專利名稱:調色劑的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種調色劑。在優(yōu)選實施方案中,描述了一種調色劑,該調色劑含有著色劑、粘合劑樹脂、和層狀無機礦物材料,其中,所述層狀無機礦物材料中,存在于各層間的部分或全部離子被有機離子改性。該調色劑可以通過以下方法制備,該方法包括將包含著色劑、粘合劑樹脂和/或其前體、和層狀無機礦物材料的調色劑組分混合物液體在水性介質中分散或乳化。用XPS對調色劑表面測得的層狀無機礦物材料在混合及捏合之前的密度(A)和在混合及捏合之后的密度(B)滿足以下關系A>B。
背景技術:
為了控制調色劑的充電量,會加入各種電荷控制劑。由粉碎法制造的調色劑具有以下特征(1)調色劑尺寸的減小受到限制,意味著圖像質量難以改進;(2)易于使材料在各顆粒中均勻地分散,但是難以控制材料在其中的位置;以及(3)當增加電荷控制劑的用量以提高調色劑的充電性能時,對抗成膜性能和定影性能存在不利影響;在所述粉碎法中,著色劑和可選的添加劑加入到作為粘合劑樹脂的熱塑性樹脂中,并將混合物粉碎和分級。
近來,如日本公開未審專利申請No.2003-515795、No.2006-500605、No.2006-53313和No.2003-202708所述,改性的層狀無機礦物材料已被用作電荷控制劑,在所述改性的層狀無機礦物材料中存在于各層間的離子被有機離子部分改性。這些電荷控制劑仍然具有上述的特征。
發(fā)明內容
由于以上原因,本發(fā)明人認識到存在對具有以下特征的調色劑的需要(1)在包含少量的電荷控制劑的情況下具有優(yōu)異的充電性能;(2)在具有優(yōu)異的低溫定影性和穩(wěn)定的充電性能的情況下抑止成膜的發(fā)生;以及(3)產生具有優(yōu)異的微點再現性的高質量圖像。
因此,本發(fā)明的目的在于提供具有以下特征的調色劑(1)通過添加少量的電荷控制劑獲得優(yōu)異的充電性能;(2)在具有優(yōu)異的低溫定影性和穩(wěn)定的充電性能的情況下抑止成膜的發(fā)生;以及(3)產生具有優(yōu)異的微點再現性的高質量圖像,以及滿足(1)~(3)的成像裝置。
簡單來說,上述目的以及下文所述的本發(fā)明的其他目的將會通過以下調色劑而更易于明白并且可單獨或組合地實現,所述調色劑包括著色劑、粘合劑樹脂和層狀無機材料,所述層狀無機礦物材料中部分或全部的存在于各層之間的離子被有機離子改性,該調色劑是通過以下方法制備的,該方法包括將含有著色劑、粘合劑樹脂和/或其前體、和層狀無機礦物材料的調色劑組分混合液在水相介質中分散或乳化。用XPS對調色劑表面測得的層狀無機材料的密度A和混和、捏合后用XPS對調色劑表面測得的層狀無機礦物材料的密度B滿足以下關系A>B。
優(yōu)選的是,在上述調色劑中,滿足以下關系A>B×1.4。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,密度A和密度B可以使用A1測得,并滿足以下關系A>0.5原子%。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,存在于各層之間的部分或全部的陽離子被有機陽離子改性。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,調色劑組分混合液包含有機溶劑,其中著色劑、選自粘合劑樹脂和粘合劑樹脂前體的至少之一、和層狀無機材料分散或溶解在該有機溶劑中。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,層狀無機材料的含量為0.05~5.0重量%。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,層狀無機材料的含量為0.05~2.0重量%。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,粘合劑樹脂包含多種粘合劑樹脂。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,多種粘合劑樹脂中的一種是具有聚酯骨架的樹脂。
還優(yōu)選的是,在上述調色劑中,多種粘合劑樹脂中的一種為聚酯樹脂。
通過結合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述,將使本發(fā)明的上述目的以及其他目的、特征和優(yōu)點變得明顯。
通過結合附圖的以下詳細描述,可以更完整地領會并更好地理解本發(fā)明的其他各種目的、特征和帶來的優(yōu)點,附圖中相同的對應部分以相同的附圖標記表示,其中圖1為使用本發(fā)明調色劑的成像裝置的一個實例的示意圖;圖2為使用本發(fā)明調色劑的成像裝置的另一個實例的示意圖;圖3為使用本發(fā)明調色劑的成像裝置的一個實例的另一示意圖;圖4為圖3中所示成像裝置的部分示意圖;具體實施方式
以下將通過參考若干實施方式和附圖來對本發(fā)明進行詳細描述。
層狀無機礦物材料在調色劑造粒期間是疏水性的。然而,層狀無機礦物材料對油相和水相的親和性取決于各層間離子的種類以及各層間離子的代替含量。對于油相而言,油相的極性也影響親和性。
本發(fā)明中,當調色劑以油相在水相中造粒時,層狀無機礦物材料被有機離子改性到層狀無機礦物材料以適當的水平局部存在于調色劑表面附近的程度。也就是說,改性的層狀無機礦物材料遷移至油滴的表面,從而使改性的層狀無機礦物材料局部地存在于調色劑顆粒的表面附近。當層狀無機礦物材料中被有機離子改性的離子含量過少時,則層狀無機礦物材料的疏水性不足。因此,層狀無機礦物材料難以從各層間分離,導致在調色劑顆粒中難以分散,也就是說,調色劑表面沒有觀察到足夠的層狀無機礦物材料。
當層狀無機礦物材料中被有機離子改性的離子含量增加時,改變有機離子的種類和/或進行表面處理以改進疏水性,改性的層狀無機礦物材料易于均勻分散在調色劑顆粒中或局部存在于其中央。
通過適當選擇水相、油相和層狀無機礦物材料,可以使局部存在于調色劑顆粒中的改性的層狀無機礦物材料達到合適的狀態(tài)。
總之,調色劑的充電性能很大程度上取決于調色劑顆粒表面的電荷控制劑。事實上,當改性的層狀無機礦物材料大量地存在于調色劑顆粒表面時,可以獲得足夠的充電性能。
就通過捏合和粉碎步驟制造的調色劑而言,添加劑不會通過捏合和粉碎步驟而定位于調色劑中。因此,從充電性能方面來看,這種粉碎調色劑的充電性能不如本發(fā)明的調色劑。
當增加添加劑的用量以補嘗上述缺點時,那么換來的影響是低溫定影性能的惡化,這導致圖像質量下降。此外,層狀無機礦物材料沒有在粉碎調色劑中被充分地粉碎和/或分散,導致分散粒徑變大。因此,層狀無機礦物材料從調色劑顆粒上分離,這導致用盡出現的增加。當進行劇烈的粉碎和/或分散時,由于樹脂的剪切容易使用盡的出現增加。
表面局部化可使用XPS即X光電子能譜法檢測,XPS可檢測存在于顆粒等中的從其表面至例如自表面起20-40nm深之間的元素的原子密度。也就是說,當用XPS測量調色劑的層狀無機礦物材料中元素的表面原子密度(A)以及通過熔融、捏合調色劑制備的化合物中層狀無機礦物材料中的該元素的表面原子密度(B)時,在層狀無機礦物材料局部存在于調色劑表面附近的情況下,表面原子密度(A)大于表面原子密度(B)。
優(yōu)選滿足以下關系表面原子密度(A)>表面原子密度(B)×1.4。在這種關系下,表面局部化的效果較高并且通過少量添加劑就可以穩(wěn)定地獲得充電性能。
當層狀無機礦物材料的表面局部化可以通過Al檢測時,根據環(huán)境特性優(yōu)選其中的原子密度大于0.5原子%。
由于改性的層狀無機礦物材料可以在水性系統中的油滴表面局部化,因此改性的層狀無機礦物材料在少量下就可以充分地發(fā)揮它的充電功能,從而對定影能力的負面影響可最小化。而且,由于造粒是在水性體系中進行的,可以降低顆粒的大小。此外,可以通過在水相和油相中分散/乳化來對調色劑造粒,即在液相中進行分散,從而可以充分地分散改性后的層狀無機礦物材料。
本發(fā)明中,就含有調色劑材料的液體而言,優(yōu)選調色劑材料被分散或分散在優(yōu)選包含有機溶劑的溶劑中。優(yōu)選在母體調色劑顆粒造粒時或造粒后,去除該有機溶劑。
相反,通過與上述方式相同的XPS測定的包含于粉碎調色劑中的元素的原子密度(A)以及通過熔融、捏合該粉碎調色劑制備的調色劑化合物中的原子密度(B)滿足以下關系式A=B。這是因為電荷控制劑均勻地存在于粉碎調色劑和調色劑化合物中。為了穩(wěn)定和改進這種調色劑的充電性能,如上所述,增加電荷控制劑的添加量,這引起了諸如定影性能變差以及用盡出現的頻率增加等副作用。
對于有機溶劑的選擇沒有具體限制。該有機溶劑優(yōu)選是揮發(fā)性的,并且具有低于150度的沸點,從而易于被除去。其具體的例子包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、單氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮和甲基異丁基酮。在這些有機溶劑中,優(yōu)選甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳,特別優(yōu)選乙酸乙酯。這些有機溶劑可以單獨使用或組合使用。基于100重量份的調色劑材料,有機溶劑的含量為40~300重量份,優(yōu)選為60~140重量份,并且更優(yōu)選為80~120重量份。
調色劑材料可以含有除粘合劑樹脂、著色劑、以及層狀無機礦物材料(其中部分金屬離子優(yōu)選為金屬陽離子,被有機離子優(yōu)選為有機陽離子改性)以外的任何合適的材料。具有單體、聚合物和活性氫基的化合物或與活性氫基反應的聚合物作為粘合劑樹脂被包含。可以任選添加脫模劑和其它組分。
接下來,對本發(fā)明中使用的改性的層狀無機礦物材料進行描述。
層狀無機礦物材料指的是由厚度為如2~7nm的層堆積形成的無機材料。改性(modified)指的是引入有機離子作為存在于各層之間的離子。具體的例子參見JOP 2006-500605、2006-506613和2003-202708中的描述。這在廣義上稱為插層(intercalation)。層狀無機礦物材料包括,例如蒙脫土(如蒙脫石、皂石)、高嶺土系(如高嶺石)、鎂輝石(magadiite)和水合硅酸鹽(kanemite)。改性的層狀無機礦物材料由于其改性的層狀結構而具有高親水性能。當在不改性的情況下將層狀無機礦物材料用于通過在水性介質中分散來造粒的調色劑時,層狀無機礦物材料轉移進入水相介質中,從而難以使調色劑具有不規(guī)則的形狀。相反,被有機離子改性的層狀無機礦物材料可具有合適的疏水性,從而存在于調色劑顆粒表面上的改性的層狀無機礦物材料的比例提高。因此,調色劑顆??梢子诰哂胁灰?guī)則的形狀、被精細地分散并且具有充足的充電能力。
此外,由于改性的層狀無機礦物材料難以對調色劑的低溫定影性能作出貢獻,可以認為如果調色劑顆粒表面部分存在過量的改性的層狀無機礦物材料,將對低溫定影性有不利影響。然而,較少量的改性的層狀無機礦物材料可以使調色劑顆粒形狀不規(guī)則并且可以改進電荷控制功能,因此具有形狀控制、電荷控制功能以及低溫定影性能的良好的結合。用于本發(fā)明的改性層狀無機礦物材料的優(yōu)選具體實例可以通過用有機陽離子對具有蒙脫石類型基本晶體結構的層狀無機礦物材料改性獲得。蒙脫石系列的粘土礦物材料具有負極性層,帶正電荷的離子位于各層間使之平衡。各層間的化合物可以通過正離子的離子交換作用及極性分子的附著作用形成。此外,層狀無機礦物材料中的部分二價金屬離子可以被三價金屬離子取代以引入金屬離子。由于金屬離子是親水性的,因此優(yōu)選對層狀無機礦物材料進行改性使有機陰離子代替部分金屬離子使用。從而,層狀無機礦物材料能夠具有合適的疏水性能。
用于對層狀無機礦物材料改性使得其中至少部分離子被有機離子改性的有機離子改性劑的具體例子包括烷基季銨鹽、磷鹽、咪唑鹽。其中,優(yōu)選烷基季銨鹽。烷基季銨鹽的具體例子包括三甲基十八烷基銨、二甲基十八烷基芐基銨、二甲基十八烷基銨、和油基雙(2-羥乙基)甲基銨。改性的層狀無機礦物材料的具體例子包括高嶺石、層狀磷酸鹽和層狀雙氫氧化物(double hydroxides)。有機離子改性劑可以基于層的極性來適當地選擇。當層具有負電荷時,可以選擇上述有機離子改性劑,當層具有正電荷時,可以使用帶支鏈的硫酸鹽、磺酸鹽、羧酸鹽、磷酸鹽(這些鹽具有1~4個碳原子的不帶支鏈的或環(huán)狀的烷基、1~22個碳原子的烯基、8~32個碳原子的烷氧基、2~22個碳原子的羥烷基、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等)。其中,優(yōu)選具有環(huán)氧乙烷骨架的羧酸。
通過用有機離子對層狀無機礦物材料至少部分改性,層狀無機礦物材料可以具有合適的疏水性。從而,含有調色劑組分混和物液體的油相具有非牛頓粘度,并且調色劑顆??梢跃哂胁灰?guī)則的形狀?;谡{色劑材料的重量,部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料的含量優(yōu)選為0.05~5重量%,更優(yōu)選為0.05~2重量%。部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料的具體例子包括蒙脫石、斑脫土、鋰蒙脫石、綠坡縷石、海泡石及它們的混合物,其中優(yōu)選蒙脫石和斑脫土,因為它們不會影響調色劑的性能,容易調節(jié)粘度,并且添加量少。
部分被有機陽離子改性的層狀無機礦物材料的市售產品包括例如,季銨鹽18膨潤土,如BENTONE 3、BENTONE 38、BENTONE 38V(ElementisSpecialties,Inc.制造)、TIXOGEL VP(United Catalyst Corporation制造)、CLAYTONE 34、CLAYTONE 40和CLAYTONE XL(Southern Clay Inc.制造);硬脂醇鹽(stearal conium)膨潤土,如BENTONITE 27(Elementis Specialties,Inc.制造)、TIXOGEL LG(United Catalyst Corporation制造)、以及CLAYTONEA和CLAYTONE APA(Southern Clay Inc.制造);和QUATANIUM18/BENZACONIUM BENZONITE。其中,優(yōu)選CLAYTONE AF和CLAYTONE APA。部分被有機陰離子改性的層狀無機礦物材料的特別優(yōu)選的具體例子包括其中的DHT-4A(由Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制造)被化學式1表示的有機離子改性的改性化合物?;瘜W式1所表示的化合物的具體例子是HITENOL 330T(由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.制造)。
