CN115390386A - 静电图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置以及图像形成方法 - Google Patents

静电图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置以及图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及静电图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置以及图像形成方法。静电图像显影用色调剂具有色调剂颗粒,该色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂,在对色调剂颗粒截面进行观察时,满足下述条件(A1)和下述条件(B1)。条件(A1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂微区存在1个以上。条件(B1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在1个以上。

Description

静电图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成 装置以及图像形成方法
技术领域
电子照相法等将图像信息可视化的方法目前被用于各种领域中。电子照相法中,通过充电和静电图像形成而在图像保持体表面形成作为图像信息的静电图像。之后利用包含色调剂的显影剂在图像保持体表面形成色调剂图像,将该色调剂图像转印至记录介质后,将色调剂图像定影于记录介质。经过这些步骤,将图像信息可视化为图像。
背景技术
例如日本特开2017-173395号公报中公开了“一种静电潜像显影用色调剂,其包含色调剂母体颗粒且该色调剂母体颗粒至少含有包含非晶性聚酯树脂和结晶性树脂的粘结性树脂、以及离型剂,其特征在于,上述非晶性聚酯树脂为粘结性树脂的主成分;上述色调剂母体颗粒至少具有下述区域:区域(A),含有上述结晶性树脂与上述离型剂接触的结构体;区域(B),含有形成与上述离型剂不接触而独立存在的丝状晶体结构的结晶性树脂;以及区域(C),含有形成与上述离型剂不接触而独立存在的片层状晶体结构的结晶性树脂。”。
另外,日本特开2020-086032号公报中公开了“一种色调剂,其是至少含有粘结性树脂、结晶性聚酯树脂、着色剂以及离型剂的色调剂,其中,色调剂的体积平均粒径为4~8μm的范围;在色调剂截面的等效圆直径为4~8μm的范围的色调剂截面图像中存在离型剂微区;将上述离型剂微区的重心和上述色调剂截面的重心的距离A与上述色调剂截面的等效圆直径之比(距离A/等效圆直径)从0起每隔0.05划分出一个区域时,在上述比(距离A/等效圆直径)为0.25以上0.3以下的区域中,上述离型剂微区的个数频率为最高值,上述比(距离A/等效圆直径)为0.25以上0.3以下的区域中的上述离型剂微区的个数频率为20%以上。”。
另外,日本特开2020-109500号公报中提出了“一种色调剂,该色调剂包含:含有粘结性树脂和蜡的色调剂颗粒以及有机硅聚合物颗粒,其中,该蜡为酯蜡,该蜡的该微区的平均长径为0.03μm以上2.00μm以下,该蜡的SP值SPw为8.59以上9.01以下。”。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供静电图像显影用色调剂等,与仅具有包含非晶性树脂、结晶性树脂及离型剂且在对色调剂颗粒截面进行观察时不满足下述条件(A1)和下述条件(B1)的色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
根据本发明的第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,其具有色调剂颗粒,该色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂,在对色调剂颗粒截面进行观察时,满足下述条件(A1)和下述条件(B1)。
条件(A1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在1个以上。
条件(B1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在1个以上。
根据本发明的第2方案,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(A2)和下述条件(B2)。
条件(A2):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在2个以上。
条件(B2):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在2个以上。
根据本发明的第3方案,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(C1)。
条件(C1):上述结晶性树脂的微区为针状或板状,上述离型剂的微区为圆状。
根据本发明的第4方案,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(C2)。
条件(C2):上述结晶性树脂的微区为圆状,上述离型剂的微区为针状或板状。
根据本发明的第5方案,上述针状或板状微区的长宽比为5以上40以下,上述圆状微区的圆度为0.92以上1.00以下。
根据本发明的第6方案,上述离型剂的熔解温度为65℃以上95℃以下。
根据本发明的第7方案,上述熔解温度为65℃以上95℃以下的离型剂为酯系蜡。
根据本发明的第8方案,上述色调剂颗粒的含量相对于全部色调剂颗粒为30个数%以上。
根据本发明的第9方案,上述色调剂颗粒的含量相对于全部色调剂颗粒为70个数%以上。
根据本发明的第10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11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。
根据本发明的第12方案,提供一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储上述静电图像显影剂,利用上述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。
根据本发明的第13方案,提供一种图像形成装置,其具备:图像保持体;充电机构,对上述图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;显影机构,存储上述静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,将形成在上述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,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
根据本发明的第14方案,提供一种图像形成方法,其具有下述步骤:充电步骤,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成步骤,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;显影步骤,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印步骤,将形成在上述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,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
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,与仅具有下述色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的图像的光泽不均,所述色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂且在对色调剂颗粒截面进行观察时不满足上述条件(A1)和条件(B1)。
根据上述第2方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与仅具有满足上述条件(A1)和条件(B1)但不满足上述条件(A2)和条件(B2)的色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
根据上述第3、4各方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与仅具有满足上述条件(A1)和条件(B1)或者满足条件(A2)和条件(B2)且满足条件(D)“结晶性树脂微区和离型剂微区这两者为针状或板状或者这两者为圆状”的色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
根据上述第5方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与针状或板状微区的长宽比小于5或者圆状微区的圆度小于0.92的情况相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
根据上述第6方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与离型剂的熔解温度大于95℃的情况相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
根据上述第7方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与熔解温度65℃以上95℃以下的离型剂为酯系蜡以外的离型剂的情况相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
上述第8、9的各方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与满足上述条件(A1)和条件(B1)或者满足上述条件(A2)和条件(B2)的色调剂颗粒的含量小于30个数%或者小于70个数%的情况相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
上述第10、11、12、13、14的各方案,提供静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置或图像形成方法,与应用仅具有下述色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂的情况相比,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差,所述色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂且在对色调剂颗粒截面进行观察时不满足上述条件(A1)和条件(B1)。
