调色剂块转让专利

申请号 : CN201110297129.X

文献号 : CN102445867B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 伊神淳

申请人 : 兄弟工业株式会社

摘要 :

本发明提供一种调色剂块,所述调色剂块通过如下操作形成:制备其中调色剂粒子分散在水中使得水量为32.5~37质量%的调色剂悬浮液;利用在3分钟内吸收0.2ml水的吸水性材料对所述调色剂悬浮液中包含的水进行吸收,从而制备包含不超过32.3质量%水的所述调色剂粒子的聚集体;以及对所述聚集体进行干燥,且所述调色剂块在崩塌时具有80000~550000N/m2的最大压缩应力。

权利要求 :

1.一种调色剂块,其包含调色剂粒子的聚集体,其中所述调色剂块在崩塌时具有2

80000~550000N/m 的最大压缩应力,所述调色剂块的调色剂粒子以饼形式聚集。

2

2.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块在崩塌时具有120~1800N/m 的最大剪切应力。

3.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块具有0.3~0.8g/ml的堆密度。

4.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块具有30%~69%的填充率。

5.如权利要求3或4所述的调色剂块,其中所述调色剂块通过如下操作得到:制备其中所述调色剂粒子分散在水中使得水量为32.5~37质量%的调色剂悬浮液;

利用在3分钟内吸收0.2ml水的吸水性材料吸收所述调色剂悬浮液中所包含的水,从而制备包含不超过32.3质量%水的所述调色剂粒子的聚集体;以及干燥所述聚集体。

6.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块在崩塌时具有90000~500000N/2

m 的最大压缩应力。

2

7.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块在崩塌时具有150~1650N/m 的最大剪切应力。

8.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块具有0.45~0.7g/ml的堆密度。

9.如权利要求1所述的调色剂块,其中所述调色剂块具有39%~65%的填充率。

说明书 :

调色剂块

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2010年9月30日提交的日本特开2010-220842和2010年9月30日提交的日本特开2010-220843的优先权,通过参考将其内容完整并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种调色剂块,其可用于例如电子照相法和静电记录法中、并包含聚集或集合的调色剂粒子以形成可见图像。

背景技术

[0004] 迄今,已知由一种成分构成的正带电性非磁性调色剂为可用于例如电子照相法和静电记录法的调色剂。如上所述的调色剂是粉末,在将所述调色剂装入显影盒中的同时使用所述调色剂。
[0005] 例如,已经提出了下列方法作为将调色剂装入显影盒的方法。即,使用具有用于收容显影剂的收容室的显影盒,其中将显影剂供应喷嘴插入到收容室的显影剂供应口中,并在加压的同时将显影剂从显影剂供应喷嘴装入到收容室中(例如,参见日本特开2004-61757号公报)。
[0006] 然而,在上述方法的情况中,在加压的同时装入粉末调色剂。因此在某些情况中,例如在将显影剂供应喷嘴从显影剂供应口取出时,发生调色剂飞散。

发明内容

[0007] 鉴于上述,本发明的目的是提供使得可防止调色剂飞散的调色剂块。
[0008] 根据本发明的一方面,提供一种包含调色剂粒子的聚集体的调色剂块,其中所述2
调色剂块在崩塌时具有80000~550000N/m 的最大压缩应力。或者,所述调色剂块在崩塌
2
时可具有90000~500000N/m 的最大压缩应力。
[0009] 本发明的调色剂块在崩塌时可具有120~1800N/m2的最大剪切应力,或者,在崩2
塌时可具有150~1650N/m 的最大剪切应力。
[0010] 本发明的调色剂块可具有0.3~0.8g/ml的堆密度,或者可具有0.45~0.7g/ml的堆密度。
[0011] 本发明的调色剂块可具有30%~69%的填充率,或者,可具有39%~65%的填充率。
[0012] 根据本发明的第一方面,所述调色剂块由调色剂粒子的聚集体形成。
[0013] 因此,当将调色剂块原样引入到显影盒中时,可防止调色剂粒子飞散。
[0014] 此外,可通过使调色剂粒子相对松散地相互聚集(凝聚),使得在崩塌时具有2 2
80000~550000N/m 的最大压缩应力,或在崩塌时具有90000~500000N/m 的最大压缩应力,由此来形成调色剂块。
[0015] 因此,通过在显影盒中容易地将调色剂块解开(unbinding),可提供调色剂粒子的粉末。
[0016] 此外,可通过使调色剂粒子相对松散地相互聚集(凝聚),使得在崩塌时具有2 2
120~1800N/m 的最大剪切应力,或在崩塌时具有150~1650N/m 的最大剪切应力,由此来形成调色剂块。
[0017] 在这些情况中,通过在显影盒中容易地将调色剂块解开,可提供调色剂粒子的粉末。
[0018] 此外,可将调色剂块的堆密度调节为0.3~0.8g/ml,或0.45~0.7g/ml。
[0019] 在这些情况中,通过使调色剂粒子相对松散地相互聚集(凝聚)来形成所述调色剂块。
[0020] 此外,可将调色剂块的填充率调节至30%~69%,或39%~65%。同样在这些情况中,通过使调色剂粒子相对松散地相互聚集(凝聚)而形成所述调色剂块。
[0021] 在上述任意一种情况中,通过在显影盒中容易地将调色剂块解开,可提供调色剂粒子的粉末。

附图说明

[0022] 图1是示出制造本发明调色剂块的方法的流程图。
[0023] 图2A和2B示出用于说明压缩试验机的示意性构造,其中图2A示出在测量最大压缩应力时的压缩试验机,且图2B示出在测量最大剪切应力时的压缩试验机。
[0024] 图3示出用于说明本发明调色剂块的装填的示意图。
[0025] 图4A示意性地示出饼形式的调色剂块的内部结构,且图4B示出紧密聚集的调色剂块的内部结构。

