本發(fā)明涉及靜電圖像顯影用調色劑、靜電圖像顯影劑和調色劑盒。
背景技術:
通過靜電圖像使圖像信息可視化的方法(例如,電子照相法)目前在各種領域中得到應用。在電子照相法中,通過充電和曝光工序在圖像保持部件(感光體)的表面上將圖像信息形成為靜電圖像,利用含有調色劑的顯影劑在感光體表面上顯影為調色劑圖像,并通過轉印工序(即,將調色劑圖像轉印至紙張等記錄介質上)和定影工序(即,將調色劑圖像定影至記錄介質表面上)將該調色劑圖像可視化為圖像。
例如,專利文獻1披露了“一種靜電圖像顯影用調色劑,其包含2重量%至10重量%的防粘劑,其中在距離調色劑表面0.25μm以內的調色劑表面附近防粘劑的存在率為全部調色劑中的防粘劑存在率的1.1倍以上且小于1.5倍。”
專利文獻2披露了“一種靜電潛像顯影用調色劑,其中在調色劑的透射電子顯微鏡(TEM)圖像中識別出了海-島結構,在該海-島結構中,防粘劑以島狀存在于粘結劑樹脂的連續(xù)相中,并且當將由該TEM圖像的調色劑截面視圖的外周部分向內側0.05D(μm)的外周區(qū)域設定為A,將從由該TEM圖像的調色劑截面視圖的外周部分向內側0.2D(μm)的外周部分區(qū)域中除去上述外周區(qū)域A而得到的中間區(qū)域設定為B,并且將從該TEM圖像的調色劑截面視圖中除去外周區(qū)域A和中間區(qū)域B而得到的內部區(qū)域設定為C,并且將各區(qū)域中島區(qū)域所占據的面積比率設定為IA(%)、IB(%)和IC(%)時,則滿足表達式IB>IA和IB>IC”。
專利文獻3披露了“一種靜電圖像顯影用調色劑,其在粘結劑樹脂 中形成有蠟域(wax domain),其中調色劑的軟化點Tsp為90℃至110℃,并且當將調色劑橫截面中的蠟域直徑之中最大蠟域直徑的面積設定為Sw,并且將全部調色劑的橫截面積設定為S時,則滿足關系式0.02≤(Sw/S)×100≤10”。
專利文獻4披露了“一種電子照相用黑色調色劑,其中,當將粘結劑樹脂設為第一樹脂并將防粘劑設為第二樹脂時,則通過使第二樹脂被第三樹脂包圍而獲得的聚集體以0.5μm至1.5μm的平均粒徑分散在第一樹脂中,其中所述第三樹脂與第一樹脂間的相容性低、并且其為不同于第二樹脂的樹脂類型”。
[專利文獻1]JP-A-2004-109485
[專利文獻2]JP-A-2007-192952
[專利文獻3]JP-A-2008-145568
[專利文獻4]JP-A-2013-142877
技術實現要素:
本發(fā)明的目的是提供一種靜電圖像顯影用調色劑,其能夠防止因機械負荷而導致在調色劑顆粒中產生裂紋。
通過如下構成實現了上述目的。
根據本發(fā)明的第一方面,提供了一種靜電圖像顯影用調色劑,包含:
調色劑顆粒,其包含:含有聚酯樹脂的粘結劑樹脂;含有烴蠟的防粘劑;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂,
其中,全部防粘劑中的70%以上的所述防粘劑存在于距離所述調色劑顆粒表面800nm以內的部分中,并且
其中所述調色劑顆粒中的所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂形成了平均直徑小于0.3μm的域。
根據本發(fā)明的第二方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述調色劑顆粒中直徑在所述平均直徑±0.1μm范圍內的所述域的數量比例等于或大于65%。
根據本發(fā)明的第三方面,在根據本發(fā)明第一方面的 靜電圖像顯影用調色劑中,所述調色劑顆粒中直徑在所述平均直徑±0.2μm范圍內的所述域的數量比例等于或大于80%。
根據本發(fā)明的第四方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)為50℃至80℃。
根據本發(fā)明的第五方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述聚酯樹脂的重均分子量(Mw)為5,000至1,000,000。
根據本發(fā)明的第六方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述聚酯樹脂的數均分子量(Mn)為2,000至100,000。
根據本發(fā)明的第七方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述聚酯樹脂的分子量分布Mw/Mn為1.5至100。
根據本發(fā)明的第八方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂為由具有苯乙烯結構的單體和具有(甲基)丙烯酸結構的單體獲得的共聚物,并且所述具有苯乙烯結構的單體和所述具有(甲基)丙烯酸結構的單體的共聚比為85/15至70/30。
根據本發(fā)明的第九方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的數均分子量Mn為10,000至50,000。
根據本發(fā)明的第十方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的重均分子量Mw為30,000至200,000。
根據本發(fā)明的第十一方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂具有交聯結構。
根據本發(fā)明的第十二方面,在根據本發(fā)明第十一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,交聯單體相對于構成所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的 全部單體的共聚比(交聯單體/全部單體,以重量計)為2/1000至30/1000。
根據本發(fā)明的第十三方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,相對于所述調色劑顆粒,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的含量為10重量%至30重量%。
根據本發(fā)明的第十四方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,相對于全部的所述防粘劑,所述烴蠟的比率等于或大于85重量%。
根據本發(fā)明的第十五方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,所述烴蠟的熔融溫度為85℃至110℃。
根據本發(fā)明的第十六方面,在根據本發(fā)明第一方面的靜電圖像顯影用調色劑中,相對于全部的所述調色劑顆粒,所述烴蠟的含量為1重量%至20重量%。
根據本發(fā)明的第十七方面,提供了一種靜電圖像顯影劑,其包含根據第一方面所述的靜電圖像顯影用調色劑。
根據本發(fā)明的第十八方面,根據本發(fā)明第十七方面的靜電圖像顯影劑還包含磁性顆粒分散型載體。
根據本發(fā)明的第十九方面,提供了一種調色劑盒,其容納有根據第一方面所述的靜電圖像顯影用調色劑,并且可從成像裝置上拆卸下來。
與使用這樣的靜電圖像顯影用調色劑—其中所包含的調色劑顆粒含有聚酯樹脂、烴蠟和苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂,并且其中存在于距離調色劑顆粒表面800nm以內的部分中的防粘劑占全部防粘劑的小于70%、并且苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域的平均直徑等于或大于0.3μm—的情況相比,根據本發(fā)明的第一、第四至第八、以及第十至第十六方面,提供了這樣一種靜電圖像顯影用調色劑,其能夠防止因機械負荷而導致調色劑顆粒中產生裂紋。
與直徑在平均直徑±0.1μm范圍內的域的數量比例小于65%的情況相比,根據本發(fā)明的第二方面,提供了這樣一種靜電圖像顯影用調色劑,其能夠防止因機械負荷而導致調色劑顆粒中產生裂紋。
與直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的數量比例小于80%的情況相比,根據本發(fā)明的第三方面,提供了這樣一種靜電圖像顯影用調色劑,其能夠防止因機械負荷而導致調色劑顆粒中產生裂紋。
與苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的數均分子量Mn小于10,000的情況相比,根據本發(fā)明的第九方面,提供了這樣一種靜電圖像顯影用調色劑,其能夠防止因機械負荷而導致調色劑顆粒中產生裂紋。
與使用這樣的靜電圖像顯影用調色劑—其中所包含的調色劑顆粒含有聚酯樹脂、烴蠟和苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂,并且其中存在于距離調色劑顆粒表面800nm以內的部分中的防粘劑占全部防粘劑的小于70%、并且苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域的平均直徑等于或大于0.3μm—的情況相比,根據本發(fā)明的第十七、十八或十九方面,提供了這樣一種靜電圖像顯影劑或調色劑盒,其能夠防止因調色劑顆粒中的裂紋而造成的圖像缺陷。
附圖說明
將基于如下附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行詳細說明,其中:
圖1為示出根據示例性實施方案的成像裝置的實例的示意性構造圖。
圖2為示出根據示例性實施方案的處理盒的實例的示意性構造圖。
具體實施方式
下文中,將對作為本發(fā)明實例的示例性實施方案進行詳細描述。
靜電圖像顯影用調色劑
根據示例性實施方案的靜電圖像顯影用調色劑(下文中稱為“調色劑”)包含調色劑顆粒,其含有:包含聚酯樹脂的粘結劑樹脂;包含烴蠟的防粘劑;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂。
