CN101107575A - 液体显影剂的制造方法及液体显影剂 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂,另外还提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、构成调色剂粒子的各种成分的特性得以充分发挥的液体显影剂,另外还提供一种耐偏移性(脱模性)优良的液体显影剂,此外还提供一种可以高效地制造该液体显影剂的液体显影剂的制造方法。尤其是可以通过对环境无害的方法来提供上述液体显影剂。本发明的液体显影剂的制造方法包括以下工序:准备在由水系液体构成的水系分散介质中分散有由含有树脂材料的材料构成的分散质的水系分散液;通过将水系分散液作为液滴进行喷雾来除去水系分散介质,将作为液滴中含有的多个分散质的凝聚体而得到的调色剂粒子直接分散到绝缘性液体中。
Description
技术领域
本发明涉及液体显影剂的制造方法以及液体显影剂。
背景技术
对于为了使形成在载像体上的静电潜像显影而使用的显影剂,有基于干式调色剂的方法和使用通过将调色剂分散在电绝缘性的载液中而得到的液体显影剂的方法,在所述基于干式调色剂的方法中,在干式状态下使用由含有颜料等着色剂和粘结树脂的材料构成的调色剂。
使用干式调色剂的方法由于使用固体状态的调色剂,因此具有便于使用的优点,但是也存在着粉体会对人体等带来不良影响、调色剂的飞散会造成污染、以及分散调色剂时的均匀性等问题。另外,干式调色剂还存在着以下问题:在保存时粒子容易发生凝聚,从而难以充分地减小调色剂粒子的大小,进而导致难以形成高解析度的调色剂图像。另外,当使调色剂粒子的大小较小时,上述由于粉体而造成的问题更为显著。
另一方面,在使用液体显影剂的方法中,为了在保存时有效地防止液体显影剂中的调色剂粒子的凝聚,可以使用微小的调色剂粒子,另外,可以使用低软化点(低软化温度)的粘结树脂。由此,使用液体显影剂的方法具有以下特征:细线图像的再现性、色调再现性、彩色的再现性优良,另外,也是优良的高速形成图像的方法。
以往,通过以下等方法来制造液体显影剂。即:粉碎法,通过粉碎树脂来制造调色剂(例如,参照日本专利文献特开平7-234551号公报);聚合法,通过在电绝缘性液体中聚合单体成分而在所述电绝缘性液体中形成不溶解的树脂微粒子(例如,参照日本专利文献特开平7-234551号公报);析出法,一边搅拌一边将对树脂材料不具有溶解性的溶剂添加到通过在非水系的溶剂中溶解树脂材料和颜料而得到的溶液中,由此使树脂材料析出(例如,参照日本专利文献特开2003-345071号公报)。
但是,以往的液体显影剂的制造方法存在以下问题。
即,在粉碎法中,难以将调色剂粒子粉碎成足够小的大小(例如,5μm以下),为了使调色剂粒子的大小成为可以充分发挥使用上述液体显影剂的效果的大小,需要非常长的时间、非常高的粉碎能量,因此液体显影剂的生产率非常低。另外,在粉碎法中,调色剂粒子的粒度分布容易变得宽广(粒径的差异容易变大),另外,调色剂粒子的形状为无定形形状,容易变得不均匀。其结果是,各调色剂粒子间的特性(例如带电特性)的差异容易变大。另外,虽然也可考虑对树脂进行干式粉碎,而不是无极性溶剂(绝缘性液体)中的湿式粉碎,但是此时,即使由于粉碎而形成了微粉末,该微粉末也易于凝聚,从而难以使调色剂粒子的大小足够小。
另外,在聚合法中,难以恰当地形成聚合反应的条件,这意味着难以生成分子量适当的树脂材料,或者难以形成期望大小的调色剂粒子。另外,也难以充分地减小调色剂粒子的大小差异。因此,容易导致调色剂的质量稳定性、可靠性降低。另外,在聚合法中,调色剂粒子的形成需要较长的时间,从而导致液体显影剂的生产率降低。另外,在聚合法中,通常需要大型的生产装置、生产设备。
另外,析出法存在以下问题:当树脂材料析出时,各种材料(尤其是颜料)容易凝聚,从而导致各个调色剂粒子之间的组成、特性的差异容易变大。另外,在析出法中,由于颜料容易发生凝聚,因此当使用所得到的液体显影剂时,难以形成具有足够透明性的(鲜明的)图像。
另外,通过以往的方法制造的液体显影剂往往还存在着调色剂粒子相对于纸张等记录介质的定影性能低下的问题。另外,往往还存在着调色剂粒子定影在纸张等记录介质上之后容易产生偏移(offset)的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂,另外还提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、构成调色剂粒子的各种成分的特性得以充分发挥的液体显影剂,另外还提供一种耐偏移性(anti-offset properties)(脱模性(mold release properties))优良的液体显影剂,此外还提供一种可以高效地制造该液体显影剂的液体显影剂的制造方法。尤其是可以通过对环境无害的方法来提供上述液体显影剂。
上述目的通过下述发明来达到。
本发明的液体显影剂的制造方法用于制造在绝缘性液体中分散有调色剂粒子的液体显影剂,其特征在于,包括以下工序:准备在由水系液体构成的水系分散介质中分散有由含有树脂材料的材料构成的分散质的水系分散液的工序;通过将所述水系分散液作为液滴进行喷雾来除去所述水系分散介质,将作为所述液滴中含有的多个所述分散质的凝聚体而得到的调色剂粒子直接分散到所述绝缘性液体中的工序。
由此,可以提供一种能够高效(高生产率)制造粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂的液体显影剂制造方法,尤其是可以提供一种通过对环境无害的方法来制造粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂的液体显影剂制造方法。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为0.01~1.0μm。
由此,可以得到圆形度足够高、各个粒子之间(调色剂粒子之间)的特性、形状的均匀性特别优良的调色剂粒子。另外,由此可以使水系分散液的喷雾条件更加稳定。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:当所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为Dm(μm)、所述调色剂粒子的平均粒径为Dt(μm)时,满足0.005≤Dm/Dt≤0.5的关系。
由此,可以使各个调色剂粒子之间的形状、大小的差异特别小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:当所述液滴的平均粒径为Dd(μm)、所述分散液中的所述分散质的平均粒径为Dm(μm)时,满足Dm/Dd<0.5的关系。
由此,在制造调色剂时可以充分地发挥分散液的特长(轧液性的好坏等),并且可以使调色剂粒子的粒径差异更小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:当所述液滴的平均粒径为Dd(μm)、所述调色剂粒子的平均粒径为Dt(μm)时,满足0.05≤Dt/Dd≤1.0的关系。
由此,能够比较容易地得到足够微小、圆形度大、并且粒度分布(sharp)的调色剂粒子。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述水系分散液的液滴包含含有互不相同的材料的多种分散质。
由此,可以提供一种能够高效(高生产率)制造粒度分布的范围小、具有均匀的形状、构成调色剂粒子的各种成分的特性得以充分发挥的液体显影剂的液体显影剂制造方法,尤其是可以提供一种通过对环境无害的方法来制造粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂的液体显影剂制造方法。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:通过喷出包含含有互不相同的材料的多种分散质的所述水系分散液来形成所述水系分散液的液滴。
由此,可以从液滴中除去水系分散介质,并得到作为液滴中含有的多种分散质的凝聚体的调色剂粒子。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:通过混合分散有第一分散质的第一分散液和分散有第二分散质的第二分散液来调制所述水系分散液,其中,所述第二分散质含有与构成所述第一分散质的材料不同的材料。
由此,例如即使当调色剂的构成材料中含有难以相互分散或相溶的成分时,通过将其作为不同的分散液(第一分散液、第二分散液)进行调制并对其进行混合而得到水系分散液,可以使多种分散质更加均匀地进行分散。由此,可以使最终得到的液体显影剂中的各个调色剂粒子之间的特性差异更小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:通过使分散有第一分散质的第一分散液的第一液滴和分散有第二分散质的第二分散液的第二液滴冲撞并合而为一来得到所述水系分散液的液滴,然后通过从所述水系分散液的液滴中除去所述水系分散介质来得到所述凝聚体,其中,所述第二分散质含有与构成所述第一分散质的材料不同的材料。
由此,即使第一分散液和第二分散液的比重等不同而难以混合,也可以使形成的液滴的组成大致均匀。由此,可以进一步缩小最终得到的液体显影剂中的各个调色剂粒子之间的特性差异。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:在所述第一分散液和所述第二分散液中的仅一个分散液中含有着色剂,仅在另一个分散液中含有树脂材料。
由此,当将最终得到的调色剂转印到纸张等转移介质(记录介质)上时,可以有效地防止偏色(color shift)或渗色(color blur)等。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:在所述第一分散液和所述第二分散液中的仅一个分散液中含有着色剂,仅在另一个分散液中含有带电控制剂。
当同时使用着色剂和带电控制剂时,根据着色剂的种类不同(尤其是当为碳黑时),有时会由于着色剂与带电控制剂接触而损害带电控制剂的功能。但是,通过如上所述使其包含在不同的分散液中,可以使着色剂和带电控制剂在适度分离开的状态下存在于得到的调色剂粒子中,因此可以使最终得到的调色剂粒子可以保持优良的显色性并具有优良的带电特性。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述调色剂粒子含有所述树脂材料的吸水量以上的水分。
由此,可以使调色剂粒子对记录介质的定影性特别优良。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述调色剂粒子的含水量为0.3~5.0wt%。
由此,可以使调色剂粒子的带电性非常良好,获得良好的分散性,并且可以使调色剂粒子对记录介质的定影性特别优良。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述液滴的平均粒径为1.0~100μm。
由此,可以更加有效地除去水系分散介质。另外,可以更加可靠地形成具有适当的粒径的调色剂粒子。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:包括加热通过将所述凝聚体分散到所述绝缘性液体中而得到的凝聚体分散液的工序。
由此,可以容易地制造耐偏移性优良的液体显影剂。特别是可以提供一种能够制造粒度分布的范围小、具有均匀的形状、耐偏移性优良的液体显影剂的液体显影剂制造方法。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:当所述树脂材料的软化点为T1/2时,所述凝聚体分散液的加热T[℃]为:T1/2-40≤T≤T1/2+30。
由此,可以保持凝聚体的形状,并且可以有效地将水分置换为绝缘性液体。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为10~1000nm。
由此,可以在调色剂粒子中形成适度的空隙。另外,能够更加可靠地防止分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使最终得到的调色剂粒子的大小、圆形度最为适当。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述液滴的平均粒径为0.5~100μm。
由此,可以更加有效地除去分散介质。另外,能够更加可靠地形成具有适度的粒径的调色剂粒子。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:所述水系分散液含有作为所述分散质的、通过乳液聚合法制造的微粒子。
由此,可以形成粒径稳定的粒子。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:使用通过粉碎法得到的粉末来调制所述水系分散液。
由此,可以容易并可靠地使构成水系分散液的分散质的大小足够小,由此可以使调色剂粒子的大小足够小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:使用含有所述树脂材料和着色剂的混练物来调制所述水系分散液。
由此,可以使各个调色剂粒子之间的组成、特性的差异特别小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:经过以下工序来调制所述水系分散液:将所述混练物溶解在至少可以溶解所述混练物的一部分的溶剂中而得到溶液;将该溶液分散到所述水系液体中。
由此,可以使各个粒子之间的形状、大小的差异特别小,从而可以使各个粒子之间的特性(带电特性等)的差异特别小。另外,可以使调色剂粒子的粒径更小。
在本发明的液体显影剂的制造方法中,优选的是:通过在将所述溶液分散到水系液体中之后除去所述溶剂来调制所述水系分散液。
由此,可以更加有效地防止分散质之间、调色剂粒子之间的不合意的凝聚,由此可以使调色剂粒子的形状、大小的均匀性特别优良。另外,可以在除去溶剂的同时进行脱气处理,从而可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子的形成。另外,随着溶剂的除去,可以有效地使水系分散介质(水)侵入(置换)到分散质内部,从而可以得到具有适度的含水量的最终的调色剂粒子。
本发明的液体显影剂的特征在于,通过本发明的方法来制造。
由此,可以提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、调色剂粒子对记录介质的定影性优良的液体显影剂。另外,可以提供一种粒度分布的范围小、具有均匀的形状、构成调色剂粒子的各种成分的特性得以充分发挥的液体显影剂。另外,由此可以提供一种耐偏移性(脱模性)优良的液体显影剂。
本发明的液体显影剂是在绝缘性液体中分散有调色剂粒子的液体显影剂,优选的是,所述调色剂粒子在其内部具有与外表面连通的空隙,所述空隙在其内部具有径大于所述调色剂粒子的外表面附近的开口直径的部位,在所述空隙中保持有所述绝缘性液体。
由此,可以提供一种耐偏移性(脱模性)优良的液体显影剂。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:当所述调色剂粒子的外表面附近的所述空隙的开口直径为X[nm]、所述空隙的内部的最大直径为Y[nm]时,满足0.01≤X/Y≤10的关系。
由此,能够更加可靠地在调色剂粒子的内部保持绝缘性液体,并且当将调色剂粒子定影在纸张等记录介质上时,可以使绝缘性液体容易渗出到调色剂粒子的外部。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:所述调色剂粒子的外表面附近的所述空隙的开口直径为1~500nm。
由此,能够更加可靠地在调色剂粒子的内部保持绝缘性液体,并且当将调色剂粒子定影在纸张等记录介质上时,可以使绝缘性液体容易渗出到调色剂粒子的外部。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:所述调色剂粒子的内部的所述空隙的最大直径为90~4950nm。
由此,能够更加可靠地在调色剂粒子的内部保持绝缘性液体。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:所述调色剂粒子的空孔率为1~70%。
由此,能够更加可靠地在调色剂粒子的内部保持绝缘性液体,并且当将调色剂粒子定影在纸张等记录介质上时,可以使绝缘性液体容易渗出到调色剂粒子的外部。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:所述绝缘性液体为硅油。
由于硅油具有优良的绝缘性并显示出优良的耐偏移性效果,因此可以恰当地用作绝缘性液体。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:所述调色剂粒子的平均粒径为0.1~5μm。
由此,可以使各个调色剂粒子之间的带电特性、定影特性等特性的差异特别小,从而使液体显影剂整体的可靠性特别高,并且可以使通过液体显影剂(调色剂)形成的图像的解析度足够高。
在本发明的液体显影剂中,优选的是:各个调色剂粒子之间的粒径的标准偏差为1.0μm以下。
由此,可以使各个调色剂粒子之间的带电特性、定影特性等特性的差异特别小,从而可以进一步提高液体显影剂整体的可靠性。
附图说明
图1是示意性示出用于制造混练物的搅拌机、冷却机的结构的一个例子的纵截面图,所述混练物用于水系乳化液(水系分散液)的调制;
图2是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第一实施方式的纵截面图;
图3是图2所示的液体显影剂制造装置的头部附近的放大截面图;
图4是图2所示的液体显影剂制造装置的头部附近的放大截面图;
图5是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第三实施方式的纵截面图;
图6是示意性示出本发明的液体显影剂中含有的调色剂粒子的截面图;
图7是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第四实施方式的纵截面图;
图8是示出使用本发明的液体显影剂的接触式图像形成装置的一个例子的截面图;
图9是示出使用本发明的液体显影剂的接触式图像形成装置的一个例子的截面图;
图10是示出使用本发明的液体显影剂的定影装置的一个例子的截面图;
图11是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图12是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图13是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图14是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图15是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图16是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图17是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图18是示意性示出液体显影剂制造装置的头部附近的结构的其他例子的图;
图19是调色剂粒子的电子显微镜照片的一个例子。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明本发明的液体显影剂的制造方法和液体显影剂的优选实施方式。
《第一实施方式》
首先,说明本发明的第一实施方式。
图1是示意性示出用于制造混练物的搅拌机、冷却机的结构的一个例子的纵截面图,所述混练物用于水系乳化液(水系分散液)的调制,图2是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第一实施方式的纵截面图,图3是图2所示的液体显影剂制造装置的头部附近的放大截面图。以下,在图1中,将左侧作为“基端”、将右侧作为“顶端”来进行说明。
本发明的液体显影剂的制造方法的特征在于包括以下工序:准备在由水系液体构成的水系分散介质中分散由含有树脂材料的材料构成的分散质而得到的水系分散液;将通过对水系分散液进行喷雾并除去水系分散介质而得到的调色剂粒子直接分散在绝缘性液体中。
本发明中所使用的水系分散液可以通过任何方法调制得到,在本实施方式中,使用的是用含有着色剂和树脂材料的混练物调制而得到的水系分散液。
<混练物的构成材料>
通过后述的混练工序而得到的混练物含有构成液体显影剂的调色剂的成分,至少含有粘结树脂(树脂材料)和着色剂。
首先,说明在混练物的调制中所使用的材料。
1.树脂(粘合剂(binder)树脂)
构成液体显影剂的调色剂由主要成分为树脂(粘合剂树脂)的材料构成。
在本发明中,对于树脂(粘合剂树脂)没有特殊的限定,可以是任何树脂,但优选为相对于后述的水系液体具有自分散性的自分散型树脂。通过使用自分散型树脂,可以使水系分散液中的分散质的分散性特别优良,并且可以使分散质中含有适当的水分,从而可以使得最终的调色剂粒子具有适当的含水量。另外,在本说明书中,“自分散性”是指即使不使用分散剂、对分散介质也具有分散性的性质。另外,“自分散型树脂”是指具有该自分散性的树脂材料。
对于自分散型树脂没有特殊的限定,例如,可以例举出具有多个对后述的水性液体具有亲液性(亲水性)的基团的树脂。
作为所述具有亲液性(亲水性)的基团(官能基),例如可以列举出:-COO-基、-SO3 -基、-CO基、-OH基、-OSO3 -基、-COO-基、-SO3-基、-OSO3-基、-PO3H2-、-OH基、-OSO3 -基、-COO-基、-SO3、-OSO3-基、-PO3 2-、-PO4 -基、第四级铵以及它们的盐等。该自分散型树脂由于对水系液体的分散性特别优良,因此不使用分散剂或使用极少量的分散剂就可以恰当地调制出后述的水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)。由此,例如可以有效地防止由于最终的液体显影剂中存在有分散剂而会引发的问题。更加具体地说,可以有效地防止液体显影剂中的分散剂对调色剂粒子的带电特性造成不良影响。另外,可以有效地防止由于在分散液的调制中使用分散剂而导致的消泡性的降低以及由此而导致的发泡,从而可以提高喷出后述的水系分散液(水系悬浮液)时的喷出稳定性。另外,当将粒子分散在构成液体显影剂的载液中时,容易吸附分散剂或带电控制剂,从而可以使分散和带电更加稳定。
另外,上述基团自身具有容易带上电荷的性质,因此有利于提高调色剂粒子的带电性。
另外,在所述基团中,特别优选-COO-基、-SO3-基。具有该基团的自分散型树脂对水系液体的分散性特别优良,具有适当的水分保持力,并且制造比较容易,价格低廉,因此可以进一步实现液体显影剂制造的低成本化。
上述基团优选存在于构成树脂材料的高分子的侧链中。由此,可以使得对水系液体的亲和性特别优良,从而可以使水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)中的由自分散型树脂构成的分散质的分散性特别优良。另外,即使在制造工序中不使用有机溶剂,也可以获得分散状态特别优良的分散液,同时还可以获得环境危害小的效果。
例如,可以通过使具有前述官能基的材料与成为后述原料的树脂材料(原料树脂)或单体(单量体)、二聚物(二聚体)、低聚物等相结合来制造上述自分散型树脂。
例如,可以通过使不饱和羧酸类与难溶于水或不溶于水的树脂(原料树脂)接枝共聚合或嵌段共聚合、或者通过使构成热塑性树脂的单体与不饱和羧酸类无规共聚合来制造具有-COO-基的自分散型树脂。
作为不饱和羧酸,例如可以使用(甲基)丙烯酸、马来酸、延胡索酸、四氢邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、巴豆酸、异巴豆酸、纳迪克酸(nagic/nadic acid)、马来酸酐、柠康酸酐等不饱和一元羧酸、不饱和二元羧酸、或它们的酸酐,不饱和羧酸的甲基、乙基、丙基等的单酯、双酯等酯类化合物,以及碱金属盐、碱土金属盐、铵盐等不饱和羧酸盐等。
