颗粒的情况下,只要不特别声明,各成分的粒径是指针对组合物中所存在的该两种以上的颗粒的混合物的值。
本发明中,“静电图像显影用色调剂”也简称为“色调剂”,“静电图像显影剂”也简称为“显影剂”。
<静电图像显影用色调剂>
本实施方式的色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒。
本实施方式的色调剂中包含的二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
本实施方式的色调剂可抑制图像模糊的发生。“图像模糊”是记录介质的成像面上出现不期望的点状图像的现象。作为本实施方式的色调剂抑制图像模糊的发生的机理,据推测如下。
钛酸锶颗粒作为色调剂的外添剂是已知的,钛酸锶颗粒作为电荷控制剂、研磨剂等外添到色调剂中。
根据本发明人的研究,在使用外添有钛酸锶颗粒的色调剂进行成像时,可能会发生图像模糊,特别是在高温高湿环境(例如温度30℃且相对湿度85%)下间歇性地持续形成低密度图像、之后在低温低湿环境(例如温度10℃且相对湿度15%)下连续地形成高密度图像时,容易发生图像模糊。据推测这是由于显影机构内发生下述现象所引起的。
在高温高湿环境下色调剂颗粒变得比较软,而持续地形成色调剂消耗比较慢的低密度图像,造成色调剂在显影机构内被长期搅拌,钛酸锶颗粒被埋没在色调剂颗粒中。其后连续地进行高密度图像的成像时,显影机构内的色调剂被消耗,向显影机构内补给该消耗量的色调剂,埋没有钛酸锶颗粒的色调剂与未埋没钛酸锶颗粒的色调剂在显影机构内混合存在,即在显影机构内混合存在有表面性状不同的色调剂。
并且,在表面性状不同的色调剂相互摩擦时,在这些色调剂间产生摩擦带电、即发生从一种色调剂向另一种色调剂的电荷转移(在低温低湿环境下特别容易发生),产生带电量不充分的色调剂。带电量不充分的色调剂在显影时不会附着于图像保持体而发生飞散,其结果发生图像模糊。
根据本发明人进一步的研究,通过外添比钛酸锶颗粒的粒径更大的二氧化硅颗粒且在钛酸锶颗粒中掺杂Si(硅),抑制了上述成像中的图像模糊的发生。
首先,通过在色调剂颗粒表面存在粒径比较大的二氧化硅颗粒,据推测可抑制色调剂颗粒与色调剂颗粒表面存在的钛酸锶颗粒的碰撞,抑制钛酸锶颗粒埋没在色调剂颗粒中。
另外,通过在钛酸锶颗粒中掺杂Si,钛酸锶颗粒在摩擦带电序列中的位置与二氧化硅颗粒变得接近,推测与外添有未掺杂Si的钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒的色调剂颗粒相比,外添有Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒的色调剂更不容易引起色调剂间的摩擦带电。
因此可推测,本实施方式的色调剂即使在进行上述的成像时也不容易引起色调剂颗粒间的摩擦带电,可抑制带电量不充分的色调剂的混合存在和色调剂的飞散,其结果可抑制图像模糊的发生。
本实施方式的色调剂中包含的Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒的粒径的测定方法如下。
将色调剂分散在甲醇中,施加超声波后进行离心,使色调剂颗粒沉降,回收包含外添剂的上清。在另外的离心管中制作密度梯度液(例如聚钨酸钠或氯化铯的密度梯度液),将上述上清分层(重層),进行离心。由各自的密度推断并提取包含二氧化硅颗粒的级分、包含Si掺杂钛酸锶颗粒的级分,进行干燥,得到各颗粒。
接着,将二氧化硅颗粒(或Si掺杂钛酸锶颗粒)添加到电解质水溶液(等渗水溶液)中,施加30秒以上的超声波,分散成一次颗粒的状态。将该分散液作为试样,使用激光衍射散射式粒度分布测定装置(例如Microtrac BEL公司制造、Microtrac MT3000II)测定至少3000个颗粒的粒径。对于二氧化硅颗粒,从小径侧起描绘个数基准的频率分布,求出各峰的粒径。对于Si掺杂钛酸锶颗粒,从小径侧起描绘个数基准的累积分布,求出中值径D50(累积50%点的粒径)。
下面对本实施方式的色调剂的成分、结构和特性进行详细说明。
[色调剂颗粒]
色调剂颗粒例如通过包含粘结性树脂以及必要时的着色剂、离型剂和其他添加剂来构成。
-粘结性树脂-
作为粘结性树脂,例如可以举出下述单体的均聚物或者将这些单体2种以上组合而成的共聚物形成的乙烯基系树脂,所述单体为: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)、烯键式不饱和腈类(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。
作为粘结性树脂,还可以举出例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂、这些树脂与上述乙烯基系树脂的混合物、或者在它们的共存下将乙烯基系单体聚合而得到的接枝聚合物等。
这些粘结性树脂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为粘结性树脂,适宜为聚酯树脂。
作为聚酯树脂,例如可以举出公知的非晶性聚酯树脂。聚酯树脂中,非晶性聚酯树脂也可以与结晶性聚酯树脂合用。其中,相对于全部粘结性树脂,结晶性聚酯树脂以含量为2质量%以上40质量%以下(优选为2质量%以上20质量%以下)的范围使用即可。
树脂的“结晶性”是指,在差示扫描热量测定(DSC)中不存在阶梯状的吸热量变化、具有明确的吸热峰,具体地说,是指以升温速度10(℃/min)进行测定时的吸热峰的半峰宽为10℃以内。
另一方面,树脂的“非晶性”是指半峰宽大于10℃、显示出阶梯状的吸热量变化或者未发现明确的吸热峰。
·非晶性聚酯树脂
作为非晶性聚酯树脂,例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为非晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成物。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸、癸二酸等)、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、萘二甲酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。这些之中,作为多元羧酸,例如优选芳香族二羧酸。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与具有交联结构或支链结构的3元以上羧酸合用。作为3元以上羧酸,例如可以举出偏苯三酸、苯均四酸、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯等。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以举出脂肪族二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、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、环己烷二甲醇、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)。这些之中,作为多元醇,例如优选芳香族二醇、脂环式二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,也可以将二醇与具有交联结构或支链结构的3元以上多元醇合用。作为3元以上多元醇,例如可以举出甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃以上80℃以下、更优选为50℃以上65℃以下。
玻璃化转变温度由通过差示扫描热量测定(DSC)得到的DSC曲线求出,更具体地说,通过JIS K7121:1987“塑料的转变温度测定方法”中的玻璃化转变温度的测定方法中记载的“外推玻璃化转变起始温度”来求出。
非晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5000以上1000000以下、更优选为7000以上500000以下。
非晶性聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2000以上100000以下。
非晶性聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上100以下、更优选为2以上60以下。
重均分子量和数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。利用GPC的分子量测定中,作为测定装置使用东曹制GPC·HLC-8120GPC,使用东曹制柱·TSKgel SuperHM-M(15cm),利用THF溶剂进行测定。重均分子量和数均分子量使用利用单分散聚苯乙烯标准试样制作的分子量校正曲线根据该测定结果计算出。
