CN104007629A - 液体显影剂、图像形成设备和方法、显影剂盒和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体显影剂、图像形成设备、图像形成方法、液体显影剂盒和处理盒。本发明提供了一种液体显影剂,所述液体显影剂包含色调剂和载体液,所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103,所述载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0,本发明还提供了包含静电潜像保持部件、充电装置、潜像形成装置、显影装置、转印装置和定影装置的图像形成设备。
Description
技术领域
本发明涉及液体显影剂、图像形成设备、图像形成方法、液体显影剂盒和处理盒。
背景技术
一直以来,利用包含分散在载体液中的色调剂的液体显影剂作为显影剂的电子照相图像形成设备和电子照相图像形成方法已为人所知。
例如,日本专利申请特开2003-98864号公报公开了一种图像形成设备,其配备有构造为以非接触方式加热记录介质上的未定影图像的非接触加热单元(即,构造为对利用包含分散在非挥发性溶剂中的色调剂的液体显影剂形成的未定影图像加热并使其在记录介质上定影的图像定影装置),和构造为从图像表面去除通过非接触加热单元的加热而沉淀的沉淀溶剂的溶剂去除单元。
另外,日本专利申请特开2005-62466号公报公开了一种图像形成设备,其利用静电图像显影用液体显影剂,其中所述静电图像显影用液体显影剂包含分散在载体液中的色调剂颗粒(包含着色剂和树脂),并且树脂成分包含根据JIS K7210在2160±10g的负载下于150±0.4℃测定的熔体质量流速为10g/10分钟~1200g/10分钟的结晶性聚酯树脂作为主要组分。
发明内容
本发明的目的是提供能够形成定影强度优异的定影图像的液体显影剂。
该目的可通过如下所述的本发明来实现。
[1]一种液体显影剂,所述液体显影剂包含:
色调剂,所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103,和
载体液,所述载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0。
[2]一种图像形成设备,所述图像形成设备包括:
静电潜像保持部件;
对所述静电潜像保持部件的表面充电的充电装置;
在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像的潜像形成装置;
储存如[1]所述的液体显影剂并通过所述液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像的显影装置;
将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印装置;和
对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影的定影装置。
[3]如[2]所述的图像形成设备,
其中,所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa,90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa,并且
所述定影装置包括:
第一加热装置,所述第一加热装置以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度,和
第二加热/加压装置,在于所述第一加热装置中加热之后所述第二加热/加压装置在以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压。
[4]如[2]或[3]所述的图像形成设备,
其中,所述记录介质和所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于所述记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
[5]一种图像形成方法,所述图像形成方法包括:
对静电潜像保持部件的表面充电;
在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像,
通过如[1]所述的液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像;
将所述色调剂图像转印到记录介质上;和
通过对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
[6]如[5]所述的图像形成方法,
其中,所述色调剂在65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa,在90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa,并且
所述定影步骤包括:
第一加热步骤,所述第一加热步骤以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度,和
第二加热/加压步骤,在所述第一加热步骤之后所述第二加热/加压步骤在以所述温度(A)以上的温度加热的同时施加压力。
[7]如[5]或[6]所述的图像形成方法,
其中,所述记录介质和所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于所述记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
[8]一种液体显影剂盒,所述液体显影剂盒容纳有如[1]所述的液体显影剂,并且可在图像形成设备中装卸。
[9]一种处理盒,所述处理盒设置有显影装置并且可在图像形成设备中装卸,所述显影装置容纳有如[1]所述的液体显影剂,并且通过所述液体显影剂使形成于静电潜像保持部件的表面上的静电潜像显影从而形成色调剂图像。
根据[1]中的本发明,与不包含65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103的色调剂和载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0的载体液中的至少一种的情况相比,提供了一种能够形成定影强度优异的定影图像的液体显影剂。
根据[2]和[5]中的本发明,与不使用其中液体显影剂包含65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103的色调剂和载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0的载体液的液体显影剂的情况相比,提供了能够形成定影强度优异的定影图像的图像形成设备和图像形成方法。
根据[3]和[6]中的本发明,与不满足包含65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa并且90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa的色调剂,并且定影装置(定影步骤)包括用于以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度的第一加热装置(第一加热步骤)和用于在所述第一加热装置(第一加热步骤)中加热之后以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压的第二加热/加压装置(第二加热/加压步骤)的要求的情况相比,提供了能够形成定影强度优异的定影图像的图像形成设备和图像形成方法。
根据[4]和[7]中的本发明,与所述记录介质和所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)不小于所述记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)的情况相比,提供了能够形成定影强度优异的定影图像的图像形成设备和图像形成方法。
根据[8]中的本发明,与未容纳有其中液体显影剂包含65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103的色调剂和载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0的载体液的液体显影剂的情况相比,提供了容纳有能够形成定影强度优异的定影图像的液体显影剂的液体显影剂盒。
根据[9]中的本发明,与未容纳有其中液体显影剂包含65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103的色调剂和载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0的载体液的液体显影剂的情况相比,提供了容纳有能够形成定影强度优异的定影图像的液体显影剂的处理盒。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是图示说明本示例性实施方式的图像形成设备的一个实例的示意性构造图。
图2是图示说明本示例性实施方式的图像形成设备的另一实例的示意性构造图。
图3是实施例II-1中形成的定影图像的截面图。
图4是实施例II-2中形成的定影图像的截面图。
图5是比较例II-1中形成的定影图像的截面图。
图6是实施例III-1中形成的定影图像的截面图。
图7是参考例III-1中形成的定影图像的截面图。
图8是实施例VI-1中载体液中熔融的色调剂与记录介质接触的部分的图像。
图9是比较例VI-1中载体液中熔融的色调剂与记录介质接触的部分的图像。
具体实施方式
下面,将详细描述本发明的液体显影剂、图像形成设备、图像形成方法、液体显影剂盒和处理盒的示例性实施方式。
本示例性实施方式的液体显影剂包含色调剂和载体液。所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103。并且,所述载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0。
当使用液体显影剂形成图像时,由于定影时色调剂中载体液的残留,定影性可能劣化,特别是在使用非挥发性载体液的情况下,这种现象更加明显。
相反,在本示例性实施方式中,在色调剂和载体液之间,SP值的差ΔSP(tc)为1.5以上,并且它们以低亲和性结合。作为色调剂,采用65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)的比G’(65)/G'(90)为1×10~1×103并且储能模量通过加热发生急剧变化的色调剂。
首先,由于色调剂和载体液之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5以上的第一特性,可推定,在定影过程中,载体液可以容易地与色调剂分离,并且抑制了载体液在定影图像中的残留。据认为,由于抑制了载体液在定影图像中的残留,色调剂可以强烈相互结合,结果,可推定实现了色调剂之间的高定影强度。
此外,第二特性,即,色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)的比G’(65)/G'(90)为1×10~1×103,表明色调剂具有在65℃~90℃的温度下发生急剧变化的弹性模量。
此处,认为色调剂与载体液的分离是由于亲和性的差异导致熔融色调剂因表面张力而弹出载体液所造成的。然而,据认为,当定影时由于在色调剂的熔融工序之后残留的未熔融色调剂而造成色调剂之间的间隙未被填充时,载体液进入色调剂之间并成为残留的载体液,从而引起定影性的劣化。
相反,当使用如上所述的弹性模量发生急剧变化的色调剂时,可推定抑制了未熔融色调剂在定影时在熔融工序后的残留,从而减小了色调剂之间的间隙,并且抑制了载体液在定影图像中的残留。据认为,通过抑制载体液在定影图像中的残留,色调剂可以强烈地相互结合,结果,可推定实现了色调剂之间的高定影性。