另外,例如可以通过以下方法来制造具有-SO3-基的自分散型树脂:使不饱和磺酸类与热塑性树脂(原料树脂)接枝共聚合或嵌段共聚合;使构成加聚性热塑性树脂的不饱和单量体与含有不饱和磺酸类的单体无规共聚合;或者使构成缩聚系热塑性树脂的单量体与含有不饱和磺酸类的单量体缩聚。
作为不饱和磺酸,例如可以使用苯乙烯磺酸、磺化烷基类(甲基)丙烯酸酯、或它们的金属盐,以及铵盐等。另外,作为含有磺酸的单体,例如可以使用磺化间苯二甲酸、磺化对本二甲酸、磺化邻苯二甲酸、磺化丁二酸、磺化苯甲酸、磺化水杨酸、或它们的金属盐,以及铵盐等。
作为原料的树脂(原料树脂),例如可以列举出:(甲基)丙烯酸甲酯树脂,聚碳酸酯树脂,聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、氯化聚苯乙烯、苯乙烯-氯化聚苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-甲基氯氯化丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基乙烯醚共聚物等含有苯乙烯或苯乙烯取代产物的苯乙烯树脂的均聚体或共聚体,聚酯树脂,环氧树脂,氨基甲酸乙烯改性的环氧树脂,硅树脂改性的环氧树脂,氯乙烯树脂,松香改性的马来酸树脂,苯类树脂(phenyl resin),聚乙烯基树脂,聚丙烯,离子交联聚合物树脂,聚氨酯树脂,硅树脂,酮树脂(ketone resin),乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物,二甲苯树脂,聚乙烯醇缩丁醛树脂,萜烯树脂,苯酚树脂,脂肪族或脂环族烃类树脂等,可以组合使用上述一种或两种以上的树脂。
另外,例如也可以通过使具有前述官能基的前驱体(例如,对应的单体(单量体)、二聚物(二聚体)、低聚物等)聚合等来制造上述自分散型树脂。
所述自分散型树脂中含有的所述官能基(亲水基)的数量优选对100g所述自分散型树脂为0.001~0.050mol,进一步优选为0.005~0.030mol。由此,可以有效地维持作为调色剂的必要特性,并同时提高以自分散型树脂为主要材料的分散质的分散性。
对上述自分散型树脂在混练物中的含有率(在用于混练物的调制的组成物中的含有率)没有特殊的限定,优选为55~95wt%,进一步优选为60~90wt%,更加优选为65~85wt%。当自分散型树脂的含有率小于所述下限值时,有可能难以充分地提高水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)中的分散质的分散性。另一方面,当自分散型树脂的含有率超过所述上限值时,着色剂的含有率会相对降低,从而当使用最终的液体显影剂时,有可能难以形成足够浓度的可视图像。
另外,混练物也可以含有上述自分散型树脂以外的树脂材料。作为该树脂材料(自分散型树脂以外的树脂材料),例如可以使用上述作为原料树脂而例示的树脂材料。
对树脂(树脂材料)的软化温度没有特殊的限定,优选为50~120℃,进一步优选为60~115℃,更加优选为65~115℃。另外,在本说明书中,软化温度是指在高化式流量试验仪(high-floored flow tester)的升温速度为5℃/min、模具(die)孔径为1.0mm的条件下所规定的开始软化的温度。另外,当含有多种树脂成分时,可以采用这些成分的加权平均值来作为树脂(树脂材料)的软化温度。
2.着色剂
另外,调色剂含有着色剂。作为着色剂,例如可以使用颜料、染料等。作为该颜料、染料,例如可以列举出:碳黑,醇溶黑,,灯烟法碳黑(C.I.No.77266),天然氧化铁黑,钛黑,铬黄,镉黄,矿物耐晒黄,脐黄(NavelYellow),萘酚黄S,汉沙黄G,永固黄NCG,联苯胺黄,喹啉黄,柠檬黄色淀,桔铬黄,钼橙,永固橙GTR,吡唑啉酮橙,联苯胺橙G,镉红,永固红4R,华琼红钙盐,曙红色淀,胭脂亮红3B,锰紫,耐晒紫B,甲基紫色淀,普鲁士蓝,钴蓝,碱性蓝色淀,维多利亚蓝色淀,耐晒天蓝,阴丹士林蓝BC,群青,苯胺蓝,酞青蓝,青铜油蓝(Chalco Oil Blue),铅铬绿,氧化铬,颜料绿B,孔雀绿色淀,酞菁绿,终黄绿G(FinalYellow Green G),若丹明6G,喹吖啶酮,孟加拉玫瑰红(C.I.No.45432),C.I.直接桃红1,C.I.直接桃红4,C.I.酸性红1,碱性红1,媒介红30,染料红48:1,染料红57:1,染料红122,染料红184,直接蓝1,直接蓝2,酸性蓝9,酸性蓝15,碱性蓝3,碱性蓝5,媒介蓝7,染料蓝15:1,染料蓝15:3,染料蓝5:1,直接绿6,碱性绿4,碱性绿6,染料黄17,染料黄93,染料黄97,染料黄12,染料黄180,染料黄162,尼格罗黑染料(C.I.No.50415B),金属络合物染料、硅、氧化铝、天然氧化铁黑、磁赤铁矿(maghemite)、各种铁酸盐、二价铜的氧化物、镍氧化物、锌氧化物、锆氧化物、钛氧化物、镁氧化物等金属氧化物,以及含有如铁、钴、镍等磁性金属的磁性材料等,可以组合使用上述一种或两种以上的颜料、染料。
3.其他成分
另外,混练物的调制也可以使用上述以外的成分。作为该成分,例如可以列举出:蜡、带电控制剂、磁性粉末等。
作为蜡,例如可以列举出:石蜡、地蜡、固体石蜡、微晶石蜡、微晶蜡、矿脂、费-托石蜡等烃类蜡,巴西棕榈蜡、米糠蜡、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、小烛树腊、棉蜡、日本蜡、蜂蜡、羊毛脂、褐煤蜡、脂肪酸酯等酯类蜡,聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、氧化聚丙烯蜡等烯烃类蜡,12-羟基硬酯酸氨、硬酯酸氨、邻苯二甲酸酐酰亚胺(phthalic anhydride imide)等氨基类蜡,月桂酮、硬脂酮等酮类蜡,以及醚类蜡等,可以组合使用上述一种或两种以上的蜡。
作为带电控制剂,例如可以列举出:苯甲酸金属盐、水杨酸金属盐、烷基水杨酸金属盐、儿茶酚金属盐、含金属的双偶氮染料、尼格罗黑染料、四苯基硼酸盐衍生物、季铵盐、烷基吡啶盐、氯化聚酯、硝基腐殖酸等。
作为磁性粉末,例如可以列举出:磁铁矿(magnetite)、磁赤铁矿、各种铁酸盐、二价铜的氧化物、镍氧化物、氧化锌、锆氧化物、钛氧化物、镁氧化物等金属氧化物,以及由含有如铁、钴、镍等磁性金属的磁性材料构成的磁性粉末等。
另外,作为混练物的构成材料(成分),除了上述材料之外,例如也可以使用锌的硬脂酸盐、锌氧化物、铈氧化物、硅、钛氧化物、铁氧化物、脂肪酸、脂肪族金属盐等。
另外,作为混练物的构成材料(成分),例如也可以使用用作无机溶剂、有机溶剂等溶剂的材料。由此,例如可以提高混练的效率,并且可以容易地获得更均匀地混合了各种成分的混练物。
<混练物>
下面,说明混练含有上述成分的原料K5而得到混练物K7的方法的一个例子。
例如可以使用图1所示的装置来制造混练物K7。
[混练工序]
供以混练的原料K5含有前述成分。特别是由于原料K5含有着色剂,因此可以通过本工序而有效地除去原料K5中所包含的空气(特别是包含在着色剂中的空气),从而可以有效地防止气泡混入到(残留于)调色剂粒子的内部。供以混练的原料K5优选是将所述各种成分经预先混合而得到的。
在本实施方式中,说明使用二轴混练挤压机作为搅拌机的结构。
搅拌机K1具有:处理部K2,在输送原料K5的同时进行混练;头部K3,使混练后的原料(混练物K7)形成为规定的截面形状并将其挤出;以及进料器K4,将原料K5供应到处理部K2内。
处理部K2具有:圆筒K21;***在圆筒K21内的螺杆K22、螺杆K23;以及用于将头部K3固定在圆筒K21的顶端的固定部件K24。
在处理部K2中,借助于螺杆K22、螺杆K23的旋转,对从进料器4供应的原料5施加剪断力,从而得到均匀的混练物K7。
处理部K2的全长优选为50~300cm,进一步优选为100~250cm。当处理部K2的全长小于所述下限值时,有可能难以充分地混练原料K5中的各种成分。另一方面,当处理部K2的全长超过所述上限值时,根据处理部K2内的温度以及螺杆K22、螺杆K23的转速等,原料K5容易因受热而变性,从而可能会导致难以充分地控制最终得到的液体显影剂(调色剂)的物理特性。
另外,混练时的原料温度根据原料K5的组成等而不同,但是优选为80~260℃,进一步优选为90~230℃。另外,处理部K2内的原料温度可以均匀也可以根据部位而不同。例如,处理部K2可以具有:设定温度较低的第一区域和设定温度高于第一区域的第二区域,所述第二区域被设置成比该第一区域更加靠近基端一侧。
另外,原料K5在处理部K2中的滞留时间(通过所需要的时间)优选为0.5~12分钟,进一步优选为1~7分钟。当在处理部K2中的滞留时间小于所述下限值时,有可能难以充分地混练原料K5中的各种成分。另一方面,当在处理部K2中的滞留时间超过所述上限值时,生产效率会下降,另外根据处理部K2内的温度以及螺杆K22、螺杆K23的转速等,原料K5容易因受热而变性,从而有可能导致难以充分地控制最终得到的液体显影剂(调色剂)的物理特性。
螺杆K22、螺杆K23的转速根据粘合剂树脂的组成等而不同,但是优选为50~600rpm。当螺杆K22、螺杆K23的转速小于所述下限值时,有可能难以充分地混练原料K5中的各种成分。另一方面,当螺杆K22、螺杆K23的转速超过所述上限值时,可能会出现树脂的分子链由于剪断而被切断并导致树脂的特性恶化的情况。
另外,在本实施方式所使用的搅拌机K1中,处理部K2的内部经由脱气口K25与泵P相连接。由此,可以对处理部K2的内部进行脱气,从而可以防止由于原料K5(混练物K7)被加热、发热等而导致处理部K2内的压力上升。由此,可以安全并高效地进行混练工序。另外,处理部K2的内部经由脱气口K25与泵P连接,由此可以有效地防止得到的混练物K7中含有气泡(尤其是较大的气泡),从而可以使最终得到的液体显影剂(调色剂)的特性更加优良。
[挤出工序]
由处理部K2进行了混练的混和物K7由于螺杆K22和螺杆K23的旋转而经由头部K3被挤出到搅拌机K1的外部。
头部K3具有:内部空间K31,混练物K7从处理部K2被送入到该内部空间K31中;以及挤出口K32,混练物K7被从该挤出口K32挤出。
对内部空间K31内的混练物K7的温度(至少是挤出口K32附近的温度)没有特殊的限定,优选为原料K5中含有的树脂材料的软化温度以上的温度。由此,可以得到各种构成成分更加均匀地进行了混合的调色剂粒子,从而尤其可以减小各个调色剂粒子之间的特性(带电特性、定影性等)的差异。
对内部空间K31内的混练物K7的具体的温度(至少是挤出口K32附近的温度)没有特殊的限定,优选为80~150℃,进一步优选为90~140℃。如果内部空间K31内的混练物K7的温度为上述范围内的值,则混练物K7不会在内部空间K31中固化,从而易于从挤出口K32挤出。
在图示的结构中,内部空间K31具有横截面截逐渐减小的横截面积渐减部K33。通过具有该横截面积渐减部K33,可以使从挤出口K32挤出的混练物K7的挤出量稳定,另外还可以使后述冷却工序中的混练物K7的冷却速度稳定。由此,使用该混练物制造的调色剂的各个调色剂粒子之间的特性差异变小,从而可以使整体的特性变得优良。
[冷却工序]
从头部K3的挤出口K32挤出的软化状态的混练物K7被冷却机K6冷却而固化。
冷却机K6具有:辊K61、K62、K63、K64;以及带K65、K66。
带K65卷绕在辊K61和辊K62上。同样,带K66卷绕在辊K63和辊K64上。
辊K61、K62、K63、K64分别以旋转轴K611、K621、K631、K641为中心向图中e、f、g、h所示的方向旋转。由此,从搅拌机K1的挤出口K32挤出的混练物K7被导入到带K65-带K66之间。导入到带K65-带K66之间的混练物K7在成形为厚度大致均匀的板状的同时被冷却。被冷却的混练物K7被从排出部K67排出。带K65、K66例如通过水冷、空冷等方法来冷却。当使用该带式的冷却机时,可以延长从搅拌机挤出的混练物与冷却体(带)的接触时间,从而可以使得混练物的冷却效率特别优异。
在混练工序中,由于对原料K5施加剪断力,因此可以充分地防止相分离(宏观相分离)等,但是由于对结束了混练工序的混练物K7不再施加剪断力,因此根据混练物的构成材料不同,有可能在长时间放置之后再次发生相分离(宏观相分离)等。因此,优选尽快地冷却如上得到的混练物K7。具体地说,混练物K7的冷却速度(例如,将混练物K7冷却到60℃左右时的冷却速度)优选为-3℃/秒以上,进一步优选为-5~-100℃/秒。另外,从混合工序结束时(不再施加剪断力的时间)到冷却工序完成所需要的时间(例如,将混练物K7的温度冷却到60℃以下所需要的时间)优选为20秒,进一步优选为3~12秒。
在本实施方式中,说明了使用连续式二轴混练挤压机,但是用于对原料进行混练的搅拌机不限于此。例如,可以使用拌合机(kneader)或批式三轴辊、连续双轴辊、转轮混合机(wheel mixer)、刀式混合机等各种搅拌机。
另外,在图示的结构中,说明了具有两个螺杆的结构的搅拌机,但螺杆也可以是一个或三个以上。另外,搅拌装置也可以具有圆盘捏合盘(kneading disc)部。
另外,在本实施方式中,说明了使用一个搅拌机的结构,但也可以使用两个搅拌机来进行混练。此时,两个搅拌机中的原料的加热温度、螺杆的旋转速度等可以不同。
另外,在本实施方式中,说明了使用带式冷却机的结构,但例如也可以使用辊式(冷却辊式)的冷却机。另外,不限于使用前述的冷却机来冷却从搅拌机的挤出口K32挤出的混练物,例如也可以通过空冷等来进行冷却。
[粉碎工序]
接着,将经过了上述冷却工序的混练物K7粉碎。这样,通过粉碎混练物K7,可以较容易地得到分散质更加微小的水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液),后面将说明该水系分散液。由此,也可以使最终得到的液体显影剂中的调色剂粒子的大小更小,从而适用于高解析度的图像形成。
对粉碎的方法没有特殊的限定,例如可以使用球磨机、振动磨机、喷射式磨机、针磨机等各种粉碎装置、破碎装置来进行粉碎。
粉碎工序可以分为几次(例如,分为粗粉碎工序和微粉碎工序这两个阶段)进行。另外,在该粉碎工序之后,可以根据需要进行分级处理等处理。对于分级处理,例如可以使用筛网或气流式分级机等。
通过对原料K5进行上述混练,可以有效地除去原料K5中所包含的空气。换言之,通过该混练得到的混练物K7的内部几乎不含空气(气泡)。由此,在后述的水系分散液喷雾工序中,可以有效地防止异形粒子(中空粒子、缺损粒子、融合粒子等)的产生。由此,可以有效地防止由于异形调色剂粒子而导致最终得到的液体显影剂的转印性、清洁性等降低的问题产生。
在本实施方式中,使用上述混练物来调制水系分散液。尤其是在本实施方式中,在使用上述混练物先调制成水系乳化液,然后使用该水系乳化液来调制水系悬浮液。
通过在水系分散液(水系乳化液)的调制中使用混练物K7,可以取得以下效果。即,即使当调色剂的构成材料中含有难以相互分散或相溶的成分时,也可以通过进行混练而使得到的混练物中的各种成分成为充分地进行了相溶、微分散的状态。尤其是通常颜料(着色剂)相对于后述用作溶剂的液体的分散性低,但是通过在分散在溶剂中之前预先进行混练,可以有效地使树脂成分等覆盖(coating)在颜料粒子的周围,由此,可以提高颜料对溶剂的分散性(尤其是变得可以微分散在溶剂中),并且可以使最终得到的调色剂的显色性变得优良。由此,即使在调色剂的构成材料中含有对后述的水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)的分散介质(水系分散介质)的分散性差的成分(以下,也称为“难分散性成分”)或对水系乳化液的分散介质中含有的溶剂的溶解性差的成分(以下,也称为“难溶性成分”)时,也可以使得分散质在水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)中的分散性特别优良。由此,即使在最终得到的液体显影剂中,各个调色剂粒子之间的组成、特性的差异也会变小,从而使整体的特性变得特别优良。
<水系乳化液调制工序>
下面,使用上述混练物K7来调制在由水系液体构成的水系分散介质中分散有由调色剂材料构成的分散质的水系乳化液(水系乳化液调制工序)。
在水系乳化液中,由于分散质为液体状(具有流动性,可以较容易地变形),因此分散质会由于其表面张力而显示出变为圆形度(真球度)大的形状的倾向。因此,使用该水系乳化液调制成的悬浮液(水系悬浮液)中的分散质的形状也会变得圆形度(真球度)较大,从而最终得到的调色剂粒子的圆形度(真球度)也会变得较大。另外,对于分散质为液体状(具有流动性,可以较容易地变形)的乳化液,通过对乳化液进行混练等,可以较容易地充分地提高分散质的大小的均匀性。
对水系乳化液的调制方法没有特殊的限定,但在本实施方式中,通过得到至少溶解了混练物K7的一部分的混练物K7的溶液并将该溶液分散在水系溶液中来调制水系乳化液。另外,在本说明书中,“乳化液(emulsion,乳浊液,乳状液)”是指在液体状的分散介质中分散有液体状的分散质(分散粒子)的分散液,“悬浮液(suspension)”是指在液体状的分散介质中分散有固体状(固形)的分散质(悬浮粒子)的分散液(包括悬浮胶体)。另外,当在分散液中同时存在液体状的分散质和固体状的分散质时,将分散液中液体状的分散质的总体积大于固体状的分散质的总体积的分散液称为乳化液,将分散液中液体状的分散质的总体积小于固体状的分散质的总体积的分散液称为悬浮液。
下面,详细地说明水系乳化液的调制方法。
[混练物溶液(混练物的溶液)的调制]
在本实施方式中,首先得到至少溶解了混练物的一部分的混练物的溶液。
可以通过对混练物和至少溶解了混练物的一部分的溶剂进行混合来调制溶液。
用于调制溶液的溶剂可以是任何至少能够溶解混练物的一部分的物质,通常使用的是与后述的水系液体(水系乳化液的调制所使用的水系液体)的相溶性低的物质(例如,相对于25℃的100g水系溶液,溶解度为10g以下的液体)。
作为该溶剂,例如可以列举出:二硫化碳、四氯化碳等无机溶剂;甲基乙基酮(MEK)、甲基异丙稀基甲酮(MIPK)、2-庚酮等酮类溶剂,戊醇、n-己醇、1-辛醇、2-辛醇等醇类溶剂,二***、苯甲醚等醚类溶剂,(正)己烷、戊烷、庚烷、环己胺、辛烷、异戊二烯等脂肪烃类溶剂,甲苯、二甲苯、苯、乙基苯、萘等芳香系溶剂,呋喃、噻吩等芳香系杂环化合物类溶剂,氯仿等卤化物类溶剂,乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、丙烯酸乙酯等酯类溶剂,丙烯腈等腈类溶剂,以及硝基甲烷、硝基乙烷等含硝基的溶剂等有机溶剂等,可以使用通过混合选自上述一种或两种以上的溶剂而得到的溶剂。
对溶液中的溶剂的含有率没有特殊的限定,但是优选为5~75wt%,进一步优选为10~70wt%,更加优选为15~65wt%。当溶剂的含有率小于所述下限值时,根据混练物对溶剂的溶解性(溶解度),有可能难以充分地溶解混练物。而当溶剂的含有率超过所述上限值时,在之后的处理中除去溶剂所需要的时间变长,会导致液体显影剂的生产率降低。另外,当溶剂的含有率过高时,在前述的混练工序中充分均匀地进行了混合的各种成分可能会发生相分离,由此,可能难以使最终得到的液体显影剂中的各个调色剂粒子的特性差异变得足够小。
另外,只要在溶液中溶解了构成混练物的成分的至少一部分(包括溶胀)即可,在溶液中可以存在未溶解的不溶成分。
[水系乳化液的调制]
然后,通过混合上述溶液和水系液体而得到水系乳化液。在该水系乳化液中,通常含有前述溶剂和混练物的构成材料的分散质分散在由水系液体构成的水系分散介质中。
在本发明中,“水系液体”是指至少含有水(H2O)的液体,优选主要由水构成。水系液体中的水的含有率优选为50wt%以上,进一步优选为80wt%以上,更加优选为90wt%以上。另外,水系液体也可以含有水以外的成分。例如,水系液体也可以含有与水的相容性优良的成分(例如,对25℃的100g水的溶解度为30g以上的物质)。作为该成分,例如可以列举出:甲醇、乙醇、丙醇等醇类溶剂,1,4-二恶烷、四氢呋喃(THF)等醚类溶剂,嘧啶、吡嗪、吡咯等芳香系杂环化合物类溶剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)等氨基类溶剂,乙腈等腈类溶剂,乙醛等醛类溶剂等。
另外,在水系乳化液(水系分散液)的调整中,例如为了提高分散质的分散性,也可以使用分散剂等。作为分散剂,例如可以列举出:磷酸三钙等无机分散剂,聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙二醇等非离子型有机分散剂,三硬脂酸甘油酯金属盐(例如铝盐等)、二硬脂酸金属盐(例如铝盐、钡盐等)、硬脂酸金属盐(例如钙盐、铅盐、锌盐等)、亚麻酸金属盐(例如钴盐、锰盐、铅盐、锌盐等)、辛酸金属盐(例如铝盐、钙盐、钴盐等)、油酸金属盐(例如钙盐、钴盐等)、棕榈酸金属盐(例如锌盐等)、十二烷基苯磺酸金属盐(例如钠盐等)、环烷酸金属盐(例如钙盐、钴盐、锰盐、铅盐、锌盐等)、树脂酸金属盐(例如钙盐、钴盐、锰盐、铅盐、锌盐等)、聚丙烯酸金属盐(例如钠盐等)、聚甲基丙烯酸金属盐(例如钠盐等)、聚马来酸金属盐(例如钠盐等)、丙烯酸-马来酸共聚物金属盐(例如钠盐等)、磺化聚苯乙烯酸金属盐(例如钠盐等)等阴离子有机分散剂,以及季铵盐(例如十二烷基三甲基氯化铵等)等阳离子有机分散剂等。通过在水系乳化液的调制中使用上述分散剂,可以提高分散质的分散性,并且可以较为容易地使水系乳化液中的分散质的形状、大小的差异变得特别小,另外还可以使分散质的形状近似成为球状。由此,可以获得由近似球状并且形状、大小均匀的调色剂粒子构成的最终的液体显影剂。另外,通过在水系乳化液的调制中使用上述分散剂,可以使水系乳化液的保存稳定性特别优良。
溶液和水系液体的混合优选在至少搅拌两者之一的液体的同时来进行。由此,可以容易并可靠地获得大小、形状的差异小的分散质均匀地进行了分散的乳化液(水系乳化液)。
作为对溶液和水系液体进行混合的具体方法,例如可以列举出:在容器内的水系液体中加入溶液的方法(例如,滴落的方法);在容器内的溶液中加入水系液体的方法(例如,滴落的方法)等。此时,优选至少在搅拌后的状态的液体中加入其他的液体。由此,可以更加充分地发挥上述效果。
对水系乳化液中的分散质的含有率没有特殊的限定,但是优选为5~55wt%,进一步优选为10~50wt%。由此,能够更加可靠地防止水系乳化液中的分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使调色剂粒子(液体显影剂)的生产率非常高。
对水系乳化液中的分散质的平均粒径没有特殊的限定,但是优选为0.01~1.0μm,进一步优选为0.05~0.5μm。由此,能够更加可靠地防止水系乳化液中的分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使最终得到的调色剂粒子的大小适当。另外,在本说明书中,“平均粒径”是指以体积为基准的平均粒径。
另外,在上述说明中,说明了在水系乳化液中混练物中的成分包含在分散质中的情况,但混练物的构成成分的一部分也可以包含在分散介质中。
另外,在水系乳化液中也可以含有上述以外的成分。作为该成分,例如可以列举出带电控制剂、磁性粉末等。
作为所述带电控制剂,例如可以列举出:作为带电控制剂,例如可以列举出:苯甲酸金属盐、水杨酸金属盐、烷基水杨酸金属盐、儿茶酚金属盐、含金属的双偶氮染料、尼格罗黑染料、四苯基硼酸盐衍生物、季铵盐、烷基吡啶盐、氯化聚酯、硝基腐殖酸等。
作为所述磁性粉末,例如可以列举出:磁铁矿(magnetite)、磁赤铁矿、各种铁酸盐、二价铜的氧化物、镍氧化物、氧化锌、锆氧化物、钛氧化物、镁氧化物等金属氧化物,以及由含有如铁、钴、镍等磁性金属的磁性材料构成的磁性粉末等。
另外,在水系乳化液中,除了上述材料之外,例如还可以添加硬脂酸锌、锌氧化物、铈氧化物等。
<水系悬浮液调制工序>
如上得到的水系乳化液可以原样用作调色剂粒子制造用的喷雾液,在但本实施方式中,从(液体状的分散质分散在水系分散介质中)的水系乳化液,得到固体状的分散质31分散在分散介质(水系分散介质)32中的水系悬浮液3,将该水系悬浮液3用作调色剂粒子制造用的喷雾液。由此,能够更加有效地防止分散质之间、调色剂粒子之间的不合意的凝聚,从而可以使调色剂粒子的形状、大小的均匀性特别优良。另外,可以在除去溶剂的同时进行脱气处理,从而可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子的形成。另外,随着溶剂的除去,可以有效地使水系分散介质(水)侵入(置换)到分散质内部,从而可以得到具有适度含水量的最终的调色剂粒子。
