CN1210992A - 可充正电荷的色调剂、成像方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂的可充正电的色调剂。粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物并且具有0.5—50.0mgKOH/g的酸值,且电荷控制剂具有由式(1)表示的咪唑衍生物。本发明还公开了使用可充正电的色调剂的成像方法和设备单元。
Description
本发明涉及一种可充正电荷的色调剂,该色调剂用于诸如电摄影、静电记录、磁记录和色调剂喷射记录的记录方法,本发明还涉及一种成像方法,该方法包括通过使用上述色调剂将静电潜像显影的步骤,本发明还涉及具有该色调剂的装置单元。
关于电摄影术已公知有许多方法,如US专利2,297,691和JP专利特开昭42-23910及43-24748中公开的方法。一般说来,复印品是通过以下方式获得的,首先在光敏元件上通过使用光电导材料和通过各种手段形成静电潜像,接下来通过使用色调剂将潜像显影,并且及时将色调剂图像转印至转印介质如纸上,接着通过热、压力、热和压的作用、或者溶剂蒸气定影。通过各种手段清洁没有转印的和剩余在光敏元件上的色调剂,然后重复上述过程。
近年来,反映出人们对复合型设备和个人使用的商业需求,复印设备多次被探索制作成尺寸更小、更轻便、更高速和更高度可靠。结果,色调剂也被要求具有更高的性能。
例如,关于将色调剂图像在转印片材如纸上定影的步骤已经拥有了各种方法和设备。目前最常用的一种方法是使用热辊的加热压力定影系统。使用热辊的热压力定影系统是这样一种方法:通过使图像接收纸上的色调剂图像通过热辊的表面,该辊的表面由具有可释放色调剂能力的材料制成,同时前者在施加压力的条件下和后者接触而使色调剂图像定影。由于该方法中,热辊的表面是在施加压力的条件下与图像接收纸的色调剂图像接触,所以当色调剂图像被定影在图像接收版纸上时,可以获得非常良好的热效率,以便色调剂图像可以很快地定影。
然而,迄今广泛使用的热辊定影需要将热辊保持于最佳温度,以便防止当转移介质通过或因其它外部因素而可能出现的热辊温度变化造成故障定影,还防止色调剂移动到热辊上的所谓的偏移现象。这就必需使热辊或加热元件的热容量要大,由此需要强大的电能以及还需要大型成像设备或者引起设备内温度升高。
因此,为不使色调剂粘附在定影辊的表面或者为改进低温定影性能的目的,人们已提出各种各样的手段。例如,由对色调剂具有显著释放性的材料(如硅橡胶或氟树脂)形成热辊的表面,并且为防止偏移和防止热辊表面的疲劳,再通过使用具有良好释放性的流体如硅油形成的薄膜覆盖辊表面。但是,这种方法虽然非常有效于防止色调剂的偏移,却需要一台装置来供入抗偏移的流体,因而也具有定影组件必须制造得复杂和设备必须是大型的等问题。
由此,除从定影组件出发的这类方法外,各种手段大大依赖于色调剂的性质,以便实现具有良好效果的定影方法,同时达到可见色调剂图像对转移介质的良好定影性能和良好的抗偏移特性。
即具体说,从抗偏移技术的观点出发,通过供入抗偏移流体来防止偏移的手段不是优选的。相反,在现有环境下,重新寻求提供具有宽的低温定影范围和高抗偏移特性的色调剂。因此,为改进色调剂自身的释放特性,人们尝试加入在加热期间可以充分熔化的蜡,如低分子量聚乙烯或低分子量聚丙烯。使用蜡有效防止了偏移,但另一方面使色调剂具有较高的聚集特性,而且造成充电性能不稳定,趋于引起运转期间的显影性能下降。因此,其它方法是通过各种方式试图改进粘合剂树脂。
例如,为防止偏移,已知一种方法,其中将色调剂中的粘合剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)和分子量提高,以改进色调剂的熔体粘弹性。但当通过该方法改进抗偏移性时,尽管显影性能没有受到影响,但定影性能不足,可能会引起低温定影条件下定影性能差的问题,即为达到高速复印和节约能量所要求的低温定影性能差。
为改进色调剂的低温定影性能,必需使色调剂在其熔化时具有低粘度,并且和定影元件接触的面积要大。为此原因,需要降低所用粘合剂树脂的Tg和分子量。
也就是说,在某些阶段,低温定影性能和抗偏移特性会彼此冲突,因而非常难以提供同时满足这些性能的色调剂。
为了解决这个问题,例如在JP专利公开51-23354中公开了一种色调剂,该色调剂包含通过添加交联剂和分子量改进剂而交联至适宜程度的乙烯基聚合物。而且还提出了大量其中Tg、分子量和凝胶含量具体结合的包含混合型树脂乙烯基聚合物的色调剂。
这种掺有交联的乙烯基聚合物或凝胶含量的色调剂表现出抗偏移特性的显著效果。但是,当将这种交联的乙烯基聚合物作为色调剂材料使用掺加到色调剂中时,当生产色调剂时聚合物可能在熔化捏和步骤中经历非常大的内摩擦,而且有大的剪切力施加给聚合物。因而,在大部分情况下会出现分子链断裂,造成熔体粘度降低而不利地影响抗偏移特性。
因此,为解决这个问题,如JP专利申请公开55-90509、57-178249、57-178250和60-4946中公开的,使用具有羧酸和金属化合物的树脂作为色调剂材料,二者在熔化捏和时加热和反应形成交联聚合物,并且掺加到色调剂中。
JP专利申请公开61-110155和61-110156公开了一种具有乙烯基树脂单体和特定单酯化合物作为主要组成的粘合剂,将它与多价金属化合物反应以便通过金属产生交联作用。
JP专利申请公开63-214760、63-217362、63-217363和63-217364公开了一种粘合剂树脂,它具有分成两组的分子量分布,低分子量区和高分子量区,并且将结合到低分子量区一侧的羧酸基团和多价金属离子反应以产生交联作用(将金属化合物的分散体添加到通过溶液聚合获得的溶液中,然后加热进行反应)。
JP专利申请公开2-168264、2-235069、5-173363、5-173366和5-241371中公开了色调剂粘合剂树脂组合物和色调剂,其中控制粘合剂树脂的分子量、混合比、酸值和低分子量与高分子量成分的百分比,以改进定影性能和抗偏移性能。
JP专利申请公开62-9256公开了一种含有两种类型乙烯基树脂的共混物的色调剂粘合剂树脂组合物,所说的两种类型乙烯基树脂具有不同的分子量和酸值。
上述这些提出的内容虽各有优缺点,但可以肯定对抗偏移特性的改进非常有效。然而,它们需要将酸值引入色调剂粘合剂中,因此尽管具有或多或少的差异,却必需赋予色调剂有可充负电的能力。结果,当应用于可充正电的色调剂时,它们的充电性能在色调剂充电升高时、在运转过程中和在高湿度或低湿度的环境下可能会大大受到损坏,造成和图像浓度与灰雾相关的显影性能的下降。此外,它们不能稳定地保持正确的充电量,造成色调剂聚集特性变高,并且达不到完全令人满意的结果。
同时,色调剂根据要显影的静电潜像的电荷极性而必须具有正电荷或负电荷,因此公知要给色调剂添加染料、颜料或电荷控制剂。其中,作为正电荷控制剂,已知使用季铵盐或它们的色淀颜料、侧链中具有叔氨基或季铵盐的聚合物、三苯甲烷染料和它们的色淀颜料、尼格和用脂肪酸金属盐改性的产物。
但这些常规的正电荷控制剂不能将足够的电荷量赋予色调剂,或者,即使它们能够赋予色调剂足够的电荷量,也会受其它色调剂组分材料的影响,造成因色调剂的过度摩擦带电或不均匀充电而出现斑迹,或造成色调剂具有较高的聚集特性,或引起显影性能退化,如图像浓度降低和灰雾。这些趋势在具有酸值的可充正电的色调剂中尤为明显。另外,存在当电荷控制剂脱离色调剂颗粒而粘附在显影套筒、显影剂装载元件的表面时造成的套筒污染的问题。
JP专利公开8-10364公开了不仅适合黑白印刷还适合彩色印刷的可充正电的色调剂,含有4,4’-亚甲基-二(2-烷基-5-甲基咪唑),它为白色或者淡白色并通过少量添加便具有高的电荷控制效果。但在JP专利公开8-10364中公开的色调剂在色调剂的定影性能方面没有取得改进,而且实施例中使用的粘合剂树脂具体为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。考虑到色调剂的定影性能,还有进一步作出改进的余地。
JP专利申请公开3-71150公开了一种可充正电的色调剂,含有软化点为70-150℃且酸值为5mg KOH/g或更低的、由二醇和多元羧酸合成的聚酯树脂,还含有特定的咪唑衍生物,该色调剂具有稳定的摩擦带电充电性能和摩擦带电量的分布窄且均匀,能够显影和精确转印潜像,可以在长期继续使用时仍保持初始阶段的特性,不会引起色调剂的聚集和充电性能的改变,并且不会受到温度和湿度变化的影响而再现稳定的图像。然而,JP专利申请公开3-71150中公开的色调剂使用环境依赖性较大且可充负电的聚酯作为粘合剂树脂,因而,当考虑到可充正电的色调剂的环境依赖性和充电稳定性而将其酸值变小时,其抗偏移性可能会降低。此外,此种情况下,由于剩余许多羟基,色调剂会大大受到高湿度下湿度变化的影响。当在双组分显影系统中使用时,色调剂很难受到湿度的影响,从而根本不会出现严重的问题,而当在单组分显影系统中使用时,色调剂易受湿度影响。这样,该色调剂不可能达到抗偏移性、环境稳定性和充正电性能的非常良好的平衡状态,而且存在进一步改进的余地。
另一方面,问题是怎样正确的充电可以长期稳定保持,并且当色调剂和显影套筒、显影剂装载元件接触以摩擦带电方式将色调剂充电时有良好的效果。
作为使用电摄影技术的成像设备中的显影套筒,使用一种通过将如金属或合金或其化合物模塑成圆柱体并且通过电解、喷砂或锉削处理其表面以便具有规定的表面糙度而生产的元件。作为显影套筒的可普通得到的基底材料,广泛使用不锈钢、铝和镍,这些在JP专利申请公开57-66455中公开。
然而,当使用这种显影套筒将可充正电的色调剂充电时,难以控制色调剂的电荷量。例如,当使用不锈钢板材作为套筒基底材料时,显影套筒具有强的供电能力,使存在于套筒表面周围的色调剂具有了非常高的电荷,从而色调剂由于镜像力被强烈吸引到套筒表面,不希望地形成静止不动的层。这降低了色调剂和显影套筒摩擦的机会,抑制了优选的充电。结果,由于过度充电趋于发生色调剂充电不均匀或斑迹,并且显影性能自然退化。
当使用铝作为套筒基底材料时,显影套筒对可充正电的色调剂具有强充电能力。但是由于材料本质软,其耐久性差并由于表面磨损容易造成图像退化。因此,为使其具有耐磨损性,铝基底表面用金属涂敷或者镀敷。这种技术可以改进套筒表面的硬度,使耐久性较好,但另一方面大部分这种套筒对可充正电的色调剂的充电能力低,容易引起色调剂的故障充电。
同样,基底材料表面提供有树脂层的显影套筒具有良好的耐久性,但对色调剂的供电性能的控制有限。它具有适用充负电的宽范围用途,但当用于充正电时,就不具有了适宜的供电能力。在现存的环境下,具体说是当粘合剂树脂具有酸值时,便难以给色调剂充电。
本发明的一个目的是提供一种可充正电的色调剂,该色调剂可以解决上述讨论的问题,本发明还提供一种使用这种可充正电色调剂的成像方法和设备单元。
本发明的另一个目的是提供一种可充正电的色调剂,该色调剂具有优良的抗偏移特性,可以在显影剂装载元件上获得没有斑迹的均匀涂层,具有高运转性能,并且可以达到稳定的图像浓度和低的灰雾,即可以长期稳定保证良好的图像性质;本发明还提供一种使用这种可充正电色调剂的成像方法和设备单元。
为达到上述目的,本发明提供一种包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂的可充正电的色调剂,其中:
粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物,并且具有0.5-50.0mg KOH/g的酸值;且
电荷控制剂具有由下式(1)表示的咪唑衍生物:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
本发明还提供一种包括以下步骤的成像方法:
在静电潜像承载元件上形成静电潜像,并且
通过使用具有可充正电的色调剂的单组分显影剂将静电潜像显影,在显影剂装载元件的表面装载和输送;
显影剂装载元件具有至少一个由含树脂的材料形成的表面;且
可充正电的色调剂包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,其中;
粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物,并且具有0.5-50.0mg KOH/g的酸值;且
电荷控制剂具有由下式(1)表示的咪唑衍生物:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
本发明还提供一种可拆开安装在成像设备主要组合件上的设备单元;该单元包括,
具有至少一种可充正电的色调剂的单组分显影剂;
用于盛放单组分显影剂的显影剂容器;和
用于装载盛放在显影剂容器中的单组分显影剂并且将显影剂输送至显影区的显影剂装载元件;
显影剂装载元件具有至少一个由含树脂的材料形成的表面;且
可充正电的色调剂包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,其中;
粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物,并且具有0.5-50.0mg KOH/g的酸值;且电荷控制剂具有由下式(1)表示的咪唑衍生物:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
图1是本发明显影剂装载元件的局部剖面示意图。
图2A和2B是本发明显影剂装载元件的局部剖面示意图;图2A是其抛光之前的示意图,图2B是其抛光之后的示意图。
图3是表示磁性显影剂供给型显影剂组合件的一个实例的示意图,本发明的显影剂装载元件安装在该组件中(使用一磁性刮板作为涂层厚度调节元件)。
图4是表示磁性显影剂供给型显影剂组合件的另一个实例的示意图,本发明的显影剂装载元件安装在该组件中(使用一弹性刮板作为涂层厚度调节元件)。
图5是用来解释本发明成像方法的示意图。
图6图解说明本发明的设备单元。
