磁性调色剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于电子照相术、使静电潜像可视化的图像形成方法和调色剂喷射中 的磁性调色剂（下文中有时简称为〃调色剂〃）。
【背景技术】
[0002] 近年来，复印机或打印机等已经开始要求高速化和长寿命化，进而磁性调色剂已 经开始需要能够比现有技术保持更长期的使用。此外，对设备的节能的需求日益增长，与此 同时，强烈要求与上述需求对应的调色剂优异的低温定影性能。
[0003] 通常，低温定影性能涉及调色剂的粘度，进而要求调色剂在定影时随着加热快速 熔融的性质，即所谓的迅速熔融性。
[0004] 如在日本专利申请特开No. 2004-138920中记载的，提议了含有通过引入结晶性 嵌段聚酯而各自改善迅速熔融性的调色剂颗粒的调色剂，其中各调色剂颗粒具有外部添加 剂的表面覆盖率设定为高达100%以上。日本专利申请特开No. 2004-138920提议了通过此 类过程改善调色剂的显影稳定性同时实现其低温定影性。然而，当设想复印机或打印机等 在未来具有更高的速度和更长的寿命时，期待如在其显影单元中的搅拌或其主体的温度升 高等外来压力进一步强化，进而显影性的降低、图像缺陷或熔融粘附至构件由于外部添加 剂的嵌入而发生。因此，调色剂有改善的余地。
[0005] 为了抑制此类嵌入，已经进行了许多各自涉及使用具有大粒径的外部添加剂的尝 试来抑制外部添加剂在调色剂的表面中的嵌入和改善其显影耐久性。
[0006] 如在例如日本专利申请特开No. 2002-318467、日本专利申请特开 No. 2005-202131、和日本专利申请特开No. 2013-92748中记载的，提议了添加间隔子粒子 来抑制外部添加剂的嵌入和改善调色剂的耐久稳定性。然而，预期到那些间隔子粒子的添 加不利地影响调色剂的低温定影性。
[0007] 此外，已知一般利用作间隔子粒子的无机细颗粒、或各自使用具有高交联密度的 树脂作为核树脂的有机-无机复合细颗粒具有高体积比热。因此，当将可以充分地升高外 部添加剂的温度的热量投入定影单元时，存在的风险在于调色剂图像在定影后的温度难以 下降，进而其中在打印之后即刻层叠纸张时，纸张彼此粘附，即所谓的打印纸张的粘附的现 象发生。
[0008] 如上所述，考虑到在未来打印机等的高速化和长寿命化、以及其节能化，需要具有 高显影性且低温定影性和打印纸张的耐粘附性优异的调色剂。然而，目前，为此目的要解决 非常多的技术问题，并且现有技术的调色剂有改善的余地。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供解决上述问题的磁性调色剂。
[0010] 具体而言，本发明的目的是提供一种磁性调色剂，其在高速打印时的耐久稳定性 和低温定影性优异，并且能够令人满意地抑制打印纸张上的粘附的发生。
[0011] 根据本发明的一个实施方案，提供了一种磁性调色剂，其包括：
[0012] 各自含有粘结剂树脂、磁性材料和脱模剂的调色剂颗粒；和
[0013] 在所述调色剂颗粒的表面上的无机细颗粒"a"和有机-无机复合细颗粒，
[0014] 其中：
[0015] 所述有机-无机复合细颗粒包括
[0016] i)乙烯基系树脂颗粒和嵌入所述乙烯基系树脂颗粒中的无机细颗粒"b"，
[0017]ii)所述有机-无机复合细颗粒的80°C下的体积比热为2, 900kX/(m3 ·°C)以上 且 4,2001^1/(1113，°(：)以下，和
[0018] iii)所述调色剂含有相对于所述调色剂的质量为0.5质量％以上且3.0质量％以 下的有机-无机复合细颗粒；
[0019] 所述无机细颗粒"a"至少含有选自由二氧化硅细颗粒、氧化钛细颗粒和氧化铝细 颗粒组成的组的无机氧化物细颗粒，并且具有5nm以上且25nm以下的数均粒径（D1);
[0020] 当各所述调色剂颗粒的表面被所述无机细颗粒"a"覆盖的覆盖率由A(% )表示 时，所述覆盖率A是45. 0 %以上且70. 0 %以下；和
[0021] 所述脱模剂包括酯化合物。
[0022] 参考附图，从下述示例性实施方案的描述中本发明的进一步特征将变得显而易 见。
【附图说明】
[0023] 图1为用于说明可以用于无机细颗粒的外部添加和混合的混合处理设备的实例 的示意图。
[0024] 图2为用于说明混合处理设备的搅拌构件的构造的实例的示意图。
[0025] 附图标iP,说明