附图说明
图1为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为示出本实施方式的处理盒的一例的示意性构成图。
图3为示出本实施方式的静电图像显影用色调剂中的色调剂颗粒的截面的示意图。
具体实施方式
下面对作为本发明一例的实施方式进行详细说明。
需要说明的是,在阶段性地记载的数值范围中,以某一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,在数值范围中,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以被替换为实施例中所示的值。
关于组合物中的各成分的量,在组合物中符合各成分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上述2种以上的物质的总量。
“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。
<静电图像显影用色调剂>
本实施方式的静电图像显影用色调剂(下文中称为“色调剂”)具有色调剂颗粒,该色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂,在对色调剂颗粒截面进行观察时,满足下述条件(A1)和下述条件(B1)。
条件(A1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在1个以上。
条件(B1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在1个以上。
本实施方式的色调剂中,通过采用上述构成,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。其理由据推测如下。
在薄记录介质(例如基重60g/m2以下的纸张)上自距纸张前端5mm的位置起形成TMA4.0g/m2的实心图像(ベタ画像),通过高速(例如记录介质的传送速度300mm/秒以上的高速)且低温定影(例如定影温度150℃以下的低温定影)而形成定影图像时,可能会产生图像的光泽不均。
这是由于,在高速且低温定影中,在定影时热不容易传递至色调剂,色调剂不容易充分熔融,并且离型剂不容易渗出,在定影部件上的离型性(防粘性)降低。特别是在薄记录介质上进行高速且低温定影时,由于定影辊未充分加热,因此热没有充分传递至第1张记录介质,离型剂不容易渗出,记录介质容易卷绕在定影部件上。当剥离性很差,粘接性较强时,记录介质与定影部件粘接,结果易发生卡纸。而当粘结性略弱(即,虽然剥离性差,但是还存在一定的剥离性),记录介质与定影部件还可以剥离,但是图像表面会存在发生剥离的部分和与定影部件粘接的部分,粘接部分的图像表面会形成凹凸。因此,图像光泽会由于该凹凸的存在而降低,对图像光泽带来影响。
另一方面,在第10张以后,由于定影部件充分加热,因此热传递至纸张,离型剂的渗出性良好。其结果,在第1张和第10张上,热的传递方式不同、色调剂的熔融性也不同。
因此,容易产生图像的光泽差。
因此,本实施方式的色调剂中,采用满足条件(A1)和条件(B1)的色调剂颗粒。
条件(A1)表示在色调剂颗粒中存在大型的结晶性树脂微区。当在色调剂颗粒中存在大型的结晶性树脂微区时,在定影时色调剂颗粒的熔融性提高。
条件(B1)表示在色调剂颗粒中存在大型的离型剂微区。当在色调剂颗粒中存在大型的离型剂微区时,在定影时离型剂从色调剂颗粒中的渗出性提高。
即,满足条件(A1)和下述条件(B1)的色调剂颗粒中存在大型的结晶性树脂微区和大型的离型剂微区这两者(参照图3),在定影时,色调剂颗粒的熔融性及离型剂从色调剂颗粒中的渗出性这两种特性提高。由此,即使在薄的记录介质上形成高速且低温定影的图像时,在定影时色调剂颗粒也会充分熔融,并且离型剂容易渗出,在定影部件上的离型性也增高。其结果,可抑制图像的光泽不均。
特别是色调剂颗粒中的结晶性树脂的微区大时,可快速地溶解至色调剂颗粒内部,色调剂整体容易熔融。其结果,大径的离型剂也发生熔融,容易从色调剂颗粒中渗出。其结果,在定影部件未充分进行加热的第1张中,色调剂充分熔融,离型剂容易渗出,其结果第1张与第10张图像不容易发生光泽差。
基于上述原因可推测,本实施方式的色调剂中,可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。
需要说明的是,结晶性树脂和离型剂同样为结晶性成分,在色调剂颗粒的造粒时容易形成相互靠近的微区,一旦使两者大型化,两种微区相互接触的概率增加。因此,在现有技术中,难以制造出大型结晶性树脂微区和大型离型剂微区这两者彼此孤立地存在着的色调剂颗粒。
此处,图3中所示的各符号如下。
TN:色调剂颗粒
Amo:非晶性树脂
Cry:结晶性树脂
Wax:离型剂
LT:色调剂颗粒的最大径
Lcry:结晶性树脂的最大径
Lw:离型剂的最大径
下面对本实施方式的色调剂进行详细说明。
本实施方式的色调剂具有色调剂颗粒。色调剂也可以具有外添剂。
(色调剂颗粒)
色调剂颗粒中,作为粘结性树脂,包含非晶性树脂和结晶性树脂。需要说明的是,色调剂颗粒也可以包含着色剂、离型剂、其他添加剂。
-色调剂颗粒中的结晶性树脂和离型剂的微区的形态-
在对色调剂颗粒截面进行观察时,结晶性树脂和离型剂的微区满足条件(A1)和条件(B1)。
从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,结晶性树脂和离型剂的微区优选满足条件(A2)和(B2)。
从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,结晶性树脂和离型剂的微区优选进一步满足条件(C1)或(C2)。
此处,从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,满足条件(A1)和条件(B1)或者满足条件(A2)和条件(B2)的色调剂颗粒相对于全部色调剂颗粒优选为30个数%以上、更优选为70个数%以上、进一步优选为80个数%以上、特别优选为90个数%以上。理想的是,满足上述各条件的色调剂颗粒的比例为100个数%。
满足上述各条件的色调剂颗粒越多,越更容易抑制第1张与第10张图像的光泽差。
需要说明的是,与上述同样地,从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,除了满足条件(A1)和条件(B1)或者满足条件(A2)和条件(B2)以外还满足后述的条件(C1)或条件(C2)的色调剂颗粒的比例相对于全部色调剂颗粒也优选为30个数%以上、更优选为70个数%以上、进一步优选为80个数%以上、特别优选为90个数%以上。理想的是,满足上述各条件的色调剂颗粒的比例为100个数%。
·条件(A1)和下述条件(B1)
条件(A1):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在1个以上。
条件(B1):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在1个以上。
·条件(A2)和条件(B2)
条件(A2):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在2个以上。
条件(B2):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在2个以上。
此处,作为结晶性树脂的微区径,具体地说,例如为0.5μm以上2.0μm以下。
作为离型剂的微区径,具体地说,例如为0.5μm以上2.0μm以下。
结晶性树脂和离型剂的微区径是指结晶性树脂和离型剂的微区的最大径(即在结晶性树脂和离型剂的截面的轮廓线上的任意2点间所引出的直线段的最大长度)。
色调剂颗粒的最大径是指在色调剂颗粒截面的轮廓线上的任意2点间所引出的直线段的最大长度。
·条件(C1)和条件(C2)
·条件(C1)
结晶性树脂的微区为针状或板状,上述离型剂的微区为圆状。
·条件(C2)
结晶性树脂的微区为圆状,上述离型剂的微区为针状或板状。
结晶性树脂的微区和离型剂的微区中的一者为针状或板状、另一者为圆状时,容易使这两种微区不实质性接触地大型化,容易抑制第1张与第10张图像的光泽差。
特别是结晶性树脂的微区为大型并且为针状或板状时,在定影时色调剂颗粒容易熔融至内部。通过使离型剂的微区为大型并且为圆状,离型剂的渗出性提高。因此,在满足条件(C1)时,更容易抑制第1张与第10张图像的光泽差。
另一方面,结晶性树脂的微区的直径大并且为圆状、离型剂的微区的直径大并且为针状或板状时,在定影时色调剂颗粒中的结晶性树脂发生熔融,色调剂颗粒容易塌陷。此时,在离型剂的微区的直径大并且为针状或板状时,离型剂容易由塌陷的色调剂颗粒沿长径方向渗出,因此满足条件(C2)时,也更容易抑制第1张与第10张图像的光泽差。
此处,从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,针状或板状微区的长宽比(特别是结晶性树脂的微区的长宽比)优选为5以上40以下、更优选为15以上40以下。
针状或板状微区的长宽比是指微区中的长轴长度(即最大径)与短轴长度之比(长轴长度/短轴长度)。
针状或板状微区的长轴长度是指针状或板状微区的最大径(即微区截面的轮廓线上的任意2点间所引出的直线段的最大长度)。
针状或板状微区的短轴长度是指将微区的轮廓上的任意2点连结而成的线段中,与微区长轴的延长线正交的线段的最大长度。
从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,圆状微区的圆度(特别是离型剂的微区的圆度)优选为0.92以上1.00以下、更优选为0.95以上1.00以下。
微区的圆度为由下式定义的圆度。
式:圆度(100/SF2)=4π×(A/I2) 式(1)
式(1)中,I表示微区的周长,A表示微区的面积。
·色调剂颗粒截面的观察方法
用于判断色调剂颗粒是否满足各条件的色调剂颗粒截面的观察方法如下。
将色调剂颗粒(或者附着有外添剂的色调剂颗粒)混合并包埋在环氧树脂中,将环氧树脂固化。将所得到的固化物利用超薄切片机装置(Leica公司制造Ultracut UCT)切断,制作厚度80nm以上130nm以下的薄片试样。接着,将所得到的薄片试样在30℃的干燥器内利用四氧化钌染色3小时。之后利用超高分辨率场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM、日立高新技术公司制造S-4800)得到经染色的薄片试样的透射成像模式STEM观察图像(加速电压:30kV、倍率:20000倍)。
