CN100470384C - 树脂粒子及其生产方法、静电潜像显影用调色剂及其生产方法、静电潜像显影剂和成像方法 - Google Patents
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Abstract
生产树脂粒子的方法,该方法至少包括使至少包含可聚合单体和聚合催化剂的组合物乳化以形成该组合物液滴的乳化步骤,和使该液滴中的可聚合单体聚合以合成树脂粒子的聚合步骤;其中,该组合物是选自组合物A、组合物B或组合物C的一种:组合物A包含乙烯基类单体、内酯、用于聚合该乙烯基类单体的催化剂以及用于聚合该内酯的催化剂;组合物B包含聚酯树脂、内酯和用于聚合该内酯的催化剂;组合物C包含乙烯基类单体、由如下通式(1)表示的环状乙烯酮缩二乙醇化合物和自由基聚合引发剂。
Description
技术领域
本发明涉及树脂粒子及其生产方法、静电潜像显影用调色剂及其生产方法、静电潜像显影剂以及成像方法。
背景技术
以例如电子照相等方式通过静电荷图像使图像信息可见的方法目前正广泛用于各种领域。电子照相由如下操作组成:通过充电步骤和曝光步骤在感光体上形成静电荷图像;采用包含调色剂粒子的显影剂使该静电荷图像显影,和通过转印步骤和定影步骤使该经显影的图像可见。
顺便说一句,存在以下两种类型的已知显影剂:包含调色剂粒子和载体粒子的双组分显影剂,和包含磁性调色剂粒子或非磁性调色剂粒子的单组分显影剂。这些调色剂粒子通常由捏合-粉碎法制备。该捏合-粉碎法包括熔融和捏合热塑性树脂与颜料、电荷控制剂和防粘剂(例如蜡),在冷却之后将获得的产物粉碎,和根据尺寸将粉碎的产物分级以获得所需的调色剂。为改进这样制备的调色剂粒子的性能如流动性和清洁性,必要时可将无机粒子和/或有机粒子加至该调色剂粒子的表面。
通常在由捏合-粉碎法制备的调色剂粒子的情况下,它们的形状是不确定的并且它们的表面组成是不均匀的。尽管调色剂粒子的形状和表面组成随所使用的材料的可磨性和研磨工艺期间的条件而发生微妙的变化,但难以如希望的那样将这些方面调节到所需的程度。特别地,在使用具有高可磨性程度的材料由捏合-粉碎法制备调色剂粒子的情况下,粒子的进一步粉碎和它们形状的改变通常因例如在显影机中存在的各种剪切力等机械力而发生。
结果是,在双组分显影剂中,出现的问题是精细研磨的调色剂粒子附着到载体(carrier)的表面上并加速了显影剂的带电劣化。同样,在单组分显影剂中,粒度分布变宽,精细研磨的调色剂粒子飞散,伴随着调色剂的形状变化,显影性降低,图像质量劣化。
在使用具有不确定形状的调色剂粒子的情况下,存在的问题是甚至在加入流动性助剂时,流动性仍然不足。而且,由于例如使用期间的剪切力等机械力的作用,流动性助剂的微粒移动到调色剂粒子的凹入部分并包埋在其内部,同时流动性随时间降低,并且显影性、转印性和清洁性劣化。
另外,当将这样的调色剂由清洁处理回收,并返回到显影机再使用时,存在的问题是图像质量容易劣化。为防止这些问题,设想进一步增加流动性助剂的量。然而,在此情况下,产生的问题在于感光体上出现黑点并且流动性助剂的粒子会飞散。
同时,如果调色剂粒子包含防粘剂如蜡,取决于防粘剂和热塑性树脂的组合,防粘剂可能在调色剂粒子的表面露出。具体地说,如果调色剂粒子采用了弹性由聚合物组分产生且一定程度上难以粉碎的树脂与脆性蜡如聚乙烯的组合,将有显著比例的聚乙烯在调色剂粒子的表面露出。尽管这些调色剂粒子在定影工序中的防粘和感光体上未转印调色剂的清洁等方面是有利的,但例如显影装置内部的剪切力等机械力会使聚乙烯从调色剂粒子中分离并迁移到诸如显影辊、感光体和支承体等部件上。因此,由于这些部件的污染,显影剂的可靠性下降。
在这样的状况下,近年来,作为制备粒子的形状和表面组成得到控制的调色剂的措施,提出了悬浮聚合方法(例如,参见日本特开平8-44111号公报和特开平8-286416号公报)。该悬浮聚合方法是在水性介质中将可聚合单体与着色剂和防粘剂一起分散和悬浮,并使该单体聚合以获得调色剂粒子的方法。根据此悬浮聚合方法,可以获得例如具有多层结构的调色剂粒子,其中,用作防粘剂的蜡由粘结剂树脂覆盖。
然而,在使用此悬浮聚合方法的情况下,必须调节粒子使得它们在悬浮状态下具有适当尺寸。为此,必须剧烈并高速地搅拌该悬浮液。然而,一般情况下,可聚合单体和蜡的粘度极大地不同,并且两者相容性较差,因此,极难均匀地分散它们。该蜡因此呈游离状,产生蜡含量极低或不包含蜡的大量调色剂粒子。结果,在调色剂粒子之间,组成的不均匀分布变大,存在的问题是不能充分满足调色剂所需的各种性能如定影性和带电性。目前,在悬浮聚合方法中,没有建立有效抑制防粘剂如蜡的游离的技术。
近年来,已经提高了对更高图像质量的要求,特别是,在彩色图像形成中,为实现高精细图像,调色剂的粒径最小化和粒径均匀化的倾向愈加显著。为此,必须更剧烈、更高速度地搅拌分散液。然而,在此情况下,存在的问题是不仅进一步助长了调色剂粒子之间组成的不均匀分布,而且还加宽了调色剂的粒度分布,从而使调色剂粒径的均匀化变得困难。当使用具有宽粒度分布的调色剂形成图像时,由于调色剂粒度分布中较细调色剂粉末的存在,显影辊、充电辊、充电叶片、感光体和支承体的污染以及调色剂的飞散会变得严重,并且难以同时实现高图像质量和高可靠性。
还存在的问题是在具有清洁功能或调色剂循环功能的***中,具有宽粒度分布的这种调色剂的可靠性较差。为同时实现高图像质量和高可靠性,必须使调色剂具有更窄的粒度分布,并使粒径降低且均匀化。
为满足对更高图像质量的需求,调色剂的定影性是重要的因素。为获得调色剂中足够的定影性,必须扩大定影温度范围。在本领域中,以往一般通过使用具有不同分子量的多种树脂或凝胶组分作为粘结剂树脂来防止高温一侧出现的油墨沾污,并要求调色剂中由重均分子量(Mw)相对于数均分子量(Mn)的比率(Mw/Mn)表示的分子量分布通常为大于或等于40。
然而,特别是对于彩色图像而言,定影图像的混色性、图像表面的平滑性还有图像的透明性会因具有不同分子量或凝胶组分的多种树脂的存在而受到损害,并且图像质量显著劣化。特别是,当在膜上定影图像时,此影响变得极为严重。相反,当使用单种树脂,并且分子量保持恒定,或当使用不包含凝胶组分的树脂时,定影图像的混色性、图像表面的平滑性或图像透明性不存在问题。然而,具体地说,当加入大量防粘剂时,调色剂的粘度会降低,并且更容易引起高温一侧的油墨沾污。
特别是,在形成彩色图像时,当在纸或膜上定影调色剂时,必须改进调色剂定影图像的平滑性以保持图像的彩色显影性和透明性。为此原因,在本领域中,以往一般通过向定影辊提供具有高防粘性的油如硅油,来使定影辊同时具有相对于调色剂的防粘性以及平滑性。
然而,在此情况下,存在的问题是在定影期间油转移到纸或膜上,产生图像上的粘性。在使用纸的情况下,存在的问题是由于纸的表面能因油的存在而降低,所以难以用笔在形成有定影图像的纸上书写。此外,在使用膜的情况下,存在的问题是由于膜上残留了油而使定影图像的透明性恶化。
在本领域中,已经提出了由基于自由基单体类苯乙烯/丙烯酸酯共聚物或苯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物的乳液聚合凝集方法(EA方法)获得的调色剂。然而,该调色剂的缺陷是定影图像的强度弱,存在对氯乙烯树脂的高度附着性,并且图像保持性恶化。为使调色剂具有高定影图像强度,必须设定整体上的高平均分子量并加宽分子量分布。结果,升高了定影温度,降低了定影之后的光泽,不能获得高的色彩显影性。
为解决此问题,提出了以下方法:在有机溶剂中溶解聚酯树脂,将其与着色剂混合,并悬浮该混合物以制备调色剂。然而,由于使用了大量溶剂,需要进行溶剂回收以消除调色剂中残留溶剂的影响,因而这种情况是不能令人满意的。
此外,还提出了以下方法:对结晶性聚酯进行加热以使之熔融,使此物质在水中形成微粒,并将分散的树脂粒子与着色剂和蜡的分散粒子一起凝集、融合为一体以制备调色剂。然而,在此过程中,必须将该聚酯树脂加热到高温,并且从对环境的负担的观点来看,该方法不能令人满意。
另一方面,已提出了环状乙烯酮缩二乙醇化合物与特定乙烯基类单体的共聚物(例如,参见日本特许第2826634号公报)。然而,由于此结构的共聚物是既可生物降解也可光降解的共聚物,所以它不适合在静电潜像显影用调色剂中使用。
此外,已提出了使用特定环状乙烯酮缩二乙醇的橡胶组合物(例如,参见日本特许第3348471号公报)。然而,采用此构成时,以本发明的调色剂生产方法不能制得调色剂。
另一方面,近年来,从对环境造成负担的观点来看,市场上需要降低用于制备调色剂的能量和用于打印机或复印机的能量。
关于制备调色剂的方法,已经从本领域以往的方法即热熔融-捏合、研磨并分级的方法,发展至悬浮聚合方法和乳液聚合凝集方法(EA方法)。从用于制备的能量的观点来看,该方法已经向降低能量的方向发展。
然而,用于制备调色剂树脂所需的能量尚未得到足够的降低。
具体地说,采用可以降低用于定影的能量的聚酯树脂时,与乙烯基聚合树脂相比,聚酯树脂目前消耗的能量更多。而且,可以说,用于树脂制备、调色剂制备或定影的总消耗能量尚未达到令人满意的水平。
从该观点出发,已经提出了一种静电潜像显影用调色剂,其特征在于,该调色剂是通过在着色剂和内酯的开环聚合物存在下使乙烯基单体悬浮聚合而获得(例如,参见日本特开平9-269610)。然而,在此方法中,由于制备了内酯的开环聚合物,其后又加入了乙烯基单体,并将原料溶解,因而难以在聚酯结构中引入三维交联的结构。
也提出过涉及使内酯和聚酯树脂在开环聚合催化剂的存在下反应的内酯类共聚物的生产方法(例如,参见日本特开平9-269610)。
在本领域中,在内酯的开环聚合时,以往由阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位阴离子开环聚合来合成聚酯。
然而,此方法是树脂的生产方法,而且当此方法用于调色剂的生产方法时,必须将此树脂转变成甚至更细的粒子。为了做到这一点,由于要使用大量能量或有机溶剂,这将对给环境造成极大的负担。
另一方面,在使用EA方法作为调色剂的生产方法时,小于或等于1μm的树脂粒子是必需的,因而当使用通常的聚酯树脂时,或当使用由日本特开平7-149878提出的树脂时,必须在高温和/或在高压下研磨树脂,因而需要使用较多的能量进行研磨。另外,难以使聚酯树脂结构呈现交联结构。因此,尚不能获得具有令人满意的定影性和保持性的调色剂。
发明内容
设计本发明的目的在于提供树脂粒子的生产方法,该生产方法能够减少生产用于制备调色剂的树脂粒子中的环境负担,具体地说,该方法能够减少有机溶剂的使用,本发明还提供了由该方法获得的树脂粒子。
本发明也提供了静电潜像显影用调色剂及其生产方法、静电潜像显影剂和成像方法,该调色剂具有优异的保持性和定影图像保持性,而且该调色剂可抑制定影期间令人不快的异味的出现。
本发明进一步提供了静电潜像显影用调色剂及其生产方法、静电潜像显影剂和成像方法,该调色剂不会引起固体熔融中的不均匀性或背景部沾污,具有优异的定影强度和对氯乙烯的附着性,并可抑制定影期间令人不快的异味的出现。
本发明的第一方面提供了一种生产树脂粒子的方法,该方法至少包括:乳化步骤,该乳化步骤使至少包含可聚合单体和聚合催化剂的组合物乳化以形成该组合物的液滴;以及聚合步骤,该聚合步骤使该液滴中的所述可聚合单体聚合以合成树脂粒子,其中,所述组合物是选自组合物A、组合物B或组合物C中的一种组合物:
(组合物A):包含乙烯基类单体、内酯、用于聚合该乙烯基类单体的乙烯基类单体聚合催化剂以及用于聚合该内酯的内酯聚合催化剂的组合物;
(组合物B):包含聚酯树脂、内酯和用于聚合该内酯的内酯聚合催化剂的组合物;
(组合物C):包含乙烯基类单体、由如下通式(1)表示的环状乙烯酮缩二乙醇化合物和自由基聚合引发剂的组合物:
通式(1)
(在通式(1)中,R表示选择性地包含醚键的链或环状二价脂肪族基团,其中,所述脂肪族基团可具有取代基)。
本发明的第二方面提供了以第一方面所述的制备树脂粒子的方法制备的树脂粒子。
本发明的第三方面提供了一种静电潜像显影用调色剂的生产方法,该生产方法至少包括:凝集步骤,该凝集步骤将其中分散了第二方面所述的树脂粒子的树脂粒子分散液、其中分散了着色剂的着色剂分散液和其中分散了防粘剂的防粘剂分散液混合,以形成包含树脂粒子、着色剂和防粘剂的凝集粒子,从而获得凝集粒子分散液;以及融合步骤,即,加热融合所述凝集粒子的步骤。
本发明的第四方面提供了以第三方面所述的静电潜像显影用调色剂的制备方法制备的静电潜像显影用调色剂。
本发明的第五方面提供了一种静电潜像显影剂,该显影剂至少包含第四方面所述的静电潜像显影用调色剂。
本发明的第六方面提供了一种成像方法,该方法包括:潜像形成步骤,即,在潜像承载体表面上形成静电潜像;显影步骤,即,使用承载在显影剂支承体中的显影剂,使在所述潜像承载体表面上形成的静电潜像显影,以形成调色剂图像;转印步骤,即,将所述潜像承载体表面上形成的调色剂图像转印到转印接受体的表面上;以及定影步骤,即,对转印到所述转印接受体表面上的调色剂图像进行热定影,其中,所述显影剂是第五方面所述的静电潜像显影剂。
具体实施方式
以下详细解释本发明的树脂粒子及其生产方法、静电潜像显影用调色剂及其生产方法、静电潜像显影剂以及成像方法。
<树脂粒子及其生产方法(第一模式)>
本发明制备树脂粒子的方法的第一模式至少包括:乳化步骤,即,使树脂前体组合物乳化以形成该树脂前体组合物的液滴,所述树脂前体组合物至少包含乙烯基类单体、内酯、用于聚合该乙烯基类单体的乙烯基类单体聚合催化剂和用于聚合该内酯的内酯聚合催化剂;内酯聚合步骤,即,使该液滴中的所述内酯聚合以合成聚酯树脂;以及乙烯基类单体聚合步骤,即,使该液滴中的所述乙烯基类单体聚合以合成乙烯基类树脂。
使包含在所述树脂前体组合物中的内酯和乙烯基类单体分别在内酯聚合步骤和乙烯基类单体聚合步骤中聚合,从而形成聚合物。因此,有机溶剂没有残留在由本发明的制备树脂粒子的方法制备的本发明树脂粒子中。
通过将树脂前体组合物放入水中,并在高速下对其进行搅拌,从而将其乳化。由于内酯和乙烯基类单体是分别在水中聚合而形成聚合物的,因此可以抑制水中的内酯含量和乙烯基类单体含量而使其达到最小。结果使树脂粒子制备中产生的废水的处理变得容易。
此外,通过使用下文描述的金属三氟甲磺酸盐或酶催化剂作为内酯聚合催化剂,可以降低聚合内酯所需的温度。因此,可以降低制备树脂粒子所需的制备能量。
本发明中的内酯表示分子中含有酯基团的环状化合物。作为内酯,使用在50℃时为液体的内酯。
该内酯的环上成员的数目优选为4~20,进一步优选5~15。
该内酯的具体例子包括β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、11-十一烷内酯、12-十二烷内酯和15-十五烷内酯。其中,优选是ε-己内酯、11-十一烷内酯、12-十二烷内酯和15-十五烷内酯。
所述树脂前体组合物可以包含一定范围的可与内酯起聚合反应以形成聚酯树脂的单体(以下有时称为聚酯类单体),只要该范围不会使本发明的特性劣化即可。
该聚酯类单体的例子包括醇以及羧酸、羧酸的酸酐和羧酸酯。