化學式1R1(OR2)nOSO3M化學式1中,R1表示具有13個碳原子的烷基,R2表示具有2~6個碳原子的亞烷基,n表示2~10的整數,并且M表示單價的金屬元素。
由于改性的層狀無機礦物材料具有合適的疏水性能,因此改性的層狀無機礦物材料容易存在于液滴界面部分,即表面局部化,從而可獲得良好的充電性能。
本發(fā)明中,調色劑可任選含有著色劑、脫模劑、電荷控制劑、樹脂顆粒、無機顆粒、流動性改進劑、清潔性改進劑、磁性材料和金屬皂。
著色劑的具體例子包括炭黑、苯胺黑染料、鐵黑、萘酚黃S、漢撒黃(10G、5G和G)、鎘黃、氧化鐵黃、黃土、鉻黃、鈦黃、多偶氮黃、油黃、漢撒黃(GR、A、RN和R)、顏料黃L、聯苯胺黃(G和GR)、永久黃(NCG)、Vulcan堅牢黃(5G和R)、酒石黃色淀、喹啉黃色淀、anthrazane黃BGL、異吲哚啉酮黃、氧化鐵紅、鉛紅、鉛橙、鎘紅、鎘汞紅、銻橙、永久紅4R、對位紅、火紅、對氯鄰硝基苯胺紅、立索爾堅牢猩紅G、亮堅牢猩紅、亮胭脂紅BS、永久紅(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、堅牢猩紅VD、Vulcan堅牢玉紅B、亮猩紅G,立索爾玉紅GX、永久紅F5R、亮胭脂紅6B、顏料猩紅3B、酒紅5B、甲苯胺栗紅、永久酒紅F2K、太陽酒紅BL、酒紅10B、淺BON栗紅、中BON栗紅、曙紅色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛紅B、硫靛栗紅、油紅、喹吖酮紅、吡唑啉酮紅、多偶氮紅、鉻朱砂、聯苯胺橙、橘橙、油橙、鈷藍、天藍、堿性藍色淀、孔雀藍色淀、維多利亞藍色淀、無金屬酞菁藍、酞菁藍、堅牢天藍、陰丹士林藍(RS和BC)、靛藍、群青、普魯士藍、蒽醌藍、堅牢紫B、甲基紫色淀、鈷紫、錳紫、二噁烷紫、蒽醌紫、鉻綠、鋅綠、氧化鉻、深翠綠、祖母綠、顏料綠B、萘酚綠B、綠金、酸性綠色淀、孔雀綠色淀、酞菁綠、蒽醌綠、二氧化鈦、鋅白、鋅鋇白及其混合物。特別優(yōu)選的著色劑例如顏料紅,如PR122、PR269、PR184、PR57:1、PR238、PR146和PR185;顏料黃,如PY93、PY128、PY155、PY180和PY74;顏料藍,如PB15:3。這些著色劑可單獨或結合使用。
著色劑可以與粘合劑樹脂一起分散在溶劑中,或者著色劑可以作為將著色劑分散在溶劑中的液體分散體來使用。著色劑分散后,可以添加粘合劑樹脂等來調節(jié)粘度以賦予合適的剪切性。
著色劑的分散粒徑優(yōu)選不大于1μm。當使用分散粒徑過大的著色劑制備調色劑時,圖像質量會降低。特別是,容易引起透明片材的光傳導率變差。
著色劑的分散粒徑可以用粒度分布測量設備,如基于激光多普勒法的微軌跡超細粒度分布測量設備UPA-EX150(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)。
著色劑的含量可以適當選擇,并且為1~15重量%,優(yōu)選為3~15重量%。當著色劑的含量過少時,調色劑的著色能力將下降。當著色劑的含量過大時,調色劑中的顏料易于分散不足,從而導致著色劑著色能力下降及電特性降低。
可從已知試劑中選擇合適的脫模劑,并且可使用如蠟、聚烯烴蠟、含有羰基的長鏈烴。優(yōu)選含有羰基的蠟。這些脫模劑可單獨或組合使用。
含有羰基的蠟的具體實例包括具有多個烷烴酸殘基的酯,如巴西棕櫚蠟、褐煤蠟、三羥甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯;具有多個烷醇殘基的酯,例如,偏苯三酸三硬脂酸酯和馬來酸二硬脂酸酯;具有多個鏈烷酸殘基的酰胺,例如,二山萮酸酰胺;具有多個一元胺殘基的酰胺,例如偏苯三酸三硬脂?;0罚欢榛?,例如二硬脂酰基酮。其中,特別優(yōu)選具有多個鏈烷酸殘基的酯。聚烯烴蠟的具體例子包括聚乙烯蠟和聚丙烯蠟。長鏈烴的具體例子包括石蠟和SAZOL蠟。
用于本發(fā)明調色劑的蠟優(yōu)選具有40到160℃的熔點,更優(yōu)選為50到120℃,且進一步優(yōu)選為60到90℃。當包含在調色劑中的蠟的熔點太低時,調色劑的高溫保存性能惡化。相反,當熔點太高時,在低定影溫度下出現反印現像的冷反印問題易于發(fā)生。
用于本發(fā)明調色劑的蠟在高于蠟熔點20℃的溫度下優(yōu)選具有5~1000cps的熔融粘度,更優(yōu)選為10~100cps。當熔融粘度過高時,改進抗熱反印性和低溫定影性的效果減小?;谡{色劑的總重量,調色劑中蠟的含量優(yōu)選在0~40重量%范圍內,更優(yōu)選為3~30%重量范圍內。如果含量過大,會導致調色劑的流動性下降。
這種無機微粒的具體例子包括二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、鈦酸鍶、氧化鋅、氧化錫、石英砂、粘土、云母、沙石灰、硅藻土、氧化鉻、氧化鈰、氧化鐵紅、氧化銻、氧化鎂、氧化鋯、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣、碳化硅、氮化硅等,它們可以單獨使用或組合使用。
優(yōu)選的是,無機微粒的初始粒徑為5nm~2μm,更優(yōu)選為5nm~500nm。此外,優(yōu)選的是,用BET方法測得這種無機顆粒的比表面積為20~500m2/g,基于調色劑的總重量,外部添加劑的含量優(yōu)選為0.01~5重量%,更優(yōu)選為0.01~2重量%。
當使用流動性改進劑進行表面處理時,調色劑顆粒表面的疏水性能得到改進,從而即使在高濕度環(huán)境中也可以防止流動性和充電性能的下降。流動性改進劑的具體例子包括硅烷偶合劑、硅烷化劑、包含氟烷基的硅烷偶合劑、有機鈦酸鹽偶合劑、鋁偶合劑、硅油以及改性硅油。
當向調色劑添加清潔性改進劑時,在轉印后殘留在圖像承載部件和第一轉印介質上的顯影劑可以容易地從其上去除。清潔性改進劑的具體例子包括脂肪酸以及其金屬鹽,如硬脂酸鋅、硬脂酸鈣和硬脂酸;通過無皂乳液聚合方法或類似方法制備的樹脂顆粒,例如聚甲基丙烯酸甲酯顆粒以及聚苯乙烯顆粒。樹脂顆粒優(yōu)選具有窄的粒徑分布,并且其重均粒徑優(yōu)選為0.01~1μm。
可以從已知的材料中適當地選取磁性材料。例如可以使用鐵粉、磁鐵礦、鐵酸鹽。其中就彩色調色劑而言,優(yōu)選白色磁性材料。
本發(fā)明中,優(yōu)選水性介質中包含聚合物分散劑。該聚合物分散劑優(yōu)選可溶于水。水溶性聚合物的具體例子可以從已知的聚合物中選擇。例如可使用羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、和聚乙烯醇。它們可以單獨使用或組合使用。
當使用含有調色劑材料的液體將調色劑材料分散或乳化在水性介質中時,優(yōu)選的是,在攪拌下將調色劑材料分散在水性介質中。
已知的分散設備可以合適地用于分散。例如,可以使用低速剪切分散設備、高速剪切分散設備、摩擦分散設備、高壓噴射分散設備以及超聲波分散設備。其中,優(yōu)選高速剪切分散設備,因為可容易地制備具有2~20μm的粒徑的顆粒。
當使用高速剪切分散設備時,可以選擇合適的工作條件如轉速、分散時間和分散溫度等。轉速優(yōu)選為1000~30000rpm,更優(yōu)選為5000~20000rpm。對間歇式方法來說分散時間優(yōu)選為0.1~5分鐘。分散溫度優(yōu)選為在壓力下0~150℃,更優(yōu)選為40~98℃??偟膩碚f,分散溫度高時分散相對容易。
形成母體調色劑顆粒的方法可以從已知的方法中適當選擇。例如,可以使用懸浮聚合法、乳化聚合凝集法、分散懸浮法以及在形成粘合劑基材時形成母體調色劑顆粒的方法。其中,優(yōu)選形成粘合劑基材時形成母體調色劑顆粒的方法。粘合劑基材表示的是對記錄介質如紙張具有粘性的基體材料。
在懸浮聚合法中,調色劑材料混合物分散在水性介質中對調色劑材料混合物造粒。調色劑材料混合物包含粘合劑樹脂或用作粘合劑樹脂原料的單體、部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料、著色劑、蠟組分、電荷控制劑等。造粒后的調色劑顆粒具有適當的粒徑,如約3μm~約12μm。然后,將調色劑顆粒從水性介質中取出并洗滌、干燥,從而得到調色劑。
通過懸浮聚合法直接獲得調色劑顆粒的方法中,用于形成粘合劑樹脂的單體的具體例子包括苯乙烯基單體,如鄰(間、對)甲基苯乙烯、間(對)乙基苯乙烯;(甲基)丙烯酸酯基單體,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸山萮酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨乙酯和(甲基)丙烯酸二乙基氨乙酯;和烯基單體,如丁二烯、異戊二烯、環(huán)己烯、(甲基)丙烯腈和丙烯酸酰胺酯。上述物質中,根據John Wiley & Sons Co.,Ltd出版的Polymer HandbookSecond Edition III,p139-p192,理論玻璃態(tài)轉化溫度(Tg)在40~75℃的單體可以單獨或組合使用。玻璃態(tài)轉化溫度過低容易引起調色劑保存性和耐久穩(wěn)定性的問題。玻璃態(tài)轉化溫度過高容易引起定影點上升,導致定影性能和色彩再現變差。
在粘合劑樹脂的合成中,優(yōu)選使用交聯劑以改進調色劑顆粒的機械強度和色彩再現。
本發(fā)明調色劑使用的交聯劑的具體例子包括具有兩種官能團的交聯劑,如二乙烯基苯、雙(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1,3-丁二烯乙二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,5-戊二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、聚乙二醇#200、#400、#600的二丙烯酸酯、二丙烯酸一縮二丙二醇酯、二丙烯酸聚丙烯乙二醇酯、聚酯型二丙烯酸酯(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造),以及用甲基丙烯酸酯代替上述交聯劑中的丙烯酸酯得到的化合物。具有多官能團的交聯劑,例如,三丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸三羥甲基乙烷酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四丙烯酸四羥甲基甲烷酯、低聚類丙烯酸酯(oligoesteracrylate)及它們的甲基丙烯酸酯、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基,聚乙氧苯基)丙烷、鄰苯二甲酸二芳基酯、氰尿酸三芳基酯,異氰尿酸三芳基酯以及三苯六甲酸三芳基酯。
就乳化聚合凝集法而言,通過乳化聚合凝集熔合法能夠有效地制備調色劑,其中調色劑樹脂和包含部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料、顏料和脫模劑的液體分散體一起通過乳化聚合和異相凝聚以及隨后的熔合及聚結制備。
乳化聚合凝集熔合法包括凝集粒液體分散體的制備步驟(凝集步驟),以及加熱并熔融凝集的顆粒的熔合步驟,從而形成調色劑顆粒。在凝集步驟中,將通過乳化聚合法制得的樹脂顆粒液體分散體、以及單獨制備的其中包含部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料和著色劑的另一種液體分散體、以及可選的包含脫模劑的液體分散體混和,從而凝集樹脂顆粒、部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料以及著色劑。
在凝集過程中,凝集的顆粒通過異相凝集等形成,可加入添加劑,如具有與凝集的顆粒相反極性的離子基表面活性劑和一種或多種二價化合物,如金屬鹽,以穩(wěn)定凝集后的顆粒并且控制粒度和粒度分布。在熔合過程中,加熱凝集的顆粒至等于或高于凝集顆粒中包含的樹脂的玻璃轉化溫度。
熔合前可以提供另一步驟(粘附步驟A),其中添加其它顆粒的液體分散體并與凝集的顆粒液體分散體混和,以將上述其它顆粒均勻地粘附到凝集顆粒的表面??梢蕴峁┱掣讲襟EB,其中添加部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料的液體分散體,以將上述層狀無機礦物材料均勻地粘附到凝集顆粒的表面。而且,粘附步驟A可以提供在粘附步驟B之后,從而使層狀無機礦物材料更強有力地粘附到凝集顆粒上。這些粘附的顆粒通過異相凝集等形成。加熱并熔合粘附顆粒液體分散體至等于或高于凝集的顆粒中包含的樹脂的玻璃態(tài)轉化溫度以形成熔合顆粒。
在熔合步驟中熔合的熔合顆粒在水性介質中以著色的熔合顆粒液體分散體的方式存在。當在洗滌步驟中將熔合顆粒從水性介質中取出時,上述各步驟引入的雜質被去除,隨后進行干燥步驟,獲得用于顯影靜電潛像的調色劑。
在洗滌步驟中,加入數倍于熔合顆粒量的酸水或羥基水(hydroxy water)并攪拌。將洗滌所得物過濾,從而獲得固體部分。加入數倍于固體部分量的純水并攪拌,然后過濾。重復上述步驟,直到濾液的pH值大約為7,從而得到著色的調色劑顆粒。在干燥步驟中,所得的調色劑顆粒在其玻璃態(tài)轉化溫度下干燥。可以循環(huán)干燥的空氣和/或將所得的調色劑顆粒在真空環(huán)境下加熱。
本發(fā)明中,為穩(wěn)定樹脂顆粒液體分散、著色劑液體分散體以及脫模劑液體分散體的分散性能,可以使用有機酸金屬鹽的脂環(huán)化合物。由于在堿性環(huán)境下,對著色劑液體分散體、脫模劑液體分散體的pH穩(wěn)定性和/或樹脂顆粒液體分散體暫時的穩(wěn)定性,不需要穩(wěn)定液體分散體時,可以使用少量的表面活性劑。
作為表面活性劑,可以使用陰離子表面活性劑,如硫酸鹽類表面活性劑、磺酸鹽類表面活性劑、磷酸鹽類表面活性劑以及皂類表面活性劑;陽離子表面活性劑,如胺鹽類表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑;和非離子表面活性劑,如聚乙二醇類表面活性劑、烷基苯酚與環(huán)氧乙烯加成物類表面活性劑以及多元醇類表面活性劑。其中,優(yōu)選離子表面活性劑。通常,陰離子表面活性劑具有強分散能力,并且擅于分散樹脂顆粒和著色劑。優(yōu)選使用陽離子表面活性劑以分散脫模劑。優(yōu)選將非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑結合使用。這些表面活性劑可以單獨使用或組合使用。
