色调剂、显影剂、色调剂盒、显影剂盒、处理盒、图像形成方法和图像形成装置与流程

文档序号:14508969阅读:212来源:国知局

本发明涉及静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、显影剂盒、处理盒、图像形成方法和图像形成装置。



背景技术:

如电子照相方法等经由静电荷图像使图像信息可视化的方法近来已用于各种领域。电子照相方法中,通过充电和曝光在感光体(图像保持部件)上形成静电荷图像(静电潜像),并通过以含有色调剂的显影剂显影、转印和定影而使所述静电潜像可视化。在该显影中所用的显影剂包括含有色调剂和载体的双组分显影剂,以及仅使用磁性色调剂或非磁性色调剂的单组分显影剂。此处,作为色调剂的制备方法,通常使用捏合粉碎制备法,在该方法中,将热塑性树脂与颜料、电荷控制剂或如蜡等防粘剂一起熔融捏合,并冷却,然后将混合物精细粉碎而后分级。对于这些色调剂,如果需要,在某些情况下,可将用于改善流动性或清洁性的无机或有机颗粒添加至色调剂颗粒的表面。

此外,常规的色调剂包括专利文件1和专利文件2中所述的色调剂。

日本专利特开2009-258681号公报(专利文件1)描述了一种色调剂,其至少包含有着色颗粒和外添细颗粒,所述着色颗粒包括含有聚酯树脂的粘合剂树脂和着色剂,其中色调剂的平均圆形度为0.950~0.990,基于体积的中值直径为4.5μm~8.0μm,体积粒径的分布度(CVVOL值)为15~25;含有比例为10ppm~1500ppm的选自钛、锗和铝的金属;外添细颗粒包括含有硅原子、钛原子和铝原子中的至少一种的复合氧化物;并且当将总的外添细颗粒中硅原子的存在比例表示为R1,将表面层中硅原子的存在比例表示为R2时,(R1/R2)的比值等于或小于1.0。

日本专利特开2010-20024号公报(专利文件2)描述了一种色调剂,其包含母色调剂和外添剂,所述母色调剂至少包含粘合剂树脂、着色材料和防粘剂,其中外添剂至少包含含有二氧化钛和氧化硅的复合氧化物;复合氧化物具有核/壳结构,在核部分中具有二氧化钛,在壳部分中具有氧化硅;二氧化钛的含量为80重量%~95重量%;复合氧化物的BET比表面为50m2/g~100m2/g。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种静电荷图像显影用色调剂,使用所述静电荷图像显影用色调剂,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

上述目的通过本发明的方案得以实现。

根据本发明的第一方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外添剂,所述色调剂颗粒含有着色剂、粘合剂树脂和防粘剂,其中,所述外添剂包含具有油处理表面的颗粒和含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒,并且所述色调剂中,通过X-射线光电子光谱法测定的所述色调剂表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比等于或小于5原子%。

根据本发明的第二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,在整个所述色调剂中,二氧化钛相对于二氧化硅的含量可以为10重量%~50重量%。

根据本发明的第三方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,在所述色调剂的表面上,二氧化钛相对于二氧化硅的含量比可以为0.1原子%~5原子%。

根据本发明的第四方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为10:1~1:10。

根据本发明的第五方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为5:1~1:5。

根据本发明的第六方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述复合颗粒的体积平均一次粒径为3nm~500nm。

根据本发明的第七方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述复合颗粒的体积平均一次粒径可以为20nm~500nm。

根据本发明的第八方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述油可选自硅油、脂肪族酰胺和蜡。

根据本发明的第九方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒的体积平均一次粒径可以为3nm~500nm。

根据本发明的第十方面,提供一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显影剂包含第一方面所述的色调剂;和载体。

根据本发明的第十一方面,在第十方面所述的静电荷图像显影剂中,所述色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为10:1~1:10。

根据本发明的第十二方面,提供一种色调剂盒,所述色调剂盒包含色调剂容器容纳室,所述色调剂容器容纳室盛放第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂。

根据本发明的第十三方面,提供一种显影剂盒,所述显影剂盒包含显影剂容纳室,所述显影剂容纳室盛放第十方面所述的静电荷图像显影剂。

根据本发明的第十四方面,提供一种图像形成装置用处理盒,所述处理盒包含保持并运载静电荷图像显影剂的显影剂保持部件,其中,所述显影剂是第十方面所述的静电荷图像显影剂。

根据本发明的第十五方面,在第十四方面所述的图像形成装置用处理盒中,所述色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为10:1~1:10。

根据本发明的第十六方面,提供一种图像形成装置,所述图像形成装置包含:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电;静电潜像形成单元,所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影,从而形成色调剂图像;和转印单元,所述转印单元将所形成的色调剂图像转印到记录部件上,其中,所述显影剂为第十方面所述的静电荷图像显影剂。

根据本发明的第十七方面,在第十六方面所述的图像形成装置中,所述色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为10:1~1:10。

根据本发明的第十八方面,提供一种图像形成方法,所述图像形成方法包括:对图像保持部件的表面进行充电;在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影,从而形成色调剂图像;和将所形成的色调剂图像转印到记录部件上,其中,所述显影剂为第十方面所述的静电荷图像显影剂。

根据本发明的第十九方面,在第十八方面所述的图像形成方法中,所述色调剂中,所述具有油处理表面的颗粒与所述含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的重量比可以为10:1~1:10。

根据本发明的第一方面和第四到第九方面,可以提供一种静电荷图像显影用色调剂,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述静电荷图像显影用色调剂,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第二方面和第三方面,可以提供一种静电荷图像显影用色调剂,与整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量小于10重量%或大于50重量%的情况相比,使用所述静电荷图像显影用色调剂,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十方面和第十一方面,可以提供一种静电荷图像显影剂,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述静电荷图像显影剂,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十二方面,可以提供一种包含静电荷图像显影用色调剂的色调剂盒,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述色调剂盒,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十三方面,可以提供一种包含静电荷图像显影剂的显影剂盒,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述显影剂盒,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十四方面和第十五方面,可以提供一种包含静电荷图像显影剂的处理盒,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述处理盒,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十八方面和第十九方面,可以提供一种图像形成方法,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述方法,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

根据本发明的第十六方面和第十七方面,可以提供一种图像形成装置,与不具有本发明的构成的情况相比,使用所述图像形成装置,能获得色彩条纹产生较少,并且高温高湿度环境下浓度变化较小的图像。

具体实施方式

下文将对本发明的示例性实施方式进行描述。

静电荷图像显影用色调剂

本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂(下文也简称其为“色调剂”)包含色调剂颗粒和外部添加至所述色调剂颗粒的外添剂,其中所述外添剂包含具有油处理表面的颗粒和含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒,并且通过X-射线光电子光谱法测定的、色调剂的最外表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比等于或小于5原子%。

由于二氧化钛具有低电阻,具有优异的电荷交换性质,因此可长期保持敏锐的电荷分布。然而,二氧化钛具有高比重和高莫氏硬度,因而其易于研磨感光体,并在图像中产生因损伤所致的色彩条纹。另一方面,通过使用油处理的外添剂,感光体上涂布的油增加了沉积在清洁刮板部件上的二氧化钛和感光体的润滑性。由此,抑制了感光体的磨耗,从而避免了损伤,并抑制了色彩条纹的产生。然而,本发明人已经发现,在通过显影设备中的搅拌应力将油涂布于色调剂表面存在的二氧化钛上的情况中,由于油在高温高湿度环境下易于吸水,吸附于油的水进一步降低原本较低的二氧化钛的电阻,因而发生电荷泄露,充电减少,因此特别是在高温高湿度环境中出现浓度变化。

