ПРОЯВЛЯЮЩИЙ СКРЫТОЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ТОНЕР
TONER FOR DEVELOPING ELECTROSTATIC LATENT IMAGE

Область техники
Настоящее изобретение относится к: проявляющему скрытое электростатическое изображение тонеру для проявления скрытого электростатического изображения, сформированного электрофотографическим способом, способом электростатической записи и способом электростатической печати; и способу формирования изображения, устройству формирования изображения и технологическому картриджу, в каждом из которых используется этот проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер.
Уровень техники
Исследования и разработки по электрофотографии традиционно выполняли путем различных проб и поиском технических решений. Электрофотографический способ формирует изображение в ходе процесса, включающего в себя: электризацию поверхности несущего скрытое изображение элемента (который в дальнейшем может упоминаться как «электрофотографический фотопроводник» или «фотопроводник»); экспонирование электризованной его поверхности светом, чтобы тем самым сформировать скрытое электростатическое изображение; проявление скрытого электростатического изображения цветным тонером для формирования тем самым проявленного тонером (порошкового) изображения; перенос порошкового изображения на объект переноса, например, бумагу; и закрепление порошкового изображения нагревательным валиком.
Для закрепления тонера широко применяли такие способы, как способы контактного термозакрепления, например, способы закрепления горячим валиком. Устройство закрепления, применяемое в способах закрепления горячим валиком, снабжено нагревательным валиком и прижимным валиком. В устройстве закрепления лист для записи, который несет на себе порошковое изображение, пропускают через зону прижимного контакта (зону захвата) между нагревательным валиком и прижимным валиком, при этом порошковое изображение расплавляется для закрепления тем самым на носителе записи.
Смолами, преимущественно применяемыми для тонеров, являются, например, виниловая полимеризующаяся смола и смола, имеющая сложнополиэфирную структуру. Эти смолы обеспечивают более или менее высокие функциональные свойства тонеров, например, сыпучесть, способность к переносу, способность к приобретению заряда (электризуемость), способность к закреплению, и характеристики качества изображения. В последнее время применяют обе упомянутые смолы в сочетании, или применяют так называемую гибридную смолу с обеими структурами.
Известные способы изготовления тонера включают в себя традиционные способы перемешивания/тонкого измельчения; и способы изготовления так называемого химического тонера, включающие в себя: суспензионные способы и способы эмульгирования с использованием органического растворителя и водного растворителя; способы суспензионной полимеризации, по которым капли полимеризуемых мономеров контролируемым образом полимеризуются для непосредственного получения частиц тонера; и способы агрегации, по которым получают эмульгированные тонкодисперсные частицы и агрегируют их для получения частиц тонера. Подобно химическим тонерам, к настоящему времени уже получили известность тонеры со структурой ядро-оболочка, которые содержат ядро, образованное из смолы, предпочтительной для термозакрепления, причем ядро покрыто частицами смолы, предпочтительными с точки зрения зарядки и термостойкости.
Например, ранее был раскрыт проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер, содержащий ядро из сложнополиэфирной смолы и слой покрытия из виниловой смолы, причем слой покрытия сформирован на поверхностях окрашенных частиц смолы, изготовленных способом диспергирования-эмульгирования, с использованием частиц смолы, изготовленных способом эмульгирования-полимеризации или способом диспергирования-эмульгирования с использованием поверхностно-активного вещества (смотри PTL 1).
Известны также тонеры со структурой ядро-оболочка, которые используют в качестве полимерного материала сложнополиэфирную смолу, предпочтительную из-за прочности, термостойкости и способности к закреплению. Например, известен способ, включающий в себя: формирование частиц ядра посредством агрегации/высаливания жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц сложнополиэфирной смолы с использованием агрегирующей соли; затем дополнительное введение жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц сложнополиэфирной смолы в упомянутую дисперсию и формирование оболочек посредством их агрегации/высаливания аналогично с использованием агрегирующей соли; и затем сплавление оболочек (смотри PTL 2).
Известен также способ, по которому структуру ядро-оболочка формируют посредством процесса, включающего в себя: растворение сложнополиэфирной смолы в органическом растворителе; подвергание раствора эмульгированию с инверсией фаз для формирования тонкодисперсных частиц смолы; и агрегацию тонкодисперсных частиц смолы с добавлением электролита (смотри PTL 3).
Кроме того, раскрыт способ, по которому проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер получают посредством процесса, включающего в себя: формирование частиц ядра посредством агрегации и/или сплавления по меньшей мере тонкодисперсных частиц смолы и тонкодисперсных частиц красящего вещества, диспергированных в жидкой дисперсии; добавление жидкости, содержащей диспергированные в ней тонкодисперсные частицы смолы, в жидкость, содержащую диспергированные в ней частицы ядра; и формирование слоя покрытия посредством агрегации и/или сплавления тонкодисперсных частиц смолы на поверхностях частиц ядра (смотри PTL 4).
Многие обычные тонеры со структурой ядро-оболочка содержат окруженную оболочкой внутреннюю часть (ядро) тонера и предназначены для обеспечения как стойкости против теплового старения при длительном хранении, так и способности к низкотемпературному закреплению. Кроме того, они предназначены для повышения электризуемости за счет применения в оболочке высокофункциональной смолы или посредством формирования оболочки цветными тонерами для ослабления тем самым влияния красящего вещества.
Однако, когда в тонерах со структурой ядро-оболочка образуется большое количество оболочки, оболочка отделяется от поверхности тонера, и отделенная оболочка прилипает, например, к тонерорегулирующему ракелю. Если же количество оболочки слишком мало или недостаточно, то получают эффекты оболочки, вызывающие загрязнение фона. Кроме того, в частицы тонера после деградации значительно внедряются внешние добавки, что делает недостаточной их сыпучесть.
Список ссылок
Патентная литература
PTL 1: Выложенная японская патентная заявка (JP-A) № 2005-084183
PTL 2: Японский патент (JP-B) № 4033096
PTL 3: JP-A № 2008-089670
PTL 4: JP-A № 2005-099233.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение нацелено на создание тонера со структурой ядро-оболочка, причем оболочка удовлетворительно выполняет свои функции повышения стойкости и электризуемости тонера, и отделенная оболочка не прилипает к тонерорегулирующему ракелю.