色调剂颗粒中,根据对比度和形状来实施结晶性聚酯树脂与离型剂的判断。在SEM图像中,离型剂以外的粘结性树脂由于具有许多双键部分而被四氧化钌染色,因此可识别出离型剂部分与离型剂以外的树脂部分。
即,通过钌染色,离型剂为染色最浅的微区,结晶性树脂(例如结晶性聚酯树脂)的染色其次,非晶性树脂(例如非晶性聚酯树脂)的染色最深。可以将观察呈白色的微区判断为离型剂,将观察呈黑色的微区判断为非晶性树脂,将观察呈浅灰色的微区判断为结晶性树脂。
之后,对于经钌染色的结晶性树脂的区域进行图像分析,判断色调剂颗粒是否满足各条件。
另外,当要求出满足上述各条件的色调剂颗粒的比例时,对100个色调剂颗粒进行观察,计算出满足上述各条件的色调剂颗粒的比例。
需要说明的是,在SEM图像中包含各种尺寸的色调剂颗粒断面时,选择直径为色调剂颗粒的体积平均粒径的85%以上的色调剂颗粒断面,作为观察对象的色调剂颗粒。此处,色调剂颗粒断面的直径是指在色调剂颗粒断面的轮廓线上的任意2点间所引出的直线段的最大长度(所谓的长径)。
-粘结性树脂-
作为粘结性树脂,例如可以举出由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(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。
粘结性树脂特别优选应用非晶性树脂和结晶性树脂。
其中,非晶性树脂与结晶性树脂的质量比(结晶性树脂/非晶性树脂)优选为3/97以上50/50以下、更优选为7/93以上30/70以下。
此处,非晶性树脂是指如下树脂:在使用差示扫描量热测定(DSC)的热分析测定中不具有明确的吸热峰、仅具有阶梯状吸热变化,并且在常温下为固体、在玻璃化转变温度以上的温度下发生热塑化的树脂。
另一方面,结晶性树脂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、具有明确的吸热峰的树脂。
具体地说,例如,结晶性树脂是指以升温速度10℃/min测定时的吸热峰的半峰宽为10℃以内,非晶性树脂是指半峰宽大于10℃的树脂或者未确认到明确的吸热峰的树脂。
对非晶性树脂进行说明。
作为非晶性树脂,例如可以举出非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(例如苯乙烯丙烯酸类树脂等)、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂等公知的非晶性树脂。这些之中,优选非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(特别是苯乙烯丙烯酸类树脂),更优选非晶性聚酯树脂。
需要说明的是,作为非晶性树脂将非晶性聚酯树脂与苯乙烯丙烯酸树脂合用的方式也是优选的方式。另外,作为非晶性树脂应用具有非晶性聚酯树脂链段和苯乙烯丙烯酸类树脂链段的非晶性树脂也是优选的方式。
·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,也可以使用合成品。
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、萘二羧酸等)、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,优选芳香族二羧酸。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与采取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,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,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的3元以上的多元醇合用。作为3元以上的多元醇,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,根据需要将反应体系内减压,一边除去缩合时产生的水或醇一边使其反应。原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以加入高沸点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。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与要与该单体缩聚的酸或醇进行缩合,之后与主成分进行缩聚。
作为非晶性聚酯树脂,除了未改性的非晶性聚酯树脂以外,还可以举出改性的非晶性聚酯树脂。改性的非晶性聚酯树脂是指存在酯键以外的连结基团的非晶性聚酯树脂、与聚酯不同的树脂成分通过共价键或离子键等键合而成的非晶性聚酯树脂。作为改性的非晶性聚酯树脂,例如可以举出使在末端导入有异氰酸酯基等官能团的非晶性聚酯树脂与活性氢化合物反应而进行了末端改性的树脂。
非晶性聚酯树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为60质量%以上98质量%以下、更优选为65质量%以上95质量%以下、进一步优选为70质量%以上90质量%以下。
·苯乙烯丙烯酸类树脂
苯乙烯丙烯酸类树脂是使苯乙烯系单体(具有苯乙烯骨架的单体)与(甲基)丙烯酸系单体(具有(甲基)丙烯酰基的单体、优选具有(甲基)丙烯酰氧基的单体)至少共聚而成的共聚物。苯乙烯丙烯酸类树脂例如包括苯乙烯类单体与(甲基)丙烯酸酯类单体的共聚物。
需要说明的是,苯乙烯丙烯酸树脂中的丙烯酸树脂部分为丙烯酸系单体和甲基丙烯酸系单体中的任一者、或者为这两者经聚合而成的部分结构。另外,“(甲基)丙烯酸”这一表述既包括“丙烯酸”又包括“甲基丙烯酸”。
作为苯乙烯系单体,例如可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯苯乙烯、对氟苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、对叔丁氧基苯乙烯、对乙烯基苯甲酸、对甲基-α-甲基苯乙烯等。苯乙烯系单体可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
作为(甲基)丙烯酸系单体,可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)甲基丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯等。(甲基)丙烯酸系单体可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
苯乙烯系单体与(甲基)丙烯酸系单体的聚合比以质量基准计优选苯乙烯系单体:(甲基)丙烯酸系单体=70:30~95:5。
苯乙烯丙烯酸类树脂可以具有交联结构。具有交联结构的苯乙烯丙烯酸类树脂可以通过例如使苯乙烯系单体、(甲基)丙烯酸系单体和交联性单体进行共聚来制造。作为交联性单体没有特别限制,优选2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物。
苯乙烯丙烯酸类树脂的制作方法没有特别限制,例如应用溶液聚合、沉淀聚合、悬浮聚合、本体聚合、乳液聚合。聚合反应中应用公知的操作(例如间歇式、半连续式、连续式等)。
苯乙烯丙烯酸类树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为0质量%以上20质量%以下、更优选为1质量%以上15质量%以下、进一步优选为2质量%以上10质量%以下。
·具有非晶性聚酯树脂链段和苯乙烯丙烯酸类树脂链段的非晶性树脂(下文中也称为“杂化非晶性树脂”)
杂化非晶性树脂是非晶性聚酯树脂链段与苯乙烯丙烯酸类树脂链段经化学键合而成的非晶性树脂。
杂化非晶性树脂可以举出:具有由聚酯树脂构成的主链和化学键合于该主链的由苯乙烯丙烯酸类树脂构成的侧链的树脂;具有由苯乙烯丙烯酸类树脂构成的主链和化学键合于该主链的由聚酯树脂构成的侧链的树脂;具有聚酯树脂和苯乙烯丙烯酸类树脂经化学键合而成的主链的树脂;具有聚酯树脂和苯乙烯丙烯酸类树脂经化学键合而成的主链以及化学键合于该主链的由聚酯树脂构成的侧链和/或化学键合于该主链的由苯乙烯丙烯酸类树脂构成的侧链的树脂;等等。
关于各链段的非晶性聚酯树脂和苯乙烯丙烯酸类树脂如上文所述,省略说明。
聚酯树脂链段和苯乙烯丙烯酸类树脂链段的总量占全部杂化非晶性树脂的优选80质量%以上、更优选90质量%以上、进一步优选95质量%以上、进而优选为100质量%。
杂化非晶性树脂中,苯乙烯丙烯酸类树脂链段在聚酯树脂链段和苯乙烯丙烯酸类树脂链段的总量中所占的比例优选为20质量%以上60质量%以下、更优选为25质量%以上55质量%以下、进一步优选为30质量%以上50质量%以下。
杂化非晶性树脂优选通过下述(i)~(iii)的任一方法来制造。
(i)通过多元醇与多元羧酸的缩聚制作聚酯树脂链段后,使构成苯乙烯丙烯酸类树脂链段的单体加成聚合。
(ii)通过加成聚合性单体的加成聚合制作苯乙烯丙烯酸类树脂链段后,使多元醇与多元羧酸进行缩聚。
(iii)并行地进行多元醇与多元羧酸的缩聚和加成聚合性单体的加成聚合。
杂化非晶性树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为60质量%以上98质量%以下、更优选为65质量%以上95质量%以下、进一步优选为70质量%以上90质量%以下。
对非晶性树脂的特性进行说明。
非晶性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。
需要说明的是,玻璃化转变温度由通过差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线求出,更具体地说,按照JIS K 7121-1987“塑料的转变温度测定方法”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”求出。
非晶性树脂的重均分子量(Mw)优选为5000以上1000000以下、更优选为7000以上500000以下。
非晶性树脂的数均分子量(Mn)优选为2000以上100000以下。
非晶性树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上100以下、更优选为2以上60以下。
需要说明的是,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·TSKgelSuperHM-M(15cm),利用THF溶剂进行测定。重均分子量和数均分子量使用由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。
对结晶性树脂进行说明。
作为结晶性树脂,可以举出结晶性聚酯树脂、结晶性乙烯基树脂(例如聚亚烷基树脂、(甲基)丙烯酸长链烷基酯树脂等)等公知的结晶性树脂。这些之中,从色调剂的机械强度和低温定影性的方面出发,优选结晶性聚酯树脂。
