CN101339374B - 调色剂及其制造方法、显影装置和图象形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不会降低调色剂的耐久性、抑制环境污染、即便应用于彩色调色剂时也可以确保充分的颜色重现范围、调色剂粒子间的特性不均少的调色剂及其制造方法、显影装置和图像形成装置。调色剂的调色剂粒子(1)中形成有含生物量树脂区域(2)。
Description
技术领域
本发明涉及调色剂及其制造方法、显影装置和图象形成装置。
在使用电子照相方式的图像形成装置中,通过向形成于感光体表面的静电潜像供给调色剂使静电潜像显影而形成调色剂像,并通过使该调色剂像定影于记录介质而形成图像。这种图像形成装置中使用的调色剂如下制造:在粘合树脂中混合着色剂、脱模剂和电荷控制剂等原料,进行制粒而使其达到所规定的粒径,从而制造。
使用过的调色剂埋入土中或者进行煅烧而废弃,但在进行煅烧而废弃的情况下,不仅会向大气中排放温室效应气体二氧化碳,而且着色剂或电荷控制剂等所含的金属有可能成为环境污染源。因此,提出了多个能够抑制环境污染地进行废弃的调色剂。
例如,日本特开平4-218063号公报公开了至少含有粘合树脂、着色剂、电荷控制剂和可生物降解树脂的调色剂,以及进一步含有光解剂的调色剂。这种日本特开平4-218063号公报所公开的调色剂由于含有可生物降解树脂,因此当将调色剂埋入土中进行废弃时,调色剂被分解,可以抑制环境污染。但是,可生物降解树脂的粉碎性差,难以进行微粒化。因此,难以制造用于进行高品质且高分辨率的图像形成的小粒径调色剂。
为了解决这种问题,日本特开2004-177554号公报公开了将可生物降解树脂和着色剂溶解或分散于有机溶剂中制作着色液,通过混合该着色液和水性介质而生成着色树脂粒子的调色剂的制造方法。通过利用日本特开2004-177554号公报所公开的方法制造调色剂,即便是粉碎性差的可生物降解树脂,也可以容易地微粒化,可以制造小粒径的调色剂。
图8为现有技术的调色剂粒子51的截面图。日本特开平4-218063号公报所公开的调色剂由于在使粘合树脂和可生物降解树脂暂时熔融或软化而混合后进行冷却,因此可生物降解树脂结晶,以海岛状态分散于调色剂粒子中。即,日本特开平4-218063号公报所公开的调色剂中,如图8所示,在作为海成分的调色剂粒子51中,由不同大小的可生物降解树脂52构成的岛成分以不能特定形状的不定形状态分别分散存在。
这种调色剂中,粘合树脂和可生物降解树脂的界面容易发生调色剂断裂,因而在调色剂粒子中不能以高比例含有可生物降解树脂。另外,由于可生物降解树脂的结晶部分的大小各异,且被分散成非常错综复杂的形状,因此导致调色剂的透明性降低。结果,应用于彩色调色剂时,颜色重现范围变窄。另外,可生物降解树脂未均匀地分散,调色剂组成变得不均匀,因此各调色剂粒子的特性产生不均,无法控制带电特性等调色剂物性。
在日本特开2004-177554号公报所公开的调色剂的制造方法中,在有机溶剂中将可生物降解树脂熔融或软化,在水性介质中进行转相乳化,得到调色剂。这种调色剂中,由于可生物降解树脂作为粘合树脂而含有,因此由于定影于记录介质时的热量而结晶,导致透明性降低,在应用于彩色调色剂时,颜色重现范围变窄。另外,耐久性也低。
发明内容
本发明为了解决上述课题,目的在于提供可以抑制环境污染的调色剂。另外,本发明的目的在于在抑制环境污染的同时充分地确保调色剂的耐久性。而且,本发明的目的还在于提供作为彩色调色剂也可以确保充分的颜色重现范围的调色剂。
另外,本发明的目的在于提供用于达成上述目的的调色剂、用于得到该调色剂的制造方法、使用该调色剂的显影剂、使用该显影剂进行显影的显影装置、以及具备该显影装置的图像形成装置。
本发明为一种调色剂,其特征在于,含有至少含有粘合树脂的调色剂粒子,在调色剂粒子中形成含生物量树脂区域。
根据本发明,由于形成含生物量树脂区域并分散于调色剂粒子中,因而可以防止生物量树脂以海岛状态分散于调色剂粒子中。因此,不会降低调色剂的耐久性,能够在调色剂粒子中以高比例含有生物量树脂,能够抑制环境污染。另外,由于可以防止伴随生物量树脂结晶的白浊化,因此不会降低调色剂的透明性,即便在应用于彩色调色剂时,也可以确保充分的颜色重现范围,能够抑制调色剂粒子间的特性不均。
另外,在本发明中,优选含生物量树脂区域为近似球形或其结合体形状。
根据本发明,含生物量树脂区域为近似球形或其结合体形状。通过使含生物量树脂区域的形状大致一定,可以降低调色剂粒子间的特性差异。
另外,在本发明中,优选生物量树脂为结晶性树脂。
根据本发明,生物量树脂为结晶性树脂。通常,结晶性树脂与不定形树脂相比具有明显的熔融性,因此含有结晶性树脂的调色剂可以在维持定影温度的状态下提高保存稳定性。
另外,本发明中,相对于100重量分调色剂,生物量树脂的含量优选为20重量份以上、60重量份以下。
根据本发明,相对于100重量分调色剂,生物量树脂的含量优选为20重量份以上、60重量份以下。由此,可以充分地发挥生物量树脂所产生的抑制环境污染的效果。另外,通过使生物量树脂的含量为60重量份以下,可以得到充分的调色剂耐久性。
另外,在本发明中,优选在含生物量树脂区域中不含着色剂。
根据本发明,在含生物量树脂区域中不含着色剂。当生物量树脂中含有着色剂时,由于着色剂的填充效果,生物量树脂被加固、硬度提高,同时软化温度提高。通过使含生物量树脂区域中不含着色剂,可以防止生物量树脂的软化温度提高,当将调剂色剂加热、加压而定影于记录介质上时,可以防止调色剂定影性降低。
另外,本发明中,优选含生物量树脂区域的区域直径为1μm以下。
根据本发明,含生物量树脂区域的区域直径为1μm以下。通过使区域直径为1μm以下,可以防止区域直径变得过大、调色剂粒子的粒径增大。因此,可以制作调色剂粒子的粒径小的调色剂。另外,通过使区域直径为1μm以下,可以得到透明性优良的调色剂。而且,由于可以将生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此能够将调色剂的保存稳定性维持在高的状态下,同时可以防止在定影时生物量树脂与记录介质接触的比例增高,从而防止调色剂定影性的降低。
另外,在本发明中,优选含生物量树脂区域的区域直径为0.5μm以上、1μm以下。
根据本发明,含生物量树脂区域的区域直径为0.5μm以上、1μm以下。通过使区域直径为0.5μm以上,可以防止区域直径变得过小,可以防止由于形成含生物量树脂区域时的加热等而导致的粘合树脂和生物量树脂相容(compatible to each other)。因此,能够防止粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)降低,从而可以防止调色剂的保存稳定性降低。
另外,本发明中优选粘合树脂为聚酯树脂。
根据本发明,粘合树脂为聚酯树脂。由此,可以得到透明性优良、并且耐久性优良的调色剂。
另外,在本发明中,优选用树脂膜包覆调色剂粒子的表面。
根据本发明,用树脂膜包覆调色剂粒子的表面。由此,可以进一步提高调色剂的耐久性。
另外,在本发明中,树脂膜优选由利用乳液聚合法制作的苯乙烯丙烯酸类树脂形成。
根据本发明,树脂膜由利用乳液聚合法制作的苯乙烯丙烯酸类树脂形成。利用乳液聚合制作的苯乙烯丙烯酸类树脂由于其树脂粒子的粒径小且均匀,因此调色剂粒子表面被包覆时,可以形成均匀、薄膜状的树脂膜。另外,苯乙烯丙烯酸类树脂由于酯键等极性基团的含量少,因此吸湿性小,即便在高湿度环境下也可以提高调色剂的带电稳定性。
另外,本发明为一种调色剂制造方法,其特征在于,包括以下工序:至少将粘合树脂分散在液体介质中而得到粘合树脂粒子浆液的粘合树脂粒子分散工序;至少将生物量树脂分散在液体介质中而得到生物量树脂粒子浆液的生物量树脂粒子分散工序;以及混合粘合树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液而使粘合树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚的凝聚工序。
根据本发明,混合粘合树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液,使粘合树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚。因此,可以在粘合树脂和生物量树脂没有相容的状态下将生物量树脂分散于调色剂粒子中。结果,可以在不会降低调色剂耐久性的情况下在调色剂粒子中以高比例含有生物量树脂,可以抑制环境污染。另外,生物量树脂在被暂时熔融后冷却时,有时会产生白浊。含生物量树脂区域由于是使粘合树脂粒子与生物量树脂粒子凝聚而形成的,因此可以抑制生物量树脂的熔融。因而,可以抑制生物量树脂的白浊,可以防止调色剂的透明性降低。结果,也可以有效地作为特别要求调色剂透明性的彩色调色剂的原料使用。
另外,本发明中,优选粘合树脂粒子中含有着色剂。
根据本发明,粘合树脂粒子中含有着色剂。因此,可以提高调色剂粒子中着色剂的分散,可以提高发色性和彩度。
另外,本发明优选还包括至少将着色剂分散于液体介质中而得到着色剂粒子浆液的着色剂粒子分散工序,在凝聚工序中,混合粘合树脂粒子浆液、生物量树脂粒子浆液和着色剂粒子浆液,使粘合树脂粒子、生物量树脂粒子和着色剂粒子凝聚。
根据本发明,还包括至少将着色剂分散于液体介质中而得到着色剂粒子浆液的着色剂粒子分散工序,在凝聚工序中,混合粘合树脂粒子浆液、生物量树脂粒子浆液和着色剂粒子浆液,使粘合树脂粒子、生物量树脂粒子和着色剂粒子凝聚。因此,调色剂粒子的形状控制变得容易。另外,由于不需要预先将着色剂熔融混炼于粘合树脂中的工序,因此可以简化制造工艺。
另外,在本发明中,优选粘合树脂粒子的粒径相对于生物量树脂粒子的粒径为1/4以上、1/2以下。
根据本发明,粘合树脂粒子的粒径相对于生物量树脂粒子的粒径为1/4以上、1/2以下。由此,可以防止具有维持调色剂耐久性的效果的粘合树脂粒子的粒径变得过小。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。另外,可以防止区域直径变得过大、分散于调色剂粒子中的生物量树脂区域之间相接触而接合。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。
另外,通过使粘合树脂粒子的粒径相对于生物量树脂粒子的粒径为1/4以上,可以防止粘合树脂和生物量树脂相容。因此,可以防止粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)降低、防止调色剂的保存稳定性降低。而且,通过使粘合树脂粒子的粒径相对于生物量树脂粒子的粒径为1/2以下,可以将长期运转使用时生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此可以将调色剂的耐久性维持在高的状态下,同时可以防止定影时生物量树脂与记录介质相接触的比例增高,从而防止调色剂的定影性降低。
另外,本发明中,优选生物量树脂粒子分散工序包括以下工序:在加热加压下制作生物量树脂粒子浆液的细粒化工序、将处于加热加压状态的生物量树脂粒子浆液减压的减压工序、和将减压的生物量树脂粒子浆液冷却的冷却工序。
根据本发明,当制作生物量树脂粒子浆液时,首先在加热加压条件下将生物量树脂粉碎,使其分散在液体介质中,得到分散液。接着,将处于加热加压条件下的分散液减压、冷却,制作生物量树脂粒子浆液。由于在加热加压条件下粉碎生物量树脂,因此可以高效地粉碎生物量树脂。另外,生物量树脂在加热后长时间冷却时有产生白浊的情况。由于对处于加热加压条件下的含有生物量树脂的分散液强行地进行加压、冷却,因此可以抑制生物量树脂产生白浊,可以防止调色剂的透明性降低。
另外,本发明中,优选生物量树脂粒子分散工序通过高压均质法进行。
根据本发明,生物量树脂粒子分散通过高压均质法制作。由此,可以将生物量树脂粉碎为粒径小且粒径分布范围小的状态。
另外,本发明为一种调色剂,其特征在于,通过上述调色剂的制造方法制造。
根据本发明,由于调色剂通过上述调色剂的制造方法得到,因此含生物量树脂区域具有一定范围内的粒径,基本均匀地分散于调色剂粒子中。因此,可以在不降低调色剂耐久性的情况下在调色剂粒子中以高比例含有生物量树脂,可以抑制环境污染。另外,由于可以防止伴随生物量树脂结晶而产生的白浊化,因此不会降低调色剂的透明性,即便在应用于彩色调色剂的情况下也可以确保充分的颜色重现范围,可以抑制调色剂粒子间的特性不均。
另外,作为显影剂,也可以使用含有上述调色剂和载体的双组分显影剂。
双组分显影剂含有上述调色剂和载体。因此,可以得到在不降低调色剂耐久性的情况下抑制环境污染的双组分显影剂。而且,由于双组分显影剂含有上述调色剂、即也可以应用于彩色调色剂的透明性高的调色剂,因此可以得到能够形成透明性高的高画质图像的双组分显影剂。
另外,本发明为一种显影装置,其特征在于,使用含有上述调色剂的显影剂进行显影。
根据本发明,显影装置使用含有上述调色剂的显影剂进行显影。因此,不仅可以在感光体上形成高画质的调色剂像,而且可以抑制环境污染。
另外,本发明为一种图像形成装置,其特征在于,具备上述显影装置。
根据本发明,图像形成装置具备上述显影装置。因此,可以形成透明性高的高画质图像。另外,虽然图象形成时不需要的调色剂被回收、废弃,但可以抑制该废弃调色剂所造成的环境污染。
本发明的目的、特色和优点通过下述详细的说明和附图将会更加清楚。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的调色剂粒子的截面的图。
图2A~图2E是表示含生物量树脂区域的截面形状的图。
图3是表示调色剂粒子制造方法第1例的流程图。
图4是表示调色剂粒子制造方法第2例的流程图。
图5是表示调色剂粒子制造方法第3例的流程图。
图6是本发明一个实施方式的图象形成装置构成的截面图。
图7是表示本发明显影装置构成的图。
图8是表示现有技术的调色剂粒子的截面的图。
具体实施方式
以下参考附图详细地说明本发明的优选实施方式。
图1为表示本发明一个实施方式的调色剂粒子1的截面的图。另外,图2A~图2E为表示含生物量树脂区域2的截面形状的图。本发明的调色剂含有至少含有生物量树脂、粘合树脂的调色剂粒子1,在调色剂粒子1中形成含生物量树脂区域2。
本发明中,优选含生物量树脂区域2为近似球形或其结合体形状。这种形状通过如现有技术那样使粘合树脂和可生物降解树脂暂时熔融或软化而制造含有可生物降解树脂的调色剂粒子的方法是无法获得的,可以通过后述的本发明制造方法得到。
在此,近似球形或其结合体形状可以举出截面形状为图2A所示圆形的球体、截面形状为图2B所示椭圆形的椭圆体、截面形状为图2C所示卵形的卵形体、2个球体结合而成的截面形状为图2D所示蚕茧形结合体形状、3个球体结合而成的截面形状为图2E所示形状的结合体形状等。另外,结合体形状虽然表示多个球体结合的例子,但也可以是例如椭圆体结合的形态,另外还可以是球体与椭圆体结合的形态。而且,上述含生物量树脂区域2的形状为概念性的形状,也包括接近于这些形状、例如中心偏离的球体或接近椭圆体的形态。通过使含生物量树脂区域2的形状大致一定,可以降低调色剂粒子1间的特性差异。而且,作为近似球形或其结合体形状的含生物量树脂区域2的区域直径,换算成具有与区域截面积相同面积的圆的直径而求得。
本发明中,生物量树脂是指含有以植物通过光合作用从大气中的二氧化碳中固定的碳原子为骨架的化合物作为原料的树脂。因此,即便燃烧生物量树脂产生二氧化碳,实际也可以抑制大气中二氧化碳的增加。因此,含有生物量树脂的调色剂可以称为能够抑制环境污染地废弃的调色剂。