下面,详细地说明水系悬浮液3的调制方法。
通过从水系乳化液中除去构成分散质的溶剂来进行水系悬浮液3的调制。
例如,可以通过对水系乳化液进行加热(加温)、或放置在减压气氛下来除去溶剂,但是优选通过在减压气氛下加热水系乳化液来除去溶剂。由此,可以较容易地得到分散质31的大小、形状的差异特别小的水系悬浮液3。另外,通过如上除去溶剂,可以在除去溶剂的同时进行脱气处理。由此,可以降低水系悬浮液3中的气体的溶解量,从而当在液体显影剂制造装置M1的分散介质除去部M3中从水系悬浮液3的液滴5中除去分散介质32时,可以有效地防止在该水系悬浮液3中产生气泡等。由此,可以防止异常形状的调色剂粒子(中空粒子、欠缺粒子等)混入到最终得到的液体显影剂中。
当对水系乳化液进行加热(加温)时,加热温度优选为30~110℃,进一步优选为40~100℃。当加热温度为所述范围内的值时,可以充分地防止产生异常形状的分散质31(可靠地防止溶剂急剧地从水系乳化液的分散质的内部气化(沸腾)),并且可以迅速地除去溶剂。
另外,当将水系乳化液放置在减压气氛下时,该气氛的压力优选为0.1~50kPa,进一步优选为0.5~5kPa。当放置水系乳化液的气氛的压力为所述范围内的值时,可以充分地防止产生异常形状的分散质31(可靠地防止溶剂急剧地从水系乳化液的分散质的内部气化(沸腾)),并且可以迅速地除去溶剂。
另外,溶剂的除去只要进行到至少分散质变成固体状的程度即可,可以不用上除去水系乳化液中实质含有的所有溶剂。
对水系悬浮液3中的分散质31的平均粒径没有特殊的限定,但是优选为0.01~1.0μm,进一步优选为0.05~0.5μm。由此,能够更加可靠地防止分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使最终得到的调色剂粒子的大小、圆形度最合适。
<水系分散液喷雾工序>
然后,将水系悬浮液(水系分散液)3作为液滴5而进行喷雾。由此,可以从水系悬浮液3(液滴5)中除去分散介质(水系分散介质)32,形成作为液滴5中含有的多个分散质31的凝聚体的调色剂粒子8,并将形成的调色剂粒子8直接分散到绝缘性液体9中(水系分散液喷雾工序)。由此,可以得到在绝缘性液体9中分散有调色剂粒子8的液体显影剂10。另外,由于用作喷雾液的分散液的分散介质由水系液体构成,因此可以通过对环境无害的方法来得到液体显影剂。
可以通过任何方法来进行水系悬浮液(水系分散液)的喷雾,但是优选通过间歇性地喷出水系悬浮液的液滴来进行喷雾。由此,可以有效地防止分散质的不合意的凝聚等,并且可以更有效地除去水系分散介质,提高液体显影剂的生产率。另外,间歇性地喷出水系悬浮液的液滴来除去水系分散介质,由此即使当在前述的水系悬浮液的调制中残留有一部分溶剂时,也可以同时有效地除去水系分散介质和该残留的溶剂。
尤其是在本实施方式中,使用图2、图3所示的液体显影剂制造装置来除去水系分散介质。
[液体显影剂制造装置]
如图2所示,液体显影剂制造装置M1具有:头部M2,将上述水系悬浮液(水系分散液)3作为液体5而间歇性地喷出;水系悬浮液供应部(水系分散液供应部)M4,向头部M2供应水系悬浮液3;分散介质除去部M3,在输送从头部M2喷出的液滴状(微粒状)的水系悬浮液3(液滴5)的同时除去分散介质32,形成为调色剂粒子8;以及绝缘性液体储存部M5,储存绝缘性液体9。
水系悬浮液供应部M4具有向头部M2供应水系悬浮液3的功能即可,也可以如图所示具有对水系悬浮液3进行搅拌的搅拌单元M41。由此,例如即使分散质31是难以分散到分散介质(水系分散介质)32中的物质,也能够向头部M2供应分散质31充分均匀地进行了分散的状态的水系悬浮液3。
头部M2具有将水系悬浮液3作为微小的液滴(微粒)5而喷出的功能。头部M2具有:分散液储存部M21、压电元件M22、以及喷出部M23。
在分散液储存部M21中储存有水系悬浮液3。通过压电元件M22的压力脉冲(压电脉冲),将存储在分散液储存部M21中的水系悬浮液3作为液滴5从喷出部M23向分散介质除去部M3喷出。
如上所述,本发明的特征在于:将分散液用作喷出液(喷雾液)。由此,可以取得以下效果。
即,通过将分散液用作喷出液,当从喷出部喷出喷出液(分散液)时,可以从微观上选择性地在分散介质的粘度低的部分进行切断并作为液滴喷出。因此,喷出的分散液的各个液滴之间的大小差异变小。因此,形成的调色剂粒子的各个粒子(调色剂粒子)之间的大小差异变小。
并且,从喷出部喷出的液滴会由于分散介质的表面张力而在喷出后迅速地变成球形。并且,由分散液构成的液滴含有多个分散质,即使当在分散介质除去部内进行输送时,形状的稳定性也非常良好,整体在保持近似球形的状态下变成调色剂粒子。因此,形成的调色剂粒子的圆形度大,各个粒子之间(调色剂粒子之间)的形状差异小。
与此相对,当使用溶液或熔融液来作为喷出液时,无法取得上述效果。即,该喷出液即使从微观上看也具有同样的粘度,因此当从喷出部喷出(喷雾)时,容易变成所谓“轧液性差”的状态,从而导致液滴容易变成带拖尾的形状。因此,当使用溶液或熔融液来作为喷出液(喷雾液)时,容易形成各个粒子之间(调色剂粒子之间)的大小、形状的差异大而圆形度小的调色剂粒子。
另外,通过将分散液用作喷出液,即使当制造的调色剂粒子的粒径非常小时,也可以容易地使其具有非常高的圆形度,并且可以使粒度分布集中(sharp)。由此,得到的调色剂的各个粒子之间的带电均匀,并且当使用调色剂来进行印刷时,在显影辊上形成的调色剂的薄层会变得平均化、高密度化。因此,不易产生灰雾等缺陷,可以形成更加清晰(sharp)的图像。
对喷出部M23的形状没有特殊的限定,但是优选为近似圆形。由此,可以提高喷出的水系悬浮液3或在分散介质除去部M3内形成的调色剂粒子8的真球度。
当喷出部M23为近似圆形时,其直径(喷嘴径)例如优选为0.5~100μm,进一步优选为0.8~50μm,更加优选为0.8~15μm。当喷出部M23的直径小于所述下限值时,容易发生堵塞,有时喷出的液滴5的大小差异会变大。另一方面,当喷出部M23的直径超过所述上限值时,根据分散液储存部M21的负压与喷嘴的表面张力之间的力学关系,在喷出的水系分散液3(液滴5)中可能会含有气泡。
另外,头部M2的喷出部M23的附近(尤其是喷出部M23的开口内表面、头部M2的设有喷出部M23的一侧的面(图中的下侧的面))优选对水系悬浮液3具有疏液性(疏水性)。由此,可以有效地防止水系悬浮液3附着在喷出部附近。其结果是,可以有效地防止变成轧液性差的状态或发生水系悬浮液3的喷出不良。另外,通过有效地防止水系悬浮液3附着在喷出部附近,可以提高喷出的液滴的形状稳定性(各个液滴之间的形状、大小的差异变小),使最终得到的调色剂粒子的形状、大小的差异变小。
作为该具有疏液性的材料,例如可以列举出:聚四氟乙烯(PTFE)等含氟树脂、硅基材料等。
如图3所示,压电元件M22由下部电极(第一电极)M221、压电体M222、以及上部电极(第二电极)M223按照该顺序层积而成。换言之,压电元件M22通过在上部电极M223与下部电极M221之间夹持压电体M22而构成。
该压电元件M22起着振动源的功能,振动板M24通过压电元件(振动源)M22的振动而振动,具有瞬间提高分散液储存部M21的内部压力的功能。
在头部M2中,在未从压电元件驱动电路(未图示)输入规定的喷出信号的状态下,即在压电元件M22的下部电极M221与上部电极M223之间不施加电压的状态下,压电体M222不发生变形。因此,振动板M24也不发生变形,分散液储存部M21的容积不变。因此,不从喷出部M23喷出水系悬浮液3。
另一方面,在从压电元件驱动电路输入规定的喷出信号的状态下,即在压电元件M22的下部电极M221与上部电极M223之间施加规定的电压的状态下,压电体M222发生变形。由此,振动板M24发生大的挠曲(在图3中向下方挠曲),分散液储存部M21的容积减小(改变)。此时,分散液储存部M21内的压力瞬间升高,从喷出部M23喷出粒状的水系悬浮液3。
当水系悬浮液3的一次喷出结束时,压电元件驱动电路停止向下部电极M221与上部电极M223之间施加电压。由此,压电元件M22大致恢复到原来的形状,分散液储存部M21的容积增大。另外,此时从水系悬浮液供应部M4向喷出部M23的压力(向正方向的压力)作用在水系悬浮液3上。因此,可以防止空气从喷出部M23进入到分散液储存部M21中,并且会将与水系悬浮液3的喷出量相当的量的水系悬浮液3从水系悬浮液供应部M4供应给分散液储存部M21。
通过以规定的周期施加该电压,压电元件M22进行振动,从而反复地喷出粒状的水系悬浮液3。
如上所述,通过由压电体M222的振动而产生的压力脉冲来喷出(喷射)水系悬浮液3,由此可以一滴一滴地间歇性地喷出水系悬浮液3,另外可以使喷出的水系悬浮液3的液滴5的形状稳定。其结果是,可以使各个调色剂粒子之间的形状、大小的差异特别小,并且可以比较容易地制造出真球度高(在几何学上接近完全球形的形状)的调色剂粒子。
另外,使用压电体的振动来喷出分散液(水系分散液),由此能够更加可靠地以规定的间隔进行喷出。因此,可以有效地防止喷出的液滴5之间的冲撞、凝聚,从而可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子8的形成。
从头部M2向分散介质除去部M3喷出的水系悬浮液3(液滴5)的初始速度例如优选为0.1~10m/秒,进一步优选为2~8m/秒。当水系悬浮液3的初始速度小于所述下限值时,调色剂的生产率会下降。另一方面,当水系悬浮液3的初始速度超过所述上限值时,最终得到的调色剂粒子会显示出真球度下降的倾向。
另外,对从头部M2喷出的水系悬浮液(水系分散液)3的粘度没有特殊的限定,但是例如优选为0.5~200(mPa·s),进一步优选为1~25(mPa·s)。当水系悬浮液3的粘度小于所述下限值时,有时难以充分地控制喷出的水系悬浮液3的大小,从而导致最终得到的调色剂粒子的差异变大。另一方面,当水系悬浮液3的粘度超过所述上限值时,会呈现出如下倾向:形成的粒子的直径变大,水系悬浮液3的喷出速度变慢,并且喷出水系悬浮液3所需要的能量变大。另外,当水系悬浮液3的粘度特别大时,无法将水系悬浮液3作为液滴喷出。
另外,可以预先冷却从头部M2喷出的水系悬浮液(水系分散液)3。通过这样来冷却水系悬浮液3,例如可以有效地防止分散介质32从喷出部M23附近的水系悬浮液3中不合意地蒸发(挥发)。由此,可以有效地防止由于喷出部的开口面积随着时间经过变小而导致的水系悬浮液3的喷出量的变化等,从而可以获得各个粒子之间的大小、形状的差异特别小的调色剂。
另外,从头部M2喷出的液滴5的平均粒径根据水系悬浮液(水系分散液)3中的分散质31的含有率等而有少许差异,但是优选为1.0~100μm,进一步优选为1.0~50μm,更加优选为1.0~30μm。通过使液滴5的平均粒径为该范围内的值,可以使形成的调色剂粒子8具有适当的粒径。
从头部M2喷出(喷雾)的液滴5与水系悬浮液(水系分散液)3中的分散质31相比通常足够大。即,成为多个分散质31分散在液滴5中的状态。因此,即使分散质31的粒径的差异较大,喷出的液滴5中分散质31所占的比例对于各个液滴5来说也大致均匀。因此,即使当分散质31的粒径的差异较大时,也可以通过使液滴5的喷出量大致均匀而使调色剂粒子8的各个粒子之间的粒径差异变小。该倾向当满足以下关系时更加明显。即,当液滴5的平均粒径为Dd(μm)、水系悬浮液3中的分散质31的平均粒径为Dm(μm)时,优选满足Dm/Dd<0.5的关系,进一步优选满足Dm/Dd<0.2的关系。
另外,当液滴5的平均粒径为Dd(μm)、制造的调色剂粒子8的平均粒径为Dt(μm)时,优选满足0.05≤Dt/Dd≤1.0的关系,进一步优选满足0.1≤Dt/Dd≤0.8的关系。通过满足该关系,可以比较容易地得到足够微小、圆形度大、并且粒度分布集中的调色剂粒子8。
对压电元件M22的振动频率(压电脉冲的频率)没有特殊的限定,但是优选为1kHz~500kHz,进一步优选为5kHz~200MHz。当压电元件M22的振动频率小于所述下限值时,调色剂的生产率会降低。另一方面,当压电元件M22的振动频率超过所述上限值时,有可能出现以下情况:粒状的水系悬浮液3的喷出无法追随该振动频率,一滴量的水系悬浮液3的大小差异变大,从而导致形成的调色剂粒子8的大小差异变大。
图示结构的液体显影剂制造装置M1具有多个头部M2。并且,从这些头部M2向分散介质除去部M3分别喷出粒状的水系悬浮液3(液滴5)。
各个头部M2也可以几乎同时喷出水系悬浮液3(液滴5),但是优选被控制为至少相邻的两个头部喷出水系悬浮液3(液滴5)的时间不同。由此,可以有效地防止如下情况,即:在由从相邻的头部M2喷出的液滴5形成调色剂粒子8之前,液滴5之间相互冲撞并发生不合意的凝聚。
另外,如图2所示,液体显影剂制造装置M1具有气流供应单元M10,从该气流供应单元M10供应的气体经由管道M101以大致均匀的压力从设置在头部M2一头部M2之间的各个气体喷射口M7喷射。由此,可以在保持从喷出部M23间歇性地喷出的液滴5的间隔、从而有效地防止了液滴5的相互冲撞的同时来形成调色剂粒子8。其结果是,可以使形成的调色剂粒子8的大小、形状的差异更小。
另外,通过从气体喷射口M7喷射由气流供应单元M10供应的气体,可以在分散介质除去部M3中形成几乎向一个方向(图中为下方)流动的气流。当形成该气流时,可以更加有效地输送在分散介质除去部M3内形成的调色剂粒子8。由此,可以提高调色剂粒子8的回收效率,从而可以提高液体显影剂的生产率。
另外,通过从气体喷射口M7喷射气体,在从各个头部M2喷出的液滴5之间会形成气流帘,从而例如可以更加有效地防止从相邻的头部喷出的各个液滴之间的冲撞、凝聚。
另外,在气流供应单元M10中设有热交换器M11。由此,可以将从气体喷射口M7喷射的气体的温度设定为优选值,从而可以从喷出到分散介质除去部M3中的粒状的水系悬浮液3中有效地除去分散介质32。
另外,当具有该气流供应单元M10时,可以通过调整气流的供应量等而容易地控制从由喷出部M23喷出的水系悬浮液3中除去分散介质32的速度等。
从气体喷射口M7喷射的气体的温度根据水系悬浮液(水系分散液)3中含有的分散质31、分散介质32的组成等而不同,通常优选为0~70℃,进一步优选为15~60℃。当从气体喷射口M7喷射的气体的温度为该范围内的值时,可以使得到的调色剂粒子8的形状的均匀性、稳定性足够高,并且可以有效地除去液滴5中含有的分散介质32。
另外,从气体喷射口M7喷射的气体的湿度例如优选为50%RH以下,进一步优选为30%RH以下。当从气体喷射口M7喷射的气体的湿度为50%RH以下时,可以在后述的分散介质除去部M3中有效地除去水系悬浮液3中含有的分散介质32,从而进一步提高调色剂粒子8的生产率。
分散介质除去部M3由筒状的壳体M31构成。为了将分散介质除去部M3内的温度保持在规定的范围内,例如可以在壳体M31的内侧或外侧设置热源、冷却源,或者可以将壳体M31做成形成有热介质或冷却介质的流路的封套(jacket)。
在图示的结构中,通过压力调整单元M12来调整壳体M31内的压力。这样,通过调整壳体M31内的压力,可以更加有效地形成调色剂粒子8,从而可以提高液体显影剂的生产率。另外,在图示的结构中,压力调整单元M12通过连接管M121与壳体M31连接。另外,在连接管M121的、与壳体M31连接的端部附近形成有内径扩大的扩径部M122,并且设有用于防止吸入调色剂粒子8等的过滤器M123。
对壳体M31内的压力没有特殊的限定,但是优选为150kPa以下,进一步优选为100~120kPa,更加优选为100~110kPa。当壳体M31内的压力为所述范围内的值时,例如可以有效地防止分散介质32从液滴5中急剧地被除去(沸腾现象)等,从而可以充分防止异常形状的调色剂粒子8的产生,并且可以高效地制造调色剂粒子8。另外,壳体M31内的各个部位处的压力既可以大致恒定,也可以不同。
另外,用于施加电压的电压施加单元M8与壳体M31连接。通过电压施加单元M8对壳体M31的内表面一侧施加与调色剂粒子8(液滴5)相同极性的电压,由此可以取得以下效果。
通常,调色剂粒子8等带正电或带负电。因此,当存在带电极性与调色剂粒子8不同的带电物体时,会产生该调色剂粒子8被该带电物体静电吸引而附着在其上的现象。另一方面,当存在带电极性与调色剂粒子8相同的带电物体时,该带电物体与调色剂粒子8相互排斥,从而可以有效地防止调色剂粒子8附着在所述带电物体的表面上。因此,通过向壳体M31的内表面一侧施加极性与粒状的调色剂粒子8相同的电压,可以有效地防止调色剂粒子8附着在壳体M31的内表面上。由此,可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子8的产生,并且还可以提高调色剂粒子8的回收效率。
另外,壳体M31在绝缘性液体储存部M5的附近具有内径向图2中的下方逐渐变大的扩径部M311。通过具有该扩径部M311,可以更加有效地防止调色剂粒子8附着在液体显影剂制造装置M1的内壁面(尤其是壳体M31或绝缘性液体储存部M5的内壁面)上。由此,可以提高液体显影剂10的生产效率,并且可以有效地防止异常形状的调色剂粒子混入到液体显影剂10中,提高液体显影剂10的可靠性。
如上所述在分散介质除去部M3内(壳体M31内)形成的调色剂粒子8通常是作为液滴5中含有的多个分散质31的凝聚体而得到的。由此,即使当水系分散液(水系悬浮液)中含有的分散质的大小、形状的差异较大时,也可以使各个调色剂粒子之间的大小、形状的差异较小,并且可以减小各个调色剂粒子之间的特性差异,从而可以提高液体显影剂整体的可靠性。
另外,如上所述,使用含有由水系液体构成的分散介质的水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)来制造调色剂粒子8。并且,构成水系液体的水的沸点在各种液体中较高,而其室温附近的蒸汽压在各种液体中较低。因此,在分散介质除去部M3内(壳体M31内)形成的调色剂粒子8具有足够的形状稳定性,并且含有规定量的水分。另外,本发明者发现:该含有规定量水分的调色剂粒子对纸张等记录介质的定影性优良。考虑其原因如下。
即,要求构成液体显影剂的绝缘性液体(载液)具有绝缘性、低介电常数,因此通常由不具有高极性官能基的分子构成。另一方面,通过液体显影剂来形成图像时所使用的纸张等记录介质通常由纤维素等具有亲水性官能基(例如氢氧基等)的材料构成。因此,对于以往的液体显影剂,如果在调色剂粒子的表面残留有绝缘性液体,则该绝缘性液体会使调色剂粒子的定影性(调色剂粒子与记录介质的粘附性)降低。与此相对,在本发明中,由于调色剂粒子含有规定量的水分,因此调色剂粒子中含有的水分会发挥提高调色剂粒子与记录介质的亲和性的作用,从而使调色剂粒子的定影性非常优良。
另外,在本发明中,由于调色剂粒子是作为液滴中含有的多个分散质的凝聚体而得到的,因此可以在构成调色剂粒子的分散质之间的空间等中可靠地保持适量的水分。这样,能够在液体显影剂(未定影的调色剂粒子)中可靠地保持水分,从而可以有效地阻止水分向调色剂粒子的外部漏出。另外,在定影时,可以通过施加压力等而有效地排出水分,从而可以使调色剂(调色剂像)对记录介质的粘附性特别优良。
调色剂粒子8含有规定量的水分即可,但是优选含有构成调色剂粒子的树脂材料的吸水量以上的水分。由此,可以使调色剂粒子8对记录介质的定影性特别优良。另外,在本发明中,“吸水量”是指调色剂材料自身所保持的最大的水分量,吸水量中不包括吸附量(由官能基吸附在树脂表面的量等)。
另外,对调色剂粒子8的含水量没有特殊的限定,但是优选为0.3~5.0wt%,进一步优选为0.5~2.5wt%,更加优选为0.5~2.0wt%。当调色剂粒子8的含水量为所述范围内的值时,可以使调色剂粒子8具有足够良好的带电性,并且可以使调色剂粒子8对记录介质的定影性特别优良。
并且,将如上形成的调色剂粒子8导入到绝缘性液体储存部M5中,并在此与绝缘性液体9进行混合。由此,得到调色剂粒子8分散在绝缘性液体9中的液体显影剂10。如上所述,在本发明中,不将形成的调色剂粒子作为粉体回收,而是直接与绝缘性液体混合。由此,可以充分防止调色剂粒子之间产生凝聚等,并且可以使液体显影剂的生产率非常高。
在图示的结构中,绝缘性液体储存部M5具有对绝缘性液体9进行搅拌的搅拌单元M51。由此,例如即使当绝缘性液体9与调色剂粒子8的比重之差较大时(例如,比重的差的绝对值为0.3g/cm3以上),也可以使调色剂粒子8充分均匀地进行分散,从而可以在得到的液体显影剂10中长期稳定地保持调色剂粒子8的良好的分散状态。另外,可以有效地防止调色剂粒子8漂浮在绝缘性液体9的液面附近等,并且还可以有效地防止调色剂粒子8的凝聚等。
绝缘性液体9为绝缘性足够高的液体即可,具体地说,优选室温(20℃)下的电阻为109Ωcm以上,进一步优选为1011Ωcm以上,更加优选为1013Ωcm以上。
另外,绝缘性液体9的介电常数优选为3.5以下。
作为满足该条件的绝缘性液体9,例如可以列举出:辛烷,异辛烷,癸烷,异癸烷,萘烷,壬烷,十二烷,异癸烷,环己胺,环辛烷,环癸烷,苯,甲苯,二甲苯,均三甲苯,各种硅油,亚麻子油、豆油等植物油,ISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L(ISOPAR,ExxonMobil Corporation的商品名称),SHELLSOL 70、SHELLSOL 71(SHELLSOL,Shell Oil公司的商品名称),Amsco OMS、Amsco 460溶剂(Amsco,Spirit Co.,Ltd.的商品名称)等。
<液体显影剂>
如上得到的液体显影剂的调色剂粒子对记录介质的定影性非常优良。另外,如上得到的液体显影剂的调色剂粒子的形状、大小的差异小。因此,该液体显影剂的调色剂粒子易于在绝缘性液体中(液体显影剂中)泳动,从而也有利于高速显影。另外,由于调色剂粒子的形状、大小的差异小,因此调色剂粒子的分散性优良,从而可以有效地防止液体显影剂中的调色剂粒子的沉降或漂浮等。因此,该液体显影剂的长期稳定性也非常好。
如上得到的液体显影剂10中的调色剂粒子8的平均粒径优选为0.1~5μm,进一步优选为0.4~4μm,更加优选为0.5~3μm。当调色剂粒子8的平均粒径为所述范围内的值时,可以使各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异特别小,从而可以使液体显影剂10整体的可靠性特别高,并且可以使通过液体显影剂(调色剂)形成的图像的解析度足够高。
另外,构成液体显影剂10的调色剂粒子8之间的粒径的标准偏差优选为1.0μm以下,进一步优选为0.1~1.0μm,更加优选为0.1~0.8μm。由此,各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异会变得特别小,从而可以进一步提高液体显影剂10整体的可靠性。
另外,当水系悬浮液3中的分散质31的平均粒径为Dm(μm)、调色剂粒子8的平均粒径为Dt(μm)时,优选满足0.005≤Dm/Dt≤0.5的关系,更加优选满足0.0 1≤Dm/Dt≤0.2的关系。通过满足该关系,可以得到各个调色剂粒子8之间的形状、大小的差异特别小的液体显影剂10。
另外,由下式(I)表示的、构成液体显影剂10的调色剂粒子8的圆形度R的平均值(平均圆形度)优选为0.85以上,进一步优选为0.90~0.99,更加优选为0.95~0.99。
R=L0/L1 …(I)
(式中,L1(μm)表示测量对象的调色剂粒子的投影像的周长,L0(μm)表示面积与测量对象的调色剂粒子8的投影像的面积相等的圆的周长。)
由此,可以使调色剂粒子8的粒径足够小,并且可以使调色剂粒子8的转印效率、机械强度特别优良。
另外,构成液体显影剂10的调色剂粒子8之间的平均圆形度的标准偏差优选为0.15以下,进一步优选为0.001~0.10,更加优选为0.001~0.05。由此,各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异会变得特别小,从而可以进一步提高液体显影剂10整体的可靠性。
《第二实施方式》
接着,说明本发明的液体显影剂的制造方法的第二实施方式。
图4是图2所示的液体显影剂制造装置的头部附近的放大截面图。
本实施方式的液体显影剂的制造方法的特征在于,包括:得到在由水系液体构成的水系分散介质中分散有分散质的水系分散液的液滴的工序;以及从水系分散液的液滴中除去水系分散介质,将作为水系分散液的液滴中含有的多种分散质的凝聚体而得到的调色剂粒子直接分散在绝缘性液体中的工序;其中,水系分散液的液滴包含含有互不相同的材料的多种分散质。
