本发明涉及一种静电潜像显影用调色剂。
背景技术:
专利文献1所述的胶囊调色剂的制造方法含有:混合树脂微粒附着工序、喷雾工序和成膜工序。混合树脂微粒附着工序中,结晶性聚酯树脂微粒和非结晶性树脂微粒构成的混合树脂微粒附着在调色剂母粒表面上,形成混合树脂微粒附着颗粒。喷雾工序中,对着处于流动状态的所述混合树脂微粒附着颗粒,使用混合溶液进行喷雾,该混合溶液是用于塑化这些颗粒的液体与晶体成核剂的混合溶液。成膜工序中,通过冲击力使所述混合树脂微粒成膜,在调色剂母粒表面上形成树脂包覆层。
〔专利文献〕
专利文献1:日本特开2011-141489号公报
技术实现要素:
如专利文献1所述,未定影调色剂中,通过树脂包覆层(壳层)中的晶体成核剂来促进结晶性聚酯树脂微粒的晶化,从而防止结晶性聚酯树脂引起的调色剂存储稳定性的下降。如专利文献1所述,通过调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂来改善调色剂的低温定影性。但是,如专利文献1所述,未定影调色剂中,使调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂发生晶化。因此,可以认为:调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性降低,调色剂的低温定影性变差。通过专利文献1所述的技术,并不一定能确保调色剂具有充分的低温定影性。还有,使用含有晶体成核剂等的混合溶液进行喷雾之后,需要通过冲击力使其成膜等,也就是说不经过复杂的制造工序就不能制造出调色剂。
本发明是鉴于上述课题而作出的,其目的在于确保调色剂具有充分的低温定影性并抑制印件污损。
本发明所涉及的静电潜像显影用调色剂包含若干个调色剂颗粒,所述调色剂颗粒具备调色剂母粒以及附着在所述调色剂母粒的表面上的外部添加剂。所述调色剂母粒含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂。所述调色剂颗粒中,晶体成核剂颗粒作为所述外部添加剂,所述晶体成核剂颗粒中含有用于促进所述结晶性聚酯树脂晶化的晶体成核剂。在未定影调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由所述结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量小于2.0mj/mg。在定影后调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由所述结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量是6.0mj/mg以上。
〔发明效果〕
根据本发明,能够确保调色剂具有充分的低温定影性并抑制印件污损。
附图说明
图1表示本发明实施方式所涉及的静电潜像显影用调色剂中的调色剂颗粒的一个结构例。
具体实施方式
对本发明实施方式进行说明。另外,关于粉末(更具体地来说,调色剂母粒、外部添加剂或者调色剂等)的评价结果(表示形状或者物理性质等的值),没有特别规定的话,从该粉末中选取相当数量的颗粒进行测量,测量值的个数平均即是评价结果。
没有特别规定的话,粉末的数均粒径是使用显微镜测量的1次颗粒的圆相当径(heywood径:面积与颗粒的投影面积相同的圆的直径)的个数平均值。还有,没有特别规定的话,粉末的体积中位径(d50)的测量值是使用激光衍射/散射式粒度分布测量装置(株式会社堀场制作所制造“la-750”)测量的值。还有,没有特别规定的话,重均分子量(mw)的测量值是使用凝胶渗透色谱法测量的值。
没有特别规定的话,玻璃化转变温度(tg)是使用差示扫描量热仪(精工仪器株式会社制造“dsc-6220”)基于“jis(日本工业标准)k7121-2012”测量的值。使用差示扫描量热仪测量的第二次升温时的吸热曲线(纵轴:热流量(dsc信号);横轴:温度)中,玻璃化转变引起的拐点(基线的外推线与下降线的外推线之交点)的温度(起始温度)相当于tg(玻璃化转变温度)。还有,没有特别规定的话,软化点(tm)是使用高化式流动试验仪(株式会社岛津制作所制造“cft-500d”)测量的值。使用高化式流动试验仪测量的s曲线(横轴:温度;纵轴:冲程)中,冲程为“(基线冲程值+最大冲程值)/2”时的温度相当于tm(软化点)。还有,没有特别规定的话,熔点(mp)是测量值是使用差示扫描量热仪(精工仪器株式会社制造“dsc-6220”)测量的吸热曲线(纵轴:热流量(dsc信号);横轴:温度)中的最大吸热峰的温度。
以下,有时在化合物名称之后加上“类”来统称该化合物及其衍生物。在化合物名称之后加上“类”来表示聚合物名称的情况下,表示聚合物的重复单元源自该化合物或者其衍生物。还有,丙烯基和甲基丙烯基有时统称为“(甲基)丙烯基”,丙烯酸和甲基丙烯酸有时统称为“(甲基)丙烯酸”。
本申请的说明书中,未处理的二氧化硅颗粒(以下,记载为二氧化硅基体)以及对二氧化硅基体进行了表面处理的二氧化硅颗粒(也就是说,表面处理过的二氧化硅颗粒)都记载为“二氧化硅颗粒”。还有,通过表面处理剂而带正电的二氧化硅颗粒有时记载为“带正电性二氧化硅颗粒”。
本实施方式所涉及的调色剂例如作为带正电性调色剂,可以很好地用于静电潜像的显影。本实施方式的调色剂是含有若干个调色剂颗粒(都是具有后面所述结构的颗粒)的粉末。调色剂可以用作单组分显影剂。还有,也可以使用混合装置(例如,球磨机)将调色剂与载体进行混合,制备双组分显影剂。为了形成高画质的图像,优选为使用铁氧体载体(具体来说,铁氧体颗粒的粉末)作为载体。还有,为了长期形成高画质的图像,优选为使用具备载体核和树脂层的磁性载体颗粒,所述树脂层包覆所述载体核。为了使载体颗粒具有磁性,可以使用磁性材料(例如,铁氧体之类的强磁性物质)来形成载体核,也可以使用分散有磁性颗粒的树脂来形成载体核。还有,也可以在包覆载体核的树脂层中分散磁性颗粒。为了形成高画质的图像,双组分显影剂中,相对于载体100质量份,调色剂的量优选为5质量份以上15质量份以下。另外,双组分显影剂中所含的带正电性调色剂是通过与载体的摩擦而带正电的。
本实施方式所涉及的调色剂例如可以用在电子照相装置(图像形成装置)的图像形成中。以下,对电子照相装置的图像形成方法的一个例子进行说明。
