CN1532636A - 带静电图象显影用调色剂和其制备方法以及成象方法、成象装置和调色剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明的带静电的图象显影用调色剂的特征在于它至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属微粒,和该磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.1或更低。
Description
技术领域
本发明涉及带静电图象显影用调色剂,当通过电子照相或电照相印刷等形成的静电潜象用显影剂显影时使用所述调色剂,还涉及其制备方法以及成象方法、成象装置和调色剂盒。
背景技术
目前在各领域中利用通过带静电的图象使图象信息显象的方法,如电子照相。在电子照相中,通过带电步骤和曝光步骤,用含调色剂的显影剂使静电潜象显影,和转印步骤以及定影步骤,在光敏体上形成带静电的图象,从而使图象信息显象。
已知的显影剂包括由调色剂和载体组成的双组分显影剂,和由磁性调色剂或非磁性调色剂单独组成的单组分显影剂。制备调色剂的方法包括通常采用的捏合粉碎方法,即熔融并捏合热塑性树脂、颜料、带电控制剂和脱模剂(如蜡),冷却、细化并分类混合物。视需要,为了改进流动性和可清洗性,在一些方案中,将无机微粒或有机微粒添加到调色剂颗粒表面上。尽管这些方法提供相当优良的调色剂,但如下所述,在一些领域中它们是有问题的。
通过正常的捏合粉碎方法获得的调色剂在调色剂形状与表面结构方面是不确定的。在捏合粉碎方法中,难以有目的地控制调色剂形状和表面结构,尽管它们随所使用的材料的粉碎度和粉碎步骤的条件变化而细微地变化。在捏合粉碎方法中,材料的选择范围受到局限。具体地,在捏合粉碎方法中,树脂和着色剂分散体必须是足够脆且可用经济的制造装置细分的材料。然而,当为了满足这一条件使树脂和着色剂变脆时,由于在显影机内赋予的机械剪切力导致在一些方案中,调色剂生成进一步的细粉,或调色剂形状变化。
由于这些影响,所以因细粉粘着到载体表面上导致加速双组分显影剂内的带电劣化。在单组分显影剂中,由于扩张的粒度分布导致引起调色剂迁徙(flight),和因调色剂形状变化产生的显影性降低导致容易劣化图象质量。
当通过内部添加大量脱模剂如蜡制备调色剂时,在一些方案中,取决于脱模剂和热塑性树脂的组合,在调色剂内引起脱模剂在表面上暴露。特别地,在下述热塑性树脂和发脆的蜡如聚乙烯和聚丙烯的组合中,其中所述热塑性树脂由于高分子组分导致具有增加的弹性和略微难以研磨,在许多方案中,在调色剂表面上观察到这些蜡组分的暴露。尽管在使来自光敏体的未转印调色剂定影和清洗过程中,这在脱模性方面是有利的,因为表层的聚乙烯通过机械力容易除去,但容易引起显影辊、光敏体和载体变脏,从而导致降低的可靠性。
若调色剂形状不确定,则甚至当添加流动助剂时,调色剂的流动性仍不足。由于该原因,因使用过程中的机械剪切力导致调色剂表面上的微粒迁移到调色剂的凹形部分内,这导致随时间的流逝流动性降低,引起流动助剂嵌入到调色剂内部,并劣化显影性、转印性和清洗性。当通过清洗回收的调色剂返回到显影机内并使用时,容易进一步降低图象质量。为了防止这一现象,当进一步增加流动助剂时,在光敏体上产生黑点和出现助剂颗粒的迁徙。
近年来,作为有目的地控制调色剂形状和表面结构的方式,在日本专利申请特开(JP-A)Nos.63-282752和6-250439中提供了通过乳液聚合聚集法制备调色剂的方法。该方法通常是通过乳液聚合制造树脂分散体,和独立地通过制造着色剂分散在溶剂内的着色剂分散体,之后混合它们形成相应于调色剂粒径的聚集体,和加热聚集体到熔化并凝结,从而制备调色剂的方法。
通过该方法,可在一定程度上控制调色剂形状,并可改进调色剂的带电性和耐用性。然而,由于调色剂的内部结构基本均匀,所以当定影时,在待定影片材的脱模性和带电的环境-依赖稳定性方面仍存在问题。
在这种电子照相方法中,为了甚至在各种机械应力下稳定地保持调色剂性能,需要抑制脱模剂在表面上的暴露,在没有劣化定影性的情况下提高表面硬度,和与此同时改进调色剂本身的机械强度,和满足对充足的带电性和定影性二者的需求。
近年来,对较高的图象质量存在增加的需求,和在成象中,为了实现高精确成象,值得注意的倾向是使调色剂小型化。然而,在处于常规粒度分布的简单小型化情况下,微粉侧的调色剂的存在使载体与光敏体变脏,以及调色剂的迁徙问题显著,且难以同时实现高图象质量和高可靠性二者。由于该原因,需要加大(sharpen)粒度分布,和尽可能使调色剂小型化。
另外,考虑到对速度增加同时能耗降低的最近需求,获得均匀带电性、耐用性、调色剂强度和明显的粒度分布变得愈加重要。此外,鉴于增加的速度和节能,需要在进一步较低的温度下的定影性。同样根据这些观点,制备调色剂(如聚集凝结调色剂、悬浮聚合调色剂和悬浮粒化调色剂)的湿法具有优良的性能,和湿法理想地用于提供明显的粒度分布和用于制备具有小粒径的调色剂。
一般地,为了防止定影时的低温偏移性,将聚烯烃型蜡内部添加到脱模剂组分内。另外,与之起发生的是,通过在定影辊上均匀涂布微量硅油来努力改进高温偏移性。由于这一原因,硅油粘接到输出的输出转印接收材料上,而这不是优选的,因为当处理它时,该材料具有发粘的令人讨厌的触感。
由于这一原因,JP-A No.5-061239公开了一种少油的定影用调色剂,其中大量脱模剂组分被内部包含在调色剂中。然而,在该方案中,尽管添加大量脱模剂可在一定程度上改进脱模性,但难以实现稳定的剥离,因为粘合剂组分与脱模剂之间产生相容性,和脱模剂的稳定渗出不均匀。此外,由于控制调色剂内粘合剂树脂的聚集力的方式取决于粘合剂的Mw和Tg,因此难以直接控制在调色剂定影时成丝性质和聚集性质。此外,在一些方案中,不含脱模剂的组分引起带电抑制。
JP-A Nos.4-69666和9-258481公开了一种解决这些问题的方法,提供通过添加高分子组分获得粘合剂树脂刚性的方法。另外,JP-A Nos.59-218460和59-218459公开了通过引入化学交联剂,结果降低在调色剂定影温度下的成丝性质,改进在少油定影时的可剥离性方法。
然而,如JP-A Nos.59-218460和59-218459中所述,当将交联剂组分简单地添加到粘合剂内时,由于调色剂的粘度,或在熔融时的聚集力变大,和粘合剂树脂本身的刚性增加,所以在一定程度上改进了在少油剥离时的温度依赖性和对调色剂的安装量的依赖性,但与此同时难以获得定影图象的表面光泽。
定影图象的抗弯曲性也变得不足。此外,如JP-A No.59-218460中所述,当仅增加交联剂的分子量时,肯定会增加缠结点之间的分子量,和略微改进定影图象本身的柔韧性。然而,难以获得弹性与粘度间的合适平衡,和难以满足少油定影时剥离的温度依赖性和对调色剂的安装量的依赖性这两方面,该文献没有提及定影图象表面的光泽。
另外,当使用低温低压节能型定影装置或使用高速复印机或打印机时,根本难以获得满意的定影图象。
JP-A No.4-69664公开了一种使用聚合物微粒或无机微粒,改进定影时调色剂的高温偏移性的方法。当仅将无机微粒添加到调色剂中时,由于颗粒的填料效果导致肯定会增加定影时在调色剂粘合剂熔融时的粗糙度,和这种调色剂显示出防止高温偏移性或改进可剥离性的效果。与此同时,熔融调色剂的流动性降低,和可能劣化定影图象的低温偏移性和光泽。此外,在一些方案中,定影图象的抗弯曲性降低。另外,取决于待添加的颗粒量,只有仅仅增加熔化时调色剂的粘度,结果在一些方案中可剥离性得到恶化。
然而,在使用磁性金属颗粒作为着色剂的单组分显影剂中,由于在熔融捏合粉碎方法(它是一种干法)中,可确定地增加调色剂的比重,所以可合适地控制着色功能和带电功能。此外,同时可显现出稳定的带电性和着色性质,可简化在电子照相方法中控制调色剂浓度的体系,和可获得极有用的调色剂。然而,由于劣化结构如核/壳结构的可控性,所以存在流动性问题,和难以获得精确的图象。
同时,为了解决这些问题,提供新的调色剂和方法,如乳液聚集和凝结方法(多相聚集方法)、悬浮聚合方法、溶度悬浮粒化方法、溶度悬浮方法和溶度乳液聚集凝结方法(它们是湿法)。然而,由于这些湿法在酸性或碱性含水介质内产生调色剂颗粒,当磁性金属微粒分散在这些介质内时,磁性材料本身的表面性质因氧化或还原而大大地改变,和在酸度下,磁性材料的表面氧化,颜色变化成红-褐色,和在碱性下,产生氢氧化铁颗粒,和出现磁性变化,因此抑制带电性。
另外,在酸度下,溶解的磁性颗粒离子存在于含水介质内,和在乳液聚集和凝结方法中,由于在聚集体系内的离子平衡被破坏,所以难以控制聚集速率;在悬浮聚合体系中,由于聚合被抑制,所以尤其难以控制粒径。此外,在溶度悬浮粒化方法和溶度乳液聚集凝结方法中,当粒化或乳化时难以获得颗粒稳定性。
发明内容
因此,本发明的目的是解决前述常规问题,并实现下述效果。即本发明的目的是提供带静电的图象显影用调色剂,它含有磁性金属微粒(其后称为“磁性金属颗粒”),具有良好的色泽、黑度高和具有优良的带电性与定影性。本发明也提供一种制备该调色剂的方法以及成象方法、成象装置以及调色剂盒。
通过下述方式解决前述目的。也就是说:
本发明的带静电的图象显影用调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属微粒(也称为“磁性金属颗粒”),磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
本发明的调色剂盒是将待供应的至少一种调色剂调节到成象装置内提供的显影设备中,其中调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
本发明的成象方法包括至少一步带电步骤,使载象元件表面带电;静电潜象形成步骤,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影步骤,用至少含有一种调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,获得调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影步骤;其中所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
本发明的成象装置是至少含下述设备的成象装置:带电设备,用于使载象元件表面带电;静电潜象形成设备,用于在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影设备,采用至少含有调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,获得调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影设备;其中调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
本发明的带静电的图象显影用调色剂的第一种制备方法是下述带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:(1)混合树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒的聚集步骤,其中在所述树脂颗粒分散体内分散1微米或更小的至少一种树脂微粒(其后称为“树脂颗粒”),在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内,分散脱模剂颗粒;和(2)加热聚集颗粒到等于或大于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点的温度下,以便熔化和凝结该颗粒的熔化/凝结步骤。
本发明的带静电的图象显影用调色剂的第二种制备方法是下述带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:在无机或有机分散剂存在下,向分散体施加机械剪切力,使分散体悬浮,该分散体至少含有可聚合的单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒,并施加热能,以聚合该材料,同时施加搅拌剪切,获得调色剂颗粒。
本发明的带静电的图象显影用调色剂的第三种制备方法是下述带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:在事先通过预聚可聚合单体以便重均分子量变为3000-15000而获得的聚合物溶液中,分散可聚合的单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒,在无机或有机分散剂存在下,向该分散体施加机械剪切力,使该材料悬浮,并施加热能,同时施加搅拌剪切,以聚合该材料,从而获得调色剂颗粒。
本发明的带静电的图象显影用调色剂的第四种制备方法是下述带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:在无机或有机分散剂存在下,向其中粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒溶解在有机溶剂中的溶液施加机械剪切力,使该溶液悬浮,并进行去溶剂化,从而获得调色剂颗粒。
本发明的带静电的图象显影用调色剂的第五种制备方法是下述带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:在阴离子表面活性剂存在下,向其中粘合剂树脂溶解在有机溶剂内的溶液施加机械剪切力,使溶液乳化并去溶剂化,在阴离子表面活性剂存在下,施加机械剪切力,获得至少1微米或更小的的树脂颗粒,并冷却该材料到不大于50℃,以制备树脂颗粒的分散体溶液的步骤;混合树脂颗粒分散体溶液、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒的聚集步骤,其中磁性金属颗粒分散在所述磁性金属颗粒分散体内,和脱模剂颗粒分散在所述脱模剂颗粒分散体内;和将聚集颗粒加热到不低于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点的温度下,使颗粒熔化并凝结的熔化/凝结步骤。
附图说明
图1是说明本发明成象装置实例的简图。
图2是显示定影装置实例的简图,其中将所述定影装置应用到本发明的成象装置内。
本发明的说明
(带静电的图象显影用调色剂及其制备方法)
本发明的调色剂的特征在于它至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。在前述磁性金属颗粒中,例如在酸性含水溶剂或碱性含水溶剂中生产调色剂颗粒的湿法进行制备时,不容易发生氧化或还原,磁性材料本身的表面性质不变,和由于氧化导致色调变为红-褐色,并抑制了令人讨厌的情况,如由于诸如氢氧化铁颗粒的生成之类现象导致的磁性变化。由于该原因,含前述磁性金属颗粒的本发明调色剂具有较好的色泽和高的黑度,因此具有优良的带电性和定影性。
-磁性金属颗粒-
磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。和因为在含水层内获得调色剂,所以磁性材料的含水层移动性、溶解度和氧化度优良。这一溶解度优选100-340mg/g.l,和更优选150-270mg/g.l。
若溶解度超过500mg/g.l,则当调色剂颗粒形成时的离子平衡被破坏,这不仅降低颗粒稳定性,而且使颗粒易于氧化或还原。这使色调变为红-褐色和得不到充分的黑度,从而引起例如因氢氧化铁颗粒的生成而出现的磁性变化。
另一方面,在调色剂内的溶解度太低也不是优选的,其中所述调色剂含具有极性基团的粘合剂树脂,如前述聚合的调色剂。这归因于下述事实:在调色剂内的磁性金属颗粒的分散度降低,和在调色剂内形成仅由微粒组成的聚集体,这不仅降低显色性质,而且劣化调色剂的介电性质,从而在一些方案中破坏带电性。此处,可根据下述获得所需的溶解度:首先,将10g磁性金属颗粒添加到0.1L加热到50℃的1mol/l硝酸水溶液中,并搅拌该混合物1小时,然后使用No.5A过滤器分离。将10g该滤液放置在蒸发皿内,其中事先精确称取该蒸发皿,它的质量记为W0,并在130℃下进行1小时的加热和干燥。精确称取干燥之后的蒸发皿质量W1。然后根据W1与W0之差获得溶解的磁性金属颗粒量。
磁性金属颗粒的实例包括在磁场内磁化的物质,例如铁磁粉末(如铁、钴、镍)、铁氧体、磁铁矿和黑色二氧化钛。为了调节溶解度到前述范围内,优选对这些磁性金属颗粒进行表面改性处理如疏水化处理,在它们的表面上形成1层或更多层的覆盖层。
例如,当磁性铁氧体、磁铁矿或黑色二氧化钛用作磁性金属颗粒时,优选对颗粒进行耐酸或耐碱处理,以便形成表面-覆盖层。