可以通过任何方法来调制本实施方式中所使用的水系分散液3,在本实施方式中,使用用分散有第一分散质31′的第一分散液3′和分散有第二分散质31″的第二分散液3″调制出的水系分散液3,所述第二分散质31″含有与构成第一分散质31′的材料不同的材料。
在本实施方式中,第一分散液3′是使用含有前述着色剂和树脂材料的混练物进行调制而得到的。另外,所述第二分散液3″是使用含有前述带电控制剂和树脂材料、而实质上不含着色剂的混练物进行调制而得到的。
<第一分散液的调制>
首先,说明第一分散液的调制。
在本实施方式中,与前述的第一实施方式相同,第一分散液(水系悬浮液)3′是通过得到由树脂材料和着色剂构成的混练物,使用该混练物来调制水系乳化液,使用该水系乳化液而得到的。
对第一水系悬浮液3′中的第一分散质31′的平均粒径没有特殊的限定,但是优选为0.01~3μm,进一步优选为0.1~2μm。由此,能够更加可靠地防止分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使最终得到的调色剂粒子的大小、圆形度最为适当。
<第二分散液的调制>
与前述的第一实施方式相同,第二分散液(第二水系悬浮液)3″是通过得到由树脂材料和带电控制剂构成的混练物,使用该混练物来调制水系乳化液,使用该水系乳化液而得到的。
第二水系悬浮液3″是分散有含有带电控制剂和树脂材料、而实质上不含着色剂的第二分散质31″的物质。
对第二水系悬浮液3″中的第二分散质31″的平均粒径没有特殊的限定,但是优选为0.01~3μm,进一步优选为0.1~2μm。由此,能够更加可靠地防止分散质之间的不合意的结合(凝聚),并且可以使最终得到的调色剂粒子的大小、圆形度最为适当。
<水系分散液调制工序>
通过混合如上得到的第一水系悬浮液(第一分散液)3′和第二水系悬浮液(第二分散液)3″,得到包含含有互不相同的材料的多种分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)的水系分散液。通过这样来调制水系分散液,可以取得以下效果。
即,例如即使在调色剂的构成材料中含有会由于接触而损害其他材料功能的材料,也可以通过将至少一种材料与树脂材料一起进行分散从而以树脂材料进行覆盖,由此可以有效地防止与其他材料相接触。尤其是当同时使用着色剂和带电控制剂时,根据着色剂种类的不同(尤其是当为碳黑时),有时会由于着色剂与带电控制剂接触而损害带电控制剂的功能。但是,在本实施方式中,使其包含在不同的分散液中并通过树脂材料分别进行覆盖,由此可以使着色剂和带电控制剂在适度分离开的状态下存在于所得到的调色剂粒子中,因此可以使最终得到的调色剂粒子保持优良的显色性并具有优良的带电特性。
另外,水系分散液(水系悬浮液)3的调制不限于前述的方法。
例如,也可以不经由第一分散液和第二分散液来调制水系分散液。例如,也可以采用以下方式:准备第一混练物和含有与构成第一混练物的材料不同的材料的第二混练物,通过将溶解了第一混练物的一部分的溶液和溶解了第二混练物的一部分的溶液二者添加、分散到水系液体中而得到水系乳化液,使用该水系乳化液来调制水系分散液。
另外,例如,也可以不使用混练物而直接将前述的各种构成材料分散在水系液体中,由此来调制第一分散液和第二分散液。
另外,例如,可以不经由水系乳化液而通过直接调制悬浮液来调制第一分散液和第二分散液。
<水系分散液的液滴形成工序>
然后,将水系分散液3作为液滴5喷出(液滴形成工序)。另外,如前所述,在液滴5中包含含有互不相同的材料的多种分散质、即第一分散质31′和第二分散质31″。
然后,从水系分散液3(液滴5)中除去分散介质(水系分散介质)32,形成作为液滴5中含有的多个分散质的凝聚体的调色剂粒子8,并将形成的调色剂粒子8直接分散到绝缘性液体9中。由此,得到在绝缘性液体9中分散有调色剂粒子8的液体显影剂10。另外,用作喷出液的分散液的分散介质由水系液体构成,因此可以通过对环境无害的方法来得到液体显影剂。
可以通过任何方法来形成水系分散液的液滴5,但是优选通过间歇性地喷出水系分散液的液滴来形成。由此,可以有效地防止分散质的不合意的凝聚等,并且可以更加有效地除去水系分散介质,提高液体显影剂的生产率。另外,间歇性地喷出水系悬浮液的液滴并除去水系分散介质,由此即使在前述的水系悬浮液的调制中残留了一部分溶剂,也可以同时高效地除去水系分散介质和该残留的溶剂。
特别地,在本实施方式中,与前述的第一实施方式相同,使用图2所示的液体显影剂制造装置来除去水系分散介质。
[液体显影剂制造装置]
如图2所示,液体显影剂制造装置M1具有:头部M2,将上述水系分散液(水系悬浮液)3作为液体5而间歇性地喷出;水系分散液供应部M4,向头部M2供应水系分散液3;分散介质除去部M3,在输送从头部M2喷出的液滴状(微粒子状)的水系悬浮液3(液滴5)的同时除去分散介质32,形成为调色剂粒子8;以及绝缘性液体储存部M5,储存绝缘性液体9。
水系分散液供应部M4只要具有向头部M2供应水系分散液3的功能即可,也可以如图所示具有对水系分散液3进行搅拌的搅拌单元M41。由此,例如即使多种分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)是难以分散到分散介质(水系分散介质)32中的物质,也能够向头部M2供应多种分散质充分均匀地进行了分散的状态下的水系分散液3。
头部M2具有将水系分散液3作为微小的液滴(微粒)5喷出的功能。
头部M2具有:分散液储存部M21、压电元件M22、以及喷出部M23。
在分散液储存部M21中储存有水系分散液3。
通过压电元件M22的压力脉冲(压电脉冲),将存储在分散液储存部M21中的水系分散液3作为液滴5从喷出部M23向分散介质除去部M3喷出。
如上所述,本发明的特征在于:将分散液用作喷出液(喷雾液)。由此,可以取得以下效果。
即,通过将分散液用作喷出液,当从喷出部喷出喷出液(分散液)时,可以从微观上选择性地在分散介质的粘度低的部分进行切断并作为液滴喷出。因此,喷出的分散液的各个液滴之间的大小差异变小。因此,形成的调色剂粒子的各个粒子(调色剂粒子)之间的大小差异变小。
并且,从喷出部喷出的液滴会由于分散介质的表面张力而在喷出后迅速地变成球形。并且,由分散液构成的液滴含有多个分散质,即使当在分散介质除去部内进行输送时,形状的稳定性也非常良好,整体在保持近似球形的状态下变成调色剂粒子。因此,形成的调色剂粒子的圆形度大,各个粒子之间(调色剂粒子之间)的形状差异小。
与此相对,当使用溶液或熔融液来作为喷出液时,无法取得上述效果。即,该喷出液即使从微观上看也具有同样的粘度,因此当从喷出部喷出(喷雾)时,容易变成所谓“轧液性差”的状态,从而导致液滴容易变成带拖尾的形状。因此,当使用溶液或熔融液来作为喷出液(喷雾液)时,容易形成各个粒子之间(调色剂粒子之间)的大小、形状的差异大而圆形度小的调色剂粒子。
另外,通过将分散液用作喷出液,即使当制造的调色剂粒子的粒径非常小时,也可以容易地使其具有非常高的圆形度,并且可以使粒度分布集中。由此,得到的调色剂的各个粒子之间的带电均匀,并且当使用调色剂来进行印刷时,在显影辊上形成的调色剂的薄层会变得平均化、高密度化。由此,不易产生灰雾等缺陷,可以形成更加清晰的图像。
对喷出部M23的形状没有特殊的限定,但是优选为近似圆形。由此,可以提高喷出的水系分散液3或在分散介质除去部M3内形成的调色剂粒子8的真球度。
当喷出部M23呈近似圆形时,其直径(喷嘴直径)例如优选为0.5~100μm,进一步优选为0.8~50μm,更加优选为0.8~20μm。当喷出部M23的直径小于所述下限值时,容易发生堵塞,有时喷出的液滴5的大小差异会变大。另一方面,当喷出部M23的直径超过所述上限值时,根据分散液储存部M21的负压与喷嘴的表面张力之间的力学关系,在喷出的水系分散液3(液滴5)中可能会含有气泡。
另外,头部M2的喷出部M23的附近(尤其是喷出部M23的开口内表面、头部M2的设有喷出部M23的一侧的面(图中的下侧的面))优选对水系分散液3具有疏液性(疏水性)。由此,可以有效地防止水系分散液3附着在喷出部附近。其结果是,可以有效地防止变成轧液性差的状态或发生水系分散液3的喷出不良。另外,通过有效地防止水系分散液3附着在喷出部附近,可以提高喷出的液滴的形状稳定性(各个液滴之间的形状、大小的差异变小),使最终得到的调色剂粒子的形状、大小的差异变小。
作为该具有疏液性的材料,例如可以列举出:聚四氟乙烯(PTFE)等含氟树脂、硅基材料等。
如图4所示,压电元件M22由下部电极(第一电极)M221、压电体M222、以及上部电极(第二电极)M223按照该顺序层积而成。换言之,压电元件M22通过在上部电极M223与下部电极M221之间夹持压电体M22而构成。
该压电元件M22作为振动源而发挥作用,振动板M24通过压电元件(振动源)M22的振动而振动,具有瞬间提高分散液储存部M21的内部压力的功能。
在头部M2中,在未从压电元件驱动电路(未图示)输入规定的喷出信号的状态下、即不在压电元件M22的下部电极M22与上部电极M223之间施加电压的状态下,压电体M222不发生变形。因此,振动板M24也不发生变形,分散液储存部M21的容积不变。因此,不从喷出部M23喷出水系分散液3。
另一方面,在从压电元件驱动电路输入规定的喷出信号的状态下、即在压电元件M22的下部电极M221与上部电极M223之间施加规定的电压的状态下,压电体M222发生变形。由此,振动板M24发生大的挠曲(在图4中向下方挠曲),分散液储存部M21的容积减小(改变)。此时,分散液储存部M21内的压力瞬间升高,从喷出部M23喷出粒状的水系分散液3。
当水系悬浮液3的一次喷出结束时,压电元件驱动电路停止向下部电极M221与上部电极M223之间施加电压。由此,压电元件M22大致恢复到原来的形状,分散液储存部M21的容积增大。另外,此时从水系分散液供应部M4向喷出部M23的压力(向正方向的压力)作用在水系分散液3上。因此,可以防止空气从喷出部M23进入到分散液储存部M21中,并且会将与水系分散液3的喷出量相当的量的水系分散液3从水系分散液供应部M4供应给分散液储存部M21。
通过以规定的周期施加该电压,压电元件M22进行振动,从而反复地喷出粒状的水系分散液3。
这样,通过由压电体M222的振动而产生的压力脉冲来喷出(喷射)水系分散液3,由此可以一滴一滴地间歇性地喷出水系分散液3,另外可以使喷出的水系分散液3的液滴5的形状稳定。由此,可以使各个调色剂粒子之间的形状、大小的差异特别小,并且可以比较容易地制造出真球度高(在几何学上接近完全球形的形状)的调色剂粒子。
另外,通过使用压电体的振动来喷出分散液(水系分散液),能够更加可靠地以规定的间隔喷出分散液。因此,可以有效地防止喷出的液滴5之间的冲撞、凝聚,从而可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子8的形成。
从头部M2向分散介质除去部M3喷出的水系分散液3(液滴5)的初始速度例如优选为0.1~10m/秒,进一步优选为2~8m/秒。当水系分散液3的初始速度小于所述下限值时,调色剂的生产率会下降。另一方面,当水系分散液3的初始速度超过所述上限值时,最终得到的调色剂粒子会显示出真球度下降的倾向。
另外,对从头部M2喷出的水系分散液3的粘度没有特殊的限定,但是例如优选为0.5~200(mPa·s),进一步优选为1~25(mPa·s)。当水系分散液3的粘度小于所述下限值时,有时难以充分地控制喷出的水系分散液3的大小,从而导致最终得到的调色剂粒子的差异变大。另一方面,当水系分散液3的粘度超过所述上限值时,会呈现出如下倾向:形成的粒子的直径变大,水系分散液3的喷出速度变慢,并且喷出水系分散液3所需要的能量变大。另外,当水系分散液3的粘度特别大时,无法将水系分散液3作为液滴喷出。
另外,可以预先冷却从头部M2喷出的水系分散液3。通过这样来冷却水系分散液3,例如可以有效地防止分散介质32从喷出部M23附近的水系悬浮液3中不合意地蒸发(挥发)。其结果是,可以有效地防止由于喷出部的开口面积随着时间经过变小而导致的水系分散液3的喷出量变化等,从而可以得到各个粒子之间的大小、形状的差异特别小的调色剂。
另外,从头部M2喷出的液滴5的平均粒径根据水系分散液3中的分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)的含有率等而有少许差异,但是优选为0.5~100μm,进一步优选为0.8~50μm,更加优选为0.8~20μm。通过使液滴5的平均粒径为该范围内的值,可以使形成的调色剂粒子8具有适当的粒径。
从头部M2喷出(喷雾)的液滴5与水系分散液3中的分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)相比通常足够大。即,呈多个分散质分散在液滴5中的状态。因此,即使分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)的粒径的差异较大,喷出的液滴5中分散质31所占的比例对于各个液滴5来说也大致均匀。因此,即使当分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)的粒径的差异较大时,也可以通过使液滴5的喷出量大致均匀而使调色剂粒子8的各个粒子之间的粒径差异变小。该倾向当满足以下关系时更加明显。即,当液滴5的平均粒径为Dd(μm)、水系分散液3中的分散质的平均粒径为Dm(μm)时,优选满足Dm/Dd<0.5的关系,进一步优选满足Dm/Dd<0.2的关系。
另外,当液滴5的平均粒径为Dd[μm]、制造的调色剂粒子8的平均粒径为Dt[μm]时,优选满足0.05≤Dt/Dd≤1.0的关系,进一步优选满足0.1≤Dt/Dd≤0.8的关系。通过满足该关系,可以比较容易地得到足够微小、圆形度大、并且粒度分布集中的调色剂粒子8。
对压电元件M22的振动频率(压电脉冲的频率)没有特殊的限定,但是优选为1kHz~500MHz,进一步优选为5kHz~200MHz。当压电元件M22的振动频率小于所述下限值时,调色剂的生产率会降低。另一方面,当压电元件M22的振动频率超过所述上限值时,有可能出现以下情况:粒状的水系分散液3的喷出无法追随该振动频率,一滴量的水系分散液3的大小差异变大,从而导致形成的调色剂粒子8的大小差异变大。
图示结构的液体显影剂制造装置M1具有多个头部M2。并且,从这些头部M2向分散介质除去部M3分别喷出粒状的水系分散液3(液滴5)。
各个头部M2也可以几乎同时喷出水系分散液3(液滴5),但是优选被控制为至少相邻的两个头部喷出水系分散液3(液滴5)的时间不同。由此,可以有效地防止如下情况,即:在由从相邻的头部M2喷出的液滴5形成调色剂粒子8之前,液滴5之间相互冲撞并发生不合意的凝聚。
另外,如图2所示,液体显影剂制造装置M1具有气流供应单元M10,从该气流供应单元M10供应的气体经由管道M101以大致均匀的压力从设置在头部M2一头部M2之间的各个气体喷射口M7喷射。由此,可以在保持从喷出部M23间歇性地喷出的液滴5的间隔,从而有效地防止了液滴5的相互冲撞的同时来形成调色剂粒子8。由此,可以使形成的调色剂粒子8的大小、形状的差异更小。
另外,通过从气体喷射口M7喷射由气流供应单元M10供应的气体,可以在分散介质除去部M3中形成几乎向一个方向(图中为下方)流动的气流。当形成该气流时,可以更加有效地输送在分散介质除去部M3内形成的调色剂粒子8。由此,可以提高调色剂粒子8的回收效率,从而可以提高液体显影剂的生产率。
另外,通过从气体喷射口M7喷射气体,在从各个头部M2喷出的液滴5之间会形成气流帘,从而例如可以更加有效地防止从相邻的头部喷出的各个液滴之间的冲撞、凝聚。
另外,在气流供应单元M10中设有热交换器M11。由此,可以将从气体喷射口M7喷射的气体的温度设定为优选值,从而可以从喷出到分散介质除去部M3中的粒状的水系分散液3中有效地除去分散介质32。
另外,当具有该气流供应单元M10时,可以通过调整气流的供应量等而容易地控制从由喷出部M23喷出的水系分散液3中除去分散介质32的速度等。
从气体喷射口M7喷射的气体的温度根据水系分散液3中含有的分散质、分散介质32的组成等而不同,通常优选为0~70℃,进一步优选为15~60℃。当从气体喷射口M7喷射的气体的温度为该范围内的值时,可以得到形状的均匀性、稳定性足够高的调色剂粒子8,并且可以高效地除去液滴5中含有的分散介质32。
另外,从气体喷射口M7喷射的气体的湿度例如优选为50%RH以下,进一步优选为30%RH以下。当从气体喷射口M7喷射的气体的湿度为50%RH以下时,可以在后述的分散介质除去部M3中有效地除去水系分散液3中含有的分散介质32,从而进一步提高调色剂粒子8的生产率。
分散介质除去部M3由筒状的壳体M31构成。为了将分散介质除去部M3内的温度保持在规定的范围内,例如可以在壳体M31的内侧或外侧设置热源、冷却源,或者可以将壳体M31做成形成有热介质或冷却介质的流路的封套。
例如,在图示的结构中,通过压力调整单元M21来调整壳体M31内的压力。这样,通过调整壳体M31内的压力,可以更加有效地形成调色剂粒子8,从而可以提高液体显影剂的生产率。另外,在图示的结构中,压力调整单元M12通过连接管M121与壳体M31相连接。另外,在连接管M121的、与壳体M31连接的端部附近形成有内径扩大的扩径部M122,并且设有用于防止吸入调色剂粒子8等的过滤器M123。
对壳体M31内的压力没有特殊的限定,但是优选为150kPa以下,进一步优选为100~120kPa,更加优选为100~110kPa。当壳体M31内的压力为所述范围内的值时,例如可以有效地防止分散介质32从液滴5中急剧地被除去(沸腾现象)等,从而可以充分防止异常形状的调色剂粒子8的产生,并且可以高效地制造调色剂粒子8。另外,壳体M31内的各个部位处的压力既可以大致恒定,也可以不同。
另外,用于施加电压的电压施加单元M8与壳体M31连接。通过电压施加单元M8对壳体M31的内表面一侧施加与调色剂粒子8(液滴5)相同极性的电压,由此可以取得以下效果。
通常,调色剂粒子8等带正电或带负电。因此,当存在带电极性与调色剂粒子8不同的带电物体时,会产生该调色剂粒子8被该带电物体静电吸引而附着在其上的现象。另一方面,当存在带电极性与调色剂粒子8相同的带电物体时,该带电物体与调色剂粒子8相互排斥,从而可以有效地防止调色剂粒子8附着在所述带电物体的表面上。因此,通过向壳体M31的内表面一侧施加极性与粒状的调色剂粒子8相同的电压,可以有效地防止调色剂粒子8附着在壳体M31的内表面上。由此,可以更加有效地防止异常形状的调色剂粒子8的产生,并且还可以提高调色剂粒子8的回收效率。
另外,壳体M31在绝缘性液体储存部M5的附近具有内径向图2中的下方逐渐变大的扩径部M311。通过具有该扩径部M311,可以更加有效地防止调色剂粒子8附着在液体显影剂制造装置M1的内壁面(尤其是壳体M31或绝缘性液体储存部M5的内壁面)上。由此,可以提高液体显影剂10的生产效率,并且可以有效地防止异常形状的调色剂粒子混入到液体显影剂10中,提高液体显影剂10的可靠性。
如上所述在分散介质除去部M3内(壳体M31内)形成的调色剂粒子8通常是作为液滴5中含有的多个分散质(第一分散质31′、第二分散质31″)的凝聚体而得到的。由此,即使当水系分散液中含有的分散质的大小、形状的差异较大时,也可以使各个调色剂粒子之间的大小、形状的差异较小,并且可以减小各个调色剂粒子之间的特性差异,从而可以提高液体显影剂整体的可靠性。
另外,如上所述,使用含有由水系液体构成的分散介质的水系分散液(水系乳化液、水系分散液)来制造调色剂粒子8。并且,构成水系液体的水的沸点在各种液体中较高,而其室温附近的蒸汽压在各种液体中较低。因此,在分散介质除去部M3内(壳体M31内)形成的调色剂粒子8具有足够的形状稳定性,并且含有规定量的水分。另外,本发明者发现:该含有规定量水分的调色剂粒子对纸张等记录介质的定影性优良。考虑其原因如下。
即,要求构成液体显影剂的绝缘性液体(载液)具有绝缘性、低介电常数,因此通常由不具有高极性的官能基的分子构成。另一方面,通过液体显影剂来形成图像时所使用的纸张等记录介质通常由纤维素等具有亲水性官能基(例如氢氧基等)的材料构成。因此,对于以往的液体显影剂,如果在调色剂粒子的表面残留有绝缘性液体,则该绝缘性液体会使调色剂粒子的定影性(调色剂粒子与记录介质的粘附性)降低。与此相对,在本发明中,由于调色剂粒子含有规定量的水分,因此调色剂粒子中含有的水分会发挥提高调色剂粒子与记录介质的亲和性的功能,从而使调色剂粒子的定影性非常优良。
另外,在本发明中,由于调色剂粒子是作为液滴中含有的多个分散质的凝聚体而得到的,因此可以在构成调色剂粒子的分散质之间的空间等中可靠地保持适量的水分。这样,能够在液体显影剂(未定影的调色剂粒子)中可靠地保持水分,从而可以有效地阻止水分向调色剂粒子的外部漏出。另外,在定影时,可以通过施加压力等而有效地排出水分,从而可以使调色剂(调色剂像)对记录介质的粘附性特别优良。
调色剂粒子8含有规定量的水分即可,但是优选含有构成调色剂粒子的树脂材料的吸水量以上的水分。由此,可以使调色剂粒子8对记录介质的定影性特别优良。另外,在本发明中,“吸水量”是指调色剂材料自身所保持的最大的水分量,吸水量中不包括吸附量(由官能基吸附在树脂表面的量等)。
另外,对调色剂粒子8的含水量没有特殊的限定,但是优选为0.3~5.0wt%,进一步优选为1.0~4.0wt%,更加优选为1.0~2.5wt%。当调色剂粒子8的含水量为所述范围内的值时,可以使调色剂粒子8具有足够良好的带电性,并且可以使调色剂粒子8对记录介质的定影性特别优良。
并且,将如上形成的调色剂粒子8导入到绝缘性液体储存部M5中,并在此与绝缘性液体9进行混合。其结果是,得到调色剂粒子8分散在绝缘性液体9中的液体显影剂10。如此,在本发明中,不将形成的调色剂粒子作为粉体而回收,而是直接与绝缘性液体混合。由此,可以充分防止调色剂粒子之间的凝聚等,并且可以使液体显影剂的生产率非常高。
在图示的结构中,绝缘性液体储存部M5具有对绝缘性液体9进行搅拌的搅拌单元M51。由此,例如即使当绝缘性液体9与调色剂粒子8的比重之差较大时(例如,比重的差的绝对值为0.3g/cm3以上),也可以使调色剂粒子8充分均匀地进行分散,从而可以在得到的液体显影剂10中长期稳定地保持调色剂粒子8的良好的分散状态。另外,可以有效地防止调色剂粒子8漂浮在绝缘性液体9的液面附近等,并且还可以有效地防止调色剂粒子8的凝聚等。
绝缘性液体9是绝缘性足够高的液体即可,具体地说,优选室温(20℃)下的电阻为109Ωcm以上,进一步优选为1011Ωcm以上,更加优选为1013Ωcm以上。另外,绝缘性液体9的介电常数优选为3.5以下。
作为满足该条件的绝缘性液体9,例如可以列举出:辛烷,异辛烷,癸烷,异癸烷,萘烷,壬烷,十二烷,异癸烷,环己胺,环辛烷,环癸烷,苯,甲苯,二甲苯,均三甲苯,各种硅油,亚麻子油、豆油等植物油,ISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L(ISOPAR,ExxonMobil Corporation的商品名称),SHELLSOL 70、SHELLSOL 71(SHELLSOL,Shell Oil公司的商品名称),Amsco OMS、Amsco 460溶剂(Amsco,Spirit Co.,Ltd.的商品名称)等。
<液体显影剂>
如上得到的液体显影剂的调色剂粒子对记录介质的定影性非常优良。另外,如上得到的液体显影剂的调色剂粒子的形状、大小的差异小。因此,该液体显影剂的调色剂粒子易于在绝缘性液体中(液体显影剂中)泳动,从而也有利于高速显影。另外,由于调色剂粒子的形状、大小的差异小,因此调色剂粒子的分散性优良,从而可以有效地防止液体显影剂中的调色剂粒子的沉降或漂浮等。因此,该液体显影剂的长期稳定性也非常好。
如上得到的液体显影剂10中的调色剂粒子8的平均粒径优选为0.1~5μm,进一步优选为0.4~4μm,更加优选为0.5~3μm。当调色剂粒子8的平均粒径为所述范围内的值时,可以使各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异特别小,从而可以使液体显影剂10整体的可靠性特别高,并且可以使通过液体显影剂(调色剂)形成的图像的解析度足够高。
另外,构成液体显影剂10的调色剂粒子8之间的粒径的标准偏差优选为1.0μm以下,进一步优选为0.1~0.8μm,更加优选为0.1~0.5μm。由此,各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异会变得特别小,从而可以进一步提高液体显影剂10整体的可靠性。
《第三实施方式》
