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磁性调色剂

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30



技术领域

本公开涉及在依赖于电子照相和静电记录方法的复印机和打印机中使用的磁性调色剂。

背景技术

近年来,正在见证电子照相图像形成设备中对节能的需求不断增长,外加要求改善调色剂的低温定影性,以便减少调色剂定影时使用的热量。为了改善调色剂的低温定影性的目的,对调色剂中使用的粘结剂树脂进行了各种研究。一些这样的研究涉及其中引入有(甲基)丙烯酸长链烷基酯的苯乙烯-丙烯酸系树脂作为表现出优异地熔融特性的粘结剂树脂,该(甲基)丙烯酸长链烷基酯是(甲基)丙烯酸和具有直链烷基的醇的酯。其中引入有(甲基)丙烯酸长链烷基酯的苯乙烯-丙烯酸系树脂特征性地表现出分子链的高运动性和与增塑剂的高相容性。

作为针对改善低温定影性的现有实例,日本专利申请公开No.2014-035506提出了一种调色剂,该调色剂包含具有源自具有8至22个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯单体的结构单元的苯乙烯-丙烯酸系树脂。

在磁性调色剂中还研究了其中引入有长链烷基(甲基)丙烯酸酯的苯乙烯-丙烯酸系树脂。

日本专利申请公开No.H08-320596提出了一种调色剂,其包含具有源自(甲基)丙烯酸烷基酯单体(该烷基具有12个以上的碳原子)的结构单元的苯乙烯-丙烯酸系树脂和磁性体。

发明内容

然而,本发明人对日本专利申请公开No.H08-320596的研究揭示了其中公开的调色剂在耐擦伤性方面的问题,因为调色剂表现出对定影图像表面的低耐摩擦性,由此,在堆放和运输时大量印刷物,例如直邮广告,其它印刷物可能会受到污染。

鉴于上述问题做出的,本公开提供一种磁性调色剂,其可以表现出优异的低温定影性并且在定影图像中提供优异的耐擦伤性。

本公开涉及一种磁性调色剂,其包括包含粘结剂树脂和磁性体的调色剂颗粒,

其中,粘结剂树脂包含苯乙烯-丙烯酸系树脂,

苯乙烯-丙烯酸系树脂包含由下式(1)表示的单体单元:

其中,式(1)中,R

磁性体在磁性体的表面包含具有C

C

|C

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数(coefficient of variation)为80.0%以下。

此外,本公开涉及一种磁性调色剂,其包括包含粘结剂树脂和磁性体的调色剂颗粒,

其中,粘结剂树脂包含苯乙烯-丙烯酸系树脂,

苯乙烯-丙烯酸系树脂包含由下式(1)表示的单体单元:

其中,式(1)中,R

磁性体是用具有碳原子数为C

C

|C

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数为80.0%以下。

式(1)中,R

本公开允许提供低温定影性优异并且在定影图像中提供优异的耐擦伤性的调色剂。本发明的进一步特征将从以下示例性实施方案的描述中变得显而易见。

具体实施方式

除非另有说明,否则本公开中对例如“从XX至YY”或“XX至YY”等数值范围的描述包括该范围的上限和下限的数值。当分阶段描述数值范围时,每个数值范围的上限和下限各自可以任意组合。术语“单体单元”描述聚合物中单体材料的反应形式,并且给出聚合物中的乙烯基类单体聚合的主链中的一个碳-碳键合部分作为一个单元。乙烯基类单体可以由下式(Z)表示。

式(Z)中,Z

本发明人推测以下是关于日本专利申请公开No.H08-320596的磁性调色剂的耐擦伤性容易降低的根本原因。

如上所述,包含以其中引入有(甲基)丙烯酸长链烷基酯的苯乙烯-丙烯酸系树脂形式的粘结剂树脂的调色剂表现出优异的熔融特性。另一方面,其中引入有(甲基)丙烯酸长链烷基酯的树脂具有直链烷基,因此分子链的运动性高,容易因外力而变形。因此,认为在其中将苯乙烯-丙烯酸系树脂用于磁性调色剂的情况下,在定影后存在于图像表面上的磁性体对调色剂颗粒的密合性(adhesiveness)因此是弱的。

日本专利申请公开No.H08-320596中提出的调色剂是一种粉碎调色剂,其利用其中引入有(甲基)丙烯酸长链烷基酯的苯乙烯-丙烯酸系树脂形式的粘结剂树脂,其中未处理的氧化铁(iron oxide)用作磁性体;然而,日本专利申请公开No.H08-320596没有考虑应该改善粘结剂树脂和磁性体之间的密合性的方案。因此推断,图像表面在纸张的重叠和输送时摩擦,并且磁性体从调色剂上脱落,从而引起其它纸张的污染。

因此,本发明人研究了在定影图像的表面上具有磁性体对粘结剂树脂的高密合性并且具有优异的耐擦伤性的调色剂。作为认真研究的结果,本发明人发现,通过以下述方式设计包含在调色剂中的粘结剂树脂和磁性体,可以带来上述效果。

即,本公开涉及一种磁性调色剂,其包括包含粘结剂树脂和磁性体的调色剂颗粒,

其中,粘结剂树脂包含苯乙烯-丙烯酸系树脂,

苯乙烯-丙烯酸系树脂包含由下式(1)表示的单体单元:

其中,式(1)中,R

磁性体在磁性体表面包含具有C

C

|C

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数为80.0%以下。

此外,本发明涉及一种磁性调色剂,其包括包含粘结剂树脂和磁性体的调色剂颗粒,

其中,粘结剂树脂包含苯乙烯-丙烯酸系树脂,

苯乙烯-丙烯酸系树脂包含由下式(1)表示的单体单元:

其中,式(1)中,R

磁性体是用具有C

C

|C

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数为80.0%以下。

式(1)中,R

效果的基本机制

本发明人推测带来上述效果的机制如下。

由式(1)表示的单体单元(以下也称为长链丙烯酸酯单元)具有直链烷基,因此分子链的运动性高。因此,具有长链丙烯酸酯单元的树脂在熔融时表现出高运动性,并且倾向于具有较低的粘度。因此,当用作调色剂用的粘结剂树脂时,这种树脂具有优异的低温定影性。

本公开的调色剂的粘结剂树脂和磁性体包含具有特定碳数的烷基。这些烷基的碳数满足式(3)的情况表示烷基的结构相互间类似。考虑到烷基的结构类似,认为烷基在定影后取向。这种取向被认为特别容易发生在具有高分子链运动性的长链丙烯酸酯单元的树脂中;因此,上述效果利用了分子链的高度的运动性,这本身在树脂中在耐擦伤性方面是不利的。推测凭借这种取向,粘结剂树脂与磁性体之间的密合性得到改善,磁性体的脱离得到抑制。

在使用透射电子显微镜对本公开的调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数(CV)为80.0%以下。这表明粘结剂树脂中的磁性体均匀分散。认为通过磁性体在调色剂中的均匀分散,不能得到源自取向的密合性改善效果的磁性体的份数减少,耐擦伤性得到改善。