首先,电子照相装置的像形成部(带电装置和曝光装置)基于图像数据在感光体(例如,感光鼓的表层部)上形成静电潜像。接着,电子照相装置的显影装置(具体来说,填充了显影剂的显影装置,显影剂中含有调色剂)将调色剂供给到感光体,对感光体上形成的静电潜像进行显影。调色剂在被供给至感光体之前,通过与显影装置内的载体、显影套筒或者刮板的摩擦而带电。例如,带正电性调色剂带正电。显影工序中,感光体的附近所配置的显影套筒(例如,显影装置内的显影辊的表层部)上的调色剂(具体来说,通过摩擦而带电了的调色剂)被供给至感光体,供给来的调色剂附着到感光体上静电潜像被曝光了的部分,从而在感光体上形成调色剂像。显影工序中调色剂消耗后,相当于消耗掉的量的调色剂再从收纳补充用调色剂的调色剂容器中补充到显影装置中。
接着,转印工序中,电子照相装置的转印装置将感光体上的调色剂像转印到中间转印体(例如,转印带)上,之后再将中间转印体上的调色剂像转印到记录介质(例如,纸张)上。然后,电子照相装置的定影装置(定影方式:加热辊和加压辊的夹持定影)对调色剂进行加热和加压,使调色剂定影在记录介质上。其结果,图像形成在记录介质上。例如,通过叠加黑色、黄色、品红色和青色这四种颜色的调色剂像,能够形成全彩色图像。另外,转印方式也可以是直接转印方式,不通过中间转印体,而将感光体上的调色剂像直接转印到记录介质上。
调色剂所含的调色剂颗粒可以是不具备壳层的调色剂颗粒(以下,记载为非胶囊调色剂颗粒),也可以是具备壳层的调色剂颗粒(以下,记载为胶囊调色剂颗粒)。胶囊调色剂颗粒中,调色剂母粒具备核以及覆盖核表面的壳层。壳层实质上由树脂构成。例如,通过使用耐热性优异的壳层来覆盖低温熔融的核,能够兼顾调色剂的耐热贮存性和低温定影性。构成壳层的树脂中,也可以分散有添加剂。壳层可以覆盖核的整个表面,也可以覆盖核的部分表面。壳层可以实质上由热固性树脂构成,也可以实质上由热塑性树脂构成,也可以实质上含有热塑性树脂和热固性树脂这两种树脂。壳层的形成方法是任意的。例如,可以使用原位聚合法、液体中覆膜固化法和凝聚法中的任一种方法来形成壳层。
本实施方式所涉及的调色剂是具有如下结构(以下,记载为基本结构)的静电潜像显影用调色剂。
(调色剂的基本结构)
静电潜像显影用调色剂包含若干个调色剂颗粒,所述调色剂颗粒具备调色剂母粒以及附着在调色剂母粒的表面上的外部添加剂。调色剂母粒含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂。调色剂颗粒中,具备作为外部添加剂的颗粒,该颗粒是含有晶体成核剂的颗粒(以下,记载为晶体成核剂颗粒),晶体成核剂用于促进上述结晶性聚酯树脂的晶化。在未定影调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量小于2.0mj/mg。在定影后调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量是6.0mj/mg以上。未定影调色剂是未进行定影处理的状态(例如,未使用状态)下的调色剂。定影后调色剂是以适当温度定影在记录介质上的调色剂,即以冷污损和热污损都未产生的状态定影在记录介质上的调色剂。以下,差示扫描量热分析谱图中由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量有时记载为“dsc吸热量”。dsc吸热量越大,则表示调色剂所含的结晶性聚酯树脂中存在的晶化部位的量就往往越多。dsc吸热量相当于结晶性聚酯树脂的晶化部位进行熔解时的吸热量,可以通过吸热峰的面积来求出。
冷污损是如下现象:由于定影温度(具体来说,用于使调色剂定影的加热温度)过低,因此没有足够的热量传递到构成图像(具体来说,调色剂像)底层的调色剂上,调色剂的熔融变得不充分,定影故障导致图像部分丢失的现象。热污损是如下现象:由于定影温度过高,因此构成图像(具体来说,调色剂像)顶层的调色剂过度熔化,调色剂的固化变得不充分,熔化了的部分调色剂就附着到定影装置(例如,加热辊)上的现象。
为了减少图像形成时的能源消耗,最好使用低温定影性优异的调色剂。通过使用低温定影性优异的调色剂,即使在较低的温度使调色剂定影,也不易产生冷污损。因此,通过使用低温定影性优异的调色剂,能够降低图像形成装置的定影温度。
还有,为了提高图像形成装置的印刷速度(进而是吞吐量),最好使用不易发生印件污损的调色剂。印件污损是如下现象:通过加热使调色剂定影在记录介质上之后,在记录介质还是温热的时候,该记录介质上再放上下一张记录介质,造成重叠的记录介质粘在一起的现象。
关于提高调色剂的低温定影性的方法,可以考虑提高调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性。但是,关于通过这种方法提高了低温定影性的调色剂,使调色剂定影在记录介质上之后,由于非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性高,往往也容易发生印件污损。本申请发明人以充分抑制冷污损和印件污损这两种污损为技术课题,通过反复研究,研究出具有上述基本结构的调色剂。
关于具有上述基本结构的调色剂,未定影调色剂的dsc吸热量小于2.0mj/mg,定影后调色剂的dsc吸热量是6.0mj/mg以上。dsc吸热量(具体来说,差示扫描量热分析谱图中由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量)满足这样的关系就表示:使调色剂定影在记录介质上之前,调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性提高,并且,使调色剂定影在记录介质上之后,调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性降低。本申请发明人通过将晶体成核剂颗粒作为外部添加剂添加到调色剂颗粒中,实现了如下效果:在调色剂定影前,调色剂母粒中的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性保持为高相容性,同时,使调色剂定影在记录介质上之后(定影了的调色剂像),调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性降低。在调色剂颗粒具备晶体成核剂颗粒来作为外部添加剂的情况下,可以认为:通过晶体成核剂颗粒,促进了调色剂定影后的调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂的晶化。可以认为:由于异相成核,晶体成核剂颗粒促进调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂的晶化,导致生成微细的结晶。由于调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂发生晶化,所以调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性降低,印件污损被抑制。具有上述基本结构的调色剂中,作为生产效率优异的调色剂的例子是:未定影调色剂的dsc吸热量是0.5mj/mg以上且小于2.0mj/mg,定影后调色剂的dsc吸热量是6.0mj/mg以上且小于10.0mj/mg。调色剂母粒中含有的非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂的相容性越低,则调色剂母粒的玻璃化转变温度往往越高。
