CN1362643A - 色调剂,成象方法和操作盒 - Google Patents
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Abstract
一种在连续成像中,低温固定性,抗污损特性和显影性能良好均衡的色调剂,至少由粘合剂树脂,着色剂和蜡构成。色调剂的介电损耗角正切在90到125℃的温度范围内显示6.0×10-2到10.0×10-2的最大值。根据差示扫描量热法(DSC),色调剂的DSC曲线在85到140℃的温度范围内的升温过程显示至少一个吸热峰或吸热肩。粘合剂树脂含有具有乙烯基聚合物单元和聚酯单元的混合树脂。
Description
发明领域和相关技术
本发明涉及用在使用电摄影,静电记录,静电印刷或色调剂喷射中的记录方法中的色调剂;也涉及使用色调剂的成象方法和操作盒。
总的来说,在电摄影方法中,静电潜像通过不同的方法形成在光敏元件上,并用色调剂显影以形成色调剂像。色调剂像按需要转印到转印(-接收)材料,如纸上,再通过例如,加热,加压或加热并加压,或溶剂蒸气来定影,得到固定的色调剂像。
关于把色调剂像固定在薄层(定影纸),比如纸上的最后步骤,已经研究了不同的方法和装置,目前最流行的系统采用使用热辊或通过加热膜的固定的生热加热器的压力-加热方案。
在使用热辊的压力-加热方案中,使承载色调剂像的定影纸通过热辊,同时使加热辊的表面和承载色调剂像的定影纸相互接触,从而将色调剂像固定到定影纸上。在此方法中,在压力下使加热辊表面和定影纸上的色调剂像相互接触,将色调剂像熔融-结合到定影纸上的热效率非常好,从而允许快速定影。
然而,当在压力下使软化且熔融状态的色调剂像与加热辊表面接触,一部分色调剂像会粘附并转印到加热辊或定影辊的表面,并转印到随后的定影纸上,从而玷污随后的定影纸。这称为污损现象。污损现象主要是受定影速度和定影温度的影响。通常,在慢定影速度的情况下,加热(即定影)辊表面温度设置得相对低,在快速定影下,加热辊表面的温度设置得相对高。采取这种设置变化是为固定成色调剂像提供恒定的热量而与定影速度无关。
定影纸上的色调剂像有若干色调剂颗粒层组成。结果是,在需要较高加热辊的表面温度的高定影速度的情况下,直接接触加热辊的最靠上色调剂颗粒层和接触定影纸最靠下色调剂颗粒层之间会出现巨大的温度差异。较高的加热辊表面温度易于过度软化并熔融最靠上的色调剂颗粒层,从而导致污损现象。另一方面,较低的加热辊表面温度易于不充分熔融用于定影的最靠下色调剂颗粒层,并引起色调剂定影到定影纸的定影失败,从而导致所谓的低温污损现象。
为了解决上述困难,在高定影速度的情况下,通常应用定影压力,从而把色调剂固定到定影纸上。通过此措施,加热辊温度能够在一定程度上降低,从而减轻高温污损现象。然而,在这种情况下,非常大的剪应力施加到色调剂层上,从而引起下面的困难,例如定影纸收纸污损会伤害定影(即加热)辊,和由于用作从定影辊分离定影纸的分离爪的作用造成的分离抓痕迹(在色调剂像中)。而且,由于高定影压力造成,例如线条图像易于毁坏一部分色调剂像散射,从而破坏定影的色调剂像。
到目前为止,色调剂污损现象的改进和色调剂固定性的改进已被视作等同问题,但是,为此,通过改进色调剂结合树脂分子量分布和添加低熔点蜡的传统解决方案只能在固定性和抗污损性方面产生有限且不充分的改进程度。
改善定影元件和清洁元件的释放性的其它试验在使用的起始阶段,对于实现充分的防污损性能是有效的,但是如果色调剂本身的释放性不充分,则由于元件随时间衰退,从而在长时间使用中引起污损现象。
为了使色调剂具有释放性,再某些情况下要使色调剂含有蜡,但是为了保持充分的防污损效果,即使通过使用随时间衰退的定影元件和清洁元件,必须含有大量的蜡。在这种情况下,色调剂易遇到与其显影性能有关的难题,例如图像浓度降低,灰雾度增加,从而控制色调剂颗粒中蜡的分散状态变得困难,因此,色调剂易于含有大量的游离蜡,其易于引起光敏元件上色调剂清洁失败,导致图像缺陷。
更具体地说,为了改善色调剂的释放性和固定性,在色调剂生产阶段加入蜡,但蜡在色调剂颗粒中的均匀分散不是那么容易,蜡不充分分散不仅易于在色调剂固定性方面,而且在色调剂的显影性能方面产生问题。近年来,在色调剂颗粒变得更小的发展过程中,这些问题特别受到关注。
关于近些年来的建议,JP-A 6-118700公开了一种色调剂,其在室温下有介电损耗值以及在高温下得到的比值落入特定数值范围,在高温区抑制带电荷能力,但是色调剂颗粒中蜡的分散性未得到改善。
JP-A 61-279864公开了一种具有特定形状因数SF-1和SF-2的色调剂,JP-A 63-235953公开了一种通过使用机械冲击力制成的球形的色调剂,但是在色调剂转印性和固定性方面的改进不充分。
JP-A 10-97095和JP-A 11-202557公开了具有特定球形率以提供具有改进转印性的色调剂。JP-A 11-149175公开了一种通过使用机械冲击力以提供色调剂转印性,定影时的散射等方面改进的表面处理的色调剂。这些色调剂在转印性方面有改进,但为关于在色调剂颗粒中蜡分散的均匀性留下了改进空间。
JP-A 57-171345公开了一种含有以苯乙烯单体,(甲基)丙烯酸单体和不饱和聚脂树脂的共聚物作为粘合剂的显影剂。JP-A 62-195681公开了一种含有以包含具有特定分子量和玻璃转化温度的特定比例的乙烯基树脂的聚酯和树脂为主要粘合剂成份的显影剂。这些显影剂没有充分改进固定性和蜡的分散性。
JP-A 11-153885公开了一种色调剂,其含有通过具有特定分子量的聚脂树脂和具有特定结构的乙烯基聚合物之间的反应得到的粘合剂树脂,但其固定性和蜡的分散性没有充分改进。
JP-A 2000-56511公开了一种含有粘合剂树脂的色调剂,其含有混合树脂组份,在特定溶剂中不溶物的特定比例的物质,具有特定分子量分布的可溶四氢呋喃成份,但是,色调剂也为在高温/高湿环境下成象性能的改进留下了空间。
JP-A 9-146292公开了一种色调剂,其含有具有特定动摩擦系数的聚烯烃微粒,并提供一种显示特定接触角范围的定影色调剂像,和JP-A 9-244294公开了一种色调剂,其含有具有特定动摩擦系数和接触角以及色调剂介电损耗角正切值之间有特定关系的特定的聚烯烃微粒,以改进固定性和灰雾。此色调剂的转印性和蜡的分散性未得到改进,且固定性方面改进不充分。
JP-A 2000-47428,JP-A 2000-47429和JP-A 2000-47430公开了一种具有特定接触角的色调剂,其是为改进色调剂固定性并降低色调剂粘附到定影元件上,但此色调剂的转引性方面的改进不充分。
JP-A 2000-284531公开了一种具有特定介电损耗角正切并含有有机锆化合物作为电荷控制剂的色调剂,但此色调剂的转印性方面的改进仍不够充分。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种色调剂,其含有的蜡在色调剂颗粒内具有良好的分散状态,且在低温固定性和抗高温污损方面优异。
本发明的另一个目的是提供一种在常温/常湿和高温/高湿环境下形成稳定图像浓度的色调剂,其用在含有热辊定影设备的中到高速成像装置中,或含有压力定影装置的中到低速成像装置中,该装置含有通过热阻膜加热用的固定放热加热器。
本发明的另一个目的是提供一种包含含有处于良好分散状态的蜡的色调剂颗粒、并对即使是随时间而恶化的定影元件也显示抗色调剂粘结和抗污损特性的色调剂。
本发明的进一步的目的是提供一种成象装置和含有如上所述的色调剂的操作盒。
根据本发明,提供的色调剂包括:至少有一种粘合剂树脂,着色剂和蜡,其中
(a)在90到125℃的温度范围内,色调剂显示最大6.0×10-2到10.0×102的介电损耗角正切,
(b)根据差示扫描量热法(DSC),在升温过程的85到140℃温度范围内,色调剂产生至少一个热吸收峰或吸收肩的DSC曲线,和
(c)粘合剂树脂含有具有乙烯基聚合物单元和聚脂单元的混合树脂。
根据本发明,也提供一种成象方法,包括:
(I)显影步骤,用上述色调剂将承载在载像元件上的静电图像显影,以形成色调剂像;
(II)转印步骤,将载像的元件上的色调剂像通过或不通过中间转印元件转印到记录材料上;和
(III)定影步骤,将色调剂像热固定到记录材料上。
本发明也提供可拆卸装配到成像装置的主体组件上的操作盒,通过对载像元件上形成的静电潜像显影而形成色调剂像。
其中所说的操作盒包括(i)载像的元件,(ii)用上述色调剂把载像元件上的静电潜像显影,在载像的元件上形成色调剂像的显影装置,和(iii)选自用于载像元件充电的充电装置,用于在载像元件上形成静电潜像的潜像形成装置,把色调剂像转印到记录材料上的转印装置,和用于色调剂像转印到记录材料上后,去除仍旧存留在载像元件的部分色调剂的清洁装置中的至少一种装置。
考虑下面对本发明优选实施方案的描述并结合附图,本发明的这些和其它目的,特点及优点会变得更明显。
附图简要说明
图1和图3分别显示了适用于本发明成像方法的实施方案的成像装置的实施例。
图2是示于图1中的成像装置中的显影部分的放大图。
图4是用于实施本发明成像方法的实施方案的包括成像装置作为打印机的传真机装置系统的方框图。
图5是显示适合生产本发明色调剂的色调剂生产方法的一个实施例的流程图。
图6显示了一个用于实施色调剂生产方法的设备系统的实施例。
图7是用在色调剂粉碎步骤中机械粉碎机的图解剖视图。
图8是图7中D-D剖面的图解剖视图。
图9是图7中的粉碎机中转子的透视图。
图10是用在色调剂分级步骤中的多道气动分级机的图解剖视图。
图11是显示传统色调剂生产方法的流程图。
图12是用在传统色调剂生产方法中,用作第一分级装置的分级机的例子的图解剖视图。
图13是传统的冲击型气动粉碎机的图解剖视图。
发明详述
我们已经发现,含有混合树脂为粘合剂树脂和令人满意的特定的介电和吸热特性的色调剂对于改善显影性能,转印性和抗雾能力,并且对于改善抵抗色调剂粘附和污损到由于连续使用随时间恶化的定影元件上是有效的。
更具体地说,在90到125℃的温度范围内,本发明的色调剂在100KHz频率下测量的介电损耗角正切为6.0×10-2到10.0×10-2的最大值,优选的是6.5×10-2到9.0×10-2,更优选的是6.9×10-2到8.0×10-2。
在含有包含混合树脂的粘合剂树脂的色调剂中,粘合剂树脂易于含有大量的不溶THF(四氢呋喃)物质,所以添加剂例如磁性材料和蜡的分散变得困难。然而,如果这样组成的色调剂在100KHz的频率下测量的介电损耗角正切,在90-125℃的温度范围内显示最大值,并且最大值在6.0×10-2到10.0×10-2的范围能够实现添加剂的良好分散。
在90到125℃的温度内,介电损耗角正切值没有最大值的任何情况下,最大值超过10.0×10-2的情况下和最大值低于6.0×10-2的情况下,显影性能变差,尤其是在高温/高湿环境下静置后,图像浓度明显降低,并且在连续成像过程中,图像稳定性易于变差,正如用图像浓度降低表示,不仅是在高温/高湿环境下。
色调剂的介电损耗角正切值基本上依赖于粘合剂树脂的组成,但也受表面特性及存在于色调剂(颗粒)表面处的组分的影响。因此,介电损耗角正切值可以通过选择粘合剂树脂和蜡得以控制,也可以通过选择色调剂生产条件得以控制。
尤其是当色调剂具有特定的圆形度时,本发明效果变得特别显著。更具体地说,优选地,本发明的色调剂含有的3μm或更大的色调剂颗粒至少数量上的70%的圆形度(Ci)≥0.950。进一步优选地,在3μm或更大的色调剂颗粒中具有Ci≥0.950的颗粒占数量的70-95%,更优选的是数量的75-93%,特别优选的是数量的70-90%。在Ci≥0.950的颗粒少于70%的情况下,因为总比表面积增加和来自色调剂颗粒中的磁性材料,蜡等释放概率增加,色调剂易于具有不足的转印性并显示较差的固定性和显影性能。而且在这种情况下,控制介电损失变得困难。另一方面,在Ci≥0.950的颗粒超过95%的情况下,色调剂在低湿度环境下易于过分充电,色调剂的介电损耗角正切控制易于困难。
根据本发明的色调剂,优选地具有1到30mgKOH/g的羧值(Av),更优选的是5到25mgKOH/g,进一步优选的是7-20mgKOH/g。如果羧值低于1mgKOH/g或高于30mgKOH/g,在高温/高湿环境下,在成像过程中图像浓度易于降低,由于在连续成像中图像浓度降低造成的图像浓度稳定性方面也易于变差。
根据本发明色调剂粘合剂树脂,优选地含有5到60wt.%不溶THF物质,更优选的是10到50wt.%,进一步优选的是15到40wt.%。如果粘合剂树脂中不溶THF物质含量低于5wt.%或超过60wt.%,那么提供良好结合的低温固定性与抗高温污损特性变得困难。