此外,在本示例性实施方式的图像形成设备和图像形成方法中,优选的是记录介质和色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。当调整记录介质、色调剂和载体液的SP值以满足上述关系时,可推定色调剂与记录介质之间的亲和性变得大于载体液与记录介质之间的亲和性,从而抑制了定影时载体液进入色调剂和记录介质之间,并且实现了记录介质和色调剂(定影图像)之间的高定影强度。
另外,在本示例性实施方式的图像形成设备和图像形成方法中,理想的是在定影装置(定影步骤)中,分两阶段进行定影。即,上述装置和方法理想地包括用于以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度的第一加热装置(第一加热步骤),和用于在所述第一加热装置(第一加热步骤)中加热之后以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压的第二加热/加压装置(第二加热/加压步骤)。
在第一加热装置(第一加热步骤)中,加热至色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度使色调剂软化和熔融,引起弹性模量的急剧变化。然后,对弹性模量降低的色调剂在第二加热/加压装置(第二加热/加压步骤)中加热的同时加压,从而形成定影图像。由于在第一加热装置(第一加热步骤)中,弹性模量预先发生了急剧变化,可推定在通过第二加热/加压装置(第二加热/加压步骤)定影时抑制了未熔融色调剂,从而减小了色调剂之间的间隙,并抑制了载体液残留在定影图像中。
·储能模量
在本示例性实施方式的液体显影剂中,色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103。
当储能模量之比G’(65)/G’(90)小于1×10时,存在由于未获得定影所需的粘度而不得不提高定影温度的情况;当该比大于1×103时,存在不能实现耐热沾污性或定影强度的情况。并且,G’(65)/G'(90)的更优选的值为1×10~5×102。
优选的是,65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa,并且90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa。
在65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa以上的情况下,当色调剂容纳在液体显影剂盒或图像形成设备的显影装置中时,储存时实现了耐热性。另外,当其为1×108Pa以下时,在所要求的定影温度实现了足够的定影强度。
同时,在90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa以上的情况下,抑制了定影时热沾污的发生。并且,在其为1×106Pa以下的情况下,抑制了载体液残留在定影图像中,因此实现了优异的定影强度。
并且,从通过正弦波振动法测定的动态粘弹性获得了色调剂的储能模量。在动态粘弹性的测定中,使用了Rheometric Scientific Inc.制造的ARES测定装置。在动态粘弹性的测定中,使色调剂形成为片剂并放置在直径为8mm的平行盘上,将法向力设定为0,并提供振动频率为1弧度/秒的正弦波振动。测定从20℃开始,并持续至100℃。在测定中,时间间隔为30秒,以1℃/分钟进行加热。
在测定之前,从20℃至100℃以10℃的间隔确定变形量的应力依赖性,并且在每个温度获得应力和变形量处于线性关系的变形量范围。在测定中,在每个测定温度,将变形量保持为0.01%~0.5%,并且在所有测定温度范围内,将应力和变形量控制为线性关系。根据这种测定的结果,获得了储能模量。
此外,下面将详细描述储能模量的值的控制方法。
·色调剂和载体液之间的SP值的差ΔSP(tc)
在本示例性实施方式的液体显影剂中,色调剂和载体液之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0。ΔSP(tc)优选为1.5~6.0,更优选1.7~5.7。
当ΔSP(tc)小于1.5时,可能发生载体液在定影图像中的残留,从而降低定影强度。此外,当ΔSP(tc)大于7.0时,色调剂在载体液中的分散性降低。
此处,将描述SP值的计算方法。SP值是内聚能的密度的平方根,并且在本示例性实施方式中,色调剂的SP值、载体液的SP值和记录介质的SP值通过下述方案计算。
通过Van Krevelen和Hoftyzer的估算法来进行SP值的计算。在该方法中,认为内聚能密度取决于取代基的种类和数量,并且根据为各取代基确定的内聚能值,通过节段单元来计算聚合物的SP值。通过上述方法计算的内聚能值大多数在实验值的范围内,并且是并且是高实用性的值。通过以内聚能除以物质的摩尔体积并取平方根,从而获得SP值(参考文献:SP Value Basics/Applications and Calculation Method,HidekiYamamoto著,Information Mechanism Co.,Ltd,2005年出版)。
此外,SP值计算单位通常为cal1/2/㎝3/2,于是以无量纲表示。此外,在本说明书中,由于两种化合物之间的SP值的相对差有意义,因此采用通常计算的值并且以无量纲表示。
此外,作为参考,可以通过乘以2046将SP值转变为SI单位(J1/2/m3/2)。
<液体显影剂>
将详细描述本示例性实施方式的液体显影剂的构成。
[色调剂]
本示例性实施方式的色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)的比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103。
此外,优选的是,本示例性实施方式的色调剂在65℃具有1×107Pa~1×108Pa的储能模量,在90℃具有1×105Pa~1×106Pa的储能模量。
此外,通过在色调剂中包含结晶性树脂并使储能模量根据温度发生急剧变化,可以获得满足储能模量要求的色调剂,但不限于此。更优选的是,通过以下述制备方法进行制备或通过包含下述组成,可以更容易地获得满足储能模量要求的色调剂。
此外,当色调剂中IA族元素(除氢之外)的存在比例(XPS(X射线光电子能谱法))为0.03原子%~1.0原子%,并且IIA族元素、IIIB族元素和IVB族元素(除碳之外)的存在比例之和为0.05原子%~2.0原子%时,可以更容易地获得满足储能模量要求的色调剂。
具体而言,首先,在通过XPS(X射线光电子能谱法)进行离子蚀刻后,IA族元素(除氢之外)的存在比例优选为0.03原子%~1.0原子%。存在比例还更优选为0.04原子%~0.8原子%,进而优选为0.1原子%~0.6原子%。
此外,IA族元素优选包含Na和K。
IIA族元素、IIIB族元素和IVB族元素(除碳之外)的存在比例之和优选为0.05原子%~2.0原子%。所述存在比例更优选为0.06原子%~1.80原子%,进而优选为0.1原子%~1.5原子%。
优选的是,IIA族元素包含Mg和Ca,IIIB族元素包含Al,并且IVB族元素包含Si。
利用JEOL Ltd制造的装置JPS9000MX进行XPS测定。此外,测定条件包括10kV的加速电压和30mA的电流值。测量值是在400V的加速电压和1Pa~10-2Pa的真空中在Ar氛围下进行180秒的离子蚀刻后(从色调剂颗粒表面起的深度为1nm~10nm)获得的。
首先,将详细描述本示例性实施方式中色调剂的组成材料。
优选的是,本示例性实施方式的色调剂包含粘合剂树脂和着色剂。
(粘合剂树脂)
优选的是,从低温定影性和存储稳定性的角度而言,本示例性实施方式的色调剂中所用的粘合剂树脂是通过加聚反应或缩聚反应合成的,但不是特别限于此。具体而言,其实例可包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和多元醇树脂。其中,优选的是,从内部包含防粘剂和与组合使用的结晶性树脂的相容性角度考虑,使用聚酯树脂。
如上所述,在本示例性实施方式中,优选的是,作为粘合剂树脂,除了非晶性树脂以外,从获得定影时的尖锐的熔融特性的角度考虑,使用结晶性树脂。
此外,在本示例性实施方式中“结晶性树脂”是指在差示扫描量热法(DSC)中具有明确吸热峰而不是阶段状吸热变化的物质,并且指至少是重量平均分子量为5000以上的结晶性树脂,通常是重量平均分子量为10000以上的结晶性树脂。
-结晶性树脂-
结晶性树脂可以带来进一步优异的低温定影性,这是因为其具有熔融温度,因此可显著降低特定温度时的粘度,并且在定影时在对色调剂加热时可以降低结晶性树脂分子开始热活动的温度与定影可行的温度之差。在色调剂颗粒中,结晶性树脂的含量优选为1质量%~10质量%,更优选2质量%~8质量%。
适宜的是,本示例性实施方式中使用的结晶性树脂的熔融温度为45℃~110℃,从而确保色调剂的低温定影性和存储稳定性。更优选的是,熔融温度为50℃~100℃,进而更优选55℃~90℃。通过ASTMD3418-8所述的方法获得树脂的熔融温度。
另外,结晶性树脂的数量平均分子量(Mn)优选为2000以上,更优选4000以上。
本示例性实施方式中使用的结晶性树脂优选是重量平均分子量大于5000并且具有结晶性的树脂,具体可以是结晶性聚酯树脂或结晶性乙烯基类树脂。其中,优选结晶性聚酯树脂。此外,更优选具有适当熔融温度的脂肪族类结晶性聚酯树脂。
结晶性乙烯基类树脂的实例可以包括采用长链烷基或烯基(甲基)丙烯酸酯的乙烯基类树脂,例如(甲基)丙烯酸戊基酯、(甲基)丙烯酸己基酯、(甲基)丙烯酸庚基酯、(甲基)丙烯酸辛基酯、(甲基)丙烯酸壬基酯、(甲基)丙烯酸癸基酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸油烯基酯和(甲基)丙烯酸山嵛基酯。在本说明书中,术语“(甲基)丙烯酸”包括“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
同时,结晶性聚酯树脂是由羧酸(二羧酸)成分和醇(二醇)成分合成的。下面,将更详细地描述羧酸成分和醇成分。此外,在本示例性实施方式中,结晶性聚酯树脂包括通过使结晶性聚酯树脂与量基于结晶性聚酯树脂的主链为50质量%以下的其他成分共聚而制备的共聚物。
羧酸成分优选脂肪族二羧酸,特别优选直链羧酸。其实例可包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,13-十三烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,16-十六烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸及这些酸的低级烷基酯和酸酐,但不限于此。
除上述脂肪族二羧酸成分之外,所述羧酸成分还优选包括诸如具有双键的二羧酸成分和具有磺酸基的二羧酸成分等成分。此外,具有双键的二羧酸成分不仅包括由具有双键的二羧酸衍生的成分,还包括由具有双键的二羧酸的低级烷基酯或酸酐衍生的成分。具有磺酸基的二羧酸成分不仅包括由具有磺酸基的二羧酸衍生的成分,还包括由具有磺酸基的二羧酸的低级烷基酯或酸酐衍生的成分。
具有双键的二羧酸可适宜地用于通过利用其中的双键使整个树脂交联。二羧酸的实例可包括但不限于富马酸、马来酸、3-己烯二酸与3-辛烯二酸等,并且可包括其低级烷基酯和酸酐。其中,考虑到成本,优选富马酸和马来酸等。
具有磺酸基的二羧酸可有效改善颜料等着色材料的分散性。当整个树脂在水中乳化或悬浮形成颗粒时,如下所述,磺酸基的存在使得无需表面活性剂就能够进行乳化或悬浮。具有磺酸基的二羧酸的实例包括但不限于2-磺基对苯二甲酸钠盐、5-磺基间苯二甲酸钠盐和磺基琥珀酸钠盐等,并且可包括其低级烷基酯和酸酐。其中,从成本考虑优选5-磺基间苯二甲酸钠盐等。