图7是一个实例的方框图,其中本发明的成像方法用于传真系统的打印机。
本发明者发现,当使含苯乙烯共聚物的色调剂粘合剂树脂具有0.5-50mg KOH/g酸值,并且使用如下描述的特定咪唑衍生物作为电荷控制剂时,可以达到良好的抗偏移特性,而不破坏可充正电的色调剂所需要的充电性能和粉状特征。特别是当使用包括金属基底和在金属基底上形成并含有树脂的涂层的元件作为显影套筒(显影装载元件),而色调剂用该套筒进行摩擦带电充电时,可以获得更好的电荷供应性能,还可以长期稳定地保持正确的充电,因而可以保持优良的显影性能。
以下描述将阐述本发明为什么可以产生这种效果的原因。
在含有粘合剂树脂(其中粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物和具有特定酸值)的色调剂中,使用由下式(1)表示的咪唑衍生物作为电荷控制剂:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
使用这种咪唑衍生物证明可以带来显著的性能,即色调剂具有均匀摩擦带电充电的性能,并且一方面具有充足的摩擦带电充电能力,另一方面,即使是在含其中引入了羧基的苯乙烯共聚物的可充正电的色调剂的情况下,也可抑制过量的充电。目前可以抑制色调剂过量充电的机理尚不清楚,但可以假设是在具有含羧基单体单元的苯乙烯共聚物和特定的咪唑衍生物之间发生了某些相互作用。无论如何,由于可以抑制色调剂过量充电,则防止出现斑迹和色调剂聚集特性变高成为可能。
含有上式(1)表示咪唑衍生物的色调剂在高湿度或低湿度的环境下充电能力变化很少,并可以保持稳定的显影性能。同时,使用具有含羧基单体单元的苯乙烯共聚物,使特定的咪唑衍生物很少脱离色调剂颗粒,由此可以防止发生套筒污染。
能抑制咪唑衍生物从色调剂颗粒脱落的原因假设是由于在特定咪唑化合物中存在的仲胺和在苯乙烯共聚物中存在的羧基之间的相互作用。
本发明的可充正电的色调剂在用显影剂装载元件进行摩擦带电充电的方法中,当常规得到的不锈钢或铝或金属涂层用作显影剂装载元件的材料时,表现出良好的摩擦带电充电性能。此外发现,该色调剂在其与已形成一个含树脂的涂层的显影剂装载元件接触时,也表现出非常优良的充正电能力。
已知含有公知通用的电荷控制剂如Nigrosine电荷控制剂的可充正电的色调剂在与不锈钢接触时表现出良好的充正电性能。当使这种可充正电的色调剂与其表面具有含树脂涂层的显影剂装载元件接触时(例如:炭黑分散于其中的含有树脂的涂层),色调剂具有略微低的充正电性能,并且在粘合剂树脂具有一定酸值时,其充电性能更低。
另一方面,当将用于本发明色调剂的特定咪唑衍生物作为电荷控制剂使用时,色调剂同样在与不锈钢接触时表现出良好的充电性能,但当与其中至少表面由含树脂的材料形成的显影剂装载元件接触时,表现出非常优良的充电性能。发现当粘合剂树脂具有一定酸值时,这种趋势特别明显,而且与和不锈钢接触相比,色调剂表现出更高的充电性能。
其结果是,可以改进色调剂的显影性能,并且即使在许多片材上运行后仍可以形成具有图像浓度高和灰雾较少的高品级图像。
用于本发明的含有苯乙烯共聚物的色调剂粘合剂树脂可以具有0.5-50mg KOH/g的酸值,优选0.5-30mg KOH/g、更优选0.5-20mgKOH/g、进一步优选2.0-20mg KOH/g、首选大于5.0mg KOH/g-不超过20mg KOH/g。
如果粘合剂树脂的酸值小于0.5mg KOH/g,色调剂不能很好地表现出防止偏移的效果、与咪唑衍生物相互作用而产生的显影稳定性和防止套筒污染的效果。如果酸值超过50mg KOH/g,色调剂粘合剂树脂具有强的充负电荷的能力,从而引起图像浓度降低和灰雾增加。
本发明中,色调剂粘合剂树脂的酸值(JIS酸值)按以下方式测定。
-酸值的测定-
测定的基本过程按照JIS K-0070进行。
1)使用除粘合剂树脂以外的添加剂被除去的样品。或者,预先测定除粘合剂树脂以外的添加剂的酸值和含量。称重量为0.5-2.0g的样品的粉碎产品,并且用W(g)表示其重量。
2)将样品放入300ml烧杯中,加入150ml甲苯/乙醇(4/1)混合溶剂以溶解样品。
3)用0.1N KOH的乙醇溶液通过电位差式滴定单元(例如可以使用Kyoto Denshi K.K.制造的电位差式滴定单元AT-400(WinWorkstation)进行自动滴定,和马达驱动的滴定管ABP-410)滴定形成的溶液。
4)滴定所用KOH溶液的量用S(ml)表示。也要测定空白,且该测定中所用KOH溶液的量用B(ml)表示。
5)根据以下表达式计算酸值(mg KOH/g)。
酸值={(S-B)×f×5.61}/W
(f:KOH系数)
本发明色调剂的粘合剂树脂中的苯乙烯共聚物具有含羧基或酸酐基的单体,用于调整酸值并且苯乙烯单体与其共聚,这些单体可以包括例如丙烯酸及其α-或β-烷基衍生物,如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、乙酸乙烯基酯、异巴豆酸和当归酸;以及不饱和二元羧酸和其单酯衍生物或酐,如富马酸、马来酸、柠康酸、链烯基琥珀酸酯、衣康酸、中康酸、马来酸二甲酯和富马酸二甲酯。这些单体各自单独使用或者结合使用,并且与苯乙烯单体聚合。这些单体中,特别优选使用不饱和二元羧酸的单酯衍生物,因为这样可易于控制酸值。
这些衍生物可以特别包括α,β-不饱和二元羧酸的单酯,举例如马来酸一甲酯、马来酸一乙基酯、马来酸一丁基酯、马来酸一辛基酯、马来酸一烯丙基酯、马来酸一苯基酯、富马酸一甲基酯、富马酸一乙基酯、富马酸一丁基酯和富马酸一苯基酯;以及链烯基二元羧酸的单酯,举例如正丁烯基琥珀酸一丁基酯、正辛烯基琥珀酸一甲基酯、正丁烯基丙二酸一乙基酯、正十二碳烯基戊二酸一甲基酯和正丁烯基己二酸一丁基酯。
基于100重量份构成粘合剂树脂的全部单体,任何如上所示含羧基或酸酐基的单体可以添加的量为0.1-20重量份,优选0.2-15重量份。
选择如上所示二元羧酸单酯单体的原因在于这些可以酯的形式优选使用,它们在含水悬浮液中具有低溶解性,而在有机溶剂或其它单体中具有高溶解性。
本发明中,和上述含羧基或酸酐基的单体共聚的苯乙烯单体除苯乙烯单体外,还可以包括苯乙烯衍生物单体,如邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯。
本发明使用的苯乙烯共聚物可以通过将苯乙烯单体和其它乙烯基单体共聚获得。
这种其它的乙烯基单体可以包括例如乙烯不饱和单烯烃,如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;不饱和多烯,如丁二烯、异戊二烯;乙烯基卤化物,例如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯;乙烯基酯,如乙酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯和苯甲酸乙烯基酯;α-亚甲基脂族单羧酸酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、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、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯;丙烯酸酯,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、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-氯乙基酯和丙烯酸苯酯;乙烯基醚,如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚和异丁基乙烯基醚;乙烯基酮,如甲基乙烯基酮、己基乙烯基酮和甲基异丙烯基酮;N-乙烯基化合物,如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮;乙烯基萘;以及丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物,如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺。这些乙烯基单体可以单独使用或者两个或多个单体结合使用。
出于定影性能考虑,其中特别优选丙烯酸酯单体。
本发明中,可以将上述方式获得的苯乙烯共聚物中的羧酸基、酸酐基和羧酸酯部分进行碱处理以产生皂化作用。更具体的说,可以使它们与碱的阳离子成分反应,以便将羧酸基或羧酸酯部分转化成极性官能团。
该碱处理可以在制备苯乙烯共聚物之后,通过将水溶液形式的碱引入聚合使用的溶剂中,并同时搅拌混合物而进行。可用于本发明的碱可以包括碱金属或碱土金属如Na、K、Ca、Li、Mg和Ba的氢氧化物;过渡金属如Zn、Ag、Pb和Ni的氢氧化物;以及季铵盐如铵盐、碱金属铵盐(alkali ammonium salt)和吡啶鎓盐的氢氧化物。特别优选的实例可以包括NaOH和KOH。
本发明中,上述皂化可以不必作用于苯乙烯共聚物中的整个羧酸基团、酸酐基团和羧酸酯部分,且可以进行部分皂化将其中一些基团转化成极性官能团。
皂化反应中碱的使用量要根据苯乙烯共聚物中极性基团的类型、分散的方式和成分单体的类型而定,并且难于进行绝对的确定。该量可以为粘合剂树脂酸值的0.02-5倍当量。如果该量大于5倍当量,则位于如羧酸酯部分的官能团由于酯脱水或皂化反应形成盐而受到不利的影响。
当碱处理量是酸值的0.02-5倍当量时,处理后剩余的阳离子的浓度范围是5-1,000ppm,可以优选用以定义碱的量。
本发明使用的含苯乙烯共聚物的粘合剂树脂优选为含有高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分的混合物的树脂组合物。
这种情况下,考虑到混合性,无论是低分子量聚合物成分还是高分子量聚合物成分均优选含有不小于65wt%的苯乙烯共聚物成分。
该树脂组合物可以通过许多方法制备,这些方法包括溶液混合法,其中高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分分别通过溶液聚合或悬浮聚合合成,之后将其以溶液状态混合,然后除去溶剂;干混法,其中高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分分别通过溶液聚合或悬浮聚合合成,接着洗涤和干燥(即除去溶剂),之后通过挤出机熔化捏和;以及两步聚合法,其中将其溶液聚合获得的低分子量聚合物溶解在构成高分子量聚合物成分的单体中,进行悬浮聚合以合成高分子量聚合物,然后通过洗涤和干燥获得树脂组合物。然而干混法在均匀分散和相容性上存在问题。从均匀分散等考虑两步聚合法具有许多优点。但是,与该两步聚合法相比,最优选溶液混合法,因为低分子量聚合物成分可以比高分子量聚合物成分多,可以合成具有较大分子量的高分子量聚合物成分,并且不必要的低分子量聚合物成分形成副产物的问题较少。
作为将所述酸值引入低分子量聚合物成分的方法,优选溶液聚合法,该方法能够比含水聚合法更容易调整酸值。
当将用于树脂组合物的溶液混合时,本发明所用的有机溶剂可以包括烃型溶剂,如苯、甲苯、二甲苯、溶剂石脑油No.1、溶剂石脑油No.2、溶剂石脑油No.3、环己烷、乙基苯、Solvesso100、Solvesso150和矿物溶剂油(mineral spirit);醇型溶剂,如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、戊醇和环己醇;酮型溶剂,如丙酮、甲基乙基酮,甲基异丁基酮和环己酮;酯型溶剂,如乙酸乙酯、乙酸正丁酯和乙酸溶纤剂;以及醚型溶剂,如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和甲基卡必醇。其中,优选芳香族溶剂、酮型溶剂或酯型溶剂。其中一些可以毫无困难地结合使用。
作为除去有机溶剂的方法,优选使用以下方法,将聚合物的有机溶剂溶液加热,在常压下除去10-80wt%的有机溶剂,然后在减压条件下除去剩下的溶剂。该操作中,可以将有机溶剂溶液优选保持在所用有机溶剂的沸点到200℃的范围。如果其温度低于有机溶剂的沸点,不仅溶剂的除去效率差,而且溶解于有机溶剂中的聚合物可能受到不希望有的剪切(shear),或者各组分聚合物的再分散可能会加速,引起显微状态下的相分离。而且,由于聚合物会解聚,分子断裂导致形成低聚物,以及杂质会混入树脂组合物中,因此不优选温度高于200℃。
从储藏稳定性的角度,本发明使用的树脂组合物优选具有45-80℃的玻璃化转变温度(Tg),优选50-70℃。如果Tg低于45℃,色调剂在高温环境下趋于变质,且定影时会发生偏移。如果Tg高于80℃,定影性能变低。
合成本发明所用树脂组合物的高分子量聚合物的方法包括溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。
其中,乳液聚合方法是将几乎不溶于水的单体用乳化剂以小颗粒的形式分散在水相中,在水溶性聚合引发剂的存在下进行聚合。该聚合方法能够容易控制反应热,并且仅需要小速率终止反应,这是由于进行聚合的相(聚合物和单体形成的油相)和水相分离,从而可以获得具有高聚合浓度和高聚合度的产品。此外,由于聚合过程相对简单且聚合产品为细颗粒的形式,所以,当制备色调剂时着色剂、电荷控制剂和其它添加剂可以容易混合。出于这种原因,作为生产色调剂粘合剂树脂的方法,它具有某些优点。
但是,聚合物会由于加入乳化剂而变得不纯,且需要像盐析这样的操作取出聚合物。为避免这种困难,悬浮聚合是有利的。
在悬浮聚合中,反应可以优选基于100重量份含水溶剂使用不超过100重量份的单体进行,优选10-90重量份。可用的分散剂包括聚乙烯醇、部分皂化的聚乙烯醇和磷酸钙,任何一种通常基于100重量份含水溶剂使用0.05-1重量份的量。聚合温度50-95℃可以是合适的范围,并且可以根据所用的引发剂和所需的聚合物适宜地加以选择。