调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体。接下来将解释各种构成要求。

粘结剂树脂

粘结剂树脂包含苯乙烯-丙烯酸系树脂,该苯乙烯-丙烯酸系树脂包含由下式(1)表示的单体单元。

/>

式(1)中,R

由式(1)表示的长链丙烯酸酯单元具有直链烷基R

当C

苯乙烯-丙烯酸系树脂中的由式(1)表示的单体单元的含量比优选为1.0质量%~15.0质量%。当由式(1)表示的单体单元的含量比为1.0质量%~15.0质量%时,粘度降低效果更显着,结果,低温定影性得到改善。另外,由式(1)表示的单体单元的直链烷基的取向得到抑制,促进随着磁性体表面上的烷基的取向;结果,粘结剂树脂与磁性体之间的密合性得到改善,耐擦伤性得到改善。苯乙烯-丙烯酸系树脂中的由式(1)表示的单体单元的含量比更优选为2.0质量%~10.0质量%。

除了由式(1)表示的单体单元之外,苯乙烯-丙烯酸系树脂还可以具有由下式(5)表示的单体单元。

式(5)中,R

苯乙烯-丙烯酸系树脂中由式(5)表示的单体单元的含量比优选为1.0质量%~99.0质量%,更优选为50.0质量%~90.0质量%,进一步更优选为65.0质量%~85.0质量%。

苯乙烯-丙烯酸系树脂的SP值本文中为SPb(J/cm

苯乙烯-丙烯酸系树脂的重均分子量优选为10000~500000。重均分子量可以例如基于苯乙烯-丙烯酸系树脂生产期间的反应温度和引发剂的量来控制。

苯乙烯-丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度优选为40℃~60℃。玻璃化转变温度可以例如基于构成苯乙烯-丙烯酸系树脂的单元的种类和量来控制。

粘结剂树脂中的苯乙烯-丙烯酸系树脂的含量比优选为90.0质量%以上。当苯乙烯-丙烯酸系树脂的含量比为90.0质量%以上时,苯乙烯-丙烯酸系树脂中所包含的长链丙烯酸酯单元均匀地分散在粘结剂树脂中。结果,长链丙烯酸酯单元与磁性体充分地相互作用,耐擦伤性得到改善。对苯乙烯-丙烯酸系树脂的含量比的上限没有特别限制,但是通常为100.0质量%以下。

作为粘结剂树脂,也可以根据需要与苯乙烯-丙烯酸系树脂同时使用常规已知的树脂,而没有任何特别限制。可以与苯乙烯-丙烯酸系树脂同时使用的粘结剂树脂的实例包括苯乙烯-丙烯酸系树脂以外的乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂。

聚合性单体

苯乙烯-丙烯酸系树脂可以通过聚合获得。形成由式(1)表示的单体单元的聚合性单体可以是例如具有碳原子数为10~15个烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,例如丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸肉豆蔻酯、甲基丙烯酸肉豆蔻酯、丙烯酸十五烷基酯和甲基丙烯酸十五烷基酯。上述当中优选使用的是丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸肉豆蔻酯或甲基丙烯酸肉豆蔻酯;进一步更优选使用丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸月桂酯。

形成由式(5)表示的单体单元的聚合性单体的实例包括苯乙烯和α-甲基苯乙烯。其中优选使用苯乙烯。

除了由式(1)表示的单体单元之外,苯乙烯-丙烯酸系树脂可以具有源自已知的其它聚合性单体的单体单元,而没有特别限制。

此类其它聚合性单体包括在分子内具有1个可聚合不饱和键的单官能单体,例如丙烯酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯(n-butyl acrylate)等;甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯等;不饱和羧酸,如丙烯酸和甲基丙烯酸等;不饱和二羧酸,如马来酸等;不饱和二羧酸酐,如马来酸酐等;腈类乙烯基单体,如丙烯腈等;含卤素的乙烯基单体,如氯乙烯等;硝基类乙烯基单体,如硝基苯乙烯;以及分子内具有多个可聚合不饱和键的多官能单体,如二乙烯基苯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。

其中优选使用的是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯(优选使得其烷基的碳数为1~8(更优选为1~4)),更优选丙烯酸正丁酯。源自其烷基的碳数为1~8(更优选为1~4)的(甲基)丙烯酸酯的单体单元的含量比优选为0.0质量%~45.0质量%,更优选为5.0质量%~35.0质量%。树脂中源自丙烯酸正丁酯的单体单元的含量比优选为0.0质量%~25.0质量%。

磁性体

磁性体包括以磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体为代表的氧化铁;以及以铁、钴和镍为代表的金属,以及这些金属与如铝、钴、铜、镁、锌、锑、铍、铋、钙、锰、硒、钛和钨等金属或其氧化物的合金,以及上述的混合物。上述中优选使用磁铁矿。

磁性体在其表面上包含具有C

当C

术语“磁性体在表面上包含烷基”涵盖例如其中包含烷基的化合物物理吸附在磁性体表面上的形式,以及包含烷基的化合物和磁性体表面由于前述物质之间的化学反应而形成化学键的形式。

此外,C

|C

在C

|C

磁性体优选为用具有烷基的化合物表面处理过的表面处理物。对具有烷基的表面处理剂没有特别限制,其实例包括硅烷偶联剂、烷基改性有机硅、脂肪酸和钛偶联剂。

对磁性体的表面处理方法没有特别限制,只要是利用具有烷基的化合物的处理方法即可。实例包括例如湿法,其中使用例如如球磨机或砂磨机等机械化学型磨机,将要处理的粉末分散在如水或有机溶剂等溶剂中,然后,分散的粉末与表面处理剂混合,除去溶剂,干燥;干法,其中将要处理的粉末和表面处理剂在亨舍尔混合机、超级混合机、或Mix-Muller等中混合,然后干燥;以及在如喷射磨等的高速气流中使要处理的粉末和表面处理剂接触来进行处理的方法。其中优选采用使用Mix-Muller的干法。

对进行了表面处理的表面处理物的形态没有特别限制,例如可以是其中具有烷基的化合物物理吸附在磁性体表面上的形态,或者是其中具有烷基的化合物与磁性体表面之间发生化学反应以形成化学键的形态。

优选地,当将SPm(J/cm

SPb-SPm的绝对值优选为3.00以下。当SPb-SPm的绝对值为3.00以下时,表面处理剂的烷基和由式(1)表示的长链丙烯酸酯单元的直链烷基R

磁性体的一次颗粒的数均粒径优选为50nm~500nm,更优选为100nm~300nm,进一步更优选为150nm~250nm。

此外,数均粒径的标准偏差优选为50nm~90nm。更优选地,标准偏差为60nm~80nm。由于磁性体的一次颗粒的数均粒径的标准偏差在上述范围内这一事实,粒径相对大、分散性表现好、调色剂热导率提高的磁性体,以及在低温定影性方面有利的相对小粒径的磁性体以它们之间的良好平衡存在,因此在如全表面实心图像等调色剂承载量大并且热量不容易转移到调色剂全体的图像中定影性能得到改善。磁性体的一次颗粒的数均粒径的标准偏差可以通过调整在磁性体生产期间的氧化反应的条件来任意控制。

