CN102346388A - 调色剂、形成调色剂的方法、显影剂和图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂、形成调色剂的方法、显影剂和图像形成方法。所述调色剂含有:各自含有聚酯、微晶蜡和着色剂的基础颗粒;和具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒,其中所述微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
Description
技术领域
本发明涉及调色剂、形成调色剂的方法、显影剂和图像形成方法。
背景技术
近些年来,采用电子照相系统的图像形成方法已应用于需要高速印刷大成像面积的图像的领域,例如胶版印刷。在这种图像形成方法的应用中,调色剂的低温定影能力、耐热反印性和耐热保存性是重要的。
日本专利特开平(JP-A)No.11-44969公开了通过如下制造方法制造的电子照相调色剂,所述方法包括:将至少粘合剂树脂、着色剂和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备油相组分的步骤;将所述油相组分分散在水性介质中用于造粒的步骤。这里所用的粘合剂树脂含有非线型分子结构的树脂,并且所述脱模剂具有由DSC确定的40℃或更高的起始温度(onset temperature)和120℃或更低的熔点。
然而,公开的调色剂存在如下问题:当使用这种调色剂以高速印刷具有大成像面积的图像时,脱模剂往往污染所使用设备的内部区域。此外,还存在当大粒径的二氧化硅颗粒用作外部添加剂时,这种具有大粒径的二氧化硅颗粒往往在光电导体上沉积的问题。
发明内容
根据现有技术的问题,本发明的目的是提供这样的调色剂以及提供制造所述调色剂的方法,所述调色剂即使在进行大面积图像的高速印刷时也能够防止脱模剂污染所使用设备的内部区域,并且防止具有大粒径的二氧化硅颗粒的沉积。而且,本发明的目的还在于提供含有这种调色剂的显影剂,和使用这种显影剂的图像形成方法。
本发明的调色剂含有:各自含有聚酯、微晶蜡和着色剂的基础颗粒;和具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒,其中所述微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
制造本发明的调色剂的方法包括:将包括含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物、含有氨基的化合物、微晶蜡和着色剂的材料溶解或分散在有机溶剂中以制备第一流体;将所述第一流体乳化或分散在含有树脂颗粒的水性介质中以制备第二流体;从所述第二流体中除去有机溶剂以形成基础颗粒;和将所述基础颗粒与具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒混合,其中所述微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
本发明的显影剂含有本发明的调色剂。
本发明的图像形成方法包括:使光电导体带电;使所述带电的光电导体曝光以形成静电潜像;用本发明的显影剂使在所述光电导体上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像;将在所述光电导体上形成的调色剂图像转印到记录介质;和将所述转印的调色剂图像定影到所述记录介质。
本发明可提供这样的调色剂以及提供制造所述调色剂的方法,所述调色剂即使在进行大面积图像的高速印刷时也能够防止脱模剂污染所使用设备的内部区域,并且防止具有大粒径的二氧化硅颗粒的沉积。而且,本发明可提供含有这种调色剂的显影剂,和使用这种显影剂的图像形成方法。
附图说明
图1是说明本发明使用的图像形成装置的一个实例的图。
图2是说明本发明使用的图像形成装置的另一实例的图。
图3是说明图2中图像形成装置的图像形成单元的图。
具体实施方式
在下文中将参考附图说明本发明的实施方式。
调色剂
本发明的调色剂含有基础颗粒和具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒,各基础颗粒含有起到粘合剂树脂作用的聚酯、起到脱模剂作用的微晶蜡和、着色剂,并且本文中使用的微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
在本说明书中,术语“起始温度”表示样品(即微晶蜡)的DSC曲线显示出第一次相转变迹象时的温度。
微晶蜡
在微晶蜡用作脱模剂的情况下,所得调色剂与石蜡用作脱模剂的情况相比具有较差的脱模性质。然而,使用微晶蜡作为脱模剂即使在高速下印刷大面积图像时也可防止脱模剂对所使用装置内部的污染。在本发明中,上述特定的微晶蜡用于改善所得调色剂的脱模性质。在使用JP-A No.11-44969的实施例中所述微晶蜡(其不具有本发明规定的性质)的情况下,其不能提供具有足以在高速下印刷大面积图像的脱模性质的调色剂。
调色剂中微晶蜡的量根据预期目的合适地选择而不受任何限制。例如,其量为1质量%~30质量%。当基础颗粒中微晶蜡的量小于1质量%时,所得调色剂的耐热反印性降低。当其量大于30质量%时,可能发生调色剂成膜和图像的雾化(fogging)。
球形二氧化硅颗粒
虽然原因尚不清楚,但是当具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒固定在含有由DSC确定的起始温度为45℃~60℃且碳数分布为25~55的微晶蜡的基础颗粒上时可比当具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒固定在含有石蜡的基础颗粒上时更好地防止球形二氧化硅颗粒沉积到光电导体。
球形二氧化硅颗粒的平均一次粒径可,例如,通过激光衍射/散射粒度分析仪(LA-920,Horiba.,Ltd.制造)测量。
聚酯
聚酯优选含有脲改性聚酯。在聚酯中使用脲改性聚酯可改善所得调色剂的耐热反印性同时保持调色剂的低温定影能力。
脲改性聚酯
脲改性聚酯可通过使含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物与含有氨基的化合物反应而合成。所述含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物可通过使含有羟基的聚酯与多价异氰酸酯反应而合成。
含有羟基的聚酯是通过多元醇和多元羧酸之间的脱水缩合反应获得的。
多元醇根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:二元醇例如乙二醇、1,3-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、和双酚A的环氧烷烃如环氧乙烷或环氧丙烷加合物;以及三元以上的多元醇如山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、和1,3,5-三羟基苯。这些可单独或组合使用。
多元羧酸根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:苯二羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、和对苯二甲酸;烷基二羧酸如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸;不饱和二元酸如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;三元以上的多元羧酸如偏苯三酸、均苯四酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁三羧酸、1,2,5-己三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛四羧酸、和Empol三聚体酸。这些可单独或组合使用。
多元羧酸的酸酐、低级烷基酯或类似物可代替上述多元羧酸使用。
多价异氰酸酯根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:脂肪族多价异氰酸酯(例如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、和2,6-二异氰酸酯甲基己酸酯);脂环族多异氰酸酯(例如异佛尔酮二异氰酸酯、和环己基甲烷二异氰酸酯);芳族二异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯、和二苯基甲烷二异氰酸酯);芳族脂肪族二异氰酸酯(例如α,α,α′,α′-四甲基苯二甲基二异氰酸酯);和异氰脲酸酯。这些可单独或组合使用。
其中多价异氰酸酯的异氰酸酯基团被酚类衍生物、肟、己内酰胺等封端的化合物可代替上述多价异氰酸酯使用。
当含有羟基的聚酯和多价异氰酸酯反应时,多价异氰酸酯中异氰酸酯基团与含有羟基的聚酯中所含羟基的当量质量比(异氰酸酯基团/羟基)通常为1~5,优选1.2~4,甚至更优选1.5~2.5。
每分子含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物中异氰酸酯基团的数量通常为1或更多,优选1.5~3,甚至更优选1.8~2.5。
含有氨基的化合物的实例包括二价胺、三价或更高价胺、氨基醇、氨基硫醇和氨基酸。
二价胺根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:芳族二胺(例如,苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4′-二氨基二苯基甲烷);脂环族二胺(例如4,4′-二氨基-3,3′-二甲基二氯己基甲烷、二胺环己烷和异佛尔酮二胺);和脂肪族二胺(例如乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺)。
三价或更高价胺根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括乙醇胺和羟基乙基苯胺。