具体实施方式

[0026] 下文中参考图1,对制造本发明的调色剂块的方法进行说明。通过使球形调色剂粒子(球形调色剂)聚集或集合来形成调色剂块。为了形成调色剂块,首先,制备球形调色剂粒子分散在水中的调色剂悬浮液(S1)。
[0027] 1.制备调色剂悬浮液
[0028] (1)制备调色剂母粒悬浮液
[0029] 为了制备调色剂悬浮液,首先,制备其中分散有球形调色剂母粒的调色剂母粒悬浮液。
[0030] (1-1)制备母体细粒悬浮液
[0031] 为了制备调色剂母粒悬浮液,首先,制备其中分散有含聚酯树脂、着色剂和蜡的母体细粒的母体细粒悬浮液。
[0032] (1-1-1)聚酯树脂
[0033] 所述聚酯树脂具有带酸值的官能团(例如,羧基)。商购获得的产品例示性地有例如ER508(由三菱丽阳株式会社(Mitsubishi Rayon Co.Ltd.)制造)、FC1565(由三菱丽阳株式会社制造)和FC023(由三菱丽阳株式会社制造)。
[0034] 所述聚酯树脂的酸值为例如0.5~40mgKOH/g,优选1.0~20mgKOH/g。
[0035] 聚酯树脂的重均分子量(基于通过将标准聚苯乙烯用于校准曲线的GPC测量)为例如9000~200000,优选20000~150000。
[0036] 所述聚酯树脂的交联部分(THF不溶部分,凝胶部分)为例如不超过10质量%,优选0.5~10质量%。
[0037] 所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为例如50℃~70℃,优选55℃~65℃。
[0038] (1-1-2)着色剂
[0039] 着色剂通过分散或渗透入聚酯树脂中而使得球形调色剂粒子着色。当得到黑色球形调色剂粒子时,例如,使用碳黑。
[0040] 可用作着色剂的物质包括例如有机颜料如喹酞酮黄、汉萨黄、异吲哚啉酮黄、联苯胺黄、Penoline Orange、紫环酮红、芘红褐、罗丹明6G色淀、喹丫啶酮红、孟加拉玫瑰红、铜酞菁蓝、铜酞菁绿、二酮吡咯并吡咯基颜料等;无机颜料或金属粉末如钛白、钛黄、群青、钴蓝、印度红(铁丹)、铝粉、青铜等;油溶性染料或分散染料如偶氮染料、喹酞酮染料、蒽醌染料、呫吨染料、三苯甲烷染料、酞菁染料、靛酚染料、靛苯胺染料等;和松香染料如松香、松香改性的酚、松香改性的马来酸树脂等。此外,还例示了例如利用高级脂肪酸或树脂加工的染料和颜料。根据期望的颜色,如上所述的着色剂可以单独使用或以其组合的方式使用。例如,可将彩色的单色调色剂与基于同色的颜料和染料共混,例如分别与基于罗丹明的颜料和染料、基于喹酞酮的颜料和染料、以及基于酞菁的颜料和染料共混。
[0041] 相对于100质量份的聚酯树脂,例如以2~20质量份、优选4~10质量份的比率将着色剂共混。
[0042] (1-1-3)蜡
[0043] 蜡是为了提高球形调色剂粒子相对于记录介质如纸的定影性能(fixing performance)而添加的。所述蜡例示性地为例如基于酯的蜡和基于烃的蜡。
[0044] 所述基于酯的蜡包括例如脂族酯化合物如硬脂酸酯、棕榈酸酯等;和多官能酯化合物如四肉豆蔻酸季戊四醇酯、四棕榈酸季戊四醇酯、六棕榈酸二季戊四醇酯等。
[0045] 所述基于烃的蜡包括例如聚烯烃蜡如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、低分子量聚丁烯等;基于植物的天然蜡如小烛树蜡、棕榈蜡、米蜡、野漆树脂或日本蜡、西蒙得木蜡等;基于石油的蜡及其改性蜡如石蜡基蜡、微晶蜡、矿脂蜡等;以及合成蜡如费托(Fischer-Tropsch)蜡等。
[0046] 如上所述的蜡可单独使用或以其组合的方式使用,且所述蜡优选地例示为基于酯的蜡。
[0047] 相对于100质量份的聚酯树脂,以例如1~20质量份并优选3~10质量份的比率将蜡共混。
[0048] (1-1-4)制备聚酯树脂乳状液
[0049] 为了制备母体细粒的悬浮液,首先,将含有聚酯树脂、着色剂和蜡的聚酯树脂液体(油相)与含有水的水基介质或水性介质(水相)混合,以制备其中聚酯树脂液体分散在水基介质中的聚酯树脂乳状液。
[0050] 为了制备聚酯树脂液体,首先,将着色剂分散在有机溶剂中以制备着色剂分散液。其后,将着色剂分散液、聚酯树脂、蜡和有机溶剂共混。
[0051] 所述有机溶剂没有具体限制,条件是能够将聚酯树脂和蜡溶解或溶胀。所述有机溶剂例示性地有例如乙酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)、四氢呋喃(THF)和丙酮。如上所述的有机溶剂可单独使用或以其组合的方式使用。
[0052] 为了制备着色剂分散液,相对于100质量份的着色剂,以例如50~200质量份并优选80~150质量份的共混比将聚酯树脂共混,并以例如350~1000质量份并优选360~900质量份的共混比将有机溶剂共混,随后利用搅拌器或搅拌机(例如分散器或均化器)将其相互搅拌(搅动)和混合。
[0053] 为了制备聚酯树脂液体,相对于100质量份的着色剂分散液,以例如100~500质量份并优选200~300质量份的共混比将聚酯树脂共混,以例如5~35质量份并优选10~30质量份的共混比将蜡共混,并以例如500~2000质量份并优选800~1500质量份的共混比将有机溶剂共混,随后相互混合。
[0054] 其后,进行加热至使得加热温度不低于蜡可溶解的温度且加热温度低于有机溶剂沸点的加热温度,具体地,根据使蜡溶解于有机溶剂中的蜡和有机溶剂的类型,所述加热温度为超过例如30℃的温度且优选加热温度为32℃~79℃,由此得到聚酯树脂液体。
[0055] 随后,为了制备聚酯树脂乳状液,以使得水与有机碱性水溶液和/或无机碱性水溶液进行共混的方式来单独地制备水基介质,所述有机碱性水溶液例如通过将碱性有机化合物如胺化合物等溶于水中而得到,所述无机碱性水溶液例如通过将碱金属如氢氧化钾等溶于水中或氢氧化钠水溶液中而得到。
[0056] 当将无机碱性水溶液共混时,相对于100质量份的水,以例如0.1~40质量份、优选1~20质量份的共混比将例如0.1~5N(当量)、优选0.2~2N(当量)的无机碱性水溶液共混。
[0057] 当将有机碱性水溶液共混时,相对于100质量份的水,以例如0.5~20质量份、优选1~10质量份的共混比将例如0.1~5N(当量)、优选0.2~2N(当量)的有机碱性水溶液共混。
[0058] 也可将水溶性溶剂(例如醇和二醇)、添加剂(例如表面活性剂和分散剂)与水基介质合适地共混。
[0059] 随后,为了制备聚酯树脂乳状液,例如相对于100质量份的水基介质,以50~150质量份并优选80~120质量份的共混比将聚酯树脂液体共混,随后相互混合。
[0060] 特别地,当在聚酯树脂液体中含有蜡时,在温度不低于蜡可溶解的温度且温度低于有机溶剂沸点的温度范围内如30℃~80℃、优选40℃~70℃对聚酯树脂液体和水基介质进行加热。在保持所述加热温度的同时将所述聚酯树脂液体和水基介质共混。
[0061] 其后,在保持加热温度的同时,通过使用例如高速分散机如均化器(转子定子型)等进行混合。
[0062] 调节均化器的转数,使得尖端圆周速度为例如5~20米/秒并优选7~14米/秒。搅拌时间为例如10~120分钟并优选15~60分钟。
[0063] 由此得到了聚酯树脂乳状液。
[0064] 在得到的聚酯树脂乳状液中,聚酯树脂液体以100~1000nm的液滴形式在水基介质中乳化。