Решение проблемы
Авторы настоящего изобретения провели широкомасштабные исследования по решению вышеописанных проблем и в результате обнаружили, что при надежном присоединении оболочки к поверхности тонера для предотвращения отделения оболочки образовавшийся тонер может с большой вероятностью обладать высокими электризуемостью и стойкостью. Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что посредством контроля над тем, чтобы оболочка отделялась от поверхности тонера в такой степени, которая не вызывает налипания оболочки на тонерорегулирующий ракель, можно предотвратить внедрение внешних добавок, так как отделенная оболочка служит разделителем между частицами тонера, не допускающим непосредственного контакта частиц тонера с ними. Настоящее изобретение создано на основе вышеуказанных обнаруженных фактов.
Тонер по настоящему изобретению в качестве средства решения вышеописанных проблем включает в себя:
частицу ядра, содержащую по меньшей мере связующую смолу, красящее вещество и смазочное средство; и
оболочку на поверхности частицы ядра,
при этом тонер дает надосадочную жидкость, имеющую коэффициент пропускания от 50% до 95% в отношении света с длиной волны 800 нм, причем надосадочная жидкость образуется после того, как 3 г тонера добавляют к 40 г умягченной ионным обменом воды, содержащей 0,5 массовых % додецилсульфата натрия, с последующими перемешиванием в течение 90 мин и облучением ультразвуковыми волнами с 20 кГц и 80 Вт в течение 5 мин, и жидкость, содержащую диспергированный в ней тонер, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин.
Полезные эффекты изобретения
Настоящее изобретение может предложить тонер со структурой ядро-оболочка, причем оболочка удовлетворительно выполняет свои функции повышения стойкости и электризуемости, и отделенная оболочка не прилипает к тонерорегулирующему ракелю.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - пояснительное изображение основных частей одного примерного устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.
Фиг. 2 - пояснительное изображение конфигурации блока закрепления в устройстве формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.
Фиг. 3 - пояснительное изображение другого устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.
Фиг. 4 - пояснительное изображение другого устройства формирования изображения, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.
Фиг. 5 - пояснительное изображение технологического картриджа, в котором применяют тонер по настоящему изобретению.
Фиг. 6 - полученное в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) изображение частицы 1 основы тонера после обработки по примеру 1.
Фиг. 7 - схематический чертеж, используемый для пояснения способов вычисления длинных сторон и коэффициента покрытия выступами тонера по настоящему изобретению.
Описание вариантов осуществления
(Тонер)
Тонер по настоящему изобретению является тонером со структурой ядро-оболочка, содержащим: частицу ядра, содержащую по меньшей мере связующую смолу, смазочное средство и красящее вещество; и оболочку на поверхности частицы ядра.
Тонер предпочтительно имеет структуру, состоящую из частицы ядра и выступов, причем частица ядра содержит связующую смолу, смазочное средство и красящее вещество; и, при необходимости, дополнительно содержит другие компоненты, а выступы образованы тонкодисперсными частицами смолы, присоединенными на поверхности частицы ядра. Тонер, имеющий данную структуру, может быть соответственно изготовлен нижеописанным способом растворения-суспендирования.
В дальнейшем, частица ядра может быть названа ядром. Оболочка имеет выступы и образована тонкодисперсными частицами смолы, присоединенными на поверхности частицы ядра. Тонкодисперсные частицы смолы по отдельности или совокупность тонкодисперсных частиц смолы могут быть названы оболочкой. Такой тонер может быть назван тонером со структурой ядро-оболочка.
В тонере по настоящему изобретению вся поверхность или часть поверхности частицы ядра (ядра) может быть покрыта выступами, или поверхность частицы тонера покрыта тонкодисперсными частицами смолы так, чтобы образовывалась островная структура, при которой поверхность частицы тонера образует «море», а тонкодисперсные частицы смолы образуют «островки».
Предпочтительно, среднее длин длинных сторон выступов составляет 0,1 мкм или более, но меньше чем 0,5 мкм, среднеквадратичное отклонение длин длинных сторон выступов составляет 0,2 или менее, а коэффициент покрытия выступами составляет от 30% до 90%.
Частицы тонера наблюдают с помощью сканирующего электронного
микроскопа (СЭМ), и полученное в СЭМ изображение можно использовать для измерения длин длинных сторон выступов каждой частицы тонера и коэффициента покрытия выступами на каждой частице тонера.
Далее, со ссылкой на фиг. 7, приведено описание способа вычисления длинных сторон и коэффициента покрытия выступами.
<Коэффициент покрытия>
Определяют кратчайшую длину между двумя параллельными прямыми линиями, находящимися в контакте с частицей тонера, и точки контакта обозначают как A и B.
Вычисляют площадь круга, имеющего в качестве центра центр O отрезка AB и имеющего в качестве диаметра длину отрезка AO, и вычисляют суммарную площадь выступов, содержащихся в круге, чтобы тем самым вычислить коэффициент покрытия выступами на частице тонера (т.е. отношение суммарной площади выступов к площади круга).
Вычисление коэффициента покрытия вышеописанным способом выполняют для ста или более частиц тонера и затем усредняют полученные коэффициенты покрытия.
<Среднее длин длинных сторон>
Среднее длин длинных сторон получают измерением длин длинных сторон 100 или более выступов на 100 или более частицах тонера.
Следует отметить, что выбирают 100 частиц тонера и измеряют длину длинной стороны одного выступа по одной частице тонера. Выбранные 100 частиц тонера измеряли таким образом.
Площадь выступов и длинную сторону выступов измеряли с использованием программного обеспечения «MAC-VIEW» (изделия компании Mountech Co., Ltd.) для анализа распределения частиц по размерам методом анализа изображений.
Способы измерения длины длинной стороны выступа и площади выступа специально не ограничены и могут соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели.
Среднее длин длинных сторон выступов предпочтительно составляет от 0,1 мкм до 0,5 мкм, более предпочтительно, от 0,1 мкм до 0,3 мкм.