·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物。作为结晶性聚酯树脂,也可以使用市售品,还可以使用合成物。
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物相比,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物。
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-2,6-二羧酸等二元酸等)、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,也可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的3元以上羧酸合用。作为三元羧酸,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,也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,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的3元以上的醇合用。作为3元以上的醇,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。
多元醇中,脂肪族二醇的含量可以为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯树脂同样地通过公知的制造方法而得到。
作为结晶性聚酯树脂,优选α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的聚合物。
α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的聚合物与非晶性聚酯树脂的相容性高,因此更容易抑制第1张与第10张图像的光泽差。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸,优选连接2个羧基的亚烷基的碳原子数为3以上14以下的α,ω-直链脂肪族二羧酸,上述亚烷基的碳原子数更优选为4以上12以下,上述亚烷基的碳原子数进一步优选为6以上10以下。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸,例如可以举出琥珀酸、戊二酸、己二酸、1,6-己烷二羧酸(惯用名辛二酸)、1,7-庚烷二羧酸(惯用名壬二酸)、1,8-辛烷二羧酸(惯用名癸二酸)、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,其中优选1,6-己烷二羧酸、1,7-庚烷二羧酸、1,8-辛烷二羧酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二羧酸。
α,ω-直链脂肪族二羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为α,ω-直链脂肪族二醇,优选连接2个羟基的亚烷基的碳原子数为3以上14以下的α,ω-直链脂肪族二醇,上述亚烷基的碳原子数更优选为4以上12以下,上述亚烷基的碳原子数进一步优选为6以上10以下。
作为α,ω-直链脂肪族二醇,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、1,12-十二烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇等,其中优选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。
α,ω-直链脂肪族二醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的聚合物,从抑制第1张与第10张图像的光泽差的方面出发,优选为选自由1,6-己烷二羧酸、1,7-庚烷二羧酸、1,8-辛烷二羧酸、1,9-壬烷二甲酸、以及1,10-癸烷二羧酸组成的组中的至少一种与选自由1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇组成的组中的至少一种的聚合物,其中更优选1,10-癸烷二羧酸与1,6-己二醇的聚合物。
结晶性聚酯树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为1质量%以上20质量%以下、更优选为2质量%以上15质量%以下、进一步优选为3质量%以上10质量%以下。
对结晶性树脂的特性进行说明。
结晶性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。
需要说明的是,熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线按照JISK7121:1987“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”求出。
结晶性树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000以上35,000以下。
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、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玟瑰红、苯胺蓝、佛青蓝、油溶蓝、亚甲基蓝氯化物、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。
离型剂的熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线按照JISK7121:1987“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”求出。
特别是离型剂的熔解温度优选为65℃以上95℃以下、更优选为67℃以上91℃以下。如果应用熔解温度65℃以上95℃以下的离型剂,则离型剂容易实现大粒径化和球形化,色调剂颗粒容易满足上述条件(B1)、条件(B2)和上述条件(C1)。
另外,熔解温度65℃以上95℃以下的离型剂优选为酯系蜡。酯系蜡也容易使离型剂实现大粒径化和球形化,色调剂颗粒容易满足上述条件(B1)、条件(B2)和上述条件(C1)。
此外,作为熔解温度65℃以上95℃以下的离型剂应用烷烃系蜡(特别是乙烯系蜡)时,容易使离型剂的微区呈大粒径化及针状或板状,色调剂颗粒容易满足上述条件(C2)。
酯系蜡是具有酯键的蜡。作为酯系蜡,可以为单酯、二酯、三酯和四酯中的任一者,可以采用公知的天然或合成酯蜡。
作为酯系蜡,可以举出高级脂肪酸(碳原子数10以上的脂肪酸等)与一元或多元脂肪族醇(碳原子数8以上的脂肪族醇等)的酯化合物。
作为酯系蜡,例如可以举出高级脂肪酸(辛酸、癸酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、油酸等)与醇(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇等一元醇;甘油、乙二醇、丙二醇、山梨糖醇、季戊四醇等多元醇)的酯化合物,具体地说,可以举出巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、加州希蒙得木油(jojobaoil)、木蜡、蜜蜡、虫白蜡、羊毛脂、褐煤酸酯蜡等。
作为烷烃系蜡,例如可以举出聚乙烯系蜡、聚丙烯系蜡等。
离型剂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为4质量%以上20质量%以下、更优选为6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。
此处,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。
作为色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v),优选为2μm以上15μm以下、更优选为4μm以上8μm以下。
需要说明的是,关于色调剂颗粒的各种平均粒径以及各种粒度分布指数,使用Coulter Multisizer II(Beckman Coulter公司制造),电解液使用ISOTON-II(BeckmanCoulter公司制造)来进行测定。
在测定时,向作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5%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使用孔径为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。需要说明的是,采样的颗粒数为50000个。
对于以所测定的粒度分布为基准划分出的粒度范围(区段),从小径侧起分别将体积、数量描绘出累积分布,将累积16%点的粒径定义为体积粒径D16v、数粒径D16p,将累积50%点的粒径定义为体积平均粒径D50v、累积数均粒径D50p,将累积84%点的粒径定义为体积粒径D84v、数粒径D84p。
使用这些数值,将体积粒度分布指数(GSDv)以(D84v/D16v)1/2计算出、将数粒度分布指数(GSDp)以(D84p/D16p)1/2计算出。
作为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利用(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)]来求出。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。
需要说明的是,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,得到除去外添剂的色调剂颗粒。
(外添剂)
作为外添剂,例如可以举出无机颗粒。作为该无机颗粒,可以举出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。
作为外添剂的无机颗粒表面可以被施以疏水化处理。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。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。它们可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为疏水化处理剂的量,通常,例如相对于无机颗粒100质量份为1质量份以上10质量份以下。
