CN115561980A - 调色剂 - Google Patents
调色剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115561980A CN115561980A CN202210758006.XA CN202210758006A CN115561980A CN 115561980 A CN115561980 A CN 115561980A CN 202210758006 A CN202210758006 A CN 202210758006A CN 115561980 A CN115561980 A CN 115561980A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- toner
- particles
- silica particles
- compound
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0821—Developers with toner particles characterised by physical parameters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
- G03G9/09733—Organic compounds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0819—Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/083—Magnetic toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/083—Magnetic toner particles
- G03G9/0831—Chemical composition of the magnetic components
- G03G9/0833—Oxides
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08702—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- G03G9/08706—Polymers of alkenyl-aromatic compounds
- G03G9/08708—Copolymers of styrene
- G03G9/08711—Copolymers of styrene with esters of acrylic or methacrylic acid
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08775—Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- G03G9/08782—Waxes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/09—Colouring agents for toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
- G03G9/09708—Inorganic compounds
- G03G9/09725—Silicon-oxides; Silicates
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
本发明涉及调色剂。一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂、结晶性材料和二氧化硅颗粒的调色剂颗粒,其中调色剂颗粒中包含的二氧化硅颗粒的数均粒径D1为400至3000nm;二氧化硅颗粒具有尖锐部;和结晶性材料包含具有酯基的化合物。
Description
技术领域
本公开涉及用于使用电子照相法等的记录方法中的调色剂。
背景技术
近年来,如复印机和打印机等图像形成设备的使用目的和使用环境已多样化,产生了更高的速度、更高的图像品质和更高的稳定性的要求。此外,与此同时,在复印机和打印机中,设备的小型化和节能化正在发展,并且优选使用在这些方面有利的使用磁性调色剂的磁性单组分显影系统。
电子照相法包括通过充电手段使静电潜像承载体(以下称为感光构件)带电的充电步骤、使带电的感光构件曝光以形成静电潜像的曝光步骤和用调色剂使静电潜像显影以形成调色剂图像的显影步骤。接下来,进行在有或没有中间转印构件的情况下将调色剂图像转印至记录材料的转印步骤,和使承载调色剂图像的记录材料通过由加压构件和可旋转图像加热构件形成的辊隙部的定影步骤,从而对调色剂图像进行加热、加压和定影,以输出图像。
为了满足近年来提出的节能需求并且适用于多种环境中使用,除了在低温下充分定影外,重要的是,贮存稳定性高于常规的贮存稳定性。已经公开了许多关于改善定影性的技术,其中,存在许多与如烃蜡、酯蜡和结晶性聚酯等增塑剂有关的披露。
然而,通过添加增塑剂通常会降低贮存稳定性,并且由于增塑剂反复熔融和析出,特别是在如热循环等温度反复升降的环境下,调色剂的物理性质很可能变动。具体而言,可能出现如增塑剂向外迁移至调色剂表面并且变得与树脂更相容的现象,这会影响调色剂的带电性能和流动性,并且进一步表现为显影条纹和浓度不均匀。此外,由于树脂粘度通过增塑剂的添加而降低,因此热污损性很可能降低。
为了应对该问题,日本专利申请公开No.2010-026185迄今已尝试通过内部添加经脂肪酸酰胺处理的二氧化硅作为结晶成核剂来改善贮存稳定性。
此外,日本专利申请公开No.2009-042386公开了一种通过在核颗粒中包含珍珠项链型二氧化硅来改善耐成膜性的技术。此外,日本专利申请公开No.2004-309517还公开了一种通过在熔融捏合时添加无机细颗粒来改善低温定影性和生产性的技术。
发明内容
然而,从在热循环环境中的贮存稳定性的观点,发现上述文献中公开的技术是不充分的。本公开提供一种在热循环环境中具有优异的低温定影性和优异的贮存稳定性的调色剂。
本公开涉及一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂、结晶性材料和二氧化硅颗粒的调色剂颗粒,其中
调色剂颗粒中包含的二氧化硅颗粒的数均粒径D1为400至3000nm;
二氧化硅颗粒具有尖锐部(pointed portion);和
结晶性材料包含具有酯基的化合物。
根据本公开,可以提供一种在热循环环境中具有优异的低温定影性和优异的贮存稳定性的调色剂。参照附图,从以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出尖锐部。
具体实施方式
除非另有说明,否则本公开中如“从XX至YY”或“XX至YY”等数值范围的描述包括该范围的上限和下限处的数值。当分段描述数值范围时,各数值范围各自的上限和下限可以任意组合。
本公开涉及一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂、结晶性材料和二氧化硅颗粒的调色剂颗粒,其中
调色剂颗粒中包含的二氧化硅颗粒的数均粒径D1为400至3000nm;
二氧化硅颗粒具有尖锐部;和