生物量树脂大致分为其本身可以作为聚合物使用的天然物类树脂、使生物量来源的聚合物或单体化学聚合的化学合成类树脂、在微生物体内聚合的微生物产生类树脂。天然物类树脂例如可以举出醋酸纤维素、酯化淀粉、脱乙酰壳多糖、丝素、胶原、明胶、天然橡胶等。化学合成类树脂可以举出聚乳酸、聚乙二醇、聚对苯二甲酸甲二醇酯(Poly(methylene terephthalate))、聚丁二酸丁二醇酯等。微生物产生类树脂可以举出聚羟基丁酸酯、聚羟基烷酸酯、细菌纤维素、聚谷氨酸等。生物量树脂并无特别限制,例如可以使用聚乳酸、聚对苯二甲酸甲二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基烷酸酯、以及以琥珀酸、1,3-丙二醇或衣康酸为单体合成的聚酯等,可以单独使用1种或者并用2种以上。
生物量树脂中有结晶性的树脂也有非结晶性的树脂,可以使用任何一种,但优选结晶性树脂。通常,结晶性树脂与不定形树脂相比具有明显的熔融性,因此含有结晶性树脂的调色剂可以在维持定影温度的状态下提高保存稳定性。作为结晶性物质,例如可以举出聚乳酸、聚对苯二甲酸甲二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酯、聚羟基烷酸酯等,由单体合成的聚酯中也有结晶性物质。
生物量树脂中有难降解树脂和可生物降解树脂,可以使用任何一种。作为难降解的生物量树脂,例如可以举出作为大豆油来源的多元醇的大豆多元醇、以通过发酵法得到的1,3-丙二醇与化石资源来源的对苯二甲酸为原料的聚酯等。作为可生物降解的生物量树脂,可以举出聚丁酸类、脂肪族聚酯、芳香族聚酯与脂肪族聚酯的共聚物、脂肪族聚酯与聚酰胺的共聚物、聚乳酸、聚乳酸与脂肪族聚酯的共聚物等。作为可生物降解树脂的具体例子,可以举出以下物质:聚(3-羟基丁酸)、3-羟基丁酸与3-羟基戊酸的共聚物、3-羟基丁酸与4-羟基丁酸的共聚物等聚丁酸类,作为丙交酯、乙交酯、β-丙内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯等开环聚合物的脂肪族聚酯化合物,己二酸与1,4-丁二醇形成的聚酯、琥珀酸与1,4-丁二醇形成的聚酯、琥珀酸与1,6-己二醇形成的聚酯等脂肪族二元酸与脂肪族二元醇形成的聚酯。
另外,作为脂肪族聚酯与芳香族聚酯的共聚物,可以举出上述脂肪族聚酯化合物,或者在合成这些化合物时使1~50重量%的对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸等芳香族二羧酸或对羟基苯甲酸、对羟乙基苯甲酸、对羟苯基乙酸等芳香族羟基羧酸反应的树脂。另外,作为聚乳酸与脂肪族聚酯的共聚物,可以举出聚乳酸与由乙二醇、1,2-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己二甲醇、三乙二醇、二丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇等多元醇类和琥珀酸、甲基戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、环己二羧酸、马来酸酐、富马酸等多元羧酸得到的脂肪族聚酯的共聚物。可生物降解树脂在上述树脂中优选使用聚丁酸类、聚乳酸、聚乳酸与脂肪族聚酯的共聚物。
作为粘合树脂,只要是能够在熔融状态下进行制粒则无特别限制,例如可以举出聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、苯乙烯类聚合物、(甲基)丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、有机硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、松香改性树脂、萜烯树脂、脂肪烃树脂、脂环烃树脂、芳香族类石油树脂等。合成树脂可以单独使用1种或者并用2种以上。这些物质中,优选通过水体系的湿式制粒容易得到具有高表面平滑性的粒子的聚酯、苯乙烯类聚合物、(甲基)丙烯酸类聚合物、聚氨酯、环氧树脂等。
作为聚酯可以使用公知的物质,可以举出多元酸与多元醇的缩聚物等。多元酸可以使用作为聚酯用单体已知的物质,例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸、萘二羧酸等芳香族羧酸类,马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯烃基琥珀酸酐、己二酸等脂肪族羧酸类,这些多元酸的甲酯化物等。多元酸可以单独使用1种或者并用2种以上。多元醇也可以使用作为聚酯用单体已知的物质,例如可以举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、甘油等脂肪族多元醇类,环己二醇、环己二甲醇、氢化双酚A等脂环式多元醇类,双酚A的氧化乙烯加成物、双酚A的氧化丙烯加成物等芳香族二醇类等。多元醇可以单独使用1种或者并用2种以上。多元酸与多元醇的缩聚反应可以根据常法实施,例如在有机溶剂存在或不存在下以及缩聚催化剂的存在下,通过使多元酸与多元醇相接触而进行,所产生的聚酯的酸价、软化温度等达到规定值时终止。由此,可以得到聚酯。多元酸的一部分使用多元酸的甲酯化物时,进行脱甲醇缩聚反应。该缩聚反应中,通过适当改变多元酸和多元醇的混合比、反应率等,例如可以调整聚酯末端的羧基含量,进而可以将所得聚酯的特性改性。另外,使用偏苯三酸酐作为多元酸时,通过容易地将羧基导入聚酯的主链中,也可以得到改性聚酯。而且,还可以使用使羧基、磺酸基等亲水性基团结合在聚酯的主链和/或侧链上的、在水中自分散性聚酯。
作为苯乙烯类聚合物,可以举出苯乙烯类单体的均聚物、苯乙烯类单体与能够与苯乙烯类单体共聚的单体的共聚物等。苯乙烯类单体例如可以举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯等。作为能够与苯乙烯类单体共聚的单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸酯类,丙烯腈、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙基酯等(甲基)丙烯酸类单体类,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类,乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类,N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚等N-乙烯基化合物等。苯乙烯类单体和能够与苯乙烯类单共聚的单体可以分别使用1种或2种以上。
作为(甲基)丙烯酸树脂,可以举出(甲基)丙烯酸酯类的均聚物、(甲基)丙烯酸酯类与能够与(甲基)丙烯酸酯类共聚的单体的共聚物等。(甲基)丙烯酸酯类例如可以举出与上述相同的物质。作为能够与(甲基)丙烯酸酯类共聚的单体,可以举出(甲基)丙烯酸类单体类、乙烯基醚类、乙烯基酮类、N-乙烯基化合物等。这些物质可以使用与上述相同的物质。作为(甲基)丙烯酸树脂,还可以使用含有酸性基团的丙烯酸树酯。含有酸性基的丙烯酸树脂例如可以在使丙烯酸树脂单体或丙烯酸树脂单体与乙烯基类单体共聚时,并用含有酸性基团或亲水性基团的丙烯酸树脂单体和/或具有酸性基团或亲水性基团的乙烯基单体而制造。作为丙烯酸树脂单体可以使用公知的物质,例如可以举出有时具有取代基的丙烯酸、有时具有取代基的甲基丙烯酸、有时具有取代基的丙烯酸酯和有时具有取代基的甲基丙烯酸酯等。丙烯酸树脂单体可以单独使用1种或者并用2种以上。作为乙烯基类单体还可以使用公知的物质,例如可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、溴乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈和甲基丙烯腈等。乙烯基类单体可以单独使用1种或者并用2种以上。苯乙烯类聚合物与(甲基)丙烯酸树脂的聚合可以使用一般的自由基引发剂通过溶液聚合、悬浊聚合、乳液聚合等进行。
作为聚氨酯并无特别限制,例如可以优选使用含有酸性基团或碱性基团的聚氨酯。含有酸性基团或碱性基团的聚氨酯可以通过公知的方法制造。例如,可以使含有酸性基团或碱性基团的二醇、多元醇及多异氰酸酯加聚。作为含有酸性基团或碱性基团的二醇例如可以举出二羟甲基丙酸和N-甲基二乙醇胺等。作为多元醇例如可以举出聚乙二醇等聚醚多醇、聚酯多醇、丙烯酸多醇、聚丁二烯多醇等。作为多异氰酸酯例如可以举出甲苯二异氰酸酯、己撑二异氰酸酯、异弗尔酮二异氰酸酯等。这些各成分可以分别单独使用1种或者并用2种以上。环氧树脂并无特别限制,可以优选使用含有酸性基团或碱性基团的环氧类树脂。含有酸性基团或碱性基团的环氧树脂例如可以通过使己二酸、偏苯三酸酐等多元酸或二丁胺、乙二胺等胺加成或加聚在成为基础的环氧树脂上而制造。
这些粘合树脂中,优选聚酯。聚酯可以得到透明性优良、同时耐久性优良的调色剂。另外,还可以将聚酯与丙烯酸树脂接枝而使用。粘合树脂可以单独使用1种或者并用不同的2种以上。而且,即便是相同的树脂,也可以使用多种分子量、单体组成等任意一项不同或全部不同的。
本发明中,粘合树脂也可以使用自分散型树脂。自分散型树脂是指其分子内具有亲水性基团、相对于水等液体具有分散性的树脂。作为亲水性基团例如可以举出-COO-基团、-SO3-基团、-CO-基团、-OH基团、-OSO3-基团、-PO3H2基团、-PO4-基团、它们的盐等。这些基团中,特别优选-COO-基团、-SO3-基团等阴离子性亲水性基团。具有这种亲水性基团的1种或2种以上的自分散型树脂不使用分散剂或者仅使用极少量的分散剂即可分散于水中。自分散型树脂所含的亲水性基团量并无特别限制,优选相对于100g自分散型树脂为0.001~0.050摩尔、更优选为0.005~0.030摩尔。自分散型树脂例如可以通过使具有亲水性基团和不饱和双键的化合物(以下称作“含有亲水性基团的化合物”)结合于树脂上而制造。含有亲水性基团的化合物对树脂的结合可以通过接枝聚合、嵌段聚合等方法实施。另外,通过使含有亲水性基团的化合物或含有亲水性基团的化合物与能够与其共聚的化合物聚合,也可以制造自分散型树脂。
作为使含有亲水性基团的化合物结合的树脂,例如可以举出聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、氯代聚苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、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-醋酸乙烯酯共聚物、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-氯丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物等苯乙烯类树脂,(甲基)丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、氨基甲酸乙酯改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂、松香改性马来酸树脂、离子键树脂、聚氨酯、有机硅树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪烃树脂、脂环烃树脂等。
含有亲水性基团的化合物中例如可以举出不饱和羧酸化合物、不饱和磺酸化合物等。不饱和羧酸化合物例如可以举出(甲基)丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸等不饱和羧酸,马来酸、富马酸、四氢邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸等不饱和二羧酸,马来酸酐、柠康酸酐等酸酐,它们的烷基酯、二烷基酯、烷基金属盐、碱金属盐、、碱土金属盐、铵盐等。不饱和磺酸化合物例如可以举出苯乙烯磺酸类、(甲基)丙烯酸磺基烷基酯类、它们的金属盐、铵盐等。含有亲水性基团的化合物可以单独使用1种,或者并用2种以上。另外,作为含有亲水性基团的化合物以外的单体化合物例如可以使用磺酸化合物等。作为磺酸化合物例如可以举出磺基间苯二甲酸、磺基对苯二甲酸、磺基邻苯二甲酸、磺基琥珀酸、磺基苯甲酸、磺基水杨酸、它们的金属盐、铵盐等。
本发明中使用的粘合树脂还可以含有1种或2种以上一般合成树脂用添加剂。作为该合成树脂用添加剂的具体例子例如可以举出各种形状(粒子状、纤维状、鳞片状)的无机填充剂、着色剂、抗氧化剂、脱模剂、防静电剂、电荷控制剂、润滑剂、热稳定剂、阻燃剂、防滴剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、遮光剂、金属惰化剂、抗老化剂、光滑剂、增塑剂、冲击强度改良剂、增容剂等。
本发明的调色剂除了生物量树脂、粘合树脂之外,还可以含有着色剂。着色剂并无特别限制,例如可以举出有机类染料、有机类颜料、无机类染料、无机类颜料等。
黑色着色剂例如可以举出炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭、非磁性铁素体、磁性铁素体和磁铁矿等。
黄色着色剂例如可以举出铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、矿物坚牢黄、镍钛黄、脐黄(navel yellow)、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永固黄NGG、酒石黄色淀、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等。
橙色着色剂例如可以举出铬橙、钼橙、永固橙GTR、吡唑啉酮橙、耐硫化橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、C.I.颜料橙31、C.I.颜料橙43等。
红色着色剂例如可以举出铁丹、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永固红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、华琼红(watching red)、钙盐、色淀红C、色淀红D、亮胭脂红6B、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B、C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红222等。
紫色着色剂例如可以举出锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。
蓝色着色剂例如可以举出深蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60等。
绿色着色剂例如可以举出铬绿、氧化铬、颜料绿B、孔雀绿色淀、终极黄绿G、C.I.颜料绿7等。
白色着色剂例如可以举出锌白、二氧化钛、锑白、硫化锌等化合物。
着色剂可以单独使用1种或者并用2种以上不同颜色的着色剂。另外,即便是相同的颜色,也可以并用2种以上。
形成有含生物量树脂区域2的调色剂粒子1在后详述,例如可以使至少分散粘合树脂而制作的粘合树脂粒子浆液和分散生物量树脂而制作的生物量树脂粒子浆液凝聚而得到。