羧酸成分中除脂肪族二羧酸成分以外的其他羧酸成分(具有双键的二羧酸成分和/或具有磺酸基的二羧酸成分)的含量优选为1构成摩尔%~20构成摩尔%,更优选2构成摩尔%~10构成摩尔%。
在本示例性实施方式中,“构成摩尔%”表示当聚酯树脂中各成分(羧酸成分、醇成分)各自限定为1单位(摩尔)时的百分比。
作为醇成分,优选脂肪族二醇,其实例可包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,20-二十烷二醇等,但不限于此。
在醇成分中,脂肪族二醇成分的含量优选为约80构成摩尔%以上,并可包含其他成分。在醇成分中,脂肪族二醇成分的含量更优选约90构成摩尔%以上。
其他成分的实例可包括例如具有双键的二醇成分和包含磺酸基的二醇成分等成分。
具有双键的二醇的实例可包括2-丁烯-1,4-二醇、3-己烯-1,6-二醇和4-辛烯-1,8-二醇。具有磺酸基的二醇的实例包括1,4-二羟基-2-苯磺酸钠盐、1,3-二羟甲基-5-苯磺酸钠盐、2-磺基-1,4-丁二醇钠盐。
在添加直链脂肪族二醇成分以外的其他醇成分(具有双键的二醇成分或具有磺酸基的二醇成分)的情况中,其含量优选为醇成分的1构成摩尔%~20构成摩尔%,更优选2构成摩尔%~10构成摩尔%。
结晶性聚酯树脂的制备方法没有特殊限制。可以采用羧酸成分与醇成分反应的普通聚酯聚合方法。例如,可以采用直接缩聚法或酯交换法等,这可根据单体的种类来选择。相互反应的酸成分与醇成分的摩尔比(酸成分/醇成分)随反应条件等而变化,不能一概而论,然而,该摩尔比通常为约1/1。
结晶性聚酯树脂的制备在180℃~230℃的聚合温度下进行,并且在除去缩合反应所生成的水或醇的同时进行反应。此外,可以降低反应体系内的压力。当单体在反应温度下不溶解或不相容时,可以添加具有髙沸点的溶剂作为溶解辅助溶剂以溶解单体。在缩聚反应中,在蒸除溶解辅助溶剂的同时进行反应。当在共聚反应中存在相容性差的单体时,可以将相容性差的单体预先与要与该单体缩聚的羧酸成分或醇成分缩合,然后与主要成分一起缩聚。
制备结晶性聚酯树脂时可用的催化剂的实例可包括:例如钠和锂等碱金属的化合物;例如镁和钙等碱土金属的化合物;例如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗等金属的化合物;亚磷酸化合物;磷酸化合物;和胺化合物,具体而言包括以下化合物。
其实例可包括诸如乙酸钠、碳酸钠、乙酸锂、乙酸钙、硬脂酸锌、环烷酸锌、氯化锌、乙酸锰、环烷酸锰、四乙氧基钛、四丙氧基钛、四异丙基氧钛、四丁氧基钛、三氧化锑、三苯基锑、三丁基锑、甲酸锡、草酸锡、四苯基锡、二氯化二丁基锡、***、氧化二苯基锡、四丁氧基锆、环烷酸锆、碳酸锆、乙酸锆、硬脂酸锆、辛酸锆、氧化锗、亚磷酸三苯酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、乙基三苯基溴化鏻、三乙胺和三苯胺等化合物。
为了调节结晶性树脂的熔融温度、分子量等,除了上述聚合性单体之外,还可以使用具有更短链的烷基或烯基、芳香环等的化合物。
其实例可包括:对于二羧酸,可包括烷基二羧酸,例如琥珀酸、丙二酸和草酸,芳香族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、高邻苯二甲酸、4,4′-联苯二甲酸、2,6-萘二羧酸和1,4-萘二羧酸,和含氮的芳香族二羧酸,例如吡啶二羧酸、烟碱二酸、喹啉酸和2,3-吡嗪二羧酸;对于二醇,可包括短烷基二醇,例如琥珀酸、丙二酸、丙酮二羧酸和二甘醇酸;对于包含短链烷基的乙烯基类聚合性单体,可包括短链烷基或烯基(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯和(甲基)丙烯酸丁酯;乙烯基腈,例如丙烯腈和甲基丙烯腈;乙烯基醚,例如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚;乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮;和烯烃,例如乙烯、丙烯、丁二烯和异戊二烯。这些聚合性单体可以单独使用或将其中两种以上组合使用。
-非晶性树脂-
作为本示例性实施方式中使用的非晶性树脂,使用用于色调剂的通常已知的非晶性粘合剂树脂。例如,可以使用苯乙烯-丙烯酸类树脂等,但适合使用非晶性聚酯树脂。
所用的非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃~80℃,更优选55℃~65℃。重量平均分子量优选为8000~30000,更优选8000~16000。可以共聚第三成分。
非晶性聚酯树脂优选包含与组合使用的结晶性聚酯化合物中相同的醇成分或羧酸成分,从而改善混溶性。
非晶性聚酯树脂的制备方法没有特殊限制,并且可通过上述的常用聚酯聚合方法来制备非晶性聚酯树脂。
作为用于非晶性聚酯树脂合成的羧酸成分,可以使用对于结晶性聚酯树脂示例的各种二羧酸。作为醇成分,除了对于结晶性聚酯树脂示例的脂肪族二醇之外,可以使用在非晶性聚酯树脂的合成中所用的各种二醇,并且可以使用双酚A、双酚A/氧化乙烯加合物、双酚A/氧化丙烯加合物、氢化双酚A、双酚S、双酚S/氧化乙烯加合物、双酚S/氧化丙烯加合物等。
从色调剂生产性、耐热性和透明性的角度而言,特别优选使用双酚S和双酚S衍生物,例如双酚S/氧化乙烯加合物和双酚S/氧化丙烯加合物。羧酸成分或醇成分可包含多种成分,特别是双酚S具有改善耐热性的效果。
下面,将描述可用于用作粘合剂树脂的非晶性树脂或结晶性树脂的交联或粘合剂树脂的合成的共聚成分。
在粘合剂树脂的合成中,可共聚其他成分,并且可使用具有亲水性极性基团的化合物。
当粘合剂树脂是聚酯树脂时,其他成分的具体实例可包括具有直接取代有磺酰基的芳香环的二羧酸化合物,例如磺酰基-对苯二甲酸钠盐和3-磺酰基间苯二甲酸钠盐。当粘合剂树脂是乙烯基类树脂时,其他成分的具体实例可包括:不饱和脂肪族羧酸,例如(甲基)丙烯酸和衣康酸,(甲基)丙烯酸和醇的酯,例如单(甲基)丙烯酸甘油酯、脂肪酸改性的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、单(甲基)丙烯酸锌、二(甲基)丙烯酸锌、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯,在邻位、间位或对位具有磺酰基的苯乙烯衍生物和磺酰基取代的芳香族乙烯基类,例如包含磺酰基的乙烯基萘等。
在粘合剂树脂中,可以使用交联剂。
交联剂的具体实例可包括:芳香族多乙烯基化合物,例如二乙烯基苯和二乙烯基萘;芳香族多元羧酸的多乙烯基酯,例如邻苯二甲酸二乙烯基酯、间苯二甲酸二乙烯基酯、对苯二甲酸二乙烯基酯、高邻苯二甲酸二乙烯基酯、均苯三酸二乙烯基/三乙烯基酯、萘二羧酸二乙烯基酯和联苯二羧酸二乙烯基酯;含氮芳香族化合物的二乙烯基酯,如吡啶二羧酸二乙烯基酯;不饱和杂环化合物,如吡咯和噻吩;不饱和杂环化合物羧酸的乙烯基酯,如焦粘酸乙烯基酯、呋喃羧酸乙烯基酯、吡咯-2-羧酸乙烯基酯和噻吩羧酸乙烯基酯;直链多元醇的(甲基)丙烯酸酯,如丁二醇甲基丙烯酸酯、己二醇丙烯酸酯、辛二醇甲基丙烯酸酯、癸二醇丙烯酸酯和十二烷二醇甲基丙烯酸酯;支化取代多元醇的(甲基)丙烯酸酯,如新戊二醇二甲基丙烯酸酯和2-羟基-1,3-二丙烯酰氧丙烷;以及多元羧酸的多乙烯基酯,例如聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸二乙烯基酯、富马酸二乙烯基酯、马来酸乙烯基/二乙烯基酯、二羟乙酸二乙烯基酯、衣康酸乙烯基/二乙烯基酯、丙酮二羧酸二乙烯基酯、戊二酸二乙烯基酯、3,3’-硫二丙酸二乙烯基酯、反乌头酸二乙烯基/三乙烯基酯、己二酸二乙烯基酯、庚二酸二乙烯基酯、辛二酸二乙烯基酯、壬二酸二乙烯基酯、癸二酸二乙烯基酯、十二烷二羧酸二乙烯基酯和巴西酸二乙烯基酯等。
特别是在结晶性聚酯树脂中,将诸如富马酸、马来酸、衣康酸和反式阿康酸等不饱和多羧酸与聚酯进行共聚,由此树脂中的多重键可以彼此交联或其他乙烯基化合物可以与其进行交联。在本示例性实施方式中,交联剂可以单独使用或将其中两种以上组合使用。
通过交联剂进行交联的方法可以是使聚合性单体与交联剂一起聚合以使所述单体交联的交联法,也可以是在粘合剂树脂聚合同时使不饱和部分保留在粘合剂树脂中之后,或是在制备色调剂后,通过交联反应使不饱和部分进行交联的方法。
当粘合剂树脂是聚酯树脂时,聚合性单体可以通过缩聚反应聚合。作为用于缩聚的催化剂,可以使用公知的催化剂,其具体实例可包括四丁醇钛、***、二氧化锗、三氧化锑、乙酸锡、乙酸锌和二硫化锡。当粘合剂树脂是乙烯基树脂时,可以通过自由基聚合反应使聚合性单体聚合。
自由基聚合用引发剂没有特别限制,只要它能够进行乳化聚合即可。自由基聚合用引发剂的具体实例包括:诸如过氧化氢、过氧化乙酰、过氧化异丙苯、过氧化叔丁基、过氧化丙酰、过氧化苯甲酰、过氧化氯苯甲酰、过氧化二氯苯甲酰、过氧化溴代甲基苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧碳酸盐、二异丙基萘满氢过氧化物、1-苯基-2-甲基丙基-1-氢过氧化物、乙酸过三苯酯-叔丁基过氧化氢、过甲酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯、过苯乙酸叔丁酯、过甲氧基乙酸叔丁酯和过N-(3-甲苯酰基)氨基甲酸叔丁酯等过氧化物;诸如2,2'-偶氮二丙烷、2,2'-二氯-2,2'-偶氮二丙烷、1,1'-偶氮(甲基乙基)二乙酸酯、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)盐酸盐、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)硝酸盐、2,2'-偶氮二异丁烷、2,2'-偶氮二异丁基酰胺、2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二-2-甲基丙酸甲酯、2,2'-二氯-2,2'-偶氮二丁烷、2,2'-偶氮二-2-甲基丁腈、2,2'-偶氮二异丁酸二甲酯、1,1'-偶氮二(1-甲基丁腈-3-磺酸钠)、2-(4-甲基苯基偶氮基)-2-甲基丙二腈、4,4'-偶氮二-4-氰基戊酸、3,5-二羟基甲基苯偶氮基-2-甲基丙二腈、2-(4-溴代苯偶氮基)-2-烯丙基丙二腈、2,2'-偶氮二-2-甲基戊腈、4,4'-偶氮二-4-氰基戊酸二甲酯、2,2'-偶氮二-2,4-二甲基戊腈、1,1'-偶氮二环己腈、2,2'-偶氮二-2-丙基丁腈、1,1'-偶氮二-1-氯苯乙烷、1,1'-偶氮二-1-环己腈、1,1'-偶氮二-1-环庚腈、1,1'-偶氮二-1-苯基乙烷、1,1'-偶氮二异丙基苯、4-硝基苯基偶氮基苄基氰基乙酸乙酯、苯基偶氮二苯基甲烷、苯基偶氮基三苯基甲烷、4-硝基苯基偶氮基三苯基甲烷、1,1'-偶氮二-1,2-二苯基乙烷和聚(双酚A-4,4'-偶氮二-4-氰基戊酸酯)、聚(2,2'-偶氮二异丁酸四乙二醇酯)等偶氮化合物;以及1,4-二(五亚乙基)-2-四氮烯、1,4-二甲氧基羰基-1,4-二苯基-2-四氮烯。这些聚合用引发剂还可以用作用于交联反应的引发剂。
已经主要参照结晶性聚酯树脂和非晶性聚酯树脂对粘合剂树脂进行了描述,除此之外,还可以使用:如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯等苯乙烯化合物;诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸-2-乙基己酯等丙烯酸类单体;诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯等甲基丙烯酸类单体;诸如丙烯酸、甲基丙烯酸和苯乙烯磺酸钠等烯属不饱和单体;诸如丙烯腈和甲基丙烯腈等乙烯基腈;诸如乙烯基甲醚和乙烯基异丁醚等乙烯基醚;诸如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮等乙烯基酮;诸如乙烯、丙烯和丁二烯等烯烃单体的均聚物,包含这些单体中的两种以上的共聚物,或其混合物;诸如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂等非乙烯基缩合树脂,或其与乙烯基类树脂的混合物,以及在这些树脂的存在下通过使所述乙烯基单体聚合而得到的接枝聚合物。
