磁性调色剂的制作方法

文档序号:5103607阅读:512来源:国知局
专利名称:磁性调色剂的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于记录方法中的磁性调色剂,该记录方法利用电摄影术,静电记录,磁记录,调色剂喷射记录等。
至今,人们已经知道了很多电摄影方法。一般地,在这些方法中,静电潜影通常是利用光电导材料在静电像承载部件(以下,有时用“光敏部件”代表)上形成的,然后用调色剂将潜影显影以形成可见的调色剂像,在将调色剂像按照所期望的转印到转印-接收材料,如纸上后,通过压力,热等的应用将其定影在转印-接收材料上,以提供产品复制品或印刷品。
作为显现静电潜影的方法,已知的有瀑布显影法,磁刷显影法,跳跃显影法,压力显影法,使用双组分型显影剂的磁刷显影法,该显影剂包含载体和调色剂,非-接触单-组分显影法,其中引起位于调色剂携带部件上的,且未与光敏部件接触的调色剂跳跃到光敏部件上,接触单-组分显影法,其中在电场的作用下将调色剂从压靠光敏部件的调色剂携带部件上转移到该光敏部件上,及所谓的跳跃显影法,其中将磁性调色剂运送到密封磁极的旋转套筒上,在电场的作用下,磁性调色剂从套筒跳跃到光敏部件上。
对于跳跃显影法来说,日本公开特许公报(JP-A)54-43027公开了一种显影法,其中将绝缘的磁性显影剂(调色剂)以薄层施用于显影剂携带部件上,以使绝缘的磁性显影剂在其上摩擦起电,在磁场的作用下,磁性调色剂的充电层移动至相反的,与静电潜影紧密接近但是不接触的位置,以实现显影。根据此方法,通过在显影剂携带部件上以薄层应用,使得磁性显影剂充分地摩擦起电,且在不与静电潜影接触的情况下,把在磁力下载有的显影剂用于显影,以便碍到消除了所谓“模糊影象”的高清晰度像,其中所谓的“模糊影象”是通过显影剂转移到非像部分上而引起的。
上述的单-组分显影方法,不需要载体颗粒,如玻璃珠或铁粉,以致显影装置为此可以是小规模的且在重量上是轻的。此外,双组分显影方案需要装置来检测显影剂中调色剂的浓度,并根据检测结果补充调色剂的必需量,以便保持显影剂中恒定的调色剂浓度,单-组分显影方案不需要这类装置,因而从这些方面考虑,其提供规模小且轻的显影装置。
对于电摄影设备如印刷机设备来说,期望有较高的分辨率,例如,从300和600dpi的普通水平到1200和2400dpi的技术趋势。由于这些原因,还需要显影方案适应较高的分辨率。此外,还需要复印机遵守高功能性复制,数字-模式的复制设备正变得更具优势。沿着这个趋势,通过使用激光束的潜影形成占优势,同时需要较高的分辨率。因此,与印刷机一样,需要较高分辨率和较高清晰度的显影方案。
为了遵守这种要求,已经在,例如JP-A 1-112253,JP-A 1-191156,JP-A2-214156,JP-A 2-284158,JP-A 3-181952,和JP-A 4-162048中提出了具有特殊粒径分布的小粒径调色剂。然而,小-粒径调色剂颗粒在充电性能上易于具有较大的不稳定性,且对于上述期望的实现来说,它的控制变得非常重要。充电性能的保持也变得很困难,且它的控制变得更加重要。
另一方面,在显影步骤中形成在光敏部件上的调色剂像在转印步骤中被转印到记录材料上,且在清洁步骤中,未被转印的保留在光敏部件上的调色剂像部分(转印剩余的调色剂)被回收,并在清洁步骤中储存于废调色剂的容器中。在清洁步骤中,人们已经常规地使用了清洁叶片,清洁毛刷或清洁辊。然而从设备的角度看,这种清洁装置的存在已经对紧密设备的提供造成了妨碍。此外,从生态学和有效的调色剂利用的角度看,期望一种具有较少废调色剂的系统,且相应地,期望调色剂显示高转印性能并引起较少的模糊影象。
已经熟知上述转印性能或转印效率与调色剂的形状有关且在调色剂的低圆形度(或球形度)下降低。其中调色剂的低圆形度导致与光敏转鼓(光敏部件)较大的接触面积和较大不均匀度,引起较大像力,其归因于边缘电荷密度,该边缘电荷密度导致调色剂自转鼓的低释放性能。因此,为了提高转印效率,需增加调色剂的圆形度。
通过取决于调色剂生产过程的不同方法获得较高的调色剂圆形度。一般说来,商业上使用的调色剂的生产方法分为粉碎方法和聚合方法。在粉碎方法中,将调色剂成分,如粘合剂树脂和着色剂熔融-捏合以均匀分散,然后用粉碎机粉碎,接下来用分选器分选,得到具有所期望粒径的调色剂颗料。通过粉碎方法形成的调色剂颗粒伴有表面不均匀性,这是因为其表面是由粉碎形成的破损部分组成的。因此仅仅通过粉碎是不能够产生充足的圆形度的,还需要以机械冲击或热处理进行球形化的表面改进作为后处理。聚合方法包括缔合和团聚方法,其中通过乳液聚合形成的并构成粘合剂树脂的树脂颗粒与着色剂和脱膜剂缔合并团聚成所期望的粒径,以形成缔合-团聚调色剂颗粒,和悬浮聚合过程,其中着色剂,脱膜剂,聚合引发剂等在可聚合单体中溶解或分散,以形成可聚合单体组合物,该组合物在含水介质中被剪切成所期望粒径的小滴,接下来通过聚合提供一种悬浮聚合调色剂。缔合-团聚调色剂颗粒也伴有归因于生产过程的表面不均匀性,并需要表面改进后处理,像团聚调色剂颗粒的加热或加入新的可聚合单体组合物的接种聚合。与通过其它过程形成的调色剂颗粒相比,悬浮聚合调色剂颗粒具有更接近于真实球形的形状,因为它们已经通过液滴的聚合形成,并因此在没有后-处理的情况下提供具有高圆形度的调色剂。因此,悬浮聚合过程适宜于提供高圆形度(即,具有高圆形度或球形度的调色剂颗粒)。然而,在通过悬浮聚合生产磁性调色剂的情况下,最终的磁性调色剂易于具有非常低的流动性能和充电性能。这是因为磁性颗粒通常是亲水的,并倾向于在调色剂颗粒的表面存在,为了解决这个问题,改进磁性颗粒的表面性能是非常重要的。
人们已经提出了许多有关磁性材料表面改进的建议,以在聚合调色剂颗粒内提高分散。例如,使用各种硅烷偶联剂的磁性材料的处理已经由JP-A59-200254,JP-A 59-200256,JP-A 59-200257和JP-A59-224102提出了;且使用硅烷偶联剂的含硅磁性颗粒的处理已经在JP-A10-239897中提出了。
通过这种处理,磁性颗粒的分散性能提高到了一定的程度,但是很难均匀地实现磁性颗粒的表面改进(疏水),因此易于引起磁性颗粒的聚结或非疏水磁性颗粒的产生,从而很难在调色剂颗粒内提高磁性颗粒的分散性能至满意的水平。此外,最终的调色剂颗粒易于包含不同量的磁性颗粒,以致调色剂易显示根据环境条件和连续成像操作的连续性而变化的着色力和像质量。
另一方面,JP-A7-209904已经提出了一种包含调色剂颗粒的调色剂,在其表面,磁性颗粒的暴露被完全消除。
概述JP-A7-209904中公开的调色剂结构,每种调色剂颗粒均具有包括至少一定厚度表层的结构,表层中没有磁性颗粒存在。这意味着调色剂颗粒包括不含磁性颗粒的基本表层部分。在另一种表达方式中,然而,这意味着这种调色剂颗粒,当为10μm的较小平均粒径,例如,仅包括磁性颗粒存在于其中的较小的中心体积,难于结合充足量的磁性颗粒。此外,在这种调色剂颗粒中,磁性颗粒被限制在中心部分,且相互之间易于团聚,因而没能在定影的调色剂像中显示充足的着色力。
另外,通过使用具有磺酸基团或相似官能团的单体所得到的调色剂已经在JP-A 63-184762,JP-A 3-56974,JP-A 8-179564,JP-A 11-184165,JP-A 11-288129,JP-A 11-327208,JP-A 2000-586158中公开。然而,这些参考文献根本没有公开磁性调色剂的具体实施例。JP-A 59-126545公开了一种通过与磺酸单体或磺酸盐单体反应,提高磁性颗粒分散性能的方法。然而,最终的调色剂颗粒伴有许多磁性颗粒存在于表面。由于表面磁性材料的不充分控制,该调色剂颗粒易于具有较宽的粒径分布和不充足的充电性能,以致调色剂的性能相对于像密度,像的模糊影象和转印性能,是不能令人满意的。
JP-A 2000-258953公开了一种涂覆着色颗粒的方法,该着色颗粒是通过使用具有可充负电荷基团的树脂在含水介质中分散包含调色剂粘合剂,蜡和着色剂在内的调色剂成分的溶液而形成的,但是没有具体提到磁性调色剂。
本发明的一个普通目的是提供一种解决现有技术问题的磁性调色剂。
本发明更特殊的目的是提供一种能够显示与环境条件无关的稳定充电性能的磁性调色剂,由此提供高质量的像。
本发明的另一个目的是提供一种能够显示与环境条件无关的高显影性能和高转印性能的磁性调色剂,从而长时间提供高质量的像。
根据本发明,提供一种磁性调色剂,包含磁性调色剂颗粒和与磁性调色剂颗粒混合的无机细粉,每个颗粒均至少包含粘合剂树脂,氧化铁和含硫聚合物;其中该磁性调色剂具有3-10μm的重均粒径(D4),该磁性调色剂具有至少0.970的平均圆形度,该磁性调色剂在79.6kA/m(1000奥斯特)的磁场中,具有10-50Am2/kg(emu/g)的磁化强度。
根据本发明的另一个方面,提供一种磁性调色剂,包含磁性调色剂颗粒和与磁性调色剂颗粒混合的无机细粉,每个颗粒均至少包含粘合剂树脂,氧化铁和含硫聚合物;其中该磁性调色剂具有3-10μm的重均粒径(D4),通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.001,且该磁性调色剂包含至少50%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒,其中C代表每个磁性调色剂颗粒的投影面积等效的圆周直径,D代表磁性调色剂颗粒的表面与包含在磁性调色剂颗粒中的氧化铁颗粒之间的最小距离。
依据本发明优选实施方案的下列描述,结合附图,本发明的这些和其它目的,特征和优点将变得更加明显。


图1表示实施例中所用的成像设备。
图2表示像承载部件(光敏部件)的层状结构。
图3表示接触转印部件的构造。
图4表示使用本发明磁性调色剂的显影装置的构造。
本发明磁性调色剂的特征在于包括含硫聚合物,且具有特别小的粒径,高圆形度和特殊的磁化强度。因此,本发明的磁性调色剂具有均匀的充电性能和精确复制潜影以提供较高像密度的显影性能。此外,由于充电性能和近似的球形,本发明的磁性调色剂显示出高转印效率,因而能够减少调色剂的消耗。另外,由于高圆形度,本发明的磁性调色剂可以在显影区域形成非常狭窄的耳,以提供具有非常少模糊图象和均匀充电性能的像。无机细粉作为外部添加剂的加入,还促进了更好的转印性能。导致进一步减少的调色剂消耗。
由于我们的研究,已经发现硫在调色剂表面的存在(由于包括含硫聚合物)对于提供调色剂的均匀充电性能和其环境稳定性能是有效的。此作用优选通过控制调色剂表面不同的杂-元素,特别是氮对硫的比例而提高。
适宜用于本发明的含硫聚合物指的是根据凝胶渗透色谱法,具有在至少1000的分子量区域中显示顶峰的分子量(聚苯乙烯等效分子量)分布且在它的THF(四氢呋喃)可溶性物质中含有硫(原子)的聚合物。对于有硫存在的化合价和化学结构来说,通过以下描述的X-射线光电子能谱(XPS)的测量,硫优选可以在调色剂表面,在166-172eV的结合能范围显示峰顶,具有4或6,更优选6的化合价。硫可以优选地以砜,磺酸,磺酸盐,硫酸酯,硫酸酯或硫酸酯的盐的形式存在;更优选磺酸,磺酸盐,硫酸酯或硫酸酯的盐。
通过XPS测量,优选在本发明磁性调色剂的调色剂颗粒中,它们表面保留的硫的量(E)和氮的量(F)满足0.25≤F/E≤4。表面的氮可优选在396-403eV的结合能范围内显示峰顶,优选通过胺或酰胺,更优选酰胺的含氮官能基团给予。
通过满足上述的关系式,本发明的磁性调色剂可以在不受环境条件的影响下,显示良好的显影性能和高转印性能,从而长时间保持较高的像质量。
为了使本发明的磁性调色剂显示良好的显影性能,含硫聚合物的存在是很重要的,且其在调色剂表面的存在最有助于调色剂的充电性能,其对于显示该效果至最大值的是很重要的。此外,为了在各种环境中保持显影性能,已经发现氮原子的共-存在是优选的。氮的共-存在,由于其非共用电子对的作用,在显影操作启动时,呈现出促进充电的作用,且通过与硫原子的协同作用,呈现出抑制过度充电(即,多余的电荷)的作用。如果F/E的比例低于0.25,促进启动充电性能的作用不足,从而易于在高湿度环境或低湿度环境中显示较低充电性能。另一方面,如果F/E超过4,氮的充电性能消除效果易于过量,从而易于引起不充足的充电性能。可以在0.8≤F/E≤3.0的范围内提高所述作用。
就F/E比例的控制来说,可以通过调节硫含量或其在含硫聚合物中存在的化学状态,或含硫聚合物的量来控制E的水平。另一方面,可以通过调节含氮官能团的种类或含氮物质中的氮含量,或含氮物质的量来控制F的水平。这也可以通过增加含氮物质的极性至高于其他物质的适宜程度来完成。为了提供前述的F/E比例,氮源和硫源可以相同或不同。
在本发明的磁性调色剂中,可以通过XPS(X-射线光电子能谱)来确定调色剂颗粒表面的硫含量。更特别地是,可以优选地这样确定硫含量,根据XPS,在166-172eV的结合能范围中,通过峰顶确定硫含量(E),提供在0.0003-0.0050范围内的E/A比例,调色剂颗粒表面的碳含量(A)也可以通过XPS确定。该比例可以通过调节所用(磁性)氧化铁颗粒的平均粒径,粘合剂树脂中的硫含量和含硫聚合物的量来控制。如果E/A的比例低于0.0003,提高充电性能的效果不足,超过0.0050,充电性能易于依据环境湿度而变化。
还优选在调色剂颗粒的表面,这样控制氮含量(F)的水平,分别基于XPS,通过396-403eV结合能范围内的峰顶来确定氮含量(F),相对于调色剂颗粒表面的碳含量提供0.0005-0.0100范围内的F/A比例。如果F/A比例低于0.0005,提高充电性能的作用不足,超过0.0100,充电性能易于依据环境湿度而变化。
本发明所用的含硫聚合物可以作为含硫单体的共聚物或聚合物提供,其实例可以包括苯乙烯磺酸,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸,乙烯基磺酰,甲基丙烯酰磺酸,和用下列化学式代表的马来酸酰胺衍生物,马来酰亚胺衍生物和苯乙烯衍生物马来酸酰胺衍生物 马来酰亚胺衍生物 苯乙烯衍生物 (结合位置可以是邻位或对位)。
在上述之中,含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺作为含硫单体是特别优选的。
和上述含硫单体一起提供含硫共聚物的共聚单体可以是乙烯基单体,包含单-官能单体,或多-官能单体。
为了提供具有所期望圆形度和粒径的调色剂,优选使用含硫共聚物,其中含硫单体可以优选地占0.01-20重量%,更优选0.05-10重量%,进一步优选0.1-5重量%。
提供含硫共聚物的单官能单体的实例可以包括苯乙烯;苯乙烯衍生物,如α-甲基苯乙烯,β-甲基苯乙烯,邻-甲基苯乙烯,间-甲基苯乙烯,对-甲基苯乙烯,3,4-二氯苯乙烯,对-乙基苯乙烯,2,4-二甲基苯乙烯,对-正-丁基苯乙烯,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-甲氧基苯乙烯和对-苯基苯乙烯;丙烯酸单体,如丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸正-丙基酯,丙烯酸异-丙基酯,丙烯酸正-丁基酯,丙烯酸异-丁基酯,丙烯酸叔-丁基酯,丙烯酸酯正-戊基,丙烯酸正-己基酯,丙烯酸2-乙基己基酯,丙烯酸正-辛基酯,丙烯酸正-壬基酯,丙烯酸环己基酯,丙烯酸苯甲基酯,丙烯酸二甲基磷酸酯乙基酯,丙烯酸二乙基磷酸酯乙基酯,丙烯酸二丁基磷酸酯乙基酯,和丙烯酸2-苯甲酰氧基乙基酯;异丁烯酸酯单体,如异丁烯酸甲基酯,异丁烯酸乙基酯,异丁烯酸正-丙基酯,异丁烯酸异-丙基酯,异丁烯酸正-丁基酯,异丁烯酸异-丁基酯,异丁烯酸叔-丁基酯,异丁烯酸正-戊基酯,异丁烯酸正-己基酯,异丁烯酸2-乙基己基酯,异丁烯酸二乙基磷酸酯乙基酯,和异丁烯酸二丁基磷酸酯乙基酯;methyle-一元羧酸酯;乙烯基酯,如醋酸乙烯基酯,丙酸乙烯基酯,乳酸乙烯基酯,苯甲酸乙烯基酯,和甲酸乙烯基酯;乙烯基醚,如乙烯基甲基醚,乙烯基乙基醚,乙烯基异丁基醚;和乙烯基酮,如乙烯基甲基酮,乙烯基己基酮和乙烯基异丙基酮。
多-官能单体的实例可以包括二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,四甘醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二丙烯酸酯,1,6-己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,三丙二醇二丙烯酸酯,聚丙二醇二丙烯酸酯,2,2’-双(4-(丙烯酰氧基-二乙氧基)苯基)丙烷,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,四甲基甲烷四丙烯酸酯,乙二醇二异丁烯酸酯,二甘醇二异丁烯酸酯,三甘醇二异丁烯酸酯,四甘醇二异丁烯酸酯,聚乙二醇二异丁烯酸酯,1,3-丁二醇二异丁烯酸酯,1,6-己二醇二异丁烯酸酯,新戊二醇二异丁烯酸酯,聚丙二醇二异丁烯酸酯,2,2’-双(4-异丁烯酰氧基二乙氧基)-苯基)丙烷,2,2’-双(4-异丁烯酰氧基聚乙氧基)-苯基)丙烷,三甲基丙烷三异丁烯酸酯,四甲基丙烷四异丁烯酸酯,二乙烯基苯,二乙烯基萘和二乙烯基醚。
在上面的共聚单体中,可以优选包含苯乙烯或苯乙烯衍生物作为提供含硫共聚物的共聚单体。
为了提供含硫聚合物,可以使用本体聚合,溶液聚合,悬浮聚合或离子聚合,但是鉴于加工性能,溶液聚合是优选的。