结晶性材料包含具有酯基的化合物。
调色剂包含具有酯基的化合物(以下,也称为酯化合物)作为结晶性材料。通常,如上所述的具有酯基的结晶性材料与粘结剂树脂具有高相容性。例如,与烃蜡相比,此类酯化合物可以从酯基开始弯曲,因此对于粘结剂树脂具有高运动性和优异的可塑性,从而对改善低温定影性特别有效。
同时,在单独使用具有酯基的结晶性材料的情况下,贮存稳定性通常降低。这显然是因为由于如上所述的由酯基引起的高运动性,使得分子运动从低于熔点的相对低的温度开始,并且一部分结晶性材料开始熔融。此外,在温度从高温向低温变化的情况下,熔融的酯化合物结晶。因此,在重复高温和低温的情况下,重复熔融和结晶,结晶性材料存在于粘结剂树脂内部的位置会逐渐改变。结果,酯化合物可以移动并且向外迁移至调色剂表面,从而改变调色剂的带电性能和显影性。
此类现象在温度变化大且温度反复升降的热循环环境中变得显著。本发明人进行了深入研究以改善其中使用了具有酯基的结晶性材料并且具有优异的定影性的调色剂在热循环环境中的贮存稳定性。结果,发现通过使用具有相对大粒径且具有尖锐部的二氧化硅颗粒,可以显著改善贮存稳定性。
以下将描述调色剂。上述“二氧化硅颗粒”包含在调色剂颗粒中(作为内部添加剂),并且是指在调色剂生产步骤中内部添加至粘结剂树脂中的那些。即,在调色剂生产步骤中,二氧化硅颗粒与粘结剂树脂混合,当获得调色剂时,二氧化硅颗粒处于内部添加至调色剂颗粒的状态。例如,二氧化硅颗粒分散在粘结剂树脂中。以下,将调色剂颗粒中包含的二氧化硅颗粒也称为内部添加的二氧化硅颗粒。此外,在本公开中,二氧化硅颗粒是指以二氧化硅为主要组分的颗粒,主要组分是指构成二氧化硅颗粒的80质量%以上的组分。根据本发明人对二氧化硅颗粒进行的研究,例如,使用如滑石等复合化合物作为含二氧化硅的化合物没有产生本申请的效果。这显然是由于滑石中二氧化硅的比例低,并且,认为如上所述使用二氧化硅的组分比例高的二氧化硅颗粒是重要的。结晶性材料是指当根据ASTMD3418-82使用差示扫描量热仪(例如,"Q1000"(由TA Instruments制造))测量时具有吸热峰的材料。
如上所述,在热循环环境中,具有酯基的结晶性材料在溶解状态和结晶状态之间来回变化。根据本发明人进行的研究,发现具有尖锐部的内部添加的二氧化硅颗粒起到酯化合物的结晶成核剂的作用,并且显示出显著保持酯化合物的结晶状态。
以下将描述本发明人对这个问题的考虑。首先,以包括熔融捏合步骤的情况为例来说明调色剂生产时酯化合物的状态。在粘结剂树脂和酯化合物在等于或高于酯化合物的熔点的温度下熔融捏合的情况下,酯化合物处于与粘结剂树脂相容的状态。此时,在粘结剂树脂中存在具有尖锐部的二氧化硅颗粒的情况下,认为在尖锐部处酯化合物的移动受到干扰,使得酯化合物的密度分布受到干扰。根据成核理论,在存在不均匀状态的情况下,很可能从中发生成核,并且认为在调色剂中会发生相同的现象,并且可能会由于尖锐部而发生晶核的形成。
此外,根据本发明人进行的研究,认为由于具有尖锐部的二氧化硅颗粒起到促进酯化合物的结晶化的作用,因此在尖锐部发生酯化合物的快速晶体形成,存在大量处于结晶状态的酯化合物。
接下来,将考虑暴露于热循环环境。随着温度升高,存在于尖锐部的酯化合物的晶体如上所述开始分子运动并且试图与粘结剂树脂相容。然而,认为由于二氧化硅颗粒的尖锐部的促进结晶化的效果,使得在熔融后即刻发生成核而引起再结晶。因此,认为可以防止晶体变得与粘结剂树脂相容和进一步向外迁移至调色剂表面。
内部添加的二氧化硅颗粒的尖锐部是指在调色剂的截面观察中图1所示的角度为90度以下的部位。具有尖锐部的内部添加的二氧化硅颗粒是指具有一个以上的角度为90度以下的部位的二氧化硅颗粒。以下将描述用于判定二氧化硅颗粒是否具有尖锐部的具体方法。在用透射电子显微镜的调色剂的截面观察中,内部添加的二氧化硅颗粒中尖锐部的个数相对于一个内部添加的二氧化硅颗粒优选为1~50个,更优选1~20个。
包含具有尖锐部的二氧化硅颗粒的调色剂颗粒是指在使用透射电子显微镜的调色剂的截面观察中,包含内部添加的具有尖锐部的二氧化硅颗粒的调色剂颗粒构成观察到的调色剂截面的个数的70个数%以上的情况。在用透射电子显微镜的调色剂的截面观察中,在调色剂颗粒的观察截面的个数中,包含具有尖锐部的二氧化硅颗粒的调色剂颗粒的比例(个数%)优选为80个数%以上,更优选90%以上,甚至更优选93%以上。对上限没有特别地限制,但是例如,优选为100个数%以下、和99个数%以下。
此外,在用透射电子显微镜的调色剂的截面观察中,具有尖锐部的二氧化硅颗粒的个数相对于调色剂颗粒的一个截面优选为为1.0~30.0个,更优选1.0~20.0个,甚至更优选1.0~10.0个。
可以对内部添加的二氧化硅颗粒表面处理。从热循环环境中的贮存稳定性的观点,优选的是,未用脂肪酸酰胺对颗粒表面处理。
内部添加的二氧化硅颗粒的数均粒径(D1)为400nm~3000nm。在上述范围内,提高了贮存稳定性而不抑制定影过程。内部添加的二氧化硅颗粒的D1优选为600nm~2500nm,更优选1000nm~2000nm。
调色剂颗粒中包含的内部添加的二氧化硅颗粒的量相对于100质量份粘结剂树脂优选为0.1质量份以上、更优选0.5质量份以上、甚至更优选0.9质量份以上、还更优选1.5质量份以上。同时,上限优选为10.0质量份以下、更优选8.0质量份以下、甚至更优选5.0质量份以下、还更优选3.0质量份以下、最优选2.5质量份以下。
内部添加至调色剂颗粒的颗粒需要为二氧化硅。根据本发明人进行的研究,由于二氧化硅起到促进酯化合物的结晶化的作用,因此通过设置具有尖锐部的二氧化硅可以获得上述效果。如氧化铝和二氧化钛等其它无机氧化物没有表现出效果,无法解决上述问题。
为了提高上述效果,还优选控制作为结晶性材料的具有酯基的化合物与内部添加的二氧化硅颗粒的量比。具体而言,调色剂颗粒中的具有酯基的化合物的量与调色剂颗粒中包含的内部添加的二氧化硅颗粒的量的质量比的值(二氧化硅颗粒/酯化合物)优选为1.0~20.0,更优选2.0至11.0,甚至更优选2.5至5.0。在该范围内,更充分地发挥内部添加的二氧化硅颗粒使具有酯基的结晶性材料结晶化的效果。
对内部添加的二氧化硅颗粒的生产方法没有特别地限制,并且可以采用已知的方法。内部添加的二氧化硅颗粒的生产方法可以示例其中使如金属硅、卤化硅和硅烷化合物等硅化合物在气相中反应的气相法,和其中使例如烷氧基硅烷等硅烷化合物水解和缩合的湿式法。生产方法可以不受限制地选择,条件是,内部添加的二氧化硅颗粒具有尖锐部。在生产直径为400nm~3000nm的相对大的二氧化硅颗粒时,优选使用其中通过由氧和氢构成的化学火焰使粉末原料直接氧化的气相氧化法。气相氧化法是用于获得大的二氧化硅颗粒的优选生产方法,因为可以将反应容器内的温度瞬间升高至无机细粉末的熔点以上的温度。
作为内部添加的二氧化硅颗粒,例如,可以通过上述气相氧化法生产尺寸约为3000nm~5000nm的二氧化硅颗粒,并通过已知的方法粉碎,以得到具有尖锐部的内部添加的二氧化硅颗粒。例如,在使用粉碎机或喷磨机等粉碎能力高的装置作为粉碎机器的情况下,容易控制形状和粒径。另外,粒度分布可以使用已知的分级装置适当调节。
特别是,为了使在二氧化硅颗粒形成尖锐部,优选在二氧化硅颗粒的生产中具有粉碎工序。根据本发明人进行的研究,通过生产气相法二氧化硅或溶胶-凝胶二氧化硅的通常方法难以形成尖锐部。