对于本示例性实施方式的色调剂通过下述乳化聚合凝集法制备的情况,将树脂制备为树脂颗粒分散液。树脂颗粒分散液可以容易地通过乳化聚合法或在与乳化聚合法相似的非均相分散体系中的聚合法而得到。树脂颗粒分散液可以可选地诸如包括将预先通过溶液聚合或本体聚合而均匀聚合的聚合物与稳定剂一同添加至无法溶解所述聚合物的溶剂中,然后进行机械混合并将其分散的方法等方法得到。
例如,当使用乙烯基类单体时,可以通过使用离子性表面活性剂等(优选离子性表面活性剂与非离子性表面活性剂的组合)的乳化聚合法或种子聚合法来制备树脂颗粒分散液。
此处使用的表面活性剂的实例可包括但不特别限于基于硫酸酯盐、磺酸酯盐、磷酸酯和皂的阴离子表面活性剂;基于胺和季铵盐的阳离子表面活性剂;基于聚乙二醇、烷基苯酚/氧化乙烯加合物、烷基醇/氧化乙烯加合物和多元醇的非离子性表面活性剂以及各种接枝聚合物。
当通过乳化聚合制造树脂颗粒分散液时,特别优选使用如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或苯乙烯磺酸等不饱和酸作为部分单体成分,以使可以在颗粒的表面上形成保护性胶质层从而进行无皂聚合。
树脂颗粒的体积平均粒径优选为约1μm以下,更优选为约0.01μm~1μm。并且,通过激光衍射粒径分布测定装置(由岛津公司制造,SALD2000A)测定树脂颗粒的平均粒径。
-防粘剂-
本示例性实施方式中使用的防粘剂的实例可包括:诸如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯等低分子聚烯烃;诸如硅酮、油酰胺、芥子酰胺、蓖麻油酰胺及硬脂酰胺等脂肪酸酰胺;诸如巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、木蜡和霍霍巴油等植物蜡;诸如蜂蜡等动物蜡;诸如褐煤蜡、地蜡、白地蜡、石蜡、微晶蜡和费托合成蜡等矿物蜡或石油蜡;以及它们的改性产物。
当通过乳化聚合凝集法制造色调剂时,可以将防粘剂与离子性表面活性剂或诸如高分子酸或高分子碱等高分子电解质一同分散在水中并加热至熔融温度以上,然后可通过能够提供强剪切力的均质器或压力排出型分散机形成细颗粒,并用作含有平均粒径为1μm以下的防粘剂颗粒的防粘剂分散液。
为制备色调剂,这些防粘剂颗粒连同其他树脂颗粒成分可以一次性或分成几批多次添加至混合溶剂中。
防粘剂的添加量相对于全部色调剂颗粒优选为0.5质量%~50质量%。该量更优选为1质量%~30质量%,进而更优选为5质量%~15质量%。
本示例性实施方式的色调剂中分散包含的防粘剂的平均分散粒径优选为约0.3μm~0.8μm,更优选为约0.4μm~0.8μm。
通过使用图像分析装置(Nireco Co.Ltd.制造的Luzex图像分析装置)分析TEM(透射电子显微镜)照片,并计算100个色调剂颗粒中的防粘剂的平均分散粒径(=(长径+短径)/2),从而确定色调剂中分散包含的防粘剂的平均分散粒径,并且基于其中获得的个体分散粒径求得标准偏差。
防粘剂在色调剂表面的露出度优选为5原子%~12原子%,更优选为6原子%~11原子%。
露出度通过XPS(X射线光电子能谱)测量来测定。使用JPS-9000MX(JEOL制造)作为XPS测定装置,并使用MgKα射线作为X射线源进行测定,加速电压为10kV,发射电流为30mA。利用C1S光谱的峰分离法对在色调剂表面上的防粘剂进行定量。在所述峰分离法中,通过最小二乘法拟和的曲线,将测定的C1S光谱分成各成分。作为用作分离的基础的成分的光谱,使用通过测定用于制造色调剂的防粘剂、粘合剂树脂和结晶性树脂中的每一种而获得的C1S光谱。
-着色剂-
本示例性实施方式中使用的着色剂可包括:如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙、色淀红、永久红、亮洋红3B、亮洋红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、chalco油蓝、亚甲基蓝氯化物、酞菁蓝、酞菁绿和孔雀绿草酸盐等各种颜料;基于吖啶类、呫吨类、偶氮类、苯醌类、吖嗪类、蒽醌类、硫靛蓝类、二噁嗪类、噻嗪类、偶氮甲碱类、靛蓝类、酞菁类、苯胺黑类、聚甲炔类、三苯甲烷类、二苯甲烷类和噻唑类的各种染料;以及它们中两种以上的混合物。
当通过乳化聚合凝集法制备色调剂时,将这些着色剂分散在溶剂中并用作着色剂分散液。此处,着色剂颗粒的体积平均粒径优选为约0.8μm以下,更优选为约0.05μm~0.5μm。
着色剂分散液中体积平均粒径为0.8μm以上的粗颗粒的个数的存在比例优选为小于10%,并优选基本为0%。着色剂分散液中体积平均粒径为0.05μm以下的纳米颗粒的个数的比率优选为约5%以下。
还通过激光衍射粒径分布测定装置(由岛津制作所制造,SALD2000A)测定着色剂颗粒的体积平均粒径。着色剂的添加量相对于全部色调剂颗粒优选设为1质量%~20质量%。
作为在溶剂中分散着色剂的方法,可以没有限制地采用任何方法,如使用旋转剪切均质器或具有介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨(DYNO-mill)的方法。
可以使用松香或聚合物等对使用的着色剂进行表面改性。经表面改性的着色剂的优点在于其在着色剂分散液中稳定,而且当所述着色剂在着色剂分散液中分散至所需的平均粒径并与树脂颗粒分散液混合时,所述着色剂颗粒在凝集过程中不会彼此凝集,可以保持优异的分散状态。
用于着色剂的表面处理的聚合物可包括丙烯腈聚合物、甲基丙烯酸甲酯聚合物等。
作为用于表面改性的条件,通常可以采用在着色剂(颜料)的存在下将单体聚合的聚合法、包括使着色剂(颜料)分散在聚合物溶液中并降低聚合物的溶解度以使其在着色剂(颜料)的表面上析出的相分离法。
-其他添加剂-
当本示例性实施方式的色调剂用作磁性色调剂时,其中包含磁性粉末,此处使用的磁性粉末的实例可包括诸如铁酸盐、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰等金属,其合金和包含所述金属的化合物。还可以添加诸如季铵盐、苯胺黑化合物和三苯甲烷颜料等各种常用的电荷控制剂。
在本示例性实施方式的色调剂中,还可以包含无机颗粒。考虑耐久性时,更优选的是相对于色调剂的量包含0.5质量%~10质量%的中数粒径为5nm~30nm的无机颗粒和中数粒径为30nm~100nm的无机颗粒。
无机颗粒的实例可包括二氧化硅、疏水化二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、磷酸三钙、胶态二氧化硅、经阳离子表面处理的胶态二氧化硅和经阴离子表面处理的胶态二氧化硅。这些无机颗粒可以预先在离子性表面活性剂的存在下由超声机进行分散,但更优选使用不需要该分散处理的胶态二氧化硅。
在本示例性实施方式的色调剂中,可以外添公知的外添剂。作为外添剂,可以使用诸如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、碳酸镁和磷酸三钙等无机颗粒。例如,作为流动性助剂或清洁助剂,可使用诸如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和碳酸钙等无机颗粒,以及诸如乙烯基类树脂、聚酯和硅酮等树脂颗粒。添加外添剂的方法没有特别限制,可以通过剪切力将干燥状态的外添剂添加至色调剂颗粒的表面。
以下将对本示例性实施方式的色调剂的制备方法进行描述。
本示例性实施方式的色调剂可以由常规的色调剂制造法制造,但优选通过所谓的湿法制造,即通过在水、有机溶剂或其混合溶剂中使包含粘合剂树脂和着色剂的着色颗粒进行造粒的过程和对该着色颗粒进行清洗和干燥的过程,从而控制色调剂颗粒表面上的元素的上述组成。
所述湿法的实例可包括但不限于:悬浮聚合法,该方法包括将着色剂、防粘剂和其他成分与用于形成例如非晶性树脂等粘合剂树脂的聚合性单体一同悬浮,并将所述聚合性单体聚合;溶解悬浮法,该方法包括将诸如具有离子性离解基团的化合物、粘合剂树脂、着色剂和防粘剂等上述色调剂构成材料溶解在有机溶剂中,并将该混合物以悬浮态分散在水性溶剂中,再除去所述有机溶剂;乳化聚合凝集法,该方法包括通过乳化聚合制备诸如非晶性树脂等粘合剂树脂成分,并使其与颜料和防粘剂等的分散液进行异质凝集,随后再将它们融合合一。这些方法中,乳化聚合凝集法因优异的色调剂粒径调控、窄粒径分布、形状调控、窄形状分布和内部分散调控等而最适合。
当采用乳化聚合凝集法时,可以至少通过凝集过程和融合过程制造本示例性实施方式的色调剂,所述凝集过程是在包含其中分散有诸如非晶性树脂或结晶性树脂等粘合剂树脂的树脂颗粒分散液、其中分散有着色剂的着色剂分散液和其中分散有防粘剂的防粘剂分散液的混合物的原料分散液中形成凝集颗粒,所述融合过程是通过将其中形成有凝集颗粒的原料分散液加热至粘合剂树脂的玻璃化转变温度(或结晶性树脂的熔融温度)以上的温度,从而使凝集颗粒融合。可以向原料分散液中加入诸如无机颗粒分散液等其他分散液。特别是,当加入具有疏水化表面的无机微粒的分散液时,根据疏水性可以控制色调剂中防粘剂和结晶性树脂的分散性。
下面将参照作为具体实例的乳化聚合凝集法对本示例性实施方式的色调剂的制造方法进行更详细的描述。
当本示例性实施方式的色调剂通过乳化聚合凝集法制备时,所述色调剂至少通过凝集过程和融合过程制造,该方法还可以包括使树脂颗粒附着于通过凝集过程形成的凝集颗粒(核颗粒)的表面的形成具有核/壳结构的凝集颗粒的附着过程。
-凝集过程-
在凝集过程中,在原料分散液中形成凝集颗粒,所述原料分散液包括其中分散有诸如非晶性树脂或结晶性树脂等粘合剂树脂的树脂颗粒分散液(可以制备非晶性树脂和结晶性树脂的各自不同的分散液)、其中分散有着色剂的着色剂分散液和其中分散有防粘剂的防粘剂分散液的混合物。
具体地说,将通过混合各分散液而得到的原料分散液加热以使该原料分散液中的颗粒凝集,由此形成凝集颗粒。所述加热在低于所述非晶性树脂的玻璃化转变温度的温度下进行。所述温度优选低5℃~25℃。
在旋转剪切均质器中在搅拌下于室温(23℃)添加凝集剂,然后将该原料分散液的pH酸化,由此进行凝集颗粒的形成。
作为在凝集过程中使用的凝集剂,可以适当地使用极性与添加至原料分散液中用作分散剂的表面活性剂的极性相反的表面活性剂,即二价以上的金属络合物以及无机金属盐。特别是优选使用金属络合物,这是因为可以减少表面活性剂的用量并改善带电性。
无机金属盐的实例可包括诸如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝等金属盐,和诸如聚(氯化铝)、聚(氢氧化铝)或聚(硫化钙)等无机金属盐聚合物。其中,特别优选铝盐和其聚合物。为了获得更尖锐的粒径分布,对于无机金属盐的价数,二价比单价更优选,三价比二价更优选,四价比三价更优选,当价数相同时,聚合类型的无机金属盐聚合物更适合。
在本示例性实施方式中,特别是,为了控制IIA族元素、IIIB族元素和IVB族元素(碳除外)的存在比率时,在凝集过程中优选通过加入形成为无机颗粒分散液的无机金属盐来进行凝集。这样可有效地作用于粘合剂树脂的分子链末端,并有助于形成交联结构。
使用与上述着色剂分散液相同的方式制备无机颗粒分散液,并优选使无机颗粒的分散平均粒径为100nm~500nm。
在凝集过程中,无机颗粒分散液可以逐步添加或连续地添加。这种方法可有效实现从色调剂表面至其内部的均匀的存在比率。特别优选的是,当逐步添加时,分散液以3个以上阶段添加,而当连续添加时,分散液以0.1g/m以下的低速添加。
无机颗粒分散液的添加量随所需金属的种类或交联结构形成的程度而变,但基于100质量份粘合剂树脂成分,所述添加量为0.5质量份~10质量份,更优选为1质量份~5质量份。
在凝集过程之后可以进行附着过程。在附着过程中,树脂颗粒附着于通过凝集过程形成的凝集颗粒的表面上,由此形成被覆层。结果,获得具有所谓的核/壳结构的色调剂,所述结构具有核层和被覆于其上的壳层。
