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CN106462093B - 调色剂和调色剂制造方法 - Google Patents

调色剂和调色剂制造方法 Download PDF

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CN106462093B CN201580033777.0A CN201580033777A CN106462093B CN 106462093 B CN106462093 B CN 106462093B CN 201580033777 A CN201580033777 A CN 201580033777A CN 106462093 B CN106462093 B CN 106462093B
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Abstract

调色剂至少包括粘合树脂和脱模剂,所述调色剂的特征在于:相对于所述调色剂,脱模剂含量为1‑8质量%,其为通过使用差示扫描量热法(DSC)确定的脱模剂吸热量的质量换算而获得的值;作为使用衰减全反射红外光谱法(FTIR‑ATR)所确定的值的从调色剂表面延伸至0.3μm深度的区域中所存在的脱模剂的量为0.1‑4质量%;且在所述调色剂在透射电子显微镜(TEM)中的剖面图像中,WDa、WDb和WDc之间的关系满足以下关系,其中WDa表示在从调色剂表面至调色剂直径d的1/6(1/6d)深度的区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,WDc表示在以调色剂的中心为中心、半径1/6d的圆形中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,且WDb表示区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,Ab为调色剂中除了Aa和Ac以外的区域。WDa<WDb<WDc。

Description

调色剂和调色剂制造方法
技术领域
本发明涉及在电子照相术、静电记录或静电印刷中用于使静电图像显影的调色剂和该调色剂的制造方法。
背景技术
用在电子照相术、静电记录或静电印刷中的调色剂在显影步骤中暂时沉积到静电荷图像已经形成于其上的图像承载体(例如静电潜像承载体)上。接着,在转印步骤中,将由此沉积的调色剂从静电潜像承载体转印到转印介质(例如转印纸)上。然后,将由此转印的调色剂在定影步骤中定影到介质上。用于定影调色剂的惯用方法为其中通过使调色剂与加热辊或加热带接触而使其热熔融从而定影调色剂的方法。这是因为该方法在热效率上是优异的。然而,所述方法是有问题的,因为偏移(offset)有可能发生。偏移是其中熔融的调色剂熔融粘着到加热辊或加热带的现象。
为了防止偏移,可向调色剂本身加入脱模剂(例如蜡)。在以上方法中,脱模剂在调色剂穿过加热辊部件或加热带部件时快速熔融,从而被暴露于调色剂粒子的表面上。因此,脱模剂防止调色剂熔融粘着到定影部件。脱模剂对低定影温度下的偏移(冷偏移)和高定影温度下的偏移(热偏移)具有效果。
在其中邻近调色剂粒子的表面设置脱模剂以促进脱模剂从调色剂粒子的暴露的情形中,防止了偏移但是导致其它问题。例如,调色剂粒子在显影装置中搅拌期间有可能经由脱模剂熔融粘着到载体或感光体。结果,调色剂粒子以破碎的形式粘着到载体或感光体,从而增加使调色剂粒子的带电量减少的可能性。因此,脱模剂必须在搅拌或储存期间通过存在于调色剂粒子的内部而受保护,但是在定影步骤中在调色剂粒子穿过定影部件的同时以短时间有效地暴露于所述表面上,以发挥离开定影部件的脱模性。
为了解决以上问题,关于充当脱模剂且具有规定的分散粒径的蜡,已经报导了很多提议(参见专利文献1和2)。所述蜡在保持调色剂造粒性能且同时防止偏移上是有效的。该效果由规定的分散粒径得到。
然而,当蜡以分散态引入到调色剂中时,蜡粒径典型地必须小于调色剂粒径。因此,非常难以将具有如此小的直径的蜡保持在调色剂内部,而没有邻近调色剂的表面暴露。
脱模剂以相对大的聚集体形式比以作为调色剂中的小的畴(domain)的局部化形式可更有效地发挥耐偏移性。然而,当为了扩大所述畴而加入非必要的大量的脱模剂时,整体的调色剂强度减弱,从而增加被破碎的可能性。结果,调色剂更有可能具有减少的带电量或者在背景污染上劣化。
特别地,当包含脱模剂的调色剂用于非磁性单组分显影时,通过配置成调节调色剂层厚度的刮板而在调色剂穿过该刮板的同时对调色剂施加过量的负荷。因此,调色剂破碎而粘着到刮板。已经发现,这使图像品质显著劣化。因此,该调色剂需要具有比用于双组分显影的调色剂高的耐久性。
专利文献2中所描述的调色剂包括具有规定的长宽比(纵横比)和规定的尺寸的脱模剂。调色剂的低温定影性、背景污染和带电性得以改善。然而,调色剂在呈现优异的耐偏移性以及通过改善调色剂粒子强度而实现优异的带电性和优异的耐久性方面是不令人满意的。
已经提出了通过将调色剂组成液从排出孔排出以使调色剂组成液成为液滴而制造的调色剂。由此制造的调色剂在耐热偏移性和背景污染上是优异的(参见专利文献3)。
然而,该技术在呈现优异的耐偏移性以及通过改善调色剂粒子强度而实现优异的带电性和优异的耐久性方面还具有改善空间。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本待审专利申请公布No.2009-134061
专利文献2:日本专利No.5146665
专利文献3:日本待审专利申请公布No.2012-185219
发明内容
技术问题
本发明可解决以上存在的问题且实现以下目的。即,本发明具有提供这样的调色剂的目的:其能够通过改善和维持调色剂粒子强度以及发挥优异的脱模效果而在调色剂带电性、调色剂耐久性和耐偏移性全部方面上呈现出很均衡的良好结果。
问题的解决方案
解决以上问题的手段如下。即,本发明的调色剂至少包括粘合树脂和脱模剂。
包含于调色剂中的脱模剂的量相对于调色剂的量为1质量%-8质量%,如以通过差示扫描量热法(DSC)确定的脱模剂的吸热量的等效质量(equivalent mass)所表示的。
如通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)确定的在从调色剂的表面至0.3μm的深度的区域中存在的脱模剂的量为0.1质量%-4质量%。
在调色剂的剖面(切面,torn surface)图像(该图像是通过透射电子显微镜(TEM)获取的)中,满足以下关系:
WDa<WDb<WDc
其中
WDa是指在区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Aa是从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)的深度的区域;
WDc是指在中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,所述中心区域Ac是具有位于调色剂中心处的中心和1/6d半径的圆形区域;和
WDb是指在区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Ab是除了所述Aa和所述Ac以外的区域。
发明效果
本发明可解决以上存在的问题且实现以下目的。即,本发明可提供能够通过改善和维持调色剂粒子强度以及发挥优异的脱模效果而在调色剂带电性、调色剂耐久性和耐偏移性全部方面上呈现很均衡的良好结果的调色剂。
附图说明
图1是说明本发明的一种示例性调色剂的横截面视图;
图2A是图1的对比度调整视图;
图2B是图1的对比度调整视图;
图3是说明一种示例性液柱共振液滴形成手段的示意性横截面视图;
图4是说明一种示例性液柱共振液滴单元的示意性视图和从图3的排出表面观察的底视图;
图5A是说明从液柱共振液体腔的横截面观察的排出孔的一个示例性形状的示意性视图;
图5B是说明从液柱共振液体腔的横截面观察的排出孔的一个示例性形状的示意性视图;
图5C是说明从液柱共振液体腔的横截面观察的排出孔的一个示例性形状的示意性视图;
图5D是说明从液柱共振液体腔的横截面观察的排出孔的一个示例性形状的示意性视图;
图6A是说明当液柱共振液体腔一端固定且N=1时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图6B是说明当液柱共振液体腔两端固定且N=2时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图6C是说明当液柱共振液体腔两端自由且N=2时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图6D是说明当液柱共振液体腔一端固定且N=3时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图7A是说明当液柱共振液体腔两端固定且N=4时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图7B是说明当液柱共振液体腔两端自由且N=4时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图7C是说明当液柱共振液体腔一端固定且N=5时的速度波动的驻波和压力波动的驻波的示意性解释图;
图8A是说明在液柱共振液滴形成方法中在液柱共振液体腔中出现的液柱共振现象的示意性视图;
图8B是说明在液柱共振液滴形成方法中在液柱共振液体腔中出现的液柱共振现象的示意性视图;
图8C是说明在液柱共振液滴形成方法中在液柱共振液体腔中出现的液柱共振现象的示意性视图;
图8D是说明在液柱共振液滴形成方法中在液柱共振液体腔中出现的液柱共振现象的示意性视图;
图8E是说明在液柱共振液滴形成方法中在液柱共振液体腔中出现的液柱共振现象的示意性视图;
图9是说明在本发明的调色剂制造方法中使用的一个示例性调色剂制造设备的示意性横截面视图;
图10是说明另一个示例性气流通路的示意性视图;
图11是说明本发明的一个示例性图像形成设备的示意性构造视图;
图12是说明一个示例性处理卡盒的示意性构造视图;
图13是说明本发明调色剂的数量粒径相对于本发明调色剂的频率(以数量计)的一个示例性分布曲线的图;和
图14是说明根据FTIR-ATR方法测量脱模剂的量所使用的一个示例性校准曲线的图。
具体实施方式
(调色剂)
本发明调色剂至少包括粘合树脂和脱模剂;且如果需要,还包括其它组分例如着色剂和带电控制剂。
包含于调色剂中的脱模剂的量相对于调色剂的量为1质量%-8质量%,如通过差示扫描量热法(DSC)确定的脱模剂的吸热量的等效质量所表示的。
在从调色剂表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂的量为0.1质量%-4质量%,如通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)确定的。
在调色剂的剖面图像(该图像是通过透射电子显微镜(TEM)获取的)中,满足以下关系:
WDa<WDb<WDc
其中
WDa是指在区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Aa是从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)深度的区域;
WDc是指在中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,所述中心区域Ac是具有位于调色剂中心处的中心和1/6d半径的圆形区域;和
WDb是指在区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Ab是除了所述Aa和所述Ac以外的区域。
本发明调色剂满足上述要求,即在调色剂中的期望区域中包括具有期望尺寸的脱模剂。因此,本发明调色剂容许所述脱模剂在调色剂的定影期间有效迁移到调色剂的表面,而没有损害调色剂强度。结果,所述调色剂在耐偏移性、带电稳定性和背景污染上是优异的。此外,所述调色剂可以长时间段形成高清晰度、高品质图像。
<粘合树脂>
粘合树脂没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择,只要所述粘合树脂可溶解于有机溶剂中以将其用在下述制造方法中。所述粘合树脂的实例包括乙烯基单体(例如苯乙烯单体、丙烯酸类单体和甲基丙烯酸类单体)的均聚物;两种或更多种上述单体的共聚物;聚酯树脂;多元醇树脂;酚醛树脂;有机硅树脂;聚氨酯树脂;聚酰胺树脂;呋喃树脂;环氧树脂;二甲苯树脂;萜烯树脂;苯并呋喃-茚树脂;聚碳酸酯树脂;和基于石油的树脂。这些可单独或组合使用。
-乙烯基单体-
苯乙烯单体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。苯乙烯单体的实例包括苯乙烯类,例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正戊基苯乙烯、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、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯和对硝基苯乙烯,以及上述苯乙烯的衍生物。
丙烯酸类单体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。丙烯酸类单体的实例包括丙烯酸和丙烯酸酯。
丙烯酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。丙烯酸酯的实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯。
甲基丙烯酸类单体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。甲基丙烯酸类单体的实例包括甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯。
甲基丙烯酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。甲基丙烯酸酯的实例包括甲基丙烯酸甲酯、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、甲基丙烯酸正十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、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。
可使其形成乙烯基单体的均聚物或共聚物的其它单体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。所述其它单体的实例包括以下的(1)-(18):
(1)单烯烃,例如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;
(2)多烯烃,例如丁二烯和异戊二烯;
(3)乙烯基卤,例如乙烯基氯、偏二氯乙烯、乙烯基溴和乙烯基氟;
(4)乙烯基酯,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯;
(5)乙烯基醚,例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚和异丁基乙烯基醚;
(6)乙烯基酮,例如甲基乙烯基酮、己基乙烯基酮和甲基异丙烯基酮;
(7)N-乙烯基化合物,例如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;
(8)乙烯基萘;
(9)丙烯酸或甲基丙烯酸的衍生物,例如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺;
(10)不饱和二元酸,例如马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;
(11)不饱和二元酸酐,例如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和烯基琥珀酸酐;
(12)不饱和二元酸单酯,例如马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单丁酯、柠康酸单甲酯、柠康酸单乙酯、柠康酸单丁酯、衣康酸单甲酯、烯基琥珀酸单甲酯、富马酸单甲酯和中康酸单甲酯;
(13)不饱和二元酸酯,例如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯;
(14)α,β-不饱和酸,例如巴豆酸和肉桂酸;
(15)α,β-不饱和酸酐,例如巴豆酸酐和肉桂酸酐;
(16)包括羧基的单体,例如上述的α,β-不饱和酸的酸酐以及低级脂肪酸、丙二酸烯基酯、戊二酸烯基酯、己二酸烯基酯及上述酸的酸酐和单酯;
(17)丙烯酸羟烷基酯或甲基丙烯酸羟烷基酯,例如2-羟基丙烯酸乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酸和2-羟丙基甲基丙烯酸;和
(18)包括羟基的单体,例如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1甲基己基)苯乙烯。
在它们之中,使其形成基于苯乙烯的共聚物或苯乙烯-丙烯酸类共聚物的单体的组合是优选的。
充当所述粘合树脂的共聚物可包括通过包括两个或更多个乙烯基的交联剂进行交联的交联结构。