氨基硫醇根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
氨基酸根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
当含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物与含有氨基的化合物反应时,含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物中所含异氰酸酯基团与含有氨基的化合物中所含氨基的当量质量比(异氰酸酯基团/氨基)通常为0.5~2,优选2/3~1.5,甚至更优选5/6~1.2。
聚酯优选含有与脲改性聚酯组合的未改性聚酯。当聚酯中含有未改性聚酯时,所得调色剂的低温定影能力和储存稳定性改善。
未改性聚酯
未改性聚酯通过多元醇与多元羧酸之间的脱水缩合反应获得。
多元醇根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:二元醇如乙二醇、1,3-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、和双酚A的环氧烷烃如环氧乙烷或环氧丙烷加合物;以及三元以上的多元醇如山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、和1,3,5-三羟基苯。这些可单独或组合使用。
多元羧酸根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:苯二羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、和对苯二甲酸;烷基二羧酸如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸;不饱和二元酸如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;三元以上的多元羧酸如偏苯三酸、均苯四酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁三羧酸、1,2,5-己三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛四羧酸、和Empol三聚体酸。这些可单独或组合使用。
多元羧酸的酸酐、低级烷基酯或类似物可代替上述多元羧酸使用。
未改性聚酯的酸值通常为5mgKOH/g~40mgKOH/g,优选10mgKOH/g~30mgKOH/g。当未改性聚酯的酸值小于5mgKOH/g时,所得调色剂和纸之间的相容性下降,这可降低所得调色剂的低温定影能力。当其酸值大于40mgKOH/g时,所得调色剂在环境如高温高湿环境和低温低湿环境中往往容易受到周围环境的影响,这可使图像品质劣化。
未改性聚酯的羟基值通常为5mgKOH/g~100mgKOH/g,优选20mgKOH/g~60mgKOH/g。当未改性聚酯的羟基值小于5mgKOH/g时,所得调色剂和纸之间的相容性下降,这可降低所得调色剂的低温定影能力。当其羟基值大于100mgKOH/g时,所得调色剂在环境如高温高湿环境和低温低湿环境中往往容易受到周围环境的影响,这可使图像品质劣化。
鉴于所得调色剂的定影能力和耐反印性,未改性聚酯优选具有在其分子量分布中分子量通常在3×103~5×104,优选5×103~2×104的区域内具有峰的THF不溶性组分。
而且,分子量为1×106或更低的未改性聚酯的THF不溶性组分的量优选为60质量%~100质量%。
注意,未改性聚酯的分子量分布可通过凝胶渗透色谱(GPC)使用THF作为洗脱剂进行测量。
鉴于调色剂的保存性,未改性聚酯的玻璃化转变温度通常为55℃~80℃,优选60℃~75℃。当未改性聚酯的玻璃化转变温度低于55℃时,调色剂的储存稳定性可能下降。当其玻璃化转变温度高于80℃时,调色剂的低温定影能力可能下降。
基础颗粒还可含有除上述聚酯之外的其它粘合剂树脂。除聚酯之外的粘合剂树脂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:基于苯乙烯的单体、基于丙烯酰基的单体和基于甲基丙烯酰基的单体的均聚物或共聚物;以及其它树脂如多元醇树脂、苯酚树脂、有机硅树脂、聚氨酯、聚酰胺、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、萜烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚碳酸酯和石油树脂。这些可单独或组合使用。
着色剂
着色剂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其为染料或颜料,并且其实例包括:炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永固黄(NCG)、伏尔甘坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、红色氧化铅、铅红、镉红、镉汞红、锑红、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮胭脂红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、伏尔甘坚牢宝石红B、亮猩红G、立索尔宝石红GX、永固红F5R、亮胭脂红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永固酒红F2K、太阳酒红BL、酒红10B、BON浅栗、BON中栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、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、BC)、靛蓝、群青蓝、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、锌花、锌钡白等。这些可单独或组合使用。
着色剂在调色剂中的量根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为1质量%~15质量%,优选5质量%~12质量%。当着色剂在调色剂中的量小于1质量%时,调色剂的着色能力可能下降。当其量大于15质量%时,在调色剂中可能发生所用颜料的分散失败,并且由于填充效应(fillingeffect)可能减少定影期间调色剂的延展性。
作为着色剂,可使用通过将颜料和树脂组合在一起获得的母料。
所述母料中使用的树脂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括聚酯、基于苯乙烯的均聚物、基于苯乙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、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、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族烃树脂、脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可单独或组合使用。
基于苯乙烯的均聚物的实例包括聚苯乙烯、聚(对-氯苯乙烯)和聚乙烯基甲苯。
基于苯乙烯的共聚物根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括苯乙烯-对-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯代甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、和苯乙烯-马来酸酯共聚物。
母料可通过高剪切力的分散设备将颜料和树脂混合或捏合而进行制备。为了增强颜料和树脂之间的相互作用,在母料制备期间优选加入有机溶剂。优选使用所谓的闪蒸法来制备母料,因为颜料的湿滤饼可直接使用而无需将该滤饼干燥。闪蒸法是这样的方法,其中含有颜料的水性糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合以将颜料转移到树脂,并且除去水分和有机溶剂组分。
改性层状无机矿物
基础颗粒各自优选含有其中至少部分层间阳离子被有机离子替代的改性层状无机矿物。通过在各基础颗粒中使用改性层状无机矿物,基础颗粒的形状可适当地得到改变而不会降低所得调色剂的低温定影能力。
改性层状无机矿物是其中各自具有几纳米厚度的无机矿物层层叠的层状无机矿物,并且其至少部分层间阳离子被有机离子替代(参见PCT国际申请的日文翻译(JP-A)No.2003-515795、No.2006-500605和No.2006-503313)。由于改性层状无机矿物具有合适的疏水程度,其可使之后所述的第一流体具有非牛顿粘度,这可使调色剂不规则地成型。
层状无机矿物根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括蒙脱石、膨润土、锂蒙脱石、绿坡缕石和海泡石。这些可单独或组合使用。它们之中,优选使用蒙脱石和膨润土,因为所得改性层状无机矿物可以其少量调节第一流体的粘度。
有机离子(有机阳离子)根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:烷基季铵盐如三甲基硬脂基铵、二甲基硬脂基苄基铵、二甲基辛基癸基铵和油烯基二(2-羟乙基)甲基铵;盐;和咪唑盐。它们之中,烷基季铵盐是优选的。