为达到本发明的目的,本发明使用的树脂组合物中的高分子量聚合物可以优选单独使用下述多官能聚合引发剂或者和下述单官能聚合引发剂结合使用而合成。
作为具有多官能结构的多官能聚合引发剂,可以包括分子中含有两个或多个具有聚合引发功能的官能团如过氧化物基团的多官能聚合引发剂,例如
1,1-二叔丁基过氧-3,3,5-三甲基环己烷
l,3-二(叔丁基过氧异丙基)苯
2,5-二甲基-2,5-(叔丁基过氧)己烷
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷
三(叔丁基过氧)三嗪
1,1-二叔丁基过氧环己烷
2,2-二叔丁基过氧丁烷
4,4-二叔丁基过氧戊酸正丁酯
二叔丁基过氧六氢化对苯二甲酸酯
二叔丁基过氧壬二酸酯(azelate)
二叔丁基过氧三甲基己二酸酯
2,2-二(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷
2,2-二叔丁基过氧辛烷,以及各种聚合物氧化物;还可以包括分子中同时含有具有聚合引发功能的官能团如过氧化物基团,以及可聚合的不饱和基团的多官能聚合引发剂,例如二烯丙基过氧二碳酸酯、叔丁基过氧马来酸酯、叔丁基过氧烯丙基碳酸酯和叔丁基过氧异丙基富马酸酯。
其中,较优选的是1,1-二叔丁基过氧-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧环己烷、二叔丁基过氧六氢化对苯二甲酸酯、二叔丁基过氧壬二酸酯、2,2-二(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷和叔丁基过氧烯丙基碳酸酯。
为满足色调剂所用粘合剂需要的各种性能,任何这些多官能聚合引发剂可以优选和单官能聚合引发剂结合使用。特别是,它们可以优选和半衰期为10小时的聚合引发剂结合使用,所说的聚合引发剂低于多官能聚合引发剂获得10小时半衰期所必需的分解温度。
这种单官能聚合引发剂可以包括如有机过氧化物,例如过氧化苯甲酰、1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、4,4-二(叔丁基过氧)戊酸叔丁酯、过氧化二枯基、α,α’-二(叔丁基过氧二异丙基)苯、叔丁基过氧化枯烯和过氧化二叔丁基;以及偶氮或重氮化合物,如偶氮二异丁腈和重氮氨基偶氮苯。
任何这些单官能聚合引发剂可以在多官能聚合引发剂加入的同时添加到单体中。但为保持多官能聚合引发剂的正确效率,可以优选将单官能聚合引发剂在多官能聚合引发剂表现的半衰期过后加入。
从效率出发,任何这些聚合引发剂可以优选基于100重量份单体使用0.05-2重量份的量。
为完全达到本发明的目的,高分子量聚合物成分可以优选用如下可交联的单体交联。
可交联的单体可以使用具有至少两个可聚合双键的单体。具体的实例包括芳族二乙烯基化合物,如二乙烯基苯和二乙烯基萘;用烷基链相连结的二丙烯酸酯化合物,如乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯以及其丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯取代的上述化合物;用含有醚键的烷基链相连结的二丙烯酸酯化合物,如二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯和其丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯取代的上述化合物;用含有芳基和醚键的链相连结的二丙烯酸酯化合物,如聚氧乙烯(2)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯以及其丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯取代的上述化合物;还有聚酯型二丙烯酸酯化合物,如MANDA(商品名;可由NipponKayaku Co.,Ltd.得到)。多官能交联剂可以包括季戊四醇丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯和其丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯取代的上述化合物;三烯丙基氰尿酸酯、和三烯丙基偏苯三酸酯。
任何这些可交联的单体可以优选基于100重量份的其它单体成分使用1重量份或1重量份以下的量,优选0.001-0.05重量份。
这些可交联的单体中,出于色调剂的定影性能和抗偏移性,可优选使用芳族二乙烯基化合物(特别为二乙烯基苯)以及用含有芳基和醚键的链相连结的二丙烯酸酯化合物。
作为树脂组合物的低分子量聚合物成分的合成方法,可以使用已知的方法。在本体聚合中,可以通过在高温下聚合单体并且加快终止反应的速率获得具有低分子量的聚合物,但产生的问题是难于控制反应。为此,在溶液聚合中,在温和条件下通过利用由溶剂造成的自由基链转移中的差异或者通过控制引发剂的量和反应温度可容易获得低分子量聚合物。因此,为获得本发明使用的树脂组合物的低分子量聚合物,这种方法特别受到优选。尤其是考虑到将所用引发剂的量控制为最少,并且尽可能防止任何由树脂组合物中剩余的引发剂引起的不利影响,还优选在施加压力的条件下进行溶液聚合。
在本发明色调剂所使用的粘合剂树脂中,除苯乙烯单体和含羧基或酸酐基团单体的共聚物外,还可以结合使用以下树脂。
这种可用的聚合物包括如苯乙烯及其衍生物的均聚物,如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-甲基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-乙基乙烯基醚共聚物、苯乙烯-甲基乙烯基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物;聚氯乙烯、酚树脂、天然树脂改性的酚树脂、天然树脂改性的马来酸树脂、丙烯酸树酯、甲基丙烯酸树脂、聚乙酸乙烯基酯、硅氧烷树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、松香树脂、改性松香树脂、萜烯树脂、香豆酮(cumarone)茚树脂和石油树脂。优选的聚合物是苯乙烯共聚物和聚酯树脂。使用聚酯树脂可以使粘合剂树脂的酸值较高。
聚酯树脂组成情况如下所述:
对于二元醇成份,它可以包括乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、l,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、加氢双酚A,由下述式(A)表示的双酚及其衍生物:其中R表示亚乙基或亚丙基,x和y分别是0或大于0的整数,且x+y的平均值是0至10;以及通过下式(B)表示的二醇:其中R’表示-CH2CH2-,
或
x’和y’分别是0或大于0的整数,且x’+y’的平均值是0至10。
对于二元酸成份,可以使用二羧酸和其衍生物,它们可以包括例如苯二羧酸例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐,和其酸酐或低级烷基酯;烷基二羧酸例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸,和其酸酐或低级烷基酯;链烯基琥珀酸或烷基琥珀酸例如正十二碳烯基琥珀酸和正十二烷基琥珀酸和其酸酐或低级烷基酯;不饱和二羧酸例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸和其酸酐或低级烷基酯。
三元醇或更高级醇成份和也可用作交联组分的三元酸或更高级酸成份也可以优选结合使用。
三元醇或更高级多元醇成份可以包括山梨醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脱水山梨醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟基苯。
对于三元酸或更高级酸成份,三元或更高级的多元羧酸或其衍生物可以被采用;它包括例如偏苯三酸、1,2,4,5-苯四酸、1,2,4-苯三羧酸,1,2,5-,苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、Empol三聚酸,和它们的酸酐或它们的低级烷基酯。它也包括用下式(C)表示的四羧酸:其中X表示具有5至30个碳原子且至少一个侧链具有3个或3个以上碳原子的亚烷基或亚链烯基;和其酸酐或其低级烷基酯。
在本发明中,醇成份优选使用量是40至60mol%;且优选为45至55mol%;而酸成份用量为60至40mol%,且优选55至45mol%。
三元或更高级的多元或多价醇和/或酸成份的优选使用量是全部成份的1至60mol%。
通过公知的缩聚作用,通常可以获得聚酯树脂。
在本发明中,当苯乙烯单体与含羧基或酸酐基单体的共聚物与另一种树脂结合使用时,整个含有上述共聚物的苯乙烯树脂,基于整个粘合剂树脂的重量,优选的含量不少于60%wt,更优选不少65%wt。
在本发明中,为了赋予可充正电色调剂以释放性,优选加入蜡。这种蜡可优选熔点为70至165℃且熔体粘度在160℃时是1000mPa·S或更低的蜡。这样的蜡可以包括石蜡、微晶蜡、费-托合成过程得到的蜡,褐煤蜡,直链α-烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1和癸烯-1,在末端具有支链部分的支链α-烯烃,和具有这些在不同位置的不饱和基的烯烃均聚物,或它们的共聚物。
与乙烯基单体形成嵌段共聚物的蜡或通过接枝改性的改性蜡也可以使用。
这些蜡也可以两种或两种以上结合使用。
这些蜡的优选加入量基于100重量份的粘合剂树脂是0.5至10重量份,且更优选1至8重量份。
当制备色调剂时,这些蜡可以预先加入聚合物成份中并混合。在这样的例子中,优选预先将蜡和高分子量聚合物溶于溶剂中,且之后将它们与低分子量聚合物溶液混合。这样可减轻在微区中的相分离,从而使得聚合物成份的再凝聚可以被抑制,且可以用低分子量聚合物获得良好的分散状态。
考虑到分散效果、防止在搅拌时的性能变化以及可操作性,由此制备的这样的聚合物溶液可优选固体浓度为5至70%wt。高分子量聚合物成份和蜡形成的初级溶液优选具有固体浓度为5至60%wt,且低分子量聚合物溶液优选具有固体浓度是5至70wt%。
高分子量聚合物成份和蜡可以通过将它们在搅拌下混合进行溶解或分散。搅拌可优选通过间歇系统或连续系统进行。
低分子量聚合物溶液可以优选这样混合:通过将基于100重量份的初级溶液中的固体含量为10至1000重量份的低分子量聚合物溶液加入,接着搅拌混合。混合既可以通过间歇系统也可以通过连续系统进行。
在前述式(1)表示的用作本发明电荷控制剂的咪唑衍生物中,式中的R1、R2、R3和R4分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。这些取代基可以是彼此相同的或不同的,且可以分别被取代基取代。这种可以用来分别取代它们的取代基包括,例如,氨基、羟基、烷基、烷氧基和卤素。
取代基R1、R2、R3和R4的一般例子包括氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、异丙基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基、苄基、苯乙基、二苯基甲基、三苯甲游基、枯基、苯基、甲苯基、二甲苯基、基、萘基和蒽基。
在取代基R1、R2、R3和R4中,烷基具有1-25个碳原子,芳烷基具有7至20个碳原子,且芳基可以具有6至20个碳原子。
在该式中,X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基。R5和R6分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
在这些R5和R6中,烷基可以优选具有1至20个碳原子,芳烷基优选具有7至15个碳原子,且芳基优选具有6至15个碳原子。
在该式中,R1和R2分别表示选自具有5至20个碳原子的烷基、具有5至20个碳原子的芳烷基、具有6至20个碳原子的芳基的取代基。这些取代基可以是彼此相同的或不同的,且可以分别被取代基取代。这种可以用来分别取代它们的取代基包括,例如氨基、羟基、烷基、烷氧基和卤素。
R3、R4、R5和R6分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。这些取代基可以是彼此相同的或不同的,且可以分别被取代基取代。这种可以用来分别取代它们的取代基包括,例如氨基、羟基、烷基、烷氧基和卤素。
在该式中,R1和R2分别表示选自具有5至20个碳原子的烷基,具有7-20个碳原子的芳烷基和具有6至20个碳原子的芳基的取代基。这些取代基可以是彼此相同的或不同的,且可以分别被取代基取代。这种可以用来取代它们的取代基包括,例如氨基、羟基、烷基、烷氧基和卤素。
R3和R4分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。这些取代基可以是彼此相同或不同的,且可以分别被取代基取代。这种可以用来分别取代它们的取代基包括例如氨基、羟基、烷基、烷氧基和卤素。
在取代基R3和R4中,烷基可以优选具有1至6个碳原子,芳烷基可以优选具有7至15个碳原子,且芳基优选具有6至15个碳原子。
在粘合剂树脂中,上述式(2)表示的咪唑衍生物具有好的分散性。上述式(3)表示的咪唑衍生物也具有好的分散性,并且还对粘合剂树脂有好的附着性,从而可以抑制由于咪唑衍生物从色调剂颗粒上脱落而发生的套筒污染问题。