图3为表示调色剂粒子1的制造方法第1例的流程图。
[粘合树脂粒子分散工序]
步骤a1的粘合树脂粒子分散工序是至少将粘合树脂分散于液体介质中而制作粘合树脂粒子浆液的工序。在粘合树脂粒子浆液中,例如可以含有脱模剂、电荷控制剂等其它的调色剂成分。脱模剂为了在将调色剂定影于记录介质上时赋予调色剂脱模性而添加。因此,与不使用脱模剂的情况相比,可以提高高温污损开始温度、提高耐高温污损性。另外,通过定影调色剂时的加热使脱模剂熔融,可以降低定影开始温度、提高低温定影性。脱模剂并无特别限制,例如可以举出石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡,费托合成蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子量聚丙烯蜡及其衍生物、聚烯烃类聚合物蜡(低分子量聚乙烯蜡等)及其衍生物等烃类合成蜡,巴西棕榈蜡及其衍生物、米蜡及其衍生物、小烛树蜡及其衍生物、木蜡等植物类蜡,蜂蜡、鲸蜡等动物蜡,脂肪酸酰胺、苯酚脂肪酸酯等油脂类合成蜡,长链羧酸及其衍生物,长链醇及其衍生物,有机硅类聚合物,高级脂肪酸等。衍生物包括氧化物、乙烯基类单体与蜡的嵌段共聚物、乙烯基类单体与蜡的接枝改性物等。脱模剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
电荷控制剂用于赋予调色剂优选的带电性而添加。作为电荷控制剂并无特别限制,可以使用用于控制正电荷和用于控制负电荷的物质。作为用于控制正电荷的电荷控制剂,例如可以举出碱性染料、季铵盐、季鏻盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、胍盐、脒盐等。作为用于控制负电荷的电荷控制剂可以举出石油炭黑、スピロンブラツク(SpironBlack)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物和金属盐(金属为铬、锌、锆等)、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。电荷控制剂可以单独使用1种,或者根据需要并用2种以上。
粘合树脂粒子在液体介质中的分散并无特别限制,可以通过公知的方法进行,但优选通过包括步骤a1-(a)的细粒化工序、步骤a1-(b)的减压工序、步骤a1-(c)的冷却工序的高压均质法进行。由此,可以将粘合树脂粉碎为粒径小且粒度分布范围小的状态。本实施方式中,粘合树脂粒子分散工序通过高压均质机进行。
高压均质机包括罐、加压单元、加热器、粉碎用喷嘴、减压组件和冷却机而构成。罐为具有内部空间的容器状构件,储存粘合树脂分散于液体溶剂中而得到的分散液。加压单元对粘合树脂的分散液进行加压。加热器对通过加压单元加压的粘合树脂的分散液进行加热。粉碎用喷嘴通过使处于加热加压状态的粘合树脂的分散液流经形成于其内部的流路而将粘合树脂粉碎成粘合树脂粒子,制作粘合树脂粒子浆液。减压组件对处于加热加压状态的粘合树脂粒子浆液以不引起因暴沸而导致气泡产生的方式进行减压。冷却机将处于加热状态的粘合树脂粒子浆液冷却。高压均质机市场有售。其具体例子例如可以举出NANO3000(商品名、株式会社美粒制)等。
(细粒化工序)
步骤a-1(a)的细粒化工序是将粘合树脂粉碎并分散于液体介质中而得到粘合树脂粒子浆液的工序。首先,在高压均质机所具有的罐中储存含有粘合树脂的分散液。与粘合树脂混合的液体介质优选水或醇等亲水性介质,可以适当添加分散稳定剂、增粘剂、表面活性剂等。储存于罐中的含有粘合树脂的分散液通过加压单元加压、通过加热器加热、流经粉碎用喷嘴中形成的流路,从而将粘合树脂粗粉碎。此时的粘合树脂分散液的加压加热条件并无特别限制,优选加压至15MPa以上、120MPa以下,且在10℃以上并小于粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)。粘合树脂经粗粉碎后的分散液进一步流经粉碎用喷嘴中形成的流路,从而将粘合树脂细粒化,得到粘合树脂粒子浆液。此时的加压加热条件并无特别限制,优选加压至50MPa以上、250MPa以下,且加热至50℃以上。由于在这样加压加热条件下粉碎粘合树脂,因此可以高效地粉碎粘合树脂。
(减压工序)
步骤a1-(b)的减压工序是对处于加压加热状态的粘合树脂粒子浆液进行减压的工序。用减压组件以不引起因暴沸而导致气泡产生的方式将处于加热加压状态的粘合树脂粒子浆液减压至大气压或与其接近的压力。
(冷却工序)
步骤a1-(c)的冷却工序是将处于加热状态的粘合树脂粒子浆液冷却的工序。用冷却机将处于加热状态的粘合树脂粒子浆液在较短时间内冷却至约20℃~约40℃。
这样,可以得到粘合树脂粒子浆液。本制造方法中,通过适当调整流经粉碎用喷嘴时施加的压力和(或)温度、粘合树脂粒子浆液中的固态成分浓度、粉碎次数等,可以控制所得粘合树脂粒子的粒径。优选调整各条件,使得粘合树脂粒子的体积平均粒径优选达到1μm以下、更优选达到0.01~1μm。体积平均粒径超过1μm时,最终得到的调色剂粒子的粒径分布变广,产生游离粒子,容易导致调色剂性能、可靠性的降低。
[生物量树脂粒子分散工序]
步骤a2的生物量树脂粒子分散工序是将生物量树脂分散于液体介质中而制作作为生物量树脂粒子的浆液的生物量树脂粒子浆液的工序。生物量树脂粒子在液体介质中的分散并无特别限制,可以通过公知的方法进行,但优选通过包括步骤a2-(a)的细粒化工序、步骤a2-(b)的减压工序、步骤a2-(c)的冷却工序的高压均质法进行。由此,可以将生物量树脂粉碎为粒径小且粒度分布范围小的状态。本实施方式中,生物量树脂粒子分散工序通过上述粘合树脂粒子分散工序中使用的高压均质机进行。
(细粒化工序)
步骤a-2(a)的细粒化工序是将生物量树脂粉碎并分散于液体介质中而得到生物量树脂粒子浆液的工序。与生物量树脂混合的液体介质与粘合树脂粒子分散工序中使用的液体介质一样,优选水或醇等亲水性介质,可以适当添加分散稳定剂、增粘剂、表面活性剂等。此时,优选不添加着色剂。当生物量树脂中含有着色剂时,由于着色剂的填充效果,生物量树脂被加固、硬度提高,而且软化温度也提高。通过使生物量树脂粒子浆液中不含着色剂,可以防止生物量树脂的软化温度提高,当将调色剂加热、加压而定影在记录介质上时,可以防止调色剂的定影性降低。另外,含有生物量树脂的分散液与粘合树脂粒子分散工序一样,在加压加热条件下流经粉碎用喷嘴,生物量树脂被粉碎、细粒化,得到生物量树脂粒子浆液。由于这样在加压加热条件下粉碎生物量树脂,因此可以高效地粉碎生物量树脂。
(减压工序)
步骤a2-(b)的减压工序是对处于加压加热状态的生物量树脂粒子浆液进行减压的工序。用减压组件以不引起因暴沸而导致气泡产生的方式将处于加热加压状态的生物量树脂粒子浆液减压至大气压或与其接近的压力。
(冷却工序)
步骤a2-(c)的冷却工序是将处于加热状态的生物量树脂粒子浆液冷却的工序。用冷却机将处于加热状态的生物量树脂粒子浆液在较短时间内冷却至约20℃~约40℃。这样,由于在较短时间内强制地冷却生物量树脂粒子浆液,因此可以抑制生物量树脂粒子的结晶化被促进,可以防止调色剂的透明性降低。
这样,可以得到生物量树脂粒子浆液。本制造方法中,通过适当调整流经粉碎用喷嘴时施加的压力和(或)温度、生物量树脂粒子浆液中的固态成分浓度、粉碎次数等,可以控制所得生物量树脂粒子的粒径。本发明中,优选调整各条件使得生物量树脂粒子的体积平均粒径优选达到0.5μm以上、1μm以下。由此,可以将调色剂粒子1所含的含生物量树脂区域2的区域直径优选控制在1μm以下、更优选控制在0.5μm以上、1μm以下,详细情况在后叙述。
[凝聚工序]
步骤a3的凝聚工序是在混合有粘合树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液的混合浆液中添加凝聚剂,使粘合树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚,制作调色剂粒子1的浆液(以下称作“调色剂粒子浆液”)的工序。凝聚工序中,使用具备储存粘合树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液的混合浆液的搅拌容器和设置于搅拌容器内搅拌浆液的搅拌部的制粒装置,搅拌混合浆液。
作为用于使粘合树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚的凝聚剂,可以使用1价的盐、2价的盐、3价的盐等。作为1价的盐,例如可以举出烷基三甲基氯化铵等阳离子类分散剂,氯化钠、氯化钾、氯化铵等无机盐等。作为2价的盐,例如可以举出氯化镁、氯化钙、氯化锌、氯化铜(II)、硫酸镁、硫酸锰等。作为3价的盐,例如可以举出氯化铵、氯化铁(III)等。上述例示的凝聚剂中,优选烷基三甲基氯化铵。作为烷基三甲基氯化铵的具体例子,例如可以举出十八烷基三甲基氯化铵、三(聚氧乙烯)十八烷基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵等。凝聚剂可以单独使用1种或者并用2种以上。凝聚剂的添加量并无特别限制,可以在很宽的范围内适当选择,优选相对于混合浆液总量以0.1重量%以上、5重量%以下的比例在混合浆液中含有。
本实施方式中,将凝聚剂添加至混合浆液后,一边加热混合浆液一边利用制粒装置搅拌。混合浆液的加热温度并无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的加热温度优选65℃以上且小于90℃。小于65℃时,所形成的含生物量树脂区域2有时不与粘合树脂粒子融合,有调色剂的耐久性降低的情况。另外,为90℃以上时,所形成的含生物量树脂区域2有时与粘合树脂粒子相容,有调色剂的耐久性降低的情况。混合浆液的加热温度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
另外,利用制粒装置的搅拌时间和搅拌速度也无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的搅拌时间和搅拌速度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
这样,可以得到形成有含生物量树脂区域2的调色剂粒子1的浆液。含生物量树脂区域2具有一定范围内的粒径,基本均匀地分散在调色剂粒子1中,因此可以防止生物量树脂以海岛状态分散于调色剂粒子1中。因此,可以在不降低调色剂耐久性的情况下在调色剂粒子1种以高比例含有生物量树脂,可以抑制环境污染。另外,由于可以防止伴随生物量树脂结晶的白浊化,因此可以不降低调色剂透明性,即便应用于彩色调色剂时也可以确保充分的颜色重现范围,可以抑制调色剂粒子间的特性不均。
本制造方法中,通过适当调整混合浆液的加热温度、搅拌时间和搅拌速度等,可以控制所得调色剂粒子1的粒径,同时可以控制形成于调色剂粒子1中的含生物量树脂区域2的区域直径。本发明中,调色剂粒子1优选进行粒度控制以使其体积平均粒径为4μm以上、8μm以下而进行制造。体积平均粒径为4μm以上、8μm以下的调色剂粒子1作为调色剂使用时,可以稳定地制造带电稳定性优良、高浓度且高精细、图像重现性良好、没有图像问题的高品质图像。
另外,含生物量树脂区域2优选进行控制以使其区域直径为1μm以下、优选0.5μm以上、1μm以下而进行制造。通过这样控制区域直径,可以防止区域直径变得过小、粘合树脂和生物量树脂由于凝聚工序的加热等而相容。因此,可以防止粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)降低、防止调色剂的保存稳定性降低。另外,可以防止区域直径变得过大,从而防止调色剂粒子1的粒径增大。因此,可以制造调色剂粒子1的粒径小的调色剂。另外,通过使区域直径为1μm以下,可以得到透明性优良的调色剂。而且由于可以将生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此可以将调色剂的保存稳定性维持在高的状态下,同时防止定影时生物量树脂与记录介质相接触的比例增高,防止调色剂定影性降低。
[洗涤工序]
步骤a4的洗涤工序是将调色剂粒子浆液冷却后洗涤调色剂粒子浆液中所含的调色剂粒子1的工序。调色剂粒子1的洗涤是为了除去调色剂粒子浆液中所含的表面活性剂、分散剂、增粘剂等以及来自于这些物质的杂质等而实施的。洗涤方法例如在调色剂粒子浆液中加入水并搅拌,除去通过离心分离等分离的上清液。优选重复进行调色剂粒子1的洗涤直至使用电导率计等测定的上清液的电导率达到10μS/cm以下、优选达到5μS/cm以下。
[分离工序]
步骤a5的分离工序是从含有洗涤后调色剂粒子1的液体介质的混合物中分离调色剂粒子1并进行回收的工序。调色剂粒子1从液体介质的分离并无特别限制,例如可以通过过滤、抽滤、离心分离等进行。
[干燥工序]
步骤a6的干燥工序将洗涤、分离后的调色剂粒子1干燥。调色剂粒子1的干燥并无特别限制,可以通过冷冻干燥法、气流式干燥法等实施。将调色剂粒子1干燥时,调色剂粒子1的制造结束。
图4为表示调色剂粒子1的制造方法第2例的流程图。
[着色树脂熔融混炼工序]
步骤s1的着色树脂熔融混炼工序是制作以粘合树脂和着色剂为必须成分、进而含有脱模剂、电荷控制剂等的熔融混炼物的工序。脱模剂为了在使调色剂定影于记录介质时赋予调色剂脱模性而添加。因此,与不使用脱模剂的情况相比,可以提高高温污损开始温度、提高耐高温污损性。另外,通过定影调色剂时的加热使脱模剂熔融,可以降低定影开始温度、提高低温定影性。脱模剂并无特别限制,例如可以举出石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡,费托合成蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子量聚丙烯蜡及其衍生物、聚烯烃类聚合物蜡(低分子量聚乙烯蜡等)及其衍生物等烃类合成蜡,巴西棕榈蜡及其衍生物、米蜡及其衍生物、小烛树蜡及其衍生物、木蜡等植物类蜡,蜂蜡、鲸蜡等动物蜡,脂肪酸酰胺、苯酚脂肪酸酯等油脂类合成蜡,长链羧酸及其衍生物,长链醇及其衍生物,有机硅类聚合物,高级脂肪酸等。衍生物包括氧化物、乙烯基类单体与蜡的嵌段共聚物、乙烯基类单体与蜡的接枝改性物等。脱模剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
电荷控制剂用于赋予调色剂优选的带电性而添加。作为电荷控制剂并无特别限制,可以使用用于控制正电荷和用于控制负电荷的物质。作为用于控制正电荷的电荷控制剂,例如可以举出碱性染料、季铵盐、季鏻盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、胍盐、脒盐等。作为用于控制负电荷的电荷控制剂可以举出石油炭黑、スピロンブラツク(SpironBlack)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物和金属盐(金属为铬、锌、锆等)、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。电荷控制剂可以单独使用1种,或者根据需要并用2种以上。
熔融混炼物例如可以通过用混合机将粘合树脂、着色剂和根据需要的脱模剂、电荷控制剂等干式混合后,用混炼机将所得粉体混合物熔融混炼而制造。混炼温度为粘合树脂的熔融温度以上的温度(通常为约80℃~约200℃、优选约100℃~约150℃)。混合机可以使用公知的装置,例如可以举出亨舍尔混合机(商品名、三井矿山株式会社制)、ス一パ一ミキサ(商品名、株式会社カワタ制)、メカノミル(商品名、冈田精工株式会社制)等亨舍尔型混合装置,オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社制)、ハイブリダイゼ一ションシステム(商品名、株式会社奈良机械制作所制)、コスモシステム(商品名、川崎重工株式会社制)等。