Когда оно составляет 0,5 мкм или более, выступы на поверхности становятся редкими, и эффекты модификации поверхности невозможно получить в некоторых случаях.
Среднеквадратичное отклонение длин длинных сторон выступов предпочтительно составляет 0,2 или менее, более предпочтительно, 0,1 или менее.
Когда оно больше, чем 0,2, размер выступов на поверхности становится неравномерным, что может приводить к нарушениям.
Коэффициент покрытия предпочтительно составляет от 30% до 90%, более предпочтительно, от 40% до 80%, еще более предпочтительно, от 50% до 70%.
Когда коэффициент покрытия меньше чем 30%, происходит загрязнение фона, а стойкость против теплового старения при длительном хранении становится недостаточной. Когда он больше, чем 90%, может ухудшиться свойство низкотемпературного закрепления.
В настоящем изобретении тонер дает надосадочную жидкость, имеющую коэффициент пропускания от 50% до 95%, предпочтительно, от 60% до 95%, в отношении света с длиной волны 800 нм, причем надосадочная жидкость образуется после того, как 3 г тонера добавляют к 40 г умягченной ионным обменом воды, содержащей 0,5 массовых % додецилсульфата натрия, с последующими перемешиванием в течение 90 мин и облучением ультразвуковыми волнами с 20 кГц и 80 Вт в течение 5 мин, и жидкость, содержащую диспергированный в ней тонер, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин.
Вышеупомянутый коэффициент пропускания является показателем, указывающим, насколько трудно тонкодисперсным частицам смолы отделиться от частицы ядра (ядра). Тонер, образующий надосадочную жидкость с вышеупомянутым коэффициентом пропускания в 50% или выше, является тонером, в котором оболочка закреплена на поверхности частицы ядра прочнее, чем в обычном тонере со структурой ядро-оболочка. Поскольку оболочка отделяется от тонера в меньшем количестве, то можно быть уверенным в том, что тонер обладает высокими электризуемостью и стойкостью.
Когда коэффициент пропускания меньше чем 50%, отделенная от тонера оболочка прилипает, например, к тонерорегулирующему ракелю, что вызывает формирование неправильных изображений. Отделение оболочки (т.е. тонкодисперсных частиц смолы) от тонера происходит, когда толщина слоя тонера регулируется ракелем в проявочном устройстве. Условия облучения ультразвуковыми волнами соответствуют условиям регулировки толщины слоя тонера. Надосадочная жидкость содержит не только тонкодисперсные частицы смолы, но и красящее вещество и смазочное средство. Однако, свет с длиной волны 800 нм испытывает меньшее влияние красящего вещества и смазочного средства и, следовательно, пригоден для наблюдения поглощения тонкодисперсными частицами смолы.
Когда коэффициент пропускания больше, чем 95%, отделенная оболочка не может проявлять эффект разделителя между частицами тонера. В результате, частицы тонера непосредственно контактируют между собой, и внешние добавки внедряются в поверхности тонера, потенциально ухудшая тонер.
Традиционно известен метод регулировки того, насколько вещества удаляются с поверхностей тонера в условиях облучения (мощности) ультразвуковыми волнами при 50 Вт и 20 Вт. В тонере по настоящему изобретению, где тонкодисперсные частицы смолы присоединены прочно, корреляцию между такими качествами, как сцепление и количество свободных веществ, невозможно наблюдать при условиях облучения (мощности) ультразвуковыми волнами при 50 Вт и 20 Вт.
Коэффициент пропускания можно измерять следующим образом.
Сначала в 1-литровый сосуд из полипропилена заливают 995 г умягченной ионным обменом воды, из которой предварительно удалены твердые примеси.
Затем в умягченную ионным обменом воду добавляют 5 г «додецилсульфата натрия» (выпускаемого компанией KANTO KAGAKU K.K.), служащего диспергатором, чтобы тем самым приготовить 0,5%-ую по массе жидкую дисперсию.
Затем отвешивают 40 г приготовленной жидкой дисперсии и смешивают с 3 г тонера, с последующим перемешиванием в течение 90 мин. Полученную смесь переносят в 100-мл стакан из нержавеющей стали (производимый компанией TOP Co.), где ее облучают ультразвуковыми волнами в течение 5 мин, используя устройство для облучения ультразвуковыми волнами («VCX-750», изготавливаемое компанией Sonics  Materials, Inc.), мощность которого настроена на 80 Вт.
Перед облучением убеждаются, что источник ультразвуковых волн достаточно погружен в жидкую дисперсию (на глубину 1 см или более от поверхности жидкости).
Жидкую дисперсию соответственно охлаждают так, чтобы ее температура попадала в диапазон от 10°C до 40°C во время облучения ультразвуковыми волнами.
Жидкую дисперсию тонера (11 мл) после облучения ультразвуковыми волнами переносят в 15-мл центрифужную пробирку, которую центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин. Применяли центрифугу «CN-1040», изготовленную компанией HSIANGTAI Inc.
После центрифугирования из надосадочной жидкости брали образец в объеме 1,6 мл из верхней части поверхности жидкости. Отобранную надосадочную жидкость переносили в кварцевую кювету работающего в ультрафиолетовой и видимой областях (УФ-Вид) спектрофотометра (UV-2550, компании Shimadzu Corporation) и измеряли для получения коэффициента пропускания в отношении света с длиной волны 800 нм.
При данном измерении, в качестве контрольного образца применяли 0,5%-ый по массе водный раствор додецилсульфата натрия. Коэффициент пропускания 0,5%-го по массе водного раствора додецилсульфата натрия в отношении света с длиной волны 800 нм принимали за 100%.
<Способ растворения-суспендирования>
Один способ изготовления тонера, использующий способ растворения-суспендирования, представляет собой способ, включающий в себя следующие этапы: растворяют или диспергируют в органическом растворителе композицию тонера, содержащую по меньшей мере связующую смолу, смазочное средство, красящее вещество и необязательные другие компоненты, чтобы тем самым получить раствор или жидкую дисперсию; диспергируют раствор или жидкую дисперсию в водной среде в присутствии диспергатора с использованием обычного смесителя, смесителя-гомогенизатора или гомогенизатора таким образом, чтобы получить частицы тонера, имеющие заданное распределение частиц по размерам; и удаляют органический растворитель для получения суспензии тонера (частиц основы тонера). Полученные частицы основы тонера можно выделить регенерацией посредством промывки/фильтрации и сушки в соответствии известным способом. Кроме того, полученные частицы основы тонера смешивают с частицами, такими как внешние добавки, за счет чего можно получить частицы тонера.