如果在上述式(2)和(3)中由R1和R2表示的烷基和芳烷基均具有不到5个碳原子,该色调剂就会具有低的带正电性,以致于必需加入大量的咪唑衍生物,以便于有效地作为正电荷控制剂。另一方面如果由R1和R2表示的烷基、芳烷基和芳基均具有大于20个的碳原子,咪唑衍生物其自身就会具有低的熔点,从而当生产色调剂时,在熔融捏合步骤中咪唑衍生物具有低的熔融粘度,这样使得它在粘合剂树脂中变得难以均匀分散,由于不完全分散会导致图像特性的损坏。这给粘合剂树脂增加了限制。
在本发明中,基于100重量份的粘合剂树脂,咪唑衍生物的加入量是0.01至20.0重量份,优选0.1至10.0重量份,且更优选0.5至5.0重量份。如果加入量小于0.01重量份,色调剂不能具有足够的电荷量且添加咪唑衍生物无效。另一方面如果添加量大于20.0重量份,其添加过量导致在色调剂中的不完全分散,会使咪唑衍生物以聚集体的形式存在或在每个色调剂颗粒中以非均匀量存在,这是不理想的。
用于本发明的咪唑衍生物可以与公知的电荷控制剂结合使用。
用于本发明的咪唑衍生物用下述方法合成。使用乙醇作为溶剂,将醛和氢氧化钾作为溶剂加入用下式D表示的咪唑化合物中,接着回流数小时。形成的沉淀物被过滤,且用水洗,接着用甲醇重结晶。其中R’分别表示选自氢原子、烷基、芳基和芳烷基的取代基,且它们彼此之间可以是相同的或不同的。
该合成方法决不限制用于本发明的咪唑衍生物。
用于本发明的咪唑衍生物的典型化合物如下所示。这些典型的例子也考虑到了容易操作,且同样决不限制本发明的色调剂。咪唑衍生物的典型化合物:(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
(26)
(27)
在本发明色调剂中可用的着色剂可以包括任何合适的颜料或染料。它可以包括例如,作为颜料的炭黑、苯胺黑、乙炔黑、萘酚黄、汉撒黄、若丹明色淀、茜素色淀、铁红、酞菁蓝和阴丹士蓝。它们中的任意颜料可以以用于保持定像光密度必需的数量使用,基于100重量份的粘合剂树脂,可以优选的添加量是0.1至20重量份,且更优选0.2至10重量份。对于如上所述同样目的,也可以使用染料,包括例如偶氮染料、蒽醌染料、呫吨染料和次甲基染料。它们中的任意染料基于100重量份的粘合剂树脂,添加量优选0.1至20重量份,且更优选0.3至10重量份。
在本发明的色调剂中,磁性材料可以用作着色剂,这样使得色调剂可以用作磁性色调剂。
在本发明的含具有特定的酸价和特定的咪唑衍生物的粘合剂树脂的可带正电色调剂中,当用作含作为着色剂的磁性材料的磁性色调剂时该色调剂特别有效,因为磁性材料从色调剂颗粒脱落受到限制。
为什么磁性材料从色调剂颗粒脱落受到限制的原因还没有弄清。可以假定,通过存在于具体咪唑衍生物中的仲胺和存在于苯乙烯共聚物中的羧基间的相互作用限制了咪唑衍生物从色调剂颗粒上脱落,从而磁性材料从色调剂颗粒脱落也被限制,否则正如咪唑衍生物从色调剂颗粒脱落一样,磁性材料也从色调剂颗粒脱落。
用于本发明的磁性材料可以包括氧化物例如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体;和铁磁金属例如铁、钴和镍,或这些金属中任一种与具有顺磁或抗磁金属例如铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨或钒的合金和混合物;可以使用它们中的任意一种。在其表面或内部含硅元素的磁性材料特别优选。
通过本发明者做出的拓展研究的结果,已经发现当硅元素掺入磁性材料中时,磁性材料具有均匀的粒径分布,且与未含硅元素的磁性材料相比,色调剂中磁性材料的分布可以得到改善。还已经发现,当掺有硅元素的磁性材料掺在色调剂中时,其带电均匀性可以改善,既使在具有重均粒径是10μm或更小的色调剂情况下,其聚集性也变得较低,故带来了色调剂流动性的改善,这样使得初期图像浓度稳定,且图像灰雾可以控制到几乎不出现问题的程度。
掺入磁性材料中的硅元素,基于磁粉的重量其含量优选0.05至10%wt,更优选0.1至7%wt,还更优选0.2至5%wt。如果硅元素的含量少于0.05%wt,硅元素的添加没有发挥有效的作用,且色调剂趋向于具有不均匀数量的摩擦电,故导致图像雾化的加强。如果硅元素的含量大于10%wt,图像雾化可以被较好的防止,但显影剂承载元件表面趋向于被污染,以致于导致图像浓度的减少和重影的发生。
在本发明中,磁性材料中硅元素的量根据JIS K0119“荧光X-射线分析法一般原则”由荧光X-射线分析法进行测定,使用荧光X-射线分析仪SYSTEM 3080(由Rigaku Denki Kogyo K.K.制造)。
对于本发明使用的磁性材料的颗粒形状,它可以是多面体的,例如六面体、八面体、十面体、十二面体、十四面体、或更多面的多面体、或针状、片状、球状或无定形。特别是多面体可以优选使用。当磁性材料具有多面体颗状形状时,该磁性材料基于其颗粒形状可以从物理角度防止从色调剂颗粒上脱落。
用于本发明的磁性材料具有的BET比表面积通过氮气吸附测定,优选值是1至40m2/g,更优选是2至30m2/g,且还进一步优选是3至20m2/g。它是通过BET法测量的,根据该方法,氮气吸附在样品表面,通过BET多点法计算该比表面积,使用比表面积测量装置AUTOSORB-1(由Yuasa lonics CO.,Ltd.制造)。
如果磁性材料具有的BET比表面积小于1m2/g,它趋向于从色调剂颗粒脱落,且色调剂趋向于具有过量电荷。如果磁性材料具有的BET比表面积大于40m2/g,色调剂趋向于过度释放电荷,且色调剂趋向于具有不充足的电荷量。
磁性材料在795.8kA/m的磁场中优选具有5至200Am2/kg的饱和磁化强度(σs),且更优选10至150Am2/kg。
在795.8kA/m的磁场中,磁性材料的剩余磁化强度(σr)优选是1-100Am2/kg,较优选是1-70Am2/kg。
如果磁性材料具有的饱和磁化强度小于5Am2/kg,在图像上会发生雾化。如果磁性材料具有的饱和磁化强度大于200Am2/kg,就难以实现高图像浓度。
如果磁性材料具有的剩余磁化强度小于1Am2/kg,会发生雾化。如果磁性材料具有的剩余磁化强度大于100Am2/kg,斑点可再现性和细线可再现性较低,这样难以获得高质量的图像。
磁性材料优选具有0.05至1.0μm的平均粒径,更优选0.1至0.6μm,且更进一步优选0.1至0.4μm。
如果磁性材料具有的平均粒径小于0.05μm,难以实现在色调剂中的均匀分散,且色调剂趋向于微红。如果磁性材料具有的平均粒径大于1.0μm,会变得易从色调剂脱落,因此会造成光敏元件的划痕。
在本发明的色调剂掺入的磁性材料量基于100重量份的粘合剂树脂优选是10至200重量份,更优选20至170重量份,且更进一步优选30至150重量份。
如果在色调剂中的磁性材料量少于10重量份,色调剂的着色性能不够,这样难以获得高图像浓度。如果在色调剂中的磁性材料量多于200重量份,色调剂的定影性降低。
在本发明中,使用透射式电子显微镜和扫描式电子显微镜观察磁性材料颗粒形状。
磁性材料的磁性特征值用振动样品磁力计VSM-3S-15测量(由Toei Kogyo K.K.制造)。
磁性材料的平均粒径是以这样的方式确定的,从使用透射式电子显微镜得到的放大50000倍的磁性材料照片中随机选取200个直径是0.02μm或更大的磁性材料颗粒,且测量每个颗粒的最大长度,得到的最大长度的数均值用作平均颗粒直径。
在本发明的色调剂中,为了改善带电稳定性,显影性能、流动性和运转性能,优选加入细硅石粉。
对于细硅石粉添加入色调剂的形式,从内部将其添加入色调剂颗粒和从外部让其与色调剂颗粒混合的方式都是有效的。特别是为了使上述作用更明显,外部添加是优选的。
为获得好的结果,用于本发明的细硅石粉优选具有通过氮气吸附测量得到的BET比表面积至少是30m2/g,且更优选50至400m2/g。
如果细硅石粉具有的BET比表面积小于30m2/g,色调剂不具有足够的流动性,且趋向于具有不均匀的显影性能。
在色调剂中含有的细硅石粉,基于100重量份的色调剂,其量优选是0.01至8重量份,更优选0.1至5重量份。
如果含在色调剂中的细硅石粉的量小于0.01重量份,就难以获得色调剂足够的流动性和运转性能。如果含在色调剂中的细硅石粉的量超过8重量份,细硅石粉的自由粉末的量增加,从而趋向于使色调剂带电不稳定。
如果需要,出于使其疏水或控制可带电性的目的,用于本发明的细硅石粉也优选用处理剂处理,这些处理剂如硅氧烷清漆,多种类型的改性硅氧烷清漆、硅油、多种类型的改性硅油、硅烷偶合剂,具有官能基的硅烷化合物或其它有机硅化合物,它们可单独使用或结合使用。
对于本发明的色调剂,其它外部添加剂可任意性地添加。
例如,它们包括作为带电辅助剂,导电性提供剂、流动性提供剂、抗结块剂、热辊定影时的脱模剂、润滑剂或研磨剂的细树脂颗粒或细无机颗粒。
润滑剂可以包括例如Teflon粉、硬脂酸锌粉和聚偏氟乙烯粉;特别是,聚偏氟乙烯粉是优选的。研磨剂可以包括氧化铈粉、碳化硅粉和钛酸锶粉;特别优选地是钛酸锶粉。流动性提供剂包括例如二氧化钛粉和氧化铝粉,特别是优选疏水的。导电性提供剂可以包括,例如炭黑粉、氧化锌粉、氧化锑粉和氧化锡粉。反极性细白颗粒和细黑颗粒也可以少量地用作显影性改进剂。
通过将粘合剂树脂、着色剂、咪唑衍生物和可选的磁性材料、蜡、金属盐或金属配合物、颜料或染料和其它添加剂彻底混合,使用的混合设备例如是Henschel混合器或球磨机,之后使用例如热辊、捏合机或挤出机之类的热捏合机熔融捏合该混合物,且通过冷却固化该捏合产品,接着进行粉碎和分级,接着选择性地通过混合器如Henschel混合器与任何所需的添加剂混合,从而制得本发明的色调剂。因此得到了本发明的色调剂。
本发明的可带正电色调剂优选具有3至10μm的重均粒径,且更优选4至9μm。
如果色调剂具有的重均粒径小于3μm,其运转稳定性变差,且难以获得高图像浓度,且进一步会发生雾化。如果色调剂具有的重均粒径大于10μm,它难以获得高精确图像,且色调剂的消耗增加。
使用TA-Ⅱ型Coulter计数器(由Coulter Electronics Inc.制造)测量色调剂的重均粒径。Coulter Multisizer(由Coulter Electronics,Inc.制造)也可以使用。对于电解质溶液,使用一级氯化钠制备1%NaCl水溶液。例如,可以采用ISOTON R-Ⅱ(商品名,由Coulter Scientific JapanCo.制造)。通过向100至150ml的上述电解质水溶液中加入作为分散剂的0.1至5ml表面活性剂,优选是烷基苯磺酸盐,且进一步加入待测的2至20mg样品,进行测量。在电解质溶液中悬浮的样品在超声分散机中进行约1分钟至约3分钟的分散处理。通过测量具有粒径2.00μm或更大的色调剂颗粒的体积和数量,测量使用上述测量装置,使用100μm的孔,计算体积分布和数量分布。然后,确定根据本发明的值,由体积分布确定的重量基、重均粒径(D4:用作每个通道代表值的各个通道的中间值)。
对于通道,共使用13个通道,分别是2.00至小于2.52μm,2.52至小于3.17μm,3.17至小于4.00μm,4.00至小于5.04μm,5.04至小于6.35μm,6.35至小于8.00μm,8.00至小于10.08μm,10.08至小于12.70μm,12.70至小于16.00μm,16.00至小于20.20μm,20.20至小于25.40μm,25.40至小于32.00μm,和32.00至小于40.30μm。
作为用于本发明成像方法的显影剂承载元件的显影套筒的构成参照作为实施例的图1在如下进行说明。
作为用于本发明的显影剂承载元件的显影套筒具有至少一个由含树脂材料构成的表面。更具体地说,该显影套筒是由含树脂材料构成的圆筒形套筒,或者具有圆筒形基底6和在圆筒形基底上形成且含有树脂的涂层1。涂层1含有粘合剂树脂4,另外,还可选地含导电材料2,填料3和固体润滑剂5,且这样构成以便于覆盖圆筒形基底6。当含有导电材料2时,涂层1具有导电性,且因此可防止色调剂过量带电。当含有填料3时,可以防止涂层被色调剂磨损,且填料3的电荷提供性能能够优先控制色调剂的带电。当含有固体润滑剂5时,色调剂从显影套筒的释放性可以得到改善,这样可以防止色调剂对显影套筒的熔融附着。
在其上形成含树脂涂层的圆筒形基底可以由一种材料,包括金属、合金、金属化合物、陶瓷和树脂构成。
在本发明中,当导电材料含于涂层中时,该涂层优选具有106Ω·cm或更低的体积电阻率,且更优选103Ω·cm或更低。如果该涂层具有高于106Ω·cm的体积电阻率,色调剂趋向于充电过度(charge-up),可能造成弄脏或显影性能的损坏。
涂层优选具有以JIS中心线平均粗糙度(Ra)的形式表示为0.2至3.5的表面粗糙度。如果其Ra小于0.2μm,该色调剂在显影套筒附近就会具有过高的电荷量,使得由于镜像力作用将色调剂吸引到显影套筒上,任何新的色调剂不再从显影套筒接受电荷,结果造成不充分的显影性能。如果Ra大于3.5μm,色调剂以极大量涂覆在显影套筒上而不能获得充足的电荷量,也导致不均匀带电,使图像浓度降低,且有不均匀的密度。
构成涂层1的材料在下文进行描述。
图1中所示的导电材料2可以包括,例如金属粉例如铝粉、铜粉、镍粉和银粉,金属氧化物例如氧化锑、氧化铟和氧化锡以及碳的同素异形体例如碳纤维、炭黑和石墨。其中,优选使用炭黑,因为它具有特别良好的导电性,通过将其添加给聚合物料可以赋予导电性,且通过控制其添加量,可以获得所需的一定程度的导电性。
用于本发明的炭黑优选具有1μm或更小的数均粒径,且优选0.01μm至0.8μm。炭黑具有大于1μm的数均粒径不是优选的,因为这将难以控制涂层的体积电阻率。
基于100重量份的树脂,导电材料优选用量是0.1至300重量份,且更优选1至100重量份。