内部添加的二氧化硅颗粒优选包含80质量%至100质量%、更优选90质量%至100质量%、还更优选95质量%至100质量、甚至更优选98质量%至100质量%的量的SiO2。
调色剂颗粒可以包含着色剂。着色剂不特别限于已知的颜料和磁性体。调色剂颗粒优选包含磁性体作为着色剂。此外,着色剂优选包含磁性体作为主要组分。结果,可以使整个调色剂坚硬,并且显影性能趋于改善。“包含磁性体作为主要组分”是指磁性体在着色剂中的含量比为50质量%至100质量%、优选80质量%至100质量%、更优选90质量%至100质量%。
磁性体可以示例如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体等铁氧化物;如铁、钴和镍等金属;这些金属与如铝、铜、镁、锡、锌、铍、钙、锰、硒和钛、钨和钒等金属及其混合物的合金。
磁性体的形状可以为八面体、六面体、球状、针状和薄片状等,可以使用这些中的任意一种,但具有四个以上的面的多面体是优选的,具有八个以上的面的多面体是更优选的。
磁性体的一次颗粒的数均粒径(D1)优选为100nm~350nm,更优选100nm~300nm,进一步优选110nm~300nm。
对作为磁性体的磁性铁氧化物颗粒的生产方法没有特别地限制,例如,可以使用以下方法来生产。通过向亚铁盐水溶液中添加至少相当于铁组分的量的如氢氧化钠等碱来制备包含氢氧化亚铁的水溶液。将制备的水溶液的pH值保持在7以上的同时吹入空气,并且在将水溶液加热至70℃以上的同时进行氢氧化亚铁的氧化反应,从而首先生成各自形成磁性铁氧化物颗粒的核的晶种。
接着,向包含晶种的浆状液体中添加相对于之前添加的碱量为约1当量的的量的硫酸亚铁水溶液。在将液体的pH保持在5~10的同时,在吹入空气的同时促进氢氧化亚铁的反应,并且在晶种周围生长磁性铁氧化物。此时,可以通过选择任意的pH、反应温度和搅拌条件、并且根据需要添加添加剂来控制磁性铁氧化物颗粒的形状和磁性质。随着氧化反应进行,液体的pH向酸性侧移动,但优选的是,液体的pH不低于5。磁性铁氧化物颗粒可以通过借助常规方法过滤、洗涤和干燥由此获得的磁性铁氧化物颗粒而获得。
磁性体的量相对于100质量份粘结剂树脂优选为50质量份至150质量份,更优选60质量份至120质量份。
另外,在调节内部添加的二氧化硅颗粒的数均粒径与磁性体的数均粒径之比的情况下,可以更容易地获得上述效果。具体而言,调色剂颗粒中包含的二氧化硅颗粒的数均粒径D1优选为磁性体的数均粒径的2倍以上,更优选3倍以上,还更优选5倍以上。另外,该比例优选为20以下,更优选15以下,进一步优选11以下。
调色剂包含粘结剂树脂。对粘结剂树脂没有特别地限制,并且可以使用如乙烯基系树脂和聚酯系树脂等已知的材料。
具体而言,可以使用如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物等苯乙烯系共聚物,聚丙烯酸酯,聚甲基丙烯酸酯,和聚乙酸乙烯酯等,并且这些可以单独使用或以两种以上的组合使用。
乙烯基系树脂的聚合性单体的实例包括以下。
如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、和对乙基苯乙烯等苯乙烯系单体;如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯等丙烯酸酯类;如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等甲基丙烯酸酯类;如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺等其它单体。这些单体可以单独使用或者以混合物使用。
粘结剂树脂优选为非结晶性树脂。作为粘结剂树脂,就显影特性和定影性能等而言,苯乙烯系共聚物和聚酯树脂是优选的。聚酯树脂优选为非结晶性聚酯树脂。粘结剂树脂更优选包括苯乙烯丙烯酸系树脂。从抑制暴露于热循环环境后的显影条纹的观点,苯乙烯丙烯酸系树脂是优选的。苯乙烯丙烯酸系树脂优选为苯乙烯与选自由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类组成的组中的至少一种的共聚物。
作为非晶性聚酯树脂,可以使用由醇组分和酸组分构成的通常的树脂,以下示例这两种组分。
二元醇组分的实例包括乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、环己烷二甲醇、丁烯二醇、辛烯二醇、环己烯二甲醇、氢化双酚A或由式(A)表示的双酚衍生物;由式(A)表示的化合物的氢化产物、由式(B)表示的二醇、或作为式(B)化合物的氢化产物的二醇。
式中,R为亚乙基或亚丙基,x和y为1以上的整数,并且x+y的平均值为2~10。
二元酸组分的实例包括如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐等苯二羧酸或其酸酐;如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸等烷基二羧酸或其酸酐;被具有6至18个碳原子的烷基或烯基取代的琥珀酸或其酸酐;如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸等不饱和二羧酸或其酸酐。
此外,三元以上的醇组分的实例包括甘油,季戊四醇,山梨糖醇,山梨聚糖,和酚醛清漆型酚醛树脂的氧化烯醚;并且三元以上的酸组分的实例包括偏苯三酸、均苯四酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、二苯甲酮四羧酸及其酸酐。
可以将电荷控制剂添加至调色剂。作为带负电用电荷控制剂,有机金属配合物和螯合化合物是有效的,其实例包括单偶氮金属配合物;乙酰丙酮金属配合物;和芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物等。商购可得的产品的具体实例包括Spilon BlackTRH、T-77和T-95(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、BONTRON(注册商标)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88和E-89(Orient Chemical Co.,Ltd.)。
调色剂颗粒包含结晶性材料,并且结晶性材料包含具有酯基的化合物。具有酯基的化合物是指1个分子中具有1个以上的酯基的化合物。其实例包括酯蜡例如山萮酸山萮酯和硬脂酸山萮酯,以及作为二醇和二羧酸的缩合物的结晶性聚酯。
从低温定影性的观点,具有酯基的化合物的熔点优选为60℃以上,更优选63℃以上。该熔点优选为150℃以下,更优选115℃以下,还更优选85℃以下,甚至更优选80℃以下。
可以使用已知的酯蜡。具体而言,可以使用如褐煤蜡及其衍生物、巴西棕榈蜡、和小烛树蜡等天然蜡、以及包含脂肪酸酯作为主要组分的蜡。优选选自由脂肪酸酯蜡和巴西棕榈蜡组成的组中的至少一种,更优选选自由单官能脂肪酸酯蜡组成的组中的至少一种。“包含脂肪酸酯作为主要组分的蜡”是指脂肪酸酯的含量比为50质量%至100质量%、优选80质量%至100质量%、更优选90质量%至100质量%的蜡。
酯蜡的峰值分子量优选为2000以下,更优选1500以下,甚至更优选1000以下。对下限没有特别地限制,但是优选为200以上,更优选400以上。