由这种耐酸或耐碱处理得到的覆盖层的具体实例包括用偶联剂获得的表面-覆盖层;用金、铂、碳沉积或喷镀等获得的表面-覆盖层;用聚(丙烯酸钠)、聚(甲基丙烯酸钾)或苯乙烯丙烯酸共聚物获得的表面-覆盖层。
覆盖层特别优选含有至少一类选自Si、Ti、Ca、P和Sr中的元素。可通过沉积或喷镀,将这些元素吸收到颗粒表面上;或通过覆盖在其中分散有这些元素的树脂,在颗粒表面上形成这一覆盖层。
这些覆盖层的重均膜厚优选10-200nm。若重均膜厚小于10nm,则覆盖不均匀,这使得表面效果不足,和耐酸或耐碱不足,从而不可能防止溶出或变性。另一方面,若重均膜厚超过500nm,则不仅成本高,而且当覆盖时难以获得粒度分布。特别地,为了调节溶解度到前述范围内,优选形成这些覆盖层,以便它是高度致密的。
此外,为了在含水介质中获得稳定的分散度,将具有SO3基团和/或COOH基团的化合物给予磁性金属颗粒的覆盖层表面,和优选使其表面具有SO3-基团和/或COO-基团作为极性基团。
将具有SO3基团和/或COOH基团的化合物给予磁性金属颗粒的覆盖层表面的方法的实例包括下述方法:将0.01-3质量%的烷基苯磺酸钠或含它的混合物添加到磁性金属颗粒的分散体中,或将(甲基丙烯酸)化合物(如丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾等)添加到磁性金属颗粒的分散体中。若这一添加量为0.01质量%或更低,则分散效果不足,和在一些情况下,不可能获得充足的包含(containment)和聚集性质。若这一添加量超过3质量%,则当洗涤时需要更长时间来充分地除去该化合物,从而增加成本。
由于从带电性和耐用性的观点来看,脱模剂的极性小于粘合剂树脂的极性是有利的,所以具有极性基团覆盖层的磁性金属颗粒的酸值优选2.5-6.0meq/mg KOH。另外,从包含角度考虑,磁性金属颗粒与粘合剂树脂的酸值差优选0.5-6.0meq/mg KOH。甚至更优选磁性金属颗粒的酸值为3.0-4.5meq/mgKOH,和磁性金属颗粒的酸值与粘合剂树脂的酸值之差为1.5-4.0meq/mgKOH。进一步优选磁性金属颗粒的酸值为3.0-3.7meq/mg KOH,和磁性金属颗粒与粘合剂树脂的酸值差优选2.8-3.5meq/mg KOH。
此处,例如通过KOH滴定(中和滴定)获得酸值。制备1mol氢氧化钾水溶液、含水粘合剂树脂或含水脱模剂溶液,和使用甲基橙或类似物作为指示剂,获得直到中和时的KOH滴定量。另外,通过用滴定量除以KOH的分子量(它为56),以当量形式表达酸值。
该混合物可含有球形、八面体形或立方体形的磁性金属颗粒或这些的组合。这些磁性金属颗粒可与着色材料如碳黑一起使用。
磁性金属颗粒的平均粒径优选50-250nm,更优选80-220nm,和进一步优选100-200nm。若粒径小于50nm,则在分散处理之后颗粒重-聚集,结果形成大的颗粒,从而在一些方案中降低包含。另一方面,若粒径大于250nm,则降低调色剂颗粒形成时的分散可控度,使得在一些方案中难以随意控制。
待提及的磁性金属颗粒量优选5-50质量%,更优选30-50质量%,和进一步优选40-50质量%。若这一添加量太小,则着色性质降低,这意味着在一些方案中不仅获得不足的黑度,而且带电性变得不足。若这一添加量太大,则劣化在调色剂内的磁性金属颗粒的分散度,因此不仅降低显色性质,而且也劣化调色剂本身的介电性质,而这会损害带电性。
-粘合剂树脂-
已知的树脂材料可用于粘合剂树脂,和其实例包括下述单体的聚合物,所述单体例如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯;具有乙烯基的酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯;乙烯基腈如丙烯腈、甲基丙烯腈;乙烯基醚如乙烯基甲醚和乙烯基异丁醚;乙烯基酮如乙烯基甲酮、乙烯基乙酮和乙烯基异丙烯基酮;聚烯烃如乙烯、丙烯和丁二烯;通过结合以上两种或更多种获得的共聚物;及其混合物。
此外,可用的粘合剂树脂的实例包括环氧树脂;聚酯树脂;聚氨酯树脂;聚酰胺树脂;纤维素树脂;聚醚树脂和非-乙烯基熔融树脂;这些树脂和前述乙烯基型树脂的混合物;和在这些树脂存在下,通过聚合乙烯基型单体获得的接枝聚合物。
当使用乙烯基型单体制备粘合剂树脂时,可使用阴离子表面活性剂进行乳液聚合,制备树脂颗粒分散体。另一方面,当粘合剂树脂是另一种树脂时,可通过将树脂溶解在油状溶剂内,其中所述油状溶剂在水中具有相对低的溶解度,采用分散机如均化器,将它与阴离子表面活性剂和聚合物电解质一起分散在水中,之后加热或抽真空,以便蒸发溶剂,从而制备树脂颗粒分散体。
可采用诸如激光衍射粒度分布测量装置(LA-700:由Horiba,Ltd.制造)之类仪器,测量由此获得的树脂颗粒分散体的粒径。
另外,结晶树脂也优选用作粘合剂树脂的主要成分。此处术语“主要成分”是指在构成粘合剂树脂的组分当中的主要成分,具体地,构成粘合剂树脂的50质量%或更高的组分。在本发明中,在粘合剂树脂内的结晶树脂优选70质量%或更大,更优选90质量%或更大,和特别优选结晶树脂构成100质量%的粘合剂树脂。若构成粘合剂树脂的主要成分的树脂是不可结晶的,即无定形的树脂,则在一些方案中,在维持足够的低温定影性的同时,难以保留调色剂的抗粘连性和图象的可保留性。
术语“结晶树脂”是指在差示扫描量热(DSC)测量中,吸热量不具有阶梯式的变化,而是具有清晰的吸热峰的树脂。
对结晶树脂没有特别限制,只要它是可结晶的树脂即可。可用的结晶树脂的实例包括结晶聚酯树脂和结晶乙烯基型树脂。从定影时在纸张上的定影性、带电性和将熔点调节到优选范围内的角度考虑,优选结晶聚酯。另外,甚至更优选具有合适熔点的脂族结晶聚酯。
结晶乙烯基型树脂的实例包括使用长链烷基的(甲基)丙烯酸酯或长链链烯基的(甲基)丙烯酸酯的乙烯基型树脂。(甲基)丙烯酸酯的实例包括(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂醇酯、(甲基)丙烯酸油酯和(甲基)丙烯酸二十二烷酯等。在本发明的说明书中,“(甲基)丙烯酰基”的说明是指任何一个“丙烯酰基”和“(甲基)丙烯酰基”。
同时,由酸(二羧酸)组分和醇(二元醇)组分合成结晶聚酯树脂。在本发明中,相对于前述结晶聚酯主链,以50质量%或更低的比例共聚其它组分获得的共聚物也是结晶聚酯。
对制备结晶聚酯树脂的方法没有特别限制,和可采用其中酸组分和醇组分反应的通用聚酯聚合方法来制备它。另外,可用的聚酯聚合方法的实例包括直接缩聚法和酯交换法,和取决于单体的种类来采用这些方法。
可在180至230℃的聚合温度下制备结晶聚酯树脂。在结晶聚酯树脂的制备中,视需要,对反应体系抽真空,和在除去缩合当中产生的水与醇的同时,单体发生反应。当在反应温度下单体不溶解或不相容时,可通过添加高沸点溶剂作为增溶剂使单体溶解。在蒸馏掉增溶剂的同时,进行缩聚反应。当相容性较低的单体存在于共聚反应中时,可采用将与单体缩聚的酸或醇,事先缩合相容性较低的这一单体,之后可将它与主要组分缩聚。
在结晶聚酯树脂的制备中可使用的催化剂包括碱金属化合物如锂和钠;碱土金属化合物如镁和钙;金属化合物如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗;亚磷酸酯化合物;磷酸盐化合物;和胺化合物。这些催化剂的实例包括下述化合物:
催化剂的具体化合物包括化合物如醋酸钠、碳酸钠、醋酸锂、碳酸锂、醋酸钙、硬脂酸钙、醋酸镁、醋酸锌、硬脂酸锌、环烷酸锌、氯化锌、醋酸锰、环烷酸锰、四乙氧化钛、四丙氧化钛、四异丙氧化钛、四丁氧化钛、三氧化锑、三苯基锑、三丁基锑、甲酸锡、草酸锡、四苯基锡、二氯化二丁锡、氧化二丁锡、氧化二苯锡、四丁氧化锆、环烷酸锆、碳酸锆、醋酸锆、硬脂酸锆、辛酸锆、氧化锗、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(2,4-叔丁基苯酯)乙基三苯基溴化鏻、三乙胺和三苯胺等。
结晶树脂的熔点优选50-120℃,和更优选60-110℃。若熔点低于50℃,则在一些方案中,在调色剂的保留性或定影之后调色剂的保留性方面出现问题。另一方面,若熔点高于120℃,则在一些方案中,当与常规的调色剂相比时,得不到充足的低温定影。
此处,使用差示扫描量热计(DSC)测量结晶树脂的熔点。当以10℃/分的升温速率从室温测量到150℃时,可以以JIS K-7121中所示的输入-补偿型差示扫描量热法的熔融峰值温度形式获得结晶树脂的熔点。另外,在一些方案中,结晶树脂显示出多重峰,和在本发明中,认为最大峰是熔点。
-脱模剂-
作为在本发明的调色剂中使用的脱模剂,优选如ASTMD3418-8所测量的主要最大峰在50-140℃范围内的物质。若主要最大峰低于50℃,在定影时倾向于出现偏移性。另一方面,若主要最大峰高于140℃,则定影温度也会增加,和由于图象表面的光滑度不足,所以在一些方案中光泽受损。
为了测量主要最大峰,可使用由Perkin Elmer制造的仪器如DSC-7。为了校正在该装置的检测部分的温度,使用铟和锌的熔点。为了校正在该装置内的热量,使用铟的熔融热。使用铝板并设定空板作为对照,在10℃/分的升温速率下测量样品的主要最大峰。
在定影引发时的温度(例如180℃)下,脱模剂的粘度优选15mPa.s或更低,更优选1-10mPa.s,和进一步优选1.5-8mPa.s。若粘度超过15mPa.s,则在定影时的溶出降低,和可剥离性劣化,并倾向于出现偏移性。
优选以5-30质量%,更优选5-25质量%,和进一步优选5-20质量%包含脱模剂。脱模剂的含量是根据吸热峰面积获得的含量。
可通过在水中分散脱模剂以及聚合物电解质(例如离子表面活性剂、聚合物酸、聚合物碱等),将分散体加热到熔点或比熔点更高,和用均化器或压力-释放型分散机施加强剪切,以便将该材料转化成微粒,从而制备含脱模剂颗粒的脱模剂分散体。所得脱模剂分散体含有粒径为1微米或更小的脱模剂颗粒。可用例如激光衍射粒度分布测量装置(LA-700:由Horiba,Ltd.制造)测量所得脱模剂颗粒分散体的粒径。
从带电性和耐用性方面考虑,优选脱模剂具有比粘合剂树脂颗粒小的极性。也就是说,考虑到良好的包含性,优选脱模剂的酸值比粘合剂树脂的酸值低0.5meq/mg-KOH或更多。
此处,可例如通过氢氧化钾滴定(即中和滴定)获得本发明的酸值。制备1mol氢氧化钾水溶液、含水粘合剂树脂溶液或含水脱模剂溶液,和使用甲基橙或类似物作为指示剂,获得直到中和时的KOH滴定量。另外,通过用滴定量除以KOH的分子量(它为56),以当量形式表达酸值。
脱模剂的实例包括低分子聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯;加热时具有软化点的硅氧烷;脂肪酸酰胺如油酸酰胺、芥酸酰胺、蓖麻油酸酰胺和硬脂酸酰胺;植物蜡如巴西棕榈蜡、米蜡(rice wax)、小烛树蜡、日本蜡和西蒙得木蜡;动物蜡如蜂蜡;矿物蜡或石油蜡如褐煤蜡、地蜡、纯地蜡、石蜡、微晶蜡和费托蜡;和也可使用其改性蜡。
-其它材料-
在本发明的调色剂中,可将着色剂与前述磁性金属微粒一起使用。可使用已知的着色剂。可用的黑色颜料的实例包括碳黑、氧化铜、黑色二氧化钛、黑色氢氧化铁、二氧化锰、苯胺黑、活性炭、非磁性铁氧体、磁性铁氧体和磁铁矿。
或者染料可用作着色剂。可用的染料的实例包括各种染料(例如尼格等)如碱性染料、酸性染料、分散染料和直接染料。另外,可单独或以混合物或以固体溶液状态形式使用染料。
优选使用诸如旋转-剪切型均化器、介质-型分散机如球磨机、砂磨机、磨碎机等,和高压反向-碰撞分散机之类的仪器,通过已知方法将这些着色剂分散在水溶液内。
由于使用极化的表面活性剂,利用前述均化器,将着色剂如碳黑与磁性金属颗粒一起分散在含水介质中,所以根据着色剂在调色剂内的分散度来选择着色剂。相对于100质量份粘合剂树脂,添加3-50质量份的着色剂。
为了改进并稳定带电性,本发明的调色剂可含有带电控制剂。带电控制剂可以是任何各种常用的带电控制剂,如染料(例如季铵盐化合物、尼格型化合物、含铝、铁、铬的络合物的染料),和也可使用三苯甲烷型颜料。作为带电控制剂,在水中不易溶解的材料既适于控制离子强度,又适于降低废水污染,其中离子强度影响在聚集或凝结时的稳定性。
为了稳定带电性,可通过湿法,将无机微粒(也称为“无机颗粒”)添加到本发明的调色剂中。这种无机颗粒的实例包括通常用作调色剂表面用外添加剂的所有那些,如氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁和磷酸三钙。可通过采用离子表面活性剂、聚合物酸或聚合物碱分散,使用这些无机颗粒。
另外,为了赋予流动性或改进可清洗性,可将无机颗粒(例如氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙等)或树脂颗粒(乙烯基型树脂、聚酯、硅氧烷等)添加到本发明的调色剂中。通过在调色剂的干态下施加剪切将这些颗粒添加到表面上,和作为粒度或清洗用助剂。
-调色剂性质-
本发明的调色剂的体积平均粒径优选1-12微米,更优选3-9微米,和更优选3-8微米。另外,本发明的调色剂的数均粒径优选1-10微米,和更优选2-8微米。若粒径太小,则不仅制造性质不稳定,而且也难以控制包含结构,和带电性不足,从而在一些方案中降低显影性。若粒径太大,则图象的分辨率降低。
本发明调色剂的体积平均粒度分布指数GSDv优选1.30或更低。另外,体积平均粒径分布指数GSDv与数均粒度分布指数GSDp之比(GSDv/GSDp)为0.95或更大。
若体积分布指数GSDv超过1.30,则在一些方案中,图象的分辨率降低。另外,体积平均粒径分布指数GSDv与数均粒度分布指数GSDp之比(GSDv/GSDp)小于0.95,调色剂的带电性降低,和出现迁徙和模糊等,从而在一些方案中导致图象缺陷。
在本发明中,如下测量并计算调色剂的粒径、前述体积平均粒度分布指数GSDv和数均粒度分布指数GSDp的数值:首先,考虑到各个调色剂颗粒的体积和数量,为了细分粒度范围(分布),使用测量仪如Coulter Counter TAII(由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造)或Multisizer II(也由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造)测量的调色剂的粒度分布作为从小直径一侧起的累计分布。接下来,将16%的累计粒径定义为体积平均粒径D16v和数均粒径D16p,和将50%的累计粒径定义为体积平均粒径D50v和数均粒径D50p。类似地,将84%的累计粒径定义为体积平均粒径D84v和数均粒径D84p。此处体积平均粒度分布指数(GSDv)定义为(D84v/D16v)1/2,和数均粒度指数(GSDp)定义为(D84p/D16p)1/2。可使用这些关系等式计算体积平均粒度分布指数(GSDv)和数均粒度指数(GSDp)。
本发明的调色剂的带电量的绝对值优选15-60μC/g,和更优选20-50μC/g。若带电量小于15μC/g,则倾向于出现背景污染(即模糊),和若带电量超过60μC/g,则倾向于容易降低图象浓度。
另外,本发明的调色剂在夏天的带电量(高温、高湿度)与在冬天的带电量(低温、低湿度)之比优选0.5-1.5,和更优选0.7-1.3。若比例在这些范围之外,则调色剂的带电性倾向于强烈依赖于环境条件,和其稳定性不足,这使得调色剂不实用。
考虑到成象性质,本发明调色剂的形状系数SF1优选110≤SF1≤140。例如通过下述方法,以平均形状系数(周长的平方/投影面积)计算该形状系数SF1。将在玻璃滑尺上散射的调色剂的光学显微图象通过照相机输入到Luzex显微图象分析***,计算50种或更多种调色剂的周长的平方/投影面积(ML2/A)×(π/4)×100,和获得平均值,从而获得该系数。
在本发明的调色剂中,考虑到少油的可剥离性和调色剂的制造性质,通过差热分析获得的最大吸热优选70-120℃,更优选75-110℃,和进一步优选75-103℃。
在本发明的调色剂中,优选调色剂的储能模量G1`为1×103-1×105Pa,这是在正弦波振动方法中,在6.28rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的,和优选调色剂的储能模量G1`与调色剂的储能模量G2`(Pa)之比(G2`/G1`)为0.5-2.5,其中调色剂的储能模量G2`是在正弦波振动方法中,在62.8rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的。另外,更优选调色剂的储能模量G1`为1.7×103-9.8×104Pa,和(G2`/G1`)之比为1.0-2.0。进一步优选调色剂的储能模量G1`为2.0×103-6.0×105Pa,和(G2`/G1`)之比为1.1-1.8。