陰離子表面活性劑的具體例子包括脂肪酸皂(如月桂酸鉀、油酸鈉、和蓖麻油鈉);硫酸酯類(如硫酸辛酯、硫酸十二烷基酯、十二烷基醚硫酸酯以及壬基苯基醚硫酸酯);磺酸鹽,例如,烷基萘磺酸鈉(如十二烷基磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、三異丙基萘磺酸鹽、二丁基萘磺酸鹽)、萘磺酸鹽甲醛縮合化合物、單辛基硫代琥珀酸鹽、二辛基硫代琥珀酸鹽、酰胺磺酸鹽月桂酸鹽(amidesulfonate laurinate)和油酸酰胺磺酸鹽(oleic acid amidesulfonate);磷酸鹽(如十二烷基磷酸鹽、異丙基磷酸鹽、壬基苯基磷酸鹽);和硫代琥珀酸鹽,如二烷基硫代琥珀酸鹽(如二辛基硫代琥珀酸鈉)以及硫代琥珀酸十二烷基2鈉。
陽離子表面活性劑的具體例子包括胺鹽(如十二烷基胺的鹽酸鹽、十八烷基胺的鹽酸鹽、油烯基胺的乙酸鹽、十八烷基胺的乙酸鹽、十八烷基氨基丙基胺的乙酸鹽);和叔銨鹽(如十二烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、十二烷基二羥基乙基甲基氯化銨、油烯基雙聚氧乙烯甲基氯化銨、十二酰氨基丙基二甲基乙基乙氧基硫酸銨(ammonium etosulfate)、十二酰氨丙基二甲基羥基乙基高氯酸銨、烷基苯二甲基氯化銨以及烷基三甲基氯化銨)。
非離子表面活性劑的具體例子包括烷基醚(如聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚和聚氧乙烯油烯基醚);烷基苯基醚(如聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚);烷基酯(如聚氧乙烯月桂酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯和聚氧乙烯油酸酯);烷基胺(如聚氧乙烯十二烷基氨基醚、聚氧乙烯十八烷基氨基醚、聚氧乙烯油烯基氨基醚、聚氧乙烯大豆氨基醚(polyoxyethylene soy aminoehter)、聚氧乙烯牛脂肪氨基醚(polyoxyethylene beef fat aminoether));烷基酰胺(如聚氧乙烯月桂酸酰胺、聚氧乙烯硬脂酸酰胺、和聚氧乙烯油酸酰胺);植物油醚(如聚氧乙烯蓖麻油醚以及聚氧乙烯菜籽油醚);烷醇酰胺(如二乙醇月桂酸酰胺、二乙醇硬脂酸酰胺、以及二乙醇油酸酰胺);和山梨糖酯醚(如聚氧乙烯山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨糖醇單油酸酯)。
只要對本發(fā)明來說沒有負面影響,對各液體分散體中使用的表面活性劑的含量沒有特別的限制。通常含量較低。對顆粒液體分散體來說,含量為約0.01~約1重量%,優(yōu)選為0.02~0.5重量%,更優(yōu)選為0.1~0.2重量%。當該含量過低時,會使顆粒液體分散體以液體分散體的pH值堿性不足的狀態(tài)凝集。對于著色劑液體分散體和脫模劑液體分散體的顆粒液體分散體而言,含量為約0.01~約10重量%,優(yōu)選為0.1~5重量%,更優(yōu)選為0.5~2重量%。由于凝集期間各顆粒之間的穩(wěn)定性不同,含量過低會導致諸如出現個別顆粒分離的問題。含量過高時會引起諸如粒度分布過寬以及粒度難以控制的問題。
除了上述樹脂和脫模劑之外,本發(fā)明的調色劑可以包含諸如內部添加劑、電荷控制劑、無機微粒、有機微粒、潤滑劑和拋光劑等組分。
內部添加劑以不破壞調色劑的充電性能的用量范圍使用。可以使用如磁鐵礦,如金屬(如鐵酸鹽、磁鐵礦、還原的鐵、鈷、錳、和鎳)、合金以及包含這些金屬的化合物。
對于電荷控制劑沒有特別的限制,特別對于彩色調色劑來說,優(yōu)選透明的或者是淺色的試劑。例如,可使用絡合物形成的染料,如季銨鹽化合物、苯胺黑化合物、鋁、鐵酸鹽、鉻、三苯基甲烷顏料。
無機微粒的具體例子包括所有可以用于加入到調色劑表面的外部添加劑的顆粒,如二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸三鈣、氧化鈰。有機微粒的具體例子包括所有可以用于加入調色劑表面的外部添加劑顆粒,如乙烯基樹脂、聚酯樹脂和有機硅樹脂。這些無機和有機化合物可以用作流動性改進劑、清潔性能改進劑等。潤滑劑的具體例子包括,例如,脂肪酸酰胺(如乙烯二硬脂酸酰胺和油酸酰胺)和脂肪酸的金屬鹽(如硬脂酸鋅和硬脂酸鈣)。研磨劑的具體例子包括二氧化硅、氧化鋁、和氧化鈰。
當將樹脂液體分散體、至少部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料液體分散體、著色劑液體分散體以及脫模劑液體分散體混和時,著色劑的含量不超過50重量%,優(yōu)選在2~40重量%的范圍。至少部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料液體分散體的含量優(yōu)選在0.05~10重量%的范圍。其它組分的任意含量都是允許的,只要不破壞本發(fā)明的目的。通常,其含量很少,為0.01~5重量%,并且優(yōu)選為0.5~2重量%。
本發(fā)明中,例如,水性介質可用作樹脂顆粒液體分散體、至少部分被有機離子改性的層狀無機礦物材料液體分散體、著色劑液體分散體、脫模劑液體分散體以及其它組分液體分散體的分散溶劑。這種水性介質的具體例子包括蒸餾水、水(如去離子水)和醇,這些介質可以單獨使用或組合使用。
在制備凝集顆粒液體分散體的步驟中,可以為凝集過程調節(jié)乳化劑的乳化能力,從而控制凝集的顆粒。可以加入凝集劑以穩(wěn)定而迅速地凝集具有窄粒度分布的凝集顆粒。單價或多價化合物優(yōu)選作為凝集劑。其具體例子包括上述離子表面活性劑、上述非離子表面活性劑、酸(如鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸)、有機酸的金屬鹽(如氯化鎂、氯化鈉、硫酸鋁、硫酸鈣、硫酸銨、硝酸鋁、硝酸銀、硫酸銅、碳酸鈉、甲酸鉀、草酸鈉、醋酸鈉)、脂肪酸以及芳香酸的金屬鹽(如鄰苯二甲酸鈉和水楊酸鉀)、苯酚的金屬鹽(如苯酚鈉)、氨基酸的金屬鹽、和無機酸鹽(如三乙醇胺的鹽酸鹽和苯胺的鹽酸鹽)。從性能和使用效果來看,考慮到凝集顆粒的穩(wěn)定性、對凝集劑隨時間加熱的穩(wěn)定性和洗滌后的去除,優(yōu)選無機酸金屬鹽。
凝結劑的添加量取決于化合價數并且較小,如一價時不超過3重量%,二價時不超過1重量%,三價時不超過0.5重量%。優(yōu)選加入少量的這種凝結劑,并且優(yōu)選較高價的化合物,因為可使其添加量較小。
形成粘合劑基材時形成母體調色劑顆粒的方法是這樣的方法,在該方法中通過含活性氫基團的化合物和能與該活性氫反應的聚合物在水性介質中反應形成母體調色劑顆粒。該化合物以及聚合物包含在調色劑材料中。當反應進行時,粘合劑基材形成。該粘合劑基材可以包含已知的粘合劑樹脂。
這樣得到的調色劑優(yōu)選包含著色劑和適當選擇的可選組分,例如脫模劑和電荷控制劑。
粘合劑基材的重均顆粒分子量優(yōu)選為不小于3000,更優(yōu)選為5000~1000000,特別優(yōu)選為7000~500000。太小的重均分子量會導致抗熱反印性能降低。
粘合劑基材的玻璃態(tài)轉化溫度優(yōu)選為30℃~70℃,并且更優(yōu)選為40℃~65℃。玻璃態(tài)轉化溫度過低會使調色劑的耐熱保存性下降。玻璃態(tài)轉化溫度過高則會使低溫定影性不足。交聯或擴鏈的聚酯樹脂作為粘合劑基材材料的調色劑,即使玻璃態(tài)轉化溫度較低,也具有較好的保存性。
玻璃態(tài)轉化溫度可以采用TG-DSC系統TAS-100(Rigaku Corporation制造)按如下測量將約10mg試樣放入鋁制試樣容器中;將該試樣容器置于支架單元上;將該容器及支架單元安裝到電爐中;以10℃/分的升溫速度將該容器從室溫加熱至150℃;使該容器靜置10分鐘,至室溫;然后再靜置10分鐘;在氮氣氛下再以10℃/分的升溫速度將該容器加熱至150℃,進行DSC測量;使用TAS-100系統中的解析系統,由TG附近的吸熱曲線的切線和基線的交點算出Tg。
粘合劑基材可以適當地選擇。優(yōu)選采用聚酯樹脂作為粘合劑基材材料,并且優(yōu)選使用脲改性聚酯樹脂。
脲改性聚酯是通過在水性介質中作為含活性氫基的胺和作為與活性氫基團反應的聚合物的具有異氰酸酯基團的聚酯前體反應得到的。在合成脲改性聚酯樹脂時,除胺外可以加入醇以形成氨基甲酸酯鍵。為了區(qū)別包含于具有異氰酸酯基團的聚酯前體中的氨基甲酸酯鍵,氨基甲酸酯鍵和脲鍵之間的摩爾比優(yōu)選為0~9,更優(yōu)選為1/4~4,特別優(yōu)選為2/3~7/3。當該比率過大時,抗熱反印性會下降。
粘合劑基材材料的具體例子包括1.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與,利用異氟爾酮二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;2.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用異氟爾酮二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;3.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用異氟爾酮二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物和對苯二甲酸酸的縮合物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;4.雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用異氟爾酮二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物、和對苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;5.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;6.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;7.雙酚A的2摩爾的環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與異氟爾酮二異氰酸酯反應得到的;8.雙酚A的2摩爾的環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的加成物與二苯基甲烷二異氰酸酯反應得到的;9.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物和對苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾的環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物、對苯二甲酸和十二烯基琥珀酸酐的縮聚物與二苯基甲烷二異氰酸酯反應得到的;10.雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與,利用六亞甲基二胺對聚酯預聚物進行脲改性獲得的化合物的混合物,所述聚酯預聚物是通過使雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物和間苯二甲酸的縮聚物與甲苯二異氰酸酯反應得到的。
當與活性氫基團具有反應性的聚合物在水性介質中進行擴鏈反應和/或交聯反應時,具有活性氫基團的化合物起擴鏈劑、交聯劑等的作用。
活性氫基團的具體例子包括羥基(醇羥基和酚羥基)、氨基、羧基和巰基。這些活性氫基可以單獨使用或組合使用。
可以適當地選擇具有活性氫基團的化合物。當與活性氫基團具有反應性的聚合物是含有異氰酸酯基的聚酯預聚物時,胺類是合適的,因為從聚酯預聚物與胺類間的擴鏈反應和/或交聯反應或得的聚酯聚合物具有高分子量。
可以適當地選擇胺類。胺類的具體實例包括二胺、具有三個或更多氨基的多胺、氨基醇、氨基硫醇、氨基酸和上述胺類中的氨基被封端的封端胺。二胺和二胺與少量多胺的混合物是優(yōu)選的。這些胺可以單獨使用或組合使用。
二胺的具體實例包括芳香族二胺(如苯二胺、二乙基甲苯二胺、和4,4-二氨基二苯基甲烷);脂環(huán)族二胺(如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二環(huán)己基甲烷、二胺基環(huán)己烷和異佛爾酮二胺);脂肪族二胺(如乙二胺、四亞甲基二胺和六亞甲基二胺)等。
具有三個或更多個氨基的多胺的具體實例包括二亞乙基三胺和三亞乙基四胺。氨基醇的具體例子包括乙醇胺和羥乙基苯胺。氨基硫醇的具體實例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。氨基酸的具體實例包括氨基丙酸和氨基己酸。封端胺的具體例子包括酮亞胺化合物和噁唑啉化合物,這些化合物通過采用酮如丙酮、甲基乙基酮和甲基異丁基酮對上述胺類之一進行封端得到。
為了終止含有活性氫基團的化合物與與活性氫基團具有反應性的聚合物之間的擴鏈反應和/或交聯反應,可以使用反應終止劑。當使用反應終止劑時,可以將粘合劑基材材料的分子量等控制在所需的范圍內。反應終止劑的具體例子包括一元胺,例如二乙胺、二丁胺、丁基胺和月桂胺及通過對上述一元胺進行封端而制備的封端胺(即酮亞胺化合物)。
聚酯預聚物的異氰酸酯基團與胺的氨基的含量混合比(即,[NCO]/[NHx]的比)優(yōu)選為1/3~3/1,更優(yōu)選為1/2~2,特別優(yōu)選為2/3~1.5。當該混合比過低時,低溫定影性會變差。當該混合比過大時,得到的脲改性聚酯的分子量下降,導致抗熱反印性能劣化。
與活性氫基團具有反應性的聚合物(下文稱作預聚物)可以合適地從已知的樹脂中選擇。例如,可以使用多元醇樹脂、聚丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂及它們的衍生物。其中,從熔融時具有高流動性和透明性來看,優(yōu)選聚酯樹脂。這些物質可以單獨使用或組合使用。
包含于預聚物中的與活性氫基團具有反應性的官能團的具體實例包括異氰酸酯基、環(huán)氧基、羧酸基和由以下化學結構式表示的官能團-COCl。其中,優(yōu)選異氰酸酯基團。預聚物可以具有有一種或多種上述官能團。