[0065] 当制备聚酯树脂乳状液时,可将聚酯树脂液体与水基介质进行共混。或者,可以将水基介质与聚酯树脂液体共混。当将水基介质与聚酯树脂液体共混时,还可使用转相乳化法。
[0066] (1-1-5)从聚酯树脂乳状液中除去有机溶剂
[0067] 随后,为了制备母体细粒的悬浮液,将有机溶剂从聚酯树脂乳状液中除去。
[0068] 为了将有机溶剂从聚酯树脂乳状液中除去,可使用任何已知的方法,所述方法包括例如风吹、加热、减压或其任意组合。
[0069] 特别地,例如在氮气等的惰性气氛中,在例如常温(寻常温度)~90℃且优选50℃~80℃的温度下对聚酯树脂乳状液进行加热以使得有机溶剂蒸发或挥发。由此得到母体细粒的悬浮液。
[0070] 在母体细粒的悬浮液中母体细粒的体积平均粒径,以中值粒径计为例如0.03~1μm并优选0.05~0.5μm。
[0071] (1-2)母体细粒的聚集和熔合
[0072] 随后,为了制备调色剂悬浮液,向母体细粒的悬浮液中添加凝聚剂或凝聚试剂而使得母体细粒凝聚。其后,通过加热,使得凝聚的母体细粒成为一体(熔合)以形成调色剂母粒。
[0073] 为了使母体细粒凝聚,首先,利用水对母体细粒的悬浮液进行稀释,并将固体成分浓度调节为例如1~30质量%,优选5~20质量%。
[0074] 为了在凝聚/熔合步骤中实现分散稳定性,如果需要,在进行稀释时可添加表面活性剂。
[0075] 可用作表面活性剂的物质包括例如聚氧乙烯聚氧丙烯二醇(例如聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物)、聚氧化烯癸基醚、聚氧化烯三癸基醚、聚氧乙烯异癸基醚、聚氧化烯月桂基醚和聚氧乙烯烷基醚。优选地,例示性地为聚氧乙烯聚氧丙烯二醇。
[0076] 相对于母体细粒悬浮液的固体成分100质量份,例如以0.5~20质量份并优选1~10质量份的共混比将表面活性剂共混。当向母体细粒的悬浮液中添加表面活性剂时,则可预先制备表面活性剂的水溶液,并可以将所述表面活性剂的水溶液添加至母体细粒的悬浮液中。
[0077] 随后,为了使母体细粒凝聚,向母体细粒的悬浮液中添加凝聚剂。
[0078] 所述凝聚剂例示性地为例如无机金属盐如氯化铝、硝酸钙等;和无机金属盐的聚合物如聚氯化铝等。
[0079] 为了添加凝聚剂,制备了例如0.01~1.0N(当量)、优选0.05~0.5N(当量)的凝聚剂水溶液。向母体细粒的悬浮液100质量份中,添加例如量为0.1~10质量份且优选0.5~5质量份的凝聚剂水溶液。
[0080] 首先,例如,利用高速分散机如均化器等实施搅拌或搅动,然后使用搅拌叶片或搅拌叶以尖端圆周速度为例如1~2米/秒的转数进行搅拌,所述搅拌叶片或搅拌叶为例如平板涡轮叶片、螺旋叶片或锚形叶片。在搅拌期间的液体温度为例如10~50℃,优选20~30℃。搅拌时间为例如5~60分钟,优选10~30分钟。
[0081] 随后,向母体细粒的悬浮液中添加凝聚停止剂或凝聚停止试剂以停止母体细粒的凝聚。
[0082] 所述凝聚停止剂例示性地为例如碱金属盐如氢氧化钠、氢氧化钾等。还可使用离子性表面活性剂。
[0083] 为了添加凝聚停止剂,可制备凝聚停止剂水溶液,其为例如0.01~5.0N(当量),优选0.1~2.0N(当量)。相对于100质量份的母体细粒悬浮液,以例如0.5~20质量份、优选1.0~10质量份的量添加凝聚停止剂水溶液。
[0084] 随后,在对母体细粒的悬浮液进行搅拌的同时,在不低于母体细粒的玻璃化转变温度(Tg)的温度如55℃~100℃、优选65℃~95℃下对母体细粒的悬浮液加热例如0.5~10小时。
[0085] 由此,凝聚的母体细粒成为一体或熔合,并形成球形调色剂母粒。
[0086] 随后,将母体细粒的悬浮液冷却,随后静置以使得调色剂母粒沉淀。
[0087] 其后,利用水对沉淀的调色剂母粒进行洗涤,随后再分散在水中,使得固体含量为例如5~40质量%以得到调色剂母粒的悬浮液。
[0088] 在调色剂母粒的悬浮液中调色剂母粒的体积平均粒径为例如3~12μm,优选6~10μm。
[0089] (2)制备带电控制树脂细粒悬浮液
[0090] 另行或单独地制备带电控制树脂细粒悬浮液(图1中的S2),其中分散有含带电控制树脂的带电控制树脂细粒。
[0091] (2-1)制备带电控制树脂乳状液
[0092] 为了制备带电控制树脂细粒的悬浮液,首先,在水中对带电控制树脂和有机溶剂进行乳化,从而制备带电控制树脂的乳状液。
[0093] 所述带电控制树脂为具有阳离子基团的合成树脂,共混所述带电控制树脂的目的在于稳定地向调色剂提供正带电或使其带电。
[0094] 所述阳离子基团例示性地为例如季铵基团、含季铵盐的基团、氨基和含 盐的基团。优选地,所述阳离子基团例示性地为含季铵盐的基团。
[0095] 所述合成树脂例示性地为例如丙烯酸类树脂、丙烯酸类-苯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂和聚酯树脂。优选地,所述合成树脂例示性地为丙烯酸类树脂和丙烯酸类-苯乙烯树脂。更优选地,所述合成树脂例示性地为丙烯酸类-苯乙烯树脂。
[0096] 鉴于调色剂的储存稳定性和热定影性能,所述带电控制树脂的玻璃化转变温度(Tg)为例如40℃~100℃并优选55℃~80℃。
[0097] 具体地,包含含季铵盐的基团的带电控制树脂例示性地为例如由藤仓化成株式会社(Fujikura Kasei Co.,Ltd.)制造的“FCA-207P”(产品名称)(由83质量%的苯乙烯、15质量%的丙烯酸丁酯和2质量%的N,N-二乙基-N-甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵=对甲苯磺酸构成的共聚物,重均分子量(Mw):12000,玻璃化转变温度(Tg):67℃)、由同一公司制造的“FCA-161P”(产品名称)、由同一公司制造的“FCA-78P”(产品名称)和由同一公司制造的“FCA-201PS”(产品名称)(丙烯酸丁酯、N,N-二乙基-N-甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵=对甲苯磺酸酯和苯乙烯的共聚物,(N,N-二乙基-N-甲基-2-(甲基丙烯酰氧基)乙基铵=对甲苯磺酸酯的含量:14质量%),重均分子量(Mw):15000,玻璃化转变温度(Tg):66℃)。
[0098] 所述有机溶剂例示性地为如上所述的有机溶剂。所述有机溶剂可单独使用或以其组合的方式使用。
[0099] 为了制备带电控制树脂的乳状液,首先,将带电控制树脂在有机溶剂中溶解或溶胀以制备带电控制树脂液体。随后,在水中对带电控制树脂液体进行乳化。
[0100] 为了制备带电控制树脂液体,例如,相对于100质量份的有机溶剂,以5~100质量份、优选10~50质量份的量将带电控制树脂共混,随后相互混合。
[0101] 为了在水中对带电控制树脂液体进行乳化,例如相对于100质量份的水,以例如50~150质量份、优选80~100质量份的量将带电控制树脂液体共混,随后使用高速分散机如均化器等,例如以5000~20000rmp(尖端圆周速度:4~17米/秒)、优选7000~
16000rpm(尖端圆周速度:7~14米/秒)进行搅拌并持续5~60分钟,优选10~30分钟。
[0102] 由此,所述带电控制树脂液体以液滴的形式在水中被乳化,制备出带电控制树脂的乳状液。
[0103] (2-2)制备带电控制树脂的细粒的悬浮液
[0104] 随后,为了得到带电控制树脂的细粒的悬浮液,将有机溶剂从带电控制树脂的乳状液中除去。