所述交联剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。所述交联剂的实例包括芳族二乙烯基化合物,例如二乙烯基苯和二乙烯基萘;与烷基链连接的二丙烯酸酯化合物,例如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,5-戊二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯和二丙烯酸新戊二醇酯,以及其中上述的二丙烯酸酯化合物的丙烯酸部分被甲基丙烯酸所代替的化合物;和与包括醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物,例如二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙烯酸二丙二醇酯和其中上述的二丙烯酸酯化合物的丙烯酸部分被甲基丙烯酸所代替的化合物。
其它实例包括与具有芳族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物和与具有芳基和醚键的链连接的二甲基丙烯酸酯化合物。
交联剂的另外实例包括基于聚酯的二丙烯酸酯,例如MANDA(可从Nippon KayakuCo.,Ltd.得到)。
交联剂的更多实例包括多官能交联剂,例如五赤藻糖醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、其中上述化合物的丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯、三聚氰尿酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯所替代的化合物。
在这些交联剂之中,从调色剂的耐偏移性和在树脂中的定影性的观点看,芳族二乙烯基化合物(具体地,二乙烯基苯)和与具有芳基和一个醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物是优选的。
当所述粘合树脂为苯乙烯/丙烯酸树脂时,所述粘合树脂优选地在树脂组分中通过能溶于四氢呋喃(THF)的物质的GPC的分子量分布中具有3,000-50,000(以数均分子量计)的分子量范围内的至少一个峰。
-聚酯树脂-
构成聚酯树脂(基于聚酯的聚合物)的单体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地包括醇组分和酸组分。
醇组分的实例描述于下。
二元醇的实例包括乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、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、通过将双酚A和环醚(例如环氧乙烷和环氧丙烷)聚合而得到的二醇。
三价以上的多元醇和三价以上的酸的组合使用容许聚酯树脂经历交联。然而,需要以防止树脂溶解到有机溶剂中的量使用所述三价以上的多元醇或所述三价以上的酸。
三价以上的多元醇的实例包括山梨糖醇、1,2,3,6-己烷四醇、1,4-山梨聚糖、五赤藻糖醇(例如二五赤藻糖醇和三五赤藻糖醇)、1,2,4-丁烷三醇、1,2,5-戊烷三醇、丙三醇、2-甲基戊烷三醇、2-甲基-1,2,4-丁烷三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟基苯。
构成基于聚酯的聚合物的酸组分的实例包括:苯二羧酸,例如例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸或者上述的苯二羧酸的酸酐;烷基二羧酸,例如例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸或者上述的烷基二羧酸的酸酐;不饱和二元酸,例如马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;不饱和二元酸酐,例如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和烯基琥珀酸酐。
三价以上的多元羧酸组分的实例包括偏苯三酸、苯均四酸、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-己烷三羧酸、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-辛烷四羧酸和empol三聚物酸、或者上述羧酸的酸酐和部分低级烷基酯。
在本发明中,其中所述粘合树脂包括粘合树脂作为主组分的方面是优选的。具体地,当下述的脱模剂是包括脂族酯作为主组分的酯蜡时,其中所述粘合树脂为聚酯树脂且与酯蜡组合使用的方面是更优选的。
当所述粘合树脂为基于聚酯的树脂时,从所得调色剂的定影性和耐偏移性的方面看,所述粘合树脂优选地在树脂组分中的能溶于THF的物质的分子量分布中具有3,000-50,000的分子量范围内的至少一个峰。同时,其中所述能溶于THF的物质的70%-100%具有100,000或更小的分子量的粘合树脂从可排出性方面看是优选的。此外,所述粘合树脂更优选地具有5,000-20,000分子量范围内的至少一个峰。
在本发明中,所述粘合树脂的分子量分布使用THF作为溶剂通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。
当所述粘合树脂为聚酯树脂时,聚酯树脂的酸值没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为mgKOH/g-100mgKOH/g、更优选地0.1mgKOH/g-70mgKOH/g、还优选地0.1mgKOH/g-50mgKOH/g。
在本发明中,调色剂组合物中的粘合树脂组分的酸值主要根据JIS K-0070用以下方式测量。
(1)事先将除粘合树脂(聚合物组分)之外的添加剂从样品中除去。替代地,事先测量样品的除粘合树脂和交联的粘合树脂之外的组分的酸值和量。以0.5g-2.0g的量精确地称量样品的粉碎产物。聚合物组分的重量表示成Wg。例如,当根据调色剂测量粘合树脂的酸值时,单独测量组分(例如着色剂和磁性材料)的酸值和量且通过计算确定粘合树脂的酸值。
(2)将所述样品放置于300mL烧杯中。向所述烧杯中加入甲苯/乙醇(以4/1的体积比)的混合液(150mL)以溶解所述样品。
(3)通过电位滴定仪使用0.1mol/L的乙醇中的氢氧化钾(KOH)溶液进行滴定。
(4)在所述滴定中使用的KOH溶液的量表示成S(mL)。同时,测量空白且将空白所使用的KOH溶液的量表示成B(mL)。根据下式计算酸值:
酸值(mgKOH/g)=[(S-B)×f×5.61]/W
其中f是指KOH的因数。
粘合树脂和包括粘合树脂的调色剂组合物的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是从所得调色剂的储存性方面看,其为优选地35℃-80℃、更优选地40℃-70℃。
当所述玻璃化转变温度(Tg)低于35℃时,所得调色剂可在高温环境下较不可能劣化。当所述玻璃化转变温度(Tg)高于80℃时,定影性可劣化。
粘合树脂取决于所使用的有机溶剂和所使用的脱模剂可从以上描述的那些中适当地选择。在有机溶剂中具有优异的溶解性的脱模剂的使用可降低所得调色剂的软化点。在这样的情形中,为了保持良好的热偏移性质,通过增大粘合树脂的重均分子量来提高粘合树脂的软化点是有效的。
<脱模剂>
脱模剂没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择,只要脱模剂溶解于有机溶剂中。蜡是优选的。
脱模剂的实例包括:基于脂族烃的蜡,例如低分子量的聚乙烯、低分子量的聚丙烯、聚烯烃蜡、微晶蜡、石蜡和沙索(Sasol)蜡;基于脂族烃氧化物的蜡,例如聚氧化乙烯蜡或所述氧化物的嵌段共聚物;植物蜡,例如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、日本蜡和西蒙得木蜡;动物蜡,例如蜂蜡、羊毛脂和鲸蜡;矿物蜡,例如地蜡、纯地蜡和矿脂;主要由脂肪酸酯制成的蜡,例如褐煤酸酯蜡和蓖麻蜡;各种合成酯蜡;以及合成酰胺蜡。
脱模剂的其它实例包括:饱和的直链脂肪酸,例如棕榈酸、硬脂酸、褐煤酸和其它的包括直链烷基的直链烷基羧酸;不饱和脂肪酸,例如亚油酸(prandinic acid)、桐酸和十八碳四烯酸;饱和醇,例如硬脂醇、二十烷醇、二十二醇、巴西棕榈醇、蜡醇、2,4,6-三甲基苯酚和其它长链烷基醇;多元醇,例如山梨糖醇;脂肪酸酰胺,例如亚油酸酰胺、烯酸酰胺和月桂酸酰胺;饱和脂肪酸二酰胺,例如亚甲基二癸酸酰胺、亚乙基二月桂酸酰胺和六亚甲基二硬脂酸酰胺;不饱和脂肪酸酰胺,例如亚乙基二油酸酰胺、六亚甲基二油酸酰胺、N,N’-二油烯基己二酸酰胺和N,N’-二油烯基癸二酸酰胺;芳族二酰胺,例如间二甲苯二硬脂酸酰胺和N,N-二硬脂基间苯二甲酸酰胺;脂肪酸金属盐,例如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁;通过用基于乙烯基的单体例如苯乙烯和丙烯酸接枝基于脂族烃的蜡而获得的蜡;脂肪酸和多元醇的部分酯化合物;以及通过氢化植物脂肪或植物油而获得的包括羟基的甲基酯化合物。
在本发明中,脱模剂优选为包括脂肪酸酯作为主要组分的酯蜡或包括脂肪酸酯作为主要组分的酰胺蜡。特别地,当脱模剂为包括脂肪酸酯作为主要组分的酯蜡时,其中粘合树脂为聚酯树脂且组合使用酯蜡的方面是更优选的。
脱模剂的其它优选实例包括通过借助挤压发汗法(press sweating method)、溶剂法、重结晶法、真空蒸馏法、超临界气体萃取法或溶液结晶法使上述的蜡的分子量分布尖锐而获得的那些,和通过从上述的蜡除去低分子量的固体脂肪酸、低分子量的固体醇、低分子量的固体化合物和其它杂质而获得的那些。
从在定影性、耐偏移性和耐粘着性之间的平衡方面看,脱模剂的溶解度相对于100g 45℃的乙酸乙酯为优选地20g或更大、更优选地70g或更大、还优选地200g或更大。当脱模剂具有20g/(100g的乙酸乙酯)或更大的溶解度时,所得的调色剂在具有定影性和耐偏移性的同时表现出令人满意的抗粘着性。
从在定影性和耐偏移性之间的平衡方面看,脱模剂的熔点优选地低于70℃、更优选地为60℃或更低、还优选地在50℃-60℃的范围内。50℃或更高的熔点防止所得调色剂的耐粘着性劣化。低于60℃的熔点容许所得的调色剂表现令人满意的耐偏移性。
注意,在本发明中,根据差示扫描量热法(DSC)测量的蜡的吸热峰中的最大峰的峰顶温度确定为脱模剂的熔点。
通过DSC确定脱模剂或调色剂的熔点的装置优选地为高精度内部热输入补偿型差示扫描量热仪。所述熔点根据ASTM D3418-82测量。在本发明中使用的DSC曲线是在进行通过经历一个加热和冷却的循环的先前历史之后以10℃/分钟的加热速率的升温期间通过测量所产生。
在本发明中,为了获得包括在调色剂的期望区域中具有期望尺寸的脱模剂的调色剂而考虑脱模剂的类型和量是重要的。
<<脱模剂的量>>
包含于调色剂中的脱模剂的量相对于调色剂的量为1质量%-8质量%,表示成脱模剂的通过差示扫描量热法(DSC)确定的吸热量的等效质量。
从调色剂的表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂的量为0.1质量%-4质量,由衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)所确定。
从调色剂的表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂可容易地迁移到调色剂的表面。结果,满足上述要求的脱模剂可有效地表现出调色剂的可脱模性。因此,从调色剂的表面至0.3μm深度的区域中存在的通过FTIR-ATR确定的脱模剂的量优选地在0.1质量%-4质量%范围内、更优选地0.1质量%-3质量%。当所述量为0.1质量%或更大时,邻近调色剂表面存在的脱模剂的量不是过少,从而在定影期间导致令人满意的可脱模性。当所述量为4质量%或更少时,邻近调色剂表面存在的脱模剂的量不是过多。因此,脱模剂未暴露于调色剂的最外表面上,且因此防止调色剂以较大程度经由脱模表面粘着到载体表面。结果,可防止显影剂的抗成膜性劣化。因此,满足上述要求的调色剂在具有带电性、显影性和抗成膜性的同时可在定影期间实现耐偏移性。
调色剂粒子中的通过DSC确定的脱模剂的总量优选地为1质量%-8质量%。当脱模剂的总量为1质量%或更大时,包含于调色剂粒子中的脱模剂的量不是过少。结果,所得调色剂可在定影期间实现令人满意的可脱模性且防止耐偏移性劣化。当脱模剂的总量为8质量%或更少时,防止调色剂的抗成膜性劣化,且防止尚未定影的有色图像失去光泽。因此,上述范围是优选的。
脱模剂的量可通过差示扫描量热法(DSC)或衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)用下列方式测量。
[通过差示扫描量热法(DSC)测量脱模剂的量(质量%)]
调色剂粒子中脱模剂的总量通过差示扫描量热法(DSC)测量。调色剂样品和脱模剂样品通过以下描述的装置在以下描述的条件下单独测量。包含于调色剂中的脱模剂的量根据从调色剂样品获得的脱模剂的吸热量和从脱模剂样品获得的脱模剂的吸热量之间的比进行计算。
·测量装置:DSC仪器(DSC60;可获自Shimadzu Corporation)
·样品量:约5mg
·加热速率:10℃/分钟
·测量温度:室温-150℃
·测量气氛:氮气气氛
脱模剂的总量根据下式计算。
脱模剂的总量(质量%)=(调色剂样品中脱模剂的吸热量(J/g))×100)/(单独的脱模剂的吸热量(J/g))。
甚至当所加入的脱模剂的总量由于脱模剂在调色剂制造过程期间的泄露而未掺入到调色剂中时,该方法也能测量调色剂粒子中的脱模剂的总量。[衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)测量脱模剂含量(质量%)]
调色剂粒子中的表面脱模剂的量可通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)确定。分析深度根据测量原理为约0.3μm。该方法能够测量从调色剂粒子的表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂的量。所述量用以下方式测量。
首先,3g的调色剂通过使用自动粒料成型机(类型M No.50BRP-E,可获自MAEKAWATESTING MACHINE CO.)在6吨的负重下压按1分钟而成形为具有40mm直径(厚度:约2mm)的粒料。
所得调色剂粒料的表面通过FTIR-ATR测量。
所使用的显微镜FTIR仪器为装备有MULTISCOPE FTIR单元的SPECTRUM ONE(可获自PERKIN ELMER Co.,Ltd.)。该测量通过使用具有100μm直径的锗(Ge)晶体的微型ATR进行。
所述测量在41.5°的红外入射角下以4cm-1的分辨率累积进行20次。
来自脱模剂的峰强度和来自粘合树脂的峰强度的比率确定为调色剂粒子的表面中的相对脱模剂的量。使用通过在不同测量位置测量4次所获得的测量结果的平均值。
基于与其中均匀分散已知量的脱模剂的校准曲线的样品的相对脱模剂量的关系计算样品的表面脱模剂量。
<其它组分>
本发明调色剂可包括其它组分,例如着色剂和带电控制剂。
<<着色剂>>
着色剂没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择。着色剂的实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、氧化铁红、红铅、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、巴尔干坚牢玉红B、亮猩红G、立索玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺紫红、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON紫红、中BON紫红、曙红色淀、罗丹明色淀B、罗丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛紫红、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白、以及上述着色剂的混合物。
着色剂的量没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为1质量%-15质量%、更优选地3质量%-10质量%,相对于调色剂的量。
着色剂可以作为着色剂和树脂的复合物的母料使用。
与母料一起捏合的树脂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。树脂的实例包括通过用异氰酸酯基团或环氧基团改性聚酯树脂获得的改性的聚酯树脂和由聚酯树脂和多羧酸形成的未改性的聚酯树脂。除所述改性的聚酯树脂和所述未改性的聚酯树脂之外的实例包括:苯乙烯或取代的苯乙烯的聚合物(例如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯的共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯的共聚物、苯乙烯-乙烯基萘的共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯的共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-丙烯腈的共聚物、苯乙烯-甲基乙烯基酮的共聚物、苯乙烯-丁二烯的共聚物、苯乙烯-异戊二烯的共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚的共聚物、苯乙烯-马来酸的共聚物和苯乙烯-马来酸酯的共聚物);聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯基酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯类树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可单独使用或组合使用。