非晶性聚酯树脂通过公知的制造方法得到。具体地说,例如通过下述方法得到:使聚合温度为180℃以上230℃以下,根据需要对反应体系内进行减压,一边除去缩合时生成的水或醇一边进行反应。
原料的单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,也可以加入高沸点的溶剂作为溶解辅助剂使其溶解。这种情况下,一边蒸馏除去溶解辅助剂一边进行缩聚反应。在共聚反应中存在相容性差的单体的情况下,可以预先使相容性差的单体和与该单体缩聚的特定的酸或醇进行缩合,之后与主成分进行缩聚。
·结晶性聚酯树脂
作为结晶性聚酯树脂,例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚体。作为结晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成物。
此处,为了使结晶性聚酯树脂容易形成晶体结构,与使用具有芳香环的聚合性单体得到的缩聚体相比,结晶性聚酯树脂优选使用直链状脂肪族的聚合性单体得到的缩聚体。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸等二元酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与具有交联结构或支链结构的3元以上羧酸合用。作为3元羧酸,例如可以举出芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
作为多元羧酸,可以将这些二羧酸与具有磺酸基的二羧酸、具有烯键式双键的二羧酸合用。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以举出脂肪族二醇(例如主链部分的碳原子数为7以上20以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可以举出乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷二醇等。这些之中,作为脂肪族二醇,优选1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。
多元醇中,也可以将二醇与具有交联结构或支链结构的3元以上醇合用。作为3元以上醇,例如可以举出甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
此处,多元醇中,脂肪族二醇的含量适宜为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选为50℃以上100℃以下、更优选为55℃以上90℃以下、进一步优选为60℃以上85℃以下。
熔解温度根据由差示扫描热量测定(DSC)得到的DSC曲线通过JIS K7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000以上35,000以下。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯同样地通过公知的制造方法来得到。
粘结性树脂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为40质量%以上95质量%以下、更优选为50质量%以上90质量%以下、进一步优选为60质量%以上85质量%以下。
-着色剂-
作为着色剂,例如可以举出炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、还原黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、耐硫化橙、沃丘格红、永固红、亮胭脂3B、亮胭脂6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玟瑰红、苯胺蓝、佛青蓝、油溶蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等颜料;吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛系、二噁嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝系、酞菁系、苯胺黑系、聚甲炔系、三苯甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等染料。
着色剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
着色剂可以使用根据需要进行了表面处理的着色剂,也可以与分散剂合用。另外,着色剂可以将两种以上合用。
着色剂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为1质量%以上30质量%以下、更优选为3质量%以上15质量%以下。
-离型剂-
作为离型剂,例如可以举出:烃类蜡;巴西棕榈蜡、米糠蜡、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;等等。离型剂并不限于此。
离型剂的熔解温度优选为50℃以上110℃以下、更优选为60℃以上100℃以下。
熔解温度根据由差示扫描热量测定(DSC)得到的DSC曲线通过JIS K7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
离型剂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为1质量%以上20质量%以下、更优选为5质量%以上15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可以举出磁性体、电荷控制剂、无机粉体等公知的添加剂。这些添加剂可以作为内添剂包含在色调剂颗粒中。
-色调剂颗粒的特性等-
色调剂颗粒可以为单层结构的色调剂颗粒,也可以为由芯部(核颗粒)和被覆芯部的被覆层(壳层)构成的所谓核/壳结构的色调剂颗粒。
核/壳结构的色调剂颗粒例如可以由芯部和被覆层构成,该芯部通过包含粘结性树脂以及必要时的着色剂和离型剂等其他添加剂来构成,该被覆层通过包含粘结性树脂来构成。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm以上10μm以下、更优选为4μm以上8μm以下。
关于色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v),使用Coulter Multisizer II(BeckmanCoulter公司制造),电解液使用ISOTON-II(Beckman Coulter公司制造)进行测定。
在测定时,在作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5质量%水溶液2ml中加入0.5mg以上50mg以下的测定试样。将其添加到100ml以上150ml以下的电解液中。
将悬浮有试样的电解液利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用CoulterMultisizer II使用孔径100μm的孔对粒径2μm以上60μm以下的范围的颗粒的粒度分布进行测定。采样的颗粒数为50000个。从小径侧起描绘体积基准的粒度分布,将累积50%点的粒径作为体积平均粒径D50v。
色调剂颗粒的平均圆度优选为0.94以上1.00以下、更优选为0.95以上0.98以下。
色调剂颗粒的平均圆度由(等效圆周长)/(周长)[(与颗粒图像具有相同的投影面积的圆的周长)/(颗粒投影图像的周长)]求出。具体地说,为利用下述方法测定得到的值。
首先,吸引采集作为测定对象的色调剂颗粒,使其形成扁平流,通过使其瞬时频闪发光而获取作为静止图像的颗粒图像,利用对该颗粒图像进行图像分析的流式颗粒图像分析装置(Sysmex公司制造的FPIA-3000)来求出平均圆度。并且,设求出平均圆度时的采样数为3500个。
色调剂具有外添剂的情况下,使作为测定对象的色调剂(显影剂)分散在包含表面活性剂的水中,之后进行超声波处理,得到除去外添剂后的色调剂颗粒。
[Si掺杂钛酸锶颗粒]
本发明中的Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50是一次颗粒的个数基准的中值径D50。
Si掺杂钛酸锶颗粒是至少掺杂有Si的钛酸锶颗粒,也可以掺杂Si以及Si、Sr、Ti和O以外的元素(例如Si、Sr和Ti以外的金属元素)。Si掺杂钛酸锶颗粒可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量优选为0.25摩尔%以上10摩尔%以下。下文中也将Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的相对于Sr摩尔量的Si摩尔量称为“Si掺杂量”。Si掺杂钛酸锶颗粒的Si掺杂量可以通过荧光X射线分析来确认。
