ТОНЕР, ПРОЯВИТЕЛЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
TONER, DEVELOPER AND IMAGE FORMING APPARATUS

Область техники
Данное изобретение относится к тонеру, проявителю, использующему такой тонер, и устройству для формирования изображения с применением данного тонера.
Предшествующий уровень техники
В последние годы, для тонеров требовалось иметь указанные ниже свойства: а именно, меньший диаметр частиц и устойчивость к горячему смещению для предоставления выходных изображений повышенного качества; способность к низкотемпературному фиксированию для энергосбережения и стабильность термостойкости при хранении для устойчивости в условиях окружающей среды с высокой температурой и высокой влажностью во время хранения или транспортировки после изготовления. В особенности, улучшение способности к низкотемпературному фиксированию является очень важным, поскольку потребление энергии для фиксирования составляет значительную часть в потреблении энергии для процесса формирования изображения в целом.
До настоящего времени использовали тонеры, изготовленные способом перемешивания и измельчения. Однако тонеры, изготовленные способом перемешивания и измельчения, имеют следующие проблемы: диаметр их частиц трудно уменьшить; их аморфная форма и широкое распределение частиц по диаметру приводят к неудовлетворительному качеству выводимых изображений; и большое количество энергии требуется для фиксирования. Когда воск (т.е. антиадгезионный агент) добавляют к тонеру в способе перемешивания и измельчения с целью улучшения способности к фиксированию, большое количество воска присутствует на поверхностях тонера, поскольку перемешанный тестообразный продукт расщепляется на поверхности раздела с воском во время измельчения в порошок. Вследствие этого, хотя проявляется антиадгезионное действие, тонер имеет тенденцию к осаждению (т.е. пленкообразованию) на носителе, фотопроводнике и ракельном ноже. Поэтому, имеет место проблема, заключающаяся в том, что тонер является неудовлетворительным с точки зрения эксплуатационных качеств в целом.
Для того, чтобы преодолеть вышеуказанные проблемы, связанные со способом перемешивания и измельчения, был предложен способ изготовления тонера способом полимеризации. Тонер, изготовленный способом полимеризации, может быть легко произведен таким, что имеет меньший диаметр частиц, может иметь более узкое распределение частиц по размеру, чем тонер, изготовленный способом перемешивания и измельчения, и может заключать в себе антиадгезионный агент. В качестве способа изготовления тонера в соответствии со способом полимеризации, был описан способ изготовления тонера с применением продукта реакции удлинения молекулярной цепи сложного полиэфира, модифицированного уретаном, в качестве связующего тонера, с целью улучшения способности к низкотемпературному фиксированию и устойчивости к горячему смещению (см., например, Патентный документ 1).
Кроме того, был описан способ изготовления тонера, который является превосходным в отношении всех характеристик, включающих стабильность термостойкости при хранении, способность к низкотемпературному фиксированию и устойчивость к горячему смещению, а также является превосходным в отношении сыпучести порошка и способности к переносу, когда тонер имеет малый диаметр частиц (см., например, Патентные документы 2 и 3). Кроме того, был описан способ изготовления тонера, включающий стадию выдерживания с целями изготовления связующего тонера, имеющего стабильное распределение молекулярной массы и достижения как способности к низкотемпературному фиксированию, так и устойчивости к горячему смещению (см., например, Патентные документы 4 и 5).
Однако вышеописанные технологии являются неудовлетворительными с точки зрения достижения высокого уровня способности к низкотемпературному фиксированию, в котором имеет место потребность в последние годы.
С целью достижения способности к низкотемпературному фиксированию при высоком уровне, был предложен тонер, который включает антиадгезионный агент и смолу, включающую кристаллическую сложнополиэфирную смолу, и имеет структуру с фазовым разделением, в виде островков в сплошной фазе, вследствие несовместимости между смолой и воском (см., например, Патентный документ 6). Кроме того, был предложен тонер, включающий кристаллическую сложнополиэфирную смолу, антиадгезионный агент и графт-сополимер (см., например, Патентный документ 7).
Список ссылок
Патентные документы
Патентный документ 1: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 11-133665
Патентный документ 2: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2002-287400
Патентный документ 3: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2002-351143
Патентный документ 4: Патент Японии № 2579150
Патентный документ 5: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2001-158819
Патентный документ 6: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2004-46095
Патентный документ 7: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2007-271789
Сущность изобретения
Техническая проблема
Данное изобретение направлено на решение вышеуказанных имеющихся проблем и предоставление тонера, обладающего превосходной способностью к низкотемпературному фиксированию, устойчивостью к горячему смещению, стабильностью термостойкости при хранении и стабильностью устойчивости к влаге и термостойкости при хранении, а также глянцевитостью изображения.
Решение проблемы
Средства для решения вышеуказанных проблем являются следующими.
А именно, тонер по данному изобретению включает по меньшей мере по меньшей мере пигмент, сложнополиэфирную смолу A, которая является нерастворимой в тетрагидрофуране (THF), и сложнополиэфирную смолу B, которая является растворимой в тетрагидрофуране (THF). Тонер удовлетворяет требованиям (1)-(3), приведенным ниже.
(1) Сложнополиэфирная смола A включает один или более алифатических диолов, включающих от 3 до 10 атомов углерода, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу A.
(2) Сложнополиэфирная смола B включает по меньшей мере алкиленгликоль в количестве 40 мол.% или более, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу B.
(3) Температура стеклования (Tg1st) тонера при первом нагревании при измерении тонера дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) составляет от 20°С до 50°С.
Действие данного изобретения
В соответствии с данным изобретением, возможно решить вышеуказанные имеющиеся проблемы и предоставить тонер, обладающий превосходной способностью к низкотемпературному фиксированию, устойчивостью к горячему смещению и стабильностью термостойкости при хранении, а также глянцевитостью изображения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематический, конфигурационный вид, иллюстрирующий типичное устройство для формирования изображения в соответствии с данным изобретением;
Фиг. 2 представляет собой схематический, конфигурационный вид, иллюстрирующий другое типичное устройство для формирования изображения в соответствии с данным изобретением;
Фиг. 3 представляет собой схематический, конфигурационный вид, иллюстрирующий другое типичное устройство для формирования изображения в соответствии с данным изобретением;
Фиг. 4 представляет собой частично увеличенный вид Фиг. 3; и
Фиг. 5 представляет схематический, конфигурационный вид, иллюстрирующий типичный технологический картридж.
Вариант осуществления данного изобретения
(Тонер)
Тонер по данному изобретению включает по меньшей мере пигмент и два вида сложнополиэфирных смол A и B и удовлетворяет требованиям с (1) по (3), описанным выше.
С целью улучшения способности к низкотемпературному фиксированию, подход, который может быть рассмотрен, заключается в снижении температур стеклования (Tg) или молекулярных масс сложнополиэфирных смол A и B таким образом, что сложнополиэфирные смолы A и B являются эвтектическими по отношению к кристаллической сложнополиэфирной смоле. Однако легко понять, что, когда температуры стеклования (Tg) или молекулярные массы сложнополиэфирных смол A и B просто уменьшены, чтобы уменьшить вязкость расплава, тонер ухудшен в стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему смещению во время фиксирования.
В противоположность этому, сложнополиэфирная смола A, которая является нерастворимой в тетрагидрофуране (THF), в тонере по данному изобретению включает диольный компонент в качестве составляющего компонента. Диольный компонент включает один или более алифатических диолов, включающих от 3 до 10 атомов углерода. Вследствие этого, температура стеклования (Tg) и вязкость расплава понижены, что делает возможным обеспечение способности к низкотемпературному фиксированию. Кроме того, сложнополиэфирная смола A включает трехатомный или четырехатомный алифатический спирт в качестве сшивающего компонента. В результате, сложнополиэфирная смола A имеет разветвленную структуру в молекулярном каркасе, что образует молекулярную цепь, имеющую трехмерную сетчатую структуру. Соответственно, сложнополиэфирная смола A имеет резиноподобные свойства, иными словами, сложнополиэфирная смола A деформируется при низкой температуре, однако без проявления текучести, делая возможным для тонера сохранение стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему смещению.
Трехосновные или более основные карбоновые кислоты или эпоксисоединения могут также быть использованы в качестве сшивающего компонента для сложнополиэфирной смолы A. При применении карбоновых кислот, однако, фиксированные изображения, полученные посредством фиксирования тонера нагреванием, могут проявлять неудовлетворительную глянцевитость, поскольку многие карбоновые кислоты являются ароматическими соединениями или плотность эфирных связей на участках сшивания становится высокой. В то же время, при применении сшивающего агента, такого как эпоксисоединения, сложный полиэфир должен быть подвергнут реакции сшивания после полимеризации. Вследствие этого, расстояние между местами образования поперечных связей трудно регулировать, желательная вязкоупругость не может быть достигнута, и эпоксисоединения имеют тенденцию к реакционному взаимодействию с олигомерами, образованными во время процесса изготовления сложного полиэфира, чтобы образовать составляющие, имеющие высокую плотность поперечных связей, потенциально приводящие к неравномерным фиксированным изображениям, имеющим низкую плотность изображения или глянцевитость.
<Сложнополиэфирная смола A, нерастворимая в тетрагидрофуране (THF)>
Сложнополиэфирная смола A включает диольный компонент и сшивающий компонент в качестве составляющих компонентов и предпочтительно дополнительно включает компонент дикарбоновой кислоты.
Диольный компонент включает один или более алифатических диолов, включающих от 3 до 10 атомов углерода, и количество одного или нескольких включенных алифатических диолов составляет предпочтительно 50 мол.% или более, более предпочтительно 80 мол.% или более.
Примеры алифатических диолов, включающих от 3 до 10 атомов углерода, включают 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 2- метил-1,3-пропандиол, 1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,10-декандиол и 1,12-додекандиол.
Диольный компонент сложнополиэфирной смолы A предпочтительно включает участок основной цепи, включающий нечетное число атомов углерода, и алкильную группу в боковой цепи. Подобным образом, алифатические диолы, содержащие от 3 до 10 атомов углерода, также предпочтительно имеют структуру, представленную Общей формулой (1) ниже:
HO-(CR<sup>1</sup>R<sup>2</sup>)<sub>n</sub>-OH
Общая формула (1)
1
2
1
2
где R и R независимым образом обозначают каждая атом водорода или алкильную группу, включающую от 1 до 3 атомов углерода, и n обозначает нечетное число в интервале от 3 до 9. R и R могут быть одинаковыми или отличаться одна от другой в n повторяющихся звеньях.
Как описано выше, сшивающий компонент сложнополиэфирной смолы A включает трехатомный или более высокоатомный алифатический спирт. Сшивающий компонент сложнополиэфирной смолы A предпочтительно включает трехатомный или четырехатомный алифатический спирт с точки зрения глянцевитости и плотности изображения фиксированных изображений. Сшивающий компонент может быть единственным трехатомным или более высокоатомным алифатическим спиртом. Примеры трехатомного или более высокоатомного алифатического спирта включают глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритриол, сорбитол и дипентаэритритол.
Доля сшивающего компонента в компонентах, составляющих сложнополиэфирную смолу A, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет от 0,5 масс.% до 5 масс.%, более предпочтительно от 1 масс.% до 3 масс.%.
Доля трехатомного или более высокоатомного алифатического спирта в компонентах многоатомного спирта, служащих в качестве компонента сложнополиэфирной смолы, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она составляет предпочтительно от 50 масс.% до 100 масс.%, более предпочтительно от 90 масс.% до 100 масс.%.
Дикарбоновый компонент в сложнополиэфирной смоле A включает алифатическую дикарбоновую кислоту, включающую от 4 до 12 атомов углерода, и количество включенной алифатической дикарбоновой кислоты составляет предпочтительно 50 мол.% или более.
Примеры алифатических дикарбоновых кислот, включающих от 4 до 12 атомов углерода, включают янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту и додекандикислоту.
Сложнополиэфирная смола A включает по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи с точки зрения осуществления более высокой адгезии на среде для печати, такой как бумага. Уретановая связь или карбамидная связь ведет себя подобно месту псевдосшивания, что улучшает резиноподобные свойства сложнополиэфирной смолы A, приводя к более высокой стабильности термостойкости при хранении и более высокой устойчивости к горячему смещению тонера.
Температура стеклования (Tg1st) тонера по данному изобретению при первом нагревании при измерении дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) может быть отрегулирована таким образом, чтобы попадать в пределы желательного интервала посредством изменения соотношения содержания компонента алифатического диола и компонента дикарбоновой кислоты в сложнополиэфирной смоле A, температуры стеклования сложнополиэфирной смолы B, и соотношения в содержании между сложнополиэфирной смолой A и сложнополиэфирной смолой B.
<Сложнополиэфирная смола B, растворимая в тетрагидрофуране (THF)>
В данном изобретении, сложнополиэфирную смолу A и сложнополиэфирную смолу B применяют в комбинации.
Сложнополиэфирная смола B включает диольный компонент и компонент дикарбоновой кислоты в качестве составляющих компонентов. Сложнополиэфирная смола B включает по меньшей мере алкиленгликоль в количестве 40 мол.% или более.
Сложнополиэфирная смола B может включать или может не включать сшивающий компонент в качестве составляющего компонента.
Температура стеклования (Tg) сложнополиэфирной смолы B составляет предпочтительно от 40°С до 80°С, однако может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения.
Сложнополиэфирная смола B является предпочтительно линейной сложнополиэфирной смолой.
К тому же, сложнополиэфирная смола B является предпочтительно немодифицированной сложнополиэфирной смолой. Немодифицированная сложнополиэфирная смола относится к сложнополиэфирной смоле, полученной из многоатомного спирта и многоосновной карбоновой кислоты или производных многоосновных карбоновых кислот (например, многоосновных карбоновых кислот, ангидридов многоосновной карбоновой кислоты и сложных эфиров многоосновной карбоновой кислоты), и не являющейся модифицированной, например, изоцианатным соединением.
Примеры многоатомного спирта включают диолы.
Примеры диолов включают аддукты бисфенола A с алкиленоксидом (включающим от 2 до 3 атомов углерода) (при добавлении от 1 моля до 10 молей в среднем), такие как полиоксипропилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан и полиоксиэтилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан; этиленгликоль и пропиленгликоль; и гидрогенизированный бисфенол A и аддукты гидрогенизированного бисфенола A с алкиленоксидом (включающим от 2 до 3 атомов углерода) (при добавлении от 1 моля до 10 молей в среднем).
Эти диолы могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Примеры многоосновных карбоновых кислот включают дикарбоновые кислоты.
Примеры дикарбоновых кислот включают адипиновую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту; и янтарную кислоту, замещенную алкильными группами, включающими от 1 до 20 атомов углерода, или алкенильными группами, включающими от 2 до 20 атомов углерода, (например, додеценилянтарную кислоту и октилянтарную кислоту). Предпочтительно включать 50 мол.% или более терефталевой кислоты, особенно с точки зрения стабильности термостойкости при хранении.
Эти дикарбоновые кислоты могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Для того, чтобы отрегулировать кислотное число или гидроксильное число сложнополиэфирной смолы B, сложнополиэфирная смола B может включать по меньшей мере один компонент из трехосновных или более основных карбоновых кислот и трехатомных или более атомных спиртов на концах цепи сложнополиэфирной смолы B.
Примеры трехосновных или более основных карбоновых кислот включают тримеллитовую кислоту и пиромеллитовую кислоту и их ангидриды.
Примеры трехатомных или более атомных спиртов включают глицерин, пентаэритритол, и триметилолпропан.
Молекулярная масса сложнополиэфирной смолы B не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Когда молекулярная масса слишком низкая, результирующий тонер может иметь недостаточные стабильность термостойкости при хранении и устойчивость к напряжениям, таким как при перемешивании в устройстве для проявления. Когда молекулярная масса слишком высокая, результирующий тонер может иметь увеличенную вязкоупругость при плавлении, что обусловливает недостаточную способность к низкотемпературному фиксированию. Когда количество компонента, имеющего молекулярную массу 600 или менее, является слишком большим, результирующий тонер может иметь недостаточные стабильность термостойкости при хранении и устойчивость к напряжениям, таким как при перемешивании в устройстве для проявления. Когда количество компонента, имеющего молекулярную массу 600 или менее, является слишком малым, результирующий тонер может иметь недостаточную способность к низкотемпературному фиксированию. Поэтому, при измерении гель-проникающей хроматографией (ГПХ), сложнополиэфирная смола B предпочтительно имеет среднемассовую молекулярную массу (Mw) от 3000 до 10000 и среднечисленную молекулярную массу (Mn) от 1000 до 4000. Mw/Mn составляет предпочтительно от 1,0 до 4,0.
Компонент, имеющий молекулярную массу 600 или менее, в части, растворимой в тетрагидрофуране (THF), предпочтительно включен в количестве от 2 масс.% до 10 масс.%. Сложнополиэфирная смола B может быть очищена посредством экстракции метанолом, чтобы удалить компонент, имеющий молекулярную массу 600 или менее.
Среднемассовая молекулярная масса (Mw) составляет более предпочтительно от 4000 до 7000. Среднечисленная молекулярная масса (Mn) составляет более предпочтительно от 1500 до 3000. Mw/Mn составляет более предпочтительно от 1,0 до 3,5.
Кислотное число сложнополиэфирной смолы B не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 1 мгKOH/г до 50 мгKOH/г, более предпочтительно от 5 мгKOH/г до 30 мгKOH/г. Когда кислотное число составляет 1 мгKOH/г или более, результирующий тонер склонен быть отрицательно заряженным и соответственно может иметь увеличенное сродство к бумаге во время фиксирования и улучшенную способность к низкотемпературному фиксированию. Когда кислотное число составляет более чем 50 мгKOH/г, результирующий тонер может быть ухудшен в отношении стабильности зарядки, особенно стабильности зарядки при изменении условий окружающей среды.
Гидроксильное число сложнополиэфирной смолы B не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако составляет предпочтительно 5 мгKOH/г или более.
Температура стеклования (Tg) сложнополиэфирной смолы B составляет предпочтительно от 40°С до 80°С, более предпочтительно от 50°С до 70°С. Когда температура стеклования (Tg) ниже чем 40°С, результирующий тонер обладает плохой стабильностью термостойкости при хранении и устойчивостью к напряжениям, таким как при перемешивании в устройстве для проявления, и также ухудшен в устойчивости к пленкообразованию. Когда температура стеклования (Tg) выше чем 80°С, результирующий тонер в недостаточной мере деформируется при нагревании и прижимании во время фиксирования, приводя к неудовлетворительной способности к низкотемпературному фиксированию.