母料可通过在施加高剪切的情况下将着色剂与母料的树脂混合和捏合而制备。
在混合和捏合中,为了增强着色剂和树脂之间的相互作用的意图,可使用有机溶剂。可使用所谓的闪速方法(flushing method)。在闪速方法中,包括着色剂的水性糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合,着色剂被转移到树脂,且然后水和有机溶剂被除去。闪速方法的使用是优选的,因为着色剂的湿饼(wet cake)原样使用,且不需要干燥着色剂的湿饼。
为了混合和捏合,可适宜使用高剪切分散机(例如三辊磨机)。
母料的量没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地0.1质量份-20质量份,相对于100质量份的粘合树脂。
优选的是,母料的树脂具有30mgKOH/g或更小的酸值和1-100的胺值,且着色剂分散在树脂中。更优选的是,母料的树脂具有20mgKOH/g或更小的酸值和10-50的胺值,且着色剂分散在树脂中。
当酸值大于30mgKOH/g时,所得的调色剂在高湿度条件下的带电性可劣化且颜料可分散不充分。当胺值小于1或大于100时,颜料可分散不充分。
酸值可例如根据描述于JIS K0070中的程序测量。胺值可例如根据描述于JISK7237中的程序测量。
<<<颜料分散液>>>
着色剂也可以其中着色剂分散于颜料分散液中的着色剂分散液的形式使用。
颜料分散剂没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择。从颜料的分散性方面看,颜料分散剂优选地与粘合树脂高度相容。作为与粘合树脂高度相容的市场可得到的颜料分散剂的实例包括“AJISPER PB821”和“AJISPER PB822”(可获自Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.)、“DISPERBYK-2001”(可获自Byk-Chemie GmbH)和“EFKA-4010”(可获自EFKA Corporation)。
颜料分散剂的通过凝胶渗透色谱法获得的主峰的局部最大值处的关于苯乙烯的重均分子量优选地为500-100,000。从颜料的分散性方面看,重均分子量更优选地为3,000-100,000、进一步优选地5,000-50,000、特别优选地5,000-30,000。当分子量小于500时,颜料分散剂可具有较高的极性,潜在地导致着色剂的劣化的分散性。当分子量大于100,000时,颜料分散剂可具有较高的与有机溶剂的亲和力,潜在地导致着色剂的劣化的分散性。
所加入的颜料分散剂的量没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为1质量份-200质量份、更优选地5质量份-80质量份,相对于100质量份的着色剂。当所述量小于1质量份时,颜料分散液的分散能力可劣化。当所述量大于200质量份时,所得调色剂的带电性可劣化。
<<带电控制剂>>
带电控制剂没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择。带电控制剂的实例包括基于苯胺黑的染料、基于三苯甲烷的染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、基于罗丹明的染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(含氟的改性季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、基于氟的活性剂、水杨酸的金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。
具体实例包括BONTRON 03(基于苯胺黑的染料)、BONTRON P-51(季铵盐)、BONTRONS-34(含金属的偶氮染料)、E-82(基于羟基萘甲酸的金属络合物)、E-84(基于水杨酸的金属络合物)和E-89(基于酚的缩合物)(可获自ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD);TP-302和TP-415(季铵盐钼络合物)(可获自Hodogaya Chemical Co.,Ltd.);COPY CHARGE PSYVP2038(季铵盐)、COPY BLUE PR(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEG VP2036(季铵盐)和COPY CHARGE NX VP434(可获自Hoechst AG);LRA-901和LR-147(硼络合物)(可获自JapanCarlit Co.,Ltd.);酞菁铜;苝;喹吖啶酮;偶氮颜料;和包括官能团(例如磺酸基团、羧基和季铵盐)的聚合物化合物;基于酚的树脂;和基于氟的化合物。
所使用的带电控制剂的量没有特别限制且可取决于粘合树脂的类型、任选使用的添加剂的存在或不存在和调色剂制造方法(包括分散方法)而适当地选择。带电控制剂的量优选地为0.1质量份-10质量份、更优选地0.2质量份-5质量份,相对于100质量份的粘合树脂。当所述量大于10质量份时,可损害所得调色剂的定影性。
从制造稳定性方面看,可优选地将带电控制剂溶解在有机溶剂中。也可通过例如珠磨机在加入之前将带电控制剂细微地分散于有机溶剂中。
<调色剂性质>
在本发明的通过透射电子显微镜(TEM)获取的调色剂的剖面图像中,满足以下关系:
WDa<WDb<WDc
其中
WDa是指在区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Aa是从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)深度的区域;
WDc是指在中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,所述中心区域Ac是具有位于调色剂中心处的中心和1/6d的半径的圆形区域;和
WDb是指在区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Ab是除了所述Aa和所述Ac以外的区域。
满足以上关系的调色剂在耐偏移性、调色剂粒子强度、调色剂带电性和调色剂耐久性上均是优异的。
Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc可基于通过透射电子显微镜(TEM)获取的调色剂粒子的剖面照片用以下方式确定。
包含于本发明调色剂中的脱模剂的特征在于:脱模剂以其中脱模剂的粒径在TEM图像中从调色剂的表面至调色剂的中心变大的粒径梯度进行分布。这导致在容许脱模剂在定影期间适当迁移到表面的同时防止脱模剂暴露于调色剂的表面上。而且,所得的调色剂具有增强的粒子强度,使得可防止带电量的减少或背景污染,所述减少是由脱模剂的渗出所导致的。
为了获得如本发明所定义的期望的调色剂,必须仔细考虑在所述调色剂中包含的粘合树脂、脱模剂和其它组分的种类和量。在本发明中,期望的调色剂适宜通过使用下述制造方法制造。此时,优先考虑调色剂组成液中所包含的有机溶剂的种类和脱模剂在有机溶剂中的溶解度。而且,在下述制造方法中,液滴优选地在调节至(Tc-5)℃或更高的温度的气氛下进行干燥,其中Tc(℃)是指脱模剂的重结晶温度。替代地,甚至在低于(Tc-5)℃的温度的气氛下,液滴也可被干燥,只要将气氛的相对湿度调节到以调色剂组成液中的有机溶剂为基础计的10%-40%的范围。
略低于(Tc-5)℃的温度是成问题的。然而,注意到,当液滴在比(Tc-5)℃显著低(例如10℃以上)的温度下进行干燥时,液滴更有可能彼此聚结,潜在地导致粒子分布的显著劣化。
图1说明本发明调色剂的一个示例性横截面图。
图2A是其中调节图1的对比度以强调调色剂的轮廓的视图。从该视图可发现Aa、Ab和Ac之间的关系。
区域Aa表示从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)深度的区域。
区域Ac表示中心区域,在距调色剂中心等于调色剂直径d的六分之一(1/6d)的距离以内的中心区域,即具有位于调色剂中心处的中心和1/6d的半径的圆形中心区域。
区域Ad表示除了Aa或Ac以外的区域。
图2B是其中强调图1的调色剂粒子中的区域Ac中的脱模剂的视图。所述图像在这些视图中如果需要可进行二值化。可适当选择图像处理方法以能够观察脱模剂的分布。
调色剂粒子中的脱模剂的数均粒径WDa、WDb和WDc满足关系:WDa<WDb<WDc。
除非满足该条件,否则脱模剂更可能暴露于表面上,或者调色剂粒子的粒子强度降低。结果,背景污染或带电量减少更可能发生,所述减小是由脱模剂的渗出所导致的。
WDa优选地在0.15μm-0.35mm、更优选地0.15μm-0.25μm的范围内。当WDa小于0.15μm时,设置在调色剂的表面中的脱模剂较不可能表现脱模效果。结果,可阻止脱模剂在定影期间迁移到所述表面,潜在地导致偏移性质的劣化。当WDa大于0.35μm时,脱模剂更可能暴露于调色剂的表面。结果,背景污染或带电量的减少更可能发生,所述减少是由脱模剂的渗出所导致的。
WDb优选地在0.50μm-0.60μm范围内。当WDb小于0.50μm时,设置在调色剂的表面中的脱模剂较不可能表现出脱模效果。结果,可阻止脱模剂在定影期间迁移到所述表面,潜在地导致偏移性质的劣化。当WDb大于0.60μm时,脱模剂更可能暴露于调色剂的表面上。结果,背景污染或带电量的减少更可能发生,所述减少是由脱模剂的渗出所导致的。
WDc优选地在0.60μm-1.00μm范围内。当WDc小于0.60μm时,设置在调色剂的表面中的脱模剂较不可能表现脱模效果。结果,可阻止脱模剂在定影期间迁移到所述表面,潜在地导致偏移性质的劣化。当WDc大于1.00μm时,脱模剂更可能暴露于调色剂的表面上。结果,背景污染或带电量的减少更可能发生,所述减少是由脱模剂的渗出所导致的。
WDc对WDa的比率(WDc/WDa)优选地在3.5-4.0的范围。当WDc/WDa小于3.5时,设置在调色剂的表面中的脱模剂较不可能表现脱模效果。结果,可阻止脱模剂在定影期间迁移到所述表面,潜在地导致偏移性质的劣化。当WDc/WDa大于4.0时,脱模剂更可能暴露于调色剂的表面上。结果,背景污染或带电量的减少更可能发生,所述减少是由脱模剂的渗出所导致的。
Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc用以下方式测量。
[Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc的测量]
在TEM观察中,例如,将调色剂包埋在环氧树脂中,且通过超微切片机(超声波)在穿过调色剂中心的横截面处将其切片以产生调色剂的截面。所述截面在调节放大倍率的同时通过透射电子显微镜(TEM)进行观察。在调色剂的剖面上确定区域Aa、Ab和Ac以及数均粒径WDa、WDb和WDc。
由50个调色剂各自制备剖面。
通过放大显微视野至可测量Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc的程度观察剖面。因此,抽取调色剂的50个剖面作为测量样品。然后,通过图像分析软件IMAGEJ处理所述样品的图像文件以确定Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc。
计算本发明调色剂的50个样品的各自的剖面的WDa、WDb和WDc值,且验证50个样品的平均值是否满足关系:WDa<WDb<WDc。
<调色剂的形状>
从以高分辨率形成高清晰度、高品质的图像方面看,本发明调色剂的体均粒径优选为1μm-8μm。
从以长时间段保持稳定的图像方面看,调色剂的粒度分布(体均粒径/数均粒径)优选地为1.00-1.15。
而且,本发明调色剂在调色剂的数量粒径相对于调色剂的频率(以数量计)的分布曲线中优选地具有和最频繁(以数量计)数量粒径(可称之为“最频繁直径”)的1.21倍-1.31一样大的范围内的第二最频繁(以数量计)峰。
当调色剂不具有第二最频繁(以数量计)峰时、特别地当粒度分布(体均粒径/数均粒径)接近于1.00(单分散的)时,调色剂是高度密堆积的。结果,调色剂的初始流动性更可能劣化,或者清洁故障更可能发生。不优选地是,调色剂具有大于最频繁(以数量计)数量粒径的1.31倍的第二最频繁(以数量计)峰,因为大数量的粗调色剂粒子包含于调色剂中,导致图像品质和粒度的劣化。
图13是说明本发明调色剂的数量粒径相对于本发明调色剂的频率(以数量计)的一个示例性分布曲线的图。在图13中,横轴代表数量粒径(μm),且竖轴代表频率(以数量计)。从该图可发现,调色剂具有和最频繁(以数量计)数量粒径(也称之为“最频繁直径”)的1.21倍-1.31倍一样大的范围内的第二最频繁(以数量计)峰。
粒径和粒度分布用以下方式进行测量。
[调色剂的粒径和粒度分布的测量]
本发明调色剂的体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)通过粒度测量装置(“MULTISIZERIII”,可获自Beckman Coulter Inc.)在50μm光圈直径下测量。在测量调色剂粒子的体积和数量之后,计算体积分布和数量分布。调色剂的体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)可基于所得的分布而确定。粒度分布由通过将调色剂的体均粒径(Dv)除以调色剂的数均粒径(Dn)获得的比率Dv/Dn所代表。该比率当调色剂完全单分散时为1。该比率越大,所述分布越宽。
如果需要,可向本发明调色剂加入外添加剂例如流动性改进剂和清洁性改进剂。
<<流动性改进剂>>
可向本发明调色剂加入流动性改进剂。流动性改进剂通过被加入到调色剂的表面改善了调色剂的流动性(使调色剂易于流动)。
流动性改进剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。流动性改进剂的实例包括:金属氧化物的粒子[例如二氧化硅粉末(例如湿的二氧化硅和干燥的二氧化硅)、氧化钛粉末和氧化铝粉末],和通过用硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油对二氧化硅粉末、氧化钛粉末和氧化铝粉末进行表面处理而获得的经处理的二氧化硅、氧化钛粉末和氧化铝粉末;基于氟的树脂粉末,例如偏二氟乙烯粉末和聚四氟乙烯粉末。在它们之中,二氧化硅粉末、氧化钛粉末和氧化铝粉末是优选的,且通过用硅烷偶联剂或硅油对二氧化硅粉末进行表面处理而获得的经处理的二氧化硅是更优选的。
流动性改进剂的粒径没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。流动性改进剂的平均一次粒径优选地为0.001μm-2μm、更优选地0.002μm-0.2μm。
二氧化硅粉末是通过卤化硅的气相氧化而制造的粉末,且可称之为干燥的二氧化硅或蒸气热解的二氧化硅。
通过卤化硅化合物的气相氧化制造的市场可得到的二氧化硅粉末的产品的实例包括:商品名称AEROSIL-130、AEROSIL-300、AEROSIL-380、AEROSIL-TT600、AEROSIL-MOX170、AEROSIL-MOX80和AEROSIL-COK84(可获自Nippon Aerosil Co.,Ltd.);商品名称Ca-O-SiL-M-5、Ca-O-SiL-MS-7、Ca-O-SiL-MS-75、Ca-O-SiL-HS-5和Ca-O-SiL-EH-5(可获自CABOT Corporation);商品名称WACKER HDK-N20 V15、WACKER HDK-N20E、WACKER HDK-T30和WACKER HDK-T40(可获自WACKER-CHEMIE GmbH);商品名称D-CFine二氧化硅(可获自DowCorning Corporation);以及商品名称Fransol(可获自Fransil Corporation)。
通过如下获得的卤化硅化合物是更优选的:将通过气相氧化卤化硅化合物而制造的二氧化硅粉末疏水化。已经处理成优选地具有通过甲醇滴定试验测量的30%-80%疏水性的经处理的二氧化硅粉末是特别优选的。二氧化硅粉末通过用可与二氧化硅粉末反应的或物理吸附到二氧化硅粉末的有机硅化合物化学或物理处理而疏水化。优选使用其中用有机硅化合物处理通过卤化硅化合物的气相氧化而制造的二氧化硅粉末。
有机硅化合物的实例包括羟丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三甲氧基硅烷、乙烯基甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷、二乙烯基氯硅烷、γ-甲基丙烯酰基氧丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苄基二甲基氯硅烷、溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有机甲硅烷基硫醇、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基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷;以及每分子包括2-12个硅氧烷单元且在各末端硅氧烷单元处包括与Si键合的0-1个羟基的二甲基多硅氧烷。进一步的实例包括硅油例如二甲基硅油。
流动性改进剂的数均粒径没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为5nm-100nm、更优选地5nm-50nm。
