專利名稱：色粉及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及到一種色粉及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，利用電子照相方式、靜電印刷方式等的圖像形成裝置廣泛應用于復印機、打印機、傳真裝置等。例如，根據(jù)電子照相方式的圖像形成裝置，作為圖像載體使用在表面形成含有光導電性物質(zhì)的感光層的感光體，在該感光體上通過各種成像工藝形成基于圖像信息的靜電潛影，通過由顯影器提供且含有色粉的顯影劑對該靜電潛影進行顯影并形成可視圖像，將該可視圖像轉(zhuǎn)印到紙張等記錄材料后，通過顯影輥進行加熱及加壓，定影到記錄材料上，從而在記錄紙張上形成圖像。
在這種圖像形成裝置中，為了使圖像載體上形成的靜電潛影可視化而使用色粉。并且，作為使用色粉的干式顯影法，一般包括粉末加工法、層疊(cascade)法、磁刷法等摩擦帶電的顯影方法。其中，由于顯影操作的控制較容易、且可獲得具有高畫質(zhì)品位的記錄圖像，因此廣泛使用磁刷法。磁刷法包括僅通過含有磁性物質(zhì)的色粉形成磁刷以進行顯影的單成分顯影方法；和通過含有色粉及稱為載體的磁性粒子的雙成分顯影劑形成磁刷并進行顯影的雙成分顯影方法，這二種方法中，均是將在磁刷上被施加了預定電荷的色粉通過庫侖力移動并附著到感光體上的靜電潛影上，進行顯影。色粉是向粘合樹脂中分散著色劑的物質(zhì)，粘合樹脂例如使用苯乙烯樹脂、聚酯樹脂等具有適當?shù)尿炿娦约罢澈闲缘母鞣N合成樹脂，著色劑使用碳黑、有機類著色劑、無機類著色劑等。
在摩擦帶電的顯影方法中，為了長期、穩(wěn)定地形成不會伴隨圖像退化且具有一定的畫質(zhì)品位的圖像，要求色粉補給到顯影器后立刻達到適當?shù)膸щ娏?；長期連續(xù)地輸出圖像時，即使持續(xù)摩擦攪拌也不會累積過剩的電荷，不會過量釋放電荷，帶電量的變動較少等。并且，還要求色粉在各種環(huán)境下、特別是在濕度高的環(huán)境下也不會產(chǎn)生色粉帶電量變動，具有長期穩(wěn)定的帶電量。
為了獲得帶電量經(jīng)時變化少、且穩(wěn)定的色粉，一般向色粉添加含金屬偶氮染料、水楊酸金屬絡合物、季銨鹽等帶電控制劑。但是這些帶電控制劑在粘合樹脂中的分散性不充分，因此長期連續(xù)地進行復印等圖像形成時，帶電量的變動變得明顯，獲得的圖像存在畫質(zhì)品位的波動。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的問題，為了提高帶電控制劑在粘合樹脂中的分散性、色粉的帶電量穩(wěn)定性等，提出了各種方案。
例如日本專利特開平11-338192號公報中公開了具有特定的結(jié)構(gòu)和性狀、含有具有良好帶電特性的帶電控制劑的靜電顯影用色粉。上述帶電控制劑具有良好的耐久性、環(huán)境穩(wěn)定性，并具有針狀結(jié)晶及淡黃色這樣的性狀，具有良好的透明性，因此適用于彩色色粉。
并且日本專利特公平7-104620號公報中公開了一種負帶電性電荷交換控制劑，其使用有機硼化合物，該有機硼化合物由作為電荷交換控制劑含有硼的有機陰離子成分、及分子大小小于上述有機陰離子成分的陽離子成分構(gòu)成。但是，在上述日本專利特公平7-104620號公報中，沒有記載該電荷交換控制劑的形狀、分散狀態(tài)，并且?guī)щ姴⑽传@得充分的環(huán)境穩(wěn)定性及經(jīng)時穩(wěn)定性。
并且對于色粉表面存在的帶電控制劑濃度，以往公知有每1g色粉對應的電荷控制用染料、即帶電控制劑的表面CCA濃度為2.0×10-3g/g～9.0×10-3g/g的電子照相用色粉，但長期反復使用該電子照相用色粉時，存在因從色粉粒子脫落的帶電控制劑而污染載體、帶電特性下降的問題。因此在日本專利特開平5-27483號公報中公開了一種電子照相用色粉，為了解決這些問題，其特征在于，上述表面CCA濃度處于1.0×10-3g/g～1.7×10-3g/g范圍內(nèi)。滿足上述范圍的電子照相用色粉和現(xiàn)有的色粉相比，表面CCA濃度較低，因此從色粉粒子表面脫落的帶電控制劑的量較少，因此可降低載體的污染。但是，上述日本專利特開平5-27483并未記載色粉的粒度分布。當小粒徑的色粉較多時，露出到表面的帶電控制劑變多，在長期印刷時這些帶電控制劑脫落，從而產(chǎn)生帶電量的變動，帶電經(jīng)時穩(wěn)定性變差。并且?guī)щ娍刂苿┯捎陔x子傳導性較高，因此易于受到外部濕度的影響，帶電的環(huán)境穩(wěn)定性也變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種色粉及其制造方法，具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性，在長期及高溫高濕下使用時也基本不會發(fā)生底面圖像模糊等，可形成具有高圖像濃度的圖像，并且不會因圖像形成裝置內(nèi)的色粉飛散而產(chǎn)生裝置內(nèi)污染。
以下將單位色粉比表面積的色粉表面上露出的帶電控制劑量用單位色粉比表面積的表面CCA濃度表示，將每1g色粉的色粉表面上露出的帶電控制劑量用表面CCA濃度表示。并且，CCA是帶電控制劑(Charge Control Agent)的簡稱。