通常可通过将包含非晶性树脂颗粒的分散液追加至含有在凝集过程中形成的凝集颗粒(核颗粒)的分散液中来形成被覆层。在附着过程中使用的非晶性树脂可以与在凝集过程中使用的非晶性树脂相同或不同。
附着过程通常用于制备具有核/壳结构的色调剂,其中作为粘合剂树脂的结晶性树脂连同防粘剂一起包含在内作为主要成分,其主要目的是抑制核层中包含的防粘剂或结晶性树脂露出在色调剂表面上并补偿色调剂颗粒的强度。
-融合过程-
在凝集过程后或在凝集过程与附着过程后进行的融合过程中,将包含通过上述过程形成的凝集颗粒的悬浮液调节至所需的pH范围,从而终止凝集的进行,然后加热以使所述凝集颗粒融合。
此处,根据pH值的目标,尤其可以将IA族元素(氢除外)的存在比率控制在优选范围内。
通过加入酸或碱来进行pH的调节。对酸没有特别限制,但优选的是0.1%~50%的诸如盐酸、硝酸、硫酸等无机酸的水溶液。对碱没有特别限制,但优选的是0.1%~50%的诸如氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物的水溶液。在pH的调节中,pH的局部变化可局部破坏凝集颗粒自身、局部引起过度凝集,并造成形状分布的劣化。特别是,随着规模的扩大,酸或碱的量增大。一般说来,酸或碱的投入点是一个。当处理同时进行时,随着规模的扩大,投入点的酸或碱的浓度变高。
为使IA族元素(氢除外)的存在比率在本示例性实施方式的范围内,pH优选为6.0~8.0,更优选为约6.5~7.5。
在进行组成控制后,通过加热使所述凝集颗粒融合合一。在加热过程中,各元素与树脂的分子链末端发生反应而形成交联结构。
在融合时,在非晶性树脂的玻璃化转变温度(或结晶性树脂的熔融温度)以上的温度进行加热来使所述凝集颗粒融合。
当进行加热以融合时或在完成融合之后,可以通过其他成分进行交联反应。交联反应也可以与融合同时进行。当进行交联反应时,在色调剂制备中使用上述的交联剂或聚合引发剂。
聚合引发剂可以在原料分散液的制备阶段之前与分散液混合,也可以在凝集过程中混入到凝集颗粒中。作为另一选择,聚合引发剂可以在融合过程中或在融合过程之后引入。当聚合引发剂在凝集过程、附着过程或融合过程中或在融合过程之后引入时,可以将该聚合引发剂的溶液或乳液添加至分散液中。为调整聚合度,可以将公知的交联剂、链转移剂、聚合抑制剂等加入聚合引发剂中。
-洗涤过程、干燥过程等-
在完成使凝集颗粒融合合一的过程之后,可以通过可选地进行洗涤过程、固/液分离过程和干燥过程来获得所需的色调剂颗粒,并且考虑带电性时,洗涤过程优选包括以离子交换水置换进行洗涤。对固/液分离过程没有特别限制,但考虑到生产性,优选使用抽滤、加压过滤等。对干燥过程也没有特别限制,但考虑到生产性,优选采用冷冻干燥、快速喷射干燥、流化干燥、振动流化干燥等。此外,干燥后可以在色调剂颗粒中添加各种外添剂。
接下来描述本示例性实施方式的色调剂的物理性质。
在本示例性实施方式的色调剂中,在通过正弦波振动法测定动态粘弹性时在1(弧度/秒)的测定频率下,储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)的比(G’(65)/G’(90))为1×10~1×103,更优选为1×10~5×102。
在本示例性实施方式的色调剂中,体积平均粒径D50V优选为0.1μm~10μm,进而更优选为1.0μm~4μm。
色调剂的体积平均粒径分布指数GSDv优选为1.28以下。数量平均粒径分布指数GSDp优选为1.30以下。更优选的是,体积平均粒径分布指数GSDv优选为1.25以下,数量平均粒径分布指数GSDp优选为1.25以下。
在本示例性实施方式中,可使用例如MULTISIZER II(由Beckman Coulter,Inc.制造)并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)为电解液测定体积平均粒径D50V和各种粒径分布指数。在测定中,将0.5mg~50mg的测量试样添加至作为分散剂的表面活性剂(优选2ml的5%烷基苯磺酸钠水溶液)中,并将所得物添加至100ml~150ml的电解液中。
将其中悬浮有试样的电解液用超声机分散约1分钟,用上述MULTISIZER II以100μm孔径的孔测量粒径范围为2.0μm~60μm的颗粒的粒径分布。颗粒的采样数为50000。
相对于基于如上测定的粒径分布而划分的粒度范围(区段),从小粒径侧起针对体积和数量绘制累积分布,累积中16%处的粒径定义为累积体积平均粒径D16v和累积数量平均粒径D16p,累积中50%处的粒径定义为累积体积平均粒径D50v和累积数量平均粒径D50p,累积中84%处的粒径定义为累积体积平均粒径D84v和累积数量平均粒径D84p。
使用这些值,由式(D84v/D16v)1/2求出体积平均粒径分布指数(GSDv),由式(D84p/D16p)1/2求出数量平均粒径分布指数(GSDp)。
平均圆形度优选为0.940~0.980,更优选为0.950~0.970。
可通过流动型颗粒图像分析仪FPIA-2000(由Toaiyo Denshi Co.,Ltd.制造)测定色调剂的平均圆形度。在具体的测定方法中,将用作分散剂的0.1ml~0.5ml的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)添加至100ml~150ml的预先除去固体杂质的水中,再向其中添加0.1g~0.5g的测定试样。将得到的其中分散有测定试样的悬浮液用超声机分散1分钟~3分钟,在分散液浓度为3,000~10,000个色调剂颗粒/μl时通过上述分析仪测定色调剂的平均圆形度。
对本示例性实施方式的色调剂的玻璃化转变温度Tg没有特别限制,但在40℃~70℃的范围内适当选择。
依照ASTM D3418-8,例如使用DSC测定装置(差示扫描量热计DSC-7,由PerkinElmer,Inc.制造)测定Tg。将铟和锌的熔融温度用于该设备中检测部的温度校正,并将铟的熔解热用来校正热量。利用铝盘和对照用空盘,将试样盛放在铝盘上,以10℃/分钟的升温速率进行测量。
[载体液]
在本示例性实施方式的液体显影剂中,对于载体液,使用载体液与色调剂之间的SP值之差ΔSP(tc)为1.5~7.0的载体液。相应地,选择并使用使ΔSP(tc)随使用的色调剂的SP值而处于上述范围内的载体液。
载体液的种类没有特殊限制,只要其满足上述对ΔSP(tc)的要求即可,其实例可包括硅油和多元醇。
硅油的实例可包括二甲基硅油(作为市售产品,有Shinetsu Silicone制造的KF-96、KF-965、KF-968等)、甲基氢硅油(同一制造商制造的KF-99等)和甲基苯基硅油(同一制造商制造的KF-50、KF-54等)。
多元醇的实例可包括乙二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造的市售产品)、二乙二醇(同一制造商制造)和丙二醇(同一制造商制造)。
并且,除上述物质之外,还可以使用脂肪族烃溶剂,例如石蜡油(对于市售产品,有Matsumura Oil Co.,Ltd制造的MORESCO WHITE MT-30P、MORESCO WHITEP40、MORESCO WHITE P70等,或EXXON Chemical Co.,Ltd制造的ISOPAR L、ISOPAR M等);烃类溶剂,例如环烷类油(对于市售产品,有EXXON Chemical Co.,Ltd.制造的EXXSOL D80、EXXSOL D110、EXXSOL D130等,Nippon Petrochemicals Co.,Ltd.制造的Naphtesol L、Naphtesol M或Naphtesol H、New Naphtesol160、NewNaphtesol200、New Naphtesol220或New Naphtesol MS-20P);芳香族化合物,例如甲苯、环己烷、四氢呋喃、丙酮、2-丁醇等。
例如,考虑到将ΔSP(tc)控制在上述范围内,当使用包含结晶性聚酯的色调剂时,特别有效的是将硅油组合用于载体液。
在下述的图像形成设备和图像形成方法中,优选的是记录介质与色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于记录介质与载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
考虑到将ΔSP(pt)和ΔSP(pc)控制在上述范围内,特别有效的是组合包含结晶性聚酯的色调剂、作为载体液的硅油和作为记录介质的含有纤维素纤维的纸。
载体液的闪点优选为150℃以上,进而更优选为200℃以上。
闪点根据JIS K2265-4(2007)测定。
载体液可包括各种辅助材料,例如分散剂、乳化剂、表面活性剂、稳定剂、湿润剂、增稠剂、发泡剂、消泡剂、凝结剂、胶凝剂、抗沉降剂、电荷控制剂、抗静电剂、抗氧化剂、软化剂、增塑剂、填料、芳香剂、粘着抑制剂和防粘剂。
<图像形成设备和图像形成方法>
本示例性实施方式的图像形成设备没有特殊限制,只要其使用上述本示例性实施方式的液体显影剂即可。例如,其可以是包含以下部件的图像形成设备:静电潜像保持部件;对所述静电潜像保持部件的表面充电的充电装置;在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像的潜像形成装置;储存本示例性实施方式的液体显影剂并通过所述液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像的显影装置;将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印装置;和对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影的定影装置。
本示例性实施方式的图像形成方法没有特殊限制,只要其使用上述本示例性实施方式的液体显影剂即可,该方法可包括:对静电潜像保持部件的表面充电的步骤,在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像的步骤,通过本示例性实施方式的液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像的步骤;将所述色调剂图像转印到记录介质上的步骤;和通过对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影的步骤。
在图像形成设备(图像形成方法)中,理想的是,在定影装置(定影步骤)中,定影分两阶段进行。具体而言,所述设备和方法优选包括用于以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度的第一加热装置(第一加热步骤),和用于在所述第一加热装置(第一加热步骤)中加热之后以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压的第二加热/加压装置(第二加热/加压步骤)。
此外,在第一加热装置(第一加热步骤)中,考虑到色调剂的流动性,优选的是以非接触方式(即,不接触)加热的加热装置可以在记录介质的形成有色调剂图像的一侧、在记录介质的背面侧(在未形成有色调剂图像的一侧)或者在两侧同时加热。
在本示例性实施方式的图像形成设备和图像形成方法中,优选的是记录介质与色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于记录介质与载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
对于记录介质,可以无特殊限制地采用通常已知的记录介质。其实例可包括:包含纤维素纤维的纸、包含各种形成于纤维素纤维上的涂布层的纸(涂布纸)、标签、膜(聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯醇的膜)。
考虑到将ΔSP(pt)和ΔSP(pc)控制在上述范围内,特别有效的是组合包含结晶性聚酯的色调剂、作为载体液的硅油和作为记录介质的含有纤维素纤维的纸。