在調色劑顆粒中,全部防粘劑中的70%以上的防粘劑存在于距離調色劑顆粒表面800nm以內的部分中,并且調色劑顆粒中苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂形成了平均直徑小于0.3μm的域。
表述“調色劑顆粒中苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂形成了域”是指形成海-島結構的狀態(tài),其中,將粘結劑樹脂設為海部,并將苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂設為島部。即,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域為海-島結構中的島部。
根據上述構成,根據示例性實施方案的調色劑防止了因機械負荷而導致調色劑顆粒中產生裂紋。其原因尚不清楚,但是據推測如下。
首先,在含有聚酯樹脂、苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂和烴蠟的調色劑顆粒中,將聚酯樹脂設為基體(海部),并且苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂和烴蠟形成域(島部)。這是因為聚酯樹脂與苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂和烴蠟之間的相容性低。
當向具有這種海-島結構的調色劑顆粒施加由顯影單元中的攪拌部件造成的機械負荷時,在應力的作用下在苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域與聚酯樹脂之間的界面(下文中也稱為“苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域界面”處可能產生應變。此外,由于這種應變,可能從苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域界面開始在調色劑顆粒中產生裂紋。尤其是,由于苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂與烴蠟之間的相容性高,因此當烴蠟存在于調色劑顆粒的中心時,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域易于偏向烴蠟域的界面附近,從而更易于在調色劑顆粒中產生裂紋。
由于烴蠟較軟,因此據認為即使在調色劑顆粒中產生應力時,也難以在烴蠟域與聚酯樹脂之間的界面處發(fā)生應變。
對此,當苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域的直徑減小至平均直徑小于0.3μm時,即使當調色劑顆粒中產生應力時,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域的邊界中的應力也會分散。因此,域邊界處所發(fā)生的應變降低。
同時,當將全部防粘劑(其含有烴蠟)中的70%以上的防粘劑控制為存在于表層部分(即距離調色劑顆粒的表面800nm以內的部分)時,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域幾乎不會偏向調色劑顆粒的中心。此外,即使當調色劑顆粒接受了機械負荷時,其沖擊也會被調色劑顆粒的表層部分吸收,防止在調色劑顆粒內部產生應力。結果,降低了在苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域界面處產生的應變。
如上所述,據推測根據示例性實施方案的調色劑防止了因機械負荷導致調色劑顆粒中產生裂紋。
此處,在根據示例性實施方案的調色劑中,全部防粘劑中的70%以上的防粘劑存在于距離調色劑顆粒的表面800nm以內的部分中。下文中,將存在于距離調色劑顆粒的表面800nm以內的部分中的防粘劑的存在率稱為“防粘劑的存在率”。
為了防止調色劑顆粒中的裂紋,防粘劑的存在率等于或大于70%,優(yōu)選等于或大于80%。防粘劑的存在率的上限優(yōu)選為100%。
同時,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域的平均直徑小于0.3μm。為了防止調色劑顆粒出現裂紋,其平均直徑優(yōu)選等于或小于0.26μm,更優(yōu)選等于或小于0.22μm。然而,為了防止出現微小的裂紋,其平均直徑優(yōu)選等于或大于0.15μm。
關于苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域,直徑在平均直徑±0.1μm范圍內的域的數量比例優(yōu)選等于或大于65%,更優(yōu)選等于或大于70%,甚至更優(yōu)選等于或大于75%。當直徑在平均直徑±0.1μm范圍內的域的數量比例在上述范圍內時,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域的粒徑分布變窄,域邊界被更均勻地施加應力。因此,難以在域邊界處局部地產生應變,易于防止在調色劑顆粒中產生裂紋。
關于苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的域,直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的數量比例優(yōu)選等于或大于80%,更優(yōu)選等于或大于85%,甚至更優(yōu)選等于或大于90%。當直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的數量比例在上述范圍內時,相對于平均直徑,具有極大或極小直徑的域的存在率降低。因此,域邊界處的應力大致是均勻的。因而難以在域邊界處局部地產生應變,更易于防止在調色劑顆粒中產生裂紋。
尤其是,具有極大直徑的域會成為在小的連續(xù)沖擊下調色劑顆粒產生裂紋的原因。具有極小直徑的域使得調色劑顆粒硬且脆,因此顯然會成為調色劑顆粒中產生小裂紋的原因。因此,當直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的存在率在上述范圍內時,易于防止調色劑顆粒因小的連續(xù)沖擊而產生裂紋,并防止在調色劑顆粒中產生小的裂紋。
下面,將對防粘劑存在率以及苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域的平均 直徑的測量方法進行說明。
通過如下方式準備測量用樣品和圖像。
將調色劑與環(huán)氧樹脂混合并包埋于其中,并使環(huán)氧樹脂固化。用超微切片機(Ultracut UCT,由Leica公司制造)切割所獲得的固化材料,并制備厚度為80nm至130nm的薄切片樣品。接下來,在干燥器中于30℃下用四氧化釕將所獲的薄切片樣品染色3小時。然后,利用超高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM,由Hitachi High-Technologies Corporation制造的S-4800)獲得染色后的薄切片樣品的SEM圖像。這里,由于防粘劑、苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂和聚酯樹脂被四氧化釕染色的容易程度依次增加,因此可利用由染色程度導致的濃淡來識別各組分。在因樣品狀態(tài)而難以確定濃淡的情況中,可調節(jié)染色時間。
在調色劑顆粒的橫截面中,由于著色劑域小于防粘劑域和苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域,因此可根據尺寸來區(qū)分它們。
通過如下方法測量防粘劑的存在率值。
在SEM圖像中,選取這樣的調色劑顆粒橫截面:該橫截面的最大長度為該調色劑顆粒的體均粒徑的85%以上,觀察染色后的防粘劑的域,確定全部調色劑顆粒中的防粘劑的面積、以及存在于距離調色劑顆粒表面800nm以內區(qū)域中的防粘劑的面積,并計算這兩個面積(存在于距離調色劑顆粒表面800nm以內區(qū)域中的防粘劑的面積/全部調色劑顆粒中的防粘劑的面積)的比值。對100個調色劑顆粒進行此計算,將其平均值設為防粘劑的存在率。
選擇最大長度為調色劑顆粒的體均粒徑的85%以上的調色劑顆粒的橫截面的原因如下。由于調色劑呈三維形狀且SEM圖像為截面,因此端部可能被切割,而端部的截面并不能反映調色劑中的防粘劑域。
通過如下方法測量苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域的平均直徑。
在SEM圖像中,選擇最大長度為調色劑顆粒體均粒徑的85%以上的調色劑顆粒的30個橫截面,并觀察總計100個染色后的苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域。測量每個域的最大長度,將該最大長度假定為域的直徑,將其算術平均值設為平均值。
此外,對于這總計100個域的測得直徑,確定直徑在平均直徑±0.1μm范圍內的域的數量比例,以及直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的數量比例。
作為將防粘劑的存在率控制為等于或大于70%的方法,例如,使用了將調色劑顆粒設定為核/殼結構、并且在形成殼時使用防粘劑的方法。
通過如下方法控制苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂域的平均直徑和域尺寸的分布,這些方法為:通過聚集凝結制備調色劑顆粒,并調節(jié)包含于制備時所用的苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液中的樹脂顆粒的體均粒徑的方法;制備具有不同體均粒徑的多種苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液并利用其組合的方法;等等。