在含硫聚合物中,含磺酸基团的聚合物可以用下列化学式代表X(SO3-)nmYk+,其中X代表源于上述单体的聚合物部位,Y+表示反离子,k表示反离子的化合价,m和n是代表聚合物中反离子和磺酸基团数量的整数,且满足n=k+m。反离子的优选实例可以包括氢,钠,钾,钙和铵。
用含磺酸基团的聚合物代表的含硫聚合物可优选具有3-80mgKOH/g,更优选5-40mgKOH/g,进一步优选10-30mgKOH/g的酸值。如果酸值低于3mgKOH/g,本发明想要的充电-控制功能可能会降低。且最终的调色剂的环境稳定性能可能会降低。超过50mgKOH/g,最终的调色剂颗粒易于具有显示低圆形度的变形形状,和暴露于表面的隔离剂,从而显示较低的显影性能,特别是当它们通过悬浮聚合形成时。
每100重量份的粘合剂树脂中,可以优选包含0.01-20重量份,更优选0.01-15重量份,进一步优选0.1-10重量份的含硫聚合物。如果含量低于0.01重量份,所得到的充电控制功能由此不足,超过20重量份,最终的调色剂颗粒易于具有低圆形度,从而引起显影性能和转印性能降低。含硫聚合物的含量可以通过毛细管电泳法确定。
含硫聚合物可以优选地具有2×103-1×105的重均分子量(Mw)。如果Mw低于2×103,最终的调色剂易于具有低流动性能,超过1×105,在通过聚合过程生产调色剂的时候,其在可聚合单体中的溶解性能降低。且颜料的分散性能降低。导致具有低着色力的调色剂。
含硫聚合物可以优选地具有50-100℃的玻璃化转变温度(Tg)。低于50℃,最终的调色剂易于具有低流动性能和贮存稳定性能,和低转印性能。高于100℃,定影性能易于在高调色剂像比的情况下降低。
含硫聚合物可以优选地具有0.01-2.0重量%的挥发性物质含量。挥发性物质含量低于0.01%,需要复杂的挥发性物质去除处理,超过2.0%,最终的调色剂易于在高温/高湿度的环境中,特别是在放置一段时间之后,具有较差的充电性能。挥发性物质的含量是通过在135℃放置1小时后重量的损失而确定的。附带地,含硫聚合物可以通过任意方法从调色剂中提取。
使用颗粒分析仪(“PT1000”,商业上源自Yokogawa Denki K.K.),利用等离子体发光率从铁和碳(根据Japan Hardcopy’97 Paper Collection,pp.65-68描述的原理)测量,本发明的磁性调色剂可优选地显示0.05-3.00%的含铁颗粒分离百分比(即,每10,000个调色剂颗粒包含50-300个分离的含铁颗粒(通常包含磁性氧化铁颗粒))。至多3.00%的含铁颗粒分离百分比意味着磁性粉末至调色剂颗粒表面的暴露被基本消除,由此即使在高湿度的环境下,通过消除经由暴露的磁性粉末引起的电荷弛豫,调色剂显示良好的流动性能并显示良好的充电性能。另一方面,低于0.05%的含铁颗粒分离百分比意味着含铁颗粒基本上不分离,从而意味着磁性粉末基本上不暴露在调色剂颗粒的表面。这种基本上没有电荷漏泄部位的调色剂颗粒可以具有高充电性能,但是在低湿度环境中容易具有过大的电荷,从而易于不能提供令人满意的像。例如,当含有磁性颗粒的调色剂象JP-A7-209904中公开的那样被限制在调色剂颗粒的中心时,其在低湿度环境中受到持续的印刷测试,由于过量的电荷,该调色剂导致低像密度和低转印效率。因此,0.05-3.00%,更优选0.05-2.00%的含铁颗粒分离百分比是本发明调色剂的另一个优选特征。
接下来将描述本发明磁性调色剂的另一个特征,平均圆形度。
由具有至少0.970平均圆形度的颗粒组成的调色剂显示了极好的转印性能。这大概是因为调色剂颗粒在较小的接触面积上接触光敏部件,以致调色剂颗粒在光敏部件上的附着力,如像力和范德华力较低。因此,如果使用这种显示高转印性能的调色剂,降低调色剂的消耗是可能的。此外,具有至少0.970平均圆形度(Cav)的调色剂颗粒基本上没有表面边缘,以致电荷在每个调色剂颗粒中的定位化不易于发生,且电荷分布趋向于狭窄以提供潜影的正确显影。如果调色剂满足至少0.99的模式圆形度(Cmode),可以进一步促进这些作用。至少0.99的模式圆形度意味着较大比例的调色剂颗粒具有接近于真实球形的形状,从而提高上述作用。
将此处的平均圆形度用作评估颗粒形状的定量测量,且其基于使用流动-型颗粒像分析仪(“FPIA-1000”,Toa IyouDenshi K.K.)测量的值。每个单独颗粒(具有至少3.0μm的圆当量直径(DCE))的圆形度(Ci)是根据下面的方程式(1)确定的,加和圆形度的值(Ci)并除以总颗粒的数量(m),以按照下面列出的方程式(2)确定平均圆形度(Cav)圆形度Ci=L0/L,…(1)其中L表示颗粒投影像的周长,L0表示具有与颗粒投影像相同面积的圆的周长。 另外,模式圆形度(Cmode)是在0.40-1.00的圆形度范围内将所测量的各个调色剂颗粒的圆形度值分成61级,即0.400-0.410,0.410-0.420,..,0.990-1.000(每个范围均不包括上限),并将给予最高频率的一级的圆形度作为模式圆形度(Cmode)。
附带地,对于平均圆形度(Cav)的实际计算来说,在0.40-1.00的圆形度范围内将所测量的各个颗粒的圆形度值分成61级,并将每级圆形度的中心值与该级颗粒的频率相乘,提供一个乘积,然后相加,提供平均圆形度。已经证实这样计算的平均圆形度(Cav)基本上与(根据上面的方程式(2))得到的平均圆形度值相同,后者是为了便于数据处理,例如缩短计算时间,没有采用上述分级而直接测量的各个颗粒圆形度值的算术平均值。
更特别的是,上述FPIA测量是以下列方式进行的。在10ml含大约0.1mg表面活性剂的水中,分散大约5mg的磁性调色剂样品,并通过超声波(20kHz,50W)的应用经过5分钟的分散,以形成含5,000-20,000个颗粒/微升的样品分散液。样品分散液须经FPIA分析,以测量DCF≥3.0μm的颗粒的平均圆形度(Cav)和模式圆形度。附带地,仅仅使用DCE≥3.0μm的颗粒的原因是为了消除DCE<3.0μm的颗粒的贡献,该颗粒包括包含在调色剂中的外部附加颗粒。
此处使用的平均圆形度(Cav)是一种圆度的测量,1.00的圆形度意味着磁性调色剂颗粒具有准确的球形形状,较低的圆形度代表磁性调色剂的复杂颗粒形状。
作为一个优选的特征通过ESCA或XPS(X-射线光电子能谱)测量,磁性调色剂可以优选地在表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.001,更优选B/A<0.0005,进一步优选B/A<0.0003。
优选本发明磁性调色剂的调色剂颗粒具有高充电性能,且因此调色剂颗粒没有暴露于表面的作为电荷-漏泄位置起作用的磁性粉末。在磁性调色剂包含磁性粉末暴露于其表面的调色剂颗粒的情况中,电荷通过暴露的磁性粉末释放。如果在显影之前引起电荷释放,即,电荷非常低,非-像部分被显影而提供像的模糊影象。另一方面,在显影之后引起电荷释放,调色剂不是被转印到转印材料上,而是保留在光敏部件上,而导致像缺陷,如中空的像脱落。然而,如果使用满足B/A<0.001,即,基本上没有暴露于表面的磁性粉末的磁性调色剂,那么得到高质量的像是可能的,其基本上没有模糊影象,且忠实于潜影。
此处描述的调色剂颗粒表面的铁/碳含量比(B/A)基于所测量的值,该值是根据下列条件用ESCA(X-射线光电子能谱)通过表面成分分析测量的。
设备“1606S”型X-射线光电子分光镜(由pHICo.制造)。
测量条件800μm直径的X-射线源MgKa(400W)光谱区域。
根据pHICo.提供的相对灵敏度因子,从所测量的各元素的峰强度计算表面原子浓度,为了测量,用溶剂,如异丙醇,在超声波的应用下,清洁样品调色剂以除去附着在磁性调色剂颗粒表面的无机细粉,然后,回收并干燥磁性调色剂颗粒,以用于ESCA测量。
接下来,将描述本发明磁性调色剂的粒径。
为了通过更细微潜影点的准确复制而得到更高的像质量,本发明磁性调色剂具有3-10μm,优选4-8μm的重均粒径(D4)。用具有D4<3μm的调色剂,转印效率较低而增加转印剩余调色剂,因此在接触充电步骤中,消除熔融-粘着在光敏部件上的调色剂和该部件的磨损是困难的。此外,除了增加调色剂的总表面积之外,调色剂粉末易于具有低流动性能和搅拌性能,以致它难于均匀地充电各调色剂颗粒,而导致较差的模糊影象和引起像不规则性的转印性能。如果D4>10μm,调色剂散射易于发生在字符或线条像上,以致难于得到高-分辨率的像。在寻求更进一步高分辨率的成像设备中,D4>8μm的调色剂易于显示较低的点-复制性能。
可以通过使用,例如,Coulter计数器Model TA-II或Coulter Multicizer(分别源自Coulter Electronics,Inc)测量数量-基位和体积-基位的粒径分布和平均粒径。此处,这些值是基于使用连接到界面上的Coulter Multicizer(由Nikkaki K.K.制造)和个人电脑(“PC9801”,由NEC制造)测量的值而确定的,从而以下列方式提供数量-基位分布和体积-基位分布。使用试剂-级别的氯化纳(也可以使用ISOTONR-II(源自Coulter Scientific Japan K.K.))制备用作电解液的1%含水溶液。为了测量,将0.1-5ml的表面活性剂,优选烷基苯磺酸盐的溶液作为分散剂加入100-150ml电解液中,并向其中加入2-20mg的样品调色剂。样品在电解液中的最终分散体通过超声分散器分散处理约1-3分钟,然后使用上述具有100μm孔径的Coulter计数器,在被分成13个区域的2.00-40.30μm范围内,经过粒径分布的测量,得到体积-基位分布和数量-基位分布。从体积-基位分布,通过使用中心值作为代表值区域来计算重均粒径(D4)。从数量-基位分布,计算数均粒径(D1)。
从上述描述可知,调色剂颗粒中的磁性粉末的优选分散状态是这样的,即在不引起团聚的情况下,磁性粉末在全部调色剂颗粒中分散并均匀地存在。这是本发明磁性调色剂的另一个重要特征。更特别地是,通过透射电子显微镜(TEM),基于调色剂颗粒断面的观察,至少50%数量的调色剂颗粒需要满足D/C≤0.02的关系式,其中C代表调色剂的体积-平均粒径,D代表通过TEM测量的,调色剂颗粒断面图象上调色剂颗粒表面和各个磁性粉末颗粒之间的最小距离。
进一步优选至少65%数量,更优选至少75%数量的调色剂颗粒满足D/C≤0.02的关系式。
在少于50%数量的调色剂颗粒满足D/C≤0.02的关系式的情况下,在由D/C=0.02定义的界线之外的壳区域内,大于一半的调色剂颗粒根本不含有磁性粉末。如果这种调色剂颗粒具有球形形状,没有磁性粉末的壳区域至少占整个颗粒体积的大约11.5%。此外,在这种颗粒中,磁性粉末实际上不是存在排列于D/C=0.02的界线上的,所以(磁性粉末基本上不)存在于大约12%的表面部分。这种具有无磁性粉末的壳区域的磁性调色剂易于遇到下面叙述的各种困难。
(1)磁性粉末位于调色剂颗粒的内部而增加磁性粉末团聚的可能性。因此,调色剂的着色力较低。
(2)调色剂颗粒的比重依据包含其中的磁性粉末的含量而增加,但是树脂组分(粘合剂和/或蜡)位于表面。因此,如果通过某种方法用表层涂覆这种调色剂颗粒,调色剂颗粒易于相互熔融-粘附,或变形而导致调色剂粉末性能的分布,其相反地影响电摄影性能和储存过程中的抗粘连性能。
(3)具有由粘合剂树脂和蜡组成的表层和具有定位磁性粉末的内部的调色剂颗粒易于在柔软的调色剂颗粒表面引起外部添加剂的包埋,从而在持续的成像中引起较差的显影性能。
如果D/C≤0.02的颗粒数量少于50%,则易于显示出低着色力,低抗粘连性能和较差的持续成像性能的上述缺点。
对于通过TEM观察的D/C比例的测量,样品调色剂颗粒充分地分散在室温-可固化的环氧树脂中,在40℃的环境中固化环氧树脂2天以形成固化的产品,在冷冻时或在冷冻后,用装有金刚石切割器的显微镜用薄片切片机将其切成薄片样品。
D/C比例的测量更加特别地按照下列完成。
从通过TEM摄影的断面图像样品中,选择具有D1±10%(其中D1是通过使用前述Coulter计数器测量的调色剂颗粒的数-均粒径)粒径的颗粒用于D/C比例的确定。因而,对于这样选择的每个颗粒,测量颗粒表面与包含于其中的磁性粉末颗粒之间的最小距离(D)以计算D/C比例(用C代表相对的体积-平均粒径),并按照下列方程式计算满足D/C≤0.02的调色剂颗粒的数量百分比满足D/C≤0.02的调色剂颗粒百分比(%)={[在像上所选择的调色剂颗粒之中,满足D/C≤0.02的调色剂颗粒的数量]/[在像上落在D1±10%(D1数均粒径)范围内的所选择的调色剂颗粒(即,具有圆形当量直径的颗粒)的数量]}×100。
此处描述的(D/C≤0.02的)百分比值是基于用透射电子显微镜(“H=600”,由Hitachi K.K.制造)在100kV的加速电压下摄影的放大10,000倍的像。
当本发明的磁性调色剂在79.6kA/m(1000奥斯特)的磁场中测量时,其具有10-50Am2/kg(emu/g)的磁化强度。低于10Am2/kg,即使通过调色剂形状的控制和含硫聚合物的加入来提高摩擦充电性能,也难于充分地实现模糊影象的预防。高于50Am2/kg,又难于防止显影性能的降低。通过调节加入到调色剂中的磁性粉末的量,磁性调色剂可以具有上述的磁化强度水平。此处描述的磁化强度值是基于使用振荡-型磁强计(“VSMP-1-10”,Toei Kogyo K.K.),在室温(25℃)79.6kA/m的外部磁场下测量的值。
基于具有至少0.03μm粒径的颗粒的测量,优选组成本发明磁性调色剂的氧化铁颗粒(磁性颗粒)具有0.1-0.3μm的体积-平均粒径,且包含至多40%数量的0.03-0.1μm的颗粒。
具有低于0.1μm平均粒径的氧化铁颗粒通常是不优选的,因为它们易于提供产生这种像的磁性调色剂,该像稍微有些红,不够黑,且在中间色调像中具有增加的微红着色。这种调色剂,当用于彩色像的形成时,易于在令人满意的色彩复制中失败,并导致彩色空间的失真。此外,因为氧化铁颗粒具有增加的表面区域,其分散性能降低,且生产消耗了无效的较大的能量。另外,氧化铁颗粒的着色力可能被降低,而在某些情况中导致不充足的像密度。
另一方面,如果氧化铁颗粒具有超过0.3μm的平均粒径,由于生产过程中粘合剂的比重差异,则每个颗粒的重量增加,从而增加其暴露于调色剂颗粒表面的可能性。此外,可以促进生产设备的磨损,且其分散体易变得不稳定。
另外,如果0.1μm或更小颗粒的数量超过总颗粒(具有0.03μm或更大的粒径)的4%,则氧化铁颗粒由于增加的表面积而易具有低分散性能,易在调色剂中形成团聚而削弱调色剂充电性能,并易具有较低的着色力。如果百分比降低到至多30%的数量,则可以使缺点缓和。
附带地,具有低于0.03μm粒径的氧化铁颗粒在调色剂生产过程中受到较少的应力,以致其于调色剂颗粒表面暴露的可能性较低。此外,即使这种精细的颗粒暴露在调色剂颗粒表面,它们基本上不作为降低调色剂颗粒充电性能的漏泄部位而起作用。因此,在本文注意到0.03-0.1μm的颗粒,且其数量百分比被限制在低于某一特定的界限。
另一方面,如果0.3μm或更大颗粒的数量超过10%,则氧化铁颗粒具有较低着色力,从而易于导致低像密度。进一步优选将百分比限制在至多5%的数量。
在本发明中,优选调节氧化铁的生产条件以便满足上述粒径分布的条件,或在通过粉碎和/或分选调节粒径分布之后,将所生产的氧化铁颗粒用于调色剂的生产。通过利用沉降作用,像通过离心或采用增稠剂,或使用旋风分离器的湿润分选,可以适宜地进行分选。
此处描述的氧化铁颗粒的体积-平均粒径和粒径分布基于以下列方式测量的值。
上述样品磁性颗粒或包含磁性颗粒的调色剂颗粒充分地分散在环氧树脂中,接下来在40℃固化2天,使用显微镜用薄片切片机切薄片样品,通过透射电子显微镜(TEM)在1×104-4×104的放大倍率下摄影,由此在所拍照片的可见区随机述择的每个均具有至少0.03μm粒径的100个颗粒,经过投影面积的测量。每个颗粒的粒径(投影面积等效圆直径)是按照具有与所测量颗粒的投影面积相等面积的圆形直径确定的。基于所测量的100个颗粒的粒径,确定体积-平均粒径,0.03-0.1μm颗粒的数量百分比和0.3μm或更大颗粒的数量百分比。
本发明调色剂中,作为磁性材料使用的氧化铁可主要包含四氧化三铁或γ-氧化铁,其任意包含一种或多种元素,如钴,镍,铜,镁,锰,铝或硅。也可以使用两种或多种的混合物。特别优选使用基于磁铁矿的磁性材料。
氧化铁颗粒可以具有八面体,六面体或具有14个平面的多角形状。其优选提供比球形颗粒更高的总体积,从而降低团聚性能以在调色剂生产过程中提供改进的分散性能。可以用电子扫描显微镜(SEM)通过观察征实这种颗粒的形状。将产生最大数量-基位百分比的形状看作是样品磁性粉末的形状。
每100重量份的粘合剂树脂可优选地使用20-200重量份比例的磁性粉末。
本发明的磁性调色剂可优选地通过聚合方法生产。本发明的磁性调色剂也可以通过粉碎方法来生产,但是通过粉碎生产的调色剂颗粒通常具有不确定的形状。因此,为了得到本发明磁性调色剂所必需的至少0.970圆形度(并优选至少0.99的模式圆形度),调色剂颗粒必须经受某些特殊的机械或热处理。另外,根据粉碎方法,磁性粉末不可避免地暴露于最终的调色剂颗粒的表面,以致难于得到通过X-射线光电子能谱测量的,在调色剂颗粒表面铁含量(B)和碳含量(A)之间的低于0.001的比例(B/A),从而难于解决光敏部件的磨损问题。为了克服生产中的上述问题,本发明的磁性调色剂可以优选地通过聚合过程来生产,特别是悬浮聚合方法。