接着,说明本发明的第三实施方式。下面,以与前述第二实施方式的不同点为中心来进行说明,而对相同的事项省略相关说明。
图5是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第三实施方式的纵截面图。
在本实施方式中,调制分散有第一分散质31′的第一分散液3′和分散有第二分散质31″的第二分散液3″,该第二分散质31″含有与构成第一分散质31′的材料不同的材料,使用图5所示的液体显影剂制造装置M1′使第一分散液3′的液滴(第一液滴5′)和第二分散液3″的液滴(第二液滴5″)冲撞并合而为一,从而得到水系分散液的液滴(液滴5),由此来制造液体显影剂。
另外,在本实施方式中,使用由树脂材料和蜡构成的第一分散质31′分散在水系分散介质中的物质作为第一分散液3′,使用分散有由着色剂构成的第二分散质31″的物质作为第二分散液3″。
与前述实施方式相同,使用由树脂材料和蜡构成的混练物来调制第一分散液3′,通过将着色剂添加在水系液体中并进行搅拌以使其分散来调制第二分散液3″。
另外,在进行冲撞的液滴中,一方的液滴中的分散介质等的至少一部分也可以被除去。
[液体显影剂制造装置]
除了水系分散液供应部和头部的结构不同之外,液体显影剂制造装置M1′的结构与前述的液体显影剂制造装置M1相同。
即,液体显影剂制造装置M1′具有:第一头部M2′,喷出第一分散液3′;第二头部M2″,喷出第二分散液3″;第一分散液供应部M4′,向第一头部M2′供应第一分散液3′;第二分散液供应部M4″,向第二头部M2″供应第二分散液3″;分散介质除去部M3,在输送从第一头部M2′和第二头部M2″分别喷出的液滴状的第一分散液3′(第一液滴5′)和第二分散液3″(第二液滴5″)冲撞并合并形成的液滴5的同时除去分散介质32,形成为调色剂粒子8;以及绝缘性液体储存部M5,储存绝缘性液体9。
在第一分散液供应部M4′中储存有上述第一分散液3′,将该第一分散液3′送入第一头部M2′。另外,同样地,在第二分散液供应部M4″中储存有上述第二分散液3″,将该第二分散液3″送入第二头部M2″。
第一分散液供应部M4′具有向第一头部M2′供应第一分散液3′的功能即可,但如图所示,其也可以具有对第一分散液3′进行搅拌的搅拌单元M41′。另外,第二分散液供应部M4″也同样可以具有对第二分散液3″进行搅拌的搅拌单元M41″。由此,例如即使分散质31(调色剂的构成成分)是难以分散到分散介质中的物质,也能够向各个头部内供应分散质31充分均匀地进行了分散的状态下的各个分散液。
第一头部M2′和第二头部M2″具有与前述的液体显影剂制造装置M1的头部M2相同的结构。
对第一头部M2′和第二头部M2″进行配置,使得它们各自喷出的第一液滴5′和第二液滴5″进行冲撞。
从第一头部M2′喷出的第一液滴5′和从第二头部M2″喷出的第二液滴5″进行冲撞并合而为一,变成液滴5。
在分散介质除去部M3内输送液滴5,该液滴5在该过程中固化,由此变成调色剂粒子8。
然后,将如上形成的调色剂粒子8导入到绝缘性液体储存部M5中,并在此与绝缘性液体9进行混合。由此,得到调色剂粒子8分散在绝缘性液体9中的液体显影剂10。
如上所述,使第一分散液3′的第一液滴5′与第二分散液3″的第二液滴5″进行冲撞并合而为一,得到水系分散液3的液滴5,由此可以取得以下效果。
例如,在第一分散质31′和第二分散质31″的比重不同的情况下,当使第一分散质31′和第二分散质31″存在于一个分散液中时,分散质会偏集于一方,从而难以形成均匀地含有各个分散质的液滴,而通过如上所述使用两个分散液,可以使形成的液滴5的组成大致均匀。由此,可以进一步减小最终得到的液体显影剂中的各个调色剂粒子之间的特性差异。
另外,例如当含有一旦第一分散液3′与第二分散液3″混合的话分散质就会相互凝聚的材料时,在混合得到的液体中发生的凝聚会导致液体中所含有的分散质的大小差异变大,并且有可能出现随着凝聚的继续进行而无法作为液滴喷出的情况。由于直到形成液滴5之前第一分散液3′与第二分散液3″不混合,因此可以更加有效地防止各个分散液中的分散质的不合意的凝聚,从而可以有效地防止异常形状的调色剂粒子的产生。
另外,例如通过调节第一分散液3′和第二分散液3″的比重等,可以使一个分散液中含有的分散质偏集于表面附近。尤其是如本实施方式那样,可以通过使含有树脂材料的分散液与含有着色剂的分散液合而为一而使着色剂偏集于得到的调色剂粒子的表面。由此,当将得到的调色剂转印到纸张等转印材料(记录介质)上时,可以有效地防止色偏和渗色等。
另外,例如当使用含有树脂材料的物质来作为第一分散液、使用含有带电控制剂而实质上不含有树脂材料的物质来作为第二分散液时,可以使带电控制剂偏集于调色剂粒子的表面附近。由此,可以通过较少量的带电控制剂而有效地提高最终得到的调色剂的带电特性。
《第四实施方式》
下面,说明本发明的第四实施方式。
图6是示意性示出本发明的液体显影剂中含有的调色剂粒子的截面图,图7是示意性示出用于制造本发明的液体显影剂的液体显影剂制造装置的第四实施方式的纵截面图。
<液体显影剂>
首先,说明第四实施方式的液体显影剂。
第四实施方式的液体显影剂是在绝缘性液体中分散有调色剂粒子的物质。
本实施方式中所使用的绝缘性液体只要是绝缘性足够高的液体即可,具体地说,优选室温(20℃)下的电阻为109Ωcm以上,进一步优选为1011Ωcm以上,更加优选为1013Ωcm以上。另外,绝缘性液体的介电常数优选为3.5以下。
作为满足该条件的绝缘性液体,例如可以列举出:辛烷,异辛烷,癸烷,异癸烷,萘烷,壬烷,十二烷,异癸烷,环己胺,环辛烷,环癸烷,苯,甲苯,二甲苯,均三甲苯,各种硅油,亚麻子油、豆油等植物油,ISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L(ISOPAR,Exxon MobilCorporation的商品名称),SHELLSOL 70、SHELLSOL 71(SHELLSOL,Shell Oil公司的商品名称),Amsco OMS、Amsco 460溶剂(Amsco,Spirit Co.,Ltd.的商品名称),液体石蜡(和光纯药工业)等。
在前面的说明中也说明了由于硅油具有优良的绝缘性并显示出优良的耐偏移性效果而适于用作绝缘性液体。
接着,参照附图来说明构成本发明的液体显影剂的调色剂粒子。
调色剂粒子8由后述的材料构成,并具有近似球形的形状。
另外,如图6所示,调色剂粒子8在其内部具有与外表面连通的空隙81。即,调色剂粒子8具有在其外表面开口的空隙81。
空隙81在其内部具有直径比调色剂粒子8的外表面附近的开口直径大的部位。另外,空隙81在其内部保持有构成液体显影剂的绝缘性液体9。
本发明的特征在于:在空隙的内部保持有绝缘性液体。如果如上所述在空隙中保持有绝缘性液体,则当将调色剂粒子定影在纸张等记录介质上时,调色剂粒子破碎,从而绝缘性液体会从调色剂粒子内渗出。于是,通过该绝缘性液体发挥脱模剂的作用,可以有效地防止在定影之后发生偏移。另外,当如上所述在空隙中保持有绝缘性液体时,可以提高绝缘性液体中的调色剂粒子的分散性,并且还可以提高保存稳定性。
当空隙81的由图中的A表示的开口直径为X(μm)、空隙81内部的由图中的B表示的最大直径为Y(μm)时,优选满足0.01≤X/Y≤10的关系,进一步优选满足0.05≤X/Y≤5的关系。通过满足该关系,可以在调色剂粒子8的内部更加可靠地保持绝缘性液体9,并且当将调色剂粒子8定影在纸张等记录介质上时,可以使绝缘性液体9容易渗出到调色剂粒子8的外部。另外,当空隙81的横截面不是近似圆形时,所谓“直径”是指具有与横截面的面积相同的面积的圆的直径。
空隙81的由图中的A表示的开口直径具体地说优选为1~500nm,进一步优选为10~300nm。当空隙81的开口直径小于所述下限值时,有时绝缘性液体9向调色剂粒子8的外部渗出得不充分,有时会导致无法获得足够的耐偏移性。另一方面,当空隙81的开口直径超过所述上限值时,有时难以在空隙81内保持足够的绝缘性液体9。
空隙81内部的由图中的B表示的最大直径具体地说优选为90~4950nm,进一步优选为500~2950nm。当空隙81内部的最大直径小于所述下限值时,根据空隙81的开口直径的大小,有时难以保持足够的绝缘性液体9。另一方面,当空隙81内部的最大直径超过所述上限值时,根据调色剂粒子8的大小等和构成调色剂粒子8的材料等,调色剂粒子8自身的耐久性可能会降低。
调色剂粒子8的空孔率优选为1~70%,进一步优选为20~60%。当空孔率小于所述下限值时,有时难以保持足够量的绝缘性液体9。另一方面,当空孔率超过所述上限值时,根据构成调色剂粒子8的材料等,有时调色剂粒子8的耐久性会降低。
绝缘性液体9优选使用当从调色剂粒子8已经渗出时会显示出适当的脱模性的物质。
调色剂粒子8中含有的绝缘性液体9的含有量优选为1~50wt%,进一步优选为15~40wt%。由此,可以保持调色剂粒子8的耐久性,并且可以更加有效地防止在定影之后发生偏移。
另外,构成液体显影剂的调色剂粒子8的平均粒径优选为0.1~5μm,进一步优选为0.1~4μm,更加优选为0.5~3μm。当调色剂粒子8的平均粒径为所述范围内的值时,可以使各个调色剂粒子8之间的特性差异特别小,从而可以使液体显影剂10整体的可靠性特别高,并且可以使通过液体显影剂(调色剂)形成的图像的解析度非常高。
另外,构成液体显影剂10的调色剂粒子8之间的粒径的标准偏差优选为1.0μm以下,进一步优选为0.1~1.0μm,更加优选为0.1~0.8μm。由此,各个调色剂粒子8之间的特性差异会变得特别小,从而可以进一步提高液体显影剂10整体的可靠性。
另外,由下式(I)表示的、构成液体显影剂10的调色剂粒子8的圆形度R的平均值(平均圆形度)优选为0.85以上,进一步优选为0.90~0.99,更加优选为0.92~0.99。
R=L0/L1 …(I)
(式中,L1(μm)表示测量对象的调色剂粒子的投影像的周长,L0(μm)表示面积与测量对象的调色剂粒子8的投影像的面积相等的圆的周长。)
由此,可以使调色剂粒子8的粒径足够小,并且可以使调色剂粒子8的转印效率、机械强度特别优良。
另外,构成液体显影剂10的调色剂粒子8之间的平均圆形度的标准偏差优选为0.15以下,进一步优选为0.001~0.10,更加优选为0.001~0.05。由此,各个调色剂粒子8之间的带电特性、定影特性等特性的差异会变得特别小,从而可以进一步提高液体显影剂10整体的可靠性。
接着,说明本实施方式的液体显影剂的制造方法。
本实施方式的液体显影剂的制造方法是调色剂粒子分散在绝缘性液体中的液体显影剂的制造方法,其特征在于包括:准备在水系分散介质中分散有由含有树脂材料的材料构成的分散质的水系分散液的工序;将通过喷雾水系分散液、除去水系分散介质而得到的凝聚体直接分散到绝缘性液体中,从而得到凝聚体分散液工序;以及加热凝聚体分散液的工序。
可以通过任何方法来调制水系分散液3,在本实施方式中,与前述第一实施方式相同,使用用含有着色剂和树脂材料的混练物调制的水系分散液3。
<水系分散液喷雾工序>
将通过与前述第一实施方式相同的方法得到的水系悬浮液(水系分散液)3作为液滴5来进行喷雾。由此,可以从水系悬浮液3(液滴5)中除去分散介质(水系分散介质)32,形成液滴5中所含有的多个分散质31的凝聚体7,并且将形成的凝聚体7直接分散到绝缘性液体9中(水系分散液喷雾工序)。由此,可以得到在绝缘性液体9中分散有凝聚体7的凝聚体分散液10′。然后,通过加热凝聚体分散液10′来得到液体显影剂10。另外,由于用作喷雾液的分散液的分散介质由水系液体构成,因此可以通过对环境无害的方法来得到液体显影剂。
可以通过任何方法来进行水系悬浮液(水系分散液)的喷雾,但是优选通过间歇性地喷出水系悬浮液的液滴来进行喷雾。由此,可以有效地防止分散质的不合意的凝聚等,并且可以更加有效地除去水系分散介质,提高液体显影剂的生产率。另外,通过间歇性地喷出水系悬浮液的液滴来除去水系分散介质,使得即使当在前述的水系悬浮液的调制中残留了一部分溶剂时,也可以同时有效地除去水系分散介质和该残留的溶剂。
特别的,在本实施方式中,使用图7、图3所示的液体显影剂制造装置来除去水系分散介质。
[液体显影剂制造装置]
如图7所示,液体显影剂制造装置M1″具有在前述第一实施方式的液体显影剂制造装置M1的绝缘性液体储存部M5中增加了加热单元M52的结构。
与前述第一实施方式同样地形成的凝聚体7被导入到绝缘性液体储存部M5中,并在此与绝缘性液体9混合。由此,得到凝聚体7分散在绝缘性液体9中的凝聚体分散液10′。
然后,在绝缘性液体储存部M5中,通过加热单元M52来加热如上得到的凝聚体分散液10′。由此,得到调色剂粒子8分散在绝缘性液体9中的液体显影剂10。
如上得到的凝聚体7是使用含有由水系液体构成的分散介质的水系分散液(水系乳化液、水系悬浮液)而制造的。特别是,构成水系液体的水的沸点在各种液体中较高,而其室温附近的蒸汽压在各种液体中较低。因此,在分散介质除去部M3内(壳体M31内)形成的凝聚体7具有足够的形状稳定性,并且在凝聚体7的空隙中含有规定量的水分。因此,如果只是将凝聚体7分散在绝缘性液体9中,有时难以向凝聚体7的空隙中导入足够量的绝缘性液体9。
但是,通过在本工序中加热凝聚体分散液10′,可以除去凝聚体7的空隙内的水分并将其置换为绝缘性液体9。由此,形成如前所述的调色剂粒子8,从而得到调色剂粒子8分散在绝缘性液体9中的液体显影剂10。
对加热凝聚体分散液10′的温度T(℃)没有特殊的限定,只要能够除去前述的水分即可,但是当构成凝聚体7的树脂材料的软化点为T1/2时,优选为T1/2-40≤T≤T1/2+30。由此,可以保持凝聚体7的形状,并且可以有效地将水分置换为绝缘性液体9。
另外,凝聚体7中含有的水分也可以不完全被置换为绝缘性液体9,在构成液体显影剂10的调色剂粒子8中可以剩余有适量的水分。当这样剩余有适量的水分时,调色剂粒子8中含有的水分会发挥提高调色剂粒子与记录介质的亲和性的作用,从而可以使调色剂粒子的定影性非常好。
如上得到的液体显影剂具有优良的耐偏移性。另外,如上得到的液体显影剂的调色剂粒子的形状、大小的差异小。因此,该液体显影剂的调色剂粒子易于在绝缘性液体中(液体显影剂中)泳动,从而也有利于高速显影。另外,由于调色剂粒子的形状、大小的差异小,因此调色剂粒子的分散性优良,从而可以有效地防止液体显影剂中的调色剂粒子的沉降或漂浮等。因此,该液体显影剂的长期稳定性也非常好。
接着,说明使用上述本发明的液体显影剂的图像形成装置的优选实施方式。
图8示出了使用本发明的液体显影剂的接触式图像形成装置的一个例子。图像形成装置P1具有圆筒状的鼓、即感光体P2,通过由表氯醇橡胶等构成的带电器P3使其表面均匀带电之后,通过激光二极管等进行与要记录的信息相对应的曝光P4,从而形成静电潜像。
显影器P10具有一部分浸渍在显影剂容器P11中的涂布辊P12和显影辊P13。涂布辊P12例如是不锈钢等金属制成的凹板辊(gravure roller),相对于显影辊P13进行旋转。另外,在涂布辊P12的表面上形成有液体显影剂涂布层P14,通过计量刮板(metering blade)P15使其厚度保持恒定。
从涂布辊P12向显影辊P13转印液体显影剂。显影辊P13在不锈钢等金属制的辊芯体P16上具有低硬度氧化硅层,在该低硬度氧化硅层的表面上形成有导电性的PFA(polytetrafluoroethylene perfluoro vinyl ether共聚合体)制的树脂层,所述显影辊P13以与感光体P2相等的速度进行旋转,将液体显影剂转印到潜像部。在向感光体P2转印之后剩余在显影辊P13上的液体显影剂被显影辊清洁刮板P17除去而被回收到显影剂容器P11内。
另外,从感光体向中间转印辊转印了调色剂像之后,感光体被除电光P21除电,残留在感光体上的转印剩余调色剂被由聚氨酯橡胶构成的清洁刮板P22除去。
同样,从中间转印辊P18向信息记录介质P20转印之后,残留在中间转印辊P18上的转印剩余调色剂被由聚氨酯橡胶构成的清洁刮板P23除去。
将在感光体P2上形成的调色剂像向中间转印辊P18转印之后,给二次转印辊P19接通转印电流,将图像转印到在两者之间通过的纸张等信息记录介质P20上,使用图10所示的定影装置对纸张等信息记录介质P20上的调色剂图像进行定影。
图9示出了使用本发明的液体显影剂的非接触式图像形成装置的一个例子。当为非接触式图像形成装置时,在显影辊P13上设有由0.5mm厚的磷青铜板构成的带电刮板P24。带电刮板P24具有与液体显影剂层相接触而使其摩擦带电的功能,并且由于涂布辊P12是凹板辊,所以在显影辊P13上会形成与凹板辊表面的凹凸相对应的显影剂层,因此带电刮板P24还具有均匀地平整该凹凸的功能。带电刮板P24的配置方向相对于显影辊的旋转方向既可以为逆向(counter)也可以为顺向(trail),另外也可以不是刮板形状而是辊的形状。
另外,优选在显影辊P13与感光体P2之间设有200μm~800μm的间隔,并且在显影辊P13与感光体P2之间重叠施加直流电压200~800V和500~3000Vpp、频率50~3000Hz的交流电压。除此之外,与参照图8说明的图像形成装置相同。
另外,针对图8、图9均说明了通过一种颜色的液体显影剂来形成图像的情况,当使用多种颜色的彩色调色剂来形成图像时,可以使用多种颜色的显影器来形成各种颜色的图像,从而形成彩色图像。
图10是定影装置的截面图,F1为热定影辊,F1a为卤素灯,F1b为辊基材,F1c为弹性体,F2为加压辊,F2a为旋转轴,F2b为辊基材,F2c为弹性体,F3为耐热带,F4为带张架部件,F4a为突壁,F5为片材,F5a为未定影调色剂像,F6为清洁部件,F7为框架,F9为弹簧,L为按压部切线。
如图所示,定影装置F40具有:热定影辊(以下称为加热辊)F1、加压辊F2、耐热带F3、带张架部件F4、以及清洁部件F6。
热定影辊F1以外径为25mm左右、厚度为0.7mm左右的管材作为辊基材F1b,其外周被厚度为0.4mm左右的弹性体F1c覆盖,在辊基材F1b的内部作为加热源而内置有1050W的两个柱状的卤素灯F1a,该热定影辊F1可以向图中箭头所示的逆时针方向旋转。另外,加压辊F2以外径为25mm左右、厚度为0.7mm左右的管材作为辊基材F2b,其外周被厚度为0.2mm的弹性体F2c覆盖,加压辊F2与热定影辊F1的压靠力为10kg以下,压印长度为10mm左右,两者相对配置。加压辊F2可以向图中箭头所示的顺时针方向旋转。
这样,由于热定影辊F1和加压辊F2的外径为25mm左右的小径,因此定影后的片材F5不会卷附在热定影辊F1或耐热带F3上,从而不需要强制性地剥离片材的部件。另外,通过在热定影辊F1的弹性体F1c的表层设置大约30μm的PFA层,可以相应地提高刚性。由此,虽然各个弹性体F1c、2c的厚度不同,但是两个弹性体F1c、2c的弹性变形大致均匀,可以形成所谓的水平压印,另外,相对于热定影辊F1的圆周速度,耐热带F3或片材F5的输送速度不会产生差异,因此可以进行非常稳定的图像定影。
另外,在热定影辊F1的内部内置有构成加热源的两个卤素灯F1a、F1a,该卤素灯F1a、F1a的发热元件分别配置在不同的位置上。于是,通过选择性地点亮各个卤素灯F1a、F1a,可以容易地进行不同条件下的温度控制,所述不同条件包括:耐热带F3卷附在热定影辊F1上的定影压印部位和带张架部件F4与热定影辊F1的滑动接触的部位不同;以及宽幅片材和窄幅片材的不同。
耐热带F3张架在加压辊F2和带张架部件F4的外周上并且可以移动,该耐热带F3是被夹持在热定影辊F1与加压辊F2之间的无缝的环状带。该耐热带F3具有0.03mm以上的厚度,由表面(与片材F5接触的一侧的面)由PFA形成、内表面(与加压辊F2和带张架部件F4接触的一侧的面)由聚酰亚胺形成的双层结构的无缝管形成。耐热带F3不限于此,也可以由不锈钢管或镍电铸管等金属管、氧化硅管等耐热树脂管等其他材料形成。
带张架部件F4配置在比热定影辊F1与加压辊F2的定影压印部靠近片材F5输送方向的上游一侧的位置,能够以加压辊F2的旋转轴F2a为中心向箭头P的方向摆动。带张架部件F4在片材F5不通过定影压印部的状态下将耐热带F3向热定影辊F1的切线方向张架。如果片材F5进入定影压印部的初期位置处的定影压力大,则无法顺利地进入,有时会在片材F5的顶端折断的状态下进行定影,通过如上所述将耐热带F3向热定影辊F1的切线方向张架,可以形成片材F5会顺利进入的片材F5的导入口,从而可以使片材F5稳定地进入定影压印部。
带张架部件F4嵌插在耐热带F3的内周,是与加压辊F2协作而赋予耐热带F3张力f的近似半圆形的带滑动部件(耐热带F3在带张架部件F4上滑动)。该带张架部件F4配置在以下位置上:与热定影辊F1和加压辊F2的按压部切线L相比,耐热带F3向热定影辊F1一侧卷附而形成压印。突壁F4a突出设置在带张架部件F4的轴向的一端或两端,当耐热带F3偏向一个轴向端时,该突壁F4a与该耐热带F3抵接,由此来限制向耐热带F3的端部的偏移。在突壁F4a的与热定影辊F1相反一侧的端部和基座之间压缩设置有弹簧F9,带张架部件F4的突壁F4a被轻轻地压向热定影辊F1,带张架部件F4与热定影辊F1滑动接触并被定位。
通过加压辊F2和带张架部件F4来张架耐热带F3,为了通过加压辊F2来稳定地进行驱动,将加压辊F2与耐热带F3的摩擦系数设定得比带张架部件F4与耐热带F3的摩擦系数大即可。但是,有时会因为耐热带F3与加压辊F2之间或耐热带F3与带张架部件F4之间有异物侵入、或者因为耐热带F3与加压辊F2和带张架部件F4的接触部的磨损等,而使得摩擦系数变得不稳定。
将加压辊F2和耐热带F3的卷附角(winding angle)设定得比带张架部件F4和耐热带F3的卷附角小。由此,耐热带F3在带张架部件F4上滑动的长度变短,从而可以规避经时变化或外部干扰等不稳定因素,通过加压辊F2来稳定地驱动耐热带F3。
并且,清洁部件F6配置在加压辊F2与带张架部件F4之间,该清洁部件F6与耐热带F3的内周面滑动接触,清洁耐热带F3的内周面上的异物或摩擦粉尘等。通过这样来清洁异物和摩擦粉尘等,可以刷新耐热带F3,消除所述摩擦系数的不稳定因素。另外,在带张架部件F4中设有凹部Fef,该凹部F4f适于容纳从耐热带F3除去的异物和摩擦粉尘等。
将带张架部件F4被轻轻地压向热定影辊F1的位置作为压印初始位置,另外,将加压辊F2按压热定影辊F1的位置作为压印结束位置。片材F5从压印初始位置进入定影压印部并在耐热带F3与热定影辊F1之间通过,然后从压印结束位置脱离出来,由此对在片材F5上形成的未定影调色剂像F5a进行定影,然后向加压辊F2与热定影辊F1的按压部的切线方向L排出。
以上说明了本发明的优选实施方式,但是本发明不限于此。
例如,构成液体显影剂制造装置的各个部分可以被置换为具有相同功能的任意部件,或者也可以增加其他的结构。
另外,本发明的液体显影剂不限用于前述的图像形成装置。
另外,如图11、图15所示,也可以在头部M2中设置声透镜(凹面透镜)M25。通过设置该声透镜M25,例如可以通过喷出部M23附近的压力脉冲聚敛部(pulse convergence portion)M26使压电元件M22产生的压力脉冲(振动能量)聚敛。由此,可以将压电元件M22产生的振动能量有效地用作喷出水系悬浮液3的能量。因此,即使储存在分散液储存部M21中的水系悬浮液3的粘度较高,也能够将其从喷出部M23可靠地喷出。另外,即使储存在分散液储存部M21中的水系悬浮液3的凝聚力(表面张力)较大,也能够作为微小的液体喷出,因此可以容易并可靠地将调色剂粒子8(凝聚体7)的粒径控制为较小的值。
这样,通过图中所示的结构,即使将粘度高的材料或凝聚力大的材料用于水系悬浮液3时,也可以将调色剂粒子8控制为期望的形状、大小,从而可以使材料选择的范围特别宽,并且能够更加容易地得到具有期望的特性的调色剂。
另外,当为图示的结构时,由于通过聚敛的压力脉冲来喷出水系悬浮液3,因此即使喷出部M23的面积(开口面积)较大时,也可以使喷出的水系悬浮液3的大小较小。即,即使在希望使调色剂粒子8的粒径较小的情况下,也可以使喷出部M23的面积较大。由此,即使水系悬浮液3的粘度较高,也可以有效地防止喷出部M23发生堵塞等。
作为声透镜,不限于凹面透镜,例如也可以使用菲涅耳透镜、电子扫描透镜等。
并且,如图12~图14、图16~图18所示,可以在声透镜M25与喷出部M23之间配置具有向喷出部M23收敛的形状的收拢部件M13等。由此,可以有助于由压电元件M22产生的压力脉冲(振动能量)的聚敛,从而可以进一步有效地利用压电元件M22产生的压力脉冲。
另外,在前述的实施方式中,说明了调色剂的构成成分作为固形成分包含在分散质中的情况,但调色剂的构成成分的至少一部分也可以包含在分散介质中。