作為預聚物,優(yōu)選含有能產生脲鍵的異氰酸酯基的聚酯樹脂,因為聚合物組分的分子量容易控制,并且即使在沒有為了定影而向加熱的介質上施用脫模油的機構時,也可以確保干調色劑的低溫下的無油定影性和脫模性能。
具有異氰酸酯基團的預聚物可以合適地選擇。具體的,可使用聚異氫酸酯和具有活性氫基的聚酯樹脂間的反應得到的產物,該具有活性氫基團的聚酯樹脂由縮聚多元醇和多元羧酸得到。
可以合適地選擇多元醇。例如,可以使用二元醇、具有三個或更多個羥基的多元醇、以及二元醇和具有三個或更多個羥基的多元醇的混合物。優(yōu)選二元醇和少量的具有三個或更多個羥基的多元醇的混合物。這些醇可以單獨使用或組合使用。
二元醇的具體例子有亞烷基二醇(如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇);亞烷基醚二醇(如二甘醇、三甘醇、一縮二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基醚二醇);脂環(huán)族二醇(如1,4-環(huán)己烷二甲醇和氫化雙酚A);雙酚類(如雙酚A、雙酚F和雙酚S);上述脂環(huán)族二醇與環(huán)氧烷(如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷)的加成物;上述雙酚類與環(huán)氧烷(如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷)的加成物等。亞烷基二醇優(yōu)選具有2-12個碳原子,并且優(yōu)選雙酚類的環(huán)氧烷加成物。更優(yōu)選的是雙酚類的環(huán)氧烷加成物及雙酚類的環(huán)氧烷加成物與具有2~12個碳原子的亞烷基二醇的混合物。
具有三個或更多個羥基的多元醇的具體實例包括具有三個或更多個酚基的脂肪族醇、具有三個或更多個酚基的多元酚、和具有三個或更多個酚基的多元酚類的環(huán)氧烷加成物。具有三個或更多個醇基的脂肪族醇的例子包括甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇。具有三個或更多個酚基的多元酚的具體例子包括三酚PA、酚醛清漆和甲酚酚醛清漆。多元酚的環(huán)氧烷加成物的例子包括具有三個或更多個酚基的多元酚的環(huán)氧烷例如環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷加成物。
當使用二醇和具有三個或更多個酚基的醇時,具有三個或更多個酚基的醇與二醇的重量比優(yōu)選為0.01~10%,并且更優(yōu)選為0.01~1%。
可以合適地選擇多元羧酸。例如,可以使用二元羧酸、具有三個或更多個羧基的羧酸,以及它們的混合物。其中,優(yōu)選該混合物。這些物質可以單獨使用或組合使用。
二元羧酸的具體實例包括亞烷基二元羧酸(例如琥珀酸、己二酸和癸二酸)、亞烯基二元羧酸(例如馬來酸和富馬酸)和芳香族二羧酸(例如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸和萘二羧酸)等。這些化合物中,優(yōu)選使用具有4~20個碳原子的亞烯基二元羧酸和具有8~20個碳原子的芳香族二元羧酸。
具有三個或更多個羧基的多元羧酸的具體實例包括具有9~20個碳原子的芳香族多元羧酸(例如偏苯三酸和均苯四甲酸)。作為多元羧酸,可使用上述多元羧酸的酸酐或低級烷基酯(如甲酯、乙酯或異丙酯)。
當混合物使用二元羧酸和具有三個或更多個羧基的多元羧酸時,具有三個或更多個羧基的多元羧酸與二元羧酸的重量比優(yōu)選為0.01~10%,并且更優(yōu)選為0.01~1%。
在多元醇與多元羧酸縮聚時,對于多元醇與多元羧酸的混合比,多元醇中的羥基與多元羧酸中的羧基的比優(yōu)選為1~2,更優(yōu)選為1~1.5,并且特別優(yōu)選為1.02~1.3。
具有異氰酸酯基團的聚酯預聚物中來自多元醇的組成單元的含量優(yōu)選為0.5~40重量%,更優(yōu)選為1~30重量%,并且特別優(yōu)選為2~20重量%。當該含量太小時,抗熱反印性能劣化,會導致難以獲得調色劑的耐熱儲存穩(wěn)定性和低溫定影性的結合。當該含量太大時,低溫定影性會變差。
可以合適地選擇多異氰酸酯。聚異氰酸酯的具體實例包括脂肪族二異氰酸酯、脂環(huán)族二異氰酸酯、芳香族二異氰酸酯、芳香族脂肪族二異氰酸酯、異氰尿酸酯以及使用苯酚衍生物、肟和己內酰胺將上述多異氰酸酯封端得到的封端多異氰酸酯。
脂肪族二異氰酸酯的具體例子包括四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,6-二異氰酸酯甲基己酸酯和八亞甲基二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、十四亞甲基二異氰酸酯、三甲基己烷二異氰酸酯和四甲基己烷二異氰酸酯。脂環(huán)族二異氰酸酯的具體例子包括異佛爾酮二異氰酸酯和環(huán)己基甲烷二異氰酸酯。芳香族二異氰酸酯的具體例子包括亞芐基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-亞萘基二異氰酸酯、4,4-二異氰酸酯二苯基酯、4,4’-二異氰酸酯-3,3’-二甲基二苯基酯、4,4’-二異氰酸酯-3-甲基二苯基甲烷、和4,4’-二異氰酸酯二苯基醚。芳香脂肪族二異氰酸酯的具體例子包括α,α,α’,α’-四甲基二甲苯二異氰酸酯。異氰尿酸酯的具體例子包括三(異氰酸酯烷基)異氰尿酸酯和三(異氰酸酯環(huán)烷基)異氰尿酸酯。這些物質可以單獨使用或組合使用。
當多異氰酸酯和具有羥基的聚酯樹脂反應時,多異氰酸酯中的異氰酸基團與聚酯樹脂中的羥基的比優(yōu)選為1~5,更優(yōu)選為1.2~4,并且特別優(yōu)選為1.5~3。當該比率過大時,調色劑的低溫定影性會劣化。反之,當該比率過小時,抗熱反印性會劣化。在具有異氰酸酯基的預聚物中多異氰酸酯結成單元的含量優(yōu)選為0.5~40重量%,更優(yōu)選為1~30重量%,并且特別優(yōu)選為2~20重量%。當該含量過低時,抗熱反印性會劣化。反之,當該含量過高時,低溫定影性會劣化。
每個預聚物分子中的異氰酸酯基的平均數優(yōu)選為不少于1,更優(yōu)選為1.2~5,并且特別優(yōu)選為1.5~4。平均數過小會降低脲改性聚酯樹脂的分子量,從而將導致抗熱反印性劣化。
與活性氫基團具有反應性的聚合物的重均分子量優(yōu)選為1000~30000,更優(yōu)選為1500~15000。當重均分子量過小時,耐熱儲存性會劣化。當重均分子量過大時,低溫定影性會劣化??墒褂媚z滲透色譜法(GPC)測量四氫呋喃可溶組分得到重均分子量。
GPC測量可例如按如下進行將柱穩(wěn)定在40℃的加熱室內;在該溫度下,使四氫呋喃在1ml每分鐘下流動,以作為柱溶劑;注入試樣濃度調節(jié)為0.05~0.6重量%的四氫呋喃溶液50~200μm用于測量。采用由基于多種標準試樣制成的分析曲線的對數值和計數之間的關系算出分子量。作為制作分析曲線用的標準試樣,可以使用單分散聚苯乙烯6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106的試樣(Pressure Chemical Co.,Ltd.或Toso Corporation制)。優(yōu)選至少使用大約10種標準試樣。檢測器可以使用折射率檢測儀。
本發(fā)明中,可以合適地選擇粘合劑樹脂,并且可以使用聚酯樹脂。從低溫定影性能和光澤性能方面來看,優(yōu)選未改性的聚酯樹脂。
這種未改性的聚酯樹脂的具體例子包括多元醇和多元酸的縮聚產物。優(yōu)選與脲改性聚酯部分相容的未改性聚酯樹脂。也就是說,就低溫定影性能和抗熱反印性而言,未改性的聚酯樹脂優(yōu)選具有與脲改性聚酯樹脂相似的結構。
未改性聚酯樹脂的重均分子量優(yōu)選為1000~30000,更優(yōu)選為1500~15000。當重均分子量太小時,耐熱保存性能會降低。因此,分子量過小的未改性聚酯樹脂的含量優(yōu)選為8~28重量%。太大的重均分子量會導致低溫定影性劣化。
這種未改性聚酯樹脂的玻璃態(tài)轉化溫度為30℃~70℃,優(yōu)選為35℃~60℃,更優(yōu)選為35℃~55℃。當玻璃態(tài)轉化溫度過低時,調色劑的耐熱保存性惡化。當玻璃態(tài)轉化溫度過高時,低溫定影性能會變差。
這種未改性聚酯樹脂的羥基值優(yōu)選為不低于5mgKOH/g,更優(yōu)選為10~120mgKOH/g,并且特別優(yōu)選為20~80mgKOH/g。當羥基值太小時,難以獲得耐熱保存性和低溫定影性的結合。
這種未改性聚酯樹脂的酸值優(yōu)選為1.0~50.0mgKOH/g,更優(yōu)選為1.0~30.0mgKOH/g。這樣,使得調色劑易于被充負電。
調色劑包含未改性聚酯樹脂時,含異氰酸基的聚酯預聚物與未改性聚酯樹脂的重量比優(yōu)選為5/95~25/75,更優(yōu)選為10/90~25/75。當該重量比過低時,抗熱反印性能劣化。當該重量比過高時,低溫定影性能和圖像的光澤性能劣化。
可以使用任何樹脂顆粒,只要該樹脂可以在水性介質中形成水性液體分散體,并且可以從已知的樹脂中選擇。上述樹脂的具體實例包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂。例如,乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、有機硅樹脂、苯酚樹脂、蜜胺樹脂、脲樹脂、苯胺樹脂、離聚物樹脂、和聚碳酸酯樹脂。這些樹脂可以單獨使用或組合使用。這些樹脂中,由于可容易地獲得包含微細球狀顆粒的水性分散體,因此優(yōu)選使用乙烯基樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂及它們的混合物。
乙烯基樹脂的具體實例包括通過聚合乙烯單體或共聚乙烯單體制備的聚合物,例如,苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯類樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸類-丙烯酸酯類共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸類共聚物。
可使用通過共聚具有多個不飽和基團的單體獲得的共聚物作為樹脂顆粒??蛇m當地選擇具有多個不飽和基團的單體。具體例子包括甲基丙烯酸的環(huán)氧乙烷加成物的硫酸酯的鈉鹽(Sanyo Chemical Industries Ltd.制造的EREMINOR RS-30)、二乙烯基苯、和1,6-己二醇二丙烯酸酯。
可以采用已知方法的聚合獲得樹脂微粒。優(yōu)選使用樹脂微粒的水性液體分散體。制備樹脂顆粒水性液體分散體的方法例如以下在乙烯基樹脂的情況下,采用懸浮聚合法、乳液聚合法、種子聚合法或分散聚合法聚合乙烯基單體,由此來制備水性液體分散體的方法;在加聚或縮聚樹脂,如聚酯樹脂、聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂的情況下,在適當分散溶劑下,將單體和低聚物的前體或其溶液分散在水性介質中,接著在加熱或加入固化劑時固化,由此來制備水性液體分散體的方法;通過將合適的乳化劑溶解在單體和低聚物的前體或其溶液中,并加入水,由此來制備水性液體分散體的相變乳化法;利用例如機械旋轉型粉碎設備或射流型磨碎機粉碎、分級樹脂以獲得樹脂微粒,并在合適的分散劑存在下,將該樹脂微粒分散在水性介質中,由此來制備水性液體分散體的方法;將樹脂溶液以薄霧的形式噴灑以獲得樹脂微粒,然后在合適的分散劑存在下,將該樹脂微粒分散在水性介質中,由此獲得水性液體分散體的方法;通過向樹脂溶液加入不良溶劑或使通過將樹脂加熱并溶解在溶劑中而制備的樹脂溶液冷卻,使樹脂微粒沉淀并除去溶劑,由此獲得樹脂微粒,并且在合適的分散劑存在下,將該樹脂顆粒分散在水中,由此獲得水性液體分散體的方法;通過在合適的分散劑存在下,將樹脂溶液分散在水性介質中,然后通過加熱或減壓除去溶劑,由此獲得水性液體分散體的方法;以及將合適的乳化劑溶解在樹脂溶液中并加入水,由此制備水性液體分散體的相變乳化法。
以下是對粘合劑基材形成的同時形成母體調色劑顆粒的方法的說明。
該方法包括制備水性介質相,制備包含調色劑材料的液體,乳化或分散調色劑材料,行成粘合劑基材材料,除去溶劑,聚合與活性氫基團具有反應性的聚合物、和合成具有活性氫基團的化合物。
水性介質相可以通過將樹脂微粒分散到水性介質中來制備。加入到水性介質中的樹脂微粒的量優(yōu)選為0.5~10重量%。
含有調色劑材料的液體可以通過將調色劑材料,例如,具有活性氫基團的化合物、與該活性氫基團具有反應性的聚合物、流變劑、著色劑、脫模劑、電荷控制劑和未改性的聚酯樹脂溶解或分散在溶劑中來制備。
除與活性氫基團具有反應性的聚合物之外的上述組分可以在微粒樹脂分散到水性介質中時加入或混合到水性介質中,或者在含有調色劑材料的液體加入水性介質時加入。
調色劑材料可以通過將含有調色劑材料的液體分散到水性介質中而被乳化或分散。當調色劑材料被乳化或分散時,可以通過使具有活性氫基團的化合物和與活性氫基團具有反應性的聚合物進行擴鏈和/或交聯反應來形成粘合劑基材材料。
脲改性聚酯基樹脂的粘合劑基材可以通過如下方法形成,例如將含有與活性氫基團具有反應性的聚合物(如具有異氰酸酯基團的聚酯預聚物)以及具有活性氫基團的化合物(如胺)的液體乳化或分散到水性介質中,以在該水性介質中進行擴鏈和/或交聯反應;
將含有調色劑材料的液體乳化或分散到加入了具有活性氫基團的化合物的水性介質中,以在該水性介質中從顆粒界面進行擴鏈和/或交聯反應;將含有調色劑材料的液體乳化或分散到水性介質中,并向其加入具有活性氫基團的化合物,以在該水性介質中從顆粒界面進行擴鏈和/或交聯反應。
當擴鏈和/或交聯反應在水性介質中從顆粒界面進行時,脲改性樹脂優(yōu)先形成在調色劑表面上,也就是說可以在調色劑的厚度方向上形成脲改性聚酯樹脂的濃度梯度。
可以根據具有活性氫基團的化合物和與活性氫基團具有反應性的聚合物的組合來適當選擇形成粘合劑基材的反應條件。反應時間優(yōu)選為10分鐘~40小時,并且更優(yōu)選為2~24小時。反應溫度優(yōu)選為0℃~150℃,并且更優(yōu)選為40℃~98℃。
在水性介質中穩(wěn)定形成包含與活性氫基團具有反應性的聚合物(如具有異氰酸酯基團的聚酯預聚物)的液體分散體的方法的具體實例包括以下方法通過將包含如具有活性氫基團的聚合物、著色劑、脫模劑、電荷控制劑和未改性的聚酯樹脂的調色劑材料溶解或分散制備的液體加入水性介質中,并將所得物剪切分散。