Количество сложнополиэфирной смолы B не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако составляет предпочтительно от 50 частей по массе до 90 частей по массе, более предпочтительно от 60 частей по массе до 80 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера. Когда количество сложнополиэфирной смолы B составляет менее чем 50 частей по массе, дисперсность пигмента и антиадгезионного агента в тонере ухудшена, потенциально легко вызывая вуалирование на изображениях и образование некачественных изображений. Когда количество сложнополиэфирной смолы B составляет более чем 90 частей по массе, количества кристаллической сложнополиэфирной смолы и сложнополиэфирной смолы A уменьшены, и результирующий тонер может иметь недостаточную способность к низкотемпературному фиксированию. Количество сложнополиэфирной смолы B, находящееся в пределах вышеуказанного более предпочтительного интервала, является выгодным с точки зрения высокого качества изображения и превосходной способности к низкотемпературному фиксированию.
Теперь будут описаны диольный компонент и компонент дикарбоновой кислоты, применяемые для сложнополиэфирных смол A и B.
-Диольный компонент-
Диольный компонент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры диольного компонента включают алифатические диолы, такие как этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 2-метил-1,3-пропандиол, 1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,10-декандиол и 1,12-додекандиол; диолы, включающие оксиалкиленовую группу, такие как диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленгликоль; алициклические диолы, такие как 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A; аддукты алициклических диолов с алкиленоксидами, такими как этиленоксид, пропиленоксид и бутиленоксид; бисфенолы, такие как бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S; и аддукты бисфенолов с алкиленоксидами, такими как те, что получены добавлением олкиленоксидов, таких как этиленоксид, пропиленоксид и бутиленоксид, к бисфенолам. Среди них, предпочтительными являются алифатические диолы, содержащие от 4 до 12 атомов углерода.
Эти диолы могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
-Компонент дикарбоновой кислоты-
Компонент дикарбоновой кислоты не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры компонента дикарбоновой кислоты включают алифатические дикарбоновые кислоты и ароматические дикарбоновые кислоты. Ангидриды, эстерифицированные продукты с низкими алкилами (т.е. алкилами, включающими от 1 до 3 атомов углерода), или галогениды алифатических дикарбоновых кислот и ароматических дикарбоновых кислот могут также быть использованы.
Примеры алифатических дикарбоновых кислот включают янтарную кислоту, адипиновую кислоту, себациновую кислоту, додекандикислоту, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту. Примеры ароматических дикарбоновых кислот включают фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и нафталиндикарбоновые кислоты. Среди них, предпочтительными являются алифатические дикарбоновые кислоты, содержащие от 4 до 12 атомов углерода.
Эти дикарбоновые кислоты могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
-Трехатомный или более высокоатомный алифатический спирт-
Трехатомные или более высокоатомные алифатические спирты не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Примеры трехатомных или более высокоатомных алифатических спиртов включают глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритриол, сорбитол и дипентаэритритол.
Среди них, предпочтительными являются трехатомные или четырехатомные алифатические спирты. Эти трехатомные или более высокоатомные алифатические спирты могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
-Сложнополиэфирная смола, включающая по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи-
Сложнополиэфирная смола, содержащая по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры сложнополиэфирной смолы содержащей по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, включают продукт реакционного взаимодействия между сложнополиэфирной смолой, включающей активную водородную группу, и полиизоцианатом. Этот реакционный продукт предпочтительно применяют в качестве промежуточного продукта реакции, которому предоставляют возможность реакционного взаимодействия с отверждающим агентом, описанным ниже, (который далее в данном документе может называться как «преполимер»).
Примеры сложнополиэфирной смолы, содержащей активную водородную группу, включают сложнополиэфирные смолы, включающие гидроксильную группу.
--Полиизоцианат--
Полиизоцианат не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры полиизоцианата включают диизоцианаты и трехвалентные или выше изоцианаты.
Примеры диизоцианатов включают алифатические диизоцианаты, алициклические диизоцианаты, ароматические диизоцианаты, ароматические алифатические диизоцианаты, изоцианураты и блокированные продукты вышеперечисленных диизоцианатов, в которых приведенные выше диизоцианаты блокированы, например, фенольными производными, оксимами или капролактамами.
Примеры алифатических диизоцианатов включают тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, 2,6-диизоцианатометилкапроат, октаметилендиизоцианат, декаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, тетрадекаметилендиизоцианат, триметилгександиизоцианат и тетраметилгександиизоцианат.
Примеры алициклических диизоцианатов включают изофорондиизоцианат и циклогексилметандиизоцианат.
Примеры ароматических диизоцианатов включают толилендиизоцианат, диизоцианатодифенилметан, 1,5-нафтилендиизоцианат, 4,4ʹ-диизоцианатодифенил, 4,4ʹ-диизоцианато-3,3ʹ-диметилдифенил, 4,4ʹ-диизоцианато-3-метилдифенилметан и 4,4ʹ-диизоцианатодифениловый эфир.
Примеры ароматических алифатических диизоцианатов включают α,α,α',α'-тетраметилксилолдиизоцианат.
Примеры изоциануратов включают трис(изоцианатоалкил)изоцианурат и трис(изоцианатоциклоалкил)изоцианурат.
Эти полиизоцианаты могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
--Отверждающий агент--
Отверждающий агент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, при условии, что он в качестве отверждающего агента может реагировать с преполимером. Примеры отверждающего агента включают соединения, содержащие активную водородную группу.
---Соединение, содержащее активную водородную группу---
Активная водородная группа в соединении, содержащем активную водородную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры активной водородной группы включают гидроксильную группу (например, спиртовую гидроксильную группу, и фенольную гидроксильную группу), аминогруппу, карбоксильную группу и меркаптогруппу. Эти активные водородные группы могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Соединение, содержащее активную водородную группу, является предпочтительно амином, поскольку амин может образовывать карбамидную связь.
Примеры амина включают диамины, третичные или выше амины, аминоспирты, аминомеркаптаны и аминокислоты, и соединения, полученные блокированием аминогруппы в вышеперечисленных аминах. Эти амины могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Среди них, диамины или смеси диаминов и небольшого количества третичных или выше аминов являются предпочтительными.
Примеры диаминов включают ароматические диамины, алициклические диамины и алифатические диамины. Примеры ароматических диаминов включают фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин и 4,4ʹ-диаминодифенилметан. Примеры алициклических диаминов включают 4,4ʹ-диамино-3,3ʹ-диметилдициклогексилметан, диаминоциклогексан и изофорондиамин. Примеры алифатических диаминов включают этилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин.
Примеры третичных или выше аминов включают диэтилентриамин и триэтилентетрамин.
Примеры аминоспиртов включают этаноламин и гидроксиэтиланилин.
Примеры аминомеркаптанов включают аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан.
Примеры аминокислот включают аминопропионовую кислоту и аминокапроновую кислоту.
Примеры данных соединений включают кетиминовые соединения, в которых аминогруппа блокирована кетонами (например, ацетоном, метилэтилкетоном и метилизобутилкетоном), и оксазолиновые соединения.
-1
-1
Молекулярная структура сложнополиэфирных смол A и B может быть идентифицирована посредством ЯМР, рентгеновской дифракции, газовой хроматографии/масс-спектрометрии (ГХ/МС), жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии (ЖХ/МС) или инфракрасной (ИК) спектроскопии в состоянии раствора или твердотельном состоянии. В одном применимом подходящем методе, смолу, не имеющую поглощения, основанного на δCH (неплоском колебании) олефина при 965±10 см и 990±10 см в спектре поглощения инфракрасного излучения, определяют как сложнополиэфирную смолу.
<Кристаллическая сложнополиэфирная смола>
Кристаллическая сложнополиэфирная смола является термоплавкой при температуре вблизи температуры начала фиксирования и ее вязкость быстро уменьшается, поскольку кристаллическая сложнополиэфирная смола обладает кристалличностью. Применение кристаллической сложнополиэфирной смолы, обладающей вышеописанным свойством, в комбинации со сложнополиэфирными смолами A и B создает тонер, который сохраняет превосходную стабильность термостойкости при хранении вплоть до температуры несколько ниже температуры начала плавления вследствие кристалличности, однако вязкость которого быстро уменьшается при температуре начала плавления вследствие плавления кристаллической сложнополиэфирной смолы. Наряду с быстрым уменьшением вязкости вследствие плавления, кристаллическая сложнополиэфирная смола гомогенно смешана со сложнополиэфирными смолами A и B. Соответственно, как кристаллическая сложнополиэфирная смола, так и сложнополиэфирные смолы A и B быстро уменьшаются в вязкости для последующего фиксирования. Это делает возможным получение тонера, обладающего превосходной стабильностью термостойкости при хранении и способностью к низкотемпературному фиксированию. В дополнение к этому, тонер предоставляет превосходные результаты в отношении интервала способности к отделению (разницы между наиболее низкой температурой фиксирования и температурой, при которой имеет место устойчивость к горячему смещению).
Кристаллическую сложнополиэфирную смолу получают из многоатомного спирта и многоосновной карбоновой кислоты или производных многоосновной карбоновой кислоты (например, многоосновных карбоновых кислот, ангидридов многоосновных карбоновых кислот и сложных эфиров многоосновных карбоновых кислот).
Следует заметить, что в данном изобретении, кристаллическая сложнополиэфирная смола относится к смолам, полученным из многоатомного спирта и многоосновной карбоновой кислоты или производных многоосновной карбоновой кислоты (например, многоосновных карбоновых кислот, ангидридов многоосновных карбоновых кислот и сложных эфиров многоосновных карбоновых кислот), как описано выше. Модифицированные сложнополиэфирные смолы, например, преполимер и смолы, полученные посредством предоставления возможности преполимеру быть подвергнутым по меньшей мере одной из реакции сшивания и реакции удлинения цепи, не относятся к кристаллической сложнополиэфирной смоле.
-Многоатомный спирт-
Многоатомный спирт не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры многоатомных спиртов включают диолы и трехатомные или более атомные спирты.
Примеры диолов включают насыщенные алифатические диолы. Примеры насыщенных алифатических диолов включают насыщенные алифатические диолы с неразветвленной цепью и насыщенные алифатические диолы с разветвленной цепью. Среди них, насыщенные алифатические диолы с неразветвленной цепью являются предпочтительными, и насыщенные алифатические диолы с неразветвленной цепью, содержащие от 2 до 12 атомов углерода, являются более предпочтительными. Когда насыщенные алифатические диолы являются насыщенными алифатическими диолами с разветвленной цепью, кристаллическая сложнополиэфирная смола может иметь уменьшенную кристалличность и соответственно может иметь пониженную температуру плавления. Когда число атомов углерода в насыщенных алифатических диолах составляет более чем 12, такие материалы трудно получить на практике.
Примеры насыщенных алифатических диолов включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,14-эйкозандекандиол. Среди них, этиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, 1,10-декандиол и 1,12-додекандиол являются предпочтительными, поскольку кристаллическая сложнополиэфирная смола имеет высокую кристалличность и превосходную способность к четкому плавлению.
Примеры трехатомных или более атомных спиртов включают глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан и пентаэритриол. Эти трехатомные или более атомные спирты могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
-Многоосновная карбоновая кислота-
Многоосновная карбоновая кислота не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры многоосновных карбоновых кислот включают двухосновные карбоновые кислоты и трехосновные или более основные карбоновые кислоты.
Примеры двухосновных карбоновых кислот включают насыщенные алифатические дикарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, 1,9-нонандикарбоновая кислота, 1,10-декандикарбоновая кислота, 1,12-додекандикарбоновая кислота, 1,14-тетрадекандикарбоновая кислота и 1,18-октадекандикарбоновая кислота; и ароматические дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, малоновая кислота и мезаконовая кислота). Ангидриды или сложные эфиры с низшими алкилами (т.е. алкилами, имеющими от 1 до 3 атомов углерода) вышеперечисленных двухосновных карбоновых кислот также могут быть использованы.
Примеры трехосновных или более основных карбоновых кислот включают 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,5-бензолтрикарбоновую кислоту и 1,2,4-нафталинтрикарбоновую кислоту, ангидриды вышеперечисленных трехосновных или более основных карбоновых кислот и сложные эфиры вышеперечисленных трехосновных или более основных карбоновых кислот с низшими алкилами (т.е. алкилами, имеющими от 1 до 3 атомов углерода).
Многоосновная карбоновая кислота может включать дикарбоновые кислоты, включающие группу сульфоновой кислоты, и дикарбоновые кислоты, включающие двойную связь.
Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Кристаллическая сложнополиэфирная смола предпочтительно включает насыщенные алифатические дикарбоновые кислоты с неразветвленной цепью, содержащие от 4 до 12 атомов углерода, и насыщенные алифатические диолы с неразветвленной цепью, содержащие от 2 до 12 атомов углерода. Это связано с тем, что результирующий тонер имеет высокую кристалличность и превосходную способность к четкому плавлению и соответственно способен к проявлению превосходной способности к низкотемпературному фиксированию.
Температура плавления кристаллической сложнополиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет от 60°С до 80°С. Когда температура плавления ниже чем 60°С, кристаллическая сложнополиэфирная смола имеет тенденцию плавиться при низкой температуре, потенциально приводя к низкой стабильности термостойкости при хранении тонера. Когда температура плавления выше чем 80°С, кристаллическая сложнополиэфирная смола имеет тенденцию плавиться при низкой температуре, потенциально приводя к низкой стабильности термостойкости при хранении тонера.
Молекулярная масса кристаллической сложнополиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Хотя кристаллические сложнополиэфирные смолы, имеющие узкое распределение молекулярной массы и низкую молекулярную массу, обладают превосходной способностью к низкотемпературному фиксированию, тонеры, включающие большое количество низкомолекулярных компонентов, имеют плохую стабильность термостойкости при хранении. Поэтому, компонент кристаллической сложнополиэфирной смолы, растворимый в о-дихлорбензоле, предпочтительно имеет среднемассовую молекулярную массу (Mw) от 3000 до 30000, среднечисленную молекулярную массу (Mn) от 1000 до 10000 и отношение Mw/Mn от 1,0 до 10, при измерении гель-проникающей хроматографией (ГПХ). Более предпочтительно, среднемассовая молекулярная масса (Mw) составляет от 5000 до 15000, среднечисленная молекулярная масса (Mn) составляет от 2000 до 10000, и Mw/Mn составляет от 1,0 до 5,0.
Кислотное число кристаллической сложнополиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет 5 мгKOH/г или более, более предпочтительно 10 мгKOH/г или более, с целью достижения желательной способности к низкотемпературному фиксированию, принимая во внимание сродство между бумагой и смолой. При этом кислотное число составляет предпочтительно 45 мгKOH/г или менее с целью улучшения устойчивости к горячему смещению.
Гидроксильное число кристаллической сложнополиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 0 мгKOH/г до 50 мгKOH/г, более предпочтительно от 5 мгKOH/г до 50 мгKOH/г, с целью обеспечения желательной способности к низкотемпературному фиксированию и превосходной способности к приданию заряда.
-1
-1
Молекулярная структура кристаллической сложнополиэфирной смолы может быть идентифицирована посредством ЯМР, рентгеновской дифракции, газовой хроматографии/масс-спектрометрии (ГХ/МС), жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии (ЖХ/МС) или инфракрасной (ИК) спектроскопии в состоянии раствора или твердотельном состоянии. В одном применимом подходящем методе, смолу, не имеющую поглощения, основанного на δCH (неплоском колебании) олефина при 965±10 см и 990±10 см в спектре поглощения инфракрасного излучения, определяют как вторую сложнополиэфирную смолу.
Количество кристаллической сложнополиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно составляет предпочтительно от 3 частей по массе до 20 частей по массе, более предпочтительно от 5 частей по массе до 15 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера. Когда количество составляет менее чем 3 части по массе, кристаллическая сложнополиэфирная смола предоставляет недостаточную способность к четкому плавлению, потенциально приводя к низкой способности к низкотемпературному фиксированию тонера. Когда количество составляет более чем 20 частей по массе, результирующий тонер может быть ухудшен в отношении стабильности термостойкости при хранении, и может иметь место тенденция к вуалированию изображения. Количество, находящееся в пределах более предпочтительного интервала, является выгодным в том, что результирующий тонер является превосходным в отношении качества изображения и способности к низкотемпературному фиксированию.
<Разность между величинами параметра растворимости (SP) сложнополиэфирной смолы B и кристаллической сложнополиэфирной смолы C>
1/2
3/2
1/2
3/2
Предпочтительно, чтобы удовлетворялось выражение 1,2 < SPb - SPc < 1,5, где SPb обозначает параметр растворимости [кал/см] сложнополиэфирной смолы B, и SPc обозначает параметр растворимости [кал/см] кристаллической сложнополиэфирной смолы C.
Когда SPb - SPc составляет 1,5 или более, кристаллическая сложнополиэфирная смола C склонна являться ориентированной снаружи, потенциально приводя к ухудшенной стабильности при хранении.
Вместе с этим, когда SPb - SPc составляет 1,2 или менее, сложнополиэфирная смола B и кристаллическая сложнополиэфирная смола C гомогенно смешиваются в некоторой степени, потенциально приводя к ухудшенной стабильности при хранении.
Параметр растворимости представлен квадратным корнем энергии испарения на единицу объема и может быть вычислен при применении метода Федорса в соответствии со следующим уравнением:
1/2
Параметр растворимости=(E/V)
3
где E обозначает энергию испарения [кал/моль] и V обозначает молярный объем [см/моль].
Здесь E и V удовлетворяют следующему уравнению:
E=Σ Δei V=Σ Δvi
где Δei обозначает энергию испарения атомной группы, и Δvi обозначает молярный объем данной атомной группы (см. Imoto, Minoru, «SECCHAKU NO KISO RIRON», Kobunshi Kankokai, Chapter 5).
Следует заметить, что величины параметра растворимости (SP), представленные в Таблицах с 1-1 по 1-4, вычислены, не принимая во внимание концевые функциональные группы, и величины параметра растворимости (SP) сложнополиэфирной смолы B вычислены, не принимая во внимание изоцианатные группы.