另外,若结晶粘合剂树脂用作粘合剂树脂,则优选调色剂的储能模量G1`为1×10-5×104Pa,这是在正弦波振动方法中,在6.28rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的,和优选调色剂的储能模量G1`与调色剂的储能模量G2`(Pa)之比(G2`/G1`)为1.0-7.0,其中调色剂的储能模量G2`是在正弦波振动方法中,在62.8rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的。另外,更优选调色剂的储能模量G1`为5×102-9.7×104Pa,和(G2`/G1`)之比为1.0-6.8。进一步优选调色剂的储能模量G1`为1.5×103-6.0×104Pa,和(G2`/G1`)之比为1.1-6.5。
测量动态粘弹性,获得调色剂的这一储能模量所使用的仪器实例是由Rheometric Scientific制造的ARES测量装置。在动态粘弹性的测量中,通常将调色剂模塑成片剂、放置在直径为25mm的平行板上,调节样品黑度为20mm,使法向力为0,和在6.28rad/s与62.8rad/s之下,提供正弦波振动。在160℃下启动测量,以便消除在测量启动时的响应误差失真,并持续到190℃,和使用在180℃下测量并计算的储能模量G`。
为了获得精确的测量,通过使用液氮控制测量体系内的温度,来调节这一温度。优选测量的时间间隔为30秒,和优选在测量启动之后温度调节的精度为±1.0℃或更小。另外,在测量过程中,合适地进行调节,以便恰当地保持在测量温度下的失真量,和获得恰当地测量的数值。
一般地,调色剂的动态粘弹性和粘度取决于在动态粘弹性测量过程中的频率。若频率高,则不仅构成粘合剂的粘合剂树脂组分,而且在调色剂内的内添加剂如着色材料和磁性金属颗粒,其存在对于弹性的贡献均大,和存在硬化的倾向。另一方面,若频率低,则这一贡献降低,结果显示出软行为,从而使所测量的储能模量小。
一般地,随着温度升高,聚合物材料如调色剂的状态从分子链的运动状态变化为玻璃区、过渡区、橡胶上限(upper)区和流动区。玻璃区是在等于或小于玻璃化转变温度(Tg)的温度下聚合物主链的运动被冻结的状态,但随着温度升高和分子运动增加,材料逐渐从玻璃态开始软化,和最后显示出流动态。
如上所述,这些性质受到测量频率的影响,和其大小也受到调色剂的组成即,仅由粘合剂树脂组成的表面的附近厚度(体积);和所存在的调色剂的含量、位置以及状态,即调色剂用内添加剂的分散状态和与粘合剂树脂的亲和性的影响。
特别地,在本发明的调色剂中,在调色剂的生产过程中核壳结构的形成、着色剂存在状态的差别、在调色剂颗粒内部的磁性颗粒或脱模剂颗粒影响定影和带电性。当变化动态粘弹性的频率时,以响应方面的差别形式检测出这一差别。
由于该原因,在本发明的调色剂中,优选调节储能模量G1`和储能模量比(G2`/G1`)到前述范围内,因为可形成更好的图象,从而改进调色剂内部的内添加剂的分散条件。
若这一储能模量G1`小于1×103Pa,则在调色剂熔融时的成丝性质高,和不仅降低少油的可剥离性,而且可恶化高温偏移性。另一方面,若储能模量G1`大于1×105Pa,则由于弹性高且硬,所以不显示成丝性质,和热偏移性以及少油剥离性得到改进,但与材料如纸张的粘接性降低,即在一些方案中定影性降低。
另外,当储能模量之比(G2`/G1`)小于0.5时,则表明内添加剂在调色剂内部的分散不均匀,和不能进行充分的结构控制,且降低显色颗粒与带电颗粒之间的均匀度,而这将导致迁徙。另一方面,若储能模量比(G2`/G1`)大于2.5,则分散度更好,但在一些方案中没有充分形成核结构,和尽管定影性与可剥离性较好,但带电性和流动性倾向于劣化。
另外,若结晶树脂用作粘合剂树脂,则优选调色剂的熔点为50-120℃的温度区间范围内(优选70-100℃)。由于在熔点处于边界(border)的情况下,结晶树脂的粘度快速降低,和由于在不低于熔点的温度下储存结晶树脂,所以它会聚集,从而引起粘连。因此,含前述结晶树脂作为粘合剂树脂的主要成分的调色剂,优选其熔点是比储存或使用时曝光温度高的温度,即50℃或更高。另一方面,若熔点高于120℃,则在一些方案中,难以实现低温定影。
此处,以JIS K-7121中所示的输入补偿型差示扫描量热法中的熔融峰值温度形式可获得调色剂的熔点。由于在一些方案中,含有显示出多个熔融峰的结晶树脂作为主要组分,或在一些方案中,含有蜡,所以调色剂可能显示出多个熔融峰。在本发明中,最大峰认为是熔点。
在本发明的调色剂中,为了能在约100℃的低温下定影,在1rad/s的角频率和120℃下的储能模量优选1×105Pa或更小,和更优选9.6×104Pa或更小。
另外,在本发明的调色剂中,当结晶树脂用作粘合剂树脂时,在6.28rad/s的角频率和120℃下的储能模量优选1×105Pa或更小,和更优选50-1×105Pa。
此处,为了在1rad/s的角频率和120℃下测量储能模量,使用诸如旋转平板流变仪(RDA2RHIO***Ver.4.3.2.,由Rheometric Scientific FE制造)之类的仪器。例如通过在样品夹持器中固定样品,和在1℃/分的升温速率、1rad/s的频率、20%或更小的失真度和在测量确保值范围内的检测扭矩下,进行测量。视需要,通过使用8mm或20mm样品夹持器进行测量。
优选本发明的调色剂具有这种温度间隔,以便在10℃的温度范围内因温度变化导致在1rad/s的角频率和120℃下的储能模量值的变化为3次方或更大(在该温度间隔内,当温度升高10℃时,储能模量值变化为1/1000或更低)。当在1rad/s的角频率和120℃下的储能模量值不具有前述温度间隔时,定影温度变高,结果在一些方案中,在定影步骤中的能耗降低变得不充分。
为了获得更好的耐偏移性,优选本发明的调色剂在120℃下具有100Pa.s或更高的熔体粘度。另外,在结晶树脂用作粘合剂树脂的方案中,优选在120℃下的熔体粘度为100Pa.s或更高。
通过如上所述地满足各调色剂的性质,甚至在高速工艺中,可获得带静电的图象显影用单组分或双组分调色剂,它显示出优良的带电性,在带电的颜色上具有最小的差别,和在少油定影中不显示出因温度而导致的可剥离性的波动。此外,可获得保持更好光泽的组分,该组分具有优良的定影性如与定影片材的定影图象粘接性,和在其上定影的片材的可剥离性以及优良的耐热偏移性,和定影图象的弯曲耐久性和光泽。
-调色剂的制备-
通过湿法如乳液聚集和凝结方法、悬浮聚合方法、溶度悬浮粒化方法、溶度悬浮方法和溶度乳液聚集凝结方法,理想地制备本发明的调色剂。湿法是在酸性或碱性含水介质中生产调色剂颗粒的方法。例如在乳液聚集和凝结方法中,通过使用前述磁性金属颗粒,在聚集体系内的离子平衡的破坏受到抑制,和聚集速率的控制变得容易。另外,在悬浮聚合方法中,通过使用前述磁性金属颗粒,阻聚受到抑制,和特别地,粒径的控制变得容易。此外,在溶度悬浮粒化方法或溶度乳液聚集凝结方法中,在粒化和乳化时可能使颗粒变稳定。
乳液聚集和凝结方法是具有聚集步骤和乳化/凝结步骤的方法,其中在所述聚集步骤中,混合树脂微粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒,其中在所述树脂颗粒分散体内分散1微米或更小的至少一种树脂微粒(也称为“树脂颗粒分散体”和“树脂颗粒”),在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内分散脱模剂颗粒;和其中在所述乳化/凝结步骤中,加热聚集颗粒到不低于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点,以便熔化和凝结该颗粒。
具体地,乳液聚集和凝结方法是如下获得调色剂颗粒的一种方法:首先,使用树脂分散体,其中在该分散体内,采用离子表面活性剂分散通常通过乳液聚合制备的树脂颗粒,并在其中混合磁性金属颗粒分散体,在该磁性金属颗粒分散体内,采用具有相反极性的离子表面活性剂分散颗粒,从而引起非均相聚集。向其中加入树脂颗粒,使颗粒表面粘合并聚集,从而形成具有调色剂直径的聚集颗粒。之后将它加热到树脂的玻璃化转变点或熔点或更高的温度,以便使聚集的材料乳化并凝结,然后洗涤并干燥,获得调色剂颗粒。
此外,可通过综合的混合与聚集进行该乳液聚集和凝结方法。或者,可如下进行该乳液聚集和凝结方法:首先,在聚集步骤的较早阶段中,事先改变具有各自极性的离子分散剂的用量之间的平衡,并使用例如至少一类金属盐的聚合物在离子上中和离子分散剂。和在玻璃化转变点或熔点或更低的温度下形成并稳定处在第一阶段的基体聚集体,和在第二阶段,添加用分散剂处理的颗粒分散体,其中所述分散剂具有的极性和用量使得平衡的改变得到补偿。在该点处,视需要,将该材料略微加热到包含在基体内的树脂或额外的颗粒的玻璃化转变点或熔点或更低的温度,和可在更高的温度下使之稳定。通过加热到玻璃化转变点或熔点或更高的温度,在聚集体形成的第二阶段添加的颗粒凝结,同时粘合到基体聚集的颗粒表面上。此外,可多次反复这一聚集步骤的方法。
在聚集步骤中,理想地,当混合各分散体时,所添加的至少一种金属盐的聚合物是四价铝盐的聚合物或四价铝盐的聚合物与三价铝盐的聚合物的混合物。这种聚合物的实例包括无机金属盐(如硝酸钙等)和无机金属盐的聚合物(如聚(氯化铝)等)。另外,理想地以0.11-0.25质量%的浓度添加这一金属盐聚合物。
理想地聚集步骤包括第一步聚集步骤和第二步聚集步骤,其中在第一步聚集步骤中,混合树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成含有第一种树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的核-聚集颗粒,其中在所述树脂颗粒分散体内分散粒径为1微米或更小的至少第一种树脂颗粒,在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内,分散脱模剂颗粒;和在第二步聚集步骤中,在核-聚集颗粒的表面上形成含第二种树脂颗粒的壳层,从而获得核/壳聚集颗粒。
在第一步聚集步骤中,首先,制备树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体。通过分散第一种树脂颗粒制备树脂颗粒分散体,其中所述第一种树脂颗粒是使用离子表面活性剂,在溶剂中通过乳液聚合制备的。使用与制备树脂颗粒分散体所使用的离子表面活性剂的极性相反的离子表面活性剂,在溶剂中分散具有所需颜色如蓝色、红色和黄色的着色剂颗粒,制备着色剂颗粒分散体。另外,通过在水中分散脱模剂以及离子表面活性剂和聚合物电解质如聚合物酸和聚合物碱,并加热到熔点或更高的温度,同时用均化器或压力-释放型分散机施加强剪切,以便细化该材料,从而制备脱模剂颗粒分散体。
然后,将树脂颗粒分散体、着色剂颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体与杂聚集(hetero-aggregate)的第一种树脂颗粒、着色剂颗粒和脱模剂颗粒混合,形成含第一种树脂颗粒、着色剂颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒(即核聚集颗粒),它的直径基本上接近于所需的调色剂直径。
在第二步聚集步骤中,使用含第二种树脂颗粒的树脂颗粒分散体,将第二种树脂颗粒粘合到在第一步聚集步骤中获得的核聚集颗粒的表面上。按照这一方式,形成所需厚度(sickness)的覆盖层(即壳层),和具有核/壳结构且在其颗粒表面上形成壳层的聚集颗粒(即核/壳聚集颗粒)。在这使用的第二种树脂颗粒可与第一种树脂颗粒相同或相异。
另外,为了促进调节调色剂直径和粒度分布到所需的数值内,在第一步和第二步聚集步骤中使用的第一种树脂颗粒、第二种树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的粒径优选1微米或更小,和更优选在100-300nm范围内。
在第一步聚集步骤中,可事先改变包含在树脂颗粒分散体或磁性金属颗粒分散体内的两种极性离子表面活性剂(分散剂)用量之间的平衡。例如,使用无机金属盐(如硝酸钙等)或无机金属盐的聚合物(如聚(氯化铝)等),在离子上中和它,和加热到第一种树脂颗粒的玻璃化转变温度或更低的温度下,以制备核聚集的颗粒。
在该方案中,在第二步聚集步骤中,用分散剂处理树脂颗粒,其中分散剂的极性与用量使得如上所述的两种极性分散剂之间的平衡改变得到补偿。此外,可将该树脂颗粒分散体添加到含有核聚集颗粒的溶液中,以制备核/壳聚集颗粒。当进行这步时,若进一步需要,可在小于或等于核聚集颗粒或第二步聚集步骤中所使用的第二种树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度下略微加热该材料。
另外,可多次反复第一步和第二步聚集步骤。
接下来,在熔化/凝结步骤中,为了熔化并凝结和获得调色剂,可在溶剂内,将通过聚集步骤(剂第二步聚集步骤)获得的核/壳聚集颗粒加热到大于或等于在这些核/壳聚集颗粒内包含的第一种或第二种树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(当使用两种或更多种树脂时,树脂的玻璃化转变温度具有最高的玻璃化转变温度)。
悬浮聚合方法是通过施加机械剪切力,和在施加搅拌剪切的同时,施加热能,在无机或有机分散剂存在下,使含至少一种可聚合单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒的分散体悬浮,从而聚合该材料,获得调色剂颗粒的方法。
具体地,悬浮聚合方法是一种如下获得调色剂颗粒的方法:首先,溶解可聚合的单体(如苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯酸等),在惰性气体存在下,将该溶液加热到55℃,使脱模剂完全溶解,并向其中加入聚合引发剂(如丙烯酸偶氮二异丁酯等)。然后,将它加入到预热至60℃的无机分散剂(如磷酸钙等)的水分散体中,和通过采用均化器(如TK均相混合机等),施加机械剪切,悬浮粒化该材料,以便获得分散体。在10小时处,将它加热到聚合引发剂的温度,以便在6小时内反应。在反应完成并冷却到常温之后,加入酸如盐酸,溶解并除去分散剂组分。之后,用纯水充分洗涤,当滤液的pH为中性时,使用过滤材料如No.5A过滤器进行固-液分离,以便获得调色剂颗粒。
溶度悬浮粒化方法是通过在聚合物溶液内分散可聚合的单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒,其中在所述聚合物溶液内事先预聚可聚合单体到300-15000的重均分子量;通过施加机械剪切力和施加热能,在无机或有机分散剂存在下悬浮该分散体,在施加搅拌剪切的同时聚合该材料,从而获得调色剂颗粒的方法。
具体地,溶度悬浮粒化方法是如下获得调色剂颗粒的方法:
首先,事先预聚可聚合单体,制备聚合物溶液,其中根据GPC测量获得该聚合物的Mw为3000-15000。之后,将磁性金属颗粒、脱模剂、着色剂、可聚合单体和聚合引发剂加入到聚合物溶液中。在施加机械剪切力的同时,在无机或有机分散剂存在下悬浮该聚合物溶液,并在施加搅拌剪切的同时施加热能,获得聚合物颗粒,以便获得调色剂颗粒。在该方法中,尽管工艺基本上与前述悬浮粒化工艺相同,但通过调节预聚物的Mw到3000-15000,不仅获得适于定影和粒化的粘度,而且在不要求链转移剂的情况下,可控制所生产的调色剂的重均分子量Mw。
溶度悬浮方法是通过施加机械剪切力,在无机或有机分散剂的存在下,通过悬浮在有机溶剂内溶解粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒而得的溶液,接着去溶剂化,获得调色剂颗粒的方法。
具体地,溶度悬浮方法是如下获得调色剂颗粒的方法:首先,在有机溶剂(如乙酸乙酯等)内一次溶解粘合剂树脂组分、磁性金属颗粒和脱模剂,然后在不溶解它们的溶剂(如含水溶剂)内分散该溶液以及无机颗粒如磷酸钙和分散剂如聚乙烯醇和聚(丙烯酸钠),和通过采用均化器(如TK均相混合机等),施加机械剪切力,分散该溶液。接下来,将它加入到1M盐酸中,溶解并除去分散剂组分,和使用过滤器,用Nutsche进行固-液分离。之后,蒸馏掉在颗粒内的残留溶剂组分,获得调色剂颗粒。