市售层状无机矿物的实例包括:季铵(quaternium)-18膨润土如由Rheox制造的BENTONE系列(例如,BENTONE 3、BENTONE 38、BENTONE 38V)、由United Catalyst Inc.制造的TIXOGEL VP、由Southern Clay Product,Inc.制造的CLAYTON系列(例如CLAYTON 34、CLAYTON 40和CLAYTON XL);司拉氯铵(stearalkonium)膨润土如由Rheox制造的BENTONE27、由UnitedCatalyst Inc.制造的TIXOGEL LG和由Southern Clay Product,Inc.制造的CLAYTON系列(例如CLAYTON AF和CLAYTON APA);以及季铵-18苯甲烃铵膨润土如由Southern Clay Products,Inc.制造的CLAYTON系列(例如CLAYTON HT和CLAYTON PS)。它们之中,CLAYTON AF和CLAYTONAPA是优选的。
而且,在层状无机矿物中存在的层间阳离子包括二价阳离子的情况下,所述二价阳离子可被三价阳离子和有机阴离子替代。
有机阴离子不受特别限制,并且其实例包括各自具有直链、支链或环状烷基(C1~C44)、链烯基(C1~C22)、烷氧基(C8~C32)、羟基烷基(C2~C22)、环氧乙烷、环氧丙烷等的硫酸离子、磺酸离子、羧酸离子和磷酸离子。它们之中,含有环氧乙烷骨架的羧酸离子是优选的。
已用有机离子改性的改性层状无机矿物的市售产品的实例包括用以下通式的有机阴离子改性的DHT-4A(由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制造):
R1(OR2)nOSO3 -
在上式中,R1为C13烷基,R2为C2~C6亚烷基,并且n为2~10的整数。
具有上述有机阴离子的化合物的市售产品的实例包括HITENOL330T(由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.制造)。
调色剂中改性层状无机矿物的量根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其优选为0.05质量%~2质量%。
树脂颗粒
优选在各基础颗粒的表面上存在树脂颗粒。
用于形成树脂颗粒的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是所得树脂颗粒可分散在水中。用于形成树脂颗粒的材料的实例包括乙烯基树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、有机硅树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯。这些可单独或组合使用。
它们之中,乙烯基树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂和聚酯树脂是优选的,并且乙烯基树脂是更优选的,因为它们可形成球形树脂细颗粒,通过使用这样的树脂颗粒,可容易获得其水性分散体。
乙烯基树脂的实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物。
树脂颗粒通常以树脂颗粒的水性分散体形式制造。注意,在基础颗粒的制造过程中,树脂颗粒的水性分散体可直接使用,或者可只使用树脂颗粒水性分散体中所含的树脂颗粒。在只使用含有树脂颗粒的水性分散体中所含树脂颗粒的情况下,树脂颗粒,例如,通过用水洗涤含有树脂颗粒的水性分散体并经历真空干燥而获得。
树脂颗粒优选使用具有多种不饱和基团的单体合成。
具有多种不饱和基团的单体的用量相对于单体总量通常为0.3质量%~20质量%,更优选0.5质量%~5质量%。当具有多种不饱和基团的单体的量小于0.3质量%时,所得树脂颗粒的交联密度不足。当其量大于20质量%时,所得树脂颗粒对基础颗粒的表面具有低的附着。
具有多种不饱和基团的单体根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯钠盐,ELEMINOLRS-30(可得自Sanyo Chemical Industries,Ltd.)。
树脂颗粒的合成方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括无皂乳化聚合、悬浮聚合和分散聚合。
树脂颗粒的重均分子量通常为9×103~2×105,优选1×104~5×104。当树脂颗粒的重均分子量小于9×103时,所得调色剂的耐热保存性可能是低的。当其重均分子量大于2×105时,调色剂的低温定影能力可能是低的。
树脂颗粒的重均分子量可使用GPC测量。
树脂颗粒的体均粒径通常为20nm~400nm,优选30nm~200nm,甚至更优选40nm~120nm。当其体均粒径小于20nm时,树脂颗粒阻碍粘合剂树脂和记录介质之间的粘附,这可降低所得调色剂的低温定影能力。当其体均粒径大于400nm时,由于显影期间搅拌施加的应力,树脂颗粒可与调色剂分离。
树脂颗粒的体均粒径可通过NIKKISO CO.,LTD.制造的粒度分布分析仪NANOTRAC UPA-150EX进行测量。
树脂颗粒的玻璃化转变温度通常为40℃~150℃,优选45℃~80℃。当树脂颗粒的玻璃化转变温度低于40℃时,储存期间的耐热性可能是低的。当其玻璃化转变温度高于150℃时,调色剂的低温定影能力可能是差的。
树脂颗粒的玻璃化转变温度可通过Shimadzu Corporation制造的差示扫描量热仪DSC-60进行测量。
调色剂中树脂颗粒的量通常为0.2质量%~6.0质量%。当调色剂中树脂颗粒的量小于0.2质量%时,储存期间调色剂的耐热性可能是低的。当其量大于6.0质量%时,调色剂的各基础颗粒表面上存在的树脂颗粒可能通过显影期间搅拌施加的应力而与其分离。
调色剂中树脂颗粒的量可由使用热解气相色谱质谱联用仪测量的仅源自树脂颗粒的峰面积进行计算。
其它组分
本发明的调色剂还可含有电荷控制剂、流动改进剂、辅助清洁剂等作为其它组分。
电荷控制剂
电荷控制剂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、螯合钼酸盐颜料、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷单质或其化合物、钨单质或其化合物、含氟表面活性剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。这些可单独或组合使用。
市售电荷控制剂的实例包括:BONTRON 03(苯胺黑染料)、BONTRONP-51(季铵盐)、BONTRON S-34(含金属的偶氮染料)、E-82(羟萘甲酸金属络合物)、E-84(水杨酸金属络合物)和E-89(苯酚缩合物),所有这些均由OrientChemical Industries Ltd.制造;由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造的TP-302和TP-415(均为季铵盐-钼络合物);由Hochst制造的Copy Charge PSYVP2038(季铵盐)、Copy Blue PR(三苯基甲烷衍生物)、Copy Charge NEGVP2036和Copy Charge NX VP434(均为季铵盐);由Japan Carlit Co.,Ltd.制造的LRA-901和LR-147(硼络合物);和其它如酞菁铜,二萘嵌苯,喹吖啶酮,偶氮染料,以及各自具有官能团如磺酸基、羧基或季铵盐基团的高分子化合物。
电荷控制剂与粘合剂树脂的质量比1(电荷控制剂的质量/粘合剂树脂的质量)通常为0.1%~10%,优选0.2%~5%。当其质量比小于0.1%时,所得调色剂的带电能力可能不足。当其质量比高于10%时,调色剂和显影辊之间的静电吸引增加,这可降低所得调色剂的流动性,或者降低用所得调色剂形成的图像的图像密度。
流动改进剂
流动改进剂通常具有5nm~100nm的平均一次粒径。
用于形成流动改进剂的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅火成碎屑岩(silicic pyroclasticrock)、硅藻土、氧化铬、氧化铈、红色氧化铁、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。这些可单独或组合使用。
调色剂中流动改进剂的用量通常为0.01质量%~5.0质量%,优选0.01质量%~2.0质量%。
而且,流动改进剂优选经历疏水处理。通过对流动改进剂进行处理以赋予疏水性质,所得流动改进剂可防止调色剂在高湿度环境下流动性降低。
流动改进剂的疏水处理中使用的处理剂根据预期目的适当地选择而不受限制,并且其实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、含有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和改性硅油。
本发明的调色剂进一步含有具有10nm~30nm的平均一次粒径的疏水处理的二氧化硅颗粒作为流动改进剂,并且球形二氧化硅颗粒和疏水处理的二氧化硅颗粒的游离颗粒率(即所有二氧化硅颗粒的游离颗粒率)优选为30质量%或更低,并且所有的游离二氧化硅颗粒(即游离球形二氧化硅颗粒和疏水处理的二氧化硅颗粒)中球形二氧化硅颗粒的量优选为50体积%或更少。当二氧化硅颗粒的游离颗粒率高于30质量%时,二氧化硅颗粒可能污染定影部分中排纸部分的周围区域。当游离二氧化硅颗粒所含的球形二氧化硅颗粒的量大于50体积%时,二氧化硅颗粒可沉积在光电导体上。
辅助清洁剂
辅助清洁剂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括脂肪酸金属盐如硬脂酸锌和硬脂酸钙。
本发明的调色剂的平均圆形度根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为0.94~0.98。当本发明的调色剂的平均圆形度小于0.94时,调色剂的转印能力下降,这可能无法形成无任何尘斑(dust spot)的高图像品质的图像。当其平均圆形度大于0.98时,调色剂的清洁能力可能是低的。
注意,调色剂的平均圆形度可通过流动颗粒图像分析仪FPIA-2100(由Sysmex Corporation制造)进行测量。
本发明的调色剂的体均粒径根据预期目的适当地选择而不受任何限制。例如,调色剂的体均粒径通常为3μm~8μm。当调色剂的体均粒径小于3μm时,调色剂颗粒往往容易融合。当其体均粒径大于8μm时,使用这样的调色剂可能难以形成高品质图像。