作为具有酯基的化合物,包含脂肪酸酯作为主要组分的蜡(以下称为脂肪族酯蜡)是优选的。以下是优选的脂肪族酯蜡。官能数表示一个分子中所含酯基的个数。例如,山萮酸山萮酯被称为单官能酯蜡,二季戊四醇六山萮酸酯被称为六官能酯蜡。
作为单官能脂肪族酯蜡,可以使用碳原子数为4~28的一元羧酸与碳原子数为4~28的一元醇的缩合物。例如,选自由硬脂酸硬脂酸、硬脂酸山萮酯、山萮酸硬脂酯和山萮酸山萮酯组成的组中的至少一种是优选的,选自由山萮酸山萮酯和硬脂酸山萮酯的组中的至少一种是更优选的。
作为双官能脂肪族酯蜡,可以使用二羧酸与一元醇的缩合物或二醇与一元羧酸的缩合物。
二羧酸的实例包括己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸。
二醇的实例包括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、1,11-十一烷二醇和1,12-十二烷二醇。
作为与二羧酸缩合的一元醇,脂肪族醇是优选的。其具体实例包括十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇、十九烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十三烷醇、二十四烷醇、二十五烷醇、二十六烷醇和二十八烷醇等。其中,从定影性和显影性的观点,二十二烷醇是优选的。
与二醇缩合的一元羧酸的实例包括月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、结核硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸和二十六烷酸等。其中,从定影性能和显影性能的观点,山萮酸是优选的。
尽管本文已经例示了直链脂肪酸和直链醇,但也可以使用具有支链结构的那些。
也可以使用三官能以上的酯蜡。这里,将给出三官能以上的脂肪族酯蜡的实例。
三官能酯蜡的实例包括甘油化合物和单官能脂肪族羧酸的缩合物。四官能酯蜡的实例包括季戊四醇和单官能脂肪族羧酸的缩合物,以及双甘油和脂肪族羧酸的缩合物。五官能酯蜡的实例包括三甘油和单官能脂族羧酸的缩合物。六官能酯蜡的实例包括二季戊四醇和单官能脂肪族羧酸的缩合物,以及四甘油和单官能脂肪族羧酸的缩合物。
接下来,将具体描述结晶性聚酯。可以选择结晶性聚酯而没有特别限制,只要其具有结晶性结构即可。优选使用脂肪族二醇和脂肪族二羧酸的缩合物作为结晶性聚酯,因为在粘结剂树脂结晶化和定影期间表现出优异的增塑能力。优选的是,脂肪族二醇和脂肪族二羧酸具有4至16个碳原子,因为易于平衡定影性能和贮存稳定性。
结晶性聚酯的重均分子量优选为10,000~50,000,更优选10,000~40,000。
作为结晶性聚酯,可以使用通过已知的合成方法制造的结晶性聚酯。例如,结晶性聚酯可以通过使二羧酸组分与二醇组分进行酯化反应或酯交换反应,然后在减压下通过常规方法或通过引入氮气进行缩聚反应来获得。
酯化或酯交换反应时,可以根据需要使用如硫酸、叔丁基丁醇钛、二丁基氧化锡、乙酸锰、或乙酸镁等通常的酯化催化剂或酯交换催化剂。对于聚合,可以使用如叔丁基丁醇钛、二丁基氧化锡、乙酸锡、乙酸锌、二硫化锡、三氧化锑、和二氧化锗等通常的聚合催化剂。对聚合温度和催化剂的量没有特别地限制,且可以根据需要任意选择。
调色剂中具有酯基的化合物的量相对于100质量份粘结剂树脂优选为1.0质量份至40.0质量份,更优选3.0质量份至35.0质量份,甚至更优选3.0质量份至20.0质量份,进一步优选5.0质量份至10.0质量份。
根据需要,可以在调色剂中进一步配混如烃蜡等结晶性材料以改善定影性。作为脱模剂,可以使用所有已知的脱模剂。具体实例包括如石蜡、微晶蜡、凡士林等石油蜡及其衍生物,通过费托法获得的烃蜡及其衍生物,和由聚乙烯和聚丙烯代表的聚烯烃蜡及其衍生物等。
调色剂可以包括调色剂颗粒和在调色剂颗粒的表面上的外部添加剂。可以使用已知的外部添加剂。
外部添加剂的实例包括如二氧化硅细颗粒、氧化铝细颗粒、二氧化钛细颗粒、氧化锌细颗粒、钛酸锶细颗粒、氧化铈细颗粒和碳酸钙细颗粒等无机细颗粒(金属氧化物细颗粒)。
其它添加剂,例如,如氟树脂粉末、硬脂酸锌粉末、和聚偏二氟乙烯粉末等润滑剂粉末;如氧化铈粉末、碳化硅粉末、和钛酸锶粉末等研磨剂;例如氧化钛粉末、和氧化铝粉末等流动性赋予剂;抗结块剂;或者,作为显影性改善剂的具有相反极性的有机细颗粒和无机细颗粒可以在基本上不产生不利影响的范围内以少量用于调色剂中。也可以在使用前对这些添加剂的表面进行疏水化处理。
调色剂的重均粒径(D4)优选为3.0μm~12.0μm,更优选4.0μm~10.0μm。在重均粒径(D4)在上述范围内的情况下,可以获得良好的流动性并且可以使潜像如实地显影。
对调色剂的生产方法没有特别地限制,可以采用已知的生产方法。调色剂的生产方法的实例包括粉碎法,和聚合法例如分散聚合法、缔合聚集法、溶解悬浮法、悬浮聚合法和乳化聚合和聚集法。
以下,具体示例通过熔融捏合步骤和粉碎步骤生产调色剂的粉碎方法,但本发明不限于此。
例如,粘结剂树脂、结晶性材料和二氧化硅颗粒,以及根据需要的着色剂、脱模剂、电荷控制剂和其它添加剂用如亨舍尔混合机或球磨机等混合机充分混合(混合步骤)。使用如双螺杆捏合挤出机、加热辊、捏合机、和挤出机等加热捏合机将得到的混合物熔融捏合(熔融捏合步骤)。
将得到的熔融捏合产物冷却固化后,使用粉碎机粉碎(粉碎步骤),并且使用分级机分级(分级步骤),以得到调色剂颗粒。调色剂颗粒可以原样用作调色剂。根据需要,可以使用例如亨舍尔混合机等混合机将调色剂颗粒和外部添加剂混合以获得调色剂。
混合机的实例包括以下。FM混合机(Nippon Coke Industries Co.,Ltd.);超级混合机(Kawata Mfg.Co.,Ltd.);RIBOCONE(Okawara Mfg.Co.,Ltd.);NAUTA MIXER、TURBULIZER、Cyclomix(Hosokawa Micron Corporation);螺旋销式混合机(PacificMachinery&Engineering Co.,Ltd.);和Loedige混合机(由Matsubo Corporation制造)。
热捏合机的实例包括以下。KRC捏合机(由Kurimoto,Ltd.制造);Buss Co-捏合机(由Buss AG制造);TEM型挤出机(由Toshiba Machine Co.,Ltd.制造);TEX双螺杆捏合机(由The Japan Steel Works,Ltd.制造);PCM捏合机(由Ikegai Corp.制造);三辊研磨机、混合辊研磨机、捏合机(Inoue Mfg.,Inc.);Kneadex(Mitsui Mining Co.,Ltd.);MS型加压捏合机、KNEADER-RUDER(Moriyama KK);班伯里混合机(KOBELCO)。
粉碎机的实例包括以下。反气流研磨机、Mikro Jet、INOMIZER(由HosokawaMicron Corporation制造);IDS型研磨机、PJM喷射粉碎机(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造);Cross喷磨机(由Kurimoto,Ltd.制造);ULLMAX(由Nippon Soda Co.,Ltd.制造);SK Jet-O Mill(由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造);CRYPTRON(由KawasakiHeavy Industries Co.,Ltd.制造);Turbo Mill(由Turbo Industries,Ltd.制造);超级转子(由Nisshin Engineering Co.,Ltd.制造)。