对于填料3,一般公知的用于色调剂的负电荷控制剂或正电荷控制剂可以被加入。对于其他材料,它们可以包括,例如无机化合物例如矾土、石棉、玻璃纤维、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钡、硅石和硅酸钙;酚树脂、环氧树脂、密胺树脂、硅氧烷树脂、PMMA、甲基丙烯酸酯的三元共聚物(例如聚苯乙烯/甲基丙烯酸正丁酯/硅烷三元共聚物)、苯乙烯-丁二烯共聚物和聚己内酯;含氮化合物例如聚己内酰胺、聚乙烯基吡啶和聚酰胺;高度卤化聚合物例如聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚四氯氟乙烯、全氟烷氧基化乙烯、聚四氟烷氧基乙烯、氟化乙烯-丙烯-聚四氟乙烯共聚物和三氟氯乙烯-氯乙烯共聚物;聚碳酸酯;和聚酯。其中,硅石和矾土优选使用,因为它们自身具有硬度,且对色调剂有电荷可控性。
该填料基于100重量份树脂的优选使用量是0.1至500重量份,更优选1至200重量份。
固体润滑剂5可以包括,例如二硫化钼、一氮化硼、石墨、氟化石墨、硒化银-铌、氯化钙-石墨和滑石。其中,优选使用石墨,因为它具有润滑性也具有导电性,且具有减少色调剂具有过高电荷的功能和优选对显影提供电荷量的功能。
固体润滑剂基于100重量份树脂的优选使用量是0.1至300重量份,且更优选1至150重量份。
分散进导电材料2、填料3和固体润滑剂5的树脂4可以包括酚树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、硅氧烷树脂、氟树脂、苯乙烯树脂和丙烯酸树脂,其中可以任意使用。特别地,热固性树脂或光固性树脂是优选的。
为了优选使在本发明显影套筒表面上形成的涂层中的导电材料、填料和/或固体润滑剂在表面暴露,或者为了使涂层表面光滑以形成均匀的粗糙表面,该涂层表面可以经过如后所述的磨光平滑处理,从而可以赋予更优选的性质。这就特别有效地克服了发生在实心黑或中间色调图像上的垂直线现象,提高了在初始阶段的图像浓度,且在高温和高湿环境中尤其有效。
参照图2A和2B描述怎样使本发明显影套筒表面光滑的实施例。在图2A中,涂层501含固体润滑剂502,导电材料503、填料504和涂层树脂505,且覆盖圆筒形基底506的表面。该层用附着磨料颗粒的毛毡磨光或用带状磨光材料磨光,从而显影套筒的粗糙表面可以如图2B所示均匀地磨光。因此,该色调剂可以均匀的数量涂覆在显影套筒上,这样使得只有通过与显影套筒摩擦而摩擦带电的色调剂输送至显影区。因此如上所述的平滑处理被认为是有效的。
既使在如上所述的磨光之后,用根据JISB0601的Ra表示,优选涂层表面保持粗糙度是0.2至3.5μm,且更优选0.3至2.5μm。理由如上所述。
作为本发明的显影剂承载元件的显影套筒设置其中的显影组件将在下文进行说明。
如图3中所示,在显影组件X1中,静电潜像承载元件,例如,电子照相光敏鼓7以箭头B所指方向旋转,它带有通过已知方法形成在其上的静电潜像。作为显影剂承载元件的显影套筒14载有由作为显影剂容器的贮料斗9喂入的用作单组分型显影剂的磁性色调剂10,且以箭头A所指方向旋转。从而使磁性色调剂10传输至显影区D,在那里显影套筒14和光敏鼓7彼此相对。在显影套筒14内部设有磁铁11,这样使得磁性色调剂10被磁力吸引并固定到显影套筒14上。作为色调剂颗粒和显影套筒14之间的摩擦的结果,磁性色调剂10获得的摩擦电荷能够使光敏鼓7上的静电潜像显影。
为了调整传输至显影区D的磁性色调剂10的层厚度,用铁磁金属制得的调整刮刀8作为显影剂层厚度调整元件,以由贮料斗9向下垂直伸展的方式,使其较低末端面对显影套筒14,留有约200至300μm宽的间隙。磁力线从磁铁11的磁极N1集中到调整刮刀8,从而在显影套筒14上形成磁性色调剂10的一薄层(显影剂层)。非磁性刮刀可以用作调整刮刀8。
由此形成在显影套筒14上的磁性色调剂10的薄层的厚度可以优选小于在显影区D中显影套筒14和光敏鼓7之间的最小间隙。本发明在通过这样的显影剂薄层显影静电潜像的该种类型的显影组件,即非接触型显影组件中是特别有效的。本发明也可以采用显影剂层厚度大于在显影区D中显影套筒14和光敏鼓7之间的最小间隙的这种类型的显影组件即接触型显影组件。
为了叙述简便起见,在以下的叙述中将非接触型显影组件作为实例。
为了使承载在显影套筒14上的单组分型显影剂磁性色调剂10飞扬起来,通过电源15向显影套筒施加显影偏压。当DC电压用作显影偏压时,优选将介于静电潜像区(该区在吸引磁性色调剂10时可见)电压和背景区电压之间的电压施加给显影套筒14。其间为了增强显影图像的密度或改善其深浅度,可向显影套筒14施加交流偏压,以便在显影区D形成其方向交替反向的振荡电场。在这样的情况下,交流偏压优选向显影套筒14施加,通过重叠具有在待显影图像区的电压和在背景区的电压之间值的DC电压成分,形成该交流偏压。
在称为常规显影的情况下,色调剂吸附在具有高电压区和低电压区的静电潜像的高电压区,使用的色调剂可带与静电潜象的极性相反的极性。在另一方面,在称为反向显影的情况下,色调剂吸附在具有高电压区和低电压区的静电潜像的低电压区,使用的色调剂可带与静电潜像的极性相同的极性。通过绝对值表示高电压区或低电压区。在任何情况下,磁性色调剂10在其与显影套筒14摩擦时带电,使得具有用于静电潜像显影的极性。
图4举例说明了根据另一个实施方案的显影组件的构成。
图4中所示的显影组件X2具有下述特点:由具有橡胶弹性的材料,例如聚氨酯橡胶或硅氧烷橡胶或具有金属弹性的材料,例如青铜或不锈钢构成的弹性板用作显影剂层厚度调节元件,用以调节在显影套筒14上的磁性色调剂10的层厚度,该弹性板17产生压力与显影套筒14接触。在这样的显影组件中,可以在显影套筒14上形成非常薄的色调剂层。在图4中所示的显影组件X2的其它结构基本上与图3中所示的显影组件X1的对应结构相同。因此,在图4中与图3中给的同样的参照数码表示的是同样的元件。
在如图4所示的显影组件X2中,其中色调剂层在如上所述的显影套筒14上形成,该色调剂借助于弹性板17与显影套筒14摩擦,从而该色调剂可以具有大量的摩擦电以带来图像浓度的改善。在非磁性单组分显影剂中,使用采用了这样弹性板的显影组件。
本发明的成像方法的例子参照图5在下文说明,图5示意说明了具有接触带电/接触传输系统的成像设备的结构。
在图5中,参照数码801指的是旋转鼓型光敏元件,它是以规定的圆周速度(加工速度),如附图所示顺时针旋转。参照数码802指的是作为主要带电装置的带电辊,它在一定的压力下与光敏鼓801的表面接触,它随着光敏鼓801的旋转而旋转。参照数码803指的是用于对带电辊802施加电压的带电偏压电源V2。对带电辊802施加偏压,使得光敏鼓1的表面带电,具有指定的极性和电位。接着进行成影像曝光804,形成静电潜像,它通过显影装置805显影,接着转化成作为色调剂图像的可视图像。
在构成显影装置805的显影套筒上,通过偏压施用装置813施加偏压V1。通过显影形成在潜像承载元件上的色调剂图像通过接触转印装置转印辊806被静电转印到转印介质808,转印辊806被持续施用转印偏压V3。通过加热和加压装置811,转印到转印介质上的色调剂图像被加热和加压定影。通过具有以逆向与光敏元件801加压接触的弹性清洁刮刀的清洁单元809去除任何附着的污染物,如转印残余色调剂,由此已经转印了色调剂图像的光敏元件801的表面被清洁干净,通过电荷消除曝光单元801进一步脱静电,这样可在其上重复成像。
对于主要带电装置,带电辊802用作上述的接触带电装置。例如带电刮刀或带电刷也可以作为接触带电装置。它还可以是非接触电晕带电装置。但是考虑到通过带电造成臭氧的减少,接触带电装置是优选的。
对于转印装置,以上采用的是转印辊806。它也可以是非接触电晕转印装置。但是考虑到通过带电造成臭氧的减少,接触转印装置也是优选的。
本发明的设备单元将参照图3在下文进行描述。
本发明的设备单元以可拆卸方式安装于成像设备主体(例如复印机、激光打印机或传真系统)。
在图3中所示的实施方案中,设备单元是显影组件X1,显影组件X1以可拆卸方式安装于成像设备主体。因此,设备单元具有显影剂10,显影剂容器9,显影剂承载元件14和显影剂层厚度调节元件8。而本发明的设备单元至少有显影剂10,显影剂容器9和显影剂承载元件14。
还可以在图6中看到,除了显影组件X1以外,设备单元U可以有静电潜像承载元件7、具有清洁元件20的清洁器21和带电元件23,它们作为一个单元。
在图3中所示的设备单元和图6所示的设备单元中,当在显影组件X1中的显影剂10用完时,该设备单元可换一个新的。
当成像设备用作传真机的打印机时,光图像曝光L用作曝光灯用于接收数据的打印。图7以方框图的形式举例说明。
控制器31控制图像读取部分30和打印机39。通过CPU37控制整个控制器31。从图像读取部分读取和输出的图像数据通过传输电路33被送至其它传真站。从其它传真站接收的数据通过接收电路32输送到打印机39。得到的图像数据贮存在图像存储器36中。打印机控制器38控制打印机39。数码34指的是电话。
在接收电路32中,从电路35接收的图像(来自通过该电路连接的远程终端的图像信息)被解调,在通过CPU37解码图像信息之后,然后贮存在图像存储器36中。接着当至少一页图像已被贮存在存储器36中时,进行该页的图像记录。CPU37从存储器36读出一页图像信息,并将一页的编码图像信息送至打印机控制器38。打印机控制器38已经从CPU37接收一页的图像信息,其控制打印机39,这样使得一页图像信息被记录下来。
打印机39记录期间,CPU37接收下一页的图像信息。
以这种方式接收和记录图像。
根据本发明,在含粘合剂树脂的可带正电色调剂中特定的咪唑衍生物用作电荷控制剂,该粘合剂树脂中含苯乙烯共聚物且具有特定的酸价。在不破坏带电性和可带正电色调剂的显影性的情况下,可以显著地改善抗偏移性。另外,当包含金属基底和形成在其上的含树脂涂层的元件用作显影剂承载元件时,电荷提供性可以极大地提高,和在长时间内提供高精密图像,而不使图像浓度减少和引起雾化。
通过提供实施例,在以下部分对本发明进行极为详细的说明。本发明并不仅限于此。
粘合剂树脂合成实施例
树脂合成实施例1 (以重量计)苯乙烯 79.2份丙烯酸正丁酯 20.0份马来酸单丁酯 0.8份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈) 0.2份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,且在减压条件下,溶剂被蒸馏去除。由此获得的树脂指定为树脂a。树脂a 30.0份苯乙烯 56.0份丙烯酸正丁酯 12.2份马来酸单丁酯 1.4份二乙烯基苯 0.4份过氧化二叔丁基 1.0份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,且在减压条件下,溶剂被蒸馏去除。由此获得的树脂指定为树脂A。该树脂A的酸价是5.2。
树脂合成实施例2 (以重量计)
苯乙烯 79.0份
丙烯酸正丁酯 21.0份
2,2’-二(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷 0.3份
将上述物料在4小时的时间是滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,获得具有树脂b-1的二甲苯溶液。
苯乙烯 82.0份
丙烯酸正丁酯 17.0份
马来酸单丁酯 1.0份
过氧化二叔丁基 1.0份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,以获得具有树脂b-2的二甲苯溶液。这两种二甲苯溶液按树脂成份即树脂b-1和b-2的重量比是b-1∶b-2=25∶75的条件进行混合,且之后通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此得到的树脂指定为树脂B。树脂B具有2.3的酸价。
树脂合成实施例3 (以重量计)
苯乙烯 77.0份
丙烯酸正丁酯 20.0份
马来酸单丁酯 3.0份
2,2’-二(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷 0.3份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着在二甲苯回流条件下完成聚合,以获得具有树脂c-1的二甲苯溶液。
苯乙烯 78.0份
丙烯酸正丁酯 18.0份
甲基丙烯酸 4.0份
过氧化二叔丁基 1.0份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,以获得具有树脂c-2的二甲苯溶液。这两种二甲苯溶液按树脂成份即树脂c-1和c-2的重量比是c-1∶c-2=4∶6的条件进行混合,且之后通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此得到的树脂指定为树脂C。树脂C具有18.8的酸价。
树脂合成实施例4 (以重量计)
苯乙烯 74.0份
丙烯酸丁酯 22.0份
丙烯酸 3.5份
二乙烯基苯 0.5份
过氧化二叔丁基 0.8份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,且通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此获得的树脂指定为树脂D。树脂D具有27.0的酸价。
树脂合成实施例5 (以重量计)
苯乙烯 73.0份
丙烯酸丁酯 22.2份
丙烯酸 4.5份
二乙烯基苯 0.5份
二过氧化叔丁基 0.8份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热过的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,且通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此得到的树脂指定为树脂E。树脂E具有34.8的酸价。
树脂合成对比实施例1 (以重量计)
苯乙烯 80.0份
丙烯酸正丁酯 20.0份