混炼机可以使用公知的装置,例如可以使用捏合机、双螺杆挤出机、二辊研磨机、三辊研磨机、ラボプラストミル(laboplast mill)等一般的混炼机。更具体地说,例如可以举出TEM-100B(商品名、东芝机械株式会社制)、PCM-65/87、PCM-30(以上均为商品名、株式会社池贝制)等单螺杆或双螺杆挤压机、ニ一デツクス(商品名、三井矿山株式会社制)等开放式辊型的混炼机。熔融混炼还可以使用多个混炼机进行。
[着色树脂粒子分散工序]
步骤s2的着色树脂粒子分散工序是将着色树脂熔融混炼工序中制作的熔融混炼物分散于液体介质中而制作作为着色树脂粒子的浆液的着色树脂粒子浆液的工序。着色树脂粒子在液体介质中的分散并无特别限制,可以通过公知的方法进行,优选通过包括步骤a2-(a)的细粒化工序、步骤a2-(b)的减压工序、步骤a2-(c)的冷却工序的高压均质法进行。由此,可以将熔融混炼物粉碎为粒径小且粒度分布范围小的状态。本实施方式中,着色树脂粒子分散工序通过上述粘合树脂粒子分散工序中使用的高压均质机进行。
(细粒化工序)
步骤a-2(a)的细粒化工序是将熔融混炼物粉碎分散于液体介质中而得到着色树脂粒子浆液的工序。首先,将含有熔融混炼物的分散液储存在高压均质机所具有的罐中。与熔融混炼物混合的液体介质只要是不溶解熔融混炼物且可以使其均匀分散的液状物则无特别限制,但考虑到工序管理的容易性、全部工序后的废液处理、处理容易性等,优选水或醇等亲水性介质,更优选含有分散稳定剂的亲水性介质。分散稳定剂优选在将熔融混炼物添加于亲水性介质中之前预先添加于亲水性介质中。
分散稳定剂可以使用该领域中常用的物质。其中,优选亲水性高分子分散稳定剂。亲水性高分子分散稳定剂例如可以举出(甲基)丙烯酸类聚合物、聚氧乙烯类聚合物、纤维素类聚合物、聚氧化烯烷基芳基醚硫酸盐、聚氧化烯烷基醚硫酸盐等。
(甲基)丙烯酸类聚合物包括选自(甲基)丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、马来酸酐等丙烯酸类单体,丙烯酸-β-羟基乙酯、甲基丙烯酸-β-羟基乙酯、丙烯酸-β-羟基丙酯、甲基丙烯酸-β-羟基丙酯、丙烯酸-γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸-γ-羟基丙酯、丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯等含有羟基的丙烯酸类单体,二乙二醇单丙烯酸酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯等酯类单体,N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等乙烯醇类单体,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚等乙烯基烷基醚类单体,醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等乙烯基烷基酯类单体,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等芳香族乙烯基类单体,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、它们的羟甲基化合物等酰胺类单体,丙烯腈、甲基丙烯腈等腈类单体,丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯等酰氯类单体,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙烯基亚胺(ethyleneimine)等乙烯基含氮杂环类单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯等交联性单体等的1种或2种的亲水性单体。
聚氧乙烯类聚合物的例子包括聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯十八烷基苯基酯、聚氧乙烯壬基苯基酯。
纤维素类聚合物的例子包括甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。
聚氧化烯烷基芳基醚硫酸盐的例子包括聚氧乙烯月桂基苯基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基苯基醚硫酸钾、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸钠、聚氧乙烯油基苯基醚硫酸钠、聚氧乙烯鲸蜡基苯基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基苯基醚硫酸铵、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸铵、聚氧乙烯油基苯基醚硫酸铵。
聚氧化烯烷基醚硫酸盐的例子包括聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钾、聚氧乙烯油基醚硫酸钠、聚氧乙烯鲸蜡基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基醚硫酸铵、聚氧乙烯油基醚硫酸铵。分散稳定剂可以单独使用1种或者并用2种以上。分散稳定剂的添加量并无特别限制,优选为着色树脂粒子浆液的0.05重量%以上、10重量%以下,更优选为0.1重量%以上、3重量%以下。
在熔融混炼物的分散液中也可以与分散稳定剂一起添加增粘剂、表面活性剂等。增粘剂例如对于着色树脂粒子的进一步微粒化有效。表面活性剂例如进一步提高着色树脂粒子在亲水性介质中的分散性。增粘剂优选选自合成高分子多糖类和天然高分子多糖类的多糖类增粘剂。合成高分子多糖类可以使用公知的物质,例如阳离子化纤维素、羟乙基纤维素、淀粉、离子化淀粉衍生物、淀粉与合成高分子的嵌段聚合物等。天然高分子多糖类例如可以举出透明质酸、卡拉胶、刺槐豆胶、黄原胶、瓜尔胶、结冷胶等。增粘剂可以单独使用1种或者并用2种以上。增粘剂的添加量并无特别限制,优选为着色树脂粒子浆液总量的0.01重量%以上、2重量%以下。
表面活性剂例如可以举出磺基琥珀酸月桂酯二钠、聚氧乙烯磺基琥珀酸月桂酯二钠、聚氧乙烯烷基(C12~C14)磺基琥珀酸二钠、磺基琥珀酸聚氧乙烯月桂酰基乙醇酰胺二钠、磺基琥珀酸二辛酯钠等磺基琥珀酸酯盐。表面活性剂可以单独使用1种或者并用2种以上。表面活性剂的添加量并无特别限制,优选为着色树脂粒子浆液总量的0.05重量%以上、0.2重量%以下。
储存于高压均质机所具有的罐中的熔融混炼物的分散液经加压单元加压、加热器加热、流经粉碎用喷嘴中形成的流路,将熔融混炼物粗粉碎。此时的熔融混炼物的分散液的加压加热条件并无特别限制,优选加压至15MPa以上、120MPa以下,且在10℃以上并小于粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)。熔融混炼物经粗粉碎后的分散液进一步流经粉碎用喷嘴中形成的流路,将熔融混炼物细粒化,得到着色树脂粒子浆液。此时的加压加热条件并无特别限制,优选加压至50MPa以上、250MPa以下,并且加热至50℃以上。由于在这样加压加热条件下粉碎熔融混炼物,因此可以高效地粉碎。
(减压工序)
步骤s2-(b)的减压工序是对处于加压加热状态的着色树脂粒子浆液进行减压的工序。用减压组件以不引起因暴沸而导致气泡产生的方式将处于加热加压状态的着色树脂粒子浆液减压至大气压或与其接近的压力。
(冷却工序)
步骤s2-(c)的冷却工序是将处于加热状态的着色树脂粒子浆液冷却的工序。用冷却机将处于加热状态的着色树脂粒子浆液在较短时间内冷却至约20℃~约40℃。
这样,可以得到含有粘合树脂和着色剂作为必须成分的着色树脂粒子浆液。本制造方法中,通过适当调整流经粉碎用喷嘴时施加的压力和(或)温度、着色树脂粒子浆液中的固态成分浓度、粉碎次数等,可以控制所得着色树脂粒子的粒径。本发明中,优选调整各条件,使得着色树脂粒子的体积平均粒径优选达到0.2μm以上、0.5μm以下,并控制其达到相对于后述形成含生物量树脂区域2的生物量树脂粒子的体积平均粒径为1/4以上、1/2以下。由此,可以防止具有维持调色剂耐久性效果的着色树脂粒子的粒径变得过小。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。另外,可以防止区域直径变得过大、分散于调色剂粒子1中的含生物量树脂区域2之间相接触而接合。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。
另外,通过使着色树脂粒子的体积平均粒径相对于生物量树脂粒子的体积平均粒径为1/4以上,可以防止着色树脂和生物量树脂相容。因此,可以防止着色树脂所含的粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)降低,从而防止调色剂的保存稳定性降低。进而,通过使着色树脂粒子的体积平均粒径相对于生物量树脂粒子的体积平均粒径为1/2以下,可以将长期运转使用时生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此可以将调色剂的耐久性维持在高的状态下,同时可以防止定影时生物量树脂与记录介质相接触的比例增高,从而防止调色剂的定影性降低。
[生物量树脂粒子分散工序]
制造方法第2例中步骤s3的生物量树脂粒子分散工序可以与上述制造方法第1例中步骤a2的生物量树脂粒子分散工序同样地进行。即,步骤s3的生物量树脂粒子分散工序包括步骤s3-(a)的细粒化工序、步骤s3-(b)的减压工序、步骤s3-(c)的冷却工序。步骤s3-(a)的细粒化工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(a)的细粒化工序相同,省略其说明。步骤s3-(b)的减压工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(b)的减压工序相同,省略其说明。步骤s3-(c)的冷却工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(c)的冷却工序相同,省略其说明。
[凝聚工序]
步骤s4的凝聚工序是在混合有着色树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液的混合浆液中添加凝聚剂而使着色树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚,制作调色剂粒子1的浆液(以下称作“调色剂粒子浆液”)的工序。凝聚工序中,使用具备储存着色树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液的混合浆液的搅拌容器和设置于搅拌容器内搅拌浆液的搅拌部的制粒装置,搅拌混合浆液。
作为用于使着色树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚的凝聚剂,可以使用1价的盐、2价的盐、3价的盐等。作为1价的盐,例如可以举出烷基三甲基氯化铵等阳离子类分散剂,氯化钠、氯化钾、氯化铵等无机盐等。作为2价的盐,例如可以举出氯化镁、氯化钙、氯化锌、氯化铜(II)、硫酸镁、硫酸锰等。作为3价的盐,例如可以举出氯化铵、氯化铁(III)等。上述例示的凝聚剂中,优选烷基三甲基氯化铵。作为烷基三甲基氯化铵的具体例子,例如可以举出十八烷基三甲基氯化铵、三(聚氧乙烯)十八烷基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵等。凝聚剂可以单独使用1种或者并用2种以上。凝聚剂的添加量并无特别限制,可以在很宽的范围内适当选择,优选相对于混合浆液总量以0.1重量%以上、5重量%以下的比例在混合浆液中含有。
本实施方式中,将凝聚剂添加至混合浆液后,一边加热混合浆液一边利用制粒装置搅拌。混合浆液的加热温度并无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的加热温度优选65℃以上且小于90℃。小于65℃时,所形成的含生物量树脂区域2有时不与粘合树脂粒子融合,有调色剂的耐久性降低的情况。另外,为90℃以上时,所形成的含生物量树脂区域2有时与粘合树脂粒子相容,有调色剂的耐久性降低的情况。混合浆液的加热温度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
另外,利用制粒装置的搅拌时间和搅拌速度也无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的搅拌时间和搅拌速度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
这样,可以得到形成有含生物量树脂区域2的调色剂粒子1的浆液。含生物量树脂区域2具有一定范围内的粒径,基本均匀地分散在调色剂粒子1中,因此可以防止生物量树脂以海岛状态分散于调色剂粒子1中。因此,可以在不降低调色剂耐久性的情况下在调色剂粒子1种以高比例含有生物量树脂,可以抑制环境污染。另外,由于可以防止伴随生物量树脂结晶的白浊化,因此可以不降低调色剂透明性,即便应用于彩色调色剂时也可以确保充分的颜色重现范围,可以抑制调色剂粒子间的特性不均。
本制造方法中,通过适当调整混合浆液的加热温度、搅拌时间和搅拌速度等,可以控制所得调色剂粒子1的粒径,同时可以控制形成于调色剂粒子1中的含生物量树脂区域2的区域直径。本发明中,调色剂粒子1优选进行粒度控制以使其体积平均粒径为4μm以上、8μm以下而进行制造。体积平均粒径为4μm以上、8μm以下的调色剂粒子1作为调色剂使用时,可以稳定地制造在显影槽等的加热下保存稳定性优良、高浓度且高精细、图像重现性良好、没有图像问题的高品质图像。
另外,含生物量树脂区域2优选进行控制以使其区域直径为1μm以下、优选0.5μm以上、1μm以下而进行制造。通过这样控制区域直径,可以防止区域直径变得过小、粘合树脂和生物量树脂由于凝聚工序的加热等而相容。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。另外,可以防止区域直径变得过大,从而防止调色剂粒子1的粒径增大。因此,可以制造调色剂粒子1的粒径小的调色剂。
另外,通过使区域直径为1μm以下,可以得到透明性优良的调色剂。而且由于可以将生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此可以将调色剂的保存稳定性维持在高的状态下,同时防止定影时生物量树脂与记录介质相接触的比例增高,从而防止调色剂定影性降低。
[洗涤工序]
步骤a5的洗涤工序是将调色剂粒子浆液冷却后洗涤调色剂粒子浆液中所含的调色剂粒子1的工序。调色剂粒子1的洗涤是为了除去调色剂粒子浆液中所含的表面活性剂、分散剂、增粘剂等以及来自于这些物质的杂质等而实施的。洗涤方法例如在调色剂粒子浆液中加入水并搅拌,除去通过离心分离等分离的上清液。优选重复进行调色剂粒子1的洗涤直至使用电导率计等测定的上清液的电导率达到10μS/cm以下、优选达到5μS/cm以下。