根据本发明色调剂的粘合剂树脂,含有具有聚脂单元和乙烯基聚合物单元的混合树脂,并且优选地,含有至少50wt.%这样的混合树脂,更优选的是至少55wt.%,进一步优选的是至少60wt.%。粘合剂树脂的残余物可以包含作为混合树脂前体的乙烯基聚合物和/或聚酯,和另一种有选择地加入的聚合物。
粘合剂树脂中可溶THF的含量主要是用GPC(凝胶渗透色谱法)测量分子量分布显现一个主峰,即峰值分子量(Mp),在3,000到15,000的分子量范围内,Z-平均分子量(Mz)和重均分子量(Mw)之间的比(Mz/Mw)为30到1000;更优选的是Mp在5000到12000的分子量区域内,(Mz/Mw)比从50到700;进一步优选的是Mp在6000到10000的分子量区域内,(Mz/Mw)比从100到500。如果Mp超出3000到15000的分子量区间,甚至即使(Mz/Mw)比在30到1000的范围内,也难以提供低温固定性和抗高温污损特性的良好结合。另一方面,如果(Mz/Mw)比低于30或大于1000,即使Mp在3000到15000的分子量范围内,也难以提供低温固定性和抗高温污损特性的良好结合。
粘合剂树脂中混合树脂的存在可以根据13C-NMR测量,通过羟基信号确认,由于出现羧基信号的位置(例如,大约168ppm)的不同于构成酯类的羧基或构成聚酯的羧酸的信号出现的位置(例如,大约172ppm和大约174ppm),或不同于构成乙烯基聚合物的丙烯酸酯的羧酸信号出现的位置(大约176ppm)。非磁性色调剂试样与其一样进行13C-NMR测量。然而,由于磁性材料阻碍13C-NMR的分辨能力,在磁性色调剂的情况下,适于从色调剂中去掉磁性材料,比如,通过在室温下,将色调剂与浓盐酸水溶液一起搅拌70到80个小时,剩余的树脂样品进行13C-NMR测量。
一些样品的13C-NMR谱例子列于下面的表1中。
表1
13C-NMR中羧基信号分辨
* *:通过如后所述的形成混合树脂的方法得到的粘合剂树脂。* 1:归因于形成聚酯的脂肪族二羧酸的羧基信号。* 2:归因于形成乙烯基聚合物的丙烯酸酯的羧基的信号。* 3:归因于混合树脂中羧基的新发现的信号。
位置 | 大约168ppm*3 | 大约172ppm*1 | 大约174ppm*1 | 大约176ppm*2 |
聚酯 | - | 0 | 0 | - |
乙烯基聚合物 | - | - | - | 0 |
混合树脂** | 0 | 0 | 0 | 0 |
用于提供作为粘合剂树脂(组份)的混合树脂的聚酯(组成单元或)可以由下述单体制造。
二醇,例如乙二醇、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、氢化双酚A、双酚和由下式(2)表示的衍生物,以及由以下的式(3)表示的二醇。
其中R’表示亚乙基,亚丙基或亚叔丁基。
酸组分的例子包括苯二羧酸类,例如邻苯二甲酸、间苯二酸和对邻苯二甲酸,以及它们的酸酐;烷基二羧酸类,例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸,和它们的酸酐;C6-C18烷基或链烯基取代的琥珀酸,和它们的酸酐;和不饱和二羧酸类,例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸,和它们的酸酐。
用于提供混合树脂的聚酯优选的是以50∶1到1∶1的重量比含有饱和聚酯和不饱和聚酯的混合物,更优选的是30∶1到3∶1,进一步优选的是20∶1到5∶1。如果比率超过50∶1且不饱和聚酯的量低于此范围,与乙烯基聚合物加成聚合反应易于不充分,从而形成具有不足抗高温污损特性的色调剂。另一方面,如果比率低于1∶1,这样不饱和聚酯使用过量,所生成的色调剂易于有差的低温稳定性。
不管其是饱和还是不饱和,组成混合树脂的聚酯优选地具有10到70mgKOH/g的羟值(OHv)和羧值(Av)与羟值(OHv)之间0.1到2的(Av/OHv)比;更优选的是OHv=15到60mgKOH/g且Av/OHv=0.5到1.5;特别优选的是OHv=20到50mgKOH/g且Av/OHv=0.7到1.2。如果OHv低于10mgKOH/g,与乙烯基聚合物的酯化易于不充分,从而形成具有不够充分抗高温污损特性的色调剂。如果OHv高于70mgKOH/g,与乙烯基聚合物的酯化易于过度,从而形成具有差的低温固定性的色调剂。
不管是饱和还是不饱和,组成混合树脂的聚酯优选地具有2,000到50,000的重均分子量(Mw)和Mw与数均分子量(Mn)之间2到20的(Mw/Mn)比;更优选的是Mw=3,000到20,000且Mw/Mn=2.5到1;特别优选的是Mw=5,000到15,000且Mw/Mn=2.7到5。如果Mw低于2,000且Mw/Mn低于2或大于20,产物色调剂易于具有不充分的抗高温污损特性。另一方面,如果Mw超过10,000且Mw/Mn低于2或大于10,产物色调剂易于具有差的低温固定性。
用于提供混合树脂的乙烯基聚合物(组成单元)优选地含有苯乙烯单体和另一个乙烯系单体的共聚物,它们的例子包括:苯乙烯衍生物,例如乙烯基甲苯;丙烯酸;丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸苯基酯;甲基丙烯酸;异丁烯酸酯,例如异丁烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷酯、异丁烯酸辛酯、异丁烯酸2-乙基己基酯和甲基丙烯酸苯酯;不饱和的二羧酸和单酯或双酯,例如马来酸、马来酐、邻苯二甲酸丁酯、邻苯二甲酸甲酯和马来酸二甲酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈;丁二烯;氯乙烯、醋酸乙烯酯、乙烯基苯甲酸酯;乙烯基烯烃类,例如乙烯、丙烯和丁烯;乙烯基酮类,例如乙烯基甲酮和乙烯基己酮;和乙烯醚,例如乙烯基甲醚,乙烯基乙醚和乙烯基异丁醚。可以单独或以两个或更多的混合物的形式使用这些乙烯基单体。
用于组成混合树脂的乙烯基聚合物(单元)可以通过使用聚合引发剂来制造,其例子可以包括:2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(四甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基-戊腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2’-偶氮二异丁酸酯、1,1’-偶氮二(环己腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)-异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈、2,2-偶氮二(2-甲基丙烷);酮过氧化物类,例如甲乙酮过氧化物、乙酰丙酮过氧化物和环己酮过氧化物;2,2-(二叔丁基过氧化)-丁烷、叔丁基氢过氧化物、异丙基苯过氧化物、1,1,3,3-四甲丁基氢过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基氢过氧化异丙苯、二枯基过氧化物、α,α’-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、异丁基过氧化物、辛酰基过氧化物、癸酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、3,5,5-三甲基己酰基过氧化物、过氧化苯甲酰、m-trioyl过氧化物、过氧化二碳酸二异丙酯、二-2-乙基己基过氧化二碳酸酯、二正丙基过氧化二碳酸酯、二-2-乙氧基乙基过氧化二碳酸酯、二甲氧基异丙基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧丁基)过氧化二碳酸酯、乙酰基环己基磺酰过氧化物、叔丁基过氧乙酸酯、叔丁基过氧异丁酸酯、叔丁基过氧化季癸酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、二异丁基过氧化间苯二甲酸酯、叔丁基过氧化烯丙基碳酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化乙基氢对苯二甲酸酯和二叔丁基过氧化壬二酸酯。
在本发明中,优选的是乙烯基聚合物单元和/或聚酯单元含有与这些聚合物单元起反应的单体组份。这样的组成聚酯树脂并与乙烯基聚合物单元反应的单体成分包括:不饱和的二羧酸,例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸,及它们的酸酐。这样的组成乙烯基聚合物单元并与聚酯单元反应的单体成分的例子包括:包含羧基或包含羟基的单体,和(甲基)丙烯酸酯。
为了得到含有聚乙烯基聚合物的粘合剂树脂混合物,聚酯和混合树脂(即乙烯基聚合物和聚酯间的反应产物),优选的是,在有从含有与如上所述的乙烯基聚合物和聚酯反应的单体成份的单体混合物中形成的聚合物存在条件下,实现聚合反应以得到一种或两种乙烯基聚合物和聚酯。
根据本发明,色调剂的粘合剂树脂中用作主要成份的混合树脂,优选地含有聚酯单元和彼此键合的乙烯基聚合物单元,重量比20∶80到70∶30,更优选的是40∶60到50∶50。如果混合树脂中聚酯单元含量低于20wt.%或高于70wt.%,难以得到低温固定性和高温污损特性的良好结合。
含有诸如混合树脂,乙烯基共聚物和聚酯树脂的树脂组合物,其适用于根据本发明色调剂的粘合剂树脂的基本组分的树脂组合物,例如,可以根据下面的方法(1)-(6)制造。
(1)首先制造乙烯基聚合物,在此情况下,制造聚酯和混合树脂成份。混合树脂可以通过乙烯基聚合物(有选择地加入乙烯基单体)与聚酯单体(例如乙醇和羧酸)和/或聚酯的反应制造混合树脂。在这种情况下,可以按需要使用有机溶剂。制造过程中,蜡优选地在这步中加入。
(2)首先制造聚酯,在此情况下,制造乙烯基聚合物和混合树脂。混合树脂可以通过聚酯(有选择地加入聚酯单体)与乙烯基单体和/或乙烯基聚合物的反应来制造。蜡优选地在这步中加入。
(3)首先制造乙烯基聚合物和聚酯,在这些聚合物存在下,乙烯基单体和/或聚酯单体(乙醇或羧酸)加入其中以进行聚合反应和酯交换反应。也是在这种情况下,可以按需要使用有机溶剂。蜡优选地在这步中加入。
(4)先制备混合树脂,再加入乙烯基单体和/或聚酯单体以实现加成聚合反应和/或缩聚反应。在这种情况下,混合树脂可以用(1)-(3)方法中的一种制备,或通过已知方法之一制备。可以按需要使用有机溶剂。蜡优选地在这步中加入。
(5)乙烯基树脂,聚酯和混合树脂单独形成再混合。可以通过将聚合物溶解或溶胀在有机溶剂,比如二甲苯中进行掺合,接着蒸馏掉溶剂。优选地,蜡在混合步骤中加入。可以通过将事先单独制备的乙烯基聚合物和聚酯溶解或溶胀于少量的有机溶剂中,随后加入酯化催化剂和乙醇,并加热到实现酯基转移形成共聚物,来制备混合树脂。也可以通过上述方法(1)-(3)中的任一种来制备混合树脂。
(6)乙烯基单体和聚酯单体(乙醇和羧酸)混合,相继实现加聚反应和缩聚反应以提供乙烯基聚合物,聚酯和混合树脂。可以按需要加入有机溶剂。蜡优选地在这步中加入。
在上面的方法(1)-(5)中,乙烯基聚合物和/或聚酯可以分别含有许多具有不同分子量和交联度的聚合物。
在上述的方法(1)-(6)中,因为乙烯基合物(单元)的分子量容易控制,混合树脂形成的可控制性,并且如果在那是加入蜡,蜡分散状态的控制,方法(2)是优选的。
根据本发明的色调剂粘合剂树脂主要包括作为混合树脂前体的混合树脂和上述的乙烯基聚合物和/或聚酯,但是可以进一步包括另一种聚合物,其例子包括:包括乙烯系共聚物在某种意义上的乙烯基聚合物、聚酯树脂、多元醇树脂、酚醛树脂、天然树脂-改性的酚醛树脂、天然树脂-改性的马来酸树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂和石油树脂。这些当中,乙烯基聚合物(例如,苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯的共聚物)和聚酯树脂是优选的,并且乙烯基聚合物和/或作为混合树脂前体的聚合物,它们可以是相同或不同的种类。
根据本发明的色调剂含有蜡,因此,优选地是提供通过使用差示扫描量热法(DSC)得到的DSC吸热曲线,在85-140℃的温度范围内显示吸热峰或吸热肩,更优选的是90-135℃,进一步优选的是95-130℃。如果在85-140℃的温度范围内没有吸热峰或吸热肩,色调剂易于粘附到定影元件,从而导致明显的图像模糊。