调色剂生产中的聚合方法的实施例可以包括直接聚合,悬浮聚合,乳液聚合,乳化-缔合聚合和种子聚合。在这些之中,然而,鉴于得到粒径和颗粒形状良好结合的容易性,悬浮聚合是优选的。生产本发明磁性调色剂的悬浮聚合方法是这样一种方法,其中通过均匀地溶解或分散单体和磁性粉末(和任选地,其他添加剂,如蜡,着色剂,交联剂和电荷控制剂)得到单体混合物,在含分散稳定剂的含水介质(如水)中,通过适宜的搅拌器分散单体混合物,并在有聚合引发剂的情况下,使分散的单体混合物悬浮聚合,以得到所期望粒径的调色剂颗粒。
通过悬浮聚合过程聚合的调色剂(以下,有时称作“聚合调色剂”)包含具有均匀球形的各个调色剂颗粒,以致易于得到这种调色剂,其具有作为本发明基本物理条件的至少0.970的圆形度和作为优选性能的至少0.99的模式圆形度,且进一步地,这种调色剂具有相对均匀的充电性能分布,由此显示高转印性能。
此外,聚合颗粒可以按照所期望的,进一步地用表层涂覆,该表层是通过另外加入可聚合单体和聚合引发剂以形成核-壳体结构而形成的。
然而,在悬浮聚合的时候,通过使用包含单体混合物的普通磁性粉末,难于消除磁性粉末在最终调色剂颗粒表面的暴露,最终的调色剂颗粒易于具有非常低的流动性能和充电性能,且由于磁性粉末和水之间强烈的相互作用而难于得到具有至少0.970圆形度的调色剂。这首先是因为磁性粉末颗粒通常是亲水的,因此易位于调色剂颗粒的表面,第二,因为单体混合物在含水介质中悬浮的时候,或在聚合过程中搅拌悬浮液的时候,磁性粉末在悬浮液滴内随机移动,且通过任意地移动磁性粉末而牵引包含单体的悬浮液滴表面,由此使液滴自球形变形。为了解决这种问题,改进磁性粉末颗粒的表面性能是很重要的。
人们已经提出了很多有关用于聚合调色剂生产中的磁性粉末表面改进的建议。例如JP-A 59-200254,JP-A 59-200256,JP-A 59-200257和JP-A 59-224102已经提出了使用各种硅烷偶联剂对磁性粉末的处理。JP-A 63-250660已经公开了使用硅烷偶联剂的含硅磁性颗粒的处理。
这些处理在某些程度上对于消除磁性粉末在调色剂颗粒表面的暴露是有效的,但是伴有磁性粉末表面难以均匀疏水处理的缺点。因此,完全消除磁性粉末颗粒的聚结和未处理过的磁性粉末颗粒的存在是不可能的,因而不足以完全消除磁性粉末的暴露。作为使用疏水磁性氧化铁的实施例,JP-B 60-3181已经提出了包含用烷基三烷氧基硅烷处理的磁性氧化铁的调色剂。这样处理的磁性氧化铁实际上对于提供显示改进电摄影性能的调色剂是有效的。磁性氧化铁的表面活性是固有较低的,且在处理过程中引起颗粒的聚结或不均匀的疏水处理。因此,按照本发明中所预期的,对磁性氧化铁的进一步改进以用于成像方法中留下了余地。
另外,如果使用大量的疏水剂或高粘度的疏水剂,可以实际获得更高的疏水性能,但是由于磁性粉末颗粒的聚结增加,处理过的磁性粉末的分散性能较低。使用这种处理过的磁性粉末所制备的调色剂易具有不均匀的摩擦充电性能,并因此易于在提供抗-模糊影像性能或转印性能中失败。
对于用于本发明磁性调色剂中的磁性粉末来说,非常优选磁性粉末颗粒是疏水表面处理的,该处理是通过在含水介质中将磁性粉末颗粒分散成其初级颗粒,并在保持初级颗粒分散状态的时候,在含水介质中水解偶联剂,以表面-涂覆磁性粉末颗粒。根据此含水介质中的疏水方法,磁性粉末颗粒较之在气态系统中的干燥表面-处理不易于相互聚结,且由于疏水磁性粉末颗粒之间的电排斥,当保持初级颗粒分散状态的时候,可以表面-处理磁性粉末颗粒。
当在含水介质中水解偶联剂的时候,使用偶联剂的磁性粉末表面-处理方法不需要气体-产生偶联剂,如氯硅烷或硅氮烷,并允许由于在常规气相处理中磁性粉末颗粒的频繁聚结而难于使用的高粘度偶联剂的使用,因而显示显著的疏水效果。
作为用于本发明中的对表面-处理磁性粉末有用的偶联剂,可以使用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。硅氧烷偶联剂是优选的,其实例可以用下列式(I)代表
RmSiYn…(I),其中R表示烷氧基,Y表示烃基,如烷基,乙烯基,缩水甘油氧基或异丁烯酰基,m和n分别是满足m+n=4的1-3的整数。
通过式(I)代表的硅烷偶联剂的实例可以包括乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,γ-异丁烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙酰氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,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,二甲基二乙氧基硅烷,三甲基甲氧基硅烷,羟基丙基三甲氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,正-十六烷基三甲氧基硅烷,和正-十八烷基三甲氧基硅烷。
特别优选使用由下列式(II)代表的烷基三烷氧基硅烷偶联剂来处理磁性粉末,以在含水介质中疏水处理CpH2p+1-Si-(OCqH2q+1)3…(II),其中p是2-20的整数,q是1-3的整数。
在上面的式(II)中,如果p小于2,疏水处理可变得更加容易,但是难于给予充足的疏水性能,因此使得难于消除磁性粉末在调色剂颗粒表面的暴露。另一方面,如果p大于20,疏水效果充足,但是磁性粉末颗粒的聚结变得频繁,以致难于在调色剂中充足地分散所处理的磁性粉末颗粒,因此易于导致显示低模糊影象一预防效果和转印性能的调色剂。
如果q大于3,硅烷偶联剂的反应活性较低,以致难于实现充足的疏水。
在上面的式(II)中,特别优选p是3-15的整数,q是1或2的整数。
每100重量份磁性粉末优选使用0.05-20重量份,更优选0.1-10重量份的偶联剂。
此处,术语“含水介质”意为一种主要包含水的介质。更特别地是,含水介质包括单独的水,及包含小量表面活性剂,pH调节剂或/和有机溶剂的水。作为表面活性剂,优选使用非离子表面活性剂,如聚乙烯醇。每100重量份水可优选地加入0.1-5重量份的表面活性剂。pH调节剂可包括无机酸,如盐酸。有机溶剂可包括甲醇,优选其加入比例至多为水的500重量%。
对于在含水介质中使用偶联剂的磁性粉末的表面-处理,可以在含水介质中搅拌适宜量的磁性粉末和偶联剂。优选用具有搅拌叶片的混合器,例如,高剪切力混合器(如磨碎机或TK均质混匀机)来实现搅拌,以便在含水介质中,在充足的搅拌下,分散磁性粉末颗粒成初级颗粒。
这样表面处理的磁性粉末没有颗粒团聚,且各个颗粒被均匀地表面-疏水处理。因此,磁性粉末均匀地分散在聚合调色剂中,并提供没有磁性末表面暴露的几乎为球形的聚合调色剂颗粒和非常狭窄的粒径分布。因此,通过使用以上述方式处理过的磁性粉末,得到具有至少0.970平均圆形度(Cav),特别是至少0.99模式圆形度(Cmode),且通过用XPS测量,调色剂表面的铁(B)对碳(A)含量之比(B/A)低于0.001的调色剂是可能的。
本发明所使用的磁性粉末可以优选地显示在795.8kA/m的磁场中10-200Am2/kg的饱和磁化强度,1-100Am2/kg的剩余磁化强度和1-30kA/m矫顽磁力的磁性能。
此处所指的磁性粉末的磁性能是基于25℃时,通过应用796kA/m的外部磁场,使用振荡型磁力计(“VSMP-1-10”,由Toei Kogyo K.K.制造)所测量的值。
如上所述,本发明的磁性调色剂需要在79.6kA/m(1000奥斯特)的磁场下测量,具有10-50Am2/kg(emu/g)的磁化强度。
与用于磁性材料的饱和磁化强度(磁性饱和下的磁化强度)形成对照,在79.6kA/m的磁场中,将磁化强度用作定义本发明磁性调色剂的性能。该磁场已经被选作实际上对成像设备中的磁性调色剂起作用的磁场。在将磁性调色剂用于成像设备的情况下,就目前商业上应用最多的成像设备而言,作用于磁性调色剂的磁场水平在大约几十到一百和几十kA/m,以便不会增加设备的磁场泄漏,或不会招致磁场产生源消耗的增加。因此,选择了79.6kA/m的磁场。
磁性调色剂是在不引起调色剂泄露下,通过在显影装置中配置磁力产生工具而固定在显影装置中的。磁性调色剂的运输和搅拌也是在磁力下实现的。通过配置磁力产生装置,以致磁力作用于调色剂携带部件上,进一步促进转印剩余调色剂的回收,且通过在调色剂携带部件上形成磁性调色剂的耳来防止调色剂散射。如果调色剂在79.6kA/m的磁场下具有低于10Am2/kg的磁化强度,则难于达到上面的效果,且调色剂耳在调色剂携带部件上的形成变得不稳定,从而在给调色剂提供均匀的电荷上失败。因此,易于引起像缺陷,如模糊影象,像密度不规则和转印剩余调色剂的回收失败。如果磁化强度超过50Am2/kg,调色剂颗粒易于具有增加的磁性团聚性能,而导致非常低的流动性能和转印性能。因此,增加转印剩余调色剂,从而易于降低像的质量。另外,为了提供增加的磁化强度,磁性材料量的增加易于降低调色剂的定影性能。除了增加平均圆形度(和模式圆形度),通过控制磁化强度的适宜水平,本发明的磁性调色剂可以在调色剂携带部件上形成薄而致密的耳,以致均匀地充电调色剂至显著减少模糊影象。
本发明的磁性调色剂除了磁性材料之外,还可以包含另外的着色剂。这种另外的着色剂的实例可以包括磁性或非磁性无机化合物和已知的染料和颜料。其特殊的实例可以包括铁磁性金属颗粒,如钴和镍,具有铬,锰,铜,锌,铝和稀土元素的这些金属的合金,赤铁矿,钛黑,苯胺黑染料/颜料,炭黑和酞菁。也可以表面处理这种另外的着色剂。
本发明的磁性调色剂可以优选地,每100重量份粘合剂树脂进一步包含0.5-50重量份的隔离剂。下面描述的各种蜡例如可以用作隔离剂。
在能量,如热和/或压力的应用下,将转印到转印材料上的调色剂像定影在转印材料上,以形成半永久性的像。在这种情况中,经常使用热-辊定影方案和膜定影方案。
如上所述,具有至多10μm重均粒径的较小调色剂颗粒的使用提供非常高清晰度的像,但是这种小调色剂颗粒易于进入作为典型转印材料的纸纤维之间的缝隙,向其中供应热,形成热定影辊,易于不充足地引起低温透印。然而,适宜蜡的包含使得满足抗-透印性能和高分辨率的结合。
本发明磁性调色剂中可用的隔离剂实施例可以包括石油蜡和其衍生物,如石蜡,微晶蜡和凡士林;褐煤蜡和其衍生物;通过Fischer-Tropsch方法的烃蜡和其衍生物;用聚乙烯蜡代表的聚烯烃蜡和其衍生物;天然蜡,如加洛巴蜡,小烛树蜡和其衍生物。衍生物可以包括氧化物,具有乙烯单体的嵌段共聚物,和接枝-改性产品。进一步的实施例可以包括高级脂肪醇,脂肪酸如硬脂酸和棕榈酸,和其混合物,酸酰胺蜡,酯蜡,酮,固化的蓖麻油和其衍生物,负性蜡和动物蜡。总之,优选使用在40-110℃,更优选45-90℃的温度范围内显示热吸收峰值温度(Tabs)的蜡。此外,为了在40-65℃的范围内提供显示Tabs的磁性调色剂,可以使用在40-65℃的范围内显示Tabs的蜡。
在本发明的磁性调色剂中,每100重量份的粘合剂树脂可以优选地包含0.5-50重量份的隔离剂。低于0.5重量份,低温-透印预防效果不充分,高于50重量份,调色剂的长期储存性能较差,其它调色剂成分的分散性能被削弱而导致调色剂的低流动性能和较低的像质量。
可以通过类似于以下描述的蜡的热-吸收峰值的差热分析,测量隔离剂的热-吸收峰值温度(Tabs)。更特别地是,可以通过使用根据ASTM D3418-8的示差扫描量热计(DSC)(例如,“DSC-7”,商业上源自Perkin-Elmer Corp.)来测量玻璃化转变温度。检测器的温度校正可以基于铟和锌的熔点来实现,卡路里校正可以基于铟的熔解热来实现。将样品置于铝盘上,在10℃/分钟的递增速率下经过加热,用空的铝盘作平行对照。该设备可以用于粘合剂树脂,和含硫聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的测量。
为了确定玻璃化转变温度(Tg),使用DSC的第二热-增加曲线,并在其间画中线,在热吸收峰之前和之后的平行基线用以确定中线和产生峰值的上升曲线的交叉温度。
本发明的磁性调色剂还可以包含电荷控制剂以便稳定充电性能。可以使用已知的电荷控制剂。优选使用提供快速充电速度和稳定提供持续电荷的电荷控制剂。就聚合调色剂的生产来说,特别优选使用显示低聚合抑制效果和在含水分散介质中基本上没有溶解性能的电荷控制剂。然而,本发明的磁性调色剂包含电荷控制剂是不必要的,但是通过有效地利用摩擦生电和调色剂层厚度-调节部件和调色剂携带部件,调色剂没有必要必须包含电荷控制剂。
接着,将描述根据悬浮聚合的本发明磁性调色剂的生产方法。
在悬浮聚合系统中组成可聚合单体混合物的可聚合单体实例可以包括苯乙烯单体,如苯乙烯,邻-甲基苯乙烯,间-甲基苯乙烯,对-甲基苯乙烯,对-甲氧基苯乙烯,和对-乙基苯乙烯;丙烯酸酯,如丙烯酸甲基酯,丙烯酸乙基酯,丙烯酸正-丁基酯,丙烯酸异丁基酯,丙烯酸正-丙基酯,丙烯酸正-辛基酯,丙烯酸十二烷基酯,丙烯酸2-乙基己基酯,丙烯酸十八烷基酯,丙烯酸2-氯乙基酯和丙烯酸苯基酯;异丁烯酸酯,如异丁烯酸甲基酯,异丁烯酸乙基酯,异丁烯酸正-丙基酯,异丁烯酸正-丁基酯,异丁烯酸异-丁基酯,异丁烯酸正-辛基酯,异丁烯酸十二烷基酯,异丁烯酸2-乙基己基酯,异丁烯酸十八烷基酯,异丁烯酸苯基酯,异丁烯酸二甲基氨基乙基酯,和异丁烯酸二乙基氨基乙基酯;丙烯腈,异丁烯腈和丙烯酰胺。这些单体可以单独使用或以混合物的形式使用。在这些之中,可以优选地单独使用苯乙烯或苯乙烯衍生物或与其它单体混合使用,以便提供具有良好显影性和连续的成像性能。
在通过聚合制备本发明的调色剂中,可以在单体混合物中掺入树脂。例如,为了引入具有亲水官能基,如氨基,羧基,羟基,磺酸基,缩水甘油基(glicidyl)或腈基的聚合物,其单体是不适宜用于含水悬浮系统中的,这是因为它的水溶性导致乳液聚合,这种聚合物单元可以该单体与其它乙烯基单体,如苯乙烯或乙烯的共聚物(无规,嵌段或接枝-共聚物);或缩聚物,如聚酯或聚酰胺;或加成聚合-型聚合物,如聚醚或聚亚胺的形式掺入单体混合物中。如果具有这种极性官能团的聚合物包括在单体混合物中而被引入产物调色剂颗粒中,则促进了蜡的相分离以提高蜡的包封,从而提供具有较好抗-透印性能,抗-粘连性能和低-温定影性能的调色剂。
此外,为了改善成分的分散性能和最终调色剂的成像性能和定影性能,可以在单体混合物中加入除上述之外的树脂。这种另外的树脂的实例可以包括苯乙烯和它的取代衍生物的均聚物,如聚苯乙烯和聚乙烯甲苯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯-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-丙烯酸甲基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸乙基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸丁基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸辛基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸甲基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸乙基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸丁基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物,苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物,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-马来酸共聚物,和苯乙烯-马来酸酯共聚物;聚异丁烯酸甲基酯,聚异丁烯酸丁基酯,聚醋酸乙烯基酯,聚乙烯,聚丙烯,聚乙烯醇缩丁醛,硅氧烷树脂,聚酯树脂,聚酰胺树脂,环氧树脂,聚丙烯酸树脂,松香,改性松香,萜烯树脂,酚醛树脂,脂肪族或脂环族烃树脂,和芳香石油树脂。这些树脂可以单独使用或以两种或多种结合的形式使用。
每100重量份的单体中,可以优选地加入1-20重量份的这种树脂。低于1重量份,其加入效果不足,高于20重量份,最终聚合调色剂的各种性能的设计变得困难。
另外,如果将具有与通过聚合得到的聚合物不同分子量的聚合物溶解在单体中,以用于聚合,则可以得到具有宽分子量分布并由此显示高抗-透印性能的调色剂。
对于聚合调色剂的制备,可以加入占可聚合单体0.5-20重量%,在聚合温度下显示0.5-30小时半衰期的聚合引发剂,以便得到在1×104-1×105分子量范围中显示最大值的聚合物,由此提供具有所期望强度和适宜熔融-性能的调色剂。聚合引发剂的实例可以包括偶氮-或重氮型聚合引发剂,如2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈),2,2’-偶氮双异丁腈,1,1’-偶氮双(环己烷-2-腈)2,2’-偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈,偶氮双-异丁腈;和过氧化物-型聚合引发剂,如过氧化苯甲酰,过氧-2-乙基己酸叔丁基酯,过氧新戊酸叔丁酯,过氧异丁酸叔丁酯,过氧新癸酸叔丁基酯,甲基乙基酮过氧化物,二异丙基过氧碳酸酯,氢过氧化枯烯,2,4-二氯过氧苯甲酰,和月桂酰过氧化物。