下面,将参照附图详细描述本示例性实施方式的图像形成方法和图像形成设备的构造。
图1是图示说明本示例性实施方式的图像形成设备的一个实例的示意性构造图。
图像形成设备100包括:感光体(静电潜像保持部件)10、充电装置20、曝光装置(潜像形成装置)12、显影装置14、中间转印体16、清洁器18、转印辊(转印装置)28、非接触加热装置(第一加热装置)32、加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B。
感光体10具有圆筒形状,并且在感光体10的周围,依次设置有充电装置20、曝光装置12、显影装置14、中间转印体16和清洁器18。在纸(记录介质)30的要转印到中间转印体16的色调剂图像26进行转印的位置,设置有转印辊28。在纸30的行进方向上转印辊28的下游侧,设置有非接触加热装置(第一加热装置)32,在纸30行进方向上非接触加热装置32的下游侧,设置有一对加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B。在本示例性实施方式中,非接触加热装置(第一加热装置)32和加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B构成定影装置。
下面,将简要描述图像形成设备100的运行。
充电装置20以预定电压对感光体10的表面充电,并且曝光装置12基于图像信号(例如通过激光束)使充电的表面曝光,从而形成静电潜像。
显影装置14包括显影辊14a和显影剂容器14b。显影辊14a设置为使其一部分浸入到显影剂容器14b中所接收的液体显影剂24中。在液体显影剂24中,分散有色调剂颗粒,但可通过显影剂容器14b中设置的搅拌部件来搅拌液体显影剂24。
将供应至显影辊14a的液体显影剂24以受控制部件确定的供应量限制的量运送到感光体10,并供应于其中显影辊14a朝向(或接触)感光体10的位置处的静电潜像。由此,使静电潜像显影并形成色调剂图像26。
显影的色调剂图像26被运送至沿图中箭头B的方向旋转的感光体10,并转印至纸(记录介质)30上。在本示例性实施方式中,在转印到纸30上之前,色调剂图像转印至中间转印体16上。此处,感光体10和中间转印体16可具有不同的圆周速度。
然后,通过中间转印体16沿箭头C方向运送的色调剂图像在与转印辊28接触的位置处转印到纸30上。
在纸30的行进方向上的转印辊28的下游侧,设置非接触加热装置(第一加热装置)32。非接触加热装置32是板状加热装置,并在具有金属表面的板状体中设置有加热器。在非接触加热装置32的位置,色调剂图像被加热至色调剂的储能模量达到1×106Pa的温度(A)以上的温度。
对于加热装置32中所用的加热器,在色调剂图像的被加热一侧以非接触方式加热色调剂图像的情况下,可以使用卤素加热器或热风干燥器,或者在从被加热的色调剂图像的背面(即,记录介质侧)加热色调剂图像的情况下,可以使用与色调剂图像的背面接触的加热板或加热辊。
非接触加热装置32的加热温度优选90℃以上,更优选为100℃~125℃。根据纸30上的非接触加热装置32的行进方向的长度和处理速度确定加热时间。
在纸30的行进方向上非接触加热装置(第一加热装置)32的下游侧,设置加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B。对在非接触加热装置32处加热的色调剂图像通过加热/加压辊34A和34B以温度A以上的温度进一步加热并加压,从而在纸30上定影。
加热/加压辊34A和34B隔着纸30相对形成辊隙。加热/加压辊34A和34B包括在金属辊上形成的弹性橡胶层和用于色调剂防粘的防粘层,通过加压机构(未示出)向其中***纸30,从而获得预定的压力和辊隙宽度。在加热/加压辊34A和34B的至少一侧,设置加热器,但也可以将加热器设置在加热/加压辊34A和34B的两侧。
加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B的加热温度优选为120℃~150℃,进一步优选130℃~140℃。所施加的压力优选为1.5kg/cm2~5kg/cm2,更优选2kg/cm2~3.5kg/cm2。
在加热/加压辊34A和34B的位置,色调剂图像在纸30上定影形成定影图像29,然后将纸30输送到排出部(未示出)。
另一方面,在已将色调剂图像26转印到中间转印体16的感光体10上,转印残留色调剂颗粒被携带至与清洁器18接触的位置,并通过清洁器18收集。当转印效率基本为100%时,降低了残留色调剂的产生,可以不设置清洁器18。
图像形成设备100还可以包含电荷消除装置(未显示),用于转印之后、下次充电之前进行感光体10表面上的电荷消除。
图像形成设备100中设置的所有充电装置20、曝光装置12、显影装置14、中间转印体16、转印辊28、清洁器18、非接触加热装置(第一加热装置)32和加热/加压辊(第二加热/加压装置)34A和34B与感光体10的旋转速度同步运行。
下面,将根据附图描述本示例性实施方式的图像形成设备的另一实例。
图2是说明本示例性实施方式的图像形成设备的另一实例的示意性构造图,其中图示说明了串联式的图像形成设备。
图2所示的图像形成设备包括青色显影单元101-C、品红色显影单元101-M、黄色显影单元101-Y和黑色显影单元101-K。各显影单元包括显影剂槽102、显影剂供应辊103、供应量控制单元104、显影辊(显影装置)105、显影辊清洁器106、感光体(静电潜像保持部件)107、充电装置108、曝光装置(潜像形成装置)109、一次转印装置110和感光体清洁器111。另外,中间转印体125被设置为与四个显影单元各自的感光体107接触,并设置二次转印装置124和126从而将转印在中间转印体125上的色调剂图像转印至纸(记录介质)127。在纸127的行进方向上二次转印装置124和126的下游侧,设置定影单元(定影装置)131,在定影单元131的下游侧,设置排出辊135。
在定影单元131中,从纸127的行进方向上的上游侧起依次设置非接触加热装置(第一加热装置)136和138、加热辊132和加压辊133(第二加热/加压装置)。
通过显影剂循环单元(未示出)使液体显影剂112在显影剂槽102中保持预定的量,并通过显影剂供应辊103从显影剂槽102输送至显影辊105。显影剂供应辊103可通过表面带电经由静电力而附着有显影剂,或者其中可具有沟槽或凹槽从而将液体引出进行输送,并且供应量控制单元104将所输送的量调节为预定值。通过充电装置108对感光体107进行充电使其表面可具有预定的静电偏压,并且在表面上基于由计算机主机(未显示)发送的图像信号通过曝光装置109的激光束形成静电潜像。根据静电潜像将显影辊105上的液体显影剂转印到感光体107上从而形成色调剂图像,并通过显影辊清洁器106和显影剂循环单元(未示出)将不必要的显影剂送回到显影剂槽102。
形成于感光体107上的色调剂图像通过一次转印装置110转印到中间转印体125上。此外,中间转印体125由驱动辊121、支持辊122和123和二次转印装置124支撑,并且驱动辊121通过驱动电机和动力传递机构(未示出)沿着箭头方向驱动中间转印体125,并通过弹簧机构(未示出)对中间转印体125给予预定的张力。一次转印装置110通过静电力和压力在中间转印体125上依次转印青色·品红色·黄色·黑色色调剂图像。各颜色的一次转印装置110可具有不同的设定电势。通过感光体清洁器111去除残留在感光体107上的液体显影剂。
转印在中间转印体125上的色调剂图像通过二次转印装置124和126转印到纸(记录介质)127上并通过定影单元131定影。
定影单元131包括在纸127的行进方向上从上游侧起依次的第一加热装置和第二加热/加压装置,并且包括非接触加热装置136和138作为第一加热装置。非接触加热装置136和138中各自均为板状加热装置,并且在具有金属表面的板状体中设置有加热器。在非接触加热装置136和138的位置处,色调剂图像加热至色调剂的储能模量达到1×106Pa的温度(A)以上的温度。
非接触加热装置136和138的加热温度优选90℃以上,更优选100℃~125℃。加热时间由非接触加热装置136和138在纸127上的行进方向长度和处理速度决定。
定影单元131设置有一对加热辊132和加压辊133作为第二加热/加压装置,并且各个辊中设置有加热器134。在非接触加热装置136和138处加热的色调剂图像通过那对加热辊132和加压辊133以温度A以上的温度进一步加热并加压,从而在纸127上定影。
加热辊132和加压辊133隔着纸127相对形成辊隙。加热辊132和加压辊133各自包括在金属辊上形成的弹性橡胶层和用于色调剂防粘的防粘层,通过加压机构(未示出)向其中***纸127,从而获得预定的压力和辊隙宽度。在加热辊132和加压辊133的两侧,设置有加热器,但也可以在加热辊132和加压辊133的至少一侧设置加热器。
加热辊132和加压辊133的加热温度优选为120℃~150℃,进一步优选130℃~140℃。所施加的压力优选为1.5kg/cm2~5kg/cm2,更优选2kg/cm2~3.5kg/cm2。
在定影单元131的下游侧,设置有排出辊135,并将其上定影有色调剂图像的纸127通过排出辊135输送至排出部(未示出)。
作为第一加热装置,图1中示出的其中设置有加热器的板状加热装置在记录介质的背面(色调剂图像的相反侧)以非接触方式进行加热,图2中示出的其中设置有加热器的板状加热装置在记录介质正面/背面两侧以非接触方式进行加热。然而,第一加热装置的类型不限于此,但可以是能够以非接触方式加热记录介质的正面侧(色调剂图像侧)的加热装置。例如,通过其中设置有加热器的板状加热装置,可以仅在记录介质的正面侧(色调剂图像侧)进行加热。此外,可以采用用于吹送热风的鼓风机或用于照射红外光的照射装置。
作为第二加热/加压装置,图1图示说明了一对加热/加压辊34A和34B,图2图示说明了一对加热辊132和加压辊133,但本发明不限于此。例如,该装置可以是包含通过加压带结合的加热/加压辊的装置,和包含通过加热/加压带组合的加压辊的装置。
在图1和2所示的图像形成设备中,可以将液体显影剂从可在图像形成设备中装卸的液体显影剂盒(未示出)供应至显影剂容器14b或显影剂槽102。
在图1中,显影装置14可以采用处理盒类型,从而使其可在图像形成设备100中装卸,并且在图2中,可以将显影剂槽102、显影剂供应辊103、供应量控制单元104、显影辊105和显影辊清洁器106一体化,并可采用处理盒类型,从而使它们可在图像形成设备中装卸。
实施例
下面,将参照实施例更详细地描述本发明,但本发明不限于以下实施例。下面,只要没有特别限制,则“份”和“%”以质量计。
<各特性的测定方法>
首先,将描述实施例和比较例中所用的色调剂的物理性质的测定方法。
(树脂分子量)
在以下条件下测定树脂的分子量。使用“HLC-8120GPC,SC-8020(TosohCorporation制造)”作为GPC(凝胶渗透色谱仪),使用两个柱“TSK gel,Super HM-H(6.0mm ID×15cm,Tosoh Corporation制造)”,使用THF(四氢呋喃)作为洗脱剂。实验条件如下:试样浓度为0.5%、流动速率为0.6ml/分钟、试样注入量为10μl、测量温度为40℃,并在实验中使用IR(折射率)检测仪进行所述测量。用Tosoh Corporation制造的“聚苯乙烯标准试样TSK standard”的10个试样“A-500”、“F-1”、“F-10”、“F-80”、“F-380”、“A-2500”、“F-4”、“F-40”、“F-128”和“F-700”来绘制校正曲线。
(色调剂、树脂颗粒和着色剂颗粒的体积平均粒径)
通过下述方法测定色调剂、树脂颗粒和着色剂颗粒的体积平均粒径。
当所要测定的颗粒粒径为2μm以上时,使用Coulter Multisizer II(BeckmanCoulter,Inc.制造)作为测量装置并使用ISOTON-II(Beckman Coulter,Inc制造)作为电解液来测定粒径.