可以使用已知的分散設備進行分散??梢允褂美?,低速剪切分散設備、高速剪切分散設備、摩擦分散設備、高壓噴射分散設備和超聲波分散設備。其中,優(yōu)選高速剪切分散設備,因為可容易地制備具有2~20μm粒徑的顆粒。
使用高速剪切分散設備時,可以合適地選擇條件例如轉數、分散時間和分散溫度。轉數優(yōu)選為1000~30000rpm,更優(yōu)選為5000~20000rpm。對于批量方法來說,分散時間優(yōu)選為0.1~5分鐘。分散溫度優(yōu)選為加壓下0~150℃,更優(yōu)選為40℃~98℃。總的來說,分散溫度高時分散較容易。
乳化或分散調色劑材料時,基于100重量份調色劑材料,水性介質的含量優(yōu)選為50~2000重量份,更優(yōu)選為100重量份~1000重量份。當該含量太小時,調色劑材料的分散狀態(tài)惡化,并且母體調色劑顆粒不能具有需要的粒徑。當該含量太大時,會引起生產成本提高。
在乳化或分散含有調色劑材料的液體的過程中,優(yōu)選使用分散劑以穩(wěn)定分散體,如油滴,以得到所需要的調色劑形狀,并且使粒度分布有尖峰。
可以合適地選擇分散劑,并且可以使用表面活性劑、難溶于水的無機分散劑、和聚合物保護膠體。其中,優(yōu)選使用表面活性劑。這些分散劑可以單獨使用或組合使用。
表面活性劑的具體例子包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、和非離子表面活性劑、以及兩性表面活性劑。
陰離子表面活性劑的具體實例包括烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、和磷酸鹽,并且優(yōu)選具有氟烷基的陰離子表面活性劑。這種具有氟烷基的陰離子表面活性劑的具體例子包括具有2~10個碳原子的氟烷基羧酸及其金屬鹽、全氟辛烷磺酰谷氨酸二鈉、3-{ω-氟烷基(C6-C11)氧}-1-烷基(C3-C4)磺酸鈉、3-{ω-氟烷醇基(C6-C8)-N-乙基氨基}-1-丙烷磺酸鈉、氟烷基(C11-C20)羧酸及其金屬鹽、全氟烷基羧酸及金屬鹽、全氟烷基(C4-C12)磺酸及金屬鹽、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羥乙基)全氟辛烷基砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基銨鹽、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺?;拾彼岬柠}、和單全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸鹽。市售的這種具有全氟烷基的表面活性劑的具體例子包括Asahi Glass Co.,Ltd.制造的SURFLON S-111、S-112、S-113,Sumitomo 3M Ltd.制造的FRORARD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129,Daikin Industries,Ltd.制造的UNIDYNE DS-101和DS-102,Dainippon Ink andChemicals,Inc.制造的MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812、F-833,Tohchem Products Co.,Ltd.制造的ECTOP EF-102、103、104、105、112、123A、306A、501、201和204,以及Neos制造的FUTARGENT F-100和F150。
陽離子表面活性劑的具體實例包括銨鹽(例如烷基銨鹽、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)、和季銨鹽(例如烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽、烷基二甲基芐基銨鹽、吡啶鹽、烷基異喹啉鹽、芐索氯銨。優(yōu)選的陽離子表面活性劑的具體實例包括具有氟烷基的一元、二元和三元脂肪胺、脂肪季銨鹽如全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基銨鹽、芐烷銨鹽、氯化芐烷銨、吡啶鹽、咪唑啉鹽等。其市售產品的具體實例包括SURFLON S-121(Asahi Glass Co.,Ltd.制);FRORARD FC-135(Sumitomo3M Ltd.制);UNIDYNE DS-202(Daikin Industries,Ltd.制);MEGAFACE F-150和F-824(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.制);ECTop EF-132(TohchemProducts Co.,Ltd.制);FUTARGENT F-300(Neos制)。
非離子表面活性劑的具體實例包括脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物。兩性表面活性劑的具體例子包括丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、及N-烷基-N,N-二甲基銨甜菜堿。
難溶于水的無機分散劑的具體實例包括磷酸三鈣、碳酸鈣、二氧化鈦、硅膠、和羥基磷灰石。
聚合物基保護膠體的具體例子包括由具有羧基的單體、具有羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯的單體、乙烯基醚、羧酸乙烯酯、酰胺單體、酰氯單體和具有氮原子或含氮原子雜環(huán)的單體、聚氧乙烯樹脂和纖維素樹脂聚合得到的均聚物或共聚物。通過聚合上述單體得到的均聚物或共聚物包括含有來自乙烯基醇的組成單元的聚合物。
具有羧基的單體的具體實例包括酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富馬酸、馬來酸和馬來酸酐),具有羥基的(甲基)丙烯酸單體(如β-羥乙基丙烯酸酯、β-羥乙基甲基丙烯酯、β-羥丙基丙烯酸酯、β-羥丙基甲基丙烯酸酯、γ-羥丙基丙烯酸酯、γ-羥丙基甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羥丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、二甘醇單丙烯酸酯、二甘醇單甲基丙烯酸酯、丙三醇單丙烯酸酸酯、N-羥甲基丙烯酰胺和N-羥甲基甲基丙烯酰胺),乙烯醇及其醚(如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚),乙烯醇與具有羧基的化合物的酯(如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯),丙烯酸酰胺(如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺)及它們的羥甲基化合物;酰基氯(如氯丙烯酸,和氯甲基丙烯酸);以及具有氮原子或含氮脂環(huán)的單體(如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、哌嗪)。
此外,聚合物,例如聚氧乙烯化合物(如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂?;交?、聚氧乙烯壬酸苯基酯);和纖維素化合物,如甲基纖維素、羥乙基纖維素和羥丙基纖維素也可以用作聚合物保護膠體。
調色劑材料乳化或分散時可以任選使用分散劑。這種分散劑的具體例子包括可溶于酸和/或堿的化合物,如磷酸鈣。當使用例如磷酸鈣時,可通過添加酸如鹽酸將該化合物溶解,然后用水洗滌得到的顆粒以除去該化合物。此外,可以采用酶解方法去除該化合物。
使用粘合劑基材材料時,可以將催化劑用于擴鏈或交聯反應。催化劑的具體例子包括月桂酸二丁基錫和月桂酸二辛基錫。
從液體分散體,如乳化漿液中除去有機溶劑的具體實例包括逐漸加熱反應體系以將油滴中的有機溶劑蒸發(fā)的方法;以及將液體分散體在干燥的氣氛下噴霧以除去油滴中的有機溶劑的方法。
除去有機溶劑后,便形成母體調色劑顆粒??梢詫φ{色劑基體顆粒進行洗滌和干燥。而且,也可以對母體調色劑顆粒進行分級。分級可通過旋風分離器、潷析器或采用離心分離的方法在液體里除去顆粒來進行,并且還可以通過在干燥后的分級操作來進行。
這樣制得的母體調色劑顆粒可與其它顆粒,如著色劑、脫模劑和電荷控制劑混合。通過向其施加機械沖擊,上述其他顆??梢员还潭ú⒔Y合到調色劑表面。由此,可以防止其它顆粒,如脫模劑顆粒從調色劑顆粒表面脫落。
施加機械沖擊的方法的具體實例包括通過高速旋轉葉片對混合物施加沖擊的方法;以及將混合物導入噴射空氣以使顆粒彼此撞擊或與撞擊板撞擊的方法。機械撞擊施加裝置的具體實例包括ONG MILL(Hosokawa MicronLtd.制)、用于粉碎的空氣壓力被降低的改型I型磨機(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制)、HYRRIDIZATION SYSTEM(Nara Machine Co.,Ltd.制)、KRYPTRON SYSTEM(Kawasaki Heavy Industries,Ltd.制)和自動研缽等。
本發(fā)明的調色劑具有光滑的表面。因此,該調色劑在產生高質量圖像的性能如轉印性和充電性能上是優(yōu)異的。當本發(fā)明的調色劑由粘合劑基材材料制成時,本發(fā)明的調色劑可具有更優(yōu)異的特性,該粘合劑基材材料是通過在水性介質中使具有活性氫基團的化合物和與活性氫基團具有反應性的聚合物反應形成的。本發(fā)明的調色劑可以合適地應用在各種電子照相成像領域。
本發(fā)明的調色劑的體均粒徑優(yōu)選為3μm~8μm,并且更優(yōu)選為4μm~7μm。當體均粒徑過小時,用于雙組分顯影劑的調色劑會在顯影單元中長期攪拌期間附著到載體的表面,這會導致載體充電性能變差。此外,在單組分顯影劑的情況下,會發(fā)生調色劑在顯影輥上成膜,以及調色劑附著到例如用于調節(jié)調色劑層厚的刮板的零件上。當體均粒徑過大時,難以以高分辨率獲得高質量的圖像,并且當補充包含于顯影劑中的調色劑時,調色劑粒徑會極大地波動。
體均粒徑與數均粒徑的比優(yōu)選為1.00~1.25,更優(yōu)選為1.05~1.25。因此,在雙組分顯影劑的情況下,當長期內補充包含于顯影劑中的調色劑時,調色劑粒徑不會極大地波動,并且在顯影單元中長期攪拌下可以獲得穩(wěn)定良好的顯影性能。在單組分顯影劑的情況下,當長期內補充包含于顯影劑中的調色劑時,調色劑粒徑不會極大地波動,而且可以抑制調色劑在顯影輥上成膜以及調色劑附著到例如用于調節(jié)調色劑層厚的刮板的零件上。此外,長期在顯影單元中攪拌下,仍可獲得穩(wěn)定良好的顯影性能。因此,可獲得高質量的圖像。當該比例過大時,難以以高分辨率獲得高質量的圖像,而且當補充包含于顯影劑中的調色劑時,調色劑粒徑會極大地波動。
體均粒徑及體均粒徑與數均粒徑的比可以使用粒度測量設備MULTISIZER(Beckman Coulter,Inc制造)按如下測定向100~150ml的約1重量%的NaCl水溶液中加入作為分散劑的0.1~5ml的烷基苯磺酸鹽;再向其中加入測量試樣約2~20mg;利用超聲波分散射本將其中懸浮了試樣的電解質溶液分散處理約1~3分鐘;使用100μm孔徑測定調色劑粒子的體積或數量以計算出體積分布及數量分布。調色劑的體均粒徑和數均粒徑可以從體積分布和數量分布得到。
當調色劑的體均粒徑與數均粒徑的比(Dv/Dn)太大時,粒度分布較寬,使得粗顆粒和細顆粒的數量增加,導致對圖像質量的不利影響。
當圓度為0.950的調色劑顆粒的數量與調色劑顆粒的總數量的比為0.2~0.8時,粒度分布為其中包含了具有適當的不規(guī)則形狀的顆粒的分布,從而可以通過刮板在圖像承載部件上進行適當地清潔。
本發(fā)明的調色劑的平均圓度優(yōu)選為0.94~0.97,并且更優(yōu)選為0.945~0.965。圓度通過以下關系得到(與調色劑投影面積相等的圓的周長/調色劑投影面積的周長)。優(yōu)選的是過小圓度(例如,小于0.94)的顆粒含量不大于15%。平均圓度過小,則難以在足夠的轉印性能和無塵情況下獲得高品質圖像。平均圓度過大,會引起使用刮板清潔系統的成像裝置中圖像承載部件和轉印帶上的清潔不足,這會導致圖像中出現污損。例如,在圖像為例如具有大成像面積的照片的情況下,由于因卡紙等造成的未轉印圖像,調色劑在圖像承載部件上累積,會出現背景污損,并且會污染直接與圖像承載部件接觸的充電輥,這會造成該充電輥難以執(zhí)行原有的充電功能。
可以使用光學檢測方法測定調色劑的平均圓度,其中,當含有顆粒的懸液通過具有平板的圖像檢測部分時,用電子耦合設備(CCD)照像機對顆顆粒圖像進行光學檢測。平均圓度可由例如流動式顆粒圖像分析儀(FPIA-2000,由Sysmex Corporation制造)測得。
本發(fā)明的調色劑的形狀因子SF-1優(yōu)選為115~130。SF1由以下關系定義SF-1=(L2/A)×(100π/4)。
L表示所得調色劑顆粒的最大直徑的平均值,A表示調色劑顆粒投影面積的平均值。當SF-1是100時,調色劑是真正的球形。隨著SF-1增加,調色劑的形狀從真正的球形偏離??砂慈缦芦@得L和A使用掃描電子顯微鏡(FE-SEMS-800,Hitachi Ltd.制)把顆粒圖像放大300倍;采樣100個調色劑顆粒圖像;并通過界面使用圖像分析儀(例如LUZEX AP,Nireco Corp.制)分析上述圖像。
本發(fā)明的調色劑的比表面積優(yōu)選為0.5~3.0m2/g,并且更優(yōu)選為0.5~2.5m2/g。比表面積過小,會對外部添加劑的效果有不利影響,導致調色劑流動性和充電性能的下降。比表面積過大,會導致調色劑轉印性能變差??墒褂肂ET法測量比表面積。具體來說,使用孔隙率分析儀(TriStar 3000,Shimadzu Corporation制)通過表面區(qū)域吸附氮氣。
本發(fā)明的調色劑的滲透度優(yōu)選為不低于15mm,更優(yōu)選為20~30mm。當滲透度太小時,會引起耐熱儲存穩(wěn)定性劣化??梢愿鶕﨡IS K2235-1991通過滲透度測驗對滲透度進行測量。
具體步驟如下將調色劑裝入50ml的玻璃容器中;將該容器放入50℃恒溫浴中靜置20小時;將該調色劑冷卻至室溫;并進行滲透度測試。滲透度大意味著優(yōu)異的耐熱儲存穩(wěn)定性。
