调色剂、显影剂、成像方法、成像装置、处理盒以及调色剂容器的制作方法

文档序号:2795664阅读:239来源:国知局
专利名称:调色剂、显影剂、成像方法、成像装置、处理盒以及调色剂容器的制作方法
技术领域
本发明涉及用于电子照相的调色剂。此外,本发明还涉及显影剂、成像方法、成像装置、处理盒以及调色剂容器。
背景技术
在电子照相中,通常由以下方式形成图像(1)在感光体(即图像承载部件)上形成静电潜像;(2)用显影剂显影静电潜像以形成可见图像(即调色剂图像);(3)将可见图像转印到例如纸的记录介质上;和(4)通过用热量、压力、溶剂蒸汽和/或同类的方式将转印的图像定影到记录介质上。例如在美国专利US2297691中公开了这样的方法。
用于电子照相的显影剂分为单组分显影剂和双组分显影剂,单组分显影剂主要由磁性调色剂或非磁性调色剂组成,双组分显影剂主要由调色剂和载体组成。使用单组分显影剂的单组分显影方法分为磁性单组分显影方法和非磁性单组分显影方法,其中磁性单组分显影方法中调色剂由磁力固定在显影辊上。
调色剂主要通过捏合-粉碎方法制造,该方法是将热塑性树脂和其它调色剂组分(如着色剂)一起熔融-捏合,然后粉碎和分选。由此制备的调色剂(下文称为粉碎调色剂)任选地与颗粒无机或有机材料混合以提高其流动性和易除去性。
粉碎的调色剂通常使用加热辊向其施加热量而在记录介质上定影。当加热辊的温度太高时,因为部分熔融的调色剂粘附到加热辊的表面上而易于导致反印(offset)问题。相反,当加热辊的温度太低时,不能充分地熔融调色剂。近来,对节约能量和降低设备尺寸的需求在提高,因此需要一种几乎不产生热反印(这一性能在下文称为抗热反印性)且可在低温下定影(这一性能在下文称为低温定影性)的调色剂。由于需要全色复印机和打印机产生具有良好光泽度和色彩还原性的图像,所以在此优选使用具有低熔点的调色剂。然而,由于这样的调色剂在高温高湿的条件下具有差的抗热反印性和差的热稳定保存性,所以将定影油(如硅油)施加到全色机器中的加热辊上以提高其脱模性。在这种情况中,机器需要油箱、定影油施加系统等等,因此全色机器尺寸扩大且定影系统变得复杂。此外,加热辊容易损坏,因此不得不经常进行维护。另一个问题是施加到加热辊的油易于粘附到复印机的纸张和投影仪(OHP)胶片上,结果所产生的图像的色调变差。
在尝试解决这些问题中,提出一种将脱模剂(如蜡)添加到调色剂中的技术,并且将其广泛使用以在不施加油的情况下抑制调色剂粘附到加热辊上。调色剂的脱模性很大程度上取决于调色剂中蜡的分散状况。当蜡与使用的粘合剂树脂相容时,调色剂不具有脱模性。当蜡与粘合剂树脂不相容且在调色剂中形成其畴(domain)时,调色剂具有脱模性。在这种情况中,当畴太大时,存在于调色剂表面附近的蜡的量相对地增加。由此,调色剂颗粒易于聚集,结果其流动性变差。此外,在长时间使用之后,蜡易于在载体、感光体等上面形成膜,因此,图像质量变差。当畴太小时,蜡过度地分散以致不能赋予调色剂好的脱模性。
很难控制粉碎的调色剂中的蜡畴(wax domain)的尺寸。此外,由于蜡易于在粉碎部分即调色剂颗粒的表面存在,所以调色剂具有差的流动性,并且蜡在上述其它的成像部件上形成膜。粉碎的调色剂的另一缺点在于通常具有宽颗径分布。结果,不能对调色剂均匀地摩擦充电并易于导致图像的背景部分被调色剂颗粒污染的背景污染。从生产效率来看很难获得具有2到8μm的体积平均颗径的粉碎的调色剂。因为这些原因,粉碎的调色剂不能满足制造高质量图像的需求。
另一方面,近来在含水介质中制备的调色剂备受关注。因为这样的调色剂具有窄颗径分布和小的颗径,所以可制造高质量和高清晰度的图像。脱模剂(例如蜡)可在其中较好地分散,结果赋予调色剂好的抗热反印性和低温定影性。调色剂也具有均匀的充电性,因此其可转印性也提高了。此外,因为具有高流动性,所以调色剂在设计显影系统中具有优势,从而可使用各种漏斗并可降低旋转显影辊的扭矩。
作为在含水介质中制备的调色剂(下文称为化学调色剂),悬液聚合调色剂、乳液聚集调色剂等是公知的。
在悬液聚合法中,将如单体、聚合引发剂、着色剂以及脱模剂等调色剂组分添加到含分散剂的含水介质中以形成油滴,然后将油滴加热使得其中的单体发生聚合反应。悬液聚合法有产生小颗径调色剂的优势。然而,悬液聚合法的缺点在于需要一种易于使得到的调色剂的充电性变差的分散剂。当含水介质不含有分散剂时,脱模剂易存在于油滴的内部深处,因此得到的调色剂在其表面不具有足够量的脱模剂。
在乳液聚集法中,如下述制备调色剂颗粒(1)将在溶剂中溶解的粘合剂树脂(如聚酯树脂)在含水介质中分散(乳化),然后从其中去除溶剂以制备粘合剂树脂的细颗粒分散体;(2)将粘合剂树脂的细颗粒分散体与其它调色剂组分(例如着色剂、脱模剂(例如蜡)等)的含水分散体混合,使得粘合剂树脂的细颗粒和调色剂组分聚集;以及(3)将聚集的颗粒加热以熔融,来制备调色剂颗粒。例如在日本专利号(下文称为JP)3577390和公开未审的日本专利申请号(下文称为JP-A)11-007156中公开了这种方法。
因为不产生超细调色剂颗粒,即有效地进行乳化,所以这一方法具有不进行分选,就制造出有尖峰的粒径分布的调色剂的优点。然而,如果粘合剂树脂的细颗粒在不施加热量的情况下聚集,那么调色剂颗粒不能彼此有效地结合,结果导致构成得到的调色剂颗粒的颗粒之间的界面处出现裂痕。因此,有必要通过施加热量聚集细颗粒。然而,当加热聚集的颗粒时,蜡易于从聚集的颗粒表面出来,且每个分散的蜡颗粒易于聚集。结果,蜡不能适当地分散在得到的调色剂中。尤其,具有低熔点的脱模剂在被加热时易于从聚集的颗粒中放出。含有这样的脱模剂的调色剂具有差的脱模性,因此这样的调色剂不适于无油的加热辊定影方法中。
JP-A2004-226669中公开了一种调色剂,在其表面上均匀且牢固地粘附着脱模剂颗粒,该脱模剂颗粒由乙烯基聚合物覆盖或乙烯基聚合物渗透到其中,其中脱模剂颗粒在脱模剂的乳液中利用水溶性聚合引发剂通过聚合乙烯基单体来制备。将上述的脱模剂颗粒添加到乳化调色剂组分混合物的含水介质中。在这一方法中,需要聚合乙烯基单体。由于在脱模剂颗粒中包括的乙烯基聚合物具有高玻璃化转变温度(Tg),所以存在得到的调色剂具有差的脱模性和低温定影性的问题。
JP 2663016公开了一种调色剂,其通过使含有具有极性基团的材料的单体液体和脱模剂进行悬液聚合而获得。文中描述,不能用于粉碎法的具有低熔点的蜡可用于这个方法中。文中还描述了诸如脱模剂的非极性组分不易于在调色剂颗粒的表面附近存在,而极性组分易于在调色剂颗粒的表面附近存在,因此得到的调色剂具有假胶囊结构(pseudo-capsule structure)。然而,没有提及蜡在调色剂中的实际分散状况。
JP 3225889公开了一种调色剂,其含有0.1到40重量%的蜡,且基于调色剂表面处存在的调色剂组分的总量,蜡在调色剂的表面处存在的量为1到10重量%。在调色剂表面处存在的蜡的量由ESCA(化学分析电子光谱)确定。然而,由于ESCA可分析的深度约为0.1μm(即仅距调色剂最外表面0.1μm深处的表面区域可以以ESCA分析),所以存在于调色剂内深处的蜡的分散状况是未知的。
JP-A 2002-6541公开了一种含有蜡颗粒的调色剂,所述蜡颗粒存在于调色剂颗粒的内部同时局部存在于调色剂颗粒的表面上。然而,没有提及在调色剂表面附近存在的蜡颗粒的详细的分散状况。
JP-A 2004-246345公开一种调色剂,在其表面存在特定量的蜡。在调色剂表面存在的蜡的量由FTIR-ATR(傅里叶变换红外光谱衰减全反射法(Fourier transform infrared spectroscopy attenuated total reflectance))确定。然而,仅通过控制蜡的分散状况很难在提高调色剂的定影性的同时,赋予抗调色剂成块性、抗热反印性、抗调色剂成膜性以及抗张纸缠绕问题的良好的结合,这使得由于调色剂图像粘附到定影部件上而导致在其上具有调色剂图像的接收纸张围绕定影部件缠绕。
因为这些原因,需要一种调色剂制造方法,其稳定且有效地生产具有低温定影性、抗调色剂成膜性以及可热稳定保存性的良好结合的调色剂,并且其可生产高质量的图像,同时具有诸如小粒径、窄粒径分布以及高流动性的化学调色剂的优势。
在典型的定影过程中,优选使用热压定影方法,其中通过与定影部件(诸如定影辊和定影带)直接接触,未定影的调色剂图像在应用热和压力后熔化,然后在记录材料(诸如纸)上定影。就热效率、定影机理的简单性和定影部件的制造成本而言,热压定影法具有优势。
JP-A 11-329700公开了一种采用电磁感应加热的带状定影设备。该定影设备包括定影辊、由非磁材料组成且与定影辊平行设置的衬里辊(facingroller)、利用定影辊和衬里辊紧紧拉伸的环形定影带、构造成从外部加热定影带的感应线圈,以及构造成利用它们中间的定影带来按压定影辊的加压辊。在其上具有调色剂图像的记录纸经过在定影带和加压辊之间形成的辊隙,使得通过定影带的热量和加压辊的压力将调色剂图像定影在记录纸上。
图1是说明典型定影带的实施方案的横截面的示意图。该定影带包括基底1、放热层2、弹性层3和脱模层4,其中层2、3和4以该顺序覆盖在基底1上。
基底1由热稳定树脂制成的环形带构成。热稳定树脂的具体实例包括但不限于聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)等。考虑到基底1的刚性和热容量,基底1一般为20-100μm厚。
放热层2由诸如SUS、铁、镍、锰、钛、铬和铜的金属构成。弹性层3对于改善产生的图像的均匀性是有必要的,且由诸如硅橡胶和碳氟橡胶的热稳定橡胶构成,具有100-300μm的厚度。脱模层4由诸如碳氟树脂的具有良好的热稳定性和耐久性的树脂构成,因为脱模层4在压力下接触到转印纸和调色剂图像。
JP-A 11-329700中公开的定影设备中,定影带仅用感应线圈加热同时不控制定影带温度,由此在定影带的两端易于发生热反印。这是因为当小尺寸的记录纸连续通过定影带时,纸仅从定影带的中心部分排放热量,因此加热定影带以升高中心部分的温度。在这种情况中,定影带的两端的温度过度增加。结果,当在这样的条件下大尺寸的纸通过定影带时,仅在定影带的两端易于发生热反印。
在诸如JP-A 11-329700中公开的定影设备的传统定影设备中,衬里辊在其两端含有具有大的热容量的轴承。因此,尽管利用感应线圈加热定影带,但是热量扩散到衬里辊的两端(即轴承)。结果,如图2所示,衬里辊两端的温度升高速度低于衬里辊的中心部分。启动这样的定影设备要很长时间。
JP-A 2002-268436公开了一种包括环形定影带的定影设备,该定影带用定影辊和加热辊紧紧地拉伸,使得在定影辊隙处具有小的曲率半径。定影带环形地移动同时由加热辊加热,并且在施加压力后接触形成在转印材料上的调色剂图像,以定影其上的调色剂图像。该定影带包括由热稳定树脂(诸如聚酰亚胺)或金属组成的基底、由热稳定橡胶或弹性体组成的弹性层、和用作最外层且由碳氟树脂组成的脱模层。该脱模层通过利用挤出制备的碳氟树脂管覆盖弹性层,然后对碳氟树脂进行热处理形成。该脱模层也可通过利用喷涂等将颗粒碳氟树脂涂覆到弹性层,然后对碳氟树脂进行热处理形成。具有由碳氟树脂组成的脱模层的定影带具有良好的脱模性和热稳定性。具体地,这样的定影带具有显著的脱模性,因此很难发生热反印和纸缠绕问题。然而,碳氟树脂具有差的挠性。因此,当定影带具有小的曲率半径时,在长时间的重复使用之后在脱模层上易于出现裂纹,结果定影带的耐久性变差。
已进行了各种尝试以解决这些问题。例如,在日本的Hardcopy’94(TheAnnual Conference of the Society of Electrophotography of Japan)中的介绍了“A Study on On-Demand Fusing Technology(A-11)”。然而这些尝试不足以解决上述问题。
因为这些原因,所以需要一种可长期地产生高质量图像的定影设备。

发明内容
因此,本发明的目的是要提供一种具有以下性能的良好结合的调色剂(1)低温脱模性;(2)抗调色剂成膜性;(3)低温定影性;(4)热稳定保存性;以及(5)小粒径和窄粒径分布。
本发明的另一目的是提供一种可稳定生产高质量图像的显影剂。
本发明的另一目的是提供一种成像方法、成像装置、处理盒以及调色剂容器,其可在不引起热反印问题的情况下长时期地生产高质量的图像。
本发明的这些和其它目的,或者单个目的或者它们的结合,在下文中将变得更显而易见,可以通过调色剂、显影剂、成像方法、成像装置、处理盒以及包括调色剂的调色剂容器实现,该调色剂包括粘合剂树脂;和主要由C-H键和C-C键构成,且具有50-90℃的熔点的蜡,其中存在于调色剂表面部分的蜡的量为0.1-4.0重量%,其中蜡的量由傅里叶变换红外光谱衰减全反射法(FTIR-ATR)确定。


结合附图并考虑到以下本发明优选实施方案的描述,本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得显而易见,附图中图1是表示典型的定影带的实施方案的横截面的示意图;图2是表示衬里辊的加热时间和温度之间的关系的图表;图3是通过透射电子显微镜(TEM)获得的本发明的调色剂的横截面图像;图4A-4C是表示本发明的典型的调色剂颗粒的示意图;图5是表示用于本发明的成像方法和成像装置中的定影设备的实施方案的示意图;图6是表示用于示于图5的定影设备中的衬里辊的上半部分的横截面的示意图;图7是表示用于示于图5的定影设备中的定影带的实施方案的横截面的示意图;图8是表示用于本发明的成像方法和成像装置中的另一定影设备的实施方案的横截面的示意图;图9是表示用于图8说明的定影设备中的定影带的实施方案的横截面的示意图;图10A-10B是表示示于图9的定影带的弹性层上形成的颗粒碳氟树脂层的实施方案的示意图;图11是表示用于示于图9的定影带脱模层中的PFA的MFR与挠性之间的关系的图表;图12是表示本发明的成像装置的实施方案的示意图;图13是表示本发明的成像装置的另一实施方案的示意图;图14是表示包括于示于图13的成像装置的成像单元的实施方案的示意图;图15是表示用于本发明的实施例中的成像装置的实施方案的示意图。
具体实施例方式
制造调色剂的方法通过下述方法制造本发明的调色剂,该方法包括在油性介质中溶解或分散调色剂组分以制备调色剂组分混合物液体;以及在含水介质中乳化或分散调色剂组分混合物液体以制备包括调色剂颗粒的分散体,和如果需要可任选包括其它步骤。
制备本发明的调色剂的调色剂组分优选包括具有活性氢基的化合物、可与活性氢基反应的聚合物以及蜡。本发明的调色剂优选通过将具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物来反应而进行制备。现将详细地说明这种调色剂的制备方法。
(1)制备调色剂组分混合物液体的工序(1-1)调色剂组分混合物液体调色剂组分混合物液体是其中分散调色剂组分的油性介质。
任何已知的可制备调色剂的材料可用作调色剂组分,并且不具体限制。调色剂组分包括选自单体、聚合物、具有活性氢基的化合物以及可与活性氢基反应的聚合物(即预聚物)中的至少一种,和蜡,还任选包括着色剂、电荷控制剂等。
调色剂组分混合物液体优选通过在油性介质中溶解或分散诸如具有活性氢基的化合物、可与活性氢基反应的聚合物、蜡、着色剂、电荷控制剂的调色剂组分来制备。当制备好下文所述的含水介质时或当将调色剂组分混合物液体添加到含水介质中时,除了可与活性氢基反应的聚合物之外,上述调色剂组分可添加到含水介质中。
可使用任何已知的可溶解和/或分散调色剂组分的油性介质,但不具体限制。油性介质优选包括有机溶剂。优选的是当形成母体调色剂颗粒时或在形成母体调色剂颗粒之后去除有机溶剂。优选使用具有低于150℃的熔点的挥发性有机溶剂,因为这样的溶剂可容易地去除。有机溶剂的具体实例包括甲苯、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、一氯代苯、二氯乙烷(dichloroethylidene)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丁酮、甲基异丁酮等等,但不限于此。在这些溶剂中,优选使用甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳,更优选使用乙酸乙酯。这些有机溶剂可单独使用或结合使用。
基于调色剂组分的100重量份计,调色剂组分混合物液体通常包括40-300重量份的有机溶剂,优选包括60-140重量份,更优选包括80-120重量份。
(1-2)具有活性氢基的化合物当可与活性氢反应的聚合物进行伸长(elongation)反应和/或交联反应时,具有活性氢基的化合物用作伸长剂和/或交联剂。
具有活性氢基的任何已知的化合物可用作本发明的具有活性氢基的化合物,但不具体限制。例如,当可与活性氢基反应的聚合物是下文所述的具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)时,胺(B)优选用作具有活性氢基的化合物,因为胺(B)可与具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应以通过伸长反应或交联反应制备聚合物。
任何已知胺可用作本发明的胺(B)。胺(B)的具体实例包括二胺(B1)、具有三个或更多氨基的多胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)和胺(B1)到(B5)中的氨基被封端的封端胺(blocked amine)(B6)。
这些物质可单独或结合使用。这些胺(B)中,优选使用二胺(B1)以及二胺(B1)与少量多胺(B2)混合的混合物。
二胺(B1)的具体实例包括但不限于诸如苯二胺、二乙基甲苯二胺以及4,4′-二氨基二苯甲烷的芳香二胺;诸如4,4′-二氨基-3,3′-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷以及异佛尔酮二胺的脂环二胺;诸如乙二胺、1,4丁二胺和己二胺的脂族二胺等等。
具有三个或更多氨基的多胺(B2)的具体实例包括但不限于二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。
氨基醇(B3)的具体实例包括但不限于乙醇胺、羟乙基苯胺等。
氨基硫醇(B4)的具体实例包括但不限于氨乙基硫醇、氨丙基硫醇等。
氨基酸(B5)的具体实例包括但不限于氨丙醇酸、氨基己酸等。
封端胺(B6)的具体实例包括但不限于通过将胺(B1)到(B5)之一与诸如丙酮、丁酮和甲基异丁酮的酮反应而制备的酮亚胺化合物;噁唑啉化合物等。
当使有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物进行伸长反应和/或交联反应时,优选使用反应辅剂(即催化剂)。催化剂的具体实例包括叔胺化合物等。
任何已知的叔胺化合物可用作本发明的催化剂,但不具体限制。在叔胺化合物中,优选使用具有下式(I)的化合物 叔胺化合物不仅起催化剂的作用,当在含水介质中分散调色剂组分混合物液体时还起乳化辅剂的作用。
当停止具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物之间的伸长反应和/或交联反应时,可使用反应终止剂。从控制反应产物(即得到的粘合剂树脂)的分子量来看优选使用反应终止剂。