2,2’-二(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷 0.3份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合以得到具有树脂f-1的二甲苯溶液。
苯乙烯 83.0份
丙烯酸正丁酯 17.0份
过氧化二叔丁基 1.0份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合,以获得的具有树脂f-2的二甲苯溶液。这两种二甲苯溶液按树脂成份即树脂f-1和树脂f-2的重量比是f-1∶f-2=3∶7的条件进行混合,且之后通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此得到的树脂指定为树脂F。树脂F具有0.1的酸价。
树脂合成对比实施例2 (以重量计)
苯乙烯 69.0份
丙烯酸丁酯 22.0份
甲基丙烯酸 8.5份
二乙烯基苯 0.5份
过氧化二叔丁基 0.8份
将上述物料在4小时的时间里滴加进200重量份的加热的二甲苯中。接着,在二甲苯回流条件下完成聚合且通过在减压条件下蒸馏去除溶剂。由此得到的树脂指定为树脂G。树脂G具有55.2的酸价。
树脂合成对比实施例3 (以重量计)
双酚A的环氧丙烷加合物 110份
(平均分子量:360)
富马酸 25份
1,2,4-苯三酸 4份
将上述物料在常压及220℃氮蒸汽中脱水缩聚。接着,在减压及220℃下进一步反应。从而制得具有酸价1.0的聚酯树脂H。
树脂合成对比实施例4
除了在反应同时监控酸价和在酸价达到至少8时反应完成以外,重复树脂合成对比实施例3的合成方法。
由此获得的聚酯树脂I具有5.5的酸价。
显影套筒制备实施例1 (以重量计)
酚树脂中间产物 125份
炭黑 5份
结晶石墨 45份
甲醇 41份
异丙醇 284份
酚树脂中间产物的甲醇溶液用异丙醇(IPA)稀释,然后加入炭黑和结晶石墨,通过利用玻璃珠的砂磨机分散,得到涂料。接下来,该涂料涂到套筒基底上形成涂层。
对于使用的套筒基底,使20mm外径和0.8mm壁厚的圆筒形不锈钢管的表面磨光,使圆筒形管具有10μm或更低的旋转偏移和用Ra表示的4μm或更低的表面粗糙度。该套筒基底竖直放置,且以恒速旋转,且其上端和下端被遮蔽,在此涂覆上述涂料,同时以恒定的速度降低喷枪。遮蔽套筒每一端的宽度是3mm。由此涂覆的套筒在160℃的干燥炉中干燥20分钟;使涂层硬化。之后,由此得到的涂覆树脂的套筒表面在4kgf负载下用带状毛毡摩擦;以磨光该表面。由此,得到了具有均匀层厚的涂层的套筒。
该涂层具有10μm的层厚,在6点平均的表面粗糙度Ra是0.86μm,且体积电阻率是4Ω·cm。其铅笔硬度也被测量出来,其值是2H。对于这个套筒,插入磁铁,两端装上凸缘,得到显影套筒1。
显影套筒制备实施例2 (以重量计)
酚树脂的中间产物 125份
炭黑 5份
结晶石墨 45份
表面处理细硅石粉(具有BET比表面积是约1.3×105m2/kg的干法细硅石粉,用甲基三甲氧基硅烷进行表面处理) 25份
甲醇 58份
异丙醇 408份
上述物料使用砂磨机以下述方式分散:酚树脂中间产物的甲醇溶液用一部分异丙醇(IPA)稀释,然后加入炭黑和结晶石墨,通过利用玻璃珠的砂磨机分散。上述处理过的硅石分散进剩余IPA中,再被加入到得到的分散体中作为填料,接着用砂磨机进一步分散,获得涂料。
然后,以显影套筒制备实施例1的相同方式,将该涂料涂覆在套筒基底上,以形成涂层,接着进行表面磨光处理。由此形成涂层,为15μm层厚,在6点平均的表面粗糙度Ra是1.08μm,体积电阻率是7Ω·cm,其铅笔硬度也被测量出来,其值是3H。对于这个套筒,将磁铁插入,两端装上凸缘就得到了显影套筒2。
显影套筒制备实施例3
使用显影套筒制备实施例1所用的相同涂料。对于使用的套筒基底,将16mm外径和0.8mm壁厚的圆筒形铝管的表面磨光,使之做成10μm或更低的旋转偏移和用Ra表示的4μm或更低的表面粗糙度的圆筒形管。该套筒基底竖直放置,且以恒速旋转,且其上端和下端被遮蔽,在此涂覆上述涂料,同时以恒定的速度降低喷枪。套筒每一端遮蔽的宽度是3mm。由此涂覆的套筒在160℃的干燥炉中干燥20分钟,以使涂层硬化。之后,由此得到的涂覆树脂的套筒表面在4kgf负载下用带状毛毡摩擦,以磨光该表面。由此,得到了具有均匀层厚的涂层的套筒。
该涂层具有11μm的层厚,在6点平均的表面粗糙度Ra是0.97μm,且体积电阻率是4Ω·m。其铅笔硬度也被测量出来,其值是2H。套筒两端装有凸缘得到显影套筒3。
显影套筒制备实施例4
对于使用的套筒基底,将20mm外径和0.8mm壁厚的圆筒形不锈钢管的表面磨光,使之做成10μm或更低的旋转偏移和用Ra表示的4μm或更低的粗糙度的圆筒形管。该套筒基底上端和下端被遮蔽,通过在喷砂压是3.92×10-2MPa(4.0kgf/cm)的喷砂机使用非晶体矾土磨料颗粒(#300)将其进行喷砂处理。套筒每一端遮蔽的宽度是3nm。该喷砂处理过的套筒在6点平均的表面粗糙度Ra是1.12μm。对于这个套筒,插入磁铁,两端装上凸缘就得到显影套筒4。
实施例1 (以重量计)
粘合剂树脂A 100份
磁铁矿(八面体;平均粒径0.22μm;BET比表面积:7.9m2/g;硅含量:0.35%wt;σs:84.5Am2/kg;σr:10.9Am2/kg) 90份
低分子量聚丙烯蜡(熔点130℃) 4份
咪唑衍生物,示例化合物(1) 2份
通过Henschel混合器,上述物料被充分预混合,然后将得到的混合物使用设置为140℃的双螺杆挤出机进行熔融捏合。得到的捏合产物被冷却,且接着使用切刀磨将其破碎。之后,使用粉碎机利用喷射流将破碎的产品细粉化。将由此得到的细粉产品使用风力分级器进行进一步分级以获得重均粒径8.5μm的分级细粉(色调剂颗粒)。
将通过用17重量份氨基改性硅油(胺当量:830;25℃的粘度:70cSt)处理由干法制得的100重量份硅石细粉(BET比表面积:200m2/g)得到的0.8重量份疏水硅石加入到所得的100重量份分级细粉中,用Henschel混合器混合,接着使用150μm筛过筛制得可带正电色调剂1,将其用作可带正电单组分磁性显影剂1。
以下将对得到的显影剂1进行测试以得到测试结果。
抗偏移性评价测试:
对如图5所示的成像设备,使用市售的复印机NP6030(由CANONINC.制造)。NP6030定影组件拆到外面,未定影图像在转印纸上形成。使用如此改进的外定影组件以便于在复印机外操作,且能够设置任何所需的定影辊温度和具有100mm/sec的处理速度,未定影图像通过它以测试是否有偏移发生,以测定抗偏移性。定影辊温度设置在230℃。评定是根据下述评定标准作出的。(评测环境:常温/常湿,23℃/60%RH)。
(抗偏移评定标准)
A:偏移一点也没有发生。
B:能看见轻微的偏移
C:发生偏移。
图像评定测试:
对于如图5所示的成像设备,使用市售的复印机NP6030(由CANONINC.制造)。其显影套筒用显影套筒1代替。具有图像面积6%的文字图像在常湿/常温环境中复印10000份。具有图像面积6%的文字图像在常温/低湿和高温/高湿的环境中各再复印5000份,以测定图像浓度和雾化情况(测定环境:常温/常湿,23℃/60%RH;常温/低湿23℃/5%RH;高温/高湿,32.5℃/80%RH)。
通过复印实心黑图像和使用Macbeth反射密度计(Macbeth公司制造),在实心黑图像区的10点测定图像浓度,且以其平均值来评定。对于雾化,使用反射密度计(由Tokyo Denshoku Gijutsu Center K.K.制造),对成像前转印纸的10点反射密度平均值(Dr)和实心白图像复印后的转印纸的10点反射密度平均值(Ds)进行测定。其差值(Ds-Dr)作为雾化值。根据下述评定标准作出评定结果。
(雾化评定标准)
A:小于0.5%。
B:从0.5%至1.0%。
BB:从1.0%至2.0%。
C:多于2.0%
具有图像面积6%的文字图像在常温/常湿的环境中再复印10000份。之后,显影套筒表面部分用乙醇擦干净。使用清洁过的显影套筒,再复印实心黑图像以测定乙醇擦拭前后实心黑图像的图像浓度。计算其差值,根据下述评定标准评定套筒上的污染情况。
(套筒评定标准)
A:差值小于0.03。
B:差值由0.03至小于0.10。
C:差值由大于0.10至0.20。
C:差值大于0.20。
具有图像面积6%的文字图像在常温/常湿环境中再复印10000份,且再在常湿/低湿和高温/高湿环境中各复印5000份。之后,用肉眼观察色调剂在显影套筒上的涂覆情况,根据是否有污染出现来评定套筒涂覆性能。根据下述标准作出评定。(测定环境:常温/常湿,23℃/60%RH;常温/低湿,23℃/5%RH;高温/高湿,32.5℃/80%RH)。
(套筒涂覆性能评测标准)
A:没有任何污迹。
B:在套筒端有轻微的污迹。
BB:有轻微的污迹,但不影响图像。
C:有明显的污迹而影响图像。
各次测定结果示于表1。
实施例2
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂B代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂2。该可带正电色调剂2用作可带正电单组分磁性显影剂2。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例3
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂C代替以外,以实施例1相同的方式得到可带正电色调剂3。该可带正电色调剂3用作可带正电单组分磁性显影剂3。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例4
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂D代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂4。该可带正电色调剂4用作可带正电单组分磁性显影剂4。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例5
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂E代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂5。该可带正电色调剂5用作可带正电单组分磁性显影剂5。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
对比实施例1
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂F代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂6。该可带正电色调剂6用作可带正电单组分磁性显影剂6。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
对比实施例2
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂G代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂7。该可带正电色调剂7用作可带正电单组分磁性显影剂7。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例6
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(10)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂8。该可带正电色调剂8用作可带正电单组分磁性显影剂8。评测的方法采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例7
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(5)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂9。该可带正电色调剂9用作可带正电单组分磁性显影剂9。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例8
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(6)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂10。该可带正电色调剂10用作可带正电单组分磁性显影剂10。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例9
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(15)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂11。该可带正电色调剂11用作可带正电单组分磁性显影剂11。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例10
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(16)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂12。该可带正电色调剂12用作可带正电单组分磁性显影剂12。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例11