另外,在本申请发明人的实验中,无论是晶体成核剂作为内部添加剂存在于调色剂母粒中的情况,还是晶体成核剂存在于壳层(具体来说,树脂膜)中的情况,都没有能够在确保调色剂具有充分的低温定影性的基础上又抑制印件污损。具体来说,在调色剂定影前,结晶性聚酯树脂就发生晶化,调色剂的低温定影性变差,或者,在调色剂定影后,结晶性聚酯树脂的晶化未被促进,没有能够充分抑制印件污损。
以下,参照图1,对具有上述基本结构的调色剂中含有的调色剂颗粒的一个结构例进行说明。图1表示具有上述基本结构的调色剂的调色剂颗粒的截面结构的一个例子。
图1所示的调色剂颗粒10具备:调色剂母粒11、若干个无机颗粒12(例如,二氧化硅颗粒)和若干个晶体成核剂颗粒13。若干个无机颗粒12和若干个晶体成核剂颗粒13都附着在调色剂母粒11的表面上。通过在调色剂母粒11上附着外部添加剂(无机颗粒12和晶体成核剂颗粒13),得到具备外部添加剂的调色剂颗粒10。
调色剂母粒11与外部添加剂(无机颗粒12和晶体成核剂颗粒13)彼此不发生化学反应。例如,通过将调色剂母粒11的粉末与外部添加剂(具体来说,含有若干个外部添加剂颗粒的粉末)一起搅拌,能够使外部添加剂颗粒(无机颗粒12和晶体成核剂颗粒13)附着在调色剂母粒11的表面上。关于粒径大的外部添加剂颗粒等(例如,晶体成核剂颗粒13),通过强力搅拌调色剂母粒11和外部添加剂,能够将外部添加剂颗粒(例如,晶体成核剂颗粒13)的一部分(底部)嵌入调色剂母粒11的表层部,从而外部添加剂颗粒固定在调色剂母粒11的表面上。还有,关于粒径小的外部添加剂颗粒或者针状的外部添加剂颗粒等(例如,无机颗粒12),即使不将外部添加剂颗粒嵌入调色剂母粒11,通过调色剂母粒11和外部添加剂颗粒各自表面的黏着性或者调色剂母粒11与外部添加剂颗粒之间的静电引力等,也能够使外部添加剂颗粒附着在调色剂母粒11的表面上。为了抑制外部添加剂颗粒脱离调色剂颗粒10,优选为外部添加剂颗粒牢固地结合在调色剂母粒11的表面。还有,为了利用外部添加剂颗粒来提高调色剂的流动性,优选为外部添加剂颗粒较弱地结合在调色剂母粒11的表面。例如,优选为球状的外部添加剂颗粒以可旋转的状态附着在调色剂母粒11的表面上。由于外部添加剂颗粒能够通过旋转在调色剂母粒11的表面上移动,因此可以认为调色剂的流动性得到了提高。
调色剂母粒11含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂。晶体成核剂颗粒13例如是球状颗粒,含有用于结晶性聚酯树脂的晶体成核剂(具体来说,在调色剂定影后对调色剂母粒11中的结晶性聚酯树脂的晶化进行促进的晶体成核剂)。无机颗粒12例如是球状的二氧化硅颗粒。晶体成核剂颗粒13的数均1次粒径例如大于无机颗粒12的数均1次粒径。
为了得到适合于图像形成的调色剂,调色剂母粒的体积中位径(d50)优选为4μm以上9μm以下。
以下,对非胶囊调色剂颗粒的结构的优选例进行说明。并依次对调色剂母粒和外部添加剂进行说明。根据调色剂的用途,也可以省略不必要的成分。胶囊调色剂颗粒中,可以将如下所述的非胶囊调色剂颗粒中的调色剂母粒当作核来使用。
[调色剂母粒]
(粘结树脂)
调色剂母粒中,一般而言,粘结树脂占成分的大部分(例如,80质量%以上)。因此,可以认为粘结树脂的性质给调色剂母粒整体的性质带来很大影响。通过组合使用若干种树脂来作为粘结树脂,能够调整粘结树脂的性质(更具体地来说,羟值、酸值、tg或者tm等)。在粘结树脂具有酯基、醚基、酸性基团或者甲基的情况下,调色剂母粒成为阴离子性的趋势变强,在粘结树脂具有氨基或者酰胺基的情况下,调色剂母粒成为阳离子性的趋势变强。
具有上述基本结构的调色剂中,调色剂母粒含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂,结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂作为粘结树脂。
通过使1种以上多元醇(更具体地来说,如下所述的脂肪族二醇、双酚或者三元以上的醇等)与1种以上多元羧酸(更具体地来说,如下所述的二元羧酸或者三元以上的羧酸等)进行缩聚,得到聚酯树脂。还有,聚酯树脂也可以含有来自其它单体(既不是多元醇也不是多元羧酸的单体,更具体地来说是如下所述的苯乙烯类单体或者丙烯酸类单体等)的重复单元。
脂肪族二醇的优选例有:二甘醇、三甘醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、α,ω-链烷二醇(更具体地来说,乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇或者1,12-十二烷二醇等)、2-丁烯-1,4-二醇、1,4-环己烷二甲醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇或者聚四甲撑二醇。
双酚的优选例有:双酚a、氢化双酚a、双酚a环氧乙烷加成物或者双酚a环氧丙烷加成物。
三元以上的醇的优选例有:山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、丙三醇、二丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或者1,3,5-三羟基甲苯。
二元羧酸的优选例有:芳香族二羧酸(更具体地来说,邻苯二甲酸、对苯二甲酸或者间苯二甲酸等)、α,ω-链烷二羧酸(更具体地来说,丙二酸、琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸或者1,10-癸烷二羧酸等)、烷基琥珀酸(更具体地来说,正丁基琥珀酸、异丁基琥珀酸、正辛基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸或者异十二烷基琥珀酸等)、烯基琥珀酸(更具体地来说,正丁烯基琥珀酸、异丁烯基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正十二烯基琥珀酸或者异十二烯基琥珀酸等)、顺丁烯二酸、富马酸、柠康酸、甲叉琥珀酸、戊烯二酸或者环己烷二羧酸。