含在本发明色调剂中的蜡,根据GPC,优选地具有显示300-20000的主峰分子量(Mp)和1.0到20的(Mw/Mn)比的分子量分布,更优选的是Mp=500-15000和Mw/Mn=1.8-18。进一步优选的是Mp=700-10000和Mw/Mn=1.2到15。如果Mp低于300,色调剂颗粒中蜡分散颗粒尺寸易于过小。如果Mp大于20000或Mw/Mn大于20,则蜡分散颗粒尺寸易于过大。在上述情况下,蜡分散颗粒尺寸的控制变得困难以致难以达到蜡在色调剂颗粒中的的良好分散状态。
优选地,含在本发明色调剂中的蜡包括:烃蜡,聚乙烯蜡,聚丙烯蜡,含有羟基或羧基的蜡,或用乙烯基单体改性这样的蜡得到的改性蜡。
优选地,用在本发明中的优选的烃蜡包括经蒸馏通过Arge法从一氧化碳和氢合成的烃类的残余物或蒸馏残余物的氢化产物得到的合成烃蜡。这样的烃蜡在使用之前还要进一步进行分馏,例如,通过压力-发汗,溶剂分馏,或沉淀。
含有烃基或羧基的蜡可以是下式(1)代表的一个
CH3-(CH2-CH2)a-CH2-CH2-A (1)其中A表示烃基或羧基,a表示20-60的整数。
用在本发明中的蜡更优选的是用乙烯基单体或含酸根的单体改性的蜡,进一步优选的是用乙烯基单体或含酸根单体改性的烃蜡。特别优选的是用芳族乙烯基单体改性的烃蜡,或用马来酸单酯或马来酸酐改性的聚乙烯蜡。这样的蜡优选的是在制造含有混和树脂的粘合剂树脂组合物的过程中加入到粘合剂树脂中。蜡的分散性能够通过用乙烯基单体处理而得以改善。在蜡的分散状态优异的情况下,在色调剂制造的融熔捏合步骤中,色调剂组合物的熔体粘度能够维持在适合添加剂分散的水平,包括磁性原料或着色剂。因此,可能降低离析的蜡或离析的磁性材料等的出现,从而在本发明的配方范围内容易控制色调剂的介电损耗角正切值。
用于蜡改性的这样的单体的例子包括:苯乙烯;苯乙烯衍生物,例如乙烯基甲苯;丙烯酸;丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸苯酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸苯酯;其不饱和的二羧酸和单酯或双酯,例如马来酸、马来酐、邻苯二甲酸-丁酯、邻苯二甲酸-甲酯和马来酸二甲酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈,丁二烯;氯乙烯,醋酸乙烯酯,乙烯基苯甲酸酯;乙烯基烯烃类,例如乙烯、丙烯和丁烯;乙烯基酮类,例如乙烯基甲酮和乙烯基己酮;和乙烯醚,例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基异丁醚。这些乙烯基单体可以单独使用或以两种或更多种的混合物的形式使用。进一步优选地是使用苯乙烯单体,或单丁基马来酸或马来酸酐为蜡改性单体,以便均化蜡在色调剂颗粒中的分散并提供具有改善的流动性,可储存性和低温固定性的产物色调剂。
也可能使用不饱和的聚酯同上述蜡改性单体一起改来性蜡。除了包括不饱和的二醇和二羧酸组份外,这样的不饱和聚酯可以从相似于上述制造作为混合树脂前体的聚酯中的二醇和二羧酸形成。优选地包括不饱和的二羧酸,优选的例子是富马酸,马来酸和马来酸酐。这些不饱和的二羧酸也可以作为酯类包括在内。
优选地是使用通过改性具有特定量的蜡改性单体的基蜡得到的改性蜡。
例如,优选地是使用通过用10-100重量份,更优选的是20-80重量份,进一步优选的是30-50重量份的苯乙烯改性100重量份的基蜡得到的苯乙烯改性蜡。
也优选地是使用通过用5-40重量份的马来酸单丁酯或马来酸酐改性100重量份的基蜡得到的改性蜡,更优选的是7-30重量份,进一步优选的是10-25重量份。
另一种优选地是使用通过用上述范围内的苯乙烯和2-20重量份,更优选的是5-10重量份的马来酸单丁酯一起改性100重量份的基蜡得到的改性蜡。
另一种优选地是使用通过用上述范围内的苯乙烯和马来酸单丁酯与10-100重量份,更优选的是20-80重量份,进一步优选的是30-50重量份的不饱和聚酯一起改性100重量份的基蜡得到的改性蜡。
在本发明的色调剂中,优选的是每100重量份的粘合剂树脂加入1-20重量份的蜡,更优选的是3-10重量份。
上述用单体改性蜡可以在有聚合反应引发剂存在下进行,此聚合反应引发剂例如,可以是选自上述用于制造作为混合树脂前体的乙烯基树脂的聚合反应引发剂。
为了有效地进行蜡改性,特别优选的是使用过氧化物聚合引发剂,优选的例子包括:1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基己烷和二肉桂酰过氧化物。
蜡可以在色调剂生产的熔融捏合步骤加入到形成的色调剂组合物中,但是优选的是在粘合剂树脂制造中加入以便于蜡均匀分散。
在本发明色调剂的制造过程中,有可能在乙烯基聚合物制造步骤之前加入尚未改性的蜡,并在乙烯基聚合步骤中同时改性蜡。
优选地,本发明色调剂具有4到10μm的重均粒径(D4)和含有至多50%体积的10.1μm或更大的颗粒的粒径分布;更优选的是D4=5到9μm,至多40%体积的10.1μm或更大的颗粒;进一步优选的是D4=5.5到8μm,至多20%体积的10.1μm或更大的颗粒。如果D4小于4μm或大于10μm,或者10.1μm或更大的颗粒含量大于50%体积,则难以制造适合本发明的令人满意的圆形度的色调剂颗粒。
本发明色调剂优选地含有电荷控制剂,其可以是包括有机铝化合物和有机铁化合物在内的已知的电荷控制剂(例如,有机金属化合物和树脂化电荷控制剂)的任何一种为优选的。
有机铝化合物可以包括铝化合物与芳族二醇、芳族羟羧酸、芳族一羟羧酸或芳族多羧酸的反应产物,包括有机铝配合物(配合物或配合物盐)和有机铝盐在内。特别优选的是使用2摩尔3,5-二叔丁基水杨酸和1摩尔铝形成的有机铝化合物。色调剂中含有这样的有机铝化合物在0.02-2重量%,优选的0.05-1.5重量%,进一步优选的0.1-1重量%,如铝在色调剂中的含量一样。如果含量低于0.02重量%,色调剂易于具有差的抗高温污损特性,如果含量高于2重量%,色调剂易于具有差的高温固定性。
有机铁化合物可以包括单偶氮化合物和铁化合物的反应产物。以在色调剂中铁含量为0.02-2wt.%的量使用这样的有机铁化合物,优选的是0.05-1.5wt.%,进一步优选的是0.1-1wt.%。如果铁含量低于0.02重量%,产物色调剂在高温/高湿环境下显示较低的图相浓度,高于2重量%,在普通温度/低湿度环境下,图相浓度稳定性易于降低。
在本发明中,特别是使用铁和下面式(4)的单偶氮化合物形成的有机铁化合物:
在使用有机金属铝化合物为电荷控制剂的情况下,在色调剂制造的熔融捏合步骤过程中,发生铝和粘合剂树脂中的羧酸根之间的反应(一种被认作是配体交换反应的络合形成反应),从而在色调剂粘合剂树脂中产生不溶的THF物质,它有益于改善色调剂的抗污损性能并提供合适的蜡分散状态。
在提供磁性色调剂的情况下,磁性材料也起着色剂作用。磁性材料可以包括磁性氧化物,例如,磁铁矿,磁赤铁矿或铁酸盐,更优选的是含有非铁元素的磁性氧化铁或其混合物。非铁元素的例子包括:非铁元素的例子包括:锂、铍、硼、镁、铝、硅、磷、硫、锗、钛(tetranium)、锆、锡、铅、锌、钙、钡、铬、锰、钴、铜、镍、镓、铟、银、钯、金、铂、钨、钼、铌、锇、锶、钇、锝、钌、铑和铋。优选的例子包括:锂、铍、硼、镁、铝、硅、磷、锗、钛、锆、锡、硫、钙、钡、钒、铬、锰、钴、铜、镍、锶、铋和锌。特别优选的是使用含有选自镁、铝、硅、磷和锆的非铁元素的磁性氧化铁。这样的非铁元素可以进入氧化铁晶格,可以以其中的氧化物形式进入氧化铁,或在磁性氧化铁表面以氧化物或氢氧化物的形式存在。优选的,非铁氧化物以氧化物的形式存在。
这样的非铁元素可以通过调整用于制造磁性材料且含有非铁元素盐的水系统的pH值掺入磁性颗粒。磁性颗粒形成后,可以通过调整pH值或加入非铁元素的盐和pH值调节的结合来实现这样的非铁元素在磁性颗粒上的沉积。
含有这样的非铁元素的磁性材料通常显示与色调剂粘合剂树脂,特别是与具有特定羧值值的的色调剂粘合剂树脂的良好亲合性,并且有益于电荷控制剂以合适的状态分散。进而,这样的磁性材料可以在窄的粒径分布内形成并很好地分散在粘合剂树脂中,从而形成具有带电能力的均匀和稳定的色调剂。这对于提供改善由于近年来优选的小粒径色调剂颗粒的不均匀的电荷造成的色调剂聚集的抵抗力是有效的。因此,能够提供具有明显改进的显影性能,例如提高的图像浓度和抗雾特性。
以磁性氧化铁中的铁(元素)为基础,这样的非铁元素优选地是以0.05-10重量%的比例,更优选的是0.1-7重量%,进一步优选的是0.2-5重量%,特别优选的是0.3-4重量%。低于0.05重量%,元素添加的效果不充分,从而难于提供良好的分散性和均匀的带电能力。大于10重量%,电荷释放增加从而导致电荷不定,以致引起较低成像浓度和增加的灰雾。
优选地,这样的非铁元素绝大多数靠近在磁性颗粒的表面。更具体地说,优选的是20-100重量%,更优选的是25-100重量%的非铁元素以20重量%的铁溶解量溶解在氧化铁中。由于非铁元素主要存在于磁性颗粒表面附近,有可能增强分散效应和电扩散效应。
优选地,磁性材料具有0.05-10μm的数均粒径(D1),更优选的是0.1-0.5μm。优选地,磁性材料可以具有2-40m2/g的BET比表面积(SBET),更优选的是4-20m2/g。在795.8KA/m的磁场下测量,优选地,磁性材料具有包括10-200Am2/Kg,更优选的是70-100Am2/Kg的饱和磁化强度的磁性能;残余磁化强度1-100Am2/Kg,更优选的是2-20Am2/Kg,和矫顽力1-30KA/m,更优选的是2-15KA/m。磁性材料可以以相对每100重量份的粘合剂树脂加入20-200重量份。
可以用荧光X-射线分析器(例如,“SYSTEM 3080”,Rigaku Denki Kogyo K.K.制造),依据JIS K0119(荧光X-射线分析:通用规则)的荧光X-射线分析法测量磁性材料中的元素含量。通过用氢氯酸或氢氟酸逐渐溶解磁性材料,并用ICP(电感耦合等离子体)发射光谱测量溶液中元素含量的变化,可以确定元素的分布。
通过用数字转换器等方式处理取自透射电子显微镜的放大的像片可以测量磁性材料的数基粒径分布。通过使用样品的振动型磁强计(“VSM-35-15”,ToeiKogyo K.K.制造)并运用795.8KA/m的外加磁场测量的数值确定磁性能。根据使用氮气为吸附气体的BET多点法,并通过使用比表面积测量装置(“Autosorb1”,Yusas Ionics K.K.制造)测量所得数值来确定这里所说的比表面积。
在提供非磁性色调剂的情况下,可以加入任意的着色剂或染料。着色剂的例子包括:炭黑、苯胺黑、乙炔黑、萘酚黄、汉撒黄、Rohdamine黄、茜素黄、氧化铁红着色剂和酞菁蓝。着色剂以可以提供足够的光密度的量使用,例如,相对每100重量份的粘合剂树脂,加入0.1-20重量份,优选的0.2-10重量份。出于相似的目的,也可以使用染料。其例子包括:偶氮染料,蒽醌染料,氧杂蒽染料和次甲基染料。以每100重量份的粘合剂树脂使用0.1-20重量份,优选的是0.3-10重量份染料。
本发明的色调剂可以含有外加到色调剂颗粒中的流动性改善剂。其例子包括:含氟树脂的细粉,例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯;无机的氧化物的细粉,如湿法二氧化硅,干法二氧化硅,二氧化钛和矾土,用硅烷化合物,钛酸盐偶联剂和硅油表面处理的这些无机氧化物的产物。
优选的是使用所谓的干法二氧化硅或热解法二氧化硅,它是通过卤化硅,例如四氯化硅的气相氧化反应形成的细颗粒二氧化硅。基本的反应可以用下面的方程式表示:
在反应步骤中,另一种金属卤化物,比如氯化铝或氯化钛可以与卤化硅一同使用,以提供二氧化硅和另一种金属氧化物的络合细粉,其也可以一种类型的二氧化硅用作优选的流动性改进剂而用在本发明的色调剂中。优选地,流动性改善剂具有0.001-2μm的平均基本粒径,更优选的是0.002-0.2μm。
通过硅卤化物的气相氧化反应形成的商业上应用的二氧化硅细粉制品的例子包括在下列注册名称下应用的那些。
Aerosil(Nippon AerosilK.K.) 130
200
300
380
TT600
MOX170
MOX80
COK84
M-5
Ca-O-SiL(Cabot Co.)