反应终止剂的具体实例包括但不限于诸如二乙基胺、二丁基胺、丁胺和月桂胺的一元胺;和封端胺,即通过封闭上述的一元胺制备的酮亚胺化合物。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)与胺(B)的含量的混合比(即当量比[NCO]/[NHx])为1/3到3/1,优选为1/2到2/1,更优选为1/1.5到1.5/1。
当混合比太小时,得到的调色剂的低温定影性变差。当混合比太大时,得到的脲改性聚酯树脂具有太低的分子量,结果得到的调色剂的抗热反印性变差。
(1-3)可与活性氢基反应的聚合物(预聚物)作为可与活性氢基反应的聚合物,即预聚物,可使用任何已知的具有可与活性氢基反应的部位的化合物,但不具体限制。这样的聚合物的具体实例包括但不限于多元醇树脂、聚丙烯酸类树脂、聚酯树脂、环氧树脂和这些树脂的衍生物树脂。
这些树脂可单独或结合使用。在这些树脂中,优选使用聚酯树脂,因为当该树脂融化时,它具有高流动性和透明性。
作为包含于预聚物中的可与活性氢基反应的部位,可使用任何已知的官能团。该官能团的具体实例包括但不限制于异氰酸酯基、环氧基、羧基、氯化酰基等。
在预聚物中可单独或结合地包含这些官能团。这些官能团中,最优选在其中包括异氰酸酯基。
这些预聚物中,优选使用具有可形成脲键的官能团的聚酯树脂(RMPE)。当使用这样的聚酯树脂时,容易控制得到的树脂的分子量,因此即使定影设备不包括施加油的系统,合成树脂也可赋予得到的调色剂良好的脱模性和定影性,所述系统将脱模油施加到加热介质上以定影。
可形成脲键的官能团的具体实例包括但不限于异氰酸酯基。当RMPE包括异氰酸酯基作为可形成脲键的官能团时,优选将具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)用作RMPE。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)的具体实例包括但不限于通过基础聚酯(base polyester)(1)与聚异氰酸酯(PIC)(2)反应获得的化合物,该基础聚酯(1)通过在多元醇(PO)和多元酸(PC)之间的缩聚反应形成且具有活性氢基。
包含于基础聚酯中的活性氢基的具体实例包括但不限于羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基、巯基等。在基础聚合物中可单独或结合地包含这些活性氢基。在这些基团中,醇羟基优选包含于基础聚酯中。
作为多元醇(PO),可以使用二元醇(DIO)、具有三或更高价的多元醇(TO)以及它们的混合物,优选使用单独的二元醇(DIO)或二元醇和少量多元醇的混合物。
二元醇(DIO)的具体实例包括但不限于亚烷基二醇(alkylene glycol)、亚烷基醚二醇(alkylene ether glycol)、脂环二醇、脂环二醇与烯化氧(alkyleneoxide)的加成物、双酚、双酚与烯化氧的加成物等。
亚烷基二醇的具体实例包括但不限于乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等,其具有2到12个碳原子。
亚烷基醚二醇的具体实例包括但不限于二甘醇、三甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚乙二醇等。
脂环二醇的具体实例包括但不限于1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等。
脂环二醇与烯化氧的加成物的具体实例包括但不限于脂环二醇与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的加成物等。
双酚的具体实例包括但不限于双酚A、双酚F、双酚S等。
双酚与烯化氧的加成物的具体实例包括但不限于双酚与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的加成物等。
这些化合物中,优选使用具有2到12个碳原子的亚烷基二醇以及双酚与烯化氧的加成物,更优选使用它们的混合物。
具有三或更高价的多元醇(TO)的具体实例包括但不限于具有三或更高价的多价脂族醇、具有三或更高价的多酚、具有三或更高价的多酚与烯化氧的加成物等。
具有三或更高价的多价脂族醇的具体实例包括但不限于甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等。
具有三或更高价的多酚的具体实例包括但不限于三酚PA、苯酚酚醛树脂、甲酚酚醛树脂等。
具有三或更高价的多酚与烯化氧的加成物的具体实例包括但不限于具有三或更高价的多酚与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的加成物等。
二元醇(DIO)与具有三或更高价的多元醇(TO)的含量的混合比(即DIO/TO)优选为100/0.01到100/10,更优选为100/0.01到100/1。
作为多元羧酸(PC),可使用二元羧酸(DIC)和具有三或更高价的多元酸(TO),以及它们的混合物。优选使用单独的二元羧酸(DIC)、或者二元羧酸和少量的多元羧酸的混合物。
二元羧酸(DIC)的具体实例包括但不限于亚烷基二元羧酸、亚烯基(alkenylene)二元羧酸、芳香二元羧酸等。
亚烷基二元羧酸的具体实例包括但不限于琥珀酸、己二酸、癸二酸等。
亚烯基二元羧酸的具体实例包括但不限于马来酸、富马酸等,其具有4到20个碳原子。
芳香二元羧酸的具体实例包括但不限于苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二酸等,其具有8到20个碳原子。
这些化合物中,优选使用具有4到20个碳原子的亚烯基二元羧酸和具有8到20个碳原子的芳香二元羧酸。
具有三或更高价的多元羧酸(TC)的具体实例包括但不限于芳香多元羧酸等。
芳香多元羧酸的具体实例包括但不限于偏苯三酸、均苯四酸等,其具有9到20个碳原子。
作为多元羧酸(PC),可以使用酸酐和选自二元羧酸(DIC)、具有三或更高价的多元羧酸及其混合物之一的低级烷基酯。合适的低级烷基酯包括但不限于甲酯、乙酯和异丙酯。
二元羧酸(DIC)与具有三或更高价的多元羧酸(TC)的含量的混合比(即DIC/TC)优选为100/0.01到100/10,更优选为100/0.01到100/1。
混合多元醇(PO)和多元羧酸(PC)使得在羟基[OH]和羧基[COOH]之间的当量比([OH]/[COOH])通常在2/1到1/1,优选在1.5/1到1/1,更优选在1.3/1到1.02/1。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)优选包括0.5到40重量%的多元醇(PO)单元,更优选1到30重量%,最优选2到20重量%,但是不具体限制多元醇(PO)的含量。
当该含量太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差,且调色剂不具有热稳定保存性和低温定影性的良好结合。当该含量太大时,得到的调色剂的低温定影性变差。
聚异氰酸酯(PIC)的具体实例包括但不限于脂族聚异氰酸酯、脂环聚异氰酸酯、芳香二异氰酸酯、芳香脂族二异氰酸酯、异氰脲酸酯、用酚衍生物封端的上述聚异氰酸酯、肟、已内酰胺等。
脂族聚异氰酸酯的具体实例包括但不限于四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、己酸2,6-二异氰酸甲酯、1,8-亚辛基二异氰酸酯、亚癸基二异氰酸酯、亚十二烷基二异氰酸酯、亚十四烷基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯、四甲基己烷二异氰酸酯等。
脂环聚异氰酸酯的具体实例包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯等。
芳香二异氰酸酯的具体实例包括但不限于甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、二亚苯基-4,4′-二异氰酸酯、4,4′-二异氰酸根合-3,3′-二甲基二苯基、3-甲基二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、二苯基醚-4,4′-二异氰酸酯等。
芳香脂族二异氰酸酯的具体实例包括但不限于α,α,α′,α′-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯等。
异氰脲酸酯的具体实例包括但不限于三异氰酸根合烷基异氰脲酸酯、三异氰酸根合环烷基异氰脲酸酯等。
可单独或结合地使用这些物质。
将异氰酸酯(PIC)与具有活性氢基的聚酯树脂(如,具有羟基的聚酯树脂)混合以使在异氰酸酯基[NCO]与具有羟基[OH]的聚酯之间的当量比([NCO]/[OH])通常为5/1到1/1,优选为4/1到1.2/1,更优选为3/1到1.5/1。
当[NCO]/[OH]的比率太大时,得到的调色剂的低温定影性变差。当[NCO]/[OH]的比率太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差。
具有聚异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)优选包括含量为0.5-40重量%,优选为1-30重量%,更优选为2-20重量%的聚异氰酸酯基(PIC)单元。
当该含量太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差,调色剂不能具有热稳定保存性和低温定影性的良好结合。当该含量太大时,得到的调色剂的低温定影性变差。
一个聚酯预聚物(A)的分子内所包括的异氰酸酯基的平均数优选为1或更大,更优选为1.2-5,特别优选为1.5-4。
当每分子中异氰酸酯基的数量小于1时,脲改性的聚酯的分子量降低,并且所得调色剂的抗热反印性变差。
可与活性氢基反应的聚合物优选具有3,000到40,000的重均分子量(Mw),更优选4,000到30,000,当上述聚合物的四氢氟喃(THF)可溶组分的分子量分布由凝胶渗透色谱法(GPC)确定时。当Mw太低时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。当Mw太高时,得到的调色剂的低温定影性变差。
可通过下述方法用诸如HLC-8220GPC(由Tosoh Corporation制造)的凝胶渗透色谱法(GPC)测量分子量分布(1)使柱子稳定在温度40℃的加热室内,且以1ml/min的流速使THF(即柱溶剂)在其中流动;且(2)将50到200μl的0.05到0.6重量%浓度的THF样品溶液注入到柱中。
利用标准的单分散聚苯乙烯产生的校准曲线(即分子量和计数之间的关系)计算分子量。例如,可使用具有分子量为6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106以及4.48×106的标准的单分散聚苯乙烯(由Pressure Chemical Co.或Tosoh Corporation制造)。优选至少10个标准的单分散聚苯乙烯用于产生校准曲线。作为检测器,可使用折射指数检测器(RI)。
(1-4)蜡优选使用主要由C-H键和C-C键组成的长链烃作为用于本发明调色剂的蜡。
长链烃的具体实例包括但不限于石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、SASOL蜡等。在这些蜡中,优选使用石蜡,因为具有低熔点,其可赋予得到的调色剂以低温定影性。
就改善得到的调色剂的低温定影性而言,用于本发明的蜡优选具有50-90℃的熔点,再优选具有60-85℃的熔点。
当熔点太低时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。当熔点太高时,当得到的调色剂在低温定影时易于发生冷反印。
蜡的分散状态由调色剂中包括的蜡的总量和存在于调色剂表面的蜡的量来限定。
在调色剂中包括的蜡的总量由DSC(差示扫描量热法)确定。具体地,独立地将蜡和包括蜡的调色剂进行DSC测量以确定蜡的特定吸热量,且计算上述每个吸热量之间的比值。测量条件如下测量仪器DSC-60(由Shimadzu Corporation制造)样品量约5mg升温速率10℃/min测量范围室温到150℃测量环境氮气氛在调色剂中包括的蜡的总量由下式(1)计算W总量=(QT/QW)×100(1)其中W总量(重量%)表示包含于调色剂中的蜡的总量,QT(J/g)表示包含于调色剂中的蜡的特定吸热量,且QW(J/g)表示蜡的特定吸热量。
即使在调色剂制造过程中部分蜡流出且没有结合在得到的调色剂中,在调色剂中实际上包括的蜡的总量也可由上述方法有效地确定。
在调色剂表面存在的蜡的量可由FTIR-ATR(傅里叶变换红外光谱衰减全反射法)确定。由于FTIR-ATR的分析深度约为0.3μm,所以可分析存在于距离调色剂最外表面的0.3μm深度的表面区域处的蜡的量。首先,用自动造粒机(由Maekawa Testing Machine MFG.Co.Ltd.制造的TYRE M No.50BRP-E)在6t的负荷下运行1分钟对3g的调色剂造粒,以制备具有40mm(厚约2mm)直径的球粒,然后对球粒的表面进行FTIR-ATR分析。测量条件如下测量仪器连接MULTI SCOPE FTIR单元的SPECTRUM ONE(由Perkin Elmer,Inc.制造)测量模式micro ATR结晶具有100μm直径的Ge(锗)晶体红外线的入射角41.5°分辨率4cm-1测量数量20次在波数2850cm-1观察到蜡的特定吸收峰,且在波数828cm-1观察到粘合剂树脂的特定吸收峰。上述峰值强度(P2850/P828)之间的比值表示在调色剂表面存在蜡的相对量。进行4次测量,且平均测量值。
调色剂表面存在蜡的量利用由分散有已知量的蜡的样品获得的校准曲线(即蜡的绝对量与其相对量之间的关系)来计算。
我们发现不同的调色剂(即由不同方法制备的调色剂、具有不同的蜡分散状况的调色剂等)具有不同的在由DSC确定的蜡的总量(下文称为DSC总蜡量)与由FTIR-ATR确定的调色剂表面存在的蜡的量(下文称为FTIR-ATR表面蜡的量)之间的关系。例如,在本发明优选实施方案中的调色剂中(即通过下述方法制备的调色剂,该方法包括将调色剂组分混合物液体分散于含有颗粒树脂的含水介质中,同时使聚合物进行伸长和/或交联反应,所述调色剂组分混合物液体中具有活性氢基的化合物、可与活性氢基反应的聚合物、聚酯、着色剂和蜡都溶解或分散在有机溶剂中),蜡分散在调色剂的内部,且不存在于调色剂的表面。我们制造这样各个包括不同量的蜡的调色剂,和检测在DSC总蜡量和FTIR-ATR表面蜡的量之间的关系。结果如下。在DSC总蜡量小的区域,FTIR-ATR表面蜡的量(由峰值强度比P2850/P828表示)恒定为0。当DSC总蜡量具有特定值时,FTIR-ATR表面蜡的量开始增加。这种现象支持这样一种事实蜡不是选择性地存在于调色剂表面附近且均匀地分布在调色剂表面区域的内部。在距离调色剂最外表面的具有0.3μm深度的表面区域内存在的蜡可容易地从调色剂中渗出到表面,且赋予调色剂脱模性,其量由FTIR-ATR确定。
FTIR-ATR表面蜡的量优选为0.1-4重量%。当FTIR-ATR表面蜡量太小时,存在于调色剂表面附近的蜡的量太少,因此调色剂不能从定影部件中完全脱模。当FTIR-ATR表面蜡的量太大时,存在于调色剂表面附近的蜡的量太多,即暴露在调色剂最外表面处的蜡的量太多。更优选FTIR-ATR表面蜡的量为0.1-3重量%,以使得调色剂能具有抗热反印性、充电性、可显影性以及抗调色剂粘连性的良好结合。
调色剂的FTIR-ATR表面蜡的量可通过改变诸如添加到调色剂的蜡量、蜡分散的时间、蜡分散剂的使用等条件来控制。
DSC总蜡量优选为0.5-21重量%,更优选为0.5-20重量%。当DSC总蜡量太小时,调色剂包括太少的蜡量,因此调色剂不能完全地从定影部件脱模,结果抗热反印性变差。当DSC总蜡量太大时,调色剂的抗调色剂粘连性变差且生成的彩色图像具有低光泽度。
是否至少部分蜡作为多个独立的蜡颗粒结合并分散在调色剂颗粒中,或蜡的分散状态可采用透射电子显微镜(TEM)确定。具体地,调色剂被嵌入到环氧树脂中,以便被切成厚约100nm的超薄切片。超薄切片用四氧化钌染色以区分树脂相和蜡相。用透射电子显微镜(TEM)在放大率为10000倍下观察这样制备的样品以获得横截面图像。图3是通过TEM获得的本发明调色剂的横截面图像。从图3清晰地看出蜡颗粒分散在整个调色剂颗粒中。即使在蜡的量较小时,这样的蜡分散状态也赋予调色剂良好的抗热反印性,且不会使充电性、可显影性以及抗调色剂粘连性变差。
蜡颗粒优选均匀分散在调色剂颗粒中。换句话说,多个蜡颗粒优选均匀地分散在调色剂颗粒中。例如,包括调色剂中心的调色剂横截面中,基于横截面中包括的总的蜡颗粒计,多于30数量%且不多于60数量%的蜡颗粒优选包括在由距离调色剂中心为半径的三分之二的点外切(circumscribed)的区域,该半径连接调色剂中心和调色剂圆周上的点。优选的是调色剂的总表面积包括其中蜡存在不超过5%的量的面积。
在调色剂组分混合物液体中,蜡颗粒在油性介质中分散。
蜡颗粒优选具有0.1-2μm的体积平均粒径的细颗粒,且更优选0.1-1μm,但是不限制平均粒径。当体积平均粒径太小时,调色剂具有较差的脱模性。当体积平均粒径太大时,蜡颗粒不能均匀地分散在调色剂颗粒中。
(1-5)其它调色剂组分如果需要,本发明的调色剂可包括着色剂、电荷控制剂、颗粒无机材料、流动性改进剂、清洁性改进剂、磁性材料、金属皂等。
着色剂用于本发明的着色剂的具体实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑氧化铁、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、黄氧化铁、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、VULCAN坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、Anthrazane YellowBGL、异吲哚酮黄、红氧化铁、红铅、橙铅、镉红、镉汞红、锑橙、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索坚牢腥红G、亮坚牢腥红、亮胭脂红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢腥红VD、VULCAN坚牢品红B、亮腥红G、立索品红GX、永久红F5R、亮胭脂红6B、颜料腥红3B、酒红5B、甲苯胺褐紫红、永久酒红F2K、日光酒红BL、酒红10B、轻BON褐紫红、中BON褐紫红、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫代靛蓝红B、硫代靛蓝褐紫红、油红、喹吖啶酮红、吡唑酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、perynone orange、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、群青、普鲁士蓝、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、酞菁翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白等任何已知的染料和颜料。这些材料可以单独使用,也可以组合使用。