<Другие компоненты>
Тонер по данному изобретению может включать, в дополнение к вышеописанным компонентам, другие компоненты, такие как антиадгезионные агенты, окрашивающие вещества, агенты управления зарядом, поверхностные добавки, агенты для улучшения сыпучести, агенты, улучшающие очистку, и магнитные материалы, при необходимости.
-Антиадгезионный агент-
Антиадгезионный агент не ограничивается особым образом и может быть выбран из тех, что известны в данной области техники.
Примеры восков, служащих в качестве антиадгезионного агента, включают природные воски, такие как растительные воски (например, карнаубский воск, хлопковый воск, японский воск и рисовый воск), животные воски (например, пчелиный воск и ланолин), минеральные воски (например, озокерит и церезин) и нефтяные воски (например, парафиновый воск, микрокристаллический воск и петролатум).
В дополнение к природным воскам, могут быть использованы синтетические углеводородные воски (например, воск, полученный синтезом Фишера-Тропша, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск) и синтетические воски (например, сложноэфирный воск, кетонный воск и эфирный воск).
Кроме того, амиды жирных кислот, такие как амид 12-гидроксистеариновой кислоты, амид стеариновой кислоты, имид фталевого ангидрида и хлорированные углеводороды; низкомолекулярные кристаллические полимерные смолы, такие как полиакрилатные гомополимеры (например, поли-н-стеарилметакрилат и поли-н-лаурилметакрилат) и полиакрилатные сополимеры (например, сополимеры н-стеарилакрилата и этилметакрилата); и кристаллические полимеры, имеющие длинную алкильную группу в качестве боковой цепи.
Среди них, предпочтительными являются углеводородные воски, такие как парафиновый воск, микрокристаллический воск, воск, полученный синтезом Фишера-Тропша, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск.
Температура плавления антиадгезионного агента не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет от 60°С до 80°С. Когда температура плавления ниже чем 60°С, антиадгезионный агент имеет тенденцию плавиться при низкой температуре, потенциально приводя к низкой стабильности термостойкости при хранении тонера. В случае, когда температуру плавления выше чем 80°С, даже если смола плавится в температурном интервале фиксирования, антиадгезионный агент плавится в недостаточной мере, что вызывает смещение при фиксировании, потенциально приводя к изображениям с частичной потерей.
Количество антиадгезионного агента не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно составляет предпочтительно от 2 частей по массе до 10 частей по массе, более предпочтительно от 3 частей по массе до 8 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера. Когда количество составляет менее чем 2 части по массе, результирующий тонер может быть ухудшен в отношении устойчивости к горячему смещению во время фиксирования и способности к низкотемпературному фиксированию. Когда количество составляет более чем 10 частей по массе, результирующий тонер может быть ухудшен в отношении стабильности термостойкости при хранении, и может иметь место тенденция к вуалированию изображения. Количество, находящееся в пределах более предпочтительного интервала, является выгодным в том, что качество изображения и стабильность фиксирования могут быть улучшены.
-Окрашивающее вещество-
Окрашивающее вещество не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Примеры окрашивающего вещества включают углеродную сажу, нигрозиновые красители, железный черный, нафтоловый желтый S, ганза желтый (Hansa yellow) (10G, 5G и G), кадмиевый желтый, желтый оксид железа, желтую охру, свинцовый глет, титановый желтый, полиазокраситель желтый, масляный желтый, ганза желтый (Hansa yellow) (GR, A, RN и R), пигмент желтый L, бензидиновый желтый (G и GR), устойчивый желтый (NCG), вулкан прочно-желтый (5G, R), тартразиновый лак, хинолиновый желтый лак, антраценовый желтый BGL, изоиндолиноновый желтый, мумию, свинцовый сурик, свинцовую киноварь, кадмий красный, кадмий-ртуть красный, сурьмяную киноварь, устойчивый красный 4R, паракрасный (Para Red), алый (Fiser Red), парахлорортонитроанилиновый красный, литол прочно-алый G, блестящий прочно-алый, блестящий кармин BS, устойчивый красный (F2R, F4R, FRL, FRLL и F4RH), прочно-алый VD, вулкан прочно-рубиновый B, блестящий алый G, литол рубиновый GK, устойчивый красный F5R, блестящий кармин 6В, пигмент алый 3В, бордовый 5В, толуидиновый красно-коричневый, устойчивый бордовый F2K, солнечный бордовый BL, бордовый 10В, BON красно-коричневый светлый, BON красно-коричневый средний, эозиновый лак, родаминовый лак В, родамин лаковый Y, ализариновый лак, тиоиндиго красный В, тиоиндиго красно-коричневый, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазокраситель красный, хромовую киноварь, бензидиновый оранжевый, периноновый оранжевый, масляный оранжевый, кобальтовую синь, лазурный синий, щелочной синий лак, сиренево-синий лак, Виктория-голубой лак, фталоцианиновый синий, не содержащий металлов, фталоцианиновый синий, небесно-голубой, индантреновый синий (RS и ВС), индиго, ультрамарин, берлинскую лазурь, антрахиноновый синий, прочно-фиолетовый B, метилфиолетовый лак, кобальтовый фиолетовый, марганцевый фиолетовый, диоксановый фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хромовую зелень, цинковую зелень, оксид хрома, виридиан, изумрудную зелень, пигмент зеленый B, нафтол зеленый B, зеленое золото, кислотный зеленый лак, малахитовый зеленый лак, фталоцианиновый зеленый, антрахиноновый зеленый, оксид титана, цинковые цветы и литопон.
Количество окрашивающего вещества не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 1 части по массе до 15 частей по массе, более предпочтительно от 3 частей по массе до 10 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера.
Окрашивающее вещество может быть использовано в виде маточной смеси, которая является смесью окрашивающего вещества и смолы. Примеры смолы, применяемой для изготовления маточной смеси или перемешиваемой вместе с маточной смесью, включают, в дополнение к кристаллической сложнополиэфирной смоле, полимеры стирола или замещенного стирола (например, полистирол, поли-п-хлоростирол и поливинилтолуол); сополимеры стирола (например, сополимер стирола и п-хлоростирола, сополимер стирола и пропилена, сополимер стирола и винилтолуола, сополимер стирола и винилнафталина, сополимер стирола и метилакрилата, сополимер стирола и этилакрилата, сополимер стирола и бутилакрилата, сополимер стирола и октилакрилата, сополимер стирола и метилметакрилата, сополимер стирола и этилметакрилата, сополимер стирола и бутилметакрилата, сополимер стирола и метил-α-хлорметакрилата, сополимер стирола и акрилонитрила, сополимер стирола и винилметилкетона, сополимер стирола и бутадиена, сополимер стирола и изопрена, сополимер стирола, акрилонитрила и индена, сополимер стирола и малеиновой кислоты и сополимер стирола и сложного эфира малеиновой кислоты); полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилхлорид, поливинилацетат, полиэтилен, полипропилен, сложный полиэфир, эпоксидные смолы, эпоксиполиоловые смолы, полиуретан, полиамид, поливинилбутираль, полиакрилатные смолы, древесную смолу, модифицированную древесную смолу, терпеновые смолы, смолы на основе алифатического или алициклического углеводорода, ароматические нефтяные смолы, хлорированный парафин и парафиновый воск.
Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Маточная смесь может быть приготовлена смешиванием и перемешиванием окрашивающего вещества со смолой для маточной смеси при приложении высокого сдвигового усилия. При смешивании и замешивании могут быть использованы органические растворители с целью улучшения взаимодействия между окрашивающим веществом и смолой. Предпочтительно применяют так называемый «способ промывки (флашинг-процесс)». В данном способе промывки водную пасту, включающую окрашивающее вещество, смешивают и перемешивают со смолой и органическим растворителем, окрашивающее вещество перемещают в смолу и затем воду и органический растворитель удаляют. Применение данного способа промывки является предпочтительным, поскольку влажный кек окрашивающего вещества используют непосредственным образом, и отсутствует необходимость в сушке влажного кека окрашивающего вещества. Для смешивании и перемешивания предпочтительно используют диспергатор с приложением высоких сдвиговых усилий (например трехвалковую мельницу).
-Агент управления зарядом-
Агент управления зарядом не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры агента управления зарядом включают нигрозиновые красители, трифенилметановые красители, красители на базе хромсодержащего металлического комплекса, пигменты на базе хелата молибденовой кислоты, родаминовые красители, алкоксиамины, соли четвертичного аммония (включая соли четвертичного аммония, модифицированные фтором), алкиламиды, фосфор, соединения фосфора, вольфрам, соединения вольфрама, фторактивные агенты, металлические соли салициловой кислоты и металлические соли производных салициловой кислоты. Конкретные примеры агента управления зарядом включают BONTRON 03 (нигрозиновый краситель), BONTRON P-51 (соль четвертичного аммония), BONTRON S-34 (металлсодержащий азокраситель), E-82 (металлический комплекс на основе оксинафтойной кислоты), E-84 (металлический комплекс на основе салициловой кислоты) и E-89 (фенольный конденсат) (которые все доступны от компании ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD); TP-302 и TP-415 (молибденовые комплексы соли четвертичного аммония) (которые все доступны от компании Hodogaya Chemical Co., Ltd.); LRA-901; LR-147 (комплекс бора) (доступный от компании Japan Carlit Co., Ltd.); фталоцианин меди, перилен, хинакридон, азопигменты; и полимерные соединения, имеющие функциональную группу, такую как группа сульфоновой кислоты, карбоксильная группа и соль четвертичного аммония.
Количество агента управления зарядом не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно составляет предпочтительно от 0,1 части по массе до 10 частей по массе, более предпочтительно от 0,2 части по массе до 5 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера. Когда количество составляет более чем 10 частей по массе, результирующий тонер имеет чрезмерно высокую способность к зарядке. Вследствие этого, основной эффект агента управления зарядом снижается, и сила электростатического притяжения к ролику проявления уменьшается, потенциально приводя к более низкой сыпучести проявителя или к более низкой плотности результирующего изображения. Эти агенты управления зарядом могут быть смешаны в расплавленном состоянии с маточной смесью и смолой и затем растворены и диспергированы в органическом растворителе. В качестве альтернативы, разумеется, агенты управления зарядом могут быть непосредственно добавлены к органическому растворителю, чтобы быть растворенными и диспергированными, или могут быть закреплены на поверхностях частиц тонера после того, как частицы тонера изготовлены.
-Поверхностная добавка-
Поверхностная добавка не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры поверхностной добавки включают различные частицы, гидрофобизированные неорганические частицы. Металлические соли жирной кислоты (например, стеарат цинка и стеарат алюминия) и фторсодержащие полимеры могут также быть использованы.
Примеры неорганических частиц включают кремнезем, глинозем, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид железа, оксид меди, оксид цинка, оксид олова, кварцевый песок, глину, слюду, волластонит, диатомит, оксид хрома, оксид церия, железный сурик, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния и нитрид кремния. Среди них, кремнезем и диоксид титана являются особенно предпочтительными.
Примеры подходящих добавок включают гидрофобизированные частицы кремнезема, гидрофобизированные частицы диоксида титана, гидрофобизированные частицы оксида титана и гидрофобизированные частицы глинозема. Примеры частиц кремнезема включают продукты R972, R974, RX200, RY200, R202, R805 и R812 (которые все доступны от компании Nippon Aerosil Co., Ltd.). Примеры частиц диоксида титана включают продукты P-25 (доступный от компании Nippon Aerosil Co., Ltd.); STT-30 и STT-65C-S (которые оба доступны от компании Titan Kogyo, Ltd.); TAF-140 (доступный от компании Fuji Titanium Industry Co., Ltd.); и MT-150W, MT-500B, MT-600B, и MT-150A (которые все доступны от компании TAYCA CORPORATION).
Примеры гидрофобизированных частиц оксида титана включают продукты T-805 (доступный от компании Nippon Aerosil Co., Ltd.); STT-30A и STT-65S-S (которые оба доступны от компании Titan Kogyo, Ltd.); TAF-500T и TAF-1500T (которые оба доступны от компании Fuji Titanium Industry Co., Ltd.); MT-100S и MT-100T (которые оба доступны от компании TAYCA CORPORATION); и IT-S (доступный от компании ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD).
Гидрофобизированные частицы оксида, гидрофобизированные частицы кремнезема, гидрофобизированные частицы диоксида титана и гидрофобизированные частицы глинозема могут быть получены, например, посредством обработки гидрофильных частиц силановым связующим агентом, например, метилтриметоксисиланом, метилтриэтоксисиланом и октилтриметоксисиланом. Кроме того, также применимы неорганические частицы или оксидные частицы, обработанные силиконовым маслом, полученные обработкой неорганических частиц силиконовым маслом, необязательно при нагревании.
Примеры силиконового масла включают диметилсиликоновое масло, метилфенилсиликоновое масло, хлорофенилсиликоновое масло, метилводородсиликоновое масло, алкил-модифицированное силиконовое масло, фтор-модифицированное силиконовое масло, полиэфир-модифицированное силиконовое масло, спирт-модифицированное силиконовое масло, амин-модифицированное силиконовое масло, эпокси-модифицированное силиконовое масло, эпокси/полиэфир-модифицированное силиконовое масло, фенол-модифицированное силиконовое масло, карбоксил-модифицированное силиконовое масло, меркапто-модифицированное силиконовое масло, метакрил-модифицированное силиконовое масло и α-метилстирол-модифицированное силиконовое масло.
Средний диаметр первичных неорганических частиц не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он составляет предпочтительно от 100 нм или менее, более предпочтительно от 3 нм или более до 70 нм или менее. Когда средний диаметр первичных частиц составляет менее чем 3 нм, неорганические частицы встраиваются в частицы тонера, и эффективное функционирование неорганических частиц затруднено. Неорганические частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц более чем 100 нм, не являются предпочтительными, поскольку эти неорганические частицы неравномерным образом повреждают поверхность фотопроводника.
2
2
Средний диаметр первичных частиц для гидрофобизированных неорганических частиц составляет предпочтительно от 1 нм до 100 нм, более предпочтительно от 5 нм до 70 нм. Поверхностная добавка предпочтительно включает по меньшей мере один вид неорганических частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц 20 нм или менее, и по меньшей мере один вид неорганических частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц 30 нм или более. Поверхностная добавка предпочтительно имеет удельную площадь поверхности от 20 м/г до 500 м/г при измерении методом по БЭТ.
Количество поверхностной добавки не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно составляет предпочтительно от 0,1 частей по массе до 5 частей по массе, более предпочтительно от 0,3 части по массе до 3 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе тонера.
-Агент для улучшения сыпучести-
Агент для улучшения сыпучести не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, при условии, что ухудшение сыпучести и ухудшение способности к приданию заряда тонера могут быть предотвращены даже в условиях высокой влажности посредством обработки поверхности агентом для улучшения сыпучести, чтобы увеличить гидрофобность. Примеры агента для улучшения сыпучести включают силановые связующие агенты, силилирующие агенты, силановые связующие агенты, имеющие фторалкильную группу, органотитанатные связующие агенты, алюминиевые связующие агенты, силиконовое масло и модифицированное силиконовое масло. Кремнезем или оксид титана особенно предпочтительно поверхностно обрабатывают агентом для улучшения сыпучести, чтобы использовать в качестве гидрофобного кремнезема или гидрофобного оксида титана.
-Агент для улучшения способности к очистке-
Агент для улучшения способности к очистке добавляют к тонеру с целью удаления проявителя, остающегося на фотопроводнике или элементе для первичного переноса после переноса. Агент для улучшения способности к очистке не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры агента для улучшения способности к очистке включают металлические соли жирной кислоты, такие как стеарат цинка, стеарат кальция и стеариновая кислота; и полимерные частицы, сформированные эмульсионной полимеризацией без применения мыла, такие как частицы полиметилметакрилата и частицы полистирола. Полимерные частицы предпочтительно имеют сравнительно узкое распределение частиц по размеру, и подходящие полимерные частицы имеют объемный средний диаметр частиц от 0,01 мкм до 1 мкм.
-Магнитный материал-
Магнитный материал не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры магнитного материала включают порошок железа, магнетит и феррит. Среди них, магнитный материал является предпочтительным белым, принимая во внимание цветовой тон.
<Температура стеклования (Tg1st)>
Температура стеклования (Tg1st) тонера по данному изобретению при первом нагревании при измерении дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) составляет от 20°С до 50°С, более предпочтительно от 25°С до 50°С.
Если температура стеклования (Tg) тонера, известного в данной области техники, понижена до величины, составляющей примерно 50°C или ниже, данный тонер имеет тенденцию к агрегированию частиц одних с другими вследствие изменения температуры во время транспортировки или хранения тонера при летних условиях или в тропическом регионе. Вследствие этого, тонер затвердевает в бутыли с тонером, и слипание тонера происходит внутри проявляющего средства. Кроме того, могут возникать отказы подачи вследствие образования пробки тонера в бутыли с тонером и формирования дефектных изображений вследствие слипания тонера внутри устройства для проявления.
Тонер по данному изобретению может поддерживать стабильность термостойкости при хранении, даже если тонер по данному изобретению имеет более низкую температуру стеклования (Tg), чем тонер, известный в данной области техники, поскольку сложнополиэфирная смола A, которая представляет собой компонент с низкой температурой стеклования (Tg) в тонере, является нелинейной. Особенно в случае, в котором сложнополиэфирная смола A имеет уретановую или карбамидную связь, обладающую высокой силой сцепления, тонер по данному изобретению более значительным образом проявляет эффект поддержания стабильности термостойкости при хранении.
Температура стеклования (Tg2nd) тонера по данному изобретению при втором нагревании при измерении дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в соответствии с целевым назначением, однако она составляет предпочтительно от 0°C до 30°C, более предпочтительно от 10°С до 30°С.
Разность (Tg1st - Tg2nd) между температурой стеклования Tg1st и температурой стеклования Tg2nd тонера по данному изобретению не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно более 0°С (т.е. Tg1st > Tg2nd), более предпочтительно 10°С или более. Верхний предел разности не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в соответствии с целевым назначением, однако он составляет предпочтительно 50°С или менее.
Когда тонер по данному изобретению включает кристаллическую сложнополиэфирную смолу, данная кристаллическая сложнополиэфирная смола находится в несовместимом состоянии со сложнополиэфирными смолами A и B перед нагреванием (перед первым нагреванием), однако является совместимой со сложнополиэфирными смолами A и B после нагревания (после первого нагревания).