调色剂的体均粒径与调色剂的数均粒径之比根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为1.00~1.25,优选1.05~1.20。当其之比高于1.25时,使用这样的调色剂可能难以形成高品质图像。
调色剂的粒度分布可通过粒度仪COULTER COUNTER TAII(由CoulterElectronics制造)进行测量。
制造调色剂的方法
制造本发明的调色剂的方法包括:将包括含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物、含有氨基的化合物、微晶蜡和着色剂的材料溶解或分散在有机溶剂中以制备第一流体;将所述第一流体乳化或分散在含有树脂颗粒的水性介质中以制备第二流体;从所述第二流体中除去有机溶剂以形成基础颗粒;和将所述基础颗粒与球形二氧化硅颗粒混合。
第一流体制备步骤
第一流体制备步骤是将调色剂材料溶解或分散在有机溶剂中以制备第一流体。
调色剂材料
调色剂材料至少包括含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物、含有氨基的化合物、微晶蜡和着色剂。
调色剂材料优选进一步包括未改性的聚酯。
含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物与未改性聚酯的质量比(含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物/未改性聚酯)通常为5/95~25/75,优选10/90~25/75。当该质量比小于5/95时,所得调色剂的耐热反印性可能是低的。当其质量比大于25/75时,所得调色剂的低温定影能力和使用该调色剂形成的所得图像的光泽度可能是低的。
有机溶剂
有机溶剂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、1,1-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮和甲基异丁基酮。这些可单独或组合使用。它们之中,甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳等是优选的,并且乙酸乙酯是特别优选的。
有机溶剂的用量根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其相对于100质量份的调色剂材料通常为40质量份~300质量份,优选60质量份~140质量份,更优选80质量份~120质量份。
第二流体制备步骤
第二流体制备步骤根据预期目的适当地选择而没有任何限制,条件是其包括将所述第一流体乳化或分散在含有树脂颗粒的水性介质中以制备第二流体。
含有树脂颗粒的水性介质
含有树脂颗粒的水性介质是其中树脂颗粒分散在水中的水性介质。所述水性介质可含有水以及与水混溶的溶剂。
与水混溶的溶剂的实例包括:醇类如甲醇、异丙醇和乙二醇;溶纤剂如二甲基甲酰胺、四氢呋喃和甲基溶纤剂;以及低级酮如丙酮和甲乙酮。这些可单独或组合使用。它们之中,优选第一液体中所含的有机溶剂。在使用第一液体中所含的有机溶剂时,优选用第一液体中所含的有机溶剂使水饱和。
含有树脂颗粒的水性介质中树脂颗粒的量根据预期目的适当地选择而没有任何限制,但是其通常为0.5质量%~10质量%。
更优选水性介质进一步含有水溶性聚合物。
水溶性聚合物不受特别限制,并且其实例包括羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素和聚乙烯醇。这些可单独或组合使用。
用于将第一流体乳化或分散在含有树脂颗粒的水性介质中的分散机根据预期目的适当地选择而没有任何限制,并且其实例包括低速剪切分散机、高速剪切分散机、摩擦分散机。高压喷射分散机和超声波分散机。它们之中,高速剪切分散机是优选的,因为使用它能够将第一流体的分散液滴(油滴)的直径控制在2μm~20μm的范围内。
高速剪切分散机的转速通常为1000rpm~30000rpm,优选5000rpm~20000rpm。在采用间歇系统的情况下,分散持续时间通常为0.1分钟~5分钟。而且,分散的温度在压力下通常为0℃~150℃,优选40℃~98℃。
基础颗粒形成步骤
基础颗粒形成步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括从第二流体中除去有机溶剂以形成基础颗粒。
从第二流体中除去有机溶剂的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括其中逐渐提高第二流体的温度以蒸发有机溶剂的方法,和其中将第二流体喷雾到干燥气氛中以蒸发有机溶剂和水的方法。
用于干燥的气氛根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括空气、氮气、二氧化碳和燃烧气体的加热气氛。所述加热气氛的温度优选等于或高于所用有机溶剂和水的沸点。
用于将第二流体喷雾到干燥气氛中以蒸发有机溶剂和水的装置根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括喷雾干燥器、带式干燥器和回转窑。
当从第二流体中除去有机溶剂时,获得其中基础颗粒分散在水性介质中的分散液,或基础颗粒本身。
用水洗涤所得的其中基础颗粒分散在水性介质中的分散液或所得的基础颗粒,然后优选使其经历真空干燥。以这种方式,可除去任何使用的分散剂。
如果需要,可对所得基础颗粒进行分级。
用于使基础颗粒分级的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括通过旋风分离器、倾析器或离心分离除去细颗粒的方法,和使用筛子除去粗颗粒的方法。
基础颗粒-球形二氧化硅颗粒混合步骤
基础颗粒-球形二氧化硅颗粒混合步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制。
用于将基础颗粒和球形二氧化硅颗粒混合的混合或搅拌装置根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括HENSCHEL MIXER(由MITSUI MIKE MACHINERY Co.,Ltd.制造)、Super Mixer(由KawataCorporation制造)、Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)、MechanofusionSystem(由HOSOKAWA MICRON CORPORATION 制造)和MECHANOMILL(由OKADA SEIKO CO.,LTD.制造)。它们之中,流动搅拌型混合机(flow-stirring mixer)是优选的。
在使用流动搅拌型混合机(条件为以65m/s~120m/s的圆周速度进行搅拌)的情况下,用于将基础颗粒和球形二氧化硅颗粒混合的温度T[℃],以及微晶蜡通过DSC确定的起始温度Ts[℃]优选满足下式:
T≤Ts-20[℃] (1)
注意,T[℃]是流动搅拌型混合机的内壁温度。当T和Ts不满足式(1)时,部分微晶蜡渗出到调色剂的基础颗粒的表面上,因此球形二氧化硅颗粒可能不充分地固定在基础颗粒上。
在本发明的实施方式中,在混合基础颗粒与球形二氧化硅颗粒之后,所述颗粒可进一步与电荷控制剂、流动改进剂、辅助清洁剂等混合。
用于与电荷控制剂、流动改进剂、辅助清洁剂等混合的混合或搅拌设备根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括HENSCHELMIXER(由MITSUI MIKE MACHINERY Co.,Ltd.制造)、Super Mixer(由Kawata Corporation制造)、Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)、Mechanofusion System(由HOSOK4WA MICRON CORPORATION制造)和MECHANOMILL(由OKADA SEIKO CO.,LTD.制造)。
显影剂
本发明的显影剂含有本发明的调色剂。
显影剂可为由调色剂形成的单组分显影剂,或者含有调色剂和载体的双组分显影剂。在以高速印刷大成像面积的图像的情况下,优选使用双组分显影剂。
载体
双组分显影剂中载体的量通常为90质量%~98质量%,优选93质量%~97质量%。
载体优选由包覆有树脂层的芯形成。
用于形成芯的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括50emu/g~90emu/g的基于锰-锶的材料,和50emu/g~90emu/g的基于锰-镁的材料。这些可单独或组合使用。它们之中,优选高磁性材料如100emu/g或更高的铁和75emu/g~120emu/g的磁铁矿以确保理想的图像密度。而且,优选弱磁性材料如30emu/g~80emu/g的基于铜-锌的材料,因为所得载体能够减少调色剂刷对光电导体的冲击,因此有利于形成高品质图像。
芯的体均粒径根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为10μm~150μm,优选40μm~100μm。当芯的体均粒径小于10μm时,每个载体颗粒的磁化强度小,这可能导致载体的飞散。当其体均粒径大于150μm时,所得载体颗粒的比表面积小,这可能导致载体的飞散。
用于形成树脂层的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:氨基树脂如脲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂和环氧树脂;聚乙烯类如丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛;聚苯乙烯树脂如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酰共聚物;卤化聚烯烃;聚酯;聚碳酸酯如聚氯乙烯;聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯;聚乙烯;含氟树脂如聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟乙烯、聚六氟丙烯、偏二氟乙烯-丙烯酰共聚物、偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物,以及四氟乙烯、偏二氟乙烯和不含氟基团的单体的共聚物;以及有机硅树脂。这些可单独或组合使用。