调色剂中着色剂的含量优选为1-15重量%,更优选为3-10重量%。
当着色剂的量太少时,得到的调色剂的着色能力变差。当着色剂的量太多时,着色剂不能充分地分散在调色剂中,结果得到的调色剂的着色能力和电特性变差。
用于本发明的着色剂可与树脂结合以用作母料。用于母料的树脂的具体实例包括但不限于苯乙烯聚合物和取代的苯乙烯聚合物,苯乙烯共聚物、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、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯丁缩醛、聚丙烯酸、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂类、芳香石油树脂类、氯化石蜡、石蜡等。这些树脂可以单独使用也可以组合使用。
苯乙烯聚合物和取代的苯乙烯聚合物的具体实例包括但不限于聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯、聚乙烯基甲苯等。苯乙烯共聚物的具体实例包括但不限于苯乙烯-对氯代苯乙烯共聚物、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、苯乙烯-马来酸酯共聚物等。
母料可通过混合一种或多种上述的树脂和上述的着色剂且捏合混合物同时向其施加高剪切力来制备。在这种情况中,可添加有机溶剂以增加着色剂和树脂间的相互作用。此外,可优选使用这样的湿洗充填(flushing)方法,因为得到的滤饼可不用干燥就直接使用,方法如下将包括着色剂和水的含水糊料与在有机溶剂中溶解的树脂混合且捏合,使得着色剂转移到树脂侧(即油相)中,然后去除有机溶剂(如需要,和水)。当进行混合和捏合步骤时,可优选使用诸如三辊滚轧机的可施加高剪切力的分散设备。
电荷控制剂任何公知的电荷控制剂可用于本发明的调色剂中,且不具体限制。然而,由于着色材料易于改变得到调色剂的色调,所以优选使用无色材料或白色材料。这样的电荷控制剂的具体实例包括但不限于三苯甲烷染料、钼酸螯合物、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷或含磷化合物、钨或含钨化合物、含氟活化剂、水杨酸的金属盐和水杨酸衍生物。这些化合物可单独或结合使用。
市售的电荷控制剂产品的具体例子包括但不限于Orient ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造的BONTRONP-51(季铵盐)、BONTRONE-82(羟萘甲酸的金属络合物)、BONTRONE-84(水杨酸的金属络合物)和BONTRONE-89(酚的缩合物);Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造的TP-302和TP-415(季铵盐的钼络合物);Hoechst AG制造的COPY CHARGEPSYVP2038(季铵盐)、COPY BLUEPR(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGENEG VP2036和COPY CHARGENX VP434(季铵盐);Japan Carlit Co.,Ltd.制造的LRA-901和LR-147(硼络合物);喹吖酮、偶氮颜料和具有诸如磺酸基、羧基、季铵基等官能团的聚合物。
电荷控制剂可与母料或粘合剂树脂熔化-捏合,或直接溶解在有机溶剂中,或固定在调色剂的表面上。
不管是否添加添加剂和使用分散方法,电荷控制剂的含量根据所使用的粘合剂树脂的种类来确定,对电荷控制剂的含量没有具体地限制。然而,基于100重量份的包含于调色剂中的粘合剂树脂计,电荷控制剂的含量通常为0.1重量份到10重量份,且优选为0.2重量份到5重量份。当该含量太小时,调色剂有差的充电性。当该含量太大时,调色剂具有太多的电荷量,因此显影辊吸附调色剂的静电力增加,结果调色剂的流动性和调色剂图像的图像密度变差。
流动性改进剂任何已知的颗粒无机材料可与本发明的调色剂混合以改进流动性。这样的颗粒无机材料的具体实例包括,但不限于二氧化硅、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、石灰沙、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。这些物质可单独和结合使用。
颗粒无机材料优选具有5nm到2μm的初始粒径,更优选具有5nm到500nm,当由BET法测量时具有20到500m2/g的比表面积。
颗粒无机材料的含量基于调色剂的总重量计,优选为0.01-5.0重量%,更优选为0.01-2.0重量%。
上述颗粒无机材料优选进行表面处理以改进其疏水性。这样表面处理的无机材料甚至在高湿度条件下也可防止调色剂的流动性和充电性变差。表面处理剂的具体实例包括但不限于硅烷偶联剂、硅烷化剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸盐偶联剂、铝偶联剂、硅油、改性硅油等。
清洁改进剂此外,调色剂优选包含清洁改进剂,其可赋予调色剂良好清洁性,使得在诸如感光体的图像承载部件的表面上保持的调色剂即使在调色剂图像转印之后仍可容易去除。这种清洁改进剂的具体实例包括但不限于脂肪酸和其金属盐诸如硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙;以及诸如通过无皂乳液聚合方法制备的聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的颗粒聚合物。具有较窄粒径分布且体积平均粒径为0.01μm到1μm的颗粒树脂优选用作清洁改进剂。
磁性材料任何已知的磁性材料可用于本发明的调色剂中,不具体限制。磁性材料的具体实例包括但不限于铁粉、磁铁矿、铁氧体等。从调色剂的色调来看优选使用白色材料。
(2)制备调色剂的过程在含水介质中乳化或分散调色剂组分混合物液体以制备调色剂颗粒。
(2-1)含水介质任何已知的含水介质可用在本发明中,不具体限制。含水介质的具体实例包括但不限于水、可与水混合的溶剂、其混合物等。这些物质中,优选使用水。
可与水混合的溶剂的具体实例包括但不限于醇、二甲基甲酰胺、四氢氟喃、溶纤剂、低级酮等。
醇的具体实例包括但不限于甲醇、异丙醇、乙二醇等。低级酮的具体实例包括但不限于丙酮、丁酮等。
这些物质可单独或结合使用。
调色剂组分混合物液体优选在搅拌含水介质的条件下分散在含水介质中。可使用任何已知的搅拌方法,不具体限制。例如,可使用已知的分散机。分散机器的具体实例包括但不限于低剪切力型分散机、高剪切力型分散机、摩擦型分散机、高压喷射型分散机、超声波分散机等。这些分散机中,优选使用高剪切力型分散机,因为可容易控制分散单元的粒径。
(2-2)颗粒有机树脂在本发明中,优选在颗粒有机树脂的存在下在含水介质中制造调色剂颗粒。在这种情况中,可控制得到的调色剂的形状和粒径,即可制备具有窄粒径分布的调色剂。
可通过改变加入到含水介质中的颗粒有机树脂的量来控制调色剂粒径。调色剂颗粒的分散体优选包括0.5-10重量%的颗粒有机树脂,但该量并不局限于此。
可形成其含水分散体的任何已知的树脂可用于本发明的颗粒有机树脂,但不具体限制。可使用热塑性树脂和热固性树脂。用于颗粒有机树脂的树脂的具体实例包括但不限于乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、酚醛树脂、蜜胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂、聚碳酸酯树脂等。
可单独或结合地使用这些树脂。在这些树脂中,优选使用乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂以及它们的混合物,因为这些树脂可容易地形成其细颗粒的含水分散体。
乙烯基树脂的具体实例包括但不限于乙烯单体的均聚物或共聚物,诸如苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-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、以及苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
作为颗粒有机树脂,可使用含有具有至少2个不饱和基团的单体的共聚物。
含有具有至少2个不饱和基团的单体的共聚物的具体实例包括但不限于甲基丙烯酸的环氧乙烷加成物的硫酸钠盐(如,Sanyo Chemical IndustriesLtd.的ELEMINOL RS-30)、二乙烯基苯、1,6-己二醇丙烯酸酯等。
颗粒有机树脂可通过任何已知的方法聚合,优选作为其水分散体制备。形成有机颗粒树脂的水分散体的合适方法如下,但不限于此(1)当树脂是乙烯基树脂时,颗粒树脂的含水分散体通过含水介质中的单体的聚合反应(诸如悬液聚合、乳液聚合、种子聚合以及分散聚合)直接形成。
(2)当树脂是诸如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的加聚树脂或缩聚树脂时,树脂的前体(诸如单体和低聚物)或前体的溶剂溶液在有合适分散剂的存在下分散在含水介质中,接下来加热或添加固化剂,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(3)当树脂是诸如聚酯树脂、聚酰氨树脂和环氧树脂的加聚树脂或缩聚树脂时,树脂的前体(诸如单体和低聚物,优选以液体形式,如果不是液体,优选通过加热以液化)或前体的溶剂溶液在添加合适的乳化剂之后通过添加含水介质进行反相乳化,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(4)通过聚合反应(诸如加成聚合、开环聚合、缩聚、加成缩合等)形成的树脂采用机械旋转型粉碎机或喷射型粉碎机粉碎,随后进行分选以制备颗粒树脂。在合适的分散剂的存在下将颗粒树脂分散在含水介质中,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(5)通过聚合反应(诸如加成聚合、开环聚合、缩聚、加成缩合等)形成的树脂溶解在溶剂中,然后在空气中喷雾树脂溶液以制备颗粒树脂。在合适的分散剂的存在下在含水介质中分散颗粒树脂,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(6)通过聚合反应(诸如加成聚合、开环聚合、缩聚、加成缩合等)形成的树脂溶解在溶剂中以制备树脂溶液。将另外的溶剂添加到树脂溶液中或在加热后冷却树脂溶液,然后去除溶剂以分离颗粒树脂。在合适的分散剂的存在下在含水介质中分散颗粒树脂,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(7)通过聚合反应(诸如加成聚合、开环聚合、缩聚、加成缩合等)形成的树脂溶解在溶剂中,然后在合适的分散剂的存在下在含水介质中分散树脂溶液,接下来去除溶剂,以形成颗粒树脂的含水分散体。
(8)通过聚合反应(诸如加成聚合、开环聚合、缩聚、加成缩合等)形成的树脂溶解在溶剂中,然后在添加合适的乳化剂之后通过添加含水介质对树脂溶液进行反相乳化,以形成颗粒树脂的含水分散体。
颗粒树脂优选具有10-200nm的体积平均粒径,更优选20-80nm,其利用光散射光度计(由Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造)测量。
(2-3)粘合剂树脂本发明优选实施方案的调色剂包括在具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物之间的伸长反应和/或交联反应的反应产物,作为粘合剂树脂。
该粘合剂树脂是粘附聚合物,其通过使具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物反应来制备,其粘附到诸如纸的记录介质上。
粘合剂树脂优选具有不小于3000的重均分子量,更优选具有5000-1000000,特别优选7000-500000。
当重均分子量太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差。
粘合剂树脂优选具有30-70℃的玻璃化转变温度(Tg),更优选40-65℃。由于本发明的调色剂包括作为伸长反应和/或交联反应的反应产物的聚酯树脂,所以该调色剂与常规聚酯调色剂相比,即使在玻璃转温化度低时,也具有良好的热稳定保存性。
当玻璃化转变温度太低时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。当玻璃化转变温度太高时,得到的调色剂的低温定影性变差。
玻璃化转变温度可由诸如TAS-100(由Rigaku Corporation制造)的TG-DSC系统以如下述方法确定(1)将约10mg的样品供料到由铝制成的样品容器中,然后将样品容器放到支架单元上且置于电炉中;(2)以10℃/min的升温速率将样品从室温加热到150℃,并在150℃下保持10分钟;(3)将样品冷却到室温,并在室温下保持10分钟;(4)再以10℃/min的升温速率将样品加热到150℃,以利用差示扫描量热法(DSC)以获得DSC曲线;(5)DSC曲线利用TG-DSC分析系统TAS-100进行分析,以确定玻璃化转变温度(Tg),其通过找到玻璃化转变温度(Tg)附近的DSC曲线的切线与基线之间的接触点来确定。
合适的粘合剂树脂的具体的优选实例包括在含水介质中通过将(i)胺(B)与(ii)具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应制备的脲改性聚酯树脂,其中所述胺(B)用作具有活性氢基的化合物,所述具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)用作可与活性氢基反应的聚合物。
脲改性聚酯树脂可包括除了脲键之外的氨基甲酸酯键。在这种情况中,脲键与氨基甲酸酯键的摩尔比(即脲键/氨基甲酸酯键)优选100/0到10/90,更优选80/20到20/80,特别优选60/40到30/70。
当脲键含量太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差。
合适的脲改性聚酯树脂的具体的优选实例包括,但不限于下述(1)-(10)聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(1),其中该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用异佛尔酮二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯,与双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(2),其中该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用异佛尔酮二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与,双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(3),其中该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用异佛尔酮二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与,双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物的混合物和对苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物与双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物的混合物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(4),其中该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用异佛尔酮二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与,双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物的混合物和对苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(5),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用己二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(6),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用己二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物与双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物的混合物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(7),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用乙二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使异佛尔酮二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和对苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(8),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用己二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使二苯甲烷二异氰酸酯与双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(9),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用己二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使二苯甲烷二异氰酸酯与,双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物与双酚A的环氧丙烷加成物的混合物和对苯二酸与十二碳烯丁二酸酐的混合物之间的缩聚产物,进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物与双酚A的环氧丙烷(2mol)加成物的混合物和间苯二酸之间的缩聚产物;聚酯预聚物的脲改性化合物(i)和缩聚产物(ii)的混合物(10),该聚酯预聚物的脲改性化合物(i)是采用己二胺获得的,该聚酯预聚物是通过使甲苯二异氰酸酯与,双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物进行反应而获得的;且该缩聚产物(ii)为双酚A的环氧乙烷(2mol)加成物和间苯二酸之间的缩聚产物。