流动性改进剂的比表面积没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其在通过BET方法测量的氮吸附比表面积方面为优选地30m2/g或更大、更优选地60m2/g-400m2/g。
当流动性改进剂为经表面处理的粉末时,经表面处理的粉末的比表面积为优选地20m2/g或更大、更优选地40m2/g-300m2/g。
所施加的流动性改进剂的量为优选地0.03质量份-8质量份,相对于100质量份的调色剂粒子。
<<清洁性改进剂>>
为了改善在调色剂转印到例如记录纸纸张上之后残留在静电潜像承载体或一次转印介质上的调色剂的可除去性的意图,可使用清洁性改进剂。清洁性改进剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。清洁性改进剂的实例包括:脂肪酸的金属盐,例如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸;以及通过无皂乳液聚合制造的聚合物粒子,例如聚甲基丙烯酸甲酯粒子和聚苯乙烯粒子。聚合物粒子优选地具有相对窄的粒度分布和0.01μm-1μm的重均粒径。
流动性改进剂和清洁性改进剂也称作外添加剂,因为流动性改进剂和清洁性改进剂以沉积或固定到调色剂的表面上使用。用于将这样的外添加剂外加到调色剂的方法没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。例如,使用多种粉末混合机。粉末混合机的实例包括V型混合机、摇摆式混合机、Lodige混合机、Nauta混合机和Henschel混合机。在也进行固定时使用的粉末混合机的实例包括混杂器(hybridizer)、机械熔合器(mechanofusion)和Q-混合机。
(调色剂的制造方法)
本发明调色剂的制造方法至少包括液滴形成步骤和液滴凝固步骤;且如果需要,还包括其它步骤。
通过液滴形成步骤和液滴凝固步骤制造的调色剂可具有本发明中所定义的性质。
<液滴形成步骤>
液滴形成步骤是通过排出其中将至少粘合树脂和脱模剂溶解或分散于有机溶剂中的调色剂组成液形成液滴的步骤。
调色剂组成液可通过将调色剂组合物溶解于有机溶剂中而获得。调色剂组合物至少包括粘合树脂和脱模剂;且如果需要,还包括其它组分例如着色剂、颜料分散剂和带电控制剂。
有机溶剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要有机溶剂是调色剂组成液中的调色剂组合物可溶解或分散于其中且调色剂组成液中的脱模剂可在没有相分离的情况下溶解于其中的挥发性有机溶剂。
醚、酮、酯、烃和醇是优选的,且四氢呋喃(THF)、丙酮、甲乙酮(MEK)、乙酸乙酯、甲苯和水是特别优选的。这些可单独使用或组合使用。
在本发明中,当使用乙酸乙酯作为有机溶剂时,如上所述,优选使用相对于100g45℃的乙酸乙酯可以20g或更大、更优选地70g或更大、进一步优选地200g或更大的量溶解的脱模剂。
-调色剂组成液的制备方法-
调色剂组成液可通过将调色剂组合物溶解或分散于有机溶剂中而获得。在调色剂组成液的制备中,为了防止堵塞排出孔的意图,使用例如均匀混合机或珠磨机使分散体(例如着色剂)相对于喷嘴的开口直径足够细是重要的。
调色剂组成液的固体含量为优选地3质量%-40质量%。当固体含量小于3质量%,生产率降低。另外,分散体(例如着色剂)更可能沉降出来或聚集。结果,调色剂粒子趋于彼此具有不同的组成,潜在地导致劣化的调色剂品质。当固体含量大于40质量%时,可能无法获得具有小粒径的调色剂。
通过排出调色剂组成液形成液滴的步骤可通过使用液滴排出手段排出液滴进行。
调色剂组成液的温度为优选地约50℃-约60℃。当所述温度低于50℃时,所得的液滴在排出调色剂组成液之后未立即瞬时干燥。结果,液滴彼此聚结,潜在地导致粒度分布的劣化。当所述温度高于60℃时,溶剂更可能蒸发而增大固体内容物的浓度。结果,可能无法获得具有期望粒径的调色剂,如上所述。
<<液滴排出手段>>
液滴排出手段没有特别限制且可取决于预期意图从所属领域内已知的那些中适当地选择,只要液滴排出手段排出具有窄的粒度分布的液滴。液滴排出手段的实例包括单流体喷嘴、双流体喷嘴、膜振动排出手段、Rayleigh分裂排出手段、液体振动排出手段和液柱共振排出手段。
膜振动液滴排出手段描述于例如日本待审专利申请公布No.2008-292976中。Rayleigh-分裂液滴排出手段描述于例如日本专利No.4647506中。液体振动液滴排出手段描述于例如日本待审专利申请公布No.2010-102195中。
为了使液滴具有窄的粒度分布和保证调色剂的生产率,可采用通过液柱共振排出手段产生的液滴形成液柱共振。具体地,在具有至少一个或更多个排出端口的液柱共振液体腔中向调色剂组成液施加振动以形成基于液柱共振的驻波。然后,从布置在对应于驻波波腹的区域中的排出端口将调色剂组成液排出以形成液滴。
<<<液柱共振排出手段>>>
下面将描述配置成通过采用液柱共振排出液滴的液柱共振排出手段。
图3是说明一个示例性液柱共振液滴形成手段的示意性横截面图。液柱共振液滴形成手段11包括共同液体供应通路17和配置成储存调色剂组成液的液柱共振液体腔18。液柱共振液体腔18与在纵向上布置在两端处的壁表面之一上的共同液体供应通路17连通。液柱共振液体腔18包括排出孔19和振动产生手段20。排出孔19布置在连接到两端处的壁表面的壁表面之一上且配置成排出液滴21。振动产生手段20布置在与排出孔19布置于其上的壁表面相反的壁表面处且配置成产生高频振动以形成液柱共振驻波。注意,高频电源(未说明)连接到振动产生手段20。
排出到液柱共振液体腔18中的调色剂组成液可以包含粒子组分的液体的状态,即其中所制造的粒子组分被溶解或分散的状态。替代地,当调色剂组成液在排出条件下为液体时,调色剂组成液可不包括有机溶剂。在该情形下,调色剂组成液可以粒子组分熔融的液体的状态,即其中使粒子组分熔融的状态。
调色剂组成液14通过液体循环泵(未说明)经由液体供应管供应到图4中说明的液柱共振液滴形成单元10的共同液体供应通路17中。然后,调色剂组成液14供应到图3中说明的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔18。在填充调色剂组成液14的液柱共振液体腔18中,通过由振动产生手段20所产生的液柱共振驻波的作用而形成压力分布。然后,从布置在对应于液柱共振驻波的其中振幅和压力变化大的波腹的区域中的排出孔19将液滴21排出。液柱共振驻波的波腹表示除驻波的波节之外的区域。波腹优选地为其中驻波的压力变化具有大至足以排出液体的振幅、且更优选地为具有对应于在朝向局部最小振幅的位置的各方向上来自压力驻波的局部最大振幅的位置(即速度驻波的波节)的波长的±1/4的宽度的区域。甚至当多个排出孔开放时,也可从多个排出孔形成基本上均匀的液滴,只要排出孔布置在对应于驻波波腹的区域中。而且,液滴可高效地排出,且排出孔较不可能被堵塞。注意,已经流动通过共同液体供应通路17的调色剂组成液14经由液体返回管(未说明)返回到原料容器。当液滴21排出从而液柱共振液体腔18中的调色剂组成液14的量减少时,较大量的调色剂组成液14通过由液柱共振液体腔18中的液柱共振驻波的作用产生的抽吸功率从共同液体供应通路17供应。结果,液柱共振液体腔18重新填充调色剂组成液14。当液柱共振液体腔18重新填充调色剂组成液14时,流动通过共同液体供应通路17的调色剂组成液14的量回到之前。
液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔18通过将框架彼此聚结而形成。所述框架由具有高至液体振动频率在驱动频率下不受影响的刚性的材料(例如金属、陶瓷和硅)所形成。如图3中所说明的,液柱共振液体腔18的两端处的壁表面之间的纵向长度L基于下述的液柱共振原理确定。图4中说明的液柱共振液体腔18的宽度W期望地短于液柱共振液体腔18的长度的1/2以不加入液柱共振所不需要的任何频率。单个液滴形成单元优选地包括多个液柱共振液体腔18,以急剧地提高生产率。液柱共振液体腔的数量没有限制,但是单个液滴形成单元最优选地包括100-2,000个液柱共振液体腔18,因为可实现可操作性和生产率两者。共同液体供应通路17连接到各液柱共振液体腔的液体供应通路且与之连通。共同液体供应通路17与多个液柱共振液体腔18连通。
液柱共振液滴排出手段11的振动产生手段20没有特别限制,只要可以预定频率驱动振动产生手段。然而,振动产生手段期望地通过将压电材料附着到弹性板9上而形成。弹性板构成液柱共振液体腔的壁以使压电材料不与液体接触。压电材料可为例如压电陶瓷,例如锆钛酸铅(PZT),且其由于小的位移量而通常是层压的。压电材料的其它实例包括压电聚合物(例如聚偏二氟乙烯(PVDF))和单晶(例如晶体、LiNbO3、LiTaO3和KNbO3)。振动产生手段20期望地布置成对于各液柱共振液体腔独立地控制。期望的是,根据液柱共振液体腔的几何形状通过部分切断由上述材料之一形成的块状振动部件经由弹性板可独立地控制液柱共振液体腔。
排出孔19的开口直径期望地在1μm-40μm范围内。当所述开口直径小于1μm时,形成非常小的液滴,使得在一些情形下无法形成调色剂。而且,当包括固体粒子(例如颜料)作为调色剂的组分时,可频繁地堵塞排出孔19,从而生产率劣化。当所述开口直径大于40μm时,形成具有较大直径的液滴。结果,当使具有较大直径的液滴干燥和凝固以实现3μm-6μm范围内的期望的调色剂粒子直径时,需要用有机溶剂将调色剂组合物稀释至非常稀的液体。因此,为了获得预定量的调色剂,不利地需要很多干燥能量。
如从图4可看出,排出孔19优选地布置在液柱共振液体腔18的宽度方向上,因为可布置很多排出孔19,从而提高制造效率。另外,期望地在验证如何排出液滴之后适当地确定液柱共振频率,因为液柱共振频率取决于排出孔19的排列而变化。
排出孔19的横截面形状在例如图3中作为其中开口直径逐渐变小的锥形进行说明。然而,可适当地选择横截面形状。
图5A-5D是说明从液柱共振液体腔的横截面看到的排出孔的形状的示意性视图。图5A-5D说明排出孔19的形状的可能的横截面形状。
在图5A中,排出孔19具有其中排出孔19的开口直径从液体接触表面至排出端口减小的圆形形状。在该情形中,当薄膜41振动时,向邻近排出孔19出口的液体施加最大压力。因此,从稳定的排出方面看,上述形状是最优选的。
在图5B中,排出孔19具有其中排出孔19的开口直径以恒定角度从液体接触表面至排出端口减小的形状。可适当地改变该喷嘴24的角度。可通过喷嘴角度的作用当薄膜41振动时增加施加到邻近排出孔19出口的液体的压力,和图5A中说明的形状一样。喷嘴角度优选地为60°-90°。60°或更小的喷嘴角度是不利的,因为压力较不可能被施加到所述液体且所述薄膜41难以加工。图5C说明了在90°的喷嘴角度24的情形中的排出孔19。压力随着喷嘴角度增大较不可能被施加到出口。因此,90°的喷嘴角度是最大的可行值。当喷嘴角度为90°或更大时,对孔12的出口不施加压力,导致液滴非常不稳定的排出。
在图5D中,排出孔19具有图5A中说明的形状和图5B中说明的形状的组合形状。排出孔19的形状可以这种方式逐步变化。
-液滴形成的机理-
下面将描述遵循其通过液滴形成单元利用液柱共振形成液滴的机理。
首先,下面将描述在图3中说明的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔18中发生的液柱共振现象的原理。液体共振发生时的波长λ根据(表达式1)确定:
λ=c/f---(表达式1)
其中
c是指调色剂组分液在液柱共振液体腔中的声速;和
f是指由振动产生手段20施加到充当介质的调色剂组成液14的驱动频率。
在图3的液柱共振液体腔18中,从固定端侧处的框架一端到共同液体供应通路17侧一端之间的长度表示成L。共同液体供应通路17一侧处的框架端的高度h1(=约80μm)设定为和连通端口的高度h2(=约40μm)的约2倍一样高。在其中两端被认为是固定的、即共同液体供应通路17一侧处的端被认为等同于封闭固定端的情形中,当长度L对应于波长λ的1/4的偶数倍时最高效地形成共振。
L=(N/4)λ---(表达式2)
其中N是指偶数。
当两端是自由的,即两端完全开放时,也满足(表达式2)。
类似地,当一端等同于压力从其释放的自由端且另一端是封闭的(固定端)时,即当所述端之一是固定的或者所述端之一是自由的时,共振在长度L对应于波长λ的1/4的奇数倍时最高效地形成。即(表达式2)中N是指奇数。
根据由(表达式1)和(表达式2)推导出的(表达式3)确定最高效的驱动频率:
f=N×c/(4L)---(表达式3)
其中
L是指液柱共振液体腔的纵向长度;
c是指调色剂组分液的声速;和
N是指整数。
然而,实际上,振动因液体具有减弱共振的粘性而不是无限延伸(amplify)。因此,所述共振具有Q因数且也在根据(表达式3)计算的最高效驱动频率f附近的频率(如下述由(表达式4)和(表达式5)所表示)下发生。
图6A-6D说明当N=1、2和3时的速度和压力变化(共振模式)的驻波形状。图7A-7C说明当N=4和5时的速度和压力变化(共振模式)的驻波形状。
驻波实际上是压缩波(纵波),但是其通常表达成如图6A-6D和7A-7C中说明的那样。在图6A-6D和7A-7C中,实线代表速度驻波,且虚线代表压力驻波。
例如,正如从其中一端固定且N=1的图6A可看出的,速度分布的振幅在封闭端处为零且在开放端处最大,这是直观上可理解的。
假设在液柱共振液体腔的两端之间的纵向长度为L,且液体的液柱共振发生时的波长为λ;驻波在整数N为1-5时最高效地发生。驻波图案取决于各端是开放的或者封闭的而变化。因此,在图中也描述了在多种开放/封闭条件下的驻波图案。如下所述,所述端的条件取决于排出孔的开口状态和供应侧处的开口状态。
注意,在声学中,开放端表示介质(液体)在纵向上的移动速度在此处为零但是介质(液体)的压力到达局部最大的端。相反,封闭端被定义为介质的移动速度在此处为零的端。封闭端被视为声学硬壁(hard wall)且反射波。当端理论上完全封闭或开放时,图6A-6D和7A-7C中说明的共振驻波通过波的重叠而形成。驻波图案取决于排出孔的数量和打开排出孔处的位置而变化。共振频率出现在从根据(表达式3)确定的位置迁移的位置处。然而,可通过适当地调节驱动频率形成稳定的排出条件。
例如,假设液体的声速c为1,200m/s、液柱共振液体腔的长度L为1.85mm、和使用其中两端由于在两端处的壁的存在而完全等同于固定端且N=2的共振模式,根据(表达式2)计算的最高效的共振频率为324kHz。
在另一个实例中,假设液体的声速c为1,200m/s和液柱共振液体腔的长度L为1.85mm(这些条件和以上的相同),而且使用其中两端由于在两端处的壁的存在而等同于固定端且N=4的共振模式,根据(表达式2)计算的最高效共振频率为648kHz。因此,甚至在具有相同构造的液柱共振液体腔中也采用较高水平的共振。
为了增大频率,图3中所说明的液柱共振液滴排出手段11的液柱共振液体腔18优选地具有这样的两端:其等同于封闭端或者由于受到排出孔19的开口的影响而被视为声学上的软壁。然而,所述两端可为自由的。受到排出孔19的开口的影响意指减少的声阻抗,且具体地,增加的容抗分量(compliance component)。因此,如图6B和7A所说明的,其中在纵向上在液柱共振液体腔18的两端处形成壁的构造是优选的,因为可使用其中两端固定的共振模式和其中一端自由(即排出孔侧处的一端被视为开放的)的共振模式两者。
排出孔19的开口数量、布置开口的位置、排出孔的横截面形状也是决定驱动频率的因数(因素)。驱动频率可基于这些因数适当地确定。
例如,当排出孔19的数量增加时,液柱共振液体腔18在已经固定的一端处变得自由。结果,和在开放端处的驻波几乎相同的共振驻波发生,且驱动频率增加。此外,已经固定的一端从布置最接近液体供应通路17的排出孔19的开口的位置开始变得自由。结果,排出孔19的横截面形状变成圆形,或者排出孔的体积取决于框架厚度而变化,使得实际驻波具有比驱动频率短的波长和高的频率。当在按照以上所述确定的驱动频率下对振动产生手段施加电压时,振动产生手段20变形且共振驻波在驱动频率下最高效地发生。液柱共振驻波也在邻近共振驻波最高效地发生的驱动频率的频率下发生。即,假设液柱共振液体腔的两端之间的纵向长度为L且距最靠近共同液体供应通路17侧处的一侧的排出孔19的距离为Le,驱动频率f可根据使用长度L和Le两者的以下(表达式4)和(表达式5)确定。具有驱动频率f作为主组分的驱动波形可用于使振动产生手段振动且诱导液柱共振以从排出孔排出液滴。
N×c/(4L)≤f≤N×c/(4Le)---(表达式4)
N×c/(4L)≤f≤(N+1)×c/(4Le)---(表达式5)
其中
L是指液柱共振液体腔的纵向长度;
Le是指距最靠近液体供应侧处的一端的排出孔的距离;
c是指调色剂组成液的声波速度;和
N是指整数。
注意,液柱共振液体腔两端之间的长度L对距最靠近液体供应侧处的一端的排出孔的比率优选地满足:Le/L>0.6。
基于上述的液柱共振现象的原理,液柱共振压力驻波在图3中所说明的液柱共振液体腔18中形成,且从布置在液柱共振液体腔18的一部分中的排出孔19连续排出液滴。注意,从高排出效率和在较低的电压下驱动方面看,排出孔19优选地布置在驻波压力变化至最大程度的位置。
一个液柱共振液体腔18可包括一个排出孔19,但是从生产率方面看,其优选地包括多个排出孔。具体地,排出孔的数量优选地在2-100范围内。当排出孔的数量为100或更少时,当从排出孔19排出期望的液滴时施加到振动产生手段20的电压可保持在低水平下。结果,压电材料可作为振动产生手段20稳定地运行。当多孔排出孔19开放时,排出端口之间的间距优选地为20μm或更长但是等于或短于液柱共振液体腔的长度。当排出端口之间的间距为20μm或更大时,从彼此邻近的排出端口排出的液滴彼此碰撞而形成较大液滴的可能性可增大。结果,可获得具有优异的粒径分布的调色剂。
接着,将参考图8A-8E对在液滴形成单元的液滴排出头的液柱共振液体腔中发生的液柱共振现象进行描述。