相对于100质量份粘结剂树脂,调色剂中磁性体的含量优选为40质量份~120质量份,更优选为50质量份~100质量份。

如果磁性体的含量在上述范围内,则可以容易地同时实现低温定影性和磁性体的分散性的控制。

磁性体在调色剂中的分散状态

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的变异系数(CV)为80.0%以下。磁性体的占有面积比的变异系数更优选为60.0%以下。对磁性体的占有面积比的变异系数的下限没有特别限制,但是通常为0%以上。磁性体的占有面积比的变异系数位于上述范围内表示磁性体在调色剂中均匀分散。由于磁性体在调色剂中的均匀分散,使得不能得到源自取向的密合性改善效果的磁性体的份数减少,耐擦伤性得到改善。

在使用透射电子显微镜对磁性调色剂的截面观察中,以边长为0.8μm的正方形网格划分磁性调色剂的截面而得到的正方形网格中磁性体的占有面积比的平均值优选为10.0%~50.0%。上述平均值更优选为20.0%~40.0%。在占有面积比的平均值在上述范围内的情况下,磁性体在调色剂中的分散状态是适当的,并且不能得到源自随着粘结剂树脂的取向的密合性改善效果的磁性体的份数减少。结果,耐擦伤性得到改善。

磁性体在调色剂中的分散状态可以基于例如在调色剂中使用的树脂材料和磁性体的组合,并且基于调色剂的制造方法条件来控制。

调色剂的热导率

根据热盘法测量的磁性调色剂的热导率优选为0.190W/mK以上,更优选为0.200W/mK以上。通过将调色剂的热导率设定在上述范围内,变得可以在定影辊隙中将热量从定影单元有效地传递到介质上的调色剂,从而改善其中调色剂承载量大并且热量不容易传递到调色剂整体的如全表面实心图像等图像的定影性能。对磁性调色剂的热导率的上限没有特别限制,但是通常为0.300W/mK以下。

磁性调色剂的热导率可以通过调节磁性体的含量和分散状态来控制。通常,热导率倾向于随着磁性颗粒含量的增加和分散性的提高而增加。

酯化合物

调色剂包含选自由下式(6)表示的酯化合物、下式(7)表示的酯化合物和下式(8)表示的酯化合物组成的组中的至少一种酯化合物。

在式(6)、(7)和(8)中,R

上述酯化合物表现出与苯乙烯-丙烯酸系树脂的高相容性,因此,通过使用上述酯化合物,能够在较低温度下获得粘度降低效果;因此低温定影性得到改善。

本文中,当将SPw(J/cm

SPb-SPw的绝对值优选为2.50以下。当SPb-SPw的绝对值为2.50以下时,酯化合物容易与苯乙烯-丙烯酸系树脂混合,结果,低温定影性得到改善。此外,由于随着与由式(1)表示的长链丙烯酸酯单元的直链烷基R

SPm-SPw的绝对值优选为1.10以下。当SPm-SPw的绝对值为1.10以下时,酯化合物容易与磁性体的烷基相容,磁性体表面容易被酯化合物覆盖。结果,磁性体表面上的摩擦降低,并且定影图像表面上的磁性体在摩擦时不易脱落。结果,耐擦伤性得到显著改善。SPm-SPw的绝对值更优选为0.70以下,进一步更优选为0.60以下。

由式(6)~(8)表示的酯化合物具有直链结构,因此表现出急剧熔融特性;此外,这些化合物在各自的分子中具有多个酯键,因此易于控制相对于苯乙烯-丙烯酸系树脂的SP值的差。结果,使调色剂的粘度降低的效果更加明显。

由式(6)表示的酯化合物的实例包括乙二醇二棕榈酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、乙二醇二-二十烷酸酯、乙二醇二山萮酸酯、乙二醇二-四十烷酸酯、丁二醇二硬脂酸酯、丁二醇二山萮酸酯、己二醇二硬脂酸酯、己二醇二山萮酸酯、辛二醇二硬脂酸酯和辛二醇二山萮酸酯。

由式(7)表示的酯化合物的实例包括琥珀酸二硬脂酯、琥珀酸二山萮酯、己二酸二硬脂酯、己二酸二山萮酯、辛二酸二硬脂酯、辛二酸二山萮酯、癸二酸二硬脂酯和癸二酸二山萮酯。

由式(8)表示的酯化合物的实例包括棕榈酸棕榈酯、棕榈酸硬脂酯、棕榈酸山萮酯、硬脂酸棕榈酯、硬脂酸硬脂酯、硬脂酸山萮酯、山萮酸棕榈酯、山萮酸硬脂酯和山萮酸山萮酯。

其中,优选使用由式(6)表示或由式(7)表示的酯化合物,更优选乙二醇二硬脂酸酯,因为在这种情况下容易增大与具有由式(1)表示的长链丙烯酸酯单元的苯乙烯-丙烯酸系树脂的相容性。

酯化合物的含量相对于100.0质量份粘结剂树脂优选为1.0质量份~40.0质量份,更优选为3.0质量份~30.0质量份,进一步更优选为5.0质量份~25.0质量份。

酯化合物的熔点优选为65℃~90℃,更优选为70℃~85℃。

脱模剂

除了上述特定的酯化合物之外,调色剂颗粒还可以包含已知的蜡作为脱模剂。

优选烃蜡作为脱模剂,因为烃蜡表现出与苯乙烯-丙烯酸系树脂的高相分离性并因此提供明显的脱模效果。烃蜡包括脂肪族烃蜡如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡、石蜡和费托蜡;烃蜡的氧化物或其嵌段共聚物,例如聚氧化乙烯蜡;以及接枝有苯乙烯或如丙烯酸等乙烯基单体的脂肪族烃蜡。

酯化合物以外的脱模剂的含量相对于100质量份粘结剂树脂优选为0.1~20质量份,更优选为1~10质量份。

电荷控制剂

为了使带电性能稳定化的目的,调色剂可以包含电荷控制剂。

对电荷控制剂没有特别限制,但是优选使用其中存在于粘结剂树脂的末端的酸基或羟基与中心金属容易相互作用的有机金属配合物或螯合化合物。

具体实例包括单偶氮金属配合物;乙酰丙酮金属配合物;芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物或金属盐。

调色剂的平均圆形度

调色剂的平均圆形度优选为0.910~0.995。当调色剂的平均圆形度在上述范围内时,定影后的图像表面趋于平滑,并且耐擦伤性进一步得到改善。更优选调色剂的平均圆形度为0.930~0.995,进一步更优选为0.940~0.995。稍后将进一步描述调色剂的平均圆形度的测量方法。

下文将详细描述本公开的调色剂的生产方法。

对磁性调色剂的生产方法没有特别限制,可以采用如粉碎法、悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳化聚集法、或分散聚合法等已知的生产方法。其中优选的是允许将磁性体的分散性控制为高度的粉碎法。