可聚合单体混合物中,还可以包含占可聚合单体0.001-15重量%比例的交联剂。
在聚合调色剂的生产中,可以使用分子量-调节剂,其实例可以包括硫醇,如叔-十二烷基硫醇,正-十二烷基硫醇,和正-辛基硫醇;卤代烃,如四氯化碳,四氯化溴;和α-甲基苯乙烯二聚体。这种分子量调节剂可以在聚合之前或聚合的过程中,以每100重量份的可聚合单体中0.01-10重量份,优选0.1-5重量份的常规量加入。
在通过悬浮聚合生产调色剂中,通过混合可聚合单体和氧化铁与其他调色剂成分,如所期望的,如着色剂,隔离剂,增塑剂,另外的聚合物和交联剂,并向其中加入其它的添加剂,如降低在聚合中所生产的聚合物粘度的有机溶剂,分散剂等而形成可聚合的单体混合物。通过分散工具,如匀化器,球磨机,胶体磨或超声分散机,进一步地均匀溶解或分散这样得到的可聚合单体混合物,然后加入并在包含分散稳定剂的含水介质中悬浮。在这个实例中,如果通过使用高速分散机器,如高速搅拌器或超声分散机,将悬浮系统分散成没有破裂的,所期望的调色剂粒度,则最终的调色剂颗粒具有非常窄的粒径分布。聚合引发剂可以与上面描述的其它成分一起加入到可聚合单体中或在悬浮之前立即加入到含水介质中。可选择地,也可以在可聚合单体中加入聚合引发剂作为其溶液或在聚合起动之前立即向悬浮系统中加入溶剂。
在以上述方式使用高速分散工具悬浮形成颗粒或小滴形成之后,用常规的搅拌装置搅拌该系统以便保持分散的颗粒状态并防止颗粒的漂浮或沉降。
在悬浮聚合过程中,可以使用已知的表面活性剂,或有机或无机的分散剂作为分散稳定剂。在这些之中,优选使用无机分散剂,这是因为它不易于导致有害的超细粉末,且即使在反应温度变化时,最终的分散稳定性能也不易被破坏,这是因为分散稳定效果是通过它的空间位阻得到的,且它容易被清洁至不给调色剂留下相反的效果。无机分散剂的实例可以包括多价金属磷酸盐,如磷酸钙,磷酸镁,磷酸铝和磷酸锌;碳酸盐,如碳酸钙和碳酸镁;无机盐,如硅酸钙,硫酸钙和硫酸钡;和无机氧化物,如氢氧化钙,氢氧化镁,氢氧化铝,二氧化硅,膨润土和氧化铝。
可以单独地或以两种或多种结合的形式,以每100重量份可聚合单体中0.2-20的重量份使用这些无机分散剂。为了得到具有更小平均粒径,例如,至多5μm,的调色剂颗粒,可以结合使用0.001-0.1重量份的表面活性剂。表面活性剂的实例可以包括十二烷基硫酸钠,十四烷基硫酸钠,十五烷基硫酸钠,辛基硫酸钠,油酸钠,月桂酸钠,硬脂酸钠,和硬脂酸钾。
上面描述的这种无机分散剂可以商业上使用的状态使用,但是为了得到其精细颗粒,可以在含水系统中的可聚合单体混合物分散之前,在含水介质中生产这种无机分散剂。例如,就磷酸钙来说,可以在高速搅拌下混合磷酸钠水溶液和氯化钙水溶液以形成提供更均匀和更精细分散的水不溶性磷酸钙。在这时候,产生了水溶性氯化钠副产物,但是水溶性盐的存在对消除可聚合单体在含水介质中的溶解是有效的,从而由于乳化聚合抑制了超细调色剂颗粒的产生,由此更加便利。然而,水溶性盐的存在可以阻碍剩余可聚合单体在聚合最后阶段的清除,这样交换含水介质或用离子交换树脂进行脱盐是可行的。聚合之后,可以通过用酸或碱溶解,基本上完全除去无机分散剂。
在聚合步骤中,可将聚合温度设置在至少40℃,通常在50-90℃的范围之内。通过在这个温度范围内聚合可以沉淀包封在调色剂颗粒内的隔离剂或蜡,通过相分离而提供更加完全的包封。为了消耗可聚合单体的剩余部分,可以在聚合的最后阶段将反应温度升至90-150℃。
本发明调色剂颗粒可以优选地与无机细粉混合,使表面粘附在调色剂颗粒上以提供本发明的调色剂。
使回收的聚合调色剂颗粒经过分选步骤以除去粗糙和精细的粉末部分也是一个优选的改进方式。
至于通过粉碎方法生产本发明的调色剂,可以采用已知的方法。例如,可以在混合工具,如Henschel混合器或球磨机中,充分地混合包括粘合剂树脂,氧化铁,隔离剂,电荷控制剂的调色剂基本成分和任选地,着色剂,和其它添加剂,然后通过热的加热工具,如热辊,捏合机或挤压机熔融捏合,以熔融混合树脂并分散或溶解树脂中包括氧化铁的其它成分。冷却之后,粉碎,分选并任意表面处理熔融捏合产物,以得到调色剂颗粒,然后将其与外部添加剂,如流动性能提高剂混合,得到本发明的调色剂。分选和表面处理可以这个顺序或以相反的顺序进行。考虑到生产效率,可以优选地通过使用多-分割分选器进行分选。粉碎可以通过使用已知的机械碰撞型或喷射型粉碎设备来进行。为了得到本发明调色剂的特殊圆形度,优选在加热或应用辅助的机械碰撞下实现粉碎。也可以在粉碎之后(且任意地进一步分选),使调色剂颗粒在热水浴中或经过热气流而经受分散。
机械碰撞的应用可以通过使用,例如,“Kryptron”系统(源于KawasakiJukogyo K.K.)或“Turbo Mill”(源于TurboKogyo K.K.)实现。也可以使用一种系统,其中通过叶片的高速旋转,使调色剂颗粒指向套管内壁,以便将机械碰撞,如通过压缩和摩擦,应用于调色剂颗粒上,如“Mechano-Fusion”系统(源于Hosokawa Micron K.K.)或“Hybridization”系统(源于Nara KikaiSeisakusho K.K.)。
从防止团聚和生产率的角度看,在应用机械碰撞作为表面处理的情况下,优选将处理的环境温度设置在调色剂玻璃化转变点Tg的附近(即,Tg±10℃的范围内)。进一步优选Tg±5℃温度范围内的处理,以便特别有效地增加转印效率。
也可以按照JP-B 56-13945中公开的,使用圆盘或多-流体喷嘴将熔融-混合物喷射到空气中形成球形调色剂颗粒的方法生产本发明的调色剂;或使用在含水有机溶剂中通过聚合直接生产调色剂颗粒的方法,其中单体是可溶的而最终的聚合物是不可溶的;或使用由无-皂聚合代表的乳化聚合方法,其中在有水溶性聚合引发剂的情况下,直接生产调色剂颗粒。
通过粉碎方法生产本发明调色剂的粘合剂树脂的实例可以包括苯乙烯及其取代衍生物的均聚物,如聚苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯-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-丙烯酸甲基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸乙基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸丁基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸辛基酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸甲基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸乙基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸丁基酯共聚物,苯乙烯-异丁烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物,苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物,苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物,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-马来酸共聚物,和苯乙烯-马来酸酯共聚物;聚异丁烯酸甲基酯,聚异丁烯酸丁基酯,聚醋酸乙烯基酯,聚乙烯,聚丙烯,聚乙烯醇缩丁醛,硅氧烷树脂,聚酯树脂,聚酰胺树脂,环氧树脂,聚丙烯酸树脂,松香,改性松香,萜烯树脂,酚醛树脂,脂肪族或脂环族烃树脂,芳香石油树脂,石蜡,和巴西棕榈蜡树脂。这些树脂可以单独使用或以两种或多种的混合物形式使用。由于显影性能和定影性能,苯乙烯共聚物和聚酯树脂是特别优选的。
对于本发明磁性调色剂的制备,也可以在混合物中将电荷控制剂与调色剂颗粒混合,以提供显影系统的最佳充电性能。
优选本发明的磁性调色剂包含占调色剂0.1-4重量%的作为流动性能-提高剂的具有4-80nm平均初级粒径的无机细粉。加入无机细粉的主要目的是提高调色剂流动性能和调色剂颗粒的电荷均匀,但是可以通过处理,如疏水,优选地显示了调色剂环境稳定性能和充电性能的调节功能。
在无机细粉具有大于80nm的数均初级粒径的情况下,转印-剩余调色剂颗粒,当被粘附在充电部件上时,易于粘住充电部件,这样难于稳定地得到像-承载部件良好的均匀充电性能。此外,难于得到良好的调色剂流动性能,且调色剂颗粒易被不均匀地充电而导致一些问题,如模糊影象增加,像密度降低和调色剂散射。如果无机细粉具有低于4nm的数均初级粒径,则无机细粉具有较强的团聚性能,这样无机细粉易于具有包括难于分解的团聚的较宽粒径分布,而不是初级粒径,从而易于导致像缺陷,如由于无机细粉团聚的显影的图象信号失落,和归因于像-承载部件,显影剂携带部件或接触充电部件,由于团聚的损伤的缺陷。为了提供更加均匀的调色剂颗粒电荷分布,进一步优选无机细粉的数均初级粒径在6-35nm范围内。
此处描述的无机细粉的数均初级粒径基于以下列方式测量的值。通过装备有元素分析器,如X-射线微分析器(XMA)的电子扫描显微镜(SEM),在放大的形式中给显影剂样品照相,以提供普通的SEM照片,和用包含在无机细粉中的元素绘制的XMA照片。然后,通过对照这些照片,测量粘附于或分离于调色剂颗粒的100个或更多个无机细粉初级颗粒的大小,以提供数均粒径。
可以通过荧光X-射线分析,同时参考使用标准样品制备的校准曲线来确定无机细粉的含量。
本发明中使用的无机细粉可以优选地包含至少一种选自二氧化硅,二氧化钛和氧化铝的细粉。
例如,二氧化硅细粉可以是通过卤化硅的蒸汽相氧化形成的干法二氧化硅(有时称作发烟二氧化硅)或从水玻璃形成的湿法二氧化硅。然而,由于其内部和表面较少的硅烷醇基团和较少的生产残留物,如Na2O和SO32-,干法二氧化硅是优选的。干法二氧化硅可以是具有其它金属氧化物的复合金属氧化物粉末形式,例如,在生产过程中,使用另外的金属卤化物,如氯化铝或氯化钛。连同卤化硅。
优选在每100重量份的调色剂颗粒中加入0.1-4.0重量份的具有4-80nm的数均初级粒径的无机细粉。低于0.1重量份,效果不充足,高于4.0重量份,定影性能易降低。
优选地,可以疏水处理本发明中使用的无机细粉。通过疏水处理无机细粉,可以防止高湿度环境中无机细粉充电性能的降低。提高调色剂颗粒摩擦充电的环境稳定性。如果加入到磁性调色剂中的无机细粉吸收湿气,则调色剂颗粒的充电性能显著降低,从而易于引起调色剂散射。
作为用于无机细粉的疏水剂,可以单独或结合使用聚硅氧烷清漆,各种改性的聚硅氧烷清漆、硅油,各种改性的硅油,硅烷化合物,硅烷偶联剂,其它有机硅化合物和有机钛酸酯化合物。
这些之中,特别优选无机细粉至少已经用硅油处理过,更优选在用硅烷化合物疏水处理的同时或之后,无机细粉已经用硅油处理过,以保持充电性能在较高的水平,并减少选择性的显影现象。
在这种无机细粉处理的优选形式中,硅烷化是在第一步中进行的,以除去亲水部位,如二氧化硅中的硅烷醇基团,通过化学结合,在第二步中由硅油形成亲水膜。每100重量份无机细粉中可以优选地使用5-50重量份比例的硅烷化剂。低于5重量份,无机细粉的活性氢部位不能被充分地除去,超过50重量份,过量的硅烷化剂易于形成作为胶起作用的硅氧烷化合物,团聚无机细粉,导致像缺陷。
在25℃时,硅油可以优选地具有10-200,000mm2/s,更优选3,000-80,000mm2/s的粘度。如果粘度低于10mm2/s,硅油易于缺少无机细粉的稳定处理性能,由于热或机械应力,以致用于处理的涂覆无机细粉的硅油易被分离,转移或变质,从而导致较差的像质量。另一方面,如果粘度大于200,000mm2/s,使用硅油的无机细粉的处理易变得困难。
可以通过,例如用混合机,如Henschel混合器直接混合无机细粉(任意地,预先用例如,硅烷偶联剂处理过)和硅油;将硅油喷射到无机细粉上;或在适宜的溶剂中溶解或分散硅油,并向其中加入无机细粉以用于混合,接着除去溶剂的方法来进行硅油的处理。由于较少产生团聚,特别优选喷射法。
处理之前,每100重量份的无机细粉可以使用1-23重量份,优选5-20重量份的硅油。低于1重量份,不能得到良好的疏水性能,高于23重量份,易引起缺点,如模糊影象的发生。
本发明的磁性调色剂可以包含体积平均粒径小于调色剂的导电细粉,以便显示较好的成像性能和持续的成像性能。改进的性能可能归因于狭窄的调色剂摩擦电荷分布。在本发明的磁性调色剂中,消除了含铁颗粒的分离。然而,在某些成像系统中,优选在低湿度环境中电荷转移的促进作用。在这个实例中,电荷转移可以促进所期望的电荷从高度充电的调色剂颗粒转移到低电荷调色剂颗粒,提供更加均匀的摩擦电荷分布。
每100重量份调色剂中可以优选地加入0.05-10重量份比例的导电细粉。低于0.05重量份,低湿度环境中的电荷均匀化可能不充分。超过10重量份,难于在高-湿度环境中保持充足的电荷,从而易增加模糊影象,低转印性能并导致较差的持续成像性能。0.05-5重量份的比例是更优选的。
导电细粉可以优选地具有至多109ohm.cm的体积电阻率。高于109ohm.cm,充电均匀速度不充足。106ohm.cm或更低的体积电阻率即使在低-湿度环境中也提供非常窄的电荷分布。另一方面,过低的电阻率易降低高湿度环境中的摩擦电荷,所以至少10-1ohm.cm的体积电阻率是优选的。
导电细粉的电阻率可以通过压片方法测量并标准化。更特别地是,将大约0.5g的粉末状样品放置在具有2.26cm2底面积的圆柱体上,并在147N(15kg)的负荷下,夹在上面和下面的电极之间。在这种状态中,在电极之间施加100伏特的电压,以测量电阻率值,通过标准化从其中计算电阻率值。
导电细粉可以优选地具有0.05-5μm的体积-平均粒径。低于0.05μm,电荷均匀化促进效果降低。进一步优选低于0.5μm的颗粒至多占70%体积。另一方面,导电细粉的平均粒径大于5μm,作用于调色剂颗粒的范德华力较低。以致导电精细颗粒易于从调色剂颗粒脱离,并粘附在调色剂携带部件上,从而妨碍调色剂颗粒的摩擦生电。优选至多7%数量的颗粒大于5μm。
从上面的观点看,优选导电细粉具有0.1-4μm的体积-平均粒径。此外,导电细粉可以优选地包含非-磁性材料,以便消除其在调色剂携带部件上的粘附。此外,还优选导电细粉是透明的,白色的或仅仅灰白着色的,以便即使被转印到转印材料上时,作为模糊影象也是非显而易见的。这也是优选的以便防止潜影步骤中曝光的阻碍优选导电细粉显示至少30%的透光度,至于用于潜影形成的成影象曝光。按照下列方式测量。
将导电细粉的样品粘附在单面粘合塑性膜的粘合层上,以形成单-颗粒最致密层。用于测量的光通量是垂直入射到粉末层的,汇聚透射至背面的光以测量透射的量。测量作为净透光度的透射光与单独穿过粘合塑性膜的透射光量的比例。光量测量可以通过使用透射-型光密度计(例如,“310T”,源于X-Rite K.K.)进行。透光度的值可以典型地,相对于具有740μm波长的光,与用于激光扫描仪的曝光波长相同,而被测量。
本发明中使用的导电细粉可以包含例如碳细粉,如碳黑和石墨粉末;和金属细粉,如铜,金,银,铝和镍;金属氧化物,如氧化锌,氧化钛,氧化锡,氧化铝,氧化铟,氧化硅,氧化镁,氧化钡,氧化钼,氧化铁,和氧化钨;和金属化合物,如硫化钼,硫化钙,和钛酸钾;这些的复合氧化物。按照所期望的,可以在粒径和粒径分布的调节之后,使用导电细粉。上面之中,优选导电细粉包含至少一种选自氧化锌,氧化锡和氧化钛中的氧化物。
也可以使用包含用元素,如锑或铝掺杂的金属氧化物的导电细粉,或用导电材料表面涂覆的精细颗粒。这些的实例是包含铝的氧化锌颗粒,用氧化锡锑表面涂覆的氧化钛细粉,包含锑的四价锡氧化物精细颗粒和四价锡氧化物精细颗粒。
商业上使用的用氧化锡锑涂覆的导电氧化钛细粉的实例可以包括“EC-300”(Titan kogyo K.K.);“ET-300”,“HJ-1”和“HI-2”(Ishihara SangyoK.K.);和“W-P”(Mitsubishi Material K.K.)。
商业上使用的锑掺杂的导电氧化锡细粉的实例可以包括“T-1”(Mitsubishi Material K.K.)和“SN-100P”(Ishihara Sangyo K.K.)。
商业上使用的四价锡氧化物细粉的实例可以包括“SM-S”(Nippon KagakuSangyo K.K.)。
此处描述的导电细粉的体积平均粒径和粒径分布基于以下列方式测量的值。激光衍射-型粒径分布测量设备(“Model LS-230”,源于CouLTer ElectronicsInc.)装备有液体模块,测量是在0.04-2000μm的粒径范围内进行的,以得到体积-基位的粒径分布。为了测量,将微量的表面活性剂加入到10cc纯净水中,并向其中加入10mg的样品导电细粉,通过超声分散器(超声均质机)分散10分钟,得到样品分散液其经过90秒的一次测量。