以下示出分级机的实例。分级机、微米级分级机、Spedic分级机(由SeishinEnterprise Co.,Ltd制造);涡轮分级机(由Nisshin Engineering Co.,Ltd.制造);Mikron分离器、Turboplex(ATP)、TSP分离器(由Hosokawa Micron Corporation制造);Elbow Jet(Nittetsu Mining Co.,Ltd.)、分散分离器(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造);YMMicrocut(由Yasukawa Corporation制造)。
此外,可以使用以下筛分装置来筛分粗颗粒。ULTRASONIC(由Kouei-Sangyo Co.,Ltd.制造);RESONASIEVER,Gyro Shifter(由Tokuju Co.,Ltd.制造);VIBRA SONIC SYSTEM(由Dalton Corporation制造);SONICLEAN(由Sintokogio,Ltd.制造);Turbo Screener(由Turbo Industries,Ltd.制造);MICROSIFTER(由Makino Mfg.Co.,Ltd.制造);圆形振动筛。
接着,将描述各物理性质的测量方法。
内部添加的二氧化硅颗粒和磁性体的数均粒径的测量方法
内部添加的二氧化硅颗粒是指在外部添加步骤之前包含在调色剂颗粒中的二氧化硅颗粒。该颗粒是否为二氧化硅颗粒可以通过能量色散X射线分析仪(EDX)来确认。内部添加的二氧化硅颗粒的数均粒径是指基于用透射电子显微镜(TEM)观察到的调色剂颗粒的截面图像的内部添加的二氧化硅颗粒的长轴的数均值。如下制备用透射电子显微镜(TEM)获得的调色剂颗粒的截面图像。
使用锇等离子体涂布机(Filgen,Inc.,OPC80T),将Os膜(5nm)和萘膜(20nm)作为保护膜施加至调色剂,用光固化性树脂D800(JEOL Ltd.)包封调色剂。然后,用超声波超薄切片机(Leica,UC7)以1mm/s的切割速度制作膜厚度为60nm(或70nm)的调色剂颗粒截面。
通过使用TEM(JEOL Ltd.,JEM2800)的STEM功能对获得的截面进行STEM观察。STEM探针尺寸为1nm,获取的图像尺寸为1024×1024像素。从调色剂颗粒的截面,选择直径为0.9至1.1倍重均粒径的截面。
对于所获得的图像,使用图像处理软件"Image-Pro Plus ver.4.0(由MediaCybernetics,Inc.制造)"确定内部添加的二氧化硅颗粒的长轴。在计算数均直径时,观察100个调色剂颗粒的截面。确定直径为400nm至3000nm的内部添加的二氧化硅颗粒的存在与否,并且将获得的数均值定义为内部添加的二氧化硅颗粒的数均粒径D1。
此外,在观察二氧化硅颗粒的图像中,使用图像处理软件"Image-Pro Plusver.4.0(由Media Cybernetics,Inc.制造)"计算端部的角度。具体地,如图1所示,二氧化硅颗粒1的端部由软件的边缘检测器检测。
画出以检测到的端部为中心的200nm半径的圆(图中由2表示的圆)。绘制端部与圆和二氧化硅颗粒轮廓的交点连接的两条直线(在图中,从圆2的中心延伸至圆2的轮廓的两条线),并且画出以直线为中心的宽度为50nm的线。包括在宽度为50nm的两条线中的二氧化硅颗粒1的轮廓线在图中以“线部分的放大图”显示。在此,在二氧化硅颗粒的轮廓线不符合50nm的宽度的情况下,不分析其端部。通过软件分析宽度为50nm的两条线所成的角度(图中3),当角度为90度以下时,判断为二氧化硅颗粒具有尖锐部。
观察100个调色剂颗粒的截面,并且计算每个二氧化硅颗粒的尖锐部的个数、对于调色剂颗粒的一个截面具有尖锐部的二氧化硅颗粒的个数、以及包含具有尖锐部的二氧化硅颗粒的调色剂颗粒的数量在观察到的调色剂颗粒的截面数量中的百分比。
关于磁性体的数均粒径,与二氧化硅颗粒的情况一样,取100个调色剂颗粒的截面观察中磁性体的长轴的数均值以获得磁性体的数均粒径。磁性体也可以通过能量色散X射线分析仪(EDX)来区分。
具有酯基的化合物的熔点的测量方法
作为结晶性材料的具有酯基的化合物的熔点根据ASTM D3418-82使用差示扫描量热仪"Q1000"(由TA Instruments制造)来测量。铟和锌的熔点用于装置检测器的温度校正,铟的熔解热用于发热值的校正。
具体而言,精确称取10mg具有酯基的化合物,将其置于铝盘中,空铝盘用作参照,在30℃至200℃的温度范围内以10℃/min的升温速度进行测量。在测量时,温度一次升高至200℃,然后,以10℃/分钟降低至30℃,然后以10℃/分钟再次升高。吸热峰的峰值温度从第二次升温过程中30℃至200℃的温度范围内的DSC曲线得到的。将吸热峰的峰值温度取作熔点。
调色剂(颗粒)的重均粒径(D4)和数均粒径(D1)的测量
使用基于孔电阻法并且配备有直径为100μm的口管的精密粒径分布分析仪"Coulter Counter Multisizer 3"(注册商品名,由Beckman Coulter,Inc.)和用于设定测量条件和分析测量数据的专用软件Beckman Coulter Multisizer 3Version 3.51"(由Beckman Coulter,Inc.制造)以25,000个有效测量通道测量调色剂(颗粒)的重均粒径(D4)和数均粒径(D1),且分析和计算测量数据。
作为用于测量的电解质水溶液,可以使用溶解在离子交换水中使得浓度变为约1.0质量%的特级氯化钠,例如,"ISOTON II"(由Beckman Coulter,Inc.制造)。
在测量和分析之前,对专用软件进行以下设定。
在专用软件的“改变标准操作模式(SOM)”的屏幕中,将控制模式的总计数设定为50,000个颗粒,将测量次数设定为1次,并且将Kd值设定为使用“标准颗粒10.0μm”(由Beckman Coulter,Inc.制造)获得的值。通过按下“阈值/噪音水平测量”按钮自动设定阈值和噪音水平。将电流设定为1600μA,将增益设定为2,将电解质溶液设定为ISOTON II,并且勾选“测量后冲洗口管”。
在专用软件的“脉冲至粒径转换设定”屏幕中,将元件间隔设定为对数粒径,将粒径元件设定为256个,并且将粒径范围设定为2μm至60μm。
具体测量方法如下。
(1)将约200ml电解质水溶液添加至Multisizer 3专用的250mL圆底玻璃烧杯中。将烧杯设定在样品台上,用搅拌棒以24rps的速度进行逆时针搅拌。然后,通过专用软件的“口管冲洗”功能除去口管中的污物和气泡。
(2)将约30mL电解质水溶液放在100mL平底玻璃烧杯中,并且添加约0.3mL用离子交换水稀释三质量倍的"Contaminon N"(包括非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂的用于洗涤精密仪器的pH 7中性洗涤剂的10质量%水溶液,由Wako PureChemical Industries,Ltd.制造)。