作为醇,如需要可以使用脂族醇,如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇;和脂环族醇,如1,4-环己烷二醇和1,4-环己烷二甲醇。
芳族二羧酸的例子包括对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸。芳族二羧酸酯的例子包括该类二羧酸的低分子醇酯,例如,对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯和间苯二甲酸二甲酯。
烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、它们的酸酐和它们的酯的例子包括正丁基琥珀酸、正丁烯基琥珀酸、异丁基琥珀酸、异丁烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸、正十二碳烯基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、异十二碳烯基琥珀酸、它们的酸酐和它们的低级烷基酯。
可用于本发明的三元或三元以上的多元羧酸、它们的酸酐及它们的低级烷基酯的例子包括1,2,4-苯三羧酸(苯偏三酸)、1,2,5-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、1,3,5-苯三羧酸、1,2,4,5-苯四羧酸、它们的酸酐及它们的低级烷基酯化合物。具体地说,优选是1,2,4-苯三羧酸、1,3,5-苯三羧酸、1,2,4,5-苯四羧酸、它们的酸酐以及它们的甲酯化合物和乙酯化合物。
可用于本发明的三元醇或三元以上的醇的组分的例子包括山梨糖醇、1,2,3,6-己烷四醇、1,4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、双甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-羟基甲基苯。
可用于本发明的二醇组分的例子包括聚氧化烯双酚型二醇,并且其中优选包括聚氧乙烯双酚型二醇和聚氧丙烯双酚型二醇。
这些聚酯类单体可以单独使用,或可以结合多种乙烯基类单体进行使用。
所述乙烯基类单体可溶解由所述内酯和必要时使用的聚酯类单体的聚合而合成的聚酯树脂,并且该乙烯基类单体不受特别限制,只要它在50℃时为液体即可。
所述乙烯基类单体的例子包括:苯乙烯类,如苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯;含有乙烯基的酯,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;乙烯基腈,如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯基醚,如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚;和乙烯基酮,如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮。
如需要,可以将任意的交联剂与这些乙烯基类单体一起使用。交联剂的例子包括:芳族二乙烯基化合物,如二乙烯基苯、二乙烯基萘及它们的衍生物;二烯属不饱和羧酸酯,如二(甲基丙烯酸)乙二醇酯和二(甲基丙烯酸)二乙二醇酯;二乙烯基化合物,如N,N-二乙烯基苯胺和二乙烯基醚;和含有3个或3个以上的乙烯基的化合物。
这些交联剂可以单独使用,或通过结合它们中的多种而使用。相对于每100质量份乙烯基类单体,通常以0~100质量份的比率使用所述交联剂。
在所述树脂前体组合物中,相对于所述内酯和乙烯基类单体以及必要时使用的聚酯类单体和交联剂的总量,内酯含量优选是5质量%~90质量%,进一步优选是10质量%~80质量%,特别优选是10质量%~60质量%。
当内酯的含量大于等于90质量%时,在一些情况下将难以乳化该树脂前体组合物。当内酯的含量小于5质量%时,在一些情况下以下所述的静电潜像显影用调色剂的定影性和保持性将会劣化。
所述的内酯聚合催化剂不受特别限制,只要它可使内酯和必要时使用的各种聚酯类单体聚合即可。例如,可以使用金属氧化物、有机金属化合物和酶催化剂。优选是充当路易斯酸的催化剂,特别优选是以稀土元素作为构成元素的路易斯酸催化剂。
可以通过以约0.1ppm~10,000ppm的比率加入充当路易斯酸的有机金属化合物(有机锡化合物或有机钛化合物)、卤代有机金属化合物(卤代有机锡)、金属三氟甲磺酸盐或酶催化剂作为所述内酯聚合催化剂,并在低于或等于150℃、优选低于或等于100℃的温度下,优选在惰性气氛下使原料聚合而获得聚酯树脂。
优选使用金属三氟甲磺酸盐或酶催化剂作为内酯聚合催化剂。通过使用金属三氟甲磺酸盐,可以在低温(低于或等于100℃)下聚合所述内酯。而且,也可以在低温下进行与其它醇和羧酸的缩聚反应。
通过使用酶催化剂,可以在低温(低于或等于100℃)下聚合所述内酯。
优选所述的以稀土元素作为组成元素的路易斯酸催化剂是由如下通式表示的稀土金属三氟甲磺酸盐:
X(OSO2CF3)3
(其中X表示稀土元素)。
作为稀土金属三氟甲磺酸盐,优选是镧系元素三氟甲磺酸盐。镧系元素三氟甲磺酸盐已详细描述于《有机合成化学协会志》(Journal ofSynthetic Organic Chemistry,日本,vol.53,No.5,p44-54)。镧系元素的具体例子包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。
其中,作为稀土元素三氟甲磺酸盐,优选是X(OSO2CF3)3(X是钪(Sc)、钇(Y)、镱(Yb)或钐(Sm))。
酶催化剂的例子包括脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶。其中,所述脂肪酶的例子包括衍生自荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的脂肪酶、衍生自洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepasia)的脂肪酶、衍生自猪胰腺 (Porcine pancreas)的脂肪酶、衍生自皱褶念珠菌(Candida rugosa)的脂肪酶、衍生自黑曲霉素(Aspergillus niger)的脂肪酶、衍生自酒曲菌(Rhizopus delemer)的脂肪酶和衍生自日本根霉(Rhizopus japonicus)的脂肪酶。
内酯聚合催化剂可以单独使用,并且可以根据需要使用多种催化剂。
当金属三氟甲磺酸盐用作催化剂时,所述树脂前体组合物中内酯聚合催化剂的含量优选为0.1ppm~10,000ppm,进一步优选0.1ppm~7,000ppm。当使用酶催化剂时,该含量优选为100ppm~100,000ppm,进一步优选1,000ppm~50,000ppm。
所述乙烯基类单体聚合催化剂可以是溶于乙烯基类单体的油溶性聚合引发剂,其例子包括过氧化物,如甲基乙基过氧化物、二叔丁基过氧化物、乙酰基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、月桂酰过氧化物、苯甲酰基过氧化物、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化间苯二甲酸二叔丁酯;偶氮化合物,如2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二异丁腈和1,1’-偶氮双(1-环己烷腈)。
所述油溶性聚合引发剂通常以相对于每100质量份乙烯基类单体的0.1~20质量份、优选1~10质量份的比率使用。
可以通过将所述树脂前体组合物放入水中,并使用旋转剪切型均化器、或含有介质的球磨机、砂磨机或珠磨机进行乳化,而使该树脂前体组合物乳化。由此,可以形成该树脂前体组合物的液滴。
该液滴的平均粒径优选小于或等于1μm,进一步优选为0.01μm~1μm。通过使该液滴的平均粒径小于或等于1μm,可以形成平均粒径小于或等于1μm的树脂粒子。
本发明的树脂粒子的平均粒径优选小于或等于1μm,进一步优选为0.01μm~1μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,并容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅仅没有上述的缺陷,而且会降低调色剂之间的偏差,调色剂的分散变得更好,并使性能和可靠性的变化变小。可使用例如库尔特颗粒计数仪来测量平均粒径。
<树脂粒子及其生产方法(第二模式)>
本发明制备树脂粒子的方法的第二模式至少包括:乳化步骤,即,使聚酯树脂组合物乳化以形成该聚酯树脂组合物的液滴的步骤,所述聚酯树脂组合物包含聚酯树脂、内酯和用于聚合该内酯的聚合催化剂;以及聚合步骤,即,使该液滴中的内酯聚合以合成聚酯树脂粒子的步骤。
在所述聚酯树脂组合物中,所述内酯起到该聚酯树脂的溶剂的作用,并且在聚合步骤中使该内酯聚合以形成聚酯树脂。因此,有机溶剂不会残留在由本发明制备聚酯树脂粒子的方法制备的聚酯树脂粒子中。下文中,在本发明中,将衍生自内酯聚合的聚酯树脂称为聚合衍生的聚酯树脂,并将其它聚酯树脂简称为聚酯树脂。
当用作溶剂的内酯发生聚合以形成聚合衍生的聚酯树脂时,不会引起因内酯挥发而导致的空气污染和加工环境中的劣化。
通过将聚酯树脂组合物放入水中,随后对其进行高速搅拌,从而将所述聚酯树脂组合物乳化。由于内酯在水中发生聚合而形成聚合衍生的聚酯树脂,因此可以抑制水中内酯的含量而使之达到最小。结果使处理由聚酯树脂粒子的制备生成的废水变得容易。
聚酯树脂的例子包括以二醇和二羧酸作为主要组分的脂族聚酯树脂和芳族聚酯树脂。可以使用任何聚酯树脂,只要它是种类与内酯相容的聚酯树脂即可。此外,该聚酯树脂可具有线性结构或在不妨碍相容性的范围中的交联结构。
由GPC(凝胶渗透色谱)方法测得的聚酯树脂的重均分子量优选为2,000~50,000,进一步优选5,000~30,000。当聚酯树脂的重均分子量是2,000~50,000时,加热响应性较快,可以在低于或等于150℃的加热温度下熔融调色剂。
该聚酯树脂的熔点或软化点优选为低于或等于150℃,进一步优选低于或等于120℃。当聚酯树脂的熔点或软化点是低于或等于150℃时,可以降低在调色剂定影时所消耗的能量。
在本发明中,内酯表示在分子中含有酯基团的环状化合物。作为所述内酯,使用在80℃时为液体的内酯。
该内酯的环上成员的数目优选为4~20,进一步优选5~15。
该内酯的具体例子包括与第一模式所述的内酯相同的内酯。
相对于所述聚酯树脂组合物中内酯和聚酯树脂的总量,该内酯的含量是10质量%~90质量%,进一步优选30质量%~80质量%。
当内酯的含量小于10质量%时,在内酯与聚酯树脂混合和搅拌时该聚酯树脂组合物的粘度较高,有时在后续步骤中将难以使树脂微粒化。当该含量超过90质量%时,在一些情况下它对调色剂的定影性能和带电性能具有不利的效果。
可以在聚酯树脂组合物中包含一定范围的可与内酯起聚合反应以形成聚合衍生的聚酯树脂的单体,只要不妨碍本发明的特性即可。
单体的例子包括醇以及羧酸和羧酸的酸酐或羧酸酯。
作为所述醇,必要时可以使用脂族多元醇,如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇;和脂环族醇,如1,4-环己烷二醇和1,4-环己烷二甲醇。
芳族二羧酸的例子包括与第一模式所述的芳族二羧酸相同的芳族二羧酸。
烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、它们的酸酐及它们的酯的例子包括第一模式描述的烷基琥珀酸和烯基琥珀酸、它们的酸酐及它们的酯。
可用于本发明的三元或三元以上的多元羧酸、它们的酸酐或它们的低级烷基酯的例子包括第一模式描述的三元或三元以上的多元羧酸、它们的酸酐或它们的低级烷基酯。
可用于本发明的三元或三元以上的醇的例子包括第一模式描述的三元或三元以上的醇。
可用于本发明的二醇组分的例子包括第一模式描述的二醇组分。
其它例子包括交酯,如二交酯和乙交酯;和羰内酯(carbolactone),如三水杨酸内酯、六水杨酸内酯、邻羟甲基苯甲酸内酯和香豆素。
上述的聚合催化剂不受特别限制,只要它可以使内酯和必要时使用的各种单体聚合即可。可以使用金属氧化物和有机金属化合物,并优选使用以稀土元素作为构成元素的路易斯酸催化剂或酶催化剂。通过使用这些催化剂,可以在低温(低于或等于100℃)下聚合内酯。也可以在低温下进行与其它醇和羧酸的缩聚反应。
通过使用酶催化剂,可以在低温(低于或等于100℃)下聚合内酯。
如果聚合可在低于或等于100℃时进行,由于该聚合反应可以在常压下进行,所以可以改进聚酯树脂粒子的生产能力。优选所述的以稀土元素作为构成元素的路易斯酸催化剂是如第一模式中所述的以下稀土金属三氟甲磺酸盐:
X(OSO2CF3)3
(其中X表示稀土元素)。
稀土金属三氟甲磺酸盐的例子包括与第一模式所述的稀土金属三氟甲磺酸盐相同的稀土金属三氟甲磺酸盐。
酶催化剂的例子包括与第一模式所述的酶催化剂相同的酶催化剂。
聚酯树脂组合物的乳化的例子包括与第一模式中所述的乳化相同的乳化。
该液滴的平均粒径优选小于或等于1μm,进一步优选是0.01μm~1μm。通过使该液滴的平均粒径小于或等于1μm,可以形成平均粒径小于或等于1μm的聚酯树脂粒子。
通过将这些液滴加热到低于或等于100℃,包含在液滴中的内酯发生聚合反应,从而形成聚酯树脂粒子。优选在惰性气氛下加热所述液滴。
本发明的聚酯树脂粒子的平均粒径优选小于或等于1μm,进一步优选为0.01μm~1μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,并容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅没有上述的缺陷,而且会降低调色剂之间的偏差,调色剂的分散变得更好,并使性能和可靠性的变化变小。可使用例如库尔特颗粒计数仪来测量平均粒径。
在本发明的聚酯树脂粒子的生产方法中,作为溶解聚酯树脂用的溶剂,使用了内酯。内酯经加热可形成聚合衍生的聚酯树脂。因此,本发明的聚酯树脂粒子不包含残留溶剂。
<树脂粒子及其生产方法(第三模式)>
本发明的制备树脂粒子的方法的第三模式至少包括:乳化步骤,即,使树脂前体组合物乳化以形成该树脂前体组合物的液滴的步骤,所述树脂前体组合物包含乙烯基类单体、由如下通式(1)表示的环状乙烯酮缩二乙醇化合物和自由基聚合引发剂;和聚合步骤,即,使该液滴中的乙烯基类单体和环状乙烯酮缩二乙醇化合物聚合以合成乙烯基类共聚物的步骤。
通式(1)
在通式(1)中,R表示选择性地包含醚键的链或环状二价脂族基团。该脂族基团可具有取代基。
使包含在树脂前体组合物中的乙烯基类单体和环状乙烯酮缩二乙醇化合物在聚合步骤中聚合以形成聚合物。因此,有机溶剂不会残留在由本发明的树脂粒子生产方法制备的本发明的树脂粒子中。