树脂层可含导电粉末。
用于形成导电粉末的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括金属、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。
导电粉末的平均粒径根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为1μm或更小。当导电粉末的平均粒径大于1μm时,可能难以控制树脂层的电阻。
树脂层可例如通过用其中树脂溶解在溶剂中的涂布液涂布芯的表面,干燥并烘干所述涂布液而形成。
溶剂根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙酸丁酯和溶纤剂。
用于涂布涂布液的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括浸涂、喷涂和刷涂。
烘干的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:使用电炉、旋转电炉或燃烧炉的外部加热;以及使用微波的内部加热。
载体中树脂层的量根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是其通常为0.01质量%~5.0质量%。当载体中树脂层的量小于0.01质量%时,可能难以在芯的表面上形成均匀的树脂层。当其量大于5.0质量%时,所得载体的颗粒可能导致聚集。
图像形成方法
本发明的图像形成方法包括:使光电导体带电;使所述带电的光电导体曝光以形成静电潜像;用本发明的显影剂使在所述光电导体上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像;将在所述光电导体上形成的调色剂图像转印到记录介质;和将所述转印的调色剂图像定影到所述记录介质。本发明的图像形成方法优选进一步包括清洁调色剂图像已从其转印的光电导体。而且,本发明的图像形成方法可进一步包括:使清洁的光电导体除电(diselectrify);和如果需要,回收通过清洁从光电导体收集的显影剂。
光电导体
光电导体的形状根据预期目的适当地选择而不受任何限制,但是光电导体优选为鼓的形状。
形成光电导体的材料根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括:无机化合物如无定形硅,和硒;以及有机化合物如聚硅烷,和酞菁聚甲川(phthalopolymetine)。它们之中,无定形硅是优选的,因为其使所得光电导体具有长的使用寿命。
带电步骤
带电步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,只要其包括使光电导体带电。其实例包括使用带电单元向光电导体的表面上施加电压。
带电单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括具有导电或半导电辊、刷子、膜、橡胶刮片等的接触带电器;和使用电晕放电的非接触带电器如电晕管和栅极网(scorotron)。
静电潜像形成步骤
静电潜像形成步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括使带电的光电导体曝光以形成静电潜像。
使带电的光电导体曝光的方法的实例包括使用曝光单元将光施加到光电导体表面的方法。曝光可采用其中将光施加到光电导体背面的背光系统。
曝光单元不受特别限制,并且其实例包括各种曝光设备如再现光学曝光设备、棒式透镜阵列曝光设备、激光光学曝光设备和液晶快门光学设备。
调色剂图像形成步骤
调色剂图像形成步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括用本发明的显影剂使在光电导体上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像。
用本发明的显影剂使在光电导体上形成的静电潜像显影的方法的实例包括使用显影单元将本发明的调色剂施加到在光电导体表面上形成的静电潜像的方法。
显影单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其能够将本发明的调色剂直接或间接地施加到在光电导体上形成的静电潜像。显影单元的实例包括含有设置为搅拌本发明的显影剂以将电荷施加到显影剂的搅拌单元和能旋转的磁性辊的显影设备,其中本发明的显影剂为双组分显影剂。在上述实施方式的显影单元中,本发明的显影剂在所述搅拌单元中通过搅拌本发明的调色剂和载体引起的摩擦而带电,其以刷子的形式保持在能旋转的磁性辊的表面上以形成磁性刷。由于磁性辊邻近光电导体设置,在磁性辊的表面上形成磁性刷的本发明调色剂的一部分通过静电力施加到在光电导体表面上形成的静电潜像。以上述方式,用本发明的显影剂将在光电导体上形成的静电潜像显影,从而形成调色剂图像。
注意,容纳在显影设备中的本发明的显影剂可为单组分显影剂。
转印步骤
转印步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括将光电导体上形成的调色剂图像转印到记录介质。
将光电导体上形成的调色剂图像转印到记录介质的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括使用转印单元将光电导体表面上形成的调色剂图像转印到记录介质表面的方法。在该方法中,优选将光电导体表面上形成的调色剂图像转印到中间转印部件,然后从该中间转印部件转印到记录介质表面。而且,调色剂图像的转印可以这样的方式进行:使在光电导体表面上分别形成(依次在光电导体表面上形成)的不同颜色的调色剂图像转印到中间转印部件的表面以形成复合调色剂图像,然后将在该中间转印部件的表面上形成的复合调色剂图像转印到记录介质的表面。
中间转印部件根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括环形转印带。
转印单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括使用电晕放电的电晕转印单元、转印带、转印辊、转印压力辊和粘合转印单元。
注意,记录介质不受特别限制,并且其实例包括本领域中已知的记录纸。
定影步骤
定影步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括将转印的调色剂图像定影到记录介质。
将转印的调色剂图像定影到记录介质的方法根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括使用定影单元将转印的调色剂图像定影到记录介质表面的方法。在形成全色图像的情况下,可在各调色剂图像一转印到记录介质就将各颜色的调色剂图像定影。或者,可在所有的调色剂图像转印到记录介质之后进行定影。
定影单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括将加热辊和加压辊组合的单元,以及将加热辊、加压辊和环形带组合的单元。加热辊用于定影的温度通常为80℃~200℃。注意,本领域中已知的光学定影单元可与所述定影单元组合使用或代替所述定影单元使用。
清洁步骤
清洁步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括清洁调色剂图像已从其转印的光电导体。
用于清洁光电导体的方法的实例包括使用清洁单元除去残留在光电导体表面上的残余调色剂的方法。
清洁单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其可以除去残留在光电导体表面上的残余调色剂,并且其实例包括磁性刷清洁器、静电刷清洁器、磁性辊清洁器、刮片清洁器、刷式清洁器和网式清洁器。
除电步骤
除电步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是使经清洁的光电导体除电。
使光电导体除电的方法的实例包括使用除电单元对光电导体的表面施加除电偏压,从而使该光电导体除电的方法。
除电单元不受特别限制,只要其能够对光电导体的表面施加除电偏压,并且其实例包括除电灯。
回收步骤
回收步骤根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其包括回收通过清洁从光电导体收集的显影剂。
回收收集的显影剂的方法的实例包括使用回收单元将收集的调色剂输送到显影单元的方法。
回收单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,并且其实例包括本领域中已知的传送单元。
控制单元
可使用控制单元对各单元(即各设备)进行控制。
控制单元根据预期目的适当地选择而不受任何限制,条件是其能够控制各单元(即各设备)的运行,并且其实例包括序列发生器和计算机。
本发明中使用的图像形成装置的一个实例如图1所示。图像形成装置100A装配有光电导体鼓10(在下文中称作“光电导体10”)、带电辊20、曝光设备(未示出)、显影设备40、中间转印带50、具有清洁刮片的清洁设备60和电荷消除灯70。
中间转印带50绕着置于所述带内侧的三个辊51拉伸并设计成能在箭头方向移动。三个辊51的一部分起到转印偏压辊的作用,其能够将转印偏压(一次转印偏压)施加到中间转印带50。
含有清洁刮片的清洁单元90置于中间转印带50附近。能够施加转印偏压(二次转印偏压)以将调色剂图像转印到记录纸P上的转印辊80面对所述中间转印带50放置。
在中间转印带50的周围区域,用于将电荷供应到所述中间转印带50上的调色剂图像的电晕带电器52置于中间转印带50旋转方向上光电导体10和中间转印带50的接触区域与中间转印带50和记录纸P的接触区域之间。