注意,在图8A-8E中,液柱共振液体腔中绘制的实线代表在液柱共振液体腔中在固定端侧处的一端和在共同液体供应通路侧处的一端之间的任意测量位置处的标示速度的速度分布。将从共同液体供应通路至液柱共振液体腔的方向假设为正(+),且相反方向假设为负(-)。液柱共振液体腔中绘制的虚线代表在液柱共振液体腔中在固定端侧处的一端和共同液体供应通路侧处的一端之间的任意测量位置处的标示压力的压力分布。相对于大气压力的正压力假设为正(+),且负压力假设为负(-)。在正压力的情形中,在图中以向下的方向施加压力。在负压力的情形中,在图中以向上的方向施加压力。
在图8A-8E中,如上所述,共同液体供应通路侧处的一端开放,且充当固定端的框架的高度(图3中的高度h1)为共同液体供应通路17与液柱共振液体腔18连通处的开口的高度(图3中的高度h2)的2倍或更大。因此,所述图代表在其中液柱共振液体腔18两端近似固定的近似条件下速度分布和压力分布的瞬时变化。
图8A说明液滴排出时刻液柱共振液体腔18中的压力波形和速度波形。在图8B中,弯月形(meniscus)压力在液滴排出之后再次增大,且然后立即供应液体。如图8A和8B中所说明的,液柱共振液体腔18中的排出孔19布置在其上的流动通路中的压力是局部最大的。然后,如图8C中所说明的,邻近排出孔19的正压力减小且迁移到负压力侧。因此,液滴21被排出。
然后,如图8D中所说明的,邻近排出孔19的压力是局部最小的。从该时间点起,液柱共振液体腔18开始被调色剂组分液14填充。然后,如图8E中所说明的,邻近排出孔19的负压力减小且迁移到正压力侧。在此时间点,所述液体腔被调色剂组分液14完全填充。然后,如图8A中所说明的,液柱共振液体腔18的液滴排出区域中的正压力再次是局部最大的以从排出孔19排出液滴21。因此,液柱共振驻波通过以高频率驱动的振动产生手段在液柱共振液体腔中发生。排出孔19布置在对应于液柱共振驻波的压力变化至最大程度处的波腹的液滴排出区域中。因此,从排出孔19以和波腹的出现周期同步地连续排出液滴21。
<液滴凝固步骤>
液滴凝固步骤是使液滴凝固以形成调色剂的步骤。具体地,本发明调色剂可通过使从液滴排出手段排出到气体中的调色剂组成液的液滴凝固和然后收集其而获得。
所述凝固没有特别限制且可取决于调色剂组成液的性质而适当地选择,只要可使调色剂组成液变成固态。例如,当调色剂组成液是其中固体原材料溶解或分散在挥发性有机溶剂中的液体时,调色剂组成液可通过干燥所述液滴(即通过在液滴喷射之后使溶剂在输送气流中挥发)而凝固。为了干燥所述有机溶剂,干燥程度可通过适当地选择液滴喷射到其中的气体的温度、压力和类型而调节。液滴不需要完全干燥,只要所收集的液滴保持为固态。所收集的液滴可在单独步骤中另外干燥。液滴可通过经历温度变化或化学反应而凝固。
在本发明中,需要使在液滴凝固期间已经溶解的脱模剂在结晶和生长由此重结晶的脱模剂,以具有满足以下关系的数均粒径:WDa<WDb<WDc。
用于重结晶和生长脱模剂的第一手段是在调节至(脱模剂的重结晶温度(Tc)-5)℃或更高的温度的气氛下干燥所述液滴。替代地,作为第二手段,当所述温度低于(脱模剂的重结晶温度(Tc)-5)℃时,可在其中关于调色剂组成液中的有机溶剂的相对湿度被调节至10%-40%范围的环境下干燥所述液滴。
即,本发明调色剂的制造方法以如下为特征:粘合树脂和脱模剂在没有相分离的情况下溶解于调色剂组成液中;液滴凝固步骤期间的环境温度为(脱模剂的重结晶温度(Tc)-5)℃或更高,其中Tc(℃)是指脱模剂的通过DSC方法确定的重结晶温度;且粘合树脂和脱模剂在通过凝固液滴制造的调色剂粒子中相分离。
替代地,本发明调色剂的制造方法以如下为特征:粘合树脂和脱模剂在没有相分离的情况下溶解在调色剂组成液中;液滴凝固步骤期间的环境温度小于(脱模剂的重结晶温度(Tc)-5)℃,其中Tc(℃)是指脱模剂的通过DSC方法确定的重结晶温度,且在液滴凝固步骤期间关于调色剂组成液中的有机溶剂的环境相对湿度在10%-40%范围;和,粘合树脂和脱模剂在通过使液滴凝固制造的调色剂粒子中相分离。
在两种方法中,通过降低脱模剂的重结晶速度或有机溶剂的干燥速度,脱模剂可生长至足够大的晶体畴。
根据DSC方法可确定脱模剂的重结晶温度。在本发明中,重结晶温度定义为当以10℃/分钟的加热速率加热至150℃且然后以10℃/分钟的冷却速率冷却至0℃时观察到的放热峰的峰温度。
当环境温度低于(脱模剂的重结晶温度(Tc)-5)℃时,具有足够长度或者足够支化度的脱模剂因重结晶速度增加而较不可能形成。
在第二方法中,低于10%的关于调色剂组成液中的有机溶剂的相对湿度不是优选的。这是因为有机溶剂的干燥速度增加且脱模剂的重结晶被促进,使得更可能形成脱模剂的相对小的畴。另一方面,当相对湿度高于40%时,有机溶剂的干燥速度显著降低,从而在干燥期间促进调色剂粒子的聚结和融合(合并)。因此,较不可能获得具有期望的粒度分布的调色剂。
在液滴凝固步骤中,为了溶解脱模剂,可加热有机溶剂和调色剂组成液。然而,为了实现液滴的稳定连续排出,在液滴凝固步骤的环境温度下的调色剂组成液温度优选地低于(Tb-15)℃,其中Tb(℃)是指有机溶剂的沸点。
当所述温度低于(Tb-15)℃时,液滴可稳定排出,而不会由于有机溶剂的蒸发而在调色剂组成液中产生气泡,或者而不会由于邻近排出孔的调色剂组成液的干燥而使调色剂组成液变小。
为了防止排出孔堵塞,需要将脱模剂溶解在调色剂组成液中。为了获得均匀的调色剂粒子,将脱模剂在没有与也溶解在调色剂组成液中的粘合树脂相分离的情况下溶解在调色剂组成液中是重要的。同时,为了使脱模剂在定影期间表现出可脱模性以防止偏移,粘合树脂和脱模剂在从其中已经除去有机溶剂的调色剂粒子中彼此相分离是重要的。当脱模剂与粘合树脂未相分离时,脱模剂无法表现出可脱模性,且在熔融期间粘合树脂的粘性或弹性劣化。因此,热偏移更可能发生。
因此,取决于所使用的有机溶剂或粘合树脂而选择最佳的脱模剂。
<<凝固粒子收集手段>>
所述收集没有特别限制且可适当地选择。例如,可通过已知的粉末收集手段例如旋风分离收集器和反过滤器(后过滤器,back filter)从所述气体收集凝固的粒子。
<本发明的调色剂制造设备的实施方式>
下面将参考图9详细描述用在本发明调色剂的制造方法中的调色剂制造设备。
图9中的调色剂制造设备1包括液滴排出手段2以及凝固和收集单元60。
液滴排出手段2连接至原料容器13和液体循环泵15,且配置成在任何时间将调色剂组分液14供应到液滴排出手段2。原料容器配置成储存调色剂组分液14。液体循环泵配置成将储存在原料容器13中的调色剂组分液14通过液体供应管16供应到液滴排出手段2中,且向液体供应管16中的调色剂组分液14施加压力以使调色剂组分液通过液体返回管22返回到原料容器13。液体供应管16包括压力计P1,且干燥/收集单元包括压力计P2。液体供应到液滴排出手段2的压力由压力计P1操纵,且干燥/收集单元内的压力由压力计P2操纵。当P1>P2时,调色剂组分液1可不利地从孔12泄漏。当P1<P2时,气体可不利地进入所述排出手段,从而导致无法排出液滴。因此,优选地满足关系P1≈P2。
来自输送气流入口端64的下降气流101在腔61内形成。从液滴排出手段2排出的液滴21不仅通过重力而且通过输送气流101向下输送,且然后由凝固粒子收集手段62收集。
-输送气流-
关于输送气流,以下值得注意。
当使喷射的液滴在干燥之前彼此接触时,喷射的液滴聚集成一个粒子(下文,该现象可称为聚结)。为了获得具有均匀粒径分布的凝固粒子,需要保持喷射的液滴彼此分开。然而,液滴以一定的初速度喷射,但是由于空气阻力逐渐慢下来。因此,随后的液滴追上来且与已经慢下来的在先液滴聚结。该现象不断发生。当收集由此聚结的粒子时,所收集的粒子具有非常差的粒径分布。为了防止液滴彼此聚结,液滴的凝固和输送需要同时进行,尽管通过输送气流101的作用防止液滴慢下来和彼此接触。最终,所得的粒子被输送到凝固粒子收集手段62。
例如,如图3中所说明的,当输送气流101的一部分在与液滴排出方向相同方向上取向作为邻近液滴排出手段的第一气流时,可防止液滴在液滴排出之后立即慢下来。结果,可防止液滴彼此聚结。替代地,气流可在横切(transverse)液滴排出方向的方向上取向,如图10中所说明的。替代地,尽管未说明,气流可以一定角度取向,该角度期望地确定为将液滴以远离液滴排出手段的方向排出。当防止聚结的气流在横切液滴排出方向的方向上取向时,如图10中所说明的,防止聚结的气流优选地在其中当液滴通过防止聚结的气流从排出端口输送时液滴的轨迹彼此不重叠的方向上取向。
在通过第一气流防止聚结之后,如上所述,凝固粒子可通过第二气流输送到凝固粒子收集手段。
第一气流的速度期望地等于或大于液滴喷射的速度。当防止聚结的气流的速度小于液滴喷射的速度时,防止聚结的气流难以表现出防止液滴粒子彼此接触的功能,该功能是防止聚结的气流的根本意图。
第一气流可具有另外性质以防止液滴彼此聚结。第一气流可不必须具有和第二气流相同的性质。防止聚结的气流可加入有促进粒子表面凝固的化学物质,或者可经历物理处理。
输送气流101在气流状态方面没有特别限制。状态的实例包括层流、涡流和湍流。构成输送气流101的气体的类型没有特别限制。类型的实例包括空气和不燃性气体(例如氮气)。输送气流101的温度可适当地调节且在生产期间期望地是恒定的。腔61可包括配置成改变输送气流101的状态的手段。输送气流101可不仅用来防止液滴21彼此聚结,而且用来防止液滴沉积到腔61上。
<其它步骤>
本发明调色剂的制造方法可进一步包括第二干燥步骤。
当通过图9中说明的凝固粒子收集手段62收集的调色剂粒子包含大量残余溶剂时,如果需要,为了减少残余溶剂而进行第二干燥。
第二干燥没有特别限制且可使用通常已知的干燥手段例如流化床干燥和真空干燥进行。当有机溶剂残留在调色剂中时,调色剂的性质(例如耐热储存性、定影性和带电性)随时间变化。另外,有机溶剂在热定影期间挥发,这增加了用户和外围装置受到不利影响的可能性。因此,需要将调色剂充分干燥。
(显影剂)
本发明显影剂至少包括本发明调色剂;且如果需要,进一步包括其它组分例如载体。
上述获得的本发明调色剂可适宜用于通过混合调色剂和载体而获得的单-组分显影剂或双-组分显影剂。具体地,本发明调色剂可有效地用于单-组分显影剂,因为调色剂具有改善的粒子强度、可防止被刮板压碎、且在耐粘着性上是优异的。
<载体>
载体没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。载体的实例包括例如铁氧体和磁铁矿的载体以及涂覆树脂的载体。
涂覆树脂的载体由载体芯粒子和如下的树脂涂覆材料所形成:其为用于覆盖(涂布)载体芯粒子的表面的树脂。
用于涂覆材料的树脂的合适实例包括:基于苯乙烯/丙烯酸酯的树脂,例如苯乙烯/丙烯酸酯的共聚物和苯乙烯/甲基丙烯酸酯的共聚物;基于丙烯酸酯的树脂,例如丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸酯共聚物;含氟树脂,例如聚四氟乙烯、一氯三氟乙烯聚合物和聚偏二氟乙烯;有机硅树脂;聚酯树脂;聚酰胺树脂;聚乙烯醇缩丁醛;和氨基丙烯酸树脂。其它实例包括可用作载体的涂覆材料的树脂,例如离子键树脂和聚亚苯基硫醚树脂。这些可单独使用或组合使用。
通过将磁性粉末分散到树脂中获得的粘合剂型载体芯也可用作载体。
在涂覆树脂的载体中,用至少的树脂涂覆剂涂覆载体芯的表面的方法的实例包括:其中将树脂溶解或分散于溶剂中且将所得的溶液或分散液施加到载体芯上以在载体芯上沉积树脂的方法,和其中将树脂和载体芯以粉末状态简单混合的方法。
树脂涂覆材料相对于涂覆树脂的载体的比率没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为0.01质量份-5质量份,更优选地0.1质量份-1质量份,相对于100质量份的涂覆树脂的载体。
当树脂涂覆材料为两种或更多种类型的树脂涂覆材料的混合物时,磁性材料可用所述混合物例如以如下方式(1)和(2)进行涂覆:
(1)100质量份的氧化钛粉末用12质量份的二甲基二氯硅烷和二甲基硅油的混合物(质量比:1:5)进行处理;和
(2)100质量份的二氧化硅粉末用20质量份的二甲基二氯硅烷和二甲基硅油的混合物(质量比:1:5)进行处理。
例如,苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物、含氟树脂和基于苯乙烯的共聚物的混合物以及有机硅树脂选地用作树脂涂覆材料。它们之中,有机硅树脂是特别优选的。
含氟树脂和基于苯乙烯的共聚物的混合物的实例包括:聚偏二氟乙烯和苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物的混合物;聚四氟乙烯和苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物的混合物;以及偏二氟乙烯/四氟乙烯的共聚物(共聚物的质量比:10:90-90:10)、苯乙烯/丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物(共聚物的质量比:10:90-90:10)和苯乙烯/丙烯酸2-乙基己基酯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物的混合物(共聚物质量比:20-60:50-30:10:50)。有机硅树脂的实例包括通过使含氮的有机硅树脂和含氮的硅烷偶联剂与有机硅树脂反应而制造的改性的有机硅树脂。
作为载体芯的磁性材料的实例包括:氧化物,例如铁氧体、铁超载的(iron-overload)铁氧体、磁铁矿和γ-氧化铁;以及金属,例如铁、钴和镍及所述金属的合金。在磁性材料中包含的元素的实例包括铁、钴、镍、铝、铜、铅、镁锡、锌、锑、铍、铋、钙、锰、硒、钛、钨和钒。在这些磁性材料之中,主要由铜、锌和铁制成的基于铜/锌/铁的铁氧体或者主要由锰、镁和铁制成的基于锰/镁/铁的铁氧体是合适的。
载体的体积电阻值可通过适当调节载体表面上的不均匀程度和涂覆载体的树脂的量进行设定。例如,体积电阻优选地为106Ω·cm-1010Ω·cm。
载体的粒径没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为4μm-200μm、更优选地10μm-150μm、进一步优选地20μm-100μm。在它们之中,在涂覆树脂的载体的情况下,50%的粒径特别优选地为20μm-70μm。在双-组分显影剂中,本发明调色剂优选地以相对于100质量份的载体1质量份-200质量份的量使用,和更优选地以相对于100质量份的载体2质量份-50质量份的量使用。
(图像形成设备和图像形成方法)
本发明的图像形成设备至少包括静电潜像承载体、静电潜像形成手段和显影手段;且如果需要,还包括其它手段。
根据本发明的图像形成方法至少包括静电潜像形成步骤和显影步骤;且如果需要,还包括其它步骤。
图像形成方法可适宜地通过图像形成设备进行。静电潜像形成步骤可适宜地通过静电潜像形成手段进行。显影步骤可适宜地通过显影手段进行。其它步骤可适宜地通过其它手段进行。
<静电潜像承载体>
静电潜像承载体的材料、结构和尺寸没有特别限制且可从所属领域已知的那些适当地选择。静电潜像承载体的材料的实例包括无机感光体(例如无定形硅和硒)和有机感光体(例如聚硅烷和酞聚次甲基(phthalopolymethine)).在它们之中,从长的使用寿命方面看,无定形硅是优选的。
无定形硅感光体可为通过如下制造的感光体:将支持体加热至50℃-400℃的温度,和然后通过成膜方法(例如真空气相沉积、溅射、离子镀、热CVD(化学气相沉积)、光-CVD和等离子体CVD)在所述支持体上形成a-Si的感光层。在它们之中,等离子体CVD是适宜的;即,其中通过施加直流电或高频率或者通过微波辉光放电使气态原材料分解,以在支持体上形成a-Si沉积的膜的方法。
静电潜像承载体的形状没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为圆柱形。圆柱形静电潜像承载体的外径没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为3mm-100mm、更优选地5mm-50mm、特别优选地10mm-30mm。
<静电潜像形成手段和静电潜像形成步骤>
静电潜像形成手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要静电潜像形成手段配置成在静电潜像承载体上形成静电潜像。静电潜像形成手段的实例包括至少包括如下的手段:配置成对静电潜像承载体的表面充电的充电手段;和静电潜像承载体的表面以成像的方式曝光的曝光部件。
静电潜像形成步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要静电潜像形成步骤是在静电潜像承载体上形成静电潜像的步骤。静电潜像形成步骤可使用静电潜像形成手段通过例如对静电潜像承载体的表面进行充电和然后时该表面以成像的方式曝光进行。
<<充电部件和充电>>
充电部件没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。充电部件的实例包括:本身已知的接触型带电器,其包括导电或半导电的辊、刷、膜和橡胶刮板;以及利用电晕放电的非接触型带电器,例如栅格或电晕管。
充电可通过例如使用充电部件对静电潜像承载体的表面施加电压进行。
充电部件可具有任何形状例如磁刷或毛刷以及辊。充电部件的形状可根据图像形成设备的规格或配置而选择。
充电部件不限于如上所述的接触型充电部件。然而,优选地使用接触型充电部件,因为可制造其中较少量的臭氧从充电部件产生的图像形成设备。
<<曝光部件和曝光>>
曝光部件没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要曝光部件可根据所要形成的图像使已经用充电部件充电的静电潜像承载体的表面以成像的方式曝光。曝光部件的实例包括多种曝光部件,例如复制光学曝光部件、棒状透镜阵列曝光部件、激光光学曝光部件和液晶快门光学曝光部件。