除了具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物之间的伸长和/或交联反应的产物之外,本发明的调色剂还可包括其它粘合剂树脂。
任何已知的树脂可用作粘合剂树脂,不具体限制。粘合剂树脂的具体的优选实例包括但不限于聚酯树脂等。在聚酯树脂中,优选使用未改性的聚酯树脂。
包括未改性的聚酯树脂的调色剂具有好的低温定影性,并且产生具有高光泽度的图像。
未改性聚酯树脂的具体实例包括但不限于在多元醇(PO)和多元羧酸(PC)之间的缩聚产物,以及可形成脲键的官能团的聚酯树脂(RMPE)。就改善得到的调色剂的低温定影性和抗热反印性而言,优选未改性的聚酯树脂部分地与RMPE相容,即这些树脂具有相似的结构。
当由GPC(凝胶渗透色谱法)确定四氢氟喃(THF)的可溶组分的分子量分布时,未改性的聚酯树脂优选具有1000-30000的重均分子量(Mw),更优选1500-15000。当重均分子量(Mw)太小时,得到调色剂的热稳定保存性变差。基于这样的原因,调色剂优选包括含8-28重量%的小于1000的重均分子量(Mw)的组分。当重均分子量(Mw)太大时,得到调色剂的低温定影性变差。
未改性的聚酯树脂优选具有35-70℃的玻璃化转变温度。当玻璃化转变温度太低时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。当玻璃化转变温度太高时,得到调色剂的低温定影性变差。
未改性聚酯树脂优选具有不小于5mgKOH/g的羟基值,更优选10-120mgKOH/g,特别优选20-80mgKOH/g。当羟基值太小时,得到的调色剂几乎不具有热稳定保存性和低温定影性的良好结合。
未改性聚酯树脂优选具有1.0-30.0mgKOH/g的酸值,更优选为5.0-20.0mgKOH/g。通常来说,具有酸值的调色剂可容易地充负电。
具有可形成脲键的官能团的聚酯树脂(RMPE)和未改性聚酯树脂(PE)之间的重量混合比(即RMPE/PE)优选为5/95到25/75,更优选为10/90到25/75。
当该混合比太小时,得到的调色剂的抗热反印性变差。当该混合比太大时,得到调色剂的低温定影性变差,并且产生的图像有低的光泽度。
以下是通过将具有活性氢基的化合物与可与活性氢基反应的聚合物反应来制备粘合剂树脂、即脲改性聚酯树脂的适当的方法。
(1)使含有可与活性氢基反应的聚合物(例如,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A))的调色剂组分混合物液体与具有活性氢基的化合物(例如胺(B))一起乳化或分散在含水介质中,以制备调色剂组分混合物液体的分散体同时使具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物进行伸长和/或交联反应。
(2)使调色剂组分混合物液体乳化或分散在预先含有具有活性氢基的化合物的含水介质中,以制备调色剂组分混合物液体的分散体同时使具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物进行伸长和/或交联反应。
(3)使调色剂组分混合物液体乳化或分散在含水介质中,然后向其添加具有活性氢基的化合物,以制备调色剂组分混合物液体的分散体同时使具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物进行伸长和/或交联反应。
在上述的方法(3)中,改性的聚酯树脂选择性地在生成的调色剂颗粒的表面上形成,即得到的调色剂具有改性树脂量的浓度梯度。
制备粘合剂树脂的反应条件不具体限制,其依赖于具有活性氢基的化合物和可与活性氢基反应的聚合物的组合。然而,反应时间优选为10分钟-40小时,更优选为2小时-24小时。反应温度优选为0-150℃,更优选为40-98℃。
(2-4)乳化或分散为了稳定地形成含有可与活性氢基反应的聚合物(例如,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A))的水分散体,优选使调色剂组分混合物液体通过施加剪切力分散而在含水介质中,该调色剂组分混合物液体通过在有机溶剂中溶解或分散可与活性氢基反应的聚合物(例如,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A))、着色剂、电荷控制剂、未改性聚酯树脂等来制备。然而,分散方法并不限于此。
基于调色剂组分混合物的100重量份计,优选用于乳化或分散的含水介质的含量为50-2000重量份,更优选为100-1000重量份。
当该含量太低时,调色剂组分混合物液体不能良好地分散,因此调色剂不能具有需要的粒径。当该含量太高时,调色剂制造成本增加。
当调色剂组分混合物液体在含水介质中乳化或分散时,优选使用分散剂以改进分散体的稳定性,使得获得具有需要的形状和窄颗粒分布的调色剂。
任何已知的分散剂可用于本发明中,不具体限制。分散剂的具体实例包括但不限于表面活性剂、不溶于水的无机分散剂、聚合的保护胶体等。这些分散剂可单独或结合使用。在这些分散剂中,优选使用表面活性剂。
表面活性剂的具体实例包括但不限于阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂等。
阴离子表面活性剂的具体实例包括但不限于烷基苯磺酸盐、α-烯属磺酸盐、磷酸盐等。尤其是,优选使用具有氟烷基的阴离子表面活性剂。具有氟烷基的阴离子表面活性剂的具体实例包括但不限于具有2-10个碳原子的氟烷基羧酸和它们的金属盐、全氟辛烷磺酰谷氨酸二钠、3-{ω-氟烷基(C6-C11)氧代}-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-{ω-氟烷酰基(alkanoyl)(C6-C8)-N-乙氨基}-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸和它们的金属盐、全氟烷基(C7-C13)羧酸和它们的金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸和它们的金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)砜酰氨丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰甘氨酸盐、单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸盐等。
这种市售的表面活性剂的具体实例包括但不限于Asahi Glass Co.,Ltd.生产的SARFRONS-111、S-112和S-113,Sumitomo 3M Ltd.生产的FLUORADFC-93、FC-95、FC-98和FC-129,Daikin Industries,Ltd.生产的UNIDYNEDS-101和DS-102,Dainippon Ink and Chemicals,Inc.生产的MEGAFACEF-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833,Tochem ProductsCo.,Ltd.生产的ECTOPEF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201和204,Neos生产的FUTARGENTF-100和F-150等等。
阳离子表面活性剂的具体实例包括但不限于胺盐、季铵盐等。胺盐的具体实例包括但不限于烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物、咪唑啉等。季铵盐的具体实例包括但不限于烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苯甲基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐、苄索氯铵等。此外,可使用具有氟烷基的伯、仲以及叔脂族胺;诸如全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐的脂族季铵盐;苯甲烃铵盐(benzalkonium salt);苄索氯铵(benzetonium chloride);吡啶盐;咪唑啉盐等。市场上可买到的上述表面活性剂的具体实例包括但不限于SARFRONS-121(Asahi GlassCo.,Ltd.生产),FLUORADFC-135(Sumitomo 3M Ltd.生产),UNIDYNEDS-202(Daikin Industries,Ltd.生产),MEGAFACEF-150和F-824(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.生产),ECTOPEF-132(TohchemProducts Co.,Ltd.生产),FUTARGENTF-300(Neos生产)等等。
非离子表面活性剂的具体实例包括但不限于脂肪酸胺衍生物、多元醇衍生物等。
两性表面活性剂的具体实例包括但不限于苯胺、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱等。
不溶于水的无机分散剂的具体实例包括但不限于磷酸钙、碳酸钙、氧化钛、硅胶、羟基磷灰石等。
保护胶体的具体实例包括但不限于采用例如酸的单体、含有羟基的(甲基)丙烯酸类单体、乙烯醇及其醚、乙烯醇和含羧基化合物的酯、酰胺化合物和它们的羟甲基化合物、氯化物、和具有氮原子或具有含氮原子的脂环的单体制备的聚合物和共聚物;聚氧化乙烯化合物;纤维素化合物等。
酸的具体实例包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、反丁烯二酸、马来酸、马来酸酐等。
具有羟基的(甲基)丙烯酸类单体的具体实例包括但不限于β-羟乙基丙烯酸酯、β-羟乙基甲基丙烯酸酯、β-羟丙基丙烯酸酯、β-羟丙基甲基丙烯酸酯、γ-羟丙基丙烯酸酯、γ-羟丙基甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等。
乙烯醇和其醚的具体实例包括但不限于乙烯基·甲基醚、乙烯基·乙基醚、乙烯基·丙基醚等。
乙烯醇与具有羧基的化合物的酯的具体实例包括但不限于乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等。
酰胺化合物和其羟甲基化合物的具体实例包括但不限于丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺酸(diacetonacrylamide acid)等,以及其羟甲基化合物。
氯化物的具体实例包括但不限于丙烯酸氯化物、甲基丙烯酸氯化物等。
具有氮原子或具有含氮原子的脂环的单体包括但不限于乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、吖丙啶等。
聚氧化乙烯化合物的具体实例包括但不限于聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化乙烯烷基胺、聚氧化丙烯烷基胺、聚氧化乙烯烷基酰胺、聚氧化丙烯烷基酰胺、聚氧化乙烯壬基苯基醚、聚氧化乙烯十二烷基苯基醚、聚氧化乙烯十八烷基苯酯、聚氧化乙烯壬基苯酯等。
纤维素化合物的具体实例包括但不限于甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等。
在调色剂的制造过程中,可任选地使用分散稳定剂。
分散稳定剂的具体实例包括但不限于在酸和碱中均可溶的磷酸钙等。
当酸和碱中均可溶的化合物可用作分散稳定剂时,可通过诸如盐酸的酸溶解,随后用水洗涤或采用酶分解来去除该分散稳定剂。
在调色剂的制造过程中,可任选地使用伸长和/或交联反应的催化剂。
(2-5)去除溶剂在调色剂的制造过程中,优选从调色剂颗粒的乳液或分散体中去除有机溶剂。
在已知的溶解悬浮液法和具有本发明优选实施方案的调色剂的调色剂制造过程中,特别地去除有机溶剂。
为了从乳液中去除有机溶剂,以下方法可以采用。
(1)逐渐加热乳液以完全蒸发油相液滴内的有机溶剂。
(2)逐渐减压乳液以完全蒸发油相液滴内的有机溶剂。
(3)在干燥环境内喷雾乳液以干燥油相液滴内的有机溶剂和分散体内的水,结果形成调色剂颗粒。
干燥环境的具体实例包括但不限于空气、氮气、二氧化碳、燃烧气体等的气体,所述气体优选被加热到不低于乳液所用溶剂中最高沸点溶剂的沸点。可通过用喷雾干燥器、带式干燥器、回转炉等进行这样的处理来快速地制备具有需要特性的调色剂颗粒。
在去除有机溶剂之后,获得调色剂颗粒。对调色剂颗粒进行洗涤和干燥处理,然后任选地进行分选。调色剂颗粒可通过在液体中采用诸如旋风分离、沉淀分取法、离心分离等的方法去除细颗粒来进行分选。当然,可采用上述方法对干燥过的调色剂分离。
干燥的调色剂颗粒可与诸如着色剂、电荷控制剂等的其它材料混合,任选地施加机械冲击以固定和熔化调色剂颗粒表面上的颗粒材料。
这样的机械冲击方法的具体实例包括但不限于使混合物与高速旋转的刮板混合的方法,和将混合物放入空气流中使得颗粒彼此碰撞或与碰撞板碰撞的方法。这样机器冲击施加器的具体实例包括但不限于ONG MILL(由Hosokawa Micron Co.,Ltd.制造)、降低了用于粉碎的气压的改造的I TYPEMILL(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造)、HYBRIDIZATIONSYSTEM(由Nara Machine Co.,Ltd.制造)、KRYPTON SYSTEM(由KawasakiHeavy Industries,Ltd.制造)、自动研钵等。
(3)调色剂特性(3-1)粒径本发明的调色剂优选具有3-9μm的体积平均粒径,更优选具有3-7μm。
当Dv太小时,通过在显影设备中长时间搅拌,调色剂易于在载体的表面上熔化,结果当调色剂用于双组分显影剂时载体的充电性变差。当调色剂用于单组分显影剂时,易导致这样的问题调色剂在显影辊上形成膜,以及调色剂在形成调色剂层的部件上熔化。相反,当Dv太大时,很难获得高清晰度和高质量图像。此外,当部分调色剂颗粒由新的调色剂颗粒替换时,包括在显影剂中的调色剂颗粒的平均粒径易改变很大。
调色剂的体积平均粒径(Dv)和数量平均粒径(Dn)之间的比率(Dv/Dn)优选为1.00-1.25,且更优选为1.05-1.20。
当该比率(Dv/Dn)太小时,通过在显影设备中长时间搅拌,调色剂在载体的表面上易熔化,结果当调色剂用于双组分显影剂时载体的充电性变差。当调色剂用于单组分显影剂时,易导致这样的问题调色剂在显影辊上形成膜,以及调色剂在形成调色剂层的部件上熔化。相反,当该比率(Dv/Dn)太大时,很难获得高清晰度和高质量图像。此外,当部分调色剂颗粒由新的调色剂颗粒替换时,包括在显影剂中的调色剂颗粒的平均粒径易改变很大。
当该比率(Dv/Dn)为1.05-1.20时,调色剂具有热稳定保存性、低温定影性以及抗热反印性的良好结合。尤其是,生成的全色图像具有良好的光泽度。当这样的调色剂用于双组分显影剂时,即使部分调色剂颗粒由新的调色剂替换时,在显影剂中包括的调色剂颗粒的平均粒径也几乎不改变,因此即使在显影单元中长时间反复搅拌之后调色剂仍具有良好的并且稳定的可显影性。当这样的调色剂用于单组分显影剂时,即使如果部分调色剂颗粒由新的调色剂替换时,调色剂颗粒的平均粒径也几乎不改变,且调色剂在显影辊上几乎不形成膜,且在形成调色剂层的部件上几乎不熔化。因此,即使在长时间反复使用之后,调色剂仍具有良好的并且稳定的可显影性,结果产生高质量图像。
体积平均粒径(Dv)、数量平均粒径(Dn)以及比率(Dv/Dn)可利用诸如COULTER MULTISIZER II(由Coulter Electrons Inc.制造)的仪器来确定。
(3-2)渗入度(penetration)本发明的调色剂优选具有不小于15mm的渗入度,更优选为20-30mm,其基于JIS K2235-1991法测量。
当渗入度太小时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。
渗入度由基于JIS K2235-1991的以下方法测量。首先,将调色剂填入到50ml玻璃容器中,并且在50℃恒温室中放置20小时,然后将调色剂冷却到室温并且进行渗入度测试。渗入度越大,调色剂的热稳定保存性越好。
(3-3)定影性通过采用最低可定影温度和最高可定影温度评价定影性,在最高可定影温度以上发生反印问题。优选最低可定影温度尽可能低,且最高可定影温度尽可能高。尤其,优选最低可定影温度低于120℃,且最高可定影温度不低于200℃。
定影性通过采用成像装置形成的图像来确定,其中所述成像装置中的定影部件的温度是可变的。
最低可定影温度定义为,例如,在低于该温度下当用拍纸薄(pad)摩擦定影图像时,定影图像密度的残余率就小于70%的定影部件温度。
最高可定影温度限定为,例如在该温度以上就发生转印问题的定影部件温度。
(3-4)热性能调色剂的热性能(即流动试验仪性能)通过软化温度(Ts)、流动开始温度(Tfb)、基于1/2法的软化温度(T1/2)等来评价。这些温度可由诸如CAPILLARY RHEOMETER SHIMADZU FLOWMETER CFT-500(由Shimadzu Corporation制造)的仪器获得的流动曲线来确定。
调色剂优选具有不低于30℃的软化温度(Ts),更优选为50-90℃。当Ts太低时,得到调色剂的热稳定保存性变差。
调色剂优选具有不低于60℃的流动开始温度(Tfb),且更优选为80-120℃。当Tfb太低时,得到调色剂的热稳定保存性和抗热反印性中的至少一个变差。
调色剂优选具有不低于90℃的基于1/2法的软化温度(T1/2),且更优选为100-170℃。当T1/2太低时,得到调色剂的抗热反印性变差。
此外,调色剂优选具有40-70℃的玻璃化转变温度(Tg),且更优选为45-65℃。当Tg太低时,得到的调色剂的热稳定保存性变差。当Tg太高时,得到的调色剂的低温定影性变差。
玻璃化转变温度(Tg)可采用诸如DSC-60(由Shimadzu Corporation制造)的差示扫描量热法测量。
调色剂优选具有0.5-40.0mgKOH/g的酸值,且更优选为3.0-35.0mgKOH/g。当该调色剂具有这样的酸值时,可容易地给调色剂充负电。