<<Связующая смола>>
Связующая смола конкретно не ограничена, при условии, что она может растворяться в растворителе в способе растворения-суспендирования, и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели. Например, возможно использование смол, которые обычно применяют в тонере.
Ее примеры включают в себя сложнополиэфирную смолу, стирол-акриловую смолу, полиоловую смолу, виниловую смолу, полиуретановую смолу, эпоксидную смолу, полиамидную смолу, полиимидную смолу, силиконовую смолу, фенольную смолу, меламиновую смолу, карбамидную смолу, анилиноформальдегидную смолу, иономерную смолу и поликарбонатную смолу. Они могут применяться по отдельности или в сочетании. Из них предпочтительной является сложнополиэфирная смола, а некристаллическая сложнополиэфирная смола особенно предпочтительна с точки зрения способности к закреплению.
Некристаллическая сложнополиэфирная смола конкретно не ограничена и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели. Предпочтительными являются модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола и немодифицированная сложнополиэфирная смола.
- Модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола -
Модифицированная изоцианатом сложнополиэфирная смола образуется при введении изоцианатной группы в концы сложнополиэфирной смолы, чтобы получить тонер, обладающий хорошими вязкоупругими свойствами. В процессе изготовления тонера, предпочтительно, изоцианатным группам дают возможность реагировать для удлинения цепи, чтобы тем самым придать образовавшемуся тонеру соответствующую сшитую структуру.
Пример модифицированной изоцианатом сложнополиэфирной смолы включает смолу, полученную реагированием сложного полиэфира, который является продуктом поликонденсации полиола (1) и многоосновной карбоновой кислоты (2) и имеет активные водородные группы, с полиизоцианатом (3).
Примеры активных водородных групп, содержащихся в сложном эфире, включают в себя гидроксильные группы (спиртовые гидроксильные группы и фенольные гидроксильные группы), аминогруппы, карбоксильные группы и меркаптогруппы. Из них спиртовые гидроксильные группы являются особенно предпочтительными.
Полиол
Примеры полиола (1) включают в себя диол (1-1) и трехатомный или высший полиол (1-2), при этом предпочтительны диол (1-1) отдельно или смесь, содержащая диол (1-1) и небольшое количество трехатомного или высшего полиола (1-2).
Примеры диола (1-1) включают в себя алкиленгликоли (например, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол и 1,6-гександиол); простые эфиры алкиленгликолей (например, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и простой эфир политетраметиленгликоля); алициклические диолы (например, 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A); бисфенолы (например, бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S); аддукты вышеперечисленных алициклических диолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом); и аддукты вышеперечисленных бисфенолов с алкиленоксидами (например, этиленоксидом, пропиленоксидом и бутиленоксидом). Их можно применять по одиночке или в сочетании.
Из них предпочтительными являются C2-C12 алкиленгликоли и аддукты бисфенолов с алкиленоксидами. Более предпочтительны аддукты бисфенолов с алкиленоксидами и сочетания аддуктов бисфенолов с алкиленоксидами и C2-C12 алкиленгликолей.
Примеры трехатомного или высшего полиола (1-2) включают в себя алифатические полиспирты от трехатомного до восьмиатомного или высшего порядка (например, глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит и сорбит); трехатомные или высшие фенолы (например, трисфенол PA, фенол-новолак и крезол-новолак); и аддукты вышеописанных трехатомных или высших фенолов с алкиленоксидами. Их можно применять по одиночке или в сочетании.
Многоосновная карбоновая кислота
Примеры многоосновной карбоновой кислоты (2) включают в себя дикарбоновые кислоты (2-1) и трехосновные или высшие многоосновные карбоновые кислоты (2-2), при этом предпочтительными являются дикарбоновые кислоты (2-1) по отдельности или смесь, содержащая дикарбоновые кислоты (2-1) и небольшое количество трехосновных или высших многоосновных карбоновых кислот (2-2).
Примеры дикарбоновых кислот (2-1) включают в себя алкилен-дикарбоновые кислоты (например, янтарную кислоту, адипиновую кислоту и себациновую кислоту); алкенилен-дикарбоновые кислоты (например, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту); ароматические дикарбоновые кислоты (например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и нафталин-дикарбоновую кислоту). Их можно применять по одиночке или в сочетании. Из них предпочтительными являются C4-C20 алкенилен-дикарбоновые кислоты и C8-C20 ароматические дикарбоновые кислоты.
Примеры трехосновных или высших многоосновных карбоновых кислот (2-2) включают в себя C9-C20 ароматические многоосновные карбоновые кислоты (например, тримеллитовую кислоту и пиромеллитовую кислоту). Следует отметить, что многоосновные карбоновые кислоты (2) могут вступать в реакцию с полиолами (1) в виде ангидридов кислот или их низших сложных алкилэфиров (например, сложного метилового эфира, сложного этилового эфира и сложного изопропилового эфира).
Соотношение между полиолом (1) и многоосновной карбоновой кислотой (2) предпочтительно составляет от 2/1 до 1/1, более предпочтительно, от 1,5/1 до 1/1, предпочтительнее, от 1,3/1 до 1,02/1, в пересчете на эквивалентное отношение [OH]/[COOH] гидроксильных групп [OH] к карбоксильным группам [COOH].
Полиизоцианат
Примеры полиизоцианата (3) включают в себя алифатические полиизоцианаты (например, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, 2,6-диизоцианатметилкапроат); алициклические полиизоцианаты (например, изофорондиизоцианат, циклогексилметан-диизоцианат); ароматические диизоцианаты (например, толилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат); алифатически-ароматические диизоцианаты (например, α, α,α′, α′-тетраметилксилилендиизоцианат); изоцианураты; блочные продукты взаимодействия полиизоцианатов, например, с фенольными производными, оксимом или капролактамом; или сочетание двух или более из них.