本發(fā)明是一種色粉，其特征在于，至少含有粘合樹脂、著色劑及作為帶電控制劑的有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)，且表面CCA濃度為1.8×10-3g/g以上。
根據(jù)本發(fā)明，作為帶電控制劑使用具有良好帶電控制性的有機硼化合物，并且單位色粉比表面積的表面CCA濃度及表面CCA濃度滿足上述范圍，從而即使本發(fā)明的色粉在以往帶電經(jīng)時穩(wěn)定性不良的、表面CCA濃度為2.0×10-3g/g～9.0×10-3g/g范圍內(nèi)時，也具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性，進而具有良好的帶電啟動性及環(huán)境穩(wěn)定性。因此可提供一種在長期及高溫高濕環(huán)境下使用時也不會發(fā)生底面圖像模糊等、可形成具有高圖像濃度的圖像、并且不會因圖像形成裝置內(nèi)的色粉飛散而產(chǎn)生裝置內(nèi)污染的色粉。
并且，在本發(fā)明中，其特征在于，累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為10％的粒徑D10V、及累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為90％的粒徑D90V滿足下述公式(1)，累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為50％的粒徑D50V處于5μm～8μm的范圍內(nèi)，且粒徑5μm以下的色粉粒子含有量為15個數(shù)％～35個數(shù)％，0.415≤(D10V-D90V)/D10V≤0.475 …(1)。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的色粉雖然較多地含有成為流動性下降原因的粒徑5μm以下的色粉粒子，但具有上述特定的粒度分布，因此具有良好的流動性。因此，如果使用本發(fā)明的色粉，則不會產(chǎn)生圖像形成裝置內(nèi)部的飛散，基本不會出現(xiàn)底面圖像模糊、白斑等圖像不良、感光體上的色粉生膜等，感光體的清潔也非常容易。并且，由于具有良好的流動性，可實現(xiàn)圖像形成裝置內(nèi)部的色粉補給機構(gòu)、感光體的清潔機構(gòu)等的簡單化，有利于裝置的小型化、低成本化等。并且具有良好的圖像精細化效果、析像清晰化效果、及圖像再現(xiàn)性(特別是細線再現(xiàn)性)，因此可形成高品位圖像。進一步，本發(fā)明的色粉可充分對應作為當前主流的高速機，當用于超過規(guī)定的使用年限而使用的圖像形成裝置時，具有充分的流動性、精細化效果及析像清晰化效果，因此不會產(chǎn)生圖像品位下降。
并且，在本發(fā)明中，其特征在于，相對于粘合樹脂100重量份，著色劑含量為3重量份～10重量份。
根據(jù)本發(fā)明，通過使著色劑含量滿足上述范圍，可形成不損壞色粉的各種物理性質(zhì)、具有較高的圖像濃度、且圖像品位非常良好的圖像，進一步可抑制色粉的消耗量，有利于低成本化。
進而，在本發(fā)明中，色粉優(yōu)選用于電子照相。
并且，本發(fā)明提供一種上述色粉的制造方法，其特征在于包括以下步驟第一階段的混合步驟，混合至少含有粘合樹脂、著色劑及作為帶電控制劑的有機硼化合物的色粉成分；和第二階段的混合步驟，在通過第一階段的混合步驟獲得的混合物中，投入在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉，并進行再次混合。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，在第二階段的混合步驟中混合微粉色粉，從而可獲得在帶電啟動性、經(jīng)時穩(wěn)定性、及環(huán)境穩(wěn)定性上和微粉末再生品具有同等性能的色粉。
并且，通過上述制造方法，可進行在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉的再生，可提高低成本化、生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的目的、特色及優(yōu)點通過下述詳細說明及附圖可得以明確。


圖1是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的色粉的制造方法的流程圖。
具體實施例方式
以下詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
本發(fā)明的色粉優(yōu)選至少含有粘合樹脂、著色劑及作為帶電控制劑的有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)，且表面CCA濃度為1.8×10-3g/g以上。本發(fā)明的色粉優(yōu)選用于電子照相。