另外,在前述的实施方式中,说明了通过压电脉冲从头部间歇性地喷出分散液(水系悬浮液),但是作为分散液的喷出方法(喷雾方法),也可以使用其他方法。例如,作为喷出(喷雾)分散液的方法,除了喷雾干燥法、气泡喷射(bubble jet)(“bubble jet”为注册商标)法等方法以外,还可以使用以下等方法:使用如下喷嘴将分散液喷雾成液滴状,所述喷嘴通过气流将分散液压附在平滑面上,使其薄薄地延展成为薄层流,使该薄层流脱离所述平滑面,将其作为微小的液滴来进行喷雾(如记载在日本专利文献特愿2002-321889号公报的说明书中)。在喷雾干燥法中,使用高压气体来喷射(喷雾)液体(分散液),由此得到液滴。另外,作为应用所谓的气泡喷射(“bubble jet”为注册商标)法的方法,可以列举出记载在日本专利文献特愿2002-169348号公报的说明书中的方法等。即,作为喷出(喷雾)分散液的方法,可以使用通过气体的体积变化而从头部间歇性地喷出分散液的方法。
另外,喷雾液的水系分散液的调制方法并不限于前述的方法。例如,也可以通过加热分散有固体形态的分散质的分散液(悬浮液)而得到分散质一度为液体状的水系乳化液,并通过冷却该水系乳化液来得到作为喷雾液的水系悬浮液。另外,也可以不使水系乳化液成为悬浮液,而原样作为喷雾液来使用。另外,即使当将悬浮液用作喷雾液时,也可以不经由乳化液(水系乳化液)而调制出该悬浮液。例如,通过将前述的混练物的粉碎物分散在水系液体中而得到的悬浮液也可以用作喷雾液。另外,作为喷雾液的水系分散液也可以将通过乳液聚合法制造出的微粒子作为分散质。由此,可以使分散质的大小足够小,并且可以减小分散质的大小差异。其结果是,可以使各个调色剂粒子之间的形状、大小的差异特别小。
另外,在前述的实施方式中,是使用混练物来调制分散液的,但也可以不使用混练物而是通过将前述的各种构成材料直接分散在水系液体中来调制分散液。
另外,在前述的第二实施方式中,说明的是所形成的液滴含有第一分散质和第二分散质的情况,但也可以含有第三分散质。
另外,在前述的第二实施方式中,说明了使两个分散液合而为一的情况,但也可以使三个以上的分散液合而为一。
另外,在前述的第四实施方式中,说明了通过加热凝聚体分散液来得到液体显影剂,但是不限于此,例如也可以通过在喷出之后以较高的温度加热分散液以除去分散介质(水分)并在此之后将得到的凝聚体导入到绝缘性液体中来得到液体显影剂。
[1]液体显影剂的制造
(实施例1)
首先,准备80重量单位的作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个一SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:120℃;吸水量:0.3wt%)和20重量单位的作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)。自分散型树脂是在100g该自分散型树脂中具有0.2mol的-SO3 -基的物质。
使用20L型的亨舍尔混合机来混合上述各个成分,得到用于制造调色剂的原料。
然后,使用图1所示的二轴混练挤压机对该原料(混合物)进行混练。二轴混练挤压机的处理部的全长为160cm。另外,将处理部中的原料的温度设定为125~135℃。另外,螺杆的旋转速度为120rpm,原料的投入速度为20kg/小时。根据该条件求出的、原料通过处理部所需要的时间大约为4分钟。
另外,开动经由脱气口与处理部连接的真空泵,在对处理部内进行脱气的同时进行上述混练。
在处理部中被进行了混练的原料(混练物)通过头部被挤出到二轴混练挤压机的外部。将头部内的混练物的温度调节为130℃。
使用图1所示的冷却机来冷却如上所述从二轴混练挤压机的挤出口挤出的混练物。冷却工序刚结束后的混练物的温度大约为40℃。
混练物的冷却速度为-9℃/秒。另外,从混练工序结束时开始到冷却工序结束需要的时间为10秒。
对如上所述被冷却的混练物进行粗粉碎,使其成为平均粒径为1.5mm的粉末。在混练物的粗粉碎中使用锤式粉碎机。
然后,将100重量单位的混练物的粗粉碎物添加到250重量单位的甲苯中,使用超声波均质器(输出:400μA)进行1个小时的处理,由此得到溶解了混练物的自分散型树脂的溶液。另外,在该溶液中,颜料均匀地进行了微分散。
另一方面,准备由700重量单位的离子交换水构成的水系液体。通过搅拌转速经调整的多功能高速搅拌机(特殊机化工业公司制造)来搅拌所述水系液体。
向该搅拌状态的水系液体中滴落上述溶液(混练物的甲苯溶液)。由此,得到平均粒径为0.8μm的分散质均匀地进行了分散的水系乳化液。
然后,在温度为100℃、气氛压力为80kPa的条件下除去水系乳化液中的甲苯,并冷却至室温,由此得到分散有固形微粒子的水系悬浮液。在得到的水系悬浮液中实质上残留有甲苯。得到的水系悬浮液的固形成分(分散质)浓度为29.1wt%。另外,分散在悬浮液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.5μm。另外,使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(掘场制作所公司制造,LA-920)来测量分散质的平均粒径。
将如上得到的悬浮液投入到图2、图3所示的结构的调色剂制造装置的水系悬浮液供应部内。在通过搅拌单元来搅拌水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的同时通过定量泵供应给头部,从喷出部向分散介质除去部喷出(喷射)。喷出部呈直径为25μm的圆形。另外,对头部的喷出部附近进行基于含氟树脂(聚四氟乙烯)涂层的疏水化处理。另外,将水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的温度调节为35℃。
在将头部内的分散液温度调整为35℃、将压电体的振动频率调整为10kHz、将从喷出部喷出的分散液的初始速度调整为3m/秒、将从头部喷出的水系悬浮液的一滴液滴的喷出量调整为2pl(粒径:15μm)的状态下,进行水系悬浮液的喷出。另外,按照多个头部中的至少相邻的头部喷出水系悬浮液的时间错开的方式来喷出水系悬浮液。
另外,当喷出水系悬浮液时,从气体喷射口向垂直下方喷射温度为35℃、湿度为27%RH、流速为3m/秒的空气。另外,将壳体内的温度(气氛温度)设定为40℃。另外,壳体内的压力大约为105kPa。分散介质除去部的长度(输送方向的长度)为1.5m。
另外,向分散介质除去部的壳体施加电压以使其内表面一侧的电位为-100V,以防止水系悬浮液的液滴(调色剂粒子)附着在内壁上。
在分散介质除去部内,从喷出的水系悬浮液的液滴中除去分散介质,形成作为由各个液滴中含有的多个分散质凝聚而成的凝聚体的调色剂粒子,将形成的调色剂粒子导入到储存有作为绝缘性液体的ISOPAR II(Exxon Mobil Corporation制造)的绝缘性液体储存部内,通过搅拌单元对其进行搅拌,由此得到液体显影剂。在分散介质除去部中形成的调色剂粒子的含水量为1.8wt%。另外,绝缘性液体(ISOPAR H)在室温(20℃)下的电阻为1014Ωcm,绝缘性液体的介电常数为2.3。另外,液体显影剂中调色剂粒子所占的比例为20wt%。
(实施例2~6)
通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液调制时的水系液体的搅拌条件、溶液的滴落速度、头部内的水系悬浮液的温度、从气体喷射口喷射的空气的温度,使水系乳化液中的分散质的平均粒径、含有率、调色剂粒子的含水量等成为表1所示的值,除此之外与前述的实施例1同样地调制液体显影剂。
(实施例7)
在调色剂制造用的原料(混练物)的调制中,代替自分散型树脂而使用不是自分散型树脂的环氧树脂(玻璃转移点:52℃;软化温度:80.5℃;吸水量:0.2wt%),并且使用0.5重量单位的作为分散剂的十二烷基三甲基氯化铵,除此之外与前述的实施例1同样地制造液体显影剂。
0412
(实施例8)
通过如下所示的乳液聚合法来调制水系悬浮液。
在氮气气流下搅拌100g的甲基丙烯酸十八酯、150g的甲苯、以及50g的异丙醇的混合溶液并将其加热到75℃。加入30g的2,2’-偶氮(4-氰戊酸)并反应8个小时。冷却后再沉淀到2公升的甲醇中,凝聚成白色粉末,然后进行干燥。将得到的50g白色粉末、3.3g乙酸乙烯酯、0.2g对苯二酚、以及100g甲苯的混合物加热到40℃,反应3个小时。然后,升温到70℃,加入3.8×10-3ml的100%硫酸,反应10个小时。然后,冷却到25℃,加入0.02g的三水(合)乙酸钠并搅拌30分钟,然后再沉淀到1公升的甲醇中,在凝聚之后进行干燥,得到分散稳定用的树脂。
然后,在氮气气流下搅拌12g如上得到的分散稳定用树脂和100g乙酸乙烯酯、1.0g甲基丙烯酸十八酯、以及384g ISOPAR H的混合液并同时将其加热到70℃。加入0.8g 2,2’-偶氮(异戊腈(isovalernitryl))并反应6个小时。在添加引发剂20分钟之后产生白浊,反应温度上升到88℃。将温度提高到100℃,搅拌2个小时,蒸馏除去未反应的乙酸乙烯酯。在冷却之后使其通过200网目的尼龙布,得到白色的乳胶粒子。平均粒子为0.3μm。
将上述白色乳胶粒子分散到30g的水中。
将如上得到的水系悬浮液用作喷雾液,除此之外与前述的实施例1相同地制造液体显影剂。
(比较例1)
代替水系悬浮液而将在前述实施例1中调制的甲苯溶液用作喷雾液,除此之外与前述的实施例1同样地得到主要由树脂材料构成的微粒子分散在绝缘液体中的分散液。
然后,在搅拌该分散液的同时放置在温度为100℃、气氛压力为80kPa的环境下,由此得到除去了甲苯的液体显影剂。
(比较例2)
首先,与前述实施例1同样地得到混练物的粗粉碎物(平均粒径:1.5mm)。
然后,使用喷射式磨机对该粗粉碎物进行微粉碎,使其成为平均粒径为4.5μm的微细粉末。
然后,将20重量单位的如上得到的微粉碎物分散到80重量单位的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制造)和1重量单位的分散剂(十二烷基三甲基氯化铵)的混合物中,由此得到液体显影剂。
(比较例3)
首先,与前述实施例7同样地得到混练物的粗粉碎物(平均粒径:1.5mm)。
然后,使用喷射式磨机对该粗粉碎物进行微粉碎,使其成为平均粒径为4.5μm的微粉末。
然后,将20重量单位的如上得到的微粉碎物分散到80重量单位的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制造)和1重量单位的分散剂(十二烷基三甲基氯化铵)的混合物中,由此得到液体显影剂。
(比较例4)
首先,作为电绝缘性液体,准备ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制造)。该电绝缘性液体在室温(20℃)下的电阻为1014Ωcm,绝缘性液体的介电常数为2.3。
在氮气气流下搅拌100g的甲基丙烯酸十八酯、150g的甲苯、以及50g的异丙醇的混合溶液并将其加热到75℃。加入30g的2,2’-偶氮(4-氰戊酸)并反应8个小时。冷却后再沉淀到2公升的甲醇中,凝聚成白色粉末,然后进行干燥。将得到的50g白色粉末、3.3g乙酸乙烯酯、0.2g对苯二酚、以及100g甲苯的混合物加热到40℃,反应2个小时。然后,升温到70℃,加入3.8×10-3ml的100%硫酸,反应10个小时。然后,冷却到25℃,加入0.02g的三水(合)乙酸钠并搅拌30分钟,然后再沉淀到1公升的甲醇中,在凝聚之后进行干燥,得到分散稳定用的树脂。
然后,在氮气气流下搅拌12g如上得到的分散稳定用树脂和100g乙酸乙烯酯、1.0g甲基丙烯酸十八酯、以及384g ISOPAR H的混合液并同时将其加热到70℃。加入0.8g 2,2’-偶氮(异戊腈(isovalernitryl))并反应6个小时。在添加引发剂20分钟之后产生白浊,反应温度上升到88℃。将温度提高到100℃,搅拌2个小时,蒸馏除去未反应的乙酸乙烯酯。在冷却之后通过ISOPAR进行稀释,得到液体显影剂。
(比较例5)
将80重量单位的部分皂化乙烯-乙酸乙烯共聚物树脂(商品名称:Dumiran C-2280,武田药品工业公司制造)溶解到200重量单位的被加热的2-乙基己酸酯(商品名称:EXCEPARL HO,花王公司制造)中,然后与20重量单位的作为着色剂的氰基颜料(大日精化公司制造,PigmentBlue 15:3)混合,然后通过加热到80℃的三辊滚轧机(three roll mill)(井上制作所公司制造)进行分散。在通过均质器以7000rpm进行搅拌混合的同时将70重量单位的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制)添加到30重量单位的如上得到的、被加热到40℃的颜料分散溶液中,然后再通过均质器以7000rpm搅拌混合30分钟。然后,在通过均质器以7000rpm进行搅拌分散的同时添加通过将1重量单位的水杨酸铝盐(商品名称:Bontron E-88,Orient Chemical Industries,Ltd.制造)溶解到100重量单位的ISOPAR H中而得到的溶液,然后再通过均质器以7000rpm进行30分钟的搅拌分散,由此得到液体显影剂。
(比较例6)
通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液调制时的水系液体的搅拌条件,将水系乳化液中的分散质的平均粒径、含有率改变为表1所示的值,防止在喷雾的各个液滴中含有多个分散质,形成与1个分散质对应的大小、形状的调色剂粒子,除此之外与前述实施例1同样地调制液体显影剂。
以上各个实施例和各个比较例中的液体显影剂的制造条件和对分散液的喷出稳定性的评价均表示在表1中。另外,在对液滴的喷出稳定性的评价中,将可以持续6小时以上稳定地喷出平均粒径的差异小于20%的液滴的表示为“○”,将从喷出分散液开始6小时内的喷出液滴的平均粒径的差异大于等于20%并小于40%的表示为“△”,将从喷出液滴开始6小时内的喷出液滴的平均粒径的差异大于等于40%的表示为“×”。
根据表1可以清楚地知道,通过本发明,可以稳定地喷出液体。尤其是在实施例1~6中,尽管没有使用分散剂,但是仍可以特别稳定地喷出液滴。
表1
粘结树脂 | 水系乳化液 | 水系悬浮液 | 制造液体显影剂时分散剂的使用 | 液滴的喷出稳定性 | ||||||
种类 | 亲水基 | 软化点[℃] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的含有率[wt%] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的含有率[wt%] | 液滴的平均粒径[μm] | |||
实施例1 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 0.8 | 30.5 | 0.5 | 29.1 | 15 | 无 | ○ |
实施例2 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 0.8 | 30.5 | 0.5 | 29.5 | 15 | 无 | ○ |
实施例3 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 0.8 | 30.5 | 0.5 | 28.7 | 15 | 无 | ○ |
实施例4 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 1.5 | 32.4 | 1.2 | 30.3 | 15 | 无 | ○ |
实施例5 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 0.1 | 31.8 | 0.8 | 28.4 | 0.9 | 无 | ○ |
实施例6 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 0.7 | 31.5 | 0.4 | 30.1 | 0.9 | 无 | ○ |
实施例7 | 环氧树脂 | - | 80.5 | 0.8 | 32.1 | 0.5 | 29.8 | 15 | 有 | △ |
实施例8 | 丙烯酸树脂 | - | 120 | - | - | 0.3 | 30.2 | 15 | 有 | △ |
比较例1 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | - | - | - | - | 15 | - | ○ |
比较例2 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | - | - | - | - | - | 有 | - |
比较例3 | 环氧树脂 | - | 80.5 | - | - | - | - | - | 有 | - |
比较例4 | 丙烯酸树脂 | - | 120 | - | - | - | - | - | 有 | - |
比较例5 | 乙烯-乙酸乙烯共聚物 | -SO3 -基 | 70 | - | - | - | - | - | 有 | - |
比较例6 | 聚酯 | -SO3 -基 | 120 | 5.0 | 22.5 | 2.7 | 20.5 | 3.0 | 无 | ○ |
[2]评价
对如上得到的各种液体显影剂的定影强度、透明性、保存稳定性进行了评价。
[2.1]定影强度
使用图8所示的图像形成装置,通过在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在记录纸(精工爱普生公司制造,上等质量的纸张LPCPPA4)上形成了规定图案的图像。然后,通过烘烤装置(oven)对在记录介质上形成的图像进行了热定影。该热定影是在120℃×30分钟的条件下进行的。
然后,在确认了非偏移区域之后,用橡皮擦(LION OFFICEPRODUCTS CORP.制造,沙橡皮“LION 261-11”)以按压载荷kgf对记录纸张上的定影像擦拭2次,通过X-Rite Inc公司制造的“X-Ritemodel 404”来测量图像浓度的残留率,并按照以下的3级基准进行了评价。
○:图像浓度残留率大于等于90%。
△:图像浓度残留率大于等于70%并小于90%。
×:图像浓度残留率小于70%。
[2.2]透明性
使用图8所示的图像形成装置和图10所示的定影装置,通过在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在高射投影仪片(OHPsheet)(A-ONE CO,LTD.公司制造,27081)上形成了规定图案的图像。
然后,通过雾影仪(HAZE meter)(日本电色工业公司制造,MODEL 1001DP)来测量HAZE值,按照以下的4级基准进行了评价。另外,HAZE值是漫透射率除以全透射率后得到的数值,调色剂中的各个成分的分散性越好,该值越小。
◎:HAZE值小于47。
○:HAZE值大于等于47并小于50。
△:HAZE值大于等于50并小于53。
×:HAZE值大于等于53。
[2.3]保存稳定性
将在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在温度为15~20℃的环境下静置6个月。然后,通过目视来确认液体显影剂中的调色剂的情况,并按照以下的4级基准进行了评价。
◎:完全观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
○:几乎观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
△:观察到有微量的调色剂粒子的凝聚沉降。
×:观察到有明显的调色剂粒子的凝聚沉降。
将上述结果与调色剂粒子的含水量、平均圆形度R、圆形度标准偏差、以体积为基准的平均粒径、粒径标准偏差一起表示在表2中。另外,使用流动式(flow)粒子像解析装置(东亚医用电子公司制造,FPIA-2000)来测量圆形度。圆形度R由下式(I)表示。
R=L0/L1 …(I)
(式中,L1(μm)表示测量对象的粒子的投影像的周长,L0(μm)表示面积与测量对象的粒子的投影像的面积相等的圆的周长。)
表2
平均圆形度R | 圆形度标准偏差 | 平均粒径[μm] | 粒径标准偏差[μm] | 调色剂粒子的含水量[wt%] | 评价 | |||
定影强度 | 透明性 | 保存性 | ||||||
实施例1 | 0.97 | 0.012 | 2.8 | 0.8 | 1.80 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例2 | 0.97 | 0.012 | 2.9 | 0.9 | 0.44 | △ | ○ | △ |
实施例3 | 0.96 | 0013 | 2.7 | 0.8 | 5.20 | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.95 | 0.015 | 2.8 | 0.8 | 1.91 | ○ | ○ | △ |
实施例5 | 0.96 | 0.014 | 0.7 | 0.8 | 1.53 | ○ | ○ | ○ |
实施例6 | 0.96 | 0.013 | 3.1 | 0.9 | 1.75 | ○ | ○ | △ |
实施例7 | 0.96 | 0.013 | 3.2 | 0.9 | 0.62 | ○ | ○ | ○ |
实施例8 | 0.96 | 0.013 | 3.1 | 0.9 | 0.54 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | 0.94 | 0.016 | 3.1 | 0.9 | 0.27 | △ | × | △ |
比较例2 | 0.85 | 0.128 | 4.5 | 2.8 | 0.28 | × | × | △ |
比较例3 | 0.86 | 0.121 | 4.2 | 2.9 | 0.31 | × | × | × |
比较例4 | 0.95 | 0.015 | 3.2 | 1.2 | 0.32 | × | × | △ |
比较例5 | 0.93 | 0.018 | 3.5 | 1.5 | 0.29 | × | × | △ |
比较例6 | 0.97 | 0.014 | 2.8 | 0.8 | 0.35 | △ | ○ | × |
根据表2可以清楚地知道,本发明的液体显影剂均为调色剂粒子的圆形度大、粒度分布的范围小的液体显影剂。另外,调色剂粒子的形状差异(圆形度的标准偏差)也小。另外,本发明的液体显影剂的定影强度、透明性、以及保存稳定性也非常优良。与此相对,各个比较例的液体显影剂没有取得满意的结果。尤其是在各个调色剂粒子与1个分散质相对应的比较例6中,各个调色剂粒子之间的大小差异、特性差异大,液体显影剂整体的可靠性低。
另外,作为着色剂,代替青系颜料而使用了颜料红122、颜料黄180、碳黑(Degussa AG制造,Printex L),除此之外与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。
另外,将液体显影剂制造装置的头部附近的结构由图3所示的结构改变为图11~图14所示的结构,并与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。另外,通过具有图11~图14所示的头部的液体显影装置,即使是粘度较高(分散质的含有率高)的分散液,也可以恰当地进行喷出。
[3]液体显影剂的制造
(实施例9)
[第一分散液的调制]
首先,准备80重量单位作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:115℃;吸水量:0.2wt%)和20重量单位作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)。自分散型树脂是在100g该自分散型树脂中具有0.1mol的-SO3 -基的物质。
使用20L型的亨舍尔混合机来混合上述各个成分,得到调色剂制造用的原料。
然后,使用图1所示的二轴混练挤压机对该原料(混合物)进行混练。二轴混练挤压机的处理部的全长为160cm。另外,将处理部中的原料的温度设定为125~135℃。另外,螺杆的旋转速度为120rpm,原料的投入速度为20kg/小时。
根据该条件求出的、原料通过处理部所需要的时间大约为4分钟。