溶度乳液聚集凝结方法是具有下述步骤的方法:(1)聚集步骤,在阴离子表面活性剂存在下,乳化其中粘合剂树脂溶解在有机溶剂内的溶液,同时向其中施加机械剪切力,进行去溶剂化,和在阴离子表面活性剂存在下,施加机械剪切力,获得至少1微米或更小的树脂颗粒,接着冷却到50℃或更低,制备树脂颗粒分散体溶液;混合树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒,其中在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内分散脱模剂颗粒;和(2)熔化/凝结步骤,加热聚集颗粒到等于或大于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点的温度下,以便熔化和凝结该颗粒。
具体地,溶度乳液聚集凝结方法是如下获得调色剂颗粒的方法:首先,将粘合剂树脂组分溶解在会溶解该组分的溶剂(如乙酸乙酯)内。之后,在离子表面活性剂存在下,采用均化器(如TK均相混合机等),施加机械剪切力,和采用离子表面活性剂(如烷基苯磺酸钠等),施加表面活性力,将其乳化,获得树脂颗粒。接下来,通过减压蒸馏,蒸馏掉残留溶剂,获得树脂颗粒分散体。之后,进行与前述乳液聚集和凝结方法相同的步骤得到调色剂颗粒。
在乳液聚合、悬浮聚合、悬浮乳化、悬浮粒化、颜料分散体、磁性金属颗粒分散体、树脂颗粒分散体、脱模剂分散体、在前述方法中其聚集或稳定化所使用的表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂如磺酸盐型、烷基苯磺酸盐型、磷酸酯型和肥皂型以及阳离子表面活性剂如胺盐型和季铵盐型。或者,有效地使用非离子表面活性剂如聚乙二醇型、烷基酚环氧乙烷加合物型和与这些表面活性剂一起使用的多元醇型。此外,作为聚合物分散剂,可使用聚乙烯醇、聚(丙烯酸钠)、聚(丙烯酸钾)和聚(甲基丙烯酸钠)和聚(甲基丙烯酸钾)。
另外,作为分散设备,可使用常用设备如旋转-剪切型均化器或具有介质的球磨机、砂磨机和dino mill。
在任何这些方法中,在颗粒形成之后,用强酸的水溶液除去分散剂,所述强酸例如盐酸、硫酸和硝酸,用离子-交换水漂洗,直到滤液变为中性,之后任意地进行洗涤步骤、固液分离步骤和干燥步骤,获得所需调色剂。对固液分离步骤没有特别限制,但考虑到产率,优选使用诸如抽滤和压滤之类方法。此外,对干燥步骤没有特别限制,但考虑到产率,优选使用冻干、吹洗射流干燥、流动干燥和振动型流动干燥等。
(成象方法和成象装置)
接下来,将解释使用本发明调色剂的成象方法和成象装置。
成象方法包括至少一步带电步骤,使载象元件的表面带电;静电潜象形成步骤,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影步骤,用含至少一种调色剂的显影剂,使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,形成调色剂图象;和定影步骤,利用前述调色剂,在记录介质的表面上使调色剂图象定影。
由于本发明的成象方法使用本发明的调色剂,所述调色剂在定影时具有优良的可剥离性,和在调色剂制备阶段具有形状可控性,当定影时,调色剂图象与接触元件之间的可剥离性优良,和可防止诸如在显影时调色剂迁徙、在定影之后图象质量降低之类问题的发生。
对本发明的成象方法没有特别限制,只要它包括至少一步带电步骤、静电潜象形成步骤、显影步骤和定影步骤即可,和此外,它可包括其它步骤。其它步骤的实例可包括在显影步骤之后的转印步骤,将在载象元件表面上形成的调色剂图象转印到转印接收材料上。
类似地,本发明的成象装置包括至少一个带电设备,使载象元件表面带电;静电潜象形成设备,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影设备,用含至少一种调色剂的显影剂,使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,形成调色剂图象;和定影设备,利用前述调色剂,在记录介质的表面上使调色剂图象定影。
由于本发明的成象装置可使用本发明的调色剂进行成象,所述调色剂当定影时,具有优良的可剥离性,和在调色剂制备时具有形状可控性,当定影时,调色剂图象与接触元件之间的可剥离性优良,和可防止诸如在显影时调色剂迁徙和在定影之后图象质量降低之类问题的发生。
对本发明的成象装置没有特别限制,只要它包括至少一个带电设备、静电潜象形成设备、显影设备和定影设备即可,但它可同样包括其它设备。可包括的其它设备的实例是转印设备,其中在显影之后,将在载象元件表面上形成的调色剂图象转印到转印接收材料上。
接下来,以下将详细地解释使用本发明的成象装置的本发明的成象方法,但本发明并不限制到这些实施方案。
图1是显示本发明成象装置的一个实例的示意图。在图1中,成象装置100包括载象元件101、带电器102、用于形成静电图象的记录装置103、提供黑色(K)、黄色(Y)、深红色(M)、蓝绿色(C)各种颜色的显影剂用的显影器件104a、104b、104c、104d、消静电灯105、清洁装置106、中间转印接收材料107和转印辊108。本发明的调色剂包含在显影器件104a所提供的显影剂内。
在载象元件101的周围,沿着成象元件101的旋转方向(箭头A的方向)按序排列着非接触型带电器102,使载象元件101均匀带电;写入(writing)装置103,通过用箭头L所示的扫描曝光照射载象元件101的表面,在载象元件101的表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影器件104a、104b、104c、104d,用于向静电潜象供应它们的各种颜色的调色剂;鼓状中间转印接收材料107,它毗连载象元件101的表面,且能随着载象元件101沿箭头A方向旋转跟着沿箭头B方向旋转;消静电灯105,使载象元件101的表面消静电;和毗连载象元件101表面的清洁装置106。
另外,可控制毗连/不-毗连的转印辊108位于中间转印接收材料107的表面上,相对于中间转印接收材料107,转印辊108处于载象元件101的相对一侧,和当毗连时,转印辊108随着中间转印接收材料107沿箭头B方向旋转跟着沿箭头C方向旋转。
通过传送设备(未示出)从与箭头N相反一侧传送到箭头N方向的记录介质111可在中间转印接收材料107和转印辊108间渗透。在中间转印接收材料107的箭头N方向一侧上,排列着提供热源(未示出)的定影辊109,和在转印辊108的箭头N方向一侧上,排列着推进(pushing)辊,和在压力下定影辊109与推进辊接触,形成压力接触部件(辊隙部件)。另外,穿过中间转印接收材料107和转印辊108之间的记录介质111可沿箭头N方向渗透经过该压力接触部件。
由于本发明的成象装置使用具有上述优良效果的本发明的调色剂,所以与常规的装置不同,不必用低表面能膜如氟碳树脂膜覆盖本发明的定影辊109的表面。由于芯材例如是SUS材料或Al材料,所以可暴露定影辊109的表面。
接下来,将解释使用成象装置100的成象。首先,随着载象元件101沿箭头A方向旋转,借助非-接触的带电器102,使载象元件101的表面均匀带电,在用写入装置103均匀带电的载象元件101的表面上形成相应于各种颜色的图象信息的静电潜象,和将来自显影器件104g、相应于静电潜象的颜色信息的本发明调色剂供应到载象元件101的表面上(其中在其表面上形成该静电潜象),形成调色剂图象。
接着,通过用电源(未示出),在载象元件101与中间转印接收材料107之间施加电压,在载象元件101与中间转印接收材料107之间的接触部位处,将在载象元件101的表面上形成的调色剂图象转印到中间转印接收材料107上。
在调色剂图象转印到中间转印接收材料107上之后,通过照射来自消静电灯105的光,使载象元件101的表面消静电,和用清洁装置106中的清洁刮刀除去在前述表面上发现的任何残留调色剂。
通过每种颜色重复前述步骤,在中间转印接收材料107的表面上层压相应于图象信息的各种颜色的调色剂图象。
在前述步骤中,转印辊108处于不与中间转印接收材料107毗连的状态,和在所有颜色的调色剂图象层压到中间转印接收材料107的表面上之后,在转印到记录介质111上时,转印辊108与中间转印接收材料107毗连。
随着中间转印接收材料107沿箭头B方向旋转,在中间转印接收材料107的表面上如此层压的调色剂图象被移动到中间转印接收材料107与转印辊108之间的接触部件上。此刻,记录介质111沿箭头N方向渗透穿过具有纸张传送辊(未示出)的该接触部件,和通过在中间转印接收材料107与转印辊108之间施加的电压,将层压到中间转印接收材料107上的调色剂图象作为整体在接触部位处转印到记录介质111的表面上。
如此转印到记录介质111表面上的调色剂图象被传送到定影辊109与推进辊110之间的辊隙部位,并在穿过辊隙部位的同时,由其表面用内在热源(未示出)加热的定影辊109加热记录介质111。此刻,调色剂图象被固定在记录介质111的表面上,且形成图象。
可通过使用图2所示的定影装置,进行前述定影步骤。参考图2,将解释本发明的成象方法中使用的定影装置(成象装置)。如图2所示,定影装置配有定影辊1、多个承载辊21、22、23和通过这些辊张紧的环带(耐热带)2。本发明中使用的定影装置可配有另一根环带,以便环绕加热定影辊1,和通过另一根这种环带,可制造本发明中使用的定影装置,在定影辊和环带2之间形成辊隙。
构造加热定影辊1,以便由0.5mm或更大的耐热弹性体组成的里层(耐热的弹性体层)13,和外层14依次覆盖在由金属制造的中空辊12上,所述中空辊包含卤灯11,它充当热源。可通过用温度传感器15监控表面温度,将加热定影辊1控制在预定的温度下。里层(耐热的弹性体层)13的厚度优选0.5mm或更大,和更优选1mm或更大。
环带2以预定的角度缠绕加热定影辊1,以便在环带2与加热定影辊1之间形成辊隙。这一角度通常在10-65°范围内,更优选在20-60°范围内,和特别优选在30-50°范围内。
通过辊21、22和23张紧环带2,和由于承载辊23与发动机24相连接,所以可旋转驱动环带2。由于该原因,承载辊23充当驱动辊,和可沿箭头A方向旋转环带2。因此,与环带2接触的加热定影辊1跟着沿箭头A方向旋转。
另外,在本发明的定影装置中,在环带2内部,在辊隙出口处,进一步提供压力辊25。在压力下通过环带2,通过相连的压缩螺旋弹簧,使压力辊25与加热定影辊1接触。因此,压力辊25可在加热定影辊1的耐热弹性体层内产生应变。由于压力辊25在低负载下有效地提供加热定影辊1应变,所以所需地辊25具有比加热定影辊1小的直径,和其表面硬是所需的。
当压力辊25与加热定影辊1在负载加压下接触时,加热定影辊1的表面在辊隙区域弹性变形,和在周围表面上产生应变。当旋转加热定影辊1和在该状态下纸张P经过辊隙区域时,在应变下纸张P通过辊隙区域传送。
或者,可提供定影装置脱模剂涂布装置3,它有效地促进转印接收材料的释放。脱模剂涂布装置3由脱模剂用的容器21和三个接触辊32、33、34组成。排列它们中的一个辊32,以便与加热定影辊1接触,和排列它们中的一个辊34,以便与脱模剂用的容器31内包含的脱模剂接触。来自脱模剂涂布装置3的脱模剂通过加热定影辊1涂布到纸张P上,和平稳地进行纸张P的释放。
当用以上例举的脱模剂涂布装置3,在纸张P上涂布脱模剂时,优选在加热定影辊1上涂布脱模剂,以便在纸张P上的待涂布量小于2.0×10-5g/cm2。
当涂布量超过前述上限时,可能负面影响用圆珠笔在定影图象上的记录和粘合剂胶带的施加,从而不是优选的。另一方面,涂布量小,不可能充分地行使作为脱模剂的功能,从而不是优选的。
优选使用有机硅氧烷作为脱模剂,它是一种有机硅成分,和更优选使用含氨基的有机硅氧烷化合物。特别地,通过使用在25℃下粘度为50-10000cs,更优选100-1000cs的氨基-改性硅油,可显著提高效果。
通过至少3个承载辊张紧环带2,这些承载辊之一是移动辊,而其它的承载辊为固定辊构成,移动辊通过移动来构成也可以,以便它辊轴的位置与其他的固定辊的辊轴交差。在此情况下,可充分抑制环带2的波动、皱褶和损坏。
此外,可构造移动辊的中心轴,以便相对于环带2的旋转方向,沿椭圆轨迹移动,该椭圆的焦点是位于上游侧和最接近移动辊的下游侧的两个固定辊的中心轴。在此情况下,环带2的应力最小,和可更充分地抑制环带2的波动、皱褶和损坏。
可构造加热定影辊1,以便与在2个定影辊之间张紧的环带2形成辊隙。在此情况下,在比辊隙尺寸(format)小的负载下获得相等的显影性,从而适于高速定影。
在通过加热定影辊1和环带2形成的辊隙区域的压力辊的上游侧,可通过来自环带2内侧的环带2的压力,进一步提供与加热定影辊1接触的弹性体辊。从而改进图象校正防止功能、自剥落性能、定影性和类似性能。
通过将具有未定影的调色剂图象T的纸张P(转印接收材料)转印到环带2上,进一步将P推进到通过在预定温度下控制的加热定影辊1和借助环带2的压力辊25形成的辊隙上,在压力下加热并接触P,和在纸张P上使调色剂图象T定影,从而完成利用由此构造的定影装置的定影方法。
(调色剂盒)
然后,将解释本发明的调色剂盒。本发明的调色剂盒是可拆卸地安装在成象装置上的调色剂盒,它容纳至少一种调色剂,所述调色剂被供应到在成象装置内提供的显影设备上,其特征在于调色剂是本发明的前述调色剂。
因此,在具有调色剂盒可被拆卸这一基本特征的成象装置中,由于通过采用容纳本发明调色剂的调色剂盒,使用在定影时可剥离性和在调色剂制备时形状可控性优良的本发明的调色剂,可进行成象,所以当定影时,从与调色剂图象接触的元件中剥离的性能优良,和可防止诸如在显影时调色剂迁徙、在定影之后所得图象的图象质量降低之类问题的发生。
在图1所示的成象装置是具有调色剂盒可被拆卸这一基本特征的成象装置的情况下,例如显影器件104a、104b、104c、104d与调色剂盒(未示出)相连接,其中所述调色剂盒相应于带有调色剂供应管(未示出)的各显影器件(颜色)。
在此情况下,当成象时,由于通过相应于各种显影器件(黑色)的调色剂盒中的调色剂供应管,将调色剂供应到显影器件104d上,所以在长时间内可使用本发明的调色剂形成图象。另外,当容纳在调色剂盒内的调色剂降低时,可交换该调色剂盒。
实施例
通过下述实施例详细地解释本发明,但本发明并不限制于此。
可通过下述方法获得在这些实施例中使用的调色剂。
在乳液聚集和凝结方法中,分别制备下述树脂颗粒、磁性金属颗粒分散体(或着色剂颗粒分散体)和脱模剂颗粒分散体。此时,可事先将预定量的部分无机金属盐聚合物加入到磁性金属颗粒分散体或无机颗粒分散体中,和搅拌它们,使材料聚集。
然后,在混合并搅拌以预定量存在的混合物时,添加无机金属盐的聚合物,用于离子中和,形成如上所述的各颗粒的聚集体。在达到所需的调色剂颗粒直径之前,进一步添加树脂颗粒,获得调色剂颗粒直径。在用无机氢氧化物,将体系的pH从弱酸性调节到中性范围之后,加热该材料到比树脂颗粒的玻璃化转变温度大或相等的温度,以便熔化和凝结该材料。在反应完成之后,通过充分洗涤、固-液分离和干燥步骤获得所需的调色剂。
另外,在溶度乳液聚集凝结方法中,在可聚合单体预聚之后,在表面活性剂存在下,用机械剪切力将它乳化,然后在水溶性聚合引发剂存在下,热聚合,获得乳化的树脂颗粒。之后,通过使用它并进行与聚集凝结方法相同的步骤,获得调色剂。
此外,在悬浮聚合方法中,加热并混合单体、蜡和磁性金属颗粒,和通过用介质-型分散机施加剪切,进行分散处理。将它加入到纯水分散体中,所述纯水分散体含有调节的无机分散剂,和加入溶解在可聚合单体内的油状聚合引发剂,用均化器粒化并加热,获得聚合物。然后通过洗涤、固-液分离和干燥步骤获得所需的调色剂。
另外,在溶度悬浮方法中,预聚可聚合单体,和将蜡与磁性金属颗粒溶解在有机溶剂中。将该混合物加入到存在无机分散剂的含水体系中,并通过用均化器或类似物施加机械剪切,悬浮成调色剂颗粒直径。在冷却后,在减压氛围下进行固-液分离和去溶剂化,获得所需的调色剂。
将例举制备各材料的方法,和制备调色剂颗粒的方法。
(树脂颗粒分散体1的制备)
·苯乙烯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 325质量份
·丙烯酸正丁酯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 75质量份
·丙烯酸β-羧乙酯(由Rhodia Nicca,Ltd.制造) 9质量份
·二丙烯酸1,10-癸二醇酯(由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)1.5质量份
·十二烷硫醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 2.7质量份
混合并溶解上述组分,且在下述溶液中分散并乳化,在该溶液中,将4g阴离子表面活性剂Dowfax(由Dow Chemical Company制造)溶于550g离子交换水中,和在缓慢搅拌与混合10分钟的同时,在其中放置溶解6g过硫酸铵的50g离子交换水。