Доля полиизоцианата (3) предпочтительно составляет от 5/1 до 1/1, более предпочтительно, от 4/1 до 1,2/1, а предпочтительнее, от 2,5/1 до 1,5/1, в пересчете на эквивалентное отношение [NCO]/[OH] изоцианатных групп [NCO] к гидроксильным группам сложного полиэфира, содержащего гидроксильные группы (OH). Если значение NCO/OH больше, чем 5, то остаточные полиизоцианатные соединения могут оказывать отрицательное влияние на электризуемость тонера.
Удлинитель цепи
Для удлинения цепи модифицированного изоцианатом сложного полиэфира можно использовать амины (B).
Примеры аминов (B) включают в себя диамины (B1), трехатомные или высшие полиамины (B2), аминоспирты (B3), аминомеркаптаны (B4), аминокислоты (B5) и аминоблокированные соединения (B6), получаемые блокированием аминогруппы у B1-B5. Их можно применять по одиночке или в сочетании.
Примеры диамина (B1) включают в себя ароматические диамины (например, фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин, 4,4′-диаминодифенилметан, тетрафтор-п-ксилилендиамин и тетрафтор-п-фенилендиамин); алициклические диамины (например, 4,4′-диамино-3,3′-диметилдициклогексилметан, диаминциклогексан и изофорондиамин); и алифатические диамины (например, этилендиамин, тетраметилендиамин, гексаметилендиамин, додекафторгексилендиамин и тетракозафтордодецилендиамин).
Примеры трехатомного или высшего полиамина (B2) включают в себя диэтилентриамин и триэтилентетрамин.
Примеры аминоспирта (B3) включают в себя этаноламин и гидроксиэтиланилин.
Примеры аминомеркаптана (B4) включают в себя аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан.
Примеры аминокислоты (B5) включают в себя аминопропионовую кислоту и аминокапроновую кислоту.
Примеры аминоблокированного соединения (B6), получаемого блокированием аминогруппы у B1-B5, включают в себя соединения оксазолидина и соединения кетимина, производные от аминов B1-B5 и кетонов (например, ацетона, метилэтилкетона и метилизобутилкетона).
Из этих аминов (B) предпочтительными являются B1 и смесь, содержащая B1 и небольшое количество B2.
Доля амина (B) предпочтительно составляет от 1/2 до 2/1, более предпочтительно, от 1,5/1 до 1/1,5, предпочтительнее, от 1,2/1 до 1/1,2, в пересчете на эквивалентное отношение [NCO]/[NHx] изоцианатных групп в модифицированном изоцианатом сложном полиэфире [NCO] к аминогруппам в аминах (B) [NHx]. Если значение [NCO]/[NHx] больше, чем 2, или меньше чем 1/2, то цепь модифицированного изоцианатом сложного полиэфира не может достаточно удлиняться в некоторых случаях. Соответственно, нельзя получить намеченную вязкоупругость.
Вышеупомянутые модифицированные изоцианатом сложные полиэфиры можно применять по отдельности. Однако, когда линейные модифицированные изоцианатом сложные полиэфиры одного или более типов применяют в сочетании с разветвленными модифицированными изоцианатом сложными полиэфирами одного или более типов, вязкоупругость образующегося тонера можно спроектировать предпочтительным образом. Чтобы позволить тонеру иметь равномерно сшитые структуры, каждую с достаточно удаленными точками сшивки, особенно предпочтительно, разветвленный модифицированный изоцианатом сложный полиэфир проектируется имеющим относительно низкую молекулярную массу и применяется в сочетании с линейным модифицированным изоцианатом сложным полиэфиром.
Проектирование модифицированного изоцианатом сложного полиэфира имеющим длинную молекулярную цепь может вызвать ухудшение термических характеристик образовавшегося тонера. Одной возможной причиной этого может быть следующее. В частности, такая длинная молекулярная цепь сворачиваться в виде статистической спирали (случайного клубка) в масляной фазе процесса изготовления тонера, и локально формируются сшитые структуры, или в его молекуле завершается реакция изоцианатных групп, приводя к тому, что образовавшийся тонер не может равномерно иметь сшитые структуры по всему тонеру.
Немодифицированная сложнополиэфирная смола
В настоящем изобретении сложный полиэфир, который не модифицирован изоцианатом (немодифицированную сложнополиэфирную смолу), можно применять в сочетании с модифицированным изоцианатом сложным полиэфиром.
Немодифицированная сложнополиэфирная смола позволяет просто настроить вязкоупругость тонера.
Ее примеры включают в себя продукты поликонденсации полиолов (1) и многоосновных карбоновых кислот (2).
Кристаллическая сложнополиэфирная смола
Тонер по настоящему изобретению может содержать кристаллическую сложнополиэфирную смолу для улучшения способности к низкотемпературному закреплению.
Кристаллическую сложнополиэфирную смолу можно получать поликонденсацией полиола с многоосновной карбоновой кислотой.
Полиол конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели, но предпочтительными являются алифатические диолы.
Примеры алифатического диола включают в себя этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, неопентилгликоль и 1,4-бутендиол. Из них предпочтительными являются 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол и 1,8-октандиол, а особенно предпочтителен 1,6-гександиол.
Примеры многоосновной карбоновой кислоты включают в себя ароматические дикарбоновые кислоты (например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту и терефталевую кислоту), и C2-C8 алифатическую карбоновую кислоту. Из них алифатические карбоновые кислоты являются предпочтительными с точки зрения высокой степени кристалличности.
Количество кристаллической сложнополиэфирной смолы, содержащейся в тонере, предпочтительно составляет от 3 массовых % до 10 массовых %. Когда оно меньше чем 3 массовых %, кристаллическая сложнополиэфирная смола не может существенно улучшить способность к низкотемпературному закреплению. Когда оно больше, чем 10 массовых %, то электризуемость тонера снижается, потенциально вызывая рассеивание.
Следует отметить, что кристаллическая сложнополиэфирная смола отличается от некристаллической сложнополиэфирной смолы по термическим характеристикам. Кристаллическая сложнополиэфирная смола относится, например, к смоле, проявляющей четкий эндотермический пик на кривой ДСК, как можно видеть у воска. Некристаллическая сложнополиэфирная смола дает гладкую кривую, описывающую стеклование.
