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

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к тонеру, проявителю и устройству формирования изображения.
Предпосылки создания изобретения
В настоящее время тонеры должны иметь меньший размер частиц для более высокого качества выходных изображений, стойкость к отмарыванию при высоких температурах, свойства низкотемпературного закрепления для экономии энергии и свойства сохранения теплостойкости, означающие стойкость в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью во время хранения и транспортировки и тонеров. В частности, мощность, потребляемая во время закрепления, составляет значительную часть общего потребления мощности в способе формирования изображения, и весьма важно улучшить свойства низкотемпературного закрепления.
Были использованы тонеры, изготовленные методом пластикации и пульверизации. В этом методе плавят и смешивают красящее вещество, антиадгезионный агент для форм и т.п. в связующей смоле и равномерно диспергируют для приготовления композиции тонера, а композицию тонера измельчают и классифицируют для изготовления тонера. В случае тонера, изготовленного методом пластикации и пульверизации, трудно добиться уменьшения размера частиц. Кроме того, тонер имеет аморфную форму и широкое распределение размеров частиц, приводящее к неудовлетворительному качеству выходного изображения и высокой энергии закрепления. Когда для улучшения свойств закрепления добавляют антиадгезионный агент для форм (воск), тонер, изготовленный методом пластикации и пульверизации, будет царапать поверхность раздела воска при измельчении, и на поверхности тонера окажется большое количество воска. По этой причине, хотя достигается антиадгезионный эффект, тонер будет прилипать к носителю, фотопроводнику и ракелю для очистки (образовывать пленку на них), приводя к неудовлетворительной общей рабочей характеристике тонера.
Чтобы решить вышеупомянутые проблемы тонера, изготовленного методом пластикации и пульверизации, предложены различные способы изготовления тонера методом полимеризации. Тонер, изготовленный методом полимеризации, имеет меньший размер частиц и островершинное распределение размеров частиц, допускающие инкапсуляцию антиадгезионного агента для форм.
Предложен примерный способ изготовления тонера методом полимеризации, в котором для улучшения свойств низкотемпературного закрепления и повышения стойкости к отмарыванию при высоких температурах тонера изготавливают из продукта реакции удлинения цепи уретан-модифицированного сложного полиэфира (см. патентный документ (ПД) 1).
Предложены тонеры, имеющие меньший размер частиц и обладающие превосходными свойствами текучести и переноса порошка, а также превосходными свойствами сохранения теплостойкости, свойствами низкотемпературного закрепления и стойкостью к отмарыванию при высоких температурах (см. ПД 2 и 3).
Предложены способы изготовления тонеров, включающие в себя этап изготовления связующего тонера, которое имеет стабильное распределение молекулярной массы, и этап старения для достижения свойств низкотемпературного закрепления и стойкости к отмарыванию при высоких температурах (см. ПД 4 и 5).
Однако эти предложенные технологии не могут обеспечить более высокий уровень свойств низкотемпературного закрепления, требуемый в настоящее время.
Чтобы достичь более высокого уровня свойств низкотемпературного закрепления, предложен тонер, включающий в себя смолу (a), не имеющую скелета из полигидроксикарбоновой кислоты фотоактивного мономера, и смолу (b), имеющую скелет из полигидроксикарбоновой кислоты фотоактивного мономера, причем смола (a) является, например, кристаллической сложно-полиэфирной смолой (см. ПД 6).
Предложен еще один тонер, включающий в себя ядро из блок-сополимера, имеющее кристаллический блок сложного полиэфира и некристаллический блок сложного полиэфира, а также внешнюю оболочку из некристаллической сложно-полиэфирной смолы (см. ПД 7).
В соответствии с этими предложениями, тонер может достигать свойств низкотемпературного закрепления, потому что кристаллическая сложно-полиэфирная смола плавится быстрее, чем некристаллическая сложно-полиэфирная смола. В то время как кристаллическая сложно-полиэфирная смола плавится как островок в структуре фаз «островков, разделенных морем», некристаллическая сложно-полиэфирная смола в виде «моря», занимающего наибольшую часть этой структуры все еще не плавится. Закрепление достигается, когда и кристаллическая сложно-полиэфирная смола, и некристаллическая сложно-полиэфирная смола расплавляются до определенной степени. Следовательно, эти предложенные технологии не могут обеспечить более высокий уровень свойств низкотемпературного закрепления.
Соответственно, желательно обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.
Список ссылок
Патентный документ
ПД l: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 11-133665
ПД 2: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2002-287400
ПД 3: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2002-351143
ПД 4: Патент Японии (JP-B) № 2579150
ПД 5: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2001-158819
ПД 6: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2011-59603
ПД 7: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2009-300848
Сущность изобретения
Техническая проблема
Цель данного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.
Решение проблемы
В качестве решения этих проблем, тонер в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере сополимеризационную смолу, имеющую звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связанное со звеном сложно-полиэфирной смолы посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, причем тонер имеет относительную степень кристаллизации 10% или более и менее 50%.
Преимущественные эффекты изобретения
Данное изобретение может решить проблемы в уровне техники и может обеспечить тонер, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен схематический вид, иллюстрирующий примерное устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 представлен схематический вид, иллюстрирующий еще одно примерное устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 3 представлен схематический вид, иллюстрирующий примерное устройство формирования двухцветного изображения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 4 представлен схематический вид, иллюстрирующий частично увеличенное устройство формирования изображения по фиг. 3.
Описание вариантов осуществления
Тонер
Тонер в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере сополимеризационную смолу, включающую в себя: звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, причем звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связано со звеном, производным от сложно-полиэфирной смолы, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы. Тонер предпочтительно содержит красящее вещество и, при необходимости, дополнительно содержит другие компоненты.
В настоящем изобретении тонер имеет относительную степень кристаллизации 10% или более и менее 50%, а предпочтительно 20% - 40%. При относительной степени кристаллизации тонера менее 10% кристалличность тонера может уменьшаться, ухудшая свойства резкого плавления, понижая свойства низкотемпературного закрепления и свойства сохранения теплостойкости. При степени 50% или более может уменьшаться твердость тонера, обуславливая дефекты изображения, объясняемые агрегацией и затвердеванием тонера, когда к тонеру прикладывают механическое напряжение посредством перемешивания или сжатия, например, в бутыли с тонером или картридже проявления.
Относительную степень кристаллизации тонера можно измерять, например, рентгенодифрактометрическим методом.
В частности, относительную степень кристаллизации тонера можно измерять рентгенодифрактометрическим методом с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips) следующим образом.
Сначала тонер целевого образца измельчали с помощью ступки с получением порошка образца. Полученный порошок образец равномерно наносили на держатель образца. После этого держатель образца размещали в рентгеновском дифрактометре для анализа кристаллов и проводили измерение с получением дифракционного спектра.
Из полученных дифракционных пиков определяли пики в диапазоне 20°<2θ<25° в виде эндотермического пика, происходящего от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более. Размытый пик, широко простирающийся в области измерения, определяется как компонент, происходящий от некристаллической смолы. На эндотермическом пике и размытом пике из спектра дифракции удаляют фон и рассчитывают интегральную площадь. Значение площади, происходящей из сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, определяется как Sc, а значение площади, происходящей от некристаллической смолы, определяется как Sa. Из отношения Sc/Sa можно рассчитать относительную степень кристаллизации.
Ниже будут показаны условия измерения для рентгенодифрактометрического метода.
Условия измерения
- Напряжение, кВ: 45 кВ
- Ток: 40 мА
MPSS (многоцелевой столик для образца)
Верхний предел
Гониометр
- Режим сканирования: непрерывный
- Начальный угол: 3°
- Конечный угол: 35°
- Шаг сканирования: 0,02°
- Оптика для первичного луча
- Щель расходимости: щель расх. 1/2
- Оптика для вторичного луча
- Противорассеивающая щель: щель фиксированная, 1/2
- Приемная щель: прогр. прием. щель
Звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, предпочтительно имеет кристаллическую структуру для достижения неизменной относительной степени кристаллизации, при которой данное изобретение достигает цели.
Когда звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, имеет кристаллическую структуру (звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы), кристалличность поддерживается с достижением высоких свойств сохранения теплостойкости тонера. Кроме того, при плавлении кристаллической структуры, звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, также может размягчиться до вязкости плавления, обеспечивающей адгезию к среде для записи.
Звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, имеет повторяющееся звено, производное от соединения, полученного путем дегидрогенизационной конденсации молочной кислоты, и обладает превосходным сродством к основной среде для записи, то есть бумаге. Это позволяет достичь превосходной адгезионной способности.
Как указано выше, тонер в соответствии с настоящим изобретением может достигать более высокого уровня свойств низкотемпературного закрепления, чем уровни в уровне техники.
Кристаллическая сложно-полиэфирная смола и смола, имеющая звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, плавятся быстро при определенной температуре. Хотя они и кристаллические, эти смолы имеют более низкую твердость и более высокую хрупкость, чем твердость и хрупкость некристаллической смолы. По этой причине тонер, содержащий большое количество кристаллической сложно-полиэфирной смолы или смолы, имеющей звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, склонен к агрегации или затвердеванию, вызывая дефекты изображения, когда механическое напряжение прикладывают при перемешивании или сжатии в бутыли с тонером или картридже проявления.
В настоящем изобретении использование сополимеризационной смолы, приготовленной путем химического связывания звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, со звеном, производным от некристаллической смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, может подавлять снижение твердости и хрупкости тонера при добавлении звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. Помимо этого, в настоящем изобретении звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, связывается со звеном, производным от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, которые обе имеют большую силу агрегации. Такая связь может повысить твердость тонера посредством силы агрегации по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы.
Наряду с тем, что кристаллическая сложно-полиэфирная смола и смола, имеющая звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, быстро растворяются при температуре плавления, эти смолы имеют низкую вязкость расплава. По этой причине свойства отмарывания склонны снижаться при закрепления тонера на среде для записи с помощью закрепляющего валика или подобного. В настоящем изобретении введение уретановой группы или мочевинной группы, имеющей большую силу агрегации, может расширять подходящий диапазон вязкости расплава, обеспечивая низкотемпературное закрепление тонера без отмарывания для повышения стойкости к отмарыванию.
Температуру Tg стеклования тонера, измеряемую посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (метода ДСК), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Для свойств низкотемпературного закрепления температура стеклования предпочтительно составляет 20°C или более и менее 50°C, а более предпочтительно 20°C - 40°C.
При температуре стеклования менее 20°C свойства сохранения теплостойкости могут снижаться даже если в тонере существует звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. При температуре стеклования 50°C или более, плавление звена, производного от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, по сравнению со звеном, производным от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, в тонере может оказаться недостаточным, обуславливая плохие свойства низкотемпературного закрепления. При температуре стеклования в пределах предпочтительного диапазона тонер преимущественно может одновременно обладать свойствами низкотемпературного закрепления и свойствами сохранения теплостойкости.
Температуру mp эндотермического пика тонера, измеряемую посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (метода ДСК), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура эндотермического пика предпочтительно составляет 50°C или более и менее 80°C, а более предпочтительно 55°C - 40°C. При температуре эндотермического пика менее 50°С звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, может плавиться в ожидаемой высокотемпературной окружающей среде хранения для тонера, снижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При температуре эндотермического пика 80°C или более, хотя звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, размягчается, звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, может плавиться лишь чуть-чуть, пока температура не повысится, снижая свойства низкотемпературного закрепления тонера.
Тонер можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Предпочтительно, отношение Q2/Q1 составляет 0 или более и менее 0,30, при этом Q1 - количество тепла, поглощаемого при первом повышении температуры в процессе ДСК при плавлении звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, а Q2 - количество тепла, поглощаемого при втором повышении температуры в процессе ДСК. Количество Q1 поглощаемого тепла можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это количество предпочтительно более 10 Дж/г, а более предпочтительно 20 Дж/г или более. Верхний предел предпочтительно 100 Дж/г или менее.
При отношении Q2/Q1 0,30 или более, тепло в процессе закрепления может вызывать недостаточную смешиваемость между звеном, производным от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, и звеном, производным от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, в тонере, что приводит к плохим свойствам низкотемпературного закрепления и недостаточной стойкости к отмарыванию при высоких температурах тонера.
При количестве Q1 поглощаемого тепла 10 Дж/г или менее, величина звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, присутствующего в тонере, может сокращаться, при этом деформация сжатия тонера в ожидаемой высокотемпературной среде хранения для тонера не может быть подавлена, что приводит к снижению свойств сохранения теплостойкости тонера.
В соответствии с методом ДСК, температуру Tg стеклования тонера, температуру mp эндотермического пика тонера и количество Q1 и Q2 тепла, поглощаемого тонером, можно измерить следующим образом.
Чтобы поддерживать исходное состояние тонера неизменным, измеряемый тонер поддерживают при постоянной температуре окружающей среды 45°C и относительной влажности (ОВ) 20% или менее в течение 24 часов. Затем тонер хранят при температуре 23°C или менее и измеряют Tg, mp, Q1 и Q2 в пределах 24 часов. Эта процедура может снижать влияния тепловой предыстории в такой высокотемпературной окружающей среде хранения на внутреннее состояние тонера, обеспечивая неизменное внутреннее состояние тонера.
Сначала 5 мг частиц тонера герметизируют в легко герметизируемой кювете Т-Zero от фирмы ТА Instruments-Waters LLC и подвергают измерению с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) (от фирмы ТА Instruments-Waters LLC, Q2000). При измерении в потоке азота температуру повышают от -20°C до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин по мере первого повышения и поддерживают в течение 5 минут. Температуру понижают до -20°C при скорости понижения температуры 10°C/мин и поддерживают в течение 5 минут. Затем, по мере второго повышения, температуру повышают до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин и измеряют изменение тепла. Строят графики «количеств поглощаемого тепла и генерируемого тепла» и «температуры». Температуру в точке перегиба характеристики, наблюдаемой в это время, определяют как температуру Tg стеклования.
Температура Tg стеклования может быть значением, получаемым с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, методом средней точки в программе анализа в упомянутом устройстве.
Что касается температуры mp эндотермического пика, то температуру самого высокого пика можно рассчитать с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Что касается Q1, то количество тепла плавления кристаллического компонента можно рассчитать с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Что касается Q2, то количество тепла плавления кристаллического компонента можно рассчитать с помощью графика, отображающего второе повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Величину деформации сжатия тонера при 50°C, получаемую методом термомеханического анализа (величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Величина деформации сжатия предпочтительно составляет 5% или менее, а более предпочтительно 1% - 4%. При величине деформации сжатия, получаемой методом ТМА, менее 5% тонеры могут деформироваться и сплавляться друг с другом при ожидаемой высокотемпературной среде хранения для тонера, снижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При величине деформации сжатия, получаемой методом ТМА, в пределах предпочтительного диапазона, тонер может преимущественно обладать свойствами низкотемпературного закрепления и свойствами сохранения теплостойкости одновременно.
Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, можно измерять с помощью таблетки, приготовленной из 0,5 г тонера посредством таблетирующей машины, имеющей диаметр 3 мм (от SHIMADZU Corporation) с термомеханическим анализатором (от фирмы SII NanoTechnology Inc, EXSTAR7000). При измерении в потоке азота температуру повышают от 0°C до 180°C со скоростью 2°C/мин. Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, измеряют в режиме сжатия. Сила сжатия в это время составляет 100 мН. Из графика температуры и смещения при сжатии (степени деформации) полученных образцов считывают деформацию сжатия при 50°C и определяют это значение как величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА.
Звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы
Звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, составляет сополимеризационную смолу в настоящем изобретении. Один предпочтительный вариант осуществления этого звена - звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы. В качестве звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, можно надлежащим образом выбрать любое звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, в соответствии с назначением без ограничения.
Можно надлежащим образом выбрать любую кристаллическую сложно-полиэфирную смолу в соответствии с назначением без ограничения. Среди таких сложно-полиэфирных смол, особенно предпочтительными являются алифатические сложно-полиэфирные смолы вследствие их превосходных свойств резкого плавления и высокой кристалличности.
Кристаллическую сложно-полиэфирную смолу приготавливают путем поликонденсации многоатомного спирта с поливалентной карбоновой кислотой, такой, как поливалентные карбоновые кислоты, ангидриды поливалентных карбоновых кислот и сложные эфиры поливалентных карбоновых кислот или их производное.
Многоатомный спирт
Можно надлежащим образом выбрать любой многоатомный спирт в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя диол и спирты, имеющие валентность 3 или более.
Примеры диола включают в себя насыщенные алифатические диолы. Примеры насыщенного алифатического диола включают в себя линейные насыщенные алифатические диолы и разветвленные насыщенные алифатические диолы. Среди них предпочтительными являются линейные насыщенные алифатические диолы, а более предпочтительными являются линейные насыщенные алифатические диолы, имеющие 2 или более и 12 или менее атомов углерода. Разветвленный насыщенный алифатический диол может снижать кристалличность кристаллической сложно-полиэфирной смолы, уменьшая температуру плавления. Насыщенный алифатический диол, имеющий более 12 атомов углерода, может быть менее доступным. Соответственно, число атомов углерода более предпочтительно составляет 12 или менее.
Примеры насыщенных алифатических диолов включают в себя этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол,1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, l,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, l,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,14-эйкозандекандиол. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Среди них особенно предпочтительными являются этиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол,1,10-декандиол и 1,12-додекандиол, потому что кристаллическая сложно-полиэфирная смола имеет высокую кристалличность и превосходные свойства резкого плавления.
Примеры спиртов, имеющих валентность 3 или более, включают в себя глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан и пентаэритритол. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Поливалентная карбоновая кислота
Можно надлежащим образом выбрать любую поливалентную карбоновую кислоту в соответствии с назначением без ограничения. Ее примеры включают в себя двухвалентные карбоновые кислоты и карбоновые кислоты, имеющие валентность 3 или более.