通过将该树脂前体组合物放入水中,随后对其进行高速搅拌而将其乳化。由于乙烯基类单体和环状乙烯酮缩二乙醇化合物在水中发生聚合而形成聚合物,因此可以抑制水中乙烯基类单体和环状乙烯酮缩二乙醇化合物的含量而使之达到最小。结果使处理树脂粒子制备中生成的废水变得容易。
所述乙烯基类单体不受特别限制,只要它在100℃时为液体即可。
该乙烯基类单体的分子量优选为50~500,进一步优选70~300。当乙烯基类单体的分子量特别地是70~250时,由它与环状乙烯酮缩二乙醇的反应获得的树脂的玻璃化转变温度可以是40℃~150℃。
该乙烯基类单体的例子包括与第一模式所述的乙烯基类单体相同的乙烯基类单体。
必要时可以将任意的交联剂与所述乙烯基类单体一起使用。交联剂的例子包括与第一模式所述的交联剂相同的交联剂。
由通式(1)表示的环状乙烯酮缩二乙醇中的R表示选择性地包含醚键的链或环状二价脂族基团。
该脂族基团可含有取代基。脂族基团中碳的数目不受特别限制,但通常是1~22,优选是1~12,更优选是1~8。
当脂族基团包含醚键时,包含在该脂族基团中的醚键的数目不受特别限制,但可以是一个或多个。包含醚键的脂族基团的具体例子包括聚甲醛、聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧丁烯。
脂族基团可含有取代基,并且所述取代基的例子包括各种取代基,如烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、酰基、酰氧基、羟基、巯基、羧基、烷氧基羰基、酮基、氨基、卤素。
用于本发明的环状乙烯酮缩二乙醇的例子包括2-亚甲基-1,3-二氧戊环、2-亚甲基-1,3-二氧六环、2-亚甲基-1,3-二氧庚环、2-亚甲基-4-苯基-1,3-二氧戊环、4,7-二甲基-2-亚甲基-1,3-二氧庚环、5,6-苯并-2-亚甲基-1,3-二氧庚环、4-正己基-2-亚甲基-1,3-二氧戊环、4-正癸基-2-亚甲基-1,3-二氧戊环和4,5-二甲酯基-1,3-二氧戊环。
用于本发明的自由基聚合引发剂的例子包括使用如下引发剂的紫外线自由基聚合引发剂:过氧化物,如甲基乙基过氧化物、二叔丁基过氧化物、乙酰基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、月桂酰基过氧化物、苯甲酰基过氧化物、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化间苯二甲酸二叔丁酯;偶氮化合物,如2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二异丁腈和1,1’-偶氮双(1-环己烷腈);芳族酮,如二苯酮、米蚩酮、呫吨酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮和2-乙基蒽醌;苯乙酮类,如苯乙酮、三氯苯乙酮、2-羟基-2-甲基乙基·苯基酮、2-羟基-2-甲基-4’-异丙基乙基·苯基酮、苯偶姻异丁基醚和2,2-二乙氧基苯乙酮;以及使用α-二酮/胺类引发剂的可见光自由基聚合引发剂,所述α-二酮/胺类引发剂是例如降樟脑醌/甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙基酯和樟脑醌/甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙基酯。
相对于每100质量份的乙烯基类单体和环状乙烯酮缩二乙醇化合物的总量,所述自由基聚合引发剂通常以0.1~20质量份、优选1~10质量份的比率使用。
该树脂前体组合物中环状乙烯酮缩二乙醇化合物的含量优选是5质量%~90质量%,进一步优选是7质量%-80质量%,特别优选是10质量%~70质量%。当环状乙烯酮缩二乙醇化合物的含量大于或等于90质量%时,在一些情况下难以控制由后述的静电潜像显影用调色剂的环境中的变化引起的带电。当环状乙烯酮缩二乙醇化合物的含量小于5质量%时,在一些情况下后述的静电潜像显影用调色剂的定影性能、保持性和防氯乙烯附着的性能会恶化。
由于通过环状乙烯酮缩二乙醇化合物的自由基开环聚合将酯键引入主链骨架,从而使分子间的氢键得到增强,因此后述的静电潜像显影用调色剂的定影图像强度得到增强。并且因为存在大量的酯基团,所以可防止氯乙烯附着。
<静电潜像显影用调色剂及其生产方法>
本发明的静电潜像显影用调色剂的生产方法至少包括:凝集步骤,即,将其中分散了本发明的树脂粒子的树脂粒子分散液、其中分散了着色剂的着色剂分散液和其中分散了防粘剂的防粘剂分散液混合,以形成包含树脂粒子、着色剂和防粘剂的凝集粒子,从而获得凝集粒子分散液;和融合步骤,即加热融合所述凝集粒子的步骤。
必要时,本发明的制备静电潜像显影用调色剂的方法还可包括其他步骤。例如,在所述凝集步骤之后且在所述融合步骤之前,该方法可优选包括以下步骤:将其中分散了微粒的微粒分散液加入到所述凝集粒子分散液中,并将其混合以便使所述微粒附着于所述凝集粒子,从而形成附着粒子(下文中称之为“附着步骤”)。
以下,在本发明中,将静电潜像显影用调色剂简称为调色剂或调色剂粒子。
所述凝集步骤是如下所述的步骤:在通过混合树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液获得的分散液中,使所述树脂粒子、着色剂和防粘剂凝集以形成凝集粒子,由此制得凝集粒子分散液。
在本发明中,作为树脂粒子,可以使用至少两种具有不同分子量的树脂粒子。在所述的至少两种具有不同分子量的树脂粒子中,具有最大分子量的树脂粒子的重均分子量(Mw)优选为100,000~1,500,000,更优选为100,000~1,200,000,特别优选是150,000~1,000,000。
在本发明中,作为具有最大分子量的树脂粒子的重均分子量(Mw),优选的数量范围是以上述数量范围的任何下限值或上限值或后述的实施例中的重均分子量(Mw)数值作为下限,并且以上述数值范围的任何下限值或上限值或后述的实施例中的重均分子量(Mw)值作为上限的数值范围。
当具有最大分子量的树脂粒子的重均分子量(Mw)在上述数值范围内时,有利之处在于获得了所需的透明性。一方面,当具有最大分子量的树脂粒子的重均分子量(Mw)超过1,500,000时,将难以获得定影图像的平滑性。另一方面,当具有最大分子量的树脂粒子的重均分子量(Mw)低于100,000时,由于不能抑制高温定影时粘度的降低,因此容易引起油墨沾污。
在凝集步骤中,使相互混合的上述树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中分散的树脂粒子、着色剂和防粘剂凝集以形成凝集粒子。
所述凝集粒子是由不均匀凝集(heteroaggregation)形成的,并可通过例如以下方式形成:预先使欲在其中添加另一种分散液的分散液以及要添加的分散液中包含的离子表面活性剂的极性和数量的平衡发生偏移,然后以补偿该平衡偏移的极性和数量加入离子表面活性剂。
在附着步骤中,所述凝集粒子是母粒子,所述凝集粒子分散于凝集粒子分散液中,已加入且混入凝集粒子分散液的微粒分散液中的微粒均匀地附着到所述母粒子的表面,从而形成附着粒子。该附着粒子由不均匀凝集形成,并由例如以下方式形成:预先使欲在其中添加另一种分散液的分散液以及要添加的分散液中包含的离子表面活性剂的极性和数量的平衡发生偏移,然后以补偿该平衡偏移的极性和数量加入离子表面活性剂。
在融合步骤中,使凝集粒子中的树脂熔融,并使树脂粒子、着色剂和防粘剂融合以形成静电潜像显影用调色剂。当实施附着步骤时,在融合步骤中,使附着粒子中的树脂熔融,并融合以形成静电潜像显影用调色剂。
所述着色剂分散液中至少分散有着色剂。
所述着色剂的例子包括各种颜料,如炭黑、铬黄、汉萨黄、联苯胺黄、阴丹士林黄(threne yellow)、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、vulcan橙、色淀红(Watchung red)、永久红、亮洋红3B、亮洋红6B、杜邦(Dupont)油红、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、玫瑰红、苯胺蓝、群青、calco油蓝、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、酞菁绿和草酸孔雀绿;各种染料,如吖啶系列、黄嘌呤系列、偶氮系列、苯醌系列、吖嗪系列、蒽醌系列、二噁嗪系列、噻嗪系列、偶氮甲碱系列、靛蓝系列、硫靛蓝系列、酞菁系列、苯胺黑系列、聚甲炔系列、三苯甲烷系列、二苯甲烷系列、噻嗪系列、噻唑系列和呫吨系列。这些着色剂可以单独使用,或可以结合使用它们的两种或多种。
该着色剂的平均粒径优选小于或等于1μm,进一步优选小于或等于0.5μm,特别优选0.01μm~0.5μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,并容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅没有上述的缺陷,而且会降低调色剂之间的偏差,使调色剂的分散变得更好,并使性能和可靠性的变化变小。
此外,当平均粒径是小于或等于0.5μm时,有利之处在于获得的调色剂粒子的彩色显影性、彩色再现性和OHP(高架投影仪)透射性优异。可以由例如Microtrack测量平均粒径。
所述防粘剂分散液是至少分散了防粘剂的分散液。在本发明中,防粘剂包含至少一种由如下物质中的至少之一构成的酯:碳数目为12~30的高级醇和碳数目为12~30的高级脂肪酸。由于这样的酯具有适当的极性,并且与例如除酯以外的聚烯烃相比,这样的酯具有极好的与树脂粒子的树脂的相容性,当至少一种这样的酯用作防粘剂时,可以在凝集步骤中或后述的融合步骤中有效抑制游离防粘剂的出现。
一般情况下,优选的防粘剂是与调色剂粒子的粘结剂树脂的相容性差的防粘剂。当使用极具这种相容性的防粘剂时,该树脂由该防粘剂塑化,降低了在高温定影时调色剂的粘度,容易产生油墨沾污。防粘效果与调色剂粒子中包含的防粘剂的分散单元相关,一般而言,当分散单元较大时,防粘效果更为显著。
在使用本发明的制备静电潜像显影用调色剂的方法的情况下,由于调色剂粒子是通过与正常捏合步骤不同的凝集步骤或融合步骤获得的,因此在凝集步骤或融合步骤中给予防粘剂的机械应力要远小于在正常捏合步骤中给予防粘剂的机械应力。因此,在本发明的制备静电潜像显影用调色剂的方法中,不管防粘剂和树脂之间的相容性如何,均可以控制包含在调色剂粒子中的防粘剂的分散单元。结果,在由本发明的制备静电潜像显影用调色剂的方法获得的调色剂中,甚至该调色剂中包含的防粘剂极具与树脂粒子的树脂的相容性时,该防粘剂仍然能显示足够的防粘效果。
该防粘剂包含至少一种由碳数目为12~30的高级醇和/或碳数目为12~30的高级脂肪酸构成的酯,而且当酸组分是碳数目为12~30的高级脂肪酸时,作为醇组分,除一元醇如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇以外,还优选:二醇,如乙二醇和丙二醇及它们的多聚体;三醇,如甘油及其多聚体;多元醇,如季戊四醇、脱水山梨糖醇和胆固醇。当这些醇组分是多元醇时,所述高级脂肪酸可以是单取代或多取代的。
防粘剂的优选例子包括由碳数目为12~30的高级醇和碳数目为12~30的高级脂肪酸构成的酯,如硬脂酸硬脂酯、棕榈酸棕榈酯、二十二烷酸二十二烷基酯和褐煤酸硬脂酯;由碳数目为12-30的高级脂肪酸和低级一元醇构成的酯,如硬脂酸丁酯、二十二烷酸异丁酯、褐煤酸丙酯和油酸-2-乙基己酯;由碳数目为12~30的高级脂肪酸和多元醇构成的酯,如褐煤酸乙二醇单酯、二硬脂酸乙二醇酯、单硬脂酸甘油酯、单二十二烷酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、单二十二烷酸季戊四醇酯、二亚油酸季戊四醇酯、三油酸季戊四醇酯和四硬脂酸季戊四醇酯;由碳数目为12~30的高级脂肪酸和多元醇多聚体构成的酯,如单二十二烷酸二乙二醇酯、双二十二烷酸二乙二醇酯、单硬脂酸二丙二醇酯、二硬脂酸二甘油酯、四硬脂酸三甘油酯、六(二十二烷酸)四甘油酯和十硬脂酸十甘油酯;由碳数目为12~30的高级脂肪酸和多元醇单体或多聚体(选择性地包含短链官能团)构成的酯,如甘油单乙酰基单硬脂酸酯、甘油单乙酰基单亚油酸酯和二甘油单乙酰基二硬脂酸酯;脱水山梨糖醇高级脂肪酸酯,如单硬脂酸脱水山梨糖醇酯、双二十二烷酸脱水山梨醇糖酯和三油酸脱水山梨醇酯;胆固醇高级脂肪酸酯,如硬脂酸胆固醇酯、油酸胆固醇酯和亚油酸胆固醇酯。
在本发明中,在这些防粘剂中,用于后述实施例的防粘剂是特别优选的。这些防粘剂可以单独使用,或可以结合使用两种或多种。
作为防粘剂的熔点,从调色剂的保持性的观点来看,优选是高于或等于30℃,更优选是高于或等于40℃,特别优选是高于或等于50℃。考虑到熔点,可以合适地确定用作防粘剂的由碳数目为12~30的高级醇和/或碳数目为12~30的高级脂肪酸构成的酯中的醇组分的碳数目和/或酸组分的碳数目。当醇组分的碳数目和/或酸组分的碳数目小于12时,在一些情况下防粘剂的熔点在上述优选数值范围以外。当碳数目超过30时,由于防粘剂的极性变得太小,在一些情况下会增加在凝集步骤或融合步骤中游离的防粘剂。两种情况都不是优选的。
在凝集步骤或融合步骤中的温度条件下,防粘剂在水中必须具有较小的溶解度。为此原因,HLB(亲水性基团/疏水性基团平衡)优选是小于等于7,更优选是小于等于5,特别优选是小于等于3。当HLB超过7时,由于防粘剂在凝集步骤或熔化步骤中将易溶于水,容易产生的问题是降低调色剂中防粘剂的含量,不能获得所需的调色剂性能,防粘剂容易残留在调色剂制备后产生的废水中,从而使废水处理变得麻烦。
调色剂中防粘剂的含量优选为0.5质量%~50质量%,更优选为1质量%~40质量%,特别优选1质量%~30质量%。当含量小于0.5质量%时,防粘性不足,并容易引起所谓的油墨沾污,其中该调色剂在高温定影时附着到定影辊上。当该含量超过50质量%时,调色剂变脆,并且调色剂粒子容易被显影机中的搅拌研磨。两种情况都不是优选的。
防粘剂的平均粒径优选小于或等于1μm,更优选为0.01μm~1μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅没有上述的缺陷,而且会减少调色剂之间的偏差,使调色剂的分散变得更好,并使性能和可靠性的变化变小。可以使用例如Microtrack来测量所述平均粒径。
树脂粒子的树脂、着色剂和防粘剂的组合不受特别限制,而是可以适当地根据目的自由选择。
在本发明中,根据目的,可以在树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中的任意分散液中分散其它组分(粒子),如防粘组分(除上述防粘剂以外)、内部添加剂、电荷控制剂、无机粉末、有机粉末、润滑剂和研磨剂。在此情况下,其它组分(粒子)可以分散在树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中的任意分散液中,或可以将其中分散了其它组分(粒子)的分散液混入通过混合树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液而获得的混合溶液。