用于曝光部件的光源没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。光源的实例通常包括发光器,例如荧光灯、钨灯、卤素灯、汞灯、钠灯、发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和电致发光(EL)装置。
而且,为了只发射具有期望波长范围的光的意图,可使用多种滤光器。滤光器的实例包括锐截止滤光器、带通滤光器、红外截止滤光器、二向色滤光器、干涉滤光器、和色温转化滤光器
曝光可通过例如使用曝光部件使静电潜像承载体的表面以成像的方式曝光而进行。
注意,在本发明中,可采用背面曝光方法。即,可使静电潜像承载体以成像的方式曝光于来自背面的光。
<显影手段和显影步骤>
显影手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要显影手段包括显影剂且配置成使形成在静电潜像承载体上的静电潜像显影而形成可视图像(调色剂图像)。
显影步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要显影步骤是用显影剂使形成在静电潜像承载体上的静电潜像显影而形成可视图像(调色剂图像)的步骤。显影步骤可通过显影手段进行。
显影手段可以干显影方式或湿显影方式使用,且可为单色显影手段或或多色显影手段。
显影手段优选地包括配置成通过搅拌期间产生的摩擦对调色剂充电的的搅拌器;固定在显影手段内部的磁场产生手段;和配置成在显影剂承载体的表面上承载包含调色剂的显影剂的同时可旋转的显影剂承载体。
在显影手段中,例如,将调色剂和载体进行搅拌和混合,且通过搅拌和混合期间产生的摩擦对调色剂进行充电。由此带电的调色剂以刷子的形式保持在旋转着的磁辊的表面上而形成磁刷。磁辊邻近静电潜像承载体布置,且因此,通过电吸引力的作用使构成磁刷的形成在磁辊表面上的调色剂的一部分转移到静电潜像承载体的表面上。结果,通过调色剂使静电潜像显影,从而在静电潜像承载体的表面上形成可视的调色剂图像。
<其它手段和其它步骤>
其它手段的实例包括转印手段、定影手段、清洁手段和除电手段。
其它步骤的实例包括转印步骤、定影步骤、清洁步骤和除电步骤。
<<转印手段和转印步骤>>
转印手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要转印手段配置成将可视图像转印到记录介质上。优选地,转印手段包括:配置成将可视图像转印到中间转印部件上而形成复合转印图像的一次转印手段;和配置成将复合转印图像转印到记录介质上的二次转印手段。
转印步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要转印步骤是将可视图像转印到记录介质上的步骤。优选地,转印步骤包括:将可视图像一次转印到中间转印部件上,和然后将可视图像二次转印到记录介质上。
例如,转印步骤可使用转印手段通过用转印充电器对感光体充电而进行,从而转印可视图像。
这里,当待二次转印到记录介质上的图像是由多种颜色的调色剂构成的彩色图像时,转印步骤可如下进行:通过转印手段在中间转印部件上将各色调色剂顺序地叠加到彼此之上以在中间转印部件上形成图像,且然后将中间转印部件上的图像通过中间转印手段一次性地二次转印到记录介质上。
中间转印部件没有特别限制,且取决于预期意图可从已知的转移步骤中适当地选择。例如,中间转印部件可适宜地为转印带。
转印手段(一次转印手段和二次转印手段)优选地至少包括利用剥离充电将形成在感光体上的可视图像转印到记录介质上的转印装置。转印装置的实例包括:利用电晕放电的电晕转印装置、转印带、转印辊、压按转印辊和粘着转印装置。
记录介质没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要显影的但是未定影的图像可被转印到记录介质上。典型地,普通纸用作记录介质,但是也可使用用于OHP的PET基材(base)。
<<定影手段和定影步骤>>
定影手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要定影手段配置成使已经转印到记录介质上的转印图像定影。定影手段优选地为已知的加热-加压部件。加热-加压部件的实例包括加热辊和加压辊的组合以及加热辊、加压辊和环形带的组合。
定影步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要定影步骤为使已经转印到记录介质上的可视图像定影的步骤。定影步骤可在每次将各色调色剂的图像转印到记录介质上进行,或者在各色调色剂的叠加图像上一次性(即,同时)进行。
定影步骤可通过定影手段进行。
加热-加压部件通常优选地在80℃-200℃下进行加热。
注意,在本发明中,取决于预期意图,可使用已知的光定影装置代替定影手段,或者除了定影手段之外还可使用已知的光定影装置。
定影步骤中的表面压力没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为10N/cm2-80 N/cm2
<<清洁手段和清洁步骤>>
清洁手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要清洁手段配置成能够除去残留在感光体上的调色剂。清洁手段的实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板清洁器、刷清洁器和网清洁器。
清洁步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要清洁步骤为能够除去残留在感光体上的调色剂的步骤。清洁步骤可通过清洁手段进行。
<<除电手段和除电步骤>>
除电手段没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要除电手段配置成向感光体施加除电偏压以对感光体进行除电。除电手段的实例包括除电灯。
除电步骤没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择,只要除电步骤为向感光体施加除电偏压以除电的步骤。除电步骤可通过除电手段进行。
现在将参考图11对通过本发明的图像形成设备形成图像的方法的一个示例性方面进行描述。图11中说明的彩色图像形成设备100A包括:充当静电潜像承载体的感光体鼓100(下文可称之为“感光体100”)、充当充电手段的充电辊200、充当曝光手段的曝光装置30、充当显影手段的显影装置40、中间转印部件50、包括清洁刮板且充当清洁手段的清洁装置600、和充当除电手段的除电灯70。
中间转印部件50为环形带且设计成通过三个辊51在箭头所指的方向上可移动。三个辊51布置在所述带的内部,且所述带围绕三个辊51张紧。三个辊51的一些也充当能够向中间转印部件50施加预定的转印偏压(一次转印偏压)的转印偏压辊。包括清洁刮板的清洁装置90邻近中间转印部件50布置。此外,充当转印手段的转印辊80邻近中间转印部件50布置成面向中间转印部件50。转印辊80能够施加用于将显影图像(调色剂图像)转印(二次转印)到充当记录介质的转印纸95的纸张上的转印偏压。在中间转印部件50周围,配置成向中间转印部件50上的调色剂图像施加电荷的电晕充电器58在中间转印部件50的旋转方向上布置在感光体10与中间转印部件50的接触部分和中间转印部件50与转印纸95的纸张的接触部分之间。
显影装置40包括:充当显影剂承载体的显影带410,和围绕显影带410设置的显影单元(黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红色显影单元45M和青色显影单元45C)。注意,黑色显影单元45K包括:显影剂储存容器42K、显影剂供应辊43K和显影辊44K。黄色显影单元45Y包括显影剂储存容器42Y、显影剂供应辊43Y和显影辊44Y。品红色显影单元45M包括显影剂储存容器42M、显影剂供应辊43M和显影辊44M。青色显影单元45C包括显影剂储存容器42C、显影剂供应辊43C和显影辊44C。而且,显影带410是围绕多个带辊能旋转张紧的且与静电潜像承载体100部分接触的环形带。
在图11中说明的彩色图像形成设备100A中,例如,充电辊200使感光体鼓100均匀带电。曝光装置30使感光体鼓100以成像的方式曝光,从而形成静电潜像。通过供应自显影装置40的调色剂使形成在感光体鼓100上的静电潜像显影,从而形成调色剂图像。通过由辊51施加的电压将调色剂图像转印(一次转印)到中间转印部件50上,且然后转印(二次转印)到转印纸95的纸张上。结果,在转印纸95的纸张上形成转印的图像。注意,残留在感光体100上的残余调色剂通过清洁装置600除去,且感光体100通过除电灯70一次性除去。
(处理卡盒)
本发明的处理卡盒被成型为可拆卸地安装于多种图像形成设备。处理卡盒至少包括:配置成承载静电潜像的静电潜像承载体;和配置成用本发明的显影剂使承载在静电潜像承载体上的静电潜像显影而形成调色剂图像的显影手段。注意,本发明的处理卡盒如果需要可进一步包括其它手段。
显影手段至少包括:配置成储存本发明的显影剂的显影剂储存容器;和配置成承载和输送储存在显影剂储存容器中的显影剂的显影剂承载体。注意,显影手段可进一步包括配置成调节所承载的显影剂的厚度的调节部件。
图12说明了本发明的一个示例性处理卡盒。处理卡盒110包括感光体鼓100、电晕充电器58、显影装置40、转印辊80和清洁装置90。
实施例
现在将参考实施例和对比例对本发明进行更详细的描述,但是本发明不限于所述实施例。注意,术语“份”是指质量份。
在实施例和对比例中使用的聚合物的物理性质通过以下方式确定。
<调色剂的粒径和粒度分布的测量>
通过粒度测量装置(可获自Beckman Coulter Inc.的“MULTISIZER III”)在50μm的光圈直径下测量本发明调色剂的体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)。在测量调色剂粒子的体积和数量之后,计算体积分布和数量分布。调色剂的体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)可基于所得的分布确定。粒度分布由通过将调色剂的体均粒径(Dv)除以调色剂的数均粒径(Dn)获得的比率Dv/Dn所代表。
<通过差示扫描量热法(DSC)测量脱模剂的量(质量%)>
调色剂粒子中的脱模剂的总量通过差示扫描量热法(DSC)测量。调色剂样品和脱模剂样品通过下述装置在下述条件下单独测量。包含于调色剂中的脱模剂的量由从调色剂样品所获得的脱模剂的吸热量对从脱模剂样品所获得的脱模剂的吸热量的比率而计算。
·测量装置:DSC仪器(DSC60;可获自Shimadzu Corporation)
·样品量:约5mg
·加热速率:10℃/分钟
·测量温度:室温-150℃
·测量气氛:氮气气氛
脱模剂的总量根据下式计算。
脱模剂的总量(质量%)=(调色剂样品中的脱模剂的吸热量(J/g))×100)/(单独的脱模剂的吸热量(J/g))。
<通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)测量脱模剂的量(质量%)>
通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)确定调色剂粒子中的表面脱模剂的量。根据测量原理,分析深度为约0.3μm。该方法能够测量存在于从调色剂粒子的表面至0.3μm深度的区域中的脱模剂的量。所述量用以下方式进行测量。
首先,作为样品,将3g的调色剂通过使用自动粒料成型机(Type M No.50BRP-E,可获自MAEKAWA TESTING MACHINE CO.)在6吨的荷重下压按1分钟而形成为具有40mm直径(厚度:约2mm)的粒料。
所得调色剂粒料的表面通过FTIR-ATR进行测量。
所使用的显微镜FTIR仪器为装备有MULTISCOPE FTIR单元的SPECTRUM ONE(可获自PERKIN ELMER Co.,Ltd.)。该测量通过微ATR使用具有100μm直径的锗(Ge)晶体进行。
所述测量在41.5°的红外入射角下以4cm-1的分辨率累积进行20次。
将来自脱模剂的峰对来自粘合树脂的峰的强度比确定为调色剂粒子的表面中的相对脱模剂量。使用在不同测量位置处获得的四次测量的平均值。
样品的表面脱模剂量基于样品的相对脱模剂量对其中将已知量的脱模剂均匀分散的校准曲线的关系而计算。
现在将对下述实施例2的脱模剂的量(质量%)的计算方法进行描述。
-实施例2的脱模剂的量(质量%)的测量-
测量其中以已知比率混合蜡2的蜡2和聚酯树脂A的混合物的蜡峰强度和粘合树脂峰强度。基于这些值,确定相对蜡强度(蜡峰强度/粘合树脂峰强度)(参见下表1)。
基于相对蜡强度和蜡量的数据,生成图14中说明的校准曲线。
在实施例2的样品中测量蜡峰强度和粘合树脂峰强度。基于这些值,确定相对蜡强度(参见下表2)。
将相对蜡强度的结果代入图14中说明的校准曲线中以计算蜡量(质量%)。
表1
表2
<Aa、Ab、Ac、WDa、WDb和WDc的测量>
在TEM观察中,例如,将调色剂包埋在环氧树脂中,且然后用超微切片机(超声波)在穿过调色剂中心的横截面处进行切片,从而产生调色剂的截面。所述截面用RuO4进行染色,且然后通过透射电子显微镜(TEM)在调节放大倍率的同时进行观察。通过图像分析软件IMAGEJ在调色剂的剖面上确定区域Aa、Ab和Ac以及数均粒径WDa、WDb和WDc。
由50个调色剂各自制备剖面。
抽取所得的50个剖面作为测量样品。计算所述50个样品各自的WDa、WDb和WDc的值,且取其平均值。
(实施例1)
<调色剂1的制造>
-着色剂分散液的制备-
首先,制备炭黑分散液作为着色剂。
使用装备有搅拌刮板的混合机将炭黑(可获自Cabot Corporation的REGAL 400)(20份)和颜料分散剂(可获自Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.的AJISPER PB821)(2份)一次分散在乙酸乙酯(78份)中。通过DYNO-MILL以强剪切力将所得的一次分散液更细微地分散,从而制备其中聚集体完全被除去的二次分散液。所得的二次分散液进一步穿过具有0.45μm孔尺寸的聚四氟乙烯(PTFE)过滤器(可获自Nihon Millipore Inc.的FLORINATEMEMBRANE FILTER FHLP09050),从而将炭黑分散至亚微米水平。因此,制备了炭黑分散液。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡1](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起并溶解于乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡1]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解于乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
所述[蜡1]为具有62.6℃的熔点和52.7℃的重结晶温度的合成酰胺蜡(可获自NOFCorporation的WA-4)。
[聚酯树脂A]为由对苯二甲酸、间苯二甲酸、琥珀酸、乙二醇和新戊二醇形成的且具有24,000的重均分子量和60℃的Tg的粘合树脂。[聚酯树脂A]通过以下方式制造。
--聚酯树脂A的制造方法--
向装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中加入充当醇组分的乙二醇(0.5mol)和新戊二醇(0.5mol),充当羧酸组分的对苯二甲酸(0.38mol)、间苯二甲酸(0.57mol)和琥珀酸(0.05mol),以及充当酯化催化剂的辛酸锡,并容许其在氮气气氛下在180℃缩合4小时。然后,将所得的缩合产物加热至210℃、容许其反应1小时和容许其在8KPa下进一步反应1小时。因此,合成了聚酯A。
通过用凝胶渗透色谱法(GPC)测量仪器GPC-150C(可获自Waters Corporation)测量粘合树脂的能溶于THF的内容物测定粘合树脂的重均分子量Mw。使用柱KF801-KF807(可获自Shodex Co.,Ltd.)。使用检测器RI(折射率)检测器。乙酸乙酯具有76.8℃的沸点。
-调色剂母粒子的制造-
使用装备有图5A中说明的液滴排出头充当液滴排出手段的图9中说明的调色剂制造设备在下述条件下排出所得调色剂组成液的液滴。在所述液滴排出之后,通过使用干燥氮气的液滴凝固手段将所述液滴干燥和凝固,用旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制于55℃的温度。调色剂连续制造6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
然后,使用Henschel混合机将市场可购买的二氧化硅粉末[NAX 50](一次平均粒径:30nm,可获自NIPPON AEROSIL CO.,LTD.)(2.8份)和[H20TM](一次平均粒径:20nm,可获自Clariant)(0.9份)与如上述制造的调色剂母粒子(100份)混合。将所得的混合物通过60μm-筛目的筛网进行过滤,从而除去粗粒子或聚集物。因此,获得了[调色剂1]。
构成[调色剂1]的调色剂母粒子的组分的组成呈现于表3中。
通过上述测量方法测定[调色剂1]的物理性质。结果呈现在表4中。
<显影剂的制造和显影剂的评价>
<<双组分显影剂的制造和评价>>
将[调色剂1](4份)与下述的磁性载体(96份)在球磨机中混合,从而获得双组分显影剂1。
-载体的制造-
通过均匀混合机对所得的混合物进行分散20分钟而制备涂层形成液。通过流化床涂覆装置将该涂层形成液涂覆到球状磁铁矿(粒径:50μm)(1,000份)的表面上。因此,制造了磁性载体。