在测定方法中,将0.5mg~50mg的测量试样添加到2ml的作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5%的水溶液中。将混合物添加到100ml~150ml的上述电解液中。用超声波分散仪对悬浮有试样的电解液进行分散处理1分钟,并通过上述Multisizer Type II使用100μm孔径的孔测量粒径为2.0μm~60μm的颗粒的粒径分布。所测量的颗粒数为50,000。
相对于基于所测定的粒径分布而划分的粒度范围(区段),从小粒径侧起针对体积和数量绘制累积分布,在体积累积中16%处的粒径定义为体积平均粒径D16v,数量累积中16%处的累积数量粒径定义为D16p。体积累积中50%处的粒径定义为体积平均粒径D50v,数量累积中50%处的粒径定义为数量平均粒径D50p,体积累积中84%处的粒径定义为体积平均粒径D84v,数量累积中84%处的累积数量粒径定义为D84p。
使用这些值,由式(D84v/D16v)1/2计算出体积平均粒径分布指数(GSDv),由式(D84p/D16p)1/2计算出数量平均粒径分布指数(GSDp)。由{(D50p)/(D16p)}计算小粒径侧的数量平均粒径指数(下GSDp)。
当待测的颗粒的粒径小于2μm时,使用激光衍射粒度分布测量装置(LA-700,由Horiba制造)进行测量。在测定中,将分散液状态的试样调整为以固体计2g,并向其中添加去离子水至40ml。将所得物装入池中至合适的浓度,保持2分钟,然后在池中的浓度稳定后进行测定。从最小侧起累积所获得的每个区段的体积平均粒径,并且将累积中50%的值用作体积平均粒径。
(树脂的玻璃化转变温度和熔融温度)
在根据ASTMD3418-8测定的各个最大峰处获得玻璃化转变温度(Tg)和熔融温度(Tm)。将玻璃化转变温度设定为吸热部分中升高线的延长线和基线的交叉点的温度,并将熔融温度设定为吸热峰的峰值温度。在测定中,使用了差示扫描量热计(DSC-7,Perkin Elmer,Inc制造)。
<色调剂的制备>
-非晶性聚酯树脂(1)和非晶性树脂颗粒分散液(1a)的制备-
·35摩尔份的聚氧乙烯(2,0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷
·65摩尔份的聚氧丙烯(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷
·80摩尔份的对苯二甲酸
·15摩尔份的正十二碳烯基琥珀酸
·10摩尔份的偏苯三酸
在加热干燥的双颈烧瓶中装入上述成分和相对于这些酸成分(对苯二甲酸、正十二碳烯基琥珀酸和偏苯三酸的总摩尔数)为0.05摩尔份的量的***,并在向容器中导入氮气后,对混合物在惰性氛围中加热,并在150℃~230℃进行约12小时的共缩聚,然后在210~250℃下逐渐减压,从而合成非晶性聚酯树脂(1)。
通过GPC(凝胶渗透色谱)进行分子量测定(以聚苯乙烯换算),所得的非晶性聚酯树脂(1)的重量平均分子量(Mw)测定为15000,数量平均分子量(Mn)测定为6800。
在通过差示扫描量热计(DSC)测定非晶性聚酯树脂(1)时,未显示明显的峰,并且观察到阶段状吸热变化。阶段状吸热变化的中间点的玻璃化转变温度是62℃。
在高温高压乳化器(Cabitron CD1010,狭缝0.4mm)的乳化槽内装入3000份所得的非晶性聚酯树脂(1)、10000份的离子交换水和90份的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠),并通过130℃加热使混合物熔融,在110℃以3L/m的流速以10000rpm分散30分钟,并通过冷却槽以回收非晶性树脂颗粒分散液(高温高压乳化器(Cabitron CD1010,狭缝0.4mm),由此获得非晶性树脂颗粒分散液(1a)。
在所得的非晶性树脂颗粒分散液(1a)所含的树脂颗粒中,体积平均粒径D50v是0.3μm,标准偏差是1.2。
-结晶性聚酯树脂(2)和结晶性树脂颗粒分散液(2a)的制备-
·293份1,4-丁二醇(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)
·750份十二烷基二羧酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)
·0.3份催化剂(***)
在加热干燥的三颈烧瓶中装入上述成分,通过减压以氮气将容器中的空气置换为惰性氛围,并于180℃在机械搅拌下对混合物搅拌2小时。之后,在减压下将混合物逐渐加热至230℃并搅拌5小时,并且在混合物变粘时,进行空气冷却以终止反应,由此获得结晶性聚酯树脂(2)。
通过GPC(凝胶渗透色谱)进行分子量测定(以聚苯乙烯换算),所得的结晶性聚酯树脂(2)的重量平均分子量(Mw)测定为18000。
在通过上述测定方法以差示扫描量热计(DSC)测定结晶性聚酯树脂(2)的熔融温度(Tm)时,出现了明确的峰,并且峰值温度为70℃。
结晶性树脂颗粒分散液(2a)在与树脂颗粒分散液(1a)相似的条件下制备,不同之处在于使用了结晶性聚酯树脂(2)。所得的分散液中包含的颗粒的体积平均粒径D50v是0.25μm,其标准偏差为1.3。
-着色剂分散液(1)的制备-
·25份的酞菁颜料(PVFASTBLUE,Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd制造)
·2份阴离子表面活性剂(EOGEN RK,DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.制造)
·125份离子交换水
上述成分混合溶解后,通过匀化器(ULTRATAX,IKA Co.,Ltd制造)进行分散以获得着色剂分散液(1)。
-防粘剂颗粒分散液(1)的制备-
·100份季戊四醇山嵛酸四酯蜡
·2份阴离子表面活性剂(NEWLEX R,NOF CORPORATION制造)
·300份的离子交换水
上述成分混合溶解,并通过匀化器(ULTRATAX,IKA Co.,Ltd制造)进行分散,然后通过压力排出式匀化器分散以提供防粘剂颗粒分散液(1)。
-无机颗粒分散液(1)的制备-
·100份疏水性二氧化硅(RX200,NIPPON AEROSIL CO.,LTD制造)
·2份阴离子表面活性剂(NEWLEX R,NOF CORPORATION制造)
·1000份离子交换水
上述成分混合溶解,并通过匀化器(ULTRATAX,IKA Co.,Ltd制造)进行分散,然后通过超声匀化器(RUS-600CCVP,Nippon Seiki制造)进行200道次分散,从而提供无机颗粒分散液(1)。
-色调剂(1)的制备-
·145份非晶性树脂颗粒分散液(1a)
·30份结晶性树脂颗粒分散液(2a)
·42份着色剂分散液(1)
·36份防粘剂颗粒分散液(1)
·10份无机颗粒分散液(1)
·0.5份硫酸铝(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)
·300份离子交换水
将上述成分放入圆底不锈钢烧瓶中,调节至pH2.7,通过匀化器(ULTRATAX T50,IKA Co.,Ltd制造)进行分散,并在加热油浴中在搅拌下加热至45℃。当混合物在48℃保持120分钟并随后通过光学显微镜观察时,确认平均粒径为约5.6μm的凝集颗粒的形成。
在该分散液于48℃在搅拌下继续加热30分钟后,通过光学显微镜观察确认形成了平均粒径为约6.5μm的凝集颗粒。凝集颗粒分散液的pH为3.2。随后,向其中缓慢加入1N的氢氧化钠水溶液从而调节至pH8.0,然后将分散液在90℃搅拌加热3小时。然后,将反应产物滤出,以离子交换水洗涤并通过真空干燥器干燥从而得到色调剂颗粒(1)。
所得色调剂颗粒(1)的体积平均粒径D50v是6.5μm。在亨舍尔混合机中将1份锻制二氧化硅(R972,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)与100份色调剂颗粒混合并进行外添从而得到色调剂(1)。
在通过上述方法确定色调剂(1)的储能模量时,65℃时的储能模量G’(65)是7×107Pa,90℃时的储能模量G’(90)是3×105Pa,并且储能模量G’(65)与储能模量G'(90)之比G’(65)/G’(90)是2.3×102。
当通过上述方法确定色调剂(1)的SP值时,其SP值是9.0。
<液体显影剂的制备>
·实施例I-1
-液体显影剂(A1)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与二甲基硅油(KF-96-20cs,Shinetsu Silicone制造)混合,从而提供液体显影剂(A1)。
·实施例I-2
-液体显影剂(A2)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与乙二醇(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)混合,从而提供液体显影剂(A2)。
·比较例I-1
-比较用液体显影剂(B1)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与液体石蜡油(Matsumura Oil Co.,Ltd制造的MORESCO WHITE P40,闪点温度:130℃)混合,从而提供液体显影剂(B1)。
进而,对于液体显影剂A1和A2和非交联液体显影剂B1,利用浓度为10%的液体显影剂进行分散性评估,利用浓度为30%的液体显影剂进行定影性评估。
·比较例I-2
-比较用液体显影剂(B2)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与环己烷(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)混合,从而提供色调剂浓度为10%的比较用液体显影剂(B2)。
·比较例I-3
-比较用液体显影剂(B3)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与甲苯(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)混合,从而提供色调剂浓度为10%的比较用液体显影剂(B3)。
·比较例I-4
-比较用液体显影剂(B4)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与四氢呋喃(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)混合,从而提供色调剂浓度为10%的比较用液体显影剂(B4)。
·比较例I-5
-比较用液体显影剂(B5)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与丙酮(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造)混合,从而提供色调剂浓度为10%的比较用液体显影剂(B5)。
·比较例I-6
-比较用液体显影剂(B6)的制备-
将以上获得的色调剂(1)在玻璃瓶中与水混合,从而提供色调剂浓度为色调剂10%的比较用液体显影剂(B6)。
进而,通过上述方法获得液体显影剂和比较用液体显影剂所用的各载体液的SP值。所获得的SP值和色调剂(1)与相对应的载体液之间的SP值的差ΔSP(tc)如下表1所示。
<评估测试(I):载体液中色调剂分散性的评估>
对于以上获得的各液体显影剂和比较用液体显影剂,以肉眼和扩大观察根据以下评估标准评估色调剂(1)的分散性。该评估在色调剂与载体液混合并放置1小时后进行。结果如下表1所示。
·分散:在肉眼观察和扩大观察下,色调剂颗粒均匀分散的状态
·完全熔融:在肉眼观察和扩大观察下,未观察到色调剂颗粒的状态
·凝集:在肉眼观察下,观察到粗颗粒的状态
·分离:在肉眼观察下,载体液与色调剂颗粒完全分离的状态
表1
<评估测试II:定影图像中的载体液残留的评估>
在以下三种载体液中,在油充足的条件下,通过下述方法形成色调剂(1)的定影图像,并计算定影图像中所含的残留载体液的量。
·实施例II-1
作为载体液,使用二甲基硅油(Shinetsu Silicone制造,KF-96-20cs,SP值:7.2,ΔSP(tc):1.8)。
采用棒涂器,将浓度为30%的液体显影剂涂布在聚乙二醇对苯二甲酸酯膜上从而形成试样膜(色调剂质量(TMA1)=8.7g/m2)。此处,载体液质量(CMA1)为20.3g/m2。采用热板,通过由背面侧(未涂布液体显影剂的聚乙二醇对苯二甲酸酯膜侧)以80℃加热3分钟将试样膜定影。将试样膜浸入作为高挥发性溶剂的KF-96L-2cs中3分钟,去除定影图像上的载体KF-96-20cs。然后,将试样膜减压干燥2小时从而使KF-96L-2cs干燥。
对所得定影图像进行质谱测定,从而获得定影图像中的色调剂质量(TMA2)、定影图像中的载体液质量(CMA2)和定影图像外(不包含在定影图像中)的载体液质量(CMA3),然后获得定影图像中载体液的残留率。
·实施例II-2
作为载体液,采用乙二醇(Wako Pure Chemical Industries,Ltd制造,SP值:14.6,ΔSP(tc):5.6)。
采用棒涂器,将浓度为30%的液体显影剂涂布在聚乙二醇对苯二甲酸酯膜上从而形成试样膜(色调剂质量(TMA1)=9.0g/m2)。此处,载体液质量(CMA1)为20.8g/m2。
然后,按照与实施例II-1相同的方式形成定影图像,对所得定影图像进行质谱测定,从而按照与实施例II-1相同的方式获得TMA2、CMA2、CMA3,和定影图像中载体液的残留率。
·比较例II-1
作为载体液,使用液体石蜡油(Matsumura Oil Co.,Ltd制造的MORESCO WHITEP40,SP值:7.9,ΔSP(tc):1.1)。
采用棒涂器,将浓度为30%的液体显影剂涂布在聚乙二醇对苯二甲酸酯膜上从而形成试样膜(色调剂质量(TMA1)=9.7g/m2)。此处,载体液质量(CMA1)为22.6g/m2。
然后,按照与实施例II-1相同的方式形成定影图像,对所得定影图像进行质谱测定,从而按照与实施例II-1相同的方式获得TMA2、CMA2、CMA3,和定影图像中载体液的残留率。
以上结果如下表2所示。
表2
实施例II-1(二甲基硅油)、实施例II-2(乙二醇)和比较例II-1(液体石蜡油)获得的定影图像中的截面图像分别图示于图3、4和5中。