(3-5)平均圆度本发明的调色剂优选具有0.93-1.00的平均圆度。当平均圆度太小时(即调色剂远非真球形),调色剂具有差的可转印性,因此易产生有分散(scattering)的高质量图像。由于有这样不规则形式的调色剂颗粒在多个凸起点处接触平滑介质(如感光体),在该凸起点端处集中调色剂颗粒的电荷,所以在它们之间产生的范德华力和图像力大于在球形调色剂颗粒和平滑介质之间产生的力。当调色剂包括不规则颗粒和球形颗粒时,球形颗粒被选择性地转印,因此在字符部分和线部分处易发生图像缺陷。由于不得不去除在图像承载部件上残留的调色剂颗粒,以便为下一显影过程作准备,所以成像装置需要清洁设备。成像需要的调色剂的最小量增加,结果调色剂产率变差。
颗粒的圆度由下式确定C=Lo/L其中C表示圆度,Lo表示与颗粒的图像相同面积的圆周的周长,且L表示颗粒图像的围长。
调色剂的平均圆度可采用流动型颗粒图像分析仪FPIA-2100(由SysmexCorp.制造)确定。具体地,方法如下(1)将0.1g-0.5g的待测样品与100ml-150ml去除了固体杂质且包括0.1ml-0.5ml分散剂(即表面活性剂)的水混合;(2)采用超声波分散仪器分散混合物约1-3分钟,以制备每微升悬液包括3000-10000个颗粒的悬液。
(3-6)尺寸因子本发明的调色剂可具有近似球形的形状。图4A是调色剂的外视图,且图4B和4C是调色剂的横截面图。调色剂优选满足以下关系0.5≤(r2/r1)≤1.0和0.7≤(r3/r2)≤1.0其中r1、r2和r3表示平均长轴粒径、平均短轴粒径以及调色剂颗粒的平均厚度,其中r3≤r2≤r1。
当比率(r2/r1)太小时,调色剂具有远非球形的形状,因此调色剂具有差的点再现性和可转印性,导致图像质量变差。当比率(r3/r2)太小时,调色剂具有远非球形的形状,因此调色剂具有差的可转印性。当比率(r3/r2)为1.0时,调色剂具有近似球形的形状,因此调色剂具有好的流动性。
上述调色剂颗粒的尺寸因子(即r1、r2和r3)可通过利用扫描电子显微镜观察调色剂颗粒同时改变视角来确定。
(3-7)图像密度采用本发明的调色剂产生的图像优选具有不小于1.40的图像密度,更优选不小于1.45,特别优选不小于1.50,其采用诸如X-RITE 938(X-rite Inc.制造)的光密度计测量。当图像密度太低时,不能生成高质量图像。
图像密度可如下测量。例如,产生具有0.9-1.1mg/cm2的调色剂的固态图像,且采用全色成像装置(Ricoh Co.,Ltd的IPSIO COLOR 8100)在158-162℃的定影辊温度下将所述的图像定影到普通纸(Ricoh Co.,Ltd的TYPE6200)上。生成的固态图像的图像密度通过利用X-RITE 938(X-rite Inc.制造)测量固态图像中五个随机选择部分的平均图像密度来确定。
不限制本发明的调色剂的颜色。然而,调色剂优选具有至少一个选自黑、青、品红和黄色的颜色。具有需要的颜色的调色剂可通过从上述的着色剂中选择合适的着色剂来制备。
本发明的调色剂通过包括在含水介质中乳化或分散调色剂组分混合物液体的方法来制造。在这样的调色剂中,具有小粒径的蜡颗粒在其内均匀分散,并且在其表面存在合适量的蜡颗粒,即蜡颗粒不均匀分散在调色剂内。得到的调色剂具有好的脱模性,并且几乎不形成调色剂膜。
由于在调色剂制造过程中不加热调色剂,所以调色剂可包括具有低熔点的蜡。当调色剂具有合适量的存在于其表面的蜡时,调色剂在低温具有好的脱模性。也就是说,这样的调色剂具有低温定影性和热稳定保存性的良好结合,且产生高质量图像,同时也具有小的粒径和窄的粒径分布。
如上述,本发明的调色剂具有以下性能的良好结合(1)小的粒径和窄的粒径分布;(2)低温脱模性;(3)抗调色剂成膜性;(4)低温定影性;(5)抗热反印性;以及(6)产生高质量图像的能力。
当调色剂至少包括通过将具有活性氢基的化合物与可与活性氢基的聚合物反应来制备的粘合剂树脂时,调色剂具有不粘结性、充电性、流动性、脱模性以及定影性的良好结合。
本发明的调色剂可用于各种领域,且优选用于电子照相中。下文中将详细说明使用该调色剂的调色剂容器、显影剂、处理盒、成像装置以及成像方法。
(4)显影剂本发明的显影剂至少包括本发明的调色剂和如果合适的其它组分诸如载体。显影剂可以是单组分显影剂和双组分显影剂。双组分显影剂根据其寿命可用于符合改善信息处理速度要求的高速复印机中。
主要由本发明的调色剂组成的单组分显影剂,即使部分调色剂颗粒由新的调色剂颗粒替换时也具有稳定的平均粒径,且在显影辊上几乎不形成膜,且在形成调色剂层的部件上几乎不熔化。这样的单组分显影剂稳定地具有良好的可显影性,因此即使在长期重复使用之后仍可产生高质量图像。
包括本发明的调色剂的双组分显影剂,即使部分调色剂颗粒由新的调色剂颗粒替换时也具有稳定的平均粒径。这样的双组分显影剂稳定地具有良好的可显影性,因此即使在长期重复使用之后仍可产生高质量图像。
任何已知的载体可用于本发明的双组分显影剂,且不具体限制。然而,优选使用包括芯(core)和覆盖芯的树脂层的载体。
任何已知的芯可用于载体,且不具体限制。芯的具体实例包括但不限于具有50-90emu/g的磁化强度的锰-锶(Mn-Sr)材料和锰-镁(Mn-Mg)材料等。为了获得具有高图像密度的图像,优选使用如铁粉(具有不小于100emu/g的磁化强度)和磁铁矿(具有75-120emu/g的磁化强度)的高磁化强度材料。为了获得高质量图像,优选采用如铜-锌(Cu-Zn)材料(具有30-80emu/g的磁化强度)的低磁化强度材料,因为在这种情况中磁刷可微弱地接触感光体。这些材料可单独或结合使用。
芯优选具有10-150μm的体积平均粒径,更优选为40-100μm。
当体积平均粒径太小时,载体包括太多量的细颗粒,因此每载体颗粒的磁化强度降低,结果发生载体分散。当体积平均粒径太大时,载体具有太少的比表面积,因此易发生载体分散,且尤其在全色固体图像中图像可再现性变差。
任何已知的树脂都可用于树脂层,且不具体限制。树脂的具体实例包括但不限于氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤代烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏1,1-二氟乙烯、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、二氟乙烯和丙烯酸类单体的共聚物、二氟乙烯和氟乙烯的共聚物、氟代三元共聚物(如四氟乙烯和二氟乙烯和非氟化物单体的三元共聚物)、硅树脂等。这些树脂可单独或结合使用。
氨基树脂的具体实例包括但不限于脲甲醛树脂、蜜胺树脂、苯代三聚氰胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等。
聚乙烯基树脂的具体实例包括但不限于丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂等。
聚苯乙烯树脂的具体实例包括但不限于聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物树脂等。
卤代烯烃树脂的具体实例包括但不限于聚氯乙烯等。
聚酯树脂的具体实例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等。
树脂层任选地包括颗粒导电材料。颗粒导电材料的具体实例包括但不限于金属粉末、炭黑、二氧化钛、氧化锡、氧化锌等。颗粒传导材料优选具有不大于1μm的平均粒径。当平均粒径太小时,很难控制载体的电阻。
树脂层可采用以下方法形成(1)将树脂等溶解在有机溶剂中以制备树脂层组分液体;(2)采用诸如浸涂、喷涂、刷涂等的已知方法在芯上均匀涂布树脂层组分液体;以及(3)将涂布的芯干燥和烘焙。
有机溶剂的具体实例包括但不限于甲苯、二甲苯、丁酮、甲基异丁基酮、纤维素乙酸丁酯等。
烘焙方法可以是外部加热法或内部加热法。具体的烘烤方法包括采用固定电炉、便携式电炉、旋转电路、燃烧炉以及微波的方法,但不限于此。
载体优选包括0.01-5.0重量%的树脂层。当该量太少时,树脂层不能在芯的表面上均匀形成。当该量太大时,载体具有太厚的树脂层,因此每个载体颗粒易聚集。在这种情况中,获得不均匀的载体颗粒。
双组分显影剂优选包括90-98重量%的载体,更优选93-97重量%。
包括本发明的调色剂的显影剂具有良好的可转印性和定影性,因此稳定地产生高质量图像。
本发明的显影剂优选用于任何已知的诸如磁性单组分显影方法、非磁性单组分显影方法以及双组分显影方法的电子照相成像方法。
(5)调色剂容器本发明的调色剂容器含有本发明的调色剂或显影剂。
合适的调色剂容器包括如含有调色剂容器的主体和盖的任何已知的容器。
调色剂容器不限制尺寸、形状、结构、材料等。调色剂容器优选为在其内表面具有螺旋形突起和凹陷的圆柱形状。这样的调色剂容器可通过旋转向喷出口供应调色剂。更优选的是,该调色剂容器的部分螺旋部分或全部螺旋部分具有像手风琴的结构。
用于调色剂容器的合适材料包括具有良好尺寸精度的材料。尤其是,优选使用树脂。用于调色剂容器的树脂的具体实例包括但不限于聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、ABS树脂、聚缩醛树脂等。
本发明的调色剂容器可容易地保存、传输、处理以及从本发明的处理盒和成像装置(下文说明)上拆卸以向其供应显影剂。
(6)处理盒本发明的处理盒至少包括构造成承载静电潜像的图像承载部件;以及显影设备,其构造成用于利用包括调色剂的显影剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像,且任选地包括其它设备。
该显影设备至少包括构造成含有本发明的显影剂的显影剂容器;以及显影剂承载部件,其构造成用于承载和传输在显影剂容器中的显影剂,以及任选地包括厚度控制部件,用于控制在图像承载部件上形成的显影剂层厚度。
本发明的处理盒可拆卸地连接到采用电子照相的任何成像装置上,且优选地可拆卸地连接到本发明的成像装置(下文说明)上。
(7)成像装置和成像方法本发明的成像方法至少包括在图像承载部件上形成静电潜像(即静电潜像形成过程);利用包括调色剂的显影剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像(即显影过程);将调色剂图像转印到转印材料上(即转印过程);以及将调色剂图像定影到记录介质上(即定影过程),以及任选地包括放电过程、清洁过程、回收过程、控制过程等。
(7-1)静电潜像形成过程在静电潜像形成过程中,在图像承载部件上形成静电潜像。
图像承载部件(即感光体)不限制材料、形状、结构、尺寸等,可使用任何已知的图像承载部件。然而,图像承载部件优选具有圆柱形状。用于图像承载部件的材料的具体实例包括但不限于无定形硅和硒(用于无机感光体)、聚硅烷和酞菁聚甲川(用于有机感光体)等。在这些材料中,考虑到感光体的长寿命优选使用无定形硅。
在静电潜像形成设备中,通过用含图像信息的光辐照充电的图像承载部件来形成静电潜像。
静电潜像形成设备至少包括构造成对图像承载部件充电的充电器和构造成在图像承载部件上用含图像信息的光辐照充电的图像承载部件的光辐照器。
利用充电器对图像承载部件的表面施加电压。
充电器的具体实例包括具有如导电或半导电辊、刷、膜、橡胶刮板等的部件的接触式充电器,和采用诸如电晕管和scorotoron等的电晕放电的非接触式充电器。
光辐照器利用含图像信息的光辐照充电的图像承载部件的表面。
光辐照器的具体实例包括发射光辐照器、棒透镜阵列辐照器、激光光学辐照器、液晶光闸辐照器等。
在本发明中,图像承载部件可从其背面被辐照。
(7-2)显影过程在显影过程中,利用本发明的调色剂或显影剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像。
在显影设备中可利用本发明的调色剂或显影剂形成调色剂图像。
合适的显影设备包括可采用本发明的调色剂或显影剂的任何已知的显影设备,且不具体限制。例如,可优选使用含有本发明的调色剂或显影剂、且可直接或间接地将调色剂或显影剂粘附到静电潜像的显影设备。更优选使用还包括本发明的调色剂容器的显影设备。
在本发明中显影设备可以是干显影设备和湿显影设备。而且,在本发明中显影设备可以是单色显影设备或多色显影设备。显影设备优选包括用于搅拌显影剂以便于充电的搅拌器,和可旋转的磁辊。
在显影设备中,混合并搅拌调色剂和载体。通过搅拌对调色剂充电并将其保持在形成于旋转的磁辊表面上的磁刷内。因为磁辊设置在图像承载部件(感光体)的附近,所以形成于旋转的磁辊表面上的磁刷内保持的部分调色剂由于电力而移动到图像承载部件(感光体)的表面上。也就是说,利用调色剂显影静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像。
在显影设备中含有的显影剂既可以是单组分显影剂也可以是双组分显影剂。
(7-3)转印过程在转印过程中,将调色剂图像转印到记录介质上。优选的是,首先将调色剂图像转印到中间转印介质上,其次转印到记录介质上。更优选的是,调色剂图像是利用两种或多种的全色调色剂形成的多种调色剂图像,且该多种调色剂图像首先转印到中间转印介质上(即第一转印过程),其次转印到记录介质上(即第二转印过程)。
调色剂图像利用转印充电器来充电,然后在转印设备中被转印。用于本发明的转印设备优选包括第一转印设备和第二转印设备,所述第一转印设备构造成将调色剂图像转印到中间转印介质上以形成多种调色剂图像,所述第二转印设备用于将多种调色剂图像转印到记录介质上。
作为中间转印介质,可使用任何已知的转印介质。尤其是,优选使用转印带。
转印设备(第一转移设备和第二转移设备)优选至少包括构造成将调色剂图像从图像承载部件(感光体)吸引到记录材料上的转印部件。转印设备的数量可以是一个或多个。
转印部件的具体实例包括电晕转印部件、转印带、转印辊、压力转印辊、粘附转印部件等。
可使用任何已知的记录介质(例如记录纸)作为记录介质,并且不具体限制。
(7-4)定影过程定影过程中,在定影设备中将转印到记录介质上的调色剂图像定影。每次将各调色剂图像依次转印到记录介质上之后,可定影调色剂图像。当然,可以在所有调色剂图像转印且叠加到记录介质上之后定影调色剂图像。
作为定影设备,可使用任何已知的定影设备,且不具体限制。然而,优选使用以下的定影设备,因为即使在长期重复使用之后在定影带的两端几乎不发生热反印,并且定影带几乎不变差。
图5是表示用于本发明的定影设备的优选实施方案的示意图。定影设备10包括定影辊11;衬里辊(即加热辊)12,其主要由非磁材料组成且与定影辊11平行设置;环形定影带13,其含有磁性材料且利用定影辊11和衬里辊12紧紧地拉伸;感应线圈(即感应加热装置)14,其构造成通过电磁感应加热定影带13且设置在衬里辊12的侧面;以及加压辊16,其构造成利用在其之间的定影带13按压定影辊11,以便在定影带13和加压辊16之间形成辊隙15。
定影辊11包括由铝、铁等制成的带芯棒和覆盖在带芯棒上的加热绝缘层。例如,定影辊11具有40mm的外径。由于加热绝缘层需要有热稳定性,所以优选使用硅橡胶(包括海绵)。优选的是,用于加热绝缘层的材料优选具有尽可能低的传热系数,且更优选为不小于0.2W/m/k。
衬里辊12包括由诸如铝和SUS的非磁材料制成的带芯棒。
图6是表示衬里辊12的上半部分的横截面的示意图。衬里辊12包括圆柱部分12a和设置在圆柱部分12a两端的旋转支撑部分12b。旋转支撑部分12b借助轴承由定影设备的主体支撑。
在衬里辊12的轴方向内,将衬里辊12的内表面的两端部都切薄,使得中心部12c的壁厚大于端部12d的厚度。例如,中心部12c具有0.6mm的壁厚,而每个端部具有0.3mm的壁厚。
在这种情况中,端部12d具有小的热容量,因此抑制通过电磁感应加热所施加的热量扩散到两端部12d。结果,端部12d(即衬里辊12的端部)的升温速率与中心部12c(即衬里辊12的中心部)相同,由此可缩短定影设备的启动时间。
加压辊16包括带芯棒、覆盖在带芯棒上的热稳定弹性层(主要由硅橡胶等组成)和覆盖在热稳定弹性层上的最外脱模层(主要由碳氟树脂等组成)。为了较好地将记录纸P与定影辊13分离,加压辊16具有比定影辊11更高的表面硬度。当加压辊16用其间的定影带13按压定影辊11时,定影带13的一部分在定影辊11的侧面形成凸面,结果在定影带13上形成辊隙15。加压辊16的热稳定弹性层具有1到几毫米的厚度。
感应线圈14在由铁氧体或坡莫合金组成的激励磁芯(exiting core)17周围缠绕,其横截面具有接近凹面形状。当具有几kHz到几百kHz频率的高频电流通过感应线圈14时,在定影带13中产生感应电流。结果,定影带13在接近感应线圈14的部分局部地产生热量,且温度迅速升高。
定影设备10还包括构造成检测定影带13的温度的温度传感器18和控制设备19,该控制设备19构造成通过结合温度传感器18的检测信号来控制高频电流经过感应线圈14的通道。
在衬里辊12的较低侧,设置构造成向定影设备10供应记录纸P的导轨20。在记录纸P的表面上粘附调色剂T。
图7是表示定影带13的横截面的示意图。定影带13包括基底13a、弹性层13b以及脱模层13c,其中弹性层13b和脱模层13c依次覆盖在基底上。
基底13a由环形带组成,且主要包括含有磁分路合金(magnetic shuntalloy)粉的热稳定树脂。磁分路合金具有低于在该温度以上调色剂就引起热反印的温度的居里点(Curie point)。热稳定树脂的具体实例包括聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)等。考虑到带的刚性和热容量,基底13a优选具有20-100μm的厚度。
弹性层13b对于改善生成的图像的均匀性是有必要的,且主要由诸如硅橡胶和氟碳橡胶的热稳定橡胶组成,且具有100-300μm的厚度。
脱模层13c主要由具有良好热稳定性和耐久性的树脂如碳氟树脂组成,因为脱模层13c在施加压力后接触记录纸P和调色剂T。
当高频电流通过感应线圈14时,由于电磁感应加热定影带13的基底13a,因此定影带13产生热量。在导轨20上供应的记录纸P通过在定影辊11和加压辊16之间形成的辊隙15,使得在记录纸P内未定影的调色剂T定影。
本发明的成像方法还可使用定影设备,该定影设备包括定影辊;衬里辊,其与定影辊平行设置;环形定影带,其主要由非磁材料组成且利用定影辊和衬里辊紧紧地拉伸;感应加热装置,其构造成通过电磁感应加热衬里辊;以及加压辊,其构造成利用其间的定影带按压定影辊,其中记录介质经过在定影带和加压辊之间形成的辊隙,以使在记录介质上未定影的调色剂图像定影,且其中衬里辊的最外层含有磁分路材料,其具有低于在该温度以上调色剂就引起热反印的温度的居里点。
在这种情况中,由于衬里辊的最外层含有磁分路材料,其具有低于在该温度以上调色剂就引起热反印的温度的居里点,所以定影带的两端的温度总是低于在该温度以上调色剂就引起热反印的温度,因此当即使在小尺寸记录纸连续通过定影带之后,大尺寸纸通过定影带时,也几乎不发生热反印。