Когда температура стеклования Tg1st ниже чем 20°С, результирующий тонер ухудшен в отношении стабильности термостойкости при хранении и вызывает слипание в устройствах для проявления и пленкообразование на фотопроводнике. Когда температура стеклования Tg1st выше чем 50°С, результирующий тонер ухудшен в отношении способности к низкотемпературному фиксированию.
Когда температура стеклования Tg2nd ниже чем 0°С, результирующее фиксированное изображение (печатная продукция) может быть ухудшено в отношении устойчивости к слипанию. Когда температура стеклования Tg2nd выше чем 30°С, способность к низкотемпературному фиксированию и глянцевитость могут быть неудовлетворительными.
<Динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения>
6
6
6
Динамический модуль упругости тонера по данному изобретению при 60°С во время охлаждения составляет 8,0×10 Па или более, более предпочтительно 10×10 Па или более. Когда динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения составляет менее чем 8,0×10 Па, результирующее фиксированное изображение не может быстро затвердевать, что вызывает блокирование в устройстве для проявления. В дополнение к этому, интенсивность изображения уменьшена, что потенциально ухудшает фиксированные изображения в отношении устойчивости к истиранию (царапанию или истиранию).
<Объемный средний диаметр частиц>
Объемный средний диаметр частиц тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он предпочтительно составляет от 3 мкм до 7 мкм. Отношение объемного среднего диаметра частиц к среднечисленному диаметру частиц составляет предпочтительно 1,2 или менее. Тонер предпочтительно включает компонент, имеющий объемный средний диаметр частиц 2 мкм или менее, в количестве 1% по числу или более, однако 10% по числу или менее.
<Методы расчета и анализа различных свойств тонера и компонента тонера>
Сложнополиэфирные смолы A и B, кристаллическая сложнополиэфирная смола и антиадгезионный агент сами по себе могут быть измерены в отношении температуры стеклования (Tg), кислотного числа, гидроксильного числа, молекулярной массы и температуры плавления. В качестве альтернативы, каждый из компонентов тонера, отделенный от фактически имеющегося тонера посредством, например, гель-проникающей хроматографии (ГПХ), может быть подвергнут анализам, методы которых описаны ниже, чтобы рассчитать температуру стеклования (Tg), кислотное число, гидроксильное число, молекулярную массу и температуру плавления.
Например, компоненты тонера могут быть отделены гель-проникающей хроматографией (ГПХ) следующим образом.
1
Элюат, полученный при измерении гель-проникающей хроматографией (ГПХ) с применением тетрагидрофурана (THF) в качестве подвижной фазы, фракционируют посредством коллектора фракций. Среди фракций, соответствующих общей площади кривой элюирования, фракции, соответствующие желательной молекулярной массе, объединяют. Объединенные таким образом элюаты концентрируют и сушат с помощью, например, испарителя. Затем полученное сухое вещество растворяют в дейтерированном растворителе (например, дейтерированном хлороформе и дейтерированном тетрагидрофуране (THF)) подвергают измерению H-ЯМР. Из интегральной доли каждого элемента рассчитывают доли составляющих мономеров смолы, включенных в элюированные компоненты.
В качестве альтернативы, элюат концентрируют и затем подвергают гидролизу с применением, например, гидроксида натрия. Полученный гидролизованный продукт подвергают качественному и количественному анализу посредством, например, высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC), чтобы рассчитать доли составляющих мономеров.
Следует заметить, что, в случае, когда способ изготовления тонера производит базовые частицы тонера при образовании сложнополиэфирной смолы по меньшей мере одной из реакции удлинения цепи и реакции сшивания между реакционноспособным предшественником с нелинейной цепью и отверждающим агентом, сложнополиэфирная смола может быть отделена от фактически имеющегося тонера посредством, например, гель-проникающей хроматографии (ГПХ), что измерить ее температуру стеклования (Tg). В качестве альтернативы, сложнополиэфирная смола может быть синтезирована отдельно посредством по меньшей мере одной из реакции удлинения цепи и реакции сшивания между реакционноспособным предшественником с нелинейной цепью и отверждающим агентом, и для синтезированной таким образом сложнополиэфирной смолы может быть измерена температура стеклования (Tg).
<<Средство для отделения компонентов тонера>>
Теперь будет описано одно из типичных средств для отделения компонентов тонера при анализе тонера.
Первоначально, 1 г тонера добавляют к 100 мл тетрагидрофурана (THF) и перемешивают при 25°С в течение 30 мин, чтобы получить раствор, в котором растворен компонент, растворимый в тетрагидрофуране (THF).
Раствор затем фильтруют через мембранный фильтр 0,2 мкм, чтобы получить компонент тонера, растворимый в тетрагидрофуране (THF).
Затем, компонент, растворимый в тетрагидрофуране (THF), растворяют в тетрагидрофуране (THF), и раствор используют в качестве образца для измерения гель-проникающей хроматографией (ГПХ). Образец инжектируют в прибор для гель-проникающей хроматографии (ГПХ), применяемый для измерения молекулярной массы каждой смолы, описанной выше.
При этом, коллектор фракций размещают на выпускном отверстии для элюата прибора для ГПХ, чтобы фракционировать элюат при каждом заданном числе счета. Элюаты получают каждые 5% в отношении доли площади от начала элюирования на кривой элюирования (подъем кривой).
Затем, для каждой элюированной фракции, 30 мг образца растворяют в 1 мл дейтерированного хлороформа. В качестве стандартного материала добавляют 0,05% по объему тетраметилсилана (TMS).
Стеклянную трубку (диаметр: 5 мм) для измерения ЯМР заполняют полученным раствором, и спектр получают посредством прибора для ядерного магнитного резонанса (JNM-AL 400, доступного от компании JEOL Ltd.) посредством выполнения интегрирования 128 раз при температуре от 23°С до 25°С.
Мономерные составы и соотношения мономеров сложнополиэфирных смол A и B и кристаллической сложнополиэфирной смолы, включенных в тонер, могут быть определены из соотношений интегральных интенсивностей пиков полученного спектра.
<<Методы измерения температуры плавления (Tm) и температуры
стеклования (Tg)>>
В данном изобретении, температура плавления и температура стеклования (Tg) могут быть измерены, например, посредством системы дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) («Q-200», доступного от компании TA Instruments Japan Inc.).
Более конкретно, температура плавления и температура стеклования исследуемого образца могут быть измерены следующим образом.
Первоначально, алюминиевый контейнер для образца, в который загружено примерно 5,0 мг исследуемого образца, размещают на держателе, и держатель затем помещают в электрическую печь. Затем образец нагревают от -80°С до 150°С при скорости нагревания 10°С/мин в атмосфере азота (первое нагревание). Затем образец охлаждают от 150°С до -80°С при скорости охлаждения 10°С/мин и затем снова нагревают до 150°С при скорости нагревания 10°С/мин (второе нагревание). Кривые ДСК получают для первого нагревания и второго нагревания посредством дифференциального сканирующего калориметра («Q-200», доступного от компании TA Instruments Japan Inc.).
Кривую ДСК для первого нагревания отбирают из полученных кривых ДСК посредством аналитической программы, хранящейся в системе Q-200, и, соответственно, может быть определена температура стеклования при первом нагревании исследуемого образца. Подобным образом, отбирают кривую ДСК для второго нагревания, и, соответственно, может быть определена температура стеклования исследуемого образца при втором нагревании.
Кривую ДСК для первого нагревания отбирают из полученных кривых ДСК посредством аналитической программы, хранящейся в системе Q-200, и, соответственно, температура максимума эндотермического пика при первом нагревании исследуемого образца может быть определена как температура стеклования. Подобным образом, отбирают кривую ДСК для второго нагревания, и температура максимума эндотермического пика при втором нагревании исследуемого образца может быть определена как температура плавления.
Следует заметить, что в данном изобретении, в отношении температуры плавления и температуры стеклования (Tg) каждой из сложнополиэфирных смол A и B, кристаллической сложнополиэфирной смолы и других компонентов (например, антиадгезионного агента), температуру максимума эндотермического пика и температуру стеклования (Tg) при втором нагревании определяют в качестве температуры плавления и температуры стеклования (Tg) образца, если не указано иное.
<<Метод измерения динамического модуля упругости во время охлаждения>>
данном изобретении, динамический модуль упругости во время охлаждения может быть измерен при применении, например, реометра (ARES, доступного от компании TA Instruments, Inc.).
Более конкретно, динамический модуль упругости во время охлаждения может быть измерен следующим образом.
Первоначально, 0,2 г тонера формуют в виде таблетки, имеющей диаметр 10 мм, посредством устройства для прессования в пресс-форме при приложении давления прессования 28 МПа в течение 1 мин, чтобы получить образец для измерений. Этот образец для измерений нагревают от температуры 40°С до 100°С при скорости нагревания 2°С/мин с частотой 10 Гц и деформацией 0,1% с применением параллельных пластин, имеющих диаметр 8 мм. Затем образец охлаждают до 40°С при скорости охлаждения 10°С/мин с деформацией 1% и в ходе охлаждения измеряют динамический модуль упругости при 60°С.
Динамический модуль упругости тонера может быть отрегулирован посредством регулирования видов и количеств смол (некристаллических смол и кристаллических смол) применяемых для тонера. Например, когда сшивающий компонент включен в материалы тонера, сшивающий компонент обладает высокой упругостью, и, соответственно, динамический модуль упругости может быть отрегулирован посредством регулирования составов и загруженных количеств предшественников связующих смол в материалах тонера.
<Способ изготовления тонера>
Способ изготовления тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения.
Однако тонер предпочтительно гранулируют диспергированием в водной среде масляной фазы, включающей сложнополиэфирные смолы A и B, предпочтительно включающей кристаллическую сложнополиэфирную смолу и, при необходимости, дополнительно включающей, например, антиадгезионный агент и окрашивающее вещество.
Тонер более предпочтительно гранулируют диспергированием в водной среде масляной фазы, включающей сложнополиэфирную смолу, содержащую по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, (т.е. преполимер), служащую в качестве сложнополиэфирной смолы A, и сложнополиэфирную смолу, не содержащую по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, служащую в качестве сложнополиэфирной смолы B, данная масляная фаза предпочтительно включает кристаллическую сложнополиэфирную смолу и, при необходимости, дополнительно включает, например, отверждающий агент, антиадгезионный агент и окрашивающее вещество.
Примеры способа изготовления тонера включают способ растворения с суспендированием, известный в данной области техники.
В качестве одного из примеров способа растворения с суспендированием, теперь будет описан способ, в котором базовые частицы тонера формируют при образовании сложнополиэфирной смолы посредством по меньшей мере одной из реакции удлинения цепи и реакции сшивания между преполимером и отверждающим агентом.
В этом способе выполняют приготовление водной среды, приготовление масляной фазы, содержащей материалы тонера, эмульгирование или диспергирование материалов тонера и удаление органического растворителя.
-Приготовление водной среды (водной фазы)-
Приготовление водной фазы может быть выполнено, например, диспергированием частиц смолы в водной среде. Количество частиц смолы, добавляемых к водной среде, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 0,5 частей по массе до 10 частей по массе по отношению к 100 частям по массе водной среды.
Водная среда не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры водной среды включают воду, растворители, смешивающиеся с водой, и смеси воды и растворителей, смешивающихся с водой. Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации. Среди них предпочтительной является вода. Растворитель, смешивающийся с водой, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры растворителя, смешивающегося с водой, включают спирты, диметилформамид, тетрагидрофуран, целлозольвы и низшие кетоны. Примеры спиртов включают метанол, изопропанол и этиленгликоль. Примеры низших кетонов включают ацетон и метилэтилкетон.
-Приготовление масляной фазы-
Масляная фаза, включающая материалы тонера, может быть приготовлена посредством растворения или диспергирования в органическом растворителе материалов тонера, включающих по меньшей мере сложнополиэфирную смолу, содержащую по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, (т.е. преполимер), сложнополиэфирную смолу, не содержащую по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи, и кристаллическую сложнополиэфирную смолу, и при необходимости, дополнительно включает, например, отверждающий агент, антиадгезионный агент и окрашивающее вещество.
Органический растворитель не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он предпочтительно является органическим растворителем, имеющим температуру кипения ниже чем 150°С, с точки зрения простоты удаления.
Примеры органического растворителя, имеющего температуру кипения ниже чем 150°С, включают толуол, ксилол, бензол, четыреххлористый углерод, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон и метилизобутилкетон.
Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Среди них, этилацетат, толуол, ксилол, бензол, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, хлороформ и четыреххлористый углерод являются предпочтительными, и этилацетат является более предпочтительным.
-Эмульгирование или диспергирование-
Эмульгирование или диспергирование материалов тонера может быть выполнено диспергированием масляной фазы, включающей материалы тонера, в водной среде. При эмульгировании или диспергировании материалов тонера, отверждающему агенту и преполимеру предоставляют возможность подвергания по меньшей мере одной из реакции удлинения цепи и реакции сшивания.
Условия реакции (например, время реакции и температура реакции) для образования преполимера не ограничиваются особым образом и могут быть выбраны подходящим образом в зависимости от комбинаций отверждающего агента и преполимера. Время реакции составляет предпочтительно от 10 мин до 40 часов, более предпочтительно от 2 часов до 24 часов. Температура реакции составляет предпочтительно от 0°С до 150°С, более предпочтительно от 40°С до 98°С.
Способ стабильного формирования жидкой дисперсии, содержащей преполимер в водной среде, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Один из типичных способов формирования включает: добавление масляной фазы, которая была приготовлена посредством растворения или диспергирования материалов тонера в растворителе, к фазе водной среды; и диспергирования полученного продукта с приложением сдвигового усилия. Диспергатор, применяемый для диспергирования, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры диспергатора включают низкоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий, высокоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий, фрикционный диспергатор, струйный диспергатор высокого давления и ультразвуковой диспергатор.
Среди них, высокоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий является предпочтительным, поскольку диаметр частиц дисперсной фазы (масляных капель) может быть отрегулирован таким образом, чтобы составлять от 2 мкм до 20 мкм.
Когда используют высокоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий, условия диспергирования (например, число оборотов вращения, время диспергирования и температура диспергирования) могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения.
Число оборотов вращения составляет предпочтительно от 1000 об/мин до 30000 об/мин, более предпочтительно от 5000 об/мин до 20000 об/мин. Время диспергирования составляет предпочтительно от 0,1 мин до 5 мин в случае периодического процесса. Температура диспергирования составляет предпочтительно от 0°С до 150°С, более предпочтительно от 40°С до 98°С под давлением. Следует заметить, что, вообще говоря, диспергирование может быть легко выполнено при более высокой температуре диспергирования.
Количество водной среды, применяемой для эмульгирования или диспергирования материалов тонера, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 50 частей по массе до 2000 частей по массе, более предпочтительно от 100 частей по массе до 1000 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе материалов тонера. Когда количество водной среды составляет менее чем 50 частей по массе, состояние дисперсии материалов тонера ухудшается, и базовые частицы тонера, имеющие заданный диаметр частиц, не могут быть получены. Когда количество водной среды составляет более чем 2000 частей по массе, затраты на изготовление могут увеличиваться.
Когда масляную фазу, включающую материалы тонера, эмульгируют или диспергируют, диспергирующий агент предпочтительно применяют с целью стабилизации дисперсной фазы (например, масляных капель), чтобы образовать частицы тонера желательной формы и предоставить узкое распределение частиц по размеру для частиц тонера.
Диспергирующий агент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры диспергирующего агента включают поверхностно-активные вещества, нерастворимые в воде диспергирующие агенты в виде неорганических соединений и полимерные защитные коллоиды. Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации. Среди них, поверхностно-активные вещества являются предпочтительными.
Поверхностно-активные вещества не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Примеры поверхностно-активных веществ включают анионогенные поверхностно-активные вещества, катионогенные поверхностно-активные вещества, неионогенные поверхностно-активные вещества и амфотерные поверхностно-активные вещества. Примеры анионогенных поверхностно-активных веществ включают алкилбензолсульфонаты, α-олефинсульфонаты и сложные эфиры фосфорной кислоты. Среди них, те, что имеют фторалкильную группу, являются предпочтительными.
-Удаление органического растворителя-
Способ удаления органического растворителя из жидкой дисперсии (например, эмульгированной суспензии) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры данного способа включают способ, в котором реакционную систему постепенно нагревают, чтобы выпарить органический растворитель в масляных каплях; и способ, в котором жидкую дисперсию распыляют в сухой атмосфере, чтобы удалить органический растворитель в масляных каплях.
Когда органический растворитель удален, образуются базовые частицы тонера. Базовые частицы тонера могут быть подвергнуты, например, промывке и сушке, и могут быть дополнительно подвергнуты, например, классификации. Классификация может быть выполнена посредством удаления тонких частиц циклоном, декантатором или центрифугой в жидкости или может быть выполнена после сушки.
Полученные базовые частицы тонера могут быть смешаны с такими частицами, как поверхностная добавка и агент управления зарядом. Приложение механического ударного воздействия во время смешивания может предотвращать для частиц, таких как поверхностная добавка, их отделение от поверхностей базовых частиц тонера.
Способ приложения механического ударного воздействия не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры данного способа включают способ, в котором ударное воздействие прикладывают к смеси посредством лопасти, вращающейся с высокой скоростью, и способ, в котором смесь вводят в высокоскоростной газовый поток, с последующим ускорением, чтобы тем самым сделать возможным сталкивание частиц одних с другими или с подходящей ударной плитой.
Устройство, применяемое для вышеописанного способа, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Примеры устройства включают мельницу ANGMILL (доступную от компании Hosokawa Micron Corporation), мельницу I-TYPE MILL (доступную от компании Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.), модифицированную, чтобы уменьшить давление воздуха для пульверизации, гибридную систему HYBRIDIZATION SYSTEM (доступную от компании Nara Machinery Co., Ltd.), систему Kryptron System (доступную от компании Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и автоматическую ступку.
(Проявитель)
Проявитель по данному изобретению включает по меньшей мере тонер по данному изобретению; и, при необходимости, дополнительно включает другие компоненты, выбранные подходящим образом (такие как носитель). Соответственно, проявитель обладает превосходной способностью к переносу и способностью к зарядке и может стабильным образом формировать изображения высокого качества. Следует заметить, что проявитель может быть однокомпонентным проявителем или двухкомпонентным проявителем, однако он предпочтительно является двухкомпонентным проявителем, с точки зрения увеличенного эксплуатационного ресурса, когда его используют для высокоскоростного принтера, соответствующего последним усовершенствованиям в скорости обработки информации.