三元以上的羧酸的优选例有:1,2,4-苯三甲酸(偏苯三甲酸)、2,5,7-萘三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、1,2,4-丁烷三甲酸、1,2,5-己烷三甲酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-环己烷三甲酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四甲酸、均苯四酸或者empol三聚酸。
苯乙烯类单体的优选例有:苯乙烯、烷基苯乙烯(更具体地来说,α-甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯或者对叔丁基苯乙烯等)、对羟基苯乙烯、间羟基苯乙烯、α-氯苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯或者对氯苯乙烯。
丙烯酸类单体的优选例有:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸烷基酯或者(甲基)丙烯酸羟烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的优选例有:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或者(甲基)丙烯酸异辛酯。(甲基)丙烯酸羟烷基酯的优选例有:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯或者(甲基)丙烯酸4-羟丁酯。
非结晶性聚酯树脂的第一优选例有:单体(树脂原料)中含有1种以上双酚(更具体地来说,双酚a环氧乙烷加成物或者双酚a环氧丙烷加成物等)和1种以上芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸)的聚合物。还有,非结晶性聚酯树脂的第二优选例有:单体(树脂原料)中含有1种以上双酚(例如,两种双酚:双酚a环氧乙烷加成物和双酚a环氧丙烷加成物)、1种以上芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸)和1种以上α,ω-链烷二羧酸(例如,己二酸)的聚合物。还有,非结晶性聚酯树脂的第三优选例有:单体(树脂原料)中含有1种以上双酚(更具体地来说,双酚a环氧乙烷加成物或者双酚a环氧丙烷加成物等)、1种以上芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸)和1种以上三元以上的羧酸(例如,偏苯三甲酸)的聚合物。具体来说,可以认为树脂由于三元以上的羧酸而被交联。非结晶性聚酯树脂的第二优选例中,容易获得低软化点的非结晶性聚酯树脂(例如,软化点小于100℃的非结晶性聚酯树脂)。非结晶性聚酯树脂的第三优选例中,容易获得高软化点的非结晶性聚酯树脂(例如,软化点120℃以上的非结晶性聚酯树脂)。
为了兼顾调色剂的耐热贮存性和低温定影性,优选为调色剂母粒含有软化点小于100℃的非结晶性聚酯树脂和软化点120℃以上的非结晶性聚酯树脂。另外,树脂的软化点(tm)例如能够通过改变树脂的分子量进行调整。树脂的分子量能够通过改变树脂的聚合条件(更具体地来说,聚合引发剂的使用量、聚合温度或者聚合时间等)进行调整。
结晶性聚酯树脂优选为单体(树脂原料)中含有1种以上多元醇、1种以上多元羧酸、1种以上苯乙烯类单体和1种以上丙烯酸类单体的共聚物。由于调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂含有来自苯乙烯类单体的重复单元和来自丙烯酸类单体的重复单元,因此,在调色剂定影之前,调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂与非结晶性聚酯树脂往往容易发生相溶。
结晶性聚酯树脂的优选例有:单体(树脂原料)中含有1种以上c2-c8的α,ω-链烷二醇(例如,碳原子数2的乙二醇)、1种以上c6-c14的α,ω-链烷二羧酸(例如,癸二酸)、1种以上苯乙烯类单体(例如,苯乙烯)、1种以上丙烯酸类单体(例如,甲基丙烯酸丁酯)的共聚物。α,ω-链烷二羧酸的碳原子数是包含羧基中的碳的碳原子数。例如,癸二酸的碳原子数是10。
调色剂母粒中含有的结晶性聚酯树脂的结晶度指数优选为0.90以上1.15以下。树脂的结晶度指数相当于树脂的软化点(tm)相对于树脂的熔点(mp)的比率(=tm/mp)。一般而言,非结晶性树脂中,tm与mp相差很大。还有,关于非结晶性树脂,有时不能测量出明确的mp。
(着色剂)
调色剂母粒也可以含有着色剂。可以根据调色剂的颜色,使用众所周知的颜料或者染料来作为着色剂。为了得到适合于图像形成的调色剂,相对于粘结树脂100质量份,着色剂的量优选为1质量份以上20质量份以下。
调色剂母粒也可以含有黑色着色剂。黑色着色剂例如有炭黑。还有,黑色着色剂也可以是使用黄色着色剂、品红色着色剂和青色着色剂调色成黑色的着色剂。
调色剂母粒也可以含有黄色着色剂、品红色着色剂或者青色着色剂之类的彩色着色剂。
关于黄色着色剂,例如可以使用从缩合偶氮化合物、异吲哚啉酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属络合物、次甲基化合物和芳酰胺化合物构成的组中选择的1种以上化合物。关于黄色着色剂,例如可以优选使用:c.i.颜料黄(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191或者194)、萘酚黄s、汉莎黄g或者c.i.还原黄。
关于品红色着色剂,例如可以使用从缩合偶氮化合物、吡咯并吡咯二酮化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物和苝化合物构成的组中选择的1种以上化合物。关于品红色着色剂,例如可以优选使用:c.i.颜料红(2、3、5、6、7、19、23、48∶2、48∶3、48∶4、57∶1、81∶1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221或者254)。