从使Si掺杂钛酸锶颗粒的摩擦带电序列接近二氧化硅颗粒的方面出发,Si掺杂钛酸锶颗粒的Si掺杂量优选为0.25摩尔%以上、更优选为0.5摩尔%以上、进一步优选为1摩尔%以上。
另外,钛酸锶颗粒的颗粒形状通常为立方体或长方体,据推测,如果Si被掺杂,则钛酸锶的结晶性降低,颗粒形状变成带有弧度的形状,不容易埋没在色调剂颗粒中。从这方面出发也优选Si掺杂量为上述的范围。
从制造Si掺杂钛酸锶颗粒时使结晶生长而成为所期望的粒径的方面、以及对于Si掺杂钛酸锶颗粒期待电荷控制作用的方面出发,Si掺杂钛酸锶颗粒的Si掺杂量优选为10摩尔%以下、更优选为7摩尔%以下、进一步优选为5摩尔%以下。
从Si掺杂钛酸锶颗粒不容易埋没在色调剂颗粒中的方面出发,Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50优选为30nm以上、更优选为35nm以上。从以较少外添量一定程度地被覆色调剂颗粒表面的方面出发,Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50优选为80nm以下、更优选为70nm以下、进一步优选为60nm以下。
相对于色调剂颗粒100质量份,Si掺杂钛酸锶颗粒的外添量优选为0.3质量份以上5质量份以下、更优选0.5质量份以上3质量份以下、进一步优选为0.5质量份以上2质量份以下。
-Si掺杂钛酸锶颗粒的制造方法-
Si掺杂钛酸锶颗粒可以为Si掺杂钛酸锶颗粒本身,也可以为对Si掺杂钛酸锶颗粒的表面进行了疏水化处理的颗粒。Si掺杂钛酸锶颗粒的制造方法没有特别限制,从控制粒径的方面出发,优选湿式制法。
·Si掺杂钛酸锶颗粒的制造
Si掺杂钛酸锶颗粒的湿式制法例如为下述的制造方法:向氧化钛源、锶源和掺杂剂源的混合液中添加碱水溶液同时使其反应,接着进行酸处理。本制造方法中,通过氧化钛源与锶源的混合比例、反应初期的氧化钛源浓度、添加碱水溶液时的温度和添加速度等来控制Si掺杂钛酸锶颗粒的粒径。
作为氧化钛源,优选钛化合物的水解物的无机酸解胶物。作为锶源,可以举出硝酸锶、氯化锶等。
氧化钛源与锶源的混合比例以Sr/Ti摩尔比计优选为0.9以上1.4以下、更优选为1.05以上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/升以上1.3摩尔/升以下、更优选为0.5摩尔/升以上1.0摩尔/升以下。
作为掺杂剂源,可以举出Si的氧化物(例如二氧化硅)。作为掺杂剂源的Si氧化物例如以溶解在硝酸、盐酸或硫酸中的溶液的形式添加。掺杂剂源的添加量优选为相对于锶源中包含的Sr 100摩尔使掺杂剂源中包含的Si为0.25摩尔以上10摩尔以下的量,更优选为0.5摩尔以上7摩尔以下的量,进一步优选为1摩尔以上5摩尔以下的量。
作为碱水溶液,优选氢氧化钠水溶液。添加碱水溶液时的反应液的温度越高,越可得到结晶性良好的颗粒。添加碱水溶液时的反应液的温度例如为60℃以上100℃以下的范围。碱水溶液的添加速度越慢,颗粒的粒径越增大,添加速度越快,颗粒的粒径越减小。相对于投入的原料,碱水溶液的添加速度例如优选为0.001当量/h以上1.2当量/h以下、更优选为0.002当量/h以上1.1当量/h以下。
添加碱水溶液后,为了去除未反应的锶源,进行酸处理。酸处理例如使用盐酸,将反应液的pH调整为2.5~7.0、更优选调整为4.5~6.0。酸处理后将反应液固液分离,对固体成分进行干燥处理,得到Si掺杂钛酸锶颗粒。
·表面处理
关于Si掺杂钛酸锶颗粒的表面处理,例如制备将作为疏水化处理剂的含硅有机化合物与溶剂混合而成的处理液,在搅拌下将Si掺杂钛酸锶颗粒与处理液混合,进一步继续搅拌,由此进行该表面处理。在表面处理后,为了除去处理液的溶剂,进行干燥处理。
作为Si掺杂钛酸锶颗粒的表面处理中使用的含硅有机化合物,可以举出烷氧基硅烷化合物、硅氮烷化合物、硅油等。
作为Si掺杂钛酸锶颗粒的表面处理中使用的烷氧基硅烷化合物,例如可以举出: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、邻甲苯基三甲氧基硅烷、对甲苯基三甲氧基硅烷、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Si掺杂钛酸锶颗粒的表面处理中使用的硅氮烷化合物,例如可以举出二甲基二硅氮烷、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Si掺杂钛酸锶颗粒的表面处理中使用的硅油,例如可以举出二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷、苯基甲基聚硅氧烷等硅油;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、甲基丙烯酰基改性聚硅氧烷、巯基改性聚硅氧烷、苯酚改性聚硅氧烷等反应性硅油;等等。
作为上述处理液的制备中使用的溶剂,在含硅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醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇),在含硅有机化合物为硅油的情况下优选烃类(例如苯、甲苯、正己烷、正庚烷)。
在上述处理液中,含硅有机化合物的浓度优选为1质量%以上50质量%以下、更优选为5质量%以上40质量%以下、进一步优选为10质量%以上30质量%以下。
相对于Si掺杂钛酸锶颗粒100质量份,表面处理中使用的含硅有机化合物的量优选为1质量份以上50质量份以下、更优选为5质量份以上40质量份以下、进一步优选为5质量份以上30质量份以下。
[二氧化硅颗粒]
本发明中,二氧化硅颗粒的粒径分布为一次颗粒的个数基准的粒径分布。
外添在本实施方式的色调剂中的二氧化硅颗粒整体上的粒径分布可以为单峰性,也可以为多峰性,其中,粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50。
作为二氧化硅颗粒的实施方式例(1),可以举出粒径分布为单峰性且该峰的粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的方式。
作为二氧化硅颗粒的实施方式例(2),可以举出粒径分布为双峰性且大径侧的峰的粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50、小径侧的峰的粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50或与中值径D50相同的方式。从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,优选构成大径侧的峰的二氧化硅颗粒的量大于构成小径侧的峰的二氧化硅颗粒的量(质量基准)。
作为二氧化硅颗粒的实施方式例(3),可以举出粒径分布为双峰性且大径侧的峰的粒径和小径侧的峰的粒径均大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的方式。从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,优选构成小径侧的峰的二氧化硅颗粒的量大于构成大径侧的峰的二氧化硅颗粒的量(质量基准)。
作为二氧化硅颗粒的实施方式例(4),可以举出粒径分布为三峰性且大径侧的峰的粒径和中间的峰的粒径均大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50、小径侧的峰的粒径小于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50或与中值径D50相同的方式。从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,优选构成中间峰的二氧化硅颗粒的量大于构成大径侧的峰的二氧化硅颗粒的量和构成小径侧的峰的二氧化硅颗粒的量(质量基准)。
二氧化硅颗粒的粒径分布为单峰性的情况下,可以为分布窄的方式,也可以为分布宽的方式。
二氧化硅颗粒的粒径分布为多峰性的情况下,可以为各峰的分布窄的方式,也可以为各峰的分布宽的方式。
从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,优选二氧化硅颗粒的粒径分布为单峰性且分布窄的方式、或者为多峰性(优选双峰性或三峰性)且各峰的分布窄的方式。
本发明中,二氧化硅颗粒的“峰的分布窄”是指分布的变异系数(标准偏差除以平均值而得到的值)为20%以下的方式。
作为二氧化硅颗粒,具体地说,可以举出气相法二氧化硅颗粒、湿式法二氧化硅颗粒、熔凝硅石颗粒等。作为二氧化硅颗粒,从粒径分布窄的方面以及含水率为适当的范围的方面出发,更优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒。溶胶凝胶二氧化硅颗粒通常粒径分布窄,一个制造批次的溶胶凝胶二氧化硅颗粒的粒径分布的变异系数(标准偏差除以平均值而得到的值)例如为15%以下。