Примеры двухвалентной карбоновой кислоты включают в себя 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; ароматические дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, малоновая кислота и мезаконовая кислота, их ангидриды или их низшие (от 1 до 3 атомов углерода) сложные алкилэфиры. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Примеры карбоновой кислоты, имеющей валентность 3 или более, включают в себя 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,5-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,4-нафталинтрикарбоновую кислоту, их ангидриды или их низшие (от 1 до 3 атомов углерода) сложные алкилэфиры. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Помимо насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты и ароматической дикарбоновой кислоты, возможно присутствие другой поливалентной карбоновой кислоты, такой как дикарбоновая кислота, имеющая группу сульфокислоты, и дикарбоновая кислота, имеющая двойную связь.
Кристаллическая сложно-полиэфирная смола предпочтительно приготовлена путем поликонденсации линейной насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4 или более и 12 или менее атомов углерода, с линейным насыщенным алифатическим диолом, имеющим 2 или более и 12 или менее атомов углерода. То есть кристаллическая сложно-полиэфирная смола предпочтительно имеет структурное звено, производное от насыщенной алифатической дикарбоновой кислоты, имеющей 4 или более и 12 или менее атомов углерода, и структурное звено, производное от насыщенного алифатического диола, имеющего 2 или более и 12 или менее атомов углерода. В результате получаемая кристаллическая сложно-полиэфирная смола имеет высокую кристалличность и превосходные свойства резкого плавления, и поэтому тонер может демонстрировать превосходные свойства низкотемпературного закрепления.
Кристалличность, молекулярную структуру и т.п. кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно подтвердить измерением в соответствии с методами ядерного магнитного резонанса (ЯМР), дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), рентгеновской дифракции, газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС), жидкостной хроматографии - масс-спектрометрии (ЖХ-МС), с помощью спектра поглощения инфракрасного (ИК) излучения или аналогичного.
Температуру плавления кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура плавления предпочтительно составляет от 50°C до 80°C. При температуре плавления менее 50°C кристаллическая сложно-полиэфирная смола может плавиться при низкой температуре, понижая свойства сохранения теплостойкости тонера. При температуре плавления более 80°C кристаллическая сложно-полиэфирная смола может недостаточно расплавляться посредством тепла в процессе закрепления, понижая свойства низкотемпературного закрепления тонера.
Средневесовую молекулярную массу кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет от 3000 до 50000, а более предпочтительно от 5000 до 25000.
Средневесовую молекулярную массу кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно измерять, например, методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ).
Температуру стеклования кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура стеклования предпочтительно составляет от 50°C до 70°C.
Температуру стеклования кристаллической сложно-полиэфирной смолы можно измерять, например, с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (метод ДСК).
Содержание кристаллической сложно-полиэфирной смолы в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 3 масс. % до 30 масс. %, а более предпочтительно от 5 масс. % до 20 масс. %. При содержании менее 3 масс. % могут снижаться присущие тонеру свойства сохранения теплостойкости и свойства низкотемпературного закрепления. При содержании более 30 масс. % может происходить пленкообразование, приводящее к плохой стойкости к отмарыванию при высоких температурах.
Звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты
Любое звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения.
Смола, имеющая скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, - это смола, имеющая повторяющееся звено, производное от соединения, полученного путем дегидрогенизационной конденсации молочной кислоты. Эта смола обладает превосходным сродством к основной среде для записи, то есть бумаге, и позволяет достичь превосходных свойств сохранения теплостойкости тонера. Среди этих смол некристаллическая полимолочная кислота смола, приготовленная с использованием рацемизированной молочной кислоты, включающей в себя L-молочную кислоту и D-молочную кислоту в качестве исходного материала, особенно предпочтительна для превосходных свойств низкотемпературного закрепления тонера.
В смоле, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, оптическую чистоту X (%), представляемую нижеследующим выражением касательно мономерного компонента, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Оптическая чистота X предпочтительно составляет 90% или менее.
X (%)=|X(L-форма)-X(D-форма)|,
где X(L-форма) представляет собой отношение (%) L-формы касательно мономера молочной кислоты, а X(D-форма) представляет собой отношение (%) D-формы касательно мономера молочной кислоты.
Любой метод измерения оптической чистоты X можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Например, полимер или тонер, имеющий скелет сложного полиэфира, добавляют в смешанный растворитель из чистой воды, однонормального гидроксида натрия и изопропилового спирта, нагревают эту смесь и перемешивают при 70°С для гидролиза. Затем смесь фильтруют, чтобы удалить содержимое в виде твердых частиц в растворе, и добавляют серную кислоту, чтобы нейтрализовать фильтрат. Приготавливают водный раствор, содержащий по меньшей мере одну из L-молочной кислоты и D-молочной кислоты, полученной разложением из сложно-полиэфирной смолы. Измерения в водном растворе проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), предусматривающим использование хирально-лигандообменной колонки SUMICHIRAL ОА-5000 (от фирмы Sumika Chemical Analysis Service, Ltd.), и рассчитывали площадь пика S(L), происходящего от L-молочной кислоты, и площадь пика S(D), происходящего от D-молочной кислоты. Из площадей пиков можно следующим образом определить оптическую чистоту X.
X(L-форма) %=100×S(L)/(S(L)+S(D))
X(D-форма) %=100×S(D)/(S(L)+S(D))
Оптическая чистота X %=|X(L-форма)-X(D-форма)|
L-форма и D-форма, используемые в качестве исходных материалов, являются оптическими изомерами. Оптические изомеры обладают одинаковыми физическими и химическими свойствами, за исключением оптических свойств. Когда оптические изомеры используются для полимеризации, оптические изомеры реагируют одинаково, так что отношение мономерных компонентов является таким же, как отношение мономерных компонентов в полимере.
Оптическая чистота предпочтительно составляет 90% или менее, потому что растворимость в растворителе и прозрачность смолы увеличиваются.
Отношение оптических плотностей X(D-форма) и X(L-форма) мономеров, которые образуют смолу, имеющую скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, является таким же, как отношение мономеров D-форма и L-форма, используемых для образования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты. Оптической чистотой X (%) можно управлять по мономерному компоненту в смоле, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты в качестве некристаллической смолы путем использования надлежащих количеств мономера L-форма и мономера D-форма в совокупности.
Можно использовать любой, без ограничения, общеизвестный способ изготовления смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты. Примеры способа изготовления смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, включают в себя способ, в котором сырьевой крахмал, такой как кукурузные зерна, ферментируют для приготовления молочной кислоты, и осуществляют прямую дегидрогенизационную конденсацию этой молочной кислоты; и способ, в котором молочную кислоту преобразуют в циклический димерный лактид и синтезируют смолу путем полимеризации с раскрытием цикла в присутствии катализатора. Среди них предпочтителен способ изготовления путем полимеризации с раскрытием цикла, потому что молекулярной массой можно управлять по количеству инициатора, а реакцию можно завершить в короткий срок.
Средневесовую молекулярную массу смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет от 3000 до 30000, а более предпочтительно от 5000 до 20000.
Средневесовую молекулярную массу смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты можно измерять, например, методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ).
Температуру стеклования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Температура стеклования предпочтительно составляет от 40°C до 70°C. При температуре стеклования менее 40°C могут снижаться свойства сохранения теплостойкости, вызывая пленкообразование. При температуре стеклования более 70°C могут снижаться свойства низкотемпературного закрепления.
Температуру стеклования смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно измерять, например, посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (методом ДСК).
Содержание смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 30 масс. % до 90 масс. %, а более предпочтительно от 50 масс. % до 85 масс. %.
Сополимеризационная смола
Сополимеризационная смола - это смола, включающая в себя звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, предпочтительно звено, производное от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связанное со звеном, производным от сложно-полиэфирной смолы, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы.
Сополимеризационную смолу приготавливают посредством реакции гидроксильной группы в качестве концевой группы звена, производного от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более, и гидроксильной группы в качестве концевой группы звена, производного от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, с изоцианатной группой в изоцианатном соединении для связывания звена, производного от сложно-полиэфирной смолы, со звеном, производным от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы.
Любое изоцианатное соединение можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры диизоцианатов включают в себя ароматические диизоцианаты, имеющие от 6 до 20 атомов углерода (за исключением атомов углерода в NCO-группе; то же замечание применимо и к нижеследующему тексту), алифатические диизоцианаты, имеющие от 2 до 18 атомов углерода, алициклические диизоцианаты, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, ароматические алифатические диизоцианаты, имеющие от 8 до 15 атомов углерода, или их модифицированные продукты (модифицированные продукты, содержащие уретановую группу, карбодиимидную группу, аллофанатную группу, мочевинную группу, биуретовую группу, уретдионовую группу, уретиминную группу, изоциануратную группу, оксазолидоновую группу или аналогичную). Помимо этого, при необходимости можно использовать комбинацию полиизоцианатов, имеющих валентность 3 или более. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Конкретные примеры ароматических диизоцианатов (включая полиизоцианат, имеющий валентность 3 или более) включают в себя 1,3- и/или 1,4-фенилендиизоцианат, 2,4- и/или 2,6-толилендиизоцианат (ТДИ), сырой (необработанный) ТДИ, 2,4’- и/или 4,4’-дифенилметандиизоцианат (МДИ), сырой МДИ (фосгенированные продукты сырого диаминофенилметана (продукт конденсации формальдегида и ароматического амина (анилина) или их смеси; смесь диаминодифенилметана и небольшого количества (например, от 5 масс. % до 20 масс. %) полиамина, имеющего три или более функциональных групп); полиаллилполиизоцианат (ПАПИ)), 1,5-нафтилендиизоцианат, 4,4’,4”-трифенилметантриизоцианат и m- и p-изоцианатофенилсульфонилизоцианаты.
Конкретные примеры алифатических диизоцианатов (включая полиизоцианат, имеющий валентность 3 или более) включают в себя этилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат (ГДИ), додекаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, 2,6-диизоцианатометилкапроат, бис(2-изоцианатоэтил)фумарат, бис(2-изоцианатоэтил)карбонат и 2-изоцианатоэтил-2,6-диизоцианатогексаноат.
Конкретные примеры алициклических диизоцианатов включают в себя изофорондиизоцианат (ИФДИ), дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат (гидрогенизированный МДИ), циклогексилендиизоцианат, метилциклогексилепедиизоцианат (гидрогенизированный ТДИ), бис(2-изоцианатоэтил)-4-циклогексен-l,2-дикарбоксилат и 2,5- и/или 2,6 -норборнандиизоцианат.
Конкретные примеры ароматических алифатических диизоцианатов включают в себя m- и/или p-ксилилендиизоцианат (КДИ), и α,α,α’,α’-тетраметилксилилендиизоцианат (ТМКДИ).
Примеры модифицированных продуктов диизоцианатов включают в себя модифицированные продукты, содержащие уретановую группу, карбодиимидную группу, аллофанатную группу, мочевинную группу, биуретовую группу, уретдионовую группу, уретиминную группу, изоциануратную группу или оксазолидоновую группу.
Конкретно, их примеры включают в себя модифицированные продукты диизоцианатов, такие как модифицированный МДИ (такой как уретан-модифицированный МДИ, карбодиимид-модифицированный МДИ и тригидрокарбилфосфат-модифицированный МДИ) и уретан-модифицированный ТДИ, и смеси из двух или более таких соединений (такие как комбинация модифицированного МДИ с уретан-модифицированным ТДИ (изоцианатсодержащий форполимер)).
Среди них предпочтительными являются ароматические диизоцианаты, имеющие от 6 до 15 атомов углерода, алифатические диизоцианаты, имеющие от 4 до 12 атомов углерода, и алициклические диизоцианаты, имеющие от 4 до 15 атомов углерода, а особенно предпочтительными являются ТДИ, МДИ, НДИ, гидрогенизированный МДИ и ИФДИ.
Любой способ сополимеризации можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры способа включают в себя способ, в котором смолу, имеющую скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, приготовленной заранее посредством реакции полимеризации, кристаллическую сложно-полиэфирную смолу, приготовленную заранее посредством реакции полимеризации, и изоцианатное соединение растворяют или диспергируют в надлежащем растворителе; осуществляют реакцию изоцианатной группы изоцианатного соединения с соответствующими гидроксильными группами в качестве концевых групп кристаллической сложно-полиэфирной смолы и смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, для проведения сополимеризации.
В этом случае NCO/(OHa+OHb) - отношение изоцианатной группы изоцианатного соединения к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической сложно-полиэфирной смолы и гидроксильного числа OHb смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это отношение предпочтительно составляет от 0,55 до 0,75, а более предпочтительно от 0,60 до 0,70. При отношении NCO/(OHa+OHb) менее 0,55 твердость тонера может снижаться, снижая стойкость к пленкообразованию. При отношении более 0,75 вязкоупругость тонера при расплавлении может увеличиваться, снижая свойства низкотемпературного закрепления.
Массовое отношение A/В звена A, производного от сложно-полиэфирной смолы, к массе звена В, производного от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, в сополимеризационной смоле можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это отношение масс предпочтительно составляет от 20/80 до 50/50.
При массовом отношении A/В, составляющем менее 20/80, доля звена A, производного от сложно-полиэфирной смолы, является низкой. Такая низкая доля может помешать достаточно уменьшению вязкости расплава, снижая свойства низкотемпературного закрепления. При массовом отношении A/В, превышающем 50/50, доля звена A, производного от сложно-полиэфирной смолы, является высокой. Такая высокая доля может избыточно снижать вязкость расплава, приводя к плохой стойкости к отмарыванию. Такая высокая доля может также снижать твердость сополимеризационной смолы, снижая стойкость тонера к механическому напряжению.
Средневесовую молекулярную массу сополимеризационной смолы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет от 20000 до 100000. При средневесовой молекулярной массе менее 20000 вязкость расплава может избыточно уменьшаться, снижая стойкость к отмарыванию. Твердость сополимеризационной смолы может снижаться, снижая стойкость тонера к механическому напряжению. При средней молекулярной массе сополимеризационной смолы более 100000 вязкость расплава может снижаться недостаточно, приводя к плохим свойствам низкотемпературного закрепления.
Средневесовую молекулярную массу сополимеризационной смолы можно измерять, например, методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ).
Содержание сополимеризационной смолы в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 50 масс. % до 95 масс. %, а более предпочтительно от 70 масс. % до 95 масс. %. При содержании менее 50 масс. % влияния сополимеризационной смолы, обладающей превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, свойствами сохранения теплостойкости и стойкостью к пленкообразованию, могут ослабевать, снижая эти свойства. При содержании более 95 масс. % могут ухудшаться функциональные свойства, проявляемые другими материалами в тонере, такими как антиадгезионный агент для форм, красящее вещество и средство управления зарядом, и могут снижаться, например, стойкость к отмарыванию, плотность изображения, резкость изображения и зарядные свойства.
Кристаллические смолы, помимо сополимеризационной смолы
Кроме сополимеризационной смолы, тонер в соответствии с настоящим изобретением в предпочтительном варианте дополнительно содержит кристаллическую смолу, и эта кристаллическая смола(ы) в более предпочтительном варианте представляет собой кристаллическую сложно-полиэфирную смолу. Дополнительно содержащаяся кристаллическая смола(ы) может способствовать плавлению тонера, приводя к улучшенным свойствам низкотемпературного закрепления.
Кристаллическая смола предпочтительно имеет обычный скелет, состоящий из мономерного звена, аналогичного звену, производному от сложно-полиэфирной смолы, в сополимеризационной смоле, потому что такой скелет повышает сродство (смешиваемость) звена, производного от кристаллической сложно-полиэфирной смолы, в сополимеризационной смоле с кристаллической смолой для достижения превосходных свойств сохранения теплостойкости и свойств низкотемпературного закрепления тонера.
Содержание кристаллической смолы, помимо сополимеризационной смолы, в тонере можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 3 масс. % до 20 масс. %, а более предпочтительно от 5 масс. % до 15 масс. %. При содержании менее 3 масс. % стимулирование плавления тонера может оказаться недостаточным, снижая свойства низкотемпературного закрепления. При содержании более 20 масс. % может снижаться твердость тонера, снижая стойкость к пленкообразованию.
Красящее вещество
Любое красящее вещество можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры красящего вещества включают в себя сажу, нигрозиновые красители, магнитный черный пигмент, нафтол желтый S, ганза желтый (10G, 5G, G), кадмиевую желть, желтый железнокислый пигмент, желтую охру, пигмент хром желтый, пигмент титан желтый, полиазокраситель желтый, масляный желтый, ганза желтый (GR, A, RN, R), пигмент желтый L, бензидин желтый (G, GR), постоянный желтый (NCG), краситель Vulcan прочный желтый (5G, R), тартразиновый лак, хинолиновый желтый лак, краситель Anthrazan желтый BGL, краситель изоиндолиновый желтый, красный железнокислый пигмент, свинцовый сурик, свинцовую киноварь, пигмент кадмий красный, пигмент кадмий-ртуть красный, сурьмяную киноварь, краситель постоянный красный 4R, паранитроанилин красный, Fisay красный, парахлорортонитроанилин красный, литоль прочный алый G, бриллиантовый прочный алый, краситель бриллиантовый карминовый BS, краситель постоянный красный (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), прочный алый VD, литоль прочный Lubin B, бриллиантовый алый G, литоль Lubin GX, постоянный красный F5R, бриллиантовый карминный 6B, пигмент алый 3B, бордо 5B, толуидиновый каштановый, постоянный бордо F2K, гелиобордо BL, бордо 10B, бон каштановый светлый, бон каштановый умеренный, эозиновый лак, родаминовый лак B, родаминовый лак Y, ализариновый лак, тиоиндиго красный B, тиоиндиго каштановый, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазокраситель красный, хромовую киноварь, бензидиновый оранжевый, периноновый оранжевый, масляный оранжевый, кобальтовую синь, лазурь железную сухую, щелочной голубой лак, сиренево-синий лак, лак Виктория голубой, неметаллический фталолцианиновый синий, прочную лазурь, индантреновый синий (RS, BC), индиго, ультрамарин, берлинскую лазурь, антрахинон синий, прочный фиолетовый B, метиловый фиолетовый лак, кобальт фиолетовый, марганец фиолетовый, красновато-фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хромовую зелень, цинковую зелень, оксид хрома, зелень Гинье, изумрудную зелень, пигмент зеленый B, нафтол зеленый B, зеленое золото, кислотный зеленый лак, малахитовый зеленый лак, пенталоцианин зеленый, антрахинон зеленый, титаноксидный пигмент, цинковые белила и литофорон. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Содержание красящего вещества можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 1 массовой части до 15 частей по массе, а более предпочтительно от 3 частей по массе до 10 частей по массе на 100 частей по массе тонера.