Когда проявитель используют в виде однокомпонентного проявителя, диаметры частиц тонера изменяются лишь в незначительной степени, даже когда тонер подается и потребляется неоднократным образом. Кроме того, тонер с меньшей вероятностью вызывает пленкообразование на ролике проявления или приплавление к элементу, такому как ракельный нож для уменьшения толщины слоя тонера. Кроме того, может быть достигнута превосходная и стабильная способность к проявлению и формированию изображений, даже когда проявитель перемешивается в устройстве для проявления на протяжении длительного периода времени.
Когда проявитель используют в виде двухкомпонентного проявителя, диаметры частиц тонера изменяются лишь в незначительной степени, даже когда тонер подается и потребляется неоднократным образом на протяжении длительного периода времени. Кроме того, может быть достигнута превосходная и стабильная способность к проявлению и формированию изображений, даже когда проявитель перемешивается в устройстве для проявления на протяжении длительного периода времени.
<Носитель>
Носитель не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он предпочтительно является носителем, содержащим сердцевину и слой смолы, покрывающий сердцевину.
-Сердцевина-
Материал сердцевины не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры материала включают марганец-стронциевые материалы (от 50 эме/г до 90 эме/г) и марганец-магниевые материалы (от 50 эме/г до 90 эме/г). Для того, чтобы обеспечивать достаточную плотность изображения, предпочтительно используют магнитожесткие материалы, такие как порошок железа (100 эме/г или выше) и магнетит (от 75 эме/г до 120 эме/г). В то же время, магнитомягкие материалы, такие как медь-цинковые материалы (от 30 эме/г до 80 эме/г), предпочтительно используют, поскольку возможно уменьшать воздействие, прикладываемое к фотопроводнику проявляющим узлом в форме кисти, что выгодно для улучшения качества изображения.
Они могут быть использованы в отдельности или в комбинации.
Объемный средний диаметр частиц носителя не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он предпочтительно составляет от 10 мкм до 150 мкм, более предпочтительно от 40 мкм до 100 мкм. Когда объемный средний диаметр частиц меньше чем 10 мкм, количество тонких частиц носителя увеличено, что уменьшает намагниченность в расчете на частицу, потенциально приводя к рассеянию носителя. Когда объемный средний диаметр частиц составляет более чем 150 мкм, носители частиц уменьшены в удельной площади поверхности, потенциально приводя к рассеянию тонера. Особенно в случае печати полноцветных изображений, содержащих множество участков сплошного изображения, воспроизводимость на участках сплошного изображения ухудшена.
Тонер по данному изобретению может быть смешан с носителем для применения в качестве двухкомпонентного проявителя.
Количество носителя, включенного в двухкомпонентный проявитель, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 90 частей по массе до 98 частей по массе, более предпочтительно от 93 частей по массе до 97 частей по массе, по отношению к 100 частям по массе двухкомпонентного проявителя.
Проявитель по данному изобретению может быть подходящим образом применен при формировании изображения посредством различных известных электрофотографических методов, таких как методы проявления магнитным однокомпонентным проявителем, методы проявления немагнитным однокомпонентным проявителем и методы проявления двухкомпонентным проявителем.
(Контейнер для размещения проявителя)
Контейнер для размещения проявителя сконфигурированный, чтобы содержать проявитель по данному изобретению, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран из контейнеров, известных в данной области техники. Примеры контейнера включают контейнеры, содержащие корпус контейнера и колпачок.
Размер, форма, конструкция и материал корпуса контейнера не ограничиваются особым образом. Корпус контейнера является предпочтительно, например, цилиндрическим. Предпочтительно, контейнер имеет расположенные по спирали вогнуто-выпуклые участки на внутренней окружной поверхности, проявитель, размещенный в контейнере, может быть перемещен к выпускному отверстию посредством вращения, и некоторая часть или все расположенные по спирали вогнуто-выпуклые участки изогнуты в виде гофра. Материалы контейнера предпочтительно имеют высокую точность размеров. Примеры материалов включают сложнополиэфирные смолы, полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полистирольные смолы, поливинилхлоридные смолы, полиакриловые кислоты, поликарбонатные смолы, сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (смолы ABS) и полиацетальные смолы.
Контейнер для размещения проявителя может легко храниться или транспортироваться и обладает высоким удобством в обращении. Поэтому, контейнер для размещения проявителя может быть установлен съемным образом, например, на технологических картриджах или устройствах для формирования изображения, описанных ниже, чтобы пополнять проявитель.
(Устройство для формирования изображения и способ формирования изображения)
Устройство для формирования изображения по данному изобретению включает по меньшей мере элемент, несущий электростатическое скрытое изображение, средство формирования электростатического скрытого изображения и проявляющее средство; и, при необходимости, дополнительно включает другие средства.
Способ формирования изображения с применением тонера по данному изобретению включает по меньшей мере стадию формирования электростатического скрытого изображения и стадию проявления; и, при необходимости, дополнительно включает другие стадии.
Способ формирования изображения может быть надлежащим образом выполнен посредством устройства для формирования изображения. Стадия формирования электростатического скрытого изображения может быть надлежащим образом выполнена посредством средства для формирования электростатического скрытого изображения. Стадия проявления может быть надлежащим образом выполнена посредством проявляющего средства. Другие стадии могут быть надлежащим выполнены с помощью других средств.
<Элемент, несущий электростатическое скрытое изображение>
Материал, структура и размер элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны из известных в данной области техники. Примеры материала элемента, несущего электростатическое скрытое изображение включают неорганические фотопроводники (например, аморфный кремний и селен) и органические фотопроводники (например, полисилан и фталополиметин). Среди них, аморфный кремний является предпочтительным, принимая во внимание его длительный эксплуатационный ресурс. Фотопроводник из аморфного кремния может быть, например, фотопроводником, который изготовлен посредством нагревания основы до температуры от 50°С до 400°С и последующего формирования фотопроводящего слоя a-Si на основе посредством способов формирования пленки (например, вакуумным осаждением из паровой фазы, напыление, ионным осаждением, термохимическим осаждением из паровой фазы (термическим CVD), фотохимическим осаждением из паровой фазы (фото-CVD) и плазмохимическим осаждением из паровой фазы (плазменным CVD)). Среди них, подходящим является плазмохимическое осаждение из паровой фазы (плазменное CVD), т.е. способ, в котором газообразные исходные материалы разлагают посредством приложения постоянного тока или высокой частоты или посредством микроволнового тлеющего разряда, чтобы сформировать пленку осажденного a-Si на основе.
Элемент, несущий электростатическое скрытое изображение, является предпочтительно цилиндрическим. Внешний диаметр цилиндрического элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, составляет предпочтительно от 3 мм до 100 мм, более предпочтительно от 5 мм до 50 мм, особенно предпочтительно от 10 мм до 30 мм.
<Средство формирования электростатического скрытого изображения и стадия формирования электростатического скрытого изображения>
Средство формирования электростатического скрытого изображения не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что средство формирования электростатического скрытого изображения сконфигурировано таким образом, чтобы формировать электростатическое скрытое изображение на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение. Примеры средства для формирования электростатического скрытого изображения включают средства, содержащие по меньшей мере: зарядный элемент, сконфигурированный, чтобы заряжать поверхность элемента, несущего электростатическое скрытое изображение; и экспонирующий элемент, сконфигурированный, чтобы экспонировать по изображению поверхность элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, светом.
Стадия формирования электростатического скрытого изображения не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия формирования электростатического скрытого изображения является стадией формирования электростатического скрытого изображения на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение. Стадия формирования электростатического скрытого изображения может быть выполнена при применении средства для формирования электростатического скрытого изображения посредством, например, зарядки поверхности элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, и последующего экспонирования его поверхности светом.
-Зарядный элемент и зарядка-
Зарядный элемент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры зарядного элемента включают общеизвестные контактные зарядные устройства, содержащие проводящий или полупроводящий ролик, щетку, пленку и резиновый ракельный нож; и неконтактные зарядные устройства, использующие коронный разряд, такие как коротрон и скоротрон.
Зарядка может быть выполнена, например, посредством приложения напряжения к поверхности элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, при применении зарядного элемента.
Зарядный элемент может иметь любую форму, такую как магнитная щетка и меховая щетка, а также такую, как ролик. Форма зарядного элемента может быть выбрана в соответствии с техническими условиями или конфигурацией устройства для формирования изображения.
Зарядный элемент не ограничивается зарядными элементами контактного типа, как описано выше. Тем не менее, предпочтительно применяют зарядные элементы контактного типа, поскольку при этом возможно изготовление устройства для формирования изображения, в котором более низкое количество озона образуется зарядным элементом.
-Экспонирующий элемент и экспонирование-
Экспонирующий элемент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, при условии, что экспонирующий элемент может экспонировать по изображению поверхность элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, которая была заряжена зарядным элементом, светом в соответствии с изображением, подлежащим формированию. Примеры экспонирующего элемента включают различные экспонирующие элементы, такие как оптические экспонирующие элементы для копирования, экспонирующие элементы с массивом стержневых линз, лазерные оптические экспонирующие элементы и жидкокристаллические затворные оптические экспонирующие элементы.
Источник света, применяемый для экспонирующего элемента, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Примеры источника света включают обычные излучатели света, такие как флуоресцентные лампы, лампы накаливания с вольфрамовой нитью, галогеновые лампы, ртутные лампы, натриевые лампы, светоизлучающие диоды (СИД), лазерные диоды (ЛД) и электролюминесцентные (ЭЛ) элементы.
Также различные фильтры могут быть применены для эмитирования лишь света в желательном диапазоне длин волн. Примеры фильтров включают выделительные светофильтры с крутым срезом, полосовые светофильтры, инфракрасные режекторные светофильтры, дихроичные светофильтры, интерференционные светофильтры и светофильтры с конверсией цветовой температуры.
Экспонирование может быть выполнено, например, экспонированием по изображению поверхности элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, светом при применении экспонирующего элемента.
Следует заметить, что, в данном изобретении может быть использован способ с обратным экспонированием. А именно, элемент, несущий электростатическое скрытое изображение, может быть экспонирован светом по изображению с тыльной стороны.
<Проявляющее средство и стадия проявления>
Проявляющее средство не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что проявляющее средство содержит тонер и сконфигурировано таким образом, чтобы проявлять электростатическое скрытое изображение, сформированное на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение, чтобы образовывать видимое изображение.
Стадия проявления не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия проявления является стадией проявления электростатического скрытого изображения, сформированного на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение, тонером, чтобы образовывать видимое изображение. Стадия проявления может быть выполнена посредством проявляющего средства.
Проявляющее средство может быть использовано в процессе проявления сухого типа или в процессе проявления влажного типа и может являться одноцветным проявляющим средством или многоцветным проявляющим средством.
Проявляющее средство предпочтительно включает мешалку, сконфигурированную, чтобы заряжать тонер посредством трения, создаваемого во время перемешивания; средство генерации магнитного поля, которое закреплено внутри проявляющего средства; и элемент, несущий проявитель, сконфигурированный, чтобы быть вращающимся, наряду с переносом проявителя, содержащего тонер, на поверхность элемента, несущего проявитель.
В проявляющем средстве, например, тонер и носитель перемешиваются и смешиваются, и тонер заряжают посредством трения, создаваемого во время перемешивания и смешивания. Заряженный таким образом тонер удерживается на поверхности вращающегося магнитного ролика в форме щетки, чтобы образовать магнитную щетку. Магнитный ролик расположен рядом с элементом, несущим электростатическое скрытое изображение, и, соответственно, часть тонера, составляющая магнитную щетку, образованную на поверхности магнитного ролика, перемещается на поверхность элемента, несущего электростатическое скрытое изображение, под действием силы электрического притяжения. В результате, электростатическое скрытое изображение проявляется тонером с формированием видимого изображения из тонера на поверхности элемента, несущего электростатическое скрытое изображение.
<Другие средства и другие стадии>
Примеры других средств включают средство для переноса, фиксирующее средство, очистное средство, средство устранения заряда, средство рециркуляции и средство управления.
Примеры других стадий включают стадию переноса, стадию фиксирования, стадию очистки, стадию устранения заряда, стадию рециркулирования и стадию регулирования.
-Средство для переноса и стадия переноса-
Средство для переноса не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что оно является средством для переноса, сконфигурированным, чтобы переносить видимое изображение на среду для печати. Предпочтительно, средство для переноса включает средство для первичного переноса, сконфигурированное, чтобы переносить видимое изображение на элемент для промежуточного переноса для формирования составного изображения для переноса, и средство для вторичного переноса, сконфигурированное, чтобы переносить составное изображение для переноса на среду для печати.
Стадия переноса не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия переноса является стадией переноса видимого изображения на среду для печати. Предпочтительно, стадия переноса включает первичный перенос видимого изображения на элемент для промежуточного переноса и затем вторичный перенос видимого изображения на среду для печати.
Например, стадия переноса может быть выполнена при применении средства для переноса посредством зарядки фотопроводника электризатором для переноса, чтобы перенести видимое изображение.
При этом, когда изображение, вторично переносимое на среду для печати, является цветным изображением из нескольких цветных тонеров, стадия переноса может быть выполнена следующим образом: цветные тонеры последовательно накладываются один поверх другого на элементе для промежуточного переноса посредством средства для переноса, чтобы сформировать изображение на элементе для промежуточного переноса, и затем изображение на элементе для промежуточного переноса вторично переносится в одно и то же время на среду для печати средством для промежуточного переноса.
Элемент для промежуточного переноса не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран из известных передающих элементов в зависимости от целевого назначения. Например, элемент для промежуточного переноса является подходящим образом лентой для переноса.
Средства для переноса (средство для первичного переноса и средство для вторичного переноса) предпочтительно включают по меньшей мере устройство для переноса, сконфигурированное, чтобы переносить видимое изображение, сформированное на фотопроводнике, на среду для печати при применении отслаивающей зарядки. Примеры устройства для переноса включают коронирующие устройства для переноса с применением коронного разряда, ленты для переноса, валики для переноса, прижимные валики для переноса и устройства для адгезионного переноса.
Среда для печати не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что проявленное, однако незафиксированное изображение может быть перенесено на среду для печати. Обычно простую бумагу используют в качестве среды для печати, однако полиэтилентерефталатная (PET) листовая основа для OHP-проектора может также быть использована.
-Фиксирующее средство и стадия фиксирования-
Фиксирующее средство не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что фиксирующее средство сконфигурировано, чтобы фиксировать перенесенное изображение, которое было перенесено на среду для печати. Фиксирующее средство предпочтительно является известным нагреваемым прижимным элементом. Примеры нагреваемого прижимного элемента включают комбинацию нагреваемого валика и прижимного валика и комбинацию нагреваемого валика, прижимного валика и непрерывной ленты.
Стадия фиксирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия фиксирования является стадией фиксирования видимого изображения, которое было перенесено на среду для печати. Стадия фиксирования может быть выполнена каждый раз, когда изображение из каждого цветного тонера перенесено на среду для печати, или однократно (т.е. в одно и то же время) для многослойного изображения из цветных тонеров.
Стадия фиксирования может быть выполнена посредством фиксирующего средства.
Нагреваемый прижимной элемент обычно выполняет нагревание предпочтительно от 80°С до 200°С.
Следует заметить, что в данном изобретении известные устройства для фотофиксирования могут быть использованы вместо фиксирующего средства или в дополнение к фиксирующему средству, в зависимости от целевого назначения.
2
2
Поверхностное давление на стадии фиксирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 10 Н/см до 80 Н/см.
-Очистное средство и стадия очистки-
Очистное средство не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что очистное средство сконфигурировано, чтобы обладать возможностью удаления тонера, остающегося на фотопроводнике. Примеры очистного средства включают очистители с магнитной кистью, очистители с электростатической щеткой, очистители с магнитным роликом, очистители с ракельным ножом, щеточные очистители и тканевые очистители.
Стадия очистки не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия очистки является стадией, способной удалять тонер, остающийся на фотопроводнике. Стадия очистки может быть выполнена посредством очистного средства.
-Средство устранения заряда и стадия устранения заряда-
Средство устранения заряда не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что средство устранения заряда сконфигурировано, чтобы прикладывать напряжение смещения для устранения заряда к фотопроводнику, чтобы тем самым устранять заряд фотопроводника. Примеры средства устранения заряда включают лампы для устранения заряда.
Стадия устранения заряда не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия устранения заряда является стадией приложения напряжения смещения для устранения заряда к фотопроводнику, чтобы устранять заряд. Стадия устранения заряда может быть выполнена посредством средства устранения заряда.
-Средство рециркуляции и стадия рециркулирования-
Средство рециркуляции не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что средство рециркуляции сконфигурировано, чтобы рециркулировать тонер, который был удален на стадии очистки, к проявляющему устройству. Примеры средства рециркуляции включают общеизвестные перемещающие средства.
Стадия рециркулирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия рециркулирования является стадией рециркулирования тонера, который был удален на стадии очистки, к проявляющему устройству. Стадия рециркулирования может быть выполнена посредством средства рециркуляции.
-Средство управления и стадия регулирования-
Средство управления не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что средство управления сконфигурировано, чтобы обладать возможностью управлять функционированием каждого из вышеуказанных средств. Примеры средства управления включают устройства, такие как контроллеры последовательности и компьютеры.
Стадия регулирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, при условии, что стадия регулирования является стадией, способной регулировать выполнение каждой из вышеуказанных стадий. Стадия регулирования может быть выполнена посредством средства управления.
Один из типичных вариантов формирования изображения посредством устройства для формирования изображения по данному изобретению будет теперь описан при ссылках на Фиг. 1. Устройство 100A для формирования цветного изображения, проиллюстрированное на Фиг. 1, включает барабан 10 со слоем фотопроводника, служащий в качестве элемента, несущего электростатическое скрытое изображение (далее в данном документе может называться как «фотопроводник 10»), зарядный ролик 20, служащий в качестве зарядного средства, экспонирующее устройство 30, служащее в качестве средства для экспонирования, проявляющее устройство 40, служащее в качестве проявляющего средства, элемент 50 для промежуточного переноса, очистное средство 60, включающее очистной ракельный нож и служащий в качестве очистного средства, и лампу 70 для устранения заряда, служащую в качестве средства устранения заряда.