制造二氧化硅颗粒的溶胶凝胶法是公知的。溶胶凝胶法例如包括:将四烷氧基硅烷、水和醇混合并向所得到的混合液中滴加氨水来制备硅溶胶悬浮液;从硅溶胶悬浮液中离心分离出湿润硅胶;以及将湿润硅胶干燥来得到二氧化硅颗粒。作为四烷氧基硅烷,例如可以举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等。
关于二氧化硅颗粒的一次颗粒的粒径,例如在利用溶胶凝胶法制造二氧化硅颗粒的情况下,可通过制备硅溶胶悬浮液时的搅拌速度或者硅溶胶悬浮液的制备所需要的时间来控制。制备硅溶胶悬浮液时的搅拌速度越快,二氧化硅颗粒的一次颗粒的粒径越减小。硅溶胶悬浮液的制备所需要的时间越长,二氧化硅颗粒的一次颗粒的粒径越增大。
二氧化硅颗粒的表面优选被施以疏水化处理。疏水化处理例如将二氧化硅颗粒浸渍在疏水化处理剂中等来进行。疏水化处理剂没有特别限制,例如可以举出烷氧基硅烷化合物、硅氮烷化合物(例如1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷)、硅油(例如二甲基硅油)、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂等。这些处理剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。通常,例如相对于二氧化硅颗粒100质量份,疏水化处理剂的量为1质量份以上10质量份以下。
二氧化硅颗粒中,从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,优选粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50且为40nm以上120nm以下,更优选为50nm以上110nm以下、进一步优选为60nm以上110nm以下。
在上述实施方式例(2)中,优选大径侧的峰的粒径为上述范围。上述实施方式例(3)中,优选小径侧的峰的粒径为上述范围。上述实施方式例(4)中,优选中间峰的粒径为上述范围。
二氧化硅颗粒的粒径分布中的至少一个峰的粒径D与Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50优选满足10nm≦D-D50≦100nm的关系、更优选满足20nm≦D-D50≦90nm的关系、进一步优选满足20nm≦D-D50≦80nm的关系。通过上述关系可进一步抑制图像模糊的发生。
上述实施方式例(2)中,优选大径侧的峰的粒径满足上述关系。上述实施方式例(3)中,优选小径侧的峰的粒径满足上述关系。上述实施方式例(4)中,优选中间峰的粒径满足上述关系。
从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,二氧化硅颗粒优选包含溶胶凝胶二氧化硅颗粒、粒径分布中的溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50且为40nm以上120nm以下,更优选为50nm以上110nm以下、进一步优选为60nm以上110nm以下。
上述实施方式例(2)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少大径侧的峰、大径侧的峰的粒径为上述范围。上述实施方式例(3)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少小径侧的峰、小径侧的峰的粒径为上述范围。上述实施方式例(4)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少中间峰、中间峰的粒径为上述范围。
此处,粒径为上述范围的溶胶凝胶二氧化硅颗粒优选为经疏水化处理的溶胶凝胶二氧化硅颗粒,更优选为利用硅氮烷化合物(优选1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷)进行了疏水化处理的二氧化硅颗粒。
从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,二氧化硅颗粒优选包含溶胶凝胶二氧化硅颗粒、粒径分布中的溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D与Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50满足10nm≦D-D50≦100nm的关系,更优选满足20nm≦D-D50≦90nm的关系、进一步优选满足20nm≦D-D50≦80nm的关系。
上述实施方式例(2)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少大径侧的峰、大径侧的峰的粒径满足上述关系。上述实施方式例(3)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少小径侧的峰、小径侧的峰的粒径满足上述关系。上述实施方式例(4)中,优选溶胶凝胶二氧化硅颗粒构成至少中间峰、中间峰的粒径满足上述关系。
此处,粒径满足上述关系的溶胶凝胶二氧化硅颗粒优选为经疏水化处理的溶胶凝胶二氧化硅颗粒,更优选为利用硅氮烷化合物(优选1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷)进行了疏水化处理的二氧化硅颗粒。
粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的溶胶凝胶二氧化硅颗粒(也包括经疏水化处理的溶胶凝胶二氧化硅颗粒)中,从进一步抑制图像模糊的发生的方面出发,含水率优选为1质量%以上10质量%以下、更优选为2质量%以上8质量%以下、进一步优选为3质量%以上6质量%以下。
溶胶凝胶二氧化硅颗粒的含水率如下进行测定。
将试样在温度22℃且相对湿度55%的腔室中静置20小时以上进行调湿后,在温度22℃且相对湿度55%的室内使用热天平(岛津制作所制TGA-50型)在氮气气氛中以升温速度30℃/分钟从30℃加热至250℃,测定加热减重(由于加热而损失的质量)。基于加热减重由下式计算出含水率。
含水率(质量%)=(加热减重)÷(调湿后加热前的质量)×100
本实施方式的色调剂中,Si掺杂钛酸锶颗粒的含量M1与粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的二氧化硅颗粒的含量M2优选以质量基准计满足1.2≦M2/M1≦5.0的关系。通过上述关系可进一步抑制图像模糊的发生。
粒径大于Si掺杂钛酸锶颗粒的中值径D50的二氧化硅颗粒在二氧化硅颗粒整体中所占的质量比例优选为30质量%以上100质量%以下、更优选为40质量%以上100质量%以下、进一步优选为50质量%以上100质量%以下。
相对于色调剂颗粒100质量份,二氧化硅颗粒的全部外添量优选为1质量份以上10质量份以下、更优选为2质量份以上8质量份以下、进一步优选为3质量份以上6质量份以下。
[其他外添剂]
本实施方式的色调剂中,在可得到本实施方式的效果的范围内可以包含除Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒以外的其他外添剂。作为其他外添剂,例如可以举出下述的无机颗粒和树脂颗粒。
作为其他外添剂,例如可以举出无机颗粒。作为该无机颗粒,可以举出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。
作为外添剂的无机颗粒的表面适宜的是被施以疏水化处理。疏水化处理例如将无机颗粒浸渍在疏水化处理剂中等来进行。对疏水化处理剂没有特别限制,例如可以举出硅烷系偶联剂、硅油、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂等。这些处理剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。相对于无机颗粒100质量份,疏水化处理剂的量通常为1质量份以上10质量份以下。
作为其他外添剂,还可以举出树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺树脂等树脂颗粒)、清洁润滑剂(例如氟系高分子量体的颗粒)等。
本实施方式的色调剂包含其他外添剂的情况下,相对于色调剂整体,其他外添剂的外添量优选为0.01质量%以上2.0质量%以下、更优选为0.1质量%以上1.0质量%以下。
[色调剂的制造方法]
本实施方式的色调剂通过在制造色调剂颗粒后针对色调剂颗粒进行外添剂的外添而得到。
色调剂颗粒可以通过干式制法(例如混炼粉碎法等)、湿式制法(例如凝集合并法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)中的任一种进行制造。这些制法没有特别限制,可采用公知的制法。这些之中,可以通过凝集合并法(凝集合一法)来得到色调剂颗粒。