在使用调色剂作为起动样品的情况下,可以将上述粒径的测量应用到从调色剂颗粒中回收的导电细粉上。更特别地是,将2-10g的样品调色剂加入到包含微量表面活性剂的100g纯净水中,将混合物分散10分钟。通过超声分散器(或超声均质器),离心分离成调色剂颗粒和导电细粉。因为本发明的调色剂是一种磁性调色剂,也可以通过磁场的应用进行便利地分离。包含分离的导电细粉的液体分散液可以经受上述90秒的一次测量。
可以通过设置生产方法和条件来调节本发明中使用的导电细粉的粒径和粒径分布,以便生产具有所期望粒径和它的分布的导电细粉的初级颗粒。此外,也可以团聚较小的初级颗粒或粉碎较大的初级颗粒或实现分选。也可以通过在具有所期望粒径和其分布的基础颗粒的部分或整体上粘附或固定导电细粉而得到这种导电细粉,或通过使用所期望粒径和分布的颗粒而得到这种导电细粉,其中该颗粒包含分散在其中的导电组分。也可以通过结合这些方法提供具有所期望粒径和其分布的导电细粉。
在由团聚颗粒组成的导电细粉中,导电细粉的粒径是按照团聚粒径确定的。像初级颗粒的形式一样,也可以使用团聚次级颗粒形式的导电细粉。
还优选在本发明的磁性调色剂中加入具有接近球形的形状,且初级粒径超过30nm(优选SBET(BET比表面积)<5m2/g),更优选初级粒径超过50nm(优选地SBET<30m2/g)的无机或有机精细颗粒,以便提高清洁性能。其优选的实例可以包括球形二氧化硅颗粒,球形聚甲基倍半硅氧烷颗粒,和球形树脂颗粒。
在不相反地影响本发明调色剂的范围内,也可以包括其它添加剂,润滑剂粉末,如特氟龙粉末,硬脂酸锌粉末,和聚偏二氟乙烯粉未;研磨剂,如氧化铈粉末,碳化硅粉末,和钛酸锶粉末;流动性能-给予剂,或抗-粘结剂,如氧化钛粉末,和氧化铝粉末。也可以加入少量的反-极性有机和/或无机细粉作为显影性能改进剂。也可以在表面疏水处理之后加入这种添加剂。
磁铁矿作为用于本发明磁性调色剂中的氧化铁(磁性粉末)的代表,可例如以下列方式生产。
将相对于亚铁含量为1.0当量或更多的碱加入到硅亚铁盐水溶液中,向其中加入基于铁为0.05-5.0重量%的非-铁元素,如磷或硅,其水溶性盐的水溶液(例如对磷而言,包含正磷酸盐和偏磷酸盐在内的磷酸盐,如六偏磷酸钠和初级磷酸铵,或硅酸盐如水玻璃,硅酸钠和硅酸钾),以形成包含氢氧化亚铁的水溶液。当保持水溶液的pH在7或更高(优选pH7-10)时,向其中吹入空气。当在70℃或更高温度下加热水溶液时,引起氢氧化亚铁的氧化,由此提供磁性氧化铁颗粒。
在氧化反应的最后阶段,调节液体pH值,充分地搅拌系统,以分散磁性氧化铁成初级颗粒,并在充分的搅拌下向其中加入偶联剂,通过过滤回收,干燥并轻微地粉碎以得到表面-处理过的磁性氧化铁颗粒。可选择地,在氧化,洗涤和通过过滤回收之后,氧化铁颗粒在不干燥的情况下,可以在另外的含水介质中再分散,pH调节并充分地搅拌再分散液,加入硅烷偶联剂,以用偶联剂实现表面-处理。
作为上述生产过程所使用的亚铁盐,通常使用用于钛生产的硫酸法中产生的硫酸亚铁副产物,或钢板表面洗涤过程中生产的硫酸亚铁副产物。也可以使用氯化亚铁。
在上述从亚铁盐水溶液生产磁性氧化铁的方法中,通常使用0.5-2mol/升浓度的亚铁盐,以消除粘度伴随反应且由于亚铁盐的溶解性能,特别是硫酸亚铁而过度增加。较低的亚铁盐浓度通常趋向于提供更精细的磁性氧化铁颗粒。另外,就反应条件而论,空气供给的高速度,和低反应温度,趋向于提供更精细的产物颗粒。
通过使用这样生产的疏水磁性氧化铁颗粒用于调色剂的生产,可以得到显示优秀的成像性能和稳定性能的本发明调色剂。
接下来,将就成像方法进行描述,其中适宜使用本发明的磁性调色剂。
光敏部件可以适宜地与本发明的磁性调色剂结合使用,其可以包含光敏鼓或具有光电导绝缘材料层,如a-Si,CdS,ZnO2,OPC(有机光电导体)或a-Si(无定形硅)的光电导鼓。
在本发明中,特别优选使用具有表层的光敏部件,该表层主要包含聚合粘合剂。其实例可以包括无机光电导体,如硒或用保护膜(保护层)涂覆的a-Si,该保护膜主要包含树脂;和功能-分离型有机光电导体,该光电导体具有电荷迁移层,该电荷迁移层包含电荷-迁移材料和作为表层的树脂,任意地进一步用树脂保护层涂覆,在这些实例中,表层(或保护层)可以优选地具有隔离性能,其可以通过例如以下方法获得,(i)使用具有低表面能的层-形成树脂(ii)加入产生水-排斥性或亲脂性能的添加剂,或(iii)显示高隔离性材料的分散粉末。对于(i),可以将官能团,如含氟基团或含硅氧烷基团引入树脂构成单元中。对于(ii),例如,可以加入表面活性剂作为这种添加剂产生水-排斥性或亲脂性能。对于(iii),显示高隔离性能的材料可以包括含氟化合物,如聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯和氟化碳。
通过采用上述的方法,光敏部件可以具有一表面,该表面显示至少85度与水的接触角度,由此进一步改进它的耐用性能和调色剂转移性能。更优选光敏部件表面显示90度或更高的与水的接触角度。在本发明中,上述方法(i)-(iii)之中,优选将可隔离含氟树脂的粉末分散到最表面层的方法(iii),且优选使用聚四氟乙烯的隔离粉末。
可以通过形成粘合剂树脂层作为最表面层来完成这种隔离粉末成为表层,其中的粘合剂树脂包含这种分散在其中的隔离粉末,或在有机光敏部件已经具有树脂表层的情况下,在已经预制的表层中掺入这种隔离粉末。可以优选地加入占最终表层的1-60重量%,更优选2-50重量%的隔离粉末。低于1重量%,改进调色剂转印性能和耐用性能的效果不充分。高于60重量%,表面或保护层可能具有较低的强度或引起入射到光敏部件的有效光量的显著降低。
根据优选实施方案,光敏部件可以具有功能-分离型OPC光敏部件,该部件具有图2所示的层状结构。
参考图2,导电载体1通常可以包含金属,如铝或不锈钢,用氧化铟-氧化锡或铝合金层涂覆的塑料,用导电颗粒浸渗的纸或塑料薄片,或包含圆柱形或薄片形或膜形的导电聚合物的塑料,或环形带,任意地进一步用导电涂覆层2涂覆。
在导电载体1和光敏层(4和5)之间,可以配置底涂层3,以提供光敏层的可应用性能和改进的粘附性能,载体的保护,载体缺陷的覆盖,自载体改进的电荷注入,和保护光敏层避免电泄漏。底涂层可以包含聚乙烯醇,聚-N-乙烯基咪唑,聚环氧乙烷,乙基纤维素,甲基纤维素,硝基纤维素,乙烯-丙烯酸共聚物,聚乙烯醇缩丁醛,酚醛树脂,酪蛋白,聚酰胺,共聚物尼龙,胶,明胶,聚氨酯或氧化铝。厚度可以优选大约0.1-10μm,特别是大约0.1-3μm。
光敏层可以包括含电荷-产生物质和电荷-迁移物质的单层(未表示),或包括含电荷产生物质的电荷产生层4和含电荷迁移物质的电荷迁移层5的层状结构(如图所示)。
电荷产生层4可以包含电荷产生物质,其实例可以包括有机物质,如偶氮颜料,酞菁颜料,靛蓝颜料,苝颜料,多环醌颜料,吡喃鎓盐,噻喃鎓盐,和三苯甲烷染料;和无机物质,如硒和无定形硅,它们是以在适宜粘合剂树脂膜或其蒸汽沉积膜中的分散液形式。粘合剂可以选自各种树脂,其实例可以包括聚碳酸酯树脂,聚酯树脂,聚乙烯醇缩丁醛树脂,聚苯乙烯树脂,丙烯酸树脂,异丁烯酸树脂,酚醛树脂,硅氧烷树脂,环氧树脂,和醋酸乙烯基酯树脂。在电荷产生层中,可以包含至多80重量%优选0-40重量%的粘合剂树脂。电荷产生层可以优选具有至多5μm,优选0.05-2μm的厚度。
电荷迁移层5具有从电荷产生层接收电荷载流子并在电场中迁移载流子的功能。电荷迁移层可以通过在适宜的溶剂中溶解电荷迁移物质和粘合剂树脂形成涂覆液体,并应用涂覆液体而形成。厚度可优选5-40μm。电荷迁移物质的实例可以包括在主链或侧链中具有,如亚联苯基,蒽,芘或菲等结构的多环芳香化合物;含氮环状化合物,如吲哚,咔唑,噁二唑,和吡唑啉;腙,苯乙烯基化合物,硒,硒-碲,无定形硅和硫化镉。用于在其中溶解或分散电荷迁移物质的粘合剂树脂的实例可以包括树脂,如聚碳酸酯树脂,聚酯树脂,聚苯乙烯树脂,丙烯酸树脂,和聚酰胺树脂;和有机光电导聚合物,如聚-N-乙烯基咔唑和聚乙烯基-蒽。
按照所期望的,光敏层(4和5)可以用包含一种或多种树脂,如聚酯,聚碳酸酯,丙烯酸树脂,环氧树脂,或酚醛树脂,及其固化剂的保护层涂覆。
这种保护层可以进一步包含金属或金属氧化物的导电细粉,其优选的实例可以包括氧化锌,氧化钛,氧化锡,氧化锑,氧化铟,氧化铋,涂覆氧化锡的氧化钛,涂覆锡的氧化铟,涂覆锑的氧化锡,和氧化锆的超细粉末。这些可以单独使用或以两种或多种混合物的形式使用。分散在保护层中的导电颗粒可以优选地具有小于入射光波长的粒径,以便防止归因于分散颗粒的入射光散射。更特别地是,分散在本发明中的导电颗粒可以优选地具有至多0.5μm的粒径。其含量优选占保护层中总固体物质的2-90重量%,更优选5-80重量%。保护层可以优选具有0.1-10μm,更优选1-7μm的厚度。
可以通过,例如,喷涂射束涂覆或浸涂形成上述层。
本发明的磁性调色剂也可以优选用于包括接触转印步骤的成像方法中,下面将描述其优选的实施例。从像承载部件接收调色剂像转印的记录装置也可以是一中间转印部件,如转印鼓。在这种情况下,曾经转印到中间转印部件上的调色剂像又被转印到转印材料,如纸上,以在其上定影。
在本发明中,优选采用接触转印步骤,其中,当转印(促进)部件经由转印材料邻接像-承载部件时,像-承载部件上的调色剂像被转印到转印(-接收)材料上,且转印部件的邻接压力可以优选为至少2.9N/m(3g/cm),更优选至少19.6N/m(20g/cm)的线性压力。如果邻接压力低于2.9N/m,则易于产生困难,如转印材料的运送偏差和转印故障。
用于接触转印步骤中的转印部件可以优选地是图3中所示的转印辊,或转印带。参考图3,转印辊34可以包含中心金属34a和包覆中心金属34a的导电弹性层34b,且其与光敏部件33邻接,以便随着光敏部件33按照箭头A所示的方向旋转而旋转。导电弹性层34b可以包含弹性材料,如聚氨酯橡胶或乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM),和导电性能产生剂,如炭黑,其分散在弹性材料中以便提供1×106-1×1010ohm.cm的中等水平的电阻率(体积电阻率)。导电弹性层可被形成为固体或泡沫橡胶层。转印辊34具有自转印偏压供给装置供给的转印偏压。
本发明的磁性调色剂特别有效地用于这种情况中,其中将这种接触转印步骤应用于具有包含有机化合物的表层的光敏部件上,其中,较之具有无机表面材料的其它类型光敏部件,该光敏部件易于显示与调色剂颗粒的粘合剂树脂较强的的亲和力,从而易于显示低转印性能。
光敏部件的表层可以包括例如,硅氧烷树脂,1,1-二氯乙烯树脂,乙烯-氯乙烯共聚物树脂,苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂,苯乙烯-异丁烯酸甲基酯共聚物树脂,苯乙烯树脂,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚碳酸酯树脂等。然而,这些不是穷举的,还可以使用其它聚合物,共聚物或混合物。
包括这种接触转印步骤的成像方法可以特别有利地应用于成像设备中,该设备包括以具有至多50mm直径的小-直径光敏部件作为静电潜影-承载部件。这是因为在使用小-直径光敏部件的情况下,相同的线性压力由于提高的曲率而在邻接位置施加递增的压力。包括带-形光敏部件的成像设备也是有效的,其中的带-形光敏部件在邻接位置具有至多25mm的曲率半径。
为了提供没有模糊影象的高质量的像,优选将本发明的调色剂用于显影步骤中,其中以厚度小于调色剂携带部件和光敏部件之间最近间距的薄层施用磁性调色剂,以在交变偏压电场的应用下实现显影。可以使用置于调色剂携带部件上的调色剂层厚度调节部件来形成这种薄的调色剂层。在优选的实施方案中,弹性调色剂层厚度调节工具是与调色剂携带部件邻接的,以便均匀地充电磁性调色剂。
调色剂携带部件可以优选地包含由金属或合金,如铝或不锈钢制造的导电圆柱状套筒,而其可以由具有充足的机械强度和导电性能的树脂组合物组成。或可以是导电橡胶辊的形式。替代这种圆柱状的形状,也可以使用旋转传动的环形带。
调色剂层可以优选地以5-30g/m2的比率在调色剂携带部件上形成。低于5g/m2,难以得到充足的像密度,且由于过量的调色剂电荷,调色剂层易于伴有涂覆不规则性。高于30g/m2,易于引起调色剂的散射。
调色剂携带部件可以优选地具有0.2-3.5μm范围内的表面粗糙度(依据JIS中心线-平均表面粗糙度(Ra))。
如果Ra低于0.2μm,调色剂携带部件上的调色剂易于被过量充电,而具有不充足的显影性能。如果Ra超过3.5μm,调色剂携带部件上的调色剂涂覆层易于伴有不规则性,由此最终的像具有密度不规则性。Ra进一步优选在0.5-3.0μm的范围之内。
更特别地是,此处描述的表面粗糙度(Ra)值是基于通过使用JIS B-0601表面粗糙度测量仪(“SurfcorderSE-30H”,购自K.K. KosakaKenkyusho)作为中心线-平均粗糙度值测量的值。更特别地,基于样品表面得到的表面粗糙度曲线,沿着粗糙度曲线的中心线截取a的长度。当沿着长度x部分,在中心线上设置X-轴,在Y-轴上设置粗糙度值(y)时,用函数Y=f(x)来代表粗糙度曲线。粗糙度曲线的中心线-平均粗糙度Ra是通过下列公式确定的Ra=(1/a)·∫0a|f(x)|dx.]]>通过调节表层的磨损状态,有调色剂携带部件可以具有上述范围内的表面粗糙度Ra。更特别地,调色剂携带部件表面的粗糙磨损提供较大的粗糙度,更精细的磨损提供较小的粗糙度。
因为本发明的磁性调色剂具有高充电性能,期望控制其总电荷以在实际的显影中使用,这样用于本发明中的调色剂携带部件可以优选地用含导电精细颗粒和/或分散于其中的润滑颗粒的树脂来表面处理。
通过在11.7MPa(120kg/cm2)的压力下测量,分散在调色剂携带部件的涂覆树脂层中的导电精细颗粒可以优选地显示至多0.5ohm.cm.的电阻率。
导电精细颗粒可以优选地包含碳精细颗粒,结晶的石墨颗粒或这些的混合物,且可以优选地具有0.005-10μm的粒径。
构成显影剂携带部件表层的树脂实例可以包括热塑性树脂,如苯乙烯树脂,乙烯基树脂,聚醚砜树脂,聚碳酸酯树脂,聚苯醚树脂,聚酰胺树脂,含-氟树脂,纤维素树脂,和丙烯酸树脂;热固性树脂,如环氧树脂,聚酯树脂,醇酸树脂,酚醛树脂,脲树脂,硅氧烷树脂和聚酰亚胺树脂;热固性树脂。
上面之中,优选使用显示隔离性能的树脂,如硅氧烷树脂或含-氟树脂;或具有优异机械性能的树脂,如聚醚砜,聚碳酸酯,聚苯醚,聚酰胺,酚醛树脂,聚酯,聚氨酯树脂或苯乙烯树脂。酚醛树脂是特别优选的。
每10重量份的树脂优选使用3-20重量份的导电精细颗粒。在使用碳颗粒和石墨颗粒的混合物的情况中,每10重量份的石墨颗粒中可以优选地使用1-50重量份的碳颗粒。
调色剂携带部件中的含导电精细颗粒的涂覆层可以优选地具有1×10-6-1×106ohm.cm的体积电阻率。
在本发明中,优选通过调节部件控制调色剂的涂覆率,该调节部件位于调色剂携带部件之上,且经由运送到其上的调色剂而与调色剂携带部件邻接,以便提供具有均匀的涡轮发电的电荷的调色剂,其不易受环境条件变化的影响,并因此不易于引起调色剂散射。
在本发明中,调色剂携带部件表面可以与像承载-部件表面在显影区域的移动方向相同或相反的方向移动。在以相同方向移动的情况下,调色剂携带部件可以优选以像承载部件的至少100%的表面速率移动。低于100%,在某些情况中,像的质量降低。更高的表面速度比例提供更大量的调色剂至显影部分,从而增加自调色剂像-承载部件上的潜影粘附和回收的频率,即,频繁重复调色剂自不必要部分的除去和在必要部分上的粘附,以提供更准确的调色剂像至潜影。调色剂携带部件和像-承载部件之间1.05-3.00的表面速度比例是进一步优选的。
更特别的是,优选调色剂携带部件被置于自像-承载部件100-1000μm间距的位置。如果间距低于100μm,显影性能和调色剂易于根据间距的波动而波动,以致难以大量生产满足稳定的像质量的成像设备。如果间距超过1000μm,像-承载部件上的潜影上的调色剂流动性能降低,从而易于引起像质量的降低。如低分辨率和低像密度。120-500μm的间距是进一步优选的。
在本发明中,优选在调色剂携带部件和像-承载部件之间的交变电场(AC电场)的应用下,操作显影步骤。交变显影偏压可以是DC电压和交变电压(AC电压)的重叠。
可以适宜地选择具有正弦波,矩形波,三角形波等波形的交变偏压。也可以使用通过周期性地开/关DC电源所形成的脉冲电压。因此,也可以使用具有周期性改变电压值的交变电压波形。
优选在3×106-10×106V/m的峰-对-峰强度和100-5000Hz的频率下,在调色剂携带部件和像-承载部件之间,通过应用显影偏压来形成AC电场。
在优选的实施方案中,将本发明的磁性调色剂用于采用接触充电方案的成像方法中,其中充电部件与光敏部件邻接。该方案是生态学上优选的,这是因为臭氧的存在可以被较好地抑制。
在优选实施方案中,使用充电辊的充电步骤可以优选地当在4.9-49N/m(5-500g/em)的压力下邻接辊时进行。应用于辊上的电压可以是单独的DC电压或DC/AC重叠电压。例如,适宜应用包含0.5-5kVpp和50-5kHz的AC电压和+0.2-+5kV的DC电压的AC/DC重叠电压。
其它的充电装置可以包括那些使用充电叶片或导电刷的装置。这些接触充电在省略高电压或降低臭氧存在中是有效的。每个作为接触充电装置使用的充电辊和充电叶片可以优选地包含导电橡胶且可以任意地在其表面包含隔离膜。隔离膜可以包含,例如,尼龙基树脂,聚偏氟乙烯(PVDF)或聚偏氯乙烯(PVDC)。