然后,在体系内充分地进行氮取代之后,在搅拌***同时,用油浴加热该体系到70℃,和持续乳液聚合5小时。以这一方式,获得中心直径为195nm、固体物质含量为42%、玻璃化转变点为51.5℃、Mw为3000的阴离子树脂颗粒。
另外,用KOH获得的这些树脂颗粒(粘合剂树脂)的酸值为4.5meq/mg-KOH。
(树脂颗粒分散体2的制备)
·苯乙烯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 275质量份
·丙烯酸正丁酯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 75质量份
·丙烯酸β-羧乙酯(由Rhodia Nicca,Ltd.制造) 9质量份
·二丙烯酸1,10-癸二醇酯(由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)1.5质量份
·十二烷硫醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 2.7质量份
将上述组分引入1L烧瓶内,和在搅拌的同时温热到65℃。向其中加入50质量份苯乙烯和4.5质量份偶氮二戊腈,和在氮气氛围下使该物质反应8小时,获得Mw为29000的预聚溶液。
将它添加到加热至65℃的下述溶液中,其中在该溶液内,20质量份Neogen溶解在2L纯水中,然后用均化器(TK均质混合机)分散并乳化5分钟。接着,加入4.2质量份过氧化铵反应6小时,以便获得乳液聚合的树脂颗粒分散体。中心粒径为220nm。
另外,用KOH获得的这些树脂颗粒(粘合剂树脂)的酸值为5.5meq/mg-KOH。
(树脂颗粒分散体3的制备)
以与树脂颗粒2的制备相同的方式获得Mw为15000和中心粒径为211nm的树脂颗粒分散体,所不同的是所添加的偶氮二戊腈的量为11质量份,和过氧化铵的用量为6.3质量份。用KOH获得的这些树脂颗粒(粘合剂树脂)的酸值为6.5meq/mg-KOH。
(树脂颗粒分散体4的制备)
-结晶树脂的制备
将124质量份乙二醇、22.2质量份5-磺基间苯二甲酸二甲酯钠、213质量份癸二酸二甲酯和0.3质量份作为催化剂的二丁基氧化锡放置在加热-干燥过的三颈烧瓶内。通过降压,用氮气将容器内的空气转化成惰性氛围,和通过机械搅拌,在180℃下搅拌混合物5小时。之后,在减压下,将温度逐渐升高到220℃,搅拌该材料2小时,并终止反应,从而合成220质量份结晶聚酯树脂。
通过凝胶渗透色谱(GPC)测量分子量(相对于苯乙烯),发现所得结晶聚酯树脂的重均分子量(Mw)为9700,和数均分子量(Mn)为5400。
另外,使用DSC,根据前述测量方法,测量结晶聚酯树脂的熔点9Tm),和发现该树脂具有清晰的峰,和峰顶温度为69℃。
另外,根据树脂的NMR光谱,测量并计算共聚物组分(5-磺基间苯二甲酸组分)和癸二酸组分之比,和发现为7.5∶92.5。
-树脂颗粒分散体4的制备
将150份结晶聚酯树脂放置在850份蒸馏水中,加入10份作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠,和在加热到85℃的同时,用均化器(由IKA日本K.K.:ULTRA-TURRAX制造)混合并搅拌该材料,获得树脂颗粒分散体。
用KOH获得的这些树脂颗粒(粘合剂树脂)的酸值为0meq/mg-KOH。
(树脂颗粒分散体5的制备)
-非晶聚酯树脂的制备
将35摩尔份聚环氧乙烷(2,0)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、65摩尔份聚环氧丙烷(2,2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、80摩尔份对苯二甲酸、10摩尔份正十二碳烯琥珀酸、10摩尔份偏苯三酸和0.05摩尔份相对于这些酸组分(对苯二甲酸、正十二碳烯琥珀酸、偏苯三酸)的二丁基氧化锡放置在加热-干燥过的两颈烧瓶内。将氮气引入容器内,保持惰性氛围,升高温度,在150-230℃下进行共缩聚反应约12小时,之后在210-250℃下逐渐降低压力,合成非晶聚酯树脂(10。
通过凝胶渗透色谱(GPC)测量分子量(相对于苯乙烯),结果该非晶聚酯树脂的重均分子量(Mw)为15400,和数均分子量(Mn)为6800。
另外,根据前述熔点的测量方法,使用DSC,测量非晶聚酯树脂的DSC谱,和没有显示出清晰的峰,且观察到吸热量的阶梯式变化。玻璃化转变点是吸热量的阶梯式变化的中点,它为65℃。
-树脂颗粒分散体5的制备
将150份非晶聚酯树脂放置在850份蒸馏水中,和加入20份作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠,和在加热到99℃的同时,用均化器(由IKA日本K.K.:ULTRA-TURRAX制造)混合并搅拌该材料,获得树脂颗粒分散体。
另外,用KOH获得的该树脂颗粒(粘合剂树脂)的酸值为7meq/mg-KOH。(着色剂分散体1的制备)
·碳黑(由Cabot Corporation制造的R330) 45质量份
·离子表面活性剂Neogen SC(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd,制造)5质量份
·离子交换水 200质量份
混合并溶解上述组分,使用均化器(由JIKA日本K.K.制造的ULTRA-TURRAX)分散10分钟,然后使用超声分散机,照射28Hz的超声10分钟,获得中心粒径为85nm的着色剂分散体。
(磁性金属颗粒分散体1的制备)
将平均粒径为90nm的铁氧体颗粒MTS010(由Toda Kogyo Corp.制造)加入到5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷溶解在100g纯水内的溶液中,和在温和地搅拌30分钟的同时,粘附在磁性金属颗粒表面上。接着,将5质量%的Neogen SC(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的直链烷基苯磺酸钠)放置在其中,将混合物温热到40℃,并搅拌30分钟,使表面活性剂粘附到该表面上,以便获得磁性金属颗粒分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为480mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为4.5meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体2的制备)
以与磁性金属颗粒分散体1的制备相同的步骤制备该分散体,所不同的是将铁氧体颗粒变为平均粒径为250nm的EPT305(Toda Kogyo Corp.制造),用碳酸钙进行表面处理,将十二烷基苯磺酸钠变为聚(丙烯酸钠)且加入量为12质量份,从而获得分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为120mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为6.0meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体3的制备)
进行与磁性金属颗粒分散体1的制备相同的步骤,所不同的是将铁氧体颗粒变为平均粒径为120nm的EPM012s1(由Toda Kogyo Corp.制造),和用三异硬脂酸异丙基钛(isopropyltitanium triisostearate)进行表面处理,和十二烷基苯磺酸钠的添加量变为8.4质量份,从而获得分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为270mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为5.2meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体4的制备)
使用与制备磁性金属颗粒分散体3相同的步骤制备该分散体,所不同的是用磷酸钠进行表面处理。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为370mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为2.7meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体5的制备)
进行与磁性金属颗粒分散体3的制备相同的步骤,所不同的是将铁氧体颗粒变为平均粒径为120nm的EPM012s1(由Toda Kogyo Corp.制造),和获得分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为270mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为5.1meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体6的制备)
进行与磁性金属颗粒分散体3的制备相同的步骤,所不同的是将铁氧体颗粒变为平均粒径为50nm的EPM0045F(由Toda Kogyo Corp.制造),和不进行表面处理,和获得分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为940mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为0.4meq/mg-KOH。
(磁性金属颗粒分散体7的制备)
进行与磁性金属颗粒分散体3的制备相同的步骤,所不同的是将铁氧体颗粒变为平均粒径为300nm的MTH009F,和不进行表面处理,和获得分散体。
另外,在50℃下,磁性金属颗粒在1mol/l的硝酸水溶液中的溶解度为540mg/g.l。用KOH获得的磁性金属颗粒的酸值为0.2meq/mg-KOH。
(脱模剂分散体1的制备)
·聚乙烯蜡PW500(mp:85℃,粘度:5.2mPa.s(180℃),由Toyo-Petrolites制造)
45质量份
·阳离子表面活性剂Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)5质量份
·离子交换水 200质量份
将上述组分加热到95℃,用IKA Japan K.K.制造的ULTRA-TRURRAXT50充分分散,和用压力释放-型Gorin均化器分散-处理,获得中心直径为200nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(脱模剂分散体2的制备)
进行与脱模剂分散体1的制备相同的步骤,所不同的是使用石蜡HNP09(mp:78℃,粘度:2.5mPa.s(180℃),由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)替代聚乙烯蜡PW500,和获得中心粒径为192nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(脱模剂分散体3的制备)
进行与脱模剂分散体1的制备相同的步骤,所不同的是使用石蜡(FT100,mp:96℃,粘度:2.5mPa.s(180℃),由Shell Chemicals Japan Ltd.制造)替代聚乙烯蜡PW500,和获得中心粒径为198nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(脱模剂分散体4的制备)
进行与脱模剂分散体1的制备相同的步骤,所不同的是使用石蜡#140(mp:61℃,粘度:1mPa.s(180℃),由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)替代聚乙烯蜡PW500,和获得中心粒径为199nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(脱模剂分散体5的制备)
进行与脱模剂分散体1的制备相同的步骤,所不同的是使用聚丙烯蜡(Ceridust 6071,mp:131℃,粘度:140mPa.s(180C),由Clariant(日本)K.K.制造)替代聚乙烯蜡PW500,和获得中心粒径为199nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(脱模剂分散体6的制备)
进行与脱模剂分散体1的制备相同的步骤,所不同的是使用聚丙烯蜡(H12054 P41,mp:90℃,粘度:40mPa.s(180℃),由Clariant(日本)K.K.制造)替代聚乙烯蜡PW500,和获得中心粒径为201nm且固体物质含量为25%的脱模剂分散体。
(调色剂1的制备)
·树脂颗粒分散体2 80质量份
·磁性金属颗粒分散体1 12.5质量份
·脱模剂分散体1 20质量份
·聚(氯化铝) 0.41质量份
在圆形不锈钢烧瓶中,使用ULTRA-TURRAX T50充分混合并分散上述组分。
接下来,向其中加入0.36质量份聚(氯化铝),和继续使用ULTRA-TURRAX的分散步骤。在搅拌的同时,用加热的油浴将烧瓶加热到47℃。在47℃下保持60分钟之后,向其中缓和地加入31g树脂分散体。
其后,用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液调节体系的pH,在使用磁力密封持续搅拌的同时,密封不锈钢烧瓶,并加热到96℃,和保持5小时。
在反应完成之后,冷却该材料、过滤并用离子交换水充分洗涤,和通过Nutsche抽滤进行固-液分离。在40℃下,将它进一步重新分散在3L离子交换水中,并以300rpm搅拌和洗涤15分钟。
进一步重复该步骤5次,和当滤液的pH变为6.99时,导电率变为9.4μs/cm,和表面张力变为71.1Nm,使用No.5A过滤器,通过Nutsche抽滤进行固-液分离。接着继续真空干燥12小时。
用库乐尔特颗粒计数器测量此刻的粒径,和发现体积平均直径为5.4μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.20。另外,观察到颗粒的形状系数SF1为128.9,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,它象土豆一样。
此外,向100质量份所得颗粒中加入0.5质量份疏水氧化硅(TS720:由Cabot公司制造),和将该材料与样品磨料共混,获得调色剂。
由该调色剂的动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下的储能模量G1`为7.6×104Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.8。另外,由该调色剂的动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下的储能模量为5.9×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为7.4×104Pa.s。该调色剂的差热分析获得的最大吸热为85℃。
(调色剂2的制备)
进行与聚集的调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用100质量份磁性金属颗粒分散体2,和使用20质量份脱模剂分散体2,平均体积直径D50为5.5μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.25。另外,颗粒的形状系数SF1为132.9,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.8×104Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.1。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为9.7×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为9.6×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为75℃。
(调色剂3的制备)