具体地说,例如,在通过凝集合并法制造色调剂颗粒的情况下,经下述步骤制造色调剂颗粒:准备分散有作为粘结性树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液的步骤(树脂颗粒分散液准备步骤);在树脂颗粒分散液中(必要时混合其他颗粒分散液后的分散液中)使树脂颗粒(必要时的其他颗粒)凝集,形成凝集颗粒的步骤(凝集颗粒形成步骤);以及将分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热,使凝集颗粒融合/合并,形成色调剂颗粒的步骤(融合/合并步骤)。
以下对各步骤的详情进行说明。
在以下的说明中,对于得到包含着色剂以及离型剂的色调剂颗粒的方法进行说明,但着色剂、离型剂是根据需要使用的添加剂。当然也可以使用着色剂、离型剂以外的其他添加剂。
-树脂颗粒分散液准备步骤-
准备分散有作为粘结性树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液,并同时准备例如分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液、分散有离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液。
树脂颗粒分散液例如通过将树脂颗粒利用表面活性剂分散在分散介质中来制备。
作为树脂颗粒分散液中使用的分散介质,例如可以举出水系介质。
作为水系介质,例如可以举出蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些介质可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为表面活性剂,例如可以举出: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、季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;等等。这些之中,特别可以举出阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂也可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂合用。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
树脂颗粒分散液中,作为使树脂颗粒分散在分散介质中的方法,例如可以举出使用旋转剪切型均质器或具有介质的球磨机、砂磨机、珠磨机等的常见分散方法。另外,根据树脂颗粒的种类,也可以利用转相乳化法使树脂颗粒分散在分散介质中。转相乳化法为下述的方法:使要分散的树脂溶解在可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱来进行中和,之后投入水系介质(W相),由此从W/O转相为O/W,使树脂以颗粒状分散在水系介质中。
作为分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上1μm以下、更优选为0.08μm以上0.8μm以下、进一步优选为0.1μm以上0.6μm以下。
关于树脂颗粒的体积平均粒径,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LA-700)的测定得到的粒度分布,对于所划分出的粒度范围(区段),从小粒径侧起对于体积绘制累积分布,测定相对于全部颗粒的累积50%点的粒径,将其作为体积平均粒径D50v。对于其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也同样地进行测定。
树脂颗粒分散液中包含的树脂颗粒的含量优选为5质量%以上50质量%以下、更优选为10质量%以上40质量%以下。
与树脂颗粒分散液同样地还制备例如着色剂颗粒分散液、离型剂颗粒分散液。即,在树脂颗粒分散液中的颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法以及颗粒的含量方面,对于分散在着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒以及分散在离型剂颗粒分散液中的离型剂颗粒也是同样的。
-凝集颗粒形成步骤-
接着,将树脂颗粒分散液、着色剂颗粒分散液以及离型剂颗粒分散液混合。
之后,在混合分散液中使树脂颗粒、着色剂颗粒以及离型剂颗粒异质凝集,形成直径与目标色调剂颗粒直径相近的且包含树脂颗粒、着色剂颗粒以及离型剂颗粒的凝集颗粒。
具体地说,例如,在混合分散液中添加凝集剂,并且将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂,之后加热至与树脂颗粒的玻璃化转变温度相近的温度(具体地说,例如树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃~玻璃化转变温度-10℃),使分散在混合分散液中的颗粒凝集,形成凝集颗粒。
在凝集颗粒形成步骤中,例如,可以在利用旋转剪切型均质器对混合分散液进行搅拌下,于室温(例如25℃)添加凝集剂,将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂后进行加热。
作为凝集剂,例如可以举出与混合分散液中包含的表面活性剂极性相反的表面活性剂、无机金属盐、2价以上的金属络合物。作为凝集剂使用金属络合物的情况下,表面活性剂的用量降低、充电特性提高。
根据需要,可以与凝集剂一起使用与该凝集剂的金属离子形成络合物或者类似键的添加剂。作为该添加剂,适于使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可以举出氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐;聚合氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物;等等。
作为螯合剂,可以使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可以举出酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸等羟基羧酸;亚氨基二酸醋(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等氨基羧酸;等等。
螯合剂的添加量相对于树脂颗粒100质量份优选为0.01质量份以上5.0质量份以下、更优选为0.1质量份以上且小于3.0质量份。
-融合/合并步骤-
接着,将分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热至例如树脂颗粒的玻璃化转变温度以上(例如比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至高30℃的温度),使凝集颗粒融合/合并(融合·合一),形成色调剂颗粒。
经过以上的步骤,得到色调剂颗粒。
在得到分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,可以经下述步骤制造色调剂颗粒:将该凝集颗粒分散液与分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液进一步混合,按照使树脂颗粒进一步附着在凝集颗粒表面的方式进行凝集,形成第2凝集颗粒的步骤;以及对分散有第2凝集颗粒的第2凝集颗粒分散液进行加热,使第2凝集颗粒融合/合并,形成核/壳结构的色调剂颗粒的步骤。
在融合/合并步骤结束后,对于在溶液中形成的色调剂颗粒实施公知的清洗步骤、固液分离步骤以及干燥步骤,得到干燥状态的色调剂颗粒。关于清洗步骤,从充电性的方面出发,可以充分实施利用离子交换水的置换清洗。关于固液分离步骤,从生产率的方面出发,可以实施抽滤、加压过滤等。关于干燥步骤,从生产率的方面出发,可以实施冷冻干燥、气流干燥、流化干燥、振动式流化干燥等。
之后,例如向所得到的干燥状态的色调剂颗粒中添加外添剂并进行混合,由此制造出本实施方式的色调剂。混合例如可以利用V型搅拌机、亨舍尔混合机、Loedige混合机等来进行。进而可以根据需要使用振动筛分机、风力筛分机等除去色调剂的粗大颗粒。
<静电图像显影剂>
本实施方式的静电图像显影剂至少包含本实施方式的色调剂。
本实施方式的静电图像显影剂可以为仅包含本实施方式的色调剂的单组分显影剂,也可以为该色调剂与载体混合而成的双组分显影剂。
作为载体没有特别限制,可以举出公知的载体。作为载体,例如可以举出:在由磁性粉形成的芯材的表面被覆有树脂的被覆载体;在基体树脂中分散混配有磁性粉的磁性粉分散型载体;树脂浸渗在多孔质的磁性粉中而成的树脂浸渗型载体;等等。磁性粉分散型载体和树脂浸渗型载体也可以是以该载体的构成颗粒作为芯材并利用树脂被覆其表面的载体。