下面將對示例性實施方案的調色劑進行詳細說明。
根據示例性實施方案的調色劑包含調色劑顆粒。調色劑可包含通過外部添加的方式添加至調色劑顆粒的外部添加劑。
調色劑顆粒
調色劑顆粒包含粘結劑樹脂、含有烴蠟的防粘劑、以及苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂。調色劑顆??砂渌麅炔刻砑觿?,如著色劑。
例如,調色劑顆粒具有海-島結構,其中,防粘劑和苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂分散于粘結劑樹脂中。
粘結劑樹脂
作為粘結劑樹脂,從定影性的角度來看,使用聚酯樹脂。例如,聚酯樹脂相對于全部粘結劑樹脂的比率等于或大于85重量%,優(yōu)選等于或大于95重量%,更優(yōu)選為100重量%。
作為聚酯樹脂,例如,使用熟知的聚酯樹脂。
聚酯樹脂的例子包括多元羧酸和多元醇的縮聚物??墒褂檬惺郛a品或合成物作為聚酯樹脂。
多元羧酸的例子包括:脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸和癸二酸)、脂環(huán)族二羧酸(例如環(huán)己烷二羧酸)、芳香族二羧酸(例 如對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸和萘二甲酸)、它們的酸酐、或者它們的低級烷基酯(例如具有1至5個碳原子)。其中,例如,優(yōu)選將芳香族二元羧酸用作多元羧酸。
作為多元羧酸,可將采用了交聯結構或分支結構的三元或更多元的羧酸與二元羧酸組合使用。三元或更多元的羧酸的例子包括偏苯三酸、均苯四酸、它們的酸酐、或者它們的低級烷基酯(例如具有1至5個碳原子)。
多元羧酸可以單獨使用,或者兩種或更多種組合使用。
多元醇的例子包括脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇和新戊二醇)、脂環(huán)族二醇(例如環(huán)己二醇、環(huán)己烷二甲醇和氫化雙酚A)、以及芳香族二醇(例如雙酚A的環(huán)氧乙烷加合物和雙酚A的環(huán)氧丙烷加合物)。其中,作為多元醇,優(yōu)選使用(例如)芳香族二醇和脂環(huán)族二醇,并且更優(yōu)選使用芳香族二醇。
作為多元醇,可將采用了交聯結構或分支結構的三元或更多元的醇與二元醇組合使用。三元或更多元的醇的例子包括甘油、三羥甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以單獨使用、或者兩種或更多種組合使用。
聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)優(yōu)選為50℃至80℃,更優(yōu)選為50℃至65℃。
玻璃化轉變溫度是由通過差示掃描量熱法(DSC)得到的DSC曲線確定的。更具體而言,玻璃化轉變溫度是根據JIS K7121-1987的“塑料的轉變溫度測量方法”中的確定玻璃化轉變溫度的方法中所描述的“外推玻璃化轉變起始溫度”確定的。
聚酯樹脂的重均分子量(Mw)優(yōu)選為5,000至1,000,000,更優(yōu)選為7,000至500,000。
聚酯樹脂的數均分子量(Mn)優(yōu)選為2,000至100,000。
聚酯樹脂的分子量分布Mw/Mn優(yōu)選為1.5至100,更優(yōu)選為2至60。
通過凝膠滲透色譜法(GPC)來測定樹脂的重均分子量和數均分子量。利用GPC的分子量測量是使用由Tosoh株式會社制造的HLC-8120 作為測量裝置,并且使用由Tosoh株式會社制造的TSKgel Super HM-M(15cm)作為柱子并使用四氫呋喃作為溶劑進行的。利用由單分散聚苯乙烯標樣繪制的分子量校正曲線,由上述測量結果計算重均分子量和數均分子量。
利用公知的制備方法來獲得聚酯樹脂。其具體例子包括:將聚合溫度設為180℃至230℃,并且如果需要的話,在減壓的反應體系中,在除去縮合過程中產生的水或醇的同時進行反應的方法。
當原料單體在反應溫度下未溶解或不相容時,可以添加高沸點溶劑作為增溶劑來溶解單體。在這種情況下,在將增溶劑蒸走的同時進行縮聚反應。當共聚反應中存在相容性較差的單體時,可將相容性較差的單體和將要與該單體縮聚的酸或醇預先縮合,然后再與主要成分縮聚。
相對于全部的調色劑顆粒,粘結劑樹脂的含量(例如)優(yōu)選為40重量%至95重量%,更優(yōu)選為50重量%至90重量%,甚至更優(yōu)選為60重量%至85重量%。
作為粘結劑樹脂,可與聚酯樹脂一同使用其他粘結劑樹脂。
其他粘結劑樹脂的例子包括由以下單體的均聚物或者組合這些單體中的兩種或更多種獲得的共聚物所形成的乙烯基樹脂(這里,不包括苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂),所述單體包括苯乙烯類(例如苯乙烯、對氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸酯類(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等)、烯屬不飽和腈類(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚類(例如乙烯基甲醚、乙烯基異丁醚等)、乙烯基酮類(例如甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮、異丙烯基乙烯基酮等)、烯烴類(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)。
其他粘結劑樹脂的例子包括非乙烯基樹脂,例如環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、纖維素樹脂、聚醚樹脂和改性松香;其與乙烯基樹脂的混合物;或者在這些非乙烯基樹脂共存的情況下使乙烯基單體聚合而獲得的接枝聚合物。
這些其他粘結劑樹脂可以單獨使用,或者兩種或更多種組合使用。
苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂
苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂為至少使具有苯乙烯結構的單體和具有(甲基)丙烯酸結構的單體共聚而獲得的共聚物。表述“(甲基)丙烯酸”同時包括“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
具有苯乙烯結構的單體(下文中稱為“苯乙烯單體”)的例子包括苯乙烯、烷基取代的苯乙烯(如α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯或4-乙基苯乙烯)、鹵素取代的苯乙烯(如2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯或4-氯苯乙烯)和乙烯基萘。這些苯乙烯單體可單獨使用,或者兩種或更多種組合使用。
其中,從易于反應、易于控制反應和易獲得性的角度來看,苯乙烯優(yōu)選作為苯乙烯單體。
具有(甲基)丙烯酸結構的單體(下文中稱為“(甲基)丙烯酸單體”)的例子包括(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯的例子包括(甲基)丙烯酸烷基酯(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)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正月桂基酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸異己酯、(甲基)丙烯酸異庚酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、或(甲基)丙烯酸叔丁基環(huán)己酯)、(甲基)丙烯酸芳基酯(例如,(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸聯苯酯、(甲基)丙烯酸二苯基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基苯酯、或(甲基)丙烯酸三聯苯酯)、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯和(甲基)丙烯酰胺。(甲基)丙烯酸單體可單獨使用、 或者兩種或多種組合使用。
例如,苯乙烯單體和(甲基)丙烯酸單體的共聚比(苯乙烯單體/(甲基)丙烯酸單體,以重量計)優(yōu)選為85/15至70/30。
為了防止調色劑顆粒中出現裂紋,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂優(yōu)選具有交聯結構。作為具有交聯結構的苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂,例如,可使用通過至少使具有苯乙烯結構的單體、具有(甲基)丙烯酸結構的單體、以及交聯單體共聚并交聯而獲得的交聯材料。
交聯單體的例子包括雙官能或更高官能的交聯劑。
雙官能交聯劑的例子包括二乙烯基苯、二乙烯基萘、二(甲基)丙烯酸酯化合物(如二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、癸二醇二丙烯酸酯、或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯)、聚酯型二(甲基)丙烯酸酯、以及2-([1'-甲基丙烯基氨基]羧氨基)乙基甲基丙烯酸酯。