[0026] 1 :主体外壳，2 :旋转体，3、3a、3b:搅拌构件，4:夹套，5:原料入口，6:产品出口， 7:中心轴，8:驱动部，9 :处理空间，10 :旋转体的边缘侧边，11 :旋转方向，12 :返回方向， 13 :进给方向，16 :原料入口用内插件（innerpiece)，17 :产品出口用内插件，d:搅拌构件 的重叠部显示的间隔，D:搅拌构件的宽度
【具体实施方式】
[0027] 参考附图，现在将详细地描述本发明的优选实施方案。
[0028] 为了获得具有良好的低温定影性的调色剂，调色剂需要在调色剂通过定影单元辊 隙的短时间内快速熔融。通常已知作为用于调色剂的主组分的树脂组分的熔融特性的控制 是快速熔融调色剂的手段。
[0029] 同时，要求与高速打印系统相对应的显影性的稳定化。在这种背景下，满足如上所 述的低温定影性能的调色剂针对如在系统的显影单元中的搅拌或其主体的温度的升高等 外来压力是薄弱的，进而诸如由于其外部添加剂的嵌入引起的调色剂的耐久性的劣化或其 对构件的粘附等问题很可能发生。
[0030] 为了抑制此类嵌入，已知的是添加作为间隔子（spacer)的各自具有大粒径的无 机细颗粒来抑制外部添加剂在调色剂的表面中的嵌入或改善其显影耐久性。然而，各自具 有大粒径的无机细颗粒的添加可影响调色剂的低温定影性。预期这是因为外部添加剂的粒 径的增大加宽调色剂颗粒之间的间距从而阻止因调色剂在加热下的熔融而造成的调色剂 颗粒的聚结或它们定影至纸张。另外，为了用各自具有大粒径的无机细颗粒覆盖调色剂的 表面的一定面积，增大要添加的外部添加剂的体积。在该情况下，外部添加剂整体的热容增 大，进而变得难以供给在定影时调色剂基础颗粒足以熔融的热能。这点还可以是低温定影 性的下降的因素。此外，各自具有大粒径的那些无机细颗粒具有高体积比热。因此，当将可 以充分地升高调色剂的温度的热量投入定影单元时，存在的风险在于调色剂图像在定影后 的温度难以下降，进而打印纸张的粘附发生。相对地，给出各自具有大粒径的树脂颗粒作为 具有低体积比热的间隔子粒子的实例，但是树脂颗粒通常减少调色剂的流动性。因此，未获 得均一的带电分布，这可妨碍调色剂的显影稳定性。
[0031] 鉴于前述，本发明的发明人进行研究以期寻求到显影稳定性和低温定影性优异且 抑制打印纸张的粘附的发生的调色剂。结果，本发明人揭示了上述矛盾可以通过下述来解 决：使用一定量的特定有机-无机复合细颗粒；指定磁性调色剂颗粒的表面被无机细颗粒 覆盖的覆盖率和具有固定至磁性调色剂颗粒的表面的无机细颗粒的覆盖率之间的关系；和 将要引入粘结剂树脂中的脱模剂的种类特征化。
[0032] 首先，描述本发明的磁性调色剂的概要。
[0033] 本发明的磁性调色剂中，改善粘结剂树脂的迅速熔融性。另外，迅速熔融性的改善 通过将酯化合物作为脱模剂引入磁性调色剂颗粒中来实现。
[0034] 另外，本发明的磁性调色剂中，以适合的量添加各自具有特定形状和具有特定体 积比热的有机-无机复合细颗粒用于改善其中高速打印时的显影稳定性和打印纸张的耐 粘附性。
[0035] 另外，本发明的磁性调色剂中，优化具有固定至磁性调色剂颗粒的表面的无机细 颗粒的覆盖率。
[0036] 在此类磁性调色剂的情况下，虽然实现良好的显影稳定性，但是变得容易将热转 移至磁性调色剂和热从磁性调色剂中散出，进而能够实现低温定影性的改善和打印之后打 印纸张的粘附的抑制。
[0037] 本发明的调色剂含有酯化合物作为脱模剂。当将酯化合物作为脱模剂引入时，脱 模剂微细地分散在粘结剂树脂中，进而微域（microdomain)因脱模剂形成于粘结剂树脂 中。该域使树脂塑化，改善调色剂颗粒的迅速熔融性，并且改善低温定影性。然而，当无机 细颗粒作为外部添加剂外部添加至调色剂时，如上所述，诸如在图像形成设备的显影单元 中的搅拌或其主体的温度的升高等外来压力造成诸如由于外部添加剂的嵌入而引起的调 色剂的耐久性的劣化或其粘附至构件等问题。另外，即使当各自具有大粒径的无机细颗粒 作为间隔子粒子添加至调色剂时，存在的风险在于细颗粒由于长期使用而滚动至调色剂颗 粒的表面的凹部，进而在调色剂的使用期间未获得充分的显影稳定性。此外，具有高体积比 热的颗粒存在于无机细颗粒中，并且可能造成打印纸张的耐粘附性的问题。同时，即使当打 印纸张的耐粘附性通过添加具有低体积比热的树脂颗粒来改善时，树脂颗粒通常也减少调 色剂的流动性，进而调色剂可能不能具有稳定的带电性。