作为磁性粉,例如可以举出:铁、镍、钴等磁性金属;铁素体、磁铁矿等磁性氧化物;等等。
作为被覆用的树脂和基体树脂,例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、包含有机硅氧烷键而构成的纯有机硅树脂或其改性物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂、环氧树脂等。被覆用的树脂和基体树脂中可以包含导电性颗粒等其他添加剂。作为导电性颗粒,可以举出:金、银、铜等金属、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等颗粒。
在利用树脂被覆芯材的表面时,可以举出:利用将被覆用树脂以及各种添加剂(根据需要进行使用)溶解在适当的溶剂中而成的被覆层形成用溶液进行被覆的方法等。作为溶剂没有特别限定,考虑所使用的树脂的种类、涂布适性等进行选择即可。
作为具体的树脂被覆方法,可以举出:浸渍法,将芯材浸渍在被覆层形成用溶液中;喷雾法,将被覆层形成用溶液喷雾至芯材表面;流化床法,在利用流动空气使芯材悬浮的状态下喷雾被覆层形成用溶液;捏合涂布机法,在捏合涂布机中将载体的芯材与被覆层形成用溶液混合,之后除去溶剂;等等。
双组分显影剂中的色调剂与载体的混合比(质量比)优选为色调剂:载体=1:100~30:100,更优选为3:100~20:100。
<图像形成装置、图像形成方法>
本实施方式的图像形成装置具备:图像保持体;充电机构,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,在经充电的图像保持体的表面形成静电图像;显影机构,存储静电图像显影剂并利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影机构,将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。并且应用本实施方式的静电图像显影剂作为静电图像显影剂。
本实施方式的图像形成装置实施图像形成方法(本实施方式的图像形成方法),该方法具有下述步骤:充电步骤,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成步骤,在经充电的图像保持体的表面形成静电图像;显影步骤,利用本实施方式的静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印步骤,将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影步骤,将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。
本实施方式的图像形成装置适用下述公知的图像形成装置:将形成在图像保持体表面的色调剂图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成在图像保持体表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面,将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的中间转印方式的装置;具备对于色调剂图像转印后、充电前的图像保持体的表面进行清洁的清洁机构的装置;具备在色调剂图像转印后、充电前对图像保持体表面照射除电光而进行除电的除电机构的装置;等等。
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,所应用的转印机构例如为具有下述部件的构成:色调剂图像被转印至表面的中间转印体;将形成在图像保持体表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面的一次转印机构;以及将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的二次转印机构。
本实施方式的图像形成装置中,例如包含显影机构的部分也可以为在图像形成装置中装卸的墨盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如适于使用存储本实施方式的静电图像显影剂且具备显影机构的处理盒。
以下示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不限定于此。在以下的说明中,对于图中示出的主要部分进行说明,省略其他说明。
图1为示出本实施方式的图像形成装置的示意性构成图。
图1所示的图像形成装置具备基于分色图像数据输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的各色图像的电子照相法的第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K(图像形成机构)。这些图像形成单元(以下有时简称为“单元”)10Y、10M、10C、10K在水平方向上相互离开预先设定的距离来进行并列排布。这些单元10Y、10M、10C、10K可以为在图像形成装置中装卸的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C、10K的上方,中间转印带(中间转印体的一例)20经过各单元而延伸设置。中间转印带20卷绕设置在驱动辊22和支持辊24上,使其沿着从第1单元10Y向着第4单元10K的方向运转。支持辊24通过未图示的弹簧等沿着与驱动辊22分离的方向被施加力,对于卷绕在这两者上的中间转印带20施加张力。在中间转印带20的图像保持体侧面具备与驱动辊22对置的中间转印体清洁装置30。
向各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影机构的一例)4Y、4M、4C、4K中分别进行存储在色调剂盒8Y、8M、8C、8K中的黄色、品红色、青色、黑色的各色调剂的供给。
第1~第4单元10Y、10M、10C、10K具有相同的构成和动作,因此,此处以配设在中间转印带运转方向的上游侧的形成黄色图像的第1单元10Y为代表进行说明。
第1单元10Y具有起到图像保持体的作用的感光体1Y。在感光体1Y的周围依次配置有:充电辊(充电机构的一例)2Y,其将感光体1Y表面充电至预先设定的电位;曝光装置(静电图像形成机构的一例)3,其基于分色图像信号利用激光线3Y将充电后的表面曝光而形成静电图像;显影装置(显影机构的一例)4Y,其将充电后的色调剂供给至静电图像以使静电图像进行显影;一次转印辊5Y(一次转印机构的一例),其将显影后的色调剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁机构的一例)6Y,其除去一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
一次转印辊5Y配置在中间转印带20的内侧,被设于与感光体1Y对置的位置。各单元的一次转印辊5Y、5M、5C、5K分别与施加一次转印偏压的偏压电源(未图示)连接。各偏压电源通过利用未图示的控制部的控制而改变施加至各一次转印辊的转印偏压的值。
下面对第1单元10Y中的形成黄色图像的动作进行说明。
首先,在动作之前,利用充电辊2Y将感光体1Y表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y在导电性(例如20℃的体积电阻率1×10-6Ωcm以下)的基体上层积感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(常见的树脂的电阻),但具有在照射激光线时被照射了激光线的部分的电阻率发生变化的性质。因此,根据从未图示的控制部送出的黄色用图像数据,将激光线3Y由曝光装置3照射至充电后的感光体1Y表面。由此在感光体1Y表面形成黄色图像图案的静电图像。
静电图像是通过充电而形成在感光体1Y表面的图像,其是所谓的负潜像,该负潜像是如下形成的:利用激光线3Y降低感光层的被照射部分的电阻率,使感光体1Y表面的充电后的电荷流动;另一方面,未照射激光线3Y的部分的电荷发生残留,由此形成该负潜像。
在感光体1Y上形成的静电图像随着感光体1Y的运转而旋转至预先设定的显影位置。并且,在该显影位置,通过显影装置4Y使感光体1Y上的静电图像显影为色调剂图像而进行可视化。
在显影装置4Y内存储有例如至少包含黄色色调剂和载体的静电图像显影剂。黄色色调剂在显影装置4Y的内部通过被搅拌而摩擦带电,具有与在感光体1Y上充电的充电电荷相同极性(负极性)的电荷,而被保持在显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。之后,感光体1Y表面经过显影装置4Y,由此黄色色调剂静电附着于感光体1Y表面上的经除电的潜像部,利用黄色色调剂使潜像进行显影。形成有黄色色调剂图像的感光体1Y继续以预先设定的速度运转,将在感光体1Y上显影的色调剂图像传送至预先设定的一次转印位置。