[分离工序]
步骤a6的分离工序是从含有洗涤后调色剂粒子1的液体介质的混合物中分离调色剂粒子1并进行回收的工序。调色剂粒子1从液体介质的分离并无特别限制,例如可以通过过滤、抽滤、离心分离等进行。
[干燥工序]
步骤a7的干燥工序将洗涤、分离后的调色剂粒子1干燥。调色剂粒子1的干燥并无特别限制,可以通过冷冻干燥法、气流式干燥法等实施。将调色剂粒子1干燥时,调色剂粒子1的制造结束。
图5为表示调色剂粒子1的制造方法第3例的流程图。
[粘合树脂粒子分散工序]
制造方法第3例中步骤b1的粘合树脂粒子分散工序可以与上述制造方法第1例中步骤a1的粘合树脂粒子分散工序同样地进行。即,步骤b1的粘合树脂粒子分散工序包括步骤b1-(a)的细粒化工序、步骤b1-(b)的减压工序、步骤b1-(c)的冷却工序。步骤b1-(a)的细粒化工序与上述制造方法第1例中步骤a1-(a)的细粒化工序相同,省略其说明。步骤b1-(b)的减压工序与上述制造方法第1例中步骤a1-(b)的减压工序相同,省略其说明。步骤b1-(c)的冷却工序与上述制造方法第1例中步骤a1-(c)的冷却工序相同,省略其说明。
[生物量树脂粒子分散工序]
制造方法第3例中步骤b2的生物量树脂粒子分散工序可以与上述制造方法第1例中步骤a2和制造方法第2例中步骤s3的生物量树脂粒子分散工序同样地进行。即,步骤b2的生物量树脂粒子分散工序包括步骤b2-(a)的细粒化工序、步骤b2-(b)的减压工序、步骤b2-(c)的冷却工序。步骤b2-(a)的细粒化工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(a)和制造方法第2例中步骤s3-(a)的细粒化工序相同,省略其说明。步骤b2-(b)的减压工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(b)和制造方法第2例中步骤s3-(b)的减压工序相同,省略其说明。步骤b2-(c)的冷却工序与上述制造方法第1例中步骤a2-(c)和制造方法第2例中步骤s3-(c)的冷却工序相同,省略其说明。
[着色剂粒子分散工序]
步骤b3的着色剂粒子分散工序为将着色剂分散于液体介质中而得到作为着色剂粒子的浆液的着色剂粒子浆液的工序。液体介质与粘合树脂粒子分散工序中使用的液体介质一样,优选水或醇等亲水性介质,可以适当添加分散稳定剂、增粘剂、表面活性剂等。着色剂优选以相对于100重量份液体介质为5重量份以上、50重量份以下的比例使用,更优选以20重量份以上、40重量份以下的比例使用。着色剂的使用比例小于5重量份时,由于着色剂相对于液体介质的量过少,因此分散均匀性降低。当着色剂的使用比例超过50重量份,由于着色剂相对于液体介质的量过多,着色剂粒子浆液的粘度变得过高,由此分散性也降低。
作为稳定分散剂,可以使用无机或有机的分散剂,作为无机的分散剂优选亲水性的无机分散剂。通过使用亲水性的无机分散剂,可以使液体介质中的着色剂的微粉粒径更加均匀。作为亲水性的无机分散剂例如可以举出二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、粘土、硅藻土、膨润土等。这些物质中,优选碳酸钙。
上述无机分散剂优选其1次粒子的个数平均粒径为1nm以上、1000nm以下,更优选为5nm以上、500nm以下,进一步优选为10nm以上、300nm以下。无机分散剂的1次粒子的个数平均粒径小于1nm时,难以使无机分散剂分散于液体介质中。无机分散剂的1次粒子的个数平均粒径超过1000nm时,着色剂的粗粉的粒径与无机分散剂的粒径之差减小,难以使着色剂的粗粉稳定地分散并维持于液体介质中。
无机分散剂优选以相对于100重量份着色剂为1重量份以上、300重量份以下的范围使用,更优选以4重量份以上、100重量份以下的范围使用。无机分散剂的使用量小于1重量份时,难以使无机分散剂分散于液体介质中。无机分散剂的使用量超过30重量份时,着色剂粒子浆液的粘度过高,分散性有时降低。
另外,在液体介质中还可以与无机分散剂一起添加高分子分散剂。高分子分散剂例如优选使用亲水性物质,更优选使用具有羧基的物质,特别优选不含羟丙氧基、甲氧基等亲油基的物质。这种高分子分散剂例如可以举出羧甲基纤维素、羧乙基纤维素等水溶性纤维素醚等。这些物质中,特别优选羧甲基纤维素。高分子分散剂优选以相对于100重量份着色剂为0.1重量份以上、5.0重量份以下的比例使用。
有机的分散剂优选阴离子类分散剂。阴离子类分散剂提高着色剂粒子在水中的分散性的能力优良。作为阴离子类分散剂,例如可以举出磺酸型阴离子类分散剂、硫酸酯型阴离子类分散剂、聚氧乙烯醚型阴离子类分散剂、磷酸酯型阴离子类分散剂、聚丙烯酸盐等。阴离子类分散剂的具体例子例如可以优选使用十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯苯基醚等。阴离子类分散剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
另外,有机的分散剂并非限定于阴离子类分散剂,还可以是阳离子类分散剂。阳离子类分散剂例如优选烷基三甲基铵型阳离子类分散剂、烷基酰胺胺型阳离子类分散剂、烷基二甲基苄基铵型阳离子类分散剂、阳离子化多糖型阳离子类分散剂、烷基甜菜碱型阳离子类分散剂、烷基酰胺甜菜碱型阳离子类分散剂、磺基甜菜碱型阳离子类分散剂、氧化胺型阳离子类分散剂、金属盐等。金属盐例如可以举出钠、钾、钙、镁等的氯化物、硫酸盐等。
这些中,更优选烷基三甲基铵型阳离子类分散剂。烷基三甲基铵型阳离子类分散剂的具体例子例如可以举出十八烷基三甲基氯化铵、三(聚氧乙烯)十八烷基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵等。阳离子类分散剂可以单独使用1种或者并用2种以上。
有机分散剂的添加量并无特别限制,可以在很宽的范围内选择,但优选相对于100重量份着色剂为0.1重量份以上、5重量份以下。添加量小于0.1重量份时,利用分散剂的着色剂分散效果变得不充分、有可能发生凝聚。有机分散剂即便添加超过5重量份,分散效果也不会再提高,由于着色剂浆液的粘性增高,着色剂的分散性反而降低。结果有可能引起凝聚。
作为分散稳定剂还可以使用市售品。作为市售的分散剂例如可以举出BYK-182、BYK-161、BYK-116、BYK-111、BYK-2000(以上ビツクケミ一·ジヤパン株式会社制)、Solsperse-2000、Solsperse-38500(以上アビシア株式会社制)、EFKA-4046、EFKA-4047(以上エフカ一ケミカルズ社制)、サ一フイノ一ルGA(エア一プロダクツ社制)等。这些市售的分散剂可以单独使用1种或者混合使用2种以上。
这种市售的分散剂优选以相对于100重量份着色剂为10重量份以上、100重量份以下的比例使用,更优选以20重量份以上、50重量份以下的比例使用。市售分散剂的使用比例小于10重量份时,利用分散剂的着色剂分散效果变得不充分、有可能发生凝聚。市售分散剂的使用比例超过100重量份时,由于着色剂粒子浆液的粘性增高,着色剂的分散性降低。结果有可能引起凝聚。
液体介质和分散稳定剂的混合并无特别限制,可以使用公知的方法进行。混合无机分散剂和液体介质时,可以使用球磨机、砂磨机等带有介质的分散机、高压分散机、超声波分散机等将无机分散剂分散于液体介质的水中。当混合有机分散剂和液体介质时,只要是能够将分散剂均匀地溶解于液体介质中的方法,则可以通过任何方法进行添加、分散。着色粒子分散工序优选通过包括细粒化工序、减压工序、冷却工序的高压均质法进行。由此,可以将着色剂粉碎为粒径小且粒度分布范围小的状态。本实施方式中,着色剂粒子分散工序通过在上述粘合树脂粒子分散工序中使用的高压均质机进行。
(细粒化工序)
步骤b-3(a)的细粒化工序是将着色剂粉碎并分散于液体介质中而得到着色剂粒子浆液的工序。与着色剂混合的液体介质与粘合树脂粒子分散工序中使用的液体介质一样,优选水或醇等亲水性介质,可以适当添加分散稳定剂、增粘剂、表面活性剂等。另外,含有着色剂的分散液与粘合树脂粒子分散工序一样,在加压加热条件下流经粉碎用喷嘴,着色剂被粉碎而细粒化,得到着色剂粒子浆液。由于在这样加压加热条件下粉碎着色剂,因此可以高效地粉碎着色剂。
(减压工序)
步骤b3-(b)的减压工序是对处于加压加热状态的着色剂粒子浆液进行减压的工序。用减压组件以不引起因暴沸而导致气泡产生的方式将处于加热加压状态的着色剂粒子浆液减压至大气压或与其接近的压力。
(冷却工序)
步骤b3-(c)的冷却工序是将处于加热状态的着色剂粒子浆液冷却的工序。在较短时间内用冷却机将处于加热状态的着色剂粒子浆液冷却至约20℃~约40℃。
这样,可以得到着色剂粒子浆液。本制造方法中,通过适当调整流经粉碎用喷嘴时施加的压力和(或)温度、着色剂粒子浆液中的固态成分浓度、粉碎次数等,可以控制所得着色剂粒子的粒径。本发明中,优选调整各条件,使得着色剂粒子的体积平均粒径优选达到50nm以上、200nm以下。着色剂的平均粒径小于50nm时,利用高压均质机细粒化需要很长时间,而且有可能发生细粒化后的着色剂粒子再次凝聚。当着色剂粒子的平均粒径超过200nm时,着色剂在调色剂粒子中的分散性有可能降低。着色剂粒子的平均粒径例如可以利用激光散射方式的显微镜(商品名:DLS-700、大塚电子株式会社制)进行测定。
[凝聚工序]
步骤b4的凝聚工序是在混合有粘合树脂粒子浆液、生物量树脂粒子浆液和着色剂粒子浆液的混合浆液中添加凝聚剂而使粘合树脂粒子、生物量树脂粒子和着色剂粒子凝聚,制作调色剂粒子1的浆液(以下称作“调色剂粒子浆液”)的工序。凝聚工序中,使用具备储存粘合树脂粒子浆液、生物量树脂粒子浆液和着色剂粒子浆液的混合浆液的搅拌容器和设置于搅拌容器内搅拌浆液的搅拌部的制粒装置,搅拌混合浆液。
作为用于使粘合树脂粒子、生物量树脂粒子和着色剂粒子凝聚的凝聚剂,可以使用1价的盐、2价的盐、3价的盐等。作为1价的盐,例如可以举出烷基三甲基氯化铵等阳离子类分散剂,氯化钠、氯化钾、氯化铵等无机盐等。作为2价的盐,例如可以举出氯化镁、氯化钙、氯化锌、氯化铜(II)、硫酸镁、硫酸锰等。作为3价的盐,例如可以举出氯化铵、氯化铁(III)等。上述例示的凝聚剂中,优选烷基三甲基氯化铵。作为烷基三甲基氯化铵的具体例子,例如可以举出十八烷基三甲基氯化铵、三(聚氧乙烯)十八烷基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵等。凝聚剂可以单独使用1种或者并用2种以上。凝聚剂的添加量并无特别限制,可以在很宽的范围内适当选择,优选相对于混合浆液总量以0.1重量%以上、5重量%以下的比例在混合浆液中含有。
本实施方式中,将凝聚剂添加至混合浆液后,一边加热混合浆液一边利用制粒装置搅拌。混合浆液的加热温度并无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的加热温度优选65℃以上且小于90℃。小于65℃时,所形成的含生物量树脂区域2有时不与粘合树脂粒子融合,有调色剂的耐久性降低的情况。另外,为90℃以上时,所形成的含生物量树脂区域2有时与粘合树脂粒子相容,有调色剂的耐久性降低的情况。混合浆液的加热温度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
另外,利用制粒装置的搅拌时间和搅拌速度也无特别限制,根据想要得到的调色剂粒子1的粒径、混合浆液中的固态成分浓度、所用凝聚剂等适当决定。混合浆液的搅拌时间和搅拌速度可以根据凝聚的进行程度适当改变。
这样,可以得到形成有含生物量树脂区域2的调色剂粒子1的浆液。含生物量树脂区域2具有一定范围内的粒径,基本均匀地分散在调色剂粒子1中,因此可以防止生物量树脂以海岛状态分散于调色剂粒子1中。因此,可以在不降低调色剂耐久性的情况下在调色剂粒子1种以高比例含有生物量树脂,可以抑制环境污染。另外,由于可以防止伴随生物量树脂结晶的白浊化,因此可以不降低调色剂透明性,即便应用于彩色调色剂时也可以确保充分的颜色重现范围,可以抑制调色剂粒子间的特性不均。
本制造方法中,通过适当调整混合浆液的加热温度、搅拌时间和搅拌速度等,可以控制所得调色剂粒子1的粒径,同时可以控制形成于调色剂粒子1中的含生物量树脂区域2的区域直径。本发明中,调色剂粒子1优选进行粒度控制以使其体积平均粒径为4μm以上、8μm以下而进行制造。体积平均粒径为4μm以上、8μm以下的调色剂粒子1作为调色剂使用时,可以稳定地制造在显影槽等的加热下保存稳定性优良、高浓度且高精细、图像重现性良好、没有图像问题的高品质图像。
另外,含生物量树脂区域2优选进行控制以使其区域直径为1μm以下、优选0.5μm以上、1μm以下而进行制造。通过这样控制区域直径,可以防止区域直径变得过小、粘合树脂和生物量树脂由于凝聚工序的加热等而相容。因此,可以防止调色剂的耐久性降低。另外,可以防止区域直径变得过大,从而可以防止调色剂粒子1的粒径增大,并且防止粒径分布、形状分布变宽。因此,可以制造调色剂粒子1的粒径小的调色剂。
另外,通过使区域直径为1μm以下,可以得到透明性优良的调色剂。而且由于可以将生物量树脂露出调色剂表面的比例抑制得较低,因此可以将调色剂的保存稳定性维持在高的状态下,同时防止定影时生物量树脂与记录介质相接触的比例增高,从而防止调色剂定影性降低。
[洗涤工序]
步骤b5的洗涤工序是将调色剂粒子浆液冷却后洗涤调色剂粒子浆液中所含的调色剂粒子1的工序。调色剂粒子1的洗涤是为了除去调色剂粒子浆液中所含的表面活性剂、分散剂、增粘剂等以及来自于这些物质的杂质等而实施的。洗涤方法例如在调色剂粒子浆液中加入水并搅拌,除去通过离心分离等分离的上清液。优选重复进行调色剂粒子1的洗涤直至使用电导率计等测定的上清液的电导率达到10μS/cm以下、优选达到5μS/cm以下。
[分离工序]
步骤b6的分离工序是从含有洗涤后调色剂粒子1的液体介质的混合物中分离调色剂粒子1并进行回收的工序。调色剂粒子1从液体介质的分离并无特别限制,例如可以通过过滤、抽滤、离心分离等进行。
[干燥工序]
步骤b7的干燥工序将洗涤、分离后的调色剂粒子1干燥。调色剂粒子1的干燥并无特别限制,可以通过冷冻干燥法、气流式干燥法等实施。将调色剂粒子1干燥时,调色剂粒子1的制造结束。
这样,可以制造在调色剂粒子1中形成有含生物量树脂区域2的调色剂粒子1。此时,相对于100重量份调色剂,生物量树脂的含量优选设定为20重量份~60重量份。由此,在充分发挥利用生物量树脂的抑制环境污染的效果的同时,也可以充分地得到调色剂的耐久性。
另外,优选调色剂的表面被树脂膜包覆。由此,可以进一步提高调色剂的耐久性。构成树脂膜的树脂可以举出聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯和它们的衍生物、苯乙烯丙烯酸类树脂等。作为调色剂的表面包覆树脂膜的方法,例如可以举出将溶解或分散有上述树脂的溶液喷到调色剂上而形成树脂膜的喷雾法、在溶解或分散有上述树脂的溶液中浸渍调色剂而形成树脂膜的浸渍法、使利用乳液聚合法得到的微粒通过盐析而在调色剂表面析出的凝聚法、在调色剂表面使构成上述树脂的单体之间乳液聚合而形成树脂膜的in-situ法等。这些中,优选使苯乙烯丙烯酸类树脂构成的乳液聚合微粒在调色剂表面析出而形成树脂膜。
用乳液聚合制作的苯乙烯丙烯酸类树脂由于其树脂粒子的粒径小、均匀,因此当包覆于调色剂表面时,可以均匀地形成薄膜的树脂膜。另外,苯乙烯丙烯酸类树脂由于酯键等极性基团的含量少,因此吸湿性小、在高湿度环境下也可以提高调色剂的带电稳定性。当使乳液聚合微粒在调色剂表面析出、形成苯乙烯丙烯酸类树脂构成的树脂膜时,首先将通过乳液聚合法得到的微粒加入到调色剂分散液中。接着,在加热下搅拌,同时添加氯化钙等凝聚剂,使乳液聚合微粒在调色剂表面析出。这样可以将苯乙烯丙烯酸类树脂包覆于调色剂表面。