图8是表示用于本发明的定影设备的另外的实施方案的示意图。定影设备40包括加热辊44、定影辊41,和利用加热辊44和定影辊41紧紧拉伸的可旋转的定影带45。加热辊44包括金属的带芯棒和覆盖在该带芯棒上的热稳定海绵橡胶层。金属带芯棒在其内含有诸如卤素灯46的加热装置,且利用卤素灯46的辐射热量从内部加热定影带。作为温度传感部件的热敏电阻49设置为面对加热辊44,且接触定影带45的中心部分以检测定影带45的表面温度。基于热敏电阻49检测的温度,通过控制卤素灯46的光来利用温度控制设备(未示出)对加热辊44控温。设置加压辊42以使定影辊41与其间的定影带45接触。加压辊42通过弹簧43的力按压定影辊41。加压辊42通过驱动装置(未示出)旋转并且由此驱动定影辊41。在相对于定影带45的移动方向,在由加压辊42形成的辊隙的上游侧设置张力辊47,以便接触定影带45的中心部分。张力辊47由弹簧48按压,由此在适当张力下保持定影带。当然,驱动装置可旋转定影辊41,由此可驱动加压辊42。此外,加压辊42和定影辊41可与齿轮啮合,使得驱动力通过齿轮转移到加压辊42和定影辊41,即加压辊42和定影辊41都可通过驱动力旋转。
在定影设备40中,其上具有调色剂T的记录纸P经过形成在由加热辊44加热的定影带45和加压辊42之间的辊隙,使得当采用由定影带45施加的热量熔化调色剂T时,采用由加压辊施加的压力将调色剂T定影到记录纸P上。
图9是表示定影带45的横截面的示意图。定影带45包括由如聚酰亚胺的热稳定树脂制成的圆柱形膜基底451;由硅橡胶制成且覆盖在基底451上的弹性层452,在基底和弹性层之间具有底漆(primer);由碳氟树脂制成且具有不小于20μm厚度的脱模层453,该脱模层覆盖在弹性层452上,在弹性层和脱模层之间具有底漆。基底451主要由具有良好热稳定性和机械强度的材料组成。这样的材料的具体实例包括如聚酰亚胺的热稳定树脂、如Ni和SUS等的金属。为了稳定定影性能,弹性层452主要由可向调色剂和记录纸施加均匀热量和压力的、弹性的和绝热的材料组成。脱模层453主要由任何已知的碳氟树脂组成,如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)以及它们的混合物。脱模层453借助底漆在弹性层452上施用和进行热处理而形成。
用于脱模层的碳氟树脂包括多种碳氟树脂,每种碳氟树脂具有不同的熔体流动速率(MFR)。当碳氟树脂熔化时具有大的MFR的碳氟树脂具有良好的流动性。由此具有大的MFR的碳氟树脂可通过热处理在弹性层上形成它的均匀层,结果形成具有高表面平滑度的定影带。然而,由于具有大的MFR的碳氟树脂具有差的挠性,由于在由定影辊41和加热辊44之间的张力和来自张力辊47的压力,所以在长期使用后易出现裂纹。相反,由于具有小的MFR的碳氟树脂具有良好的挠性,即使在长期重复使用后也几乎不出现裂纹。然而,当碳氟树脂熔化时这样具有小的MFR的碳氟树脂具有差的流动性。因此,具有小的MFR的碳氟树脂在热处理时不能很好地在弹性层上流动,结果在其上形成不均匀层。得到的定影带在其上具有凹陷和凸起的不均匀表面。具有包括不同MFR的多种碳氟树脂的脱模层的定影带具有耐久性和平滑度的良好结合。这是因为具有大的MFR的碳氟树脂赋予得到的定影带高的表面平滑度,且具有小的MFR的碳氟树脂赋予得到的定影带良好的挠性。
碳氟树脂优选包括具有35-60重量%的大的MFR的碳氟树脂,且大MFR碳氟树脂和小MFR碳氟树脂之间的混合比率优选为1/1。包括近乎等量的大MFR碳氟树脂和小MFR碳氟树脂的脱模层的定影带具有耐久性和表面平滑度的良好结合。脱模层优选具有不小于20μm的厚度。当厚度太小时,具有大MFR的碳氟树脂颗粒和具有小MFR的碳氟树脂颗粒不能在弹性层上充分地混合,因此由具有大MFR的碳氟树脂构成的层和由具有小MFR的碳氟树脂构成的层分开地形成。图10A表示用于说明这种现象的示意图。在这种情况中,得到的定影带中由大MFR的碳氟树脂构成的部分具有差的挠性,因此在其上易出现裂缝,得到的定影带中由小MFR的碳氟树脂构成的另一部分具有差的表面平滑度。相反,当脱模层具有不小于20μm的厚度时,具有大MFR的碳氟树脂的颗粒和具有小MFR的碳氟树脂颗粒在弹性层上较好地混合(即分散)。图10B表示用于说明这种现象的示意图。在这种情况中,得到的定影带具有挠性和表面平滑度的良好结合。
然而,优选的是用于脱模层的碳氟树脂至少包括两种碳氟树脂,每种具有不同的粒径。具有小粒径的颗粒碳氟树脂因为具有低粘结性所以可均匀分散在溶剂(如水)中。然而,当包括溶剂和这样的具有小粒径的颗粒碳氟树脂的涂布液体施用到弹性层时,在干燥过程中去除溶剂时易出现裂纹。相反,因为有大粒径的颗粒碳氟树脂具有高粘结性,所以当在干燥过程中去除溶剂时几乎不出现裂纹。然而,这样的大粒径的颗粒碳氟树脂不能在溶剂(如水)中均匀分散。因此,当包括溶剂和具有大粒径的颗粒碳氟树脂的涂布液体施用到弹性层时,颗粒不均匀地粘附到弹性层上(即引起涂层不均匀)。当涂布液体包括具有大粒径的颗粒碳氟树脂和具有小粒径的颗粒碳氟树脂时,颗粒可均匀地分散在涂布液体中且均匀地粘附到弹性层上。在干燥过程中,因为具有大粒径颗粒碳氟树脂的存在,可抑制裂纹的出现。在这种情况中,得到的脱模层具有良好的耐久性,且在其内几乎不出现裂纹。
脱模层453优选包括具有良好挠性、非粘附性和耐磨性的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)。更优选的是,PFA优选用于脱模层453,该PFA包括大量全氟烷基乙烯基醚单元使得在一分子内包括的氧原子和碳原子之间的原子比率(即氧原子/碳原子)不小于1/60。图11是说明MFR和挠性之间关系的图表。在该图表中,纵轴的数值增加表示挠性降低。图11明显表明,无论MFR值,原子比率不小于1/60的PFA与原子比不大于1/100的PFA相比具有更好的挠性。认识到,原子比率不小于1/60的PFA被抑制结晶,因此其挠性增加。
用于上述定影过程的和上述定影设备的热压设备的加热温度优选为80-200℃。
在本发明中,已知的光定影设备可与定影设备结合使用,或代替使用定影设备。
(7-5)放电过程在放电过程中,放电偏压施加到图像承载部件上,以便于利用放电设备从其上去除电荷。
作为放电设备,可使用可对图像承载部件施加放电偏压的任何已知的放电设备,且不具体限制。例如,优选使用放电灯。
(7-6)清洁过程在清洁过程中,在图像承载部件上保留的残余的调色剂颗粒利用清洁设备去除。
作为清洁设备,可使用从图像承载部件上去除残余的调色剂颗粒的任何已知的清洁设备,且不具体限制。清洁设备的具体实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板清洁器、网状清洁器等。
(7-7)回收过程在回收过程中,利用回收设备将由清洁设备去除的调色剂颗粒收集且传输到显影设备。
作为回收设备,可使用任何已知的传输设备,且不具体限制。
(7-8)控制过程在控制过程中,每个成像过程由控制设备控制。
控制设备的具体实例包括序列发生器、计算机等,且不限于这些。
(7-9)成像装置图12是说明本发明的成像装置的实施方案的示意图。成像装置100包括用作图像承载部件的感光体110、用作充电设备的充电辊120、光辐照器130、显影设备140、中间转印介质150、包括清洁刮板的清洁设备160以及用作放电设备的放电灯170。
中间转印介质150是环形带。中间转印介质150利用三个辊151来拉紧以在箭头所示方向环形移动。一些辊151具有施加转印偏压(第一转印偏压)到中间转印介质150的功能。包括清洁刮板的清洁设备190邻近中间转印介质150设置。转印辊180面对中间转印介质150设置。转印辊180可对用作最终转印材料的转印纸195施加转印偏压,以转印(即第二次转印)调色剂图像。相对于中间转印介质150的旋转方向,在感光体110和中间转印介质150的接触点的下游侧,并且中间转印介质150和转印纸195的接触点的上游侧设置电晕充电器152,该电晕充电器152构造成对中间转印介质150上的调色剂图像充电。
显影设备140包括围绕感光体110设置的黑色显影单元145K、黄色显影单元145Y、品红色显影单元145M和青色显影单元145C。显影单元145K、145Y、145M和145C分别包括显影剂容器142K、142Y、142M和142C,显影剂供应辊143K、143Y、143M和143C和显影辊144K、144Y、144M和144C。
在成像装置100中,感光体110由充电辊120均匀充电,然后光辐照器130利用含有图像信息的光照射感光体110以在其上形成静电潜像。在感光体110上形成的静电潜像利用从显影设备140供应的调色剂显影,以形成调色剂图像。调色剂图像由于施加到辊151(即第一次转印)的偏压而被转印到中间转印介质150,然后被转印到转印纸195(即第二次转印)上。在感光体110上残留的调色剂颗粒采用清洁设备160去除,感光体110由放电灯170一次放电。
图13是表失本发明成像装置的另一实施方案的示意图。成像装置1000是串联型彩色成像装置。成像装置1000包括主体1500、供纸台2000、扫描仪3000和自动文件供应器(ADF)4000。
中间转印介质250设置在主体1500的中心。中间转印介质250是环形带。中间转印介质250利用支撑辊214、215和216紧紧地拉伸以顺时针方向旋转。清洁设备217邻近支撑辊215设置,清洁设备217构造成去除在中间转印介质250上残留的剩余调色剂颗粒。包括成像单元218Y、218C、218M和218K的串联型成像设备220设置为面对着中间转印介质250。成像单元218Y、218C、218M和218K相对于中间转印介质250旋转的方向围绕中间转印介质250依次设置。光辐照器221邻近串联型成像设备220设置。第二转印设备222设置在相对于串联型成像设备220在中间转印介质250的相对侧。第二转印设备222包括利用一对辊223紧紧地拉伸的第二转印带224。第二转印带224是环形带。在第二转印带224上传输的转印纸可接触中间转印介质250。定影设备225邻近第二转印设备222设置。定影设备225包括定影带226和用于按压定影带226的加压辊227。例如,上述的定影设备可用于定影设备225。
在成像装置1000中,翻转设备228在邻近第二转印设备222和定影设备225设置,翻转设备228构造成翻转转印纸以在该转印纸的两面上都形成图像。
接下来,将说明利用成像装置1000形成全色图像的工序。将原始文件放入包含于自动文件供应器(ADF)4000内的文件供应器230,或放到包含于扫描仪3000内的接触玻璃232上。
当按下开始开关键(未示出),扫描仪3000启动,且第一转轮(runner)233和第二转轮234开始移动。当原始文件放入文件供应器230时,在原始文件供应到接触玻璃232上之后扫描仪3000启动。原始文件借助第一转轮233由光源发出的光辐照,然后由原始文件反射的光由包含于第二转轮234内的镜子反射。光通过成像透镜235且由读取传感器236接收。由此,各个颜色的图像信息被读取。
各个颜色(黄、青、品红和黑)的图像信息被传送到各个成像单元218Y、218C、218M和218K以形成各个调色剂图像。
图14是展示成像单元218Y、218C、218M和218K的实施方案的示意图。由于成像单元218Y、218C、218M和218K具有相同的构造,所以图14仅展示一个成像单元。附图标记中省略了表示各个颜色的符号Y、C、M和K。
成像设备218包括感光体210;充电器260,其构造成对感光体210均匀充电;光辐照器(未示出),其构造成通过以含有对应于颜色信息的图像信息的光L来辐照而在感光体210上形成静电潜像;显影设备261,其构造成利用包括调色剂的显影剂显影静电潜像来形成调色剂图像;转印充电器262,其构造成转印调色剂图像到中间转印介质250;清洁设备263和放电设备264。各个成像设备可基于各个颜色信息形成单色图像。
将每种颜色在感光体210上形成的这样得到的调色剂图像依次转印到中间转印介质250上(即第一次转印)。也就是说,通过叠加每种颜色的调色剂图像形成全色图像。
另一方面,参见图13,在供纸台2000内,通过旋转一个供纸辊242,从包含于纸盒243内的一个多级供纸盒244来供应记录纸。记录纸由分离辊245分离且供应给供纸路径246。然后记录纸通过传输辊247传输到包含于主体1500中的供纸路径248,且由对准辊(registration roller)249停止。当记录纸通过旋转供纸辊252从手动供纸装置251供应时,记录纸通过分离辊258分离且供应到手动供纸路径253,且由对准辊249停止。对准辊249主要是接地的,然而,为了去除纸屑(paper powder),可对对准辊249施加偏压。
通过旋转对准辊249,及时地将记录纸供应到中间转印介质250和第二转印设备222之间形成的区域,以与在中间转印介质250上形成的全色调色剂图像相遇。全色调色剂图像被转印到在第二转印设备222中的记录材料上(第二次转印)。在中间转印介质250上残留的调色剂颗粒采用清洁设备217去除。
在其上具有调色剂图像的记录材料从第二转印设备222传输到定影设备225。在定影设备225中通过施加热和压力,调色剂图像被定影到记录材料上。记录纸通过转移拾取装置255转移且由排出辊256排出,然后堆积在排出盘257上。当记录纸通过转移拾取装置255转移以在翻转设备228内翻转时,为了在其背面形成调色剂图像,将记录纸再次供应到转印区域。然后记录纸通过排出辊256排出并在排出盘257上堆积。
图15是展示本发明成像装置的另一实施方案的示意图,该实施方案用于下述本发明的实施例。成像装置30包括感光体31。在感光体31周围,依次设置充电辊32,其构造成对感光体31充电且与感光体接触或邻近设置;光辐照器(未示出),其构造成利用光33辐照充电的感光体31以在其上形成静电潜像;显影辊34,其构造成将调色剂粘附到感光体31上形成的静电潜像从而形成调色剂图像;转印辊35,其构造成将在感光体31上形成的调色剂图像转印到记录纸P;和清洁设备36,其构造成去除转印后在感光体上残留的剩余调色剂颗粒。
相对于记录纸被传输的方向(箭头A表示),定影设备10设置在感光体31的下游侧。
本发明的成像方法有效地制造高质量图像,这是由于该方法使用了本发明的调色剂,该调色剂具有小粒径、窄粒径分布、良好的低温脱模性、良好的抗调色剂成膜性,以及低温定影性和热稳定保存性的良好结合。
已总体描述了本发明,通过参见某些的具体实施例可获得进一步的了解,在此提供的实施例仅用于展示的目的,而无意于限制。在以下实施例的说明中,除非有具体说明,否则数字表示的重量份比。
实施例制备未改性聚酯(1)(低分子量聚酯(1))在配有冷凝器、搅拌器和氮气供应管的反应容器中加入以下组分。
双酚A的环氧乙烷(2摩尔)加成物229份双酚A的环氧丙烷(3摩尔)加成物529份对苯二酸208份己二酸 46份二丁锡氧化物 2份在常压下将混合物在230℃下反应8小时。
然后在10-15mmHg的减低的压力下再继续反应5小时。
进一步,向容器内加入44份的苯偏三酸酐以在180℃下与反应产物反应2小时。由此,制备了未改性聚酯(1)。
未改性聚酯(1)具有2500的数均分子量(Mn),6700的重均分子量(Mw),43℃的玻璃化转变温度(Tg)和25mgKOH/g的酸值。
制备母料(1)利用HESCHEL混合器(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)混合以下组分。
水 1200份炭黑 540份(Degussa AG制造的PRINTEX 35,42ml/100g的DBP吸收值,pH为9.5)未改性聚酯(1)1200份在150℃下利用双辊研磨机捏合混合物30分钟,然后进行辊压和冷却。辊压过的混合物采用粉碎机(由Hosokawa Micron Corporation制造)粉碎。由此,制备了母料(1)。
制备蜡分散液体(1)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份的未改性聚酯(1)、110份的石蜡A(具有78℃的熔点)以及947份的乙酸乙酯混合,并在搅拌的同时将混合物加热到80℃。在80℃下加热5小时后,将混合物在1小时之内冷却到30℃。由此,制备了蜡分散液体(1)。
该蜡分散液体(1)中含有的蜡颗粒具有0.160μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括5%或更少的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
制备蜡分散液体(2)除了由石蜡B(具有68℃的熔点)代替石蜡A(具有78℃的熔点)之外,重复用于制备蜡分散液体(1)的工序。由此,制备了蜡分散液体(2)。
该蜡分散液体(2)中含有的蜡颗粒具有0.130μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括3%或更少的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
制备蜡分散液体(3)除了由聚乙烯蜡(具有82℃的熔点)代替石蜡A(具有78℃的熔点)之外,重复用于制备蜡分散液体(1)的工序。由此,制备了蜡分散液体(3)。
该蜡分散液体(3)中含有的蜡颗粒具有0.182μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括5%或更少的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
制备蜡分散液体(4)除了由聚丙烯蜡(具有86℃的熔点)代替石蜡A(具有78℃的熔点)之外,重复用于制备蜡分散液体(1)的工序。由此,制备了蜡分散液体(4)。
该蜡分散液体(4)中含有的蜡颗粒具有0.162μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括5%或更少的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
制备蜡分散液体(5)除了冷却时间从1小时改为0.5小时之外,重复用于制备蜡分散液体(1)的工序。由此,制备了蜡分散液体(5)。
该蜡分散液体(5)中含有的蜡颗粒具有0.676μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括29%的量的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
制备蜡分散液体(6)除了用具有羰基的蜡(具有116℃的熔点)代替石蜡A(具有78℃的熔点)之外,重复用于制备蜡分散液体(1)的工序。由此,制备了蜡分散液体(6)。
该蜡分散液体(6)中含有的蜡颗粒具有0.550μm的体积平均粒径(Dv),其采用激光散射型颗粒尺寸分布分析仪LA-920(由Horiba Ltd.制造)确定,且包括20%的量的具有0.8μm或更大的体积平均粒径(Dv)的粗颗粒。
实施例1制备蜡/着色剂分散体(1)首先,将1435份的蜡分散体液体(1)、500份的母料(1)和500份的乙酸乙酯混合,且搅拌1小时以制备原料分散体(1)。
然后采用球磨机(Aimex Co.,Ltd.制造的ULTRAVISCOMILL(商标))对1324份的原料分散体(1)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速率1kg/小时圆盘的圆周速度6m/秒分散介质直径为0.5mm的氧化锆珠珠子的填充率80体积%分散操作重复数3次(3次过辊压炼)然后向其添加1324份未改性聚酯(1)的65%乙酸乙酯溶液。采用球磨机对混合物进行分散处理。除了进行一次分散操作(即一次过辊压炼)之外,分散条件与上述的相同。