作為帶電控制劑，使用具有良好帶電控制性的有機硼化合物，并且單位色粉比表面積的表面CCA濃度及表面CCA濃度滿足上述范圍，從而即使本發(fā)明的色粉處于以往會導致帶電經(jīng)時穩(wěn)定性不良的、表面CCA濃度為2.0×10-3g/g～9.0×10-3g/g范圍內(nèi)時，也具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性，并且具有良好的帶電啟動性及環(huán)境穩(wěn)定性。因此可提供一種在長期及高溫高濕環(huán)境下使用時也幾乎不會發(fā)生底面圖像模糊等、可形成具有高圖像濃度的圖像、并且不會因圖像形成裝置內(nèi)的色粉飛散而產(chǎn)生裝置內(nèi)污染的色粉。
當單位色粉比表面積的表面CCA濃度小于2.1×10-6g/cm2時，無法充分獲得作為帶電控制劑的作用，在高溫高濕、低溫低濕下，帶電啟動性變差，補給的色粉無法立刻保持帶電，因此易于產(chǎn)生色粉飛散，進而帶電量的變動較大。另一方面，當上述單位色粉比表面積的表面CCA濃度大于5.5×10-6g/cm2時，在長期印刷時色粉粒子表面的帶電控制劑脫落，產(chǎn)生帶電量變動。進一步，由于上述帶電控制劑離子傳導性較高，在高濕下易于受到外部濕度產(chǎn)生的影響。
并且，當單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)、但表面CCA濃度小于1.8×10-3g/g時，色粉自身的帶電性能下降，因此帶電的環(huán)境穩(wěn)定性變差。
并且，本發(fā)明的色粉具有下述(a)～(c)所示的特定的粒度分布。
本發(fā)明的色粉雖然較多地含有成為流動性下降原因的粒徑5μm以下的色粉粒子，但由于具有下述(a)～(c)所示特定的粒度分布，因此顯示出良好的流動性。因此，如果使用本發(fā)明的色粉，則不會產(chǎn)生圖像形成裝置內(nèi)部的飛散，基本不會出現(xiàn)底面圖像模糊、白斑等圖像不良、感光體上的色粉生膜等，感光體的清潔也非常容易。并且，由于具有良好的流動性，可實現(xiàn)圖像形成裝置內(nèi)部的色粉補給機構(gòu)、感光體的清潔機構(gòu)等的簡化，有利于裝置的小型化、低成本化等。并且具有良好的圖像精細化效果、析像清晰化效果、及圖像再現(xiàn)性(特別是細線再現(xiàn)性)，因此可形成高品位圖像。進一步，本發(fā)明的色粉可充分對應作為當前主流的高速機，當用于超過規(guī)定的使用年限而使用的圖像形成裝置時，仍具有充分的流動性、精細化效果及析像清晰化效果，因此不會產(chǎn)生圖像品位下降。
(a)累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為10％的粒徑D10V、及累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為90％的粒徑D90V滿足下述公式(1)。
0.415≤(D10V-D90V)/D10V≤0.475 …(1)當小于0.415時，非磁性色粉的粒度分布變得非常窄，制造色粉時分級操作復雜，并且分級后的收獲率明顯下降，生產(chǎn)上不實用。當超過0.475時，色粉的帶電量分布過寬，易產(chǎn)生圖像形成裝置內(nèi)部的色粉飛散、底面圖像模糊等。
(b)累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為50％的粒徑D50V為5μm～8μm。
當D50V小于5μm時，色粉的流動性下降，并且易產(chǎn)生凝結(jié)，因此在短時間內(nèi)難于和載體平均混合，未充分帶電的色粉粒子數(shù)增加。這樣一來，在非圖像部容易產(chǎn)生底面的圖像模糊。并且，單位重量的帶電量易于變得過高，顯影性極端下降。進一步從制造角度而言，產(chǎn)生粉碎分級時的收獲率下降引起的高成本問題。當D50V大于8μm時，靜電潛影難于忠實地進行點再現(xiàn)，圖像的再現(xiàn)性、分辨率下降。進一步，色粉的粒狀性變差，圖像變得不均。并且過量的色粉易于附著到靜電潛影，因此色粉消耗量增大。
(c)粒徑5μm以下的色粉粒子含有量為15個數(shù)％～35個數(shù)％。
當小于15個數(shù)％時，會損壞圖像再現(xiàn)性、分辨率等，所形成圖像的圖像品位變差。而當超過35個數(shù)％時，色粉的帶電分布變寬，易產(chǎn)生底面圖像模糊、感光體清潔不良等，會縮短圖像形成裝置的耐用時間。并且，由于色粉粒子易于形成凝結(jié)體，因此在超過本來的粒徑的色粉凝結(jié)體的影響下，圖像產(chǎn)生白斑等圖像不良，圖像的分辨率下降。
在制造本發(fā)明的色粉時，可采用公知的方法，但優(yōu)選帶電控制劑等其他添加劑易于分散到粘合樹脂的粉碎法。圖1是用于說明本發(fā)明的一個實施方式的色粉的制造方法的流程圖。根據(jù)粉碎法，可通過如下步驟制造本發(fā)明的色粉通過干式攪拌機、亨舍爾混合機、球磨機等一般的混合機將粘合樹脂及著色劑、帶電控制劑、脫模劑等添加劑均質(zhì)地預混合(混合步驟步驟s1、s2)；將獲得的原料混合物通過雙軸擠壓機、單軸擠壓機等一般的混煉機平均地熔融混煉(混煉步驟步驟s3)；將該熔融混煉物冷卻固化并粉碎(粉碎步驟步驟s4)；根據(jù)需要進行分級(分級步驟步驟s5)。
在上述粉碎法中，在熔融混煉原料混合物時，作為混煉機優(yōu)選使用開放輥型混煉機。在該開放輥型混煉機中，彼此相對配置的二個輥之間的間隙寬度被形成為從原料混合物的供給側(cè)向排出側(cè)逐漸變窄。通過這樣形成間隙，從輥作用于原料混合物的壓縮力從供給側(cè)向排出側(cè)變大，因此具有獲得的混煉物的添加劑的分散性變好的效果。