进行与聚集的调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用50质量份磁性金属颗粒分散体3,使用60质量份脱模剂分散体3,和加入20质量份着色剂分散体1的制备用的碳黑,平均体积直径D50为5.8μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.24。另外,颗粒的形状系数SF1为135.2,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.47×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.7。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为7.3×103Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为2.9×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为96℃。
(调色剂4的制备)
进行与聚集的调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用80质量份磁性金属颗粒分散体4,和使用60质量份脱模剂分散体2,平均体积直径D50为5.7μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.22。另外,颗粒的形状系数SF1为130.8,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.4×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.0。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为8.1×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为7.0×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为75℃。
(调色剂5的制备)
进行与聚集的调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用80质量份磁性金属颗粒分散体5,和使用60质量份脱模剂分散体2,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.21。另外,颗粒的形状系数SF1为130.2,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为8.4×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.7。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为6.3×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为6.5×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为96℃。
(调色剂6的制备)
将75质量份苯乙烯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)加入到预热至60℃的聚乙烯蜡PW500中,和温热并溶解10分钟。然后,向其中加入400质量份磁性金属颗粒,所述磁性金属颗粒是通过用No5A过滤器固-液分离磁性金属颗粒分散体1而获得的,和使用2mmΦ的锆介质,在分散体与介质的体积比为1∶2的条件下,用介质-型分散机(Cobol Mill:Shinko Pantec Co.,Ltd,)在60℃下分散该材料2小时。在分散完成之后,释放并冷却,得到磁性金属颗粒分散体蜡。
然后,将它加入到200质量份苯乙烯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、75质量份丙烯酸正丁酯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、9质量份丙烯酸β-羧乙酯(由Rhodea Nicca,Ltd.制造)、1.5质量份二丙烯酸1,10-癸二醇酯(由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)和2.7质量份十二烷硫醇(由WakoPure Chemical Industries,Ltd.制造)的混合物中,在60℃下搅拌该混合物15分钟,和将24.5质量份偶氮二戊腈(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)加入到50质量份苯乙烯中,接着剧烈搅拌1分钟。
然后,在3L烧瓶内,将35g磷酸钙(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)加入到2000质量份纯水中,用均化器(Talax:由IKA Japan K.K.制造)在58℃下分散15分钟,和总计粒化5分钟。之后,在快速进行氮取代的同时,将反应体系维持在75℃下,和反应8小时,获得粒径为6.1μm的悬浮颗粒。
之后,在冷却到常温后,加入30ml的1N盐酸,溶解并除去磷酸钙,和用No.5A过滤器进行固-液分离。然后,用纯水反复漂洗,直到滤液显示出中性。在固-液分离之后,干燥,得到悬浮聚合的调色剂。平均体积直径D50为6.5μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.26。另外,颗粒的形状系数SF1为117.3,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为8.1×104Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.7。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为6.0×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为6.6×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为91℃。
(调色剂7的制备)
进行与调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用80质量份磁性金属颗粒分散体5,使用60质量份脱模剂分散体2,和40质量份树脂颗粒分散体2,平均体积直径D50为5.9μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.22。另外,颗粒的形状系数SF1为130.6,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为4.9×104Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.1。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为5.4×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为5.3×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为78℃。
(调色剂8的制备)
进行与调色剂5的制备相同的方式,所不同的是使用树脂颗粒分散体3替代树脂颗粒分散体1,平均体积直径D50为6.1μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.27。另外,颗粒的形状系数SF1为125.7,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为2.54×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.4。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为2.9×104Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为9.6×103Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为96℃。
(调色剂9的制备)
进行与调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用5质量份磁性金属颗粒分散体6,和使用8质量份脱模剂分散体4,平均体积直径D50为5.8μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.22。另外,颗粒的形状系数SF1为131.2,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为7.24×102Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.73。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为7.24×102Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为9.2×102Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为61℃。
(调色剂10的制备)
进行与调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用150质量份磁性金属颗粒分散体7,和使用160质量份脱模剂分散体5,平均体积直径D50为6.1μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.29。另外,颗粒的形状系数SF1为134.5,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为1.39×106Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为0.95。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为1.6×105Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为1.9×105Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为61℃。
(调色剂11的制备)
进行与调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用150质量份磁性金属颗粒分散体7,和使用8质量份脱模剂分散体6,平均体积直径D50为6.1μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.29。另外,颗粒的形状系数SF1为133.5,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为2.63×105Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为0.97。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为2.33×105Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为2.4×105Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为90℃。
(调色剂12的制备)
进行与调色剂6的制备相同的步骤,所不同的是使用150质量份在磁性金属颗粒分散体7中使用的磁性金属颗粒,和使用8质量份在脱模剂分散体5中使用的脱模剂,平均体积直径D50为6.2μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.38。另外,颗粒的形状系数SF1为134,其中所述形状系数是通过用Luzex进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为8.76×105Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.8。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为6.3×105Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为1.7×106Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为91℃。
(调色剂13的制备)
进行与调色剂7的制备相同的步骤,所不同的是使用20质量份在磁性金属颗粒分散体7中使用的磁性金属颗粒,和使用8质量份在脱模剂分散体5中使用的脱模剂,平均体积直径D50为6.34μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.31。另外,颗粒的形状系数SF1为114.9,其中所述形状系数是通过用Luzex进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.236×105Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.9。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为7.6×102Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为1.1×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为131℃。
(调色剂14的制备)
进行与调色剂8的制备相同的步骤,所不同的是使用150质量份在磁性金属颗粒分散体1中使用的通过表面处理磁性金属颗粒而获得的磁性金属颗粒,和使用8质量份在脱模剂分散体5中使用的脱模剂,平均体积直径D50为6.22μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.27。另外,颗粒的形状系数SF1为129.9,其中所述形状系数是通过用Luzex进行形状观察而获得的,和观察到象土豆一样的形状。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.9×105Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.7。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为9.8×106Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为9.2×104Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为131℃。
(调色剂15的制备)
进行与调色剂1的制备相同的步骤,所不同的是使用10质量份在磁性金属颗粒分散体1中使用的通过表面处理磁性金属颗粒而获得的磁性金属颗粒,和使用80质量份在脱模剂分散体5中使用的脱模剂,平均体积直径D50为6.22μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.37。另外,颗粒的形状系数SF1为115.9,其中所述形状系数是通过用Luzex进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9.836×105Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.6。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的频率下该调色剂的储能模量为1.3×102Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为9.3×102Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为131℃。
(调色剂A的制备)
·树脂颗粒分散体4 600质量份