多官能交聯劑的例子包括三(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、或三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯)、四(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、或低聚酯(甲基)丙烯酸酯)、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基,聚乙氧基苯基)丙烷、鄰苯二甲酸二烯丙基酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯(triallyl asocyanurate)、異氰脲酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯和二芳基氯菌酸酯。
交聯單體相對于全部單體的共聚比(交聯單體/全部單體,以重量計)優(yōu)選為(例如)2/1000至30/1000。
為了防止調色劑顆粒中出現裂紋,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的數均分子量Mn為(例如)10,000至50,000,優(yōu)選為15,000至40,000,更優(yōu)選為20,000至30,000。
為了防止調色劑顆粒中出現裂紋,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的重均分子量Mw為(例如)30,000至200,000,優(yōu)選為40,000至100,000,更優(yōu)選為50,000至80,000。
通過與聚酯樹脂的分子量測量所用方法相同的方法來測量苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒的數均分子量Mn和重均分子量Mw的數值。
為了實現調色劑的流動性和儲存性、并防止調色劑顆粒出現裂紋,相對于調色劑顆粒,苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂的含量(例如)為10重量%至30重量%,更優(yōu)選為12重量%至28重量%,甚至更優(yōu)選為15重量%至25重量%。
防粘劑
作為防粘劑,使用了烴蠟。烴蠟相對于全部防粘劑的比率為至少等于或大于85重量%,優(yōu)選等于或大于95重量%,更優(yōu)選為100重量%。
烴蠟為具有烴作為其結構的蠟,其例子包括費托蠟、聚乙烯蠟(具有聚乙烯結構的蠟)、聚丙烯蠟(具有聚丙烯結構的蠟)、石蠟(具有鏈烷烴結構的蠟)和微晶蠟。其中,為了防止調色劑顆粒出現裂紋,優(yōu)選費托蠟作為烴蠟。
為了防止調色劑顆粒出現裂紋,烴蠟的熔融溫度為(例如)85℃至110℃,優(yōu)選為90℃至105℃。
烴蠟的熔融溫度是由通過差示掃描量熱法(DSC)得到的DSC曲線,并根據JIS K7121-1987的“塑料的轉變溫度測量方法”中的獲得熔融溫度的方法中所描述的“熔融峰溫度”而獲得的。
相對于全部調色劑顆粒,烴蠟的含量(例如)優(yōu)選為1重量%至20重量%,更優(yōu)選為5重量%至15重量%。
著色劑
著色劑的例子包括:各種顏料,如碳黑、鉻黃、漢撒黃(Hansa yellow)、聯苯胺黃、還原黃(threne yellow)、喹啉黃、顏料黃、永固橙GTR、吡唑啉酮橙、伏爾甘橙(vulcan orange)、萬赤洋紅色(watchung red)、永固紅、亮胭脂紅3B、亮胭脂紅6B、杜邦油紅、吡唑啉酮紅、立索紅、若丹明B色淀、色淀紅C、顏料紅、玫瑰紅、苯胺藍、群青、銅油藍(chalco oil blue)、亞甲藍氯化物、酞菁藍、顏料藍、酞菁綠和孔雀綠草酸鹽;以及各種染料,例如吖啶染料、呫噸染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛染料、二噁嗪染料(dioxadine dyes)、噻嗪染料、偶氮甲堿染料、靛青染料、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲川染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料、 以及噻唑染料。
這些著色劑可以單獨使用、或者將兩種或多種組合使用。
可根據需要對著色劑進行表面處理,或者將著色劑與分散劑組合使用??山M合使用多種著色劑。
相對于全部調色劑顆粒,著色劑的含量優(yōu)選為(例如)1重量%至30重量%,更優(yōu)選為3重量%至15重量%。
其他添加劑
其他添加劑的例子包括已知的添加劑,例如磁性材料、電荷控制劑和無機粉末等。調色劑顆粒含有這些添加劑作為內部添加劑。
調色劑顆粒的特性
調色劑顆??梢詾榫哂袉螌咏Y構的調色劑顆粒,或者可以為具有所謂的核/殼結構的調色劑顆粒,該核/殼結構由核(核顆粒)和包覆在所述核上的包覆層(殼層)構成,具有核/殼結構的調色劑顆粒是優(yōu)選的。
在本文中,具有核/殼結構的調色劑顆粒(例如)優(yōu)選由包含粘結劑樹脂以及根據需要的其他添加劑(如著色劑)的核以及包含粘結劑樹脂和防粘劑的包覆層構成。
調色劑顆粒的體均粒徑(D50v)優(yōu)選為2μm至10μm,更優(yōu)選為4μm至8μm。
通過使用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司制造)并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter公司制造)作為電解液來測量調色劑顆粒的各種平均粒徑和各種粒徑分布指數。
在測量中,將0.5mg至50mg的測量樣品添加到2ml 5%的表面活性劑(優(yōu)選烷基苯磺酸鈉)水溶液中,其中該表面活性劑作為分散劑。將所得材料添加到100ml至150ml的電解液中。
利用超聲波分散器將懸浮有樣品的電解液進行分散處理1分鐘,然后利用Coulter Multisizer II并使用孔徑為100μm的孔,從而對粒徑為2μm至60μm的顆粒的粒徑分布進行測量。對50,000個顆粒取樣。
對于基于所測得的粒徑分布而劃分的粒徑范圍(通道),從最 小直徑一側開始繪制基于體積和數量的累積分布。將累積百分數為16%時的粒徑定義為相當于體均粒徑D16v和數均粒徑D16p,同時將累積百分數為50%時的粒徑定義為相當于體均粒徑D50v和數均粒徑D50p。此外,將累積百分數為84%時的粒徑定義為相當于體均粒徑D84v和數均粒徑D84p。
通過使用這些值,將體均粒徑分布指數(GSDv)計算為(D84v/D16v)1/2,同時將數均粒徑分布指數(GSDp)計算為(D84p/D16p)1/2。
調色劑顆粒的形狀因子SF1優(yōu)選為110至150,更優(yōu)選為120至140。
形狀因子SF1通過以下表達式求得。
表達式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在以上表達式中,ML表示調色劑顆粒的絕對最大長度,A表示調色劑顆粒的投影面積。
具體而言,形狀因子SF1主要是通過利用圖像分析儀對顯微鏡圖像或掃描電子顯微鏡(SEM)圖像進行分析從而數字轉化而得到的,并如下計算。即,通過攝像機,將分散在載玻片表面上的顆粒的光學顯微鏡圖像輸入圖像分析儀Luzex,從而獲得100個顆粒的最大長度和投影面積,利用以上表達式計算SF1的值,并獲得其平均值。
外部添加劑
外部添加劑的例子包括無機顆粒。無機顆粒的例子包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、以及MgSO4。
優(yōu)選的是,對作為外部添加劑的無機顆粒的表面進行疏水化處理。該疏水化處理(例如)通過將無機顆粒浸漬在疏水劑中來進行。對疏水劑沒有特別限定,其例子包括硅烷偶聯劑、硅油、鈦酸酯偶聯劑、以及鋁偶聯劑。這些疏水劑可以單獨使用,或兩種或更多種組合使用。
相對于100重量份的無機顆粒,疏水劑的量通常為(例如)1重 量份至10重量份。
外部添加劑的例子還包括樹脂顆粒(諸如聚苯乙烯、PMMA和三聚氰胺樹脂之類的樹脂顆粒)以及清潔活性劑(例如,以硬脂酸鋅為代表的高級脂肪酸的金屬鹽、以及氟類聚合物顆粒)。
相對于調色劑顆粒,通過外部添加的方式添加的外部添加劑的量(例如)優(yōu)選為0.01重量%至5重量%,更優(yōu)選為0.01重量%至2.0重量%。
調色劑的制備方法
制備調色劑顆粒,并可以將該調色劑顆粒設為本示例性實施方案的調色劑,以外部添加的方式向該調色劑顆粒中加入外部添加劑,并將其作為調色劑。
調色劑顆粒可以用干法(例如捏合粉碎法)和濕法(例如聚集凝結法、懸浮聚合法和溶解懸浮法)中的任何一種方法制得。制造方法并不特別局限于這些方法,可采用已知的制備方法。其中,優(yōu)選通過聚集凝結法獲得調色劑顆粒。
具體而言,例如,當通過聚集凝結法制備調色劑顆粒時,調色劑顆粒是通過如下工序制備的:制備其中分散有聚酯樹脂顆粒的聚酯樹脂顆粒分散液的工序(聚酯樹脂顆粒分散液制備工序);制備其中分散有苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒的苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液的工序(苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液制備工序);制備其中分散有防粘劑顆粒的防粘劑分散液的工序(防粘劑分散液制備工序);在使這兩種樹脂顆粒分散液混合而得到的混合分散液中(根據需要,在將它們也與諸如著色劑之類的其他顆粒分散液混合而得到的分散液中)使樹脂顆粒(以及根據需要的其他顆粒)聚集,并形成第一聚集顆粒的工序(第一聚集顆粒形成工序);將其中分散有第一聚集顆粒的第一聚集顆粒分散液、聚酯樹脂顆粒分散液和防粘劑分散液混合,使聚酯樹脂顆粒和防粘劑顆粒聚集從而使這些顆粒附著至第一聚集顆粒的表面并形成第二聚集顆粒的工序(第二聚集顆粒形成工序);以及對分散有第二聚集顆粒的第二聚集顆粒分散液進行加熱以使第二聚集顆粒凝結,由此形成調色劑顆粒的工序(凝結工序)。
下面將對聚集凝結法中的各工序進行詳細說明。在以下說明中,將描述獲得包含著色劑的調色劑顆粒的方法,但是根據需要僅使用了著色劑。也可使用著色劑外的其他添加劑。
樹脂顆粒分散液制備工序