作为外添剂,还可以举出树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺树脂等的树脂颗粒)、清洁活性剂(例如以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的颗粒)等。
作为外添剂的外添量,例如相对于色调剂颗粒优选为0.01质量%以上5质量%以下、更优选为0.01质量%以上2.0质量%以下。
(色调剂的制造方法)
接着对本实施方式的色调剂的制造方法进行说明。
本实施方式的色调剂通过在色调剂颗粒的制造后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)中的任一方法来制造。色调剂颗粒的制法不特别限于这些制法,可以采用公知的制法。
这些之中,从使结晶性树脂的微区满足上述条件的方面出发,通过凝集合并法得到色调剂颗粒为宜。
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,经历下述步骤后,再次进行冷却(第2冷却颗粒),制造色调剂颗粒:
准备分散有非晶性树脂颗粒的非晶性树脂颗粒分散液、分散有结晶性树脂颗粒的结晶性树脂颗粒分散液、分散有离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液的步骤(颗粒分散液准备步骤);
在非晶性树脂颗粒分散液、结晶性树脂颗粒分散液、离型剂颗粒分散液混合而成的分散液中(必要时的混合着色剂分散液后的分散液中)使非晶性树脂颗粒、结晶性树脂颗粒以及离型剂颗粒(必要时的着色剂等)凝集,形成第1凝集颗粒的步骤(第1凝集颗粒形成步骤);
在得到分散有第1凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液混合(或者将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液的混合液混合),进行凝集以使非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒进一步附着于第1凝集颗粒的表面,将该操作重复1次以上,形成第2凝集颗粒的步骤(第2凝集颗粒形成步骤);
在得到分散有第2凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液混合,进行凝集以使非晶性树脂颗粒附着于第2凝集颗粒的表面,形成第3凝集颗粒的步骤(第3凝集颗粒形成步骤);以及
对分散有第3凝集颗粒的凝集颗粒分散液进行加热,使凝集颗粒融合/合并后(第1合并颗粒),依次实施骤冷、再升温和缓冷(第1冷却颗粒),形成色调剂颗粒经融合/合并而成的颗粒的步骤(第2合并颗粒)。
以下对各步骤的详情进行说明。
需要说明的是,在以下的说明中,对得到包含着色剂和离型剂的色调剂颗粒的方法进行说明,但着色剂是根据需要使用的成分。当然也可以使用着色剂以外的其他添加剂。
-树脂颗粒分散液准备步骤-
首先准备分散有作为粘结性树脂的各树脂颗粒的各树脂颗粒分散液(非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液),并且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。
此处,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。这些成分可以单独使用一种,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,也可以使用例如转相乳化法使树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
需要说明的是,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,之后投入水介质(W相),由此进行从W/O转相为O/W的树脂的转换(所谓的转相)使其不连续相化,使树脂以颗粒状分散在水介质中。
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。
需要说明的是,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(例如堀场制作所制造、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),从小粒径侧起绘制累积体积分布,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。需要说明的是,其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也同样地进行测定。
作为树脂颗粒分散液中包含的树脂颗粒的含量,例如优选为5质量%以上50质量%以下、更优选为10质量%以上40质量%以下。
需要说明的是,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。
-第1凝集颗粒形成步骤-
接着,将非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液和离型剂颗粒分散液一起进行混合。
之后,在混合分散液中使非晶性树脂颗粒、结晶性树脂颗粒、着色剂颗粒以及离型剂颗粒异质凝集,形成具有与目标色调剂颗粒的粒径相近的粒径且包含非晶性树脂颗粒、结晶性树脂颗粒、着色剂颗粒和离型剂颗粒的第1凝集颗粒。
具体地说,例如,向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pH为2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂后,加热至接近非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体地说,例如非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃~玻璃化转变温度-10℃)的温度,使分散在混合分散液中的颗粒凝集,形成第1凝集颗粒。
第1凝集颗粒形成步骤中,例如也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℃)添加上述凝集剂,将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH为2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂,之后进行上述加热。
作为凝集剂,例如可以举出与作为添加在混合分散液中的分散剂使用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。特别是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、带电特性提高。
可以根据需要使用与凝集剂的金属离子形成络合物或类似键的添加剂。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、以及聚合氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物等。
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;亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等。
作为螯合剂的添加量,例如相对于非晶性树脂颗粒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。
-第2凝集颗粒形成步骤-
接着,在得到分散有第1凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液进行混合。也可以将非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液的混合液与该凝集颗粒分散液进行混合。
之后,在分散有第1凝集颗粒、非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒的分散液中使非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒在第1凝集颗粒的表面凝集。
具体地说,例如,在第1凝集颗粒形成步骤中,当第1凝集颗粒达到目标粒径时,向第1凝集颗粒分散液中添加非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液,对于该分散液在非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以下进行加热。
将该凝集操作重复1次以上,形成第2凝集颗粒。
-第3凝集颗粒形成步骤-
在得到分散有第2凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液进行混合。
之后,在分散有第2凝集颗粒及非晶性树脂颗粒的分散液中使非晶性树脂颗粒在第2凝集颗粒的表面凝集。
具体地说,例如,在第2凝集颗粒形成步骤中,当第2凝集颗粒达到目标粒径时,向第2凝集颗粒分散液中添加非晶性树脂颗粒分散液,对于该分散液在非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以下进行加热。
之后调整分散液的pH,使凝集的进行停止。
-融合/合并步骤-
接着,对于分散有第3凝集颗粒的第3凝集颗粒分散液,例如加热至非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以上(例如比非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至高30℃的温度以上),使凝集颗粒融合/合并,形成色调剂颗粒。
此处,当通过加热使凝集颗粒融合/合并时,首先升温至结晶性树脂的熔解温度以上~熔解温度+20℃的范围,之后保持该状态,在第3凝集颗粒中的离型剂颗粒维持分散状态的情况下使结晶性树脂颗粒融合,得到第1合并颗粒。
接着,缓冷(例如冷却速度0.7℃/min以下的缓冷)至结晶性树脂的(熔解温度-50℃)~(熔解温度-5℃)的范围,之后保持该状态,使结晶性树脂的微区生长,得到第1冷却颗粒。
接着,升温至融合/合并温度(非晶性树脂的玻璃化转变温度以上的温度)后,保持该状态,使离型剂颗粒融合,得到第2合并颗粒。
通过进行这些操作,可以将结晶性树脂颗粒的融合部分与离型剂颗粒的融合部分分开。
接着缓冷(例如冷却速度0.7℃/min以下的缓冷)至40℃以下的温度,由此使结晶性树脂的微区与离型剂的微区以相互不接触的状态生长,得到第2冷却颗粒。
经过以上的步骤,得到满足条件(A1)和条件(B1)或者满足条件(A2)和条件(B2)的色调剂颗粒。特别是当进行上述操作时,容易得到结晶性树脂的微区为针状或板状、离型剂的微区为圆状的满足条件(C1)的色调剂颗粒。