<<Смазочное средство>>
Смазочное средство конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Предпочтительными являются воски.
Воски конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели. Примеры восков включают в себя полиолефиновые воски (например, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск); длинноцепные углеводороды (например, парафиновые воски, воски Фишера-Тропша и воски SASOL); содержащие карбонильную группу воски, синтетические сложноэфирные воски и рисовые воски. Из них предпочтительными являются содержащие карбонильную группу воски.
Примеры содержащих карбонильную группу восков включают в себя сложные эфиры полиалкановой кислоты (например, карнаубские воски, монтанные воски, триметилолпропан-трибегенат, пентаэритрит-тетрабегенат, пентаэритрит-диацетатдибегенат, глицерин-трибегенат и 1,18-октадекандиол-дистеарат); сложные эфиры полиалканолов (например, тристеарил-тримеллитат и дистеарил-маллеат); амиды полиалкановой кислоты (например, этилендиамин-дибегениламид); полиалкиламиды (например, тристеариламид-тримеллитат); и диалкиловые кетоны (например, дистеарилкетон). Их можно применять по отдельности или в сочетании.
Из них предпочтительными являются по меньшей мере один, выбранный из парафиновых восков, синтетических сложноэфирных восков, полиолефиновых восков, карнаубских восков и рисовых восков с точки зрения низкой полярности, низкой вязкости расплава и высокой смазочной способности. Особенно предпочтительными являются парафиновые воски и воски Фишера-Тропша.
Количество смазочного средства, содержащегося в тонере, специально не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели, но предпочтительно составляет от 4,0 массовых % до 8,0 массовых %. Когда оно меньше чем 4,0 массовых %, достаточное количество смазочного средства недостаточно не выделяется, что легко вызывает замятие бумаги. Когда оно больше, чем 8,0 массовых %, частицы ядра тонера легче контактируют с элементами, потенциально вызывая такие проблемы, как пленкообразование на ОФП.
Смазочное средство с низкой полярностью легко растворяется в н-гексане. Следовательно, когда тонер погружают в н-гексан и затем контролируют количество смазочного средства, извлекаемого с поверхности тонера, можно обеспечить тонер с улучшенной смазывающей способностью и не загрязняющий элементы.
Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) предпочтительно составляет от 10 мг/г до 25 мг/г, более предпочтительно, от 13 мг/г до 22 мг/г. Когда оно меньше чем 10 мг/г, смазывающая способность тонера становится недостаточной, легко вызывая замятие бумаги. Когда оно больше, чем 25 мг/г, частицы ядра тонера легче контактируют с элементами, потенциально вызывая такие проблемы, как пленкообразование на ОФП.
Количество извлеченного гексаном смазочного средства можно регулировать посредством управления, например, количеством добавляемого смазочного средства и типом или количеством используемого диспергатора.
Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) можно измерять следующим способом.
В частности, навешивают 1,0 г тонера в 30-мл стеклянную пробирку с завинчивающейся пробкой при температуре 25°C±2°C. Затем к данной навеске добавляют 7 мл н-гексана и размешивают полученную смесь на роликовой мельнице при 120 об/мин в течение 1 мин. Полученный раствор фильтруют посредством отсасывания с использованием мембранного фильтра из политетрафторэтилена (PTFE) с отверстиями 1 мкм.
Фильтрат сушат при 40°C в течение 24 часов и измеряют массу фильтрата после сушки. Полученный результат измерения определяют как «количество извлеченного смазочного средства».
Количество извлеченного гексаном смазочного средства можно вычислить делением «количества извлеченного смазочного средства» на 1 г («количество извлеченного смазочного средства»/1 г).
<<Красящее вещество>>
Красящее вещество конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Примеры красящего вещества включают в себя технический углерод, анилиновый синий, краситель calcoil blue, хромовый желтый, ультрамариновый синий, красное масло DuPont, хинолиновый желтый, метиленовый голубой хлористый, фталоцианин меди, малахитовый зеленый щавелевокислый, ламповую сажу, бенгальский розовый, C.I. пигмент красный 48:1, C.I. пигмент красный 122, C.I. пигмент красный 571, C.I. пигмент красный 184, C.I. пигмент желтый 97, C.I. пигмент желтый 12, C.I. пигмент желтый 17, C.I. пигмент желтый 74, C.I. растворитель желтый 162, C.I. пигмент желтый 180, C.I. пигмент желтый 185, C.I. пигмент синий 15:1 и C.I. пигмент синий 15:3. Их можно использовать по отдельности или в сочетании.
Количество красящего вещества по отношению к количеству тонера конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Однако, предпочтительной является пропорция от 2 массовых частей до 15 массовых частей на 100 массовых частей связующих смол.
С точки зрения дисперсности красящее вещество предпочтительно применяют в форме маточной смеси, в которой красящее вещество диспергировано в связующей смоле. Количество содержащейся маточной смеси может быть любым при условии, что количество красящего вещества находится в вышеприведенном диапазоне. Количество красящего вещества в маточной смеси предпочтительно составляет от 20 массовых % до 40 массовых %.
<<Органический растворитель>>
Органический растворитель предпочтительно имеет точку кипения ниже, чем 100°C, что позволяет легко удалять его. Органический растворитель конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Примеры органического растворителя включают в себя толуол, ксилол, бензол, четыреххлористый углерод, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон, метилизобутилкетон. Их можно использовать по отдельности или в сочетании.
<<Водная среда>>
Водная среда может быть только водой или сочетанием воды и растворителя, совместимого с водой. Растворитель, совместимый с водой, конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Примеры водной среды включают в себя спирты, такие как метанол, изопропанол и этиленгликоль; диметилформамид; тетрагидрофуран; целлозольвы, такие как метилцеллозольв; низшие кетоны, такие как метилэтилкетон. Их можно применять по отдельности или в сочетании.