粉碎法

下面将详细描述粉碎法。

(i)将构成调色剂颗粒的粘结剂树脂和磁性体,以及根据需要的蜡和其它添加剂,在如FM混合机(Nippon Coke&Engineering Co.Ltd.)等混合机中充分混合,以制备包含粘结剂树脂和磁性体的混合物。

(ii)使用如TEX双螺杆捏合机(Japan Steel Works,Ltd.)等热捏合机将得到的混合物熔融捏合,以使树脂熔融并相互混合。将磁性体和其它添加剂分散或溶解在其中,以制备捏合产物。

(iii)将得到的捏合产物冷却固化,然后粉碎,以制备粉碎物。

(iv)例如将得到的粉碎物分级,以得到调色剂颗粒。

为了控制调色剂颗粒的形状和表面性能,可以包括其中使通过分级等获得的调色剂颗粒通过连续施加机械冲击力的表面处理装置的表面处理步骤。

调色剂颗粒的表面轮廓可以通过控制该表面处理步骤中的处理持续时间来控制。

混合机的实例包括以下。

FM混合机(来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.);超级混合机(Supermixer)(来自Kawata Manufacturing Co.,Ltd.);Ribocone(来自Okawara Mfg.Co.,Ltd.);Nauta Mixer、Turbulizer和Cyclomix混合机(来自Hosokawa Micron Corporation);螺旋销混合机(Spiral pin mixer)(来自Pacific Machinery&Engineering Co.,Ltd.)、或Loedige混合机(来自Chuo Kiko Co.,Ltd.)。

捏合机的实例包括以下。

KRC捏合机(来自Kurimoto,Ltd.);Buss Co-Kneader(来自Buss AG);TEM挤出机(来自Toshiba Machine Co.,Ltd.);TEX双螺杆捏合机(来自Japan Steel Works,Ltd.);PCM捏合机(来自Ikegai Corp);三辊磨机(triple roll mill)、混合辊磨机(mixing rollmill)和捏合机(来自Inoue Mfg.,Inc.);Kneadex(来自Mitsui Mining Co.,Ltd.);MS压力捏合机(Pressure kneader)或Kneader-Ruder(来自Moriyama Seisakusho Ltd.)、或班伯里混合机(Banbury Mixer)(来自Kobe Steel,Ltd.)。

粉碎机的实例包括以下。

Counter Jet Mill、Micron Jet或Inomizer(来自Hosokawa MicronCorporation);IDS Mill或PJM Jet粉碎机(来自Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.);CrossJet Mill(来自Kurimoto,Ltd.);Ulmax(来自Nisso Engineering Co.,Ltd.);SK Jet-O-Mill(来自Seishin Enterprise Co.,Ltd.);Kryptron(来自Kawasaki Heavy Industries,Ltd.);Turbo Mill(来自Freund-Turbo Corporation);和超级转子(Super Rotor)(来自Nisshin Engineering Inc.)。

分级机的实例包括以下。

Classiel、Micron分级机和Spedic分级机(来自Seishin Enterprise Co.,Ltd.);涡轮分级机(Turbo Classifier)(来自Nisshin Engineering Inc.);Micron分离机andTurboplex(来自ATP Ltd.);TSP分离机(来自Hosokawa Micron Corporation);Elbow Jet(来自Nittetsu Mining Co.,Ltd.);分散分离机(Dispersion Separator)(来自NipponPneumatic Mfg.Co.,Ltd.);和YM Microcut(来自Yasukawa Shoji Ltd.)。

表面改性装置的实例包括以下。

Faculty(来自Hosokawa Micron Corporation)、Mechanofusion(来自HosokawaMicron Corporation)、Nobilta(来自Hosokawa Micron Corporation)、Hybridizer(来自Nara Machinery Co.,Ltd.)、Inomizer(来自Hosokawa Micron Corporation)、ThetaComposer(来自Tokuju Kosakusho Ltd.)、和Mechanomill来自(Okada Seiko Ltd.)。

用于筛分粗颗粒的筛分装置的实例包括以下。

Ultrasonic(来自Koei Sangyo Co.,Ltd.);Resona Sieve和Gyro Shifter(来自Tokuju Co.,Ltd);Vibrasonic System(来自Dalton Co.,Ltd.);Soniclean(来自Sintokogio,Ltd.);Turbo Screener(来自Turbo Kogyo Ltd.);Micro Shifter(来自Makino Sangyo Ltd.);和圆振动筛。

外部添加步骤

调色剂优选包含外部添加剂。当调色剂包含外部添加剂时,调色剂的流动性、带电性能和结块性(blocking properties)得到改善。对外部添加步骤没有特别限制,条件是,可以使外部添加剂附着到调色剂颗粒的表面。例如,可以将外部添加剂和调色剂颗粒置于如FM混合机(Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.)等混合装置中,并且在其中充分混合。

可以使用常规已知的外部添加剂作为外部添加剂,而没有特别限制。

外部添加剂的实例包括原料二氧化硅细颗粒,例如湿法生产的二氧化硅或干法生产的二氧化硅,或通过使用处理剂如硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油对上述原料二氧化硅细颗粒进行表面处理而得到的表面处理过的二氧化硅细颗粒;以氧化钛细颗粒、氧化铝细颗粒、氧化锌细颗粒、氧化锡细颗粒为代表的金属氧化物细颗粒,以及进行了疏水处理的金属氧化物细颗粒;以硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸锌为代表的脂肪酸的金属盐;以水杨酸、烷基水杨酸、二烷基水杨酸、萘甲酸和二羧酸为代表的芳香族羧酸的金属配合物;以水滑石为代表的粘土矿物;以偏二氟乙烯细颗粒和聚四氟乙烯细颗粒为代表的氟系树脂细颗粒;如碳酸钙、磷酸钙和氧化铈等无机细颗粒;以及聚甲基丙烯酸甲酯树脂、有机硅树脂和三聚氰胺树脂的有机细颗粒。

其中,优选使用经硅油处理的表面处理过的二氧化硅细颗粒。硅油得到显著的摩擦力降低效果,因此,由于硅油存在于调色剂外部添加剂的表面上这一事实,变得可以抑制调色剂对感光鼓的熔融附着(以下也称为调色剂与鼓的熔合),这在高温、高湿环境中持续使用时会变得明显。调色剂与鼓的熔合主要是由于感光鼓和清洁刮板之间的接触部分处的压力而发生的。因此,特别是在使用容易因外力而变形的树脂例如本公开的苯乙烯-丙烯酸系树脂作为粘结剂树脂的情况下,容易实现上述效果。另外,硅油处理过的二氧化硅存在于定影后的图像表面上;结果,降低了图像表面上的摩擦力,并且耐擦伤性得到改善。

常规已知的硅油可以用作硅油,而没有特别限制。实例包括例如二甲基硅油、甲基苯基硅油和甲基氢硅油。

硅油的粘度优选为10cs~500cs。

相对于100.0质量份调色剂颗粒,外部添加剂的含量优选为0.1质量份~5.0质量份。

接下来,将说明根据本公开的调色剂的各种物理性能值的测量方法。

SP值的计算方法

本文中遵循Fedors提出的方法。基于“Polym.Eng.Sci.,14(2),147-154(1974)”中给出的表格确定分子结构中的原子或原子团的蒸发能(Δei)(cal/mol)和摩尔体积(Δvi)(cm

从调色剂中分离粘结剂树脂和酯化合物的方法

将调色剂溶解在四氢呋喃(THF)中,然后在减压下从所获得的可溶级分中蒸馏除去溶剂,以得到调色剂的四氢呋喃(THF)可溶级分。将获得的调色剂的四氢呋喃(THF)可溶级分溶解在氯仿中,以制备浓度为25mg/mL的样品溶液。然后,将3.5mL得到的样品溶液注入至下面的设备中;因此,在以下条件下,将分子量小于2000的低分子量组分分选为酯化合物,将分子量为2000以上的高分子量组分分选为粘结剂树脂。

制备型GPC装置:制备型HPLC(产品名称:LC-980型,Japan Analytical IndustryCo.,Ltd.)