并且，本發(fā)明的色粉可通過以下方法制造為了再生在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉，在第一階段的混合步驟s1中混合了至少含有粘合樹脂、著色劑、及作為帶電控制劑的有機硼化合物的色粉成分后，在第二階段的混合步驟s2中，向在第一階段的混合步驟s1中獲得的混合物中投入在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉，進行再度混合。微粉色粉例如是在其他色粉制造步驟的分級步驟中被去除的色粉。
如上所述，通過在第二階段的混合步驟s2中混合微粉色粉，可獲得帶電啟動性、經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性上具有和微粉末再生品同等性能的色粉。進一步可進行在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉的再生，可提高低成本化、生產(chǎn)效率。
并且，如果一次混合色粉成分和微粉色粉，則在第一階段的混合階段s1中，帶電控制劑的分解變得不充分，從而使色粉中的帶電控制劑的分散性變差，產(chǎn)生帶電量變動等問題。
本發(fā)明的色粉的粒徑?jīng)]有特別限定，但優(yōu)選為平均粒徑3μm～15μm。為了提高畫質(zhì)、獲得高畫質(zhì)品位的圖像，優(yōu)選平均粒徑9μm以下的小粒徑色粉，進一步優(yōu)選5μm～8μm的小粒徑色粉。
本發(fā)明的色粉含有粘合樹脂、著色劑及電荷控制劑，除此以外還可添加脫模劑、添加劑等。以下說明本發(fā)明的色粉的成分。
(粘合樹脂)粘合樹脂沒有特別限定，可使用用于黑色色粉或彩色色粉用的公知的粘合樹脂。例如包括聚酯類樹脂，聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯聚合樹脂等苯乙烯類樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸類樹脂，聚乙烯等聚烯烴類樹脂，聚氨酯，環(huán)氧樹脂等。并且，也可使用在原料單體混合物中混合脫模劑、進行聚合反應獲得的樹脂。粘合樹脂可單獨使用一種，也可同時使用二種以上。
(帶電控制劑)帶電控制劑使用由含有硼的有機陰離子成分、及分子大小小于上述有機陰離子成分的陽離子成分構(gòu)成的有機硼化合物。并且，這里的分子大小是指斯托克斯半徑表示的大小。
有機陰離子化合物例如由下述通式(A)表示。
(化學式1) (該式中，R1、R2、R3及R4是彼此獨立的有機基團，可彼此相同，此外R1和R2、及R3和R4也可分別與結(jié)合的硼一起形成環(huán)。)并且，上述陽離子成分例如是氫陽離子、堿金屬陽離子、堿土類金屬陽離子、鋅陽離子、鎘陽離子、銃陽離子、及磷陽離子等。
這些有機硼化合物的帶電極性分別取決于將形成化合物的硼的電子接受性激活的含硼有機陰離子成分及陽離子成分的組成或分子大小，在本發(fā)明中，作為上述對陽離子成分使用分子大小比含有有機陰離子成分的硼的陰離子成分小的陽離子成分，從而具有負帶電控制性。并且，本發(fā)明的顯影劑組成物中含有的有機硼化合物中，無色或淡色的較多，且具有良好的帶電控制性，因此除了適用于黑色顯影劑外，還可極其良好地應用于彩色顯影劑這樣的進行著色的帶電控制。
本發(fā)明的色粉中的帶電控制劑的使用量沒有特別限定，但優(yōu)選相對于100重量份的粘合樹脂為0.5重量份～3重量份。當小于0.5重量份時，有可能無法對色粉施加充分的帶電穩(wěn)定性。另一方面，當超過3重量份時，粘合樹脂中的分散變得不充分，帶電的經(jīng)時穩(wěn)定性變得不充分，無法穩(wěn)定獲得具有一定高畫質(zhì)品位的圖像。進一步，色粉表面的帶電控制劑的存在量增加，因此在高濕下容易產(chǎn)生帶電不良、底面圖像不均等。
(著色劑)著色劑可使用本領域常用的，例如黃色色粉用著色劑、品紅色色粉用著色劑、青色色粉用著色劑、黑色色粉用著色劑等。
黃色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃5、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃17等偶氮類顏料；黃色氧化鐵、黃土等無機類顏料；C.I.酸性黃1等硝基類染料；C.I.溶劑黃2、C.I.溶劑黃6、C.I.溶劑黃14、C.I.溶劑黃15、C.I.溶劑黃19、C.I.溶劑黃21等油溶性染料等。
品紅色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料紅49、C.I.顏料紅57、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅122、C.I.溶劑紅19、C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅52、C.I.堿性紅10、C.I.分散紅15等。
青色色粉用著色劑，例如包括根據(jù)《染料索引》而分類的C.I.顏料藍1 5、C.I.顏料藍16、C.I.溶劑藍55、C.I.溶劑藍70、C.I.直接藍25、C.I.直接藍86等。