Количество используемой водной среды предпочтительно составляет от 50 массовых частей до 2000 массовых частей, более предпочтительно, от 100 массовых частей до 1000 массовых частей на 100 массовых частей материала тонера. Когда количество меньше чем 50 массовых частей, дисперсное состояние материала тонера может ухудшаться. Кроме того, экономически невыгодно применять водную среду в количестве более, чем 2000 массовых частей.
<<Диспергатор>>
Пример диспергатора включает в себя неорганический диспергатор.
Неорганический диспергатор конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя трикальцийфосфат, фосфат магния, фосфат алюминия, фосфат цинка, карбонат магния, гидроксид кальция, гидроксид магния, гидроксид алюминия, метасиликат кальция, сульфат кальция, сульфат бария, бентонит, оксид алюминия, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный оксид кремния и гидроксиапатит. Их можно применять по отдельности и в сочетании.
<<Внешние добавки>>
В качестве внешних добавок, которые служат для улучшения сыпучести, проявляющей способности и электризуемости тонера, можно предпочтительно использовать тонкодисперсные неорганические частицы.
2
2
Первичные диаметры тонкодисперсных неорганических частиц предпочтительно составляют от 5 нм до 2 мкм, более предпочтительно, от 5 нм до 500 нм. Удельная площадь поверхности по методу БЭТ (Брунауэра, Эммета, Теллера) предпочтительно составляет от 20 м/г до 500 м/г. Количество содержащихся тонкодисперсных неорганических частиц предпочтительно составляет от 0,01 массовых % до 5 массовых %, более предпочтительно, от 0,01 массовых % до 2,0 массовых % по отношению к количеству тонера.
Тонкодисперсные неорганические частицы конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны в зависимости от цели. Их примеры включают в себя оксид кремния, оксид алюминия, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид цинка, оксид олова, кварцевый песок, глину, слюду, волластонит, диатомовую землю, оксид хрома, оксид церия, крокус, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния и нитрид кремния.
В качестве внешней добавки можно использовать полимерные тонкодисперсные частицы. Их примеры включают в себя полистиролы, полученные эмульсионной полимеризацией без щелочного эмульгатора, суспензионной полимеризацией и дисперсионной полимеризацией; сополимеры сложного эфира метакриловой кислоты или сложного эфира акриловой кислоты; продукты поликонденсации, такие как силикон, бензогуанамин и нейлон; и полимерные частицы из термоотверждающейся смолы.
В качестве внешних добавок предпочтительно применяют сочетание неорганических тонкодисперсных частиц с обработанной силиконовым маслом поверхностью (внешней добавки A) и неорганических тонкодисперсных частиц с обработанной содержащим аминогруппу кремнийорганическим аппретом поверхностью (внешней добавки B).
Неорганические тонкодисперсные частицы с обработанной силиконовым маслом поверхностью (внешняя добавка A)
Примеры силиконового масла включают в себя диметилсиликоновое масло, метилфенилсиликоновое масло, хлорфенилсиликоновое масло, метилгидросиликоновое масло, модифицированное алкилом силиконовое масло, модифицированное фтором силиконовое масло, модифицированное простым полиэфиром силиконовое масло, модифицированное спиртом силиконовое масло, модифицированное амином силиконовое масло, модифицированное эпоксидом силиконовое масло, модифицированное эпоксидом/простым полиэфиром силиконовое масло, модифицированное фенолом силиконовое масло, модифицированное карбоксилом силиконовое масло, модифицированное меркапто-группами силиконовое масло, модифицированное акрилатом силиконовое масло, модифицированное метакрилатом силиконовое масло и модифицированное α-метилстиролом силиконовое масло. Их можно применять по отдельности и в сочетании.
Для того чтобы внешняя добавка доставляла силиконовое масло к каждой из широкого диапазона частиц тонера в течение продолжительного периода времени, важно, чтобы внешняя добавка не отделялась. Мерами по затруднению отделения внешней добавки являются, например, меры по увеличению силы сцепления внешней добавки с частицами основы тонера и меры по уменьшению площади контакта частицы тонера с элементом. В частности, в первом случае лучше, чтобы внешняя добавка находилась в контакте с частицами основы тонера. Площадь поверхности частиц основы тонера предпочтительно больше с тем, чтобы обеспечивать присоединение некоторого количества внешней добавки к частицам основы тонера. Так, в настоящем изобретении, снабжение поверхностей частиц основы тонера выступами с единообразным размером может увеличить площадь поверхности частиц основы тонера, и при этом можно удовлетворительно получить эффекты модификации поверхности. В результате, можно добиться, чтобы частицы основы тонера несли повышенное количество внешней добавки. Обеспечение выступов может также уменьшить площадь контакта между тонером и элементами, что дает возможность предотвратить отделение внешней добавки и получить такие эффекты, как подавление загрязнения элементов тонером, повышение коэффициента переноса, устранение нарушений очистки и предотвращение агрегации частиц тонера. Как изложено выше, очень хорошие результаты можно получить при совместном использовании внешней добавки, обработанной силиконовым маслом, и частиц основы тонера, имеющих выступы с единообразным размером.
Неорганические тонкодисперсные частицы с обработанной содержащим аминогруппу кремнийорганическим аппретом поверхностью (внешняя добавка B)-
Способ гидрофобизации тонкодисперсных неорганических частиц включает в себя способ, в котором тонкодисперсные неорганические частицы химически обрабатывают кремнийорганическим соединением, которое может реагировать с тонкодисперсной неорганической частицей или физически адсорбироваться на ней. Предпочтителен способ, в котором тонкодисперсные неорганические частицы окисляют галогенированным соединением металла в паровой фазе и затем обрабатывают кремнийорганическим соединением.
Примеры кремнийорганического соединения, применяемого в данном способе гидрофобизации тонкодисперсных неорганических частиц, включают в себя гексаметилендисилизан, триметилсилан, триметилхлорсилан, триметилэтоксисилан, диметилдихлорсилан, метилтрихлорсилан, аллилдиметилхлорсилан, аллилфенилдихлорсилан, бензилдиметилхлорсилан, бромметилдиметилхлорсилан, α-хлорэтилтрихлорсилан, ρ-хлорэтилтрихлорсилан, хлорметилдиметилхлорсилан, триорганосилилмеркаптан, триметилсилилмеркаптан, триорганосилилакрилат, винилдиметилацетоксисилан, диметилэтоксисилан, диметилдиметоксисилан, дифенилдиэтоксисилан, гексаметилдисилоксан, 1,3-дивинилтетраметилдисилоксан, 1,3-дифенилтетраметилдисилоксан и диметилполисилоксан, содержащий от 2 до 12 силоксановых звеньев на одну молекулу и одну гидроксильную группу, связанную с атомом Si, в каждом концевом звене. Их можно применять по отдельности или в сочетании.