由此,制备了蜡/着色剂分散体(1)。蜡/着色剂分散体(1)的固体含量为50重量%(当在130℃加热液体30分钟时)。
制备预聚物(1)向配有冷凝器、搅拌器和氮气供应管的反应容器中添加以下组分。
双酚A的环氧乙烷(2摩尔)加成物682份双酚A的环氧丙烷(2摩尔)加成物81份对苯二酸283份苯偏三酸酐 22份二丁锡氧化物2份在常压下使混合物在230℃下反应7小时。
然后在10-15mmHg的降低的压力下继续反应5小时。由此,制备了中间体聚酯(1)。
中间体聚酯(1)具有2200的数均分子量(Mn)、9700的重均分子量(Mw)、3000的峰值分子量、54℃的玻璃化转变温度(Tg)、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟基值。
在配有冷凝器、搅拌器和氮气供应管的反应容器中,将410份的中间体聚酯(1)、89份的异佛尔酮二异氰酸酯和500份的乙酸乙酯混合,并将混合物在100℃下加热5小时以进行反应。由此,制备了具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(1)。在预聚物(1)中游离异氰酸酯的含量为1.53重量%。
合成酮亚胺(1)(具有活性氢基的化合物)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将170份的异佛尔酮二胺和75份丁酮混合,并在50℃下反应5小时,以制备酮亚胺化合物(1)(即具有活性氢基的化合物)。该酮亚胺化合物(1)具有418mgKOH/g的胺值。
制备调色剂组分混合物液体(1)在容器中混合以下组分。
上述制备的蜡/着色剂分散体(1)749份上述制备的预聚物(1) 115份上述制备的酮亚胺化合物(1) 2.9份采用搅拌器TK HOMOMIXER(Tokushu Kika Kogyo K.K.制造)在7.5m/s的转速下混合组分1分钟。由此,制备了调色剂组分混合物液体(1)。
制备颗粒树脂(1)在配有搅拌器和温度计的反应器中,包含有683份的水、20份甲基丙烯酸的环氧乙烷加成物的硫酸钠盐(Sanyo Chemical Industries Ltd.制造的ELEMINOL RS-30)、78份的苯乙烯、78份的甲基丙烯酸、120份丙烯酸丁酯和1份的过硫酸铵,将混合物在400rpm的转速下利用搅拌器搅拌15分钟。结果,制备了乳白色的乳液。然后将该乳液加热到75℃以使单体反应5小时。
进一步,向其加入30份的1%的过硫酸铵的水溶液,并在75℃下将混合物老化5小时。由此,制备了乙烯基树脂(1)(即苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸的环氧乙烷加成物的硫酸钠盐的共聚物)的含水分散体(1)(即颗粒分散体(1))。
该颗粒乙烯基树脂(1)具有55nm的体积平均粒径,其用颗粒尺寸分布分析仪NANOTRACUPA-150EX(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)来确定。将部分颗粒分散体(1)干燥以分离该树脂。该乙烯基树脂(1)具有48℃的玻璃化转变温度(Tg),和450000的重均分子量(Mw)。
制备水相(1)
将990份的水、37份的十二烷基二苯基醚二磺酸的钠盐的水溶液(SanyoChemical Industries Ltd.制造的ELEMINOL MON-7,固体含量为48.5%)、15份的上述制备的颗粒分散体(1)和90份的乙酸乙酯混合。结果,制备了水相(1)。
乳化或分散向调色剂组分混合物液体(1)中添加1200份的水相(1)。采用搅拌器TK HOMOMIXER在15m/s的转速下搅拌混合物20分钟。结果,制备了O/W分散体(1)(即乳液浆料(1))。
去除溶剂将控制颗粒直径的乳液浆料(1)加入到配有搅拌器和温度计的容器中,在30℃下将乳液浆料(1)加热8小时,以从其内去除有机溶剂(乙酸乙酯)。然后在45℃下老化乳液浆料(1)4小时。由此,制备了分散体浆料(1)。
该分散体浆料(1)中包括的颗粒具有4.3μm的体积平均粒径和3.8μm的数均粒径,该数均粒径采用MULTISIZER III(由Beckman Coulter,Inc.制造)测量。
洗涤和干燥在降低的压力下过滤一百(100)份的分散体浆料(1)。
将这样获得的湿滤饼与100份离子交换水混合,并在10.0m/s的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。由此,制备了湿滤饼(i)。
将湿滤饼(i)与100份离子交换水混合,并在10.0m/s的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后在降低的压力下过滤。由此,制备了湿滤饼(ii)。
将湿滤饼(ii)与100份的10%的氢氧化钠水溶液混合,且在10.0m/s的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。由此,制备了湿滤饼(iii)。
将湿滤饼(iii)与300份的离子交换水混合,且在10.0m/s的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。这样的洗涤操作进行两次。由此,制备了湿滤饼(iv)。
将湿滤饼(iv)利用循环空气干燥器在45℃下干燥48小时,随后通过孔径为75μm的筛过筛。由此,制备了母粒调色剂(1)。
外部处理将一百(100)份制得的母粒调色剂(1)与1.5份疏水化的二氧化硅和0.5份疏水化的氧化钛在HENSHEL混合器(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)中混合,随后通过孔径为35μm的筛过筛。由此,制备了调色剂(1)。
实施例2除了用蜡分散液体(2)代替蜡分散液体(1)之外,重复实施例1的制备调色剂(1)的工序。由此,制备了调色剂(2)。
实施例3除了用蜡分散液体(3)代替蜡分散液体(1)之外,重复实施例1的制备调色剂(1)的工序。由此,制备了调色剂(3)。
实施例4除了用蜡分散液体(4)代替蜡分散液体(1)之外,重复实施例1的制备调色剂(1)的工序。由此,制备了调色剂(4)。
实施例5除了用蜡分散液体(5)代替蜡分散液体(1)之外,重复实施例1的制备调色剂(1)的工序。由此,制备了调色剂(5)。
实施例6除了添加到调色剂组分的混合物液体中的蜡分散体液体(1)的量从1435份改变为718份,并且未改性聚酯的65%乙酸乙酯溶液的量从1324份改变为1700份之外,重复实施例1的制备调色剂(1)的工序。由此,制备了调色剂(6)。
实施例7除了添加到调色剂组分的混合物液体中的蜡分散体液体(2)的量从1435份改变为718份,并且未改性聚酯的65%乙酸乙酯溶液的量从1324份改变为1700份之外,重复实施例2的制备调色剂(2)的工序。由此,制备了调色剂(7)。
实施例8除了添加到调色剂组分的混合物液体中的蜡分散体液体(3)的量从1435份改变为718份,并且未改性聚酯的65%乙酸乙酯溶液的量从1324份改变为1700份之外,重复实施例3的制备调色剂(3)的工序。由此,制备了调色剂(8)。
对比例1除了用蜡分散体液体(6)代替蜡分散体液体(1)之外,重复实施例1中制备调色剂(1)的工序。由此,制备了对比调色剂(C1)。
采用100μm孔径的MULTISIZER II(由Beckman Coulter,Inc.制造)仪器测量制备的调色剂的体积平均粒径(Dv)、数均粒径(Dn)和粒径的分布(Dv/Dn)。结果和调色剂性能如表1所示。
表1

接下来,将在实施例1到8和对比实施例1中制备的各调色剂(1)到(8)和(C1)的2.5份与由硅油(silicone)覆盖的97.5份的铁氧体载体(粒径为45μm的芯)采用TURBLER MIXER混合以制备显影剂。
制备定影带(1)制备了具有图7所示的构造的定影带(1)。定影带(1)的基底13a由其中分散有磁分路材料的材料制成。
制备定影带(2)制备了具有图7所示的构造的定影带(2)。定影带(2)的基底13a由其中没有分散磁分路材料的材料制成。
制备衬里辊(1)制备具有图6所示的结构的衬里辊(1)。
图6是展示图5所示的衬里辊12的上半部的横截面的示意图。衬里辊12包括圆柱部分12a和在圆柱部分12a的两端设置的旋转支撑部分12b。旋转支撑部分12b借助轴承由定影设备的主体支撑。
在衬里辊12的轴方向上,衬里辊12的内表面的两端部都被切薄,使得中心部分12c的壁厚大于端部12d的壁厚。例如,中心部分12c具有0.6mm的壁厚,且每个端部具有0.3mm的壁厚。
制备衬里辊(2)除了不切薄圆柱部分之外,重复衬里辊(1)的制备工序。由此,制得了衬里辊(2)。
制备定影设备(1)在图5所示的定影设备10中安装定影带(1)和衬里辊(2)。由此,制得了定影设备(1)。
制备定影设备(2)在图5所示的定影设备10中安装定影带(1)和衬里辊(1)。由此,制得了定影设备(2)。
制备定影设备(3)在图5所示的定影设备10中安装定影带(2)和衬里辊(2)。由此,制得了定影设备(3)。
对制备的显影剂进行的评价如下。结果如表2所示。
(1-a)定影性(抗热反印性和低温定影性)利用采用无油定影法的改型的全色电子照相装置IPSIO COLOR 8100(由Ricoh Co.,Ltd制造和改型)来评价定影性。将表2中所述的定影装置安装到上述改型的全色电子照相装置。
通过最高可定影温度来评价抗热反印性。在转印纸TYPE6000-70W(Ricoh Co.,Ltd.制造)上生成具有0.9-1.1mg/cm2调色剂的固体图像。在不同温度下定影转印纸上的固体图像,以确定最高可定影温度,在该温度以上发生热反印。抗热反印性如下分级。
很好最高可定影温度为210℃或更高好最高可定影温度为200℃或更高且低于210℃一般最高可定影温度为190℃或更高且低于200℃差最高可定影温度为低于190℃通过最低可定影温度评价低温定影性。在转印纸TYPE 6200(RicohCo.,Ltd.制造)上生成具有0.9-1.1mg/cm2调色剂的固体图像。在不同温度下定影转印纸上的固体图像以确定最低可定影温度,在该温度以下当用拍纸薄(pad)摩擦定影图像时图像密度的残余率小于70%。低温定影如下分级。
很好最低可定影温度为低于100℃好最低可定影温度为100℃或更高且低于110℃一般最低可定影温度为110℃或更高且低于120℃差最低可定影温度为低于120℃或更高(1-b)热稳定保存性采用渗入度评价热稳定保存性。渗入度通过基于JIS K2235-1991的下述方法测量。首先,用调色剂填充50ml的玻璃容器,且将容器放入50℃恒温室中20小时,然后将调色剂冷却到室温,且进行渗入度测试。调色剂具有的渗入度越大,调色剂的热稳定保存性就越好。热稳定保存性如下分级。
很好渗入度为20mm或更大好渗入度为15mm或更大且小于20mm一般渗入度为10mm或更大且小于15mm差渗入度为10mm(1-c)抗调色剂成膜性将显影机安装到全色电子照相设备IPSIO COLOR 8100(由RicohCo.,Ltd制造和改型)中,然后进行连续生成50000份复印件的运行测试。在运行测试之后,目视观察在显影辊和感光体上是否有调色剂膜形成。抗调色剂成膜性如下分级。
很好没有观察到调色剂膜好观察到很少的线性调色剂膜一般局部观察到线性调色剂膜差观察到调色剂膜遍及显影辊和/或感光体(1-d)图像密度在全色电子照相装置IPSIO COLOR 8100(由Ricoh Co.,Ltd制造和改进)中装入显影剂,然后在转印纸TYPE 6200(由Ricoh Co.,Ltd.制造)上生成具有0.9-1.1mg/cm2调色剂的固体图像,并在158℃-162℃的温度下定影。生成的固体图像的图像密度由用光密度计X-RITE 938(由X-rite Inc.制造)测量的固体图像的五个随机选择部分的平均图像密度来确定。调色剂的图像密度越高,调色剂具有的生成高质量图像的能力就越高。图像密度如下分级。
好图像密度为1.4或更高差图像密度为小于1.4(1-e)蜡分散性通过利用透射电子显微镜(TEM)目视观察调色剂的横截面来评价蜡的分散性。蜡分散性如下分级。
好蜡颗粒均匀分散一般蜡颗粒稍微不均匀分散差蜡颗粒很不均匀分散(1-f)全面评价考虑到上述评价结果来进行全面评价。全面评价如下分级。
很好好一般差表2

从表1和2明显可见,在实施例1-8中制备的调色剂具有良好的蜡分散性,因此在其表面上存在适量的蜡颗粒,所述每种调色剂通过在含水介质中乳化或分散调色剂组分混合物液体来制备。这样的调色剂具有好的低温下的脱模性和好的抗调色剂成膜性,以及低温定影性和热稳定保存性的良好结合。此外,这样的调色剂可产生高质量图像。
相反,在对比例1中制备的调色剂中,具有羰基的蜡不均匀分散,因此在成像组件(如显影辊、感光体)上观察到调色剂膜的形成。对比例1的调色剂具有差的低温定影性和热稳定保存性,且不能生成高质量图像。
实施例9制备颗粒树脂(2)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,加入683份的水、11份的甲基丙烯酸的环氧乙烷的加成物的硫酸钠盐(Sanyo Chemical Industries Ltd.的ELEMINOL RS-30)、83份苯乙烯、83份的甲基丙烯酸、110份的丙烯酸丁酯和1份的过硫酸铵,并在3800rpm的转速下用搅拌器搅拌混合物30分钟。结果,制备了乳白色乳液。然后,将该乳白色乳液加热到75℃以使单体反应4小时。
进一步,向其中添加30份1%的过硫酸铵水溶液,且混合物在75℃下老化6小时。因此,制备乙烯基树脂(2)(即苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸的环氧乙烷加成物的硫酸钠盐的共聚物)的含水分散体(2)(即颗粒分散体(2))。
具有110nm的体积平均粒径的颗粒乙烯基树脂(2)通过颗粒尺寸分布分析仪NANOTRACUPA-150EX(由Nikkiso Co.,Ltd制造)来确定。将部分颗粒分散体(2)干燥以分离树脂。乙烯基树脂(2)具有58℃的玻璃化转变温度(Tg)和130000的重均分子量(Mw)。
制备水相(2)将990份的水、37份的十二烷基二苯基醚二磺酸的钠盐的水溶液(SanyoChemical Insustries Ltd.,制造的ELEMINOL MON-7,固体含量为48.3%)、83份的上述制备的颗粒分散体(2)和90份的乙酸乙酯混合。结果,制备了水相(2)。
制备未改性聚酯(2)(低分子量聚酯(2))在配有冷凝器、搅拌器和氮气供给管的反应容器中供入以下组分。
双酚A的环氧乙烷(2摩尔)加成物 724份对苯二酸 276份混合物在常压下230℃下反应7小时。
然后在10-15mmHg的降低的压力下再连续反应5小时。由此,制备了未改性聚酯(2)。
未改性聚酯(2)具有2300的数均分子量(Mn)、6700的重均分子量(Mw)、43℃的玻璃化转变温度(Tg)和4mgKOH/g的酸值。
制备预聚物(2)
在配有冷凝器、搅拌器和氮气供应管的反应容器中供入以下组分。
双酚A的环氧乙烷(2摩尔)加成物682份双酚A的环氧丙烷(2摩尔)加成物81份对苯二酸283份苯偏三酸酐 22份二丁锡氧化物2份在常压下将混合物在230℃下反应7小时。
然后在10-15mmHg的降低的压力下再继续反应5小时。由此,制备了中间体聚酯(2)。
中间体聚酯(2)具有2200的数均分子量(Mn)、9700的重均分子量(Mw)、3000的峰值分子量、54℃的玻璃化转变温度(Tg)、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟基值。
在配有冷凝器、搅拌器和氮气供应管的反应容器中,将410份的中间体聚酯(2)、89份的异佛尔酮二异氰酸酯和500份的乙酸乙酯混合,并将混合物在100℃下加热5小时以进行反应。由此,制备了具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(2)。在预聚物(2)中游离异氰酸酯的含量为1.53重量%。
合成酮亚胺(2)(具有活性氢基的化合物)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将170份的异佛尔酮二胺和75份丁酮混合,并于50℃下反应4.5小时以制备酮亚胺化合物(2)(即具有活性氢基的化合物)。该酮亚胺(2)具有417mgKOH/g的胺值。
制备母料(2)利用HESCHEL混合器(由Mitsui Mining Co.,Ltd制造)混合以下组分。
水 1200份炭黑 540份(由DegussaAG的PRINTEX 35,DBP吸收值为42ml/100g,PH为9.5)未改性聚酯树脂(2) 1200份在130℃下利用双辊研磨机捏合混合物1小时,然后进行辊压和冷却。辊压过的混合物采用粉碎机(由Hosokawa Micron Corporation制造)粉碎。由此,制备了母料(2)。
制备蜡/着色剂分散体(2)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份的未改性聚酯(2)、110份的石蜡B(具有68℃的熔点)和947份的乙酸乙酯混合,并在搅拌时将混合物加热到80℃。在80℃下加热5小时之后,将混合物在1小时内冷却到30℃。然后向容器中加入500份的母料(2)和500份的乙酸乙酯,并搅拌混合物1小时以制备原料分散体(2)。
然后采用球磨机(Aimex Co.,Ltd.制造的ULTRAVISCOMILL(商标))对1324份的原料分散体(2)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速率1kg/小时圆盘的圆周速度6m/秒分散介质具有0.5mm直径的氧化锆珠珠子的填充率80体积%分散操作重复次数3次(3次过辊压炼)然后向其内添加1324份未改性聚酯(2)的65%乙酸乙酯溶液。采用球磨机对混合物进行分散处理。除了进行两次分散操作(即2次过辊压炼)之外,分散条件与上述的相同。
由此,制备了蜡/着色剂分散体(2)。蜡/着色剂分散体(2)的固体含量为50%。
乳化然后在容器中混合以下组分。
上述制备的蜡/着色剂分散体(2) 749份上述制备的预聚物(2) 115份上述制备的酮亚胺化合物(2) 2.9份采用Tokushu Kika Kogyo K.K.制造的搅拌器TK HOMOMIXER(商标)在5000rpm的转速下混合组分2分钟。由此,制备了调色剂组分混合物液体(2)。
然后向其添加1200份的水相(2)。采用搅拌器TK HOMOMIXER(商标)在13000rpm的转速下搅拌混合物25分钟。结果,制备了乳化浆料(2)。
去除溶剂将乳化浆料(2)供入到配有搅拌器和温度计的容器中,并在30℃下将乳化浆料(2)加热7小时以从其内去除有机溶剂(乙酸乙酯)。然后在45℃下老化乳化浆料(2)7小时。由此,制备了分散体浆料(2)。
洗涤和干燥在降低的压力下过滤一百(100)份的分散体浆料(2)。
将由此获得的湿滤饼与100份离子交换水混合,并在12000rpm的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。由此,制备了湿滤饼(i)。