除上述防粘剂以外,所述防粘剂的例子包括低分子量聚烯烃,如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯;具有受热时软化的软化点的硅酮;脂肪酸酰胺,如油酰胺、芥酰胺、蓖麻酰胺和硬脂酰胺;植物蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、日本蜡和霍霍巴油;动物蜡,如蜂蜡;矿物/石油蜡,如褐煤蜡、地蜡、纯地蜡、石蜡、微晶蜡和费-托合成中得到的蜡(Fisher-Tropsch wax);及这些蜡的改性产物。
相对于上述防粘剂的量,调色剂中这些防粘剂的含量通常为小于或等于100质量%,优选小于或等于70质量%,更优选小于或等于50质量%。当含量超过100质量%时,游离防粘组分的量变得太大,容易防碍防粘剂的凝集,不能获得相应于添加量的效果,另外,难以分离和除去游离于调色剂的防粘剂组分,另一方面,增加了游离进入废水的防粘组分,而使废水处理变得麻烦,所以不是优选的。
当这些蜡与例如离子表面活性剂、高分子酸和高分子碱的高分子电解质一起分散进入例如水的水性介质,将其加热到熔点或更高,并使用可施加强剪切力的均化器或压力释放型分散机处理时,容易将它们制备成小于等于1μm的微粒。
内部添加剂的例子包括磁性物质,该磁性物质包括金属和合金,如铁氧体、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰以及包含这些金属的化合物。
电荷控制剂的例子包括季铵化合物;苯胺黑化合物;含有铝、铁、铬等的配合物的染料;和三苯甲烷颜料。在本发明中,从控制在凝集、融合时对稳定性有影响的离子强度的观点以及从减少受污染的废水的观点来看,该电荷控制剂优选具有在水中的低溶解度。
无机粒子的例子包括通常用作调色剂表面上的外部添加剂的所有无机粒子,如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙和氧化铈。
有机粒子的例子包括通常用作调色剂表面上的外部添加剂的所有的有机粒子,如乙烯基类树脂、聚酯树脂和硅树脂。这些无机粒子和有机粒子可以用作流动性助剂、清洁助剂等。
润滑剂的例子包括脂肪酰胺,如亚乙基双硬脂酰胺和油酰胺;和脂肪酸金属盐,如硬脂酸锌和硬脂酸钙。
研磨剂的例子包括以上提及的二氧化硅、氧化铝和氧化铈。
其它组分的平均粒径优选为小于或等于1μm,更优选为0.01μm~1μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅没有上述的缺陷,而且会减少调色剂之间的偏差,使调色剂的分散变得更好,并使性能和可靠性的变化变小。可以使用例如Microtrack测量所述平均粒径。
树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中的分散介质的例子包括水性介质。水性介质的例子包括水,如蒸馏水和离子交换水;和醇类。这些物质可以单独使用,或可以结合使用其中两种或多种。
在本发明中,优选上述水性介质包含表面活性剂。
该表面活性剂的例子包括:阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯盐和脂肪酸盐;阳离子表面活性剂,如胺盐和季铵盐;和非离子性表面活性剂,如聚乙二醇型、烷基苯酚/环氧乙烷加合物和多元醇。在这些表面活性剂中,阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂是优选的。非离子性表面活性剂优选与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂结合使用。这些表面活性剂可以单独使用或以它们中的两种或多种的组合进行使用。
阴离子表面活性剂的例子包括脂肪酸盐,如月桂酸钾、油酸钠和蓖麻油酯钠;硫酸酯,如硫酸辛酯、硫酸月桂酯、月桂基醚硫酸酯和壬基苯基醚硫酸酯;磺酸盐,如月桂基磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、三异丙基萘磺酸盐、二丁基萘磺酸盐、烷基萘磺酸钠、萘磺酸盐***缩合物、单辛基磺基琥珀酸盐、二辛基磺基琥珀酸盐、月桂酰胺磺酸盐和油酰胺磺酸盐;磷酸酯,如磷酸月桂酯、磷酸异丙酯、壬基苯基醚磷酸酯;磺基琥珀酸盐,例如,如二辛基磺基琥珀酸钠的二烷基磺基琥珀酸盐、月桂基磺基琥珀酸二钠和月桂基聚氧乙烯磺基琥珀酸二钠。
上述阳离子表面活性剂的具体例子包括胺盐,如盐酸月桂胺、盐酸硬脂胺、乙酸油胺、乙酸硬脂胺和乙酸硬脂基氨基丙胺;和季铵盐,如月桂基三甲基氯化铵、二月桂基二甲基氯化铵、二硬脂基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、月桂基二羟乙基甲基氯化铵、油基双聚氧乙烯甲基氯化铵、月桂酰基氨基丙基二甲基乙基铵乙基硫酸盐、月桂酰基氨基丙基二甲基羟乙基铵高氯酸盐、烷基苯二甲基氯化铵和烷基三甲基氯化铵。
非离子性表面活性剂的例子包括烷基醚,如聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯油基醚;烷基苯基醚,如聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚;烷基酯,如聚氧乙烯月桂酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚氧乙烯油酸酯;烷基胺,如聚氧乙烯月桂基氨基醚、聚氧乙烯硬脂基氨基醚、聚氧乙烯油基氨基醚、聚氧乙烯大豆氨基醚和聚氧乙烯牛脂氨基醚;烷基酰胺,如聚氧乙烯月桂酰胺、聚氧乙烯硬脂酰胺和聚氧乙烯油酰胺;植物醚,如聚氧乙烯蓖麻油醚、聚氧乙烯菜子油醚;链烷醇酰胺,如月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺和油酸二乙醇酰胺;脱水山梨糖醇酯醚,如聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯。
当混合树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液时,着色剂的含量可以为小于或等于50质量%,优选约2质量%~40质量%。防粘剂的含量可以为小于或等于50质量%,优选约2质量%-40质量%。此外,所述其它组分的含量可以是不阻碍本发明目的的程度,一般是极小量,具体地说,该含量为约0.01质量%~5质量%,优选约0.5质量%~2质量%。
可以与本发明树脂粒子一起使用的其它树脂粒子分散液的生产方法不受特别限制,而是可以采用适当地根据目的选择的方法。例如,该分散液可以按如下制备:当树脂粒子中的树脂是乙烯基类单体(例如具有乙烯基的酯类、乙烯腈类、乙烯醚类和乙烯酮类)的均聚物或共聚物(乙烯基类树脂)时,可以使该乙烯基类单体在离子表面活性剂中进行乳液聚合或种子聚合,从而制备其中乙烯基类单体的均聚物或共聚物(乙烯基类树脂)的树脂粒子在离子表面活性剂中分散的分散液。
当树脂粒子中的树脂是除所述乙烯基类单体的均聚物或共聚物以外的树脂时,如果在水中溶解度较低的油性溶剂中溶解该树脂,可以通过在该油性溶剂中溶解该树脂,将此溶液与离子表面活性剂和高分子电解质一起加入水,使用例如均化器的分散机进行微粒分散,并加热或降低压力以挥发该油性溶剂,从而制得分散液。
可以通过例如在水性介质如表面活性剂中分散着色剂来制备着色剂分散液。防粘剂分散液将防粘剂与离子表面活性剂、高分子酸和例如高分子碱等高分子电解质一起在水中分散。将此物质加热到熔点或更高温度,同时通过使用均化器或压力释放型分散机来施加强剪切力而使防粘剂微粒化,由此可以制备所述防粘剂分散液。可以通过在例如表面活性剂的水性介质中分散上述其它组分来制备分散有其它组分(粒子)的分散液。
当分别在树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中分散的树脂粒子、着色剂和防粘剂是包含了树脂粒子以外的组分的复合粒子、包含了着色剂以外的组分的复合粒子和包含了防粘剂以外的组分的复合粒子时,可以按例如以下方式来制备分散这些复合粒子的分散液:例如,它们可以由如下方式制备:在溶剂中溶解和分散复合粒子的各组分,如上所述将其与适当的分散剂一起在水中分散,并加热或降低压力以除去溶剂,从而制得复合粒子的分散液,或者进行机械剪切或电吸附到由乳液聚合或种子聚合形成的胶乳的表面上以固定到其上,由此制得复合粒子的分散液。这些方法有效抑制了着色剂的脱除,或有效改善了静电潜像显影用调色剂的带电性对着色剂的依赖性。
分散装置不受特别限制,但其例子包括本身已知的分散设备,如旋转剪切型均化器和含有介质的球磨机、砂磨机和珠磨机。
所述凝集粒子可以按例如以下方式制备:将极性与上述离子表面活性剂相反的离子表面活性剂(1);或添加且混合了该物质的水性介质(2);或包含了所述水性介质的第二分散液(树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中的至少一种)(3)混入包含水性介质的第一分散液(树脂粒子分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液中的至少一种),所述第一分散液的水性介质中添加并混合了上述离子表面活性剂。当使用搅拌装置搅拌此混合溶液时,在离子表面活性剂的作用下树脂粒子在分散液中凝集,由树脂粒子形成了凝集粒子,由此,制得凝集粒子分散液。
搅拌装置不受特别限制,但可以根据目的适当地选自已知的搅拌设备。优选在混合溶液中包含的树脂的玻璃化转变点的温度下进行混合。当在此温度条件下进行所述混合时,可以在稳定的状态下进行凝集。
在采用(1)或(2)的情况下,形成了如下的凝集粒子,其中在第一分散液中分散的选自树脂粒子、着色剂和防粘剂中的至少一种物质发生凝集。在采用(3)的情况下,形成了如下的凝集粒子,其中在第二分散液中分散的选自树脂粒子、着色剂和防粘剂中的至少一种物质以及在第一分散液中分散的选自树脂粒子、着色剂和防粘剂中的至少一种物质发生凝集。
当形成凝集粒子时,优选预先使欲添加另一种分散液的分散液中包含的离子表面活性剂的极性与所添加的分散液中包含的离子表面活性剂的极性相反,并使极性平衡偏移,然后对该平衡的偏移进行补偿。即,优选将包含在所添加的溶液中的离子表面活性剂加入到欲添加另一种溶液的溶液包含的离子表面活性剂中,以补偿该平衡的偏移。
通常,取决于树脂粒子的树脂、着色剂和防粘剂的种类或极性,有时难以进行凝集,特定材料的粒子会在凝集时游离,因而有时不能获得所需的调色剂组成。具体地说,由于常用于调色剂的聚烯烃类防粘剂如聚乙烯和聚丙烯具有小的极性,并且它与树脂粒子的树脂的相容性特别差,因而它显著倾向于在凝集时游离。当增加游离防粘剂的量时,产生的问题是不仅使调色剂固有的各种性能劣化,而且游离的防粘剂会在显影时从显影机溢流,从而污染显影机的内部,并且游离的防粘剂会因显影机中的机械应力而受到破坏或发生聚结,并在显影套管(sleeve)上成膜。
然而,当如上所述形成凝集粒子时,不会引起这样的问题。例如,有利之处在于甚至当树脂粒子中的树脂和着色剂具有相同的极性时,通过加入具有相反极性的表面活性剂,可以容易地由树脂粒子和着色剂形成均匀凝集的粒子。
在此凝集步骤中形成的凝集粒子的平均粒径不受特别限制,但通常控制它使得该平均粒径大约为所需的静电潜像显影用调色剂的平均粒径。通过例如适当地设定或改变温度和混合/搅拌的条件可以进行容易的控制。由上述的凝集步骤,形成平均粒径大约与静电潜像显影用调色剂的平均粒径相同的凝集粒子,并制得其中分散了凝集粒子的凝集粒子分散液。该凝集粒子分散液中凝集粒子的含量通常为小于或等于40质量%。在本发明中,该凝集粒子在一些情况下称为“母粒子”。
必要时可以实施附着步骤,该附着步骤如下:将分散了微粒的微粒分散液加入到凝集粒子分散液,并混合它们以使微粒附着于凝集粒子,从而形成附着粒子。
微粒的例子包括来自树脂粒子的树脂微粒、来自着色剂的着色剂微粒、来自防粘剂的防粘剂微粒和来自其它组分(粒子)的微粒,它们已在上文描述过。微粒分散液的例子包括其中分散了树脂粒子的树脂分散液、其中分散了着色剂的着色剂分散液、其中分散了防粘剂的防粘剂分散液和其中分散了其它组分(粒子)的分散液,它们已在上文描述过。这些微粒分散液可以单独使用,或可以结合使用它们中的两种或多种。
当例如树脂粒子等微粒均匀地附着到凝集粒子的表面以形成附着粒子,并在后述的融合步骤中加热和熔融该附着粒子时,在凝集粒子包含着色剂或防粘剂的情况下,由于它们的表面由微粒物质覆盖(形成外壳),可以有效防止这些防粘剂从调色剂粒子上露出。
在此附着步骤中,当在制备静电潜像显影用多色调色剂中使用树脂微粒时,由于在凝集粒子的表面上形成树脂微粒层,可以使凝集粒子中包含的着色剂对带电行为的影响最小化,并且使带电特性难以随着色剂种类的不同而产生差异。当选择具有高玻璃化转变温度的树脂作为树脂微粒中的树脂时,可以制备同时具有热保持性和定影性并且静电性能优异的静电潜像显影用调色剂。在此附着步骤中,当添加分散了例如蜡的防粘剂作为微粒的防粘剂微粒分散液并将其混合后,添加分散了具有高硬度的树脂或无机粉末作为微粒的微粒分散液并将其混合,可以在调色剂粒子的最外层的表面上形成由具有高硬度的树脂或无机粉末组成的外壳。在此情况下,可以使蜡在定影时有效地发挥作为防粘剂的作用,同时又抑制了蜡的露出。由以上过程,例如,调色剂粒子的表面可以由树脂覆盖,或可以由带电控制剂覆盖,并且着色剂和防粘剂可以存在于靠近调色剂粒子的表面的位置。
该微粒的平均粒径优选为小于或等于1μm,进一步优选为0.01μm~1μm。当平均粒径超过1μm时,最终获得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布加宽,产生游离粒子,并容易引起性能和可靠性的降低。另一方面,当平均粒径在上述范围内时,有利之处在于不仅没有上述的缺陷,而且会形成由微粒组成的层结构。可以使用例如Microtrack来测量所述平均粒径。
微粒的体积取决于所得的静电潜像显影用调色剂的体积分率,并优选为小于或等于所得的静电潜像显影用调色剂的体积的50%。当微粒的体积超过所得的静电潜像显影用调色剂的体积的50%时,该微粒不会附着或凝集到凝集粒子上,而是形成由微粒组成的新凝集粒子,所得的静电潜像显影用调色剂的组成分布和粒度分布中的变化将变得显著,在一些情况下不能获得所需的性能。
在微粒分散液中,可以单独分散这些微粒中的一种微粒以制备微粒分散液,或可以将两种或多种微粒结合使用,并将它们分散以制备微粒分散液。在后一情况下,要结合使用的微粒组合不受特别限制,但可以根据目的适当地选择。
微粒分散液中的分散介质的例子包括上述的水性介质。在本发明中,优选将至少一种上述表面活性剂加入到水性介质中,并将其混合。
微粒分散液中微粒的含量通常为5质量%~60质量%,优选为10质量%~40质量%。当该含量在上述范围以外时,在一些情况下不能充分地控制从静电潜像显影用调色剂的内部到表面的结构和组成。