如上制造的调色剂粒子中,例如还可以混合起到提高粉体流动性、提高摩擦带电性、改善耐热性和长期保存性、改善清洁特性以及控制感光体表面磨损特性等功能的外添加剂。外添加剂可以举出二氧化硅微粉末、二氧化钛微粉末和氧化铝微粉末等。外添加剂可以单独使用1种或者并用2种以上。外添加剂的添加量考虑到调色剂所必要的带电量、添加外添加剂对感光体的磨损的影响以及调色剂的环境特性等,优选相对于100重量份调色剂粒子为0.1重量份以上、10重量份以下。
这样制造的本发明调色剂可以用于利用电子照相法、静电记录法形成图像时的静电荷像的显影,或者用于利用磁记录法形成图像时的磁潜像的显影等。另外,可以作为单组分显影剂或双组分显影剂使用。
作为单组分显影剂使用时,在显影套筒中使用刀片使其摩擦带电,使调色剂粘附在套筒上,由此输送调色剂,进行图像形成,但本发明的单组分显影剂由于含有将含生物量树脂区域2的结晶率抑制得较低的耐久性高的调色剂,因此不容易发生在刀片等上的融合或感光体成膜等。
本发明的双组分显影剂含有上述调色剂和载体。因此,可以得到在不降低调色剂的耐久性的情况下抑制环境污染的双组分显影剂。而且,双组分显影剂由于含有作为也可以应用于彩色调色剂的透明性高的调色剂的上述调色剂,因此可以得到能够形成透明性高的高画质图像的双组分显影剂。
载体可以使用具有磁性的粒子。具有磁性的粒子的具体例子例如可以举出铁、铁素体和磁铁矿等金属、这些金属与铝或铅等金属的合金等。这些物质中,优选铁素体。另外,还可以使用在具有磁性的粒子上包覆树脂的树脂包覆载体、或者在树脂中分散有具有磁性的粒子的树脂分散型载体等作为载体。作为包覆具有磁性的粒子的树脂并无特别限制,例如可以举出烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、苯乙烯/丙烯酸类树脂、有机硅类树脂、酯类树脂和含氟聚合物类树脂等。另外,作为树脂分散型载体所用的树脂并无特别限制,例如可以举出苯乙烯丙烯酸树脂、聚酯树脂、氟类树脂和酚醛树脂等。
载体的形状优选球形或扁平形状。另外,载体的体积平均粒径并无特别限制,但考虑到高画质化,优选为10μm以上、100μm以下,更优选为20μm以上、50μm以下。而且,载体的电阻率优选为108Ω·cm以上、更优选为1012Ω·cm以上。载体的电阻率为将载体放入具有0.50cm2截面积的容器内进行轻敲后,向装在容器内的粒子施加1kg/cm2的载荷,在载荷和底面电极之间施加产生1000V/cm电场的电压,读取此时的电流值而得到的值。电阻率低时,在向显影套筒施加偏压时电荷被注入载体,载体粒子容易附着在感光体上。另外,容易发生偏压的击穿。
载体的磁化强度(最大磁化)优选为10emu/g以上、60emu/g以下,更优选为15emu/g以上、40emu/g以下。磁化强度虽然依赖于显影辊的磁通密度,但在显影辊的一般磁通密度条件下,当小于10emu/g时,磁性束缚力不起作用、有可能成为载体飞散的原因。另外,磁化强度超过60emu/g时,在载体的突起(穗立ち)变得过高的非接触显影中,难以与图像担载体保持非接触状态。另外,在接触显影中,调色剂像中有可能容易出现扫痕。
双组分显影剂中调色剂与载体的使用比例并无特别限制,可以根据调色剂和载体的种类适当选择,以铁素体载体为例,按照显影剂中含有调色剂达到显影剂总量的2重量%以上、30重量%以下、优选2重量%以上、20重量%以下而使用调色剂。另外,双组分显影剂中,调色剂的载体的包覆率优选为40重量%以上~80重量%以下。
图6为表示本发明一个实施方式的图像形成装置100的构成的截面图。图像形成装置100具备使用上述双组分显影剂进行显影的显影装置14。因此,不仅可以抑制环境污染,而且可以通过显影装置14在感光体滚筒11上形成高画质的调色剂像,可以形成透明性高的高画质图像。
图像形成装置100为兼具复印功能、打印功能和传真功能的复合机,根据所传递的图像信息,在记录介质上形成全彩色或单色的图像。即,图像形成装置100具有复印模式、打印模式和FAX模式3种印刷模式,根据来自未图示的操作部的操作输入,来自个人电脑、便携式终端装置、信息记录存储介质、使用存储装置的外部设备的印刷作业的接受等,通过未图示的控制部选择印刷模式。图像形成装置100包含调色剂像形成部7、转印部3、定影部4、记录介质供给部5和排出部6。为了对应彩色图像信息所含的黑(b)、青(c)、洋红(m)和黄(y)各色图像信息,构成调色剂像形成部7的各构件和转印部3所含的部分构件分别设置4个。在这里,对应于各色而各设置4个的各构件在参照标号的末端带有表示各色的字母进行区分,统称时仅用参照标号表示。
调色剂像形成部7包含感光体滚筒11、带电部12、曝光单元13、显影装置14、清洁单元15。带电部12、显影装置14和清洁单元15按顺序配置在感光体滚筒11的旋转方向周围。带电部12配置在显影装置14和清洁单元15的垂直方向下方。
感光体滚筒11通过未图示的驱动部支撑,使得能够围绕轴线旋转驱动,包含未图示的导电性基体和形成于导电性基体表面的感光层。导电性基体可以采用各种形状,例如可以举出圆筒状、圆柱状、薄膜片状等。这些中优选圆筒状。导电性基体由导电性材料形成。导电性材料可以使用该领域常用的物质,例如铝、铜、黄铜、锌、镍、不锈钢、铬、钼、钒、铟、钛、金、铂等金属,这些金属的2种以上的合金,在合成树脂薄膜、金属薄膜、纸等薄膜状基体上形成由铝、铝合金、氧化锡、金、氧化铟等1种或2种以上构成的导电性层的导电性薄膜,含有导电性粒子和/或导电性聚合物的树脂组合物等。而且,作为导电性薄膜所使用的薄膜状基体,优选合成树脂薄膜、特别优选聚酯薄膜。另外,作为导电性薄膜的导电性层的形成方法,优选蒸镀、涂覆等。
感光层例如通过层压含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层而形成。此时,导电性基体和电荷产生层或电荷输送层之间优选设置中间涂层(undercoat layer)。通过设置中间涂层,具有以下优点:覆盖存在于导电性基体表面的伤痕和凹凸、使感光层平滑化;防止反复使用时感光层的带电性变差;提高低温和/或低湿环境下的感光层的带电特性。另外,还可以是在最上层设有感光体表面保护层的耐久性大的三层结构层压感光体。
电荷产生层以通过光照射产生电荷的电荷产生物质为主成分,根据需要含有公知的粘合树脂、增塑剂、增敏剂等。电荷产生物质可以使用该领域中常用的物质,例如可以举出苝酰亚胺、苝酸酐等苝类颜料,喹吖啶酮、蒽醌等多环醌类颜料,金属和无金属酞菁、卤化无金属酞菁等酞菁类颜料,方酸菁(Squarylium)色素、甘菊蓝(Azulenium)色素、噻喃色素,具有咔唑骨架、苯乙烯基二苯乙烯骨架、三苯基胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、二茋(bisstilbene)骨架、二苯乙烯基噁二唑骨架或二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮颜料等。
这些物质中,无金属酞菁颜料、氧钛酞菁颜料、含有芴环和/或芴酮环的双偶氮颜料、由芳香族胺构成的双偶氮颜料、三偶氮颜料等具有高的电荷产生能力,适于得到高灵敏度的感光层。电荷产生物质可以单独使用1种或者并用2种以上。电荷产生物质的含量并无特别限制,但相对于100重量份电荷产生层中的粘合树脂,优选为5重量份以上、500重量份以下,更优选为10重量份以上、200重量份以下。作为电荷产生层用的粘合树脂也可以使用该领域中常用的物质,例如可以举出三聚氰胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚碳酸酯、苯氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯等。粘合树脂可以单独使用1种或者根据需要并用2种以上。
电荷产生层可以如下形成:将适量电荷产生物质和粘合树脂及根据需要的增塑剂、增敏剂等溶解或分散在能够溶解或分散这些成分的适当的有机溶剂中,制备电荷产生层涂液,将该电荷产生层涂液涂覆在导电性基体表面上并进行干燥。这样得到的电荷产生层的膜厚并无特别限制,优选为0.05μm以上、5μm以下,更优选为0.1μm以上、2.5μm以下。
层压在电荷产生层上的电荷输送层以具有接受、输送由电荷产生物质产生的电荷的能力的电荷输送物质和电荷输送层用粘合树脂为必需成分,根据需要含有公知的抗氧化剂、增塑剂、增敏剂、润滑剂等。电荷输送物质可以使用该领域常用的物质,例如可以举出聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、芘-甲醛缩合物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(对二乙基氨基苯乙烯基)蒽、1,1-双(4-二苄基氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙类、腙衍生物、三苯基胺类化合物、四苯基二胺类化合物、三苯基甲烷类化合物、茋类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物等供电子性物质、芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、吩嗪氧化物衍生物、四氰基乙烯、四氰基对醌二甲烷、四溴代对苯醌、四氯代对苯醌、苯醌等受电子性物质等。
电荷输送物质可以单独使用1种或者并用2种以上。电荷输送物质的含量并无特别限制,相对于100重量份电荷输送物质中的粘合树脂,优选为10重量份以上、300重量份以下,更优选为30重量份以上、150重量份以下。电荷输送层用粘合树脂可以使用在该领域中常用的且能够将电荷输送物质均匀地分散的物质,例如可以举出聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯、聚酮、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚醛树脂、苯氧树脂、聚砜树脂、它们的共聚树脂等。这些物质中,考虑到成膜性、所得电荷输送层的耐磨损性、电特性等时,优选含有双酚Z作为单体成分的聚碳酸酯(以后称作“双酚Z型聚碳酸酯”)、双酚Z型聚碳酸酯与其它聚碳酸酯的混合物等。粘合树脂可以单独使用1种或者并用2种以上。
在电荷输送层中优选与电荷输送物质和电荷输送层用粘合树脂一起含有抗氧化剂。抗氧化剂也可以使用该领域中常用的物质,例如可以举出维生素E、氢醌、受阻胺、受阻酚、对苯二胺、芳基链烷和它们的衍生物、有机硫化合物、有机磷化合物等。抗氧化剂可以单独使用1种或者并用2种以上。抗氧化剂的含量并无特别限制,为构成电荷输送层的成分总量的0.01重量%以上、10重量%以下,优选为0.05重量%以上、5重量%以下。电荷输送层可以如下形成:将适量电荷输送物质和粘合树脂及根据需要的抗氧化剂、增塑剂、增敏剂等溶解或分散在能够溶解或分散这些成分的适当有机溶剂中,制备电荷输送层用涂液,将该电荷输送层用涂液涂覆在电荷产生层表面,并进行干燥。
这样得到的电荷产生层的膜厚并无特别限制,优选为10μm以上、50μm以下,更优选为15μm以上、40μm以下。而且,还可以在一个层中形成存在电荷产生物质和电荷输送物质的感光层。此时,电荷产生物质和电荷输送物质的种类、含量、粘合树脂的种类、其它添加剂等可以与分别形成电荷产生层和电荷输送层时同样。
本实施方式中使用上述形成使用电荷产生物质和电荷输送物质的有机感光层的感光体滚筒,但可以使用形成使用硅等的无机感光层的感光体滚筒代替。
带电部12按照面对感光体滚筒11、沿着感光体滚筒11长度方向、且与感光体滚筒11表面具有间隙而分开地配置,使感光体滚筒11表面带上所需的极性和电位。带电部12可以使用带电刷型带电器、充电型带电器、锯齿型带电器、离子产生装置等。本实施方式中,带电部12按照远离感光体滚筒11表面而设置,但并非局限于此。例如可以使用带电辊作为带电部12,以带电辊与感光体滚筒相压接的方式配置带电辊,还可以使用带电刷、磁刷等接触带电方式的带电器。
曝光单元13以如下方式配置:与由曝光单元13射出的各色信息相对应的光通过带电部12和显影装置14之间而照射在感光体滚筒11的表面。曝光单元13在该单元内将图像信息变换成对应b、c、m、y各色信息的光,利用对应各色信息的光对通过带电部12带上同样电位的感光体滚筒11表面进行曝光,在其表面上形成静电潜像。曝光单元13例如可以使用具有激光照射部和多个反射镜的激光扫描单元。另外,还可以使用适当组合有LED(Light Emitting Diode)阵列、液晶开关和光源的单元。
图7为表示显影装置14的构成的图。显影装置14包含显影槽20和调色剂送料斗21。显影槽20是如下容器状构件:该容器状构件以面向感光体滚筒11表面的方式配置,将调色剂供给到形成于感光体滚筒11表面的静电潜像而进行显影,形成作为可见像的调色剂像。显影槽20在其内部空间内收容调色剂,且收容并自由旋转地支撑显影辊22、供给辊23、搅拌辊24等辊构件或螺旋构件。在显影槽20的面对感光体滚筒11的侧面上形成开口部,隔着该开口部在面向感光体滚筒11的位置上可旋转驱动地设置显影辊22。
显影辊22是在与感光体滚筒11的压接部或最接近部处向感光体11表面的静电潜像提供调色剂的辊状构件。供给调色剂时,将与调色剂的带电电位为相反极性的电位作为显影偏压施加在显影辊22表面上。由此,将显影辊22表面的调色剂顺畅地供给静电潜像。而且,通过改变显影偏压值,可以控制供给静电潜像的调色剂量(调色剂附着量)。
供给辊23是面对显影辊22并可旋转驱动地设置的辊状构件,将调色剂供给到显影辊22周围。搅拌辊24是面对供给辊23并可旋转驱动地设置的辊状构件,将从调色剂送料斗21新供给到显影槽20内的调色剂送到供给辊23周围。调色剂送料斗21按照连通设置在其垂直方向下部的调色剂补充口(未图示)和设置在显影槽20垂直方向上部的调色剂接收口(未图示)的方式而设置,根据显影槽20的调色剂消耗状况补充调色剂。另外,也可以不使用调色剂送料斗21,按照从各色调色剂盒直接补充调色剂的方式构成。
清洁单元15在将调色剂像转印于记录介质上后,将残留在感光体滚筒11表面的调色剂除去,清洁感光体滚筒11的表面。清洁单元15中,例如使用清洁刀片等板状构件。而且,本发明的图像形成装置100中,主要使用有机感光体滚筒作为感光体滚筒11,由于有机感光体滚筒的表面以树脂成分为主体,因此由于由带电装置的电晕放电所产生的臭氧的化学作用,表面容易变差。然而,变差了的表面部分受到清洁单元15的摩擦作用而磨损,虽然很慢但确实地被除去。因此,实际上消除了臭氧等所导致的表面变差的问题,可以长时间稳定地维持由带电动作所产生的带电电位。本实施方式中设置清洁单元15,但并非局限于此,也可以不设置清洁单元15。
通过调色剂像形成部7,向通过带电部12而处于均匀带电状态的感光体滚筒11的表面,从曝光单元13照射对应图像信息的信号光,形成静电潜像,由显影装置14向其供给调色剂,形成调色剂像,将该调色剂像转印至中间转印带25上后,用清洁单元15除去残留在感光体滚筒11表面上的调色剂。反复实施该一系列的调色剂像形成的操作。