需要说明的是,结晶性树脂的微区为圆状、离型剂的微区为针状或板状的满足条件(C2)的色调剂颗粒例如通过进行下述操作而得到。
当通过加热使凝集颗粒融合/合并时,首先升温至结晶性树脂的熔解温度以上~熔解温度+20℃的范围,之后保持该状态,在第3凝集颗粒中的离型剂颗粒维持分散状态的情况下使结晶性树脂颗粒融合。
接着,骤冷(例如以冷却速度1℃/min以上4℃/min以下进行冷却)至结晶性树脂的(熔解温度-50℃)~(熔解温度-10℃)的范围,使结晶性树脂成为过冷却状态。成为过冷却状态后,按照结晶性树脂能够形成片层结构的方式保持在结晶性树脂的(溶解温度-50℃)~(溶解温度-10℃),由此能够形成结晶性树脂的片层结构,使结晶性树脂的微区成为圆状。
并且,通过上述操作,离型剂的微区成为针状或板状。需要说明的是,在以过度的冷却速度进行过冷却时,离型剂微区的直径减小,呈小径化。
此处,在融合/合并步骤结束后,将在溶液中形成的色调剂颗粒经公知的清洗步骤、固液分离步骤、干燥步骤得到干燥状态的色调剂颗粒。
关于清洗步骤,从带电性的方面出发,可以充分实施利用离子交换水的置换清洗。另外,固液分离步骤没有特别限制,从生产率的方面出发,可以实施抽滤、加压过滤等。另外,干燥步骤的方法也没有特别限制,从生产率的方面出发,可以实施冷冻干燥、气流干燥、流动干燥、振动型流动干燥等。
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、罗迪格混合器等来进行。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被覆树脂的被覆载体;在基体树脂中分散混配有磁性粉的磁性粉分散型载体;在多孔质的磁性粉中浸渗树脂而成的树脂浸渗型载体;等等。
需要说明的是,磁性粉分散型载体和树脂浸渗型载体也可以为以该载体的构成颗粒作为芯材、在其上利用被覆树脂进行被覆而成的载体。
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。
作为被覆树脂和基体树脂,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。
需要说明的是,在被覆树脂和基体树脂中也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、钛酸钾等的颗粒。
此处,为了将被覆树脂被覆在芯材的表面,可以举出将被覆树脂以及必要时的各种添加剂溶解在适当的溶剂中并使用所得到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,考虑所使用的被覆树脂、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>
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,作为静电图像显影剂,应用本实施方式的静电图像显影剂。
利用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可应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;具备对色调剂图像的转印后、充电前的图像保持体表面进行清洁的清洁机构的装置;具备在色调剂图像的转印后、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。
在为中间转印方式的装置的情况下,转印机构例如应用具有下述部件的构成:将色调剂图像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。
需要说明的是,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,例如适于使用如下处理盒,该处理盒具备存储有本实施方式的静电图像显影剂的显影机构。
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。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分,省略其说明。
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)、蓝色(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在水平方向上相互间隔开预先设定的距离并列排布。需要说明的是,这些单元10Y、10M、10C、10K也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的附图中的上方,作为中间转印体的中间转印带20经过各单元而延伸设置。中间转印带20卷绕设置在沿图中从左向右的方向相互分开地配置的驱动辊22以及与中间转印带20内面相接的支持辊24上,使其沿着从第1单元10Y向着第4单元10K的方向运转。需要说明的是,支持辊24通过未图示的弹簧等沿着与驱动辊22分离的方向施加力,对于卷绕在这两者上的中间转印带20施加着张力。另外,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。
另外,向各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影机构)4Y、4M、4C、4K分别进行包括黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂的色调剂供给,黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂储存于色调剂盒8Y、8M、8C、8K。
第1~第4单元10Y、10M、10C、10K具有同等的构成,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。需要说明的是,对于与第1单元10Y同等的部分,附以带有品红色(M)、蓝色(C)、黑色(K)来代替黄色(Y)的参考符号,由此省略第2~第4单元10M、10C、10K的说明。
第1单元10Y具有起到图像保持体作用的感光体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,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,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,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),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,除去一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
需要说明的是,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。进而,各一次转印辊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进行的控制而改变施加至各一次转印辊的转印偏压。
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。该感光层通常为高电阻(常见的树脂的电阻),但具有在照射激光线3Y时被照射了激光线的部分的电阻率发生变化的性质。于是,根据从未图示的控制部送出的黄色用图像数据,藉由曝光装置3将激光线3Y输出到充电后的感光体1Y表面。将激光线3Y照射至感光体1Y表面的感光层,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上的静电图像可视化(显影)为色调剂图像。
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,例如在第1单元10Y中利用控制部(未图示)控制为例如+10μA。
另一方面,残留在感光体1Y上的色调剂利用感光体清洁装置6Y除去并被回收。
另外,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转印有黄色调剂图像的中间转印带20经过第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为与色调剂的极性(-)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。需要说明的是,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。关于记录介质,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。
将已完成彩色图像的定影的记录纸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>
对本实施方式的处理盒进行说明。
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,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。
需要说明的是,本实施方式的处理盒并不限于上述构成,也可以为具备显影装置以及必要时的例如选自图像保持体、带电机构、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。
以下示出了本实施方式的处理盒的一例,但并不限定于此。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分,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)与感光体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(清洁单元的一例)一体地组合并进行保持来构成,制成墨盒。
需要说明的是,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)。
接着对本实施方式的色调剂盒进行说明。
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。
需要说明的是,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。另外,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]
下面举出实施例和比较例对本实施方式更具体地进行详细说明,但本实施方式并不受这些实施例的任何限定。需要说明的是,只要不特别声明,表示量的“份”和“%”为质量基准。
<非晶性树脂的制作>
(非晶性聚酯树脂(A)的制作)
·对苯二甲酸:70份
·富马酸:30份
·乙二醇:41份