黑色(K)、黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的各颜色的显影设备40配有显影剂储存容器41、显影剂供给辊42和显影辊43。
在图像形成装置100A中,使用带电辊20使光电导体10的表面均匀带电,并且使用曝光设备(未示出)将曝光L曝光到该光电导体10以形成静电潜像。接下来,用显影设备40供给的调色剂使在所述光电导体10上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像。通过辊51施加的电压将在所述光电导体10上形成的调色剂图像转印(一次转印)到所述中间转印带50上。而且,通过电晕带电器52对所述中间转印带50上的调色剂图像施加电荷,并将所述调色剂图像转印到记录介质P(二次转印)。然后通过清洁设备60除去残留在所述光电导体10上的调色剂,并通过电荷消除灯70暂时除去在所述光电导体10上积累的电荷。
本发明中使用的图像形成装置的另一实例如图2所示。图像形成装置100B为串联型彩色图像形成装置,并且包括复印机主体150、进纸台200、扫描仪300和自动进稿器(ADF)400。
在复印机主体150的中央部分设置中间转印带50。所述中间转印带50绕着三个辊14、15和16拉伸并且配置为在箭头所示方向旋转。
邻近辊15设置具有清洁刮片的清洁设备90。而且,沿着所述中间转印带50的旋转方向设置包括黄色、青色、品红色和黑色的四个图像形成单元110。各颜色的图像形成单元110如图3所示,其配有光电导体鼓10,使所述光电导体鼓10均匀带电的带电辊20,用黑色(K)、黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的各颜色的显影剂使在所述光电导体鼓10上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影设备40,用于将各颜色的调色剂图像转印到中间转印带50上的转印辊80’,清洁设备60和电荷消除灯70。
而且,邻近图像形成单元110设置曝光设备30。曝光设备30将曝光L施加到光电导体鼓10上以在其上形成静电潜像。
而且,在中间转印带50的与设置图像形成单元110的一侧相反的一侧设置转印辊80以使其面对辊16。用于传送记录介质的传送带82绕着转印辊80和支撑辊81拉伸,使得记录介质和中间转印带50可彼此接触。
邻近传送带82设置定影设备120。定影设备120配有定影带121和设置成压向定影带121的加压辊122。
此外,在传送带82和定影设备120附近设置用于将记录介质翻面的纸张翻面器28以在介质的两面上均形成图像。
接下来将说明通过图像形成装置100B形成全色图像(彩色复印)。开始,将稿件置于自动进稿器(ADF)400的稿件台130上。或者,打开自动进稿器400,将稿件置于扫描仪300的接触玻璃32上,并将所述自动进稿器400关闭。在按下启动开关(未示出)时,将置于稿件台130上的稿件输送到接触玻璃32上,然后用第一滑架33和第二滑架34扫描该稿件。在稿件最初置于接触玻璃32上的情况下,扫描仪300立即驱动以运行配备的第一滑架33和配备的第二滑架34。从第一滑架33的光源向稿件施加光,并在第二滑架34的镜子处进一步反射从所述稿件反射的光。然后,镜子反射的光通过成像透镜35到达读取传感器36。以上述方式,读取彩色稿件(彩色图像),并获得黑色、黄色、品红色和青色的各颜色的图像信息。
在基于获得的各颜色的图像信息通过曝光设备30在光电导体10上形成各颜色的静电潜像之后,各颜色的静电潜像用相应颜色的显影设备40供应的显影剂显影,从而形成各颜色的调色剂图像。将形成的相应颜色的调色剂图像连续地转印(一次转印)到通过辊14、15和16旋转的中间转印带50,从而形成复合调色剂图像。
选择性地旋转进纸台200中的进纸辊142之一,使记录介质从纸库143中的多个进纸盒144之一弹出,并通过分离辊145逐一分离到进纸路径146中,通过输送辊147输送到进纸路径148并与配准(registration)辊49碰撞而停止。或者,记录纸从手动进纸盘54弹出,通过分离辊58逐一分离到进纸路径53,逐一输送然后与配准辊49碰撞。注意,配准辊49通常接地,但是其可施加偏压以除去记录纸的纸屑。
配准辊49与中间转印带50上的复合颜色图像的移动同步地旋转,以将记录纸送入中间转印带50和传送带82之间,并将该复合调色剂图像转印(二次转印)到记录介质上。
传送带82将其上已转印了复合调色剂图像的记录纸输送到定影设备120中。在定影设备120中,所述复合调色剂图像通过定影带121和加压辊122加热和加压以定影在记录介质上。此后,所述记录介质通过切换闸刀55的作用改变其行进方向,通过弹出辊56弹出并堆叠在输出盘57上。或者,记录介质通过切换闸刀55的作用改变其行进方向,通过纸张翻面器28翻面,并在其背面上进行图像形成。然后在其两面上均承载图像的记录介质借助于弹出辊56弹出,并堆叠在输出盘57上。
在转印复合调色剂图像之后残留在中间转印带50上的调色剂通过清洁设备90除去。
具体实施方式部分中的上述范围包括所有的具体值及其之间的子区间。
实施例
在下文中将通过实施例更具体地说明本发明,但是这些实施例不应理解为以任何方式限制本发明的范围。在以下说明书中,“份”表示“质量份”。
制造实施例1
聚酯A的合成
将67份双酚A环氧乙烷(2mol)加合物、84份双酚A环氧丙烷(3mol)加合物、274份对苯二甲酸和2份氧化二丁基锡装入配有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,并使该混合物在230℃在常压下反应10小时。然后,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的减压下进一步反应6小时,从而获得聚酯A。聚酯A具有2,300的数均分子量、7,000的重均分子量、65℃的玻璃化转变温度、20mgKOH/g的酸值和40mgKOH/g的羟基值。
制造实施例2
聚酯B的合成
将77份双酚A环氧乙烷(2mol)加合物、74份双酚A环氧丙烷(3mol)加合物、289份对苯二甲酸和2份氧化二丁基锡装入配有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,并使该混合物在230℃在常压下反应8小时。然后,使反应混合物在10mmHg~15mmHg的减压下进一步反应5小时,从而获得聚酯B。聚酯B具有2,100的数均分子量、5,600的重均分子量、62℃的玻璃化转变温度、35mgKOH/g的酸值和95mgKOH/g的羟基值。
制造实施例3
母料的制备
通过HENSCHEL MIXER(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)将1,000份水、540份炭黑(Printex 35,由Degussa Co.制造,DBP吸油值=42mL/100g,pH=9.5)和1,200份聚酯A混合。所得混合物在150℃通过双辊捏合机捏合30分钟,将所得产物辊压和冷却,随后通过粉碎机(由Hosokawa Micron Corporation制造)粉碎,从而产生母料。
制造实施例4
聚酯预聚物的合成
将682份双酚A环氧乙烷(2mol)加合物、81份双酚A环氧丙烷(2mol)加合物、283份对苯二甲酸、22份偏苯三甲酸酐和2份氧化二丁基锡装入配有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,并使该混合物在230℃在常压下反应8小时,随后在10mmHg~15mmHg的减压下反应5小时,从而获得中间体聚酯。中间体聚酯具有2,100的数均分子量、9,500的重均分子量、55℃的玻璃化转变温度、0.5mgKOH/g的酸值和51mgKOH/g的羟基值。
接下来,将410份中间体聚酯、89份异佛尔酮二异氰酸酯和500份乙酸乙酯装入配有冷却管、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,并使该混合物在100℃反应5小时,从而获得聚酯预聚物。所述聚酯预聚物中游离异氰酸酯基团的量为1.53质量%。
制造实施例5
酮亚胺的合成
将170份异佛尔酮二胺和75份甲乙酮装入配有搅拌棒和温度计的反应容器中,并使该混合物在50℃反应5小时,从而获得酮亚胺。所得酮亚胺具有418mgKOH/g的胺数。
制造实施例6
水性介质的制备
将683份水、11份甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯钠盐ELEMINOLRS-30(由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)、83份苯乙烯、83份甲基丙烯酸、110份丙烯酸丁酯和1份过硫酸铵装入配有搅拌棒和温度计的反应容器中。所述混合物以400rpm搅拌15分钟之后,将该混合物加热到75℃,并使其反应5小时。向所得反应混合物中加入30份1质量%的过硫酸铵水溶液,然后使该溶液在75℃熟化5小时,从而获得乙烯基树脂颗粒的分散液。通过Nanotrack Particle Size Analyzer UPA-EX150(由NIKKISO CO.,LTD.制造)测量该分散液中乙烯基树脂颗粒的体均粒径并且其为45nm。此外,将乙烯基树脂颗粒的部分分散液干燥以分离树脂组分,并测量该树脂组分的玻璃化转变温度和重均分子量。结果分别为59℃和150,000。
通过混合和搅拌990份水、83份乙烯基树脂颗粒的分散液、37份ELEMINOL MON-7(48.5质量%十二烷基二苯基醚磺酸钠水溶液,由SanyoChemical Industries,Ltd.制造)、135份CELLOGEN BS-H-3(1质量%羧甲基纤维素钠水溶液,由Dai-ichi Kogyo Keiyaku Co.,Ltd.制造)和90份乙酸乙酯获得水性介质。
实施例1
将364份聚酯B、124份微晶蜡HiMic-0086(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55)和947份乙酸乙酯装入配有搅拌棒和温度计的反应容器中,并将该混合物在搅拌下加热到80℃,并将温度保持在80℃5小时。然后,将所述混合物以1小时冷却到30℃。接下来,将500份母料和500份乙酸乙酯装入所述反应容器中,并将混合物混合1小时,从而获得液体混合物。