Красящее вещество можно использовать в виде композиционного концентрированного красителя со смолой.
Примеры смолы, используемой при изготовлении концентрированного красителя или пластицируемой с концентрированным красителем, включают в себя некристаллическую сложно-полиэфирную смолу, стиролы, такие как полистирол, поли(p-хлорстирол) и поливинилтолуол или их замещенные полимеры, сополимеры стирола, такие как сополимеры стирола и p-хлорстирола, сополимеры стирола и пропилена, сополимеры стирола и винилтолуола, сополимеры стирола и винилнафталина, сополимеры стирола и метилакрилата, сополимеры стирола и этилакрилата, сополимеры стирола и бутилакрилата, сополимеры стирола и октилакрилата, сополимеры стирола и метилметакрилата, сополимеры стирола и этилметакрилата, сополимеры стирола и бутилметакрилата, сополимеры стирола и α-хлорметилметакрилата, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры стирола и винилметилкетона, сополимеры стирола и бутадиена, сополимеры стирола и изопрена, сополимеры стирола и акрилонитрилиндена, сополимеры стирола и малеиновой кислоты и сополимеры стирола и сложного эфира малеиновой кислоты; полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилхлорид, поливинилацетат, полиэтилен, полипропилен, эпоксидные смолы, эпоксидные полиоловые смолы, полиуретан, полиамид, поливинилбутираль, смолы полиакриловой кислоты, канифоль, модифицированную канифоль, терпеновые смолы, алифатические или алициклические углеводородные смолы и смолу из ароматической фракции нефти. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Концентрированный краситель можно приготавливать путем смешивания и пластикации смолы для концентрированного красителя с красящим веществом под воздействием большой силы сдвига. При этом можно использовать органический растворитель для интенсификации взаимодействия красящего вещества со смолой для концентрированного красителя. В так называемом флашинг-процессе, в водную пасту, содержащую красящее вещество, примешивают воду и осуществляют пластикацию со смолой и органическим растворителем для переноса красящего вещества в смолу и удаления влагосодержания и компонента органического растворителя. Предпочтительно использовать этот флашинг-процесс, поскольку влажную лепешку красящего вещества можно использовать как есть, без сушки. Для смешивания и пластикации предпочтительно используют диспергирующее устройство с большой силой сдвига, такое как трехвальцовая мельница.
Другие компоненты
Любые другие компоненты можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Их примеры включают в себя антиадгезионный агент для форм, средство управления зарядом, поверхностную добавку, присадку, улучшающую текучесть, агент, улучшающий очистку, и магнитный материал.
Антиадгезионный агент для форм
Любой антиадгезионный агент для форм можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Предпочтительны воски.
Любой воск можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Их примеры включают в себя природные воски, синтетические воски и другие воски.
Примеры природных восков включают в себя растительные воски, такие как карнаубский воск, хлопковый воск, японский воск и рисовый воск; животные воски, такие как пчелиный воск и ланолин; минеральные воски, такие как озокерит и церезин; и нефтяные воски, такие как парафин, микрокристаллический воск и петролатум.
Примеры синтетических восков включают в себя синтетические углеводородные воски, такие как воск Фишера-Тропша, полиэтиленовый и полипропиленовый; масляные/жирные синтетические воски, такие как сложноэфирные, кетоновые, эфирные; и гидрогенизированные воски.
Примеры других восков включают в себя амидные соединения жирных кислот, такие как 12-гидроксистеарамид, стеарамид, имид фталевого ангидрида и хлорированный углеводород; гомополимеры или сополимеры полиакрилатов, такие как поли-n-стеарилметакрилат и поли-n-лаурилметакрилат, которые являются низкомолекулярными кристаллическими полимерными смолами (такими как сополимеры n-стеарилакрилата и этилметакрилата) и кристаллическими полимерными смолами, имеющими длинную алкильную группу в боковой цепи. Эти антиадгезионные агенты для форм можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более. Среди них предпочтительны углеводородные воски, такие как парафиновый воск, микрокристаллический воск, воск Фишера-Тропша, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск.
Температуру плавления антиадгезионного агента для форм можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Эта температура плавления предпочтительно составляет от 60°C до 80°C. При температуре плавления менее 60°C антиадгезионный агент для форм может плавиться при низкой температуре, приводя к неудовлетворительным свойствам сохранения теплостойкости. При температуре плавления более 80°C, даже если смола плавится в диапазоне температур закрепления, антиадгезионный агент для форм не может расплавиться достаточно, чтобы вызвать отмарывание при высоких температурах при закреплении, что ведет к недостаткам в изображении.
Содержание антиадгезионного агента для форм можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 2 частей по массе до 10 частей по массе, а более предпочтительно от 3 частей по массе до 8 частей по массе на 100 частей по массе тонера. При содержание менее 2 частей по массе стойкость к отмарыванию при высоких температурах и свойства низкотемпературного закрепления могут снижаться при закреплении. При содержание более 10 частей по массе могут снижаться свойства сохранения теплостойкости или может быть вызвано потемнение изображения. Содержание в пределах более предпочтительного диапазона выгодно повышением качества изображения и стабильностью закрепления.
Средство управления зарядом
Любое средство управления зарядом можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя нигрозиновые красители, трифенилметановые красители, красители с хромосодержащими комплексами металлов, хелатные пигменты на основе молибденовой кислоты, родаминовые красители, алкоксиамины, соли четвертичного аммония (включая фтормодифицированные соли четвертичного аммония), алкиламиды, элементарный фосфор или соединение фосфора, элементарный вольфрам или соединение вольфрама, фторсодержащие активирующие вещества, соли металлов салициловой кислоты и соли металлов производных салициловой кислоты.
Средство управления зарядом может представлять собой продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя нигрозиновый краситель BONTRON 03, соль четвертичного аммония BONTRON P-51, металлосодержащий азокраситель BONTRON S*34, краситель E-82 на основе оксинафтойной кислоты, образующий комплексное соединение с металлами, краситель E-84 на основе салициловой кислоты, образующий комплексное соединение с металлами и феноло-конденсат E-89 (от фирмы ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO, LTD.), комплексы молибденовых солей четвертичного аммония TP-302 и TP-415 (от фирмы HODOGAYA CHEMICAL CO, LTD.), LRA-901 и комплексы бора LR-147 (от фирмы Japan Carlit Co, Ltd.), фталоцианин меди, перилен, хинакридон, азопигменты и полимерные соединения, имеющие такую функциональную группу, как группа сульфокислоты, карбоксильная группа, и соль четвертичного аммония. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Средство управления зарядом пластицируют в расплаве с концентрированным красителем и смолой, а также растворяют и диспергируют. Средство управления зарядом можно добавлять непосредственно в органический растворитель при растворении или диспергировании, или можно добавлять извне на поверхность тонера после изготовления частиц основы тонера.
Содержание средства управления зарядом можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 0,1 массовой части до 10 частей по массе, а более предпочтительно от 0,2 массовой части до 5 частей по массе на 100 частей по массе тонера. При содержании более 10 частей по массе свойства тонера заряжаться могут избыточно увеличиваться, снижая влияние основного средства управления зарядом. Это может увеличить силу электростатического притяжения для проявочного валика, снижая текучесть проявителя и плотность изображения.
Поверхностная добавка
В качестве поверхностной добавки можно использовать сочетание тонкодисперсных частиц оксидов, тонкодисперсных неорганических частиц и гидрофобизированных тонкодисперсных неорганических частиц. Средний размер частиц для первичной частицы в гидрофобизированных тонкодисперсных неорганических частицах предпочтительно составляет от 1 нм до 100 нм, а более предпочтительно от 5 нм до 70 нм.
2
2
Поверхностная добавка предпочтительно содержит по меньшей мере одну гидрофобизированную неорганическую тонкодисперсную частицу, имеющую первичную частицу, соответствующую среднему размеру частиц 20 нм или более, и содержит по меньшей мере одну неорганическую тонкодисперсную частицу, соответствующую среднему размеру частиц 30 нм или более. Удельную площадь поверхности, которую измеряют методом Брюнера - Эммета - Теллера (БЭТ), можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Удельная площадь поверхности предпочтительно составляет от 20 м/г до 500 м/г.
Любую поверхностную добавку можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этой добавки включают в себя тонкодисперсные частицы кремнезема, гидрофобный кремнезем, соли металлов жирных кислот (такие как стеарат цинка и стеарат алюминия), оксиды металлов (такие как оксид титана, оксид алюминия, оксид олова и оксид сурьмы) и форполимеры. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Примеры поверхностной добавки включают в себя тонкодисперсные частицы кремнезема, гидрофобизированные тонкодисперсные частицы кремнезема, тонкодисперсные частицы оксида титана, гидрофобизированные тонкодисперсные частицы оксида титана и тонкодисперсные частицы оксида алюминия.
В качестве тонкодисперсных частиц кремнезема можно использовать продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя R972, R974, RX200, RY200, R202, R805 и R812 (от фирмы Nippon Aerosil Co, Ltd.).
В качестве тонкодисперсных частиц оксида титана можно использовать продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя P-25 (от фирмы Nippon Aerosil Co, Ltd.), STT-30 и STT-65C-S (от фирмы Titan Kogyo, Ltd.), TAF-140 (от фирмы Fuji Pigment Titaiuum Industry Co, Ltd.) и MT-150W, MT-500B, MT-600B, и MT-150A (от фирмы Tayca Corporation).
В качестве гидрофобизированных тонкодисперсных частиц оксида титана можно использовать продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя T-805 (от фирмы Nippon Aerosil Co, Ltd.), STT-30Aand STT-65S-S (от фирмы Titan Kogyo, Ltd.), TAF-500T и TAF-1500T (от фирмы Fuji Pigment Titanium Industry Co, Ltd.), MT-100S, MT-100T (от фирмы Tayca Corporation) и IT-S (от фирмы Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.).
Гидрофобизированные тонкодисперсные частицы оксидов, гидрофобизированные тонкодисперсные частицы кремнезема, гидрофобизированные тонкодисперсные частицы оксида титана и гидрофобизированные тонкодисперсные частицы оксида алюминия можно приготавливать путем обработки гидрофильной тонкодисперсной частицы силановым аппретом, например, таким как метилтриметоксисилан, метилтриэтоксисилан и октилтриметоксисилан.
Также пригодны неорганические тонкодисперсные частицы, обработанные силиконовым маслом, приготовленные путем нагревания силиконового масла, при необходимости, и обработки неорганической тонкодисперсной частицы этим силиконовым маслом.
Примеры силиконового масла включают в себя диметилсиликоновое масло, метилфенилсиликоновое масло, хлорфенилсиликоновое масло, метилгидрогенсиликоновое масло, масло на основе алкилмодифицированных силиконов, масло на основе фтормодифицированных силиконов, модифицированное простыми эфирами силиконовое масло, модифицированное спиртами силиконовое масло, аминомодифицированное силиконовое масло, модифицированное эпоксидными соединениями силиконовое масло, модифицированное простыми эпоксиполиэфирами силиконовое масло, модифицированное фенолами силиконовое масло, модифицированное карбоксильными соединениями силиконовое масло, модифицированное меркаптосоединениями силиконовое масло, модифицированное метакрилатами силиконовое масло и модифицированное α-метилстиролом силиконовое масло.
Примеры неорганических тонкодисперсных частиц включают в себя кремнезем, оксид алюминия, 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, оксид железа красный, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния и нитрид кремния. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более. Среди них особенно предпочтительными являются кремнезем и диоксид титана.
Содержание поверхностной добавки можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 0,1 массовой части до 5 частей по массе, а более предпочтительно от 0,3 массовой части до 3 частей по массе на 100 частей по массе тонера.
Средний размер частиц для первичной частицы в неорганических тонкодисперсных частицах можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Этот средний размер частиц предпочтительно составляет 100 нм или менее, а более предпочтительно от 3 нм до 70 нм. При среднем размере частиц менее 3 нм неорганические тонкодисперсные частицы могут погружаться в тонер, что помешает этим частицам эффективно выполнять свою функцию. При среднем размере частиц более 100 нм поверхность фотопроводника может быть неоднородно повреждена.
Присадка, улучшающая текучесть
Любую присадку, улучшающую текучесть, которой обрабатывают поверхность, чтобы повысить гидрофобность и предотвратить снижение реологических свойств и зарядных свойств даже в условиях высокой влажности, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этой присадки включают в себя силановые аппреты, силицирующие агенты, силановые аппреты, имеющие фторированную алкильную группу, органические титанатные аппреты, алюминиевые аппреты, силиконовые масла и модифицированные силиконовые масла. Особенно предпочтительно, кремнезем и оксид титана используются в качестве поверхностной добавки как гидрофобный кремнезем и гидрофобный оксид титана, соответственно, за счет обработки поверхности присадкой, улучшающей текучесть.
Агент, улучшающий очистку
Любой агент, улучшающий очистку, добавленный в тонер для удаления тонера, остающегося на фотопроводнике и элементе для промежуточного переноса после переноса, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры такого агента включают в себя соли металлов жирных кислот, такие как стеарат цинка, стеарат кальция и стеарат алюминия; и тонкодисперсные частицы полимера, полученные путем полимеризации в эмульсии, не содержащей мыла, такие как тонкодисперсные частицы полиметилметакрилата и тонкодисперсные частицы полистирола. Тонкодисперсные частицы полимера предпочтительно имеют относительно узкое распределение размеров частиц. Более предпочтительно объемный средний размер частиц составляет от 0,01 мкм до 1 мкм.
Магнитный материал
Любой магнитный материал можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этого материала включают в себя железный порошок, магнетит и феррит. Среди них по цветовому тону предпочтительны белые магнитные материалы.
Способ изготовления тонера
Любой способ изготовления тонера можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Предпочтительным способом является способ гранулирования диспергированием масляной фазы в водной среде, причем масляная фаза включает в себя сополимеризационную смолу, предпочтительно кристаллическую смолу, помимо сополимеризационной смолы, и красящее вещество, и дополнительно включает в себя, при необходимости, другие компоненты, такие как антиадгезионный агент для форм. Подходящие примеры способа изготовления тонера включают в себя способ суспендирования растворением.
В способе суспендирования растворением предпочтительно выполняют приготовление водной среды, приготовление масляной фазы, содержащей материалы тонера, эмульгирование или диспергирование материалов тонера и удаление органического растворителя.
Приготовление водной среды (водной фазы)
Водную среду можно приготовить, например, путем диспергирования частиц смолы в водной среде. Количество частиц смолы, добавляемых в водную среду, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это количество предпочтительно составляет от 0,5 массовой части до 10 частей по массе на 100 частей по массе водной среды.
Любую водную среду можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры водной среды включают в себя воду, растворители, совместимые с водой, и их смеси. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более. Среди них предпочтительной является вода.
Любой растворитель, совместимый с водой, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя спирт, диметилформамид, тетрагидрофуран, целлозольвы и низшие кетоны. Любой спирт можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя метанол, изопропанол и этиленгликоль. Любой низший кетон можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя ацетон и метилэтилкетон.
Приготовление масляной фазы
Масляную фазу, содержащую материалы тонера, можно подготовить путем растворения или диспергирования материалов тонера в органическом растворителе, при этом материалы тонера включают в себя сополимеризационную смолу, предпочтительно кристаллическую смолу, помимо сополимеризационной смолы, и красящее вещество, и дополнительно включают в себя, при необходимости, другие компоненты, такие как антиадгезионный агент для форм.
Любой органический растворитель можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Органические растворители, имеющие температуру кипения менее 150°C, являются предпочтительными, потому что их легко удалять.
Любой органический растворитель, имеющий температуру кипения менее 150°C, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя толуол, ксилол, бензол, тетрахлорид углерода, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон, и метилизобутилкетон. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Среди них предпочтительными являются этилацетат, толуол, ксилол, бензол, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, хлороформ и тетрахлорид углерода, а более предпочтительным этилацетат.
Эмульгирование или диспергирование
Материалы тонера можно эмульгировать или диспергировать путем диспергирования масляной фазы, содержащей материалы тонера, в водной среде.
Любой способ формирования дисперсной жидкости, стабильной в водной среде, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры способа включают в себя способ, в котором масляную фазу, приготовленную растворением или диспергированием материалов тонера в растворителе, добавляют в фазу водной среды и диспергируют посредством силы сдвига.
Для диспергирования можно надлежащим образом выбрать любое диспергирующее устройство в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя диспергирующее устройство с низкой скоростью сдвига, диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, фрикционное диспергирующее устройство, диспергирующее устройство со струей высокого давления и ультразвуковое диспергирующее устройство. Среди них предпочтительным является диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, потому что дисперсией (каплями масла) можно управлять, достигая размера частиц от 2 мкм до 20 мкм.
Когда используют диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, такие условия, как число оборотов, продолжительность диспергирования и температура диспергирования, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения.
Число оборотов можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это число оборотов предпочтительно составляет от 1000 об/мин до 30000 об/мин, а более предпочтительно от 5000 об/мин до 20000 об/мин.
Продолжительность диспергирования можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. В способе изготовления партиями продолжительность диспергирования предпочтительно составляет от 0,1 минуты до 5 минут.
Температуру диспергирования можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. При повышенном давлении температура диспергирования предпочтительно составляет от 0°C до 150°C, а более предпочтительно от 40°C до 98°C. Как правило, более высокая температура диспергирования облегчает диспергирование.