关于青色着色剂,例如可以使用从铜酞菁化合物、蒽醌化合物和碱性染料色淀化合物构成的组中选择的1种以上化合物。关于青色着色剂,例如可以优选使用:c.i.颜料蓝(1、7、15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、60、62或者66)、酞菁蓝、c.i.还原蓝或者c.i.酸性蓝。
(脱模剂)
调色剂母粒也可以含有脱模剂。例如,使用脱模剂的目的是提高调色剂的定影性或者耐污损性。为了提高调色剂的定影性或者耐污损性,相对于粘结树脂100质量份,脱模剂的量优选为1质量份以上30质量份以下。
脱模剂例如优选为:低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚烯烃蜡、微晶蜡、石蜡或者费托蜡之类的脂肪烃蜡;氧化聚乙烯蜡或者其嵌段共聚物之类的脂肪烃蜡氧化物;小烛树蜡、巴西棕榈蜡、日本木蜡、西蒙得木蜡或者米糠蜡之类的植物性蜡;蜂蜡、羊毛脂蜡或者鲸蜡之类的动物性蜡;地蜡、纯地蜡或者矿脂之类的矿物蜡;褐煤酸酯蜡或者蓖麻蜡之类以脂肪酸酯为主要成分的蜡类;脱氧巴西棕榈蜡之类部分地或者全部地将脂肪酸酯脱氧化后的蜡。可以单独使用1种脱模剂,也可以并用若干种脱模剂。
为了改善粘结树脂与脱模剂的相容性,也可以将相容剂添加到调色剂母粒中。
(电荷控制剂)
调色剂母粒也可以含有电荷控制剂。例如,使用电荷控制剂的目的是提高调色剂的带电稳定性或者带电增长特性。调色剂的带电增长特性是指是否能在短时间内将调色剂带电到规定的带电水平的指标。
通过在调色剂母粒中含有带负电性的电荷控制剂(更具体地来说,有机金属络合物或者螯合化合物等),能够增强调色剂母粒的阴离子性。还有,通过在调色剂母粒中含有带正电性的电荷控制剂(更具体地来说,吡啶、苯胺黑或者季铵盐等),能够增强调色剂母粒的阳离子性。不过,在可确保调色剂具有充分带电性的情况下,不需要在调色剂母粒中含有电荷控制剂。
(磁性粉末)
调色剂母粒也可以含有磁性粉末。关于磁性粉末的材料,例如可以优选使用:强磁性金属(更具体地来说,铁、钴、镍或者含有1种以上这些金属的合金等)、强磁性金属氧化物(更具体地来说,铁氧体、磁铁矿或者二氧化铬等)或者经过了强磁性化处理的材料(更具体地来说,通过热处理而具有了强磁性的碳材料等)。可以单独使用1种磁性粉末,也可以并用若干种磁性粉末。
[外部添加剂]
具有上述基本结构的调色剂中,调色剂颗粒具备作为外部添加剂的晶体成核剂颗粒(具体来说,颗粒中的晶体成核剂用于促进调色剂母粒中的结晶性聚酯树脂的晶化)。
用于促进结晶性聚酯树脂晶化的晶体成核剂(具体来说,构成晶体成核剂颗粒的晶体成核剂)优选为:c15-c30脂肪酸的盐、c15-c30脂肪酸的酰胺或c15-c30脂肪酸的酯。在结晶性聚酯树脂是单体(树脂原料)中含有1种以上多元醇、1种以上多元羧酸、1种以上苯乙烯类单体和1种以上丙烯酸类单体的共聚物的情况下,上述晶体成核剂尤其容易促进结晶性聚酯树脂的晶化。另外,上述脂肪酸的碳原子数是包含羧基中的碳的碳原子数。例如,硬脂酸的碳原子数是18。以下,参照式(1)~式(4),对结晶性聚酯树脂的晶体成核剂的优选例进行说明。
式(1)所示的晶体成核剂是硬脂酸(c18脂肪酸)的酯。具体来说,式(1)所示的晶体成核剂是硬脂酸十八醇脂(硬脂酸与十八烷醇的酯)。硬脂酸十八醇脂含有两个c15-c30碳骨架(式(1)中,酯结合“-c(=o)-o-”的左侧和右侧各1个)。
【化1】
式(2)所示的晶体成核剂是硬脂酸(c18脂肪酸)的盐。具体来说,式(2)所示的晶体成核剂是硬脂酸钙。硬脂酸钙含有两个c15-c30碳骨架(式(2)中,左侧端部的“ch3(ch2)16-”和右侧端部的“-(ch2)16ch3”)。通过形成c16-c31(包含羧基中的碳的碳原子数)一元羧酸与二价以上金属离子的盐,得到含有两个以上c15-c30碳骨架的晶体成核剂(具体来说,结晶性聚酯树脂的晶体成核剂)。
【化2】
式(3)和式(4)各自所示的晶体成核剂是硬脂酸(c18脂肪酸)的酰胺。具体来说,式(3)所示的晶体成核剂是硬脂酸酰胺。式(4)所示的晶体成核剂是n,n′-亚乙基双十八酰胺。硬脂酸酰胺只包含1个c15-c30碳骨架。n,n′-亚乙基双十八酰胺包含两个c15-c30碳骨架(式(4)中,左侧端部的“ch3(ch2)16-”和右侧端部的“-(ch2)16ch3”)。
【化3】
【化4】
为了使结晶性聚酯树脂的晶化良好地进行,优选为:晶体成核剂颗粒的数均1次粒径是30nm以上100nm以下,并且,相对于调色剂颗粒100质量份,晶体成核剂颗粒的量是1.0质量份以上5.0质量份以下。
为了提高调色剂的流动性或者可处理性,优选为调色剂颗粒还具备作为外部添加剂的二氧化硅颗粒。为了增强调色剂的带正电性,优选为调色剂颗粒具备作为外部添加剂的带正电性二氧化硅颗粒。为了充分发挥二氧化硅颗粒和晶体成核剂颗粒各自的功能,优选为:晶体成核剂颗粒的数均1次粒径是30nm以上100nm以下,相对于调色剂颗粒100质量份,晶体成核剂颗粒的量是1.0质量份以上5.0质量份以下,二氧化硅颗粒的数均1次粒径是5nm以上25nm以下,并且相对于调色剂颗粒100质量份,二氧化硅颗粒的量是0.5质量份以上2.0质量份以下。
在调色剂母粒的表面上,也可以附着其它外部添加剂颗粒(晶体成核剂颗粒和二氧化硅颗粒以外的颗粒)。其它外部添加剂颗粒的优选例有:金属氧化物(更具体地来说,氧化铝、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、钛酸锶或者钛酸钡等)的颗粒。还有,也可以使用脂肪酸金属盐(更具体地来说,硬脂酸锌等)之类的有机氧化合物的颗粒或者树脂颗粒,来作为外部添加剂颗粒。还有,也可以使用复合颗粒(若干种材料的复合体),来作为外部添加剂颗粒。
外部添加剂颗粒也可以经过表面处理。例如,在使用二氧化硅颗粒作为外部添加剂颗粒的情况下,也可以通过表面处理剂使二氧化硅颗粒的表面具有疏水性和/或带正电性。例如,可以优选使用偶联剂(更具体地来说,硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或者铝酸酯偶联剂等)或者硅油(更具体地来说,二甲基硅油等),来作为表面处理剂。关于硅烷偶联剂,可以使用硅烷化合物(更具体地来说,甲基三甲氧基硅烷或者氨基硅烷等),也可以使用硅氮烷化合物(更具体地来说,hmds(六甲基二硅氮烷)等)。二氧化硅基体(未处理的二氧化硅颗粒)的表面被表面处理剂处理后,二氧化硅基体的表面上存在的大量羟基(-oh)就部分或者整体地被来自表面处理剂的官能团取代。其结果,得到在表面上具有来自表面处理剂的官能团(具体来说,疏水性和/或带正电性比羟基强的官能团)的二氧化硅颗粒。