将湿滤饼(i)与100份的10%的氢氧化钠水溶液混合,并在12000rpm的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后在降低的压力下过滤。由此,制备了湿滤饼(ii)。
将湿滤饼(ii)与100份的10%的盐酸水溶液混合,并在12000rpm的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。由此,制备了湿滤饼(iii)。
将湿滤饼(iii)与300份的离子交换水混合,并在12000rpm的转速下利用TK HOMOMIXER对混合物搅拌10分钟,随后过滤。这样的洗涤过程进行两次。由此,制备了湿滤饼(iv)。
湿滤饼(iv)利用循环空气干燥器在45℃下干燥48小时,并通过孔径为75μm的筛过筛。由此,制备了母粒调色剂(9)。
将一百(100)份制得的母粒调色剂(9)与1份疏水化的二氧化硅和1份疏水化的二氧化钛利用HENSHEL混合器(由Mitsui Mining Co.,Ltd制造)混合。由此,制得了调色剂(9)。
实施例10除了将用作蜡分散剂的20份的苯乙烯-聚乙烯聚合物(具有72℃的Tg和7100的数均分子量)添加到蜡/着色剂分散体(2)中之外,重复实施例9的制备调色剂(9)的工序。由此,制备了调色剂(10)。
实施例11除了用如下制备的蜡/着色剂分散体(3)代替蜡/着色剂分散体(2)之外,重复实施例9的制备调色剂(9)的工序。由此,制备了调色剂(11)。
制备蜡/着色剂分散体(3)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份的未改性聚酯(2)、400份的石蜡B(具有68℃的熔点)和947份的乙酸乙酯混合,并将混合物在搅拌下加热到80℃。在80℃下加热4小时之后,将混合物在1小时内冷却到30℃。然后向容器中加入500份的母料(2)和500份的乙酸乙酯,并搅拌混合物2小时以制备原料分散体(3)。
然后采用球磨机(Aimex Co.,Ltd.制造的ULTRAVISCOMILL(商标))对1324份的原料分散体(3)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速率1kg/小时圆盘的圆周速度6m/秒分散介质具有0.5mm直径的氧化锆珠珠子的填充率80体积%分散操作重复数7次(7次过辊压炼)然后向其内添加1324份未改性聚酯(2)的65%乙酸乙酯溶液。采用球磨机对混合物进行分散处理。除了进行4次分散操作(即4次过辊压炼)之外,分散条件与上述的相同。
由此,制备了蜡/着色剂分散体(3)。蜡/着色剂分散体(3)的固体含量为50%。
实施例12除了用如下制备的蜡/着色剂分散体(4)代替蜡/着色剂分散体(2)之外,重复实施例9的制备调色剂(9)的工序。由此,制备了调色剂(12)。
制备蜡/着色剂分散体(4)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份的未改性聚酯(2)、100份的聚乙烯蜡(具有68℃的熔点)和947份的乙酸乙酯混合,并将混合物在搅拌下加热到80℃。在80℃下加热5小时之后,将混合物在1小时之内冷却到30℃。然后向容器中加入500份的母料(2)和500份的乙酸乙酯,并搅拌混合物1小时以制备原料分散体(4)。
然后采用球磨机(来自Aimex Co.,Ltd.的ULTRAVISCOMILL(商标))对1324份的原料分散体(3)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速率1kg/小时圆盘的圆周速度6m/秒分散介质具有0.5mm直径的氧化锆珠珠子的填充率80体积%分散操作重复数7次(7次过辊压炼)
然后向其内添加1324份未改性聚酯(2)的65%乙酸乙酯溶液。采用球磨机对混合物进行分散处理。除了进行4次分散操作(即4次过辊压炼)之外,分散条件与上述的相同。
由此,制备了蜡/着色剂分散体(4)。蜡/着色剂分散体(4)的固体含量为50%。
对比例2除了用如下制备的蜡/着色剂分散体(5)代替蜡/着色剂分散体(2)之外,重复实施例9的制备调色剂(9)的工序。因此,制备调色剂(C2)。
制备蜡/着色剂分散体(5)在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份的未改性聚酯(2)、400份的巴西棕榈蜡和947份的乙酸乙酯混合,并在将混合物在搅拌下加热到80℃。在80℃下加热5小时之后,将混合物在1小时之内冷却到30℃。然后向容器中加入500份的母料(2)和500份的乙酸乙酯,并搅拌混合物1小时以制备原料分散体(5)。
然后采用球磨机(Aimex Co.,Ltd.制造的ULTRAVISCOMILL(商标))对1324份的原料分散体(5)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速率1kg/小时圆盘的圆周速度6m/秒分散介质具有0.5mm直径的氧化锆珠珠子的填充率80体积%分散操作重复数7次(7次过辊压炼)然后向其内添加1324份未改性聚酯(2)的65%乙酸乙酯溶液。采用球磨机对混合物进行分散处理。除了进行4次分散操作(即4次过辊压炼),分散条件与上述的相同。
由此,制备了蜡/着色剂分散体(5)。蜡/着色剂分散体(5)的固体含量为50%。
制备的调色剂(9)-(12)和(C2)的调色剂性能如表3所示。
表3

制备用于双组分显影剂的载体利用搅拌器混合以下组分10分钟以制备涂布液体。
甲苯450份硅树脂 450份(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的SR2400,含有50%的不挥发性组分)氨基硅烷10份(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的SH6020)炭黑10份将由此制备的涂布液体和5000份的芯(具有35μm的重均粒径的Cu-Zn铁氧体)放入涂布设备中,其中在流化床内设置可旋转的底板圆盘和搅拌叶片以形成旋流,使得涂布液体涂布到芯上。涂布过的芯在250℃下在电炉内煅烧2小时。由此,制备了由具有0.5μm平均厚度的硅树脂层覆盖的载体。
制备双组分显影剂采用TURBLER MIXER将一百(100)份的上述制备的载体和7份实施例9-12和对比例2制备的各种调色剂混合(其中样品容器滚动,以搅动样品),以制备显影剂。
制备定影带(3)在由聚酰亚胺制成的、厚度为90μm且为圆柱形的环形膜基底上喷涂底漆(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的DY39-067)以形成具有4μm厚的层,然后在室温下干燥该层。
接下来,在混合两种组分之后,用甲苯稀释双组分加成固化液体硅橡胶(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的DY35-2083)。将混合物液体喷涂到上述制备的底漆上以形成200μm厚的层,然后在120℃下使该层(即硅橡胶)进行第一次固化10分钟,并在200℃下第二次固化4小时。由此,制备了弹性层。
接下来,在该弹性层上喷涂底漆(Du Pont-Mitsui FluorochemicalsCompany Ltd.制造的PR-990CL)以形成4μm厚的层,然后将该层在150℃下干燥30分钟。在该层上喷涂混合物分散体以形成具有30μm厚的层,其中该混合物分散体是以1/1混合比混合的具有10μm的平均粒径及2g/10min的MFR的PFA(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company Ltd.制造的PFA-950HP PLUS)和具有0.1μm的平均粒径及7g/10min的MFR的另一种PFA(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company Ltd.制造的PFA-945HPPLUS)。(基于法定标准JIS K7210,在372℃的温度下和5kgf的负荷下测量MFR。)在340℃下对该层进行30分钟的热处理(即熔化PFA颗粒)以形成脱模层。
由此,制备了定影带(3)。
制备定影带(4)重复上述制备弹性层的工序。
将混合物分散体喷涂在弹性层上以形成具有30μm厚度的层,其中该混合物分散体是以1/1的混合比混合的具有10μm的平均粒径及7g/10min的MFR的PFA和具有0.1μm的平均粒径及7g/10min的MFR的另一种PFA(DuPont-Mitsui Fluorochemicals Company Ltd.制造的PFA-945HP PLUS)得到的。(基于法定标准JIS K7210,在372℃的温度下和5kgf的负荷下测量MFR。)在340℃下对层进行30分钟的热处理(即熔化PFA颗粒)以形成脱模层。
由此,制备了定影带(4)。
制备定影设备(4)将定影带(3)和具有3.0mm的曲率半径的定影辊安装到图8所示的定影设备40中。由此,制备了定影设备(4)。
制备定影设备(5)将定影带(4)和具有3.0mm的曲率半径的定影辊安装到图8所示的定影设备40中。由此,制备了定影设备(5)。
制备定影设备(6)将定影带(3)和具有8.0mm的曲率半径的定影辊安装到图8所示的定影设备40中。由此,制备了定影设备(6)。
对制备的显影剂进行的评价如下。结果如表4所示。
(2-a)定影性(抗热反印性和低温定影性)通过最高可定影温度来评价抗热反印性。在转印纸TYPE 6200(RicohCo.,Ltd.制造)上生成具有0.9-1.1mg/cm2调色剂的固体图像。在不同温度下利用表4描述的定影设备将转印纸上的固体图像定影,以确定最高可定影温度,在该温度以上发生热反印。
通过最低可定影温度评价低温定影性。在复印纸135(NBS Ricoh Co.,Ltd.制造)上生成具有0.9-1.1mg/cm2调色剂的固体图像。在不同温度下利用表4描述的定影设备将转印纸上的固体图像定影,以确定最低可定影温度,在该温度以下用拍纸薄摩擦定影的图像时,图像密度的残余率小于70%。
具有200℃或更高的最高可定影温度和130℃或更低的最低可定影温度的调色剂被认为具有良好的定影性。
(2-b)耐久性(定影带稳定性)采用如表4描述的定影设备进行连续生成300000份复印件的运行测试。运行测试后,目视观察定影带的脱模层是否有裂纹出现。耐久性如下分级。
好未观察到裂纹一般观察到很少裂纹但没有生成异常图像差观察到裂纹且生成异常图像
(2-c)抗调色剂成膜性将显影机安装到全色电子照相设备IPSIO COLOR 8100(由RicohCo.,Ltd.制造)中,然后进行连续生产50000份复制件的运行测试。在运行测试之后,目视观察显影辊和感光体是否有调色剂膜在其上形成。抗调色剂成膜性如下分级。
很好未观察到调色剂膜好观察到很少的线性调色剂膜一般局部观察到线性调色剂膜差观察到调色剂膜遍及显影辊和/或感光体(2-d)充电稳定性将显影机安装到采用无油定影法的改型的全色电子照相设备IPSIOCOLOR 8100(Ricoh Co.,Ltd.制造并改型)中,然后进行连续生产100000份具有5%的图像比例的图像的运行测试。在运行测试之前和之后通过排出(blow off)法测量1g显影剂的充电量,并计算它们之间的差值。充电稳定性如下分级。
好充电量的差值为5μC/g或更少一般充电量的差值为10μC/g或更少差充电量的差值为大于10μC/g(2-e)图像密度将调色剂安装到采用带定影法的改型的电子照相设备IMAGIO NEO450(由Ricoh Co.,Ltd.制造)中,然后在转印纸TYPE 6200(由Ricoh Co.,Ltd制造并改型)上生成具有0.3-0.5mg/cm2的调色剂固体图像。生成的固体图像的图像密度采用光密度计X-RITE 938(X-rite Inc.制造)测量。图像密度如下分级。
好图像密度为1.4或更高差图像密度为小于1.4(2-f)环境保存性(抗调色剂成块性)首先,用10g的调色剂填充20ml的玻璃容器,然后轻拍含有调色剂的玻璃容器100次。然后将容器放入到50℃和80%RH(即高温和高湿条件)的恒温室内24小时,然后对调色剂进行渗入度测试。以相同的方式对在10℃和15%RH(即低温和低湿条件)下保存的调色剂进行相同的渗入度测试。通过这些中最小的渗入度评价环境保存性,且如下分级。
很好渗入度为20mm或更多好渗入度为15mm或更多且小于20mm一般渗入度为10mm或更多且小于15mm差渗入度小于10mm(2-g)定影污染将显影机安装到采用无油定影法的改型的全色电子照相设备IPSIOCOLOR 8100(Ricoh Co.,Ltd.制造并改型)中,然后进行连续生产100000份具有5%的图像比例的图像的运行测试。在运行测试之后,目视观察生成的图像是否有曾经粘附到定影带的反印组分被转印到生成的图像上。定影污染如下分级。
好未观察到污染一般每张纸上观察到1-2处污染差观察到大量污染。不适合实际应用(2-h)蜡分散性通过利用透射电子显微镜(TEM)目视观察调色剂的横截面来评价蜡分散性。蜡分散性如下分级。
好在一个调色剂颗粒中均匀(不是不均匀)分散至少两个蜡颗粒差不在上述条件内(2-i)全面评价考虑上述评价结果来进行全面评价。全面评价如下分级。
很好好一般差表4-1

表4-2

本申请要求2005年9月15日提交的日本专利申请No.2005-267942的优先权,并包括其相关主题,在此结合其全部内容作为参考。
现已全面地描述了本发明,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离如本发明所阐述的精神和范围内的情况下,可以作出多种变化和改进。
权利要求
1.一种调色剂,其含有粘合剂树脂;和主要由C-H键和C-C键组成且具有50到90℃熔点的蜡,其中所述蜡在所述调色剂表面存在的量为0.1到4.0重量%,其中所述蜡的量由傅里叶变换红外光谱衰减全反射法(FTIR-ATR)确定。
2.根据权利要求1的调色剂,其中蜡为选自石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡中的至少一种。
3.根据权利要求1的调色剂,其中调色剂是通过在含水介质中乳化或分散含有蜡的调色剂组分混合物液体的方法而制备的。
4.根据权利要求3的调色剂,其中制备调色剂的方法还包括将含有蜡的调色剂组分混合物溶解或分散在含有有机溶剂的油性介质中以制备调色剂组分混合物液体;和任选地去除有机溶剂。
5.根据权利要求3的调色剂,其中调色剂组分混合物液体还含有具有活性氢基的化合物和可与该活性氢基反应的聚合物,并且其中调色剂的制备方法还包括当调色剂组分混合物液体在含水介质中乳化或分散时,使具有活性氢基的化合物和可与该活性氢基反应的聚合物进行反应以制备粘合剂树脂。
6.根据权利要求3的调色剂,其中调色剂组分混合物液体还含有聚酯树脂。
7.根据权利要求3的调色剂,其中在调色剂组分混合物液体中蜡具有0.1到2μm的体积平均粒径。
8.根据权利要求1的调色剂,其中调色剂含有0.5到21重量%的量的蜡,其中蜡的量由差示扫描量热法(DSC)确定。
9.根据权利要求1的调色剂,其中调色剂体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)之间的比率(Dv/Dn)为1.00到1.25。
10.根据权利要求1的调色剂,其中调色剂具有3到9μm的体积平均粒径(Dv)。
11.一种显影剂,其含有载体和根据权利要求1的调色剂。
12.一种成像方法,包括在图像承载部件上形成静电潜像;用调色剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像转印到记录介质上;和使其上承载调色剂图像的记录介质经过在定影带和加压辊之间形成的辊隙,以将该调色剂图像定影到该记录介质上,其中所述调色剂是根据权利要求1的调色剂。
13.根据权利要求12的成像方法,其中通过感应加热来直接或间接地加热定影带。
14.一种成像方法,包括在图像承载部件上形成静电潜像;用调色剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像转印到记录介质上;和使该记录介质上的该调色剂图像与加热的定影部件接触,以将该调色剂图像定影到该记录介质上,其中该定影部件的表面含有两种或多种具有不同熔体流动速率的碳氟树脂,其中所述调色剂是根据权利要求1的调色剂。
15.一种成像装置,包括图像承载部件,其构造成在其上形成静电潜像;显影设备,其构造成利用调色剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;转印设备,其构造成将该调色剂图像转印到记录介质上;和定影设备,其构造成将该调色剂图像定影到记录介质上,其中所述定影设备包括定影辊;与该定影辊平行设置的衬里辊;利用该定影辊和衬里辊辊紧紧拉伸的环行定影带;通过电磁感应加热该定影带或衬里辊的感应加热装置;和加压辊,其构造成用其间的定影带按压定影辊,其中所述调色剂图像经过形成在定影带和加压辊之间的辊隙而定影在记录介质上,其中所述定影辊或衬里辊主要由非磁性材料组成,且当衬里辊主要由非磁性材料组成时,所述感应加热装置加热所述定影带,或当定影带主要由非磁材料组成时,所述感应加热装置加热所述衬里辊,其中所述调色剂是根据权利要求1的调色剂。
16.根据权利要求15的成像装置,其中当衬里辊主要由非磁性材料组成时,定影带含有磁分路材料,或当定影带主要由非磁性材料组成时,衬里辊含有磁分路材料,其中所述磁分路材料具有低于最高可定影温度的居里点,在该温度以上调色剂引起热反印。
17.根据权利要求15的成像装置,其中衬里辊包括圆柱部分,其中在所述衬里辊的轴方向上,在圆柱部分中心部的壁厚大于端部的壁厚。
18.一种成像装置,包括图像承载部件,其构造成在其上形成静电潜像;显影设备,其构造成利用调色剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;转印设备,其构造成将该调色剂图像转印到记录介质上;和定影设备,其构造成将该调色剂图像定影到该记录介质上,其中所述定影设备包括构造成当接触调色剂图像时加热该调色剂图像的定影部件,所述定影部件具有含有不同熔流速率的两种或多种碳氟树脂的表面,和其中所述调色剂是根据权利要求1的调色剂。
19.一种可拆卸地连接到成像装置的处理盒,包括图像承载部件,其构造成承载静电潜像;和显影设备,其构造成利用包括调色剂的显影剂显影该静电潜像以在图像承载部件上形成调色剂图像,其中所述调色剂是根据权利要求1的调色剂。
20.一种含有根据权利要求1的调色剂的调色剂容器。
全文摘要
提供一种调色剂,其含有粘合剂树脂和主要由C-H键和C-C键组成且具有50-90℃的熔点的蜡,其中所述蜡在所述调色剂表面存在的量为0.1-4.0重量%,其中所述蜡的量由傅里叶变换红外光谱衰减全反射法(FTIR-ATR)确定。
文档编号G03G15/20GK1979348SQ200610064760
公开日2007年6月13日 申请日期2006年9月15日 优先权日2005年9月15日
发明者井上竜太, 江本茂, 渡边真弘, 山田雅英, 齐藤彰法, 大木正启, 杉山恒心, 若松慎一, 吉井孝之, 泽村荣二 申请人:株式会社理光
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