MS-7
MS-75
HS-5
EH-5
Wacker HDK N20(Wacker-Chemie CMBH) V15
N20E
T30
T40
D-C细二氧化硅(Dow Corning Co.)
Fransol(Fransil Co.)
进一步优选的是在憎水处理之后使用这样的二氧化硅细粉。
用有机硅化合物与二氧化硅细粉起反应或二氧化硅细粉物理吸附有机硅化合物处理二氧化硅细粉以实现憎水。
有机硅化合物的例子包括:六甲基二硅烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苯甲基二甲基氯硅烷、溴代甲基二甲基氯硅烷、α-氯代乙基三氯硅烷、β-氯代乙基三氯硅烷、氯代甲基二甲基氯硅烷、三有机硅硫醇类,例如三甲基甲硅烷基硫醇、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯基二甲基乙酰氧硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅烷、1,3-二苯基四甲基二硅烷和每个分子具有2-12个硅氧烷单元的二甲基硅氧烷,包括每个具有一个与Si相连的羟基的端基;进一步包括硅油,例如二甲基硅油。这些有机硅化合物可以单独,以混合物的形式或以二种或多种的连续的方式使用。
流动性改善剂优选地具有至少30%,更优选的是至少50%的甲醇润湿性,同时用氮气吸附(SBET)的BET法测量,具有至少30m2/g的比表面积,更优选的是至少50m2/g。流动性改善剂优选的是以每100重量份色调剂加入0.001-8重量份的比例使用,更优选的是0.1-4重量份。
除了流动性改善剂,本发明的色调剂可以含有用来赋予不同性能的各种添加剂。这样的添加剂包括如下。
(1)磨料,包括:金属氧化物,例如钛酸锶、氧化铈、氧化铝、氧化镁和氧化铬;氮化物,例如氮化硅;碳化物,例如碳化硅;金属盐,例如硫酸钙,硫酸钡和碳酸钙。
(2)润滑剂,包括含氟树脂粉末,例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯;和金属脂肪酸盐,例如硬脂酸锌和硬脂酸钙。
(3)电荷控制剂,包括:金属氧化物颗粒,例如氧化锡、氧化钛、氧化锌、二氧化硅和氧化铝;炭黑和树脂颗粒。
每100重量份色调剂颗粒,加入这些添加剂0.05-10重量份,优选的是0.1-5重量份。这些添加剂可以单独或两种或多种结合使用。
在提供磁性色调剂的情况下,从连续显影性能稳定性和静置后显影性能的稳定性方面考虑,优选的是以组合的方式加入添加剂中的两种。在提供非磁性单组分显影剂的情况下,从改善流动性和图像均匀性方面考虑,优选的是使用氧化钛或氧化铝。
本发明色调剂也可以与载体混合以提供双组分显影剂。优选地,载体具有106-1010Ohm·cm的电阻率,其用例如控制载体颗粒表面不均匀性和涂覆表面树脂的量加以调整。
涂覆表面树脂的例子包括:苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物,丙烯酸酯共聚物,甲基丙烯酸酯共聚物,硅树脂,含氟树脂,聚酰胺树脂,离聚物树脂,聚苯硫醚树脂,及其混合物。
载体芯含有磁性材料,其例子是:氧化物,例如铁氧体,铁过量的铁氧体,磁铁矿,和γ-氧化铁;金属,例如铁,钴和镍,及这些金属的合金。这些磁性材料进一步含有其它元素,例如铁、钴、镍、铜、铝、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、钙、锰、硒、钛、钨和钒。
接下来将描述适用本发明色调剂的一些成象方法。
将参考图1和2,描述使用根据本发明的色调剂,特别是磁性色调剂的成象方法的实施方案。载像的元件(光敏元件)的表面用主充电器2充电至正电位或负电位,并通过模拟曝光或激光束扫描曝光于图像光5,在光敏元件上形成静电图像(例如,通过激光束扫描形成的数字潜像)。接着,依据反转显影模式或普通显影模式,用承载在显影套筒4上的磁性色调剂13显影静电图像。色调剂13最初施加到显影设备9的容器中,并通过磁性刮板11在显影套筒4上施加了一层,而磁性刮板位于其中含有具有磁孔N1,N2,S1和S2的磁体23的显影套筒4上面。在显影区,通过从偏压施加装置12向显影套筒14施加交流偏压,脉冲偏压和/或直流偏压,在光敏元件1的导电基底16和显影套筒4之间形成偏压电场。
这样在光敏元件1上形成的磁性色调剂像通过或不通过中间转印元件转印到了记录材料(转印纸)P(图1显示了不包括中间转印元件的装置)上。当转印纸传输到到转印位置,用转印充电器3向转印纸P的背面(即与光敏元件相反的一面)充正电或负电,以静电转印在光敏元件1上的充有正电或负电的磁性色调剂像至转印纸P上。接着,承载色调剂像的转印纸P用放电装置22去除电,与光敏元件1分离并通过其中含有加热器21的热压辊定影设备7,使色调剂像热压定影。
转印步骤后仍存在于光敏元件1上的残余磁性色调剂用含有清洁刮板8的清洁装置去掉。清洁后的光敏元件1用消除曝光装置6去除电,然后再进行从用主充电器充电步骤开始的成像循环。
以感光鼓1的形式出现的生成静电图像元件或光敏元件可以含有形成在导电体支架16(图8)上的光敏层15。非磁性圆柱形显影套筒4旋转是为了以与位于显影位置的光敏层1一致的方向移动。在非磁性圆柱形显影套筒4内,设置多极永磁体(磁辊)23是为了使其不旋转。显影设备9中的磁性色调剂13施加到显影套筒4上,并带有由于显影套筒14表面和磁性色调剂颗粒之间摩擦造成的摩擦电变化。进而,通过设置靠近显影套筒4表面附近(例如,与其间距为50-500μm)的铁制磁性刮板11,以使其与多极永磁体的一个磁极相对面,调整色调剂层处于均匀小的厚度(30-300μm),其等于或小于光敏元件1和位于显影位置的显影套筒4之间的空隙。调整显影套筒4的旋转速度以提供等于或接近于光敏元件1表面的线速度。可以用永磁体替代作为磁性刮板的铁刮板11以提供计数器磁孔。在显影位置,可以从偏压发生装置12向显影套筒4上施加交流偏压或脉冲偏压。
通过使用根据本发明显示特定介电性能的色调剂,施加交流偏压是为了取得图像浓度与无雾状态的良好结合,优选地具有600-4000Hz的频率,更优选的是800-3000Hz,进一步优选的是1100-2500Hz,和峰值电压Vpp为500-3000伏特。
在光敏元件上静电力和位于显影位置的交流偏压或脉冲偏压电场的作用下,磁性色调剂颗粒转印到光敏元件1上的静电像上。
也可能用含有弹性材料,例如硅橡胶的弹性材料替代磁性刮板11以在调控磁性色调剂层厚度时,施加压应力把磁性色调剂层施加到显影套筒上。
在本发明的成像方法中,载像的元件1可以含有感光体,例如不定形硅(a-Si),有机感光体(OPC),硒或另一种无机感光体。从潜像电位的稳定性的角度看,优选的是使用a-Si或OPC感光体。在需要感光元件耐久性的高速机器中,特别优选的是使用a-Si感光体。
将参考图3描述适用根据本发明的色调剂的另一种成像方法。
参考图3,作为带有静电图像元件的感光鼓101的表面用作为由来自电压供给装置的提供电压的主充电装置的接触(辊)充电装置119充电至负电极,并曝光于来自激光器的的图像扫描光115,从而在感光鼓101上形成数字静电潜像。数字潜像用磁性色调剂104以反转显影模式显影,磁性色调剂104装在配备有显影套筒108(作为色调剂承载元件)的显影设备的装料斗103内,而显影套筒108密封了多极永磁体105和作为色调剂层厚度调整元件的弹性调整刮板111。如图3中所示,在显影区域D,感光鼓的101的导电基底接地,显影套筒108用来自偏压发生装置109的交流偏压,脉冲偏压和/或直流偏压供给。当记录材料P传输并到达转印区域,用与电压发生装置相连的作为转印装置的接触(辊)转印装置113对记录材料P的背面(背对感光鼓)进行充电,借此,形成在感光鼓101上的色调剂像转印到记录材料P上。接着,记录材料P与感光鼓101分离并传输至作为定影装置的热压辊定影设备117,借此,色调剂像固定在记录材料P上。
转印步骤后仍然存留在感光鼓101上的一部分磁性色调剂通过具有清洁刮板118a的清洁装置118去除。如果残留色调剂的量很小,清洁程序可以省略。清洁后的感光鼓101如需要用消除曝光装置116去除电,并进而进行以用作为主要充电装置的接触(辊)充电装置119以充电步骤开始的上述的一系列步骤。
在上述的一系列步骤中,感光鼓101(即带有静电图像的元件)包含感光层和导电基底,并以指出的箭头方向旋转。作为色调剂承载元件的非磁性圆柱状的显影套筒108旋转是为了与位于显影区域D的感光鼓101的移动表面方向一致的方向移动。在显影套筒108内,设置多极永磁体(磁辊)105是为了使其不旋转。显影剂容器103内的磁性色调剂104施加到显影套筒108上,并带有由于显影套筒108表面和/或其它磁性颗粒之间摩擦造成的负极性摩擦电荷。进而,弹性调控刮板111有弹性地压住显影套筒108以调控色调剂层处于均匀小的厚度(30-300μm),其小于感光鼓101和位于显影区域D的显影套筒108之间的空隙。调节显影套筒108的旋转速度以提供基本等于或接近于感光鼓101表面的线速度。在显影区域D,用包括来自偏压发生装置109的AC-DC叠加偏压上的交流偏压,脉冲偏压的偏压供给显影套筒108。交流偏压具有f=600-4000Hz,优选的是800-3000Hz,进一步优选的是1100-2500Hz,和Vpp=500-3000伏特。
在显影区域,在感光鼓101表面的静电力和显影偏压的作用下,磁性色调剂转印到静电像一面上。
在如上所述的成像装置用于传真机的打印机的情况下,上述的图像曝光装置相当于打印接收到的数据的装置。图4用框图表现了这样一个实施方式。
参考图4,控制器131控制读图器(或图像读取部件)130和打印机139。控制器131的全部由CPU(中央处理单元)137调控。读取自读图器130的读出数据通过发射器电路133传送至另外一个终端,例如传真机。另一方面,从诸如传真机这样的另一个终端接收到的数据通过接收器电路132传送至打印机139。图像存储器136储存指定的图像数据。打印机控制器138控制打印机139。在图17中,参考数字134表示电话机。
更具体地说,接收自线(或电路)135(即,从通过线连接的远程终端接收的图像信息)图像通过接收器电路132解调,CPU137解码,并顺序地存储在图像存储器136中。当相当于至少一页的图影像数据记录在图像存储器136中时,实现与相应页有关的图像记录。CPU137从图像存储器136读取相应于一页的图像数据,传送相应页一页的解码数据至打印机控制器138。当打印机控制器138从CPU137收到相应于一页的图像数据,打印机控制器138控制打印机139,从而实现记录相应于该页的图像数据。在用打印机139记录的过程中,CPU137接收相应于下一页的另外的图像数据。这样,以上述方式,用示于图4中的装置可以实现图像的接收和记录。
组成本发明色调剂的色调剂颗粒优选的是通过如下方法制造,其中包括粘合剂树脂,着色剂和蜡的上述色调剂成分通过球磨机,亨合尔混合机等充分掺合,接着用热捏合装置,例如热辊捏合机或挤压机熔融捏合,并在经降温固化后,在喷射气流或机械方式作用下粗碎并细碎熔融捏合制品,接着分级以回收色调剂颗粒。其它的制造方法包括聚合色调剂制造方法,其中配方的成份与构成粘合剂树脂的单体混合,生成的聚合混合物悬浮于水的介质中并聚合形成色调剂颗粒;微胶囊色调剂制造方法,其中配方的成份混入芯材料和壳材料的一种或两种中;和喷射干燥法,其中分散在粘合剂树脂溶液中的配方成份喷射干燥形成色调剂颗粒。如此得到的色调剂颗粒通过混合机,例如亨合尔混合机按需要与外加的添加剂混合,得到本发明的色调剂。
接下来,将参考附图描述制造本发明色调剂的优选方法。图15是说明在本方法中采用的粉碎和分级系统的概况的流程图。在此方法中,含有至少一种粘合剂树脂和着色剂的色调剂成份熔融捏合,熔融捏合制品冷却后用粉碎装置粗碎以得到含有粉碎制品的粉末状供料。在图5所示的粉碎和分级系统中,粉末状供料引入第一计量通道,随后从第一计量通道供给到机械粉碎机的入口,机械粉碎机至少包括转子,其含有固定到中央旋转轴的旋转元件;和定子,其与转子表面以规定的间距容纳转子,所以间距产生的环形空间是气密的,转子高速旋转以细粉碎粗碎的材料。接着,从机械粉碎的出口排出的细碎料通过第二计量进料器以规定的速率进入多道分级机,其中在交叉气流和Coanda效应的作用下,细碎物气动分级成至少一种细粉部分,中粉部分和粗粉部分。分级的粗粉部分与粉状进料混合再引入到机械粉碎机中,分级的中粉部分以色调剂颗粒回收。