制备柱:JAIGEL 3H、JAIGEL 5H(来自Japan Analytical Industry Co.,Ltd.)

洗脱液:氯仿

流速:3.5mL/分钟

在馏分分选后,减压蒸馏除去溶剂,进一步在90℃的气氛中减压干燥24小时。

调色剂颗粒与调色剂的分离

可以根据需要使用通过从调色剂中除去外部添加剂而获得的调色剂颗粒,根据以下方法进行测量。

此处,将160g蔗糖(来自Kishida Chemical Co.Ltd.)加入到100mL离子交换水中并溶解在其中,同时在热水浴中加温,以制备蔗糖浓缩液。然后,将31g该蔗糖浓缩液和6mL的Contaminon N(用于清洗精密测量仪器的pH-7中性洗涤剂的10质量%水溶液,由非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂构成,来自Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.)引入到离心管(50mL容量)中。然后,向其中加入1.0g调色剂,并使用抹刀等打碎调色剂块。将离心管在振荡机(AS-1N,由AS ONE Corporation出售)中以300spm(每分钟冲程数)振荡20分钟。振荡后,将溶液转移至摆动转子用玻璃管(50mL容量)中,并且使用离心机(H-9R,来自Kokusan Co.Ltd.)在3500rpm的条件下离心30分钟。

作为该操作的结果,调色剂颗粒变得与外部添加剂分离。目视检查调色剂颗粒和水溶液的充分分离,并使用抹刀等回收分离到最上层的调色剂颗粒。回收的调色剂颗粒通过真空过滤器过滤,然后,在干燥机中干燥1小时以上,以得到测量样品。多次进行该操作以确保所需的量。

通过质谱法测量酯化合物的分子量

-酯化合物与调色剂的分离

酯化合物的分子量可以用调色剂原样测量,但更优选在分离操作之后测量。作为分离操作,可以采用从调色剂中分离粘结剂树脂和酯化合物的方法;可选地,可以采用如下方法。

将调色剂分散在作为调色剂的不良溶剂的乙醇中,升温至高于酯化合物的熔点的温度。此时,可以根据需要对调色剂分散液进行加压。作为该操作的结果,超过熔点的酯化合物熔融,并且在乙醇中提取。当施加压力时,除了加热之外,酯化合物可以在施加压力的同时通过固液分离从调色剂中分离出来。

接着,将提取物干燥并固化,以得到酯化合物。酯化合物可以通过热解GCMS、使用该装备和在下面给出的测量条件下进行鉴定并测量其分子量。

-通过热解GCMS鉴定酯化合物和测量其分子量

质谱仪:来自Thermo Fisher Scientific的ISQ

GC装置:来自Thermo Fisher Scientific的Focus GC。

离子源温度:250℃

离子化方法:EI

质量范围:50-1000m/z

柱:HP-5MS(30m)

热解装置:来自Japan Analytical Industry Co.,Ltd.的JPS-700

在590℃下,将由于提取操作而分离出的少量酯化合物和1μL四甲基氢氧化铵(TMAH)加入到复合箔(pyrofoil)中。然后,在上述条件下对所生产的样品进行热解GCMS测量,以获得源自酯化合物的醇组分和羧酸组分的各自的峰。醇组分和羧酸组分以由作为甲基化剂的TMAH的作用得到的甲基化产物的形式被检测出。然后,可以通过分析获得的峰并鉴定出酯化合物的结构来确定分子量。

例如,在通过直接插入法鉴定酯化合物并测量其分子量的情况下,可以采用以下设备和测量条件。

-通过直接插入法,鉴定酯化合物和测量其分子量

质谱仪:来自Thermo Fisher Scientific的ISQ

离子源温度:250℃;电子能量:70eV

质量范围:50-1000m/z(CI)

试剂气体:甲烷(CI)

离子化方法:直接接触探针DEP,来自Thermo Fisher Scientific,0mA(10秒)-10mA/秒-1000mA(10秒)

将作为提取操作的结果分离出的酯化合物直接放置在DEP单元的细丝部分上,并且测量。确定在所获得的色谱图中于0.5~1分钟附近的主要组分峰的质谱中的分子离子,以鉴定酯化合物并确定其分子量。

粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)的测量方法

粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)根据ASTM D3418-82使用差示扫描量热仪(产品名称:Q1000,来自TA Instruments Inc.)来测量。在仪器的检测单元处的温度基于铟和锌的熔点来校正,热量基于铟的熔化热来校正。

具体而言,准确称取5mg粘结剂树脂,并置于铝制的盘上;然后,使用空的铝制盘作为参考,以1℃/min的升温速度在30~200℃的测量范围内进行测量。在该升温过程中,在40℃~100℃的温度范围内获得比热变化。微分热曲线与比热变化前后的基线的中点线之间的交点在本文中取作粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)。

粘结剂树脂的组成分析

-粘结剂树脂的分离方法

粘结剂树脂的分子量可以用调色剂原样测量,但是更优选在分离操作之后测量。作为分离操作,可以采用从调色剂中分离粘结剂树脂和酯化合物的方法;可选地,可以采用如下方法。

此处,将100mg调色剂溶解在3mL氯仿中。接着,使用安装有样品处理过滤器(孔径为0.2μm~0.5μm,例如MYSYORI DISC H-25-2(来自Tosoh Corporation)的注射器通过抽吸过滤除去不溶级分。将可溶级分引入至来自Nippon Analytical Industry Co.,Ltd.的制备型HPLC(装置:LC-9130NEXT,制备柱(60cm),排除限:20000、70000;两根相连的柱),进给氯仿洗脱液。一旦在得到的色谱图上可以看出峰,就在对于单分散聚苯乙烯标准样品分离分子量为2000以上的保留时间分选级分。将得到的级分溶液干燥和固化,以得到粘结剂树脂。