接下来,将参考附图描述适宜使用本发明磁性调色剂的成像方法的优选实施方案。
参考图1,在作为像-承载部件的光敏部件100的周围,放置有充电辊117(接触充电部件),显影装置140(显影工具),转印辊114(转印工具),清洁器116,和纸供应辊124。用供有与DC-200伏特重叠的峰-对-峰2.0kV的AC电压的充电辊117给光敏部件充电至-700伏特,并将光敏部件100暴露于源于激光扫描器121的成影象激光123中,以在其上形成静电潜影,然后通过显影装置140用单-组分磁性调色剂显影,形成调色剂像。然后通过经由转印材料P与光敏部件100邻接的转印辊114,将光敏部件上的调色剂像转印到转印(-接收)材料P上。然后,通过传送带125将携带调色剂像的转印材料P传送到定影装置126上,调色剂像定影在转印材料P上。使用清洁器115(清洁工具)除去留在光敏部件100上的调色剂P部分。
像图4更加详细表示的那样,显影装置140包括圆柱形的调色剂携带部件102(下文称为“显影套筒”)和包含调色剂的调色剂容器,部件102是由非-磁性金属,如铝或不锈钢形成的,并置于与光敏部件100接近的位置。通过套筒/光敏部件间距-保持部件(没有标出)等,将光敏部件100和显影套筒102之间的间距设在大约300μm。间距可以按照所期望的变化。在显影套筒102内,固定地设置有磁石辊104,并与显影套筒102同心,同时允许显影套筒102的旋转。磁石辊104像所示的那样具有很多磁极,包括与显影相关的磁极S1,与调色剂涂覆量相关的磁极N1,与调色剂接收和运送有关的磁极S2,和与防止调色剂爆裂相关的磁极N2。在调色剂容器内,置有搅拌部件141以搅拌其中的调色剂。
显影装置140还装备有弹性叶片103作为调色剂层的厚度-调节部件,以在被运送到显影套筒102上时,调节所传送的调色剂的量,通过调节与光敏部件102邻接的弹性叶片103上的邻接压力。在显影区域,将包含DC电压和/或AC电压的显影偏压应用在光敏部件和显影套筒102之间,以致引起显影套筒102上的调色剂相应于形成于其上的静电潜影跳跃到光敏部件100上。
在下文,将参考制备实施例和实施例更加具体地描述本发明,然而,该实施例不应当以任何方式解释为限制本发明的范围,在下文使用的,用于描述成分相对量的“份数”是“重量份数”。极性聚合物<聚性聚合物的制备实施例1>
在装备有回流管,搅拌器,温度计,氮气-进口管,液滴加入装置和真空工具的可加压反应容器中,加入作为溶剂的250份甲醇,150份2-丁酮和100份2-丙醇,和作为单体的72份苯乙烯,18份丙烯酸2-乙基己基酯和10份2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸,搅拌下加热至回流温度。然后,在30分钟内,一滴滴地向其中加入20份2-丁酮中含1份过氧2-乙基己酸叔-丁基酯(聚合引发剂)的溶液,持续搅拌5小时,30分钟内一滴滴地加入20份2-丁酮中含1份过氧2-乙基已酸叔-丁基酯的溶液,再搅拌5小时,完成聚合。
蒸馏溶剂之后,用装备有150目筛的切割研磨机将聚合物粗糙地压碎至100μm以下,得到相性聚合物1,其显示出大约54℃的玻璃化转变温度(Tg)。<制备实施例2-4>
除了按照下面表1所示改变单体成分之外,按照与制备实施例1相同的方法制备极性聚合物2-4。<对照的制备实施例>
除了按照下面表1所示改变单体成分之外,按照与制备实施例1相同的方法制备极性聚合物5。
表1极性聚合物极性聚合物单体*(份) TgAMPS苯乙烯其它/份(℃)1 10 722-EHA/18 542 1 802-EHA/19 423 10 0 MMA/90 1184 10 302-EHA/18 55MMA/425 0 852-EHA/15 52(对照)*AMPS=2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸,2-EHA丙烯酸2-乙基己基酯MMA=异丁烯酸甲基酯磁性粉末<磁性粉末的制备实施例1>
在硫酸亚铁水溶液中,加入1.0-1.1亚铁离子当量的苛性碱溶液,与之混合,形成含氢氧化亚铁的水溶液。
当保持含水系统的pH在大约9的时候,在80-90℃,向其中吹入空气以引起氧化,由此得到磁性颗粒的淤浆。洗涤和过滤之后,立即取出湿磁性颗粒,通过使用其一小部分确定水的含量。在另外的含水介质中再-分散没有干燥的湿磁性颗粒。当在充分的搅拌下,调节再-分散液的pH在大约6的时候,将每100份磁性颗粒(减去水含量的固体)2.0份量的硅烷偶联剂(正-C10H21Si(OCH3)3)加入到再-分散液中,进行偶联处理(疏水处理)。然后用水洗涤最终的疏水磁性颗粒,过滤并干燥,用常规方法分解轻微团聚的颗粒,得到磁性粉末1(表面处理过的)。
在表2中列出了磁性粉末1和以下列制备实施例制备的那些磁性粉末的一些粒径数据。(对照的磁性粉末制备实施例)重复制备实施例1直到氧化,用水洗涤最终的磁性颗粒,过滤并干燥,用常规方法分解团聚的颗粒,得到磁性粉末9(未处理过的)。(磁性粉末的制备实施例2)在充分的搅拌下,在另外的调节pH在大约6的再-分散液中,再-分散上述对照制备实施例中的磁性粉末9(未处理过的),将每100份磁性粉末9为2.0份量的硅烷偶联剂(正-C10H21Si(OCH3)3)加入到再-分散液中进行偶联处理(疏水处理)。然后用水洗涤最终的疏水磁性颗粒,过滤并干燥,用常规方法分解轻微团聚的颗粒,得到磁性粉末2(表面处理过的)。(制备实施例3)通过在气相中使用2.0份硅烷偶联剂(正-C10H21Si(OCH3)3)表面处理100份磁性粉末9(未处理过的)制备磁性粉末3(表面处理过的)。(制备实施例4)除了减少硫酸亚铁水溶液的量和增加用于氧化的空气吹入速率之外,按照与制备实施例1相同的方法制备磁性粉末4(表面处理过的)。(制备实施例5)除了增加硫酸亚铁水溶液的量和减少用于氧化的空气吹入速率之外,按照与制备实施例1相同的方法制备磁性粉末5(表面处理过的)。(制备实施例6)除了增加用于氧化的空气吹入速率之外,按照与制备实施例1相同的方法制备磁性粉末6(表面处理过的)。(制备实施例7)
除了使用硅烷偶联剂(正-C6H13Si(OCH3)3)代替硅烷偶联剂(正-C10H21Si(OCH3)3)之外,按照与制备实施例1相同的方法制备磁性粉末7(表面处理过的)。(制备实施例8)除了减少硅烷偶联剂(正-C10H21Si(OCH3)3)的量至0.1份之外,按照与制备实施例1相同的方法制备磁性粉末8(表面处理过的)。
表2磁性粉末磁性粉末 粒径(Dv)(μm) 细粉(N.%)*1 粗糙粉末(N.%)*21 0.19 2022 0.21 1343 0.24 9 94 0.31 9 135 0.14 4116 0.25 6 87 0.18 2128 0.22 1659 0.28 4 16(未处理过的)*10.03μm-小于0.1μm的颗粒数量%。*2大于0.3μm的颗粒数量%。导电细粉<导电细粉1>
在压力之下团聚具有0.1-0.3μm初级粒径的氧化锌初级颗粒,得到导电细粉1,其是白色的,并显示出3.7μm的体积-平均粒径(Dv),包括6.6%积的0.5μm或更小(V%(D<0.5μm)=6.6%体积)的颗粒和8%数量的5μm或更大(N%(D>5μm)=8%数量)的颗粒的粒径分布,和80ohm.cm的电阻率(Rs)。
通过扫描电子显微镜(SEM)在3×103-3×104的放大倍率下观察,发现导电细粉末1包括具有0.1-0.3μm初级粒径的氧化锌初级颗粒和1-10μm的团聚颗粒。
通过用透射光密度计(“310%”,购自X-Rite K.K.)测量,导电细粉1还显示出大约35%的相对于740nm波长光的单-颗粒最致密堆积层透射率(T740(%))。
在表3中列出了导电细粉1和以下列方式制备的导电细粉2-5的某些代表性性能。<导电细粉2>
气动分选导电细粉1,得到导电细粉2,其显示出Dv=2.4μm,V%(D<0.5μm)=4.1%体积,N%(D>5μm)=1%数量,Rs=440ohm.cm,T740=(%)=35%。
通过SEM观察结果,发现导电细粉2包括具有0.1-0.3μm初级粒径的氧化锌初级颗粒,和1-5μm的团聚颗粒,但是初级颗粒的量较之导电细粉1减少了。<导电细粉3>
气动分选导电细粉1,得到导电细粉3,其显示出Dv=1.5μm,V%(D<0.5μm)=35%体积,N%(D>5μm)=%数量,Rs=1500ohm.cm,T740(%)=35%。
通过SEM观察结果,发现导电细粉3包括具有0.1-0.3μm初级粒径的氧化锌初级颗粒,和1-4μm的团聚颗粒但是初级颗粒的量较之导电细粉1增加了。<导电细粉4>
将白色的氧化锌精细颗粒用作导电细粉4,其显示出Dv=0.3μm,V%(<0.5μm)=80%体积,N%(>5μm)=0%数量,初级粒径(Dp)=0.1-0.3μm,Rs=100ohm,T740(%)=35%。
通过TEM观察结果,发现导电细粉4包含Dp=0.1-0.3μm的氧化锌初级颗粒,并含有少量的团聚颗粒。<导电细粉5>
气动分选用氧化以锡锑表面涂覆并具有Dv=2.8μm的硼酸铝粉末,以除去粗糙颗粒,然后在含水介质中重复分散,并过滤以除去精细颗粒,回收导电细粉5,其是浅灰白色的导电细粉,且显示出Dv=3.2μm,V%(D<0.5μm)=0.4%体积,N%(D>5μm)=1%数量。
导电细粉1-5的代表性能在下面的表3中列出。
表3导电细粉
*C.A.B.为被涂覆的硼酸铝。磁性调色剂颗粒在下文中描述一些磁性调色剂颗粒的制备实施例,其中为了方便将产物磁性调色剂颗粒称作黑色粉末。(磁性调色剂颗粒的制备实施例1)在709份去离子水中,加入451份0.1mol/1-Na3PO4水溶液,加热至60℃,向其中逐渐地加入67.7份1.0mol/l-CaCl2水溶液,形成含磷酸钙的含水介质。
苯乙烯 80份丙烯酸正-丁酯 20份不饱和的聚酯树脂** 0.5份极性聚合物12份单偶氮染料Fe化合物 1份(负电荷控制剂)磁性粉末1 90份(表面处理过的)**双酚A的氧化丙烯与氧化乙烯-加合物和反丁烯二酸的缩合产物。
用超微磨碎机(由Mitsui Miike Kakoki K.K.制造)均匀地分散并混合上述成分,形成单体混合物。将混合物加热至60℃,向其中加入6份主要包含二十二酸二十二烷基酯并具有72℃的DSC热-吸收峰值温度(Tabs)的酯蜡,7份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(聚合引发剂,60℃时T1/2=140分钟)和2份2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯(聚合引发剂,60℃时t1/2=270分钟,80℃时t1/2=80分钟),相互混合,形成可聚合组合物。
将可聚合组合物加入上面制备的含水介质中,并在60℃N2气下,通过TK均质机(TokushuKikaKogyo K.K.制)在10,000rpm下搅拌15分钟,以在含水介质中分散可聚合组合物的小滴。然后,通过桨状搅拌器进一步搅拌该系统,并在60℃反应7小时,在80℃的升高温度下再搅拌3小时。反应后,冷却悬浮液,并向其中加入盐酸,以溶解磷酸钙。然后,过滤聚合物,用水洗涤并干燥,得到具有6.7μm重均粒径(D4)的黑色粉末1。
黑色粉末1的某些特性和物理性能与按照下列制备实施例制备的那些黑色粉末一起在表4中列出。(制备实施例2-4)除了分别使用极性聚合物2-4代替极性聚合物1之外,按照与制备实施例1相同的方法制备黑色粉末2-4。(对照的制备实施例1)除了使用极性聚合物5代替极性聚合物1之外,按照与制备实施例1相同的方法制备黑色粉末5。(对照的制备实施例2)除了省去极性聚合物1的使用之外,按照与制备实施例1相同的方法制备黑色粉末6。(制备实施例5)除了增加极性聚合物1至16份之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末7。(制备实施例6-10)除了分别使用磁性粉末2-6(表面处理过的)代替磁性粉末1之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末8-12。(对照的制备实施例3)除了使用磁性粉末9(未处理过的)代替磁性粉末1之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末13。(对照的制备实施例4)除了增加Na3PO4水溶液和CaCl2水溶液的量以便增加含水介质中磷酸钙的量,并向其中进一步加入十二烷基苯磺酸钠之外,按照与制备实施例1的相同方法制备具有2.9μm重均粒径(D4)的黑色粉末14。(对照的制备实施例5)除了减少磁性粉末1至9份之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末15。(制备实施例11)除了增加磁性粉末1至202份之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末16。(制备实施例12和13)除了分别改变酯蜡的量至0.45份和50.5份之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末17和18。(制备实施例14)除了使用聚乙烯基蜡(Tabs=115℃)代替酯蜡之外,按照与制备实施例1的相同方法制备黑色粉末19。(制备实施例15)在709份去离子水中,加入451份0.1mol/l-Na3PO4水溶液,加热至60℃之后,逐渐地向其中加入67.7份1.0mol.l-CaCl2水溶液,形成含磷酸钙的含水介质。
苯乙烯 80份丙烯酸正-丁酯20份不饱和的聚酯树脂 0.6份(与制备实施例1中的相同)单偶氮染料Fe化合物 1.2份(负电荷控制剂)磁性粉末1107份(表面处理过的)用超微磨碎机(由MitsuiMiike Kakoki K.K.制造)均匀地分散并混合上述成分,形成单体混合物。将混合物加热至60℃,向其中加入6份与制备实施例1中相同的酯蜡,7.2份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和2份2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯,相互混合,形成可聚合组合物。
将可聚合组合物加入到上面制备的含水介质中,并在60℃N2气下,通过TK均质机(由TokushuKikaKogyo K.K.制造),在10,000rpm下搅拌15分钟,以在含水介质中分散可聚合组合物的小滴。然后,通过桨状搅拌器进一步搅拌该系统,并在60℃反应3小时,在80℃的升高温度下再搅拌1小时。
然后,在上面的悬浮液中,加入苯乙烯 16份丙烯酸正-丁酯 4份极性聚合物1 2.4份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-戊腈) 0.4份二十二烷酸钠0.1份水 20份的混合物,然后将该系统加热至80℃,并在该温度时搅拌6小时。
反应之后,冷却悬浮液,并向其中加入盐酸以溶解磷酸钙。然后,过滤聚合物,用水洗涤并干燥,得到黑色粉末20(D4=7.5μm)。(对照的制备实施例6)苯乙烯-丙烯酸正-丁基酯共聚物100份(=80/20重量)不饱和的聚酯树脂 0.5份(与制备实施例1中的相同)单偶氮染料Fe化合物 1份(负电荷控制剂)磁性粉末1(表面处理过的) 90份酯蜡 6份(与制备实施例1中的相同)将上述成分用混合器混合,并用双-螺杆挤压机在110℃熔融捏合。冷却之后,用锤式粉碎机粗糙地压碎熔融捏合产物,然后用涡轮式粉碎机(由Turbo KogyoK.K.)粉碎,气动分选,得到黑色粉末21(D4=7.6μm)。(制备实施例16)在55℃的处理温度和90m/sec的旋转叶片圆周速度下,用碰撞型表面处理设备,使在上面对照制备实施例6中制备的黑色粉末21经过球形化处理,得到黑色粉末22。
上述制备的黑色粉末1-22的性能在以下的表4中列出。磁性调色剂<磁性调色剂的制备实施例1>
在100份黑色粉末1中,加入1份疏水二氧化硅细粉(SBET=140m2/g),该粉末是通过依次用六甲基-二硅氮烷和硅油处理具有12nm初级粒径(Dp1)的二氧化硅得到的,用Henschel混合器(由MitsuiMiike Kakoki K.K.制造)混合,得到磁性调色剂1。
磁性调色剂1的配方与按照下列制备实施例得到的那些磁性调色剂一起在以下的表5中列出。<制备实施例2-5>
分别将100份黑色粉末2-4和7与1份与制备实施例1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂2-5。<制备实施例6>
将100份黑色粉末8与0.6份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂6。<制备实施例7-10>
分别将100份黑色粉末9-12与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂7-10。<制备实施例11>
将100份黑色粉末16与0.5份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂11。<制备实施例12>
将100份黑色粉末17与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂12。<制备实施例13和14>