本发明人进行了深入研究,结果,本发明人发现通过采用含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒以及具有油处理表面的颗粒一起作为色调剂的外添剂,并且进一步将通过X-射线光电子光谱法测定的色调剂最外表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比设定为等于或小于5原子%,能够保持二氧化钛的电荷交换性质,并且不产生因损伤所致的色彩条纹,即使涂布了油,由于在二氧化钛的表面上存在具有高电阻的二氧化硅,因此可以抑制因吸附的水所致的电阻降低,并且即使在高温高湿度环境中也可以防止浓度变化。

下文中,将描述构成色调剂的各组分及其物性值。

通过X-射线光电子光谱法测定的色调剂最外表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比

本示例性实施方式的色调剂的、通过X-射线光电子光谱法测定的色调剂最外表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比等于或小于5原子%,优选为0.1原子%~5原子%,更优选为0.2原子%~5原子%,进而更优选为0.3原子%~4.5原子%。在示例性实施方式中,减少了色彩条纹的产生,并且在高温高湿度环境中能获得雾化降低的图像。

采用X-射线光电子光谱法(XPS)测定色调剂最外表面上的二氧化钛相对于二氧化硅的含量比的方法不作特别限定,只要其为X-射线光电子光谱法(XPS)即可,但特别地,通过在加速电压为10kv、电流值为30mA的测量条件下采用X-射线光电子光谱仪(JPS9000MX,由日本电子株式会社制造)进行XPS测量来测定所述含量比。

整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量

在本发明示例性实施方式的色调剂中,整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量优选为5重量%~60重量%,更优选为10重量%~50重量%。在这些范围内,即使在高温高湿度环境下也可以获得有优异充电性质和降低的雾化的图像。

用于测量整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量的方法的优选实例包括荧光X-射线分析。

具体而言,采用添加有不同量的二氧化硅或二氧化钛的色调剂来测定荧光X-射线净强度(net intensity),并绘制荧光X-射线净强度相对于元素Si和元素Ti的添加量的校准曲线。采用荧光X-射线对具有外添剂的色调剂进行测定,并采用校准曲线由元素Si和元素Ti的净强度测定整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量。

外添剂

本示例性实施方式的色调剂包含外部添加至色调剂颗粒的外添剂,其中所述外添剂包含具有油处理表面的颗粒和含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒。

本示例性实施方式的色调剂可包含一种或两种或更多种具有油处理表面的颗粒以及含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒。并且,本示例性实施方式的色调剂可以包含除了具有油处理表面的颗粒以及含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒之外的颗粒。

用于在本示例性实施方式的色调剂中外部添加外添剂的方法的实例包括下述方法:其中,采用例如亨舍尔混合器或V型搅拌器将色调剂颗粒和外添剂混合,以用于制备。并且,当通过湿法制备色调剂颗粒时,可以通过湿法来外部添加外添剂。

具有油处理表面的颗粒

本示例性实施方式的色调剂包含具有油处理表面的颗粒作为外添剂。通过引入具有油处理表面的颗粒作为外添剂,可以抑制所获得的图像中色彩条纹的产生。

具有油处理表面的颗粒中的油的实例包括硅油、脂肪族酰胺和蜡。此外,也可以使用已知润滑油作为所述油。其中,优选的是硅油。

硅油的实例包括有机硅氧烷低聚物;环状化合物,如八甲基环四硅氧烷,或十甲基环五硅氧烷、四甲基环四硅氧烷和四乙烯基四甲基环四硅氧烷;以及直链或支化的有机硅氧烷。

硅油中,从易于将油固定并附着于氧化硅颗粒表面、以及易于将游离油的量设定在预定范围的角度考虑,优选的是甲基苯基硅油、二甲基硅油、烷基改性硅油、氨基改性硅油和烷氧基改性硅油;更优选的是二甲基硅油、氨基改性硅油和烷氧基改性硅油;特别优选的是二甲基硅油。

脂肪族酰胺的实例包括油酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺和硬脂酸酰胺。

蜡的实例包括植物蜡,如巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡、木蜡和荷荷巴油;动物蜡,如蜂蜡;矿物蜡,如褐煤蜡、地蜡、纯白地蜡、石蜡、微晶蜡和费托蜡(Fischer-Tropsch wax);石油蜡;以及它们的改性产物。

从易于将油均匀地附着于颗粒表面的角度考虑,油的粘度优选为等于或小于5.0×10-4m2/s(500厘沱),更优选为等于或小于3.0×10-4m2/s(300厘沱),进而更优选为等于或小于2.0×10-4m2/s(200厘沱)。

具有油处理表面的颗粒中的颗粒不作特别限定,采用已知的无机颗粒和有机颗粒作为色调剂的外添剂,其实例包括无机颗粒,如二氧化硅、氧化铝、钛氧化物(例如二氧化钛和偏钛酸)、氧化铈、氧化锆、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙和炭黑;以及树脂颗粒,例如乙烯基树脂、聚酯树脂和有机硅树脂(silicone resin)。

其中,优选的是二氧化硅颗粒或二氧化钛颗粒,特别优选的是二氧化硅颗粒。

二氧化硅颗粒的实例包括气相二氧化硅、胶体二氧化硅、二氧化硅凝胶等二氧化硅颗粒。

此外,只要颗粒在表面上具有油,例如,它们可以用随后所述的硅烷偶联剂等进行疏水化处理。

疏水化处理可以通过例如将无机颗粒浸在疏水化剂中进行。疏水化剂不作特别限定,但其实例包括硅烷偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。这些疏水化剂可以单独使用或者其两种以上组合使用。其中,可优选硅烷偶联剂。

可以使用任何类型的硅烷偶联剂,例如氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷和特定甲硅烷基化剂。

硅烷偶联剂的具体实例包括甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、N,O-(双三甲基甲硅烷基)乙酰胺、N,N-(三甲基甲硅烷基)脲、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三甲氧基硅烷。

虽然疏水化剂的量随颗粒的类型等而不同,不能简单的限定,但相对于100重量份的颗粒,疏水化剂的量优选为1重量份~50重量份,更优选为5重量份~20重量份。此外,在本示例性实施方式中,还优选使用商购产品作为已进行过疏水化处理的疏水性二氧化硅颗粒。

在具有油处理表面的颗粒中,油可以存在于颗粒表面的至少一部分,但优选的是用油涂布颗粒的表面的50%面积以上;更优选的是用油涂布无机颗粒的表面的80%面积以上。测量油的涂布量的方法包括下述方法:以有机化合物或有机硅烷化合物的染色剂对油染色,对色调剂或颗粒拍照,并分析图像以计算50个以上颗粒的平均值。

此外,具有油处理表面的颗粒中的油不与颗粒表面形成化学键,其附着于颗粒表面。即,即使物理吸附时,油也可以经由化学键结合于颗粒表面,但优选的是油物理吸附于颗粒表面上。而且,在油物理吸附的情况中,当使用色调剂时,部分油变为游离或从颗粒变为直接附着于载体或感光体等,因此,进一步抑制了所获得的图像中色彩条纹的产生。

具有油处理表面的颗粒的体积平均一次粒径优选为3nm~500nm,更优选为20nm~500nm,进而更优选为50nm~300nm,特别优选为70nm~140nm。在这些范围内,油至载体或感光体等的转移性优异,因此,可进一步抑制所获得的图像中色彩条纹的产生。

具有油处理表面的颗粒的体积平均一次粒径优选通过Coulter Multisizer II(库尔特粒度分析仪II)(由Beckman Coulter Inc.制造)测量。

在本示例性实施方式的色调剂中,具有油处理表面的颗粒的含量不作特别限定,但相对于色调剂的总重量,该含量优选为0.3重量~10重量%,更优选为0.5重量~5重量%,进而更优选为0.8重量~2.0重量%。

具有油处理表面的颗粒的制备方法不作特别限定,但采用已知方法。并且,不是必须进行化学处理,即使在油物理吸附于颗粒表面的状态下,本发明的本示例性实施方式的效果也能充分显示。

物理吸附处理的方法的实例包括通过例如其中将油或含油液体喷射在飘浮于空气中的颗粒上的喷雾干燥法等干燥法;和其中将颗粒浸入含油液体然后干燥的方法。并且,可将已进行过物理吸附处理的无机颗粒加热,使得可在颗粒表面上对油进行化学处理。

在本示例性实施方式的色调剂中,相对于色调剂的总重量,用于颗粒的油的处理量(色调剂中的油含量)优选为等于或大于0.16重量%,更优选为等于或大于0.26重量%,优选为等于或小于5重量%,更优选为等于或小于1重量%,进而更优选为等于或小于0.50重量%。在这些范围内,油至载体或感光体等的转移性优异,因此可进一步抑制所获得的图像中色彩条纹的产生。

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒

本示例性实施方式的色调剂包含含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒作为外添剂。通过引入含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒作为外添剂,色调剂的充电性质优异,即使在包含具有油处理表面的颗粒作为外添剂时,也可以在高温高湿度环境下获得具有较小浓度变化的图像。

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的体积平均一次粒径优选为3nm~500nm,更优选为20nm~500nm,进而更优选为60nm~500nm。在这些范围内,即使在高温高湿度环境下也可以获得具有较小浓度变化的图像。

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的体积平均一次粒径优选通过Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter Inc.制造)测量。

在本示例性实施方式的色调剂中,含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的含量不作特别限定,但相对于色调剂的总重量,该含量优选为0.3重量~10重量%,更优选为0.5重量~5重量%,进而更优选为0.8重量~2.0重量%。

此外,在本示例性实施方式的色调剂中,具有油处理表面的颗粒与含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的含量比不作特别限定,但以重量比计,其优选为10:1~1:10,更优选为5:1~1:5,进而更优选为3:1~1:3。

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的制备方法不作特别限定,但优选的是下述方法:该方法包括制备在含醇溶剂中包含碱催化剂的碱催化剂溶液,将金属烷氧化物单体和碱催化剂供应至碱催化剂溶液中,并生成颗粒。

金属烷氧化物单体的制备方法可以是将四烷氧基钛单体混合在四烷氧基硅烷单体中的方法;将四烷氧基硅烷单体混合在四烷氧基钛单体中的方法;逐滴添加四烷氧基硅烷以形成其颗粒、然后逐滴添加四烷氧基钛以使颗粒生长的方法;或者逐滴添加四烷氧基钛以形成其颗粒、然后逐滴添加四烷氧基硅烷以使颗粒生长的方法。

制备

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的制备方法优选包括制备在含醇溶剂中包含碱催化剂的碱催化剂溶液(制备)。

为了进行制备,准备了含醇溶剂,并向其添加碱催化剂以制备碱催化剂溶液。

含醇溶剂可以是仅含醇的溶剂,或在必要时为包含醇与其他溶剂的混合溶剂,所述其他溶剂例如为:水,诸如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮等酮类,诸如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和乙酸溶纤剂等溶纤剂,或二烷和四氢呋喃等醚类。对于混合溶剂的情况,相对于其他溶剂,醇的量优选为80质量%以上,更优选为90重量%以上。

醇的实例包括低级醇,例如甲醇和乙醇。

碱催化剂是用于促进四烷氧基硅烷和四烷氧基钛的金属烷氧化物的反应(水解反应、缩合反应)的催化剂,其实例包括碱性催化剂,例如氨、尿素、一元胺和季铵盐,特别优选的是氨。

碱催化剂的浓度(含量)优选为0.6mol/L~0.85mol/L。在这些范围内,当在颗粒的形成中供应四烷氧基硅烷时,核颗粒生长过程中所生成的核颗粒的分散性变得稳定,可以抑制诸如二次凝集体等粗凝集体的生成,并因而抑制了凝胶的形成。并且,碱催化剂的浓度是相对于醇催化剂溶液(碱催化剂+含醇溶剂)的浓度。

颗粒生成

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒的制备方法优选包括将金属烷氧化物单体和碱催化剂供应至碱催化剂溶液以生成颗粒(颗粒生成)。

颗粒生成优选为下述过程:其中,将金属烷氧化物和碱催化剂各自供应至碱催化剂溶液中,并使金属烷氧化物在碱催化剂溶液中进行反应(水解反应或缩合反应)以生成复合二氧化硅颗粒。在该颗粒生成过程中,在金属烷氧化物的供应初期生成金属烷氧化物的核颗粒后,随后核颗粒生长从而生成了复合二氧化硅颗粒。相对于碱催化剂溶液中醇的摩尔数,金属烷氧化物的供应量优选为例如0.001mol/(mol·min)~0.01mol/(mol·min)。

通过将金属烷氧化物的供应量设定为这些范围,减少了粗凝集体的生成,并且易于生成具有不规则形状的二氧化硅颗粒。此外,金属烷氧化物的供应量表示:相对于碱催化剂溶液中的1摩尔醇,每分钟所供应的金属烷氧化物的摩尔数。

另一方面,供应至碱催化剂溶液中的碱催化剂的实例包括上文所列举的那些。所供应的该碱催化剂可以与预先包含在碱催化剂溶液中的碱催化剂相同或不同,但优选的是相同。相对于每分钟供给的金属烷氧化物的每摩尔总供应量,碱催化剂的供应量优选为0.1摩尔~0.4摩尔。本文中,在颗粒的生成中,将金属烷氧化物和碱催化剂各自供应至碱催化剂溶液中,但该供应方法可以是连续供应法或间歇供应法。

在颗粒的生成中,碱催化剂溶液内部的温度(供应时的温度)优选为例如5℃~50℃。

上述步骤之后,可以获得含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒。此种状态下,所获得的复合颗粒以分散液状态获得,但可以原样作为复合颗粒分散液使用,或者可以以除去溶剂后取出的含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒粉末的状态使用。当作为复合颗粒分散液使用时,如果需要,复合颗粒的固体内容物浓度可以通过以水或醇稀释或通过浓缩来调整。此外,可以在将溶剂替换为如其他醇类、酯类和酮类等有机水溶性溶剂后使用复合二氧化硅颗粒分散液。

另一方面,当作为含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒粉末使用时,必须从复合颗粒分散液中除去溶剂,但除去溶剂的方法的实例包括已知方法,例如:1)通过过滤、离心或蒸馏等来除去溶剂并随后以真空干燥器或柜式干燥器等进行干燥的方法,和2)以流化床干燥器或喷雾干燥器等直接干燥浆体的方法。干燥温度不作特别限定,但优选为等于或小于200℃。

必要时,优选的是对经干燥的含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒进行粉碎和筛分,从而除去粗颗粒和凝集体。粉碎方法不作特别限定,但其实例包括使用干式粉碎机(例如喷射磨机、振动磨机、球磨机和针磨机(pin mill))的方法。筛分方法的实例包括以任何已知方式进行的方法,例如使用振动筛或风力分级器进行的方法。

含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒可以在以疏水化剂对复合颗粒的表面进行处理后使用。疏水化剂的实例包括已知的具有烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基等)的有机硅化合物,具体而言,包括硅氮烷化合物(例如,诸如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷和三甲基甲氧基硅烷等硅烷化合物,六甲基二硅氮烷,以及四甲基二硅氮烷)。可以使用一种或多种疏水化剂。在这些疏水化剂中,适合的是具有三甲基基团的有机硅化合物,例如三甲基甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷。所使用的疏水化剂的量不作特别限定,但为了获得疏水化效果,该量优选为例如复合颗粒的1重量%~100重量%,更优选为5重量%~80重量%。

获得用疏水化剂进行过处理的疏水性复合颗粒分散液的方法的实例包括下述方法:将所需量的疏水化剂添加到复合颗粒分散液中,然后在搅拌下于30℃~80℃的温度进行反应,从而获得疏水性二氧化硅颗粒分散液。

另一方面,获得疏水性复合颗粒粉末的方法优选包括:通过上述方法获得疏水性复合颗粒分散液,然后通过上述方法干燥,从而获得疏水性复合颗粒粉末的方法;将复合颗粒分散液干燥以获得亲水性复合颗粒粉末,向混合物中添加疏水化剂以进行疏水化处理,从而获得疏水性复合颗粒粉末的方法;和获得疏水性复合颗粒分散液,然后将其干燥以获得疏水性复合颗粒粉末,向混合物中添加疏水化剂以进行疏水化处理,从而获得疏水性复合颗粒粉末的方法。此处,获得疏水性复合颗粒粉末的方法的实例包括下述方法:在如亨舍尔混合器和流化床等处理槽中搅拌亲水性复合颗粒粉末,向其中添加疏水化剂,并对处理槽的内部进行加热以使疏水化剂气化,从而使之与复合颗粒粉末表面上的硅烷醇基团反应。处理温度不作特别限定,但优选为例如80℃~300℃,更优选为120℃~200℃。

其他外添剂

本示例性实施方式的色调剂可包含除了具有油处理表面的颗粒以及含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒之外的外添剂(也称之为“其他外添剂”)。

本示例性实施方式的色调剂中的此类其他外添剂的含量可以小于具有油处理表面的颗粒以及含有二氧化硅和二氧化钛的复合颗粒各自的含量。

此类其他外添剂的实例包括上述无机颗粒和上述树脂颗粒。并且,此类其他外添剂可以是已经以上述疏水化剂处理过的那些。

其他外添剂的平均一次粒径优选为3nm~500nm,更优选为5nm~100nm,进而更优选为5nm~50nm,特别优选为5nm~40nm。

具体而言,将色调剂颗粒构造成包含例如粘合剂树脂、着色剂和防粘剂,并在必要时包含其他添加剂。

粘合剂树脂不作特别限定,但其实例包括:下述单体的均聚物,例如,诸如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯等苯乙烯类;诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯等具有乙烯基的酯类;诸如丙烯腈和甲基丙烯腈等乙烯腈类;诸如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类;诸如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮等乙烯基酮类;和诸如乙烯、丙烯和丁二烯等聚烯烃;或者两种以上这些单体组合所获得的共聚物;以及它们的混合物,所述实例还包括:非乙烯基缩合树脂,例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂,这些树脂与乙烯基树脂的混合物,以及在这些单体共存的情况下通过乙烯基单体的聚合而获得的接枝聚合物。

苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸类树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸类共聚物树脂可以例如单独使用或适当地组合使用苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸酯单体通过已知方法获得。此外,“(甲基)丙烯酰基”是包含“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”中至少一种的表述。

聚酯树脂可以通过选择和组合二羧酸成分和二醇成分中的适当成分,然后通过本领域已知方法(例如酯交换法或缩聚法)进行合成来获得。

当使用苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸类树脂或苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂作为粘合剂树脂时,优选使用重量平均分子量Mw为20,000~100,000且数均分子量Mn为2,000~30,000的树脂。另一方面,当使用聚酯树脂作为粘合剂树脂时,优选使用重量平均分子量Mw为5,000~40,000且数均分子量Mn为2,000~10,000的树脂。

粘合剂树脂的玻璃化转变温度优选为40℃~80℃。当玻璃化转变温度在上述范围内时,容易保持最低定影温度。

着色剂不作特别限定,只要其是已知的着色剂即可,但其实例包括:炭黑,例如炉黑、槽黑、乙炔黑和热炭黑;无机颜料,例如铁丹(red oxide)、普鲁士蓝和氧化钛;偶氮颜料,例如永固黄、双偶氮黄、吡唑啉酮红、螯合红、亮胭脂红和直接棕(parabrown);酞菁颜料,例如酞菁铜和无金属酞菁;和稠合多环染料,例如黄士酮黄、二溴蒽酮橙、二萘嵌苯红、喹吖啶酮红和二嗪紫。

必要时,可以使用经表面处理的着色剂作为着色剂,并且着色剂可以与分散剂组合使用。并且,可以同时使用多种着色剂的组合。

着色剂的含量优选为粘合剂树脂总重量的1重量%~30重量%。

防粘剂的实例包括但不限于:烃类蜡;天然蜡,例如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成蜡或者矿物/石油类蜡,例如褐煤蜡;以及酯类蜡,例如脂肪酸酯和褐煤酸酯。

从保存性的角度考虑,防粘剂的熔点优选为等于或高于50℃,更优选为等于或高于60℃。此外,从耐沾污性的角度考虑,熔点优选为等于或低于110℃,更优选为等于或低于100℃。

防粘剂的含量优选为1重量%~15重量%,优选为2重量%~12重量%,进而更优选为3重量%~10重量%。

其他添加剂的实例包括磁性材料、电荷控制剂和无机粉末。

色调剂颗粒的形状系数SF1优选为125~140,更优选为125~135,进而更优选为130~135,而形状系数SF2优选为105~130,更优选为110~125,进而更优选为115~120。

色调剂颗粒的形状系数SF1是通过以下表达式确定的。

表达式:形状系数SF1=(ML2/A)×(π/4)×100

其中,ML表示色调剂颗粒的绝对最大长度,A表示色调剂颗粒的投影面积。

使用图像分析仪来分析显微镜图像或电子扫描显微镜(SEM)图像,并将形状系数SF1表示为数值。形状系数SF1例如如下进行计算。通过摄像机将散布于载玻片表面上的色调剂颗粒的光学显微图像输入LUZEX图像分析仪,获得100个色调剂颗粒的最大长度和投影面积,并根据上述表达式进行计算,通过确定平均值获得形状系数SF1。

色调剂颗粒的形状系数SF2按以下方式获得。

使用扫描电子显微镜(例如由日立株式会社制造的S-4100)来观察色调剂颗粒,并拍摄图像。将该图像导入图像分析仪(例如由Nireco Corporation制造的LUZEX III),基于以下表达式计算100个色调剂颗粒各自的SF2,确定其平均值并取其作为形状系数SF2。此外,调整电子显微镜的放大率以使得在一个视野中拍摄到约3~20个外添剂,根据对多个视场的观察,基于以下表达式来计算SF2。

表达式:形状系数SF2=[PM2/(4·A·π)]×100

其中,PM表示色调剂颗粒的周长,A表示色调剂颗粒的投影面积,π表示圆周率常数。

色调剂颗粒的体积平均粒径优选为2μm~10μm,更优选为4μm~8μm。

色调剂颗粒的体积平均粒径使用Coulter Multisizer-II (由Beckman Coulter,Inc.制造)以50μm的孔径来测量。此处,将色调剂颗粒分散在电解质水溶液(ISOTON水溶液)中并用超声波分散30秒以上,随后进行测量。

对于该测量方法,将0.5mg~50mg测量样品放入2mL表面活性剂水溶液(优选是作为分散剂的烷基苯磺酸钠的5%水溶液)中,随后将其添加到100mL~150mL的电解液中。使用超声分散装置对悬浮有测量样品的电解液进行约1分钟的分散处理,并测量颗粒的粒径分布。被测量的颗粒数量是50,000个。

将由此测得的粒径分布划分为粒径范围(区间),并针对体积从小直径侧起绘制累积分布。将累积50%处的粒径定义为体积平均粒径。

静电荷图像显影剂

本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂适合用作静电荷图像显影剂。

本示例性实施方式的静电荷图像显影剂不作特别限定,只要包含本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂即可,其可根据用途采取合适的组分组成。当本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂单独使用时,制备单组分系统的静电荷图像显影剂,当本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂与载体组合使用时,制备双组分系统的静电荷图像显影用色调剂。

关于单组分显影剂,也适用下述方法:以显影套筒或充电部件进行摩擦起电,从而形成带电色调剂,而后根据静电潜像进行显影。

在本示例性实施方式中,对显影系统不作规定,但优选的是双组分显影系统。并且,只要满足上述条件,对载体不作特别规定。然而,载体的芯材的实例包括磁性金属,如铁、钢、镍和钴;磁性金属与锰、铬或稀土金属等的合金;以及磁性氧化物,如铁氧体和磁铁矿。从芯材表面性质和芯材电阻的角度考虑,优选的是磁性金属与例如铁氧体、特别是锰、锂、锶或镁的合金。

优选的是,本示例性实施方式中所用的载体是通过在芯材表面上涂布树脂所获得的载体。树脂不作特别限定,可根据用途适当选择。其实例包括已知树脂,例如:聚烯烃树脂,如聚乙烯和聚丙烯;聚乙烯基类树脂和聚乙二烯树脂,如聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯醚和聚乙烯酮;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸共聚物;由有机硅氧烷键组成的直链有机硅树脂或其改性产物;氟树脂,如聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯三氟乙烯;有机硅树脂;聚酯;聚氨酯;聚碳酸酯;酚醛树脂;氨基树脂,如脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂和聚酰胺树脂;以及环氧树脂。这些树脂可以单独使用或者其两种以上组合使用。在本示例性实施方式中,这些树脂中,优选的是至少使用氟树脂和/或有机硅树脂。从避免因色调剂或外添剂所致的载体污染(阻塞(impaction))的效果较好的角度考虑,至少使用氟树脂和/或硅树脂作为所述树脂是有利的。

关于由树脂形成的涂布膜,优选的是树脂颗粒和/或导电性颗粒分散在树脂中。树脂颗粒的实例包括热塑性树脂颗粒和热固性树脂颗粒。其中,从相对容易增加硬度的角度考虑,优选的是热固性树脂,从赋予色调剂负带电性的角度考虑,优选的是由包含N原子的含氮树脂构成的树脂颗粒。这些树脂颗粒可以单独使用,或者其两种以上组合使用。树脂颗粒的平均粒径优选为0.1μm~2μm,更优选为0.2μm~1μm。当树脂颗粒的平均粒径等于或大于0.1μm时,树脂颗粒在涂布膜中的分散性优异,而当树脂颗粒的平均粒径等于或小于2μm时,几乎不发生树脂颗粒从涂布膜脱落。

导电性颗粒的实例包括金、银和铜等金属颗粒;炭黑颗粒;以及通过以氧化锡、炭黑或金属等涂布例如氧化钛、氧化锌、硫酸钡、硼酸铝或钛酸钾等的粉末表面所获得的颗粒。这些材料可以单独使用,或者其两种以上组合使用。其中,从制造稳定性、成本和导电性等良好的角度考虑,优选的是炭黑颗粒。炭黑的类型不做特别限定,但因其优异的制造稳定性,优选的是DBP吸油量为50ml/100g~250ml/100g的炭黑。树脂、树脂颗粒和导电性颗粒各自在芯材表面上的涂布量优选为0.5重量%~5.0重量%,更优选为0.7重量%~3.0重量%。

涂布膜的形成方法不作特别限定,但其实例包括使用涂布膜形成用溶液的方法,所述涂布膜形成用溶液中,在溶剂中包含如交联树脂颗粒等树脂颗粒和/或导电性颗粒、以及作为基体树脂的如苯乙烯-丙烯酸树脂、氟树脂和硅树脂等树脂。

其具体实例包括将载体芯材浸在涂布膜形成用溶液中的浸渍法;将涂布膜形成用溶液喷射在载体芯材表面上的喷射法;和将涂布膜形成用溶液与载体芯材在利用流动空气使他们飘浮的状态混合并除去溶剂的捏合涂布法。其中,在本示例性实施方式中,优选的是捏合涂布法。

涂布膜形成用溶液中所用的溶剂不作特别限定,只要其能够仅溶解作为基体树脂的树脂即可。溶剂选自已知溶剂,其实例包括如甲苯和二甲苯等芳香烃类;如丙酮和甲基乙基酮等酮类;以及如四氢呋喃和二烷等醚类。在树脂颗粒分散在涂布膜中的情况中,由于树脂颗粒和作为基体树脂的颗粒在其厚度方向上和与载体表面相切的方向上均匀的分散,因此即使在载体长时间使用并且涂布膜磨损时,也可以经久地保持与未使用状态相似的表面形成,并且可以长时间保持对色调剂进行充电的良好能力。并且,在导电性颗粒分散涂布膜中的情况中,由于导电性颗粒和作为基体树脂的树脂在其厚度方向上和与载体表面相切的方向上均匀的分散,因此即使在载体长时间使用并且涂布膜磨损时,也可以经久地保持与未使用状态相似的表面形成,可以长时间防止载体的劣化。在树脂颗粒和导电性颗粒分散在涂布膜中的情况中,上述效果同时显现。

在104V/cm的电场中,磁刷状态的由此形成的整个磁性载体的电阻率优选为108Ωcm~1013Ωcm。在磁性载体的电阻率等于或大于108Ωcm时,载体至图像保持部件上的图像区的附着得到抑制,并且几乎不产生刷痕。另一方面,磁性载体的电阻率等于或小于1013Ωcm时,抑制了边缘效应的产生,并可获得良好的图像品质。

此外,电阻率(固有体积电阻率)如下测量。

将样品放置于测量夹具的低极板上,所述测量夹具为与静电计(商品名:由KEITHLEY 610C,Keithley Instruments Inc.制造)和高压电源(商品名:FLUKE 415B,由Fluke Corporation制造)连接的一对20cm2的圆形极板(钢制),从而形成厚度为约1mm~3mm的平层。然后,将上极板放置于样品上后,为了排除样品-样品间的空隙,在上极板上放置4kg的重物。在此状态下测量样品层的厚度。然后,对两个极板施加电压,测量电流值,并根据下述表达式计算固有体积电阻率:

固有体积电阻率=施加的电压×20÷(电流值-初始电流值)÷样品厚度

其中,初始电流值为所施加的电压为0时的电流值,电流值为测得的电流值。

关于双组分系统的静电荷图像显影剂中本示例性实施方式的色调剂与载体的混合比,基于100重量份的载体,色调剂的量优选为2重量份~10重量份。并且,色调剂的制备方法不作特别限定,但其实例包括通过V型搅拌器等混合的方法。

图像形成方法

此外,将静电荷图像显影剂(静电荷图像显影用色调剂)用于静电荷图像显影系统(电子照相系统)中的图像形成方法。

本示例性实施方式的图像形成方法包括:对图像保持部件的表面充电;在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;通过含有色调剂的显影剂,使在图像保持部件的表面上形成的静电潜像显影,从而形成色调剂图像;和将色调剂图像转印到记录部件的表面上;所述图像形成方法还可以包括将转印到记录部件表面上的色调剂图像定影,其中,使用本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或本示例性实施方式的静电荷图像显影剂作为所述显影剂。必要时,所述方法还可包括清洁。

以上各步骤本身是通常的步骤,公开于例如日本专利特开昭56-40868号公报和特开昭49-91231号公报。此外,本示例性实施方式的图像形成方法可以采用如复印机和传真机等已知的图像形成装置实施,

静电潜像的形成是在图像保持部件(感光体)上形成静电潜像的工序。

显影是通过显影剂保持部件上的显影剂层使静电潜像显影从而形成色调剂图像的工序。显影剂层不作特别限定,只要其包含本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂即可。

转印是将色调剂图像转印到记录部件上的工序。此外,转印中的记录部件的实例包括记录介质,如中间转印部件和纸。

在上述定影中,例如,可能提及下述系统:通过加热辊的温度设定为恒定温度的加热辊定影机,将转印到转印纸上的色调剂图像定影,从而形成转印图像。

清洁是除去图像保持部件上残留的将电荷图像显影剂。

此外,本示例性实施方式的图像形成方法优选包括清洁,更优选包括通过清洁刮板除去图像保持部件上残留的静电荷图像显影剂。

作为记录介质,可以使用已知介质,其实例包括电子照相系统中复印机或打印机中所用的纸和OHP片。例如,可以适当的使用通过以树脂等涂布普通纸的表面所获得的涂布纸,以及打印用艺术纸(printing art paper)。

本示例性实施方式的图像形成方法还可包括循环。循环是将已在清洁步骤中回收的静电荷图像显影用色调剂转移至显影剂层。采用具有色调剂循环系统模式的如复印机和传真机等图像形成装置来实现包括循环的图像形成方法。此外,也可应用于其中在显影的同时回收色调剂的循环系统。

图像形成装置

本示例性实施方式的图像形成装置包括:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对图像保持部件的表面充电;静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在图像保持部件的表面上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元通过含有色调剂的显影剂使静电潜像显影从而形成色调剂图像;和转印单元,所述转印单元将色调剂图像由图像保持部件转印到记录部件的表面上;并且还可包括定影单元,所述定影单元将转印到记录部件表面上的色调剂图像定影,其中,使用本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或本示例性实施方式的静电荷图像显影剂昨晚所述显影剂。

此外,本示例性实施方式的图像形成装置不作特别限定,只要其如上所述至少包括图像保持部件、充电单元、曝光单元、显影单元和转印单元即可。此外,必要时,其中还可以包括定影单元、清洁单元或除电单元。

在转印单元中,可以采用中间转印部件进行两次或更多次转印。此外,转印单元中的记录部件的实例包括如中间转印部件和纸等记录介质。

在图像保持部件和各单元中,优选的是可以使用图像形成方法中各步骤中所述的构造。作为各个单元,应用图像形成装置中已知的任何单元。此外,本示例性实施方式中所用的图像形成装置可包括除上述构造之外的单元和装置等。此外,在本示例性实施方式的图像形成装置中,可以同时使用两个以上上述单元。

此外,本示例性实施方式的图像形成装置优选包括清洁单元,所述清洁单元去除图像保持部件中残留的静电荷图像显影剂。

清洁单元的实例包括清洁刮板和清洁刷,但优选的是清洁刮板。

清洁刮板的材料的优选实例包括氨基甲酸酯橡胶、氯丁橡胶和有机硅橡胶。

色调剂盒、显影剂盒和处理盒

本示例性实施方式的色调剂盒是包括色调剂容器容纳室的色调剂盒,所述色调剂容器容纳室至少盛放本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂。

本示例性实施方式的显影剂盒是包括显影剂容纳室的显影剂盒,所述显影剂容纳室至少盛放本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。

此外,本示例性实施方式的处理盒是包括选自由下述部件组成的组中的至少一种部件、并且其中至少盛放本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂或本示例性实施方式的静电荷图像显影剂的处理盒:显影单元,所述显影单元通过静电荷图像显影用色调剂或静电荷图像显影剂使图像保持部件的表面上形成的静电潜像显影,从而形成色调剂图像;图像保持部件;充电单元,所述充电单元对图像保持部件的表面进行充电;清洁单元,所述清洁单元去除图像保持部件的表面上残留的色调剂。

优选的是,本示例性实施方式的色调剂盒能够从图像形成装置拆卸。即,其中盛放本示例性实施方式的色调剂的本示例性实施方式的色调剂盒优选用于构造为具有可拆卸色调剂盒的图像形成装置中。

本示例性实施方式的显影剂盒不作特别限定,只要其包括含有本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂即可。例如,显影剂盒能够从包括显影单元的图像形成装置拆卸,并且盛放含有本示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂作为待供应至显影单元的显影剂。

此外,显影剂盒可以是其中盛放色调剂和载体的盒,或者可以具有这样的构造:其中单独盛放色调剂的盒和其中单独盛放载体的盒是分离的盒。

优选的是,本示例性实施方式的处理盒能够从图像形成装置拆卸。

此外,必要时,本示例性实施方式的处理盒可包含如除电单元等其他部件。

对于色调剂盒和处理盒,可以采用例如日本专利特开2008-209489号公报和特开2008-233736号公报中所公开的已知构造。

实施例

下文将参考实施例来详细描述本示例性实施方式,但不应理解为本示例性实施方式局限于此。并且,在以下描述中,除非另外指明,否则“份”是指“重量份”。

通过X-射线光电子光谱法测量的色调剂最外表面上二氧化钛相对于二氧化硅的含量比的测量方法

在色调剂最外表面中二氧化钛相对于二氧化硅的含量比通过采用X射线光电子光谱仪(由JPS9000MX,JEOL Ltd.制造)在加速电压为10kV、电流值为30mA的测量条件下进行XPS测量来测量。

测量整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量的方法

采用二氧化硅和二氧化钛的添加量在1重量%~10重量%范围内且增量为1重量%的色调剂,通过以荧光X-射线测量来绘制添加量和元素Si和元素Ti的净强度的校准曲线。采用由用荧光X-射线测量的元素Si和元素Ti的净强度而获得的校准曲线计算整个色调剂中二氧化钛相对于二氧化硅的含量。

色调剂颗粒的体积平均粒径的测量方法

采用由Coulter Multisizer II(Beckman Coulter Inc.制造)测量色调剂颗粒的体积平均粒径。采用ISOTON-II(由Beckman Coulter Inc.制造)作为电解液。

对于该测量方法,将0.5mg~50mg测量样品放入2mL表面活性剂水溶液(优选为烷基苯磺酸钠的5%水溶液)中作为分散剂,然后添加至100mL~150mL电解液中。以超声波分散装置对其中悬浮有测量样品的电解液进行分散处理约1分钟,并通过Coulter Multisizer II采用孔径为100μm的孔测量粒径为2.0μm~60μm的颗粒的粒径分布。测量的颗粒数目为50,000。

将由此测得的粒径分布划分为粒径范围(区间(channel)),并针对重量或体积从小直径侧起绘制累积分布。将累积50%处的粒径定义为重量平均粒径或体积平均粒径。

树脂分散液中的树脂颗粒或树脂的玻璃化转变温度的测量

采用差示扫描量热计(DSC50,由Shimadzu Corporation制造)测量树脂的玻璃化转变温度Tg。

复合颗粒A的制备

将400份甲醇和66份10%的氨水(NH4OH)添加至装配有搅拌器、滴嘴(dripping nozzle)和温度计的玻璃反应器中并混合,从而获得碱催化剂溶液。此时,在碱催化剂溶液中,催化剂的量:NH3的量(NH3/NH3+甲醇+水)为0.68mol/L。并且,将碱催化剂溶液的温度调节为25℃后,搅拌混合物,同时调节200份四丁氧基钛单体和158份3.8%的氨水(NH4OH)的流速,使得相对于每分钟所供应的四丁氧基钛单体的1摩尔总供应量,NH3的量设定为0.27摩尔,同时开始进行添加并逐滴添加60分钟,从而获得二氧化钛颗粒的悬浮液。而后,将2份四甲氧基硅烷单体和1.58份3.8%的氨水(NH4OH)在搅拌的同时以同样的流速添加至其中,从而使四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比为1.0%,由此获得二氧化硅涂布的二氧化钛颗粒的浆体。

通过加热蒸发300份浆体后,向其中添加300份纯水,然后通过冷冻干燥机干燥混合物,从而获得二氧化硅涂布的二氧化钛颗粒。

此外,将7份六甲基二硅氮烷添加至35份二氧化硅涂布的二氧化钛颗粒中,然后在150℃进行反应2小时,从而获得疏水性二氧化硅涂布的二氧化钛颗粒。

复合颗粒A的体积平均粒径为65nm。

复合颗粒B~F的制备

以与上述方法相同的方式制备复合颗粒B~F中的每一种,不同之处在于在复合颗粒A的制备中进行下述条件改变。

在下述条件下制备复合颗粒B:将复合颗粒A中四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比例设定为10%。复合颗粒B的体积平均一次粒径为75nm。

在下述条件下制备复合颗粒C:将复合颗粒A中四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比例设定为0.1%。复合颗粒C的体积平均一次粒径为50nm。

在下述条件下制备复合颗粒D:将复合颗粒A中四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比例设定为0.5%。复合颗粒D的体积平均一次粒径为55nm。

在下述条件下制备复合颗粒E:将复合颗粒A中四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比例设定为0.8%。复合颗粒E的体积平均一次粒径为60nm。

在下述条件下制备复合颗粒F:将复合颗粒A中四甲氧基硅烷相对于四丁氧基钛的比例设定为13%。

复合颗粒F的体积平均一次粒径为80nm。

油处理二氧化硅颗粒的制备

将400份甲醇和66份10%的氨水(NH4OH)添加至装配有搅拌器、滴嘴和温度计的玻璃反应器中并混合,从而获得碱催化剂溶液。此时,在碱催化剂溶液中,催化剂的量:NH3的量(NH3/NH3+甲醇+水)为0.68mol/L。并且,将碱催化剂溶液的温度调节为25℃后,搅拌混合物,同时调节200份四甲氧基硅烷单体和158份3.8%的氨水(NH4OH)的流速,使得相对于每分钟所供应的四甲氧基硅烷的1摩尔总供应量,NH3的量设定为0.27摩尔,同时开始进行添加并逐滴添加60分钟,从而获得二氧化硅颗粒的悬浮液。

通过加热蒸发300份二氧化硅浆体后,向其中添加300份纯水,然后通过冷冻干燥机干燥混合物,从而获得二氧化硅颗粒。

此外,将7份二甲基硅油添加至35份二氧化硅颗粒中,然后在150℃进行反应2小时,从而获得油处理的二氧化硅颗粒。

油处理的二氧化硅颗粒的体积平均一次粒径为80nm。

六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒的制备

除了将油处理二氧化硅颗粒的制备中的二甲基硅油变为六甲基二硅氮烷外,以与上述方法相同的方式获得六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒。

六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒的体积平均一次粒径为80nm。

色调剂的制备

色调剂颗粒的制备

聚酯树脂分散液的制备

·乙二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):37份

·新戊二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):65份

·1,9-壬二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):32份

·对苯二甲酸(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):96份

将上述单体装入烧瓶中,并用1小时使温度升高到200℃。在确认反应系统均匀搅拌后,向其中添加1.2份二丁基氧化锡。此外,使所产生的水蒸发并用6小时使温度进一步上升到240℃,然后于240℃继续再进行4小时的脱水缩合反应。由此获得酸值为9.4mg KOH/g、重量平均分子量为13,000且玻璃化转变温度为62℃的聚酯树脂A。

然后,将所获得的聚酯树脂以熔融态以100份/分钟的速度转移到CAVITRON CD1010(由Eurotec Ltd.制造)中。将通过用去离子水对试剂氨水进行稀释而配制的浓度为0.37%的稀氨水装入单独准备的水介质槽中。将稀氨水在由热交换器加热至120℃的同时,以0.1L/分钟的速度与熔融聚酯树脂一起转移到CAVITRON中。通过在旋转速度为60Hz且压力为5kg/m2的条件下使旋转器旋转而使CAVITRON运行。由此获得无定形聚酯树脂分散液,其中分散有体积平均粒径为160nm、固体含量为30%、玻璃化转变温度为62℃且重量平均分子量Mw为13,000的树脂颗粒。

着色剂分散液的制备

·青色颜料(C.I.颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造):10份

·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):2份

·去离子水:80份

使用高压冲击型分散机Altimizer(HJP30006,由Sugino Machine Limited制造)将以上成分混合并分散1小时,由此获得体积平均粒径为180nm且固体含量为20%的着色剂分散液。

防粘剂分散液的制备

·石蜡(HNP-9,由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造):50份

·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造):2份

·去离子水:200份

将以上成分加热至120℃,使用由IKA制造的ULTRA TURRAX T50将其充分混合并分散。随后,使用压力排出型均质器对上述混合物进行分散处理,由此获得体积平均粒径为200nm且固体含量为20%的防粘剂分散液。

色调剂颗粒1的制备

·聚酯树脂分散液:200份

·着色剂分散液:25份

·聚氯化铝:0.4份

·去离子水:100份

将以上成分装入不锈钢烧瓶中,使用由IKA制造的ULTRA TURRAX将其充分混合并分散。随后,在搅拌该烧瓶的同时在加热油浴中将烧瓶加热到48℃。使烧瓶在48℃保持30分钟,随后向其中缓慢添加70份上述聚酯树脂分散液。

随后,使用浓度为0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将体系pH调到8.0,将不锈钢瓶密封。搅拌轴的密封为磁力密封。在继续搅拌的同时将烧瓶加热至90℃并保持3小时。在反应结束后,使烧瓶以2℃/分钟的冷却温度冷却,将混合物过滤并用去离子水充分清洗,而后通过Nutsche吸滤器进行固液分离。将固体重新分散在30℃的3000份去离子水中,然后以300rpm搅拌和清洗15分钟。清洗操作再重复进行6次,当滤液的pH为7.54且电导率为6.5μS/cm时,通过Nutsche吸滤器使用5A号滤纸进行固液分离。接下来,继续进行12小时的真空干燥,从而获得色调剂颗粒1。

以Coulter计数器测量色调剂颗粒(1)的体积平均粒径D50v,测得其为5.8μm,且SF1为130。

外添色调剂的制备

外添色调剂(1)

将4重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨(sample mill)在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(1)。

外添色调剂(2)

将4重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒B添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(2)。

外添色调剂(3)

将3重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(3)。

外添色调剂(4)

将3重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒B添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(4)。

外添色调剂(5)

将5重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(5)。

外添色调剂(6)

将5重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒D添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(6)。

外添色调剂(7)

将4重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(7)。

外添色调剂(8)

将5重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒B添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(8)。

外添色调剂(9)

将2.5重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒B添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(9)。

外添色调剂(10)

将2.5重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒E添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(10)。

外添色调剂(11)

将2.5重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(11)。

外添色调剂(12)

将3.0重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒A添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(12)。

外添色调剂(13)

与于上述相同的方式获得外添色调剂(13),不同之处在于将外添色调剂(1)的制备中的油处理二氧化硅颗粒换为六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒。

外添色调剂(14)

与于上述相同的方式获得外添色调剂(14),不同之处在于将外添色调剂(2)的制备中的油处理二氧化硅颗粒换为六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒。

外添色调剂(15)

与于上述相同的方式获得外添色调剂(15),不同之处在于将外添色调剂(3)的制备中的油处理二氧化硅颗粒换为六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒。

外添色调剂(16)

与于上述相同的方式获得外添色调剂(16),不同之处在于将外添色调剂(4)的制备中的油处理二氧化硅颗粒换为六甲基二硅氮烷处理的二氧化硅颗粒。

外添色调剂(17)

将5.0重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒F添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(17)。

外添色调剂(18)

将4.0重量%的油处理二氧化硅颗粒和0.5重量%的复合颗粒B添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(18)。

外添色调剂(19)

将3.0重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒F添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(19)。

外添色调剂(20)

将2.5重量%的油处理二氧化硅颗粒和1.5重量%的复合颗粒F添加到色调剂颗粒(1)中,并以样品磨在15,000rpm混合30秒,从而获得外添色调剂(20)。

评估

将由此获得的外添色调剂(1)~外添色调剂(20)中的每一种和载体以外添色调剂:载体=5:95(重量比)的比例装入V型搅拌器中,并搅拌20分钟,从而获得显影剂(1)~(20)中的每一种,并对显影剂进行评估。

此外,使用如下制备的材料作为载体。

载体

将1,000份Mn-Mg铁氧体(体积平均粒径:50μm,由Powdertech Co.,Ltd.制造,形状系数SF1:120)装入捏合机中,并向其中添加通过将150份甲基丙烯酸全氟辛酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(共聚比:20/80,Tg:72℃,重量平均分子量:72,000,由Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制造)溶解在700份甲苯中而制得的溶液,并于常温混合20分钟。随后将该混合物加热至70℃、减压干燥并取出,从而获得经涂布的载体。并且,用75μm筛孔的筛网将由此获得的经涂布的载体筛分以除去粗粉末,从而获得载体。该载体的形状系数SF1为122。

雾化/浓度变化的评估

将包括所获得的静电荷图像显影剂的700Digital Color Press(由富士施乐株式会社制造)在高温高湿度的环境(28℃/85%)下放置3天,而后在100,000张纸上连续打印覆盖面积为1%的图像。然后,采用富士施乐株式会社制造的C2纸,将图像形成条件调节为图像浓度在1.0~1.5范围内,并打印5cm×5cm的方块(浓度1)。接下来,在高温高湿度的环境(28℃/85%)下再放置3天后,在与浓度1的测量中形成方块时的图像形成条件相同的条件下在一张纸上再次打印5cm×5cm的方块,并测量图像浓度(浓度2)。此外,通过图像浓度计X-RITE938(由X-RITE Inc.制造)测量图像浓度。

雾化评估

在其上已经打印了覆盖面积为1%的图像的第100,000张纸的背景部分,通过图像浓度计X-RITE938(由X-RITE Inc.制造)测量浓度,并根据下述标准进行评估。

A:雾化浓度小于0.2且目视没有发现部分雾化

B:虽然雾化浓度小于0.2,但目视能看见轻微雾化

C:虽然雾化浓度小于0.2,但目视能看见部分雾化

D:雾化浓度为0.2以上且小于0.25

E:雾化浓度为0.25以上。

浓度变化

由浓度1和浓度2计算由下述表达式表示的Δ浓度的值,并根据以下标准进行评估。

Δ浓度=|浓度1-浓度2|

A:1<Δ浓度≤0.1

B:0.1<Δ浓度≤0.2

C:0.2<Δ浓度

色彩条纹评估

将装配有所获得的静电荷图像显影剂的由富士施乐株式会社制造的700Digital Color Press在低温低湿度的环境(10℃/10%)下放置3天,而后在100,000张纸上连续打印覆盖面积为1%的图像。

目视观察第99,900至第100,000张纸中每一张纸上的色彩条纹产生,并根据下述标准进行评估。

A:未产生色彩条纹

B:0<其上有色彩条纹产生的纸张数量≤5

C:5<其上有色彩条纹产生的纸张数量≤10

D:其上有色彩条纹产生的纸张数量>10

各实施例和比较例的评估结果总结在表1中。

表1

提供对本发明的示例性实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。

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