首先,制備其中分散有將要成為粘結劑樹脂的聚酯樹脂顆粒的樹脂顆粒分散液、分散有苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒的苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液、分散有著色劑顆粒的著色劑分散液、以及分散有防粘劑顆粒的防粘劑分散液。
例如,通過利用表面活性劑將聚酯樹脂顆粒分散在分散介質中,從而制備聚酯樹脂顆粒分散液。
用于聚酯樹脂顆粒分散液的分散介質的例子包括水性介質。
水性介質的例子包括:水,如蒸餾水和離子交換水;以及醇。這些介質可以單獨使用,或者可以兩種或更多種組合使用。
表面活性劑的例子包括:陰離子表面活性劑,如硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯和皂類陰離子表面活性劑;陽離子表面活性劑,如胺鹽和季銨鹽陽離子表面活性劑;以及非離子表面活性劑,如聚乙二醇、烷基酚環(huán)氧乙烷加成物和多元醇非離子表面活性劑。其中,尤其是采用陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑。非離子表面活性劑可以與陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑組合使用。
這些表面活性劑可以單獨使用,或者兩種或更多種組合使用。
作為將聚酯樹脂顆粒分散在分散介質中的方法,可以列舉使用(例如)旋轉剪切式勻化器、或者具有介質的球磨機、砂磨機或Dyno磨的常規(guī)分散方法。此外,可以使用(例如)相反轉乳化法使聚酯樹脂顆粒分散在分散介質中。相反轉乳化法包括:將待分散的樹脂溶解在樹脂可溶于其中的疏水性有機溶劑中;向有機連續(xù)相(O相)中加入堿進行中和;通過加水(W相)以進行由W/O轉變?yōu)镺/W的相反轉,從而將樹脂以顆粒狀分散在水性介質中。
分散于聚酯樹脂顆粒分散液中的聚酯樹脂顆粒的體均粒徑優(yōu)選為(例如)0.01μm至1μm,更優(yōu)選為0.08μm至0.8μm,甚至更優(yōu)選為0.1μm至0.6μm。
關于聚酯樹脂顆粒的體均粒徑,由激光衍射式粒徑分布測定裝置(例如,Horiba,Ltd.制造的LA-700)進行測量得到粒徑分布,相對于利用該粒徑分布而劃分的粒徑范圍(區(qū)間),從最小直徑一側開始繪制體積的累積分布,并且將相對于全部顆粒的累積百分比達到50%時的粒徑測定為體均粒徑D50v。其他分散液中的顆粒的體均粒徑也按照相同的方式測定。
包含在聚酯樹脂顆粒分散液中的聚酯樹脂顆粒的含量(例如)優(yōu)選為5重量%至50重量%,更優(yōu)選為10重量%至40重量%。
按照與聚酯樹脂顆粒分散液的情況中相同的方式,還制備了苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液、著色劑分散液和防粘劑分散液。即,在分散介質、分散方法、顆粒的體均粒徑和顆粒的含量方面,聚酯樹脂顆粒分散液與苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液、著色劑分散液和防粘劑分散液是相同的。
第一聚集顆粒形成工序
接下來,將聚酯樹脂顆粒分散液、苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液和著色劑分散液彼此混合。
在混合分散液中,聚酯樹脂顆粒、苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒和著色劑顆粒異相聚集,由此形成第一聚集顆粒,該第一聚集顆粒的直徑接近目標調色劑顆粒的直徑并包含聚酯樹脂顆粒、苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒和著色劑顆粒。
根據需要還可混合防粘劑分散液,并且第一聚集顆??砂勒硠╊w粒。
具體而言,例如,將聚集劑加入到混合分散液中,將混合分散液的pH值調節(jié)為酸性(例如,pH值為2至5)。如有必要,加入分散穩(wěn)定劑。然后,在聚酯樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度附近的溫度(具體而言,例如,從比聚酯樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度低30℃的溫度至比該玻璃化轉變溫度低10℃的溫度)下加熱混合分散液,以使分散在混合分散液中的顆粒聚集,從而形成第一聚集顆粒。
在第一聚集顆粒形成工序中,例如,可在用旋轉剪切式勻化器攪拌混合分散液的條件下、在室溫(例如25℃)下加入聚集劑,可 將混合分散液的pH值調節(jié)為酸性(例如,pH值為2至5),如有必要可加入分散穩(wěn)定劑,之后可進行上述加熱。
作為聚集劑,可以使用極性與包含在混合分散液中的表面活性劑的極性相反的表面活性劑,例如無機金屬鹽以及二價或更高價的金屬絡合物。當使用金屬絡合物作為聚集劑時,聚集劑的用量降低并且?guī)щ娞匦缘靡蕴岣摺?/p>
可與聚集劑一同使用添加劑以與聚集劑的金屬離子形成絡合物或類似的鍵。優(yōu)選使用螯合劑作為添加劑。
無機金屬鹽的例子包括:金屬鹽,例如氯化鈣、硝酸鈣、氯化鋇、氯化鎂、氯化鋅、氯化鋁和硫酸鋁;以及無機金屬鹽聚合物,如聚氯化鋁、聚氫氧化鋁、以及多硫化鈣等。
作為螯合劑,可使用水溶性螯合劑。螯合劑的例子包括:羥基羧酸,如酒石酸、檸檬酸和葡萄糖酸;氨基羧酸,如亞氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相對于100重量份的樹脂顆粒,所述螯合劑的添加量(例如)優(yōu)選為0.01重量份至5.0重量份,更優(yōu)選為0.1重量份至小于3.0重量份。
第二聚集顆粒形成工序
在獲得其中分散有第一聚合顆粒的第一聚集顆粒分散液之后,使第一聚集顆粒分散液、聚酯樹脂顆粒分散液和防粘劑分散液彼此混合??深A先使聚酯樹脂顆粒分散液和防粘劑分散液彼此混合,并將該混合液與第一聚集顆粒分散液混合。
在其中分散有第一聚集顆粒、聚酯樹脂顆粒和防粘劑顆粒的混合分散液中,使顆粒聚集以使聚酯樹脂顆粒和防粘劑顆粒附著至第一聚集顆粒的表面,從而形成第二聚集顆粒。
具體而言,例如,在第一聚集顆粒形成工序中,當第一聚集顆粒達到所需粒徑時,將其中分散有聚酯樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液與第一聚集顆粒分散液混合。然后,在等于或低于聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度的溫度下加熱該混合分散液。通過將混合分散液的pH值設定在6.5至8.5范圍內,例如,可使聚集的進行停止。
因此,通過使聚酯樹脂顆粒和防粘劑顆粒聚集并附著至第一聚集顆粒的表面,從而獲得第二聚集顆粒。
凝結工序
接下來,在(例如)等于或高于聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度的溫度(例如,比聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度高10℃至30℃的溫度)下加熱其中分散有第二聚集顆粒的第二聚集顆粒分散液,從而使第二聚集顆粒凝結并形成調色劑顆粒。
通過進行上述工序,獲得了調色劑顆粒。
在凝結工序結束后,對溶液中形成的調色劑顆粒進行公知的洗滌工序、固-液分離工序和干燥工序,由此獲得干燥的調色劑顆粒。
在洗滌工序中,從帶電性能的觀點出發(fā),優(yōu)選用離子交換水來充分地進行置換洗滌。此外,雖然對固-液分離工序沒有特別的限制,但是從生產率的觀點考慮,優(yōu)選進行抽濾、壓濾等。雖然對干燥工序的方法也沒有特別的限制,但是從生產率的觀點出發(fā),優(yōu)選進行冷凍干燥、閃噴干燥、流化干燥、振動式流化干燥等。
根據本示例性實施方案的調色劑是通過(例如)向干燥的調色劑顆粒中添加并混合外部添加劑而制造的。優(yōu)選利用(例如)V型混合機、Henschel混合機、混合機等來進行混合。此外,如果需要,可以使用振動篩分機、風力分級器等除去粗調色劑顆粒。
靜電圖像顯影劑
根據示例性實施方案的靜電圖像顯影劑至少包含根據本示例性實施方案的調色劑。
根據本示例性實施方案的靜電圖像顯影劑可以是僅包含根據本示例性實施方案的調色劑的單組分顯影劑、或者是通過將所述調色劑與載體混合而獲得的雙組分顯影劑。
對載體沒有特別的限定,并可列舉已知的載體。載體的例子包括:被覆載體,其中,由磁性顆粒形成的芯材的表面被覆有包覆樹脂;磁性顆粒分散型載體,其中,磁性顆粒分散并混合于基體樹脂中;以及樹脂浸漬型載體,其中,多孔磁性顆粒浸漬有樹脂。
磁性顆粒分散型載體以及樹脂浸漬型載體是這樣的載體:其中 載體的構成顆粒為芯材并且表面被覆有包覆樹脂。
磁性顆粒的例子包括:磁性金屬,如鐵、鎳和鈷;以及磁性氧化物,如鐵氧體和磁鐵礦。
包覆樹脂和基體樹脂的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基縮丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、構造為包含有機硅氧烷鍵的直鏈有機硅樹脂或其改性產物、氟樹脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛樹脂、以及環(huán)氧樹脂。
包覆樹脂和基體樹脂可含有其它添加劑,如導電性顆粒。
導電性顆粒的例子包括:金、銀和銅等金屬的顆粒;炭黑顆粒;氧化鈦顆粒、氧化鋅顆粒、氧化錫顆粒、硫酸鋇顆粒、硼酸鋁顆粒和鈦酸鉀顆粒。
此處,使用了利用包覆層形成用溶液的包覆方法,從而用包覆樹脂包覆芯材的表面,其中在所述包覆層形成用溶液中,包覆樹脂以及根據需要的各種添加劑溶解于適當的溶劑中。對于溶劑沒有特別的限定,可以通過考慮所使用的包覆樹脂類型、涂布適應性等進行選擇。
樹脂包覆方法的具體例子包括:浸漬法,其中將芯材浸漬在包覆層形成用溶液中;噴霧法,其中將包覆層形成用溶液噴灑至芯材的表面上;流化床法,其中在通過流動空氣使芯材漂浮的狀態(tài)下噴灑包覆層形成用溶液;以及捏合涂布機法,其中在捏合涂布機中將載體的芯材與包覆層形成用溶液彼此混合并除去溶劑。