(3)将预定量的离子交换水添加至电力输出为120W并且内置有两个振荡频率为50kHz并且彼此相位偏移呈180度的振荡器的超声波分散器"Ultrasonic DispersionSystem Tetora 150(产品名)"(Nikkaki Bios Co.,Ltd.)的水槽中,并且将约2mlContaminon N添加至水槽。
(4)将上述(2)中的烧杯放置在超声波分散器的烧杯固定孔中,并且启动超声波分散器。调节烧杯的高度位置,使得烧杯中电解质水溶液的液面的共振状态最大化。
(5)在用超声波照射上述(4)的烧杯中的电解质水溶液的状态下,将约10mg调色剂(颗粒)一点一点地添加至电解质水溶液中并分散。然后,超声波分散处理继续另外60秒。对于超声波分散,将水槽的水温适当地调节为10℃至40℃。
(6)使用移液管将其中分散有调色剂(颗粒)的上述(5)中的电解质水溶液滴加至安装在样品台上的上述(1)的圆底烧杯中,以将测量浓度调节为约5%。然后,进行测量,直到测量的颗粒数达到50,000为止。
(7)使用装置附属的专用软件分析测量数据,并且计算重均粒径(D4)。当在专用软件中设定图表/体积%时,重均粒径(D4)为“分析/体积统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”,和当在专用软件中设定图表/个数%时,数均粒径(D1)为“分析/个数统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”。
粘结剂树脂的组成分析
-粘结剂树脂的分离方法
将总计100mg调色剂溶解在3ml氯仿中。接着,使用配备有样品处理过滤器(孔径为0.2μm至0.5μm,例如,使用Myshori Disk H-25-2(由Tosoh Corporation制造))的注射器通过抽滤除去不溶物。将可溶性组分引入至制备型HPLC(仪器:LC-9130NEXT,由JapanAnalytical Industry Co.,Ltd.制造,制备柱[60cm],2连接排除限:20000、70000),并且递送氯仿洗脱液。在得到的色谱显示上能够确认峰的情况下,用单分散聚苯乙烯标准试样分离分子量变为2000以上的保留时间。将所得级分的溶液干燥并固化以获得粘结剂树脂。
-通过核磁共振光谱法(NMR)识别粘结剂树脂的组分和测量重量比
将总计1mL的氘代氯仿添加至20mg的调色剂,并且测量溶解的粘结剂树脂的质子的NMR光谱。各单体的摩尔比和质量比可以由得到的NMR图谱算出,可以获得如苯乙烯-丙烯酸系树脂等粘结剂树脂的构成单体单元的量。例如,在苯乙烯-丙烯酸系共聚物的情况下,可以基于源自苯乙烯单体的6.5ppm附近的峰和源自丙烯酸系单体的3.5~4.0ppm的峰计算组成比和质量比。此外,在聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸系树脂的共聚物的情况下,摩尔比和重量比通过源自构成聚酯树脂的各单体的峰和源自苯乙烯-丙烯酸系共聚物的峰的组合来计算,并且确定聚酯树脂的单体单元的量。
NMR装置:JEOL RESONANCE ECX500
观察核:质子
测量方式:单脉冲
参考峰:TMS
重均分子量Mw、数均分子量Mn和峰值分子量的测量
结晶性材料和树脂的分子量分布(重均分子量Mw、数均分子量Mn、峰值分子量)通过凝胶渗透色谱(GPC)以如下方式测量。
首先,将样品在室温下溶解在四氢呋喃(THF)中24小时。然后,通过孔径为0.2μm的耐溶剂膜过滤器“Myshori Disk”(由Tosoh Corporation制造)过滤获得的溶液以获得样品溶液。调节样品溶液以使得可溶于THF的组分的浓度为0.8质量%。该样品溶液在以下条件下用于测量。
装置:HLC8120GPC(检测器:RI)(由Tosoh Corporation制造)
-柱:Shodex KF-801、802、803、804、805、806和807的7联柱(由Showa Denko K.K.制造)
洗脱液:四氢呋喃(THF)
-流速:1.0ml/min
-烘箱温度:40.0℃
-样品注入量:0.10ml
在计算样品的分子量时,使用标准聚苯乙烯树脂(例如,商品名“TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000和A-500",由Tosoh Corporation制造)。
实施例
以下,将参照生产例和实施例更详细地描述本发明,但本发明不限于此。以下配方中的份数表示质量份。
二氧化硅颗粒1的生产例
将氩气和氧气的体积比为3:1的混合气体引入至反应容器中以置换其中的气氛。将以40(m3/hr)的氧气和以20(m3/hr)的氢气供给至该反应容器中,并且使用点火装置形成由氧气和氢气组成的燃烧火焰。接着,以压力为147kPa(1.5kg/cm2)的氢气载气将金属硅粉末作为原料投入燃烧火焰中,以形成粉尘云。该粉尘云被燃烧火焰点燃,引发了因粉尘爆炸引起的氧化反应。氧化反应后,将反应容器内部冷却,以获得数均粒径为2.67μm的二氧化硅粉末。
通过用粉碎机(由Hosokawa Micron Corporation制造)粉碎该二氧化硅粉末,得到数均粒径为1520nm的二氧化硅颗粒1。
二氧化硅颗粒2至4、6和8的生产例
在调节粉碎机的粉碎强度的同时,通过粉碎与二氧化硅颗粒1的生产例相同地获得二氧化硅颗粒2至4、6和8。
二氧化硅颗粒5、7和9的生产例
将氩气和氧气的体积比为3:1的混合气体引入至反应容器中以置换其中的气氛。将以40(m3/hr)的氧气和以20(m3/hr)的氢气供给至该反应容器中,并且使用点火装置形成由氧气和氢气组成的燃烧火焰。接着,以压力为0.5kg/cm2的氢气载气将金属硅粉末作为原料装入燃烧火焰中,以形成粉尘云。该粉尘云被燃烧火焰点燃,引发了因粉尘爆炸引起的氧化反应。氧化反应后,将反应容器内部冷却,以获得数均粒径3.44μm的二氧化硅粉末。
用粉碎机粉碎该二氧化硅粉末,以获得二氧化硅颗粒5和7。未用粉碎机粉碎的粉末用作二氧化硅颗粒9。
表1示出二氧化硅颗粒。由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造的二氧化硅颗粒RY200用作二氧化硅颗粒10。
[表1]
尖锐部 | 数均粒径(D1) | |
二氧化硅颗粒1 | 有 | 1520nm |
二氧化硅颗粒2 | 有 | 1010nm |
二氧化硅颗粒3 | 有 | 2030nm |
二氧化硅颗粒4 | 有 | 610nm |
二氧化硅颗粒5 | 有 | 2480nm |
二氧化硅颗粒6 | 有 | 410nm |
二氧化硅颗粒7 | 有 | 2930nm |
二氧化硅颗粒8 | 有 | 250nm |
二氧化硅颗粒9 | 无 | 3440nm |
二氧化硅颗粒10 | 无 | 12nm |
磁性材料1的生产例
将相对于铁元素为1.00~1.10当量的苛性钠溶液、相对于铁元素换算为磷元素为0.15质量%的量的P2O5、和相对于铁元素换算为硅元素为0.50质量%的量的SiO2与硫酸亚铁水溶液混合以制备包含氢氧化亚铁的水溶液。将该水溶液的pH设定为8.0,在吹入空气的同时,在85℃下进行氧化反应,以制备具有晶种的浆液。