就具有低溫定影性能和抗反印性能的良好組合而言,本發(fā)明的調色劑優(yōu)選較低溫度的定影溫度下限,以及高的不發(fā)生反印的溫度限度。定影溫度下限優(yōu)選低于140℃,不發(fā)生反印的溫度限度為不低于200℃。定影溫度下限被確定為這樣的溫度低于該定影溫度時,使用成像裝置進行復印測試,用墊子(pad)刮擦定影的圖像,圖像密度的存留率就會低于70%。低于該溫度就不發(fā)生反印的溫度限度可通過如下獲得使用成像裝置測量溫度,其中調節(jié)該成像裝置使得以預定量的調色劑顯影圖像。
調色劑的熱性能是指流動測試儀性能,并通過軟化溫度、流動起始溫度和1/2法軟化溫度來評價。這些熱性能可使用提高的流動測試儀(elevatedflow tester)CFT 500型(Shimadzu Corporation制)通過適當地選擇方法來測量。
本發(fā)明的調色劑的軟化溫度優(yōu)選為不低于30℃,并且更優(yōu)選為50~90℃。軟化溫度過低會引起耐熱儲存穩(wěn)定性劣化。
本發(fā)明的調色劑的流動起始溫度優(yōu)選為不低于60℃,并且更優(yōu)選為80~120℃。流動起始溫度過低會使耐熱儲存穩(wěn)定性或抗反印性中的至少之一降低。
本發(fā)明的調色劑的1/2法軟化溫度優(yōu)選為不低于90℃,并且更優(yōu)選為100~170℃。1/2法軟化溫度過低會引起抗反印性能劣化。
本發(fā)明的調色劑的玻璃態(tài)轉化溫度優(yōu)選為40~70℃,并且更優(yōu)選為45~65℃。玻璃態(tài)轉化溫度過低會引起調色劑的耐熱儲存穩(wěn)定性劣化。玻璃態(tài)轉化溫度過高會導致低溫定影性不足。玻璃態(tài)轉化溫度可以通過,例如,差示掃描量熱法(DSC)(DSC-60,Shimadzu Corporation制)測量。
本發(fā)明調色劑形成的圖像的密度優(yōu)選為不低于1.40,更優(yōu)選為不低于1.45,并且進一步優(yōu)選為不低于1.50。圖像密度過低會使圖像密度低,從而導致圖像質量低劣。圖像密度可以按如下得到采用串聯式彩色成像裝置(imagio Neo 450,Ricoh Co.,Ltd制造)在復印紙6200型(Ricoh Co.,Ltd制造)上形成實地(solid)圖像,當定影輥的表面溫度為158~162℃時,其上附著的顯影劑量為0.9~1.1mg/cm2;用分光計(938光密度計,X-rite Co.,Ltd.制造)從所得的實地圖像上隨機選取5個點測量圖像密度用以計算平均值。
本發(fā)明的調色劑的顏色可以適當地選擇,并且可以使用選自黑色調色劑、青色調色劑、品紅色調色劑和黃色調色劑中的一種。通過合適地選擇著色劑可以得到各種顏色。
優(yōu)選使用包含本發(fā)明的調色劑并任選包含載體的顯影劑,以改進轉印性、充電性能等,從而穩(wěn)定地形成高質量的圖像。
顯影劑可以是單組分顯影劑也可以是雙組分顯影劑,當用于近來可改進對信息處理速度的高速打印機時,就預期壽命而言,優(yōu)選使用雙組分顯影劑。
當上述顯影劑用作單組分顯影劑并被再供應時,調色劑的粒徑波動很少,并且?guī)缀醪话l(fā)生調色劑在顯影輥上成膜和調色劑熔合到例如調節(jié)調色劑厚度的刮板的部件上。因此,在顯影單元長期使用(攪拌)時,可以獲得良好、穩(wěn)定的顯影性,從而可以產出高質量的圖像。當上述顯影劑用作雙組分顯影劑并在長期內被再供應時,顯影劑中調色劑的粒徑波動也很少,在顯影單元進行長期反復攪拌下,也可獲得調色劑良好、穩(wěn)定的顯影性能。
載體可以合適地選擇,載體優(yōu)選具有芯材料和覆蓋該芯材料的樹脂層。
用于芯材料的材料可以從已知的材料中選擇,包括50~90emu/g的錳-鍶基材料或錳-鎂基材料。為確保圖像密度,優(yōu)選高磁化材料,如不低于100emu/g的鐵粉和75~120emu/g的磁鐵礦。為了松弛細絲狀態(tài)下的調色劑對圖像承載部件的沖擊以及為了有利于高質量的圖像,優(yōu)選使用弱磁化材料,如30~80emu/g銅-鋅基材料。這些磁性材料可以單獨使用或組合使用。
芯材料的體均粒徑優(yōu)選為10~150μm,并且更優(yōu)選為40~100μm。當該體均粒徑太小時,載體中微細顆粒的比例提高,并且每個顆粒的磁化強度降低,導致載體飛散(scattering)。當該體均粒徑太大時,比表面積降低,這會導致調色劑飛散。在具有大的實地部分的全色圖像的情況下,實地部分的表現會惡化。
樹脂層的材料可以從已知樹脂中適當選擇。其具體實例包括氨基樹脂、聚乙烯基樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚鹵化烯烴樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚氟乙烯基樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、聚三氟乙烯樹脂、聚六氟乙烯樹脂、聚偏氟乙烯和丙烯酸單體的共聚物、聚氟乙烯和聚偏氟乙烯的共聚物、氟化三元共聚物如四氟乙烯、偏氟乙烯和其它不含氟原子的單體的共聚物、及有機硅樹脂。這些可單獨使用或組合使用。
氨基樹脂的具體實例包括脲-甲醛樹脂、三聚氰氨樹脂、苯并鳥糞胺樹脂(benzoguanamine resins)、脲樹脂、聚酰胺樹脂和環(huán)氧樹脂。聚乙烯基樹脂的具體實例包括丙烯酸類樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、聚乙烯醇樹脂和聚乙烯醇縮丁醛樹脂。聚苯乙烯樹脂的具體實例包括聚苯乙烯樹脂以及苯乙烯-丙烯酸類共聚樹脂。聚鹵化烯烴樹脂的具體實例包括聚氯乙烯樹脂。聚酯樹脂的具體實例包括聚對苯二甲酸乙二醇酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯。
如需要,涂覆樹脂中可含有導電性粉末。這種導電性粉末的具體實例包括金屬粉末、炭黑、氧化鈦、氧化錫和氧化鋅。這種導電性粉末的平均粒徑優(yōu)選為不大于1μm。當該粒徑太大時,會變得難以控制其電阻。
通過將有機硅樹脂等溶解在溶劑中制備涂覆液,通過已知的技術將該涂覆液施加到芯材料的表面,然后干燥和烘焙,由此形成樹脂層。涂覆方法的具體實例包括浸漬涂布法、噴涂法和刷涂法。可合適地選擇溶劑,并且可以是甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮和乙酸丁基溶纖劑。烘焙可以使用外部加熱系統或內部加熱系統進行??梢允褂貌捎昧斯潭姞t、流體電爐、旋轉型電爐和燃燒爐或微波的方法。
載體中樹脂的含量優(yōu)選為0.01~5重量%。該含量過小會引起在芯材料的表面不均勻地形成樹脂層。該含量過大時,由于層厚度高,使得載體顆粒之間彼此熔合附著,這會導致載體顆粒的均勻性劣化。
本發(fā)明的調色劑或含有該調色劑的顯影劑可包含在調色劑容器中。調色劑容器的容器可以從已知的容器中適當地選擇。優(yōu)選使用有蓋的容器。
可以適當選擇調色劑容器的尺寸、形狀、結構和材料。
形狀優(yōu)選為具有朝向內側部分螺旋形成凹凸的圓柱形,或整個圓柱形可選地具有輸送調色劑和/或便于回收使用的手風琴式功能。這種容器可通過旋轉將包含于其中的調色劑輸送至排放口。
這種容器的材料優(yōu)選具有高尺寸精度的材料。可以使用聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚丙烯酸酯類樹脂、聚碳酸酯樹脂、ABS樹脂和聚縮醛樹脂。
調色劑容器易于保存、運輸和處理,并可以可拆卸地安裝在處理盒或成像裝置以補充調色劑。
處理盒可以包括圖像承載部件、含有本發(fā)明的調色劑或含有該調色劑的顯影劑的顯影設備以及任選的其它設備。
這樣,可以利用該顯影劑使圖像承載部件上的靜電潛像形成可視圖像。
顯影設備優(yōu)選具有用含有本發(fā)明的調色劑或含有本發(fā)明的調色劑的顯影劑的容器、以及用于承載并輸送該調色劑或顯影劑的顯影劑承載部件。
這種處理盒可以可拆卸地安裝在圖像形成裝置的主體上。
使用本發(fā)明的調色劑或含有該調色劑的顯影劑的方法,可以形成高質量的圖像。
成像方法使用上述調色劑或上述顯影劑用于成像,從而,可以獲得高質量的圖像。
上述成像方法優(yōu)選包括靜電潛像形成步驟、顯影步驟、轉印步驟和定影步驟,以及任選的步驟,例如放電步驟、清潔步驟、回收步驟和控制步驟。
成像裝置可以通過包括以下部件來構造圖像承載部件、靜電潛像形成設備、包含本發(fā)明調色劑或含該調色劑的顯影劑的顯影設備、轉印設備和定影設備,以及任選設備,例如放電設備、清潔設備、回收設備和控制設備。
靜電潛像形成步驟是在圖像承載部件上形成靜電潛像的步驟??梢赃m當地選擇圖像承載部件的尺寸、形狀、結構、材料等。可以使用無機材料如無定形硅或硒,以及有機材料如聚硅烷和苯二甲聚甲川(phthalopolymethine),并且就預期壽命而言,優(yōu)選無定形硅。優(yōu)選鼓形。靜電潛像可以通過對靜電潛像承載部件的表面均勻充電,然后用靜電潛像形成設備照射來形成。該靜電潛像形成設備優(yōu)選包括用于對圖像承載部件表面均勻充電的充電設備,和用于照射該圖像承載單元表面的照射設備。
充電步驟可以使用充電設備對圖像承載部件的表面施加電壓而進行。充電設備可以合適地選擇。可以使用已知的接觸式充電設備,該設備具有導電或半導電的輥、刷、膜和/或橡膠葉片;也可以使用已知的利用電暈放電的非接觸式充電設備,例如電暈管或電暈競電(scorotron)。
照射可以通過使用照射裝置照射圖像承載部件的表面來進行??珊线m地選擇照射設備,并且可以使用各種復印光學系統、棒狀透鏡陣列系統、激光光學系統和液晶光柵光學系統。還可從圖像承載部件的背面照射該圖像承載部件,即背面光學照射系統。
顯影步驟是利用本發(fā)明的調色劑或含有該調色劑的顯影劑對靜電潛像進行顯影形成可視圖像的步驟??墒褂蔑@影設備形成可視圖像。該顯影設備可以從已知的顯影設備中適當選擇,并且優(yōu)選含有顯影單元,該顯影單元裝有本發(fā)明的調色劑或含該調色劑的顯影劑并且可通過接觸或非接觸的方式將該調色劑或顯影劑提供到靜電潛像。優(yōu)選使用含有本發(fā)明顯影劑的顯影單元。對顯影系統(即干或濕)沒有具體限制??梢允褂脝紊@影單元和多色顯影單元。其具體實例包括用于通過摩擦攪拌來對調色劑或顯影劑充電的攪拌設備,以及具有可轉動磁輥的顯影單元。顯影單元中裝載的顯影劑即可以是單組分顯影劑也可以是雙組分顯影劑。
在含有雙組分顯影劑的顯影單元中,混合并攪拌調色劑和載體,使得調色劑被摩擦充電,并像細絲一樣保持在轉動磁輥的表面以形成磁刷。磁輥設置于圖像承載部件附近。因此,保持在磁輥表面上構成磁刷的部分調色劑通過電吸引被轉移到圖像承載部件的表面。結果,靜電潛像通過調色劑被顯影,并且在圖像承載部件的表面上通過調色劑形成了可視化圖像。
轉印步驟是將可視圖像轉印到記錄介質上的步驟,并且優(yōu)選采用中間轉印體,可視圖像被第一次轉印到中間轉印體上,然后將可視圖像第二次轉印到記錄介質上。此時使用的調色劑通常是多種顏色的,并且優(yōu)選全色調色劑。因此,更優(yōu)選包括通過將可視調色劑轉印到中間轉印體上形成疊加的轉印圖像的第一轉印步驟和將疊加的轉印圖像轉印到記錄介質上的第二轉印步驟。
使用轉印設備對圖像承載部件件充電來進行轉印。轉印設備優(yōu)選包括將可視圖像轉印到中間轉印體上形成疊加的轉印圖像的第一轉印設備,和將疊加的轉印圖像轉印到記錄介質上的第二轉印設備??梢詮囊阎闹虚g轉印體中合適地選擇中間轉印體,并且可以使用中間轉印帶。
轉印設備優(yōu)選包括轉印單元,該轉印單元用于對形成在圖像承載部件上的可視圖像剝離充電(peel-charging)到記錄介質側??梢允褂脝我晦D印設備系統或多個轉印設備系統。上述轉印單元的具體例子包括電暈充電的電暈轉印單元、轉印帶、轉印輥、壓力轉印輥和粘合轉印單元。記錄介質可以從已知的記錄媒介中合適地選擇,并且可以使用記錄紙。
定影步驟是使用定影設備將轉印到記錄介質上的可視圖像定影的步驟??梢栽诿看胃黝伾恼{色劑轉印到記錄介質時進行定影,或在各顏色調色劑疊加后進行定影。定影單元可以合適地選擇,并且可以使用已知的加熱和加壓設備。其實例包括加熱輥和加壓輥的組合,以及加熱輥、加壓輥和環(huán)形帶的組合。上述加熱加壓設備定影溫度優(yōu)選為80~200℃。此外,上述定影設備可以以已知的光學定影設備代替,或者與其組合使用。
放電步驟是對圖像承載部件施加偏壓從而使圖像承載部件放電的步驟,該步驟可使用放電設備進行。放電設備可以從已知的放電設備中選擇,并且可以使用放電燈。
清潔步驟是去除殘留在圖像承載部件上的調色劑的步驟,并且可以使用清潔設備進行。清潔設備可以從已知的清潔設備中選擇,并且可以使用磁刷清潔器、靜電刷清潔器、磁輥清潔器、刮板清潔器、刷清潔器和網狀清潔器。
回收步驟是通過回收設備將清潔步驟去除的調色劑回收的步驟?;厥赵O備可以從已知的輸送設備等中選擇。
控制步驟是控制各個步驟的步驟,并且可通過控制設備進行??刂圃O備可以從例如序列發(fā)生器和計算機的設備中選擇。
在圖1顯示了用于本發(fā)明的成像裝置的實例。成像裝置100A包括作為圖像承載部件的鼓形感光體10、作為充電設備的充電輥20、照射設備30、顯影設備40、中間轉印體50、清潔設備60和作為放電設備的放電燈70。
中間轉印體50為環(huán)形帶并且用三個輥51撐起以使該環(huán)形帶50可以沿箭頭所示方向運動。三個輥51中的部分還可以是轉印偏壓輥,其將轉印偏壓(第一次轉印偏壓)施加到中間轉印體50上。在中間轉印體50的附近設有具有清潔刮板的清潔設備90。而且,面對中間轉印體50設置起轉印設備的作用的轉印輥80,該轉印輥80可以施加轉印偏壓從而將可視調色劑圖像第二次轉印到作為記錄介質的記錄紙95上。在中間轉印體50周圍,沿中間轉印體50的旋轉方向,在圖像承載部件10和中間轉印體50之間的接觸部分以及中間轉印體50和轉印紙95的接觸部分之間,設置了用于賦予中間轉印體50上的調色劑圖像電荷的電暈充電器58。
顯影設備40包括作為顯影劑承載部件的顯影帶41、以及排布在該顯影帶41周圍的黑色顯影單元45K,黃色顯影單元45Y、品紅色顯影單元45M和青色顯影單元45C。
黑色顯影單元45K包括顯影劑容納部分42K、顯影劑供應輥43K和顯影輥44K。黃色顯影單元45Y包括顯影劑容納部分42Y、顯影劑供應輥43Y和顯影輥44Y。品色顯影單元45M包括顯影劑容納部分42M、顯影劑供應輥43M和顯影輥44M。青色顯影單元45C包括顯影劑容納部分42C、顯影劑供應輥43C和顯影輥44K。顯影帶41為環(huán)形帶并且用多個帶輥撐起,以便顯影帶41可以沿箭頭所示方向運動并且使其一部分與感光體10接觸。