参考图6,粉状进料以规定的速率通过第一计量进料器215引入作为粉碎装置的机械粉碎机201中。机械粉碎机201立即粉碎进入的粉状进料,并通过收集旋风机229进入第二计量进料器262,再通过振动进料器263和进料供应嘴276进入多道气动分级机。
在此装置系统中,从色调剂产率和生产效率的角度看,从第一计量进料器215到机械粉碎机301的供料速率与经过第二计量进料器262到多道气动分级机261的进料速率之间的比优选的是设定为0.7-1.7倍,更优选的是0.7-1.5倍,进一步优选的是1.0-1.2倍。
通常,在装置系统中组装进气动分级机,同时通过连接装置,例如管道,与其它装置连接。图6说明了这样的装置系统的优选的实施方案。图6中所示的通过连接装置连接的装置系统包括多道分级机261(图10中展示了其细节),计量进料器262,振动进料器263和收集旋风机264,265和266。
在此装置系统中,粉碎的进料供应到计量进料器262,再通过振动进料器263和进料供应嘴16,以10-350m/s的流速进入到三路分级机261中。三路分级机261包括通常测量10-50cm,10-50cm,3-50cm的分级室,所以粉碎的进料在0.1-0.01秒或更短的时间内能够分成三种颗粒。通过分级机261,粉碎的进料能够分成粗粉,中粉和细粉。此后,粗粉从排放管道271a输送至收集旋风机266并再循环到机械粉碎机201中。中粉通过排放管272a排放并卸出系统,通过收集旋风机265作为色调剂制品回收。细粉通过排放管273a排放并卸出系统,并且用收集旋风机264收集。收集的细粉供应到熔融捏合步骤,为再利用提供含有色调剂成份的粉状进料,或者丢弃。收集旋风机264,265和266也起抽吸真空产生装置的作用,通过抽吸粉碎的进料,经过进料供应嘴引入到分级室。优选地,出自分级机261的分级所得粗粉通过循环计量进料器331循环,并与供应自第一计量进料器215的新鲜的粉状进料在机械粉碎机201中混合。
从色调剂产率的角度看,优选地,粗粉从气动分级机261再引入至机械粉碎机201中的比设定为供应自第二计量进料器262的粉碎物的0-10wt.%,更优选的是0-5.0wt.%。如果再引入的比超过10wt.%,机械粉碎机201中粉尘的浓度增加,使机械粉碎机201的负荷增加;并且由于困难,色调剂产率下降,例如过分粉碎热引起的色调剂表面恶化,从磁性氧化铁颗粒色调剂颗粒中的分离,并熔融粘附到设备壁。
优选地,进入设备系统中的粉状进料具有,例如至少95wt.%过18孔筛且至少90wt.%在100孔筛上(按照ASTM-11-61),这样的粒径分布。
为了制造至少具有10μm,优选的是至少8μm的重均粒径(D4)和狭窄粒径分布的色调剂,出自机械粉碎机的粉碎制品达到优选的粒径分布,包括4-10μm的重均粒径分布至多占数量的70%,更优选的是至多4.0μm颗粒占数量的70%,以及体积上的至多25%,更优选的是至少10.1μm的颗粒占体积的至多20%。进而,优选的,从分级机261分出的中粉符合这样粒径分布,5-10μm的重均粒径,数量上至多40%,更优选的是至多4.0μm的颗粒,数量上至多占35%,优选的至多25%,更优选的是至少10.1μm的颗粒,体积上至多20%。
上述的设备系统不包括粉碎步骤之前的第一分级步骤,但包括粉碎步骤和分级步骤的单独通过。
适合组装在图6的装置系统中的机械粉碎机201可以由商用粉碎机提供,例如“KTM”(从Kawasaki Jukogyo K.K.得到)或“TURBOMILL”(“Turbo KogyoK.K.得到),如此这般,或是在合适的再制模之后。
特别优选的是采纳使用如图7-9所示的机械粉碎机的方法,这样使粉状进料容易粉碎,从而实现有效的色调剂生产。
现在,参考图7-9,描述机械粉碎机的组织。图7图解地显示了机械粉碎机的剖面图;图8是图7中D-D剖面的图解剖视图;图9是图7中转子314的透视图。如图中所示,粉碎机包括机箱313;外壳316;布料器220;含有固定在控制旋转轴312上的旋转元件并且设置在机箱313内的转子314,转子314带有大量的表面槽(如图9所示),并设计为以高速旋转;定子310设置成为与转子314的周缘有指定的间隙以绕转子314旋转,且带有大量的表面槽,用于引入粉状进料的进料口311;和用于排放粉碎材料的排料口302。
操作上,粉状进料从进料口311以规定的速率进入到加工室,其中在以高速旋转的转子314和定子310间产生的冲击的作用下,粉状进料瞬间粉碎,转子314和定子310分别带有大量表面沟槽,跟着出现大量超高速涡旋流动,从而引起高频压力振动。粉碎的制品从排放口302排出。空气输送粉状进料流经加工室、排出口302,管道219,收集旋风器229,袋式过滤器222和吸气鼓风机224以排出系统。
传输空气是产生自冷空气发生装置312的冷空气,并与粉状进料一起引入,粉碎机主体用流动冷却水(优选的,含有乙醇的非冻结液体等等)的外壳316覆盖,以维持加工室内的温度为0℃或更低,更优选的是-5到-15℃,进一步优选的是-7到-12℃,这是从色调剂产率的角度考虑的。这对于有效抑制由于粉碎热造成的色调剂颗粒表面恶化,特别是存在于色调剂颗粒表面的磁性氧化铁和色调剂颗粒释放并熔融粘附到装置壁是有效地,从而是粉状进料有效粉碎。在加工室低于-15℃下,操作需要使用氟利昂(低温下具有较好的稳定性,但几乎未考虑全球观点的建议)而不是氟利昂替代物为冷空气发生装置的冷却介质。
冷却水通过供水口317引入外壳316,从排出口318排出。
在粉碎操作中,优选的是设定漩涡室(内部温度)中的T1和后部室(外部温度)的温度T2以提供30-80℃的温差ΔT(=T2-T1),更优选的是35-75℃,进一步优选的是37-72℃,从而抑制色调剂颗粒表面恶化,并有效粉碎粉状进料。低于30℃的温差ΔT表明可能粉状进料路径短而其中没有有效粉碎,从色调剂性能方面考虑这是不希望的。另一方面,ΔT≥80℃表明可能过分粉碎,由于色调剂颗粒加热和色调剂颗粒熔融粘附到装置上引起表面恶化,这反而影响色调剂的产率。
优选的是机械粉碎机中的内部温度(T1)设定为最多0℃,此值比粘合剂树脂的玻璃转变温度(Tg)低60-75℃。结果,有可能抑制由于加热引起的色调剂颗粒表面恶化,并使粉状进料有效粉碎。进而,优选地,外部温度(T2)设定为比Tg低5-30℃,更优选的是10-20℃的温度,结果是,有可能抑制由于加热引起的色调剂颗粒表面恶化,并使粉状进料有效粉碎。
优选地,转子314旋转,提供80-180m/s的线速度,更优选的是90-170m/s,进一步优选的是100-160m/s。结果是,有可能抑制由于加热引起的色调剂颗粒表面恶化,并使粉状进料有效粉碎。转子314线速度低于80m/s,易于造成进料不能粉碎的短通路,从而导致差的色调剂性能。转子314的线速度超过180m/s,导致装置负载过大,并易于引起过分粉碎,导致由于色调剂颗粒加热和色调剂颗粒熔融粘附到装置上引起表面恶化,这反而影响色调剂的产率。
进而,优选地,可以设置转子314和定子310以提供提供它们之间最小的间隙0.5-10.0mm,更优选的是1.0-5.0mm,进一步优选的是1.0-3.0mm。结果是,有可能抑制不充分粉碎或过分粉碎,从而使粉状进料有效粉碎。转子314和定子310之间的间隙超过10.0mm,引起粉状进料不能粉碎的短通路,这反而影响色调剂性能。间隙小于0.5mm,导致装置负载过大,并易于由于加热引起过分粉碎导致表面恶化,且色调剂颗粒熔融粘附到装置上引起表面恶化,这反而影响色调剂的产率。
通过上述机械粉碎机达到有效地粉碎允许省去易于导致过分粉碎的与预分级步骤,并省去在气动粉碎机中所需要大体积粉碎空气的供应。
接下来,将详细描述作为色调剂生产的优选的分级方式的气动分级机。
图10是优选的多道气动分级机的实施方案的剖面图。
参考图10,分级机包括限定了一部分分级室的侧壁82和G-滑块83,分级边缘滑块84和85,装配有刀刃型的分级刀刃77和78。G-滑块83设置为侧面可滑动。分级刀刃77和78设置成围绕轴77a和78a旋转以改变分级刀刃尖端的位置。分级边滑块77和78侧面可滑动,以与分级刀刃77和78一起相对改变水平位置。分级刀刃77和78把分级室92的分级区分成3个部分。
用于引入粉状进料的进料口95位于进料供应嘴76位置的最近(最上流)处,进料供应嘴76也装备了高压空气孔96和粉状进料引入孔97,并开口到分级室92中。孔716设置在侧壁82的右侧,Coanda滑块86设置成相对于进料供应嘴76的下切线的延伸部分以形成长椭圆弧。与分级室92有关的左滑块87装配了吸气刀刃719,突向分级室92中的右侧。而且吸气管道74和75设置在分级室92的左侧,以开口到分级室92中。进一步,吸气管道74和75装配第一和第二气体引入控制装置80和81,就像阻尼器,和静压水尺88和89(示于图6中)。
取决于供应到分级机的粉碎的粉状进料和所需的成品色调剂的粒径,调整分级刀刃77和78,G-滑块83和吸气刀刃78的位置。
在分级室92的右侧,设置与相应于各自分级部分区域的分级室相连的排气孔71,72和73。排气孔71,72和73与连接装置,例如能够提供关闭装置,例如所需的阀门的管道(如图6中所示的71a,72a和73a)相连。
进料供应嘴76可以含有垂直向上的管道部分和较低的锥形管道部分。垂直管道部分的内径与锥形管道部分的最窄部分的内径可以设定为20∶1到1∶1的比,优选的是10∶1到2∶1,以提供所需的引入速度。
使用上述组织的多道分级机可以以下面的方式进行分级。通过排气孔71,72和73中的至少一个抽气,降低分级室92内的压力。在由减压引起的流动空气的作用下,和通过高压空气供应嘴喷嘴的压缩空气,并喷射至分散在分级室92中引起的喷射器效应的作用下,粉状进料经过进料供应嘴76以10-350m/s的优选流速引入。
在Coanda滑块86施加的Coanda效应的作用下,和引入气体,例如空气的作用下,使引入分级室92的粉状进料的颗粒沿曲线流动,从而粗粉形成外部气流以供给分级刀刃78外侧的第一部分,中粉形成的中间气流以供给分级刀刃78和77间的第二部分,细粉形成内部气流以供给分级刀刃77内部的第三部分,由此,分出的粗粉从排气孔71排出,中粉从排气孔72排出,细粉从排气孔73排出。
在上述的粉末分级中,分级(或分离)点主要由相应于Coanda滑块76的最底部分的分级刀刃77和78的头部位置决定,同时受分级空气气流的抽吸流速和通过供应嘴76的粉末喷射速度影响。
在用在电摄影成像方法的色调剂制造中,采用上述气动分级机特别有益。
这里所述的色调剂的物理性质基于下述测量方法的结果。
(1)色调剂和粘合剂树脂的羧值值依照JIS K0070测量。装置:自动电位滴定装置(“AT-400”,Kyoto Denshi K.K.制造)装置校准:使用120ml甲苯和30ml乙醇的溶剂混合物进行操作。测量温度:25℃包括样品制备在内的测量操作如下。
(i)准确称量色调剂约1.0g或粘合剂树脂约0.5g,记为W(g),并放置于200ml烧杯内,再向其中加入120ml甲苯,随后在室温(25℃)下用磁力搅拌器搅拌约10小时以溶解。接着,向其中加入30ml乙醇以形成作为样品溶液的甲苯/乙醇混合物溶液。单独制备作为空白溶液的甲苯(120ml)和乙醇(30ml)的混合物。
(ii)用在乙醇中具有f系数的0.1ml/L KOH溶液滴定样品溶液,测量并记录用于滴定的KOH溶液的量为B(ml)。
(iii)用0.1mol/L KOH溶液滴定样品溶液,KOH溶液的量,和用于滴定的KOH溶液的量记为S(ml)。(iv)根据下式计算样品的羧值:羧值(mgKOH/g)
={(S-B)×f×5.61}×W(2)可溶THF含量的分子量(分布)依照GPC法测量。
在GPC装置中,色谱柱在40℃的加热室中是稳定的,在那个温度下,引起四氢呋喃(THF)溶剂以1ml/min.的速率流经色谱柱,并向THF中注射100μl样品溶液。通过使用单分散性聚苯乙烯样品和分子量-计数的对数坐标得到的校准曲线的基础上,进行样品分子量及其分布的识别。标准的聚苯乙烯样品可以从。例如Toso K.K.或Showa Denko得到。适于使用分子量范围从约102到约107的至少10个标准聚苯乙烯样品。检测器可以是RI(折射率)检测器。以几种商业上应用的聚乙烯凝胶柱的组合组成色谱柱是合适的。例如,可以使用从ShowaDenko K.K.得到的Shodex GPC KF-801,802,803,404,805,806,807和808P的组合;或从Toso K.K.得到的TSKgel G1000H(HXL),G2000H(HXL),G3000H(HXL),G4000H(HXL),G5000H(HXL),G7000H(HXL)和TSKguard柱的组合。以下述的方式制备GPC样品溶液。