-通过核磁共振波谱法(NMR)测量组成比和重量比,并鉴定C

此处,将1mL氘代氯仿加入到20mg上述得到的粘结剂树脂中,并测量溶解的粘结剂树脂的质子的NMR谱图。基于得到的NMR谱图,可以计算出单体的摩尔比和重量比,并且可以算出源自苯乙烯的单元的含量。例如,在苯乙烯-丙烯酸系共聚物的情况下,基于源自苯乙烯单体的在6.5ppm附近的峰和源自丙烯酸系单体的在3.5-4.0ppm附近的峰计算组成比和重量比。例如,在调色剂包含通常已知的聚酯树脂形式的粘结剂树脂的情况下,包括源自苯乙烯-丙烯酸系共聚物的峰以及源自于构成聚酯树脂的单体的峰也可以计算出摩尔比和重量比,以计算出源自苯乙烯的单元的含量。

此外,基于得到的NMR谱图,通过对苯乙烯-丙烯酸系树脂中的由式(1)表示的单体单元的鉴定来计算出C

在核磁共振波谱法(NMR)中可以采用以下装置和测量条件。

NMR装置:来自JEOL Ltd.的RESONANCE ECX500

观察核:质子

测量模式:单脉冲

C

此处,将10mL氯仿加入到100mg调色剂中,将整体在均质机中处理10分钟,以溶解粘结剂树脂。之后使用磁铁回收磁性体。通过多次重复该操作来分离出磁性体。

将得到的磁性体在以下条件下进行热解GCMS。在测量中得到具有存在于磁性体表面上的烷基的化合物的热解产物;因此,通过分析源自热解产物的主要组分的峰,并通过鉴定烷基的结构,计算出C

质谱仪:来自Thermo Fisher Scientific的ISQ

GC装置:来自Thermo Fisher Scientific的Focus GC

离子源温度:250℃

离子化方法:EI

质量范围:50-1000m/z

柱:HP-5MS(30m)

热解装置:来自Japan Analytical Industry Co.,Ltd.的JPS-700

调色剂的平均圆形度的测量方法

使用流动颗粒图像分析仪(产品名称:FPIA-3000,来自Sysmex Corporation)在以下条件下测量并分析调色剂和调色剂颗粒的平均圆形度。

具体的测量方法如下。

首先,将约20mL的预先已从中除去固体杂质等的离子交换水放入玻璃容器中。然后,将在离子交换水中三质量倍稀释的包含“Contaminon N”(用于清洗精密仪器的pH 7中性洗涤剂的10质量%水溶液,包含非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)形式的分散剂的稀释液约0.2mL加入到该玻璃容器中。

此外,加入约0.02g测量样品并使用超声波分散机分散2分钟,以制备测量用分散液。将分散液适当冷却至10℃~40℃的温度。所使用的超声波分散机是振荡频率为50kHz和电输出为150W的台式超声波清洁机/分散机(例如VS-150(来自Velvo-Clear Co.));此处,将给定量的离子交换水放入水槽中,并将约2mL上述Contaminon N加入到水槽中。

在测量中,使用安装有“UPlanApo”(10倍放大倍率;数值孔径0.40)作为物镜的流动颗粒图像分析仪。颗粒鞘“PSE-900A”(来自Sysmex Corporation)用作鞘溶液。将根据上述程序制备的分散液引入到流动颗粒图像分析仪中,并以HPF测量模式根据总计数模式测量3000个调色剂颗粒。然后,在将颗粒分析时的二值化阈值设置为85%,并将分析的粒径限制在1.985μm以上且小于39.69μm范围内的圆当量直径的情况下,计算聚集颗粒的平均圆形度。

在测量中,使用标准乳胶颗粒(来自Duke Scientific Corporation的“RESEARCHAND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A”在离子交换水中稀释)在测量开始前进行自动焦点调节。

调色剂中磁性体的占有面积比以及占有面积比的变异系数(CV)的计算方法

如下计算调色剂中磁性体的占有面积比和占有面积比的变异系数(CV)。

首先,使用透射电子显微镜(TEM)获取调色剂的截面的图像。得到的截面图像用于基于分割法得到在各截面网格中的磁性体的占有面积比的频率直方图。此外,计算各个得到的截面网格的占有面积比的变异系数,并取作占有面积比的变异系数。

具体而言,首先将磁性调色剂压缩成型以形成片剂。片剂通过在直径为8mm的片剂成型装置中填充100mg磁性调色剂,并在施加35kN力的同时使磁性调色剂静置1分钟而获得。获得的片剂使用超声波超薄切片机(UC7,来自Leica Microsystems GmbH)切割,以获得膜厚度为250nm的薄片样品。然后,使用透射电子显微镜(JEM2800,来自EOL Ltd.)捕获获得的薄片样品的STEM图像。用于捕获STEM图像的探针尺寸设置为1.0nm,图像尺寸设置为1024×1024像素。此时,通过在明场检测器控制面板(bright-field Detector Control panel)中将对比度设置为1425并将亮度设置为3750,并通过在图像控制面板(Image Controlpanel)中将对比度设置为0.0、亮度设置为0.5和伽玛(Gamma)设置为1.00,可以黑暗地捕获磁性体部分。上述设置允许获得适合于图像处理的STEM图像。使用图像处理装置(LUZEXAP,来自Nireco Corporation)对获得的STEM图像量化。具体而言,按照分割法得到边长为0.8μm正方形网格中的磁性体的占有面积比的频率直方图。直方图的组距这里设置为5%。变异系数(CV)基于占有面积比的平均值,由各截面网格得到的占有面积比计算出。占有面积比的平均值是各个截面网格的占有面积比的平均值。

调色剂中磁性体的数均粒径及其标准偏差的计算方法

如下计算调色剂中的磁性体的数均粒径及其标准偏差。

将根据上述分离方法得到的磁性体在800℃下用电炉加热30分钟,以分解残留的有机组分。回收剩余的磁性体,然后,使用扫描电子显微镜(SEM)观察并且使用能量分散型X射线分析仪(EDX)来分析。在10000倍观察倍率的观察中,通过EDX分析确认了颗粒由铁和氧(包括根据需要的微量元素,如微量Si)构成,并且使用图像处理软件计算出颗粒的长轴。此处测量200个颗粒,由平均值计算数均粒径,并且还计算出标准偏差。

SEM:来自JEOL Ltd.的JSM7800;EDX:来自Thermo Fisher Scientific的TalosF200X

图像处理软件:图像分析装置(来自Nireco Corporation的Luzex AP)

调色剂的热导率的测量

(1)测量样品的制备

通过在20MPa下,使用片剂成形压缩机,在25℃环境下,将约5g调色剂(量可变,取决于样品的比重)压缩成形60秒,制备两个直径为25mm且高度为6mm的圆柱状测量样品。

(2)热导率的测量

测量装置:基于热盘法的热性能测量装置TPS2500 S

样品架:室温用样品架

传感器:标准附件(RTK)传感器

软件:热盘分析7

将其中一个测量样品放置在室温用样品架的安装台座上,调整台面高度使得测量样品的表面与传感器的表面高度相同。将第二个测量样品、还有附加的金属片放置在传感器上,并使用传感器顶部的螺钉施加压力。使用扭矩扳手将压力调节至10cN·m。核实测量样品和传感器的中心位于螺钉正下方。