Количество водной среды, используемой при эмульгировании или диспергировании материалов тонера, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это количество предпочтительно составляет от 50 частей по массе до 2000 частей по массе, а более предпочтительно от 100 частей по массе до 1000 частей по массе на 100 частей по массе материалов тонера.
При количестве используемой водной среды менее 50 частей по массе состояние дисперсии материалов тонера может оказаться неудовлетворительным, что помешает частицам основы тонера иметь заданный размер частиц. При количестве более 2000 частей по массе может увеличиться стоимость изготовления.
При эмульгировании или диспергировании масляной фазы, содержащей материалы тонера, с точки зрения стабилизации дисперсии предпочтительно используемым является такой диспергатор, как капли масла, чтобы можно было придать им желаемую форму и обеспечить островершинное распределение размеров частиц.
Любой диспергатор можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя поверхностно-активные вещества, диспергаторы из плохо растворимых в воде неорганических соединений и защитные коллоиды на основе полимеров. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более. Среди них особо предпочтительными являются поверхностно-активные вещества.
Примеры поверхностно-активного вещества включают в себя анионогенные поверхностно-активные вещества, катионогенные поверхностно-активные вещества, неионогенные поверхностно-активные вещества и амфотерные поверхностно-активные вещества.
Примеры анионогенных поверхностно-активных веществ включают в себя соли алкилбензолсульфокислоты, соли α-олефинсульфокислоты, сложные эфиры фосфорной кислоты и анионогенные поверхностно-активные вещества, имеющие фторалкильную группу. Среди них предпочтительными являются анионогенные поверхностно-активные вещества, имеющие фторалкильную группу. Примеры анионогенных поверхностно-активных веществ, имеющих фторалкильную группу, включают в себя фторалкилкарбоновую кислоту, имеющую от 2 до 10 атомов углерода, или ее соли металлов, динатрийфтороктансульфонилглутамат, натрий-3-[омега-фторалкил(6-11 атомов углерода)окси]-1-алкил(3-4 атома углерода)сульфонат, натрий 3-[омега-фторалканоил(6-8 атомов углерода)-N-этиламино]-1-пропансульфонат, фторалкил(11-20 атомов углерода)карбоновую кислоту или ее соли металлов, перфторалкилкарбоновую кислоту (7-13 атомов углерода) или ее соли металлов, перфторалкил(4-12 атомов углерода)сульфоновую кислоту или ее соли металлов, диэтаноамид перфтороктансульфоновой кислоты, N-пропил-N-(2-гидроксиэтил)перфтороктансульфонамид, соли перфторалкил(6-10 атомов углерода)сульфонамидпропилтриметиламмония, соли перфторалкил(6-10 атомов углерода)-N-этилсульфонилглицина и сложные эфиры моноперфторалкил(6-16 атомов углерода)этилфосфорной кислоты. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
В качестве поверхностно-активного вещества, имеющего фторалкильную группу, можно использовать продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя: SURFLON S-111, S-112 и S-113 (от фирмы ASAHI GLASS CO, LTD.); FLUORAD FC-93, FC-95, FC-98 и FC-129 (от фирмы Sumitomo 3M Limited); UNIDYNE DS-101 и DS-102 (от фирмы DAIKIN INDUSTRIES, LTD.); MEGAFACE F-110, F-120, F-113, F-191, F-812 и F-833 (от фирмы DIC Corporation); EFTOP EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123В, 306A, 501, 201, и 204 (от фирмы Mitsubichi Materials Electronic Cemicals Co, Ltd.); и FTERGENT F-100 и F-150 (от фирмы Neos Company Limited). Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Примеры катионогенных поверхностно-активных веществ включают в себя поверхностно-активные вещества солей аминов, катионогенные поверхностно-активные вещества четвертичных солей аммония и катионогенные поверхностно-активные вещества, имеющие фторалкильную группу. Примеры поверхностно-активного вещества соли амина включают в себя алкиламиновые соли, аминоспиртовые производные жирных кислот, полиаминопроизводные жирных кислот и имидазолин. Примеры катионогенного поверхностно-активного вещества четвертичной соли аммония включают в себя соли алкилтриметиламмония, соли диалкилдиметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, соли пиридиния, соли алкилизохинолиния, и бензетония хлорид. Примеры катионогенных поверхностно-активных веществ, имеющих фторалкильную группу, включают в себя алифатические первичные, вторичные или третичные аминокислоты, имеющие фторалкильную группу, алифатические соли четвертичного аммония, такие как соли перфторалкил(6-10 атомов углерода)сульфонамидпропилтриметил аммония, соли бензалкония, бензетония хлорид, соли пиридиния и соли имидазолиния. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
В качестве катионогенного поверхностно-активного вещества можно использовать продукты, имеющиеся в продаже. Примеры продуктов, имеющихся в продаже, включают в себя SURFLON S-121 (от фирмы ASAHI GLASS CO, LTD.); FLUORAD FC-135 (от фирмы Sumitomo 3M Limited); UNIDYNE DS-202 (от фирмы DAIKIN INDUSTRIES, LTD.), MEGAFACE F-160 и F-824 (от фирмы DIC Corporation); EFTOP EF-132 (от фирмы Tohkem Products Corp.); и FTERGENT F-300 (от фирмы Neos Company Limited). Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Примеры неионогенных поверхностно-активных веществ включают в себя производные амидов жирных кислот и производные многоатомных спиртов.
Примеры амфотерных поверхностно-активных веществ включают в себя аланин, додецилди(аминоэтил)глицин, ди(октиламиноэтил)глицин, и бетаин N-алкил-N,N-диметиламмония.
Удаление органического растворителя
Любой способ удаления органического растворителя из дисперсионной жидкости, такой как эмульгированная суспензия, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя способ постепенного повышения температуры всей реакционной системы для испарения органического растворителя в каплях масла и способ распыления дисперсионной жидкости в сухой атмосфере для удаления органического растворителя в каплях масла.
Когда удаляют органический растворитель, образуются частицы основы тонера. Частицы основы тонера можно промывать, сушить и т.п., и можно дополнительно классифицировать и т.п. Эту классификацию можно выполнять путем удаления порций тонкодисперсных частиц в растворе с помощью циклона, отстойника или центрифуги, или операцию классификации можно выполнять после сушки.
Приготовленные частицы основы тонера можно смешивать с такими частицами, как частицы поверхностной добавки и средства управления зарядом. При этом можно прикладывать механическую ударную силу, подавляя отделение таких частиц, как поверхностная добавка, от поверхности частиц основы тонера.
Любой способ приложения механической ударной силы можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Его примеры включают в себя способ приложения ударной силы к смеси с помощью лопасти, вращающейся с высокой скоростью, и способ подачи смеси в высокоскоростной поток и ускорения этого потока для столкновения частиц друг с другом или столкновения частиц с надлежащей пластиной, воспринимающей удары.
Любую установку, используемую для способа, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры установки включают в себя ANGMILL (от фирмы Hosokawa Micron Corporation), модифицированную установку в виде мельницы типа I (от фирмы Nippon Pneumatic Mfg. Co, Ltd.), имеющую пониженное давление воздуха для размола, систему гибридизации (от фирмы Nara Machinery Co, Ltd.), систему KRYPTRON (от фирмы Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и автоматический агрегат для толчения.
Форму, размер и другие параметры частиц тонера в соответствии с настоящим изобретением можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Объемный средний размер частиц тонера можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Объемный средний размер частиц предпочтительно составляет от 3 мкм до 7 мкм. Отношение (Dv/Dn) объемного среднего размера Dv частиц к среднечисловому размеру Dn частиц тонера предпочтительно составляет 1,2 или менее. Предпочтительно тонер дополнительно содержит частицы, имеющие размер частиц 2 мкм или менее при численном процентном содержании от 1 до 10.
Окраску тонера можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Можно выбрать по меньшей мере один из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера. Тонеры соответствующих цветов можно получить путем надлежащего выбора красящего вещества.
Способы расчета и анализа различных свойств тонера и компонентов тонера
Температуры Tg стеклования, кислотные числа, гидроксильные числа, молекулярные массы и температуры плавления сополимеризационной смолы и кристаллической смолы, помимо сополимеризационной смолы, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Можно измерять сами эти свойства, или можно выделять компоненты из реального тонера с помощью гельпроникающей хроматографии (ГПХ) или аналогичного метода, а соответствующие компоненты можно анализировать вышеописанным способом, чтобы рассчитать температуру Tg стеклования, кислотное число, гидроксильное число, молекулярную массу и температуру плавления.
Соответствующие компоненты можно выделять посредством ГПХ, например, в соответствии со следующим способом.
При измерении посредством ГПХ с использованием ТГФ (тетрагидрофурана) в качестве подвижной фазы, элюат фракционируют с помощью сборника фракций или аналогичного средства для сбора фракций, соответствующего порциям, имеющим желаемую молекулярную массу во всей площади кривой элюирования.
После конденсации собранного элюата с помощью испарителя или аналогичного средства и сушки, сухой остаток растворяют в тяжелом растворителе, таком как дейтерохлороформ или дейтерированный ТГФ, и измеряют с помощью протонного магнитного резонанса (ПМР). Из отношения содержаний соответствующих элементов можно рассчитать отношение мономеров, составляющих смолу, в элюированных компонентах.
Как вариант, после конденсации элюата, элюат гидролизуют гидроксидом натрия или аналогичным веществом. Продукт разложения подвергают количественному и качественному анализу посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), чтобы рассчитать долю мономера, входящего в состав смолы.
Узел для выделения компонентов тонера
Ниже будет представлен примерный узел для выделения соответствующих компонентов при анализе тонера.
Сначала, 1 г тонера помещают в 100 мл тетрагидрофурана (ТГФ) и перемешивают в течение 30 минут при условии 25°C. Растворимое содержимое растворяют для получения разбавленного раствора.
Разбавленный раствор фильтруют через мембранный фильтр, имеющий поры размером 0,2 мкм, для получения растворимого в ТГФ содержимого в тонере.
Затем растворимое в ТГФ содержимое растворяют в ТГФ, чтобы подготовить образец для измерения посредством ГПХ. Этот образец вводят в установку ГПХ, используемую для измерения молекулярной массы вышеописанных смол.
Сборник фракций располагают у выпускного отверстия для элюата в установке ГПХ, чтобы фракционировать элюат в заданном количестве. Данные об элюате собирают с начала элюирования, сводя их в кривую элюирования (строя эту кривую) через каждые 5% процентной площади.
Затем 30 мг образца растворяют в 1 мл дейтерохлороформа для каждой фракции элюата и добавляют 0,05 объем. % тетраметилсилана (ТМС) в качестве вещества-маркера.
Раствор помещают в стеклянную трубку для изменения посредством ядерного магнитного резонанса (ЯМР), имеющую диаметр 5 мм. С помощью установки для ядерного магнитного резонанса (от фирмы JEOL Ltd, JNM-AL400), выполняют интегрирование 128 раз при температуре от 23°C до 25°C для получения спектра.
Исходя из доли интегрирования пика в полученном спектре, можно определить состав мономера, например, сополимеризационную смолу и кристаллическую смолу, помимо сополимеризационной смолы, содержащуюся в тонере, и ее долю в составе.
На основании этих результатов, например, выделенный продукт, восстановленный во фракции, в котором кристаллическая сложно-полиэфирная смола составляет 90% или более, можно считать кристаллической сложно-полиэфирной смолой. Аналогичным образом, выделенный продукт, восстановленный во фракции, в котором смола, имеющая скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, составляет 90% или более, можно считать смолой, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты. Точно так же выделенный продукт, восстановленный во фракции, в котором кристаллическая смола составляет 90% или более, можно считать кристаллической смолой.
Тонер в соответствии с настоящим изобретением не вызывает пленкообразование и обладает превосходными свойствами, такими как превосходные свойства низкотемпературного закрепления, стойкость к отмарыванию при высоких температурах и свойства сохранения теплостойкости. По этой причине, тонер в соответствии с настоящим изобретением может быть пригодным для использования во множестве областей и может быть более подходящим для использования при формировании изображений посредством электрофотографии. Этот тонер может быть пригодным при использовании для проявителя в соответствии с настоящим изобретением, вмещающего тонер контейнера, используемого в настоящем изобретении, технологического картриджа, используемого в настоящем изобретении, устройства формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, и способа формирования изображения, используемого в настоящем изобретении.
Проявитель
Проявитель в соответствии с настоящим изобретением включает в себя тонер в соответствии с настоящим изобретением и другие компоненты, такие как носитель, который, при необходимости, выбирают надлежащим образом.
По этой причине проявитель обладает превосходными свойствами переноса, зарядными свойствами и т.п. для стабильного формирования высококачественного изображения. Проявитель может быть однокомпонентным проявителем или двухкомпонентным проявителем. При использовании в высокоскоростном принтере или аналогичном устройстве, для достижения характерной в настоящее время повышенной скорости обработки информации предпочтителен двухкомпонентный проявитель, благодаря большему сроку службы.
При использовании проявителя в виде однокомпонентного проявителя, размер частиц тонера едва заметно изменяется, даже если тонер сбалансирован.
Пленкообразование тонера на проявочном валике и оплавление тонера на элементе для распространения тонера, такого как ракель, уменьшается, позволяя достичь хорошей и стабильной проявляющей способности, а также хороших и стабильных изображений, когда проявитель в течение длительного времени перемешивают в устройстве проявления.
При использовании проявителя в виде двухкомпонентного проявителя размер частиц тонера едва заметно изменяется, даже если тонер в течение длительного времени балансируют в устройстве проявления.
Носитель
Любой носитель можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Носитель предпочтительно включает в себя материал ядра и слой смолы, которым покрыт материал ядра.
-Материал ядра-
В качестве материала ядра можно надлежащим образом выбрать материал в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этого материала включают в себя материалы «марганец-стронций», имеющие от 50 электромагнитных единиц на грамм (эме/г) до 90 эме/г, и материалы «марганец-магний», имеющие от 50 эме/г до 90 эме/г. Для гарантии плотности изображения, предпочтительно используют такие сильномагнитные материалы, такие, как железный порошок, имеющий 100 эме/г или более, и магнетит, имеющий от 75 эме/г до 120 эме/г. Слабомагнитные материалы, такие как материалы «медь-цинк», имеющие от 30 эме/г до 80 эме/г, предпочтительны, поскольку эти материалы могут ослаблять воздействие налипшего проявителя на фотопроводник и с выгодой повышать качество изображения. Их можно использовать по отдельности или в сочетаниях из двух или более.
Среднеобъемный размер частиц материала ядра можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Среднеобъемный размер частиц предпочтительно составляет от 10 мкм до 150 мкм, а более предпочтительно от 40 мкм до 100 мкм. При среднеобъемном размере частиц менее 10 мкм в носителе возможно присутствие большого количества тонкодисперсных порошков, что ведет к снижению намагничивания в пересчете на частицу и к рассеиванию носителя. При среднеобъемном размере частиц более 150 мкм может сокращаться удельная площадь поверхности, что ведет к рассеиванию тонера. В полноцветном изображении, имеющем большую площадь сплошных участков, воспроизведение этих сплошных участков может оказаться особенно плохим.
Когда тонер используют для двухкомпонентного проявителя, тонер может быть смешан с носителем.
Содержание носителя в двухкомпонентном проявителе можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Это содержание предпочтительно составляет от 90 частей по массе до 98 частей по массе, а более предпочтительно от 93 частей по массе до 97 частей по массе на 100 частей по массе двухкомпонентного проявителя.
Вмещающий тонер контейнер
Вмещающий тонер контейнер, используемый в настоящем изобретении, вмещает тонер или проявитель в соответствии с настоящим изобретением.
Можно надлежащим образом выбрать любой известный контейнер без ограничения. Подходящие его примеры включают в себя контейнеры, включающие в себя основной корпус вмещающего тонер контейнера и крышку.
Размер, форму, конструкцию, материал и т.п. основного корпуса вмещающего тонер контейнера можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Например, эта форма предпочтительно является цилиндрической. Особенно предпочтительно, основной корпус контейнера имеет внутреннюю окружную поверхность, имеющую впадины и выступы в форме спирали, позволяющие вмещаемому тонеру двигаться к выпускному отверстию за счет вращения контейнера, и имеет часть спиральных участков или все спиральные участки, наделенные функцией «гармошки».
Для основного корпуса вмещающего тонер контейнера можно использовать любой материал без ограничения. Предпочтителен материал, обладающий высокой размерной точностью. Подходящие примеры этого материала включают в себя смолы. Среди них подходящими являются сложно-полиэфирные смолы, полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полистирольные смолы, поливинилхлоридные смолы, смолы на основе полиакриловой кислоты, поликарбонатные смолы, акрилонитрил-бутадиен-стирольные (АБС) смолы и полиацетальные смолы.
Вмещающий тонер контейнер прост в хранении, транспортировке и т.п. и очень легкий для манипулирования, и он может быть установлен с возможностью снятия на технологическом картридже или в устройстве формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, описываемым ниже, для надлежащей подачи тонера.
Технологический картридж
Технологический картридж, используемой для данного изобретения, включает в себя по меньшей мере несущий электростатическое скрытое изображение элемент, предназначенный нести электростатическое скрытое изображение, и узел проявления, предназначенный для проявления электростатического скрытого изображения, находящегося на несущем электростатическое скрытое изображение элементе, тонером с образованием видимого изображения, и дополнительно включает в себя другие узлы, при необходимости выбираемые надлежащим образом.
Узел проявления включает в себя по меньшей мере контейнер для проявителя, вмещающий тонер или проявитель в соответствии с настоящим изобретением, и носитель проявителя, несущий и транспортирующий тонер или проявитель, вмещаемый контейнером для проявителя, и дополнительно может включать в себя элемент, регулирующий толщину слоя, который регулирует толщину слоя переносимого тонера.
В соответствии с назначением можно надлежащим образом выбирать узлы без ограничения. Подходящие их примеры включают в себя узел зарядки и узел очистки, описываемый ниже.
Технологический картридж может быть установлен с возможностью снятия на множестве устройств формирования изображения, а предпочтительно установлен с возможностью снятия на описываемом далее устройстве формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением.