样品加入THF中,并静置几个小时。接着,很好地振荡混合物直至样品块消失,并进一步静置24小时。接着,使混合物通过具有0.2-0.5μm孔径的样品处理滤纸(例如,“Maishori Disk H-25-2”,Toso K.K.有售)以得到具有0.5-5mg/ml树脂浓度的GPC样品。
(3)不溶THF(四氢呋喃)含量
准确称量0.5-1.0g样品色调剂,记为W1(g),置于圆柱形滤纸(“No.86R”,具有28mm直径和100mm高的尺寸,Yoyo Roshi K.K.有售)中,并放置于Soxhlet’s提取器上,跟着在调节在约120-130℃下,用在油浴中的200ml溶剂THF抽滤10小时,以在120到150秒内完成一个回流循环。抽滤后,滤纸在70℃下,减压干燥10小时以确定可溶THF物的含量(W2)。在不溶THF物质重量(W3)而不是粘合剂树脂,即着色剂和/或磁性材料等的基础上,根据下式确定粘合剂树脂中不溶THF的含量:
不溶THF含量(重量%)=[(W1-(W2+W3)/(W1-W2)]×100
(4)吸热峰温度(Tabs)
依照ASTM D3418-82,差热扫描量热计(“DSC-7”,Perkin-Elmer Corp.有售)以下述方式进行测量。
准确称量约5mg的样品。样品置于氧化铝埚中并与作为参比的空白氧化铝埚平行,以10℃/分钟的升温速率在30-200℃的温度范围内进行测量。在升温期间,主吸收峰出现在DSC曲线上30-200℃范围内的温度处。此温度取为吸热峰温度(Tabs)。
(5)粘合剂树脂的玻璃转变温度(Tg)
依照ASTM D3418-82,差热扫描量热计(“DSC-7”,Perkin-Elmer Corp.有售)以下述方式进行测量。
准确称量样品5mg。
在常温/常温环境下,样品置于氧化铝埚中并与作为参比的空白氧化铝埚平行,以10℃/分钟的升温速率在30-200℃的温度范围内进行测量。
在升温期间,主吸收峰出现在DSC曲线上40-100℃的温度区域内。
在这种情况下,穿过吸收峰出现前和后得到的基线之间的中间线和DSC曲线间的交叉处的温度确定为玻璃转变温度(Tg)。
(6)色调剂DSC曲线
色调剂的DSC曲线在与(3)和(4)中上述用于蜡的相似的升温期间得到。而且由DSC曲线也可以确定粘合剂树脂的蜡吸热峰温度(Tabs)和玻璃转变温度(Tg)。
(7)蜡的分子量分布
在下面的条件下,用GPC测量蜡的分子量(分布):
装置:“GPC-150C”(Waters Co.有售)
柱:“GMH-HT”30cm-二元(Toso K.K.有售)
温度:135℃
溶剂:含有0.1%2,6-二特丁基-4-甲基苯酚(ionol)的邻-二氯苯
流速:1.0ml/min
样品:0.15%样品0.4ml
在以上GPC测量的基础之上,在单分散性聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的基础上,得到样品的分子量分布,使用基于Mark-Houwink粘度公式的变换公式,再计算成相应于聚乙烯的分布。
GPC试样制备如下。将样品蜡放置于含二氯苯的烧杯中,再放置在150℃的热平板上溶解样品。在将所得到的浓度为0.15重量%的样品溶液放置在预热过的过滤器装置中,通过过滤装置后再置于GPC设备中以提供GPC样品。
(8)粒径分布
可以使用TA-II型Coulter计数器或Coulter Multisizer(以CoulterElectronics Inc.得到)为测量仪器。为了测量,用试剂级的氯化钠(例如,“IsotonII”,Coulter Scientific Japan Co.有售)制备作为电解液的1%NaCl水溶液。相对于100到150ml电解液,加入0.1到5ml的表面活性剂,优选的是烷基苯磺酸盐作为分散剂,并向其中加入2到20mg的样品。得到的电解液中的分散的样品通过超声波分散器,进行分散处理1-3分钟,之后再使用具有100个微孔的上述装置测量在2-40μm范围内的粒径分布以得到体积偏差分布和数量基分布。由体积基分布的结果,可以得到色调剂的重均粒径(D4)和体积平均粒径(Dv)(同时对每个通道使用的中间值为该通道的代表值)。
使用下面的13个通道,2.00-2.52μm,2.52-3.17μm,3.17-4.00μm,4.00-5.04μm,5.04-6.35μm,6.35-8.00μm,8.00-10.08μm,10.08-12.70μm,12.70-16.00μm,16.00-20.20μm,20.20-25.40μm,25.40-32.00μm和32.00-40.32μm,附加条件是:对于每个通道,不包括上限。
(9)色调剂的介电损失(正切)
经计算,在1KHz和1KHz的频率下校正后,使用用于介电性测量(“4284APrecision LCR Meter”,Hewlett-Packard Corp.生产)的夹持器(电极),在100KHz的频率下测量的配合物介电常数得到色调剂的介电损耗角正切(值)。
为了测量,称量0.5-0.7g量的色调剂,通过施加39200Kpa(400Kg-f/cm2)压力2分钟,模制成直径25mm,厚度0.5-0.9mm的片状样品。样品置于粘弹性测量装置中(“ARES”,Rheometrics Scientific F.E.生产),其中用介电测量支架(电极)(“LCR Meter”)替换直径25mm的夹持器,并通过加热至150℃成熔体,随后降温至25℃。测量在100KHz的频率下进行,同时恒定地向样品施加0.49-0.98N(50-100g)的负载,并以1℃/min的速率升温至160℃。测量每隔15秒进行一次。对于每一种色调剂,通过改变测量样品,进行三次测量,取三次测量的平均值。
(10)OH值(羟基值)
依照JIS K0070测量。
准确称量约0.5g样品置于100ml容量的烧瓶中,并向其中准确加入5ml乙酰化试剂。接着通过浸入100℃±5℃的浴中加热系统。1-2小时后,从浴中取出样品,并静置冷却,向其中加入水,接着振动以分解乙酸酐。为了完全分解,烧瓶通过浸入浴又加热超过10分钟。冷却后,用有机溶剂充分清洗烧瓶壁。用玻璃电极通过电位滴定法,用乙醇中的N/2-KOH溶液滴定反应物液体。
(11)色调剂颗粒圆形度
根据下式计算每一种色调剂颗粒的圆形度(Ci):
圆形度Ci=L0/L其中L代表单独一个颗粒的投影像(二维像)的圆周长度,L0代表产生作为投影像的相同区域的圆的圆周长度。
这里所述的圆形度值是基于用流动型颗粒图像分析器(“FPIA-1000”,ToaLyou Denski K.K.制造)的测量得到的值。
在Toa Lyou Denski K.K.(1995年6约25日)出版的有关“FPIA-1000”的技术说明书和附属操作手册以及JP-A 8-136493(美国专利第5721433号)中描述了测量细节。测量概论如下。
对于通过使FPIA实际测量圆形度,作为分散助剂的表面活性剂(优选的是烷基苯磺酸盐)0.1-0.5ml加入到100到150ml已经去除了杂质的水中并向其中加入约0.1-0.5g的样品颗粒。得到的混合物要用超声波(50KHz,120W)分散1-3分钟以得到含有12000-20000个颗粒/μl分散液,并且通过上述流动型颗粒图像分析器,测量有关具有圆当量直径(C.E.D.=L0/π)在0.60μm到低于159.21μm范围内的颗粒圆形度分布。
使样品分散液流经具有分流通道的平薄透明流动槽(厚度=约200μm)。在与流动槽相互相对的位置上设置闪光灯和CCD照相机以形成穿过流动槽厚度方向的光学通路。在样品分散液的流动期间,闪光灯乙1/30秒一次的间隔闪烁以捕获流经流动槽的颗粒的图像,从而每个颗粒提供具有与流动槽平行的特定区域的二维图像。由每个颗粒二维图像的面积,具有相等面积(当量圆)的圆周直径确定为圆当量直径(C.E.D.=L0/π),进而,对每个颗粒,根据上述公式,由颗粒的二维图像当量圆的圆周长度(L0)除以圆周长度(L)以确定颗粒的圆形度Ci。
(12)无机细粉的甲醇润湿性(WMeOH)
用粉末润湿性测试(“WET-100P”,K.K.Resuka生产)测量外加到色调剂中的无机细粉的甲醇润湿性。为了测量,将50ml纯水(去离子水或市售纯净水)放置于100ml烧杯中,准确称取0.2g无机细粉样品加入其中。在搅拌下,甲醇以3ml/min的速率滴状加入系统中。如果无机细粉开始沉没并分散在水溶液中,通过溶液的透射比将会降低,测量到那时刻加入的甲醇量作为甲醇润湿性。
[实施例]
下面,基于实施例,本发明会描述得更具体,然而,无论如何,也不应该把实施例理解为限制本发明的范围。(改性蜡)
该性一些具有如下表2所示特性的的基蜡以制造改性蜡。
表2:基蜡名称 类型 Tabs*2 Mp*3 Mw/Mn蜡(a) 聚乙烯 94(℃) 810 1.2蜡(b) Fischer-Tropsche 106(℃) 970 1.5蜡(c) 长链*1烷基乙醇 100(℃) 860 1.8蜡(d) 聚丙烯 148(℃) 4100 9.2*1:具有平均40个碳原子的烷基*2:吸热峰温度*3:峰值分子量<制造实施例1>
加入200重量份二甲苯,100重量份蜡(b)(Fischer-Tropsche蜡),搅拌状态下,混合物加热至110℃。用氮气向混合物中吹气,在1小时内以滴状加入3重量份苯乙烯单体和0.8重量份2,2’-双(4,4-二-叔丁基过氧化环己基)丙烷(聚合反应引发剂)。加入后,系统进一步搅拌3小时并加热至回流温度。此后,在减压下蒸馏掉溶剂二甲苯,得到改性蜡(W-1),其峰值分子量(Mp)为950,Mw/Mn比为25,吸热峰温度(Tabs)为97℃。
改性蜡(W-1)的性能与那些在下述制造实施例中得到的改性蜡的性能一起总结于表3中。<制造实施例2-8>
除了使用如表3中所列的激光蜡和改性蜡单体之外,以与制造实施例1中相同的方式得到改性蜡(W-2)到(W-8)。
表3:改性蜡改性蜡 基蜡 改性单体(重量份) 改性蜡性质
Sty MBM MAH PE Mg Mw/Mn Tabs.(℃)W-1 (b) 35 - - - 950 2.5 103W 2 (b) 60 - - - 930 3.1 101W-3 (b) 15 - - - 970 2.3 104W-4 (b) 35 5 - - 930 3.4 99W-5 (b) 35 5 - 5 880 4.7 96W-6 (a) - - 30 - 710 5.7 86W-7 (a) 35 5 - - 760 2.6 96W-8 (a) - 20 - - 740 2.4 92*1:Sty=苯乙烯
MBM=单丁基马来酸酯
MAH=马来酸酐
PE=聚酯(粘合剂树脂)<制造实施例1>
不饱和聚酯(1)(羧值(Av)=22mgKOH/g,羟值(Ohv)=34mgKOH/g,峰值分子量(Mp)=9000,玻璃转变温度(Tg)=53℃)由30.5摩尔%对苯二酸,3.5摩尔%富马酸,13摩尔%偏苯三酸,15摩尔%烯基琥珀酸(具有平均12个碳原子的链烯基),24摩尔%用上述式(2)(R=乙烯基,x+y=2.4)表示的双酚A衍生物和24摩尔%用式(2)(R=乙烯基,x+y=2.2)表示的双酚A衍生物制备。饱和聚酯(Av=20mgKOH/g,Ohv=33mgKOH/g,Mp=9300,Tg=54℃)由34摩尔%对苯二酸,13摩尔%偏苯三酸,15摩尔%烯基琥珀酸(具有平均12个碳原子的链烯基),24摩尔%用上述式(2)(R=乙烯基,x+y=2.4)表示的双酚A衍生物和24摩尔%用式(2)(R=乙烯基,x+y=2.2)表示的双酚A衍生物单独制备。
在装备有回流管,搅拌器,温度计和氮气吸入管,点滴设备和减压设备的反应容器中,25重量份不饱和聚酯(1),75重量份饱和聚酯和9.5重量份改性蜡与200重量份二甲苯一起混合,并向其中加入含有73重量份苯乙烯,21重量份丁基丙烯酸酯,6重量份单丁基马来酸和2重量份二叔丁基过氧化物(聚合反应引发剂)的乙烯基聚合物单元的单体混合物,在二甲苯回流温度下实现自由基聚合反应8小时,从而形成含有混合树脂(1)的溶液混合物,其是通过乙烯基聚合物接枝到不饱和聚酯,饱和聚酯和乙烯基聚合物上形成的。
此后,在减压下蒸馏掉二甲苯,得到树脂组合物,其主要含有按上面制备的混合树脂(1),混合树脂(1)中的羟基与羧酸或酸酐酯化反应形成的混合树脂(2),酸酐是组成乙烯基聚合物单元的丙烯酸丁酯和马来酸单丁基酯的消去反应形成的,通过与混合树脂(2)的形成相似的饱和聚酯和乙烯基聚合物的酯化反应形成的混合树脂(3),和改性蜡(W-1)。此树脂组合物(指混合树脂组合物(HB-1))的Mp=11000,Tg=55℃,Av=17mgKOH/g,OHv=14mgKOH/g和约28重量%的不溶THF的物质(THFins)。<制造实施例2-8>