在雙組分顯影劑中,調色劑與載體之間的混合比(重量比)優(yōu)選為1:100至30:100,更優(yōu)選為3:100至20:100(調色劑:載體)。
成像裝置/成像方法
下面將對本示例性實施方案的成像裝置和成像方法進行說明。
根據本示例性實施方案的成像裝置設置有:圖像保持部件;充電單元,其對圖像保持部件的表面進行充電;靜電圖像形成單元,其在已充電的圖像保持部件的表面上形成靜電圖像;顯影單元,其容納有靜電圖像顯影劑,并且利用該靜電圖像顯影劑將形成于圖像保持部件表面上的靜電圖像顯影為調色劑圖像;轉印單元,其將形成于圖像 保持部件表面上的調色劑圖像轉印到記錄介質的表面上;以及定影單元,其將已轉印至記錄介質表面上的調色劑圖像定影。作為靜電圖像顯影劑,使用了本示例性實施方案的靜電圖像顯影劑。
在根據本示例性實施方案的成像裝置中,實施了如下成像方法(根據本示例性實施方案的成像方法),包括:對圖像保持部件的表面充電的充電工序;在已充電的圖像保持部件的表面上形成靜電圖像的靜電圖像形成工序;利用根據本示例性實施方案的靜電圖像顯影劑,將形成于圖像保持部件表面上的靜電圖像顯影為調色劑圖像的顯影工序;將形成于圖像保持部件表面上的調色劑圖像轉印到記錄介質表面上的轉印工序;以及使已轉印至所述記錄介質表面上的調色劑圖像定影的定影工序。
作為本示例性實施方案的成像裝置,采用了已知的成像裝置,例如:直接轉印式裝置,其將形成于圖像保持部件表面上的調色劑圖像直接轉印到記錄介質上;中間轉印式裝置,其將形成于圖像保持部件表面上的調色劑圖像一次轉印到中間轉印部件的表面上,并且將已轉印至中間轉印部件表面上的調色劑圖像二次轉印到記錄介質的表面上;包括清潔單元的裝置,所述清潔單元在調色劑圖像轉印之后、充電之前清潔圖像保持部件的表面;以及包括除電單元的裝置,在調色劑圖像轉印之后、充電之前,該除電單元用除電光照射圖像保持部件的表面以進行除電。
在本示例性實施方案的成像裝置為中間轉印式裝置的情況下,例如,轉印單元具有:中間轉印部件,其表面上將被轉印有調色劑圖像;一次轉印單元,其將形成于圖像保持部件表面上的調色劑圖像一次轉印到中間轉印部件的表面上;以及二次轉印單元,其將已轉印到中間轉印部件表面上的調色劑圖像二次轉印到記錄介質的表面上。
在根據示例性實施方案的成像裝置中,例如,包括顯影單元的部分可以是可從成像裝置上拆卸下來的盒結構(處理盒)。作為處理盒,例如,優(yōu)選使用這樣的處理盒:其設置有容納根據本示例性實施方案的靜電圖像顯影劑的顯影單元。
下文將說明根據示例性實施方案的成像裝置的例子。然而,成 像裝置并不局限于此。將對附圖所示的主要部件進行說明,而省略對其他部件的說明。
圖1為示出本示例性實施方案的成像裝置的示意性構造圖。
圖1中示出的成像裝置設置有第一至第四電子照相成像單元10Y、10M、10C和10K(成像單元),其基于分色的圖像數據,分別輸出黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)的圖像。這些成像單元(在下文中可簡稱為“單元”)10Y、10M、10C和10K在水平方向上以預定間隔平行布置。這些單元10Y、10M、10C和10K可以是可從成像裝置上拆卸下來的處理盒。
在圖中,作為中間轉印部件的中間轉印帶20安裝在單元10Y、10M、10C和10K的上方且延伸通過這些單元。中間轉印帶20纏繞在與中間轉印帶20的內表面接觸的驅動輥22和支撐輥24上,并且沿著從第一單元10Y至第四單元10K的方向運行,其中所述驅動輥22和支撐輥24安裝在圖中左側和右側并彼此分開。利用彈簧等(未示出)在遠離驅動輥22的方向上對支撐輥24加壓,對纏繞在這兩個輥上的中間轉印帶20施加張力。此外,在中間轉印帶20面向圖像保持部件一側的表面上,設置有與驅動輥22相對的中間轉印部件清潔裝置30。
單元10Y、10M、10C和10K中的顯影裝置(顯影單元)4Y、4M、4C和4K中供給有包括四色調色劑的調色劑,即,分別容納在調色劑盒8Y、8M、8C和8K中的黃色調色劑、品紅色調色劑、青色調色劑和黑色調色劑。
第一至第四單元10Y、10M、10C和10K具有相同的構造,因此,將僅以被布置在中間轉印帶的運行方向的上游側以用于形成黃色圖像的第一單元10Y為代表進行描述。用附有品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)的參考符號替代黃色(Y)來表示與第一單元10Y相同的部件,而省略對第二至第四單元10M、10C和10K的描述。
第一單元10Y具有作為圖像保持部件的感光體1Y。在感光體1Y周圍依次設置有:充電輥(充電單元的例子)2Y,其將感光體1Y的表面充電至預定電位;曝光裝置(靜電圖像形成單元的例子)3,其 基于分色的圖像信號,使用激光束3Y將帶電的表面曝光,從而形成靜電圖像;顯影裝置(顯影單元的例子)4Y,其將帶電的調色劑供應到靜電圖像上從而使該靜電圖像顯影;一次轉印輥(一次轉印單元的例子)5Y,其將顯影后的調色劑圖像轉印至中間轉印帶20上;以及感光體清潔裝置(清潔單元的例子)6Y,其在一次轉印之后除去殘留在感光體1Y表面上的調色劑。
一次轉印輥5Y設置在中間轉印帶20的內側,從而位于與感光體1Y相對的位置。此外,將用于施加一次轉印偏壓的偏壓電源(未示出)分別連接至一次轉印輥5Y、5M、5C和5K。在控制器(未示出)的控制下,各偏壓電源改變施加至各一次轉印輥的轉印偏壓。
下文將描述在第一單元10Y中形成黃色圖像的操作。
首先,在開始操作前,使用充電輥2Y將感光體1Y的表面充電至-600V至-800V的電位。
感光體1Y是通過在導電性基體(例如,20℃下的體積電阻率:1×10-6Ωcm以下)上層疊感光層而形成的。感光層通常具有高的電阻(大約與普通樹脂的電阻相同),但具有這樣的性質:其中,當施加激光束3Y時,被激光束照射的部分的比電阻將發(fā)生變化。因此,根據從控制器(未示出)發(fā)送出的黃色圖像數據,通過曝光裝置3將激光束3Y輸出到感光體1Y的帶電表面上。激光束3Y被施加到位于感光體1Y表面上的感光層上,由此使得黃色圖像圖案的靜電圖像形成于感光體1Y的表面上。
靜電圖像是通過充電而在感光體1Y的表面上形成的圖像,其是通過以下方式形成的所謂的負靜電圖像:將激光束3Y施加至感光層,使得被照射部分的比電阻下降,從而使電荷在感光體1Y的表面上流動,同時電荷停留在未施加激光束3Y的部分上。
隨著感光體1Y的運行,在感光體1Y上形成的靜電圖像被旋轉至預定的顯影位置。在該顯影位置處,感光體1Y上的靜電圖像被顯影裝置4Y可視化(顯影)為調色劑圖像。
顯影裝置4Y容納有(例如)靜電圖像顯影劑,該顯影劑至少含有黃色調色劑和載體。通過在顯影裝置4Y中攪拌該黃色調色劑,從 而使之摩擦帶電,由此使之具有與位于感光體1Y上的電荷相同極性(負極性)的電荷,這樣,黃色調色劑就保持在顯影劑輥(顯影劑保持部件的例子)上。通過使感光體1Y的表面通過顯影裝置4Y,黃色調色劑通過靜電附著在位于感光體1Y表面上的已除電了的靜電圖像部分上,由此利用黃色調色劑使靜電圖像顯影。接下來,使其上形成有黃色調色劑圖像的感光體1Y以預定的速度連續(xù)運行,并且使在感光體1Y上顯影的調色劑圖像傳送至預定的一次轉印位置。
當感光體1Y上的黃色調色劑圖像被傳送至一次轉印位置時,將一次轉印偏壓施加至一次轉印輥5Y,由感光體1Y朝向一次轉印輥5Y的靜電力作用于調色劑圖像,由此感光體1Y上的調色劑圖像被轉印至中間轉印帶20上。此時施加的轉印偏壓的極性(﹢)與調色劑極性(-)相反,并且例如,通過控制器(未示出)將第一單元10Y中的該轉印偏壓控制為+10μA。
同時,通過感光體清潔裝置6Y除去并收集殘留在感光體1Y上的調色劑。
以與第一單元相似的方式控制施加至第二單元10M以及隨后單元的一次轉印輥5M、5C和5K上的一次轉印偏壓。
以此方式,中間轉印帶20(在第一單元10Y中,黃色調色劑圖像被轉印至其上)被依次傳送通過第二至第四單元10M、10C和10K,由此,各顏色的調色劑圖像以疊加的方式被多次轉印。
通過第一至第四單元在中間轉印帶20上多次轉印有四色調色劑圖像,該中間轉印帶20到達二次轉印部,該二次轉印部由中間轉印帶20、與中間轉印帶內表面接觸的支撐輥24和布置在中間轉印帶20的圖像保持面一側的二次轉印輥(二次轉印單元的例子)26構成。同時,通過供給機構,以預定的時間將記錄紙(記錄介質的例子)P供入彼此接觸的二次轉印輥26與中間轉印帶20間的間隙處,并且將二次轉印偏壓施加至支撐輥24。此時所施加的轉印偏壓的極性(-)與調色劑的極性(-)相同,由中間轉印帶20朝向記錄紙P的靜電力作用于調色劑圖像,由此使中間轉印帶20上的調色劑圖像轉印至記錄紙P上。在此情況下,根據通過用于檢測二次轉印部的電阻的電 阻檢測器(未示出)檢測到的電阻來確定二次轉印偏壓,并且控制所述二次轉印偏壓的電壓。
之后,將記錄紙P供應到定影裝置(定影單元的例子)28中的一對定影輥之間的壓接部(輥隙部分),使得調色劑圖像定影至記錄紙P上,由此形成定影圖像。
其上轉印有調色劑圖像的記錄紙P的例子包括用于電子照相復印機和打印機等的普通紙。除了記錄紙P之外,還可列舉OHP紙作為記錄介質。
為了進一步提高定影之后圖像表面的平滑性,記錄紙P的表面優(yōu)選是光滑的。例如,優(yōu)選使用通過用樹脂等涂覆普通紙的表面而獲得的涂覆紙、印刷用銅板紙等。
將其上已完成彩色圖像的定影的記錄紙P排向排出部,由此完成一系列的彩色圖像形成操作。
處理盒/調色劑盒
下面將對根據本示例性實施方案的處理盒進行說明。
根據本示例性實施方案的處理盒設置有顯影單元,所述顯影單元容納有本示例性實施方案的靜電圖像顯影劑并且利用所述靜電圖像顯影劑使形成于圖像保持部件表面上的靜電圖像顯影為調色劑圖像,所述處理盒可從成像裝置上拆卸下來。
本示例性實施方案的處理盒并不局限于上述構造,其可被構造為包括顯影裝置,并且根據需要還可包括選自諸如圖像保持部件、充電單元、靜電圖像形成單元和轉印單元等其他單元中的至少一者。
下文將示出根據本示例性實施方案的處理盒的例子。然而,該處理盒并不限于此。將對圖中示出的主要部件進行說明,而省略對其它部件的描述。
圖2為示出本示例性實施方案的處理盒的示意性構造圖。