Способ формирования изображения и устройство формирования изображения
Способ формирования изображения, используемый в настоящем изобретении, включает в себя по меньшей мере этап формирования электростатического скрытого изображения, этап проявления, этап переноса и этап закрепления, а также включает в себя другие этапы, при необходимости выбираемые надлежащим образом, такие как этап разрядки, этап очистки, этап повторного использования и этап управления.
Устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением включает в себя по меньшей мере несущий электростатическое скрытое изображение элемент, узел формирования электростатического скрытого изображения, узел проявления, узел переноса и узел закрепления, а также включает в себя другие узлы, при необходимости выбираемые надлежащим образом, такие, как узел разрядки, узел очистки, узел повторного использования и узел управления.
Этап формирования электростатического скрытого изображения и узел формирования электростатического скрытого изображения
Этап формирования электростатического скрытого изображения - это этап, в ходе которого формируют электростатическое скрытое изображение на несущем электростатическое скрытое изображение элементе.
Любой известный материал, форму, конструкцию, размеры, и т.п. несущего электростатическое скрытое изображение элемента (называемого «электрофотографическим фотопроводником», «фотопроводником» или, в некоторых случаях, «несущим изображение элементом»), можно надлежащим образом выбрать без ограничения. Примеры формы включают в себя форму барабана. Примеры материала включают в себя материалы неорганических фотопроводников, такие как аморфный кремний и селен, полисилан и материалы органических фотопроводников (ОФП), такие как фталополиметин.
Электростатическое скрытое изображение может быть сформировано узлом формирования электростатического скрытого изображения, например, путем равномерной зарядки поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента и экспонирования этой поверхности в соответствии с изображением.
Узел формирования электростатического скрытого изображения включает в себя, например, по меньшей мере зарядное устройство, равномерно заряжающее поверхность несущего электростатическое скрытое изображение элемента, и узел экспонирования, который экспонирует поверхность несущего электростатическое скрытое изображение элемента в соответствии с изображением.
Зарядку может выполнять зарядное устройство, например, путем приложения напряжения к поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента.
Любое зарядное устройство можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Их примеры включают в себя известные контактные зарядные устройства, включающие в себя проводящий или полупроводниковый валик, щетку, пленку или резиновый ракель, и бесконтактные зарядные устройства, использующие коронный разряд, такие как коротрон и скоротрон.
Зарядное устройство предпочтительно находится в контакте или не в контакте с несущим электростатическое скрытое изображение элементом, чтобы заряжать поверхность несущего электростатическое скрытое изображение элемента посредством наложения напряжений постоянного тока и переменного тока.
Зарядное устройство предпочтительно представляет собой зарядный валик, находящийся рядом, но не в контакте, с несущим электростатическое скрытое изображение элементом, при этом между ними заключена промежуточная лента для зарядки поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента посредством наложения напряжений постоянного тока и переменного тока на зарядный валик.
Экспонирование может быть выполнено устройством экспонирования, например, путем экспонирования поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента в соответствии с изображением.
Любое устройство экспонирования, позволяющее экспонировать поверхность несущего электростатическое скрытое изображение элемента, заряженное зарядным устройством в соответствии со сформированным изображением, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры такого устройства включают в себя множество экспонирующих устройств, таких как копировальные оптические экспонирующие устройства, устройства экспонирования с матрицами стержневых линз, устройства лазерного оптического экспонирования и устройства оптического экспонирования с затворами на жидких кристаллах.
В настоящем изобретении можно использовать устройство с обратной экспозицией, обеспечивающее возможность экспонирования с задней поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента в соответствии с изображением.
Этап проявления и узел проявления
Этап проявления - это этап, в ходе которого проявляют электростатическое скрытое изображение тонером в соответствии с настоящим изобретением с образованием видимого изображения.
Видимое изображение может быть сформировано узлом проявления, например, путем проявления электростатического скрытого изображения тонером в соответствии с настоящим изобретением.
Например, любой известный узел проявления, обеспечивающий возможность проявления тонером в соответствии с настоящим изобретением, можно надлежащим образом выбрать без ограничения. Подходящие примеры этого узла включают в себя узел проявления, содержащий по меньшей мере устройство проявления, вмещающее тонер или проявитель в соответствии с настоящим изобретением, для контактной или бесконтактной подачи проявителя к электростатическому скрытому изображению.
Устройство проявления может относиться к типу устройств сухого проявления или типу устройств мокрого проявления, либо может быть устройством проявления для монохромных изображений или устройством проявления для многоцветных изображений. Их примеры включают в себя те устройства, которые имеют мешалку, осуществляющую фрикционное перемешивание проявителя для зарядки, и вращающийся магнитный валик.
Внутри устройства проявления тонер смешивается, например, с носителем посредством перемешивания. При этом тонер заряжается за счет трения. Налипший тонер удерживается на поверхности вращающегося магнитного валика, образуя магнитную кисть. Поскольку магнитный валик расположен в окрестности несущего электростатическое скрытое изображение элемента, часть тонера, составляющего магнитную кисть, образовавшуюся на поверхности магнитного валика, перемещается на поверхность несущего электростатическое скрытое изображение элемента под действием силы электрического притяжения. В результате тонер проявляет электростатическое скрытое изображение с образованием видимого изображения тонером, находящимся на поверхности несущего электростатическое скрытое изображение элемента.
Этап переноса и узел переноса
Этап переноса - это этап, в ходе которого переносят видимое изображение на среду для записи. Предпочтительно, этап переноса - это этап, в первую очередь, переноса видимого изображения на элемент промежуточного переноса с помощью элемента промежуточного переноса, и, во вторую очередь, переноса видимого изображения на среду для записи. Более предпочтительно, этап переноса включает в себя этап первичного переноса, состоящий из переноса видимого изображения на элемент промежуточного переноса с помощью тонеров двух или более цветов, предпочтительно тонерами всех цветов, с образованием составного переносимого изображения, и этап вторичного переноса, состоящий из переноса составного переносимого изображения на среду для записи.
Перенос видимого изображения может быть выполнен узлом переноса, например, путем зарядки несущего электростатическое скрытое изображение элемента с помощью зарядного устройства для переноса. Узел переноса предпочтительно включает в себя узел первичного переноса, предназначенный для переноса видимого изображения на элемент промежуточного переноса с образованием составного переносимого изображения, и узел вторичного переноса, предназначенный для переноса составного переносимого изображения на среду для записи.
Любой известный элемент промежуточного переноса можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры такого элемента включают в себя ленту для переноса.
Узел переноса (узел первичного переноса и узел вторичного переноса) предпочтительно включает в себя по меньшей мере устройство переноса, удаляющее видимое изображение, сформированное на несущем электростатическое скрытое изображение элементе, для переноса видимого изображения на среду для записи. Возможно размещение одного или двух, или более узлов переноса.
Примеры устройства переноса включают в себя устройство, переносящее корону посредством коронного разряда, ленту для переноса, валик для переноса, прижимной валик для переноса и устройство, переносящее клей.
Любую среду для записи можно использовать без ограничения и можно надлежащим образом выбрать без ограничения из известных бумаг для записей.
Этап закрепления и узел закрепления
Этап закрепления - это этап, в ходе которого закрепляют видимое изображение, перенесенное на среду для записи, с помощью узла закрепления. Этап закрепления можно выполнять каждый раз, когда тонер каждого цвета переносят на среду для записи, или можно выполнять за одну операцию в состоянии, когда наслаивают тонеры соответствующих цветов.
Любой узел закрепления можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Пригодны известные нагревательно-прижимные узлы. Примеры нагревательно-прижимного узла включают в себя комбинацию нагревательного валика с прижимным валиком и комбинацию нагревательного валика с прижимным валиком и бесконечной лентой.
Узел закрепления предпочтительно включает в себя нагревающее тело, имеющее нагреватель, пленку, контактирующую с нагревающим телом, и прижимной элемент, прижатый к нагревающему телу, а упомянутая пленка заключена между ними, при этом среду для записи, имеющую сформированное незакрепленное изображение, пропускают между пленкой и прижимным элементом, чтобы закрепить изображение посредством нагревания. Предпочтительная температура нагревания в нагревательно-прижимном узле составляет обычно от 80°C до 200°С.
Другие этапы и другие узлы
-Этап разрядки и узел разрядки-
Этап разрядки - это этап приложения напряжения смещения для разрядки к несущему электростатическое скрытое изображение элементу для разрядки носителя, подходящим образом выполнить который может узел разрядки.
Любой узел разрядки, позволяющий приложить напряжение смещения для разрядки к несущему электростатическое скрытое изображение элементу, можно использовать без ограничения и можно надлежащим образом выбрать без ограничения из известных разрядных устройств. Их примеры включают в себя газоразрядные лампы.
Этап очистки и узел очистки
Этап очистки - это этап удаления тонера, остающегося на несущем электростатическое скрытое изображение элементе, подходящим образом выполнить который может узел очистки.
Любой узел очистки, позволяющий удалить электрофотографический тонер, остающийся на несущем электростатическое скрытое изображение элементе, можно использовать без ограничения и можно надлежащим образом выбрать без ограничения из известных очищающих устройств. Их примеры включают в себя очищающие устройства с магнитными щетками, очищающие устройства с электростатическими щетками, очищающие устройства с магнитными валиками, ракельные очищающие устройства, очищающие устройства со щетками и устройства для очистки бумажной ленты.
-Этап повторного использования и узел повторного использования-
Этап повторного использования - это этап повторного использования тонера, удаленного на этапе очистки обратно в узел проявления, подходящим образом выполнить который может узел повторного использования.
Любой узел повторного использования можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этого узла включают в себя известные транспортирующие узлы.
Этап управления и узел управления
Этап управления - это этап управления соответствующими этапами, подходящим образом выполнить который может узел управления.
Любой узел управления, позволяющий управлять работой упомянутых узлов, можно надлежащим образом выбрать в соответствии с назначением без ограничения. Примеры этого узла включают в себя такие устройства, как секвенсоры и компьютеры.
В качестве одного аспекта способ формирования изображения, используемый в изобретении устройством формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, будет описан со ссылкой на фиг. 1. Устройство 100 формирования изображения, показанное на фиг. 1, включает в себя барабан 10 с фотопроводящим слоем в качестве несущего электростатическое скрытое изображение элемента (называемый далее «фотопроводник 10»), зарядный валик 20 в качестве блока зарядки, устройство 30 экспонирования в качестве узла экспонирования, устройство 40 проявления в качестве узла проявления, элемент 50 промежуточного переноса, устройство 60 очистки в качестве узла очистки, имеющего ракель, и газоразрядную лампу 70 в качестве узла разрядки.
Элемент 50 промежуточного переноса представляет собой бесконечную ленту, выполненную с возможностью движения в направлении по стрелке на чертеже посредством трех валиков 51, расположенных изнутри от бесконечной ленты, которая простирается поверх этих валиков под натяжением. Часть трех валиков 51 также функционирует как валик приложения напряжения смещения для переноса, который может прикладывать заданное напряжение смещения для переноса (напряжение смещения для первичного переноса) к элементу 50 промежуточного переноса. В окрестности элемента 50 промежуточного переноса расположен ракель 90 очистки для элемента промежуточного переноса. Обращенным к элементу 50 промежуточного переноса расположен валик 80 переноса. Валик 80 переноса представляет собой узел переноса, который может прикладывать напряжение смещения для переноса, обеспечивающее перенос (вторичный перенос) видимого изображения (порошкового изображения) на среду 95 для записи. В области, окружающей элемент 50 промежуточного переноса, между контактным участком несущего электростатическое скрытое изображение элемента 10 и элементом 50 промежуточного переноса, и между контактным участком элемента 50 промежуточного переноса и средой 95 для записи в направлении вращения элемента 50 промежуточного переноса расположено устройство 58 коронного заряда для зарядки видимого изображения, переносимого элементом 50 промежуточного переноса.
Устройство 40 проявления включает в себя проявочную ленту 41 в качестве носителя проявителя, и узел 45К проявления для черного цвета, узел 45Y проявления для желтого цвета, узел 45M проявления для пурпурного цвета и узел 45C проявления для голубого цвета, расположенные около проявочной ленты 41. Узел 45К проявления для черного цвета включает в себя контейнер 42K проявителя, валик 43K подачи проявителя и валик 44K проявления. Узел 45Y проявления для желтого цвета включает в себя контейнер 42Y проявителя, валик 43Y подачи проявителя и валик 44Y проявления. Узел 45M проявления для пурпурного цвета включает в себя контейнер 42M проявителя, валик 43M подачи проявителя и валик 44M проявления. Узел 45C проявления для голубого цвета включает в себя контейнер 42C проявителя, валик 43C подачи проявителя и валик 44C проявления. Проявочная лента 41 представляет собой бесконечную ленту, простирающуюся вращательным образом через множество валиков для ленты. Часть проявочной ленты 41 контактирует с несущим электростатическое скрытое изображение элементом 10.
В устройстве 100 формирования изображения, показанном на фиг. 1, зарядный валик 20 равномерно заряжает, например, барабан 10 с фотопроводящим слоем. Устройство 30 экспонирования экспонирует поверхность барабана 10 с фотопроводящим слоем в соответствии с изображением с образованием электростатического скрытого изображения. Электростатическое скрытое изображение, сформированное на барабане 10 с фотопроводящим слоем, проявляется тонером, подаваемым из устройства 40 проявления с образованием видимого изображения (порошкового изображения). Видимое изображение (порошковое изображение) переносится (первичный перенос) на элемент 50 промежуточного переноса напряжением, прикладываемым валиком 51, и переносится (вторичный перенос) на бумагу 95 для переноса. В результате на бумаге 95 для переноса формируется перенесенное изображение. Тонер, остающийся на фотопроводнике 10, удаляется устройством 60 очистки, а заряд на фотопроводнике 10 сразу же устраняется посредством газоразрядной лампы 70.
В качестве еще одного аспекта способ формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, осуществляемый устройством формирования изображения, будет описан со ссылкой на фиг. 2. Устройство 100 формирования изображения, показанное на фиг. 2, имеет такую же конфигурацию, как конфигурация устройства 100 формирования изображения, показанного на фиг. 1, за исключением того, что без проявочной ленты 41 в устройстве 100 формирования изображения, показанном на фиг. 1, узел 45К проявления для черного цвета, узел 45Y проявления для желтого цвета, узел 45M проявления для пурпурного цвета и узел 45C проявления для голубого цвета располагаются непосредственно вокруг фотопроводника 10, будучи обращены к нему, и имеет тот же эффект. На фиг. 2 для обозначения тех же компонентов, что и на фиг. 1, приведены те же ссылочные позиции.
В качестве еще одного аспекта способ формирования изображения, используемый в настоящем изобретении и осуществляемый устройством формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением, будет описан со ссылкой на фиг. 3. Устройство тандемного типа для формирования изображений, показанное на фиг. 3, представляет собой устройство тандемного типа для формирования цветных изображений. Устройство тандемного типа для формирования изображений включает в себя основной корпус 150 копировального устройства, бумагоподающий стол 200, сканер 300 и устройство 400 автоматической подачи документов (АПД).
Основной корпус 150 копировального устройства имеет элемент 50 промежуточного переноса, подобный бесконечной ленте и расположенный в центре основного корпуса. Элемент 50 промежуточного переноса простирается вокруг опорных валиков 14, 15 и 16, вращаемых по часовой стрелке на фиг. 3. В окрестности опорного валика 15 расположено устройство 17 очистки элемента промежуточного переноса для удаления тонера, остающегося на элементе 50 промежуточного переноса. Элемент 50 промежуточного переноса, простирающийся вокруг опорного валика 14 и опорного валика 15, включает в себя устройство 120 проявления тандемного типа, имеющее четыре узла 18 формирования изображения желтого, голубого, пурпурного и черного цветов, расположенные параллельно в направлении транспортировки и обращенные к элементу 50 промежуточного переноса. В окрестности устройства 120 проявления тандемного типа расположено устройство 21 экспонирования. Элемент 50 промежуточного переноса имеет устройство 22 вторичного переноса, расположенное на стороне, противоположной той стороне, на которой расположено устройство 120 проявления тандемного типа. Устройство 22 вторичного переноса имеет бесконечную ленту 24 вторичного переноса, простирающуюся вокруг пары валиков 23. Среда для записи (бумага для переноса), транспортируемая на ленте 24 вторичного переноса, может контактировать с элементом 50 промежуточного переноса. В окрестности устройства 22 вторичного переноса расположено устройство 25 закрепления. Устройство 25 закрепления включает в себя бесконечную ленту 26 закрепления и прижимной валик 27, расположенный так, чтобы прижиматься к ленте 26 закрепления.
Устройство тандемного типа формирования изображений имеет устройство 28 переворачивания листов, расположенное в окрестности устройства 22 вторичного переноса и устройства 25 закрепления, для переворачивания бумаги для переноса с целью формирования изображений на обеих поверхностях бумаги для переноса.
Далее будет описано формирование полноцветного изображения (цветной копии) с помощью устройства 120 проявления тандемного типа. Сначала кладут рукопись на подставку 130 для рукописей в механизме 400 автоматической подачи документов (АПО). Как вариант, открывают механизм 400 автоматической подачи документов, кладут рукопись на контактное стекло 32 окна сканирования в сканере 300 и закрывают механизм 400 автоматической подачи документов.
Нажимают переключатель «Старт» (не показан). Когда рукопись положена в механизм 400 автоматической подачи документов, рукопись транспортируется на контактное стекло 32, затем запускается сканер 300, чтобы привести в движение первый бегунок 33 и второй бегунок 34. В это время рукопись облучается светом из источника света посредством первого бегунка 33, а свет, отраженный от поверхности рукописи, отражается зеркалом во втором бегунке 34. Свет, отраженный зеркалом, принимается сквозь линзу 35, формирующую изображение, посредством считывающего датчика 36 для считывания цветной рукописи (цветного изображения) и получения информации об изображении черного цвета, информации об изображении желтого цвета, информации об изображении пурпурного цвета и информации об изображении голубого цвета.