[0105] 将有机溶剂从带电控制树脂的乳状液中除去的方法例示性地有与上述从母体细粒的悬浮液中除去有机溶剂的方法相同的方法。
[0106] 由此,可获得带电控制树脂的细粒的悬浮液,其中分散有带电控制树脂的细粒。
[0107] 在带电控制树脂的细粒的悬浮液中,在带电控制树脂的细粒表面上存在的阳离子-5 -4 -4 -4基团的量为例如5.0×10 ~6.0×10 mol/g,优选1.0×10 ~3.0×10 mol/g。
[0108] 所述阳离子基团的量例如可通过胶体滴定法(流动电位法)来测量。
[0109] 在带电控制树脂的细粒的悬浮液中,带电控制树脂的细粒的体积平均粒径以中值粒径计为例如0.03~0.5μm,优选0.05~0.3μm。
[0110] (3)将带电控制树脂的细粒固定在调色剂母粒上
[0111] 随后,为了制备调色剂悬浮液,对带电控制树脂的细粒的悬浮液和调色剂母粒的悬浮液相互混合(S3)。
[0112] 为了将带电控制树脂的细粒的悬浮液与调色剂母粒的悬浮液混合,没有特别限制。例如,可以将带电控制树脂细粒的悬浮液与调色剂母粒的悬浮液共混,随后使用搅拌叶片如平板涡轮叶片等进行搅拌。
[0113] 例如,相对于调色剂母粒的悬浮液的固体成分(即调色剂母粒)100质量份,以使得带电控制树脂的细粒的悬浮液的固体成分(即带电控制树脂)为例如0.1~5质量份、优选0.5~3质量份的共混量,将带电控制树脂的细粒的悬浮液与调色剂母粒的悬浮液共混。
[0114] 随后,对带电控制树脂的细粒的悬浮液与调色剂母粒的悬浮液的混合物进行加热(S4)。
[0115] 加热条件没有具体限制。例如,当调色剂母粒的Tg(玻璃化转变温度)比带电控制树脂的Tg低时,在相对于调色剂母粒的Tg为+0~5℃范围内的温度下进行加热并持续10~60分钟。当调色剂母粒的Tg比带电控制树脂的Tg高时,在相对于带电控制树脂的Tg为+0~5℃范围内的温度下进行加热并持续10~60分钟。
[0116] 通过添加pH调节剂如碱金属盐等可将加热期间混合物的pH调节至例如pH 6~10.5,优选pH 6~8。
[0117] 由此,形成其中带电控制树脂的细粒固定或紧固至调色剂母粒表面的调色剂球(球形调色剂粒子),从而得到其中分散有球形调色剂粒子的调色剂悬浮液。
[0118] 2.添加外部添加剂
[0119] 其后,如果需要,向调色剂悬浮液中添加外部添加剂(S5)。添加外部添加剂的目的在于调节例如调色剂的带电性能(荷电性能)、流动性和储存稳定性。所述外部添加剂由粒径(粒度)非常小于调色剂母粒的粒径的粒子构成。
[0120] 所述外部添加剂例示性地有例如无机粒子如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、硅铝复合氧化物、硅钛复合氧化物、其疏水处理过的材料(例如,利用硅油和/或硅烷偶联剂(例如,二氯二甲基硅烷、六甲基二硅氮烷和四甲基二硅氮烷)对二氧化硅细粉末进行处理能够得到疏水处理过的二氧化硅材料)等;和合成树脂粒子如甲基丙烯酸酯聚合物粒子、丙烯酸酯聚合物粒子、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物粒子、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物粒子、具有由苯乙烯聚合物构成的核和由甲基丙烯酸酯聚合物构成的壳的核-壳型粒子等。
[0121] 为了添加外部添加剂,例如,将外部添加剂分散在溶剂如乙醇等中以制备外部添加剂分散液。将所述外部添加剂分散液添加至调色剂悬浮液中,随后相互混合。
[0122] 外部添加剂的共混没有具体限制。然而,相对于调色剂悬浮液的固体成分(即球形调色剂粒子)100质量份,以例如0.1~6质量份的量将所述外部添加剂共混。
[0123] 3.形成调色剂块
[0124] (1)调节调色剂悬浮液的水量
[0125] 随后,为了形成调色剂块,将调色剂悬浮液的水量调节至例如32.5~37质量%,优选33~35质量%(S6)。
[0126] 如果调色剂悬浮液的水量超过如上所述的范围,则在得到的调色剂块中球形调色剂粒子相对致密地相互聚集或集合,且使得所述调色剂块难以崩塌,这是不优选的。
[0127] 如果调色剂悬浮液的水量比上述范围小,则在某些情况中调色剂悬浮液处于不具有流动性的饼状(即,球形调色剂粒子的聚集体(如后文所述)),这是不优选的。
[0128] 为了调节调色剂悬浮液的水量,例如,对调色剂悬浮液进行过滤,从而获得上述水量。
[0129] 特别地,首先,利用蒸馏水对调色剂悬浮液进行稀释,使得固体含量为10质量%(即,水量为90质量%)。随后,对稀释的调色剂悬浮液(水量:90质量%)进行过滤。在该工序中,测量回收的滤液的质量。当回收其量使得调色剂悬浮液的水量在上述范围内的滤液时,停止过滤。
[0130] 按上述调节了水量的所述调色剂悬浮液是显示胀流性的胀流型流体。此处,所述胀流型流体是具有使得其表观粘度随剪切应力的增加而增大的反常粘度的流体。换言之,所述胀流型流体在剧烈变形方面的行为类似于固体物质,且在缓慢变形方面仍保持流体状态。
[0131] (2)水的吸收和干燥
[0132] 随后,为了形成调色剂块,将其中调节了水量的调色剂悬浮液倒入由吸水性材料(吸收材料或吸收剂)形成的吸水性材料容器中(S7)。
[0133] 所述吸水性材料容器被形成为具有带有底部的框架形状,所述框架形状具有底壁和从所述底壁直立设置的侧壁。整个吸水性材料容器由吸水性材料形成。
[0134] 所述吸水性材料例示性地有例如多孔过滤器如滤纸、膜过滤器、无纺布过滤器(例如玻璃纤维过滤器)等;多孔材料如海绵状多孔材料如多孔陶瓷、橡胶泡沫等;和布或织物如无纺布、机织布、针织布等。
[0135] 所述吸水性材料的吸水速度为例如在3分钟内、优选在2分钟内吸收0.2ml水的吸水速度。换言之,所述吸水性材料的吸水速度不小于0.0011ml/秒,优选不小于0.0017ml/秒。
[0136] 每单位质量(1g)吸水性材料的吸水量为例如0.9~10g,优选1~5g。
[0137] 当将调色剂悬浮液倒入吸水性材料容器中时,则调色剂悬浮液中包含的水的一部分被吸水性材料容器吸收,且形成球形调色剂粒子聚集体以具有与吸水性材料容器的形状相对应的块状。所述球形调色剂粒子的聚集体呈饼状。在球形调色剂粒子的聚集体中含有未被吸水性材料容器吸收的水。
[0138] 在将调色剂悬浮液倒入吸水性材料容器中之后,直至形成球形调色剂粒子聚集体所消耗的时间(吸水时间,下文中保持相同定义)为例如不超过150秒,优选不超过100秒。
[0139] 为了测量吸水时间,首先,例如将调色剂悬浮液(与二氧化硅共混)倒入吸水性材料容器中,同时开始测量。随后,在通过吸水性材料从球形调色剂粒子的聚集体中吸收多余水(处于从聚集体表面渗出的状态的水)时提供的终点处,结束测量。
[0140] 所述球形调色剂粒子的聚集体的水含量为例如不超过32.3质量%,优选不超过31.8质量%。
[0141] 为了测量水含量,首先,例如从得到的球形调色剂粒子的聚集体中取样约1g(干燥之前的质量)。随后,对取样的聚集体进行干燥以测量干燥后的聚集体的质量(干燥之后的质量)。将干燥之后的质量相对于干燥之前的质量的百分比规定为水含量。
[0142] 随后,将吸水性材料容器用作模具,并例如通过诸如风干等的干燥方法对球形调色剂粒子的聚集体进行干燥(S8)。
[0143] 由此,形成其中球形调色剂粒子发生聚集或集合的调色剂块。