[0038] 鉴于前述，本发明的发明人进行深入研究，结果，发现了当有机-无机复合细颗粒 用作间隔子粒子和酯化合物用作脱模剂时，获得大的效果且可解决上述问题。
[0039] 对于前述的原因尚不清楚，但是本发明人推测原因如下所述。
[0040] 首先，酯化合物作为脱模剂的使用赋予迅速熔融性至粘结剂树脂。如上所述，当将 热施加至其中酯化合物微细地分散从而形成微域的粘结剂树脂时，中调色剂熔融时的吸热 行为在极其短的时间内完成。当将其体积比热已经受控的有机-无机复合细颗粒外部添加 至使用此类粘结剂树脂的调色剂颗粒时，甚至在高速打印机中的定影时也维持迅速熔融性 且实现低温定影性。此外，关于定影之后调色剂在纸张上的冷却速度，粘结剂树脂的发热行 为在短时间内完成，进而打印纸张的耐粘附性改善。
[0041] 此外，在有机-无机复合细颗粒的80°C下的体积比热为2, 900kX/(m3 ·°C)以上且 4, 200kX/(m3 ·°C)以下的情况下，即使当细颗粒在高速化和长寿命化的电子照相过程中受 到相对强的物理摩擦等时，调色剂的温度升高，进而细颗粒难以嵌入调色剂基础颗粒的表 面中。在定影时，对调色剂颗粒的熔融的影响小，进而可以令人满意地维持调色剂颗粒的低 温定影性。体积比热优选为3, 100kX/(m3 ·°C)以上且4, 200kX/(m3 ·°C)以下，因为以额 外令人满意的方式展现那些效果。
[0042] 有机-无机复合细颗粒的体积比热可以通过改变无机细颗粒的种类或改变无机 细颗粒相对于乙烯基树脂细颗粒的量来调节。
[0043] 体积比热是根据材料的温度变化的热特征值，但是考虑到在普通打印机和复印机 的各热定影步骤中在纸上的温度，本发明的发明人认为80°C是用于表示调色剂的热变化的 最佳值。因此，本发明中，指定80°C下的体积比热。
[0044] 另外，调色剂含有相对于调色剂的质量为0. 5质量％以上且3. 0质量％以下的有 机-无机复合细颗粒。当有机-无机复合细颗粒的添加份数落在上述范围内时，甚至在高 速化和长寿命化的设备构成中，充分的带电性和充分的流动性也可以赋予至调色剂而不抑 制其低温定影性。
[0045] 此外，本发明中用作脱模剂的酯化合物优选为单官能性酯化合物（在其分子中具 有一个酯键）、或具有两个以上的官能团的多官能性酯化合物（在其分子中具有两个以上 的酯键）。其中，单官能性酯化合物可以容易地变成线性的，进而酯化合物与粘结剂树脂之 间的相容性改善，并且低温定影性改善。
[0046] 此外，当已经控制体积比热的有机-无机复合细颗粒用于各自通过将酯化合物引 入粘结剂树脂而获得的调色剂颗粒中时，调色剂的热可以有效地散出，进而可以抑制打印 纸张的粘附。
[0047] 单官能性酯化合物的优选的具体实例包括：具有脂肪酸酯作为主组分的蜡如巴西 棕榈蜡或褐煤酸酯蜡；通过将脂肪酸酯脱酸以除去其部分或全部的酸组分而获得的蜡如脱 酸巴西棕榈蜡；例如通过植物油和脂肪的氢化获得的具有羟基的甲基酯化合物；和饱和脂 肪酸单酯如硬脂酸硬脂醇酯或山嵛酸山嵛醇酯。
[0048] 可以用作酯化合物用材料的脂肪酸的优选的实例包括：硬脂酸、山嵛酸、肉豆蔻 酸、棕榈酸、花生酸、和二十四烷酸。作为酯化合物的构成成分的醇，优选给出例如，硬脂醇、 山嵛醇、二十烷醇和二季戊四醇。
[0049] 通过用差示扫描量热仪（DSC)测量的在升温时最高吸热峰的峰温度指定的脱模 剂的熔点优选为60°C至140°C，更优选60°C至90°C。具有在所述范围的熔点的酯化合物的 使用可以改善低温定影性。此外，如上所述，具有特定体积比热的有机-无机复合细颗粒的 外部添加可以有效地在定影之后使调色剂颗粒的热散出，进而实现良好的打印纸张的耐粘 附性。
[0050] 此外，调色剂颗粒的吸热峰的半宽度优选为2. 0°C以上且10. 0°C以下，更优选 2. 0°C以上且8. 0°C以下。当调色剂颗粒的吸热峰的半宽度控制在所述范围内时，调色剂颗 粒可以容易地在定影时熔融，进而低温定影性改善。此外，在有机-无机复合细颗粒附着至 调色剂颗粒时，使定影之后调色剂在纸上的热有效地散出，进而打印纸张的耐粘附性改善。 稍后描述本发明的调色剂的吸热峰的半宽度和酯化合物的熔点的测量方法。
[0051] 为了将吸热峰热量控制在所述范围内，酯化合物的含量优选为1. 0质量份以上且 10. 〇质量份以下，相对于100质量份粘结剂树脂。稍后描述吸热峰热量的测量方法。
[0052]当脱模剂的含量控制在所述范围内时，可以在其中维持低温定影性的状态下改善 打印