·1,5-戊二醇:48份
向具备搅拌装置、氮气导入管、温度传感器以及精馏塔的内容量5升的烧瓶中投入上述原料,在氮气气流下,用时1小时将温度升至220℃,相对于上述原料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℃,在该温度下继续进行1小时脱水缩合反应后,将反应物冷却。这样合成出重均分子量96000、玻璃化转变温度61℃的非晶性聚酯树脂(A)。
<非晶性树脂颗粒分散液的制作>
(非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)的制作)
向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(A)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相当于3倍量的量),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以2份/分钟的速度滴加离子交换水400份,进行乳化。滴加结束后,使乳化液恢复至25℃,得到分散有体积平均粒径190nm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%,制成非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)。
<结晶性树脂的制作>
(结晶性聚酯树脂(B)的制作)
·1,10-癸烷二羧酸:265份
·1,6-己二醇:168份
·二丁基氧化锡(催化剂):0.3质量份
向加热干燥后的三口烧瓶中加入上述成分后,通过减压操作使容器内的空气利用氮气形成惰性气氛,利用机械搅拌在180℃进行5小时搅拌、回流。其后在减压下缓慢地升温至230℃,进行2小时搅拌,达到粘稠状态后进行空气冷却,使反应停止。经分子量测定(聚苯乙烯换算),所得到的“结晶性聚酯树脂(B)”的重均分子量(Mw)为12700,熔解温度为73℃。
<结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制作>
(结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1)的制作)
使用结晶性聚酯树脂(B)90质量份、离子型表面活性剂NEOGEN RK(第一工业制药)1.8质量份、离子交换水210质量份,加热至120℃,利用IKA制ULTRA-TURRAX T50充分分散后,利用压力排出型Gaulin均质器进行1小时分散处理,制成体积平均粒径为190nm、固体成分量为20质量%的结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1)。
(着色剂颗粒分散液的制备)
·炭黑(Cabot公司制造、Regal330):50份
·离子系表面活性剂NEOGEN RK(第一工业制药):5份
·离子交换水:193份
将上述成分混合,利用Ultimaizer(Sugino Machine公司制造)在240MPa进行10分钟处理,制备着色剂颗粒分散液(固体成分浓度:20%)。
<离型剂颗粒分散液的制备>
(离型剂颗粒分散液(W1)的制备)
·酯系蜡(日油株式会社制WEP-5熔解温度85℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W1)(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W2)的制备)
·酯系蜡(日油株式会社制WEP-9熔解温度67℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W2)(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W3)的制备)
·酯系蜡(日油株式会社制WEP-2熔解温度60℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W3)(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W4)的制备)
·固体石蜡(日本精蜡株式会社制HNP-9熔解温度75℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W4)(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W5)的制备)
·聚乙烯系蜡(东洋ADL株式会社制PW600熔解温度91℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W5)(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W6)的制备)
·固体石蜡(日本精蜡株式会社制FT-100熔解温度98℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK):1份
·离子交换水:350份
将上述原料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质器(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(W6)(固体成分量20%)。
<实施例1>
-色调剂颗粒的制作-
·非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1):240份(固体成分20%)
·结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1):50份(固体成分20%)
·着色剂颗粒分散液:20份(固体成分20%)
·离型剂颗粒分散液(W1):40份(固体成分20%)
·阴离子表面活性剂(第一工业制药株式会社:NEOGEN RK、20%):2.8份
·离子交换水:215份
将上述成分装入具备温度计、pH计、搅拌机的3升反应容器中,一边利用加热套从外部进行温度控制,一边在温度30℃、搅拌转速150rpm的条件下保持30分钟。其后添加0.3N硝酸水溶液,将凝集步骤中的pH调整为3.0。
一边利用均质器(IKA Japan公司制造:ULTRA-TURRAX T50)进行分散,一边添加将PAC(王子制纸株式会社制:30%粉末品)0.7份溶解在离子交换水7份中而成的PAC水溶液。其后一边进行搅拌一边升温至50℃,利用Coulter Multisizer II(孔径:50μm、库尔特公司制造)测定粒径,体积平均粒径为4.6μm。这样得到第1凝集颗粒。
其后追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)45份及结晶性聚酯树脂颗粒分散液30份,得到第2凝集颗粒。保持30分钟后,进一步追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)75份,得到第3凝集颗粒。
接着加入10%的NTA(次氮基三乙酸)金属盐水溶液(Chelest70:Chelest株式会社制造)20份,之后使用1N的氢氧化钠水溶液使pH为9.0。
其后升温至第1合并温度70℃,保持第1合并时间30分钟,得到第1合并颗粒,之后以第1冷却速度0.7℃/min缓冷至第1最终冷却温度63℃,得到第1冷却颗粒后,保持30分钟。
接着升温至第2合并温度87℃,保持第2合并时间20分钟,得到第2合并颗粒,之后以第2冷却速度0.7℃/min缓冷至第2最终冷却温度35℃,进一步在35℃下在第2冷却后将该温度维持保持时间30分钟,得到第2冷却颗粒。其后进行过滤,得到粗色调剂颗粒。
将粗色调剂颗粒进一步再分散在离子交换水中,进行过滤,重复该操作,进行清洗直至滤液的电导率达到20μS/cm以下为止,之后在40℃的烘箱中真空干燥5小时,得到色调剂颗粒。
-色调剂的制作-
相对于所得到的色调剂颗粒100份,将疏水性二氧化硅(NIPPON AEROSIL公司制造、RY50)1.5份使用样品磨以10000rpm混合30秒。其后利用网孔45μm的振动筛进行筛分,得到色调剂。
<实施例2~32、比较例1~2>
按照表1变更分散液的量和种类、第1合并颗粒、第1冷却颗粒、第2合并颗粒以及第2冷却颗粒的各条件,除此以外与实施例1同样地得到色调剂颗粒。
<比较例3>
·非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1):240份(固体成分20%)
·结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1):80份(固体成分20%)
·离型剂颗粒分散液(W1):40份(固体成分20%)
·着色剂分散液:20份(固体成分20%)
·阴离子表面活性剂(第一工业制药株式会社:NEOGEN RK、20%):2.8份
·离子交换水:215份
将上述成分装入具备温度计、pH计、搅拌机的3升反应容器中,一边利用加热套从外部进行温度控制,一边在温度30℃、搅拌转速150rpm的条件下保持30分钟。其后添加0.3N硝酸水溶液,将凝集步骤中的pH调整为3.0。
一边利用均质器(IKA Japan公司制造:ULTRA-TURRAX T50)进行分散,一边添加将PAC(王子制纸株式会社制:30%粉末品)0.7份溶解在离子交换水7份中而成的PAC水溶液。其后一边进行搅拌一边升温至50℃,利用Coulter Multisizer II(孔径:50μm、库尔特公司制造)测定粒径,体积平均粒径为4.6μm。其后追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)120份。
接着加入10%的NTA(次氮基三乙酸)金属盐水溶液(Chelest70:Chelest株式会社制造)20份,之后使用1N的氢氧化钠水溶液使pH为9.0。
其后升温至87℃,保持2小时后,以冷却速度0.5℃/min缓冷至30℃,进行过滤,得到粗色调剂颗粒。
将粗色调剂颗粒进一步再分散于离子交换水中,进行过滤,重复该操作,进行清洗直至滤液的电导率达到20μS/cm以下为止,之后在40℃的烘箱中真空干燥5小时,得到色调剂颗粒。
<比较例4>
除了将比较例3中使用的离型剂颗粒分散液(W1)变更为离型剂颗粒分散液(W5)以外,与比较例3同样地实施,得到色调剂颗粒。
<特性>
对于各例的色调剂,按照上述方法测定下述特性。
·色调剂颗粒的最大径
·结晶性树脂的微区径
·结晶性树脂的微区的长宽比或圆度
·微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的结晶性树脂微区数(表中记为“大型微区数”)
·离型剂的微区径
·离型剂微区的长宽比或圆度
·微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的离型剂微区数(表中记为“大型微区数”)