[0144] 具有胀流性的物体如胀流型流体显示出类似于静止状态中的液体的流动性。由此认为,为了在其中调节了水量的调色剂悬浮液中的调色剂粒子之间显示流动性,需要存在空间(space)。另一方面,仅当水量在预定范围内时,胀流型流体才显示胀流性。当水量低于预定范围时,胀流型流体不会显示胀流性且其流动性会失去。此处,当从作为胀流型流体的调色剂悬浮液中除去水时,所述调色剂粒子以调色剂粒子之间的空间在一定程度上被保持的状态相互固定或固着。结果,如图4A中所示,形成了作为调色剂凝聚物的调色剂块,其中在调色剂粒子之间形成小的空间。在本发明中短语“饼形式的球形调色剂粒子的聚集体”是指球形调色剂粒子以调色剂粒子之间的空间在一定程度上被保持的状态相互固定或固着,如图4A中所示。以这种方式形成的调色剂块在调色剂粒子之间具有空间,且调色剂粒子之间的内聚力松散,由此通过相对小的应力能够将调色剂粒子压碎或粉碎成单独的调色剂粒子。另一方面,当从不是胀流型流体的调色剂悬浮液中除去水以形成调色剂块时,调色剂粒子被相互牢固地固定或固着,如图4B中所示。由此,调色剂粒子之间的内聚力强,使得通过相对小的应力不可能将调色剂粒子压碎或粉碎成单独的调色剂粒子。
[0145] 此处,如上所述,当将其中调节了水量的调色剂悬浮液倒入由吸水性材料形成的吸水性材料容器中时,水快速地从调色剂悬浮液转移到吸水性材料中。结果,调色剂粒子以所述调色剂粒子之间形成空间的状态(松散的凝聚物状态)相互固定或固着。此外,当将调色剂悬浮液倒在固定的调色剂粒子上时,水通过固定的调色剂粒子之间的空间快速地从调色剂悬浮液转移到吸水性材料中。结果,即使当另外倒入调色剂悬浮液时,调色剂粒子仍以所述调色剂粒子之间形成空间的状态(松散的凝聚物状态)相互固定或固着。如上所述,通过将其中调节了水量的调色剂悬浮液倒入吸水性材料容器中可快速地将水从调色剂悬浮液中除去,且可容易地形成其中在调色剂粒子之间形成小空间的调色剂块作为调色剂凝聚物。
[0146] 4.调色剂块
[0147] 得到的调色剂块的堆密度为例如0.3~0.8g/ml,优选0.45~0.7g/ml。
[0148] 得到的调色剂块的填充率为例如30%~69%,优选39%~65%。
[0149] 得到的调色剂块的最大压缩应力为例如80000~550000N/m2,优选90000~2
500000N/m。调色剂块的内应力(后述的最大压缩应力、最大剪切应力等)的大小与在显影单元内将调色剂块压碎或粉碎成粉末状(解聚的调色剂粒子)所需要的应力大小相对应。
[0150] 为了测量调色剂块的最大压缩应力,首先,对调色剂块进行切割以形成基本上棱柱状的试验片。
[0151] 特别地,至于试验片的大小,假定一个任意边(称作“纵边”,下文中保持相同定义)的长度为纵向长度,垂直于所述纵边的另一个边(称作“横边”,下文中保持相同定义)的长度为横向长度,且同时垂直于纵边和横边的一个边的长度为厚度。在这种假定下,纵向长度为例如10~20mm,横向长度为例如10~20mm,厚度为例如5~10mm。
[0152] 随后,为了测量调色剂块的最大压缩应力,如图2A中所示,通过使用压缩试验机1在厚度方向上对试验片S进行压制或加压,并测量压制力(加压力),所述压制力是在试验片S崩塌时所施加的力。
[0153] 所述压缩试验机1具有放置试验片S的底座2、和设置在所述底座2上的压缩构件3,二者之间具有间隔距离。
[0154] 所述底座2具有如下上表面,所述上表面是用于在其上水平放置试验片S的水平表面。在所述水平表面上形成细小的凹凸(突出/凹入)使得试验片S不会滑动。
[0155] 所述压缩构件3被形成为具有在上下方向上延伸的基本圆柱形状。以可在上下方向上来回移动的方式设置所述压缩构件3。所述压缩构件3的下表面的直径比所述试验片S的纵向长度和横向长度都短。具体地,所述压缩构件3的下表面的直径为5~10mm。
[0156] 或者,可将商购获得的粉末流动性试验机用作如上所述的压缩试验机1。例如,可使用粉末流变仪FT-4(由Freedman Technology制造)。
[0157] 将试验片S放在底座2的上表面上,使得试验片S的厚度方向沿着上下方向,并在不旋转压缩构件3的条件下向下移动压缩构件3。
[0158] 由此,使得压缩构件3的下表面从上侧与试验片S的上表面邻接,并通过压缩构件3对试验片S进行加压。
[0159] 此外,通过压缩构件3,使得施加在试验片S上的压缩构件3的压制力(加压力)逐渐增大,直至试验片S崩塌,从而测量在通过压缩构件3使得试验片S崩塌时施加在试验片S上的压缩构件3的压制力。
[0160] 将测得的压制力除以压缩构件3下表面的面积尺寸,从而获得调色剂块的最大压缩应力。
[0161] 另一方面,得到的调色剂块的最大剪切应力为例如120~1800N/m2,优选150~2
1650N/m。
[0162] 为了测量调色剂块的最大剪切应力,如图2B中所示,使用上述压缩试验机1,并将试验片S放在底座2的上表面上,使得试验片S的厚度方向沿着上下方向。在旋转压缩构件3的同时向下移动压缩构件3。
[0163] 在这种情况中,在旋转的同时向下移动压缩构件3。因此,伴随压缩构件3的向下移动,在压缩构件3的外周表面上的任意一点P以描绘螺旋线的方式移动。所述螺旋线的螺旋角为例如约30°。
[0164] 所述压缩构件3下表面的直径比试验片S的纵向长度和横向长度都长。具体地,所述压缩构件3下表面的直径为约50mm。
[0165] 测量在通过压缩构件3使试验片S崩塌时压缩构件3施加到试验片S上的剪切力。
[0166] 将测得的剪切力除以试验片S上表面的面积尺寸,从而获得调色剂块的最大剪切应力。
[0167] 将最大剪切应力除以试验片S的厚度,从而获得每单位厚度调色剂块的剪切应力。
[0168] 每单位厚度调色剂块的剪切应力为例如25000~230000N/m2,优选30000~2
200000N/m。
[0169] 5.将调色剂块装入显影盒中
[0170] 如图3中所示,将调色剂块装入为图像形成装置(未示出)如激光打印机等设置的显影单元11中。
[0171] 所述显影单元11包括在一个端部设置的显影辊12,用于负载调色剂。所述显影单元11被形成为具有基本上箱形的形状,所述箱形的形状在显影辊12的轴向上为长度方向。此外,所述显影单元11具有收容调色剂块的调色剂收容部13和可旋转地支持显影辊12的显影部14。
[0172] 调色剂收容部13设置在显影单元11另一侧的一半部分处,且形成为具有基本上箱形的形状。所述调色剂收容部13具有压制构件15和切削剥落构件16。
[0173] 所述压制构件15形成为具有在显影辊12的轴向上延伸的平板形状。所述压制构件15配置在调色剂收容部13内、在另一侧上布置的调色剂收容部13的壁的一侧上。此外,以可在一个方向和另一个方向滑动的方式设置所述压制构件15。所述压制构件15始终由施力构件(未示出)从另一侧向一侧施力。
[0174] 切削剥落构件16与压制构件15的一侧对向布置,且所述切削剥落构件16形成为具有包含大量通孔18的平板形状。具体地,通过多孔板如冲孔金属等或筛网(mesh)状构件如金属筛网等形成所述切削剥落构件16。此外,以在显影辊的轴向上可往复滑动的方式形成所述切削剥落构件16。在由调色剂收容部13的一个端部设置的传感器19所提供的空信号的基础上,根据由驱动源(未示出)所传送的驱动力使切削剥落构件16产生滑动。
[0175] 显影部14设置在显影单元11一侧的一半部分处,使得显影部14与调色剂收容部13连通。所述显影部14设置有供给辊17。