所述微粒分散液是通过例如在已添加了离子表面活性剂的水性介质中分散至少一种微粒并将其混合来制备的。或者,所述微粒分散液可以通过由机械剪切或电方式使微粒吸附或固着到由乳液聚合或种子聚合制备的胶乳的表面来制备。
在此附着步骤中,通过加入微粒分散液到凝集步骤中制备的凝集粒子分散液并将它们混合,使微粒附着到凝集粒子的表面以形成附着粒子。由于该微粒对于凝集粒子来说相当于新加入粒子,因而该微粒在本发明中有时被称为“附加粒子”。
所述加入和混合的方法不受特别限制,但例如可以连续地缓慢进行,或可以分成多次并且逐步地进行。如此,通过加入并混合所述微粒(附加粒子),可以抑制微粒的产生,并可以使所得的静电潜像显影用调色剂的粒度分布变得更窄。此外,可以逐步改变从所得的静电潜像显影调色剂表面到内部的组成和物理性能,并可以容易地控制静电潜像显影用调色剂的结构。
此外,通过以下的方式选择用于树脂粒子和树脂微粒的树脂:使调色剂粒子的外部存在的树脂的玻璃化转变点高于该调色剂粒子内部存在的树脂的玻璃化转变点,可确保调色剂的流动性和贮存稳定性并可使其在更低的温度下显示出优异定影性能。
同样,通过增加高分子量侧的树脂的分子量可增加熔融状态下的弹性,从而防止对热辊的油墨沾污。该措施在不实施油涂布的情况下是非常有效的方法。
此外,选择调色剂外部存在的树脂(即微粒中的树脂)的分子量以使其小于调色剂内部存在的树脂(即凝集粒子中的树脂)的分子量,由于增强了所得的调色剂粒子的表面的平滑性,所以容易改进流动性和转印性能。当凝集粒子不是仅由一种树脂微粒形成时,即,当通过凝集两种或多种树脂粒子以获得凝集粒子时,调色剂内部存在的树脂(即凝集粒子中的树脂)的分子量指的是凝集粒子中包含的所有树脂的分子量的平均值。
如果调色剂外部存在的树脂的分子量与调色剂内部存在的树脂的分子量差异极大,则可能降低所获得的调色剂粒子的内核和被覆层之间的粘着力。在此情况下,如果在显影装置中通过搅拌调色剂粒子或将其与载体粒子混合而对其施加机械应力,可能会破坏调色剂粒子。因此,当使树脂微粒附着于凝集粒子时,可以采用包括如下操作的过程:首先使树脂微粒附着于凝集粒子,之后将所选择的树脂微粒附着于凝集粒子,前一树脂微粒的分子量和/或玻璃化转变点介于调色剂粒子外部存在的树脂的分子量和/或玻璃化转变点和调色剂粒子内部存在的树脂的分子量和/或玻璃化转变点之间。
当通过分成多次并且逐步地进行加入和混合时,有利之处在于在凝集粒子的表面上逐步层叠微粒层,可以从静电潜像显影用调色剂粒子的内部到外部形成结构变化或组成梯度,可以改变物理性能,并可以改进粒子的表面硬度。另外,在融合步骤中进行融合时,可以保持粒度分布,并可以抑制其变化,同时,将无需添加用于增强融合时的稳定性的表面活性剂和酸或碱,或可将它们的添加量减至最小,从而可节省成本和改善品质。
使微粒附着于凝集粒子的条件如下:即,温度是低于等于凝集步骤中树脂粒子中的树脂的玻璃化转变点的温度,并优选近似于室温。当在低于等于玻璃化转变点的温度下加热时,凝集粒子和微粒容易附着,结果容易使形成的附着粒子稳定化。由于处理时间依赖于温度,因而该时间不能无条件地确定,但通常为约5分钟~2小时。在附着时,可以使包含凝集粒子和微粒的分散液静置,或可以采用混合机进行温和的搅拌。后者的有利之处在于容易形成均匀附着的粒子。
在本发明中,该附着步骤可以进行一次或多次。在前一情况下,在凝集粒子的表面上仅形成一层微粒(附加粒子)层,而在后一情况下,当制备两种或多种微粒分散液时,通过层叠形成包含在这些微粒分散液中的微粒(附加粒子)的多个层。在后一情况下,可以获得具有复杂且精密的分层结构的静电潜像显影用调色剂,其有利之处在于可以向静电潜像显影用调色剂提供所需的功能。
当附着步骤进行多次时,首先附着于凝集粒子(母粒子)的微粒(附加粒子)和其次或以后附着的微粒(附加粒子)可以是任何组合,并可以根据静电潜像显影用调色剂的功用而适当地选择。
当附着步骤进行多次时,优选的是,在每次加入和混合微粒时,在凝集步骤中以低于或等于树脂粒子中的树脂的玻璃化转变点的温度,加热包含微粒和凝集粒子的分散液,并且更优选逐渐升高该加热温度。通过进行这样的操作,有利之处在于可以使附着粒子稳定化,并可以抑制游离粒子的出现。
通过上述的附着步骤,形成了以下的附着粒子,该附着粒子中,所述微粒附着于凝集步骤中制备的凝集粒子。当附着步骤进行多次时,形成了以下附着粒子,该附着粒子中,所述微粒多次地附着于凝集步骤中制备的凝集粒子。因此,通过在附着步骤中使适当选择的微粒附着于凝集粒子,可以自由设计和制备具有所需性能的静电潜像显影用调色剂。由于这些附着粒子中的着色剂分布最终成为调色剂粒子中的着色剂分布,因此随着所述附着粒子中的着色剂分布变得更精细或更均匀,所得的静电潜像显影用调色剂的彩色显影性可得到改善。
融合步骤是对凝集粒子(即进行附着步骤时的附着粒子)进行加热和融合以形成调色剂粒子的步骤。
所述加热的温度可以是从凝集粒子(即进行附着步骤时的附着粒子)中包含的树脂的玻璃化转变温度到该树脂的降解温度。因此,加热温度随树脂粒子(和微粒)的树脂的种类的不同而有所不同,因此不能无条件地确定,但一般是从包含在凝集粒子(即进行包含在凝集粒子中的树脂的附着步骤时的附着粒子)中的树脂的玻璃化转变温度到180℃。通过适当地选择加热温度,可以从无定形到球形地任意控制所得的调色剂粒子的形状。可以使用本身已知的加热设备或装置进行加热。
当加热温度高时较短的融合时间就够了,当加热温度低时则必须是长时间。即,由于融合时间依赖于加热温度,所以它不能无条件地确定,但一般是30分钟~10小时。在本发明中,可以在适当条件下清洗和干燥在融合步骤完成之后获得的静电潜像显影用调色剂。可以在干燥条件下通过施加剪切力来添加无机粉末,如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和碳酸钙;或树脂粒子,如乙烯基类树脂、聚酯树脂和硅树脂。这些无机粉末或树脂粒子用作外部添加剂,如流动性助剂或清洁助剂。
在本发明中,优选在此融合步骤中的上述融合之后以后述的速率冷却融合粒子。原因如下:即,已知包含至少一种由碳数目为12~30的高级醇和/或碳数目为12~30的高级脂肪酸构成的酯的防粘剂具有同质多晶现象。例如,E.S.Lutton在J.Am.Oil Chem.Soc.,27,276(1950)中报道称存在多种同质晶型,并且它们分别具有不同的熔点。
通常,为控制这多个多态物的熔点,最普通的是进行热处理。此热处理条件的研究的结果是,发现通过将融合后的调色剂粒子以1~50℃/min的速率冷却,甚至相同的防粘剂也可显示高熔点。由于即使使用相同的防粘剂也可通过所述冷却来升高该防粘剂的熔点,因此可使调色剂的保持性变得更好。在本发明中,所述冷却的速率优选是1~50℃/min,更优选是5~50℃/min,特别优选是10~50℃/min。甚至当速率超过50℃/min时,也看到了相似的效果,但不利之处在于必须扩大冷却用设施的规模。另一方面,当速率小于1℃/min时,不利之处在于难以升高防粘剂的熔点。
通过上述的融合步骤使凝集粒子(母粒子)融合,当进行附着步骤时,在微粒(附加粒子)附着到凝集粒子表面的状态下通过上述的融合步骤使附着步骤中制备的附着粒子融合,从而制得静电潜像显影用调色剂。
在本发明的静电潜像显影用调色剂的制备方法中,由于在调色剂粒子的制备期间没有引起细粉末的产生,因此有利之处在于不必除去在捏合-粉碎方法中粉碎时产生的细粉末或悬浮聚合方法中的原料分散液,并可以简化步骤。此外,由于通过使凝集物融合来形成调色剂粒子并且所述凝集物是在至少均匀分散了树脂粒子、着色剂和防粘剂的状态下凝集的,因此可以均匀地控制该静电潜像显影用调色剂的组成。当通过附着步骤使用至少两种具有不同分子量的树脂粒子时,可以容易地控制静电潜像显影用调色剂的分子量分布。此外,由于像防粘剂那样具有高疏水性的材料可以在调色剂粒子的内部选择性地存在,因此可以降低调色剂粒子表面上的防粘剂的量。
当进行附着步骤时,由本发明的制备静电潜像显影用调色剂的上述方法获得的本发明静电潜像显影用调色剂具有以下结构:其中,在进行附着步骤的情况下,所述凝集粒子是母粒子,并且该母粒子的表面上形成有微粒(附加粒子)覆盖层。该微粒(附加粒子)层的数目可以是一层或两层或多层。一般情况下,层的数目与本发明制备静电潜像显影用调色剂的上述方法中的附着步骤的实施次数相同。
在本发明的静电潜像显影用调色剂中,由使用凝胶渗透色谱测得的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的比率(Mw/Mn)表达的分子量分布优选是4~30,更优选是4~20,特别优选是5~15。当由所述比率(Mw/Mn)表达的分子量分布超过30时,定影图像的透明性、平滑性和混色性不足。特别地,当该静电潜像显影用调色剂在膜上显影或定影时,由光透射显示的图像变成不清楚的暗图像,或变成不可透过的和没有显影的投影图像。当分子量分布小于4时,在高温定影时调色剂的粘度显著下降,并容易发生油墨沾污。另一方面,当由比率(Mw/Mn)表达的分子量分布在上述数值范围内时,不仅定影图像的透明性、平滑性和混色性是足够的,而且可以防止在高温定影时该静电潜像显影用调色剂的粘度下降,并可以有效抑制油墨沾污的发生。
本发明的静电潜像显影用调色剂的各种性能如带电性、显影性、转印性、定影性和清洁性优异,特别是,图像中的平滑性、透明性、混色性和彩色显影性优异。此外,由于稳定地发挥并保持各种性能而不受环境条件的影响,因此可靠性高。
由于由本发明制备静电潜像显影用调色剂的方法来制备本发明静电潜像显影用调色剂,与由捏合-粉碎方法制备的调色剂不同,本发明的调色剂的平均粒径小,其粒度分布窄。
在本发明静电潜像显影用调色剂的粒度分布中,作为它的指数,使用累积分布的D16或D84,可以简单使用体积GSD(体积GSD=(体积D84/体积D16)0.5)或数量GSD(数量GSD=(数量D84/数量D16)0.5)。作为体积GSD,优选是小于等于1.3,更优选是小于等于1.27。当体积GSD超过1.30时,在选择性显影的一些情况下显影性随时间恶化。静电潜像显影用调色剂的平均粒径优选是2μm~9μm,更优选是3μm~8μm。当平均粒径小于2μm时,带电性能容易变得不足,在一些情况下会降低显影性。当平均粒径超过9μm时,在一些情况下会降低图像的分辩率。
由于使用本发明的树脂粒子来制备本发明静电潜像显影用调色剂,该调色剂中不包含残留溶剂。结果,本发明的静电潜像显影用调色剂可改进调色剂的保持性和定影图像的稳定性,此外,还可以抑制在调色剂定影时由残留溶剂衍生的令人不快异味的产生。
本发明的静电潜像显影用调色剂的带电量优选为10μC/g~40μC/g,更优选为15μC/g~35μC/g。当带电量小于10μC/g时,容易发生背景沾污,当带电量超过40μC/g时,容易发生图像浓度的降低。该静电潜像显影用调色剂在夏季的带电量和在冬季的带电量的比率优选是0.5~1.5,更优选是0.7~1.3。当比率在上述优选范围以外时,调色剂对环境的依赖性强烈,带电性能的稳定性缺乏,在一些情况下这在实际上不是优选的。
<静电潜像显影剂>
本发明的静电潜像显影剂至少包含本发明的静电潜像显影用调色剂。除了本发明的静电潜像显影剂包含本发明的静电潜像显影用调色剂以外,本发明的静电潜像显影剂不具有特别的限制,可根据目的采用合适的组分组成。当单独使用本发明的静电潜像显影用调色剂时,将本发明的静电潜像显影剂制备为单组分静电潜像显影剂,或当将所述调色剂与载体结合使用时,将本发明的静电潜像显影剂制备为双组分静电潜像显影剂。
该载体不受特别限制,但例子包括本身己知的载体。例如,可以使用己知的载体,如日本特开昭62-39879和特开昭56-11461中描述的覆盖有树脂的载体。
载体的具体例子包括如下覆盖有树脂的载体。即,载体的内核粒子的例子包括普通铁粉、铁氧体和磁铁矿的成形制品,其平均粒径是约20μm~200μm。用于覆盖内核粒子的覆盖用树脂的例子包括苯乙烯类树脂,例如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯等树脂;α-亚甲基脂肪酸单羧酸树脂,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯等树脂;含氮的丙烯酸类树脂,如甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯树脂;乙烯基腈类树脂,如丙烯腈和甲基丙烯腈等树脂;乙烯基吡啶类树脂,如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等树脂;乙烯基醚类树脂,如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚等树脂;乙烯基酮树脂,如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮等树脂;聚烯烃树脂,如乙烯和丙烯等树脂;硅氧烷树脂,如甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷等树脂;乙烯基类含氟单体如偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟乙烯的共聚物;包含双酚或二醇的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂。
这些树脂可以单独使用,或可以结合使用它们中的两种或多种。相对于载体,覆盖用树脂的量是约0.1~10质量份,优选是0.5~3.0质量份。为制备该载体,可以使用加热型捏合机、加热型亨舍尔(Henschel)混合机和UM混合机,或根据覆盖用树脂的量可以使用加热型流化轧制床(rollingbed)和加热型窑炉。
在本发明的静电潜像显影剂中本发明的静电潜像显影用调色剂和载体的混合比率不受特别限制,但可以根据目的而适当地选择。
<成像方法>
本发明的成像方法包括:潜像形成步骤,即,在潜像承载体表面上形成静电潜像的步骤;显影步骤,即,使所述潜像承载体表面上形成的静电潜像显影,以形成调色剂图像的步骤;转印步骤,即,将所述潜像承载体表面上形成的调色剂图像转印到转印接受体表面的步骤;以及定影步骤,即,对转印到所述转印接受体表面上的调色剂图像进行热定影的步骤,而且将本发明的静电潜像显影剂用作上述的显影剂。
上述的各步骤本身是一般步骤,其描述于例如日本特开昭56-40868和特开昭49-91231。本发明的成像方法可以由本身已知的成像设备如复印机和传真机来进行。
潜像形成步骤是在潜像承载体表面上形成静电潜像的步骤。显影步骤是用显影剂支承体上的显影剂层使所述静电潜像显影以形成调色剂图像的步骤。该显影剂层不受特别限制,只要它包含本发明的静电潜像显影剂即可,所述的显影剂包含本发明的静电潜像显影用调色剂。转印步骤是将所述调色剂图像转印到转印接受体表面的步骤。此外,采用定影机对转印到所述转印接受体表面上的调色剂图像进行热定影,并形成最终的调色剂图像(定影步骤)。在采用定影机进行热定影时,通常向定影机中的定影部件供应防粘剂以防止油墨沾污。