·满足条件(A1)和条件(B1)的色调剂颗粒A1相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A1)、条件(B1)以及条件(C11)的色调剂颗粒B1相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A1)、条件(B1)以及条件(C21)的色调剂颗粒C1相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A1)、条件(B1)以及条件(C12)的色调剂颗粒D1相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A1)、条件(B1)以及条件(C22)的色调剂颗粒E1相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A2)和条件(B2)的色调剂颗粒A2相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A2)、条件(B2)以及条件(C11)的色调剂颗粒B2相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A2)、条件(B2)以及条件(C21)的色调剂颗粒C2相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A2)、条件(B2)以及条件(C12)的色调剂颗粒D2相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
·满足条件(A2)、条件(B2)以及条件(C22)的色调剂颗粒E2相对于全部色调剂颗粒(测定数100个)的比例(个数%)
各条件如下。
条件(A1):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的结晶性树脂微区存在1个以上。
条件(B1):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的离型剂微区存在1个以上。
条件(A2):微区径相对于色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的结晶性树脂微区存在2个以上。
条件(B2):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的离型剂微区存在2个以上。
条件(C11):结晶性树脂的微区为长宽比5以上40以下的针状或板状,离型剂的微区为圆度0.92以上1.00以下的圆状。
条件(C21):结晶性树脂的微区为圆度0.92以上1.00以下的圆状,离型剂的微区为长宽比5以上40以下的针状或板状。
条件(C12):结晶性树脂的微区为长宽比15以上40以下的针状或板状,离型剂的微区为圆度0.95以上1.00以下的圆状。
条件(C22):结晶性树脂的微区为圆度0.95以上1.00以下的圆状,离型剂的微区为长宽比15以上40以下的针状或板状。
需要说明的是,关于代表性的色调剂颗粒的结晶性树脂和离型剂的微区的形态如表1所示。具体如下。
<评价>
(显影剂的制作)
使用各例的色调剂,如下得到显影剂。
将球状磁铁矿粉末颗粒(体积平均粒径:0.55μm)500份用亨舍尔混合机充分搅拌后,添加钛酸酯系偶联剂5.0份,升温至100℃,混合搅拌30分钟,得到被覆有钛酸酯系偶联剂的球状磁铁矿颗粒。
接着,向四口烧瓶中加入苯酚6.25份、35%甲醛9.25份、上述磁铁矿颗粒500份以及25%氨水6.25份、水425份,进行混合搅拌。接着,在搅拌下在85℃进行120分钟反应后,冷却至25度,添加500份的水,之后除去上层清液,将沉淀物进行水洗。将其在减压下在150℃以上180℃以下进行干燥,得到平均粒径35μm的载体。
之后,将各例的色调剂与所得到的载体以色调剂: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。
(图像的光泽差)
使用所得到的显影剂,如下评价图像的光泽差。
将各实施例和比较例中得到的显影剂分别填充至图像形成装置“富士施乐株式会社制DocuCentrecolor 400”的显影机中。利用该图像形成装置,在温度28℃、湿度85%RH的环境下以处理速度308mm/s、定影温度150℃的条件将普通纸(Canon株式会社制造、商品名:CS-520A3)以白纸的状态输出50张。其后输出10张图像密度为100%的实心图像(色调剂加载量(TMA)10.0g/m2的图像),该实心图像自距A3纸前端5mm的位置起输出,该实心图像的尺寸为长50mm、宽280mm。关于普通纸第1张输出时和10张输出后的实心图像,通过下述方法测定光泽度。
光泽度的测定中,使用便携式光泽计(BYK Gardner Micro-Tri-Gloss、株式会社东洋精机制作所制),实施5处60度光泽度的测定。
由光泽度的测定值求出光泽度差,通过下述评价基准进行评价。
A:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差小于3°
B:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差小于4°
C:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差小于6°
D:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差小于8°
E:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差小于10°
F:第1张与第10张输出图像的光泽度最大值-最小值的光泽度差为10°以上
[表1-1]
Figure BDA0003342273750000411
[表1-2]
Figure BDA0003342273750000421
[表1-3]
Figure BDA0003342273750000431
[表1-4]
Figure BDA0003342273750000441
[表1-5]
Figure BDA0003342273750000451
由上述结果可知,与比较例相比,本实施例可抑制在薄记录介质上通过高速且低温定影来形成图像时所产生的第1张与第10张图像的光泽差。

Claims (14)

1.一种静电图像显影用色调剂,其具有色调剂颗粒,该色调剂颗粒包含非晶性树脂、结晶性树脂以及离型剂,
在对色调剂颗粒的截面进行观察时,满足下述条件(A1)和下述条件(B1),
条件(A1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在1个以上;
条件(B1):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在1个以上。
2.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(A2)和下述条件(B2),
条件(A2):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述结晶性树脂的微区存在2个以上;
条件(B2):微区径相对于上述色调剂颗粒的最大径为10%以上40%以下的上述离型剂的微区存在2个以上。
3.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(C1),
条件(C1):上述结晶性树脂的微区为针状或板状,上述离型剂的微区为圆状。
4.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,在对上述色调剂颗粒的截面进行观察时,上述色调剂颗粒满足下述条件(C2),
条件(C2):上述结晶性树脂的微区为圆状,上述离型剂的微区为针状或板状。
5.如权利要求3所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述针状或板状微区的长宽比为5以上40以下,上述圆状微区的圆度为0.92以上1.00以下。
6.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述离型剂的熔解温度为65℃以上95℃以下。
7.如权利要求6所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述熔解温度为65℃以上95℃以下的离型剂为酯系蜡。
8.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒的含量相对于全部色调剂颗粒为30个数%以上。
9.如权利要求8所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒的含量相对于全部色调剂颗粒为70个数%以上。
10.一种静电图像显影剂,其包含权利要求1所述的静电图像显影用色调剂。
11.一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储权利要求1所述的静电图像显影用色调剂。
12.一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储权利要求10所述的静电图像显影剂,利用上述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。
13.一种图像形成装置,其具备:
图像保持体;
充电机构,对上述图像保持体表面进行充电;
静电图像形成机构,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;
显影机构,存储权利要求10所述的静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;
转印机构,将形成在上述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,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
14.一种图像形成方法,其具有下述步骤:
充电步骤,对图像保持体表面进行充电;
静电图像形成步骤,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;
显影步骤,利用权利要求10所述的静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;
转印步骤,将形成在上述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,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
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