[0176] 所述供给辊17配置在显影辊12的另一侧上。所述供给辊17从另一侧与显影辊12接触。
[0177] 为了将调色剂块装入显影单元11中,将调色剂块配置在压制构件15与切削剥落构件16之间,同时使压制构件15对抗施力构件(未示出)的施力向另一侧滑动。
[0178] 当将压制构件15从向另一侧的滑动运动中解除时,则压制构件15因施力构件(未示出)的施力而向一侧滑动,且压制构件15从另一侧与调色剂块邻接。因此,通过压制构件15将调色剂块压向切削剥落构件16。调色剂块在一个端部处与切削剥落构件16邻接。即,调色剂块夹在压制构件15和切削剥落构件16之间。
[0179] 由此,完成了将调色剂块装入显影单元11中。
[0180] 6.显影操作
[0181] 当在图像形成装置(未示出)中驱动其中已装入调色剂块的显影单元11时,使切削剥落部16在显影辊12的轴向上往复滑动。
[0182] 由此,对与切削剥落部16邻接的调色剂块进行压缩、剪切和粉碎,并将调色剂块解开为粉末形式。在该工序中,聚集的球形调色剂粒子相互分离,使得球形调色剂粒子通过切削剥落构件16的通孔18,且所述球形调色剂粒子被供应至显影部14。
[0183] 在显影辊12与供给辊17之间对供应至显影部14的球形调色剂粒子进行摩擦带电(荷电),并将球形调色剂粒子供应至感光构件(未示出)。
[0184] 7.功能和效果
[0185] 根据本发明的调色剂块,通过将球形调色剂粒子聚集或集合而形成所述调色剂块。因此,当将调色剂块装入显影盒中时,可防止球形调色剂粒子飞散。
[0186] 此外,所述调色剂块被调节为具有0.3~0.8g/ml的堆密度。此外,所述调色剂块被调节为具有30%~69%的填充率。
[0187] 即,通过将球形调色剂粒子相对松散地相互聚集(凝聚)而形成调色剂块。
[0188] 具体地,所述调色剂块的最大压缩应力为80000~550000N/m2,且所述调色剂块的2
最大剪切应力为120~1800N/m。
[0189] 因此,能够容易地将调色剂块解开从而在显影盒中提供球形调色剂粒子的粉末。
[0190] 实施例
[0191] 下面通过实施例例示性地对制造调色剂块的方法进行更具体地说明。在下列说明中,除非另有具体说明,否则“份”和“%”均以质量为基础。根据稍后所述的测量方法测量了各种物理性能。
[0192] 实施例1
[0193] 1.制备调色剂悬浮液
[0194] (1)制备调色剂母粒的悬浮液
[0195] (1-1)制备母体细粒的悬浮液
[0196] (1-1-1)制备聚酯树脂乳状液
[0197] 对15质量份的聚酯树脂(ER508,Tg:62.1℃,Mn(数均分子量):3700,Mw(重均分子量):113000,凝胶含量:小于2wt%,酸值:6.8KOH mg/g,由三菱丽阳株式会社制造),15质量份的碳黑(#260,由三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corporation)制造)和70质量份的MEK(由关东化学株式会社(Kanto Kagaku)制造,Cica一级)相互进行混合,并利用均化器(转子定子型,轴22F,DIAX-90型,由海道夫(Heidolph)制造)在10000rpm的转数下搅拌10分钟,由此得到着色剂分散液。
[0198] 将100质量份的着色剂分散液和450质量份的氧化锆小珠(直径:1mm)引入珠磨机(RMB-04,由IMEX Co.,Ltd.制造)中,随后在2000rpm的搅拌速度下处理60分钟。
[0199] 随后,将671.15质量份的MEK与60.6质量份的着色剂分散液缓慢地混合。其后,对150.9质量份的聚酯树脂(ER508)与12.73质量份基于酯的蜡(Nissan Elector WEP3,由日本油脂株式会社(NOFCORPORATION)制造)进行混合并搅拌,在70℃的液体温度下对混合物进行加热并搅拌以得到聚酯树脂液体。
[0200] 将900质量份的蒸馏水和9.0质量份的1N氢氧化钠水溶液单独地相互混合,并将混合物加热至70℃以得到水基介质。
[0201] 将全部量的水基介质和全部量的聚酯树脂液体引入到2L烧杯中,随后相互混合。利用均化器在16000rpm转数下对混合物进行搅拌和乳化并持续30分钟,从而得到聚酯树脂乳状液。
[0202] (1-1-2)从聚酯树脂液体中除去有机溶剂
[0203] 在向气相中供应氮气的同时在80℃下对聚酯树脂乳状液进行加热并搅拌以除去MEK,并得到其中分散有母体细粒的母体细粒悬浮液。
[0204] 所述母体细粒悬浮液的固体成分浓度为23.1质量%。
[0205] 在母体细粒悬浮液中母体细粒的体积平均粒径,以中值粒径计为0.275μm。
[0206] (1-2)母体细粒的凝聚和熔合
[0207] 随后,将母体细粒的悬浮液转移至2L的圆形可拆式烧瓶中,并将其与非离子表面活性剂(Noigen XL-70,由第一工业制药株式会社(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.Ltd.)制造)的5%水溶液60质量份进行混合,随后利用蒸馏水进行稀释以制备具有10%固体成分浓度的母体细粒悬浮液的稀释液体1600质量份。
[0208] 向稀释液体中添加0.2N的氯化铝水溶液31质量份以作为凝聚剂,随后利用均化器在8000rpm转数的高速下进行混合。
[0209] 使用均化器混合5分钟,然后引入0.2N的氢氧化钠水溶液6质量份,随后利用均化器在8000rpm的转数下另外搅拌5分钟。
[0210] 其后,利用设置成提供尖端圆周速度为约1.3米/秒的转数的六个平板涡轮叶片(φ75mm)搅拌30分钟,同时在45℃的水浴中对2L的可拆式烧瓶进行加热以使母体细粒发生凝聚。其后,引入0.2N的氢氧化钠水溶液40质量份以作为凝聚停止剂,然后将六个平板涡轮叶片(φ75mm)减速,使得尖端圆周速度为约0.75米/秒,随后搅拌10分钟。
[0211] 其后在继续搅拌的同时,在1℃/分钟的升温速度下将温度升至95℃,并在95℃下搅拌150分钟。
[0212] 通过使用光学显微镜对母体细粒的悬浮液进行观察,并确认形成了球形调色剂母粒。其后,进行冷却。
[0213] 在冷却之后,利用Coulter Multisizer II(孔径:100μm,由贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter)制造)测量了调色剂母粒的粒径。
[0214] 所述调色剂母粒的数均粒径Dn为7.12μm,且调色剂母粒的体积平均粒径Dv为8.27μm。
[0215] 基于数量的粒径不超过5μm的调色剂母粒的含量为7.3%。
[0216] 基于体积的粒径不超过20μm的调色剂母粒的含量为0.43%。
[0217] 将冷却的调色剂母粒悬浮液静置过夜以沉淀调色剂母粒,并将上清液丢弃。
[0218] 其后,向沉淀的调色剂母粒中添加500质量份的蒸馏水,随后搅拌以再分散调色剂母粒。使用滤纸(No.5B,由ADVANTEC TOYO制造)进行过滤。
[0219] 将滤渣(调色剂母粒)再分散在蒸馏水中以得到具有10质量%固体含量的调色剂母粒悬浮液。
[0220] (2)制备带电控制树脂的细粒的悬浮液
[0221] (2-1)制备带电控制树脂的乳状液
[0222] 准备了带电控制树脂(产品名称:“FCA-201PS”,由藤仓化成株式会社制造)。