Информация об изображении черного цвета, информация об изображении желтого цвета, информация об изображении пурпурного цвета и информация об изображении голубого цвета передаются в соответствующий узел 18 формирования изображения (узел формирования изображения черного цвета, узел формирования изображения желтого цвета, узел формирования изображения пурпурного цвета и узел формирования изображения голубого цвета) в устройстве 120 проявления тандемного типа для формирования тонерных изображений черного, желтого, пурпурного и голубого цветов в соответствующих узлах формирования изображения. Как показано на фиг. 4, каждый узел 18 формирования изображения (узел формирования изображения черного цвета, узел формирования изображения желтого цвета, узел формирования изображения пурпурного цвета и узел формирования изображения голубого цвета) в устройстве 120 проявления тандемного типа включает в себя: несущий электростатическое скрытое изображение элемент 10 (несущий электростатическое скрытое изображение черного цвета элемент 10K, несущий электростатическое скрытое изображение желтого цвета элемент 10Y, несущий электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета элемент 10M и несущий электростатическое скрытое изображение голубого цвета элемент 10С); устройство 160 зарядки, равномерно заряжающее несущий электростатическое скрытое изображение элемент 10; устройство экспонирования (L на фиг. 4), экспонирующее несущий электростатическое скрытое изображение элемент на основании информации об изображении каждого цвета в соответствии с изображением, соответствующим изображению каждого цвета, для формирования электростатического скрытого изображения, соответствующего изображению каждого цвета, на несущем электростатическое скрытое изображение элементе; устройство 61 проявления, проявляющее электростатическое скрытое изображение тонером каждого цвета (тонером черного цвета, тонером желтого цвета, тонером пурпурного цвета и тонером голубого цвета) для формирования тонерного изображения согласно тонеру каждого цвета; зарядное устройство 62 переноса, переносящее порошковое изображение на элемент 50 промежуточного переноса; устройство 63 очистки; и разрядное устройство 64. Каждый узел 18 формирования изображения может формировать изображение одного цвета (изображение черного цвета, изображение желтого цвета, изображение пурпурного цвета и изображение голубого цвета) на основании информации об изображении соответствующего цвета. Сформированные таким образом изображение черного цвета, изображение желтого цвета, изображение пурпурного цвета и изображение голубого цвета последовательно переносятся (первичный перенос), то есть изображение черного цвета, сформированное на несущем электростатическое скрытое изображение черного цвета элементе 10K, изображение желтого цвета, сформированное на несущем электростатическое скрытое изображение желтого цвета элементе 10Y, изображение пурпурного цвета, сформированное на несущем электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета элементе 10M, и изображение голубого цвета, сформированное на несущем электростатическое скрытое изображение голубого цвета элементе 10C, последовательно переносятся на элемент 50 промежуточного переноса, приводимый во вращение опорными валиками 14, 15 и 16. Изображение черного цвета, изображение желтого цвета, изображение пурпурного цвета и изображение голубого цвета наслаиваются на элементе 50 промежуточного переноса с образованием синтетического цветного изображения (цветного переносимого изображения).
На бумагоподающем столе 200 избирательно вращают один из бумагоподающих валиков 142 для подачи листов (бумаги для записи) из одной из множественных бумагоподающих кассет 144, предусмотренных в банке 143 бумаги. Листы один за другим отделяются отделяющим валиком 145 для отправки каждого листа на дорожку 146 подачи бумаги. Лист транспортируется транспортирующим валиком 147, направляется на дорожку 148 подачи бумаги внутри основного корпуса 150 копировального устройства. Лист упирается в валик 49 выравнивания, останавливаясь. Как вариант, бумагоподающий валик 142 вращается для подачи листов (бумаги для записи) на лоток 54 для ручной подачи. Листы один за другим отделяются отделяющим валиком 145, и каждый из них направляется на дорожку 53 ручной подачи. Аналогичным образом, лист упирается в валик 49 выравнивания, останавливаясь. Обычно используют заземленный валик 49 выравнивания. Чтобы удалить бумажную пыль с листа, валик 49 выравнивания можно использовать во время приложения напряжения смещения к валику выравнивания. Валик 49 выравнивания вращается синхронно с формированием синтетического цветного изображения, синтезируемого на элементе 50 промежуточного переноса (цветное изображение для переноса), посылая лист (бумагу для записи) между элементом 50 промежуточного переноса и устройством 22 вторичного переноса. Синтетическое цветное изображение (цветное изображение для переноса) переносится (вторичный перенос) на лист (бумагу для записи) устройством 22 вторичного переноса для переноса цветного изображения на лист (бумагу для записи) с целью формирования цветного изображения. Тонер, остающийся после переноса изображения на элементе 50 промежуточного переноса, счищается устройством 17 очистки элемента промежуточного переноса.
Лист (бумага для записи), имеющий перенесенное цветное изображение, транспортируется устройством 22 вторичного переноса в устройство 25 закрепления. В устройстве 25 закрепления синтетическое цветное изображение (цветное изображение для переноса) закрепляется посредством нагревания и прижима на листе (бумаге для записи). После этого лист (бумагу для записи) разряжают посредством разрядного валика 56 за счет срабатывания переключающего подпружиненного контакта 55 и укладывают в стопу на выходном лотке 57. Как вариант, за счет срабатывания переключающего подпружиненного контакта 55, лист переворачивают посредством устройства 28 переворачивания листов и направляют обратно в положение переноса. После записи изображения на задней поверхности листа, лист разряжают посредством разрядного валика 56, чтобы уложить стопкой на выходном лотке 57.
Способ формирования изображения, используемый в настоящем изобретении, и устройство формирования изображения в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечить эффективное формирование высококачественного изображения, потому что используется тонер в соответствии с настоящим изобретением, обладающий превосходными свойствами низкотемпературного закрепления, стойкостью к отмарыванию при высоких температурах и свойствами сохранения теплостойкости без пленкообразования.
Примеры
Далее будут описаны примеры настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничено этими примерами. Ниже будут описаны способы измерения значений физических свойств смол, используемых в примерах и сравнительных примерах.
Измерение среднечисленной молекулярной массы Mn и средневесовой молекулярной массы Mw
Среднечисленную молекулярную массу Mn и средневесовую молекулярную массу Mw смолы измеряли методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ) следующим образом.
2
3
3
4
4
5
5
5
6
6
Сначала стабилизировали колонку внутри нагревательной камеры при 40°C. В колонку вливали растворитель, тетрагидрофуран (ТГФ), при 40°C с расходом 1 мл/мин, и вводили от 50 мкл до 200 мкл раствора образца смолы в ТГФ, отрегулированного до концентрации образца от 0,05 масс. % до 0,6 масс. %, и проводили измерение. При измерении молекулярной массы образца рассчитывали распределение молекулярной массы в образце, исходя из зависимости между логарифмическим значением на калибровочной кривой, построенной с помощью нескольких монодисперсных стандартных образцов полистирола, и порядковым номером. Калибровочную кривую строили с помощью по меньшей мере 10 стандартных образцов полистирола от фирмы Pressure Chemical Co. или Tosoh Corporation, причем средневесовые молекулярные массы образцов составляли 6×10, 2,1×10, 4×10, 1,75×10, 5,1×10, 1,1×10, 3,9×10, 8,6×10, 2×10 и 4,48×10. Использовали детектор коэффициента преломления (КП), также известный под названием «рефрактометрический детектор».
Температура Tg стеклования
Температуру Tg стеклования смолы измеряли с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) (от фирмы ТА Instruments-Waters LLC, Q2000).
5 мг тонера герметизировали в легко герметизируемой кювете Т-Zero от фирмы ТА Instruments-Waters LLC, и помещали в упомянутое устройство. В ходе измерения в потоке азота температуру поднимали от -20°C до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин по мере первого повышения и поддерживали в течение 5 минут. Температуру понижали до -20°C при скорости понижения температуры 10°C/мин и поддерживали в течение 5 минут. Затем температуру повышали до 200°C при скорости повышения температуры 10 C/мин и измеряли изменение тепла.
Температура Tg стеклования была значением, получаемым с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, методом средней точки в программе анализа в упомянутом устройстве.
Пример 1 синтеза кристаллической смолы
-Синтез кристаллической смолы (кристаллической сложно-полиэфирной смолы) A-1-
-1
Себациновую кислоту и 1,4-бутандиол помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, при молярном отношении гидроксильной группы к карбоксильной группе (OH/COOH) 1,2. Проводили реакцию этих компонентов с тетраизопропоксидом титана (500 частей по массе на миллион (масс. млн.) частей компонента смолы) при 190°C в течение 12 часов. Температуру повышали до 200°C и проводили реакцию в течение 3 часов, а при давлении 7,5 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «кристаллическая смола A-1».
Полученная «кристаллическая смола A-1» имела средневесовую молекулярную массу Mw 12000, отношение Mw/Mn 3,0 и температуру плавления 62°C.
Измерение полученной «кристаллической смолы A-1» на кристалличность проводили рентгенодифрактометрическим методом (с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips)). Из дифракционного пика полученного дифракционного спектра, находили эндотермический пик в диапазоне 20°<2θ<25°, чтобы определить, что смола обладает кристалличностью.
Ниже показаны условия измерения для рентгенодифрактометрического метода.
Условия измерения
- Напряжение, кВ: 45 кВ
- Ток: 40 мА
MPSS
Верхний предел
Гониометр
- Режим сканирования: непрерывный
- Начальный угол: 3°
- Конечный угол: 35°
- Шаг сканирования: 0,02°
- Оптика для первичного луча
- Щель расходимости: щель расх. 1/2
- Оптика для вторичного луча
- Противорассеивающая щель: цель фиксированная, 1/2
- Приемная щель: прогр. прием. щель
Пример 2 синтеза кристаллической смолы
-Синтез кристаллической смолы (кристаллической сложно-полиэфирной смолы) A-2-
-1
Адипиновую кислоту, 1,6-гександиол и 1,4-бутандиол помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, так что молярное отношение гидроксильной группы к карбоксильной группе (OH/COOH) составляло 1,2, при этом кислый компонент содержал 100 мол.% терефталевой кислоты, а спиртовой компонент содержал 50 мол.% 1,6-гександиола и 50 мол.% 1,4-бутандиола. Проводили реакцию этих компонентов с тетраизопропоксидом титана (500 масс. млн. компонента смолы) при 190°C в течение 12 часов. Температуру повышали до 210°C и проводили реакцию в течение 3 часов, а при давлении 0,8 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «кристаллическая смола A-2».
Полученная «кристаллическая смола A-2» имела средневесовую молекулярную массу Mw 13000, отношение Mw/Mn 2,9 и температуру плавления 84°C.
Измерение полученной «кристаллической смолы A-2» проводили таким же рентгенодифрактометрическим методом, как в примере 1 синтеза кристаллической смолы. Из дифракционного пика дифракционного спектра находили эндотермический пик в диапазоне 20°<2θ<25°, чтобы определить, что смола обладает кристалличностью.
Пример 3 синтеза кристаллической смолы
-Синтез кристаллической смолы (кристаллической сложно-полиэфирной смолы) A-3-
-1
Терефталевую кислоту, 1,6-гександиол и 1,4-бутандиол помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, так что молярное отношение гидроксильной группы к карбоксильной группе (OH/COOH) составляло 1,2, кислый компонент содержал 100 мол.%, адипиновой кислоты а спиртовой компонент содержал 50 мол.% 1,6-гександиола и 50 мол.% 1,4-бутандиола. Проводили реакцию этих компонентов с тетраизопропоксидом титана (500 масс. млн. компонента смолы) при 190°C в течение 10 часов. Температуру повышали до 210°C и проводили реакцию в течение 3 часов, а при давлении 8,3 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «кристаллическая смола A-3».
Полученная «кристаллическая смола A-3» имела средневесовую молекулярную массу Mw 13000, отношение Mw/Mn 3,2 температуру плавления 49°C и температуру стеклования 42°C.
Измерение полученной «кристаллической смолы A-3» проводили таким же рентгенодифрактометрическим методом, как в примере 1 синтеза кристаллической смолы. Из дифракционного пика дифракционного спектра находили эндотермический пик в диапазоне 20°<2θ<25°, чтобы определить, что смола обладает кристалличностью.
Пример 4 синтеза кристаллической смолы
-Синтез кристаллической смолы (кристаллической сложно-полиэфирной смолы) A-4-
-1
Себациновую кислоту и 1,4-бутандиол помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, при молярном отношении гидроксильной группы к карбоксильной группе (OH/COOH) 1,35. Проводили реакцию этих компонентов с тетраизопропоксидом титана (500 масс. млн. компонента смолы) при 180°C в течение 10 часов. Температуру повышали до 200°C и проводили реакцию в течение 3 часов, а при давлении 7,5 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «кристаллическая смола A-4».
Полученная «кристаллическая смола A-4» имела средневесовую молекулярную массу Mw 5000, отношение Mw/Mn 2,5 и температуру плавления 58°C.
Измерение полученной «кристаллической смолы A-4» на кристалличность проводили рентгенодифрактометрическим методом (с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips). Из дифракционного пика полученного дифракционного спектра находили эндотермический пик в диапазоне 20°<2θ<25°, чтобы определить, что смола обладает кристалличностью.
Пример 5 синтеза кристаллической смолы
-Синтез кристаллической смолы (кристаллической сложно-полиэфирной смолы) A-5-
-1
Себациновую кислоту и 1,4-бутандиол помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, при молярном отношении гидроксильной группы к карбоксильной группе (OH/COOH) 1,08. Проводили реакцию этих компонентов с тетраизопропоксидом титана (500 масс. млн. компонента смолы) при 190°C в течение 12 часов. Температуру повышали до 210°C и проводили реакцию в течение 3 часов, а при давлении 7,5 кПа 4 часа. Так и была приготовлена «кристаллическая смола A-5».
Полученная «кристаллическая смола A-5» имела средневесовую молекулярную массу Mw 27000, отношение Mw/Mn 2,4 и температуру плавления 64°C.
Измерение полученной «кристаллической смолы A-1» на кристалличность проводили рентгенодифрактометрическим методом (с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips). Из дифракционного пика полученного спектра дифракции находили эндотермический пик в диапазоне 20°<2θ<25°, чтобы определить, что смола обладает кристалличностью.
Таблица 1-1
Кислыйкомпонент
Спиртовой компонент
Молярноеотношение(ОН/СООН)
Кристаллическая смола A-1
Себациноваякислота
1,4-Бутандиол
-
1,2
Кристаллическая смола A-2
Адипиноваякислота
1,4-Бутандиол
1,6-Гександиол
1,2
Кристаллическая смола A-3
Терефталеваякислота
1,4-Бутандиол
1,6-Гександиол
1,2
Кристаллическая смола A-4
Себациноваякислота
1,4-Бутандиол
-
1,35
Кристаллическая смола A-5
Себациноваякислота
1,4-Бутандиол
-
1,08
Таблица 1-2
Средневесовая молекулярнаямасса Mw
Mw/Mn
Температураплавления
Кристаллическая смола A-1
12000
3,0
62°C
Кристаллическая смола A-2
13000
2,9
49°C
Кристаллическая смола A -3
13000
3,2
84°C
Кристаллическая смола A-4
5000
2,5
58°C
Кристаллическая смола A -5
27000
2,4
64°C
Пример 1 синтеза некристаллической смолы
-Синтез некристаллической смолы В-1 (смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты)-
В общей сложности 100 частей по массе L-лактида и D-лактида при молярном отношении (L-лактид:D-лактид) 90:10 помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару. Проводили реакцию этих компонентов с 0,5 частью по массе этиленгликоля и катализатором - 2-этилгексаноатом олова (200 масс. млн.-1 компонента смолы) при 190°C в течение 4 часов. Температуру понижали до 175°C и проводили реакцию при давлении 8,3 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «некристаллическая смола В-1».
Полученная «некристаллическая смола В-1» имела средневесовую молекулярную массу Mw 28000, отношение Mw/Mn 2,4 и температуру стеклования 54°C.
Измерение полученной «некристаллической смолы В-1» проводили таким же рентгенодифрактометрическим методом, как в примере 1 синтеза кристаллической смолы. Из спектра дифракции находили широкий пик в широком диапазоне в области измерения, чтобы определить, что смола обладает некристалличностью.
Пример 2 синтеза некристаллической смолы
-Синтез некристаллической смолы В-2 (смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты)-
-1
В общей сложности 100 частей по массе L-лактида и D-лактида при молярном отношении (L-лактид:D-лактид) 90:10 помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару. Проводили реакцию этих компонентов с 1,0 частью по массе этиленгликоля и катализатором - 2-этилгексаноатом олова (200 масс. млн. компонента смолы) при 190°C в течение 3 часов. Температуру понижали до 175°C и проводили реакцию при давлении 8,3 кПа 2 часа. Так и была приготовлена «некристаллическая смола В-2».
Полученная «некристаллическая смола В-2» имела средневесовую молекулярную массу Mw 12000, отношение Mw/Mn 2,2 и температуру стеклования 52°C.
Измерение полученной «некристаллической смолы В-2» проводили таким же рентгенодифрактометрическим методом, как в примере 1 синтеза кристаллической смолы. Из спектра дифракции находили широкий пик в широком диапазоне в области измерения, чтобы определить, что смола обладает некристалличностью.
Пример 3 синтеза некристаллической смолы
-Синтез некристаллической смолы В-3 (смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты)-
-1
В общей сложности 100 частей по массе L-лактида и D-лактида при молярном отношении (L-лактид:D-лактид) 90:10 помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару. Проводили реакцию этих компонентов с 0,2 частью по массе этиленгликоля и катализатором - 2-этилгексаноатом олова (200 масс. млн. компонента смолы) при 190°C в течение 6 часов. Температуру понижали до 175°C и проводили реакцию при давлении 8,3 кПа 3 часа. Так и была приготовлена «некристаллическая смола В-3».