启动热盘分析,并选择Bulk(I型)作为实验类型。

输入项介绍如下。

可用探测深度:6mm

测量时间:40s

加热功率:60mW

样品温度:23℃

TCR:0.004679K-1

传感器类型:盘

传感器材料类型:Kapton

传感器设计:5465

传感器半径:3.189mm

在上述输入之后开始测量。一旦完成测量,就选择计算按钮,输入起点:10和终点:200,选择标准分析按钮,计算热导率(W/mK)。

实施例

以下将基于实施例和比较例对本公开的调色剂详细说明,但是本发明不意味着受限于这些实施例。除非另有特别说明,否则以下实施例公开中的用语“份”是指质量基准。

粘结剂树脂A1的生产例

-苯乙烯 81.00份

-丙烯酸正丁酯 13.00份

-丙烯酸正月桂酯 6.00份

使用磨碎机(来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd)将上述材料均匀分散和混合。

将得到的单体组合物在60℃的温度下加热,进一步混合并溶解以下材料,以得到聚合性单体组合物。

-聚合引发剂 10.00份

(过氧化新戊酸叔丁酯(25%甲苯溶液))

同时,将450份0.1mol/L-Na

将聚合性单体组合物加入到由此获得的水系介质中,其中使用TK型均质混合机(来自PRIMIX Corporation)在60℃的温度下在氮气氛中以200s

之后将得到的悬浮液以3℃/分钟的速度冷却至室温,加入盐酸以溶解分散剂,然后过滤悬浮液,用水洗涤并干燥,以得到粘结剂树脂A1。

粘结剂树脂A2~A13的生产例

除了这里将单体配方修改为表1中给出的那些之外,以与粘结剂树脂A1的生产例相同的方式获得粘结剂树脂A2~A13。

[表1]

在表1的标注中,St表示苯乙烯,n-BA表示丙烯酸正丁酯,LA表示丙烯酸月桂酯,LMA表示甲基丙烯酸月桂酯,n-DA表示丙烯酸正癸酯(n-decyl acrylate),MA表示丙烯酸肉豆蔻酯,PDA表示丙烯酸十五烷基酯,PA表示丙烯酸棕榈酯,n-OA表示丙烯酸正辛酯,AA表示丙烯酸,并且化合物的数值表示各单体的份数。

磁性体B1的生产例

在硫酸亚铁水溶液中,混合1.0当量铁离子的苛性钠溶液(相对于Fe,以P计,包含1质量%的六偏磷酸钠),以制备包含氢氧化亚铁的水溶液。将空气吹入水溶液中,同时将其pH保持在9,并在75℃下进行氧化反应直至氢氧化亚铁完全消耗,以制备用于生产晶种的浆料。

接着,向浆料中加入相对于初始碱量(苛性钠的钠组分)为1.0当量的硫酸亚铁水溶液。将浆料保持在pH 8,吹入空气,使氧化反应在75℃下进行,直至硫酸亚铁完全消耗;在氧化反应的后期阶段,将pH调节至6,并将浆料用水洗涤并干燥,以得到作为一次颗粒的数均粒径为200nm且数均粒径的标准偏差为72nm的磁性氧化铁的球形磁铁矿颗粒。

然后,将10.0kg得到的磁性氧化铁放入Simpson Mix-Muller(来自Shin-NittoKogyo Ltd.的MSG-0L型号)中,松团30分钟。

然后,将95g作为硅烷偶联剂的正癸基三甲氧基硅烷加入设备中,使设备运转1小时,从而用硅烷偶联剂处理磁性氧化铁的颗粒表面。结果,得到磁性体B1。

磁性体B2~B6和B9的生产例

除了这里表面处理剂的种类如表2所示改变之外,以与磁性体B1的生产例相同的方式来生产磁性体B2~B6和B9。

[表2]

表中,碳数C

磁性体B7的生产例

除了这里将磁性体B1的生产例中的温度改变为85℃之外,以与磁性体B1的生产例相同的方式获得磁性体B7。

磁性体B8的生产例

除了这里使用亨舍尔混合机(型号FM-10,来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.)代替Simpson Mix-Muller作为在松团处理和疏水处理中的设备,使用烷基改性硅油代替烷基烷氧基硅烷作为表面处理剂之外,以与磁性体B1的生产例相同的方式获得磁性体B8。

调色剂1的生产例

根据粉碎法的调色剂的生产例

-粘结剂树脂A1 100.0份

-磁性体B1 65.0份

-酯化合物 5.0份

(乙二醇二硬脂酸酯)

-烃蜡 5.0份

(费托蜡;熔点77℃)

-电荷控制剂 1.0份

(T-77:来自Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)

将上述材料在FM混合机(来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.)中预混合,之后使用双螺杆捏合挤出机(PCM-30型,来自Ikegai Corp.),以设定为3.33s

将得到的捏合产物冷却,使用锤磨机粗粉碎,然后,在机械式粉碎机(T-250,来自Turbo Kogyo Co.,Ltd.)中粉碎,并且将得到的细粉碎粉末使用依赖于附壁效应(Coandaeffect)的多级粉碎机分级。之后,使用Faculty F-300(来自Hosokawa MicronCorporation)进行表面改性。操作条件包括作为分级转子的转速为130s

然后,使用FM混合机(FM-75型,来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.),将1.2份疏水化二氧化硅细颗粒(由100份BET比表面积为150m

调色剂2~5、8~20、23、25~28和35的生产例

除了这里将配方如表3所示改变之外,以与调色剂1的生产例相同的方式生产调色剂。

由此获得调色剂2~5、8~20、23、25~28和35。表4列出了调色剂的物理性能。

调色剂6和7的生产例

除了这里将双螺杆捏合挤出机的转速设置为2.5s

调色剂21的生产例

除了这里不进行表面改性处理之外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂21。表4列出了调色剂的物理性能。

调色剂24的生产例

除了这里将外部添加剂改变为疏水化二氧化硅细颗粒(由100份BET比表面积为150m

调色剂29~34的生产例

除了这里不进行表面改性处理,将外部添加剂改变为疏水化二氧化硅细颗粒(由100份BET比表面积为150m

[表3]

[表4]

表4中,SP值的单位为(J/cm

调色剂22的生产例

通过乳化聚集法的调色剂的生产例

粘结剂树脂分散液的制备

将粘结剂树脂A1溶解在150.0份甲苯中,之后将所得溶液加入到300份离子交换水中,接着在均质机(Ultraturrax T50,来自IKA KK)中搅拌的情况下,加入1.0份阴离子性表面活性剂(Neogen RK,来自DKS Co.Ltd.)。之后,通过蒸馏分离甲苯,以得到粘结剂树脂分散液。通过添加离子交换水,将树脂颗粒分散液D1中的固体浓度调整为25.0质量%。

蜡分散液的制备

-酯化合物25.0份

(乙二醇二硬脂酸酯)

-烃蜡25.0份

(费托蜡;熔点77℃)

-阴离子性表面活性剂0.3份

(Neogen RK,来自DKS Co.,Ltd.)