Элемент 50 для промежуточного переноса является непрерывной лентой и спроектирован таким образом, чтобы перемещаться в направлении, указанном стрелкой, посредством трех роликов 51. Три ролика 51 расположены с внутренней стороны ленты, и лента натянута вокруг данных трех роликов 51. Некоторые из трех роликов 51 также функционируют в качестве ролика для переноса со смещением, который может выполнять заданное смещение для переноса (первичное смещение для переноса) для элемента 50 для промежуточного переноса. Очистное устройство 90, включающее очистной ракельный нож, расположено смежно с элементом 50 для промежуточного переноса. Кроме того, валик 80 для переноса, служащий в качестве средства для переноса, расположено смежно с элементом 50 для промежуточного переноса таким образом, что обращен к элементу 50 для промежуточного переноса. Валик 80 для переноса может прикладывать смещение для переноса (вторичного переноса) проявленного изображения (изображения из тонера) на лист бумаги 95 для переноса, служащий в качестве среды для печати. Вокруг элемента 50 для промежуточного переноса коронный зарядный узел 58, который сконфигурирован, чтобы подавать заряды к изображению из тонера на элементе 50 для промежуточного переноса, размещен между местом контакта фотопроводника 10 с элементом 50 для промежуточного переноса и местом контакта элемента 50 для промежуточного переноса с листом бумаги 95 для переноса по отношению к направлению вращения элемента 50 для промежуточного переноса.
Проявляющее устройство 40 включает ленту 41 для проявления, служащую в качестве элемента, несущего проявитель, и проявляющие узлы, расположенные рядом с лентой 41 для проявления (узел 45K для проявления черного цвета, узел 45Y для проявления желтого цвета, узел 45M для проявления пурпурного цвета и узел 45C для проявления голубого цвета). Следует заметить, что узел 45K для проявления черного цвета включает контейнер для размещения проявителя 42K, валик 43K для подачи проявителя и ролик проявления 44K. Узел 45Y для проявления желтого цвета включает контейнер 42Y для размещения проявителя, валик 43Y для подачи проявителя и ролик проявления 44Y. Узел 45M для проявления пурпурного цвета включает контейнер 42M для размещения проявителя, валик 43M для подачи проявителя и ролик проявления 44M. Узел 45C для проявления голубого цвета включает контейнер 42C для размещения проявителя, валик 43C для подачи проявителя и ролик проявления 44C. Кроме того, лента 41 для проявления является непрерывной лентой, которая натянута с возможностью вращения на нескольких роликах ленты и находится частично в контакте с элементом 10, несущим электростатическое скрытое изображение.
В устройстве 100 для формирования цветного изображения, проиллюстрированном на Фиг. 1, например, зарядный ролик 20 равномерно заряжает поверхность барабана 10 со слоем фотопроводника. Экспонирующее средство 30 экспонирует по изображению барабан 10 со слоем фотопроводника светом, чтобы сформировать электростатическое скрытое изображение. Электростатическое скрытое изображение, сформированное на барабане 10 со слоем фотопроводника, проявляется с помощью тонера, подаваемого из проявляющего устройства 40, чтобы сформировать изображение из тонера. Изображение из тонера переносится (в качестве первичного переноса) на элемент 50 для промежуточного переноса посредством напряжения, прикладываемого от ролика 51, и переносится (в качестве вторичного переноса) на лист бумаги 95 для переноса. В результате перенесенное изображение формируется на листе бумаги 95 для переноса. Следует заметить, что остаточный тонер, остающийся на барабане 10 со слоем фотопроводника, удаляется очистным устройством 60, и заряд на барабане 10 со слоем фотопроводника однократно удаляется посредством лампы 70 для устранения заряда.
Фиг. 2 иллюстрирует другое типичное устройство для формирования изображения по данному изобретению. Устройство 100B для формирования изображения имеет такую же конфигурацию, что и устройство 100A для формирования изображения, проиллюстрированное на Фиг. 1, за исключением того, что лента 41 для проявления не включена, и узел 45K для проявления черного цвета, узел 45Y для проявления желтого цвета, узел 45M для проявления пурпурного цвета и узел 45C для проявления голубого цвета размешены вокруг барабана 10 со слоем фотопроводника таким образом, что обращены непосредственно к барабану 10 со слоем фотопроводника.
Фиг. 3 иллюстрирует другое типичное устройство для формирования изображения по данному изобретению. Устройство 10°C для формирования изображения включает корпус 150 копировального аппарата, поддон 200 для подачи листов бумаги, сканер 300 и устройство 400 автоматической подачи оригиналов (ADF).
Промежуточный передающий элемент 50 в виде непрерывной ленты размещен в центральной части корпуса 150 копировального аппарата. Промежуточный передающий элемент 50 натянут на поддерживающих роликах 14, 15 и 16 и сконфигурирован таким образом, что обладает возможностью вращения в направлении часовой стрелки на Фиг. 3. Очистное средство 17 для элемента для промежуточного переноса расположен рядом с поддерживающим роликом 15 и сконфигурирован, чтобы удалять остаточный тонер, остающийся на элементе 50 для промежуточного переноса. Тандемное устройство 120 для проявления, в котором четыре средства 18 для формирования изображения для желтого, голубого, пурпурного и черного цветов расположены параллельно вдоль направления перемещения элемента 50 для промежуточного переноса таким образом, что обращены к элементу 50 для промежуточного переноса, расположен на элементе 50 для промежуточного переноса, который натянут на поддерживающих роликах 14 и 15. Экспонирующее устройство 21, служащее в качестве экспонирующего элемента, размещено рядом с тандемным устройством 120 для проявления. Устройство 22 для вторичного переноса расположено на стороне элемента 50 для промежуточного переноса, которая противоположна той стороне, на которой расположено тандемное устройство 120 для проявления. Устройство 22 для вторичного переноса включает ленту 24 для вторичного переноса в виде непрерывной ленты, и лента 24 для вторичного переноса натянута на пару роликов 23. В этой конфигурации, лист бумаги для переноса, перемещаемый на ленте 24 для вторичного переноса, и элемент 50 для промежуточного переноса могут контактировать друг с другом. Фиксирующее устройство 25, служащее в качестве фиксирующего средства, размещено смежно устройству 22 для вторичного переноса. Фиксирующее средство 25 включает фиксирующую ленту 26, которая является непрерывной лентой, и прижимной валик 27, который расположен таким образом, что прижат к фиксирующей ленте 26.
Следует заметить, что в тандемном устройстве для формирования изображения инвертор 28 листов расположен смежно устройству 22 для вторичного переноса и фиксирующему устройству 25. Инвертор листов 28 сконфигурирован, чтобы переворачивать лист бумаги для переноса в случае формирования изображений на обеих сторонах листа бумаги для переноса.
Теперь далее будет описан способ формирования полноцветного изображения (цветного копирования) при применении тандемного устройства 120 для проявления. Первоначально, документ размещают на оригиналодержателе 130 устройства 400 автоматической подачи оригиналов (ADF). В качестве альтернативы, устройство 400 автоматической подачи оригиналов открывают, документ помещают на контактное стекло 32 сканера 300, и устройство 400 автоматической подачи оригиналов закрывают.
Когда нажата кнопка пуска (не показана), документ перемещается на контактное стекло 32 и затем сканер 300 функционирует в случае, когда документ был размещен на устройстве 400 для автоматической подачи оригиналов; или сканер 300 функционирует сразу же в случае, когда документ был размещен на контактном стекле 32. Затем первый подвижный элемент 33 и второй подвижный элемент 34 перемещаются. В это время, документ облучается светом от источника света в первом подвижном элементе 33. Свет, отраженный от поверхности документа, отражается зеркалом во втором подвижном элементе 34 и затем воспринимается считывающим датчиком 36 через линзу 35 для формирования изображения. Таким образом цветной документ (цветное изображение) считывается, чтобы получить информацию об изображении для черного, желтого, пурпурного и голубого цветов.
Информация об изображении черного, желтого, пурпурного и голубого цветов передается в соответствующие средства 18 для формирования изображения (узел для формирования черного изображения, узел для формирования желтого изображения, узел для формирования пурпурного изображения и узел для формирования голубого изображения) тандемного устройства 120 для проявления, чтобы сформировать изображения из тонеров черного, желтого, пурпурного и голубого цвета в средствах для формирования изображения. Как проиллюстрировано на Фиг. 4, средство 18 для формирования изображения в тандемном устройстве 120 для проявления включает элементы 10, несущие электростатическое скрытое изображение (элемент 10K, несущий электростатическое скрытое изображение черного цвета, элемент 10Y, несущий электростатическое скрытое изображение желтого цвета, элемент 10M, несущий электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета, и элемент 10C, несущий электростатическое скрытое изображение голубого цвета); зарядное устройство 160 служащих в качестве средства для зарядки и сконфигурированный, чтобы равномерно заряжать элементы 10, несущие электростатическое скрытое изображение; экспонирующее устройство, сконфигурированное, чтобы экспонировать по изображению элементы, несущие электростатическое скрытое изображение светом (L на Фиг. 4) на основании информации о цветах изображения, чтобы сформировать электростатические скрытые изображения, соответствующие цветным изображениям на элементах, несущих электростатическое скрытое изображение; проявляющее устройство 61, служащее в качестве проявляющего средства и сконфигурированное, чтобы проявлять электростатические скрытые изображения посредством цветных тонеров (тонера черного цвета, тонера желтого цвета, тонера пурпурного цвета и тонера голубого цвета), чтобы сформировать изображение из цветных тонеров; электризатор 62 для переноса, сконфигурированный, чтобы переносить изображение из тонеров на элемент 50 для промежуточного переноса; очистное устройство 63; и устройство 64 устранения заряда. Средство 18 для формирования изображения может формировать монохромные изображения (черное изображение, желтое изображение, пурпурное изображение и голубое изображение) на основании информации об изображениях соответствующих цветов. Сформированные таким образом черное изображение (т.е. черное изображение, сформированное на элементе 10K, несущем электростатическое скрытое изображение черного цвета), желтое изображение (т.е. желтое изображение, сформированное на элементе 10Y, несущем электростатическое скрытое изображение желтого цвета), пурпурное изображение (т.е. пурпурное изображение, сформированное на элементе 10M, несущем электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета) и голубое изображение (т.е. голубое изображение, сформированное на элементе 10C, несущем электростатическое скрытое изображение голубого цвета) последовательно переносятся (первично переносятся) на элемент 50 для промежуточного переноса, который перемещается вращающимся образом посредством поддерживающих роликов 14, 15 и 16. Черное изображение, желтое изображение, пурпурное изображение и голубое изображение накладываются совместно на элемент 50 для промежуточного переноса, чтобы сформировать составное цветное изображение (цветное изображение для переноса).
В то же время, на поддоне 200 для подачи бумаги один из роликов 142 для подачи бумаги вращается селективным образом, чтобы подать лист (бумагу для печати) из одной из нескольких кассет 144 для подачи бумаги, расположенных в виде нескольких ярусов в накопителе бумаги 143. Листы отделяются один за другим листоотделяющим роликом 145 и направляются в проход 146 для подачи бумаги. Затем лист перемещается транспортирующим роликом 147 и направляется в проход 148 для подачи бумаги в корпусе 150 копировального аппарата и останавливается роликом регистрации 49. В качестве альтернативы, ролик 142 для подачи бумаги вращается, чтобы подавать лист (бумагу для печати) на лоток 54 для ручной подачи бумаги. Лист, отделенный по одному листоотделяющим роликом 52, направляется в проход 53 для ручной подачи бумаги и останавливается роликом регистрации 49. Следует заметить, что ролик регистрации 49 обычно используют в заземленном состоянии, однако ролик регистрации 49 может также быть использован в состоянии, в котором смещение приложено к ролику регистрации 49 с целью для удаления бумажной пыли с листа. Затем, ролик регистрации 49 вращают синхронно с составным цветным изображением (цветным перенесенным изображением), сформированным на элементе 50 для промежуточного переноса, и лист (бумагу для печати) подают между элементом 50 для промежуточного переноса и устройством 22 для вторичного переноса. Посредством этого, составное цветное изображение переносится (вторично переносится) на лист (бумагу для печати) устройством 22 для вторичного переноса, чтобы сформировать цветное изображение на листе (бумаге для печати). Следует заметить, что остаточный тонер, остающийся на элементе 50 для промежуточного переноса после переноса изображения, удаляется очистным устройством 17 для элемента для промежуточного переноса.
Лист (бумага для печати), на который цветное изображение было перенесено и сформировано, перемещается устройством 22 для вторичного переноса к фиксирующему устройству 25. Фиксирующее устройство 25 фиксирует составное цветное изображение (цветное перенесенное изображение) на листе (бумаге для печати) посредством воздействия нагревания и давления. После этого, путь перемещения листа (бумаги для печати) переключается переключающим кулачком 55, и лист выпускается выпускным роликом 56 и укладывается в стопу на выпускном лотке 57 для бумаги. В качестве альтернативы, путь перемещения листа переключается переключающим кулачком 55, и лист переворачивается инвертором 28 листов и затем снова направляется в позицию перемещения. Изображение также печатается на тыльной стороне листа, и затем лист выпускается посредством выпускного ролика 56 и укладывается в стопу на выпускном лотке 57 для бумаги.
(Технологический картридж)
Технологический картридж по данному изобретению сформирован таким образом, чтобы быть установленным съемным образом в различные устройства для формирования изображения. Технологический картридж включает по меньшей мере элемент, несущий электростатическое скрытое изображение, сконфигурированный, чтобы переносить на себе электростатическое скрытое изображение; и проявляющее средство, сконфигурированный, чтобы проявлять скрытое электростатическое изображение, переносимое на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение, проявителем по данному изобретению, чтобы образовать изображение из тонера. Следует заметить, что этот технологический картридж может дополнительно включать другие средства, при необходимости.
Проявляющее средство включает по меньшей мере: контейнер для размещения проявителя, сконфигурированный чтобы содержать проявитель по данному изобретению; и элемент, несущий проявитель, сконфигурированный чтобы нести на себе и переносить проявитель, содержащийся в контейнере для размещения проявителя. Следует заметить, что, проявляющее средство может дополнительно включать, например, регулирующий элемент, сконфигурированный, чтобы регулировать толщину слоя переносимого проявителя.
Фиг. 5 иллюстрирует пример технологического картриджа по данному изобретению. Технологический картридж 110 включает барабан 10 со слоем фотопроводника, коронный зарядный узел 52, проявляющее устройство 40, валик 80 для переноса и очистное устройство 90.
Примеры
Данное изобретение будет теперь описано более подробно посредством представленных ниже Примеров и Сравнительных примеров. Однако, данное изобретение не ограничивается каким-либо образом этими Примерами. Следует заметить, что Примеры описаны в соответствии со следующими примечаниями (1) по (4):
(1) Если определенно не указано иное, «часть(и)» означает(ют) «часть(и) по массе», и «%» означают «% по массе (масс.%)»;
(2) «%» указанные в строках Диол и Дикарбоновая кислота в Таблицах с 1-1 по 1-4 означают «мол.%»;
(3) Измеренные величины получены вышеописанными методами; и
(4) Температуры стеклования (Tg), температуры плавления и молекулярные массы, например, Некристаллической сложнополиэфирной смолы A, Некристаллической сложнополиэфирной смолы B и Кристаллической сложнополиэфирной смолы C были измерены для смол, полученных в Примерах изготовления.
(Пример изготовления 1)
<Синтез кетимина>
В реакционный сосуд, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали 170 частей изофорондиамина и 75 частей метилэтилкетона. Полученной смеси предоставляли возможность реагирования при 50°С в течение 5 часов, чтобы получить [Кетиминовое соединение 1].
Было найдено, что [Кетиминовое соединение 1] имеет аминовое число 418.
(Пример изготовления A-1)
<Синтез некристаллической сложнополиэфирной смолы A-1, нерастворимой в тетрагидрофуране (THF)>
-Синтез Преполимера A-1-
-1
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали 3-метил-1,5-пентандиол, терефталевую кислоту, адипиновую кислоту и триметилолпропан таким образом, что молярное отношение гидроксильных групп к карбоксильным группам (OH/COOH) составляло 1,10. В качестве диольного компонента использовали 100 мол.% 3-метил-1,5-пентандиола, и в качестве компонента дикарбоновой кислоты использовали 50 мол.% терефталевой кислоты и 50 мол.% адипиновой кислоты. Триметилолпропан добавляли таким образом, чтобы его содержание составляло 1,5 мол.% по отношению ко всем мономерам, вместе с тетраизопропоксидом титана (1000 млн по отношению ко всем компонентам смолы). Затем полученную смесь нагревали до 200°С в течение примерно 4 часов, нагревали до 230°С в течение 2 часов, и предоставляли возможность реакционного взаимодействия до тех пор, пока вода не была удалена. Затем результирующему продукту дополнительно предоставляли возможность реакционного взаимодействия при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст. в течение 5 часов, чтобы получить Промежуточный сложный полиэфир A-1.
После этого, в реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали Промежуточный сложный полиэфир A-1 и изофорондиизоцианат (IPDI) таким образом, что молярное отношение (изоцианатные группы в изофорондиизоцианате (IPDI)/гидроксильные группы в Промежуточном сложном полиэфире) составляло 2,0. Результирующую смесь разбавляли этилацетатом, чтобы получить 50%-ный раствор в этилацетате и затем предоставляли возможность реакционного взаимодействия при 100°С в течение 5 часов, чтобы получить Преполимер A-1.
-Синтез некристаллической сложнополиэфирной смолы A-1, нерастворимой в тетрагидрофуране (THF)-
-1
Полученный преполимер A-1 перемешивали в реакционном сосуде, снабженным нагревателем, мешалкой и трубкой для введения азота. [Кетиминовое соединение 1] добавляли по каплям в реакционный сосуд, таким образом, чтобы количество амина в [Кетиминовом соединении 1] и количество изоцианата в Преполимере A-1 являлись эквимолярными. После перемешивания в течение 10 часов при 45°С, результирующий продукт преполимера с удлиненной цепью извлекали. Результирующий продукт преполимера с удлиненной цепью сушили при 50°С при пониженном давлении до тех пор, пока количество остаточного этилацетата не составляло 100 млн или менее, чтобы получить некристаллическую сложнополиэфирную смолу A-1, нерастворимую в тетрагидрофуране (THF).