黑色色粉用著色劑，例如包括槽法炭黑、滾筒炭黑、盤法炭黑、爐法炭黑、油料爐黑、熱炭黑、以及乙炔黑等炭黑。從這些炭黑中，根據(jù)要獲得的色粉的設計特性適當選擇合適的炭黑即可。
除了這些顏料以外，還可使用紅色顏料、綠色顏料等。著色劑可單獨使用一種，也可同時使用二種以上。并且，可使用二種以上同色類的，也可分別使用一種或二種以上異色類的。
著色劑的用量沒有特別限定，優(yōu)選相對于粘接樹脂100重量份為3重量份～10重量份。通過在該范圍下使用著色劑，不會損壞色粉的各種物理特性，可形成具有高圖像濃度、畫質(zhì)良好的圖像。并且可抑制色粉的消耗量，有助于低成本化。當小于3重量份時，為了獲得高圖像濃度而需要提高附著量，色粉消耗量增大。并且當超過10重量份時，顏色再現(xiàn)性產(chǎn)生問題。
(脫模劑)脫模劑可使用本領域常用的，例如包括石蠟及其衍生物、微晶蠟及其衍生物等石油系蠟；費-托蠟及其衍生物、聚烯烴蠟及其衍生物、低分子量聚丙烯蠟及其衍生物、聚烯烴類聚合物蠟(低分子量聚乙烯蠟等)及其衍生物等烴基合成蠟；巴西棕櫚蠟及其衍生物、米糖蠟及其衍生物、小燭樹蠟及其衍生物、濁蠟(haze wax)等植物類蠟；蜜蠟、鯨蠟等動物類蠟；脂肪酸酰胺、酚類脂肪酸酯等脂和油基合成蠟；長鏈羧酸及其衍生物、長鏈醇及其衍生物、硅酮聚合物、高級脂肪酸等。衍生物包括氧化物、乙烯類單體與蠟的嵌段聚合物、乙烯類單體與蠟的接枝改性衍生物等。
蠟的使用量沒有特別限定，可在較大范圍內(nèi)適當選擇，但優(yōu)選相對于粘接樹脂100重量份，為0.2重量份～20重量份。
(添加劑)添加劑例如包括流動劑。流動劑例如用于提高色粉的傳送性、帶電性、以及使色粉為雙成分顯影劑時與載體的攪拌性等。流動劑可使用本領域常用的，例如包括氧化鋁粉末、氧化鈦粉末、微粉末二氧化硅等無機微粒子；二氟乙烯微粉末、聚四氟乙烯微粉末、脂肪酸金屬鹽、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣等有機微粒子；它們的疏水化處理物等。其中優(yōu)選進行了疏水化處理的無機微粒子。流動劑可單獨使用一種，也可同時使用二種以上。同時使用二種以上的具體示例包括一種或二種以上的進行了疏水化處理的無機微粒子、及一種或二種以上的有機微粒子的組合。
流動劑的使用量沒有特別限定，可從較大范圍內(nèi)適當選擇，優(yōu)選相對于100重量份色粉粒子，為0.1重量份～3重量份。色粉粒子和流動劑通過通常的混合機混合，向色粉粒子表面附著流動劑后，通過篩等去除凝聚物、異物等，從而可獲得含有流動劑的本發(fā)明的色粉。
本發(fā)明的色粉可使用單成分顯影劑及雙成分顯影劑。單成分顯影劑例如作為非磁性色粉使用時，使用刮刀及毛刷，通過顯影套筒使色粉摩擦帶電，并附著到套筒上進行傳送，從而可向感光體表面的靜電潛影提供色粉。
并且，作為雙成分顯影劑使用時，同時使用本發(fā)明的色粉和載體。載體在此沒有特別限定，可使用本領域常用的，但優(yōu)選在載體的芯材上具有樹脂被覆層的樹脂被覆載體。
載體的芯材例如包括鐵、鎳、鈷等磁性金屬，鐵素體、磁鐵礦等磁性氧化物，玻璃珠等。芯材的形狀優(yōu)選為球狀。并且芯材的粒徑優(yōu)選為10μm～500μm，進一步優(yōu)選為30μm～100μm。
被覆樹脂例如包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯酮、氯乙烯-乙酸乙烯聚合物、苯乙烯丙烯酸聚合物、由有機硅氧烷鍵構(gòu)成的硅樹脂及其改性衍生物、氟樹脂、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、酚醛樹脂、氨基樹脂、三聚氰胺樹脂、苯代三聚氰胺樹脂等。在這些樹脂中，也可含有導電材料。該導電材料例如包括金、銀、銅等金屬粉末，碳黑、氧化鈦、氧化鋅等無機微粒子等。
(實施例)以下列舉實施例及比較例來具體說明本發(fā)明。
色粉的制造(實施例1)
在第一階段的混合步驟中，將按照如下配合比例含有100重量份聚酯(粘合樹脂)、6.1重量份著色劑(C.I.顏料藍15:3)、1.2重量份作為帶電控制劑的有機硼化合物(LR-147，日本カ一リツト公司制造)的36kg色粉原料，通過亨舍爾混合器(ヘンシエルミキサ/商品名FMミキサ，三井鉱山(株)制造)混合7分鐘。接著在第二階段的混合中，在100重量份的該原料混合物中投入在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉25重量份，通過亨舍爾混合機再次混合1分鐘。在混煉步驟中，用雙軸擠壓混煉機(商品名PCM65，池貝(株)制造)對在第二階段的混合步驟中獲得的混合物進行混煉。冷卻到室溫后，在粉碎步驟中用鍵槽銑床(カツタ一ミル/商品名VM-16，オリエント(株)制造)進行粗粉碎，接著在流動層型噴式粉碎機(ホソカワシミクロン(株)制造)中進行微粉碎。之后在分級步驟中利用回轉(zhuǎn)式氣動分級機(ホソカワシミクロン(株)制造)將其分級。這樣一來，獲得體積平均粒徑6.7μm的色粉。并且，將流動層型噴式粉碎機的滾筒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)控制為3800rpm，將回轉(zhuǎn)式氣動分級機的滾筒的旋轉(zhuǎn)數(shù)控制為3930rpm，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的粉碎品提供量控制為36kg/h，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的氣體流量控制為16.8Nm3/min。氣體流量的單位中的N表示氣體的標準狀態(tài)(1atm，0℃)。