优选本发明的成像方法在所述转印步骤之后进一步包括对所述潜像承载体表面上的残留调色剂进行回收的清洁步骤,和将所述清洁步骤中回收的残留调色剂输送到显影剂支承体的循环步骤。该清洁步骤是除去残留在潜像承载体表面上的静电潜像显影剂的步骤。该循环步骤是将所述清洁步骤中回收的残留调色剂转移到显影剂支承体的显影剂层的步骤。
可以通过使用成像设备如调色剂循环***型复印机和传真机进行包括此循环步骤的这一形式的成像方法。或者,这也可以应用于省略了清洁步骤而在显影的同时回收调色剂的方式的循环***。
[实施例]
以下根据实施例进一步详细解释本发明,但本发明决不受这些实施例的限制。以下,“份”表示质量份。
使用库尔特颗粒计数仪(商品名:TA2型,由Coulter制造)测量静电潜像显影用调色剂的平均粒径。使用激光衍射型粒度分布测量设备(商品名:LA-700,由堀场制作所制造)测量树脂粒子、着色剂和防粘剂的平均粒径。
此外,通过使用由富士施乐公司制造的Docu Centre Color500CP改造机来形成图像,并由肉眼观察在初始阶段和在第50000张纸时的图像质量(实心图像区域的不均匀性)和背景沾污,以此评估静电潜像显影剂。评估标准如下。
图像质量(实心图像区域的不均匀性)的评估标准
a:当由肉眼观察定影图像的实心部分时,不能辨别出光泽部分和非光泽部分(具有低光泽的部分),或它们是均匀的,并且在光泽部分和非光泽部分之间没有不适感。
c:显然,光泽部分和非光泽部分的区域差别显著,并且存在不适感。背景沾污的评估标准
a:不能以肉眼辨别出调色剂附着。
c:以肉眼可知调色剂沾污显著,并且相对于纸色存在不适感。
由富士施乐公司制造的Docu Centre Color500CP改造机是可以实施本发明的成像方法的设备。
实施例和对比例中所得的评估结果总结于表1。
[实施例1]
<树脂粒子分散液(1)的制备>
γ-癸内酯 200份
三氟甲磺酸钪 2份
苯乙烯 100份
丙烯酸丁酯 100份
丙烯酸 4份
AIBN(偶氮二异丁腈) 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合并溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),乳化此物质以使平均粒径为1μm或更小,并在50℃的反应温度下进行15小时的内酯开环聚合。然后,进行氮气置换同时缓慢混合原料10分钟,采用油浴在搅拌下加热该烧瓶直到内容物变成70℃,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(1)。
[实施例2]
<树脂粒子分散液(2)的制备>
环十五烷内酯 200份
脂肪酶(衍生自假单胞菌属(Pseudomonas genus)生物体) 50份
苯乙烯 100份
丙烯酸丁酯 100份
丙烯酸 4份
AIBN(偶氮二异丁腈) 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合并溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),乳化此物质以使平均粒径为1μm或更小,并在50℃的反应温度下进行内酯开环聚合50小时。然后,进行氮气置换,同时缓慢混合原料10小时,采用油浴在搅拌下加热该烧瓶直到内容物变成70℃,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(2)。
[实施例3]
<树脂粒子分散液(3)的制备>
环十五烷内酯 200份
1,2,4-苯三羧酸 5份
三氟甲磺酸钪 2份
苯乙烯 100份
丙烯酸丁酯 100份
丙烯酸 4份
AIBN(偶氮二异丁腈) 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合并溶解,在烧瓶中将此物质分散于溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),乳化此物质以使平均粒径为1μm或更小,并在50℃的反应温度下进行内酯开环聚合15小时。然后,进行氮气置换,同时缓慢混合原料10小时,采用油浴在搅拌下加热该烧瓶直到内容物变成70℃,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(3)。
[对比例1]
<对比树脂粒子分散液(1)的制备>
环十五烷内酯 200份
有机锡催化剂 10份
将以上组分放入烧瓶,并在100℃的反应温度下反应10小时,同时混合和搅拌原料以合成树脂。
然后,向此烧瓶中混合:
苯乙烯 100份
丙烯酸丁酯 100份
丙烯酸 4份
AIBN(偶氮二异丁腈) 100份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液是通过向582份离子交换水中加入8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造)获得,采用转子定子型均化器(商品名:Ultratalax,由IKA制造)乳化此物质使得平均粒径为1μm或更小。然后,进行氮气置换,同时缓慢混合原料10分钟,采用油浴在搅拌下加热该烧瓶直到内容物变成70℃,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得对比树脂粒子分散液(1)。
[实施例4]
<静电潜像显影用调色剂(1)的制备>
-着色剂分散液(1)的制备-
酞菁颜料(商品名:PV FAST BLUE,由大日精化(株)制造) 60份
阴离子表面活性剂(商品名:Ionet D-2,由三洋化成(株)制造) 2份
离子交换水 300份
将以上组分混合、溶解并使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,以制备着色剂分散液(1),其中分散了具有160nm的平均粒径的着色剂(酞菁颜料)。
-防粘剂分散液(1)的制备-
季戊四醇的二十二烷酸酯 100份
(商品名:Rikestar EW-861,HLB=3.2,由Riken Vitamin Co.,Ltd.制造)
阴离子表面活性剂 6份
(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造)
离子交换水 1000份
将以上组分加热到90℃,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并采用压力释放型均化器作悬浮处理以制备防粘剂分散液(1),其中分散了平均粒径为330nm的防粘剂(季戊四醇的二十二烷酸酯)。
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(1) 240份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 100份
阳离子表面活性剂 2份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到47℃。使烧瓶在47℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径约为5.1μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(1),升高热油浴的温度,并使其在48℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径约为5.5μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入6份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),并将此物质加热到94℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,将反应产物以10℃/min的速率冷却之后,将其过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(1)。
所得的静电潜像显影用调色剂(1)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(1)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(1)。
<静电潜像显影剂(1)的制备>
将100份铁氧体粒子(由Powder-Tech Co.,Ltd.制造;平均粒径50μm)和1份甲基丙烯酸酯树脂(由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造;分子量95000)与500份甲苯一起放入压力型捏合机,在常温下混合原料15分钟,将温度升高到70℃,同时在减压下混合它们,蒸馏出甲苯,将此物质冷却,使用105μm筛网分级以获得铁氧体载体(覆盖有树脂的载体)。混合此铁氧体载体和经外部添加的静电潜像显影用调色剂(1)以制备调色剂浓度为7质量%的双组分静电潜像显影剂(1)。使用静电潜像显影剂(1)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例5]
<静电潜像显影用调色剂(2)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(2) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到48℃。在48℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径约为5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(2),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,保持5小时。其后,在将反应产物以40℃/min的速率冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(2)。
所得的静电潜像显影用调色剂(2)的平均粒径是5.6μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(2)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(2)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(2),不同之处在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(2)。使用静电潜像显影剂(2)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例6]
<静电潜像显影用调色剂(3)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(3) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到48℃。在48℃下保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(3),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,将反应产物以40℃/min的速率冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(3)。
获得的静电潜像显影用调色剂(3)的平均粒径是5.3μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(3)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(3)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(3),区别在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(3)。使用静电潜像显影剂(3)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[对比例2]
<对比静电潜像显影用调色剂(1)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
对比树脂粒子分散液(1) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 40份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到49℃。在49℃保持20分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入70份作为树脂微粒分散液的对比树脂粒子分散液(1),升高热油浴的温度,并在50℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.4μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到97℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,将反应产物以20℃/min的速率冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器在40℃干燥10小时以获得对比静电潜像显影用调色剂(1)。
获得的对比静电潜像显影用调色剂(1)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的对比静电潜像显影用调色剂(1)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(1)。
根据实施例4所述的相同方式,制备对比静电潜像显影剂(1),区别在于使用了经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(1)。使用对比静电潜像显影剂(1)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[表1]
根据表1所示的结果,如下内容是显而易见的。即,与对比静电潜像显影剂(1)相比,静电潜像显影剂(1)~(3)在实心图像区域的不均匀性较小,均匀性优异,并难以产生图像质量中的雾状模糊(fog)。此外,图像质量的稳定性也更好。
在如下实施例中,使用凝胶渗透色谱(商品名:HLC-8120 GPC,由Tosoh Corporation制造)测量聚酯树脂粒子中的树脂和静电潜像显影用调色剂中的树脂的分子量和分子量分布。
在3℃/min的升温速率下,使用差示扫描量热仪(商品名:DSC-50,由岛津制作所制造)测量聚酯树脂粒子中的树脂和静电潜像显影用调色剂中的树脂的玻璃化转变点。