另外,开动经由脱气口与处理部连接的真空泵,在对处理部内进行脱气的同时进行上述混练。
在处理部中被进行了混练的原料(混练物)通过头部被挤出到二轴混练挤压机的外部。将头部内的混练物的温度调节为130℃。
使用图1所示的冷却机来冷却如上所述从二轴混练挤压机的挤出口挤出的混练物。冷却工序刚结束后的混练物的温度大约为40℃。
混练物的冷却速度为-9℃/秒。另外,从混练工序结束时开始到冷却工序结束需要的时间为10秒。
对如上所述被冷却的混练物进行粗粉碎,使其成为平均粒径为1.5mm的粉末。在混练物的粗粉碎中使用锤式粉碎机。
然后,将100重量单位的混练物的粗粉碎物添加到250重量单位的甲苯中,使用超声波均质器(输出:400μA)进行1个小时的处理,由此得到溶解了混练物的自分散型树脂的溶液。另外,在该溶液中,颜料均匀地进行了微分散。
另一方面,准备由700重量单位的离子交换水构成的水系液体。通过搅拌转速经调整的多功能高速搅拌机(特殊机化工业公司制造)来搅拌所述水系液体。
向该搅拌状态的水系液体中滴落上述溶液(混练物的甲苯溶液)。由此,得到含有树脂材料和着色剂的分散质均匀地进行了分散的水系乳化液。
然后,在温度为100℃、气氛压力为80kPa的条件下除去水系乳化液中的甲苯,并冷却至室温,由此得到分散有固形微粒子的第一分散液。在得到的第一水系悬浮液中实质上残留有甲苯。得到的第一水系悬浮液的固形成分(分散质)浓度为31.4wt%。另外,分散在第一分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为1.8μm。另外,使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(掘场制作所公司制造,LA-920)来测量分散质的平均粒径。
[第二分散液的调制]
另一方面,准备90重量单位作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:120℃;吸水量:0.2wt%)和10重量单位的作为带电控制剂的水杨酸铬络合物(BONTRON E-81,Orient Chemical Industries,Ltd.制造)。
然后,与前述的第一分散液同样地得到第二分散液。
另外,得到的第二分散液的固形成分(分散质)浓度为30.4wt%。另外,分散在第二分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.5μm。
[水系分散液(水系悬浮液)的调制]
通过均质器(IKA公司制造)对100重量单位的如上得到的第一分散液和10重量单位的第二分散液进行混合,得到水系悬浮液。
另外,得到的水系分散液的固形成分(固形微粒子)浓度为30.9wt%。另外,分散在水系分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为1.1μm。
[液滴的形成]
将如上得到的水系悬浮液投入到图2、图4所示的结构的调色剂制造装置的水系悬浮液供应部内。并且,对浓度进行了调整。在通过搅拌单元来搅拌水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的同时通过定量泵供应给头部,从喷出部向分散介质除去部喷出(喷射)。喷出部呈直径为25μm的圆形。另外,对头部的喷出部附近涂布含氟树脂(聚四氟乙烯)而进行疏水化处理。另外,将水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的温度调节为35℃。
在将头部内的分散液温度调整为35℃、将压电体的振动频率调整为10kHz、将从喷出部喷出的分散液的初始速度调整为3m/秒、将从头部喷出的水系悬浮液的一滴液滴的喷出量调整为2pl(液滴粒径:14μm)的状态下喷出水系悬浮液。另外,按照多个头部中的至少相邻的头部喷出水系悬浮液的时间相错开的方式来喷出水系悬浮液。
另外,当喷出水系悬浮液时,从气体喷射口向垂直下方喷射温度为35℃、湿度为27%RH、流速为3m/秒的空气。另外,将壳体内的温度(气氛温度)设定为45℃。另外,壳体内的压力大约为105kPa。分散介质除去部的长度(输送方向的长度)为1.5m。
另外,向分散介质除去部的壳体施加电压以使其内表面一侧的电位变为-100V,以防止水系悬浮液的液滴(调色剂粒子)附着在内壁上。
在分散介质除去部内,从喷出的水系悬浮液的液滴中除去分散介质,形成作为由各个液滴中含有的多个分散质凝聚而成的凝聚体的调色剂粒子,将形成的调色剂粒子导入到储存有作为绝缘性液体的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制造)的绝缘性液体储存部内,通过搅拌单元对其进行搅拌,由此得到液体显影剂。在分散介质除去部中形成的调色剂粒子的含水量为1.75wt%。另外,绝缘性液体(ISOPAR H)在室温(20℃)下的电阻为1×1014Ωcm,绝缘性液体的介电常数为2.3。另外,液体显影剂中调色剂粒子所占的比例为18wt%。
(实施例10~12)
通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液调制时的水系液体的搅拌条件、溶液的滴落速度、头部内的水系悬浮液的温度、从气体喷射口喷射的空气的温度,使第一和第二分散液中的分散质的平均粒径、含有率、调色剂粒子的含水量等成为表1所示的值,除此之外与前述的实施例9同样地调制液体显影剂。
(实施例13)
在调色剂制造用的原料(混练物)的调制中,代替自分散型树脂而使用环氧树脂(不是自分散型树脂),并且使用0.5重量单位的作为分散剂的十二烷基三甲基氯化铵,除此之外与前述的实施例9同样地制造液体显影剂。
(实施例14)
通过如下所述的乳液聚合法来调制第一分散液和第二分散液,并调制水系悬浮液,除此之外与前述的实施例9同样地制造液体显影剂。
[第一分散液]
在氮气气流下搅拌100g的甲基丙烯酸十八酯、150g的甲苯、以及50g的异丙醇的混合溶液并将其加热到75℃。加入30g的2,2’-偶氮(4-氰戊酸)并反应8个小时。冷却后再沉淀到2公升的甲醇中,凝聚成白色粉末,然后进行干燥。将得到的50g白色粉末、3.3g乙酸乙烯酯、0.2g对苯二酚、以及100g甲苯的混合物加热到40℃,反应3个小时。然后,升温到70℃,加入3.8×10-3ml的100%硫酸,反应10个小时。然后,冷却到25℃,加入0.02g的三水(合)乙酸钠并搅拌30分钟,然后再沉淀到1公升的甲醇中,在凝聚之后进行干燥,得到分散稳定用树脂。
然后,在氮气气流下搅拌12g如上得到的分散稳定用树脂和100g乙酸乙烯酯、1.0g甲基丙烯酸十八酯、21g作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)、以及384g ISOPAR H的混合液并同时将其加热到70℃。加入0.8g 2,2’-偶氮(异戊腈(isovalernitryl))并反应6个小时。在添加引发剂20分钟之后产生白浊,反应温度上升到88℃。将温度提高到100℃,搅拌2个小时,蒸馏除去未反应的乙酸乙烯酯。在冷却之后使其通过200网目的尼龙布,得到着色粒子。平均粒子为0.3μm。
将上述粒子分散到30g的水中,得到第一分散液。
[第二分散液]
代替着色剂而添加作为带电控制剂的1g水杨酸铬络合物(BONTRONE-81,Orient Chemical Industries,Ltd.制),除此之外与前述第一分散液同样地调制第二分散液。
(实施例15)
[第一分散液的调制]
首先,准备100重量单位的作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:120℃;吸水量:0.2wt%)、3重量单位的作为蜡的巴西棕榈蜡、以及1重量单位的作为带电控制剂的水杨酸铬络合物(BONTRON E-81,OrientChemical Industries,Ltd.制造)。自分散型树脂是在100g该自分散型树脂中具有0.1mol的-SO3 -基的物质。
使用20L型的亨舍尔混合机来混合上述各个成分,得到调色剂制造用的原料。
然后,使用图1所示的二轴混练挤压机对该原料(混合物)进行混练。二轴混练挤压机的处理部的全长为160cm。另外,将处理部中的原料的温度设定为125~135℃。另外,螺杆的旋转速度为120rpm,原料的投入速度为20kg/小时。
根据该条件求出的、原料通过处理部所需要的时间大约为4分钟。
另外,开动经由脱气口与处理部连接的真空泵,在对处理部内进行脱气的同时进行上述混练。
在处理部中被进行了混练的原料(混练物)通过头部被挤出到二轴混练挤压机的外部。将头部内的混练物的温度调节为130℃。
使用图1所示的冷却机来冷却如上所述从二轴混练挤压机的挤出口挤出的混练物。冷却工序刚结束后的混练物的温度大约为40℃。
混练物的冷却速度为-9℃/秒。另外,从混练工序结束时开始到冷却工序结束需要的时间为10秒。
对如上所述被冷却的混练物进行粗粉碎,使其成为平均粒径为1.5mm的粉末。在混练物的粗粉碎中使用锤式粉碎机。
然后,将100重量单位的混练物的粗粉碎物添加到250重量单位的甲苯中,使用超声波均质器(输出:400μA)进行1个小时的处理,由此得到溶解了混练物的自分散型树脂的溶液。
另一方面,准备由700重量单位的离子交换水构成的水系液体。通过搅拌转速经调整的多功能高速搅拌机(特殊机化工业公司制造)来搅拌所述水系液体。
向该搅拌状态的水系液体中滴落上述溶液(混练物的甲苯溶液)。由此,得到水系乳化液。
然后,在温度为100℃、气氛压力为80kPa的条件下除去水系乳化液中的甲苯,并冷却至室温,由此得到分散有固形微粒子的第一分散液(第一水系悬浮液)。在得到的第一水系悬浮液中实质上残留有甲苯。得到的第一水系悬浮液的固形成分(分散质)浓度为27.6wt%。另外,分散在第一分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.6μm。另外,使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(掘场制作所公司制造,LA-920)来测量分散质的平均粒径。
[第二分散液的调制]
首先,作为着色剂而准备20重量单位的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)。
另一方面,准备0.1重量单位的作为分散剂的烷基苯磺酸盐溶解在100重量单位的离子交换水中而得到的水溶液(水系溶液)。
然后,在100重量单位的该水溶液中添加准备好的青系颜料,通过均质器(IKA公司制造)在85℃的条件下混合分散15分钟,得到作为颜料分散液的第二分散液(第二水系悬浮液)。
然后,对得到的第二分散液进行脱气处理。通过将搅拌状态的第二分散液在14kPa的气氛中放置10分钟来进行脱气处理。脱气处理时的气氛温度为25℃。如上得到的第二分散液的固形成分(分散质)浓度为20.2wt%。另外,分散在第二分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.3μm。
[液滴的形成]
将调制得到的第一分散液和第二分散液投入到图5所示的液体显影剂制造装置的第一分散液供应部M4′和第二分散液供应部M4″内。在通过搅拌单元来搅拌各个分散液供应部内的第一分散液和第二分散液的同时通过定量泵将其供应给第一头部和第二头部的各个分散液储存部,分别从喷出部喷出第一分散液和第二分散液,使其冲撞并合而为一,形成水系悬浮液的液滴。另外,各个头部的喷出部呈直径为25μm的圆形。另外,对头部的喷出部附近涂布含氟树脂(聚四氟乙烯)涂层来进行疏水化处理。另外,将各个分散液供应部内的各个分散液的温度调节为35℃。
各个头部内的分散液温度为35℃,压电体的振动频率为100kHz,从各个头部喷出的分散液的初始速度为3.1m/秒,从各个头部喷出的分散液的一滴的喷出量为2.2pl(粒径:15μm)。另外,按照多个第一头部中的至少相邻的第一头部喷出分散液的时间相错开的方式来喷出第一分散液。另外,按照多个第二头部中的至少相邻的第二头部喷出分散液的时间相错开的方式来喷出第二分散液。
另外,当喷出分散液时,从气体喷射口向垂直下方喷射温度为35℃、湿度为27%RH、流速为3m/秒的空气。另外,壳体内的压力大约为103kPa。分散介质除去部的长度(输送方向的长度)为1.5m。
另外,向分散介质除去部的壳体施加电压以使其内表面一侧的电位变为-100V,以防止水系悬浮液的液滴(调色剂粒子)附着在内壁上。
在分散介质除去部内,从形成的水系悬浮液的液滴中除去分散介质,形成作为由各个液滴中含有的多种分散质凝聚而成的凝聚体的调色剂粒子,将形成的调色剂粒子导入到储存有作为绝缘性液体的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制造)的绝缘性液体储存部内,通过搅拌单元对其进行搅拌,由此得到液体显影剂。在分散介质除去部中形成的调色剂粒子的含水量为1.64wt%。另外,绝缘性液体(ISOPAR H)在室温(20℃)下的电阻为2.3Ωcm,绝缘性液体的介电常数为1×1014Ωcm。另外,液体显影剂中调色剂粒子所占的比例为22wt%。
(实施例16)
如下调制第一分散液和第二分散液,除此之外与前述的实施例15同样地调制液体显影剂。
[第一分散液的调制]
首先,准备100重量单位的作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:115℃;吸水量:0.2wt%)、3重量单位的作为蜡的巴西棕榈蜡、以及20重量单位的作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)。自分散型树脂是在100g该自分散型树脂中具有0.1mol的-SO3 -基的物质。
使用20L型的亨舍尔混合机来混合上述各个成分,得到调色剂制造用的原料。
然后,使用图1所示的二轴混练挤压机对该原料(混合物)进行混练。二轴混练挤压机的处理部的全长为160cm。另外,将处理部中的原料的温度设定为125~135℃。另外,螺杆的旋转速度为120rpm,原料的投入速度为20kg/小时。
根据该条件求出的、原料通过处理部所需要的时间大约为4分钟。
另外,开动经由脱气口与处理部连接的真空泵,在对处理部内进行脱气的同时进行上述混练。
在处理部中被进行了混练的原料(混练物)通过头部被挤出到二轴混练挤压机的外部。将头部内的混练物的温度调节为130℃。
使用图1所示的冷却机来冷却如上所述从二轴混练挤压机的挤出口挤出的混练物。冷却工序刚结束后的混练物的温度大约为40℃。
混练物的冷却速度为-9℃/秒。另外,从混练工序结束时开始到冷却工序结束需要的时间为10秒。
对如上所述被冷却的混练物进行粗粉碎,使其成为平均粒径为1.5mm的粉末。在混练物的粗粉碎中使用锤式粉碎机。
然后,将100重量单位的混练物的粗粉碎物添加到250重量单位的甲苯中,使用超声波均质器(输出:400μA)进行1个小时的处理,由此得到溶解了混练物的自分散型树脂的溶液。
另一方面,准备由700重量单位的离子交换水构成的水系液体。通过搅拌转速经调整的多功能高速搅拌机(特殊机化工业公司制造)来搅拌所述水系液体。
向该搅拌状态的水系液体中滴落上述溶液(混练物的甲苯溶液)。由此,得到水系乳化液。
然后,在温度为100℃、气氛压力为80kPa的条件下除去水系乳化液中的甲苯,并冷却至室温,由此得到分散有固形微粒子的第一分散液(第一水系悬浮液)。在得到的第一分散液中实质上残留有甲苯。得到的第一分散液的固形成分(分散质)浓度为29.2wt%。另外,分散在第一分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.4μm。另外,使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(掘场制作所公司制造,LA-920)来测量分散质的平均粒径。
[第二分散液的调制]
首先,作为带电控制剂而准备1重量单位的水杨酸铬络合物(BONTRON E-81,Orient Chemical Industries,Ltd.制造)。
另一方面,准备1重量单位的作为分散剂的烷基苯磺酸盐溶解在100重量单位的离子交换水中而得到的水溶液(水系溶液)。
然后,在100重量单位的该水溶液中添加准备好的带电控制剂,通过均质器(IKA公司制造)在85℃的条件下混合分散15分钟,得到作为颜料分散液的第二分散液(第二水系悬浮液)。
然后,对得到的第二分散液进行脱气处理。通过将搅拌状态的第二分散液在14kPa的气氛中放置10分钟来进行脱气处理。脱气处理时的气氛温度为25℃。如上得到的第二分散液的固形成分(分散质)浓度为1.2wt%。另外,分散在第二分散液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.5μm。
(比较例7)
代替水系悬浮液而将在前述实施例1中调制的甲苯溶液用作喷雾液,除此之外与前述的实施例9同样地得到主要由树脂材料构成的微粒子分散在绝缘液体中的分散液。
然后,在搅拌该分散液的同时放置在温度为100℃、气氛压力为80kPa的环境下,由此得到除去了甲苯的液体显影剂。
(比较例8)
首先,与前述实施例9同样地得到混练物的粗粉碎物(平均粒径:1.5mm)。
然后,使用喷射式磨机对该粗粉碎物进行微粉碎,使其成为平均粒径为5.2μm的微细粉末。
然后,将20重量单位的如上得到的微粉碎物分散到100重量单位的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制)和1重量单位的分散剂(十二烷基三甲基氯化铵)的混合物中,由此得到液体显影剂。
首先,与前述实施例13同样地得到混练物的粗粉碎物(平均粒径:1.5mm)。
然后,使用喷射式磨机对该粗粉碎物进行微粉碎,使其成为平均粒径为5.4μm的微粉末。
然后,以球磨粉碎的方式将20重量单位的如上得到的微粉碎物分散到100重量单位的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制)和1重量单位的分散剂(十二烷基三甲基氯化铵)的混合物中,由此得到液体显影剂。
(比较例10)
首先,作为电绝缘性液体,准备ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制)。该电绝缘性液体在室温(20℃)下的电阻为1×1014Ωcm,绝缘性液体的介电常数为2.3。
在氮气气流下搅拌100g的甲基丙烯酸十八酯、150g的甲苯、以及50g的异丙醇的混合溶液并同时将其加热到75℃。加入30g的2,2’-偶氮(4-氰戊酸)并反应8个小时。冷却后再沉淀到2公升的甲醇中,凝聚成白色粉末,然后进行干燥。将得到的50g白色粉末、3.3g乙酸乙烯酯、0.2g对苯二酚、以及100g甲苯的混合物加热到40℃,反应2个小时。然后,升温到70℃,加入3.8×10-3ml的100%硫酸,反应10个小时。然后,冷却到25℃,加入0.02g的三水(合)乙酸钠并搅拌30分钟,然后再沉淀到1公升的甲醇中,在凝聚之后进行干燥,得到分散稳定用树脂。
然后,在氮气气流下搅拌12g如上得到的分散稳定用树脂和100g乙酸乙烯酯、1.0g甲基丙烯酸十八酯、以及384g ISOPAR H的混合液并同时将其加热到70℃。加入0.8g 2,2’-偶氮(异戊腈(isovalernitryl))并反应6个小时。在添加引发剂20分钟之后产生白浊,反应温度上升到88℃。将温度提高到100℃,搅拌2个小时,蒸馏除去未反应的乙酸乙烯酯。在冷却之后通过ISOPAR进行稀释,得到液体显影剂。
(比较例11)
将80重量单位的部分皂化乙烯-乙酸乙烯共聚物树脂(商品名称:Dumiran C-2280,武田药品工业公司制造)在加热时溶解在200重量单位的2-乙基己酸酯(商品名称:EXCEPARL HO,花王公司制造)中,然后与作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)进行混合,通过加热到80℃的三辊滚轧机(井上制作所公司制造)进行分散。在通过均质器以7000rpm进行搅拌混合的同时将加热到40℃的30重量单位的得到的颜料分散液添加到70重量单位的ISOPAR H(Exxon MobilCorporation制)中,然后再通过均质器以7000rpm搅拌混合30分钟。然后,在通过均质器以7000rpm进行搅拌分散的同时添加通过将1重量单位的水杨酸铝盐(商品名称:Bontron E-88,Orient Chemical Industries,Ltd.制)溶解在100重量单位的ISOPAR H中而得到的溶液,然后再通过均质器以7000rpm搅拌混合30分钟,由此得到液体显影剂。
(比较例12)
仅使用第一分散液,在第一分散液的调制中,使用含有以下成分的混练物:80重量单位的作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:115℃;吸水量:0.2wt%);20重量单位的作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3);以及1重量单位的作为带电控制剂的水杨酸铬络合物(BONTRON E-81,Orient Chemical Industries,Ltd.制造),通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液的调制时的水系液体的搅拌条件,将水系乳化液中的分散质的平均粒径、含有率改变为表1所示的数值,防止进行喷雾的各个液滴中含有多种分散质,形成与1个分散质相对应的大小、形状的调色剂粒子,除此之外与前述的实施例9同样地调制液体显影剂。
以上各个实施例和各个比较例中的液体显影剂的制造条件如表3所示。
表3
粘结树脂 | 第一分散液 | 第二分散液 | 水系悬浮液 | ||||||||
种类 | 亲水基 | 软化点[℃] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的含有率[wt%] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的含有率[wt%] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的含有率[wt%] | 粘度[μm] | 液滴的平均粒径[μm] | |
实施例9 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 1.8 | 31.4 | 0.5 | 30.4 | 1.1 | 30.9 | 9 | 14 |
实施例10 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 3.1 | 29.6 | 0.5 | 32.3 | 1.7 | 30.2 | 10 | 14 |
实施例11 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 1.6 | 35.3 | 0.6 | 34.4 | 1.0 | 35.1 | 12 | 14 |
实施例12 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 1.3 | 23.0 | 2.3 | 28.6 | 1.8 | 23.6 | 8 | 14 |
实施例13 | 环氧 | - | 80 | 1.7 | 30.6 | 0.5 | 32.4 | 1.2 | 30.9 | 9 | 14 |
实施例14 | 丙烯酸 | - | 120 | 0.3 | - | 0.4 | - | 0.4 | - | 11 | 14 |
实施例15 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.6 | 27.6 | 0.3 | 20.2 | - | - | - | - |
实施例16 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.4 | 29.2 | 0.5 | 1.2 | - | - | - | - |
比较例7 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 1.8 | 31.4 | 0.5 | 30.4 | - | - | - | - |
比较例8 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | - | - | - | - | - | - | - | - |
比较例9 | 聚酯 | - | 115 | - | - | - | - | - | - | - | - |
比较例10 | 聚酯 | - | 115 | - | - | - | - | - | - | - | - |
比较例11 | 乙烯-乙酸乙烯 | -SO3 -基 | 70 | - | - | - | - | - | - | - | - |
比较例12 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 2.9 | 30.5 | - | - | 1.6 | 30.5 | 9 | 15 |
[4]评价
对如上得到的各种液体显影剂的定影强度、保存稳定性、带电特性进行了评价。
[4.1]定影强度
使用图8所示的图像形成装置,通过在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在记录纸(精工爱普生公司制造,上等质量的纸张LPCPPA4)上形成了规定图案的图像。然后,通过烘烤装置对在记录介质上形成的图像进行了热定影。该热定影在120℃×30分钟的条件下进行。
然后,在确认了非偏移区域之后,用橡皮擦(LION OFFICEPRODUCTS CORP.制造,沙橡皮“LION 261-11”)以按压载荷kgf对记录纸张上的定影像擦拭2次,通过X-Rite Inc公司制造的“X-Ritemodel 404”来测量图像浓度的残留率,并按照以下的3级基准进行了评价。
○:图像浓度残留率大于等于90%。
△:图像浓度残留率大于等于70%并小于90%。
×:图像浓度残留率小于70%。
[4.2]保存稳定性
将在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在温度为15~20℃的环境下静置6个月。然后,通过目视来确认液体显影剂中的调色剂的情况,并按照以下的4级基准进行了评价。
◎:完全观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
○:几乎观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
△:观察到有微量的调色剂粒子的凝聚沉降。
×:观察到有明显的调色剂粒子的凝聚沉降。
[4.3]带电特性
使用大塚电子公司制造的“激光Zeta电位计”ELS-6000并按照以下的4级基准进行了带电特性的评价。
◎:电位差大于等于+50mV。
○:电位差大于等于+45mV并小于+50mV。
△:电位差大于等于+30mV并小于+45mV。
×:小于+30mV。
将上述结果与调色剂粒子的含水量、以体积为基准的平均粒径、粒径标准偏差一起表示在表4中。
表4
平均粒径[μm] | 粒径标准偏差[μm] | 调色剂粒子的含水量[wt%] | 评价 | |||
定影强度 | 透明性 | 带电特性 | ||||
实施例9 | 2.5 | 0.3 | 1.75 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例10 | 3.3 | 0.5 | 1.82 | ○ | △ | ◎ |
实施例11 | 2.7 | 0.2 | 2.61 | ○ | ○ | ◎ |
实施例12 | 2.3 | 0.4 | 1.44 | ○ | ○ | ◎ |
实施例13 | 2.5 | 0.4 | 1.73 | ○ | ○ | ○ |
实施例14 | 2.8 | 0.3 | 1.10 | ○ | ○ | ○ |
实施例15 | 1.7 | 0.2 | 1.64 | ○ | ○ | ○ |
实施例16 | 1.9 | 0.3 | 1.53 | ○ | ○ | ◎ |
比较例7 | 2.5 | 1.6 | 0.52 | × | △ | △ |
比较例8 | 3.2 | 1.1 | 1.56 | × | × | △ |
比较例9 | 3.8 | 1.3 | 1.63 | × | × | △ |
比较例10 | 2.6 | 0.5 | 1.52 | △ | △ | △ |
比较例11 | 2.8 | 0.7 | 1.12 | × | △ | △ |
比较例12 | 1.8 | 0.4 | 1.51 | ○ | ○ | △ |
根据表4可以清楚地知道,本发明的液体显影剂均为调色剂粒子的圆形度大、粒度分布的范围小的液体显影剂。另外,调色剂粒子的形状差异(圆形度的标准偏差)也小。另外,本发明的液体显影剂的定影强度、保存稳定性、以及带电特性也非常优良。与此相对,各个比较例的液体显影剂没有取得满意的结果。尤其是在各个调色剂粒子与1个分散质相对应的比较例6中,各个调色剂粒子之间的大小差异、特性差异大,液体显影剂整体的可靠性低。
另外,使用由含有着色剂的分散质和不含有着色剂的分散质构成的分散液的实施例与其他的实施例相比,得到了更加鲜明(显色性高)的图像。
另外,作为着色剂,代替青系颜料而使用了颜料红122、颜料黄180、碳黑(Degussa AG制造,Printex L),除此之外与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。
另外,将液体显影剂制造装置M1、M1′的头部附近的结构由图4所示的结构改变为图15~图18所示的结构,并与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。另外,通过具有图15~图18所示的头部的液体显影装置,即使是粘度较高(分散质的含有率高)的分散液,也可以恰当地进行喷出。
[5]液体显影剂的制造
(实施例17)
首先,准备80重量单位的作为自分散型树脂的、在侧链中具有多个-SO3 -基(磺酸钠基)的聚酯树脂(玻璃转移点:58℃;软化温度:115℃;吸水量:0.3wt%)和20重量单位的作为着色剂的青系颜料(大日精化公司制造,颜料蓝15:3)。自分散型树脂是在100g该自分散型树脂中具有0.2mol的-SO3 -基的物质。
使用20L型的亨舍尔混合机来混合上述各个成分,得到调色剂制造用的原料。
然后,使用图1所示的二轴混练挤压机对该原料(混合物)进行混练。二轴混练挤压机的处理部的全长为160cm。另外,将处理部中的原料的温度设定为125~135℃。另外,螺杆的旋转速度为120rpm,原料的投入速度为20kg/小时。
根据该条件求出的、原料通过处理部所需要的时间大约为4分钟。
另外,开动经由脱气口与处理部连接的真空泵,在对处理部内进行脱气的同时进行上述混练。
在处理部中被进行了混练的原料(混练物)通过头部被挤出到二轴混练挤压机的外部。将头部内的混练物的温度调节为130℃。
使用图1所示的冷却机来冷却如上所述从二轴混练挤压机的挤出口挤出的混练物。冷却工序刚结束后的混练物的温度大约为40℃。
混练物的冷却速度为-9℃/秒。另外,从混练工序结束时开始到冷却工序结束需要的时间为10秒。
对如上所述被冷却的混练物进行粗粉碎,使其成为平均粒径为1.5mm的粉末。在混练物的粗粉碎中使用锤式粉碎机。
然后,将100重量单位的混练物的粗粉碎物添加到250重量单位的甲苯中,使用超声波均质器(输出:400μA)进行1个小时的处理,由此得到溶解了混练物的自分散型树脂的溶液。另外,在该溶液中,颜料均匀地进行了微分散。
另一方面,准备由700重量单位的离子交换水构成的水系液体。通过搅拌转速经调整的多功能高速搅拌机(特殊机化工业公司制造)来搅拌所述水系液体。
向该搅拌状态的水系液体中滴落上述溶液(混练物的甲苯溶液)。由此,得到平均粒径为0.8μm的分散质均匀地进行了分散的水系乳化液。
然后,在温度为100℃、气氛压力为80kPa的条件下除去水系乳化液中的甲苯,并冷却至室温,由此得到分散有固形微粒子的水系悬浮液。在得到的水系悬浮液中实质上残留有甲苯。得到的水系悬浮液的固形成分(分散质)浓度为29.1wt%。另外,分散在悬浮液中的分散质(固形微粒子)的平均粒径为0.5μm。另外,使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(掘场制作所公司制造,LA-920)来测量分散质的平均粒径。
将如上得到的悬浮液投入到图7、图3所示的结构的调色剂制造装置的水系悬浮液供应部内。在通过搅拌单元来搅拌水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的同时通过定量泵供应给头部,从喷出部向分散介质除去部喷出(喷射)。喷出部呈直径为25μm的圆形。另外,对头部的喷出部附近进行涂布含氟树脂(聚四氟乙烯)来进行疏水化处理。另外,将水系悬浮液供应部内的水系悬浮液的温度调节为35℃。
在将头部内的分散液温度调整为35℃、将压电体的振动频率调整为10kHz、将从喷出部喷出的分散液的初始速度调整为3m/秒、将从头部喷出的水系悬浮液的一滴液滴的喷出量调整为2pl(粒径:15μm)的状态下喷出水系悬浮液。另外,按照多个头部中的至少相邻的头部喷出水系悬浮液的时间相错开的方式来喷出水系悬浮液。
另外,当喷出水系悬浮液时,从气体喷射口向垂直下方喷射温度为35℃、湿度为27%RH、流速为3m/秒的空气。另外,将壳体内的温度(气氛温度)设定为90℃。另外,壳体内的压力大约为105kPa。分散介质除去部的长度(输送方向的长度)为1.5m。
另外,向分散介质除去部的壳体施加电压以使其内表面一侧的电位变为-100V,以防止水系悬浮液的液滴(调色剂粒子)附着在内壁上。
在分散介质除去部内,从喷出的水系悬浮液的液滴中除去分散介质,形成由各个液滴中含有的多个分散质凝聚而成的凝聚体,将形成的凝聚体导入到储存有作为绝缘性液体的ISOPAR H(Exxon Mobil Corporation制)的绝缘性液体储存部内,通过搅拌单元对其进行搅拌,由此得到凝聚体分散液。在对得到的凝聚体分散液进行搅拌的同时通过加热单元在100℃下加热60分钟,由此得到液体显影剂。调色剂粒子的空隙的开口直径为0.1μm,调色剂粒子内部的最大直径为1.3μm,调色剂粒子的空孔率为50%。另外,绝缘性液体(ISOPAR H)的室温(20℃)下的电阻为1×1014Ωcm,绝缘性液体的介电常数为2.3。另外,液体显影剂中调色剂粒子所占的比例为20wt%。
(实施例18~22)
通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液的调制时的水系液体的搅拌条件、溶液的滴落速度、头部内的水系悬浮液的温度、从气体喷射口喷射的空气的温度、凝聚体分散液的加热温度,使调色剂粒子的空隙的开口直径、最大直径、空孔率等成为表1、2所示的值,除此之外与前述的实施例17同样地调制液体显影剂。
(比较例13)
通过改变混练物的甲苯溶液调制时的甲苯使用量、水系乳化液的调制时的水系液体的搅拌条件,将水系乳化液中的分散质的平均粒径等改变为表1所示的数值,防止进行喷雾的各个液滴中含有多个分散质,形成与1个分散质相对应的大小、形状的调色剂粒子,除此之外与前述的实施例17同样地调制液体显影剂。
以上各个实施例和比较例中的液体显影剂的制造条件如表5所示。另外,通过实施例17的方法得到的液体显影剂中的调色剂粒子的电子显微镜照片的一个例子如图19所示。
表5
粘结树脂 | 水系乳化液 | 水系悬浮液 | 凝聚体分散液的加热温度[℃] | ||||
种类 | 亲水基 | 软化点[℃] | 分散质的平均粒径[μm] | 分散质的平均粒径[μm] | 液滴的平均粒径[μm] | ||
实施例17 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
实施例18 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
实施例19 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
实施例20 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
实施例21 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
实施例22 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 0.8 | 0.5 | 15 | 100 |
比较例13 | 聚酯 | -SO3 -基 | 115 | 2.9 | 1.6 | 15 | 100 |
[6]评价
对如上得到的各种液体显影剂的耐偏移性、保存稳定性进行了评价。
[6.1]耐偏移性
使用图8所示的图像形成装置,通过在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在记录纸(精工爱普生公司制造,上等质量的纸张LPCPPA4)上形成了规定图案的图像。然后,通过烘烤装置对在记录介质上形成的图像进行了热定影。该热定影在120℃×30分钟的条件下进行。
然后,在确认了非偏移区域之后,用橡皮擦(LION OFFICEPRODUCTS CORP.制造,沙橡皮“LION 261-11”)以按压载荷kgf对记录纸张上的定影像擦拭2次,通过X-Rite Inc公司制造的“X-Ritemodel 404”来测量图像浓度的残留率,并按照以下的3级基准进行了评价。
○:图像浓度残留率大于等于90%。
△:图像浓度残留率大于等于70%并小于90%。
×:图像浓度残留率小于70%。
[6.2]保存稳定性
将在前述各个实施例和前述各个比较例中得到的液体显影剂在温度为15~20℃的环境下静置6个月。然后,通过目视来确认液体显影剂中的调色剂的情况,并按照以下的4级基准进行了评价。
◎:完全观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
○:几乎观察不到调色剂粒子的凝聚沉降。
△:观察到有微量的调色剂粒子的凝聚沉降。
×:观察到有明显的调色剂粒子的凝聚沉降。
将上述结果与调色剂粒子的空隙的开口直径、空隙的最大直径、空孔率、平均圆形度R、圆形度标准偏差、以体积为基准的平均粒径、粒径标准偏差一起表示在表2中。另外,使用流动式粒子像解析装置(东亚医用电子公司制造,FPIA-2000)来测量圆形度。圆形度R由下式(I)表示。
R=L0/L1 …(I)
(式中,L1(μm)表示测量对象的粒子的投影像的周长,L0(μm)表示面积与测量对象的粒子的投影像的面积相等的圆的周长。)
表6
空隙的开口直径[nm] | 空隙的最大直径[nm] | 空孔率[%] | 平均圆形度R | 圆形度标准偏差 | 平均粒径[μm] | 粒径标准偏差[μm] | 评价 | ||
耐偏移性 | 保存性 | ||||||||
实施例17 | 100 | 500 | 30 | 0.94 | 0.02 | 2.5 | 0.3 | ○ | ◎ |
实施例18 | 300 | 1500 | 50 | 0.95 | 0.03 | 2.2 | 0.3 | ○ | ○ |
实施例19 | 100 | 720 | 35 | 0.94 | 0.05 | 2.2 | 0.2 | ○ | ○ |
实施例20 | 20 | 600 | 60 | 0.94 | 0.02 | 1.9 | 0.2 | ○ | ○ |
实施例21 | 300 | 1800 | 55 | 0.95 | 0.04 | 2.5 | 0.4 | ○ | △ |
实施例22 | 500 | 2200 | 70 | 0.93 | 0.02 | 3.5 | 0.6 | ○ | △ |
比较例13 | - | - | - | 0.96 | 0.04 | 1.8 | 0.75 | × | × |
根据表6可以清楚地知道,本发明的液体显影剂均为调色剂粒子的圆形度大、粒度分布的范围小的液体显影剂。另外,调色剂粒子的形状差异(圆形度的标准偏差)也小。另外,本发明的液体显影剂的耐偏移性和保存稳定性也非常好。与此相对,各个比较例的液体显影剂没有取得满意的结果。
另外,作为着色剂,代替青系颜料而使用了颜料红122、颜料黄180、碳黑(Degussa AG制造,Printex L),除此之外与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。
另外,将液体显影剂制造装置的头部附近的结构由图3所示的结构改变为图11~图14所示的结构,并与上述同样地进行了液体显影剂的制造和评价,得到了与上述相同的结果。另外,通过具有图11~图14所示的头部的液体显影装置,即使是粘度较高(分散质的含有率高)的分散液,也可以恰当地进行喷出。
最后,本申请是以2005年1月17日提出申请的日本专利申请特愿2005-009634、2005年2月9日提出申请的日本专利申请特愿2005-033269、以及2005年2月9日提出申请的日本专利申请特愿2005-033270为基础的,通过进行引用,将上述申请的公开内容综合记载在了本申请中。
Claims (32)
1.一种液体显影剂的制造方法,用于制造在绝缘性液体中分散有调色剂粒子的液体显影剂,其特征在于,包括:
准备在由水系液体构成的水系分散介质中分散有由含有树脂材料的材料构成的分散质的水系分散液的工序;和
通过将所述水系分散液作为液滴进行喷雾来除去所述水系分散介质,将作为所述液滴中含有的多个所述分散质的凝聚体而得到的调色剂粒子直接分散到所述绝缘性液体中的工序。
2.如权利要求1所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为0.01~1.0μm。
3.如权利要求1或2所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,当设所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为Dm(μm)、设所述调色剂粒子的平均粒径为Dt(μm)时,满足0.005≤Dm/Dt≤0.5的关系。
4.如权利要求1至3中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,当设所述液滴的平均粒径为Dd(μm)、设所述分散液中的所述分散质的平均粒径为Dm(μm)时,满足Dm/Dd<0.5的关系。
5.如权利要求1至4中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,当设所述液滴的平均粒径为Dd(μm)、所述调色剂粒子的平均粒径为Dt(μm)时,满足0.05≤Dt/Dd≤1.0的关系。
6.如权利要求1所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述水系分散液的液滴包含含有互不相同的材料的多种分散质。
7.如权利要求6所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,通过喷出包含含有互不相同的材料的多种分散质的所述水系分散液来形成所述水系分散液的液滴。
8.如权利要求6或7所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,通过混合分散有第一分散质的第一分散液和分散有第二分散质的第二分散液来调制所述水系分散液,其中,所述第二分散质含有与构成所述第一分散质的材料不同的材料。
9.如权利要求6所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,通过使分散有第一分散质的第一分散液的第一液滴和分散有第二分散质的第二分散液的第二液滴冲撞并合而为一来得到所述水系分散液的液滴,然后通过从所述水系分散液的液滴中除去所述水系分散介质来得到所述凝聚体,其中,所述第二分散质含有与构成所述第一分散质的材料不同的材料。
10.如权利要求8或9所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,在所述第一分散液和所述第二分散液中的一个分散液中仅含有着色剂,在另一个分散液中仅含有树脂材料。
11.如权利要求8至10中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,在所述第一分散液和所述第二分散液中的一个分散液中仅含有着色剂,在另一个分散液中仅含有带电控制剂。
12.如权利要求1至11中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述调色剂粒子含有所述树脂材料的吸水量以上的水分。
13.如权利要求1至12中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述调色剂粒子的含水量为0.3~5.0wt%。
14.如权利要求1至13中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述液滴的平均粒径为1.0~100μm。
15.如权利要求1所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,包括:对通过将所述凝聚体分散到所述绝缘性液体中而得到的凝聚体分散液进行加热的工序。
16.如权利要求15所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,当设所述树脂材料的软化点为T1/2时,所述凝聚体分散液的加热T(℃)为:T1/2-40≤T≤T1/2+30。
17.如权利要求15或16所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述水系分散液中的所述分散质的平均粒径为10~1000nm。
18.如权利要求15至17中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述液滴的平均粒径为0.5~100μm。
19.如权利要求1至18中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,所述水系分散液含有作为所述分散质的、通过乳液聚合法制造的微粒子。
20.如权利要求1至19中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,使用通过粉碎法得到的粉末来调制所述水系分散液。
21.如权利要求1至20中任一项所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,使用含有所述树脂材料和着色剂的混练物来调制所述水系分散液。
22.如权利要求21所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,经过以下工序来调制所述水系分散液:将所述混练物溶解在至少可以溶解所述混练物的一部分的溶剂中而得到溶液;将该溶液分散到所述水系液体中。
23.如权利要求22所述的液体显影剂的制造方法,其特征在于,通过在将所述溶液分散到水系液体中之后除去所述溶剂来调制所述水系分散液。
24.一种液体显影剂,其特征在于,所述液体显影剂是通过权利要求1至23中任一项所述的方法制造的。
25.如权利要求24所述的液体显影剂,该液体显影剂是在绝缘性液体中分散有调色剂粒子的液体显影剂,其特征在于,
所述调色剂粒子在其内部具有与外表面连通的空隙,
所述空隙在其内部具有直径大于所述调色剂粒子的外表面附近的开口直径的部位,
在所述空隙中保持有所述绝缘性液体。
26.如权利要求25所述的液体显影剂,其特征在于,当设所述调色剂粒子的外表面附近的所述空隙的开口直径为X(nm)、设所述空隙的内部的最大直径为Y(nm)时,满足0.01≤X/Y≤10的关系。
27.如权利要求25或26所述的液体显影剂,其特征在于,所述调色剂粒子的外表面附近的所述空隙的开口直径为1~500nm。
28.如权利要求25至27中任一项所述的液体显影剂,其特征在于,所述调色剂粒子内部的所述空隙的最大直径为90~4950nm。
29.如权利要求25至28中任一项所述的液体显影剂,其特征在于,所述调色剂粒子的空孔率为1~70%。
30.如权利要求25至29中任一项所述的液体显影剂,其特征在于,所述绝缘性液体为硅油。
31.如权利要求24至30中任一项所述的液体显影剂,其特征在于,所述调色剂粒子的平均粒径为0.1~5μm。
32.如权利要求24至31中任一项所述的液体显影剂,其特征在于,各个调色剂粒子之间的粒径的标准偏差为1.0μm以下。
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