在成像裝置100A中,充電輥20對感光體10均勻充電,并且照射設備30照射感光體10,從而形成靜電潛像。顯影設備40向在感光體10上形成的靜電潛像供應顯影劑,從而顯影并形成調色劑圖像。通過輥51施加偏壓,調色劑圖像被第一次轉印到中間轉印體50上,并且被第二次轉印到記錄介質95上。由此,在記錄紙95上形成了轉印圖像。使用具有清潔刮板的清潔設備去除殘留在感光體10上的調色劑,并且使用除電燈70去除感光體10上的電荷。
圖2中顯示了用于本發(fā)明的成像裝置100B的另一實例。成像裝置100B具有同成像裝置100A相同的結構和功能,除了不包括顯影帶41并且黑色顯影單元45K、黃色顯影單元45Y、品色顯影單元45M和青色顯影單元45C設置在感光體10周圍并與其相對。在圖2中,與圖1相同的部分使用相同的符號表示。
圖3中顯示了用于本發(fā)明的成像裝置100C的另一實例。成像裝置100C包括復印裝置主體150、供紙臺200、掃描儀300和自動文件供應設備400。復印裝置主體150的中間部分設置了環(huán)形帶狀的中間轉印體50。支撐輥14、15和16將中間轉印體50撐起,從而使該中間轉印體50可沿圖3中的順時針移動。中間轉印體清潔設備17接近支撐輥15設置,用以去除殘留在中間轉印體50上的調色劑。為用支撐輥14和15撐起的中間轉印體50設置顯影單元120,并且該顯影單元120具有面對中間轉印體50沿其輸送方向排布的黃色、青色、品色、黑色四種顏色的成像設備18。在串聯式顯影單元120附近設置照射設備21。第二轉印設備22設置在中間轉印體50上設置了串聯式顯影單元120的相對側。第二轉印設備22包括由一對輥23撐起的環(huán)形帶狀第二轉印帶24,并且輸送到第二轉印帶24的記錄介質可以與中間轉印體50接觸。在第二轉印設備22附近設置定影設備25。定影設備25包括環(huán)形帶狀的定影帶26和布置為向定影帶26施加壓力的加壓輥27。
在成像裝置100C中,在第二轉印設備22和定影設備25附近布置用于翻轉轉印紙張的紙張翻轉設備28。由此,在介質的兩面都可以形成圖像。
接下來,描述使用串聯式顯影單元120的全色成像。將原稿(文件)放在自動文件供應設備400的文件臺130上,或者打開自動文件供應設備400,將文件放在掃描儀300的接觸玻璃32上。按下開始按鈕(未在圖中示出)時,放在自動文件供應設備400中的原稿被輸送到接觸玻璃32上,并且通過驅動第一掃描體33和第二掃描體34,掃描儀300開始運行。在將原稿直接放在接觸玻璃32上的情況下,按下開始按鈕后,掃描儀300立即開始掃描原稿。來自第一掃描體33的光在原稿上反射,并且反射光在第二掃描體34的鏡子處反射并且經過圖像聚焦透鏡35被讀取傳感器36接收。由此,讀取了原稿并且存儲了黑色、黃色、品紅色和青色的各顏色圖像信息。各圖像信息被發(fā)送至串聯式顯影單元120中的各圖像信息設備18并形成各種顏色的調色劑圖像。
將感光體10K上的黑色調色劑圖像、感光體10Y上的黃色調色劑圖像、感光體10M上的品紅色調色劑圖像和感光體10C上的青色調色劑圖像依次轉印到中間轉印體50上。各種顏色的調色劑圖像在中間轉印體50上層疊以形成彩色圖像(彩色轉印圖像)。
如圖4所示,在串聯式顯影單元120中各種顏色的成像設備18包括以下感光體10(K、Y、C、M);對感光體10(K、Y、C、M)均勻充電的充電設備59(K、Y、C、M);在感光體10(K、Y、C、M)上形成各種靜電潛像的照射設備21(K、Y、C、M);用于顯影各種靜電潛像以在感光體10(K、Y、C、M)上形成各種顏色的調色劑圖像的顯影單元61(K、Y、C、M);將中間轉印體50上各種顏色的調色劑圖像轉印的轉印充電設備62(K、Y、C、M);感光體清潔設備63(K、Y、C、M)和放電設備(K、Y、C、M)。
在供紙臺200中,選擇性地旋轉供紙輥142a之一,從而將記錄介質從紙倉143中的多層供紙盒144之一輸送。分離輥145a將記錄介質逐一分離并其送入供紙路徑146。輸送輥147將記錄介質供入復印裝置的主體150中的供紙路徑148中,并在對準輥49處停下?;蛘?,將手動進紙盤52上的記錄介質通過旋轉供紙輥142b來輸送。分離輥145b將記錄介質逐一分離以進入手動供紙路徑53,并且記錄介質在對準輥49處停下。對準輥49通常接地使用,然而,也可以以對其施加了偏壓的狀態(tài)使用以除去記錄介質的紙屑(paper dust)。
對準輥49以與在中間轉印體50上形成的彩色轉印圖像時序同步的方式旋轉,以將記錄介質送入中間轉印體50和第二轉印設備22之間。由此,在記錄介質上形成彩色轉印圖像。通過于中間轉印體清潔設備17除去轉印后殘留在中間轉印體50上的調色劑。
通過第二轉印設備22將形成有彩色轉印圖像的記錄介質輸送到定影設備25,并且通過施加熱和壓力定影到記錄介質上。之后,該記錄介質通過切換爪55切換,通過排出輥56排出并堆積在排出記錄介質盤57上。或者,通過切換爪55切換,通過記錄介質翻轉轉設備28翻轉并被再次引導到轉印位置。在記錄介質的翻轉側形成圖像后,該記錄介質從排出輥56排出并堆積在排出記錄介質盤57上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,根據本發(fā)明的調色劑是通過以下方法制備的,該方法包括將著色劑、粘合劑樹脂、粘合劑樹脂的前體、用于與該前體進行擴鏈反應或交聯反應的化合物、層狀無機礦物材料和脫模劑在有機溶劑中溶解或分散,從而制備調色劑組分混合物液體;將該調色劑組分混合物液體在水性介質中分散或乳化,同時使上述前體與上述化合物進行交聯反應或擴鏈反應,從而制備調色劑分散體;以及將有機溶劑從該調色劑分散體中除去。
不管調色劑是如何制成的,以下為優(yōu)選的實施方案
調色劑的體均粒徑(Dv)與調色劑的數均粒徑(Dn)之比(Dv/Dn)為1.00~1.30,并且圓度不大于0.950的調色劑顆粒占全部調色劑顆粒的20~80%;粒徑不大于2μm的調色劑顆粒的比例為1~20數量%;粘合劑樹脂中聚酯樹脂的含量范圍在50~100重量%;該聚酯樹脂的四氫呋喃可溶部分的重均分子量在1000~30000的范圍;該樹脂具有酸值為1.0~50.0mgKOH/g的聚酯骨架;該樹脂具有玻璃態(tài)轉化穩(wěn)定為35~65℃的聚酯骨架;上述粘合劑樹脂前體具有與含活性氫基團的化合物具有反應性的部分,并且該前體的聚合物的重均分子量為3000~20000。
已對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了總體描述,通過參考以下提供的某些具體實施例可以進一步了解本發(fā)明,但這些實施例僅用于展示,本發(fā)明不限于這些實施例。以下描述的實施例中,除非特別說明,數字均代表重量份。
實施例實施例1在配有冷凝管、攪拌器和氮氣導入管的反應容器中,加入以下組分,并在230℃下反應8小時,然后在10~15mmHg的降低的壓力下再反應5小時雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物229份雙酚A的3摩爾環(huán)氧丙烷加成物529份對苯二甲酸208份己二酸46份氧化二丁錫2份向反應容器中加入44份偏苯三酸酐,以在常壓下180℃下反應2小時,得到未改性聚酯樹脂1。
未改性聚酯樹脂1的數均分子量為2500,重均分子量為6700,玻璃態(tài)轉化溫度為43℃,并且酸值為25mgKOH/g。
加入1200份水、540份炭黑(Printex 35,Degussa AG制造;二丁基鄰苯二甲酸酯(DBP)油吸收值為42ml/100mg,pH為9.5)和1200份聚酯樹脂,并在亨舍爾混合機(Mitsui Mining Company,Limited制造)中混合。用雙輥磨在150℃下捏合該混合物30分鐘,然后壓延并冷卻。之后,用粉碎機(Hosokawa Micron Co.,Ltd.制造)粉碎捏合的混合物,從而獲得母料1。
將以下物質放入在裝備有攪拌器及溫度計的反應容器中并混合未改性聚酯樹脂1378份巴西棕櫚蠟 110份乙酸乙酯 947份將該混合物在攪拌下加熱至80℃,并在80℃下保持5小時,然后1小時內冷卻至30℃。接著,向上述反應容器中加入500份母料1和500份乙酸乙酯并混合1小時,從而得到液體原料。
之后,將1324份得到的液體原料移入反應容器中,使用球磨機(ULTRAVISCOMILL,AIMEX制造)在如下條件下分散顏料紅以及巴西棕櫚蠟,得到蠟液體分散體液體進料速度1kg/小時圓周速率6m/秒氧化鋯珠的直徑0.5mm填充率80體積%分散處理的重復次數3次接下來,將1324份65質量%的未改性樹脂1的乙酸乙酯溶液加入到上述蠟液體分散體中。以上述相同條件利用ULTRAVISCOMILL分散1次后,向200份得到的液體分散體中加入2.0份CLAYTON APA(Southern ClayProduct Co.,Ltd制)作為電荷控制劑,并將此混合物用T.K.HOMODISPER(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.制造)在7000rpm下攪拌60分鐘,從而得到調色劑材料的液體分散體。
在配有冷凝管、攪拌器和氮氣導入管的反應容器中加入以下組分,在常壓下230℃下反應8小時,然后在10~15mmHg的降低的壓力下再反應5小時,從而獲得中間體聚酯樹脂雙酚A的2摩爾環(huán)氧乙烷加成物682份雙酚A的2摩爾環(huán)氧丙烷加成物81份對苯二甲酸283份偏苯三酸酐22份氧化二丁錫2份得到的中間體聚酯樹脂的數均分子量為2100,重均分子量為9500,玻璃態(tài)轉化溫度為55℃,酸值為0.5mgKOH/g,且羥基值為51mgKOH/g。
接下來,在裝有冷凝管、攪拌器和氮氣導入管的反應器中加入下列組分,在100℃下反應5小時,從而得到預聚物中間體聚酯樹脂4 410份異佛爾酮二異氰酸酯89份乙酸乙酯 500份得到的預聚物中游離的異氰酸酯為1.53重量%。
在裝備有攪拌器及溫度計的反應容器中,加入并混合以下物質,以反應5小時,從而得到酮亞胺化合物異佛爾酮二胺170份甲基乙基酮 75份所得酮亞胺化合物的胺值為418mgKOH/g。
然后,在反應容器中加入749份調色劑材料的液體分散體、115份預聚物和2.9份酮亞胺化合物,并用TK HOMOMIXER(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.制造)在5000rpm下混合1分鐘,從而得到油相液體混合物。
在裝備有攪拌器及溫度計的反應容器中,加入以下組分并在400rpm的轉速下攪拌15分鐘,從而得到乳液水683份甲基丙烯酸與環(huán)氧乙烷加成物的硫酸酯的鈉鹽(反應性乳化劑EREMINOR RS-30,Sanyo Chemical Industries Ltd.制造) 11份苯乙烯83份甲基丙烯酸83份丙烯酸丁酯110份過硫酸銨 1份之后,將該乳液加熱到75℃以進行反應5小時。然后,再向該乳液加入30份1重量%的過硫酸銨水溶液,并將該混合物在75℃下進一步老化5小時,從而得到樹脂微粒液體分散體。使用粒徑分布測量設備微徑超級粒度分布器(UPA-EX150,Nikkiso Co.,Ltd.制造)測量時,得到的樹脂顆粒液體分散體中顆粒的體均粒徑為105nm。干燥部分的樹脂微粒液體分散體以分離樹脂部分的一部分。分離部分的玻璃態(tài)轉化溫度(Tg)為59℃,重均分子量為150000。
將83份樹脂微粒液體分散體與如下組分混合并攪拌,得到水性介質水 990份48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸鈉水溶液(EREMINOR MON-7,Sanyo Chemical Industries,Ltd制造)37份1重量%的羧甲基纖維素鈉聚合物分散劑的水溶液(CELLOGENBS-H-3,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Kogyo Co.,Ltd.制造)135份乙酸乙酯 90份接下來,向1200份上述水性介質中加入867份上述油相混合物,并用TK HOMOMIXER在13000rpm下混合,從而制得液體分散體(乳化漿液)。
將上述乳化漿液加入到裝有攪拌器和溫度計的反應容器中,在30℃下進行脫溶劑處理8小時。之后,將所得物在45℃下老化4小時,從而得到分散體漿液,其體均粒徑為5.1μm、數均粒徑為4.9μm(用Beckman Coulter Inc.制造的Multisizer III測得)。將100份該分散體漿液降低的壓力下過濾。之后,在這樣制備的濾餅中加入100份去離子水,并用TK HOMOMIXER在轉速12000rpm下將所得物混合10分鐘,然后過濾。接下來,在得到的濾餅中加入10重量%的磷酸,以調節(jié)pH至3.7,然后用TK HOMOMIXER在轉速12000rpm下混合10分鐘,然后過濾。
進一步,向得到的濾餅加入300份去離子水,用TK HOMOMIXER在轉速12000rpm下混合10分鐘,然后過濾。進行兩次洗滌以得到最終的濾餅。使用循環(huán)空氣干燥器使最終濾餅在45℃下干燥48小時。用網眼75μm篩子過濾得到的干燥餅,從而得到母體調色劑顆粒1。
作為外部添加劑,向100份母體調色劑顆粒1加入1.0份疏水性二氧化硅和0.5份疏水性二氧化鈦,然后用亨舍爾混合機(Mitsui Mining Company,Limited制造)混合,從而制得調色劑1。
實施例2采用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒2以及調色劑2,除了將用作電荷控制劑的CLAYTON APA的添加量從2.0份改為1.0份。
實施例3采用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒3以及調色劑3,除了將CLAYTONAPA的添加量從2.0份改為0.15份。
實施例4采用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒4以及調色劑4,除了將CLAYTON APA的添加量從2.0份改為4.0份。
實施例5采用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒5以及調色劑5,除了將CLAYTON APA改為CLAYTON HY(Southern Clay Product Inc.制造)。
實施例6采用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒6以及調色劑6,除了將CLAYTON APA改為CLAYTON AF(Southern Clay Product Inc.制造)。