此外,通过使用富士施乐公司制造的Docu Centre Color500CP改造机来形成图像,并由肉眼观察初始图像质量和在第50000张纸时获得的图像的背景沾污,以此进行静电潜像显影剂的评估。评估标准如下:
a:经肉眼观察,不能辨别出调色剂附着。
b:经肉眼观察,发现调色剂沾污略微明显,相对于纸色几乎不存在不适感。
c:经肉眼观察,发现调色剂沾污显著,相对于纸色存在不适感。
进行静电潜像显影剂的总体评估。评估标准如下:
a:可以在低温下合成聚酯树脂粒子,图像背景处的沾污不存在,或不显著。
c:不能在低温下合成聚酯树脂粒子。
在实施例和对比例中获得的评估结果总结于表2。
[实施例7]
<树脂粒子分散液(4)的制备>
-聚酯树脂(1)的制备-
癸二酸 789.0份
乙二醇 310.5份
间苯二甲酸-5-磺酸钠 199.7份
富马酸 40.7份
二丁基锡 2.0份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)在烧瓶中混合,在减压下加热到240℃以进行脱水缩合6小时,从而获得聚酯树脂(1)。
-聚酯树脂粒子(1)的制备-
聚酯树脂(1) 60份
γ-癸内酯 40份
三氟甲磺酸钪 2份
将以上组分(除聚酯树脂(1)以外均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,使用Ultratalax(由IKA Japan制造)将此物质在烧瓶中强制乳化并分散于以下溶液,该溶液中,在250份离子交换水中溶解了4份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和5份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),其后采用纳米混合机(nanomizer,由Yoshida Kikai Co.,Ltd.制造)乳化调节该悬浮液,使得平均粒径为1μm或更小,在50℃的反应温度下进行内酯开环聚合15小时,获得其中分散了聚酯树脂粒子(1)的树脂粒子分散液(4)。
[实施例8]
<树脂粒子分散液(5)的制备>
-聚酯树脂(2)的制备-
聚酯树脂(1) 50份
环十五烷内酯 50份
脂肪酶 20份
(衍生自假单胞菌属(Pseudomonas genus)生物体)
与实施例1中聚酯树脂粒子分散液(1)的制造一样,混合以上组分而获得其中分散了聚酯树脂粒子(2)的树脂粒子分散液(5)。
[实施例9]
<树脂粒子分散液(6)的制备>
-聚酯树脂(3)的制备-
聚酯树脂(1) 50份
1,2,4-苯三羧酸 1份
环十五烷内酯 50份
三氟甲磺酸钪 2份
将以上组分(除聚酯树脂(1)以外均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,使用Ultratalax(由IKA Japan制造)在烧瓶中将此物质分散于以下溶液中,该溶液中,在250份离子交换水中溶解了4份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和5份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),采用纳米混合机(由Yoshida KikaiCo.,Ltd.制造)乳化此物质,使得平均粒径为1μm或更小,并在60℃的反应温度下进行内酯开环聚合12小时。获得其中分散了聚酯树脂粒子(3)的树脂粒子分散液(6)。
[对比例3]
<对比树脂粒子分散液(2)的制备>
-对比聚酯树脂粒子(1)的制备-
聚酯树脂(1) 50份
环十五烷内酯 50份
有机锡催化剂 0.5份
将以上组分放入烧瓶中,在混合和搅拌原料的同时,使其在160℃的反应温度下反应3小时,冷却以合成树脂。
然后,使用机械粉碎机将此树脂微粒化至平均粒径为20μm。难以微粒化至1μm或更小。为此原因,然后,将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在200份离子交换水中溶解了2份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和1份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),在加热(160℃)条件在130MPa的压力下使用纳米混合机加热***将平均粒径调节至1μm或更小,以获得其中分散了对比聚酯树脂粒子(1)的对比树脂粒子分散液(2)。
[实施例10]
<静电潜像显影用调色剂(4)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(4) 240份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 100份
阳离子表面活性剂 2份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到47℃。在47℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.1μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(4),升高热油浴的温度,并在48℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.5μm的凝集粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入6份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到94℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以10℃/min的速率将反应产物冷却之后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(4)。
获得的静电潜像显影用调色剂(4)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(4)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(4)。
<静电潜像显影剂(4)的制备>
将100份铁氧体粒子(由Powder-Tech Co.,Ltd.制造,平均粒径50μm)和1份甲基丙烯酸酯树脂(由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造,分子量95000)与500份甲苯一起放入压力型捏合机,在常温下混合原料15分钟,将温度升高到70℃同时在减压下混合原料,蒸馏出甲苯,将此物质冷却,使用105μm筛网分级以获得铁氧体载体(覆盖有树脂的载体)。混合此铁氧体载体和经外部添加的静电潜像显影用调色剂(4)以制备调色剂浓度为7质量%的双组分静电潜像显影剂(4)。使用静电潜像显影剂(4)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例11]
<静电潜像显影用调色剂(5)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(5) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到48℃。在48℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(5),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以40℃/min的速率将反应产物冷却至室温之后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(5)。
获得的静电潜像显影用调色剂(5)的平均粒径是5.6μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(5)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(5)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(5),区别在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(5)。使用静电潜像显影剂(5)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例12]
<静电潜像显影用调色剂(6)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(6) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到48℃。在48℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(6),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以40℃/min的速率将反应产物冷却至室温之后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(6)。
获得的静电潜像显影用调色剂(6)的平均粒径是5.3μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(6)中,采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(6)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(6),区别在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(6)。使用静电潜像显影剂(6)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[对比例4]
<对比静电潜像显影用调色剂(2)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
对比树脂粒子分散液(2) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 40份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到49℃。在49℃下保持20分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入70份作为树脂微粒分散液的对比树脂粒子分散液(2),升高热油浴的温度,并在50℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.4μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到97℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以20℃/min的速率将反应产物冷却至室温之后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器在40℃干燥10小时以获得对比静电潜像显影用调色剂(2)。
获得的对比静电潜像显影用调色剂(2)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的对比静电潜像显影用调色剂(2)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(2)。
根据如实施例4所述的相同方式,制备对比静电潜像显影剂(2),区别在于使用了经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(2)。使用对比静电潜像显影剂(2)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[表2]
*1:该能量消耗是通过与使用氧化锡催化剂时的聚酯树脂粒子的合成温度(150℃-200℃)相比而获得的。小于70%的情况是“a”,等于或大于70%的情况是“c”。
*2:根据树脂的加热微粒化条件的不同,可以预料到粒子表面因受热而发生的变性会导致带电性的劣化。
根据表2中显示的结果,如下内容是显而易见的:即,与对比静电潜像显影剂(2)相比,静电潜像显影剂(4)~(6)具有较少的粒子制造工序,合成树脂所必需的加热温度较低。图像质量中的均匀性优异,并难以产生雾状模糊(fog)。此外,图像质量的稳定性也更好。
在如下实施例中,通过使用由富士施乐公司制造的Docu CentreColor500CP改造机来形成图像,并由肉眼观察在初始阶段和在第50000张纸时的图像质量(实心图像区域的不均匀性),以此进行静电潜像显影剂的评估。评估标准如下:
图像质量(实心图像区域的不均匀性)的评估标准
a:当由肉眼观察定影图像的实心部分时,不能辨别出光泽部分和非光泽部分(具有低光泽的部分),或它们是均匀的,并且在光泽部分和非光泽部分之间没有不适感。
c:显然,光泽部分和非光泽部分的区域差异显著,并存在不适感。背景沾污的评估标准
a:不能由肉眼辨别出调色剂附着。
c:经肉眼观察,调色剂沾污是显著的,并且相对于纸色存在不适感。
由如下方法进行折痕定影强度的评估:使用由富士施乐公司制造的Docu Centre Color500CP改造机制备未定影的实心样品。调节实心样品使得实心样品中调色剂每单位面积的质量是0.7mg/cm2~0.8mg/cm2。使用的纸是ecolor081A4纸(由富士施乐Office Supply Co.,Ltd.制造)。
作为定影方法,取出该改造机的定影部件,单独地按试验方式制备温度可控的定影台,并使用此部件。调节定影条件使得定影后的图像的光泽(光亮)为30%(75~70度测量/3GM-260TYPE:由村上色彩研究所制造),并获得定影的图像。
在将获得的定影样品折成一半之后,用重量为约500g的辊(外形600mm,由黄铜制成)在此折叠位置上碾压,由抹布轻轻擦拭定影图像的折痕,观察图像的缺失状态。
通过根据如下标准的感官评估进行评估。
a:形成折痕,但不存在图像的缺失状态,或稍有缺失。
b:看见白色的微小折痕,图像部分地缺失。
c:白色带状折痕显著,发现图像的一半或一半以上缺失。
由如下方法进行氯乙烯附着的评估:由柔性氯乙烯膜(DOP增塑剂:30%添加物)覆盖制备用于折痕定影强度评估的定影样品,每单位面积加载300g的重物,并使其在恒温槽中在70%湿度、40℃静置10小时。其后,将经覆盖的样品取出,将其在室温下静置1小时。
然后,剥离此氯乙烯膜,根据如下标准评估图像的缺失状态。
a:图像没有缺失。