分别将100份黑色粉末18和19与0.6份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂13和14。<制备实施例15和16>
分别将100份黑色粉末20和22与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂15和16。<制备实施例17-19>
将100份黑色粉末1分别与1份用六甲基二硅氮烷处理的疏水二氧化硅细粉(SBET=200m2/g),1份用异丁基三甲氧基硅烷处理的疏水氧化钛(SBET=100m2/g),或1份用异丁基三甲氧基硅烷处理的疏水氧化铝(SBET-150m2/g)混合,分别得到磁性调色剂17-19。<制备实施例20>
将100份黑色粉末1与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉和2份导电细粉1混合,得到磁性调色剂20。<制备实施例21-24>
将100份黑色粉末1分别与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉和2份导电细粉2-5中的一种混合,分别得到磁性调色剂21和24。<对照的制备实施例1-3>
分别将100份黑色粉末5,6和13与0.6份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到对照的磁性调色剂1-3。<对照的制备实施例1-3>
分别将100份的黑色粉末5,6和13与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到对照的磁性调色剂1-3。<对照的制备实施例4和5>
分别将100份黑色粉末14和15与1.5份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到对照的磁性调色剂4和5。<对照的制备实施例6>
分别将100份黑色粉末21与1份用于制备实施例1中的相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到对照的磁性调色剂6。光敏部件具有图2所示的层状结构的光敏部件是通过在30mm-直径的铝制圆柱形载体1上浸渍,依次形成下列层而制备的。
(1)第一层2是15μm厚的导电涂覆层(导电的),主要包含有氧化锡和氧化钛粉末分散于其中的酚醛树脂。
(2)第二层3是0.6μm厚的主要包含改性尼龙和共聚物尼龙的底涂层。
(3)第三层4是0.6μm厚的电荷产生层,主要包含在长-波长区域内具有吸收峰的偶氮颜料,并被分散在缩丁醛树脂中。
(4)第四层是25μm厚的电荷迁移层,其主要包含以8∶10的重量比例溶解于聚碳酸酯树脂(根据Ostwald粘度法,具有2×104的分子量)中的空穴迁移三苯胺化合物,并进一步包含基于总固体为10%重量的分散于其中的聚四氟乙烯粉末(体积-平均粒径(Dv)=0.2μm)。用接触角测量计(“CA-X”,源于Kyowa KaimenKagakuK.K.)测量,该层表面显示出95度与纯净水的接触角度。
使用上面制备的光敏部件(有机光电导(OPC)鼓)作为光敏部件100(像-承载部件)。使用充电偏压从橡胶辊充电器117给光敏部件100均匀充电至-700伏特的暗区电位(Vd),该偏压包含-700伏特的DC电压和1.5kVpp的AC电压的重叠,该充电器包含分散于其中的导电碳,并用尼龙树脂涂覆,且与光敏部件100邻接。充电光敏部件在像区被暴露于源于激光扫描仪121的成影象激光123中,以便提供与-700伏特的暗区电位(Vd)相反的-160伏特的亮区电位(VL)。
显影套筒102(调色剂携带部件)是由表面喷砂的16mm-直径的铝制圆柱形成的,该圆柱涂覆有大约7μm厚的显示1.0μm粗糙度(JIS中心线-平均粗糙度Ra)的下列组成的树脂层。显影套筒102装备有85mT(850Gauss)的显影磁极和1.2m厚,1.0mm净长的作为调色剂层厚度-调节部件的硅橡胶叶片。显影套筒102位于距光敏部件100的310μm酚醛树脂 100重量份石墨(Dv=大约7μm) 90重量份碳黑 10重量份然后,使用DC-500伏特与峰-对-峰1500伏特及1900Hz频率的AC电压重叠的显影偏压,显影套筒在103mm/sec的圆周速度下旋转,其是以相同方向移动的光敏部件圆周速度(94mm/sec)的110%。
所用的转印辊114是一个与图3所示的辊34相同的辊。更特别的是,转印辊34具有中心金属34a,和形成于其上的导电弹性层34b,该导电弹性层包含分散于乙烯-丙烯橡胶中的导电碳。导电弹性层34b显示出1×108ohm.cm的体积电阻率和24度表面橡胶硬度。当施与1.5kV的DC转印偏压时,具有20mm直径的转印辊34与光敏部件33(图1中的光敏部件100)在59N/m(60g/cm)的压力下邻接,并按箭头A所示的方向,在与光敏部件33相同的速率(70mm/sec)下旋转。
定影装置126是一个经由膜加热的无油热压型装置(“LBP-1760”,不像所示的辊型)。压力辊是一个具有含氟-树脂表层和30mm直径的辊。定影装置是在180℃的定影温度和7mm辊隙宽度下操作的。
在这个实施例(实施例1)中,磁性调色剂1首先在15℃/10%RH的环境中,以90g/m2的普通纸作为转印材料,在2000张纸上经受持续的成像测试。因此,调色剂显示出良好的初始阶段成像性能,该性能包括没有转印故障,如字符和线条中空像脱落的高转印效率,并导致没有模糊影象。
此外,基于1cm-宽的模线模式评估持续的成像性能,该横线是以3cm的间距在低潜影电位的半色调像密度上排列的。
就下列项目进行性能评估。
为了评估转印效率(ETF)(%),在光敏部件上形成实心黑色像并将其转印到白纸上。然后,通过聚酯粘合带将转印后光敏部件上的转印剩余调色剂剥离下来,并将其应用到白纸上后,测量Macbeth(反射)密度C,将相同的聚酯带用于已经被转印但是仍然未被定影到白纸上的实心调色剂像上,测量Macbeth密度D。另外,将相同的聚酯粘合带施用到空白纸上,以测定Macbeth密度上。根据下列公式从这些值计算转印效率转印效率TFF(%)=((D-C)/(D-E))×100认为给予90%或更高转印效率的像是令人满意的。
分辨率根据下列标准,在600dpi的分辨率(由于潜影电场闭合,通常其是难以再现的)下,基于分离的100点的再现性而在初始阶段评估A(100点中)至多5点缺陷。
B6-10点缺陷。
C11-20点缺陷。
D多于20点缺陷。
模糊影象是在印刷之前,通过使用带绿色滤光片的反射计(“Model TC 6DS”,由TokyoDenshoku K.K.制造)在印刷于白色转印纸上的图像的白色背景部分上测量反射Rs(%),并测量白色转印纸的反射Rr(%)而评估的。模糊景象确定为Dr-Ds(%)。
通常2.0%或更低的模糊影像值代表好的像。
像密度(I.D.)是通过使用Macbeth密度仪(“RD 918”,由Macbeth Co.制造),相对于第20张纸上的实心像,作为初始阶段性能而测量的。
定影透印(背面沾污)是通过在初始阶段,在持续形成的100个像样品纸中,像背面上引起背面沾污的纸张数目而评估的。
充电性能是通过在持续成像中像故障(包括非像部分上的污斑和半色调像上的密度不规则性)的出现而评估的。评估是基于首次发现像故障时纸张的数目进行的。
结果与按照下列实施例和对照实施例得到的结果一起在表1中列出。如表6所示,磁性调色剂1不仅在初始阶段,且在2000张纸上的持续成像的全部时间显示出良好的成像性能。
磁性调色剂1在30℃/80%RH的环境中也显示出良好的成像性能。
结果也在表6中列出。对照的实施例1-6除了使用对照的磁性调色剂1-6之外,按照与实施例1的相同方法进行成像的测试。结果也在表6中列出。像表6中所示的,成像性能通常从初始阶段是较差的,且在某些情况中妨碍持续的成像。
表4黑色粉末(磁性调色剂颗粒)
*1Pmn.=聚合,Pvz.=粉碎 *2N.D.=未检测出表5磁性调色剂
*HMDS=六甲基二硅氮烷SO=硅油,i-BTMS=异-丁基三甲氧基硅烷二氧化硅(HMDS→SO)意为先用HMDS,然后用SO处理过的二氧化硅导电粉末=导电细粉(1,2…)
表6在15℃/10%RH中的成像性能
*1“N.E.”=未评估*2“5/100”=意为在100张纸之中的5张上观察到背面沾污*3“N.O”意为未观察到“1800/s”意为从大约第1800张纸上观察到轻微的像故障“300,被干扰”意为自大约300张纸开始发生像故障,且干扰了持续的成像极性聚合物<极性聚合物的制备实施例6>
在装备有回流管,搅拌器,温度计,氮气-进口管,液滴加入装置和真空工具的加压反应容器中,加入作为溶剂的150份甲醇,250份2-丁酮和100份2-丙醇,和作为单体的84份苯乙烯,13份丙烯酸2-乙基己基酯和3份2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸,搅拌下加热至回流温度。然后,在30分钟内,一滴滴地向其中加入20份2-丁酮中的1份过氧-2-乙基己酸叔-丁基酯(聚合引发剂)的溶液,持续搅拌5小时,30分钟内一滴滴地加入20份2-丁酮中的1份过氧-2-乙基己酸叔-丁基酯,再搅拌5小时,完成聚合。
蒸馏溶剂之后,用装备有150目筛的切割研磨机粗糙地压碎聚合物至100μm以下,得到极性聚合物6,其具有大约70℃的玻璃化转变温度(Tg)。<制备实施例7-16>
除了按照下面表7所示的改变单体成分之外,按照与制备实施例6相同的方法制备极性聚合物7-16。<对照的制备实施例2>
除了按照表7所示的改变单体成分之外,按照与制备实施例6的相同方法制备极性聚合物17。
表7极性聚合物极性聚合物单体*(份) TgMwAMPS 苯乙烯2-EHA DMAA (℃) (×104)6 3 8413 0 702.07 5 7817 0 611.58 0.03 91.47 8.50 805.59 0.2 86.8 13 0 704.510 1 8811 0 723.011 107515 0 621.012 158817 0 601.013 3 952 0 953.014 3 8412 1 702.015 3 8410 3 712.016 3 815 5 722.017 0 8713 0 702.0*AMPS=2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸2-EHA=丙烯酸2-乙基己基酯DMAA=N,N-二甲基丙烯酰胺磁性调色剂颗粒(磁性调色剂颗粒的制备实施例A1)在709份去离子水中,加入451份0.1mol/l-Na2PO4水溶液,加热至60℃,向其中逐渐地加入67.7份1.0mol/l-CaCl2水溶液,形成含磷酸钙的含水介质。
苯乙烯 80份丙烯酸2-乙基己酯20份二乙烯基苯 0.5份极性聚合物6 5份磁性粉末1 85份
(表面处理过的)用超微磨碎机(由Mitsui Miike Kakoki K.K.制造)均匀地分散并混合上述成分,形成单体混合物。将混合物加热至60℃,向其中加入6份主要包含二十二酸二十二烷基酯并具有72℃的DSC热-吸收峰值温度(Tabs)的酯蜡,7份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(聚合引发剂,60℃时,T1/2=140分钟)和2份2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯(聚合引发剂,60℃时,t1/2=270分钟,80℃时,t1/2=80分钟),相互混合,形成可聚合组合物。
在上面制备的含水介质中加入可聚合组合物,并在60℃N2气体中通过TK均质机(由TokushuKikaKogyo K.K.制造),在10,000rpm下搅拌12分钟,以在含水介质中分散可聚合组合物的小滴。然后,通过桨状搅拌器进一步搅拌该系统,并在60℃反应7小时,在80℃的升高温度下再搅拌3小时。反应后,冷却悬浮液,向其中加入盐酸,溶解磷酸钙。然后,过滤聚合物,用水洗涤并干燥,得到具有7.0μm的重均粒径(D4)的黑色粉末A1。
黑色粉末Al的某些特性和物理性能与按照下列制备实施例制备的那些黑色粉末一起在表8中列出。(制备实施例A2-A11)除了分别使用极性聚合物7-16代替极性聚合物6之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A2-A11。(制备实施例A12-A16)除了按照表8所示的改变极性聚合物6的量之外,按照制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A12-A16。(制备实施例A17-A22)除了分别使用磁性粉末2-6(表面处理过的)代替磁性粉末1之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A17-A22。(制备实施例A23)在709份去离子水中,加入451份0.1mol/l-Na3PO4水溶液,加热至60℃之后,逐渐地向其中加入67.7份1.0mol.l-CaCl2水溶液,形成含磷酸钙的含水介质。
苯乙烯 80份丙烯酸2-乙基己酯20份极性聚合物6 5份磁性粉末1 90份(表面处理过的)用超微磨碎机(由Mitsui Miike Kakoki K.K.制造)均匀地分散并混合上述成分,形成单体混合物。将混合物加热至60℃,向其中加入6份与用于制备实施例A1中相同的酯蜡,7.2份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和2份2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯,相互混合,形成可聚合组合物。
在上面制备的含水介质中加入可聚合组合物,并在60℃ N2气下,通过TK均质机(由TokushuKikaKogyo K.K.制造),在10,000rpm下搅拌15分钟,以在含水介质中分散可聚合组合物的小滴。然后,通过桨状搅拌器进一步搅拌该系统,并在60℃反应3小时,在80℃的升高温度下再搅拌1小时。
然后,在用超声分散器分散之后,在上面的悬浮液中加入苯乙烯 15份过硫酸钾1份十二烷基苯磺酸钠0.1份去离子水 100份的混合物,然后将该系统加热至80℃,并在最低限度的温度下搅拌6小时。
反应之后,冷却悬浮液,并向其中加入盐酸以溶解磷酸钙。然后,过滤聚合物,用水洗涤并干燥,得到黑色粉末A23(D4=7.1μm)。(制备实施例A24)除了增加磁性粉末1的量至202份之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A24。(制备实施例A25)除了使用聚乙烯基蜡(Tabs=115℃)代替酯蜡之外,按照与制备实施例A1相同的方法制备黑色粉末A25。(制备实施例A26和A27)除了按照表8改变酯蜡的量之外,按照与制备实施例A1相同的方法制备黑色粉末A26和A27。(对照的制备实施例B1)除了使用极性聚合物A17代替极性聚合物6之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A28。(对照的制备实施例B2)除了使用磁性聚合物8(表面处理过的)代替磁性聚合物1之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A29。(对照的制备实施例B3)除了增加Na3PO4水溶液和CaCl2水溶液的量以便增加含水介质中磷酸钙的量,并进一步向其中加入十二烷基苯磺酸钠之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备具有2.9μm重均-粒径(D4)的黑色粉末A30。(对照的制备实施例B4)除了减少Na3PO4水溶液和CaCl2水溶液的量以便减少含水介质中磷酸钙的量之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备具有10.6μm重均-粒径(D4)的黑色粉末A31。(对照的制备实施例B5)除了减少的磁性颗粒1的量至9份之外,按照与制备实施例A1的相同方法制备黑色粉末A32。(对照的制备实施例B6)苯乙烯-丙烯酸正-丁基酯共聚物100份(=80/20重量)极性聚合物6 2份磁性颗粒1(表面处理过的) 90份酯蜡 6份(与制备实施例A1中的相同)将上述成分用混合器混合。并用双-螺杆挤压机在110℃熔融捏合。冷却之后,用锤式粉碎机粗糙地压碎熔融捏合产物,然后用涡轮式粉碎机(由Turbo KogyoK.K.制造)粉碎,气动分选得到黑色粉末A33(D4=7.2μm)。磁性调色剂<磁性调色剂的制备实施例A1>
在100份黑色粉末A1中,加入1份疏水二氧化硅细粉(SBET=120m2/g)其是通过依次用六甲基-二硅氮烷和硅油处理具有12nm初级粒径(Dp1)的二氧化硅得到的,用Henschel混合器(由Mitsui Miike Kakoki K.K.制造)混合,得到磁性调色剂A1。
磁性调色剂A1的配方与按照下列制备实施例得到的那些磁性调色剂一起在以下的表9中列出。<制备实施例A2>
将100份黑色粉末A2和1份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂A2。<制备实施例A3>