·磁性金属颗粒分散体1 100质量份
·脱模剂分散体1 66质量份
·聚(氯化铝) 5质量份
·离子交换水 100质量份
将上述组分放置在圆形不锈钢烧瓶内,调节到3.0的pH,使用均化器(由IKAJapan K.K.制造的ULTRA-TRURRAX T50)分散,并在搅拌的同时,在油浴中加热到65℃。在65℃下保持3小时之后,用光学显微镜进行观察,和证明形成了平均粒径为约5.0μm的聚集颗粒。此外,在65℃下加热并搅拌1小时之后,用光学显微镜进行观察,和证明形成了平均粒径为约5.5μm的聚集颗粒。
该聚集颗粒分散体的pH为3.8。然后,缓慢地加入通过将碳酸钠(由WakoPure Chemical制造)稀释到0.5质量%而获得的含水溶液,调节pH到5.0。在继续搅拌的同时,将该聚集颗粒分散体的温度升高到80℃,和在该温度下保持30分钟。用光学显微镜进行观察,和观察到凝结的球形颗粒。其后,在加入离子交换水固化颗粒分的同时,以10℃/分的速度使温度下降到30℃。
其后,过滤反应产物,用离子交换水充分洗涤,并使用真空干燥器干燥,获得着色颗粒。
使用库乐尔特颗粒计数器[TA-II]型号(孔隙直径为50微米,由Coulter制造)测量该着色颗粒,和发现体积平均直径为5.5μm,和数均粒径为4.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.25。另外,观察到颗粒的形状系数SF1为121,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
向所得着色颗粒中加入0.8质量%氧化硅颗粒(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造的疏水氧化硅:RX50)和1.0质量%平均初级粒子直径为20μm的偏钛酸化合物颗粒,所述氧化硅颗粒具有疏水处理的表面和平均初级粒子直径为40nm,所述偏钛酸化合物颗粒是通过用40质量份异丁基三甲氧基硅烷和10质量份三氟丙基三甲氧基硅烷处理100质量份偏钛酸而获得的反应产物,和用Henshel混合机混合该材料5分钟。之后,用45μm的网筛对混合物分类,制备调色剂。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为9×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.8。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和1rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为31100Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为800Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为68℃。
-调色剂B的制备-
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用树脂颗粒分散体5,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.30。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为8×103Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.5。另外,由动态粘弹性测量获得的在150℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为31000Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为300Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为67℃。
-调色剂C的制备-
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用250质量份磁性金属颗粒分散体1和60质量份脱模剂分散体1,并添加20质量份着色剂分散体(1)用的碳黑,平均体积直径D50为5.8μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.28。另外,颗粒的形状系数SF1为123,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为3000Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.5。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为50,000Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为3000Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为69℃。
-调色剂D的制备-
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用250质量份磁性金属颗粒分散体2和60质量份脱模剂分散体2,平均体积直径D50为5.7μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.26。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为3500Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.9。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为58700Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为300Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为69℃。
-调色剂E的制备-
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用300质量份磁性金属颗粒分散体3和60质量份脱模剂分散体2,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.28。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为2900Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.8。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为65700Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为3000Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为67℃。
-调色剂F的制备-
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用250质量份磁性金属颗粒分散体4和60质量份脱模剂分散体4,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.28。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为3800Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为2.0。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为72600Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为800Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为69℃。
(调色剂G的制备)
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用300质量份磁性金属颗粒分散体6和60质量份脱模剂分散体5,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.28。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为3400Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.9。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为75000Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为1000Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为69℃。
(调色剂H的制备)
进行与调色剂A的制备相同的步骤,所不同的是使用700质量份磁性金属颗粒分散体7和60质量份脱模剂分散体6,平均体积直径D50为5.6μm,和体积平均粒度分布指数GSDv为1.28。另外,颗粒的形状系数SF1为120,其中所述形状系数是通过用Luzex显微镜进行形状观察而获得的,和观察到球形。
由动态粘弹性测量获得的在180℃和6.28rad/s的频率下该调色剂的储能模量G1`为3650Pa,相对于在64.8rad/s的频率下的储能模量G2`之比为1.9。另外,由动态粘弹性测量获得的在120℃和6.28rad/s的角频率下该调色剂的储能模量为45200Pa。另外,在120℃下该调色剂的熔体粘度为800Pa.s。通过差热分析获得的该调色剂的最大吸热为69℃。
(实施例1)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂1,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。成象方法是包括下述步骤的成象方法:带电步骤,使载象元件表面带电;静电潜象形成步骤,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影步骤,用至少含有一种调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,形成调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影步骤。另外,将调色剂1填充到激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)的调色剂盒内,在长时间内进行拷贝,和持续获得较好的图象。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例2)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂2,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例3)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂3,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例4)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂4,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例5)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂5,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例6)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂6,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例7)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂7,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
(实施例8)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂8,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和200mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和证明该图象的黑度较好,和获得精确图形。此外,证明没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且显示出较好的带电性。
另外,证明与定影器件的可剥离性较好,和在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
(对比例1)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂9,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度不足。另外,没有观察到调色剂迁徙和图形模糊。
另外,与定影器件的可剥离性差,和由于定影图形的缺陷剥离导致出现不均匀的光泽。此外,出现偏移。然而,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
(对比例2)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂10,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度充足,但没有观察到精确的图形。另外,观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明没有获得充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性充分,但出现偏移,而偏移是因蜡导致的缺陷。然而,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后观察到图象缺陷。
(对比例3)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂11,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度充足,但没有观察到精确的图形。另外,观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明没有获得充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性差,和由于定影图形的缺陷剥离导致出现不均匀的光泽。此外,出现偏移。然而,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后观察到图象缺陷。
(对比例4)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂12,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度不足,且没有观察到精确的图形。另外,观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明没有获得充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性较好,和没有观察到由于定影图形的剥离缺陷导致出现的不均匀光泽。然而,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后观察到图象缺陷。