除了分别使用改性蜡(W-2)到(W-8)而不是改性蜡(W-1)以外,混合树脂组合物(HB-2)到(HB-8)以与制造实施例1中相同的方式制备。<制造实施例9>
除了省略改性蜡(W-1)之外,混合树脂组合物(HB-9)以与制造实施例1中相同的方式制备。<制造实施例10>
在与用在制造实施例1中相似的反应设备中,放置200重量份二甲苯,向其中加入含有80重量份苯乙烯,18重量份丙烯酸丁基酯,1.5重量份马来酸单丁基酯,0.5重量份二乙烯苯和2.0重量份过氧化二叔丁基(聚合反应引发剂)的单体组合物,在回流温度和氮气流下,经过12个小时的聚和。之后,在减压下蒸馏掉二甲苯,得到Mw=2.8×105,Mw/Mn=27.3,和Av=2.3mgKOH/g的乙烯基聚合物。<制造实施例11>
26mol%对苯二甲酸,7mol%偏苯三酸酐,26mol%十二碳烯基琥珀酸和45mol%上述式(2)的双酚A衍生物反应以制备聚酯树脂,其Mw=8.7×104,Mw/Mn=13.5,Av=10.1mgKOH/g。<制造实施例12>
除了加入9.5重量份表2中所示的蜡(c)而不是改性蜡(W-1)之外,以与制造实施例1中相同的方式制备混合树脂组合物(HB-10)。<制造实施例13>
除了加入9.5重量份表2中所示的蜡(d)而不是改性蜡(W-1)之外,以与制造实施例1中相同的方式制备混合树脂组合物(HB-11)。实施例1混合树脂组合物(HB-1) 104.5重量份电荷控制剂 2重量份(2mol式(4)的单偶氮化合物和1mol铁形成的有机铁化合物磁性材料 90重量份(D1=0.18μm,Hc=9.6KA/m,σs=83Am2/Kg,σr=154Am2/Kg)
上述成分通过在130℃加热的双螺钉挤压机中熔融捏合。冷却后,捏合产物用剪切机粗碎以得到粉状进料(1),其97wt.%过18目筛且92wt.%在100目筛上。
接着粉状进料(1)在具有如图6所示的组织中进行粉碎和分级。具有之间1.5mm间隙的转子314和定子30(示于图8和9中)的机械粉碎机201(“TurbomillT-250”,Turbo KogyoK.K.制造)在转子314线速度为115mm/秒下运转。
在此实施例中,用于粉碎的粉状进料以40Kg/h的速度通过桌形第一计量进料器215供应到机械粉碎机201。来自机械粉碎机201的粉碎进料伴随着抽吸空气由旋风器229收集引入至第二计量进料器262。机械粉碎机201的内部温度和外部温度分别为-10℃和46℃,它们之间的温度差ΔT为56℃。来自机械粉碎机201的粉碎物D4=7.1μm,尖锐粒径分布为最大4.0μm的颗粒占体积的28%,最大10.1μm的颗粒占体积的2.8%。
来自机械粉碎机201的粉碎料以44Kg/h的速度通过第二计量进料器262,振动进料器263和进料供应喷嘴276送至具有如图10所示结构的多道气动分级机,在那里,粉碎的进料分成粗粉,中粉和细粉三部分。为了分级,通过进料供应嘴76用气流将粉碎的进料引入至分级机61中。气流是通过排放孔71,72和73中的至少一个抽真空,并且通过高压气体供应嘴96喷出的压缩空气造成的。
粗粉G用旋风器266收集,以2.0Kg/h的速度循环到机械粉碎机201以再粉碎。
中粉M-1以88%的分级产率(中粉与总粉状进料的比)回收。
用亨合尔混合机把100重量份中粉(M-1)与1.0重量份疏水二氧化硅细粉(BET比表面积(SBET)=300m2/g,甲醇润湿性(WMeOH)=92%)混合以得到本发明的色调剂1。
色调剂1具有D4=7.6μm,至少10.1μm的颗粒占体积的8.5%和含有显示至少0.950(Ci≥0.950)的圆形度的颗粒占数量的77%,代表尖锐粒径分布。色调剂1显示介电损耗角正切(tanδ)特性,在112℃时有7.6×10-2的最大值和103℃的吸热峰温度(Tabs)。色调剂1的物理性质与在下面实施例中制备的色调剂的物理性质一起总结于表1中。
在常温/常湿环境(23℃/55%RH),常温/低湿环境(23℃/5%RH),高温/高湿环境(30℃/80%RH)的每一种环境下连续成像105张,通过使用商业上已有的复印机(“NP-6085”,由Canon K.K.制造),包括在185℃定影温度和以约500m/s的处理速度下运转的热辊定影设备,来评价色调剂1的成象性能。评价结果与下面的实施例的评价结果一起列于表1中。实施例2
除了机械粉碎机的转子以124mm/秒的线速度运转外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价色调剂2。色调剂2的D4=6.8μm,至少10.1μm的颗粒占体积的3.0%,Ci≥0.950的颗粒占数量的81.9%。实施例3
除了机械粉碎机的转子314以105mm/秒的线速度运转外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价色调剂3。色调剂3的D4=9.3μm,至少10.1μm的颗粒占体积的30.6%,Ci≥0.950的颗粒占数量的72.1%。实施例4-10
除了分别使用混合树脂组合物(HB-2)到(HB-8)而不是混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价色调剂4到10。实施例11
除了使用100重量份的混合树脂组合物(HB-9)和9.5重量份的改性蜡(W-1)替代混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价色调剂11。对比例1
除了使用109.5重量份的混合树脂组合物(HB-10)而不是混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备对比中粉(RM-1)。对比中粉(RM-1)含有大量经分级步骤未分开的细粉(假定具有小于1的粒径)。作为通过扫描电子显微镜观察的结果,观察到大量假定的细粉含有磁性材料。
通过使用对比中粉(RM-1)而不是中粉(M-1)与实施例1中用的相同的憎水二氧化硅细粉混合,制备对比色调剂1。对比色调剂1的D4=7.1μm,至少10.1μm的颗粒占体积的22.3%,Ci≥0.950的颗粒占数量的67%。而且在106℃下,色调剂1的tanδmax=2.3×10-2,Tabs=100℃。
对比例1以与实施例1中相同的方式评价,且结果与下面对比例的结果一起列于表1中。对比例2
除了使用109.5重量份的混合树脂组合物(HB-11)而不是混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价对比色调剂2。在109℃下,对比色调剂2的tanδmax=5.3×10-2,Tabs=144℃。对比例3
对比色调剂3以与实施例1中相似的方式制备,但粉状进料的粉碎和分级是在图11中所示的系统中进行的,其除了具有图12中所示的组织的第一分级装置和具有图10中所示的组织的第二分级装置外,还包括图13所示的冲击型气动粉碎机为粉碎装置。
增补装置机构;在图13所示的冲击型气动分级机中,与高压气体进料孔661相连的加速管道662的出口663相对放置冲击元件664,在供应到加速管道的高压气体的作用下,粉末材料通过在加速管662中间形成的粉末材料进口665抽吸到加速管662中,粉末材料与高压气体一起从出口663喷射,冲撞到冲击元件664的撞击表面666上,在冲击下粉碎。粉碎的制品从排放口667排出。
图12中所示的分级装置包括管状主盒401和较低的盒402,其较低的部分与装料斗403相连以排放粗粉。在主盒401内,由环形导引室405和其中心有最高部分的锥形(或伞形)上盖围成,并形成分级室404。
若干个通气缝407排布在分级室404和导引室405之间的分隔壁上,从而以此把粉状原料和引入到导引室405的空气以涡流引入到分级室404。
导引室405的靠上部分含有介于锥形上盒403和锥形上盖406之间的空间。在主盒401的下部,分级通气缝409以圆周方向排布,借此把从外部进入的分级空气以涡流的形式引入分级室中。在分级室404的底部,放置具有最高部分在其中心的锥状伞形的分级板410,围绕分级板410,设置粗粉排放口。在分级板410的中央部分,细粉排放斜道412连接成其低端弯曲成字母L形,且伸出较低主盒402的侧壁。斜道412通过诸如旋风器或粉尘收集器这样的细粉回收装置与抽吸扇相连,这样通过通气缝409,用抽吸扇把抽吸空气引入到分级室以形成分级所需的涡流。
操作中,用于色调剂制造的粗碎制品与输运空气通过进料管408一起引入到导引室405,经过通气缝407,以均匀的密度进入分级室,同时引起涡流。
已经进入分级室404的旋转的粗碎制品流由于连接于细粉排放斜道413的抽吸扇造成的抽吸空气的作用,以及通过低于分级室404的分级通气缝409的作用加强其旋转,在分级室中,粗碎粉末通过施加在单独颗粒上的离心力而被分离成粗粉和细粉。在分级室404内,粗粉旋转成外部气流经粗粉排放口411和下部的装料斗403而排出装置并循环至粉碎装置。
另一方面,沿着分级板410的上斜面向中心移动的细粉通过细粉排放斜道412排出。排出的细粉进一步在第二分级装置中分级以提供作为色调剂回收的中粉。
经由图11的系统的粉碎和分级,这样得到的对比中粉(RM-1)与如用在实施例1中的相同的憎水二氧化硅细粉混合以得到对比色调剂3。对比色调剂3的D4=7.8μm,至少10.1μm的颗粒占体积的5.3%,Ci≥0.950的颗粒占数量的62%,而且对比色调剂3在110℃下tanδmax=4.9×10-2,Tabs=103℃。对比例4
在对比例3中制备的对比中粉(RM-3)用冲击型表面处理装置(如在美国专利No.6033817中所公开的)进行表面处理以提供对比中粉(RM-4)。
使用对比中粉(RM-4)而不是中粉(M-1),采用与在实施例1中相同的方式制备和评价色调剂4。对比色调剂4的D4=7.8μm,最大4.0μm的颗粒占体积的22%,至少10.1μm的颗粒占体积的7.9%,Ci≥0.950的颗粒占数量的78.9%,而且在129℃下,对比色调剂4的tanδmax=4.4×10-2,Tabs=103℃。对比例5
除了使用制造实施例10中制备的乙烯基共聚物代替混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价对比色调剂5。对比例6
除了使用制造实施例11中制备的聚脂树脂代替混合树脂组合物(HB-1)之外,以与在实施例1中相同的方式制备和评价对比色调剂6。
表4:色调剂性质
**注解加于表5后
实施例 | Tabs.(℃) | tanδ | 粒径分布 | N % ofCi≥0.950 | Mp | Mz/Mw | wf.% ofMw≥104 | Av(mgKOH/g) | THF不溶物(wt%) | 蜡分散性** | ||
max(×10-2) | Temp.(℃) | D4(μm) | Vol.% ofD≥10.1μm | |||||||||
1 | 103 | 7.6 | 112 | 7.6 | 7.5 | 77.7 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | A |
2 | 103 | 7.6 | 114 | 6.8 | 3.0 | 81.9 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | A |
3 | 103 | 6.7 | 111 | 9.3 | 30.6 | 72.1 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | A |
4 | 106 | 6.2 | 119 | 7.6 | 8.2 | 77.5 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | A |
5 | 102 | 7.0 | 101 | 7.6 | 7.6 | 75.3 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | B |
6 | 99 | 7.1 | 105 | 7.8 | 8.4 | 75.4 | 9800 | 165 | 7 | 10 | 32 | B |