接着,向该浆液添加硫酸亚铁水溶液,以获得相对于碱的初始量(苛性钠的钠组分)为0.90~1.20当量,然后,将浆液保持在pH 7.6,在吹入空气的同时进行氧化反应,以获得包含铁氧化物的浆液。将生成的磁性铁氧化物颗粒用压滤机过滤,用大量水洗涤,在120℃下干燥2小时,并且将得到的颗粒粉碎,以获得数均粒径150μm的磁性体1。磁性体1具有八面体形状。
磁性体2至4的生产例
通过在85℃下进行氧化反应,并且调节pH 7.6的保持时间,与磁性体1的生产例相同地获得表2所示的磁性体2至4。磁性体2至4具有八面体形状。
[表2]
数均粒径(D1) | |
磁性体1 | 150nm |
磁性体2 | 102nm |
磁性体3 | 299nm |
磁性体4 | 310nm |
具有酯基的化合物
在下文描述的实施例中,表3中所示的材料用作作为结晶性材料的具有酯基的化合物。
[表3]
酯化合物5的重均分子量:41,000
酯化合物6的重均分子量:25,000
调色剂1的生产例
-粘结剂树脂A:100.0份
(苯乙烯和丙烯酸正丁酯的质量比为78:22的苯乙烯丙烯酸系树脂;Mw=8500,Tg=58℃)
-山萮酸山萮酯(熔点75℃):7.0份
-二氧化硅颗粒1:2.0份
-单偶氮染料的铁配合物(T-77,由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造):2.0份
-磁性体1:100份
将上述材料使用亨舍尔混合机(FM-75型,由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)以20s-1的转速和5分钟的旋转时间混合,然后用设定在130℃的温度的双螺杆捏合机(PCM-30,由Ikegai Corp.制造)捏合。将得到的捏合产物冷却至25℃,用锤磨机粗粉碎至1mm以下,以得到粗粉碎物。将得到的粗粉碎物用机械粉碎机(T-250,由Turbo Industries,Ltd.制造)细粉碎。通过使用利用附壁效应的多级分级机分级而获得重均粒径(D4)为8.4μm的调色剂颗粒1。
在亨舍尔混合机(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)的转速为3000rpm的条件下,将总计1.5份作为外部添加剂的一次颗粒的数均粒径为10nm的疏水化处理二氧化硅颗粒与100份获得的调色剂颗粒混合5分钟,以获得调色剂混合物。
然后,使用300目(开口48μm)的筛除去粗颗粒以获得调色剂1。调色剂1的重均粒径为8.4μm。表4示出调色剂1的配方和物理性质。
[表4]
在表中,X(个)表示在调色剂颗粒的一个截面中具有尖锐部的二氧化硅颗粒的个数。Y(个数%)表示包含具有尖锐部的内部添加的二氧化硅颗粒的调色剂颗粒在观察到的调色剂颗粒截面的个数中的比例(个数%)。
调色剂2至5的生产例
除了使用表4所示的材料以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂2至5。配方和物理性质在表4中示出。
调色剂6的生产例
除了将粘结剂树脂A改变为以下粘结剂树脂B以外,以与调色剂5的生产例相同的方式获得调色剂6。配方和物理性质在表4中示出。
粘结剂树脂B:组成(mol%)[聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:聚氧乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:对苯二甲酸:偏苯三酸=80:20:85:15],Mw=152,000]
调色剂7至17的生产例
除了使用表4所示的材料以外,以与调色剂6的生产例相同的方式获得调色剂7至17。配方和物理性质在表4中示出。
比较例
调色剂18至22的生产例
除了使用表4所示的材料以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂18至22。配方和物理特性在表4中示出。HNP-9为石蜡(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)。在得到的调色剂1至22中,在透射电子显微镜下观察到的二氧化硅颗粒的数均粒径与添加的二氧化硅颗粒的数均粒径相同。
摩擦定影性的评价
考虑到在高速机器上的定影性评价,将HP LaserJet Enterprise M609dn改造为500mm/sec的处理速度,并且将定影温度控制从设定值降低25℃以评价摩擦定影性。
对于摩擦定影性的评价,在常温常湿环境下输出实心黑色图像,并且通过摩擦前后Silbon纸(由Nikon Corp.制造)上的污渍程度进行评价。使用的纸为OCE RED LABEL(基重:80g/m2)。
在100g/cm2的负荷下用Silbon纸(由Nikon Corp.制造)来回摩擦10次后,通过Silbon纸上的污渍浓评价定影图像。使用Macbeth反射浓度计(由Macbeth制造),通过使用前与污渍部分的浓度差的数值来评价沾污,并且将A~C判定为良好。评价结果在表5中示出。
A:浓度差为0至0.02
B:浓度差为0.03至0.05
C:浓度差为0.06至0.09
D:浓度差为0.10以上
高温环境下贮存稳定性的评价
将总计10g调色剂放入100ml的玻璃瓶中,并且在温度为50℃的恒温器中放置24小时。之后,用400目超声波筛对调色剂进行筛分操作1分钟,然后检查是否存在聚集的调色剂,并且根据以下标准来评价。评价结果在表5中示出。
A:看不到块
B:有一些块,但当触碰时易于塌陷
C:有当触碰时不塌陷的块
热循环环境中贮存稳定性的评价
将调色剂置于树脂杯中,并且在下文的热循环环境部分所述的条件下放置。之后,以与评价摩擦定影性相同的方式连续输出三个实心黑色图像。当具有酯基的结晶性材料由于热循环而外迁移时,调色剂的带电性会改变或流动性会降低。
作为观察带电性能变化的指标,评价实心黑色图像的浓度不均性。将浓度不均匀性评价为实心黑色图像浓度的最大值和最小值之差,并且使用三个实心黑色图像中的第一个。作为与流动性相关的指标,目测评价显影条纹。由于随着输出的继续,显影条纹通常减少,因此查看并评价所有三个实心黑色图像,包括图像是否可以恢复。使用Macbeth反射浓度计(由Macbeth制造)测量图像浓度。评价结果在表5中示出。
热循环环境
使用温度和湿度可控的恒温器进行热循环环境下的评价。热循环评价方法与上述高温环境中贮存稳定性的评价的不同之处在于,假设温度和湿度显著反复地变化。
热循环环境设定为以下条件。
1.在以下环境A中连续停留12小时后,在2小时内将环境从A变为B。此时,将温度控制为线性变化。
2.在环境B中连续停留2小时后,在2小时内将环境从B变为A。
上述1和2的控制重复40次。评价结果在表5中示出。
环境A;温度25℃,湿度50%
环境B;温度50℃,湿度50%
浓度不均匀性的指标
A:浓度差为0.02以下
B:浓度差为0.03至0.04
C:浓度差为0.05至0.06
D:浓度差为0.07至0.08
E:浓度差为0.09以上
显影条纹的指标
A:所有图像中没有条纹
B:在一张图像中观察到轻微的条纹状浓度不均匀
C:在三张图像中的两张中观察到轻微的条纹状浓度不均匀
D:在所有三张图像中都观察到轻微的条纹状浓度不均匀
E:在一张以上的图像上可以看到白色条纹
实施例1至17,比较例1至5
使用调色剂1至17作为实施例1至17和调色剂18至22作为比较例1至5进行上述评价。结果在表5中示出。