转印部3配置在感光体滚筒11的上方,包含中间转印带25、驱动辊26、从动辊27、中间转印辊28(b、c、m、y)、转印带清洁单元29、转印辊30。中间转印带25由驱动辊26和从动辊27涨紧而形成环状移动路径的环带状构件,在箭头B的方向上旋转驱动。在中间转印带25在与感光体滚筒11接触并通过感光体滚筒11时,从隔着中间转印带25与感光体滚筒11相对配置的中间转印辊28施加与感光体滚筒11表面的调色剂的带电极性为相反极性的转印偏压,将形成于感光体滚筒11表面的调色剂像转印到中间转印带25上。
为全彩色图像时,由各感光体滚筒11形成的各色调色剂图像依次转印而重叠在中间转印带25上,从而形成全彩色调色剂像。驱动辊26通过未图示的驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置,通过该旋转驱动,使中间转印带25向箭头B方向旋转驱动。从动辊27按照能够随驱动辊26的旋转驱动而从动旋转地设置,赋予中间转印带25一定的张力以使中间转印带25不松弛。中间转印辊28隔着中间转印带25压接于感光体滚筒11上、且通过未图示的驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置。中间转印辊28如上所述连接有施加转印偏压的未图示的电源,具有将感光体滚筒11表面的调色剂像转印到中间转印带25上的功能。
转印带清洁单元29以隔着中间转印带25面对从动辊27并接触中间转印带25的外周面的方式设置。通过与感光体滚筒11的接触而附着在中间转印带25上的调色剂成为污染记录介质背面的原因,因此转印带清洁单元29将中间转印带25表面的调色剂除去、回收。转印辊30隔着中间转印带25压接于驱动辊26,通过未图示的驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置。在转印辊30和驱动辊26的压接部(转印夹持部)处,被中间转印带25担载、输送来的调色剂像被转印到由后述记录介质供给部5送来的记录介质上。担载调色剂像的记录介质被送到定影部4。通过转印部3,在感光体滚筒11和中间转印辊28的压接部处,由感光体滚筒11转印到中间转印带25上的调色剂像通过向中间转印带25的箭头B方向的旋转驱动而被输送到转印夹持部,因此被转印到记录介质上。
定影部4与转印部3相比设置在更靠近记录介质的输送方向下游侧,包括定影辊31和加压辊32。定影辊31通过未图示的驱动部可旋转驱动地设置,加热构成记录介质上担载的未定影调色剂像的调色剂而使其熔融、定影在记录介质上。定影辊31的内部设有未图示的加热部。加热部按照定影辊31表面达到规定温度(加热温度)加热定影辊31。加热部例如可以使用加热器、卤灯等。加热部由后述的定影条件控制部控制。对于利用定影条件控制部的加热温度的控制在后详述。
在定影辊31表面附近设置温度检测传感器,检测定影辊31的表面温度。温度检测传感器的检测结果被写入后述控制部的存储部。加热辊32按照压接于定影辊31而设置,能够随加压辊32的旋转驱动而从动旋转地被支撑。加压辊32在通过定影辊31将调色剂熔融并定影在记录介质上时,通过挤压调色剂和记录介质,辅助调色剂像在记录介质上的定影。定影辊31和加压辊32的压接部为定影夹持部。通过定影部4,在转印部3中转印有调色剂像的记录介质被定影辊31和加压辊32夹持,在通过定影夹持部时,调色剂像在加热下被压紧在记录介质上,由此,调色剂像定影在记录介质上,形成图像。
记录介质供给部5包含自动送纸盒35、捡拾辊36、输送辊37、对齐辊38、手动送纸盒39。自动送纸盒35设置在图像形成装置100的垂直方向下部,是储存记录介质的容器状构件。记录介质有普通纸、彩色复印纸、高射投影仪用片材、明信片等。捡拾辊36将储存在自动送纸盒35中的记录介质一张张地取出,送至用纸输送路径S1。输送辊37为以相互压接的方式设置的一对辊构件,向对齐辊38输送记录介质。
对齐辊38为以相互压接的方式设置的一对辊构件,在中间转印带25担载的调色剂像被输送至转印夹持部的同时,将由输送辊37送来的记录介质送至转印夹持部。手动送纸盒39是为了将记录介质放入图像形成装置100内而储存记录介质的装置,储存在手动送纸盒39中的记录介质是与储存在自动送纸盒35中的记录介质不同的任意尺寸记录介质。从手动送纸盒39取出的记录介质通过输送辊37而经过用纸输送路径S2内,被送至对齐辊38。通过记录介质供给部5,在中间转印带25担载的调色剂像被输送至转印夹持部的同时,将从自动送纸盒35或手动送纸盒39供给的记录介质一张张地送至转印夹持部。
排出部6包含输送辊37、排出辊40和排出盒41。输送辊37在用纸输送方向上比定影夹持部更靠近下游侧地设置,将通过定影部4定影有图像的记录介质向排出辊40输送。排出辊40将定影有图像的记录介质排出至设于图像形成装置100的垂直方向上面的排出盒41。排出盒41将定影有图像的记录介质储存。
图像形成装置100包括未图示的控制单元。控制单元例如设置在图像形成装置100的内部空间的上部,包括存储部、运算部和控制部。向控制单元的存储部输入通过配置在图像形成装置100上面的未图示操作面板的各种设定值、来自配置于图像形成装置100内部各处的未图示的传感器等的检测结果、来自外部设备的图像信息等。另外,写入执行各种功能要素的程序。各种功能要素是指例如记录介质判定部、附着量控制部、定影条件控制部等。存储部可以使用该领域中常用的存储装置,例如可以举出只读存储体(ROM)、随机存取存储体(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。
外部设备可以使用能够形成或得到图像信息、且能够电连接于图像形成装置100的电气、电子设备,例如可以举出计算机、数码相机、电视接收机、录像机、DVD(Digital Versatile Disc)录像机、HDDVD(High-Definition Digital Versatile Disc)、蓝光光盘录像机、传真装置、便携式终端装置等。运算部将写入存储部的各种数据(图像形成命令、检测结果、图像信息等)和各种功能要素的程序取出,进行各种判定。控制部根据运算部的判定结果将控制信号送至相应装置,进行动作控制。控制部和运算部包括具备中央处理装置(CPU、CentralProcessing Unit)的微机、微型处理器等实现的处理电路。控制单元包含上述处理电路和主电源,电源不仅向控制单元、还向图像形成装置100内部的各装置供给电力。
通过使用本发明的调色剂、双组分显影剂、显影装置、图像形成装置进行图像形成,不仅可以抑制环境污染,而且还可以形成透明性高的高画质图像。
(实施例)
以下举出实施例和比较例,具体地说明本发明。而且,作为调色剂原料的粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)和软化温度(Tm)、脱模剂的熔点如下测定。
[粘合树脂的玻璃化转变温度]
使用差示扫描热量计(商品名:DSC220、セイコ一电子工业株式会社制),根据日本工业规格(JIS)K7121-1987,以每分钟10℃的升温速度加热试样1g,测定DSC曲线。将相当于所得DSC曲线的玻璃化转变的吸热峰值的高温侧的基线向低温侧延伸的直线、与在相对于峰上升部分至顶点的曲线斜率最大的点引出的切线的交点的温度作为玻璃化转变温度(Tg)而求得。
[粘合树脂的软化温度]
在流动特性评价装置(商品名:フロ一テスタ一CFT-100C、株式会社岛津制作所制)中,按照施加载荷10kgf/cm2(9.8×105Pa)将试样1g从模(喷嘴口径1mm、长度1mm)中挤出的方式设定,以升温速度每分钟6℃加热,求得试样从模中流出一半量时的温度,作为软化温度。
[脱模剂的熔点]
使用差示扫描热量计(商品名:DSC220、セイコ一电子工业株式会社制),以每分钟10℃的升温速度将试样1g从10℃升温至200℃、接着从200℃骤冷至20℃,重复上述操作2次,测定DSC曲线。将在第2次操作中测定的DSC曲线的相当于熔化的吸热峰顶点的温度作为脱模剂的熔点而求得。
(实施例1)
[着色树脂粒子浆液的制造]
使用亨舍尔混合机将聚酯树脂(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(Tm):110℃)82重量份、酞菁蓝(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)8重量份、石蜡(熔点85℃)8重量份、电荷控制剂(商品名:TRH、保土ケ谷化学工業株式会社制)2重量份混合10分钟后,使用双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65、株式会社池贝制)熔融混炼。混合该熔融混炼物100g(10重量份)、阴离子类表面活性剂聚丙烯酸钠(商品名:D-H14-N L-7403KN、日本乳化剂株式会社制)3g(0.3重量份)和水(温度20℃、电导率0.5μS/cm)897g(89.7重量%),将所得混合物投入高压均质机(商品名:NANO3000、株式会社美粒制)的罐中,在25℃、100MPa的条件下进行粗粉碎。接着,在150℃、160MPa的条件下循环3次进行微粒化,制作着色树脂粒子浆液。所得着色树脂粒子的体积平均粒径为0.35μm(变异系数(CV值):30)。
[生物量树脂粒子浆液的制造]
将L-丙交酯3kg、DL-丙交酯2kg、辛酸锡1.2g放入聚合反应槽中,在氮气环境、195℃下加热1小时使其开环聚合后,进一步加入1,3-丙二醇100g、对苯二甲酸50g,在190℃下聚合2小时,得到分子量为质均分子量Mw:10500、数均分子量Mn:3900、软化温度为135℃的酸价8.8的聚乳酸共聚物(CE-1)。混合该聚乳酸共聚物(CE-1)100g(10重量份)、阴离子类表面活性剂的聚丙烯酸钠(商品名:D-H14-NL-7403KN、日本乳化剂株式会社制)5g(0.5重量份)、水(温度20℃、电导率0.5μS/cm)895g(89.5重量%),将所得混合物投入高压均质机(商品名:NANO3000、株式会社美粒制)的罐中,在25℃、100MPa的条件下进行粗粉碎。接着,在160℃、180MPa的条件下进行微粒化,制作生物量树脂粒子浆液。所得生物量树脂粒子的体积平均粒径为0.85μm(变异系数(CV值):32)。
[调色剂粒子的制造]
在所得着色树脂粒子浆液50重量份、生物量树脂粒子浆液50重量份中加入凝聚剂氯化钠(商品名:特级氯化钠、キシダ化学株式会社制)3.0重量份,使用单运动方式的乳化机(商品名:クレアミツクス、エム·テクニツク株式会社制)在凝聚温度80℃、转子旋转速度8000rpm下搅拌处理10分钟,之后再在85℃下搅拌5分钟,由此制作凝聚有树脂微粒的凝聚粒子浆液。将所得凝聚粒子浆液洗涤、分离、干燥,得到体积平均粒径5.8μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子(凝聚粒子)。混合该调色剂粉末200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例1的调色剂。
(实施例2)
[着色树脂粒子浆液的制造]
使用亨舍尔混合机将聚酯树脂(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(Tm):110℃)86重量份、酞菁蓝(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)4重量份、石蜡(熔点85℃)8重量份、电荷控制剂(商品名:TRH、保土ケ谷化学工業株式会社制)2重量份混合10分钟后,使用双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65、株式会社池贝制)熔融混炼。混合该熔融混炼物100g(10重量份)、阴离子类表面活性剂聚丙烯酸钠(商品名:D-H14-N L-7403KN、日本乳化剂株式会社制)3g(0.3重量份)和水(温度20℃、电导率0.5μS/cm)897g(89.7重量%),将所得混合物投入高压均质机(商品名:NANO3000、株式会社美粒制)的罐中,在25℃、100MPa的条件下进行粗粉碎。接着,在160℃、160MPa的条件下循环3次进行微粒化,制作着色树脂粒子浆液。所得着色树脂粒子的体积平均粒径为0.52μm(变异系数(CV值):29)。
[生物量树脂粒子浆液的制造]
使用亨舍尔混合机将聚乳酸(CE-1)96重量份、酞菁蓝(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)4重量份混合10分钟后,使用双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65、株式会社池贝制)熔融混炼。混合该熔融混炼物100g(10重量份)、阴离子类表面活性剂聚丙烯酸钠(商品名:D-H14-N L-7403KN、日本乳化剂株式会社制)5g(0.5重量份)、和水(温度20℃、电导率0.5μS/cm)895g(89.5重量%),将所得混合物投入高压均质机(商品名:NANO3000、株式会社美粒制)的罐中,在25℃、100MPa的条件下进行粗粉碎。接着,在170℃、200MPa的条件下进行微粒化,制作生物量树脂粒子浆液。所得生物量树脂粒子的体积平均粒径为0.75μm(变异系数(CV值):35)。
[调色剂粒子的制造]
使用所得着色树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径为5.6μm(变异系数(CV值):23)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例2的调色剂。
(实施例3)
在生物量树脂粒子浆液的制造中,除了将微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为180℃、250MPa、制作体积平均粒径为0.60μm(变异系数(CV值):40)的生物量树脂粒子浆液之外,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径为5.4μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例3的调色剂。
(实施例4)
在生物量树脂粒子浆液的制造中,除了将微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为160℃、160MPa、制作体积平均粒径为1.15μm(变异系数(CV值):40)的生物量树脂粒子浆液之外,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径6.4μm(变异系数(CV值):25)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例4的调色剂。
(实施例5)
使通过乳液聚合法得到的由0.1μm的苯乙烯丙烯酸类树脂(玻璃化转变温度(Tg):64℃、软化温度(Tm):122℃)构成的微粒在调色剂表面析出,在实施例1的调色剂的表面上形成膜厚0.15μm的树脂膜,得到体积平均粒径为5.8μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例5的调色剂。
(实施例6)
在着色树脂粒子浆液的制造中,除了将微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为150℃、200MPa、制作体积平均粒径为0.24μm(变异系数(CV值):28)的着色树脂粒子浆液之外,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径5.7μm(变异系数(CV值):20)的调色剂粒子。混合该调色剂粉末200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例6的调色剂。