圖2所示的處理盒200形成為具有這樣構造的盒,在所述構造中,通過利用(例如)配備有安裝導軌116和曝光用開口118的殼體117,從而一體化地組合并保持有:感光體107(圖像保持部件的例子)、設置在感光體107周圍的充電輥108(充電單元的例子)、顯 影裝置111(顯影單元的例子)、以及感光體清潔裝置113(清潔單元的例子)。
在圖2中,參考標號109表示曝光裝置(靜電圖像形成單元的例子),參考標號112表示轉印裝置(轉印單元的例子),參考標號115表示定影裝置(定影單元的例子),參考標號300表示記錄紙(記錄介質的例子)。
下文將描述根據示例性實施方案的調色劑盒。
本示例性實施方案的調色劑盒容納有本示例性實施方案的調色劑并且能夠從成像裝置上拆卸下來。調色劑盒容納有補給用調色劑,以供應至安裝在成像裝置中的顯影單元。
圖1所示的成像裝置具有這樣的構造:調色劑盒8Y、8M、8C和8K能從成像裝置上拆卸下來,并且顯影裝置4Y、4M、4C和4K通過調色劑供應管(未示出)而分別與對應于各顯影裝置(顏色)的調色劑盒相連接。另外,當容納在調色劑盒中的調色劑變少時,可更換調色劑盒。
實施例
下文將通過實施例和比較例更詳細地描述示例性實施方案,但本示例性實施方案不限于這些實施例。在下述說明中,除非具體說明,否則“份”和“%”基于重量。
聚酯樹脂顆粒分散液的制備
聚酯樹脂顆粒分散液(1)的制備
·雙酚A的環(huán)氧乙烷2.2摩爾加合物:40摩爾份
·雙酚A的環(huán)氧丙烷2.2摩爾加合物:60摩爾份
·對苯二甲酸二甲酯:60摩爾份
·富馬酸二甲酯:15摩爾份
·十二烯基丁二酸酐:20摩爾份
·偏苯三酸酐:5摩爾份
將除了富馬酸和偏苯三酸酐以外的其他上述單體、以及相對于100份的全部單體為0.25份的二辛酸錫加入到具有攪拌器、溫度計、冷凝 器和氮氣導入管的反應容器中。在氮氣流下,在235℃下使混合物反應6小時,并冷卻至200℃,向其中加入富馬酸和偏苯三酸酐,并進行反應1小時。花費5小時將該混合物加熱至220℃,在10kPa的壓力下聚合直至獲得所需分子量,并獲得透明的淺黃色聚酯樹脂(1)。
關于聚酯樹脂(1),其重均分子量為35,000,數均分子量為8,000,并且玻璃化轉變溫度為59℃。
接下來,利用分散機將所獲得的聚酯樹脂(1)分散,其中該分散機是通過將Cavitron CD1010(由Eurotec有限公司制造)改裝為高溫高壓型分散機而獲得的。以離子交換水為80%且聚酯為20%的組成濃度比,利用氨水將pH值調節(jié)至8.5,在轉子的轉速為60Hz、壓力為5Kg/cm2且利用熱交換器加熱至140℃溫度的條件下運行Cavitron,從而獲得聚酯樹脂分散液(固含量為20%)。
該分散液中樹脂顆粒的體均粒徑為130nm。將離子交換水添加至分散液中以將固含量調節(jié)至20%,并將其作為聚酯樹脂顆粒分散液(1)。
聚酯樹脂顆粒分散液(2)的制備
·1,10-十二烷二酸:50摩爾份
·1,9-壬二醇:50摩爾份
將上述單體加入到具有攪拌器、溫度計、冷凝器和氮氣導入管的反應容器中,用干燥氮氣替換反應容器內的氣氛,然后向100份的上述單體中加入0.25份的四丁氧基鈦。在氮氣流下,攪拌該混合物,在170℃下反應3小時,并花費1小時進一步加熱至210℃,將反應容器內的壓力降至3kPa,攪拌該混合物并在減壓下反應13小時,從而獲得聚酯樹脂(2)。
關于聚酯樹脂(2),其重均分子量為25,000,數均分子量為10,500,酸值為10.1mgKOH/g,通過DSC獲得的熔融溫度為73.6℃。
接下來,利用分散機將所獲得的聚酯樹脂(2)分散,其中該分散機是通過將Cavitron CD1010(由Eurotec有限公司制造)改裝為高溫高壓型分散機而獲得的。以離子交換水為80%且聚酯為20%的組成濃度比,利用氨水將pH值調節(jié)至8.5,在轉子的轉速為60Hz、壓力為5 Kg/cm2且利用熱交換器加熱至140℃的條件下運行Cavitron,從而獲得聚酯樹脂分散液(固含量為20%)。
該分散液中樹脂顆粒的體均粒徑為180nm。將離子交換水添加至分散液中以將固含量調節(jié)至20%,并將其作為聚酯樹脂顆粒分散液(2)。
苯乙烯(甲基)丙烯酸樹脂顆粒分散液的制備
苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)的制備
·苯乙烯:77份
·丙烯酸正丁酯:23份
·1,10-十二烷二醇二丙烯酸酯:0.4份
·十二烷基硫醇:0.7份
將1.0份的陰離子表面活性劑(DOWFAX,由The Dow Chemical Company生產)溶解于60份的離子交換水中以獲得溶液,將該溶液加入到通過混合并溶解上述材料而獲得的混合物中,在燒瓶中分散并乳化該混合物,從而制備乳化液。
然后,將3份陰離子表面活性劑(DOWFAX,由The Dow Chemical Company生產)溶解于90份離子交換水中,向其中加入30份的所述乳化液,并向其中加入其中溶解有1.0份過硫酸銨的10份離子交換水。
隨后,在3小時內加入剩余的乳化液,在燒瓶中進行氮氣置換,在油浴中將混合物加熱至65℃,同時攪拌燒瓶中的溶液,在該狀態(tài)下持續(xù)乳化聚合5小時,從而獲得苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)。根據需要,向苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)中加入離子交換水,并將固含量調節(jié)至32%。
苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(2)的制備
按照與苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)的情況中相同的方式獲得固含量為32%的苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(2),不同之處在于:將乳化液的添加量由30份改為40份,并將其中加入有乳化液的溶液中的陰離子表面活性劑的量由3份改為4份。
苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(3)的制備
按照與苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)的情況中相同的方式獲 得固含量為32%的苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(3),不同之處在于:將乳化液的添加量由30份改為50份,并將其中加入有乳化液的溶液中的陰離子表面活性劑的量由3份改為5份。
苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(4)的制備
按照與苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1)的情況中相同的方式獲得固含量為32%的苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(4),不同之處在于:將乳化液的添加量由30份改為20份,并將其中加入有乳化液的溶液中的陰離子表面活性劑的量由3份改為2份。
此處,各苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液中顆粒的體均粒徑、數均分子量Mn、重均分子量Mw示出表1中。
著色劑顆粒分散液的制備
黑色顏料分散液(1)的制備
·炭黑(Regal 330,由Cabot公司生產):250份
·陰離子表面活性劑(NEOGEN SC,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku公司生產):33份(有效成分含量:60%,相對于著色劑為8%)
·離子交換水:750份
將280份離子交換水和33份陰離子表面活性劑加入到不銹鋼容器(該不銹鋼容器具有這樣的尺寸:當將上述全部成分均加入其中時,該液面的高度約為容器高度的1/3)中,將表面活性劑充分溶解,向其中加入全部的固溶體顏料,利用攪拌器進行攪拌直至不存在未潤濕的顏料,并對其進行充分的消泡。在消泡之后,加入剩余的離子交換水,并利用均質器(Ultra Turrax T50,由IKA Japan,K.K.生產)以5,000的轉數將所獲得的混合物分散10分鐘,利用攪拌器將該混合物攪拌24小時并進行消泡。在消泡后,利用均質器以6,000的轉數將該混合物再次分散10分鐘,利用攪拌器將混合物攪拌24小時并進行消泡。然后,利用高壓沖擊型分散機ULTIMIZER(HJP30006,由SUGINO MACHINE LIMITED生產)在240MPa的壓力下將該分散液分散。由總添加量和裝置的處理能力換算,該分散相當于進行了25道次(pass)。將所獲得的分散液保持72小時以除去沉淀物,向其中加入離子交換水以將固形物濃度調節(jié)至15%,從而獲得著色劑顆粒分散液(1)。該著色劑顆 粒分散液(1)中顆粒的體均粒徑D50為135nm。
防粘劑分散液的制備
防粘劑分散液(1)的制備
·聚乙烯蠟(烴蠟:產品名“POLYWAX 725(由Baker Petrolite公司生產)”,熔融溫度為104℃):270份
·陰離子表面活性劑(NEOGEN RK,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku公司生產,有效成分含量:60%):13.5份(作為有效成分,相對于防粘劑為3.0%)
·離子交換水:21.6份
將上述成分彼此混合,利用壓力排出型均質器(Gaulin均質器,由Gaulin公司制造)在120℃的內液溫度下溶解防粘劑,在5MPa的分散壓力下將混合物分散120分鐘,然后在40MPa的壓力下分散360分鐘,將其冷卻,從而獲得防粘劑分散液(1)。防粘劑分散液(1)中的顆粒的體均粒徑D50為225nm。然后,向其中加入離子交換水以將固形物濃度調節(jié)至20.0%。
防粘劑分散液(2)的制備