[0223] 将82.5质量份的MEK与17.5质量份的带电控制树脂混合并搅拌,将带电控制树脂溶于MEK中以得到带电控制树脂液体。
[0224] 将100质量份的蒸馏水与全部量的带电控制树脂液体混合,随后通过使用均化器(转子定子型,轴18F,转子直径:12.5mm,DIAX-900型,由海道夫制造)在16000rpm的转数下(尖端圆周速度:10.5米/秒)下搅拌和乳化并持续20分钟,从而得到带电控制树脂的乳状液。
[0225] (2-2)制备带电控制树脂的细粒的悬浮液
[0226] 将得到的乳状液转移至1L的可拆式烧瓶中,在向气相中供应氮的同时,通过在60℃下进行加热和搅拌并持续45分钟而将MEK挥发并除去,从而得到带电控制树脂细粒分散液,其中分散有带电控制树脂的细粒(固体含量:19.5质量%)。
[0227] (3)将带电控制树脂的细粒固定至调色剂母粒
[0228] 在利用六个平板涡轮叶片(φ75mm)在150rpm下进行搅拌的同时,在60℃的热水浴中对在上述(1-2)中得到的调色剂母粒的悬浮液(固体含量:10质量%)1600质量份进行加热和搅拌并持续20分钟。
[0229] 随后,将带电控制树脂的细粒的悬浮液(固体含量:19.5质量%)8.21质量份(作为带电控制树脂的细粒为1.6质量份)与加热的调色剂母粒悬浮液混合以制备混合物液体,在保持浴温的同时将所述混合物液体搅拌20分钟。
[0230] 其后,在进行搅拌的同时,将混合物液体冷却至约30℃。利用500质量份的蒸馏水对通过进行过滤而得到的滤渣(球形调色剂粒子)洗涤两次。其后,添加蒸馏水以得到具有10质量%固体含量的调色剂悬浮液。
[0231] 2.添加外部添加剂
[0232] 将1.5质量份的HVK2150(疏水性二氧化硅,BET比表面积:90~130mg/100ml,由科莱恩公司(Clariant)制造)和2.5质量份NA50Y(疏水性二氧化硅,BET比表面积:30~50mg/100ml,由Aerosil制造)与100质量份的乙醇(由关东化学株式会社制造,Cica一级)单独地共混,并使用超声分散机(28kHz,650W)进行超声处理以得到二氧化硅分散液。
[0233] 向在上述(3)中得到的调色剂悬浮液(固体含量:10质量%)1500质量份中添加得到的二氧化硅分散液14质量份,并使用超声分散机(28kHz,650W)进行超声处理。
[0234] 其后,对添加了二氧化硅分散液的所述调色剂悬浮液进行过滤,并利用500质量份的蒸馏水对得到的滤渣(共混有二氧化硅的球形调色剂粒子)洗涤两次。其后,添加蒸馏水以得到具有10质量%固体含量的调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)。
[0235] 3.形成调色剂块
[0236] (1)调节调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)的水量
[0237] 对得到的调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)(固体含量:10质量%,水含量:90质量%)进行过滤(滤纸:No.5B,由ADVANTEC TOYO制造),并将调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)的水含量调节至表2中所示的水量。得到的调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)为胀流型流体。
[0238] 通过检验下列两种现象来判断得到的调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)是否为胀流型流体。首先,当将约30ml的调色剂悬浮液试样装入50ml烧杯中并静置时,检验调色剂悬浮液试样的表面是否象液体表面一样平滑。第二,将不锈钢板(宽20mm,长200mm,厚1mm)垂直插入到装有调色剂悬浮液试样的烧杯中,然后以3米/秒的速率在垂直方向上将不锈钢板向上拔起。在这种情况中,检验是否烧杯的至少一部分会与不锈钢板一起上升。应注意,将不锈钢板插入调色剂悬浮液试样中约30mm。通过检验上述两种现象,检验在调色剂悬浮液中是否“表观粘度随剪切应力的增加而增大”且调色剂悬浮液是否是胀流型流体。通过前一种现象可检验调色剂悬浮液是否“相对于缓慢变形显示流动性”,通过后一种现象可检验调色剂悬浮液是否“相对于剧烈变形显示类似于固体物质的行为”。
[0239] (2)吸水和干燥
[0240] 将其中调节了水量的调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)倒入具有基本上矩形的带有底部的框架形状的吸水性材料容器(长300mm×宽300mm×深15mm)中,并使其吸收水以得到球形调色剂粒子的聚集体或集合体,所述吸水性材料容器由下表2中所示类型的吸水性材料构成。将与形成吸水性材料容器的吸水性材料相同的吸水性材料10片重叠并配置在吸水性材料容器的下面或下方。
[0241] 将在调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)倒入吸水性材料容器中之后,直至得到球形调色剂粒子的聚集体所消耗的时间(吸水时间)示于表2中。
[0242] 为了测量吸水时间,首先,将调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)倒入吸水性材料容器中,同时开始测量。随后,在通过吸水性材料从球形调色剂粒子的聚集体中吸收掉多余水(处于从聚集体表面渗出的状态的水)时提供的终点处,结束测量。
[0243] 将得到的球形调色剂粒子的聚集体的水含量示于表2中。
[0244] 为了测量水含量,首先,从得到的球形调色剂粒子的聚集体中取样约1g(干燥之前的质量),然后,对取样的聚集体进行干燥以测量干燥后的聚集体的质量(干燥之后的质量)。将干燥之后的质量相对于干燥之前的质量的百分比规定为水含量。
[0245] 随后,将吸水性材料容器用作模具,并利用风干对球形调色剂粒子的聚集体进行干燥。由此,得到调色剂块。
[0246] 实施例2~16
[0247] 除了按表2中所示对调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)的水量进行调节、从而通过使用表2中所示的吸水性材料而得到具有表2中所示水含量的球形调色剂粒子的聚集体之外,以与实施例1中相同的方式得到调色剂块。需指出,通过使用上文所述的方法,检验出其中调节了水量的所述调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)为胀流型流体。
[0248] 比较例1
[0249] 除了在不调节调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)的水量的条件下将调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)(固体含量:10质量%,水含量:90质量%)引入到吸水性材料容器中之外,以与实施例1中相同的方式得到了调色剂块。所述调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)不是胀流型流体。
[0250] 比较例2~6