7 | 96 | 8.3 | 105 | 7.8 | 9.0 | 74.6 | 9800 | 160 | 7 | 10 | 32 | B |
8 | 86 | 6.2 | 94 | 7.6 | 8.0 | 76.6 | 9600 | 90 | 5 | 11 | 39 | B |
9 | 96 | 6.3 | 101 | 7.8 | 8.5 | 76.2 | 9600 | 880 | 13 | 12 | 46 | B |
10 | 92 | 7.9 | 99 | 7.8 | 6.9 | 83.3 | 9600 | 360 | 9 | 11 | 22 | A |
11 | 103 | 9.1 | 106 | 7.4 | 8.0 | 77.1 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | B |
Comp.1 | 100 | 2.3 | 106 | 7.1 | 22.3 | 67.0 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | D |
″ 2 | 144 | 5.3 | 109 | 8.0 | 20.7 | 66.3 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | B |
″ 3 | 103 | 4.9 | 110 | 7.8 | 5.3 | 62.0 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | C |
″ 4 | 103 | 4.4 | 129 | 7.8 | 7.9 | 78.2 | 9800 | 298 | 8 | 9 | 28 | C |
″ 5 | 103 | 2.4 | 127 | 11.2 | 61.4 | 63.3 | 19000 | 24 | 13 | 0.8 | 2 | D |
″ 6 | 103 | 10.8 | 103 | 6.6 | 9.3 | 67.4 | 7400 | 5 | 1 | 4 | 0 | E |
表5:色调剂性能
实施例 | 23℃/55%RH | 30℃/85%RH | 23℃/5%RH | 23℃/55%RH | 抗结块(50℃.5天) | ||||||
I.D. | 色调剂粘附 | I.D. | 雾 | 固定性 | 抗污损 | ||||||
开始 | 结束 | 开始 | 结束 | 静置2天后 | 开始 | 结束 | |||||
1 | 1.44 | 1.46 | A | 1.42 | 1.43 | 1.37 | A | B | A | B | A |
2 | 1.46 | 1.48 | A | 1.43 | 1.44 | 1.36 | A | B | A | B | A |
3 | 1.42 | 1.42 | A | 1.40 | 1.39 | 1.38 | A | B | A | B | A |
4 | 1.39 | 1.38 | B | 1.39 | 1.37 | 1.37 | B | B | B | B | A |
5 | 1.42 | 1.37 | B | 1.42 | 1.40 | 1.35 | B | B | A | B | B |
6 | 1.44 | 1.40 | A | 1.44 | 1.41 | 1.39 | B | A | A | A | B |
7 | 1.44 | 1.38 | B | 1.44 | 1.42 | 1.39 | B | B | A | B | B |
8 | 1.40 | 1.37 | B | 1.40 | 1.37 | 1.35 | B | A | A | A | B |
9 | 1.42 | 1.44 | B | 1.42 | 1.38 | 1.37 | B | B | A | B | B |
10 | 1.44 | 1.45 | A | 1.41 | 1.42 | 1.39 | A | B | A | B | A |
11 | 1.42 | 1.37 | B | 1.42 | 1.41 | 1.33 | B | A | B | A | A |
对比例1 | 1.40 | 1.30 | D | 1.40 | 1.41 | 1.27 | D | B | B | D | B |
对比例2 | 1.31 | 1.21 | D | 1.31 | 1.30 | 1.04 | E | C | E | C | B |
对比例3 | 1.35 | 1.34 | B | 1.32 | 1.34 | 1.24 | C | C | C | C | B |
对比例4 | 1.39 | 1.38 | C | 1.35 | 1.29 | 1.16 | C | D | C | C | B |
对比例5 | 1.32 | 1.17 | D | 1.20 | 1.14 | 0.91 | E | D | D | D | A |
对比例6 | 1.22 | 1.09 | D | 1.07 | 0.88 | 0.76 | D | D | D | E | A |
表4中蜡的分散性用下述方式评价。
用配备有偏光镜的光学显微镜(在放大30-100倍下)观察色调剂样品,计算每500个色调剂颗粒中亮斑(每个代表一个游离蜡颗粒)的数量。基于亮斑的数量,按照下面的标准进行评价。
A:没有亮斑
B:1-10个亮斑(基本没问题)
C:11-20个亮斑(引起一些灰雾)
D:21-30个亮斑(导致蜡粘附到感光鼓上)
E:大于30个亮斑(导致蜡和色调剂都粘附到感光鼓上)
基于下面描述的评价方法和标准,色调剂性能的结果列于表5中。(1)I.D.(图像浓度)
用配有SPI滤光片的Macbeth浓度计(Macbeth Co.制造),在105张连续成像的起始阶段和最终阶段,在某些情况下,另外在连续成像后的静止2天后的起始阶段测量图像浓度作为直径5mm原图像的反射浓度。(2)色调剂粘附
在23℃/55%RH的环境下连续成像105张后,用眼睛观察于弄脏记录图像有关的粘附到定影元件上的色调剂。依照下面的标准进行评价。
A:根本没有色调剂粘附
B:稍微观察到但实用上可接受
C:用眼睛容易识别
D:明显粘附
E:在记录纸的前面或背面也能观察到色调剂粘附(3)雾
用反射计(“MODEL TC-6DS”,Tokyo Denshoku K.K.制造)测量空白纸和成像的纸的白底区域的白度(反射率),根据下面的标准,在用测量的白度值的差别确定的灰雾度(%)基础上进行评价。在23℃/55%RH的环境下,在连续成像期间的最初阶段和最终阶段完成灰雾评价。
A:低于3%
B:3到低于5%
C:5到低于7%
D:7到低于10%
E:10%或更高
(4)固定性
在23℃/55%RH的环境下连续成像后形成的0.8的中间色调图像浓度下的固定色调剂像,在50/cm2的负载下,用镜头纸摩擦5个来回,测量通过摩擦降低的浓度(%),并依照下面的标准进行评价。
A:低于5%
B:5到低于10%
C:10到低于15%
D:15到低于20%
E:20%或更高
(5)抗污损
在连续成像时,通过观察定影辊表面和记录纸上的痕迹来评价高温污损的出现。依照下面的标准进行评价。
A:根本不出现
B:轻微出现但实用上可接受
C:用眼睛容易识别
D:出现明显的污损
E:纸缠绕了定影辊(6)抗结块
样品色调剂10g放置在100cc塑料杯中并在控制在50℃的恒温容器中静置5小时。用眼睛观察静置后杯子的流动性,并与静置前的相比。依照下面的标准进行评价。
A:流动性根本没变化
B:比静置前稍微差的流动性
C:观察到易毁坏程度上的部分集聚
D:整体集聚但可轻易毁坏
E:整体集聚且不可轻易毁坏
Claims (24)
1.一种色调剂,包括至少粘合剂树脂,着色剂和蜡,其中
(a)色调剂的介电损耗角正切在90到125℃的温度范围内显示6.0×10-2到10.0×10-2的最大值,
(b)根据差示扫描量热法(DSC),色调剂的DSC曲线在85到140℃的温度范围内的升温过程显示至少一个吸热峰或吸热肩,和
(c)粘合剂树脂包括具有乙烯基聚合物单元和聚酯单元的混合树脂。
2.根据权利要求1的色调剂,其中介电损耗角正切的最大值出现在95到120℃的温度范围内。
3.根据权利要求1的色调剂,其中介电损耗角正切的最大值出现在100到115℃的温度范围内。
4.根据权利要求1的色调剂,其中介电损耗角正切的最大值在6.5×10-2到9.0×10-2的范围内。
5.根据权利要求1的色调剂,其中介电损耗角正切的最大值在6.9×10-2到8.0×10-2的范围内。
6.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂在90-135℃的温度范围内显示至少一个吸热峰或吸热肩。
7.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂在95-130℃的温度范围内显示至少一个吸热峰或吸热肩。
8.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有至少3μm的色调剂颗粒,其包括具有圆形度(Ci)至少为0.950的颗粒至少占数量的70%。
9.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有至少3μm的色调剂颗粒,其包括具有圆形度(Ci)至少为0.950的颗粒至少占数量的70到95%。
10.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂具有1到30mgKOH/g的羧值。
11.根据权利要求1的色调剂,其中粘合剂树脂具有THF-(四氢呋喃)不溶物的比例为5到60wt.%。
12.根据权利要求1的色调剂,其中粘合剂树脂具有THF-(四氢呋喃)不溶物的比例为10到50wt.%。
13.根据权利要求1的色调剂,其中粘合剂树脂含有THF(四氢呋喃)可溶物,其由凝胶渗透色谱法(GPC)得到的色谱显示,主峰在3000到15000的分子量范围内,z-平均分子量(Mz)与重均分子量之间的比(Mz/Mw)为30到1000。
14.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有电荷控制剂。
15.根据权利要求14的色调剂,其中电荷控制剂是有机铝化合物或有机铁化合物。
16.根据权利要求1的色调剂,其中蜡含有烃蜡,聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。
17.根据权利要求1的色调剂,其中蜡用苯乙烯,马来酸单丁基酯或马来酸酐改性。
18.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂的重均粒径为4到10μm,且含有小于50体积%的10.1μm或更大的颗粒。
19.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有作为外加剂的流动性改善剂,其BET比表面积至少为30m2/g。
20.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有作为外加剂的流动性改善剂,其甲醇润湿性至少为30%。
21.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂含有作为外加剂的流动性改善剂,其BET比表面积至少为30m2/g并且甲醇润湿性至少为30%。
22.根据权利要求1的色调剂,其中色调剂是磁性色调剂。
23.一种成像方法,包括:
(I)用色调剂显影承载在载像的元件上的静电图像以形成色调剂像的显影步骤;
(II)载像的元件上的色调剂像通过或不通过中间转印元件转印到记录材料上的转印步骤;和
(III)色调剂像热固定到记录材料的上定影步骤;
其中,色调剂是根据权利要求1到22的任何一种色调剂。
24.一种操作盒,可拆卸装配到成像装置的主体组件上,通过显影载像元件上形成的静电潜像而形成色调剂像,
其中所说的操作盒包括(i)载像的元件,(ii)用色调剂把载像元件上的静电潜像显影,以在载像的元件上形成色调剂像的显影装置,和(iii)选自用于对载像元件充电的充电装置,用于在载像元件上形成静电潜像的潜像形成装置,把色调剂像转印到记录材料上的转印装置,和用于色调剂像转印到记录材料上后,去除仍旧存留在载像元件的部分色调剂的清洁装置中的至少一种装置。
其中,色调剂是根据权利要求1到22的任何一个色调剂。
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