将100份黑色粉末A3和0.6份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂A3。<制备实施例A4-A5>
分别将100份黑色粉末A4及A5和1份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到磁性调色剂A4和A5。<制备实施例A6>
将100份黑色粉末A6和1.2份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂A6。<制备实施例A7-A27>
分别将100份黑色粉末A7-A27和1份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂A7-A27。<制备实施例A28-A30>
将100份黑色粉末A1分别与1份用六甲基二硅氮烷处理的疏水二氧化硅细粉(SBET=180m2/g),1份用异丁基三甲氧基硅烷处理的疏水氧化钛(SBET=90m2/g),或1份用异丁基三甲氧基硅烷处理的疏水氧化铝(SBET=140m2/g)混合,分别得到磁性调色剂A28-A30。<制备实施例A31>
分别将每100份黑色粉末A1和1份与用于制备实施例1中相同的疏水二氧化硅细粉,和2份导电细粉1混合,得到磁性调色剂A31。<制备实施例A32-A35>
分别将每100份的黑色粉末A1和1份与用于制备实施例1中相同的疏水二氧化硅细粉,和2份导电细粉2-5中的一种混合,分别得到磁性调色剂A32和A35。<制备实施例A36>
用Henschel混合器(由Mitsui MiikeKakoki K.K.制造),将100份黑色粉末A1与1份依次用六甲基二硅氮烷和硅油处理二氧化硅(Dpl=12nm)得到的疏水二氧化硅细粉(SBET=120m2/g),及0.2份用六甲基二硅氮烷处理二氧化硅(Dpl=80nm)得到的疏水二氧化硅细粉混合,得到磁性调色剂A36。<对照的制备实施例B1-B2>
分别将100份黑色粉末A28及A29和1份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到对照的磁性调色剂B1和B2。<对照的制备实施例B3>
将100份黑色粉末A30和1.5份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到对照的磁性调色剂B3。<对照的制备实施例B4>
将100份黑色粉末A31和0.7份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,得到对照的磁性调色剂B4。<对照的制备实施例B5-B6>
分别将每100份的黑色粉末A32及A33和1份与用于制备实施例A1中相同的疏水二氧化硅细粉混合,分别得到对照的磁性调色剂B5和B6。
结果在表10中列出。对照实施例7-12除了使用对照磁性调色剂B1-B6之外,按照与实施例25相同的方法进行成像测试。结果也在表10中列出。像表10所示的那样,通常成像性能自初始阶段较差,并在成像的持续中变得更差,以致在某些情况中干扰了持续的成像。
表8黑色粉末(磁性调色剂颗粒)
*1Pmn.=聚合,Pvz.=粉碎 *2N.D.=未检测出表9磁性调色剂
* HMDS=六甲基二硅氮烷SO=硅油,i-BTMS=异-丁基三甲氧基硅烷二氧化硅(HMDS→SO)意为先用HMDS,然后用SO处理过的二氧化硅导电粉末=导电细粉(1,2…)
表10在15℃/10%RH中的成像性能
*1 “N.E.”=未评估*2 “5/100”=意为在100张纸之中的5张上观察到背面沾污*3 “N.O.”意为未观察到“1800/s”意为从大约第1800张纸上观察到轻微的像故障“300,被干扰”意为从大约300张纸开始出现像故障,且干扰了持续的成像实施例60-91除了使用磁性调色剂1-4,20-24,A1-A16,A22,A26和A31-A35;从15℃/10%RH改变环境至30℃/80%RH,从90g/m2的纸改变转印材料为75g/m2的纸;在4%的像面积百分比下改变印刷模式为横向线像之外,在与实施例25相同的条件下进行成像该结果与下列实施例的那些结果一起在表12中列出。
像评估是相对于下列项目进行的。(1)像密度(I.D.)以500张纸直到2000张纸的间隔自初始阶段印刷实心像,通过Macbeth反射光密度计(“RD918”,源于MacbethCo.)测量其相对于白色背景部分(0.00)的反射密度,并根据下列标准评估AI.D.≥1.40B1.35≤I.D.≤1.40C1.00≤I.D.<1.35DI.D.<1.00(2)模糊影象使用反射计(“MODELTC-6DS”,由Tokyo denshoku K.K.制造)和绿色过滤器测量空白白纸和印刷像白色背景部分的白度,以确定它们之间的差异为模糊影象(%),并根据下列标准进行评估A低于1.00%B1.0%-低于2.0%C2.0%-低于3.0%D3.0%或更高(3)转印效率TEF(%)以上述相同方法测量,并根据下列公式计算
TEF(%)=((D C)/(D-E))×100,其中D转印的实心像密度,C:转印剩余调色剂像密度,和E黑色纸密度,分别经由聚酯型粘合带测量。根据下列标准进行评估ATEF≥97%B94%≤TEF<97%C90%≤TEF<94%DTEF<90%(4)调色剂的消耗Tcsmp在2000张纸上持续成像之后,测量显影剂容器中减少的磁性调色剂的量(mg),以计算调色剂的消耗Tcsmp(mg/张)。
评估结果在下面的表11中列出。
表11在30℃/80%RH中的成像性能
权利要求
1.一种磁性调色剂,包含磁性调色剂颗粒和与磁性调色剂颗粒混合的无机细粉,每个颗粒均至少包含粘合剂树脂,氧化铁和含硫聚合物;其中该磁性调色剂具有3-10μm的重均粒径(D4),该磁性调色剂具有至少0.970的平均圆形度,该磁性调色剂在79.6kA/m(1000奥斯特)磁场中,具有10-50Am2/kg(emu/g)的磁化强度。
2.根据权利要求1的磁性调色剂,其中该磁性调色剂具有3-10μm的重均粒径(D4),通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.001,且该磁性调色剂包含至少50%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒,其中C代表每个磁性调色剂颗粒投影面积等效的圆周直径,D代表磁性调色剂颗粒的表面与包含在磁性调色剂颗粒中的氧化铁颗粒之间的最小距离。
3.根据权利要求1的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有E量的硫和F量的氮。满足0.25≤F/E≤4。
4.根据权利要求3的磁性调色剂,其中E和F满足0.8≤F/E≤3.0。
5.根据权利要求1的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和E量的硫,产生0.0003-0.0050范围内的E/A比例。
6.根据权利要求1的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和F量的氮,产生0.0005-0.010范围内的F/A比例。
7.根据权利要求1的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.0005。
8.根据权利要求7的磁性调色剂,其中A和B满足B/A<0.0003。
9.根据权利要求1的磁性调色剂,其中该磁性调色剂包含相对于调色剂颗粒为0.05-3.00%数量比例的分离含铁颗粒。
10.根据权利要求1的磁性调色剂,其中磁性调色剂包含至少65%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗,其中C代表每个磁性调色剂颗粒投影面积等效的圆周直径,D代表磁性调色剂颗粒的表面与包含在磁性调色剂颗粒中的氧化铁颗粒之间的最小距离。
11.根据权利要求10的磁性调色剂,其中该磁性调色剂包含至少75%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒。
12.根据权利要求1的磁性调色剂,其中含硫聚合物是含有磺酸基团(-SO3X,其中X表示氢或碱金属)的聚合物。
13.根据权利要求12的磁性调色剂,其中含硫聚合物是含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺聚合物。
14.根据权利要求1的磁性调色剂,其中含硫聚合物具有50-100℃的玻璃化转变温度(Tg)。
15.根据权利要求1的磁性调色剂,其中含硫聚合物具有2,000-100,000的重均分子量。
16.根据权利要求13的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.01-20重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
17.根据权利要求13的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.05-10重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
18.根据权利要求13的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.1-5重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
19.根据权利要求1的磁性调色剂,其中每100重量份的粘合剂树脂包含0.05-20重量份的含硫聚合物。
20.根据权利要求1的磁性调色剂,其中调色剂颗粒包含基于粘合剂树脂为0.5-50重量%的蜡。
21.根据权利要求20的磁性调色剂,其中在DSC(差示扫描量热法)的热吸收曲线上,蜡在40-110℃的范围内,显示产生最大热吸收峰值温度的热性能。
22.根据权利要求21的磁性调色剂,其中蜡在45-90℃的范围内显示最大热吸收峰值温度。
23.根据权利要求1的磁性调色剂,其中氧化铁已经在含水介质中用偶联剂表面处理过。
24.根据权利要求1的磁性调色剂,其中磁性调色剂具有至少0.99的模式圆形度。
25.根据权利要求1的磁性调色剂,其中无机细粉具有4-80nm的平均初级粒径且以0.1-4重量%的比例包含在磁性调色剂中。
26.根据权利要求25的磁性调色剂,其中无机细粉包含选自二氧化硅,氧化钛,氧化铝和这些的复合氧化物中的至少一种。
27.根据权利要求25的磁性调色剂,其中的无机细粉已经被疏水处理过。
28.根据权利要求25的磁性调色剂,其中无机细粉已经至少用硅油疏水处理过。
29.根据权利要求25的磁性调色剂,其中无机细粉已经至少用硅烷化合物和硅油疏水处理过。
30.根据权利要求1的磁性调色剂,其中无机细粉和大于无机细粉的导电细粉被运送到调色剂颗粒的表面。
31.根据权利要求30的磁性调色剂,其中导电细粉具有至多109ohm.cm的体积电阻率。
32.根据权利要求30的磁性调色剂,其中导电细粉具有至多106ohm.cm的体积电阻率。
33.根据权利要求30的磁性调色剂,其中导电细粉是非磁性的。
34.一种磁性调色剂,包含磁性调色剂颗粒和与磁性调色剂颗粒混合的无机细粉,每个颗粒均至少包含粘合剂树脂,氧化铁和含硫聚合物;其中该磁性调色剂具有3-10μm的重均粒径(D4),通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.001,且该磁性调色剂包含至少50%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒,其中C代表每个磁性调色剂颗粒投影面积等效的圆周直径,D代表磁性调色剂颗粒的表面与包含在磁性调色剂颗粒中的氧化铁颗粒之间的最小距离。
35.根据权利要求34的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有E量的硫和F量的氮。满足0.25≤F/E≤4。
36.根据权利要求35的磁性调色剂,其中E和F满足0.8≤F/E≤3.0。
37.根据权利要求34的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和E量的硫,产生0.0003-0.0050范围内的E/A比例。
38.根据权利要求34的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和F量的氮。产生0.0005-0.010范围内的F/A比例。
39.根据权利要求34的磁性调色剂,其中通过X-射线光电子能谱的测量,该磁性调色剂颗粒在其表面保留有A量的碳和B量的铁,满足B/A<0.0005。
40.根据权利要求39的磁性调色剂,其中A和B满足B/A<0.0003。
41.根据权利要求34的磁性调色剂,其中该磁性调色剂包含相对于调色剂颗粒为0.05-3.00%数量比例的分离含铁颗粒。
42.根据权利要求34的磁性调色剂,其中磁性调色剂包含至少65%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒,其中C代表每个磁性调色剂颗粒投影面积等效的圆周直径,D代表磁性调色剂颗粒的表面与包含在磁性调色剂颗粒中的氧化铁颗粒之间的最小距离。
43.根据权利要求42的磁性调色剂,其中包含至少75%数量的满足D/C≤0.02关系式的磁性调色剂颗粒。
44.根据权利要求34的磁性调色剂,其中含硫聚合物是含有磺酸基团(-SO3X,其中X表示氢或碱金属)的聚合物。
45.根据权利要求44的磁性调色剂,其中含硫聚合物是含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺聚合物。
46.根据权利要求34的磁性调色剂,其中含硫聚合物具有50-100℃的玻璃化转变温度(Tg)。
47.根据权利要求34的磁性调色剂,其中含硫聚合物具有2,000-100,000的重均分子量。
48.根据权利要求45的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.01-20重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
49.根据权利要求45的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.05-10重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
50.根据权利要求45的磁性调色剂,其中含硫聚合物包含0.1-5重量%的含磺酸基团的(甲基)丙烯酰胺的聚合单元。
51.根据权利要求34的磁性调色剂,其中每100重量份的粘合剂树脂包含0.05-20重量份的含硫聚合物。
52.根据权利要求34的磁性调色剂,其中调色剂颗粒包含基于粘合剂树脂为0.5-50重量%的蜡。
53.根据权利要求52的磁性调色剂,其中在根据DSC(差示扫描式量热法)的热吸收曲线上,在40-110℃的范围内,蜡显示产生最大热吸收峰值温度的热性能。
54.根据权利要求53的磁性调色剂,其中蜡剂在45-90℃的范围内显示最大热吸收峰值温度。
55.根据权利要求34的磁性调色剂,其中氧化铁已经在含水介质中用偶联剂表面处理过。
56.根据权利要求34的磁性调色剂,其中磁性调色剂具有至少0.99的模式圆形度。
57.根据权利要求34的磁性调色剂,其中无机细粉具有4-80mm的平均初级粒径,且以0.1-4重量%的比例包含在磁性调色剂中。
58.根据权利要求57的磁性调色剂,其中无机细粉包含选自二氧化硅,氧化钛,氧化铝和这些的复合氧化物中的至少一种。
59.根据权利要求57的磁性调色剂,其中无机细粉已经被疏水处理过。
60.根据权利要求57的磁性调色剂,其中无机细粉已经至少用硅油疏水处理过。
6 1.根据权利要求57的磁性调色剂,其中无机细粉已经至少用硅烷化合物和硅油疏水处理过。
62.根据权利要求34的磁性调色剂,其中无机细粉和大于无机细粉的导电细粉被运送到调色剂颗粒的表面。
63.根据权利要求62的磁性调色剂,其中导电细粉具有至多109ohm.cm的体积电阻率。
64.根据权利要求62的磁性调色剂,其中导电细粉具有至多106ohm.cm的体积电阻率。
65.根据权利要求62的磁性调色剂,其中导电细粉是非磁性的。
全文摘要
一种能够显示与环境变化无关的稳定充电性能的磁性调色剂,它是由磁性调色剂颗粒和与磁性调色剂颗粒混合的无机细粉形成的,每个颗粒均至少包含粘合剂树脂,氧化铁和含硫聚合物。该磁性调色剂还由于满足3-10μm的重均粒径(D4),至少0.970的平均圆形度,及在79.6kA/m(1000奥斯特)磁场中10-50Am
文档编号G03G9/083GK1338664SQ01140759
公开日2002年3月6日 申请日期2001年7月27日 优先权日2000年7月28日
发明者河本惠司, 瀧口刚, 千叶道彦, 马笼道久, 桥本昭, 鏑木武志, 柳瀬惠理子 申请人:佳能株式会社
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