[0251] 除了按表2中所示对调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)的水量进行调节、从而使用表2中所示的吸水性材料得到具有表2中所示水含量的球形调色剂粒子的聚集体之外,以与实施例1中相同的方式得到了调色剂块。其中调节了水量的所述调色剂悬浮液(共混有二氧化硅)不是胀流型流体。
[0252] 测量固体含量的方法
[0253] 在铝容器中取样2~20g测量对象以测量干燥之前的质量。在47℃下在内部送风环境下的干燥机中进行干燥并持续不小于24小时以测量非挥发性成分的质量。计算非挥发性成分的质量相对于干燥之前的质量的百分比以作为固体含量(质量%)。
[0254] 测量母体细粒的平均粒径
[0255] 通过使用微跟踪粒度分布测量装置(UPA150,由日机装(NikkisoCo.,Ltd.)制造)对各种母体细粒悬浮液中的母体细粒的体积平均粒径进行测量。
[0256] 将纯水用作稀释溶剂。将溶剂的折射率设定为1.33,并将母体细粒的折射率设定为1.91。
[0257] 测量调色剂母粒和球形调色剂粒子的平均粒径
[0258] 使用粒度分布测量装置(由贝克曼库尔特制造的Coulter MultisizerII)。通过使用其中孔径为100μm的装置进行测量。
[0259] (1)调色剂母粒的平均粒径
[0260] 将调色剂母粒的悬浮液引入到粒度分布测量装置的测量单元中,使得获得由所述装置的显示单元指示的适量浓度范围以测量基于体积的平均粒径。
[0261] (2)球形调色剂粒子的平均粒径
[0262] (2-1)在调色剂悬浮液中的球形调色剂粒子
[0263] 通过吸注器或滴管(2ml)将几滴(3~5滴)调色剂悬浮液引入到粒度分布测量装置的测量单元中以测量基于体积的平均粒径。将结果示于表2中。
[0264] (2-2)调色剂块中的球形调色剂粒子
[0265] 将调色剂块放置或安装在筛网(孔径/丝径=250μm/173μm)上,并将调色剂块2
紧靠在筛网上,使得在30g/cm 的压力下压制调色剂块。
[0266] 取样或收集约45mg通过所述筛网的球形调色剂粒子,将其分散在4质量%的分散剂(COULTER Dispersant Type IC NONIONIC)水溶液250ml中以得到分散液。使用超声洗涤机(ULTRASONIC CLEANERVS-100,50Hz,100W)实施分散过程并持续30秒。
[0267] 将得到的分散液引入到粒度分布测量装置的测量单元中,从而获得由所述装置的显示单元指示的适量浓度范围以测量基于体积的平均粒径。将结果示于表2中。
[0268] 吸水性材料的吸水性能的评价
[0269] (1)吸水度
[0270] 在20℃下,将切割成具有约1cm宽度的带状细长形状的吸水性材料静置于蒸馏水中以测量在10分钟时间期间上升的水的高度。将结果示于表1中。
[0271] (2)吸水量
[0272] 首先,通过使用吸注器或滴管,使得吸水性材料吸收水。
[0273] 随后,在吸水性材料不吸收水的时间点处(在水渗出至吸水性材料的表面且吸水性材料的表面出现光泽的时间点处),将多余的水(从吸水性材料表面渗出的水)擦掉,然后,测量吸水之后吸水性材料的质量。
[0274] 单独地测量未经历吸水的吸水性材料的质量,并根据如下表达式计算每单位质量的吸水量。将结果示于表1中。
[0275] 表达式:(“吸水后吸水性材料的质量”-“未经历吸水的吸水性材料的质量”)/“未经历吸水的吸水性材料的质量”
[0276] (3)吸水速度
[0277] 通过使用微量注射器将0.2ml的蒸馏水滴在吸水性材料上。
[0278] 对滴下蒸馏水之后直至滴下的蒸馏水的水滴渗入吸水性材料中(直至水滴的光泽消失)所消耗的时间进行测量。将结果示于表1中。
[0279] 测量调色剂块的内应力
[0280] 从各个实施例和各个比较例的每个调色剂块切割出具有表2中所示尺寸的试验片以测量调色剂块的内应力。
[0281] (1)测量压缩应力
[0282] 将粉末流变仪FT-4(由Freedman Technology制造)用作压缩试验机,并按如上所述,如图2A中所示,在厚度方向上对试验片进行加压以测量在试验片崩塌(处于变形或毁坏的状态)时所获得的压制力。压缩构件下表面的直径为7.7mm。
[0283] 将测得的压制力除以压缩构件下表面的面积尺寸,从而提供调色剂块的最大压缩应力。将结果示于表2中。
[0284] (2)测量剪切应力
[0285] 将粉末流变仪FT-4(由Freedman Technology制造)用作压缩试验机,并按如上所述,如图2B中所示,在旋转压缩构件的同时,在厚度方向上对试验片进行加压以测量在试验片崩塌(处于变形或毁坏的状态)时所获得的剪切力。
[0286] 在该工序中,向下移动压缩构件,使得螺旋角为30°。压缩构件下表面的直径为47mm。
[0287] 将测得的剪切力除以试验片上表面的面积尺寸,从而提供调色剂块的最大剪切应力。将结果示于表2中。
[0288] 将最大剪切应力除以试验片的厚度,从而提供每单位厚度调色剂块的剪切应力。将结果示于表2中。
[0289] 调色剂块的性能试验
[0290] (1)调色剂块的装料
[0291] 以与上述显影单元相同的方式将压制构件和切削剥落构件安装在为激光打印机(由兄弟工业株式会社(Brother Industries,Ltd.)制造的HL-5240)提供的显影单元(由兄弟工业株式会社制造的TN580)的调色剂收容室中(参见图3),从而制造试验用显影单元。
[0292] 将各个实施例和比较例的调色剂块配置并插入到压制构件和切削剥落构件之间,同时使得压制构件在试验用显影单元中滑动。
[0293] (2)印刷雾(printing fog)
[0294] 随后,驱动显影单元以对各个实施例和比较例的调色剂块进行切削或刮擦(削刮)以评价得到的球形调色剂粒子粉末的印刷图像品质。
[0295] 首先,将打印纸(由施乐公司(Xerox)制造的420020lb)设置在激光打印机上以打印出白色实地图像。
[0296] 利用REFLECT METER MODEL TC-6MC(由东京电色株式会社(Tokyo Denshoku Co.,Ltd.)制造)测量白色实地图像的白度(a1)和未使用的4200打印纸20lb(由施乐制造)的白度(a0)。
[0297] 将白度差(a0-a1)作为印刷雾示于表2中。
[0298] (3)感光构件的转印残留
[0299] 随后,打印实地图像,并在打印途中停止激光打印机。
[0300] 将显影单元(TN580)和具有感光构件的感光构件单元取出。在感光构件表面中,对完成与转印辊的接触之后的部分立即仅粘贴一次修补带(由Scotch制造),并快速将修补带分离。由此,收集未转印到打印纸上的调色剂(转移残留调色剂)。
[0301] 将粘附了转印残留调色剂的修补带粘贴到未使用的4200打印纸20lb(由施乐制造)上,并使用REFLECT METER MODEL TC-6MC(由东京电色株式会社制造)测量白度(b1)。
[0302] 单独地将未粘附转印残留调色剂的修补带(由Scotch制造)粘贴到未使用的4200打印纸20lb(由施乐制造)上,并以与上述相同的方式测量了白度(b0)。
[0303] 将白度差(b0-b1)以感光构件转印残留的方式示于表2中。
[0304] 在上述说明书中,对球形调色剂粒子作了解释。但是,本发明并非必然限于球形调色剂粒子,而是可适用于任何形状的调色剂粒子。
[0305] 表1
[0306]
[0307] 表2
[0308]
[0309] 表2(续)
[0310]
[0311] 表2(续)
[0312]