c:图像存在缺失。
由富士施乐公司制造的Docu Centre Color500CP改造机是可以实施本发明成像方法的设备。
[实施例13]
<树脂粒子分散液(7)的制备>
2-亚甲基-1,3-二氧庚环 200份
丙烯酸丁酯 200份
丙烯酸 20份
AIBN(偶氮二异丁腈) 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),乳化该分散液使得平均粒径为1μm,进行氮气置换,并在70℃的反应温度下使其聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(7)。
[实施例14]
<树脂粒子分散液(8)的制备>
2-亚甲基-1,3-二氧戊环 200份
苯乙烯 200份
丙烯酸丁酯 50份
丙烯酸 10份
AIBN 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),乳化该分散液使得平均粒径为1μm,进行氮气置换同时缓慢混合原料10分钟,在油浴中将内容物加热到70℃同时搅拌***内部,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(8)。
[实施例15]
<树脂粒子分散液(9)的制备>
2-亚甲基-1,3-二氧庚环 100份
苯乙烯 250份
丙烯酸正丁酯 30份
丙烯酸 8份
十二烷硫醇 24份
四溴化碳 4份
将以上组分混合和溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在550g离子交换水中溶解了6g非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 400,由三洋化成(株)制造)和阴离子表面活性剂(商品名:NeogenSC,由第一工业制药(株)制造),乳化此物质,在将原料缓慢混合10分钟的同时在其中加入溶解了4g过硫酸铵的50g离子交换水,进行氮气置换,采用油浴对其进行加热,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得树脂粒子分散液(9)。
[对比例5]
<对比树脂粒子分散液(3)的制备>
苯乙烯 100份
丙烯酸丁酯 100份
丙烯酸 4份
AIBN 10份
将以上组分(均由和光纯药(株)制造)混合和溶解,在烧瓶中将此物质分散于以下溶液,该溶液中,在582份离子交换水中溶解了8份非离子性表面活性剂(商品名:Nonipol 85,由三洋化成(株)制造)和10份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),采用转子定子类型均化器(商品名:Ultratalax,由IKA制造)乳化此物质以使平均粒径为1μm或更小。其后,进行氮气置换,同时缓慢混合材料10分钟,将内容物在油浴中加热到70℃同时搅拌***内部,照这样继续乳液聚合7小时,从而制得对比树脂粒子分散液(3)。
[实施例16]
<静电潜像显影用调色剂(7)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(7) 240份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 100份
阳离子表面活性剂 2份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到47℃。在47℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.1μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(7),升高热油浴的温度,并在48℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.5μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入6份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到94℃同时持续搅拌,保持5小时。其后,在将反应产物以10℃/min的速率冷却之后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(7)。
获得的静电潜像显影用调色剂(7)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(7)中,采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(7)。
<静电潜像显影剂(7)的制备>
将100份铁氧体粒子(由Powder-Tech制造;平均粒径50μm)和1份甲基丙烯酸酯树脂(由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.制造;分子量95000)与500份甲苯一起放入压力型捏合机,在常温下混合原料15分钟,将温度升高到70℃同时在减压下混合原料以蒸馏出甲苯,将此物质冷却,使用105μm筛网分级以制得铁氧体载体(覆盖有树脂的载体)。混合此铁氧体载体和经外部添加的静电潜像显影用调色剂(7)以制备调色剂浓度为7质量%的双组分静电潜像显影剂(7)。使用静电潜像显影剂(7)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例17]
<静电潜像显影用调色剂(8)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(8) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到48℃。在48℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(8),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以40℃/min的速率将反应产物冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(8)。
获得的静电潜像显影用调色剂(8)的平均粒径是5.6μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(8)中,采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(8)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(8),区别在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(8)。使用静电潜像显影剂(8)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[实施例18]
<静电潜像显影用调色剂(9)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
树脂粒子分散液(9) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 130份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Kotamine 24P,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,在热油浴中加热到48℃。在48℃保持30分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入50份作为树脂微粒分散液的树脂粒子分散液(9),升高热油浴的温度,并在51℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.3μm的附着粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到90℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以40℃/min的速率将反应产物冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥以获得静电潜像显影用调色剂(9)。
获得的静电潜像显影用调色剂(9)的平均粒径是5.3μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的静电潜像显影用调色剂(9)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的静电潜像显影用调色剂(9)。
根据实施例4所述的相同方式,制备静电潜像显影剂(9),区别在于使用了经外部添加的静电潜像显影用调色剂(9)。使用静电潜像显影剂(9)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[对比例6]
<对比静电潜像显影用调色剂(3)的制备>
-凝集粒子的制备(凝集步骤)-
对比树脂粒子分散液(3) 250份
着色剂分散液(1) 40份
防粘剂分散液(1) 40份
阳离子表面活性剂 5份
(商品名:Sanizol B50,由花王公司制造)
离子交换水 300份
将以上组分放入圆型不锈钢烧瓶,使用均化器(商品名:Ultratalax T50,由IKA制造)分散,并在热油浴中加热到49℃。在49℃保持20分钟之后,采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.0μm的凝集粒子。
-附着粒子的制备(附着步骤)-
向此凝集粒子分散液中缓慢加入70份作为树脂微粒分散液的对比树脂粒子分散液(3),升高热油浴的温度,并在50℃保持1小时。采用光学显微镜观察此物质,经确认形成了平均粒径为约5.4μm的凝集粒子。
-附着粒子的融合(融合步骤)-
向此物质加入7份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen SC,由第一工业制药(株)制造),将此物质加热到97℃同时持续搅拌,并保持5小时。其后,在以20℃/min的速率将反应产物冷却至室温后,将反应产物过滤,采用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器在40℃干燥10小时以获得对比静电潜像显影用调色剂(3)。
获得的对比静电潜像显影用调色剂(3)的平均粒径是5.7μm。将一份胶体二氧化硅(商品名:R972,由Aerosil制造)从外部加入到100份所得的对比静电潜像显影用调色剂(3)中,并采用Henschel混合机混合此物质以获得经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(3)。
根据实施例4所述的相同方式,制备对比静电潜像显影剂(3),区别在于使用了经外部添加的对比静电潜像显影用调色剂(3)。使用对比静电潜像显影剂(3)按上述方法进行成像,并评估图像质量。
[表3]
根据表3所示的结果,如下内容是显而易见的。即,与对比静电潜像显影剂(3)相比,静电潜像显影剂(7)~(9)的实心图像区域的不均匀性较小,均匀性优异,并难以产生图像质量中的雾状模糊。此外,它们的图像质量稳定性以及防氯乙烯附着性也更好。
Claims (16)
1.一种生产树脂粒子的方法,该方法包括:
乳化步骤,该乳化步骤使至少包含可聚合单体和聚合催化剂的组合物乳化以形成该组合物的液滴,和
聚合步骤,该聚合步骤使该液滴中的所述可聚合单体聚合以合成树脂粒子,
其中,所述组合物是:
组合物A:包含乙烯基类单体、内酯、用于聚合该乙烯基类单体的乙烯基类单体聚合催化剂以及用于聚合该内酯的内酯聚合催化剂的组合物。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述聚合步骤至少包括:使组合物A的液滴中的所述内酯聚合以合成聚酯树脂的内酯聚合步骤;以及使该液滴中的乙烯基类单体聚合以合成乙烯基类树脂的乙烯基类单体聚合步骤。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述乙烯基类单体是不饱和羧酸酯。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述内酯聚合催化剂是以钪作为构成元素的路易斯酸催化剂。
5.如权利要求4所述的方法,其中,以钪作为构成元素的所述路易斯酸催化剂是由如下通式表示的三氟甲磺酸钪:Sc(OSO2CF3)3。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述内酯聚合催化剂是酶催化剂。
7.一种树脂粒子,该树脂粒子由权利要求1的方法生产。
8.如权利要求7所述的树脂粒子,其中,该树脂粒子的平均粒径是0.01μm~1μm。
9.一种静电潜像显影用调色剂的生产方法,该方法包括:
凝集步骤,该凝集步骤将其中分散了权利要求7所述的树脂粒子的树脂粒子分散液、其中分散了着色剂的着色剂分散液和其中分散了防粘剂的防粘剂分散液混合,以形成包含树脂粒子、着色剂和防粘剂的凝集粒子,从而获得凝集粒子分散液,
附着步骤,该附着步骤将其中分散了微粒的微粒分散液添加到所述凝集粒子分散液中,将它们混合,并使所述微粒附着于所述凝集粒子,从而形成附着粒子,以及
融合步骤,该融合步骤是加热融合所述凝集粒子的步骤。
10.如权利要求9所述的方法,其中,所述凝集步骤中的添加和混合是分成多次逐步地进行的。
11.如权利要求9所述的方法,其中,所述方法在该融合步骤之后进一步包括冷却步骤。
12.如权利要求9所述的方法,其中,所述防粘剂包含如下物质中的至少一种物质:碳数目为12~30的高级醇和碳数目为12~30的高级脂肪酸。
13.一种静电潜像显影用调色剂,该调色剂由权利要求9所述的方法制备。
14.一种静电潜像显影剂,该显影剂至少包含权利要求13所述的静电潜像显影用调色剂。
15.一种成像方法,该方法包括:
潜像形成步骤,即,在潜像承载体表面上形成静电潜像的步骤;
显影步骤,即,使用支承在显影剂支承体中的显影剂,使在所述潜像承载体表面上形成的静电潜像显影,以形成调色剂图像的步骤;
转印步骤,即,将所述潜像承载体表面上形成的调色剂图像转印到转印接受体表面上的步骤;以及
定影步骤,即,对转印到所述转印接受体表面上的调色剂图像进行热定影的步骤,其中,所述显影剂是权利要求14所述的静电潜像显影剂。
16.如权利要求15所述的成像方法,其中,所述方法在所述转印步骤之后进一步包括:对所述潜像承载体表面上的残留调色剂进行回收的清洁步骤,和将所述清洁步骤中回收的残留调色剂输送到显影剂支承体的循环步骤。
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