(實施例2)除了添加0.8重量份的帶電控制劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例3)除了添加2.5重量份的帶電控制劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例4)除了將流動層型噴式粉碎機的滾筒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)控制為4500rpm，將回轉(zhuǎn)式氣動分級機的滾筒的旋轉(zhuǎn)數(shù)控制為3950rpm，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的粉碎品提供量控制為36kg/h，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的氣體流量控制為16.8Nm3/min外，和實施例1一樣制造色粉。
(實施例5)除了將流動層型噴式粉碎機的滾筒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)控制為3300rpm，將回轉(zhuǎn)式氣動分級機的滾筒的旋轉(zhuǎn)數(shù)控制為3950rpm，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的粉碎品提供量控制為36kg/h，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的氣體流量控制為16.8Nm3/min外，和實施例1一樣制造色粉。
(實施例6)除了將流動層型噴式粉碎機的滾筒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)控制為4800rpm，將回轉(zhuǎn)式氣動分級機的滾筒的旋轉(zhuǎn)數(shù)控制為3950rpm，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的粉碎品提供量控制為36kg/h，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的氣體流量控制為16.8Nm3/min外，和實施例1一樣制造色粉。
(實施例7)除了將流動層型噴式粉碎機的滾筒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)控制為3700rpm，將回轉(zhuǎn)式氣動分級機的滾筒的旋轉(zhuǎn)數(shù)控制為3950rpm，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的粉碎品提供量控制為36kg/h，將對回轉(zhuǎn)式氣動分級機的氣體流量控制為16.8Nm3/min外，和實施例1一樣制造色粉。
(實施例8)除了添加3.4重量份的著色劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例9)除了添加7.6重量份的著色劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例10)除了添加2.5重量份的著色劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例11)除了添加8.8重量份的著色劑外和實施例1一樣制造色粉。
(實施例12)除了在第一階段的混合步驟中同時混合各色粉成分和25重量份微粉色粉而不進行第二階段的混合步驟外，和實施例1一樣制造色粉。
以下說明用于和上述各實施例中的本發(fā)明的色粉進行對比的比較例。
(比較例1)除了添加0.6重量份的帶電控制劑外和實施例1一樣制造色粉。與實施例1～12的不同點在于單位色粉比表面積的表面CCA濃度，小于作為本發(fā)明的范圍2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍的下限值，并且表面CCA濃度小于作為本發(fā)明的下限值的1.8×10-3g/g。
(比較例2)除了添加3.4重量份的帶電控制劑外和實施例1一樣制造色粉。與實施例1～12的不同點在于單位色粉比表面積的表面CCA濃度，大于作為本發(fā)明的范圍2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍的上限值。
(雙成分顯影劑的制造)在制造的實施例1～12及比較例1和比較例2的100重量份的色粉中添加1.0重量份的負電荷疏水性二氧化硅(體積平均粒徑10nm)，用亨舍爾混合機混合5分鐘，獲得本發(fā)明的色粉的外添品。進一步，將獲得的5重量份色粉外添品和95重量份鐵素體載體(體積平均粒徑45μm)在V型混合機(商品名V-5，特壽工作所(株)制造)中混合20分鐘，做成含有實施例1～12、比較例1及比較例2的色粉的雙成分顯影劑。
(評價方法)