(对比例5)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂13,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度不足,且没有观察到精确的图形。另外,没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明获得充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性差,和由于定影图形的缺陷剥离导致出现不均匀的光泽。此外,出现偏移。然而,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
(对比例6)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂14,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和该图象的黑度充足,但没有观察到精确的图形。另外,观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明没有获得充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性较好,和由于蜡导致出现蜡的偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后也观察到图象缺陷。
(对比例7)
通过调节调色剂的携带量为4.5g/m2,使用调色剂15,用改性的激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)形成图象,和使用图2所示的高速/低压/低功率-型定影器件,以6.5mm的辊隙宽度和240mm/sec的定影速度定影。
评价所得图象,和没有充分地获得该图象的黑度,和没有获得精确的图形。另外,没有观察到调色剂迁徙和图形模糊,且证明获得了充足的带电性。
另外,与定影器件的可剥离性较好,和由于蜡导致出现蜡的偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后也观察到图象缺陷。
(实施例A)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂A的低温定影性。在设定的定影机温度下制备定影图象,将各个所得定影图象的的图象表面折叠成槽状,观察在折叠部分处的图象剥离程度,和测量在图象几乎不剥离时的最低温度,记为MFT(℃),将它用作低温定影性的评价。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。该成象方法是包括下述步骤的成象方法:带电步骤,使载象元件表面带电;静电潜象形成步骤,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影步骤,用至少含有一种调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,形成调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影步骤(其后,相同)。另外,将调色剂A填充到激光压机4161(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造)的调色剂盒内,在长时间内进行拷贝,和持续获得较好的图象。
(实施例B)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂B的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为120℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例C)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂C的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例D)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂D的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例E)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂E的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(实施例F)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂F的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性较好,证明在没有任何阻力情况下剥离,且不出现偏移。另外,将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。此外,当成象时,没有观察到调色剂的迁徙和图形模糊。
(对比例G)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂G的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性差,和由于定影图形的缺陷剥离导致出现不均匀的光泽。此外,出现偏移。将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
(对比例H)
改性激光压机4161的定影机(由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造),以便定影温度可变,和评价调色剂H的低温定影性。
该调色剂的最低定影温度为100℃,和与定影器件的可剥离性差,和由于定影图形的缺陷剥离导致出现不均匀的光泽。此外,出现偏移。将定影图象弯曲成两部分,和再次延伸,随后没有观察到图象缺陷。
根据这些实施例,可看出使用特定磁性金属颗粒的调色剂具有更好的色泽、高的黑度和优良的带电性。
另外,也发现,在实施例所示的调色剂中,没有出现迁徙,获得精确的图象,和取决于在少油定影时的温度,在剥离性方面没有耗散(scatter),因此,这些调色剂的定影性能如定影图象与定影片材的粘结性、在进行定影的片材上该片材的可剥离性和耐热性(热偏移)优良。
如上所述,根据本发明,可提供带静电图象显影用的调色剂和其制备方法以及成象方法、成象装置和调色剂盒,其中所述调色剂是一种含有磁性金属颗粒的调色剂,它的色泽较好,具有高的黑度,和带电性与定影性优良。
Claims (24)
1.一种带静电的图象显影用调色剂,它至少包括粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属微粒,其中该磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
2.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中磁性金属颗粒的平均粒径为50nm-250nm。
3.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中待添加的磁性金属颗粒量为5-50质量%。
4.权利要求1的带静电的图象显影用调色剂,其中磁性金属颗粒的表面具有一层或更多层覆盖层,和该覆盖层至少含有选自Si、Ti、Ca、P和Sr中的元素。
5.根据权利要求4所述的带静电的图象显影用调色剂,其中在磁性金属颗粒上形成的覆盖层的表面具有SO3-和/或COO-作为极性基团,
通过KOH滴定获得的磁性金属颗粒的酸值为2.5-6.0meq/mg-KOH,和
磁性金属颗粒的酸值与粘合剂树脂的酸值之差为0.5-6.0meq/mg-KOH。
6.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中调色剂的形状系数(SF1)为110-140。
7.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中调色剂的体积平均粒度分布指数GSDv为1.3或更低。
8.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中调色剂的储能模量G1`为1×103-1×105Pa,这是在正弦波振动方法中,在6.28rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的,
和调色剂的储能模量G1`与调色剂的储能模量G2`(Pa)之比(G2`/G1`)为1.0-2.5,其中调色剂的储能模量G2`是在正弦波振动方法中,在62.8rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的。
9.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中在1rad/s的角频率和120℃下,调色剂的储能模量为1×105Pa或更低,
和在120℃下调色剂的熔体粘度为5×104Pa或更高。
10.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中在180℃下脱模剂的熔体粘度为15mPa.s或更低,
通过差热分析获得的调色剂的最大吸热为70-120℃,和
根据吸热峰面积获得的脱模剂含量为5-30质量%。
11.根据权利要求1所述的带静电的图象显影用调色剂,其中粘合剂树脂是结晶粘合剂树脂。
12.根据权利要求11所述的带静电的图象显影用调色剂,其中调色剂的储能模量G1`为1×103-1×105Pa,这是在正弦波振动方法中,在6.28rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的,
和调色剂的储能模量G1`与调色剂的储能模量G2`(Pa)之比(G2`/G1`)为1.0-5.0,其中调色剂的储能模量G2`是在正弦波振动方法中,在62.8rad/s的频率下,根据动态粘弹性测量在180℃下获得的。
13.根据权利要求11所述的带静电的图象显影用调色剂,其中在6.28rad/s的角频率和120℃下,调色剂的储能模量为50-1×105Pa,
在120℃下调色剂的熔体粘度为100Pa或更高。
14.一种调色剂盒,它能可拆卸地安装在成象装置上,和将待供应的至少一种调色剂调节到成象装置内提供的显影设备中,其中:
调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,
和该磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
15.一种成象方法,它包括至少一步带电步骤,使载象元件表面带电;静电潜象形成步骤,在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影步骤,用至少含有一种调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,获得调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影步骤;其中:
所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和该磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
16.一种成象装置,它包括至少一种带电设备,用于使载象元件表面带电;静电潜象形成设备,用于在带电的载象元件表面上形成相应于图象信息的静电潜象;显影设备,采用至少含有调色剂的显影剂使在载象元件表面上形成的静电潜象显影,获得调色剂图象;和在记录介质表面上使调色剂图象定影的定影设备;其中:
调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和该磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低。
17.一种带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:
混合树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒的聚集步骤,其中在所述树脂颗粒分散体内分散1微米或更小的至少一种微细树脂颗粒,在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内分散脱模剂颗粒,
和加热聚集颗粒到等于或大于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点的温度下,以便熔化和凝结该颗粒的熔化/凝结步骤。
18.根据权利要求17所述的带静电的图象显影用调色剂的制备方法,其中聚集步骤包括:混合树脂颗粒分散体、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成含有第一种树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的核-聚集颗粒的第一步聚集步骤,其中在所述树脂颗粒分散体内分散粒径为1微米或更小的至少第一种树脂颗粒,在所述磁性金属颗粒分散体内,分散磁性金属颗粒,和在所述脱模剂颗粒分散体内,分散脱模剂颗粒;和
在该核-聚集颗粒的表面上形成含第二种树脂颗粒的壳层,从而获得核/壳聚集颗粒的第二步聚集步骤。
19.根据权利要求17所述的带静电的图象显影用调色剂的制备方法,其中
在聚集步骤中,当混合各分散体时,添加至少一种金属盐的聚合物,
该金属盐的聚合物是四价铝盐的聚合物或四价铝盐的聚合物与三价铝盐的聚合物的混合物,和它们的浓度为0.11-0.25质量%。
20.一种带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:
在无机或有机分散剂存在下,向分散体施加机械剪切力,使分散体悬浮,该分散体至少含有可聚合的单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒,并施加热能,以聚合该材料,同时施加搅拌剪切,获得调色剂颗粒。
21.一种带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:
在事先通过预聚可聚合单体以便重均分子量变为3000-15000而获得的聚合物溶液中,分散可聚合的单体、聚合引发剂、脱模剂和磁性金属颗粒,在无机或有机分散剂存在下,向该分散体施加机械剪切力,使该材料悬浮,并施加热能,同时施加搅拌剪切,以聚合该材料,从而获得调色剂颗粒。
22.一种带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:
在无机或有机分散剂存在下,向其中粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒溶解在有机溶剂中的溶液施加机械剪切力,使该溶液悬浮,并进行去溶剂化,从而获得调色剂颗粒。
23.一种带静电的图象显影用调色剂的制备方法,所述调色剂至少含有粘合剂树脂、脱模剂和磁性金属颗粒,和其中磁性金属颗粒在50℃下,在1mol/l的HNO3水溶液中的溶解度为500mg/g.l或更低,该方法包括:
在阴离子表面活性剂存在下,向其中粘合剂树脂溶解在有机溶剂内的溶液施加机械剪切力,使溶液乳化并去溶剂化,在阴离子表面活性剂存在下,施加机械剪切力,获得至少1微米或更小的的树脂颗粒,并冷却该材料到不大于50℃,以制备树脂颗粒的分散体溶液的步骤;
混合树脂颗粒分散体溶液、磁性金属颗粒分散体和脱模剂颗粒分散体,从而形成树脂颗粒、磁性金属颗粒和脱模剂颗粒的聚集颗粒的聚集步骤,其中磁性金属颗粒分散在所述磁性金属颗粒分散体内,和脱模剂颗粒分散在所述脱模剂颗粒分散体内;和
将聚集颗粒加热到不低于树脂颗粒的玻璃转化点或熔点的温度下,使颗粒熔化并凝结的熔化/凝结步骤。
24.根据权利要求23所述的的带静电的图象显影用调色剂的制备方法,其中在聚集步骤中,当混合各分散体时,添加至少一种金属盐的聚合物,
该金属盐的聚合物是四价铝盐的聚合物或四价铝盐的聚合物与三价铝盐的聚合物的混合物,和它们的浓度为0.11-0.25质量%。
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20080416 Termination date: 20171014 |