[表5]
虽然已参照示例性实施方案描述了本发明,但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释以涵盖全部此类修改以及等同的结构和功能。
Claims (12)
1.一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂、结晶性材料和二氧化硅颗粒的调色剂颗粒,其特征在于,
所述调色剂颗粒中包含的所述二氧化硅颗粒的数均粒径D1为400至3000nm;
所述二氧化硅颗粒具有尖锐部;和
所述结晶性材料包含具有酯基的化合物。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒进一步包含着色剂,和
所述着色剂包含磁性体作为主要组分。
3.根据权利要求2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒中包含的所述二氧化硅颗粒的数均粒径D1为所述磁性体的数均粒径的2倍至20倍。
4.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述具有酯基的化合物的熔点为60℃至150℃。
5.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述粘结剂树脂为苯乙烯丙烯酸系树脂。
6.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述具有酯基的化合物为酯蜡。
7.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒中包含的所述二氧化硅颗粒的量相对于100质量份所述粘结剂树脂为0.1至10.0质量份。
8.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒中所述具有酯基的化合物的量与所述调色剂颗粒中包含的所述二氧化硅颗粒的量的质量比的值为1.0至20.0。
9.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
在用透射电子显微镜的所述调色剂的截面观察中,相对于所述调色剂颗粒的一个截面,具有尖锐部的所述二氧化硅颗粒的个数为1.0个至30.0个。
10.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
在用透射电子显微镜的所述调色剂的截面观察中,在所述调色剂颗粒的观察截面的个数中,包含具有尖锐部的所述二氧化硅颗粒的所述调色剂颗粒的比例为90个数%以上。
11.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述具有酯基的化合物的量相对于100质量份所述粘结剂树脂为3.0至20.0质量份。
12.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
除了所述调色剂颗粒中包含的所述二氧化硅颗粒之外,所述调色剂进一步包括在所述调色剂颗粒的表面上的作为外部添加剂的二氧化硅颗粒。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021110925A JP2023007831A (ja) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | トナー |
JP2021-110925 | 2021-07-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115561980A true CN115561980A (zh) | 2023-01-03 |
Family
ID=84737064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210758006.XA Pending CN115561980A (zh) | 2021-07-02 | 2022-06-29 | 调色剂 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230014130A1 (zh) |
JP (1) | JP2023007831A (zh) |
CN (1) | CN115561980A (zh) |
-
2021
- 2021-07-02 JP JP2021110925A patent/JP2023007831A/ja active Pending
-
2022
- 2022-06-24 US US17/808,807 patent/US20230014130A1/en active Pending
- 2022-06-29 CN CN202210758006.XA patent/CN115561980A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230014130A1 (en) | 2023-01-19 |
JP2023007831A (ja) | 2023-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106249558B (zh) | 调色剂 | |
US8778585B2 (en) | Toner | |
CN109343316B (zh) | 调色剂用蜡分散剂和调色剂 | |
JP6341660B2 (ja) | 磁性トナー | |
JP6873796B2 (ja) | トナー | |
JP2010145550A (ja) | トナー | |
JP5517505B2 (ja) | 磁性トナー及びその製造方法 | |
JP6704795B2 (ja) | トナー | |
JP6282106B2 (ja) | トナー | |
JP6700730B2 (ja) | トナー及びトナーの製造方法 | |
JP6700779B2 (ja) | トナー | |
JP7051519B2 (ja) | トナー | |
JP2016224251A (ja) | 磁性トナー | |
US20230014130A1 (en) | Toner | |
JP7254612B2 (ja) | 二成分系現像剤、補給用現像剤、及び画像形成方法 | |
JP7328071B2 (ja) | トナー | |
US20230015518A1 (en) | Toner | |
JP6732528B2 (ja) | トナー | |
JP2017207679A (ja) | トナー | |
JP5419658B2 (ja) | トナーキット及び画像形成方法 | |
JP2020106748A (ja) | トナー | |
JP7233922B2 (ja) | トナー及びトナーの製造方法 | |
US20230273541A1 (en) | Toner and method for producing toner | |
US20220171301A1 (en) | Toner | |
JP2018136515A (ja) | トナー、トナー製造方法及び重合体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |