调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒、和双组分显影剂的制作方法_5

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基(C3-C4)横酸钠、3-[ω-氟烧酰 基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸及其金属盐、全氟烷基羧 酸(C7-C13)及其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸及其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、 N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全 氟烷基(Ce-ClO)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。
[0150] 其市售产品的实例包括:SURFLON s-lll、S-112、s-113(全部由 Asahi Glass Co. ,Ltd.制造);FLU0RAD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129(全部由 Sumitomo 3M Limited 制 造 );UNIDYNE DS-101、DS-102(全部由 DAIKIN INDUSTRIES, LTD.制造 );MEGAFAC F-110、 F-120、F-113、F-191、F-812、F-833(全部由 DIC Corporation 制造);EFT0P EF-102、103、 104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204 (全部由 Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co. ,Ltd.制造);和 FUTARGENT F-100、F150(全部由 NEOS COMPANY LIMITED 制 造)。
[0151] 阳离子型表面活性剂的实例包括含氟烷基的伯、仲或叔型脂族化合物、脂族季 铵盐(例如,全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐)、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶镑 盐和咪唑错盐。其市售产品的实例包括:SURFLON s-121(由Asahi Glass Co. ,Ltd.制 造);FLU0RAD FC-135(由 Sumitomo 3M Limited 制造);UNIDYNE DS-202(由 DAIKIN INDUSTRIES, LTD.制造);MEGAFAC F-150、F-824(全部由 DIC Corporation 制造);EFT0P EF_132(由 Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co. ,Ltd 制造);和 FUTARGENT F-300 (由 NEOS COMPANY LIMITED 制造)。
[0152] 此外,作为所述分散剂,也可使用不溶于水的无机化合物分散剂,例如磷酸三钙、 碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅、和羟基磷灰石。
[0153] 此外,分散的液滴可用磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅和羟基磷灰石稳 定,也可用作所述分散剂。其实例包括包括:酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯 酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐;含羟基的基于(甲 基)丙烯酸类的单体,例如丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟 基丙酯、甲基丙烯酸β-羟基丙酯、丙烯酸γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸γ-羟基丙酯、丙烯酸 3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、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-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰 胺;乙烯(基)醇和包含羧基的化合物之间形成的酯,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸 乙烯酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺以及其羟甲基化合物;酰氯,例如丙烯 酰氯和甲基丙烯酰氯;包含氮原子或者含氮杂环例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基 咪唑和乙烯亚胺的均聚物或共聚物;聚氧乙烯类,例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基 胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙 烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯;以及纤维素类,例如甲基 纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
[0154] 在使用能溶于酸和碱的磷酸钙等作为分散稳定剂的情况下,将磷酸钙通过酸例如 盐酸溶解,之后用水洗涤,从而从所述粒子中除去磷酸钙。替代地,可将其通过使用酶进行 分解而除去。
[0155] 在使用所述分散剂的情况下,可将所述分散剂留在调色剂粒子的表面上,但是就 所得调色剂的带电性而言,优选地在伸长和/或交联反应之后通过洗涤除去所述分散剂。
[0156] 伸长和/或交联反应的持续时间是例如取决于所用预聚物(A)中包含的异氰酸酯 基团结构和所用胺(B)之间的反应性而选择的,但是其典型地为10分钟-40小时、优选2 小时-24小时。反应温度典型地为0°C _150°C、优选40°C -98°C。此外,如果必要,可使用 常规的催化剂。所述催化剂的具体实例包括月桂酸二丁基锡、和月桂酸二辛基锡。
[0157] 为了从所获得的经乳化的分散液中除去有机溶剂,所采用的可为如下方法:其中 将整个液体逐渐加热以完全蒸发和除去分散液滴中包含的有机溶剂。如下也是可能的:将 所述经乳化的分散液在干燥气氛中喷雾以完全蒸发和除去液滴中的不溶于水的有机溶剂, 从而在蒸发和除去水性分散剂的同时形成调色剂粒子。对于所述经乳化的分散液在其中喷 雾的干燥气氛,通常使用经加热的气体(例如,空气、氮气、二氧化碳和燃烧气体),尤其是 加热至等于或高于所用溶剂的沸点的温度的气流。通过喷雾干燥器、带式干燥器或者旋转 窑进行的短时间的处理可足以提供想要的品质。
[0158] 用于除去有机溶剂的方法,有机溶剂可借助旋转蒸发器等通过鼓入空气的方式除 去。
[0159] 之后,通过离心分离进行粗略的分离,将所获得的经乳化的分散体在洗涤罐中洗 涤,并且将所得物通过热空气干燥器干燥。进行该系列的过程之后,除去溶剂,并且干燥,从 而获得调色剂母粒子。
[0160] 之后,优选地使调色剂母粒子经历熟化。优选地,将调色剂母粒子在 30°C -55°C (更优选地40°C -50°C )下熟化5小时-36小时(更优选地10小时-24小时)。
[0161] 在乳化和分散期间粒度分布宽并且所得物在保持这样的粒度分布的情况下洗涤 和干燥的情况下,调色剂母粒子可进行分级以将其粒度分布控制为想要的粒度分布。
[0162] 所述分级可在液体中经由通过旋风分离器、滗析器、或者离心分离器除去小粒子 而进行。当然,所述分级可对干燥和作为粉末收集之后的粒子进行。在液体中进行的分级 由于其效率而是优选的。所获得的废的细粒子或粗粒子可被再次返回至捏制过程以用于形 成粒子。此时,废的细粒子或粗粒子可处于湿的状态。
[0163] 优选地尽可能多地从所获得的分散液除去所使用的分散剂,这优选地与上述分级 同时进行。
[0164] 所获得的经干燥的调色剂粉末可与例如脱模剂粒子、电荷控制剂粒子、流动改进 剂粒子和着色剂粒子的不同粒子一起混合,或者向混合粉末施加机械冲击以将所述不同的 粒子固定或者熔合在调色剂粒子的表面上。结果,可防止所述不同粒子从所获得的复合粒 子的表面脱落。
[0165] 对于相关的具体方法,有:通过高速旋转的桨叶向混合物施加推动力的方法; 将混合物加入到高速空气流中并且使该流的速度加快从而使所述粒子碰撞到其它粒子 中或者使所述复合粒子撞到合适的冲击板中的方法。用于该方法的装置的实例包括 ANGMILL(Hosokawa Micron Corporation 的产品)、通过改造 I 型磨机(Nippon Pneumatic Mfg. Co. ,Ltd.的产品)以降低粉碎用空气压力而制造的设备、杂交系统(Nara Machinery Co. ,Ltd.的产品)、kryptron 系统(Kawasaki Heavy Industries, Ltd.的产品)、和自动研 钵。
[0166] 最后,将外添加剂例如无机粒子与调色剂通过亨舍尔混合器(HENSCHEL MIXER)混 合,并且通过超声波筛除去粗粒子,从而获得作为最终产品的调色剂。
[0167] 〈〈结晶性的定义》
[0168] 在本说明书中,具有结晶性的调色剂定义如下:
[0169] (1)这样的调色剂:其层状结构能够借助TEM通过观察调色剂薄切片来确认,该调 色剂薄切片是为了观察其横截面而制备的并且用四氧化钌或者四氧化锇对其染色。
[0170] (2)这样的调色剂:当所述调色剂经受温度调制DSC时,熔融峰以恒定的速度分量 (speed component)出现。
[0171] 〈芯-壳调色剂结构的确认〉
[0172] 在本发明中,芯-壳调色剂结构可使用透射电子显微镜(TEM)通过以下方法确认 和评价。芯-壳结构是作为如下状态确定的:其中调色剂粒子的表面覆盖有与调色剂粒子 内的组分不同的对比(反差,contrast)组分。壳层的厚度优选为50nm或更大。
[0173] 首先,将大约满满一刮勺的调色剂嵌入到环氧树脂中,然后使所述树脂固化。将该 样品用四氧化钌或者四氧化锇或者另外的染料染色,并且暴露于气体1分钟-24小时,从而 识别壳层和内部芯。在观察期间取决于所需的对比度而适当地调节暴露的持续时间。然 后,将所述环氧树脂通过刀具即超微切片机(ULTRAQJT UCT,由Leica Microsystems制造, 使用金刚石刀具)切割,以暴露出横截面,从而制备调色剂的超薄切片(厚度:200nm)。之 后,将该切片在透射电子显微镜(TEM,H7000,由Hitachi High-Technologies Corporation 制造)中、在IOOkV的加速电压下观察。注意,存在如下情况:壳层和芯可在不进行染色的 情况下进行识别,这取决于其组成。在这样的情况下,在没有进行染色的情况下进行评价。 此外,也可用其它方法例如选择性蚀刻来衬托出组成的对比。在这样的预处理之后通过TEM 观察来评价壳层也是优选的。
[0174] 〈系统线速度〉
[0175] 在本发明中,以如下方式测量系统线速度。将100张 A4尺寸的纸通过图像形成设 备沿纵向供纸方向(在供纸方向上纸的长度:297mm)连续地输出。测定从开始到结束的输 出时间为A秒,并且测定系统速度为B。系统线速度通过下式获得。
[0176] B (mm/秒)=100 张 X 297mm/A 秒
[0177] 〈定影接触压力〉
[0178] 对于本发明中的定影接触压力,压按记录介质的接触压力可通过压力分布测量装 置 PINCH (由 NITTA Corporation 制造)测量。
[0179] 〈定影夹持时间〉
[0180] 定影夹持时间是由所述线速度和定影夹持宽度的测量结果计算的。
[0181] (处理卡盒)
[0182] 本发明的处理卡盒至少包括:配置成承载静电潜像的静电潜像承载部件,和配置 成用调色剂使静电潜像承载部件上的静电潜像显影以形成可视图像的显影单元,并且如果 必要,可进一步包含其它单元。
[0183] 所述调色剂为本发明的前述调色剂。
[0184] 图2为对装备有本发明的处理卡盒的图像形成设备的结构进行说明的示意图。在 图2中,"a"为整个处理卡盒,"b"为感光体,"c"为充电单元,"d"为显影单元,和"e"为清 洁单元。
[0185] 在本发明中,在前述构成元件例如感光体b、充电单元c、显影单元d、和清洁单元e 中,至少感光体b和显影单元d被作为处理卡盒e -体地结构化,并且该处理卡盒可拆卸地 安装在图像形成设备例如复印机和打印机的主体中。
[0186] (双组分显影剂)
[0187] 本发明的双组分显影剂包含本发明的调色剂、和磁性载体。
[0188] 在本发明的调色剂用于双组分显影剂的情况下,可将所述调色剂与磁性载体混 合。对于所述显影剂中的载体和调色剂的掺和比例,相对于100质量份的载体,调色剂优选 为1质量份-10质量份。所述磁性载体可选自常规的磁性载体例如铁粉、铁氧体粉末、磁铁 矿粉末和磁性树脂载体,其各自具有约20 μ m-约200 μ m的粒径。对于用于所述载体的涂布 材料,已经知晓基于氨基的树脂。所述基于氨基的树脂的实例包括脲-甲醛树脂、三聚氰胺 树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、聚酰胺树脂、和环氧树脂。所述涂布材料的其它实例包括:基 于聚乙烯基的树脂和基于聚偏乙烯基的树脂,例如丙烯酸类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、 聚丙烯腈树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯基醇树脂、和聚乙烯醇缩丁醛树脂;基于聚苯乙 烯的树脂例如聚苯乙烯树脂、和苯乙烯-丙烯共聚物树脂滷代烯烃树脂例如聚氯乙烯;基 于聚酯的树脂例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂;基于聚碳 酸酯的树脂;和其它例如聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚 六氟丙烯树脂、偏氟乙烯和丙烯单体的共聚物、偏氟乙烯和氟乙烯的共聚物、含氟三元共聚 物(例如,四氟乙烯、偏氟乙烯和无氟单体的三元共聚物)、和有机硅树脂。此外,如果必要, 所述树脂涂层可包含导电粉末。对于所述导电粉末,可使用金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡 和氧化锌。所述导电粉末的平均粒径优选为Iym或更小。当其平均粒径大于ιμπι时,可 能难以控制电阻。
[0189] 本发明的调色剂可作为没有载体的单组分磁性调色剂或非磁性调色剂使用。
[0190] (图像形成设备和图像形成方法)
[0191] 本发明的图像形成设备包含静电潜像承载部件、配置成在所述静电潜像承载部件 上形成静电潜像的静电潜像形成单元、配置成用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图 像的显影单元、配置成将所述可视图像转印到记录介质上的转印单元、和配置成用通过定 影部件施加的热和压力将所述可视图像定影在所述记录介质上的定影单元,并且如果必 要,可进一步包含其它单元。
[0192] 本发明的图像形成设备采用这样的串列式显影系统:其中串列设置有至少四个各 自使用不同颜色来显影的图像形成单元,并且其系统速度为200mm/秒-3, OOOmm/秒,且其 中压按定影部件的接触压力为l〇N/cm2-3, ΟΟΟΝ/cm2,并且定影夹持时间为30毫秒-400毫 秒。
[0193] 所述调色剂为本发明的调色剂。
[0194] 本发明的图像形成方法包括:在静电潜像承载部件上形成静电潜像;用调色剂使 所述静电潜像显影以形成可视图像;将所述可视图像转印到记录介质上;和用定影部件
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