将所得液体混合物(1,324份)转移到反应容器中,并在以下条件下通过珠磨机Ultraviscomill(由AIMEX CO.,Ltd.制造)3次从而获得分散液:1kg/h的液体进料速度和6m/s的盘圆周速度,所述珠磨机的80体积%填充有各自具有0.5mm粒径的锆珠。
向所得的分散液中加入1,324份65质量%聚酯B的乙酸乙酯溶液,所得液体在与上述相同的条件下通过Ultraviscomill一次,从而获得分散液。
向200份所得的分散液中加入1.5份改性层状无机矿物(CLAYTONEAPA,由Southern Clay Products制造),所得混合物通过T.K.HOMO MIXER(由PRIMIX Corporation制造)以7,000rpm分散60分钟,从而获得分散液。
将749份所得分散液、115份制造实施例4中获得的聚酯预聚物和2.9份制造实施例5中获得的酮亚胺装入反应容器中,并将该混合物通过T.K.HOMO DISPER(由PRIMIX Corporation制造)以5,000rpm搅拌1分钟,从而获得调色剂材料的分散液。
向1,200份制造实施例6中获得的水性介质中加入867份调色剂材料的分散液,并将该混合物通过T.K.HOMO MIXER以13,000rpm搅拌20分钟,从而获得乳液浆料。
接下来,将所述乳液浆料装入配有搅拌器和温度计的反应容器中,并在30℃以8小时从所述乳液浆料中除去溶剂,随后在45℃熟化4小时,从而获得分散浆料。
通过Multisizer III(由Beckman Coulter,Inc.制造)测量分散浆料的粒度分布,并且发现该分散浆料的体均粒径和数均粒径分别为5.1μm和4.9μm。
对分散浆料(100份)进行真空过滤,并向所得滤饼加入100份离子交换水。所得混合物通过T.K.HOMO MIXER以12,000rpm搅拌10分钟,随后进行过滤。向所得滤饼中加入10质量%磷酸溶液以将pH调节为3.7,并将所得物通过T.K.HOMO MIXER以12,000rpm搅拌10分钟。然后,对所得混合物进行过滤。向所得滤饼加入300份离子交换水,并将混合物通过T.K.HOMO MIXER以12,000rpm搅拌10分钟,随后进行过滤。将该操作重复2次,从而获得滤饼。所得滤饼通过45℃的热空气循环干燥烘箱干燥48小时,随后通过具有75μm开孔的筛子进行筛分,从而获得基础颗粒。
在30℃的温度和100m/s的圆周速度下通过流动搅拌型混合机QMixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)的搅拌将所得的基础颗粒(100份)和具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(1份)(由TokuyamaCorporation制造)混合。向所得混合物中加入1份具有20nm的平均一次粒径的疏水二氧化硅(HDK-2000,由Wacker Asahikasei Silicone Co.,Ltd.制造)和0.7份具有20nm的平均一次粒径的疏水氧化钛,并且该混合物通过HENSCHEL MIXER(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)搅拌,从而获得调色剂。
实施例2
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)在35℃下搅拌以进行混合。
实施例3
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)在45℃下搅拌以进行混合。
比较例1
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用100份基础颗粒、1.5份具有20nm的平均一次粒径的疏水二氧化硅(HDK-2000,由WackerAsahikasei Silicone Co.,Ltd.制造)和0.7份具有20nm的平均一次粒径的疏水氧化钛代替100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过HENSCHEL MIXER(由MitsuiMining Co.,Ltd.制造)进行混合。
比较例2
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用微晶蜡BSQ180W(由Baker Petrolite制造,DSC确定的起始温度:45℃,DSC确定的峰温度:80℃,碳数分布:20~60)代替微晶蜡HiMic-0086(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55)。
实施例4
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用纯化的微晶蜡BSQ180W(由Baker Petrolite制造,DSC确定的起始温度:48℃,DSC确定的峰温度:82℃,碳数分布:27~54)代替微晶蜡HiMic-0086(由Nippon SeiroCo.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55)。
实施例5
以与实施例4相同的方式获得调色剂,条件是100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)在25℃下搅拌进行混合。
比较例3
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用微晶蜡HiMic-1080(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:42℃,DSC确定的峰温度:61℃,碳数分布:20~55)代替微晶蜡HiMic-0086(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55),并且100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机QMixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)在25℃进行混合。
实施例6
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用纯化的微晶蜡HiMic-1080(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:46℃,DSC确定的峰温度:67℃,碳数分布:26~53)代替微晶蜡HiMic-0086(由NipponSeiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55),并且100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)在25℃进行混合。
实施例7
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过作为流动搅拌型混合机的混合机(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)以65m/s的圆周速度搅拌以进行混合。
实施例8
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是使用1份具有100nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)代替具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅(由Tokuyama Corporation制造)。
实施例9
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用具有150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)代替具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)。
实施例10
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过HENSCHEL MIXER(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)进行混合。
比较例4
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用纯化的微晶蜡BSQ180W(由Baker Petrolite制造,DSC确定的起始温度:55℃,碳数分布:25~58)代替微晶蜡HiMic-0086(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55),并且不加入CLAYTONE APA(由Southern Clay Products制造)。
比较例5
以与实施例1相同的方式获得调色剂,条件是用石蜡HNP-11(由NipponSeiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:57℃,DSC确定的峰温度:70℃,碳数分布:28~40)代替微晶蜡HiMic-0086(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造,DSC确定的起始温度:55℃,DSC确定的峰温度:79℃,碳数分布:25~55),并且100份基础颗粒和1份具有130nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒(由Tokuyama Corporation制造)通过流动搅拌型混合机Q Mixer(由MitsuiMining Co.,Ltd.制造)在35℃进行混合。
制造调色剂的条件在表1中示出。
表1