按照與防粘劑分散液(1)的情況中相同的方式獲得防粘劑分散液(2),不同之處在于:使用石蠟(烴蠟:產品名:“HNP0190(由Nippon Seiro公司生產)”,熔融溫度為85℃)替代聚乙烯蠟。
防粘劑分散液(3)的制備
按照與防粘劑分散液(1)的情況中相同的方式獲得防粘劑分散液(3),不同之處在于:使用石蠟(烴蠟:產品名:“HNP9(由Nippon Seiro公司生產)”,熔融溫度為75℃)替代聚乙烯蠟。
防粘劑分散液(4)的制備
按照與防粘劑分散液(1)的情況中相同的方式獲得防粘劑分散液(4),不同之處在于:使用聚乙烯蠟(烴蠟:產品名:“POLYWAX 1000(由Baker Petrolite公司生產)”,熔融溫度為113℃)作為聚乙烯蠟。
防粘劑分散液(5)的制備
按照與防粘劑分散液(1)的情況中相同的方式獲得防粘劑分散液(5),不同之處在于:使用α-烯烴與馬來酸酐的合成蠟共聚物(合成 蠟:產品名“DIACARNA(由Mitsubishi Chemical公司生產)”,熔融溫度為74℃)替代聚乙烯蠟。
混合顆粒分散液的制備
混合顆粒分散液(1)的制備
將400份的聚酯樹脂顆粒分散液(1)、60份的防粘劑分散液(1)和2.9份的陰離子表面活性劑(Dowfax 2A1,由The Dow Chemical公司生產)彼此混合,在25℃的溫度下向其中加入1.0%的硝酸,將其pH值調節(jié)至3.0,獲得混合顆粒分散液(1)。
混合顆粒分散液(2)至(5)的制備
按照與混合顆粒分散液(1)的情況中相同的方式獲得混合顆粒分散液(2)至(5),不同之處在于使用了各防粘劑分散液(2)至(5)代替防粘劑分散液(1)。
實施例1
調色劑顆粒(1)的制備
·聚酯樹脂顆粒分散液(1):700份
·聚酯樹脂顆粒分散液(2):50份
·苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(1):205份
·黑色顏料分散液(1):133份
·防粘劑分散液(1):15份
·離子交換水:600份
·陰離子表面活性劑(Dowfax 2A1,由The Dow Chemical公司生產):2.9份
將上述材料加入到具有溫度計、pH計和攪拌器的3升反應容器中,并在25℃下加入1.0%的硝酸以調節(jié)pH值至3.0,在利用均質器(Ultra Turrax T50,由IKA Japan,K.K.公司生產)以3,000rpm將混合物分散的同時,向其中加入濃度為2%的硫酸鋁水溶液100份。
由于在滴加聚集劑的過程中原料分散液的粘度快速升高,因此當粘度開始升高時降低滴加速度,以不使聚集劑偏至一部分。當聚集劑滴加結束時,將轉速增至5,000rpm后繼續(xù)攪拌該混合物5分鐘。
隨后,在反應容器中安裝攪拌器和覆套式加熱器,以0.2℃/分鐘的升溫速率將溫度升至40℃,并且當溫度高于40℃時以0.05℃/分鐘的升溫速率將溫度升至53℃,同時調節(jié)攪拌器的轉速以充分攪拌漿料,利用Multisizer II(孔徑:50μm,由Beckman Coulter K.K公司生產)每隔10分鐘測量粒徑。當體均粒徑達到5.0μm時保持溫度,并在5分鐘內向其中加入460份的混合顆粒分散液(1)。
為了使形成包覆層的聚集顆粒的生長停止,在將混合物在50℃下保持30分鐘之后,向反應容器中加入8份的20%乙二胺四乙酸(EDTA)溶液,向其中加入1摩爾/升的氫氧化鈉水溶液,并將原料分散液的pH值控制為9.0。此后,以1℃/分鐘的升溫速率將溫度升至90℃,同時每5℃將pH值調節(jié)為9.0,并將混合物保持為90℃。當利用光學顯微鏡和場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察顆粒形狀和表面性質時,當經過6小時后檢測到顆粒的凝結,隨即用冷卻水在5分鐘內將容器冷卻至30℃。
使冷卻后的漿料通過孔徑為15μm的尼龍網以除去粗粉末,利用抽吸裝置在減壓下對透過了該網的調色劑漿料進行過濾。用手將存留在濾紙上的固體粉碎至盡可能小,在30℃下加入到為固體量10倍量的離子交換水中,攪拌并混合30分鐘。然后,用抽吸裝置在減壓下過濾混合物,用手將存留在濾紙上的固體粉碎至盡可能小,在30℃下加入到為固體量10倍量的離子交換水中,攪拌并混合30分鐘,并再次用抽吸裝置在減壓下過濾,測量濾液的導電率。重復該操作直至濾液的導電率達到10μS/cm以下,并洗滌固體。
利用濕式和干式制粒機(Comil)將洗滌后的固體微細地粉碎,在35℃的爐內進行真空干燥36小時,獲得調色劑顆粒(1)。所獲得的調色劑顆粒(1)的體均粒徑為6.0μm。
二氧化硅顆粒的制備
將攪拌器、滴液漏斗和溫度計設置在玻璃反應容器中,向其中加入15份的乙醇和28份的四乙氧基硅烷,以100rpm的轉速攪拌并同時將溫度維持在35℃。然后,在繼續(xù)攪拌的同時在5分鐘內滴加濃度為20%的30份氨水溶液。在此狀態(tài)下進行反應1小時之后,通過離心除 去上清液。此外,加入100份甲苯以形成懸浮液,向其中加入六甲基二硅氮烷并在95℃下反應4小時,其中相對于懸浮液中的固形物,六甲基二硅氮烷的量為60重量%。此后,加熱懸浮液,除去甲苯并進行干燥,利用孔徑為106μm的篩網除去粗粉末,獲得數均粒徑為120nm的二氧化硅顆粒。
載體(1)的制備
向Henschel混合機中加入500份的體均粒徑為0.18μm的球形磁性顆粒粉末并充分攪拌,向其中加入5.0份的鈦酸酯偶聯劑,加熱至95℃并且混合攪拌30分鐘,獲得包覆有鈦酸酯偶聯劑的球形磁性顆粒。
然后,將6.0份的苯酚、10份的30%福爾馬林、500份的磁性顆粒、7份的25%氨水和400份的水在1升的四頸燒瓶中混合并攪拌。在攪拌的同時在60分鐘內將該混合物加熱至90℃,使混合物在該溫度下反應180分鐘,然后將該混合物冷卻至30℃,向其中加入500ml水,除去上清液,并洗滌沉淀物。將其在180℃下減壓干燥,用孔徑為106μm的篩網除去粗粉末,獲得平均粒徑為38μm的芯顆粒。
然后,用攪拌器將200份的甲苯和35份的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(組分摩爾比為10:90,重均分子量為160,000)攪拌90分鐘,獲得包覆樹脂溶液。
將1,000份的芯顆粒和70份的包覆樹脂溶液加入到真空脫氣型捏合涂布機(轉子與壁面之間的空隙為35mm)中,在65℃下以30rpm攪拌30分鐘,繼續(xù)加熱至88℃,除去甲苯,進行脫氣,并在減壓下進行干燥。通過用孔徑為75μm的篩網進行過篩,制得載體(1)。載體的形狀因子SF2為104。
顯影劑(1)的制備
利用Henschel混合機以20m/s的圓周速度將100份的調色劑顆粒(1)和1.5份的二氧化硅顆粒混合15分鐘,利用孔徑為45μm的篩網除去粗顆粒,獲得調色劑(1)。
利用V型混合機以20rpm將8份所獲得的調色劑(1)和100份的載體(1)攪拌20分鐘,利用孔徑為212μm的篩網進行過篩,從而獲得顯影劑(1)。
實施例2至9
按照與實施例1的調色劑顆粒(1)中的情況相同的方式獲得調色劑顆粒(2)至(9),不同之處在于:根據表2改變聚酯樹脂顆粒分散液(表中表示為“PE分散液”)、苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(表中表示為“StAc分散液”)、防粘劑分散液和混合顆粒分散液(表中表示為“混合分散液”)的種類和份數(量)。利用調色劑顆粒(2)至(9),按照與實施例1的顯影劑(1)中的情況相同的方式獲得顯影劑(2)至(9)。
比較例1至4
按照與實施例1的調色劑顆粒(1)中的情況相同的方式獲得調色劑顆粒(C1)至(C4),不同之處在于:根據表2改變聚酯樹脂顆粒分散液(表中表示為“PE分散液”)、苯乙烯丙烯酸樹脂顆粒分散液(表中表示為“StAc分散液”)、防粘劑分散液和混合顆粒分散液(表中表示為“混合分散液”)的種類和份數(量)。利用調色劑顆粒(C1)至(C4),按照與實施例1的顯影劑(1)中的情況相同的方式獲得顯影劑(C1)至(C4)。
測量
對于各例子中獲得的調色劑顆粒,通過上述方法測量“防粘劑的存在率”。此外,對于苯乙烯丙烯酸樹脂(表1表示為“StAc樹脂”),通過上述方法測量“域的平均直徑”、“直徑在平均直徑±0.1μm范圍內的域的數量比例(表中表示為“平均直徑±0.1μm的域的數量比例”)”、以及“直徑在平均直徑±0.2μm范圍內的域的數量比例(表中表示為“平均直徑±0.2μm的域的數量比例”)”。其結果示于表2中。
評價
調色劑顆粒的裂紋評價
用各例子中獲得的顯影劑裝填經過改裝的Apeos Port II C4300顯影裝置(這樣一種改裝裝置,其經過改裝以停止向顯影裝置供給調色劑,并且即使不存在未用于評價中的其他顏色的顯影裝置時,依然輸出圖像)。
利用該改裝裝置輸出10,000張無圖像的A3尺寸的紙,并在進行輸出的同時將顯影裝置中的顯影劑設定為連續(xù)攪拌。
測量從剛剛制備的顯影劑中分離出的調色劑(調色劑顆粒)的GSDp(設為GSDp1)和從輸出10,000張之后的顯影裝置中的顯影劑中分離出的調色劑(調色劑顆粒)的GSDp(設為GSDp2),確定“GSDp2/GSDp1”,并評價調色劑中的裂紋。
通過將顯影劑加入到5重量%的烷基苯磺酸鈉水溶液中,并利用磁體分離出載體,從而將調色劑從顯影劑中分離出來。
調色劑顆粒中裂紋的評價判定標準如下?!癎SDp2/GSDp1”為1.18以下視為可接受,“GSDp2/GSDp1”接近1.00是優(yōu)選的。
A:“GSDp2/GSDp1”≤1.10
B:1.10<“GSDp2/GSDp1”≤1.15
C:1.15<“GSDp2/GSDp1”≤1.18
D:1.18<“GSDp2/GSDp1”
表1
從以上結果發(fā)現,與比較例相比,實施例1中防止了調色劑顆粒產生裂紋。
已經為了舉例和說明的目的對本發(fā)明的示例性實施方案進行了上述描述。并非旨在窮舉,或將本發(fā)明限定為所公開的精確形式。明顯地,對于本領域技術人員,各種變型和修改將是顯而易見的。選擇并描述這些實施方案為的是更好地闡釋本發(fā)明的原理和其實際應用,從而使得本領域的其他技術人員理解本發(fā)明的多種實施方案,并且進行多種變型以適用于所預期的特定用途。本發(fā)明的范圍旨在通過所附權利要求及其等同形式限定。