Полученная «некристаллическая смола В-3» имела средневесовую молекулярную массу Mw 45000, отношение Mw/Mn 2,6 и температуру стеклования 55°C.
Измерение полученной «некристаллической смолы В-3» проводили таким же рентгенодифрактометрическим методом, как в примере 1 синтеза кристаллической смолы. Из спектра дифракции находили широкий пик в широком диапазоне в области измерения, чтобы определить, что смола обладает некристалличностью.
Таблица 2-1
молярное отношениеL/D
Количество молочной кислоты
Компонент-инициатор
Количествоинициатора
Некристаллическая смола B-1
L-лактид (90)
D-лактид (10)
100 частей по массе
Этиленгликоль
0,5 частей по массе
Некристаллическая смола B-2
L-лактид (90)
D-лактид (10)
100 частей по массе
Этиленгликоль
1,0 часть по массе
Некристаллическая смола B-3
L-лактид (90)
D-лактид (10)
100 частей по массе
Этиленгликоль
0,2 части по массе
Таблица 2-2
Средневесовая молекулярнаямасса Mw
Mw/Mn
ТемператураСтеклования Tg (°C)
Некристаллическая смола B-1
28000
2,4
54
Некристаллическая смола B-2
12000
2,2
52
Некристаллическая смола B-3
45000
2,6
55
Пример 1 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-1-
Кристаллическую смолу A-1 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=30/70 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-1 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-1».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-1». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 2 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-1-
Кристаллическую смолу A-2 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=30/70 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-2 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-2».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-2». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 3 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-3-
Кристаллическую смолу A-3 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=30/70 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-3 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-3».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-3». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 4 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-4-
Кристаллическую смолу A-4 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=50/50 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-4 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-4».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-4». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 5 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-5-
Кристаллическую смолу A-5 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=25/75 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-5 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-5».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-5». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 6 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-6-
Кристаллическую смолу A-1 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=18/82 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-1 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-6».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-6». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 7 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-7-
Кристаллическую смолу A-1 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=48/52 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-1 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-7».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-7». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 8 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-8-
Кристаллическую смолу A-4 и некристаллическую смолу B-2 при массовом отношении A/В=30/70 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,60 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-4 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-2. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-8».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-8». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 9 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-9-
Кристаллическую смолу A-5 и некристаллическую смолу B-3 при массовом отношении A/В=30/70 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa+OHb)=0,75 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-5 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-3. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-9».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-9». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 10 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-10-
Кристаллическую смолу A-1 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=12/88 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa+OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-1 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-10».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-10». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 11 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С-11-
Кристаллическую смолу A-1 и некристаллическую смолу B-1 при массовом отношении A/В=70/30 помещали в реакционную емкость, включающую в себя трубку охлаждения, мешалку и трубку для введения азота. Разбавление с помощью 50 % по массе изофорондиизоцианата (ИФДИ) в этилацетате проводили при NCO/(OHa + OHb)=0,65 в виде отношения изоцианатной группы в ИФДИ к сумме гидроксильного числа OHa кристаллической смолы А-1 и гидроксильного числа OHb некристаллической смолы В-1. Проводили реакцию этих компонентов в потоке азота при 80°C в течение 5 часов. Этилацетат отгоняли при пониженном давлении, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу C-11».
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы C-11». Результаты показаны в таблице 3-2.
Пример 12 синтеза блок-сополимеризационной смолы
-Синтез сополимеризационной смолы С’-1-
-1
300 частей по массе кристаллической смолы A-1, 700 частей по массе некристаллической смолы B-1 и 200 масс. млн. катализатора, тетраизопропоксида титана, помещали в 5-ти литровую четырехгорлую колбу, включающую в себя трубку для введения азота, трубку для гидрогенизации, мешалку и термопару, и проводили реакцию при 180°C в течение 4 часов. Температуру понижали до 170°C и проводили реакцию при давлении 8,3 кПа в течение 1 часа, чтобы приготовить «сополимеризационную смолу С’-1». Эта смола имела в молекуле кристаллическую часть и некристаллическую часть, что объясняется реакцией переэтерификации, но посредством уретановой группы.
Измеряли средневесовую молекулярную массу Mw, Mw/Mn, температуру Tg стеклования и температуру mp плавления полученной «сополимеризационной смолы С’-1». Результаты показаны в таблице 3-2.
Таблица 3-1
Кристаллическая смола A
Некристаллическая смола В
Массовое отношение A/B
Изоцианатноесоединение
NCO/(OHa+OHb)
Сополимеризационная смола C-1
Смола A-1
Смола B-1
30/70
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-2
Смола A-2
Смола B-1
30/70
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-3
Смола A-3
Смола B-1
30/70
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-4
Смола A-4
Смола B-1
50/50
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-5
Смола A-5
Смола B-1
25/75
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-6
Смола A-1
Смола B-1
18/82
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-7
Смола A-1
Смола B-1
48/52
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-8
Смола A-4
Смола B-2
30/70
ИФДИ
0,60
Сополимеризационная смола C-9
Смола A-5
Смола B-3
30/70
ИФДИ
0,75
Сополимеризационная смола C-10
Смола A-1
Смола B-1
12/88
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C-11
Смола A-1
Смола B-1
70/30
ИФДИ
0,65
Сополимеризационная смола C’-1
Смола A-1
Смола B-1
30/70
Нет
-
Таблица 3-2
Средневесоваямолекулярная масса Mw
Mw/Mn
Т<sub>стекл</sub> (°C)
Т<sub>плавл</sub> (°C)
Сополимеризационная смола C-1
35000
2,2
34
60
Сополимеризационная смола C-2
32000
2,4
33
48
Сополимеризационная смола C-3
36000
2,5
35
82
Сополимеризационная смола C-4
28000
3.5
19
57
Сополимеризационная смола C-5
37000
2,1
51
63
Сополимеризационная смола C-6
34000
2,4
36
60
Сополимеризационная смола C-7
26000
2,4
38
60
Сополимеризационная смола C-8
19000
2,2
32
60
Сополимеризационная смола C-9
100100
2,8
36
60
Сополимеризационная смола C-10
32000
2,5
33
59
Сополимеризационная смола C-11
24000
2,3
39
60
Сополимеризационная смола C’-1
25000
2,0
36
61
Пример 1
Изготовление тонера
-Приготовление концентрированного красителя (КК)-
К 1200 массовым частям воды добавляли 500 частей по массе сажи (Printex 35, от фирмы Degussa AG, коэффициент поглощения дибутилфталата (ДБФ)=42 мл/100 мг, pH=9,5) и 500 частей по массе «некристаллической смолы B-1» и смешивали с помощью смесителя Henschel (от фирмы NIPPON COKE & ENGINEERING CO, LTD.), чтобы приготовить смесь. Эту смесь пластицировали двухвальцовой мельницей при 150°C в течение 30 минут. Пластицированный продукт раскатывали, охлаждали и измельчали с помощью пульверизатора, чтобы приготовить «концентрированный краситель 1».
-Изготовление жидкой дисперсии воска-
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе парафинового воска (от фирмы Nippon Seiro Co, Ltd, HNP-109, углеводородный воск, температура плавления: 75°C, значение параметра растворимости (ПР): 8,8) в качестве «антиадгезионного агента для форм» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания температуру повышали до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию 1 воска».
-Приготовление жидкой дисперсии D-1 кристаллической смолы-
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе «кристаллической смолы A-1» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания повышали температуру до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию D-1 кристаллической смолы» (концентрация сухого остатка: 10 масс. %).
-Приготовление масляной фазы-
В контейнер помещали 500 частей по массе «жидкой дисперсии 1 воска», 1000 частей по массе «жидкой дисперсии D-1 кристаллической смолы», 750 частей по массе «сополимеризационной смолы C-1» и 100 частей по массе «концентрированного красителя 1» и смешивали при 10000 об/мин в течение 60 минут с помощью Т.К. Homo Mixer (от фирмы Tokushu Kika Kogyo Co, Ltd.), чтобы приготовить «масляную фазу 1».
-Приготовление водной фазы-
990 частей по массе воды, 10 частей по массе водного раствора из 50-го масс. % додецилсульфата натрия (от фирмы Tokyo Chemical Industry Co, Ltd.), 5 частей по массе хлорида натрия (от фирмы Tokyo Chemical Industry Co, Ltd.) и 100 массовых частей этилацетата смешивали путем перемешивания, приготавливая таким образом непрозрачную белую жидкость. Эту жидкость использовали в качестве «водной фазы 1».
-Эмульгирование и удаление растворителя-
Добавляли 1200 частей по массе «водной фазы 1» в контейнер, содержавший «масляную фазу 1», и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (от фирмы Tokushu Kika Kogyo Co, Ltd.) при числе оборотов 13000 об/мин в течение 20 минут, чтобы приготовить «эмульгированную суспензию 1».
«Эмульгированную суспензию 1» помещали в контейнер, включающий в себя мешалку и термометр, и удаляли растворитель при 30°C за 8 часов. Затем суспензию состаривали при 45°C в течение 4 часов, чтобы приготовить «дисперсную суспензию 1».
-Промывка и сушка-
100 частей по массе «дисперсной суспензии 1» фильтровали при пониженном давлении, а также промывали и сушили следующим образом.
(1) В отфильтрованную лепешку добавляли 100 частей по массе ионообменной воды и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (число оборотов: 12000 об/мин, 10 минут). Смесь фильтровали.
(2)В отфильтрованную лепешку (1) добавляли 100 частей по массе водного раствора 10 масс. % гидроксида натрия и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (число оборотов: 12000 об/мин, 30 минут). Смесь фильтровали при пониженном давлении.
(3) В отфильтрованную лепешку (2) добавляли 100 частей по массе водного раствора 10 масс. % соляной кислоты и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (число оборотов: 12000 об/мин, 10 минут). Смесь фильтровали.
(4) В отфильтрованную лепешку (3) добавляли 300 частей по массе ионообменной воды и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (число оборотов: 12000 об/мин, 10 минут). Смесь фильтровали. Операции (1)-(4) выполняли дважды, чтобы приготовить «отфильтрованную лепешку 1».
Полученную «отфильтрованную лепешку 1» сушили с помощью циркуляционной воздушной сушилки при 45°C в течение 48 часов. Высушенную лепешку просеивали с помощью сита, имевшего ячейки размером 75 мкм, чтобы приготовить «тонер 1» в примере 1.
Пример 2
-Изготовление тонера-
«Тонер 2» в примере 2 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «жидкую дисперсию D-1 кристаллической смолы», использовавшуюся в примере 1, заменяли «жидкой дисперсией D-1 кристаллической смолы», описываемой ниже, а «сополимеризационную смолу C-1» заменяли «сополимеризационной смолой C-2».
--Приготовление жидкой дисперсии D-2 кристаллической смолы--
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе «кристаллической смолы A-2» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания повышали температуру до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию D-2 кристаллической смолы» (концентрация сухого остатка: 10 масс. %).
Пример 3
-Изготовление тонера-
«Тонер 3» в примере 3 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «жидкую дисперсию D-1 кристаллической смолы», использовавшуюся в примере 1, заменяли «жидкой дисперсией D-3 кристаллической смолы», описываемой ниже, а «сополимеризационную смолу C-1» заменяли «сополимеризационной смолой C-3».
--Приготовление жидкой дисперсии D-3 кристаллической смолы--
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе «кристаллической смолы A-3» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания повышали температуру до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию D-3 кристаллической смолы» (концентрация сухого остатка: 10 масс. %).
Пример 4
-Изготовление тонера-
«Тонер 4» в примере 4 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «жидкую дисперсию D-1 кристаллической смолы», использовавшуюся в примере 1, заменяли «жидкой дисперсией D-4 кристаллической смолы», описываемой ниже, а «сополимеризационную смолу C-1» заменяли «сополимеризационной смолой C-4».
--Приготовление жидкой дисперсии D-4 кристаллической смолы--
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе «кристаллической смолы A-4» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания повышали температуру до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию D-4 кристаллической смолы» (концентрация сухого остатка: 10 масс. %).
Пример 5
-Изготовление тонера-
«Тонер 5» в примере 5 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «жидкую дисперсию D-1 кристаллической смолы», использовавшуюся в примере 1, заменяли «жидкой дисперсией D-5 кристаллической смолы», описываемой ниже, а «сополимеризационную смолу C-1» заменяли «сополимеризационной смолой C-5».
--Приготовление жидкой дисперсии D-5 кристаллической смолы--
В контейнер, включающий в себя вал-мешалку и термометр, помещали 50 частей по массе «кристаллической смолы A-5» и 450 частей по массе этилацетата. В процессе перемешивания повышали температуру до 80°C, выдерживали содержимое при 80°C в течение 5 часов и понижали температуру до 30°C за 1 час. В бисерную мельницу (Ultra Visco Mill, от фирмы Aimex Co, Ltd.) помещали бисеринки диоксида циркония, имеющие диаметр 0,5 мм, занявшие до 80% объема бисерной мельницы. Эти материалы диспергировали с помощью бисерной мельницы при скорости подачи раствора 1 кг/ч и окружной скорости диска 6 м/сек за 3 цикла, чтобы приготовить «жидкую дисперсию D-5 кристаллической смолы» (концентрация сухого остатка: 10 масс. %).
Пример 6
-Изготовление тонера-
«Тонер 6» в примере 6 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что при «приготовлении масляной фазы» в примере 1 заменяли 1000 частей по массе «жидкой дисперсии D-1 кристаллической смолы» на 0 частей по массе, а 750 частей по массе «сополимеризационной смолы C-1» заменяли 850 ее массовыми частями.
Пример 7
-Изготовление тонера-
«Тонер 7» в примере 7 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу C-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой C-6».
Пример 8
-Изготовление тонера-
«Тонер 8» в примере 8 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу C-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой C-7».
Пример 9
-Изготовление тонера-
«Тонер 9» в примере 9 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу C-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой C-8».
Пример 10
-Изготовление тонера-
«Тонер 10» в примере 10 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу C-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой C-9».
Пример 11
-Изготовление тонера-
«Тонер 11» в примере 11 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что при «приготовлении масляной фазы» в примере 1 заменяли 1000 частей по массе «жидкой дисперсии D-1 кристаллической смолы» на 0 частей по массе, а 750 частей по массе «сополимеризационной смолы C-1» заменяли 850 массовыми частями «сополимеризационной смолы C-10».
Сравнительный пример 1
-Изготовление тонера-
«Тонер 12» в сравнительном примере 1 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что количества соответствующих материалов, смешиваемых при «приготовлении масляной фазы» в примере 1 заменяли следующим образом.
-Приготовление масляной фазы-
В контейнер помещали 500 частей по массе «жидкой дисперсии 1 воска», 3000 частей по массе «жидкой дисперсии D-1 кристаллической смолы», 550 частей по массе «некристаллической смолы B-1» и 100 частей по массе «концентрированного красителя 1» и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (от фирмы Tokushu Kika Kogyo Co, Ltd.) при 10000 об/мин в течение 60 минут, чтобы приготовить «масляную фазу 12».
Сравнительный пример 2
-Изготовление тонера-
«Тонер 13» в сравнительном примере 2 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу С-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой С’-1».
Сравнительный пример 3
-Изготовление тонера-
«Тонер 14» в сравнительном примере 3 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что количества соответствующих материалов, смешиваемых при «приготовлении масляной фазы» в примере 1 заменяли следующим образом.
-Приготовление масляной фазы-
В контейнер помещали 500 частей по массе «жидкой дисперсии 1 воска», 850 частей по массе «некристаллической смолы В-1» и 100 частей по массе «концентрированного красителя 1» и смешивали с помощью Т.К. Homo Mixer (от фирмы Tokushu Kika Kogyo Co, Ltd.) при 10000 об/мин в течение 60 минут, чтобы приготовить «масляную фазу 14».
Сравнительный пример 4
-Изготовление тонера-
«Тонер 15» в сравнительном примере 4 приготавливали как в примере 1, за исключением того, что «сополимеризационную смолу С-1» в примере 1 заменяли «сополимеризационной смолой С-11».
Измерение температуры Tg стеклования тонера, температуры mp эндотермического пика тонера и количеств (Q1 и Q2) поглощаемого тепла
Tg, mp, Q1 и Q2 измеряли следующим образом. Чтобы обеспечить неизменное кристаллическое или некристаллическое состояние тонера в начальный период, тонер, подвергаемый измерению, выдерживали при постоянной температуре окружающей среды 45°C и относительной влажности (ОВ) 20% или менее 24 часа, а затем хранили при температуре 23°C или менее и проводили измерение в пределах 24 часов. Эта процедура снижала влияние истории нагревания на кристаллическое или некристаллическое состояние тонера благодаря окружающей среде хранения, позволявшей достичь неизменного состояния.
5 мг тонера герметизировали в легко герметизируемой кювете Т-Zero от фирмы ТА Instruments-Waters LLC и проводили измерение с помощью дифференциального сканирующего калориметра (ДСК) (от фирмы ТА Instruments-Waters LLC, Q2000). В ходе измерения в потоке азота температуру повышали от -20°C до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин по мере первого повышения и выдерживали в течение 5 минут. Температуру понижали до -20°C при скорости понижения температуры 10°C/мин и выдерживали в течение 5 минут. Затем, по мере второго повышения, температуру повышали до 200°C при скорости повышения температуры 10°C/мин и измеряли изменение тепла. Строили графики «количеств поглощаемого тепла и генерируемого тепла» и «температуры». Температуру в точке перегиба характеристики, наблюдаемой при этом, определяли как температуру Tg стеклования.
Температура (Tg) стеклования была значением, получаемым с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, методом средней точки в программе анализа в упомянутом устройстве.
Что касается температуры (mp) эндотермического пика, то температуру самого высокого пика рассчитывали с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Что касается Q1, то количество тепла плавления кристаллического компонента рассчитывали с помощью графика, отображающего первое повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Что касается Q2, то количество тепла плавления кристаллического компонента рассчитывали с помощью графика, отображающего второе повышение температуры, посредством программы анализа в упомянутом устройстве.