單位色粉比表面積的表面CCA濃度、表面CCA濃度、粒度分布、底面圖像模糊、帶電量及綜合評價通過以下評價方法進行。
(單位色粉比表面積的表面CCA濃度及表面CCA濃度)單位色粉比表面積的表面CCA濃度是指單位色粉比表面積的色粉表面上露出的帶電控制劑量。此外，表面CCA濃度表示每1g色粉的色粉表面上露出的帶電控制劑量。
(A)色粉的比表面積的計算根據(jù)各粒徑通道的色粉粒子表面積及體積，計算出總色粉粒子的整體表面積及整體體積，以表觀密度為約1g/cm3計算出色粉的比表面積(cm2/g)。
(B)帶電控制劑的定量首先，調(diào)整露出到色粉表面的帶電控制劑的定影所使用的測定用試驗材料。向2重量％的三硝基甲苯水溶液投入2.0g色粉，用抹刀攪拌后，進一步用攪拌器攪拌五分鐘。過濾獲得的溶液，將殘渣干燥一天左右后，通過熒光X線測定，對構(gòu)成本發(fā)明的帶電控制劑的鉀原子的熒光X線檢測強度進行測定(商品名ZSX Primus II、理學電機工業(yè)株式會社制造)。接著通過與未處理品中的熒光X線強度進行比較，將其差作為溶出量算出。
(C)表面CCA濃度的計算利用根據(jù)熒光X線強度及與帶電控制劑量相關(guān)的檢測線求得的關(guān)系式、及(B)中求得的溶出量，可實際上將表面CCA濃度(g/g)定量。
(D)單位色粉比表面積的表面CCA濃度的計算通過上述(A)、(B)及(C)根據(jù)下述公式(2)可計算出單位色粉比表面積的表面CCA濃度。
單位色粉比表面積的表面CCA濃度(g/cm2)＝[表面CCA濃度(g/g)]/[色粉的比表面積(cm2/g)] …(2)(粒度分布)首先，調(diào)制出用于色粉粒子的粒度測量的測定用試驗材料。在100ml的燒杯中加入20ml的氯化鈉(1級)的1重量％水溶液(電解液)。并依次添加0.05mg烷基苯磺酸鹽(分散劑，烷基(CnH2n+1，n＝10～14))及3mg色粉，進行五分鐘超聲波分散。添加氯化鈉(1級)的1重量％水溶液以使整體量達到100ml，將再次進行了五分鐘超聲波分散的材料作為測定用試驗材料。對該測定用試驗材料使用庫爾特計數(shù)器(コ一ルタ一カウンタ一)TA-III(コ一ルタ一公司制造)，在孔徑100μm、測量對象粒徑在個數(shù)基準下為2μm～40μm的條件下進行測定，根據(jù)測量結(jié)果計算出和本發(fā)明的規(guī)定相關(guān)的數(shù)值。
(底面圖像模糊及帶電量)通過以下方法評估底面圖像模糊及帶電量。
將雙成分顯影劑填充到具有雙成分全彩顯影裝置的市售復印機(商品名ARC150，夏普株式會社制造)，在常溫常濕下在初期及實際復印2000萬張的5％打印圖像后，測定底面圖像模糊及帶電量。并且向?qū)嶋H復印20000張后的雙成分顯影劑100重量份補給在高溫高濕下(35℃/85％RH)下放置1天的色粉1重量份，進行底面圖像模糊及帶電量的測定。并且，補給的色粉與最初填充的雙成分顯影劑中含有的色粉相同。
底面圖像模糊通過以下方法測量在感光體上的非圖像部上粘貼透明膠帶(住友3M公司制造的メンデイングテ一プ)，之后將該透明膠帶粘貼到白紙上，通過X-rite938(日本平板印刷機材株式會社制造)測定濃度。并且，提前僅將透明膠帶粘貼到白紙上，測量其濃度，將與上述濃度的差作為底面圖像模糊值。對差小于0.015的用◎表示，0.015以上并小于0.025的用○表示，0.025以上并小于0.035的用△表示，0.035以上的用×表示。
對于帶電量，吹入從磁輥上采取的雙成分顯影劑，通過吸引式小型帶電量測定裝置(商品名210HS-2A，Trek(株)制造)測定帶電量。測定初期、實際復印2萬張后、及2萬張實際復印+色粉補給后的帶電量，將2萬張實際復印后相對于初期帶電量、及2萬張實際復印+色粉補給后相對于2萬張實際復印后的變化率，小于5％的用◎表示，5％以上并小于10％的用○表示，10％以上并小于20％的用△表示，20％以上的用×表示。
并且，初期變化率(％)是初期帶電量和2萬張實際復印后的帶電量的差的絕對值相對于初期帶電量的百分率。補給后變化率(％)是2萬張實際復印后的帶電量和2萬張實際復印+色粉補給后的帶電量的差的絕對值相對于2萬張實際復印后的帶電量的百分率。
(綜合評價)綜合評價如下進行。
○上述評價項目的過半數(shù)以上為○及◎，是在本發(fā)明范圍內(nèi)的良好的顯影劑。
△上述評價項目的過半數(shù)以上為△，是本發(fā)明的范圍內(nèi)的顯影劑。
×上述評價項目中有一個以上為×，不如現(xiàn)有的顯影劑。
下述表1中匯總了實施例1～12及比較例1、2中使用的著色劑量、混合階段數(shù)、帶電控制劑量、單位色粉比表面積的表面CCA濃度、表面CCA濃度、及粒度分布。
表1

下述表2及表3中匯總了含有實施1～12的色粉及比較例1和比較例2的色粉的雙成分顯影劑在初期、2萬張實際復印后及2萬張實際復印后+色粉補給后的底面圖像模糊及帶電量的評價結(jié)果。
表2

表3

從表2及表3所示結(jié)果可知，本發(fā)明的實施例1～12的色粉作為帶電控制劑使用有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)，且表面CCA濃度為1.8×10-3g/g以上，因此和比較例1及2的色粉相比，如下所述，具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性。