<Синтез некристаллических сложнополиэфирных смол A-2 по A-11, нерастворимых в тетрагидрофуране (THF)>
-Синтез Преполимеров A-2 по A-11-
Преполимеры A-2 по A-11 получали таким же образом, что и в Синтезе Преполимера A-1, за исключением того, что кислотный компонент и спиртовой компонент заменяли на кислотные компоненты и спиртовые компоненты, представленные в Таблицах с 1-1 по 1-4.
-Синтез некристаллических сложнополиэфирных смол A-2 по A-11, нерастворимых в тетрагидрофуране (THF)-
Некристаллические сложнополиэфирные смолы A-2 по A-11, нерастворимые в тетрагидрофуране (THF), получали таким же образом, что и в Синтезе некристаллической сложнополиэфирной смолы A-1, нерастворимой в тетрагидрофуране (THF), за исключением того, что Преполимер A-1 заменяли на каждый из Преполимеров A-2 по A-11.
(Пример изготовления B-1)
<Синтез некристаллической сложнополиэфирной смолы B-1, растворимой в тетрагидрофуране (THF)>
-1
В четырехгорлую колбу, снабженную трубкой для введения азота, сливной трубкой, мешалкой и термопарой, загружали аддукт бисфенола A с 2 моль этиленоксида, 1,2-пропиленгликоль, терефталевую кислоту и адипиновую кислоту таким образом, что молярное отношение гидроксильных групп к карбоксильным группам (OH/COOH) составляло 1,10. Молярное отношение аддукта бисфенола A с 2 моль этиленоксида к 1,2-пропиленгликолю составляло 60/40, и молярное отношение терефталевой кислоты к адипиновой кислоте составляло 80/20. Результирующей смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия с тетраизопропоксидом титана (500 млн по отношению ко всем компонентам смолы) при 230°С при нормальном давлении в течение 8 часов, и предоставляли возможность дополнительного реакционного взаимодействия при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст. в течение 4 часов. Затем тримеллитовый ангидрид добавляли в реакционный сосуд в количестве 1 мол.% по отношению ко всем компонентам смолы. После этого, полученной смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия при 180°С при нормальном давлении в течение 3 часов, чтобы получить некристаллическую сложнополиэфирную смолу B-1, растворимую в тетрагидрофуране (THF).
<Синтез некристаллических сложнополиэфирных смол B-2 по B-14, растворимых в тетрагидрофуране (THF)>
Некристаллические сложнополиэфирные смолы B-2 по B-14, растворимые в тетрагидрофуране (THF), получали таким же образом, что и в Синтезе некристаллической сложнополиэфирной смолы B-1, растворимой в тетрагидрофуране (THF), за исключением того, что кислотный компонент и спиртовой компонент заменяли на кислотные компоненты и спиртовые компоненты, представленные в Таблицах с 1-1 по 1-4.
(Пример изготовления C-1)
<Синтез Кристаллической сложнополиэфирной смолы C-1>
-1
В четырехгорлую колбу на 5 л, снабженную трубкой для введения азота, сливной трубкой, мешалкой и термопарой загружали себациновую кислоту и 1,6-гександиол таким образом, что молярное отношение гидроксильных групп к карбоксильным группам (OH/COOH) составляло 0,90. Результирующей смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия с тетраизопропоксидом титана (500 млн по отношению ко всем компонентам смолы) при 180°С в течение 10 часов, нагревали до 200°С, предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 3 часов и затем предоставляли возможность дополнительного реакционного взаимодействия при давлении 8,3 кПа в течение 2 часов, чтобы получить Кристаллическую сложнополиэфирную смолу C-1.
Пример 1
<Синтез Маточной смеси (MB)>
Воду (1200 частей), 500 частей углеродной сажи (PRINTEX 35, доступной от компании Evonik Degussa Japan Co., Ltd.) [число поглощения дибутилфталата (число DBP)=42 мл/100 мг, pH=9,5] и 500 частей некристаллической сложнополиэфирной смолы B-1 добавляли и перемешивали посредством смесителя HENSCHEL MIXER (доступного от компании NIPPON COLE & ENGINEERING CO., LTD.). Результирующую смесь замешивали посредством двухвалковых вальцов при 150°С в течение 30 мин. Полученный тестообразный продукт охлаждали посредством прокатки и затем измельчали посредством измельчающей машины, чтобы получить [Маточную смесь 1].
<Изготовление жидкой дисперсии воска>
В резервуар, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали 300 частей парафинового воска (HNP-9, доступного от компании Nippon Seiro Co., Ltd., углеводородный воск, температура плавления: 75°C), служащего в качестве антиадгезионного агента 1, 150 частей [диспергирующего агента для воска] и 1800 частей этилацетата. Полученную смесь нагревали до 80°С при перемешивании, поддерживали при 80°С в течение 5 часов и охлаждали до 30°С в течение 1 часа. Результирующую смесь диспергировали посредством бисерной мельницы (ULTRA VISCOMILL, доступной от компании AIMEX CO., Ltd.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости 1 кг/ч, окружная скорость диска 6 м/с, шарики диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, загруженные до 80% по объему, и 3 прохода, чтобы получить [жидкую дисперсию воска 1].
<Изготовление жидкой дисперсии кристаллической сложнополиэфирной смолы 1>
В резервуар, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали 308 частей Кристаллической сложнополиэфирной смолы C и 1900 частей этилацетата. Полученную смесь нагревали до 80°С при перемешивании, поддерживали при 80°С в течение 5 часов и охлаждали до 30°С в течение 1 часа. Полученный продукт диспергировали посредством бисерной мельницы (ULTRA VISCOMILL, доступной от компании AIMEX CO., Ltd.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости 1 кг/ч, окружная скорость диска 6 м/с, шарики диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, загруженные до 80% по объему, и 3 прохода, чтобы получить Жидкую дисперсию кристаллической сложнополиэфирной смолы 1.
<Приготовление масляной фазы>
В сосуд загружали 50 частей [жидкой дисперсии воска 1], 150 частей [Преполимера A-1], 50 частей [Жидкой дисперсии кристаллической сложнополиэфирной смолы 1], 700 частей [некристаллической сложнополиэфирной смолы B-1, растворимой в тетрагидрофуране (THF) B-1], 100 частей [Маточной смеси 1] и 0,2 части [Кетиминового соединения 1]. Результирующую смесь перемешивали посредством смесителя-гомогенизатора TK Homomixer (доступного от компании PRIMIX Corporation) при 7000 об/мин в течение 60 мин, чтобы получить [Масляную фазу 1]. Следует заметить, что вышеуказанные количества представляют собой содержание твердых веществ в исходных материалах.
<Синтез эмульсии органических частиц (жидкой дисперсии частиц)>
В реакционный сосуд, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали 683 части воды, 11 частей натриевой соли сложного эфира серной кислоты и аддукта метакриловой кислоты с этиленоксидом (ELEMINOL RS-30, доступного от компании Sanyo Chemical Industries, Ltd.), 138 частей стирола, 138 частей метакриловой кислоты и 1 часть персульфата аммония. Полученную смесь перемешивали при 400 об/мин в течение 15 мин, чтобы получить белую эмульсию. Полученную эмульсию нагревали до тех пор, пока температура реакционной системы не становилась равной 75°С, и затем предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 5 часов. Тридцать частей 1%-ного водного раствора персульфата аммония добавляли к полученному продукту и затем выдерживали при 75°С в течение 5 часов, чтобы получить [Жидкую дисперсию частиц], т.е. водную жидкую дисперсию виниловой смолы (сополимера стирола/метакриловой кислоты/натриевой соли сложного эфира серной кислоты и аддукта метакриловой кислоты с этиленоксидом).
Было найдено, что [Жидкая дисперсия частиц] имеет объемный средний диаметр частиц 0,14 мкм при измерении с помощью LA-920 (доступного от компании HORIBA, Ltd.).
<Приготовление водной фазы>
Воду (990 частей), 83 части [Жидкой дисперсии частиц], 37 частей 48,5%-ного водного раствора додецилдифенилового эфира дисульфоната натрия (ELEMINOL MON-7, доступного от компании Sanyo Chemical Industries Ltd.) и 90 частей этилацетата смешивали и перемешивали, чтобы получить молочно-белую жидкость, которую использовали в качестве [Водной фазы].
<Эмульгирование и десольватация>
[Водную фазу] (1200 частей) добавляли в сосуд, содержащий [Масляную фазу]. Полученную смесь перемешивали посредством смесителя-гомогенизатора TK Homomixer при13000 об/мин в течение 20 мин, чтобы получить [Эмульгированную суспензию].
В сосуд, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали [Эмульгированную суспензию], десольватировали при 30°С в течение 8 часов и затем выдерживали при 45°С в течение 4 часов, чтобы получить [Диспергированную суспензию].
<Промывка и сушка>
Сто частей [Диспергированной суспензии] фильтровали при пониженном давлении и затем полученный продукт подвергали дважды ряду процедур с (1) по (4), описанных ниже, чтобы получить [Отфильтрованную пасту]:
(1): 100 частей воды, очищенной ионным обменом, добавляли к полученной отфильтрованной пасте, перемешивали с помощью смесителя-гомогенизатора TK Homomixer (при 12000 об/мин в течение 10 минут) и затем фильтровали;
(2): 100 частей 10%-ного водного раствора гидроксида натрия добавляли к отфильтрованной пасте, полученной в (1), перемешивали с помощью смесителя-гомогенизатора TK Homomixer (при 12000 об/мин в течение 30 минут) и затем фильтровали при пониженном давлении;
(3): 100 частей 10%-ной хлористоводородной кислоты добавляли к отфильтрованной пасте, полученной в (2), смешивали с помощью смесителя-гомогенизатора TK Homomixer (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтровали; и
(4): 300 частей воды, очищенной ионным обменом, добавляли к отфильтрованной пасте, полученной в (3), смешивали с помощью смесителя-гомогенизатора TK Homomixer (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и затем фильтровали.
[Отфильтрованную пасту] сушили с помощью сушилки с циркуляцией воздуха при 45°С в течение 48 часов и затем просеивали через сито с размером отверстий 75 мкм, чтобы получить [Базовые частицы тонера 1].
<Обработка с поверхностным добавлением>
В смесителе HENSCHEL MIXER, 100 частей базовых частиц тонера 1, 0,6 частей гидрофобного кремнезема, имеющего средний диаметр частиц 100 нм, 1,0 часть оксида титана, имеющего средний диаметр частиц 20 нм и 0,8 части порошка гидрофобного кремнезема, имеющего средний диаметр частиц 15 нм, совместно смешивали, чтобы получить Тонер 1.
Примеры 2-25 и Сравнительные примеры 1-4
Тонеры 2-29 Примеров 2-25 и Сравнительных примеров 1-4 получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что Смолы A-C, описанные в столбцах Примеров 2-25 и Сравнительных примеров 1-4 в Таблицах с 1-1 по 1-4, использовали в качестве смол, соответствующих Преполимеру A-1, некристаллической сложнополиэфирной смоле B-1, и кристаллической сложнополиэфирной смоле C, которые были использованы в Примере 1, при соотношениях компонентов, представленных в столбцах. Следует заметить, что Смолу C не использовали в Примерах 11 и 12.
<Изготовление носителя>
К 100 частям толуола добавляли 100 частей кремнийорганической смолы (немодифицированной кремнийорганической смолы), 5 частей γ-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилана и 10 частей углеродной сажи. Данные материалы диспергировали при применении смесителя-гомогенизатора в течение 20 мин, чтобы приготовить жидкий материал покровного слоя из смолы. Жидкий материал покровного слоя из смолы наносили на поверхность сферических частиц магнетита, имеющих средний диаметр 50 мкм, (1000 частей) посредством устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое, чтобы приготовить носитель.
<Изготовление проявителя>
Каждый из тонеров (5 частей) и носитель (95 частей) смешивали посредством шаровой мельницы, чтобы изготовить проявители.
Тонеры или проявители оценивали в отношении их свойств указанным ниже образом. Результаты представлены в Таблицах с 1-1 по 1-4.
<Способность к низкотемпературному фиксированию и устойчивость к горячему смещению>
2
В устройство IMAGEO MP C4300 (доступное от компании Ricoh Company, Ltd.) загружали каждый из проявителей и затем прямоугольное сплошное изображение, имеющее размер 2 см × 15 см формировали на листах бумаги PPC из длинных волокон, размером A4, тип 6000 <70W>, (доступной от компании Ricoh Company, Ltd.) таким образом, чтобы количество нанесенного тонера составляло 0,40 мг/см.
Во время формирования сплошного изображения, температуру поверхности фиксирующего валика изменяли, чтобы наблюдать, происходит ли смещение, а именно, не зафиксировано ли остаточное проявленное изображение сплошного изображения на нежелательном месте. Способность к низкотемпературному фиксированию и устойчивость к горячему смещению оценивали в соответствии с указанными ниже критериями.
[Критерии для оценки способности к низкотемпературному фиксированию]
A: Ниже чем 110°С
B: 110°С или выше, однако ниже чем 120°С
C: 120°С или выше, однако ниже чем 130°С
D: 130°С или выше
[Критерии для оценки устойчивости к горячему смещению]
A: 170°С или выше
B: 160°С или выше, однако ниже чем 170°С
C: 150°С или выше, однако ниже чем 160°С
D: Ниже чем 150°С
<Стабильность термостойкости при хранении>
Стеклянный контейнер на 50 мл заполняли каждым из тонеров, оставляли выдерживаться в термостатируемой ванне при 50°С в течение 24 часов и затем охлаждали до 24°С. Затем степень проникновения [мм] тонера измеряли в соответствии с испытанием на степень проникновения (JIS K2235-1991) и оценивали в отношении стабильности термостойкости при хранении в соответствии с указанными ниже критериями.
[Критерии оценки]
A: Степень проникновения составляла 20 мм или более
B: Степень проникновения составляла 15 мм или более, однако менее чем 20 мм.
C: Степень проникновения составляла 10 мм или более, однако менее чем 15 мм.
D: Степень проникновения составляла менее чем 10 мм.
<Стабильность устойчивости к влаге и термостойкости при хранении>
Каждый из тонеров выдерживали при 40°С и относительной влажности (RH) 70% в течение 3 дней и затем просеивали через сито 42 меш в течение 2 мин. Долю тонера, остающуюся на металлическом сите, измеряли и оценивали в соответствии с указанными ниже критериями. Более высокая стабильность термостойкости при хранении тонера соответствует более низкой доле остаточного тонера.
[Критерии оценки]
A: Доля остаточного тонера составляла менее чем 10%.
B: Доля остаточного тонера составляла 10% или более, однако менее чем 20%.
C: Доля остаточного тонера составляла 20% или более, однако менее чем 30%.
D: Доля остаточного тонера составляла 30% или более.
<Глянцевитость>
2
Модифицированное устройство, образованное модификацией фиксирующей секции копировального аппарата MF2200 (доступного от компании Ricoh Company, Ltd.), использующее тефлоновый (TEFLON (зарегистрированная торговая марка)) валик в качестве фиксирующего валика, применяли для выполнения испытания на копирование на листах бумаги типа 6200 (доступной от компании Ricoh Company, Ltd.). Более конкретно, температуру фиксирования устанавливали при температуре выше на 20°C, чем температура нижнего предела фиксирования, определенная при оценке способности к низкотемпературному фиксированию, и линейную скорость подачи бумаги устанавливали от 120 мм/с до 150 мм/с, поверхностное давление устанавливали при 1,2 кг/см, и ширину полосы печатного контакта устанавливали при 3 мм. Изображения, полученные при испытании на копирование, измеряли в отношении глянцевитости под углом 60 градусов (%) посредством измерителя лоска VG-7000 (доступного от компании NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co., Ltd.) и оценивали в соответствии с указанными ниже критериями оценки.
[Критерии оценки]
A: 30% или более
B: 25% или более, однако менее чем 30%
C: 20% или более, однако менее чем 25%
D: менее чем 20%
<Интенсивность изображения>
2
В устройство IMAGEO MP C4300 (доступное от компании Ricoh Company, Ltd.) загружали каждый из проявителей и затем прямоугольное сплошное изображение, имеющее размер 2 см × 15 см формировали на листах бумаги PPC из длинных волокон, размером A4, тип 6000 <70W>, (доступной от компании Ricoh Company, Ltd.) таким образом, чтобы количество нанесенного тонера составляло 0,4 мг/см. Во время формирования сплошного изображения температуру фиксирования устанавливали при температуре выше на 10°C, чем температура нижнего предела фиксирования, определенная при оценке способности к низкотемпературному фиксированию. Поверхности полученных выведенных изображений (с изображениями знаков) протирали 50 раз при нагрузке 800 г при применении листов вторичной бумаги (вторичной бумаги ресурса типа A, доступной от компании NBS Ricoh Company Ltd.) посредством фрикционного тестера типа S (SUTHERLAND2000 RUB TESTER, доступного от компании Danilee Co.). Степень царапания на поверхности изображения определяли по сравнению со сравнительными образцами.
[Критерии оценки]
AA: Практически отсутствовало изменение в глянцевитости, и отсутствовали царапины.
A: Имело место небольшое изменение в глянцевитости, однако практически отсутствовали визуально распознаваемые царапины.
B: Имело место изменение в глянцевитости и имелось небольшое число царапин.
C: Имело место значительное изменение в глянцевитости и имелось заметное число царапин.
D: Имелось заметное число царапин, и нижележащий лист бумаги для переноса был слегка видимым.