[调色剂的制造方法]
为了容易并良好地制造具有上述基本结构的调色剂,例如优选为包含如下的熔融混炼工序、粉碎工序、分级工序和外部添加工序。
(熔融混炼工序)
以下,对熔融混炼工序的一个例子进行说明。熔融混炼工序中,对至少含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂的调色剂材料(例如,结晶性聚酯树脂、若干种非结晶性聚酯树脂、着色剂和脱模剂)进行混合,得到混合物。在调色剂材料的混合操作中,可以优选使用混合装置(例如,fmmixer)。还有,也可以使用含有粘结树脂和着色剂的母料,来作为调色剂材料。
接着,对所得混合物进行熔融混炼,得到熔融混炼物。在混合物的熔融混炼操作中,可以优选使用双螺杆挤出机、三辊混炼机或双辊混炼机。
(粉碎工序和分级工序)
以下,对粉碎工序和分级工序的一个例子进行说明。首先,使用鼓式刨片机之类的冷却固化装置,通过冷却来固化上述熔融混炼物。接着,使用第一粉碎装置,对所得固化物进行粗粉碎。然后,使用第二粉碎装置,再对所得粗粉碎物进行粉碎。接着,使用分级机(例如,风力分级机),对所得粉碎物进行分级。由此,得到具有所需粒径的调色剂母粒。
(外部添加工序)
外部添加工序中,在调色剂母粒的表面上,附着至少含有晶体成核剂颗粒的外部添加剂(例如,晶体成核剂颗粒和二氧化硅颗粒)。使用混合机,可以按照外部添加剂不嵌入到调色剂母粒中的条件,对调色剂母粒和外部添加剂进行混合,使外部添加剂附着在调色剂母粒的表面上。晶体成核剂颗粒和二氧化硅颗粒中,只有晶体成核剂颗粒嵌入调色剂母粒也可以。
通过上述工序,能够制造包含大量调色剂颗粒的调色剂。另外,也可以省略不需要的工序。例如,在可以直接使用市售产品作为材料的情况下,通过使用市售产品,可以省略制备该材料的工序。还有,为了得到规定的化合物,也可以使用该化合物的盐、酯、水合物或者脱水物来作为原料。为了高效地制造调色剂,优选为同时形成大量调色剂颗粒。可以认为同时制造的调色剂颗粒彼此具有大致相同的结构。
【实施例】
对本发明的实施例进行说明。表1中表示实施例或者比较例所涉及的调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4(都是静电潜像显影用调色剂)。
【表1】
以下,依次对调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4的制造方法、评价方法和评价结果进行说明。另外,在会产生误差的评价中,获得能使误差足够小的相当数量的测量值,将所得测量值的算术平均作为评价值。
[材料的准备]
(非结晶性聚酯树脂pes-a的合成)
在具备温度计、玻璃的氮气导入管、搅拌装置(不锈钢的搅拌叶片)和流式冷凝器(热交换器)的容量10l的4口烧瓶内,加入双酚a·eo(环氧乙烷)2摩尔加成物100g、双酚a·po(环氧丙烷)2摩尔加成物100g、对苯二甲酸50g、己二酸30g和2-乙基己酸锡(ii)54g。接着,将该烧瓶放到覆套式电阻加热器的上面,通过氮气导入管将氮气导入烧瓶内,使烧瓶内成为氮气气氛(惰性气氛)。接着,在氮气气氛中,一边搅拌烧瓶内含物一边升温到温度235℃,然后在氮气气氛和温度235℃的条件下,一边搅拌烧瓶内含物,一边使烧瓶内含物进行反应(缩聚反应),直至树脂原料(原料单体)全部熔解为止。接着,使烧瓶内减压,在减压气氛(压力8.0kpa)和温度235℃的条件下,使烧瓶内含物进行反应,直至反应产物(聚酯树脂)的tm达到规定的温度(90℃)为止。其结果,得到玻璃化转变温度(tg)30℃、软化点(tm)90℃的非结晶性聚酯树脂pes-a。
(非结晶性聚酯树脂pes-b的合成)
在具备温度计、玻璃的氮气导入管、搅拌装置(不锈钢的搅拌叶片)和流式冷凝器(热交换器)的容量10l的4口烧瓶内,加入双酚a·eo2摩尔加成物200g、对苯二甲酸90g和2-乙基己酸锡(ii)54g。接着,将该烧瓶放到覆套式电阻加热器的上面,通过氮气导入管将氮气导入烧瓶内,使烧瓶内成为氮气气氛(惰性气氛)。接着,在氮气气氛中,一边搅拌烧瓶内含物一边升温到温度235℃,然后在氮气气氛和温度235℃的条件下,一边搅拌烧瓶内含物,一边使烧瓶内含物进行反应(缩聚反应),直至树脂原料(原料单体)全部熔解为止。接着,使烧瓶内减压,在减压气氛(压力8.0kpa)和温度235℃的条件下,使烧瓶内含物再进行1.5小时(90分钟)的反应(具体来说,聚合反应)。
接着,使烧瓶内的温度下降到210℃之后,在烧瓶内加入偏苯三酸酐380g(2摩尔),在减压气氛(压力8.0kpa)和温度210℃的条件下,使烧瓶内含物进行反应,直至反应产物(交联聚酯树脂)的tm达到规定的温度(140℃)为止。其结果,得到玻璃化转变温度(tg)60℃、软化点(tm)140℃的非结晶性聚酯树脂pes-b。
(结晶性聚酯树脂cpes-a的合成)
在具备温度计、玻璃的氮气导入管、搅拌装置(不锈钢的搅拌叶片)和流式冷凝器(热交换器)的容量10l的4口烧瓶内,加入乙二醇69g、癸二酸214g和2-乙基己酸锡(ii)54g。接着,将该烧瓶放到覆套式电阻加热器的上面,通过氮气导入管将氮气导入烧瓶内,使烧瓶内成为氮气气氛(惰性气氛)。接着,在氮气气氛下,一边搅拌烧瓶内含物,一边用时2小时将烧瓶内含物升温到温度235℃。升温后,在氮气气氛和温度235℃的条件下,一边搅拌烧瓶内含物一边使烧瓶内含物进行反应(缩聚反应),直至反应率达到95质量%以上为止。反应率根据式子“反应率=100×实际反应生成水量/理论生成水量”进行计算。
接着,将烧瓶内含物冷却到160℃,用时1小时将苯乙烯156g、甲基丙烯酸正丁酯195g和二叔丁基过氧化物0.5g的混合液滴加到烧瓶内。滴加结束后,使烧瓶内含物的温度保持在160℃,再对烧瓶内含物搅拌30分钟(熟化工序)。接着,使烧瓶内升温和减压,在减压气氛(压力8kpa)和温度200℃的条件下,使烧瓶内含物反应1小时,之后冷却到180℃。接着,使烧瓶内回到常压,在烧瓶内加入自由基阻聚剂(对叔丁基邻苯二酚),用时2小时使烧瓶内含物升温到温度210℃,在温度210℃的条件下反应1小时。接着,使烧瓶内减压,在减压气氛(压力40kpa)和温度210℃的条件下,使烧瓶内含物反应2小时。其结果,得到熔点(mp)68℃的结晶性聚酯树脂cpes-a。
(结晶性聚酯树脂cpes-b的合成)
结晶性聚酯树脂cpes-b的合成方法中,除了使用1,4-丁二醇100g代替乙二醇69g以外,与结晶性聚酯树脂cpes-a的合成方法相同。所得结晶性聚酯树脂cpes-b的熔点(mp)是74℃。