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(11)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂13。该可带正电色调剂13用作可带正电单组分磁性显影剂13。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例12
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(12)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂14。该可带正电色调剂14用作可带正电单组分磁性显影剂14。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例13
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(13)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂15。该可带正电色调剂15用作可带正电单组分磁性显影剂15。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例14
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用示例化合物(14)代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂16。该可带正电色调剂16用作可带正电单组分磁性显影剂16。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例15
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用下式表示的化合物代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂17。该可带正电色调剂17用作可带正电单组分磁性显影剂17。评测采用实施例1的相同方法。
实施例16
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用下式表示的化合物代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂18。该可带正电色调剂18用作可带正电单组分磁性显影剂18。评测采用实施例1的相同方法。
对比实施例3
除了咪唑衍生物的示例化合物(1)用尼格染料代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂19。该可带正电色调剂19用作可带正电单组分磁性显影剂19。评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例17
除了显影套筒1用显影套筒2代替以外,以实施例1同样的方式进行测评实验。
评测的结果总览于表1。
实施例18
除了显影套筒1用显影套筒4代替以外,评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
对比实施例4
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂H代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂20。该可带正电色调剂20用作可带正电单组分磁性显影剂20,除了显影套筒1用显影套筒4代替以外,评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
对比实施例5
除了粘合剂树脂A用粘合剂树脂I代替以外,以实施例1同样的方式得到可带正电色调剂21。该可带正电色调剂21用作可带正电单组分磁性显影剂21,除了显影套筒1用显影套筒4代替以外,评测采用实施例1的相同方法。
评测的结果总览于表1。
实施例18 (以重量计)
粘合剂树脂A 100份
酞菁铜 3.5份
低分子量聚丙烯蜡(熔点:130℃) 3份
咪唑衍生物,示例化合物(1) 2份
通过Henschel混合器,上述物料被充分预混合,然后将得到的混合物使用设置为120℃的双螺杆挤出机进行熔融捏合。得到的捏合产物被冷却,且接着使用切刀磨将其破碎。之后,使用粉化机利用喷射流将破碎的产品细粉化。将由此得到的细粉产品使用风力分级器进行进一步分级以获得重均粒径8.5μm的分级细粉(色调剂颗粒)。
将通过用17重量份氨基改性硅油(胺当量:830;25℃的粘度:70cSt)处理由于法制得的100重量份硅石细粉(BET比表面积:200m2/g)得到的1.0重量份疏水硅石加入到所得的100重量份分级细粉中,用Henschel混合器混合,接着使用150μm筛过筛制得可带正电色调剂22,将其用作可带正电单组分非磁性显影剂22。
使用显影套筒用显影套筒3代替的市售复印机FC-330(由CANONINC.制造),具有图像面积6%的文字图像在常温/常湿环境中,在常温/低湿环境中和高温/高湿环境中各复印1000份,以实施例1相同方式评测图像浓度和雾化情况(测定环境:常温/常温,23℃/60%RH;常温/低湿:23℃/5%RH;高温/高湿:32.5℃/80%RH)。
具有图像面积6%的文字图像在常温/常湿的环境中再复印1000份。之后,显影套筒表面部分用乙醇擦干净。以实施例1相同方式评定套筒上的污染情况。
具有图像面积6%的文字图像在常温/常湿环境中、在常温/低湿环境中和高温/高湿环境中各再复印1000份。之后,以实施例1相同方法评定套筒涂覆性能。
评测结果示于表2。
表1
N/N N/L H/H
显影剂 树脂 粘合剂树 咪唑化合 显影套筒 (23℃/60%RH) (23℃/5%RH) (32.5℃/80%RH)
序号 序号 脂酸价 物序号 序号 10,000张之后 5,000张之后 5,000张之后
(1) (2) (3) (4) 雾化 (2) (4) 雾化 (2) (4) 雾化实施例:1 1 A 5.2 1 1 A A A 1.41 A A 1.40 B A 1.37 B2 2 B 2.3 1 1 B A A 1.42 A A 1.41 B A 1.37 B3 3 C 18.8 1 1 A A A 1.41 A A 1.40 B A 1.36 B4 4 D 27.0 1 1 A A A 1.39 B B 1.40 BB A 1.31 B5 5 E 34.8 1 1 A A B 1.35 B B 138 BB A 1.26 BB
对比实施例:1 6 F 0.1 1 1 C B A 1.18 BB BB 1.20 C A 1.07 C2 7 G 55.2 1 1 A B A 1.16 BB B 1.14 C A 1.06 BB实施例:6 8 A 5.2 10 1 A A A 1.41 A A 1.40 B A 1.38 B7 9 A 5.2 5 1 A A A 1.39 A A 1.40 B A 1.36 B8 10 A 5.2 6 1 A A A 1.39 A A 1.39 B A 1.37 B9 11 A 5.2 15 1 A A A 1.38 B A 1.36 B A 1.34 B10 12 A 5.2 16 1 A A A 1.37 B A 1.35 B A 1.34 B11 13 A 5.2 11 1 A A A 1.37 B A 1.34 BB A 1.35 B12 14 A 5.2 12 1 A B A 1.35 B B 1.35 BB A 1.33 B13 15 A 5.2 13 1 A A A 1.36 B A 1.35 BB A 1.32 BB14 16 A 5.2 14 1 A A A 1.35 B B 1.35 BB A 1.31 B15 17 A 5.2 *1 1 A B B 1.31 B B 1.31 BB B 1.20 BB16 18 A 5.2 *2 1 A B BB 1.30 BB B 1.31 BB B 1.25 BB
对比实施例:3 19 A 5.2 *3 1 A B C 0.96 BB BB 0.98 C B 0.83 C实施例:17 1 A 5.2 1 2 A A A 1.42 A A 1.40 B A 1.37 A18 1 A 5.2 1 4 A B BB 1.26 BB B 1.27 BB B 1.16 BB
对比实施例:4 20 H 1.0 1 4 B B BB 1.12 BB B 1.22 C B 1.02 BB5 21 I 5.5 1 4 A B BB 1.08 BB B 1.18 C B 0.96 BBN/N:常温/常湿;N/L:常温/低湿;H/H:高温/高湿(1):抗偏移性;(2):套筒涂覆性;(3)套筒污染情况;(4):图像浓度*1:咪唑衍生物化合物(1),其中C11H23用C3H7代替*2:咪唑衍生物化合物(1),其中C11H23用C21H43代替 *3:尼格染料
表2
N/N N/L H/H
显影剂 树脂 粘合剂树 咪唑化合 显影套筒 (23℃/60%RH) (23℃/5%RH) (32.5℃/
序号 序号 脂酸价 物序号 序号 1,000张之后 1,000张之后 80%RH)
1,000张之后
(2) (3) (4) 雾化 (2) (4) 雾化 (2) (4) 雾化
实施例:19 22 A 5.2 1 3 A A 1.30 B A 1.25 B A 1.20 BN/N:常温/常湿;N/L:常温/低湿;H/H:高温/高湿;(2):套筒涂覆性;(3)套筒污染情况;(4)图像浓度
Claims (102)
2.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-30.0mg KOH/g的酸值。
3.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-20.0mg KOH/g的酸值。
4.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的粘合剂树脂具有大于5mg KOH/g至不大于20.0mg KOH/g的酸值。
5.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元。
6.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元、含羧基或酸酐基团的单体单元和其它乙烯基单体单元。
7.根据权利要求5的可充正电的色调剂,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体选自丙烯酸、丙烯酸的α-烷基衍生物、丙烯酸的β-烷基衍生物、不饱和二元羧酸、不饱和二元羧酸的单酯衍生物和不饱和二元羧酸的酐。
8.根据权利要求5的可充正电的色调剂,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体是不饱和二元羧酸的单酯衍生物。
9.根据权利要求8的可充正电的色调剂,其中所说的不饱和二元羧酸的单酯衍生物选自α,β-不饱和二元羧酸的单酯以及链烯基二元羧酸的单酯。
10.根据权利要求5的可充正电的色调剂,其中基于100重量份构成粘合剂树脂的全部单体,使用0.1-20重量份的所述含羧基或酸酐基的单体合成所说的粘合剂树脂。
11.根据权利要求5的可充正电的色调剂,其中所说的苯乙烯单体选自苯乙烯和苯乙烯衍生物。
12.根据权利要求11的可充正电的色调剂,其中所说的苯乙烯衍生物选自邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯。
13.根据权利要求6的可充正电的色调剂,其中所说的其它乙烯基单体包括丙烯酸酯。
14.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元,并且苯乙烯共聚物中的羧酸基团、酸酐基团或羧酸酯部分已通过碱处理得到皂化。
15.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的粘合剂树脂包含为高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分的混合物的树脂组合物。
16.根据权利要求15的可充正电的色调剂,其中所说的高分子量聚合物成分和所说的低分子量聚合物成分均含有不小于65wt%的苯乙烯共聚物。
17.根据权利要求15的可充正电的色调剂,其中所说的树脂组合物通过以下方法合成:(ⅰ)溶液混合法,其中通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分以溶液状态混合,然后除去溶剂,(ⅱ)干混法,其中将通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分除去溶剂,之后熔化捏和,或(ⅲ)两步聚合法,其中将溶液聚合获得的低分子量聚合物溶解在用于构成高分子量聚合物成分的单体中,以聚合单体合成高分子量聚合物。
18.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的粘合剂树脂含有全部苯乙烯树脂,该全部苯乙烯树脂包括基于全部粘合剂树脂的重量不小于60wt%的所说的苯乙烯共聚物。
19.根据权利要求1的可充正电的色调剂,还含有蜡。
20.根据权利要求19的可充正电的色调剂,其中所说的蜡具有70-165℃的熔点。
21.根据权利要求19的可充正电的色调剂,其中所说的蜡以基于100重量份的粘合剂树脂为0.5-10重量份的量含在可充正电的色调剂中。
23.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的咪唑衍生物包括由下式(3)表示的化合物:其中R1和R2分别表示选自具有5-20个碳原子的烷基、具有5-20个碳原子的芳烷基和具有6-20个碳原子的芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同,且可以分别被取代基取代;R3和R4分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同,且可以分别被取代基所取代。