實施例7著色劑液體分散體1的制備使用AIMEX制造的ULTRAVISCOMILL將下列組分溶解和分散以制備其中分散了著色劑(黑色顏料)的著色劑液體分散體1炭黑(PRINTEX 35,Degussa Corporation制造)125份AJISPER PB821(Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.制造) 18.8份乙酸乙酯(特級,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造) 356.2份脫模劑液體分散體的制備脫模劑液體分散體1(蠟組分A)的制備使用AIMEX制造的ULTRAVISCOMILL將下述組分進行濕粉碎以制備脫模劑液體分散體1。
巴西棕櫚蠟(熔點83℃,酸值8mgKOH/g,皂化值80mgKOH/g)30份乙酸乙酯(特級,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)270份有機陽離子改性的層狀化合物(形狀調節(jié)劑液體分散體A)的制備使用AIMEX制造的ULTRAVISCOMILL將下述組分進行濕粉碎以制備形狀調節(jié)劑液體分散體A。
CLAYTON APA(Southern Clay Product Co.,Ltd制)30份乙酸乙酯(特級,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.) 270份混合下列組分并攪拌至均勻混合,以制備液體A。
聚酯(1)(聚酯樹脂,Mw50000,Mn3000,酸值15mg KOH/g,羥基值27mg KOH/g,Tg55℃,軟化點112℃,由雙酚A的環(huán)氧乙烷加成物、雙酚A的環(huán)氧丙烷加成物、和對苯二甲酸衍生物制備) 350份著色劑液體分散體1237份脫模劑液體分散體1 72份脫模劑液體分散體2(形狀調節(jié)劑液體分散體A)304份疏水性有機硅微粒(R972,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)17.8份用f型TK HOMODISPER(Primix Corporation制造)將下述組分攪拌3分鐘以制備液體B碳酸鈣,其中40份碳酸鈣微粒分散到60份水中100份Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的CELLOGEN BS-H的1%水溶液200份水 157份接下來,將345份液體B和250份液體A用T.K.HOMOMIXER mark2fmodel(Primix Corporation制造)在10000rpm的轉速下攪拌2分鐘以獲得懸液。采用推進式攪拌設備在常壓室溫下通過攪拌該懸液48小時以除去溶劑。加入鹽酸以除去碳酸鈣,然后洗滌、干燥、并分級,從而獲得體均粒徑為6.2μm的調色劑。
實施例8非溶劑樹脂的制備在裝備有攪拌器、加熱設備和將溫度控制在215℃的冷卻設備的高壓反應器中,將100份苯乙烯和0.7份二叔丁基過氧化物均勻混合的單體混和物在30分鐘內連續(xù)添加,并將該混合物在215℃下再保持30分鐘,得到非溶劑樹脂。該非溶劑樹脂的分子量峰值Mp為4150,且重均分子量Mw為4800。
樹脂乳化液體分散體的制備將27份去離子水和1份陰離子乳化劑(NEOGEN SC-A,Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造)置于裝備有攪拌器和滴液泵(dropping pump)的反應容器中,攪拌并溶解該混合物。將含有75份苯乙烯、25丙烯酸丁脂以及0.05份二乙烯基苯的單體液體混合物在攪拌下滴入,從而得到單體乳化液體分散體。
在裝有攪拌器、壓力計、溫度計和滴液泵的耐壓反應容器中加入120份去離子水。氮氣置換后,將該容器加熱至80℃,并向該耐壓反應容器中加入5重量%的上述單體乳化液體分散體,隨后加1份2重量%的過硫酸鉀,從而在80℃進行初始聚合。在加熱至85℃后,在3小時內加入其余的單體乳化液體分散體和4份過硫酸鉀,在相同的溫度下再保持2小時,從而得到具有0.15μm粒徑和40%的固體部分密度的苯乙烯基樹脂乳化液體分散體。所得的樹脂乳化液體分散體聚合取代比高,并且聚合穩(wěn)定。用超離心機將樹脂從樹脂乳化液體分散體中分離以進行分子量分析后,其重均分子量Mw為950000,且分子量峰值Mp為700000。
用連續(xù)混合捏合設備(KRC KNEADER,Kurimoto Ltd.制造)將100份上述非溶劑樹脂和135份上述樹脂乳化液體分散體在215℃的夾套溫度下連續(xù)混和,并加熱去除水份,從而得到水分不大于0.1%的蒸發(fā)脫水的捏合混合物。所得蒸發(fā)脫水的捏合混合物中的剩余單體含量為80ppm。將蒸發(fā)脫水的捏合混合物冷卻,用錘磨機粉碎后,用噴氣研磨機進行細粉碎,從而獲得苯乙烯丙烯酸樹脂1。
除用苯乙烯丙烯酸樹脂1代替聚酯樹脂1之外,用與實施例7中相同的方式制備調色劑。
實施例9將5份Na3PO4加入到500份去離子水中,將所得物加熱至60℃,然后用CLEARMIX高速攪拌機(Mtechnique Co.,Ltd.,圓周速度22m/s)攪拌。向上述液體中迅速加入由2份CaCl2溶解在15份去離子水中所得的溶液,從而得到含Ca3(PO4)2的水性分散介質。
將以下組分加熱至60℃并攪拌,從而將各組分均勻地溶解或分散在聚合單體中。
聚合單體苯乙烯 85份丙烯酸正丁基酯 20份著色劑C.I.顏料藍15 37.5份電荷控制劑E-38(Orient Chemical Industries Ltd.制造)1份極性樹脂飽和聚酯(酸值10mgKOH/g,分子量峰值7500)5份脫模劑酯蠟(DSC得到的最大吸熱峰溫度72℃)15份CLAYTON APA(Southern Clay Product Inc.制) 15份作為聚合引發(fā)劑,向其中加入3份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)以制備聚合單體組分。
將聚合單體組分引入水性分散介質中,并將所得物用CLEARMIX高速攪拌機(Mtechnique Co.,Ltd.,圓周速度為22m/s)在60℃下和氮氣氛下攪拌15分鐘,從而在水性分散介質中得到聚合單體組分的顆粒。分散后,停止攪拌器,并將所得物引入裝備有全區(qū)攪拌翼的聚合設備(KobelcoEco-Solutions Co.,Ltd.制造)。在該聚合設備中,在60℃下氮氣氛中,用攪拌翼以3m/s的最大圓周速度將聚合單體進行攪拌5小時。然后,升溫至80℃,并使聚合單體再反應5小時。經過洗滌、干燥和分級后獲得調色劑,其平均粒徑為5.8μm。
實施例10除將CLAYTON APA改為Bentone SD-2(Elementis Plc.制造)之外,用與實施例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒5和調色劑5。
比較例1未改性聚酯的制備在裝備有冷凝器、攪拌器和氮氣引入管的反應容器中加入以下組分,在常壓下于230℃進行反應10小時,從而得到未改性聚酯樹脂2。
雙酚A的2摩爾氧化乙烯加成物229份雙酚A的3摩爾氧化丙烯加成物529份對苯二甲酸208份異十二烯基琥珀酸酐80份氧化二丁錫2份偏苯三酸酐 44份所得未改性聚酯樹脂2的數均分子量為7200,重均分子量為16000,玻璃態(tài)轉化溫度為65℃,且酸值為15mgKOH/g。
調色劑的制備將下述組分充分攪拌及混和。用表面加熱至100℃的雙輥磨進行捏合及混和1小時。然后以5℃/分的速率軋制冷卻,并粗粉碎,用I-2型研磨機(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造)和DS分級設備(Nippon PneumaticMfg.Co.,Ltd.制造)進行粉碎分級,從而得到重均粒徑為7.1μm的母體調色劑顆粒。
未改性聚酯樹脂2 85份母料1 15份CLAYTONAPA 1份作為外部添加劑,將1.0份疏水二氧化硅和0.5份疏水二氧化鈦加入至100份母體調色劑顆粒1中,然后用亨舍爾混合機(Mitsui Mining Company,Limited)混和以制備調色劑6。
比較例2除所用電荷控制劑CLAYTON APA的添加量從1.0份改變?yōu)?.0份之外,用與比較例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒7和調色劑7。
比較例3除電荷控制劑CLAYTON APA的添加量從1.0份改變?yōu)?.0份之外,用與比較例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒8和調色劑8。
比較例4除電荷控制劑CLAYTON APA改變?yōu)槲锤男詫訝顭o機蒙脫石(KUNIPIA,Kunimine Industries Co.,Ltd.制造)之外,用與比較例1中相同的方式制備母體調色劑顆粒9和調色劑9。
對如上所得的調色劑作出評價。
設備1600型X射線光電子能譜儀,Ulvac-PHI,Inc.制造條件X射線源MgKα(100W)分析面積0.8×2.0mm將調色劑置于樣品支架的碳板上進行測量。
用Laboplastmill以70rpm的轉速將調色劑在130℃下熔融及捏合30分鐘以獲得塊狀物(block),從而制得捏合混合物。將上述塊狀物粗粉碎,并將所得物置于碳板上。
基于各測得的原子密度的峰強度,采用Ulvac-PHI,Inc.表示的相對靈敏度因子,通過計算來評估表面原子密度根據這次的測量,層狀無機化合物中包含Al,因此測量Al的原子密度。測量結果如下所示。
表1(調色劑表面原子密度(%))
將來自調色劑的混和及捏合的混合物用XPS測量原子密度(%)。表2為Al混和及捏合之前(用A(%)表示)以及之后的(用B(%)表示)表面原子密度。
表2
比較例中制備的粉碎的調色劑的A和B沒有不同。
實施例6和9的結果不滿足關系式A>B×1.4。
充電性能將9g載體和1g母體調色劑顆粒裝入為30mm、寬為30mm的圓柱形不銹鋼罐中,在600rpm下分別攪拌60秒、10分鐘和24小時,以確定這三點的充電性能。
攪拌后,用KYOCERA Chemical Corporation制造的吹氣設備對1g攪拌后的顯影劑進行測量。測得電荷量后,重新收集被吹走的載體,將新的母體調色劑顆粒加入其中以確定攪拌10分鐘后的電荷量。
攪拌60秒后被用作充電初始上升的標準。優(yōu)選的是,攪拌10分鐘后的電荷量基本為60秒攪拌的電荷量。
攪拌一天后與攪拌60秒后比較時,期望充電性能保持不變。攪拌一天后的電荷量下降會引起對損耗、泄漏等問題的不利影響。
之所以在吹風后及10分鐘后(新調色劑)測定充電性能,是為了確定母體調色劑顆粒組分在載體表面附著并消耗,并且當新的調色劑加入時能保持充電能力。當與新的調色劑組合相比充電變差時,可以得出這樣地結論,即該調色劑不適宜長期使用。
背景污損在Ricoh ipsio Color 8100上運行10000次后,打印白色實地圖像并暫停打印機,使圖像承載部件上的污損部分被轉移,以測量其id值。當id值不小于0.03時,則認為背景被污損,當id值不小于0.05時,可以在圖像中辨認出背景污損。
定影性能將Ricoh ipsio color 8100改型并調整,使得調色劑以0.9-1.0mg/cm2在實地圖像中顯影。使用Ricoh Co.,Ltd.制造的6200型號紙,測量低于該溫度就不發(fā)生反印的定影溫度上限。使用Ricoh Co.,Ltd.制造的型號6000/90W紙測量定影溫度下限。這樣的定影輥溫度被確定為定影溫度下限,低于該定影輥溫度時通過在墊子刮擦定影圖像后圖像濃度殘余率就會低于70%。
不低于150℃的定影溫度下限被確定為B(差),其在實際中是難以使用。140℃-150℃之間的定影溫度下限被確定為F(一般)。低于140℃的定影溫下限度被確定為G(良好)。
對于定影寬度,不低于50℃的寬度被確定為G(良好),40℃~50℃之間的范圍被確定為F(一般),低于40℃的范圍被確定為B(差)。
評價結果如表3所示。
表3
本申請要求2006年3月15日提交的日本專利申請No.2006-070639的優(yōu)先權并包括其主題,該日本申請的全部內容在此引入供參考。
現在對本發(fā)明已經進行了完整的描述,在不脫離在此闡明的本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以作多種改變和調整,這對本領域普通技術人員而言是顯而易見的。
權利要求
1.一種調色劑,包含著色劑;粘合劑樹脂;和層狀無機礦物材料,該層狀無機礦物材料中部分或全部存在于各層之間的離子被有機離子改性,其中,上述調色劑通過以下方法制備,該方法包括將包含著色劑、選自粘合劑樹脂和該粘合劑樹脂前體的至少之一、和層狀無機礦物材料的調色劑組分混和物液體在水性介質中分散或乳化,其中,對該調色劑表面用XPS測得的所述層狀無機礦物材料的密度A與該調色劑混和并捏合后對該調色劑表面用XPS測得的所述層狀無機礦物材料的密度B滿足以下關系A>B。
2.如權利要求1所述的調色劑,其中滿足以下關系A>B×1.4。
3.如權利要求1或2所述的調色劑,其中密度A和密度B可以采用Al來測定,并且滿足以下關系對Al來說的A>0.5原子%。
4.如權利要求1至3任意一項所述的調色劑,其中存在于各層之間的至少一些陽離子被有機陽離子改性。
5.如權利要求1至4任意一項所述的調色劑,其中調色劑組分混和物液體包含有機溶劑,其中著色劑、選自粘合劑樹脂和粘合劑樹脂前體的至少之一、和層狀無機礦物材料被分散或溶解在該有機溶劑中。
6.如權利要求1至5任意一項所述的調色劑,其中層狀無機礦物材料的含量為0.05至5.0重量%。
7.如權利要求1至5任意一項所述的調色劑,其中層狀無機礦物材料的含量為0.05至2.0重量%。
8.如權利要求1至6任意一項所述的調色劑,其中粘合劑樹脂包含多種粘合劑樹脂。
9.如權利要求8所述的調色劑,其中所述多種粘合劑樹脂之一是具有聚酯骨架的樹脂。
10.如權利要求9所述的調色劑,其中所述多種粘合劑樹脂之一是聚酯樹脂。
全文摘要
一種包含著色劑、粘合劑樹脂、和層狀無機礦物材料的調色劑,其中存在于各層之間的部分或全部離子被有機離子改性,該調色劑通過以下方法制備,該方法包括將包含著色劑、粘合劑樹脂和/或其前體、和層狀無機礦物材料的調色劑組分混和物液體在水性介質中分散或乳化。對該調色劑表面用XPS測得的所述層狀無機礦物材料的密度A與混和并捏合后對該調色的調色劑表面用XPS測得的所述層狀無機礦物材料的密度B滿足以下關系A>B。
文檔編號G03G9/087GK101071281SQ20071012883
公開日2007年11月14日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權日2006年3月15日
發(fā)明者內野倉理, 渡邊真弘, 栗村順一 申請人:株式會社理光