-离子交换水150.0份

将上述材料混合,在95℃下加热,并使用均质机(Ultraturrax T50,来自IKA KK)分散。接着,在Manton-Gaulin高压均质机(来自Manton-Gaulin Manuf.Co.,Inc.)中进行分散处理,以制备由蜡颗粒分散得到的蜡分散液(固体浓度:25.0质量%)。

磁性体分散液的制备

-磁性体B125.0份

-离子交换水75.0份

将上述材料混合,使用均质机(Ultraturrax T50,来自IKAKK)以133.3s

调色剂的生产

-树脂颗粒分散液(固体25.0质量%) 150.0份

-蜡分散液(固体25.0质量%) 15.0份

-磁性体分散液(固体25.0质量%) 97.5份

将上述材料放入烧杯中,调整使得水的总份数为250,温度调整至30.0℃。此后,使用均质机(Ultraturrax T50,来自IKAKK)将整体以83.3s

进一步,逐渐添加10.0份2.0质量%的硫酸镁水溶液作为絮凝剂。

将得到的原料分散液转移到配备有搅拌器和温度计的聚合釜中,在搅拌的情况下用覆套式加热器在50.0℃下加热,以促进聚集颗粒的生长。

一旦经过60分钟后,就加入200.0份的5.0质量%乙二胺四乙酸(EDTA)的水溶液,以制备聚集颗粒分散液1。

随后,使用0.1mol/L氢氧化钠水溶液将聚集颗粒分散液1的pH调节至8.0,然后将聚集颗粒分散液1加热至80.0℃,并放置180分钟,以使聚集颗粒聚结。

经过180分钟后,得到调色剂颗粒分散在其中的调色剂颗粒分散液。将产物以1.0℃/分钟的缓降速率冷却,然后将所得调色剂颗粒分散液1在离子交换水的流动下过滤和洗涤,一旦滤液的电导率变为50mS以下,就回收饼状调色剂颗粒。

接着,将饼状调色剂颗粒放入调色剂颗粒质量的20倍的量的离子交换水中,使用三合一电机(Three-One motor)搅拌整体,以使调色剂颗粒彻底松散,接着再次过滤并水流洗涤,随后固液分离。将获得的饼状调色剂颗粒在样品磨机中松团,并在40℃的烘箱中干燥24小时。进一步,将所得粉末在样品磨机中松团,然后在40℃的烘箱中进一步真空干燥5小时,以得到磁性调色剂颗粒。

然后,使用FM混合机(FM-75型,来自Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.),将1.2份疏水化二氧化硅细颗粒(由100份BET比表面积为150m

调色剂35的生产例

除了这里对所生产的磁性体分散液进行以下预聚集步骤之外,以与调色剂22的生产例相同的方式获得调色剂35。表4列出了调色剂的物理性能。

预聚集步骤

-磁性体分散液(固体25.0质量%) 105.0份

将上述材料置于烧杯中,并且将温度调节至30.0℃,随后使用均质机(Ultraturrax T50,来自IKA KK)以83.3s

实施例1~28、比较例1~7

使用调色剂1~35进行以下评价。评价结果在表5中给出。

本文中,改造为具有410mm/sec的处理速度的HP LaserJet Enterprise M609dn用于评价。

Vitality(来自Xerox,基重75g/cm

低温定影性的评价

在摩擦试验中,取出上述评价设备的定影单元,使用构造为使得其温度可任意设定并且其处理速度为410mm/sec的外部定影单元代替上述定影单元。

使用上述装置,通过定影单元将其温度控制到设定温度,在常温常湿环境(温度25℃,湿度50% RH)下,运行每单位面积的调色剂承载量设定为0.5mg/cm

评价标准

A:定影温度小于200℃

B:定影温度为200℃以上且小于210℃

C:定影温度为210℃以上且小于220℃

D:定影温度为220℃以上

耐划伤性的评价

为了评价耐擦伤性,取出上述评价设备的定影单元,使用构造为使得其温度可以任意设定且其处理速度为450mm/sec的外部定影单元代替上述定影单元。在上述低温定影性评价中获得的各调色剂的定影温度下进行定影。

一旦获得调色剂承载量为0.50mg/cm

评价标准

A:反射浓度差小于1.0

B:反射浓度差为1.0以上且小于2.0

C:反射浓度差为2.0以上且小于3.0

D:反射浓度差为3.0以上

非定影斑纹(Non-Fixation Speckles)的评价

为了评价非定影斑纹,取出上述评价设备的定影单元,使用构造为使得其温度可以任意设定并且其处理速度为450mm/sec的外部定影单元代替上述定影单元。

使用上述装置,通过定影单元将其温度设置为各调色剂的定影温度,在低温低湿环境(温度15℃,湿度10% RH)中,运行每单位面积的调色剂承载量设置为1.0mg/cm

评价标准

A:非定影斑纹的数量小于4个。

B:非定影斑纹的数量为4个以上且小于8个。

C:非定影斑纹的数量为8个以上且小于12个。

D:非定影斑纹的数量为12个以上。

调色剂与鼓的熔合的评价

使用上述评价设备在高温高湿环境(温度30℃,湿度80%RH)中评价调色剂与鼓的熔合。打印百分比为5%的横线图案连续输出20000张,之后输出每单位面积的调色剂承载量设置为1.0mg/cm

评价标准

A:在感光构件上没有可观察到的调色剂熔合。

B:在感光构件上可观察到轻微的调色剂熔合,但在图像上不明显。

C:在实心黑色图像上可观察到缺失图像的空白点。

D:在实心黑色图像上可观察到空白斑纹、从缺失图像点处拖尾。

耐热贮存性的评价

将装有5.0g评价调色剂样品的树脂杯(100mL)在高温环境(温度50℃,湿度50%RH)下放置3天。之后将样品转移至常温常湿环境(温度25℃,湿度50%RH),并放置1小时。使用“Powder Tester PT-X”(来自Hosokawa Micron Corporation)作为测量设备,并使用具有75μm筛孔的筛子,在常温常湿环境(温度23℃/相对湿度50%)下测量调色剂残留量。将筛子的振幅调整为1.00mm(峰间),将评价用调色剂放置在筛子上,施加振动40秒。此后,基于残留在筛子上的调色剂聚集体的量来评价耐热贮存性,并根据以下评价标准进行评级。认为C以上的等级是良好的。

评价标准

A:网眼(mesh)上的调色剂残留量为0.20g以下。

B:网眼上的调色剂残留量超过0.20g,最多为0.40g。

C:网眼上的调色剂残留量超过0.40g,最多为0.60g。

D:网眼上的调色剂残留量超过0.60g。

[表5]

在表5中,低温定影性的数值表示定影温度(℃),耐擦伤性的数值表示反射浓度差,非定影斑纹的数值表示这种斑纹的数量,并且耐热贮存性的数值表示网眼上的调色剂残留量(g)。

虽然已参考示例性的实施方案描述了本发明,但应理解本发明不局限于所公开的示例性的实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释,以涵盖所有此类变型以及等同的结构和功能。

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06120115936271