(结晶性聚酯树脂cpes-c的合成)
结晶性聚酯树脂cpes-c的合成方法中,除了使用1,6-己二醇131g代替乙二醇69g以外,与结晶性聚酯树脂cpes-a的合成方法相同。所得结晶性聚酯树脂cpes-c的熔点(mp)是78℃。
(结晶性聚酯树脂cpes-d的合成)
结晶性聚酯树脂cpes-d的合成方法中,除了使用1,12-十二烷二醇224g代替乙二醇69g以外,与结晶性聚酯树脂cpes-a的合成方法相同。所得结晶性聚酯树脂cpes-d的熔点(mp)是86℃。
(结晶性聚酯树脂cpes-e的合成)
结晶性聚酯树脂cpes-e的合成方法中,除了没有使用苯乙烯156g、甲基丙烯酸正丁酯195g和二叔丁基过氧化物0.5g的混合液(没有进行上述的滴加和熟化工序)以外,与结晶性聚酯树脂cpes-a的合成方法相同。所得结晶性聚酯树脂cpes-e的熔点(mp)是68℃。
[调色剂的制造方法]
(调色剂母粒的制造)
使用fmmixer(nipponcoke&engineering.co.,ltd.制造“fm-20b”),对第一非结晶性树脂(非结晶性聚酯树脂pes-a)35质量份、第二非结晶性树脂(非结晶性聚酯树脂pes-b)35质量份、表1所示的结晶性聚酯树脂(各调色剂所限定的结晶性聚酯树脂cpes-a~cpes-e中的一种)12质量份、脱模剂(酯蜡:日油株式会社制造“nissanelectol(日本注册商标)wep-8”)9质量份和着色剂(炭黑:三菱化学株式会社制造“ma-100”)9质量份进行混合。
例如,调色剂ta-1的制造中,混合35质量份的非结晶性聚酯树脂pes-a、35质量份的非结晶性聚酯树脂pes-b、12质量份的结晶性聚酯树脂cpes-a、9质量份的脱模剂(nissanelectolwep-8)和9质量份的着色剂(ma-100)。还有,调色剂ta-3的制造中,使用12质量份的结晶性聚酯树脂cpes-b,来代替调色剂ta-1的制造中的12质量份的结晶性聚酯树脂cpes-a。
接着,使用双螺杆挤出机(株式会社池贝制造“pcm-30”),以材料供给速度100g/分、轴转速150rpm、气缸温度100℃的条件对所得混合物进行熔融混炼。然后,对所得混炼物进行冷却。接着,使用粉碎机(细川密克朗株式会社制造“rotoplex(日本注册商标)”),以设定粒径2mm的条件,对冷却后的混炼物进行粗粉碎。接着,使用粉碎机(freund-turbo株式会社制造“turbomillrs型”),对所得粗粉碎物进行微粉碎。接着使用分级机(利用柯安达效应的分级机:日铁矿业株式会社制造“elbow-jetej-labo型”),对所得微粉碎物进行分级。其结果,得到体积中位径(d50)6.7μm的调色剂母粒。
(外部添加工序)
接着,对所得调色剂母粒进行外部添加处理。具体来说,使用容量10l的fmmixer(nipponcoke&engineering.co.,ltd.制造),将调色剂母粒、表1所示种类和量的晶体成核剂颗粒(各调色剂所限定的晶体成核剂颗粒na-1~na-4中的一种)、带正电性二氧化硅颗粒(日本aerosil株式会社制造“aerosil(日本注册商标)rea90”:通过表面处理而具有带正电性的干式二氧化硅颗粒,数均一次粒径20nm)1质量份进行5分钟的混合,从而使外部添加剂(晶体成核剂颗粒和二氧化硅颗粒)附着在调色剂母粒的表面上。基于调色剂母粒、晶体成核剂颗粒和带正电性二氧化硅颗粒的总量为100质量份,来确定调色剂母粒的添加量。不过,在调色剂tb-1的制造中,未使用晶体成核剂颗粒。
表1中,晶体成核剂颗粒na-1是n,n′-亚乙基双十八酰胺颗粒(東京化成工业株式会社制造“e0243”)。晶体成核剂颗粒na-2是硬脂酸十八醇脂颗粒(花王株式会社制造“exceparl(日本注册商标)ss”)。晶体成核剂颗粒na-3是硬脂酸钙颗粒(東京化成工业株式会社制造“s0236”)。晶体成核剂颗粒na-4是硬脂酸酰胺颗粒(東京化成工业株式会社制造“s0075”)。例如,在调色剂ta-1的制造中,使用fmmixer,将调色剂母粒98质量份、晶体成核剂颗粒na-1(n,n′-亚乙基双十八酰胺颗粒)1质量份和带正电性二氧化硅颗粒(aerosilrea90)1质量份进行5分钟的混合。还有,在调色剂ta-7的制造中,使用1质量份的晶体成核剂颗粒na-4(硬脂酸酰胺颗粒),来代替调色剂ta-1的制造中的1质量份的晶体成核剂颗粒na-1。还有,在调色剂ta-2的制造中,使用fmmixer,将调色剂母粒97质量份、晶体成核剂颗粒na-1(n,n′-亚乙基双十八酰胺颗粒)2质量份和带正电性二氧化硅颗粒(aerosilrea90)1质量份进行5分钟的混合。
接着,使用200目(孔径75μm)的筛,对所得粉末进行筛选。其结果,得到含有大量调色剂颗粒的调色剂(表1所示的调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4)。
关于上述那样得到的调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4,未定影和定影后各自的调色剂的dsc吸热量(具体来说,由差示扫描量热分析谱图测量出的结晶性聚酯树脂的晶化部位的吸热量)的测量结果表示在表1中。例如,关于调色剂ta-1,未定影调色剂的dsc吸热量是0.8mj/mg,定影后调色剂的dsc吸热量是6.5mj/mg。dsc吸热量的测量方法如下。
(测量用样品的准备)
直接使用通过上述方法制造的调色剂(测量对象:调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4中的一个),来作为未定影的调色剂。使用具备roller-roller方式加热加压型定影装置的打印机(将京瓷办公信息系统株式会社制造“fs-c5250dn”改造成可改变定影温度的评价装置),将调色剂定影在评价纸张(富士施乐株式会社制造“c290”,a4大小、90g/m2的普通纸)上,该调色剂用作定影后的调色剂。具体来说,将含有上述方法制造的调色剂(测量对象:调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4中的一个)的双组分显影剂设置到上述打印机中,在温度23℃且湿度55%rh的环境下,以线速度200mm/秒、调色剂应用量1.0mg/cm2的条件,在评价纸张上形成大小25mm×25mm的实心图像,然后进行定影处理,得到定影在评价纸张上的调色剂像。使用球磨机,对显影剂用载体(fs-c5250dn用载体)100质量份和调色剂5质量份进行30分钟的混合,制备出双组分显影剂。定影温度(具体来说,定影装置的加热辊的温度)设定为比表2所示的各调色剂的最低定影温度高10℃的温度(最低定影温度+10℃)。例如,调色剂ta-1的定影温度是116℃(=106℃+10℃)。可以认为,定影温度是比调色剂的最低定影温度高10℃的温度时,能够使调色剂适当地定影。刮擦评价纸张上的实心图像(具体来说,定影在评价纸张上的调色剂像),收集测量用样品(定影后的调色剂)。