感光体1Y上的黄色色调剂图像被传送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,由感光体1Y朝向一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,将感光体1Y上的色调剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂的极性(-)相反的(+)极性,在第1单元10Y中利用控制部(未图示)控制为例如+10μA。
另一方面,利用感光体清洁装置6Y除去并回收残留在感光体1Y上的色调剂。
施加至第2单元10M以后的一次转印辊5M、5C、5K的一次转印偏压也按照第1单元进行控制。
这样,利用第1单元10Y转印了黄色色调剂图像的中间转印带20经第2~第4单元10M、10C、10K依次被传送,使各颜色的色调剂图像以叠加方式进行多重转印。
通过第1~第4单元而多重转印了4色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部,该二次转印部由中间转印带20、与中间转印带内面相接的支持辊24、以及配置在中间转印带20的图像保持面侧的二次转印辊(二次转印机构的一例)26构成。另一方面,记录纸(记录介质的一例)P藉由供给构件在预先设定的时机送至二次转印辊26与中间转印带20接触的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时所施加的转印偏压与色调剂的极性(-)具有相同的(-)极性,从中间转印带20朝向记录纸P的静电力作用于色调剂图像,将中间转印带20上的色调剂图像转印至记录纸P上。此时的二次转印偏压根据通过检测二次转印部的电阻的电阻检测机构(未图示)所检测出的电阻来确定,并且被控制着电压。
之后,将记录纸P送入定影装置(定影机构的一例)28中的一对定影辊的压接部(咬合部),将色调剂图像定影在记录纸P上,形成定影图像。
作为转印色调剂图像的记录纸P,例如可以举出电子照相法的复印机、打印机等中使用的普通纸。作为记录介质,除了记录纸P以外,还可以举出OHP透明胶片等。
为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,优选记录纸P的表面也是平滑的,例如适于使用将普通纸的表面利用树脂等进行涂布而得到的铜版纸、印刷用的美术纸等。
将已完成彩色图像定影的记录纸P向排出部送出,结束一系列的彩色成像动作。
<处理盒、色调剂盒>
本实施方式的处理盒是在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储本实施方式的静电图像显影剂并利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
本实施方式的处理盒并不限于上述构成,也可以为具备显影机构、此外还根据需要具备例如选自图像保持体、充电机构、静电图像形成机构以及转印机构等其他机构中的至少一者的构成。
以下示出本实施方式的处理盒的一例,但并不限定于此。以下的说明中,对图中示出的主要部分进行说明,对其他部分省略其说明。
图2是示出本实施方式的处理盒的示意性构成图。
图2所示的处理盒200例如利用具备安装导轨116和用于曝光的开口部118的壳体117将感光体107(图像保持体的一例)和感光体107的周围所具备的充电辊108(充电机构的一例)、显影装置111(显影机构的一例)以及感光体清洁装置113(清洁机构的一例)一体地组合并进行保持来构成,制成墨盒。
图2中,109表示曝光装置(静电图像形成机构的一例),112表示转印装置(转印机构的一例),115表示定影装置(定影机构的一例),300表示记录纸(记录介质的一例)。
本实施方式的色调剂盒为存储本实施方式的色调剂且在图像形成装置中装卸的色调剂盒。色调剂盒存储用于供给至设于图像形成装置内的显影机构的补给用色调剂。
图1所示的图像形成装置是具有装卸色调剂盒8Y、8M、8C、8K的构成的图像形成装置,显影装置4Y、4M、4C、4K与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒利用未图示的色调剂供给管进行连接。在存储在色调剂盒内的色调剂不足的情况下,更换该色调剂盒。
实施例
下面对于通过实施例公开的实施方式进行详细说明,但所公开的实施方式并不限于这些实施例。在以下的说明中,只要不特别声明,“份”和“%”为质量基准。
<色调剂颗粒的制作>
[非晶性聚酯树脂分散液(A1)的制作]
将上述材料投入到具备搅拌装置、氮气导入管、温度传感器和精馏塔的烧瓶中,在氮气气流下用时1小时将温度升至210℃,相对于上述材料合计100份投入四乙氧基钛1份。一边蒸馏除去所生成的水一边用时0.5小时将温度升至240℃,在240℃继续进行1小时脱水缩合反应后,将反应物冷却。这样得到重均分子量94500、玻璃化转变温度61℃的非晶性聚酯树脂。
在具备温度调节机构和氮气置换机构的容器中投入乙酸乙酯40份和2-丁醇25份制成混合溶剂后,缓慢地投入非晶性聚酯树脂100份使其溶解,向其中加入10%氨水溶液(相对于树脂的酸值以摩尔比计为相当于3倍量的量)并搅拌30分钟。接着,将容器内用干燥氮气置换,将温度保持在40℃,一边对混合液进行搅拌一边滴加离子交换水400份,进行乳化。滴加结束后,使乳化液回到25℃,得到分散有体积平均粒径210nm的树脂颗粒的树脂颗粒分散液。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,将固体成分量调整至20%,制成非晶性聚酯树脂分散液(A1)。
[结晶性聚酯树脂分散液(B1)的制作]
将上述材料加入到加热干燥后的三口烧瓶中,利用氮气置换三口烧瓶内的空气而形成惰性气氛,利用机械搅拌在180℃进行5小时搅拌回流。接着,在减压下缓慢地升温至240℃并搅拌2小时,呈粘稠状态后进行空气冷却,使反应停止。这样得到重均分子量9700、熔解温度84℃的结晶性聚酯树脂。
将结晶性聚酯树脂90份、阴离子型表面活性剂(第一工业制药(株)制造、NEOGENRK)1.8份和离子交换水210份混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAXT50)分散后,利用压力吐出型Gaulin均质器进行1小时分散处理,得到分散有体积平均粒径205nm的树脂颗粒的树脂颗粒分散液。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,将固体成分量调整为20%,形成结晶性聚酯树脂分散液(B1)。
[离型剂颗粒分散液(W1)的制作]
·固体石蜡(日本精蜡(株)制HNP-9) :100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药(株)制造、NEOGEN RK): 1份
·离子交换水 :350份
将上述材料混合并加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAXT50)分散后,利用压力吐出型Gaulin均质器进行分散处理,得到分散有体积平均粒径200nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液。向该离型剂颗粒分散液中加入离子交换水,将固体成分量调整为20%,形成离型剂颗粒分散液(W1)。
[着色剂颗粒分散液(K1)的制作]
·炭黑(Cabot公司制造、Regal330) :50份
·阴离子型表面活性剂NEOGEN RK(第一工业制药(株)制): 5份
·离子交换水 :195份
将上述材料混合,利用Ultimaizer(Sugino Machine公司制造)在240MPa进行10分钟分散处理,得到固体成分量20%的着色剂颗粒分散液(K1)。
[色调剂颗粒的制备]
将上述材料装入圆型不锈钢制烧瓶中,添加0.1N的硝酸将pH调整至3.5后,添加将聚合氯化铝(王子造纸(株)制造、30%粉末品)2份溶解在离子交换水30份中而得到的聚合氯化铝水溶液。使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAXT50)在30℃进行分散后,在加热用油浴中加热至45℃并保持至体积平均粒径达到4.9μm为止。接着,追加非晶性聚酯树脂分散液(A1)60份并保持30分钟。接着,在体积平均粒径达到5.2μm后进一步追加非晶性聚酯树脂分散液(A1)60份并保持30分钟。接着,加入10%的NTA(次氮基三乙酸)金属盐水溶液(Chelest 70、Chelest株式会社制造)20份,添加1N的氢氧化钠水溶液将pH调整至9.0。接下来投入阴离子型表面活性剂(TaycaPower)1份,一边继续进行搅拌一边加热至85℃,保持5小时。接着,以20℃/分钟的速度冷却至20℃。接着,进行过滤,利用离子交换水充分清洗,进行干燥,由此得到体积平均粒径5.7μm、平均圆度0.971的色调剂颗粒(1)。