本發(fā)明的實施例1～12的色粉具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性，因此如表2及表3所示，在初期、2萬張實際復印后、及2萬張實際復印+色粉補給后的底面圖像模糊及帶電量的所有評價項目中獲得了△以上的良好結(jié)果。長期印刷時帶電量也較穩(wěn)定，較少產(chǎn)生底面圖像模糊。并且在高溫高濕下放置時，帶電量也不會因濕度受到較大影響，補給到圖像形成裝置時可充分帶電，底面圖像模糊產(chǎn)生較少。
在實施例10中，在綜合評價中雖然可充分使用，但著色劑量較少為2.5％，樹脂成分含量較多，因此在長期使用中電阻增加，在2萬張實際復印后的帶電量評價及2萬張實際復印+色粉補給后的底面圖像模糊及帶電量的評價為△。
并且在實施例12中，在綜合評價中雖然可充分使用，但在第一階段的混合步驟中同時混合各色粉成分和微粉色粉，因此色粉中的帶電控制劑的分散性變差，在2萬張實際復印后的帶電量評價及2萬張實際復印+色粉補給后的底面圖像模糊及帶電量的評價在所有項目中均為△。
另一方面，比較例1的色粉的表面CCA濃度較低，因此從色粉粒子表面脫落的帶電控制劑的量較少，帶電的經(jīng)時穩(wěn)定性良好。但是由于單位色粉比表面積的表面CCA濃度小于2.1×10-6g/cm2，因此無法充分獲得作為帶電控制劑的作用，帶電啟動性較差，因此在高溫高濕下帶電量的變動較大，2萬張實際復印+色粉補給后的底面圖像模糊及帶電量的評價為×。
并且，比較例2的單位色粉比表面積的表面CCA濃度較高，因此從色粉粒子表面脫落的帶電控制劑的量較多，長期印刷時的帶電的經(jīng)時穩(wěn)定性較差，在2萬張實際復印后和初期相比帶電量下降，底面圖像模糊較明顯。并且高溫高濕下的帶電量的變動也較大，因此在2萬張實際復印+色粉補給后無法獲得良好的結(jié)果。
作為本發(fā)明的實施例1～12及比較例1和2的比較結(jié)果的綜合評價，為了滿足帶電的經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性，需要作為帶電控制劑使用有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)，且表面CCA濃度為1.8×10-3g/g以上。
并且，在本實施例中，著色劑使用青色著色劑中的C.I.顏料藍153，但也可取代該著色劑，使用前面示例的各種著色劑同樣地實施。
本發(fā)明在不脫離其主旨和主要特征的前提前可通過各種方式實施。因此，上述實施方式從各方面而言僅是單純的示例，本發(fā)明的范圍如權(quán)利要求所示，不受說明書正文的任何約束。并且，屬于權(quán)利要求范圍內(nèi)的變形、變更均屬本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種色粉，其特征在于，至少含有粘合樹脂、著色劑及作為帶電控制劑的有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10-6g/cm2～5.5×10-6g/cm2的范圍內(nèi)，且表面CCA濃度為1.8×10-3g/g以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉，其特征在于，累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為10％的粒徑D10V、及累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為90％的粒徑D90V滿足下述公式(1)，累積體積分布中來自大粒徑側(cè)的累積體積為50％的粒徑D50V處于5μm～8μm的范圍內(nèi)，且粒徑5μm以下的色粉粒子含有量為15個數(shù)％～35個數(shù)％，0.415≤(D10V-D90V)/D10V≤0.475 …(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉，其特征在于，相對于粘合樹脂100重量份，著色劑含量為3重量份～10重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色粉，其特征在于，所述色粉用于電子照相。
5.一種色粉的制造方法，用于制造權(quán)利要求1所述的色粉，其特征在于，包括以下步驟第一階段的混合步驟，混合至少含有粘合樹脂、著色劑及作為帶電控制劑的有機硼化合物的色粉成分；和第二階段的混合步驟，在通過第一階段的混合步驟獲得的混合物中，投入在其他色粉制造步驟中被去除的微粉色粉，并進行再次混合。
全文摘要
提供一種色粉及其制造方法，其具有良好的帶電經(jīng)時穩(wěn)定性及環(huán)境穩(wěn)定性，在長期及高溫高濕下使用時也基本不會發(fā)生底面圖像模糊等，可形成具有高圖像濃度的圖像，并且不會因圖像形成裝置內(nèi)的色粉飛散而產(chǎn)生裝置內(nèi)污染。作為帶電控制劑含有有機硼化合物，單位色粉比表面積的表面CCA濃度處于2.1×10
文檔編號G03G9/08GK101089740SQ200710110160
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者山本義則, 小川哲, 鈴木正郎, 赤澤良彰 申請人:夏普株式會社