Величина деформации сжатия, получаемая методом ТМА (термомеханического анализа)
Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, измеряли с помощью таблетки, приготовленной из 0,5 г тонера посредством таблетирующей машины, имеющей диаметр 3 мм (от SHIMADZU Corporation) с помощью термомеханического анализатора (от фирмы SII NanoTechnology Inc, EXSTAR7000). В ходе измерения в потоке азота температуру повышали от 0°C до 180°C со скоростью 2°C/мин. Величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА, измеряли в режиме сжатия. Сила сжатия при этом составляла 100 мН. Из графика температуры и смещения при сжатии (скорости деформации) полученных образцов считывали деформацию сжатия при 50°C и определяли это значение как величину деформации сжатия, получаемую методом ТМА.
Измерение степени кристаллизации тонера рентгенодифрактометрическим методом
Тонер подвергали измерению рентгенодифрактометрическим методом с помощью рентгеновского дифрактометра для анализа кристаллов (X'Pert MRDX'Pert MRD от фирмы Royal Philips).
Сначала целевой образец тонера измельчали с помощью ступки, получая порошок образца. Полученный порошок образца равномерно наносили на держатель образца. После этого держатель образца размещали в рентгеновском дифрактометре для анализа кристаллов и выполняли измерение для получения дифракционного спектра.
Из полученных дифракционных пиков определяли пики в диапазоне 20°<2θ<25° как эндотермический пик, происходящий от кристаллической смолы. Размытый пик, широко простирающийся в области измерения, определяли как компонент, происходящий от некристаллической смолы. На эндотермическом пике и размытом пике удаляли фон из дифракционного спектра и рассчитывали интегральную площадь. Значение площади, происходящей от кристаллической смолы, определяли как Sc, а значение площади, происходящей от некристаллической смолы, определяли как Sa. Из отношения Sc/Sa рассчитывали относительную степень кристаллизации.
Ниже будут показаны условия измерения для рентгенодифрактометрического метода.
Условия измерения
- Напряжение, кВ: 45 кВ
- Ток: 40 мА
MPSS
Верхний предел
Гониометр
- Режим сканирования: непрерывный
- Начальный угол: 3°
- Конечный угол: 35°
- Шаг сканирования: 0,02°
- Оптика для первичного луча
- Щель расходимости: щель расх. 1/2
- Оптика для вторичного луча
- Противорассеивающая щель: щель фиксированная, 1/2
- Приемная щель: прогр. прием. щель
Изготовление проявителя
-Изготовление носителя-
100 частей по массе силиконовой смолы (органосиликон с прямой цепью от фирмы Shin-Etsu Chemical Co, Ltd.), 5 частей по массе γ-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилана и 10 частей по массе сажи добавляли к 100 частям по массе толуола и диспергировали с помощью смесителя-гомогенизатора в течение 20 минут, чтобы приготовить раствор покрытия из слоя смолы.
Затем раствор покрытия из слоя смолы наносили на поверхность сферического магнетита (1000 частей по массе), имеющего объемный средний размер частиц 50 мкм, с помощью устройства для нанесения покрытия в псевдоожиженном слое для изготовления «носителя».
-Изготовление проявителя-
5 частей по массе каждого из «тонеров» смешивали с 95 массовыми частями «носителя» с помощью шаровой мельницы, чтобы изготовить «проявитель».
После этого нижеследующим образом оценивали свойства «тонеров» и «проявителей», изготовленных таким образом. Результаты показаны в таблице 4.
Свойства низкотемпературного закрепления и стойкость к отмарыванию при высоких температурах
Выполняли тестирование копий на бумаге Type 6200 (от фирмы Ricoh Company, Ltd.) с помощью устройства формирования изображений, которое было копировальным аппаратом (MF2200, от фирмы Ricoh Company, Ltd.), включающим в себя модуль закрепления, имеющий тефлоновый валик (Teflon - зарегистрированный товарный знак) в качестве закрепляющего валика и модифицированный для изменения температуры закрепляющего валика.
Температуру закрепляющего валика изменяли, чтобы определить температуру отмарывания при низких температурах (нижнюю предельную температуру закрепления) и температуру отмарывания при высоких температурах (верхнюю предельную температуру закрепления) при следующих условиях оценки, а свойства низкотемпературного закрепления и стойкость к отмарыванию при высоких температурах определяли в соответствии со следующими критериями. В частности, отмарывание при низких температурах и отмарывание при высоких температурах оценивали визуально путем определения того, происходило ли отмарывание изображения в некотором месте на бумаге, отстоящем на длину окружности закрепляющего валика от участка закрепленного изображения. Изображение, имевшее отмарывание, определяли как плохое. Самую низкую температуру, при которой не происходило отмарывание при низких температурах, определяли как нижнюю предельную температуру закрепления, а самую высокую температуру, при которой не происходило отмарывание при высоких температурах, определяли как верхнюю предельную температуру закрепления.
2
Условия оценки для нижней предельной температуры закрепления были следующими: линейная скорость подачи бумаги составляла от 120 мм/сек до 150 мм/сек, планарное давление составляло 117,68 кПа (1,2 кгс/см), а ширина зазора составляла 3 мм.
2
Условия оценки для верхней предельной температуры закрепления были следующими: линейная скорость подачи бумаги составляла 50 мм/сек, планарное давление составляло 196,13 кПа (2,0 кгс/см), а ширина зазора составляла 4,5 мм.
Критерии оценки для свойств низкотемпературного закрепления
A: нижняя предельная температура закрепления составляет 105°C или менее
B: нижняя предельная температура закрепления составляет более 105°C и 115°C или менее
C: нижняя предельная температура закрепления составляет более 115°C и 125°C или менее
D: нижняя предельная температура закрепления составляет более 125°C
Критерии оценки для стойкости к отмарыванию при высоких температурах
A: верхняя предельная температура закрепления составляет 200°C или более
B: верхняя предельная температура закрепления составляет 180°C или более и менее 200°С
С: верхняя предельная температура закрепления составляет 160°C или более и менее 180°C
D: верхняя предельная температура закрепления составляет менее 160°C
Свойства сохранения теплостойкости
Каждый из тонеров помещали в стеклянный контейнер вместимостью 50 мл, а этот контейнер помещали в термостат с температурой 50°С и выдерживали в течение 20 часов. После этого тонер охлаждали до комнатной температуры (25°C). Проникновение (мм) измеряли в соответствии с методикой испытания на глубину проникновения (в соответствии с японским промышленным стандартом JIS K2235-1991), а свойства сохранения теплостойкости оценивали в соответствии со следующими критериями. Большее значение проникновения показывает лучшие свойства сохранения теплостойкости тонера.
Критерии оценки
A: проникновение составляет 20 мм или более
B: проникновение составляет 15 мм или более и менее 20 мм
C: проникновение составляет 10 мм или более и менее 15 мм
D: проникновение составляет менее 10 мм
Пленкообразование
С помощью устройства формирования изображения (MF2800, от фирмы Ricoh Company, Ltd.) выдавали тестовый объект, включающий в себя сплошное изображение, полутоновое изображение, жирную линию и тонкую линию, и осуществляли визуальное наблюдение поверхности фотопроводника после выдачи 10000 листов и после выдачи 100000 листов, и оценивали на предмет застывания тонера (главным образом антиадгезионного агента для форм) на фотопроводнике в соответствии со следующими критериями. После выдачи 10000 листов и после выдачи 100000 листов их оценивали на предмет дефектов изображения, таких как неровность и неоднородность сплошного участка и полутонового участка изображения, и дефектов изображения жирной линии и тонкой линии, таких как отсутствие линий, в соответствии со следующими критериями.
Критерии оценки
A: застывание тонера на фотопроводнике не обнаруживается после выдачи 100000 листов.
B: застывание тонера на фотопроводнике не обнаруживается после выдачи 10000 листов. Застывание тонера на фотопроводнике обнаруживается после выдачи 100000 листов, но изображение не имеет дефекта.
С: застывание тонера на фотопроводнике обнаруживается после выдачи 10000 листов, но изображение не имеет дефекта Застывание тонера на фотопроводнике также обнаруживается после выдачи 100000 листов, и изображение имеет дефект.
D: застывание тонера на фотопроводнике обнаруживается после выдачи 10000 листов, и изображение имеет дефект.
Таблица 4-1
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пример 4
Сополимеризационная смола С
Номер сополимеризационной смолы С
1
2
3
4
Номер смолы A
1
2
3
4
Номер смолы В
1
1
1
1
Массовое отношение (A/B)
30/70
30/70
30/70
50/50
Содержание сополимеризационной смолы С (масс. %)
75
75
75
75
Средневесовая молекулярная масса сополимеризационной смолы С
35000
32000
36000
28000
Номер кристаллической сложно-полиэфирной смолы D
1
2
3
4
Содержание смолы D (масс. %)
10,0
10,0
10,0
10,0
Температура Tg стеклования тонера (°C)
35
32
36
18
Температура mp эндотермического пика тонера (°C)
60
48
82
57
Количество поглощенного тепла Q1 (Дж/г)
30
25
28
20
Количество поглощенного тепла Q2(Дж/г)
5
5
6
4
Отношение Q2/Q1
0,17
0,2
0,21
0,2
Величина деформации сжатия тонера, определяемая методом TMA (%)
3
6
2
6
Относительная степень кристаллизации тонера (%)
30
24
22
28
Свойства низкотемпературного закрепления
Нижняя предельная температура закрепления (°C)
100
100
110
100
Оценка
A
A
A
A
Стойкость к отмарыванию при высоких температурах
Верхняя предельная температура закрепления (°C)
210
190
210
190
Оценка
A
В
A
В
Свойства сохранения теплостойкости
A
В
A
В
Пленкообразование
A
В
A
В
Таблица 4-2
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Пример 8
Сополимеризационная смола С
Номер сополимеризационной смолы С
5
1
6
7
Номер смолы A
5
1
1
1
Номер смолы В
1
1
1
1
Массовое отношение (A/B)
25/75
30/70
18/82
48/52
Содержание сополимеризационной смолы С (масс. %)
75
85
75
75
Средневесовая молекулярная масса сополимеризационной смолы С
37000
35000
34000
26000
Номер кристаллической сложно-полиэфирной смолы D
5
0
1
1
Содержание смолы D (масс. %)
10,0
0
10,0
10,0
Температура Tg стеклования тонера (°C)
52
37
42
33
Температура mp эндотермического пика тонера (°C)
63
60
60
61
Количество поглощенного тепла Q1 (Дж/г)
32
20
19
55
Количество поглощенного тепла Q2 (Дж/г)
8
4
4
35
Отношение Q2/Q1
0,25
0,2
0,21
0,64
Величина деформации сжатия тонера, определенная методом TMA (%)
2
3
3
4
Относительная степень кристаллизации тонера (%)
26
20
16
48
Свойства низкотемпературного закрепления
Нижняя предельная температура закрепления (°C)
110
110
110
105
Оценка
В
В
В
В
Стойкость к отмарыванию при высоких температурах
Верхняя предельная температура закрепления (°C)
210
210
210
185
Оценка
A
A
A
В
Свойства сохранения теплостойкости
A
A
A
A
Пленкообразование
A
A
A
В
Таблица 4-3
Пример 9
Пример 10
Пример 11
Сополимеризационная смола С
Номер сополимеризационной смолы С
8
9
10
Номер смолы A
4
5
1
Номер смолы В
2
3
1
Массовое отношение (A/B)
30/70
30/70
12/88
Содержание сополимеризационной смолы С (масс. %)
75
75
75
Средневесовая молекулярная масса сополимеризационной смолы С
19000
100100
32000
Номер кристаллической сложно-полиэфирной смолы D
1
1
1
Содержание смолы D (масс. %)
10,0
10,0
0
Температура Tg стеклования тонера (°C)
36
33
36
Температура mp эндотермического пика тонера (°C)
60
60
59
Количество поглощенного тепла Q1 (Дж/г)
25
35
9
Количество поглощенного тепла Q2(Дж/г)
3
10
0
Отношение Q2/Q1
0,12
0,29
0,00
Величина деформации сжатия тонера, определяемая методом TMA (%)
5
2
4
Относительная степень кристаллизации тонера (%)
25
33
11
Свойства низкотемпературного закрепления
Нижняя предельная температура закрепления (°C)
105
115
115
Оценка
В
В
В
Стойкость к отмарыванию при высоких температурах
Верхняя предельная температура закрепления (°C)
175
210
210
Оценка
В
А
В
Свойства сохранения теплостойкости
В
А
В
Пленкообразование
В
А
А
Таблица 4-4
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
Сравнительный пример 3
Сравнительный пример 4
Сополимеризационная смола С
Номер сополимеризационной смолы С
-
-
-
11
Номер смолы A
-
-
-
1
Номер смолы В
-
-
-
1
Массовое отношение (A/B)
-
-
-
70/30
Содержание сополимеризационной смолы С (масс. %)
0
0
0
75
Средневесовая молекулярная масса сополимеризационной смолы С
-
-
-
24000
Содержание некристаллической смолы B-1 (масс. %)
60
-
90
5
Содержание сополимеризационной смолы C’-1 (масс. %)
-
75
-
-
Номер кристаллической сложно-полиэфирной смолы D
1
1
-
1
Содержание смолы D (масс. %)
30,0
10,0
0
10,0
Температура Tg стеклования тонера (°C)
54
38
55
33
Температура mp эндотермического пика тонера (°C)
60
29
-
61
Количество поглощенного тепла Q1 (Дж/г)
18
27
-
55
Количество поглощенного тепла Q2(Дж/г)
12
7
-
I 35
Отношение Q2/Q1
0,67
0,26
-
0,64
Величина деформации сжатия тонера, определяемая методом TMA (%)
8
8
3
6
Относительная степень кристаллизации тонера (S)
35
32
5
52
Свойства низкотемпературного закрепления
Нижняя предельная температура закрепления (°C)
125
110
140
120
Оценка
С
В
D
С
Стойкость к отмарыванию при высоких температурах
Верхняя предельная температура закрепления (°C)
160
165
200
150
Оценка
С
С
A
D
Свойства сохранения теплостойкости
С
С
A
С
Пленкообразование
D
С
A
С
Результаты в таблице 4 выявили, что тонеры в примерах 1-11 превосходят тонеры в сравнительных примерах 1-4 по всем пунктам оценки, т.е. по свойствам низкотемпературного закрепления, стойкости к отмарыванию при высоких температурах, свойствам сохранения теплостойкости и пленкообразования. Аспекты настоящего изобретения являются следующими.
1. Тонер, включающий в себя:
сополимеризационную смолу,
при этом сополимеризационная смола включает в себя: звено, производное от сложно-полиэфирной смолы, включающей в себя поликарбоновую кислоту, имеющую валентность 2 или более, и полиол, имеющий валентность 2 или более; и звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, причем звено, производное от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, связано со звеном, производным от сложно-полиэфирной смолы, посредством по меньшей мере одной из уретановой группы и мочевинной группы, и
при этом тонер имеет относительную степень кристаллизации 10% или более и менее 50%.
2. Тонер по п. 1, при этом температура эндотермического пика тонера, измеренная с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, составляет 50°C или более и менее 80°C.
3. Тонер по п. 1 или 2, при этом температура стеклования тонера, измеренная с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, составляет 20°C или более и менее 50°C.
4. Тонер по любому из пп. 1-3, при этом величина деформации сжатия тонера при 50°C, измеренная методом термомеханического анализа, составляет 5% или менее.
5. Тонер по любому из пп. 1-4, дополнительно включающий в себя, помимо сополимеризационной смолы, кристаллическую смолу.
6. Тонер по любому из пп. 1-5, в котором массовое отношение А/В звена, производного от сложно-полиэфирной смолы, обозначенного А, к звену, производному от смолы, имеющей скелет из полигидроксикарбоновой кислоты, обозначенному В, в сополимеризационной смоле составляет от 20/80 до 50/50.
7. Тонер по любому из пп. 1-6, в котором сополимеризационная смола имеет средневесовую молекулярную массу от 20000 до 100000.
8. Тонер по любому из пп. 1-7, в котором отношение Q2/Q1 удовлетворяет нижеследующему выражению (1), а Q1 удовлетворяет нижеследующему выражению (2), где Q1 - количество тепла, поглощенного при первом повышении температуры тонера во время дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), а Q2 - количество тепла, поглощенного при втором повышении температуры тонера во время ДСК:
0≤Q2/Q1<0,30... (1), и
Q1>10 Дж/г... (2).
9. Проявитель, включающий в себя:
тонер по любому из пп. 1-8.
10. Устройство формирования изображения, включающее в себя:
несущий электростатическое скрытое изображение элемент;
узел формирования электростатического скрытого изображения, предназначенный для формирования электростатического скрытого изображения на несущем электростатическое скрытое изображение элементе;
узел проявления, предназначенный для проявления электростатического скрытого изображение тонером с образованием видимого изображения;
узел переноса, предназначенный для переноса видимого изображения на среду для записи; и
узел закрепления, предназначенный для закрепления видимого изображения, переносимого на среду для записи,
при этом тонер представляет собой тонер по любому из пп. 1-8.
Список ссылочных обозначений
10 Фотопроводник (барабан с фотопроводящим слоем)
10К Несущий электростатическое скрытое изображение черного цвета элемент
10Y Несущий электростатическое скрытое изображение желтого цвета элемент
10М Несущий электростатическое скрытое изображение пурпурного цвета элемент
10С Несущий электростатическое скрытое изображение голубого цвета элемент
18 Узел формирования изображения
20 Зарядный валик
21 Устройство экспонирования
22 Устройство вторичного переноса
25 Устройство закрепления
30 Устройство экспонирования
40 Устройство проявления
45К Узел проявления для черного цвета
45Y Узел проявления для желтого цвета
45М Узел проявления для пурпурного цвета
45С Узел проявления для голубого цвета
50 Элемент промежуточного переноса
58 Устройство коронного заряда
60 Устройство очистки
61 Устройство проявления
62 Зарядное устройство переноса
80 Валик переноса
95 Среда для записи
100 Устройство формирования изображения
120 Устройство проявления тандемного типа.