使用包括包含[调色剂1]的[显影剂1]的图像形成设备通过下述的评价方法来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
[冷偏移性]
使用包括显影剂的市场可购买的复印机IMAGIONEO C600(可获自Ricoh CompanyLimited)在距A4尺寸纸(T6000 70W,长纹(long grain),可获自Ricoh Company Limited)的纸张的前端5cm的位置处以0.85mg/cm2的沉积量制造调色剂样品3cm×5cm的矩形图像。然后,在定影部件恒定地控制于130℃的温度的同时将所述图像以300mm/秒的线速度定影(调色剂重量根据纸张在图像输出之前和之后的重量进行计算)。
在130℃是否发生偏移通过评价装置视觉观察并根据以下标准进行评价。
-评价标准-
A:冷偏移没有发生。
B:观察到3块或更少的小的冷偏移区域。
C:观察到多于3块的小的冷偏移区域。
D:冷偏移发生。
[热偏移性]
使用包括显影剂的市场可购买的复印机IMAGIO NEO C600(可获自Ricoh CompanyLimited)在距A4尺寸纸(T6000 70W,长纹,可获自Ricoh Company Limited)的纸张的前端5cm的位置处以0.85mg/cm2的沉积量制造调色剂样品3cm×5cm的矩形图像。在定影温度从较低温度至较高温度变化的同时输出所述图像。将图像的光泽度降低或者其中在图像中观察到偏移图像的情形时的温度确定为偏移发生温度。
-评价标准-
B:偏移发生温度为200℃或更高。
D:偏移发生温度低于200℃。
[带电稳定性]
在控制调色剂浓度以得到1.4±0.2的图像浓度的同时使用包括显影剂的串列式彩色图像形成设备(IMAGIO NEO C600,可获自Ricoh Company Limited)输出具有20%图像面积的图表。将电子照相显影剂在200,000张的输出之后的带电量(μc/g)与输出之前的初始带电量进行比较。根据以下标准评价带电量的变化率(在运行200,000张之后的带电量的减少量/初始带电量)。根据吹脱法(blow-off method)测量带电量。
-评价标准-
A:低于15%
B:15%或更高但是低于30%
C:30%或更高但是低于50%
D:50%或更高
调色剂在电子照相载体上的沉积或调色剂劣化使带电量减少。因此,可认为带电量在运行之前和之后的变化率越小,调色剂在电子照相载体上的成膜程度越低。
[背景污染的评价]
使用串列式彩色图像形成设备(IMAGIO NEO C600,可获自Ricoh CompanyLimited)在200,000张上连续地输出具有5%图像面积的图表。之后,对在图像背景区域上的背景污染程度进行视觉观察并根据以下标准进行评价。
-评价标准-
B:在图像背景区域上没有观察到调色剂沉积。
C:当从一定角度观察时在图像背景区域上略微观察到调色剂沉积。
D:在图像背景区域上清楚观察到调色剂沉积。
[图像稳定性的评价]
使用包括显影剂的市场可购买的复印机(IMAGIO NEO 455,可获自Ricoh CompanyLimited)在50,000张TYPE 6000PAPER(可获自Ricoh Company Limited)上以7%图像占有率的印刷率进行连续运行试验。根据以下标准评价第50,000张的图像品质(图像浓度、细线再现性和背景污染)。
B:第50,000张具有和初始图像相当的优异的图像品质。
C:根据初始图像,图像浓度、细线再现性和背景污染中的任一评价项目发生变化,但是相对于初始图像的变化率为30%或更低。
D:根据初始图像,图像浓度、细线再现性和背景污染中的任一评价项目清楚地发生变化,且相对于初始图像的变化率为30%或更高。
<<单组分显影剂的制造和评价>>
使用包括由[调色剂1]组成的单组分显影剂的图像形成设备通过下述评价方法对冷偏移性、热偏移性、耐粘着性、背景污染和图像稳定性进行评价。结果呈现在表5中。
[冷偏移性]
将IPSIO SP C220(可获自Ricoh Company,Ltd.)改造成能够改变定影辊温度至任意温度。将转印纸(“TYPE 6200”;可获自Ricoh Company,Ltd.)的纸张设置到改造装置。在所述纸张上以1.00±0.05mg/cm2的各调色剂沉积量形成实心图像。
在将定影辊温度恒定地控制在140℃的温度的同时,将其上已经形成有实心图像的纸张供给通过所述装置。通过评价装置视觉观察在140℃是否发生偏移,并根据以下标准进行评价。
-评价标准-
A:冷偏移没有发生。
B:观察到3块或更少的小的冷偏移区域。
C:观察到多于3块的小的冷偏移区域。
D:冷偏移发生。
[热偏移性]
将IPSIO SP C220(可获自Ricoh Company,Ltd.)改造成能够改变定影辊温度至任意温度。将转印纸(“TYPE 6200”;可获自Ricoh Company,Ltd.)的纸张设置到改造装置。在所述纸张上以1.00±0.05mg/cm2的各调色剂沉积量形成实心图像。在定影温度从较低温度变化到较高温度的同时,输出所述图像。将图像的光泽度降低或其中在图像中观察到偏移图像的情形时的温度确定为偏移发生温度。
-评价标准-
B:偏移发生温度为200℃或更高。
D:偏移发生温度低于200℃。
[耐粘着性]
使用IPSIO SP C220(可获自Ricoh Company,Ltd.)在2,000张纸上输出白色实心图像。然后,将粘着到调整刮板上的调色剂按4个等级进行评价。
该实验在27℃温度和40%湿度的环境下进行。
-评价标准-
A:没有观察到调色剂粘着,且图像品质非常好。
B:观察到处于没有给图像品质造成不利影响的水平的不明显的调色剂粘着。
C:观察到处于给图像品质造成不利影响的水平的调色剂粘着。
D:观察到处于给图像品质造成相当不利影响的水平的明显的调色剂粘着。
[背景污染]
将调色剂装入到IPSIO SP C220(可获自Ricoh Company,Ltd.)的Bk卡盒中。打印出空白图像。之后,观察空白图像已经形成于其上的纸张和感光体。
该实验在27℃温度和40%湿度的环境下进行。
-评价标准-
A:在空白图像和感光体上均没有观察到调色剂沉积。
B:在空白图像上没有观察到调色剂沉积,但是当以一定角度观察时在感光体上略微观察到调色剂沉积。
C:当以一定角度观察时在空白图像上略微观察到调色剂沉积。
D:在空白图像上清楚地观察到调色剂沉积。
[图像稳定性]
使用IPSIO SP C220(可获自Ricoh Company,Ltd.)在2,000张纸上输出具有1%图像面积的图像图表。之后,在TYPE 6000PAPER(可获自Ricoh Company,Ltd.)的纸张上输出黑色实心图像。初始的图像浓度和所述黑色实心图像的图像浓度通过光密度计(可获自X-Rite)进行测量。根据以下标准评价图像浓度在输出2,000张之前和之后的差。
-评价标准-
A:所述差小于0.1%。
B:所述差为0.1%或更大但是小于0.2%。
C:所述差小于0.2%且小于0.3%。
D:所述差为0.3%或更大。
[综合评价中的得分]
基于以上评价结果根据以下得分制度对综合评价中的分值进行计算:A(3分)、B(2分)、C(1分)、D(0分)和不能评价(-)(0分)。得分越高代表结果越好。
(实施例2)
以和实施例1中相同的方式获得[调色剂2],除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡2](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起并溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡2]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡2]为包括脂族酯作为主组分且具有53.0℃的熔点和46.0℃的重结晶温度的合成酯蜡(WAX-158,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子而获得调色剂2。
构成[调色剂2]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂2]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂2]的[显影剂2]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例3)
[调色剂3]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡2](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡2]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂3。
构成[调色剂3]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂3]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂3]的[显影剂3]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例4)
[调色剂4]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡2](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡2]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂4。
构成[调色剂4]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂4]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂4]的[显影剂4]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例5)
[调色剂5]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡3](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡3]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡3]为包括脂族酯作为主组分且具有68.9℃熔点和61.2℃重结晶温度的合成酯蜡(WEP-4,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子而获得调色剂5。
构成[调色剂5]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂5]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂5]的[显影剂5]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例6)
[调色剂6]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡4](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂B](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡4]和[聚酯树脂B]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节至50℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡4]为包括脂族酯作为主组分且具有64.6℃熔点和57.0℃重结晶温度的合成酯蜡(WAX-16,可获自NOF Corporation)。
注意,[聚酯树脂B]为由对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和新戊二醇形成的且具有26,000的重均分子量和60℃的Tg的粘合树脂。[聚酯树脂B]通过以下方式制造。
--聚酯树脂B的制造方法--
将充当醇组分的乙二醇(0.5mol)和新戊二醇(0.5mol)、充当羧酸组分的对苯二甲酸(0.4mol)和间苯二甲酸(0.6mol)、以及充当酯化催化剂的辛酸锡加入到装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,并容许其在氮气气氛下在180℃缩合4小时。然后,将所得的缩合产物加热至210℃、容许其反应1小时、和容许其在8KPa下进一步反应1小时。因此,合成了聚酯B。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了施加乙酸乙酯的雾以相对于60℃的饱和湿度具有11%的相对湿度的步骤和如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在50℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子而获得调色剂6。
构成[调色剂6]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂6]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂6]的[显影剂6]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例7)
[调色剂7]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡4](10份)以及充当粘合树脂的[聚酯树脂B](215.6份)和[苯乙烯丙烯酸类树脂A](57.7份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡4]、聚酯树脂B和苯乙烯丙烯酸类树脂A在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节至50℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[苯乙烯丙烯酸类树脂A]为由苯乙烯-丙烯酸丁酯形成的且具有62℃的玻璃化转变温度Tg的共聚物树脂。
苯乙烯丙烯酸类树脂A通过以下方式制造。
--苯乙烯丙烯酸类树脂A的制造方法--
将苯乙烯(2610.7mol)、丙烯酸正丁酯(651.2mol)和甲基丙烯酸缩水甘油基酯(0.1mol)的混合单体,以及充当引发剂的2,2-双(4,4-二叔丁基过氧基环己基)丙烷(0.3mol)加入到装备有温度计、搅拌器和氮气引入管的高压釜反应罐中,并容许其在氮气流中在90℃以5小时进行聚合。然后,向所得的聚合物中加入二甲苯(820mol)并容许其在90℃以1小时和然后在110℃以1小时进行聚合。进一步地,向所得的聚合物中加入2,2-双(4,4-二叔丁基过氧基环己基)丙烷(0.1mol)和二甲苯(408mol),并容许其在110℃以4小时进行聚合。然后,在150℃下向所得的聚合物中加入二叔丁基过氧化物(2.4mol)和二甲苯(84mol),并容许其以2小时进行聚合。终止聚合并在减压下除去溶剂。因此,合成了苯乙烯丙烯酸类树脂A。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂7。
构成[调色剂7]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂7]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂7]的[显影剂7]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例8)
[调色剂8]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡7]为包括脂族酯作为主组分且具有55.2℃的熔点和48℃的重结晶温度的合成酯蜡(WAX-42,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂8。
构成[调色剂8]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂8]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂8]的[显影剂8]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例9)
[调色剂9]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](2份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂9。
构成[调色剂9]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂9]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂9]的[显影剂9]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例10)
[调色剂10]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](30份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂10。