如表2所示,可以发现在与色调剂1的亲和性低的实施例中,即,采用硅油(ΔSP(tc)1.8)的实施例II-1和采用乙二醇(ΔSP(tc)5.6)的实施例II-2中,载体液不会残留在定影图像中(残留率为0%)。另外,从图3和4所示的截面图像可以看出,色调剂之间的熔融有效进行。同时,可以看出在与色调剂1的亲和性高的实施例中,即,利用石蜡油(ΔSP(tc)1.1)的比较例II-1中,载体液残留在定影图像中(残留率为28%)。另外,根据图5所示的截面图像,由于残留的油,色调剂之间的熔融与实施例II-1和实施例II-2相比不足。
<评估测试(III):与干色调剂相比的定影性评估>
形成利用液体显影剂(载体液:二甲基硅油)定影的定影图像和用色调剂(1)作为干色调剂定影的定影图像,并将各截面图像相互比较。
·实施例III-1
首先,在液体显影剂(A1)的制备中,通过调节色调剂(1)和二甲基硅油的比例,获得色调剂浓度为30%为的液体显影剂。
然后,准备液体显影用图像形成设备的实验模型(其定影装置具有定影分两个阶段进行的构造,即,在第一阶段通过卤素加热器以非接触方式加热色调剂图像,在第二阶段通过定影辊对进一步加热和加压),并在加载FGN85gsm(Oji Paper Co.,Ltd.制造)作为记录介质的同时填充液体显影剂。当进行显影时,调整色调剂质量(TMA)和载体液质量(CMA)从而使它们在将液体显影剂转印到记录介质上时分别为3.5g/m2和3.5g/m2。在将处理速度设为80m/分钟,并将定影条件设为第一阶段于120℃非接触加热和第二阶段于140℃和2.7kg/cm2加热/加压后,在记录介质上形成定影图像。
·参考例III-1
首先,制备铁氧体载体。将100份铁氧体颗粒(Powder Tech Co.,Ltd.制造,平均粒径:50μm)和2.5份甲基丙烯酸酯树脂(Mitsubishi Rayon Co.,Ltd制造,重量平均分子量:95000)与500份甲苯一起装入加压混炼机,通过室温(23℃)搅拌15分钟混合,并通过减压混合加热至70℃从而蒸除甲苯。将所得产物冷却并通过筛孔为105μm的筛进行分级,从而得到铁氧体载体(树脂涂覆载体)。
将铁氧体载体与色调剂(1)混合从而得到色调剂浓度为7质量%的双成分干显影剂。
然后,作为干显影用图像形成设备,准备富士施乐株式会社制造的数字彩色印刷机FX700,并填装以上获得的干显影剂同时装载FGN85gsm裁切纸(Oji Paper Co.,Ltd.制造)作为记录介质。在进行显影时,调整色调剂质量从而使其在转印色调剂到记录介质上时为3.9g/m2。在将处理速度设为18.5m/分钟并将定影条件设为以6.6m/分钟的速度在140℃加热/加压后,在记录介质上形成定影图像。
由实施例III-1(液体显影)和参考例III-1(干显影)获得的定影图像中的截面图像分别如图6和7所示。在将图6和7的定影色调剂层相互比较时,通过实施例III-1的液体显影的定影图像与参考例III-1的干显影相当。可以看出虽然处理速度和定影速率显著较高,但载体液的存在对定影性没有显著影响。
<评估测试(IV):图像耐久性的评估>
对于通过液体显影剂(载体液:二甲基硅油)和比较用液体显影剂(载体液:石蜡油)定影的各定影图像,通过下述方法评估图像耐久性。
·实施例IV-1
首先,在液体显影剂(A1)的制备中,通过调节色调剂(1)和二甲基硅油的比例,获得色调剂浓度为30%的液体显影剂。
然后,准备FGN85gsm(Oji Paper Co.,Ltd.制造)作为记录介质。通过棒涂机,进行膜形成,同时调节转印到记录介质上的液体显影剂从而使色调剂质量(TMA)和载体液质量(CMA)分别变为3.5g/m2和6.0g/m2。然后,将定影条件设定为在第一阶段以非接触方式在120℃进行预加热,在第二阶段通过定影辊对在140℃、2.7kg/cm2和60m/分钟的速率下进行加热/加压,并在记录介质上形成定影图像。
·比较例IV-1
首先,在比较用液体显影剂(B1)的制备中,通过调节色调剂(1)和石蜡油的比例,获得色调剂浓度为30%的比较用液体显影剂。
然后,准备上述记录介质。在调节转印到记录介质上的液体显影剂从而使色调剂质量(TMA)、载体液质量(CMA)和处理速度的值与实施例IV-1相同的情况下,进行膜形成。然后,按照与以上相同的条件,在记录介质上形成定影图像。
·图像耐久性评估测试
将其上按上述方式形成有定影图像的记录介质的定影图像面重叠,并且定影图像面和记录介质侧表面重叠,将它们在恒温烘箱(温度60℃,湿度50%)中放置1天,并施加80g/cm2的负载。然后,将重叠的表面剥离,并观察在剥离时是否发生定影层的破坏(图像缺损或图像移位)。根据以下评估标准进行评估。结果如下表3所示。
G5.0:未发生附着。
G4.5:剥离时发出声音,但未发生图像缺损或位移。
G4.0:发生非常轻微的图像缺损或位移(在放大观察时,确认有至少一处缺损)。
G3.0:在1/3以下的面积发生图像缺损或位移。
G2.0:在大于1/3至1/2以下的面积发生图像缺损或位移。
G1.0:在大于1/2的面积发生图像缺损或位移。
表3
如表3所示,可以发现与使用ΔSP(tc)为1.1的石蜡油的比较例IV-1相比,使用ΔSP(tc)为1.8的硅油的实施例IV-1显示出图像耐久性的改进。
<评估测试V:定影性评估>
将使用65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)在上述范围内的色调剂(色调剂1)的液体显影剂(载体液:二甲基硅油)和使用比率G’(65)/G’(90)在上述范围外的色调剂的比较用液体显影剂(载体液:二甲基硅油)用于形成定影图像,并评估定影性。
·实施例V-1
首先,在液体显影剂(A1)的制备中,通过调节色调剂(1)和二甲基硅油的比例,获得色调剂浓度为30%的液体显影剂。
如上所述,色调剂(1)的65℃时的储能模量G’(65)为7×107Pa,并且90℃时的储能模量G’(90)为3×105Pa,储能模量G’(65)与储能模量G'(90)之比G’(65)/G’(90)为2.3×102。色调剂(1)的SP值为9.0。
然后,准备液体显影用图像形成设备的实验模型(其定影装置具有定影分两个阶段进行的构造,即,在第一阶段通过卤素加热器以非接触方式加热色调剂图像,在第二阶段通过定影辊对进一步加热和加压),并在加载FGN85gsm(Oji Paper Co.,Ltd.制造)作为记录介质的同时填充液体显影剂。当进行显影时,调整色调剂质量(TMA)和载体液质量(CMA)从而使它们在将液体显影剂转印到记录介质上时分别变为3.5g/m2和3.5g/m2。将处理速度设为80m/分钟,并将定影条件设为第一阶段于120℃进行非接触加热和第二阶段于140℃和2.7kg/cm2进行加热/加压之后,在记录介质上形成定影图像。
·比较例V-1
比较用色调剂(2)通过与色调剂(1)相似的方式获得,不同之处在于使用非晶性树脂颗粒分散液1a替代在色调剂(1)的制备中使用的结晶性树脂颗粒分散液(2a)。
按照与以上相同的方式获得比较用色调剂(2)的储能模量:65℃时的储能模量G’(65)为7×107Pa,90℃时的储能模量G’(90)为1×107Pa,并且储能模量G’(65)与储能模量G'(90)之比G’(65)/G’(90)为7.0×100。
在通过与上述相同的方式获得比较用色调剂(2)的SP值时,SP值为9.2。
按照与实施例V-1相似的方式获得液体显影剂,不同之处在于使用比较用色调剂(2)来替代实施例V-1的液体显影剂制备中的色调剂(1)。
然后,准备上述设备作为液体显影用图像形成设备,并在加载记录介质的同时填充比较用液体显影剂。当进行显影时,调整色调剂质量(TMA)、载体液质量(CMA)和处理速度从而使它们具有与实施例V-1中在液体显影剂转印到记录介质上时相同的值。然后,将定影条件调节为与实施例V-1中相同的值,在记录介质上形成定影图像。
·定影性的评估
对实施例V-1和比较例V-1中获得的定影图像的截面图像拍照并进行观察。发现在实施例V-1中获得的定影图像中,定影图像不包含载体液,这是因为由于色调剂有效地熔融,并且与载体液的分离进行良好。
与此相反,发现在比较例V-1获得的定影图像中,色调剂未充分熔融,与载体液的分离未良好进行,因此定影图像包含载体液。
表4
在比较例V-1中,进行升高定影温度(第一和第二阶段各自的定影温度)的测试,以便获得与实施例V-1相同的定影性。需要在第一阶段升高温度至130℃,并在第二阶段(定影辊对)升高温度至170℃。
然而,发现在140℃~150℃范围附近发生起泡,并且在上述定影温度不存在定影窗口。此外,发现在上述定影温度,当装置停止时记录介质(纸)中发生热变形。
<评估测试(VI):色调剂、载体液和记录介质的亲和性评估>
在以下两类载体液中,评估了与上述色调剂(1)和记录介质的亲和性。
·实施例VI-1
色调剂:上述色调剂(1)(SP值:9.0)
载体液:二甲基硅油(Shinetsu Silicone制造,KF-96-20cs,SP值:7.2)
记录介质:Oji Paper Co.,Ltd制造,商品名:FGN85gsm(SP值:15.7)
记录介质与色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)为6.7,并且记录介质与载体液的SP值的差ΔSP(pc)为8.5。
在铝盘中,装入载体液(二甲基硅油),并将涂覆有色调剂的记录介质浸入载体液中,并于120℃加热以使色调剂熔融。此处,其中载体液中熔融的色调剂与记录介质接触的部分的图像如图8所示。
·比较例VI-1
色调剂:色调剂(1)(SP值:9.0)
载体液:液体石蜡油(MORESCO WHITE P40,Matsumura Oil Co.,Ltd制造,SP值:7.9)
记录介质:Oji Paper Co.,Ltd制造,商品名:FGN85gsm(SP值:15.7)
记录介质与色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)为6.7,并且记录介质与载体液的SP值的差ΔSP(pc)为7.8。
在铝盘中,装入载体液(石蜡油),并将涂覆有色调剂的记录介质浸入载体液中,并于120℃加热以使色调剂熔融。此处,其中载体液中熔融的色调剂与记录介质接触的部分的图像如图9所示。
可以看出,随着色调剂与记录介质之间接触角减小,色调剂与记录介质的亲和性增大,并且色调剂与载体液的亲和性下降。如图8和9所示,当二甲基硅油和记录介质之间的SP值的差ΔSP(pc)高于石蜡油和记录介质之间的SP值的差ΔSP(pc)时,在二甲基硅油中获得与石蜡油中相比更小的接触角。
Claims (9)
1.一种液体显影剂,所述液体显影剂包含:
色调剂,所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)与90℃时的储能模量G’(90)之比G’(65)/G’(90)为1×10~1×103,和
载体液,所述载体液与所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(tc)为1.5~7.0。
2.一种图像形成设备,所述图像形成设备包括:
静电潜像保持部件;
对所述静电潜像保持部件的表面充电的充电装置;
在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像的潜像形成装置;
储存权利要求1所述的液体显影剂并通过所述液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像的显影装置;
将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印装置;和
对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影的定影装置。
3.如权利要求2所述的图像形成设备,
其中,所述色调剂65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa,90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa,并且
所述定影装置包括:
第一加热装置,所述第一加热装置以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度,和
第二加热/加压装置,在于所述第一加热装置中加热之后所述第二加热/加压装置在以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压。
4.如权利要求2或3所述的图像形成设备,
其中,所述记录介质和所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于所述记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
5.一种图像形成方法,所述图像形成方法包括:
对静电潜像保持部件的表面充电;
在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像;
通过权利要求1所述的液体显影剂使形成于所述静电潜像保持部件的表面上的所述静电潜像显影形成色调剂图像;
将所述色调剂图像转印到记录介质上;和
通过对所述记录介质上的所述色调剂图像加热并加压从而使所述色调剂图像在所述记录介质上定影。
6.如权利要求5所述的图像形成方法,
其中,所述色调剂在65℃时的储能模量G’(65)为1×107Pa~1×108Pa,在90℃时的储能模量G’(90)为1×105Pa~1×106Pa,并且
所述定影步骤包括:
第一加热步骤,所述第一加热步骤以非接触方式将所述色调剂图像加热至所述色调剂图像中的色调剂的储能模量达到1×106Pa时的温度(A)以上的温度,和
第二加热/加压步骤,在所述第一加热步骤之后所述第二加热/加压步骤在以所述温度(A)以上的温度加热的同时加压。
7.如权利要求5或6所述的图像形成方法,
其中,所述记录介质和所述色调剂之间的SP值的差ΔSP(pt)小于所述记录介质和所述载体液之间的SP值的差ΔSP(pc)。
8.一种液体显影剂盒,所述液体显影剂盒容纳有权利要求1所述的液体显影剂,并且能够在图像形成设备中装卸。
9.一种处理盒,所述处理盒设置有显影装置并且能够在图像形成设备中装卸,所述显影装置容纳有权利要求1所述的液体显影剂,并且通过所述液体显影剂使形成于静电潜像保持部件的表面上的静电潜像显影从而形成色调剂图像。
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