(实施例7)
除了使用实施例6所制造的着色树脂粒子浆液之外,通过与实施例3同样的方法,得到体积平均粒径6.1μm(变异系数(CV值):21)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例7的调色剂。
(实施例8)
在着色树脂粒子浆液的制造中,除了将微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为150℃、140MPa、制作体积平均粒径0.40μm(变异系数(CV值):32)的着色树脂粒子浆液之外,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径6.5μm(变异系数(CV值):26)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例8的调色剂。
(实施例9)
除了使用实施例8所制造的着色树脂粒子浆液和实施例2所制造的生物量树脂粒子浆液之外,通过与实施例3同样的方法,得到体积平均粒径为5.5μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例9的调色剂。
(实施例10)
在着色树脂粒子浆液的制造中,除了使微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为150℃、230MPa、制作体积平均粒径0.12μm(变异系数(CV值):28)的着色树脂粒子浆液之外,通过与实施例3同样的方法,得到体积平均粒径为5.5μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例10的调色剂。
(实施例11)
在生物量树脂粒子浆液的制造中,除了将微粒化工序的温度条件和压力条件分别变为185℃、260MPa、制作体积平均粒径为0.50μm(变异系数(CV值):35)的生物量树脂粒子浆液之外,通过与实施例6同样的方法,得到体积平均粒径为5.5μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例11的调色剂。
(实施例12)
在调色剂粒子的制造中,除了将着色树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液的混合量分别变为35重量份、65重量份之外,通过与实施例1同样的方法,得到体积平均粒径为5.6μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例12的调色剂。
(实施例13)
在生物量树脂粒子浆液的制造中,在使微粒化工序的温度条件和压力条件分别为175℃、190MPa而得到的体积平均粒径0.75μm(变异系数(CV值):38)的生物量树脂粒子浆液40重量份、通过乳液聚合法得到的由0.25μm的苯乙烯丙烯酸类树脂(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(Tm):112℃)构成的树脂粒子浆液47重量份、分散为0.08μm的酞菁蓝浆液(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)5重量份、分散为0.4μm的石蜡(熔点85℃)8重量份中加入作为凝聚剂的氯化钠(商品名:特级氯化钠、キシダ化学株式会社制)2.5重量份,使用单运动方式的乳化机(商品名:クレアミツクス、エム·テクニツク株式会社制)在凝聚温度80℃、转子旋转速度8000rpm下搅拌处理10分钟,之后再在85℃下搅拌5分钟,由此制作凝聚有树脂微粒的凝聚粒子浆液。将所得凝聚粒子浆液洗涤、分离、干燥,得到体积平均粒径为5.3μm(变异系数(CV值):20)的调色剂粒子(凝聚树脂粒子)。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例13的调色剂。
(实施例14)
在通过乳液聚合法得到的由0.25μm的苯乙烯丙烯酸类树脂(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(Tm):112℃)构成的树脂粒子浆液87重量份、分散为0.08μm的酞菁蓝浆液(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)5重量份、分散为0.4μm的石蜡(熔点85℃)8重量份中加入作为凝聚剂的氯化钠(商品名:特级氯化钠、キシダ化学株式会社制)2.5重量份,使用单运动方式的乳化机(商品名:クレアミツクス、エム·テクニツク株式会社制)在凝聚温度80℃、转子旋转速度8000rpm下搅拌处理10分钟,之后在85℃下搅拌5分钟,由此制作凝聚有树脂微粒的凝聚粒子浆液。将所得凝聚粒子浆液洗涤、分离、干燥,得到体积平均粒径为5.5μm(变异系数(CV值):18)的调色剂粒子(凝聚粒子)。混合该调色剂粉末200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例14的调色剂。
(实施例15)
除了不使用酞菁蓝浆液之外,通过与实施例14同样的方法,得到体积平均粒径为5.4μm(变异系数(CV值):18)的调色剂粒子。混合该调色剂粉末200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例15的调色剂。
(实施例16)
使通过乳液聚合法得到的由0.1μm苯乙烯丙烯酸类树脂(玻璃化转变温度(Tg):64℃、软化温度(Tm):122℃)构成的微粒在调色剂表面析出,在实施例14的调色剂的表面上形成膜厚0.15μm的树脂膜,得到体积平均粒径为5.6μm(变异系数(CV值):20)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到实施例16的调色剂。
(比较例1)
在比较例1的制造方法中,由熔融混炼作为生物量树脂的聚乳酸和作为粘合树脂的聚酯树脂等制造的混合物得到调色剂粒子。因此,生物量树脂在与粘合树脂相容的状态下分散于调色剂粒子中。以下记载比较例1的调色剂粒子的制造方法。
使用亨舍尔混合机将聚乳酸(CE-1)40.5重量份、聚酯树脂(玻璃化转变温度(Tg):60℃、软化温度(Tm):110℃)40.5重量份、酞菁蓝(商品名:铜酞菁15:3、クライアント社制)4重量份、石蜡(熔点85℃)4重量份、电荷控制剂(商品名:TRH、保土ケ谷化学工業株式会社制)1重量份混合10分钟后,使用双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65、株式会社池贝制)熔融混炼。混合该熔融混炼物100g(10重量份)、阴离子类表面活性剂聚丙烯酸钠(商品名:D-H14-N L-7403KN、日本乳化剂株式会社制)5g(0.5重量份)、和水(温度20℃、电导率0.5μS/cm)895g(89.5重量%),将所得混合物投入高压均质机(商品名:NANO3000、株式会社美粒制)的罐中,在25℃、100MPa的条件下进行粗粉碎。接着,在160℃、185MPa的条件下进行微粒化,制作树脂粒子浆液。所得树脂粒子的体积平均粒径为0.82μm(变异系数(CV值):29)。
接着,在所得树脂粒子浆液100重量份中加入凝聚剂氯化钠(商品名:特级氯化钠、キシダ化学株式会社制)3.2重量份,使用单运动方式的乳化机(商品名:クレアミツクス、エム·テクニツク株式会社制)在凝聚温度80℃、转子旋转速度8000rpm下搅拌处理10分钟,之后再在85℃下搅拌5分钟,由此制作凝聚有树脂微粒的凝聚树脂粒子浆液。将所得凝聚树脂粒子浆液洗涤、分离、干燥,得到体积平均粒径为5.8μm(变异系数(CV值):22)的调色剂粒子。混合该调色剂粒子200重量份和疏水性二氧化硅微粉体(商品名:RX-200、日本アエロジル株式会社制)2.5重量份,得到比较例1的调色剂。
对于实施例和比较例的调色剂,评价区域直径、体积平均粒径、变异系数、定影性、耐久性和透明性。评价方法如下所述。
<区域直径>
调色剂粒子中的含生物量树脂区域的区域直径为将区域截面换算为圆时的直径。调色剂粒子中的含生物量树脂区域的分散状态可以如下确认:将调色剂粒子包埋在常温固化性的环氧树脂中,得到固化物,使用具有金刚石刀刃的切片机将所得固化物超薄切片至约100μm的厚度,利用透射型电子显微镜(TEM、商品名:H-8100、株式会社日立制作所社制)以20000倍对调色剂粒子的截面进行观察,从而确认。这样确认的含有生物量树脂区域的区域直径为将区域的截面换算为圆时的直径。
<体积平均粒径和变异系数(CV值)>
在电解液(商品名:ISOTON-II、ベツクマン·コ一ルタ一社制)50ml中添加试样20mg和烷基醚硫酸酯钠1ml,通过超声波分散器(商品名:UH-50、STM公司制)在超声波频率20kHz下分散处理3分钟,制备测定用试样。对于该测定试样,使用粒度分布测定装置(商品名:Multisizer3、ベツクマン·コ一ルタ一社制),在孔径为20μm、测定粒子数为50000计数的条件下进行测定,由试样粒子的体积粒度分布求得体积平均粒径。另外,根据体积平均粒径及其标准差,由下式计算调色剂的变异系数。而且,上述着色树脂粒子和生物量树脂粒子的体积平均粒径和变异系数也通过本发明测定。
变异系数CV(%)=(体积粒度分布的标准差/体积平均粒径)×100
<定影性>
将含有实施例和比较例的调色剂的显影剂填充于图像形成装置夏普公司制的ARC-150中。在此状态下使图像形成装置以处理速度达到88mm/秒的方式工作,在记录用纸(克重52g/m2)上形成沿规定的图描画的未定影图像。使用无油型定影方式的外部定影机,在改变温度的同时使形成于记录用纸上的未定影图像定影在记录用纸上,目视评价定影辊旋转2次以后对记录用纸有无粘脏。评价标准如下。
◎:非常良好。定影时在温度为120~200℃的范围内不发生粘脏。
○:良好。定影时在温度为130~190℃的范围内不发生粘脏。
△:实际使用上没有问题。
×:不能实际使用。
<耐久性>
将含有实施例和比较例的调色剂的显影剂填充于图像形成装置夏普公司制的ARC-150中。在气温20℃、相对湿度50%的环境下使图像形成装置以处理速度达到88mm/秒的方式工作,在A4大小的记录用纸(克重75g/m2)上形成沿规定的图描画的图像。此时,在10000张记录用纸上形成图像,通过目视评价10000张处理后的白纸部分。评价标准如下。
◎:非常良好。
○:良好。
△:实际使用上没有问题。
×:不能实际使用。
而且,对于实施例14的调色剂,利用库尔特计数器测定10000张处理后的调色剂的粒度分布,在处理前后粒度分布基本没有变化,确认为良好。
<透明性>
将含有实施例和比较例的调色剂的显影剂填充于图像形成装置夏普公司制的ARC-150中。在此状态下使图像形成装置以处理速度达到88mm/秒的方式工作。在色度、彩度最佳化的显影和定影条件下,在OHP片材(シヤ一プドキコメントシステム制:IJ188OHP)上形成沿规定的图描画的图像,通过目视判断评价实际使用性。评价标准如下。
◎:非常良好。
○:良好。
△:实际使用上没有问题。
×:不能实际使用。
<保存性>
在专用的调色剂瓶中放入实施例和比较例的调色剂300g,在50℃的恒温槽内放置2天后,用400目的筛目视检测凝聚物的存在率。评价标准如下所述。
◎:非常良好。
○:良好。
△:实际使用上没有问题。
×:不能实际使用。
而且,综合评价按照以下标准进行评价。
◎:所有项目均为○以上的情况。
○:△在1个以上的情况。
×:×在1个以上的情况。
将对实施例和比较例的调色剂的区域直径、体积平均粒径、变异系数、定影性、耐久性、透明性、保存性和综合评价的评价结果示于表1。
由表1可知,本发明的调色剂的定影性良好,且耐久性、透明性和保存性优良。特别是,含生物量树脂区域的区域直径为0.5μm以上、1μm以下,粘合树脂粒子的粒径与生物量树脂粒子的粒径之比(a/c)为1/4以上、1/2以下,且生物量树脂相对于100重量份调色剂的含量为60重量份以下,实施例1、5~7、13~16的调色剂的各种调色剂品质综合来说较高,综合评价为“◎”。
本发明可以在不脱离其精神或主要特征的情况下以其它各种方式实施。因此,上述实施方式在所有方面不过是示例,本发明的范围为权利要求书所示的范围,并不受说明书全文的任何限定。而且,属于权利要求范围的变形或变更也都在本发明的范围内。
Claims (19)
1.一种调色剂,其特征在于,含有至少含有粘合树脂的调色剂粒子,在调色剂粒子中形成含生物量树脂区域,含生物量树脂区域为近似球形或其结合体形状,所述生物量树脂是指含有以植物通过光合作用从大气中的二氧化碳中固定的碳原子为骨架的化合物作为原料的树脂。
2.如权利要求1所述的调色剂,其中,生物量树脂为结晶性树脂。
3.如权利要求1所述的调色剂,其中,相对于调色剂100重量份,生物量树脂的含量为20重量份以上、60重量份以下。
4.如权利要求1所述的调色剂,其中,在含生物量树脂区域中不含着色剂。
5.如权利要求1所述的调色剂,其中,含生物量树脂区域的区域直径为1μm以下,所述区域直径通过换算成与区域截面积具有相同面积的圆的直径而求出。
6.如权利要求5所述的调色剂,其中,含生物量树脂区域的区域直径为0.5μm以上、1μm以下。
7.如权利要求1所述的调色剂,其中,粘合树脂为聚酯树脂。
8.如权利要求1所述的调色剂,其中,用树脂膜包覆调色剂粒子的表面。
9.如权利要求8所述的调色剂,其中,树脂膜由用乳液聚合法制作的苯乙烯丙烯酸类树脂形成。
10.一种调色剂制造方法,其特征在于,包括以下工序:
至少将粘合树脂分散在液体介质中而得到粘合树脂粒子浆液的粘合树脂粒子分散工序;
至少将生物量树脂分散在液体介质中而得到生物量树脂粒子浆液的生物量树脂粒子分散工序;以及
混合粘合树脂粒子浆液和生物量树脂粒子浆液,使粘合树脂粒子和生物量树脂粒子凝聚的凝聚工序,
其中,粘合树脂粒子的粒径相对于生物量树脂粒子的粒径为1/4以上、1/2以下,
所述生物量树脂是指含有以植物通过光合作用从大气中的二氧化碳中固定的碳原子为骨架的化合物作为原料的树脂。
11.如权利要求10所述的调色剂的制造方法,其中,粘合树脂粒子中含有着色剂。
12.如权利要求10所述的调色剂的制造方法,其中,还包括至少将着色剂分散于液体介质中而得到着色剂粒子浆液的着色剂粒子分散工序,
在凝聚工序中,混合粘合树脂粒子浆液、生物量树脂粒子浆液和着色剂粒子浆液,使粘合树脂粒子、生物量树脂粒子和着色剂粒子凝聚。
13.如权利要求10所述的调色剂的制造方法,其中,生物量树脂粒子分散工序包括以下工序:在加热加压下制作生物量树脂粒子浆液的细粒化工序;将处于加热加压状态的生物量树脂粒子浆液减压的减压工序;和将减压的生物量树脂粒子浆液冷却的冷却工序。
14.如权利要求10所述的调色剂的制造方法,其中,生物量树脂粒子分散工序通过高压均质法进行。
15.一种调色剂,其特征在于,通过权利要求10所述的调色剂的制造方法制造。
16.一种显影装置,其特征在于,使用含有权利要求1所述调色剂的显影剂进行显影。
17.一种图像形成装置,其特征在于,具备权利要求16所述的显影装置。
18.一种显影装置,其特征在于,使用含有权利要求15所述调色剂的显影剂进行显影。
19.一种图像形成装置,其特征在于,具备权利要求18所述的显影装置。
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