注意,Ts和T分别表示DSC确定的蜡的起始温度,以及当基础颗粒和球形二氧化硅颗粒混合时流动搅拌型混合机Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)的内壁温度。而且,圆周速度是当通过Q Mixer(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)进行搅拌时的圆周速度。
由DSC确定的蜡的起始温度
蜡的热性质通过DSC-60(由Shimadzu Corporation制造)在氮气气氛下以10℃/min的升温速率确定。接下来,使用DSC-60系统中的分析程序确定第一次升温时DSC曲线上的起始温度。
蜡的碳数分布
使用总离子流色谱图测量蜡的碳数分布。
调色剂的性质在表2中示出。
表2
平均圆形度
具有2μm~400μm的粒径的颗粒的平均圆形度通过FPIA-3000(由Sysmex Corporation制造)测量。
二氧化硅颗粒的游离颗粒率和游离二氧化硅颗粒中球形二氧化硅颗粒的量
其中4g调色剂借助于1质量%非离子表面活性剂(NIOGEN,由Dai-ichiKogyo Keiyaku Co.,Ltd.制造)分散在约150mL离子交换水中的分散液通过超声均化器VCX750(由Sonics & Materials,Inc.制造)以30W~50W的输出功率分散2分钟。此后,所得分散液通过离心机H-38F(由KOKUSAN Co.,Ltd.制造)以3,000rpm进行离心分离2分钟。
将通过离心分离获得的上清液分离,并对残留物进行抽滤,随后进行干燥。经干燥的残留物通过X-射线荧光光谱仪ZSX100e(由Rigaku Corporation制造)进行分析,从而计算该残留物中的二氧化硅含量C1。以与上述相同的方式,计算离心分离前调色剂中二氧化硅含量C0,并基于下式计算二氧化硅颗粒的游离颗粒率:
(C0-C1)/C0×100[质量%]
向通过离心分离获得的上清液中加入1质量%的非离子表面活性剂(NIOGEN,由Dai-ichi Kogyo Keiyaku Co.,Ltd.制造),所得物通过超声均化器VCX750(由Sonics & Materials,Inc.制造)以30W~50W的输出功率分散2分钟。此后,通过激光衍射/散射粒度分析仪LA-920(由HORIBA,Ltd.制造)测量粒度分布,从而获得具有100nm~150nm粒径的颗粒的量(体积%),这被确定为游离二氧化硅颗粒中球形二氧化硅颗粒的量。
载体的制备
通过均匀混合机将21份50质量%的丙烯酸类树脂溶液、6.4份70质量%胍胺溶液、7.6份具有0.3μm平均一次粒径和1×1014Ω·cm体积电阻率的氧化铝颗粒、65份23质量%有机硅树脂溶液SR2410(由Dow Corning TorayCo.,Ltd.制造)、0.3份氨基硅烷SH6020(由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)、60份甲苯和60份丁基溶纤剂分散10分钟获得涂布液。通过SPIRA COTA(由OKADA SEIKO CO.,LTD.制造)将所得涂布液涂布到具有50μm平均一次粒径的烧成铁氧体粉末(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe2O3)48.0的各个表面,使得膜厚度为0.15μm,并将涂布膜干燥。然后,将所得物在150℃电炉中烘烤1小时,随后冷却,并通过具有106μm开孔的筛子进行筛分,从而获得载体。
显影剂的制备
通过TURBULA MIXER T2F(由Willy A.Bachofen AG Maschinenfabrik制造)将6份调色剂和94份载体搅拌5分钟获得显影剂。
对所得显影剂的最低定影温度、清洁能力、二氧化硅沉积和设备污染进行评价。
最低定影温度
使用Digital Color Imagio Neo C600(由Ricoh Company Limited制造)的改型设备,在将定影温度的设定从120℃起以5℃改变的同时评价显影剂的最低定影温度。注意,最低定影温度是污斑(smear)ID为0.4或更低时的温度。
清洁能力
在10℃、15%RH的环境下使用Digital Color Imagio MP C7500(由RicohCompany Limited制造)的改型设备在A3纸张上形成具有100%成像面积比率的图像之后,使A3纸张通过,然后评价清洁能力。注意,如下确定清洁能力:A,直至进纸200,000张才出现清洁故障的情况;B,直至进纸100,000张才出现清洁故障的情况;C,直至进纸50,000张才出现清洁故障的情况;和D当进纸少于50,000张时出现清洁故障的情况。
二氧化硅颗粒的沉积
使用Digital Color Imagio MP C7500(由Ricoh Company Limited制造)的改型设备以单色模式在100,000张纸上输出具有50%成像面积比率的图表。此后,目视观察和评价光电导体上二氧化硅颗粒的沉积。光电导体上没有沉积二氧化硅颗粒的情况评价为B;光电导体上沉积少量二氧化硅颗粒的情况评价为C;光电导体的整个表面上沉积有二氧化硅颗粒的情况评价为D;和光电导体的整个表面上沉积大量二氧化硅颗粒的情况评价为E。另外,即使在输出100,000张纸之后也没有二氧化硅颗粒沉积在光电导体上的情况评价为A。
设备污染
使用Digital Color Imagio MP C7500(由Ricoh Company Limited制造)的改型设备,以单色模式在100,000张纸上输出具有50%成像面积比率的图表。此后,目视观察和评价定影部分的排纸部分周围的污染作为设备污染。注意,排纸部分周围没有观察到污染的情况评价为A;排纸部分周围观察到轻微污染的情况评价为B;以及排纸部分周围和印刷物上观察到污染的情况评价为C。
纸张分离
使1千张NBS复印印刷纸<55>连续通过,并对纸张分离进行评价。注意,不发生卡纸的情况评价为B;发生1~3次卡纸的情况评价为C;和发生4次或更多次卡纸的情况评价为D。另外,在使锡纸(NBS复印印刷纸<45>)以与上述相同的方式通过时未发生卡纸的情况评价为A。
显影剂的评价结果在表3中示出。
表3
从表3所示结果发现,与比较例的调色剂的结果相比,实施例的调色剂在设备污染,尤其是二氧化硅沉积方面具有优异的结果。
本申请要求分别在2010年7月22日和2011年4月22日提交的日本专利申请No.2010-165259和No.2011-096483的优先权,并且这些在先申请引入本文作为参考。
Claims (20)
1.调色剂,包含:
基础颗粒,其各自含有聚酯、微晶蜡和着色剂;以及
球形二氧化硅颗粒,其具有100nm~150nm的平均一次粒径,
其中所述微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
2.权利要求1的调色剂,其中所述基础颗粒各自进一步含有其中至少部分层间阳离子被有机离子替代的改性层状无机矿物。
3.权利要求1的调色剂,其中所述聚酯含有脲改性聚酯。
4.权利要求1的调色剂,进一步包含存在于各基础颗粒表面上的树脂颗粒。
5.权利要求4的调色剂,其中所述树脂颗粒为乙烯基树脂颗粒。
6.权利要求1的调色剂,进一步包含平均一次粒径为10nm~30nm的疏水处理的二氧化硅颗粒。
7.权利要求6的调色剂,其中所述球形二氧化硅颗粒和所述疏水处理的二氧化硅颗粒的游离颗粒率为30质量%或更少,并且所述游离球形二氧化硅颗粒和所述游离疏水处理的二氧化硅颗粒的总量中所述球形二氧化硅颗粒的量为50体积%或更少。
8.制造调色剂的方法,包括:
将包含含有异氰酸酯基团的聚酯预聚物、含有氨基的化合物、微晶蜡和着色剂的材料溶解或分散在有机溶剂中以制备第一流体;
将所述第一流体乳化或分散在含有树脂颗粒的水性介质中以制备第二流体;
从所述第二流体中除去有机溶剂以形成基础颗粒;和
将所述基础颗粒与具有100nm~150nm的平均一次粒径的球形二氧化硅颗粒混合,
其中所述微晶蜡具有由DSC确定的45℃~60℃的起始温度,和25~55的碳数分布。
9.权利要求8的制造调色剂的方法,其中所述混合是通过使用流动搅拌型混合机以65m/s~120m/s的圆周速度搅拌进行的,和
其中T和Ts满足由下式表达的关系:
T≤Ts-20
其中T为混合所述基础颗粒和所述球形二氧化硅颗粒的温度,Ts为微晶蜡由DSC确定的起始温度,并且T和Ts的值均基于单位℃。
10.权利要求8的制造调色剂的方法,其中所述基础颗粒各自进一步含有其中至少部分层间阳离子被有机离子替代的改性层状无机矿物。
11.权利要求8的制造调色剂的方法,其中所述树脂颗粒位于各基础颗粒的表面上。
12.权利要求11的制造调色剂的方法,其中所述树脂颗粒为乙烯基树脂颗粒。
13.显影剂,包含:
权利要求1的调色剂。
14.权利要求13的显影剂,其中所述基础颗粒各自进一步含有其中至少部分层间阳离子被有机离子替代的改性层状无机矿物。
15.权利要求13的显影剂,其中所述调色剂进一步含有平均一次粒径为10nm~30nm的疏水处理的二氧化硅颗粒。
16.权利要求13的显影剂,其中所述球形二氧化硅颗粒和所述疏水处理的二氧化硅颗粒的游离颗粒率为30质量%或更少,并且所述游离球形二氧化硅颗粒和所述游离疏水处理的二氧化硅颗粒的总量中所述球形二氧化硅颗粒的量为50体积%或更少。
17.图像形成方法,包括:
使光电导体带电;
使所述带电的光电导体曝光以形成静电潜像;
用权利要求13所述的显影剂使在所述光电导体上形成的静电潜像显影以形成调色剂图像;
将在所述光电导体上形成的调色剂图像转印到记录介质;和
将所述转印的调色剂图像定影到所述记录介质。
18.权利要求17的图像形成方法,其中所述基础颗粒各自进一步含有其中至少部分层间阳离子被有机离子替代的改性层状无机矿物。
19.权利要求17的图像形成方法,其中所述调色剂进一步含有平均一次粒径为10nm~30nm的疏水处理的二氧化硅颗粒。
20.权利要求17的图像形成方法,其中所述球形二氧化硅颗粒和所述疏水处理的二氧化硅颗粒的游离颗粒率为30质量%或更少,并且所述游离球形二氧化硅颗粒和所述游离疏水处理的二氧化硅颗粒的总量中所述球形二氧化硅颗粒的量为50体积%或更少。
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