<dsc吸热量的测量方法>
在容量50ml的螺纹口瓶中,放入己烷50ml和测量用样品(未定影调色剂或者定影后调色剂)0.1mg。接着,将该螺纹口瓶设置到超声波清洗机(sndco.,ltd.制造“us-18ks”,高频输出360w,振荡方式是blt(螺栓紧固兰杰文振子)的自激振荡,振荡频率38khz)上。接着,使用该超声波清洗机,进行3分钟的超声波处理,使调色剂分散。接着,对经过了超声波处理的调色剂分散液进行抽滤操作。然后,加入己烷50ml的再次打浆、3分钟超声波处理以及抽滤操作这一系列操作重复3次,将调色剂颗粒的表面上附着的脱模剂去除。
在上述那样将调色剂颗粒的表面上附着的脱模剂去除之后,使用差示扫描量热仪(hitachihigh-techsciencecorporation制造“dsc-6220”),测量调色剂的差示扫描量热分析谱图(纵轴:热流量(dsc信号);横轴:时间)。具体来说,将调色剂10mg设置到上述差示扫描量热仪中,以测量温度范围25℃以上200℃以下且升温速度10℃/分的条件,得到调色剂的差示扫描量热分析谱图(吸热曲线)。所得调色剂的差示扫描量热分析谱图中,基于由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的面积,求出由调色剂中的结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量(dsc吸热量)。另外,在差示扫描量热分析谱图中,也包含由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰(以下,记载为目标峰)以外的吸热峰(更具体地来说,由晶体成核剂引起的吸热峰等)。在dsc吸热量的测量中,从若干个吸热峰中,基于峰的形状等确定出目标峰,只测量目标峰的吸热量。
[评价方法]
各样品(调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4)的评价方法如下。
(图像形成条件)
使用球磨机,将显影剂用载体(fs-c5250dn用载体)100质量份和样品(调色剂)5质量份进行30分钟的混合,制备出双组分显影剂。
使用具备roller-roller方式加热加压型定影装置的打印机(将京瓷办公信息系统株式会社制造“fs-c5250dn”改造成可改变定影温度的评价装置),来作为评价装置。将上述那样制备的双组分显影剂放入评价装置的显影装置中,将样品(补充用调色剂)放入评价装置的调色剂容器中。
在温度23℃且湿度55%rh的环境下,在纸张(富士施乐株式会社纸张“c290”,a4大小、90g/m2的普通纸)上距离后端10mm的部分,以线速度200mm/秒、调色剂应用量1.0mg/cm2的条件,形成大小25mm×25mm的实心图像(具体来说,未定影的调色剂像)。接着,将形成了图像(未定影的调色剂像)的纸张通过评价装置中的定影装置。
(低温定影性)
在最低定影温度的评价中,定影温度的设定范围是100℃以上150℃以下。使定影装置的定影温度从100℃开始每次升高2℃,测量能够将实心图像(调色剂像)定影在纸张上的最低温度(最低定影温度)。对于是否已使调色剂定影,通过如下的折叠摩擦试验来进行确认。具体来说,将通过了定影装置的评价纸张以形成了图像的面为内侧的方式对折,使用以织物包覆的1kg砝码,将折缝上的图像摩擦5个来回。接着,展开纸张,观察纸张的折弯部(形成有实心图像的部分)。然后,测量折弯部的调色剂剥落的长度(剥落长度)。将剥落长度为1mm以下的定影温度中的最低温度作为最低定影温度。最低定影温度小于110℃的评价为○(好),最低定影温度是110℃以上的评价为×(不好)。
(印件污损)
低温定影性的评价时形成的实心图像中,对于以最低定影温度(例如,调色剂ta-1是106℃)定影了的实心图像(定影后的调色剂像),进行印件污损的评价。具体来说,将形成了图像(以最低定影温度定影了的调色剂像)的两张纸以形成了图像的面相互接触的状态重叠在一起。以一张纸上形成的图像与另一张纸的图像部和非图像部都接触的方式,重叠在一起。然后,将重叠在一起的2张纸放到平台上,加上负荷。以在重叠在一起的2张纸上加了80g/cm2的压力的状态,在温度32.5℃且湿度80.0%rh的环境下静置3天。然后,将重叠在一起的2张纸分开,确认每张纸的图像(具体来说,以最低定影温度定影了的调色剂像)的状态以及有无图像转移(一张纸上形成的图像是否转移到另一张的非图像部上),按照以下的基准进行印件污损的评价。
a:没看到图像转移,各张纸上都没有图像缺损。
b:发生了图像转移,但各张纸上都没有图像缺损。
c:至少一张纸上产生了图像缺损,但图像缺损程度小,且仅限于图像变粗糙或者光泽下降,图像中没看到白斑缺陷。
d:至少一张纸上产生了图像缺损,且图像缺损程度大,在图像中的若干个位置确认到了明显的白斑缺陷。
e:重叠在一起的2张纸牢固地粘合着,分开纸张时,纸张破损。
[评价结果]
关于调色剂ta-1~ta-7和tb-1~tb-4,低温定影性(最低定影温度)和印件污损各自的评价结果表示在表2中。
【表2】
调色剂ta-1~ta-7(实施例1~7所涉及的调色剂)都具有上述的基本结构。调色剂ta-1~ta-7中,每个的调色剂母粒都含有结晶性聚酯树脂和非结晶性聚酯树脂。调色剂颗粒具备作为外部添加剂的晶体成核剂颗粒(具体来说,颗粒中含有用于促进结晶性聚酯树脂晶化的晶体成核剂)。未定影调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量小于2.0mj/mg(参照表1)。定影后调色剂的差示扫描量热分析谱图中,由结晶性聚酯树脂的晶化部位引起的吸热峰的吸热量是6.0mj/mg以上(参照表1)。另外,晶体成核剂颗粒na-1~na-3(表1)各自的数均1次粒径都是60nm以上80nm以下。
如表2所示,关于调色剂ta-1~ta-7,都实现了确保调色剂具有充分的低温定影性并抑制印件污损。
〔产业可利用性〕
本发明所涉及的静电潜像显影用调色剂例如能够在复印机、打印机或者多功能一体机中用于图像的形成。