构成[调色剂10]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂10]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂10]的[显影剂10]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例11)
[调色剂11]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂11。
构成[调色剂11]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂11]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂11]的[显影剂11]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(实施例12)
[调色剂12]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在38℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得调色剂12。
构成[调色剂12]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[调色剂12]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[调色剂12]的[显影剂12]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例1)
[对比调色剂1]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡5](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂B](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡5]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节至40℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡5]为具有75.2℃的熔点和64.3℃的重结晶温度的合成酯蜡(WEP-2,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在40℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂1。
构成[对比调色剂1]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂1]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂1]的[对比显影剂1]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例2)
[对比调色剂2]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡6](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂B](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡6]和[聚酯树脂B]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节至40℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
注意,[蜡6]为具有71.7℃的熔点和64.5℃的重结晶温度的合成酯蜡(WEP-3,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在40℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂2。
构成[对比调色剂2]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂2]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂2]的[对比显影剂2]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例3)
[对比调色剂3]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡8](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡8]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。注意,[蜡8]为包括脂族酯作为主组分且具有82℃的熔点和70℃的重结晶温度的合成酯蜡(WEP-5,可获自NOF Corporation)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂3。
构成[对比调色剂3]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂3]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂3]的[对比显影剂3]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例4)
[对比调色剂4]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡9](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡9]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。注意,[蜡9]为具有68℃的熔点和60℃的重结晶温度的石蜡(HNP-11,可获自NIPPONSEIRO CO.,LTD.)。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂4。
构成[对比调色剂4]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂4]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂4]的[对比显影剂4]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例5)
[对比调色剂5]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。注意,[蜡7]是如上所述的。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在50℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂5。
构成[对比调色剂5]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂5]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂5]的[对比显影剂5]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例6)
[对比调色剂6]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](10份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在35℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂6。
构成[对比调色剂6]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂6]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂6]的[对比显影剂6]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例7)
[对比调色剂7]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](1份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂7。
构成[对比调色剂7]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂7]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂7]的[对比显影剂7]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
(对比例8)
[对比调色剂8]以和实施例1中相同的方式获得,除了用以下方式进行调色剂组成液的制备和调色剂母粒子的制造之外。
-调色剂组成液的制备-
使用装备有搅拌刮板的混合机将充当脱模剂的[蜡7](35份)和充当粘合树脂的[聚酯树脂A](273.3份)在70℃下混合在一起且溶解在乙酸乙酯(676.7份)中。[蜡7]和[聚酯树脂A]在没有相分离的情况下溶解在乙酸乙酯中,从而获得透明溶液。之后,将透明溶液的温度调节到55℃。将炭黑分散液(100份)与所述溶液混合并搅拌10分钟,从而制备调色剂组成液。
-调色剂母粒子的制造-
使用和实施例1中相同的制造设备以和实施例1中相同的方式将所得调色剂组成液的液滴排出,除了如下所述地改变液滴排出条件之外。在排出液滴之后,液滴通过使用干燥氮气的液滴凝固手段进行干燥和凝固,通过旋风分离器进行收集,且然后通过吹风在35℃/90%RH下以48小时、在40℃/50%RH下以24小时和在50℃/50%RH下以24小时进行干燥。因此,制造了调色剂母粒子。
注意,将调色剂组成液和配置成与调色剂组成液接触的调色剂制造设备的部件控制在55℃的温度。连续地制造调色剂6小时,但是排出孔未被堵塞。
[制造设备的条件]
以和实施例1中相同的方式加工所得的调色剂母粒子,从而获得对比调色剂8。
构成[对比调色剂8]的调色剂母粒子的组分的组成呈现在表3中。
通过上述测量方法以和实施例1中相同的方式确定[对比调色剂8]的物理性质。结果呈现在表4中。
使用包括包含[对比调色剂8]的[对比显影剂8]的图像形成设备以和实施例1中相同的方式来评价冷偏移性、热偏移性、带电稳定性、背景污染和图像稳定性。结果呈现在表5中。
表3
表4
表5
本发明的各方面例如于下。
<1>调色剂,其包含:
粘合树脂;和
脱模剂,
其中所述调色剂中包含的脱模剂的量相对于调色剂的量为1质量%-8质量%,如以通过差示扫描量热法(DSC)所确定的所述脱模剂的吸热量的等效质量所表示的,
其中在从调色剂表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂的量为0.1质量%-4质量%,如通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)所确定的,且
其中,在所述调色剂的剖面图像(该图像是通过透射电子显微镜(TEM)获取的)中,满足以下关系:
WDa<WDb<WDc
其中
WDa是指在区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Aa是从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)深度的区域,
WDc是指在中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,所述中心区域Ac是具有位于调色剂中心处的中心和1/6d半径的圆形区域,和
WDb是指在区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Ab是除了所述区域Aa和所述区域Ac以外的区域。
<2>根据<1>的调色剂,其中所述脱模剂的溶解度为20g或更大,相对于100g 45℃的乙酸乙酯。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,其中所述脱模剂的溶解度为200g或更大,相对于100g45℃的乙酸乙酯。
<4>根据<1>至<3>任一项的调色剂,其中所述脱模剂的熔点为60℃或更小。
<5>根据<1>至<4>任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDa为0.15μm-0.35μm。
<6>根据<1>至<5>任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDb为0.50μm-0.60μm。
<7>根据<1>至<6>任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDc为0.60μm-1.00μm。
<8>根据<1>至<7>任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDc对数均粒径WDa之比(WDc/WDa)为3.5-4.0。
<9>根据<1>至<8>任一项的调色剂,
其中在调色剂的数量粒径相对于调色剂的频率(以数量计)的分布曲线中,所述调色剂具有在为最频繁(以数量计)数量粒径(最频繁直径)的1.21倍-1.31倍大的范围内的第二最频繁(以数量计)峰。
<10>根据<1>至<9>任一项的调色剂的制造方法,所述方法包括:
排出其中至少所述粘合树脂和所述脱模剂溶解或分散于有机溶剂中的调色剂组成液,以形成液滴;和
使所述液滴凝固而形成调色剂粒子。
参考数字的描述
1:调色剂制造设备
2:液滴排出手段
9:弹性板
10:液柱共振液滴排出单元
11:液柱共振液滴排出手段
12:气流通路
13:原材料容器
14:调色剂组成液
15:液体循环泵
16:液体供应管
17:共同液体供应通路
18:液柱共振通路
19:排出孔
20:振动产生手段
21:液滴
22:液体返回管
24:喷嘴角度
30:曝光装置
40:显影装置
41:薄膜
50:中间转印部件
51:辊
58:电晕充电器
60:干燥/收集手段
61:腔
62:调色剂收集手段
63:调色剂储存部
64:输送气流入口端口
65:输送气流出口端口
70:除电灯
80:转印辊
90:清洁装置
95:转印纸
100:感光体鼓
100A:彩色图像形成设备
101:下降气流
110:处理卡盒
200:充电辊
410:显影带
600:清洁装置
P1:用于液体的压力计
P2:用于腔的压力计

Claims (9)

1.调色剂,其包含:
粘合树脂;和
脱模剂,
其中所述调色剂中包含的脱模剂的量相对于调色剂的量为1质量%-8质量%,其是以通过差示扫描量热法(DSC)所确定的所述脱模剂的吸热量的等效质量所表示的,
其中在从调色剂表面至0.3μm深度的区域中存在的脱模剂的量为0.1质量%-4质量%,其是通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱法(FTIR-ATR)所确定的,
其中,在所述调色剂的剖面图像中满足以下关系,该图像是通过透射电子显微镜(TEM)获取的:
WDa<WDb<WDc
其中
WDa是指在区域Aa中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Aa是从调色剂表面至调色剂直径d的六分之一(1/6d)深度的区域,
WDc是指在中心区域Ac中存在的脱模剂的数均粒径,所述中心区域Ac是具有位于调色剂中心处的中心和1/6d半径的圆形区域,和
WDb是指在区域Ab中存在的脱模剂的数均粒径,所述区域Ab是除了所述区域Aa和所述区域Ac以外的区域,并且
其中在调色剂的数量粒径相对于调色剂以数量计的频率的分布曲线中,所述调色剂具有在为最频繁数量粒径的1.21倍-1.31倍大的范围内的第二最频繁峰。
2.根据权利要求1的调色剂,其中所述脱模剂的溶解度为20g或更大,相对于100g 45℃的乙酸乙酯。
3.根据权利要求1或2的调色剂,其中所述脱模剂的溶解度为200g或更大,相对于100g45℃的乙酸乙酯。
4.根据权利要求1-2任一项的调色剂,其中所述脱模剂的熔点为60℃或更小。
5.根据权利要求1-2任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDa为0.15μm-0.35μm。
6.根据权利要求1-2任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDb为0.50μm-0.60μm。
7.根据权利要求1-2任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDc为0.60μm-1.00μm。
8.根据权利要求1-2任一项的调色剂,其中所述脱模剂的数均粒径WDc对数均粒径WDa之比即WDc/WDa为3.5-4.0。
9.根据权利要求1-8任一项的调色剂的制造方法,所述方法包括:
排出其中至少所述粘合树脂和所述脱模剂溶解或分散于有机溶剂中的调色剂组成液,以形成液滴;和
使所述液滴凝固而形成调色剂粒子。
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