Таблица 1-1
Прим. 1
Прим. 2
Прим. 3
Прим. 4
Прим. 5
Прим. 6
Прим. 7
Прим. 8
Тонер №
1
2
3
4
5
6
7
8
Некристаллическая сложнополиэфирная смола A
Вид
A-1
A-1
A-1
A-1
A-2
A-1
A-1
A-1
Диол
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 97%/TMP 3%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
Дикарбоновая кислота
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
Сшивающий агент
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
OH/COOH
1,1
1,1
1,1
1,1
1,05
1,1
1,1
1,1
Tg (°С)
-35
-35
-35
-35
-32
-35
-35
-35
Mw
25000
25000
25000
25000
30000
25000
25000
25000
Некристаллическая сложнополиэфирная смола B
Вид
B-1
B-2
B-3
B-4
B-4
B-5
B-6
B-7
Диол
BisA-EO 60%/PG 40%
BisA-EO 50%/PG 50%
BisA-EO 25%/PG 75%
PG 100%
PG 100%
PG 100%
PG 100%
BisA-PO 33%/PG 67%
Дикарбоновая кислота
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 85%/AA 15%
TPA 100%
TPA 100%
OH/COOH
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,10
1,38
1,22
Tg (°С)
61
58
55
49
49
63
65
68
Mw
20900
20800
20500
16300
16300
22500
5300
6800
SPb
11,33
11,37
11,47
11,66
11,66
11,73
11,94
11,63
Кристаллическая сложнополиэфирная смола C
Вид
C-1
C-1
C-1
C-1
C-1
C-1
C-1
C-1
Диол
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
Дикарбоновая кислота
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
OH/COOH
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
Температура плавления (°С)
67
67
67
67
67
67
67
67
Mw
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
SPc
9,85
9,85
9,85
9,85
9,85
9,85
9,85
9,85
Величина ΔSP (SPb - SPc)
1,48
1,52
1,62
1,81
1,81
1,88
2,09
1,78
Соотношение компонентов (масс.%)
Смола A
150
150
150
180
120
150
120
120
Смола B
750
750
750
720
780
750
780
780
Смола C
50
50
50
50
50
50
50
50
Антиадгезионный агент
50
50
50
50
50
50
50
50
Окрашивающее вещество
50
50
50
50
50
50
50
50
Физические свойства тонера
Tg1st тонера (°С)
40
38
36
28
35
41
47
49
Tg2nd тонера (°С)
20
19
15
11
18
21
22
24
Динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения (×10<sup>6</sup>) (Па)
8,6
8,4
8,3
3,1
12
8,7
18
21
Качество тонера
Способность к низкотемпературному фиксированию
B
A
A
A
A
A
A
B
Устойчивость к горячему смещению
A
A
A
A
A
B
B
B
Стабильность термостойкости при хранении
B
B
B
B
B
B
B
B
Стабильность устойчивости к влаге и термостойкости при хранении
B
B
A
B
A
A
A
A
Глянцевитость
B
B
B
A
B
B
A
A
Плотность изображения
A
B
B
B
A
B
A
A
Таблица 1-2
Прим. 9
Прим. 10
Прим. 11
Прим.12
Прим. 13
Прим. 14
Прим. 15
Прим.16
Toner No.
9
10
11
12
13
14
15
16
Некристаллическая сложнополиэфирная смола A
Вид
A-1
A-1
A-1
A-3
A-4
A-5
A-6
A-1
Диол
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
PD 100%
2-MPD 50%/4-MHD 50%
5-MND 100%
3-MPG 100%
Дикарбоновая кислота
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
Сшивающий агент
TMP
TMP
TMP
PE
TMP
TMP
TMP
TMP
OH/COOH
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
Tg (°С)
-35
-35
-35
-33
-15
-35
-50
-35
Mw
25000
25000
25000
26000
28000
26000
29000
25000
Некристаллическая сложнополиэфирная смола B
Вид
B-7
B-7
B-7
B-7
B-9
B-10
B-1
B-4
Диол
BisA-PO 33%/PG 67%
BisA-PO 33%/PG 67%
BisA-PO 33%/PG 67%
BisA-PO 33%/PG 67%
BisA-PO 33%/PD 67%
BisA-PO 33%/BD 67%
BisA-EO 60%/PG 40%
PG 100%
Дикарбоновая кислота
TPA 100%
TPA 100%
TPA 100%
TPA 100%
TPA 100%
TPA 100%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
OH/COOH
1,22
1,22
1,22
1,22
1,22
1,22
1,10
1,10
Tg (°С)
68
68
68
68
65
50
61
49
Mw
6800
6800
6800
6800
7000
7200
20900
16300
SPb
11,63
11,63
11,63
11,63
11,67
11,32
11,33
11,66
Кристаллическая сложнополиэфирная смола C
Вид
C-1
C-1
-
-
C-1
C-1
C-1
C-1
Диол
HD 100%
HD 100%
-
-
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
Дикарбоновая кислота
SA 100%
SA 100%
-
-
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
OH/COOH
0,90
0,90
-
-
0,90
0,90
0,90
0,90
Температура плавления (°С)
67
67
-
-
67
67
67
67
Mw
25000
25000
-
-
25000
25000
25000
25000
SPc
9,85
9,85
-
-
9,85
9,85
9,85
9,85
Величина ΔSP (SPb - SPc)
1,78
1,78
-
-
1,82
1,47
1,48
1,81
Соотношение компонентов (масс.%)
Смола A
180
150
150
150
150
150
150
150
Смола B
720
750
750
750
750
750
750
750
Смола C
50
50
0
0
50
50
50
50
Антиадгезионный агент
50
50
50
50
50
50
50
50
Окрашивающее вещество
50
50
50
50
50
50
50
50
Физические свойства тонера
Tg1st тонера (°С)
41
45
45
46
48
32
40
31
Tg2nd тонера (°С)
21
23
29
30
20
20
20
15
Динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения (×10<sup>6</sup>) (Па)
4,9
9,4
9,3
9,4
9,1
8,1
8,4
8,2
Качество тонера
Способность к низкотемпературному фиксированию
A
A
B
B
B
A
A
A
Устойчивость к горячему смещению
A
A
A
A
A
B
B
A
Стабильность термостойкости при хранении
B
A
A
A
A
B
B
B
Стабильность устойчивости к влаге и термостойкости при хранении
B
A
A
A
B
B
B
B
Глянцевитость
A
A
B
B
B
B
B
B
Плотность изображения
B
A
A
A
B
A
A
B
Таблица 1-3
Прим. 17
Прим. 18
Прим. 19
Прим. 20
Прим. 21
Прим. 22
Прим. 23
Прим. 24
Прим. 25
Тонер №
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Некристаллическая сложнополиэфирная смола A
Вид
A-7
A-8
A-9
A-10
A-1
A-11
A-1
A-11
A-1
Диол
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
5-MND 100%
3-MPG 100%
5-MND 100%
3-MPG 100%
Дикарбоновая кислота
AA 60%/TPA 40%
AA 40%/TPA 60%
SuA 60%/TPA 40%
SA 33%/TPA 67%
AA 50%/TPA 50%
AA 30%/TPA 70%
AA 50%/TPA 50%
AA 30%/TPA 70%
AA 50%/TPA 50%
Сшивающий агент
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
TMP
OH/COOH
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
Tg (°С)
-40
-32
-30
-38
-35
-38
-35
-38
-35
Mw
24000
26000
19000
28000
25000
25000
25000
25000
25000
Некристаллическая сложнополиэфирная смола B
Вид
B-4
B-4
B-1
B-1
B-7
B-13
B-13
B-14
B-14
Диол
PG 100%
PG 100%
BisA-EO 60%/PG 40%
BisA-EO 60%/PG 40%
BisA-PO 33%/PG 67%
BisA-EO 60%/PG 40%
BisA-EO 60%/PG 40%
BisA-EO 10%/PG 90%
BisA-EO 10%/PG 90%
Дикарбоновая кислота
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 100%
TPA 70%/SuA 30%
TPA 70%/SuA 30%
TPA 80%/SA 20%
TPA 80%/SA 20%
OH/COOH
1,10
1,10
1,10
1,10
1
1,10
1,10
1,10
1,10
Tg (°С)
49
49
61
61
68
60
60
47
47
Mw
16300
16300
20900
20900
6800
20900
20900
20900
20900
SPb
11,66
11,66
11,33
11,33
11,63
11,35
11,35
11,37
11,37
Кристаллическая сложнополиэфирная смола C
Вид
C-1
C-1
C-1
C-1
C-2
C-1
C-1
C-1
C-1
Диол
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
EG 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
Дикарбоновая кислота
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
OH/COOH
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
Температура плавления (°С)
67
67
67
67
81
67
67
67
67
Mw
25000
25000
25000
25000
20000
25000
25000
25000
25000
SPc
9,85
9,85
9,85
9,85
10,24
9,85
9,85
9,85
9,85
Величина ΔSP (SPb - SPc)
1,81
1,81
1,48
1,48
1,39
1,50
1,50
1,52
1,52
Соотношение компонентов (масс.%)
Смола A
150
250
150
150
150
150
150
150
150
Смола B
750
650
750
750
750
750
750
750
750
Смола C
50
50
50
50
50
50
50
50
50
Антиадгезионный агент
50
50
50
50
50
50
50
50
50
Окрашивающее вещество
50
50
50
50
50
50
50
50
50
Физические свойства тонера
Tg1st тонера (°С)
30
21
41
39
47
38
40
39
40
Tg2nd тонера (°С)
12
1
26
23
26
19
20
18
19
Динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения (×10<sup>6</sup>) (Па)
8,0
1,2
8,6
8,7
9,2
8,8
9,0
8,1
8,3
Качество тонера
Способность к низкотемпературному фиксированию
A
B
B
B
A
B
B
A
A
Устойчивость к горячему смещению
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Стабильность термостойкости при хранении
B
C
B
B
A
B
A
B
A
Стабильность устойчивости к влаге и термостойкости при хранении
B
B
B
B
A
B
A
B
A
Глянцевитость
B
B
B
B
A
B
B
B
B
Плотность изображения
B
C
A
A
AA
B
B
B
B
Таблица 1-4
Сравн. прим. 1
Сравн. прим. 2
Сравн. прим. 3
Сравн. прим. 4
Тонер №
26
27
28
29
Некристаллическая сложнополиэфирная смола A
Вид
A-1
A-1
A-1
A-1
Диол
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
3-MPG 100%
Дикарбоновая кислота
AA 50%/ TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
AA 50% /TPA 50%
AA 50%/TPA 50%
Сшивающий агент
TMP
TMP
TMP
TMP
OH/COOH
1,1
1,1
1,1
1,1
Tg (°С)
-35
-35
-35
-35
Mw
25000
25000
25000
25000
Некристаллическая сложнополиэфирная смола B
Вид
B-8
B-4
B-11
B-12
Диол
BisA-PO 60%/BisA-EO 40%
PG 100%
BisA-EO 65%/PG 35%
BisA-EO 87%/PG 13%
Дикарбоновая кислота
TPA 95%/AA 5%
TPA 80%/AA 20%
TPA 80%/AA 20%
TPA 20%/AA 80%
OH/COOH
1,25
1,10
1,08
1,20
Tg (°С)
70
49
65
29
Mw
8700
16300
24500
12000
SPb
11,11
11,66
11,32
10,88
Кристаллическая сложнополиэфирная смола C
Вид
C-1
C-1
C-1
C-1
Диол
HD 100%
HD 100%
HD 100%
HD 100%
Дикарбоновая кислота
SA 100%
SA 100%
SA 100%
SA 100%
OH/COOH
0,90
0,90
0,90
0,90
Температура плавления (°С)
67
67
67
67
Mw
25000
25000
25000
25000
SPc
9,85
9,85
9,85
9,85
Величина ΔSP (SPb - SPc)
1,26
1,81
1,47
1,03
Соотношение компонентов (масс.%)
Смола A
120
270
120
150
Смола B
780
630
780
750
Смола C
50
50
50
50
Антиадгезионный агент
50
50
50
50
Окрашивающее вещество
50
50
50
50
Физические свойства тонера
Tg1st тонера (°С)
51
18
47
16
Tg2nd тонера (°С)
31
-1
31
2
Динамический модуль упругости при 60°С во время охлаждения (×10<sup>6</sup>) (Па)
21
1,1
17
5,6
Качество тонера
Способность к низкотемпературному фиксированию
B
B
C
B
Устойчивость к горячему смещению
B
A
B
C
Стабильность термостойкости при хранении
C
C
C
C
Стабильность устойчивости к влаге и термостойкости при хранении
C
C
C
D
Глянцевитость
B
C
B
B
Плотность изображения
A
D
A
B
Сокращения в Таблицах с 1-1 по 1-4 являются следующими.
⋅ 3-MPG: 3-метил-1,5-пентандиол
⋅ TMP: триметилолпропан
⋅ AA: адипиновая кислота
⋅ TPA: терефталевая кислота
⋅ PE: пентаэритритол
⋅ BisA-EO: аддукт бисфенола A с 2 моль этиленоксида
⋅ BisA-PO: аддукт бисфенола A с 2 моль пропиленоксида
⋅ PG: 1,2-пропиленгликоль
⋅ HD: 1,6-гександиол
⋅ SA: себациновая кислота
⋅ SuA: янтарная кислота:
⋅ PD: 1,3-пропандиол
⋅ BD: 1,4-бутандиол
⋅ 2-MPD: 2-метил-1,3-пропандиол
⋅ 4-MHD: 4-метил-1,7-гептандиол
⋅ 5-MND: 5-метил-1,9-нонандиол
⋅ EG: этиленгликоль
Особенности данного изобретения являются, например, следующими.
<1> Тонер, включающий:
пигмент;
сложнополиэфирную смолу A, которая является нерастворимой в тетрагидрофуране (THF); и
сложнополиэфирную смолу B, которая является растворимой в тетрагидрофуране (THF),
где тонер удовлетворяет требованиям (1)-(3), приведенным ниже:
(1) сложнополиэфирная смола A включает один или более алифатических диолов, включающих от 3 до 10 атомов углерода, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу A;
(2) сложнополиэфирная смола B включает по меньшей мере алкиленгликоль в количестве 40 мол.% или более, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу B; и
(3) температура стеклования (Tg1st) тонера при первом нагревании при измерении тонера дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) составляет от 20°С до 50°С.
<2> Тонер в соответствии с <1>,
где сложнополиэфирная смола A включает трехатомный или четырехатомный алифатический спирт в качестве сшивающего компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу A.
<3> Тонер в соответствии с <1> или <2>,
где сложнополиэфирная смола A включает диольный компонент, включающий участок основной цепи, имеющий нечетное число атомов углерода, и
где диольный компонент включает алкильную группу в боковой цепи.
<4> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <3>, дополнительно включающий
кристаллическую сложнополиэфирную смолу C.
<5> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <4>,
6
где тонер имеет динамический модуль упругости 8,0 × 10 Па или более при 60°С во время охлаждения после нагревания до 100°С.
<6> Тонер в соответствии с <4>,
1/2
3/2
1/2
3/2
где сложнополиэфирная смола B и кристаллическая сложнополиэфирная смола C удовлетворяют выражению 1,2 < SPb - SPc < 1,5, где SPb обозначает параметр растворимости [кал/см] сложнополиэфирной смолы B, и SPc обозначает параметр растворимости [кал/см] кристаллической сложнополиэфирной смолы C.
<7> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <6>,
где сложнополиэфирная смола A включает компонент дикарбоновой кислоты, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу A,
где компонент дикарбоновой кислоты включает алифатическую дикарбоновую кислоту, включающую от 4 до 12 атомов углерода.
<8> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <7>,
где сложнополиэфирная смола A включает по меньшей мере одну из уретановой связи и карбамидной связи.
<9> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <8>,
где температура стеклования (Tg2nd) тонера при втором нагревании при измерении дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК) составляет от 0°С до 30°С, и
где температура стеклования Tg1st и температура стеклования Tg2nd удовлетворяют выражению Tg1st>Tg2nd.
<10> Тонер в соответствии с любым одним пунктом из <1> по <9>,
где сложнополиэфирная смола B включает 1,2-пропиленгликоль, в качестве компонента, составляющего сложнополиэфирную смолу B.
<11> Проявитель, включающий:
тонер в соответствии с любым одним из пунктов с <1> по <10>; и
носитель.
<12> Устройство для формирования изображения, включающее:
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение;
средство формирования электростатического скрытого изображения, сконфигурированный, чтобы формировать электростатическое скрытое изображение на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение; и
проявляющее средство, включающий тонер и сконфигурированный, чтобы проявлять электростатическое скрытое изображение, сформированное на элементе, несущем электростатическое скрытое изображение, чтобы образовать видимое изображение,
где тонер является тонером в соответствии с любым одним из пунктов с <1> по <10>.
[Описание числовых обозначений]
10
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение (барабан со слоем фотопроводника)
10K
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение черного цвета
10Y
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение желтого цвета
10M
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета
10C
элемент, несущий электростатическое скрытое изображение голубого цвета
14
поддерживающий ролик
15
поддерживающий ролик
16
поддерживающий ролик
17
очистное устройство для элемента для промежуточного переноса
18
средство для формирования изображения
20
зарядный ролик
21
экспонирующее устройство
22
устройство для вторичного переноса
23
ролик
24
лента для вторичного переноса
25
фиксирующее устройство
26
фиксирующая лента
27
прижимной валик
28
инвертор листов
30
экспонирующее устройство
32
контактное стекло
33
первый подвижный элемент
34
второй подвижный элемент
35
линза для формирования изображения
36
считывающий датчик
40
проявляющее устройство
41
лента для проявления
42K
контейнер для размещения проявителя
42Y
контейнер для размещения проявителя
42M
контейнер для размещения проявителя
42C
контейнер для размещения проявителя
43K
валик для подачи проявителя
43Y
валик для подачи проявителя
43M
валик для подачи проявителя
43C
валик для подачи проявителя
44K
ролик проявления
44Y
ролик проявления
44M
ролик проявления
44C
ролик проявления
45K
узел для проявления черного цвета
45Y
узел для проявления желтого цвета
45M
узел для проявления пурпурного цвета
45C
узел для проявления голубого цвета
49
ролик регистрации
50
лента для промежуточного переноса
51
ролик
52
листоотделяющий ролик
53
проход для ручной подачи бумаги
54
лоток для ручной подачи бумаги
55
переключающий кулачок
56
выпускной ролик
57
выпускной лоток для бумаги
58
коронный зарядный узел
60
очистное устройство
61
проявляющее устройство
62
валик для переноса
63
очистное устройство для фотопроводника
64
лампа для устранения заряда
70
лампа для устранения заряда
80
валик для переноса
90
очистное устройство
95
бумага для переноса
100A
устройство для формирования изображения
100B
устройство для формирования изображения
100C
устройство для формирования изображения
110
технологический картридж
120
узел формирования изображения
130
оригиналодержатель
142
ролик для подачи бумаги
143
накопитель бумаги
144
кассета для подачи бумаги
145
листоотделяющий ролик
146
проход для подачи бумаги
147
транспортирующий ролик
148
проход для подачи бумаги
150
корпус копировального аппарата
160
зарядный узел
200
поддон для подачи листов бумаги
300
сканер
400
устройство автоматической подачи оригиналов (ADF)
L
свет