<钛酸锶颗粒的制作>
[Si掺杂钛酸锶颗粒(1)的制作]
采取以TiO2计为0.7摩尔的经脱硫和解胶的作为钛源的偏钛酸,加入到反应容器中。接着,向反应容器中添加0.77摩尔的氯化锶水溶液使得Sr/Ti摩尔比为1.1。接着,将二氧化硅溶解在硝酸中并将所得到的溶液按照相对于锶100摩尔Si为1摩尔的量添加到反应容器中。3种材料的混合液中的初期TiO2浓度为0.75摩尔/升。接着,对混合液进行搅拌,将混合液加热到90℃,一边将液温维持在90℃进行搅拌,一边用时2小时添加10N氢氧化钠水溶液153mL,进而一边将液温维持在90℃一边继续搅拌1小时。接着,将反应液冷却至40℃,添加盐酸至pH达到5.5,进行1小时搅拌。接着,通过反复进行倾滗和水中的再分散来洗涤沉淀物。向包含洗涤后的沉淀物的浆料中加入盐酸,调节至pH6.5,通过过滤进行固液分离,使固体成分干燥。向干燥后的固体成分中添加相对于固体成分100份异丁基三甲氧基硅烷为20份的量的异丁基三甲氧基硅烷乙醇溶液,进行1小时搅拌。通过过滤进行固液分离,将固体成分在130℃的大气中干燥7小时,得到Si掺杂钛酸锶颗粒(1)。
[Si掺杂钛酸锶颗粒(2)~(8)的制作]
如表1中记载变更相对于锶100摩尔的Si添加量和/或10N氢氧化钠水溶液的滴加时间,与Si掺杂钛酸锶颗粒(1)的制作同样地制作出Si掺杂钛酸锶颗粒(2)~(8)。
利用上述方法测定Si掺杂钛酸锶颗粒(1)~(8)各自的中值径D50和Si掺杂量(相对于Sr摩尔量的Si摩尔量、摩尔%)。
[钛酸锶颗粒(9)的制作]
除不添加Si源以外,与Si掺杂钛酸锶颗粒(1)的制作同样地制作钛酸锶颗粒(9)。
[表1]
<二氧化硅颗粒的制作>
利用溶胶凝胶法或气相法制作二氧化硅颗粒,进行疏水化处理,根据需要进行分级,得到表2中记载的二氧化硅颗粒。溶胶凝胶二氧化硅颗粒的含水率通过调节疏水化处理后的干燥处理的温度和时间来进行控制。
[表2]
表2中,“HMDS”为1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷。“单分散”是指为单峰性且变异系数为20%以下的粒径分布。利用溶胶凝胶法制造的二氧化硅颗粒(1)~(7)中,粒径分布的变异系数为15%以下。二氧化硅颗粒(9)的粒径分布在120nm和比其更小径侧具有峰,构成120nm的峰的二氧化硅颗粒的比例多。
<载体的制作>
将甲苯14份、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(聚合质量比90:10、重均分子量8万)2份和炭黑(Cabot公司制造R330)0.2份混合,利用搅拌器搅拌10分钟来制备分散液。接着,将分散液和铁素体颗粒(体积平均粒径36μm)100份装入真空脱气型捏合机中,在60℃搅拌30分钟,接着在加热下进行减压脱气,使其干燥,得到载体。
<实施例1>
在色调剂颗粒(1)100份中按表3中记载的量外添Si掺杂钛酸锶颗粒(1)和二氧化硅颗粒(1),装入样品磨,以10000rpm混合30秒。接着,利用网孔45μm的振动筛进行筛分,制备体积平均粒径5.7μm的色调剂。
将色调剂和载体按色调剂:载体=5:95(质量比)的比例装入V型搅拌机中搅拌20分钟,得到显影剂。
<实施例2~36、比较例1~20>
按表3和表4中记载的规格变更钛酸锶颗粒的种类和外添量以及二氧化硅颗粒的种类和外添量,与实施例1同样地得到色调剂和显影剂。
<性能评价>
[图像模糊]
向色调剂盒中填充各例的色调剂,安装于图像形成装置(富士施乐公司制造ApeosPort-IV C5575的改造机)中。将各例的显影剂填充至该图像形成装置的显影装置中。
在温度30℃/相对湿度85%的环境中放置24小时。放置后,在A4尺寸的纸上以每120秒1张的速度进行10万张图像密度1%的图像的成像。
接着,在温度10℃/相对湿度15%的环境中放置24小时。放置后,在A4尺寸的纸上连续地进行10张图像密度40%的图像的成像。用肉眼和倍率5倍的放大镜观察10张的图像,将图像模糊的状态按照如下基准分等级。
G1:在10张上全部未观察到图像模糊。
G2:在1张上用放大镜稍微观察到图像模糊,但不构成问题的程度。
G3:在多张上用放大镜稍微观察到图像模糊,但很轻微,不妨碍实际应用。
G4:在多张上肉眼观察到图像模糊,不适于实用。
G5:在10张上全部用肉眼观察到图像模糊,不适于实用。
[粉雾量(クラウド量)]
使用隐形胶带(mending tape)带,将上述成像后的显影机的上盖(upper cover)上转印至OHP透明胶片上,利用图像浓度计X-Rite938(X-Rite公司制造)等间隔地对于带转印后的隐形胶带的浓度进行8点测定,将该测定结果与仅隐形胶带的浓度之差定量为粉雾量。将粉雾量根据最大值的浓度按照如下基准分等级。G1至G3适于实际应用。
G1:0≦Δ浓度≦0.2
G2:0.2<Δ浓度≦0.4
G3:0.4<Δ浓度≦0.6
G4:0.6<Δ浓度≦0.8
G5:0.8<Δ浓度
关于表3中的“粒径D”,在使用2种或3种二氧化硅颗粒的情况下,是大于钛酸锶颗粒的中值径D50并且最接近中值径D50的峰径。关于表3中的“外添量M2”,是峰径大于钛酸锶颗粒的中值径D50的二氧化硅颗粒的合计外添量。
表3和表4中的“有无大于中值径D50的峰”是指二氧化硅颗粒的粒径分布中有无大于钛酸锶颗粒的中值径D50的峰。
Claims (15)
1.一种静电图像显影用色调剂,其中,
该色调剂包含色调剂颗粒、Si掺杂钛酸锶颗粒和二氧化硅颗粒,
上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
2.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量为0.25摩尔%以上10摩尔%以下。
3.如权利要求2所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒中包含的Si的摩尔量相对于Sr的摩尔量为1摩尔%以上5摩尔%以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50为30nm以上80nm以下。
5.如权利要求4所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50为30nm以上60nm以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述二氧化硅颗粒的上述粒径D为40nm以上120nm以下。
7.如权利要求6所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述二氧化硅颗粒的上述粒径D为60nm以上110nm以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D满足10nm≦D-D50≦100nm的关系。
9.如权利要求8所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的至少一个峰的粒径D满足20nm≦D-D50≦90nm的关系。
10.如权利要求1~7中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,
上述二氧化硅颗粒包含溶胶凝胶二氧化硅颗粒,
上述二氧化硅颗粒的一次颗粒的个数基准的粒径分布中的溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的一次颗粒的个数基准的中值径D50。
11.如权利要求10所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50与上述溶胶凝胶二氧化硅颗粒所构成的至少一个峰的粒径D满足10nm≦D-D50≦100nm的关系。
12.如权利要求10或11所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述溶胶凝胶二氧化硅颗粒的含水率为1质量%以上10质量%以下。
13.如权利要求1~12中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述Si掺杂钛酸锶颗粒的含量M1与粒径大于上述Si掺杂钛酸锶颗粒的上述中值径D50的二氧化硅颗粒的含量M2以质量基准计满足1.2≦M2/M1≦5.0的关系。
14.一种静电图像显影剂,其包含权利要求1~13中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
15.一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储权利要求1~13中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
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