24.根据权利要求1的可充正电的色调剂,其中所说的咪唑衍生物以基于100重量份粘合剂树脂为0.01-20.0重量份的量含在可充正电的色调剂中。
25.根据权利要求1的可充正电的色调剂,该色调剂是含有颜料或染料作为着色剂的非磁性色调剂。
26.根据权利要求1的可充正电的色调剂,该色调剂是含有磁性材料作为着色剂的磁性色调剂。
27.根据权利要求26的可充正电的色调剂,其中所说的磁性材料以基于100重量份粘合剂树脂为10-200重量份的量含在可充正电的色调剂中。
28.根据权利要求26的可充正电的色调剂,其中所说的磁性材料含有基于磁性材料的重量为0.05-10%wt的硅元素。
29.根据权利要求1的可充正电的色调剂,还含有外部加入的细硅石粉末。
30.根据权利要求1的可充正电的色调剂,具有3-10μm的重均粒径。
31.一种包括以下步骤的成像方法;
在静电潜像承载元件上形成静电潜像,并且
通过使用具有可充正电的色调剂的单组分显影剂将静电潜像显影,在显影剂装载元件的表面装载和输送;
所说的显影剂装载元件具有至少一个由含树脂的材料形成的表面;且
所说的可充正电的色调剂包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,其中;
所说的粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物,并且具有0.50-50.0mgKOH/g的酸值;且
所说的电荷控制剂具有由下式(1)表示的咪唑衍生物:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
32.根据权利要求31的成像方法,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-30.0mg KOH/g的酸值。
33.根据权利要求31的成像方法,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-20.0mg KOH/g的酸值。
34.根据权利要求31的成像方法,其中所说的粘合剂树脂具有大于5mg KOH/g至不大于20.0mg KOH/g的酸值。
35.根据权利要求31的成像方法,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元。
36.根据权利要求31的成像方法,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元、含羧基或酸酐基团的单体单元和其它乙烯基单体单元。
37.根据权利要求35的成像方法,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体选自丙烯酸、丙烯酸的α-烷基衍生物、丙烯酸的β-烷基衍生物、不饱和二元羧酸、不饱和二元羧酸的单酯衍生物和不饱和二元羧酸的酐。
38.根据权利要求35的成像方法,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体是不饱和二元羧酸单酯衍生物。
39.根据权利要求38的成像方法,其中所说的不饱和二元羧酸的单酯衍生物选自α,β-不饱和二元羧酸的单酯以及链烯基二元羧酸的单酯。
40.根据权利要求35的成像方法,其中基于100重量份构成粘合剂树脂的全部单体,使用0.1-20重量份的所说含羧基或酸酐基的单体合成所说的粘合剂树脂。
41.根据权利要求35的成像方法,其中所说的苯乙烯单体选自苯乙烯和苯乙烯衍生物。
42.根据权利要求41的成像方法,其中所说的苯乙烯衍生物选自邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯。
43.根据权利要求36的成像方法,其中所说的其它乙烯基单体包括丙烯酸酯。
44.根据权利要求31的成像方法,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元,并且苯乙烯共聚物中的羧酸基团、酸酐基团和羧酸酯部分已通过碱处理得到皂化。
45.根据权利要求31的成像方法,其中所说的粘合剂树脂包含为高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分的混合物的树脂组合物。
46.根据权利要求45的成像方法,其中所说的高分子量聚合物成分和所说的低分子量聚合物成分均含有不小于65wt%的苯乙烯共聚物。
47.根据权利要求45的成像方法,其中所说的树脂组合物通过以下方法合成:(ⅰ)溶液混合法,其中通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分以溶液状态混合,然后除去溶剂,(ⅱ)干混法,其中将通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分除去溶剂,之后熔化捏和,或(ⅲ)两步聚合法,其中将溶液聚合获得的低分子量聚合物溶解在用于构成高分子量聚合物成分的单体中,以聚合单体合成高分子量聚合物。
48.根据权利要求31的成像方法,其中所说的粘合剂树脂含有全部苯乙烯树脂,该全部苯乙烯树脂包括基于全部粘合剂树脂的重量不小于60wt%的所说的苯乙烯共聚物。
49.根据权利要求31的成像方法,其中所说的可充正电的色调剂还含有蜡。
50.根据权利要求49的成像方法,其中所说的蜡具有70-165℃的熔点。
51.根据权利要求49的成像方法,其中所说的蜡以基于100重量份的粘合剂树脂为0.5-10重量份的量含在可充正电的色调剂中。
52.根据权利要求31的成像方法,其中所说的咪唑衍生物包括由下式(2)表示的化合物,其中R1和R2分别表示选自具有5-20个碳原子的烷基、具有5-20个碳原子的芳烷基和具有6-20个碳原子的芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同,且可以分别被取代基取代;R3、R4、R5和R6分别表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同,且可以分别被取代基所取代。
54.根据权利要求31的成像方法,其中所说的咪唑衍生物以基于100重量份粘合剂树脂为0.01-20.0重量份的量含在可充正电的色调剂中。
55.根据权利要求31的成像方法,其中所说的可充正电的色调剂是含有颜料或染料作为着色剂的非磁性色调剂。
56.根据权利要求31的成像方法,其中所说的可充正电的色调剂是含有磁性材料作为着色剂的磁性色调剂。
57.根据权利要求56的成像方法,其中所说的磁性材料以基于100重量份粘合剂树脂为10-200重量份的量含在可充正电的色调剂中。
58.根据权利要求56的成像方法,其中所说的磁性材料含有基于磁性材料的重量为0.05-10wt%的硅元素。
59.根据权利要求31的成像方法,所说的可充正电的色调剂还含有外部加入的细硅石粉末。
60.根据权利要求31的成像方法,所说的可充正电的色调剂具有3-10μm的重均粒径。
61.根据权利要求55的成像方法,其中所说的非磁性色调剂用作单组分的非磁性显影剂。
62.根据权利要求56的成像方法,其中所说的磁性色调剂用作单组分的磁性显影剂。
63.根据权利要求31的成像方法,其中所说的显影剂装载元件是由含有树脂的材料所形成的圆柱形套筒。
64.根据权利要求31的成像方法,其中所说的显影剂装载元件具有基底和在基底上形成的含树脂的涂层。
65.根据权利要求64的成像方法,其中所说的涂层还含有至少一种选自导电材料、填料和固体润滑剂的成分。
66.根据权利要求31的成像方法,其中所说的静电潜像承载元件是电摄影光敏性元件。
67.一种以可拆卸方式安装在成像设备主体组合件上的设备单元;所说的单元包括,
具有至少一种可充正电的色调剂的单组分显影剂;
用于盛放单组分显影剂的显影剂容器;和
用于装载盛放在显影剂容器中的单组分显影剂并且将显影剂输送至显影区的显影剂装载元件;
所说的显影剂装载元件具有至少一个由含树脂的材料形成的表面;且
所说的可充正电的色调剂包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,其中;
所说的粘合剂树脂含有苯乙烯共聚物,并且具有0.5-50.0mgKOH/g的酸值;且
所说的电荷控制剂具有由下式(1)表示的咪唑衍生物:其中R1、R2、R3和R4各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基,它们彼此相同或者不相同并且可以进一步被取代基取代;X表示选自亚苯基、亚丙烯基、亚乙烯基、亚烷基和-CR5R6-的连接基,其中R5和R6各自表示选自氢原子、烷基、芳烷基和芳基的取代基。
68.根据权利要求67的设备单元,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-30.0mg KOH/g的酸值。
69.根据权利要求67的设备单元,其中所说的粘合剂树脂具有0.5-20.0mg KOH/g的酸值。
70.根据权利要求67的设备单元,其中所说的粘合剂树脂具有大于5mg KOH/g至不大于20.0mg KOH/g的酸值。
71.根据权利要求67的设备单元,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元。
72.根据权利要求67的设备单元,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元、含羧基或酸酐基团的单体单元和其它乙烯基单体单元。
73.根据权利要求71的设备单元,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体选自丙烯酸、丙烯酸的α-烷基衍生物、丙烯酸的β-烷基衍生物、不饱和二元羧酸、不饱和二元羧酸的单酯衍生物和不饱和二元羧酸的酐。
74.根据权利要求71的设备单元,其中所说的含羧基或酸酐基团的单体是不饱和二元羧酸的单酯衍生物。
75.根据权利要求74的设备单元,其中所说的不饱和二元羧酸的单酯衍生物选自α,β-不饱和二元羧酸的单酯以及链烯基二元羧酸的单酯。
76.根据权利要求71的设备单元,其中基于100重量份构成粘合剂树脂的全部单体,使用0.1-20重量份的所说含羧基或酸酐基的单体合成所说的粘合剂树脂。
77.根据权利要求71的设备单元,其中所说的苯乙烯单体选自苯乙烯和苯乙烯衍生物。
78.根据权利要求77的设备单元,其中所说的苯乙烯衍生物选自邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯。
79.根据权利要求72的设备单元,其中所说的其它乙烯基单体包括丙烯酸酯。
80.根据权利要求67的设备单元,其中所说的苯乙烯共聚物至少含有苯乙烯单体单元和含羧基或酸酐基团的单体单元,并且苯乙烯共聚物中的羧酸基团、酸酐基团和羧酸酯部分已通过碱处理得到皂化。
81.根据权利要求67的设备单元,其中所说的粘合剂树脂包含为高分子量聚合物成分和低分子量聚合物成分的混合物的树脂组合物。
82.根据权利要求81的设备单元,其中所说的高分子量聚合物成分和所说的低分子量聚合物成分均含有不小于65wt%的苯乙烯共聚物。
83.根据权利要求81的设备单元,其中所说的树脂组合物通过以下方法合成:(ⅰ)溶液混合法,其中通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分以溶液状态混合,然后除去溶剂,(ⅱ)干混法,其中将通过溶液聚合或悬浮聚合合成的高分子量聚合物成分和通过溶液聚合合成的低分子量聚合物成分除去溶剂,之后熔化捏和,或(ⅲ)两步聚合法,其中将溶液聚合获得的低分子量聚合物溶解在用于构成高分子量聚合物成分的单体中,以聚合单体合成高分子量聚合物。
84.根据权利要求67的设备单元,其中所说的粘合剂树脂含有全部苯乙烯树脂,该全部苯乙烯树脂包括基于全部粘合剂树脂的重量不小于60wt%的所说的苯乙烯共聚物。
85.根据权利要求67的设备单元,其中所说的可充正电的色调剂还含有蜡。
86.根据权利要求85的设备单元,其中所说的蜡具有70-165℃的熔点。
87.根据权利要求85的设备单元,其中所说的蜡以基于100重量份的粘合剂树脂为0.5-10重量份的量含在可充正电的色调剂中。
90.根据权利要求67的设备单元,其中所说的咪唑衍生物以基于100重量份粘合剂树脂为0.01-20.0重量份的量含在可充正电的色调剂中。
91.根据权利要求67的设备单元,其中所说的可充正电的色调剂是含有颜料或染料作为着色剂的非磁性色调剂。
92.根据权利要求67的设备单元,其中所说的可充正电的色调剂是含有磁性材料作为着色剂的磁性色调剂。
93.根据权利要求92的设备单元,其中所说的磁性材料以基于100重量份粘合剂树脂为10-200重量份的量含在可充正电的色调剂中。
94.根据权利要求92的设备单元,其中所说的磁性材料含有基于磁性材料的重量为0.05-10wt%的硅元素。
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99.根据权利要求67的设备单元,其中所说的显影剂装载元件是由含有树脂的材料所形成的圆柱形套筒。
100.根据权利要求67的设备单元,其中所说的显影剂装载元件具有基底和在基底上形成的含树脂的涂层。
101.根据权利要求100的设备单元,其中所说的涂层还含有至少一种选自导电材料、填料和固体润滑剂的成分。
102.根据权利要求67的设备单元,其中所说的静电潜像承载元件是电摄影光敏性元件。
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