Необработанные тонкодисперсные неорганические частицы можно подвергнуть гидрофобизации с использованием азотсодержащего кремнийорганического аппрета.
Примеры азотсодержащего кремнийорганического аппрета включают в себя аминопропилтриметоксисилан, аминопропилтриэтоксисилан, диметиламинопропилтриметоксисилан, диэтиламинопропилтриметоксисилан, дипропиламинопропилтриметоксисилан, дибутиламинопропилтриметоксисилан, монобутиламинопропилтриметоксисилан, диоксиламинопропилтриметоксисилан, дибутиламинопропилдиметоксисилан, дибутиламинопропилмонометоксисилан, дибутиламинофенилтриэтоксисилан, триметоксисилил-γ-пропилфениламин, триметоксисилил-γ-пропилбензиламин, триметоксисилил-γ-пропилпиперидин, триметоксисилил-γ-пропилморфорин и триметоксисилил-γ-пропилимидазол. Их можно применять по отдельности или в сочетании.
Неорганические тонкодисперсные частицы демонстрируют высокую электризуемость положительным зарядом, будучи обработанными азотсодержащим кремнийорганическим аппретом. Когда неорганические тонкодисперсные частицы, гидрофобизированные азотсодержащим кремнийорганическим аппретом, переносятся с частиц тонера на несущий проявитель элемент, этот несущий проявитель элемент покрывается неорганическими тонкодисперсными частицами. Когда неорганические тонкодисперсные частицы и частицы тонера фрикционно электризуются, частицы тонера могут сильно наэлектризоваться отрицательным зарядом. Кроме того, неорганические тонкодисперсные частицы постоянно и постепенно подаются из частиц тонера, что позволяет стабилизировать электризуемость тонера в течение продолжительного периода времени. Одним возможным средством получения упомянутого эффекта в течение продолжительного периода времени в широком диапазоне частиц тонера является увеличение количества внешней добавки. В данном случае, хотя намеченный эффект можно получать изначально и локально, отделение внешней добавки облегчается, что затрудняет получение эффекта в течение продолжительного периода времени в широком диапазоне частиц тонера. Для затруднения отделения внешней добавки целесообразно, чтобы внешняя добавка была в контакте с частицами тонера. Площадь поверхности частиц тонера является предпочтительно большей с тем, чтобы обеспечить присоединение некоторого количества внешней добавки на частицах тонера. Так, в настоящем изобретении, снабжение поверхностей тонера выступами из тонкодисперсных частиц смолы может увеличивать площадь поверхности частиц тонера, позволяя добиться того, чтобы частицы тонера несли повышенное количество внешней добавки. Кроме того, уменьшение поверхности контакта между тонером и элементами дает возможность предотвратить отделение внешней добавки. Как изложено выше, заметные эффекты можно получить при совместном использовании внешней добавки, обработанной азотсодержащим кремнийорганическим аппретом.
Когда в качестве внешней добавки используют неорганические тонкодисперсные частицы, обработанные азотсодержащим кремнийорганическим аппретом, его количество предпочтительно составляет от 5 массовых % до 30 массовых %, более предпочтительно, от 10 массовых % до 20 массовых %, по отношению к общей массе внешней добавки. Когда оно меньше чем 5 массовых %, неорганические тонкодисперсные частицы, обработанные азотсодержащим кремнийорганическим аппретом, не могут проявить свои эффекты, что не желательно. Когда оно больше, чем 30 массовых %, электризуемость положительным зарядом, получаемым от внешней добавки, становится выше, и, следовательно, полученный тонер не будет работать нормально, как заданный тонер. По тем же причинам количество неорганических тонкодисперсных частиц, обработанных азотсодержащим кремнийорганическим аппретом, предпочтительно составляет от 0,1 массового % до 2,0 массовых %, более предпочтительно, от 0,5 массового % до 1,5 массовых %, по отношению к общей массе тонера.
<<Тонкодисперсные частицы смолы>>
Тонкодисперсные частицы смолы конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели, но предпочтительно являются тонкодисперсными частицами виниловой смолы.
Тонкодисперсные частицы виниловой смолы изготавливают из виниловой смолы, получаемой полимеризацией смеси мономера, в основном содержащей в качестве мономера ароматическое соединение, содержащее виниловую полимеризующуюся функциональную группу. Поверхность тонера предпочтительно имеет легко электризуемую структуру. Для того чтобы поверхность тонера имела такую структуру, ароматическое соединение, содержащее виниловую полимеризующуюся функциональную группу, которая имеет электронные орбитали, по которым могут стабильно двигаться электроны, как можно наблюдать в структурах ароматических колец, предпочтительно содержится в смеси мономера в количестве 80 массовых % или более, более предпочтительно, от 80 массовых % до 100 массовых %, по отношению к общему количеству смеси мономера. Когда количество ароматического соединения, содержащего виниловую полимеризующуюся функциональную группу, меньше чем 80 массовых %, полученный тонер может обладать плохой электризуемостью.
Примеры полимеризующейся функциональной группы в ароматическом соединении, содержащем виниловую полимеризующуюся функциональную группу, включают в себя виниловую группу, изопропенильную группу, аллильную группу, акрилоильную группу и метакрилоильную группу.
Конкретные примеры мономера включают в себя стирол, α-метилстирол, 4-метилстирол, 4-этилстирол, 4-трет-бутилстирол, 4-метоксистирол, 4-этоксистирол, 4-карбоксистирол или их соли металлов; 4-стиролсульфоксилота или ее соли металлов; 1-винилнафталин, 2-винилнафталин, аллилбензол, феноксиалкилен-гликольакрилат, феноксиалкилен-гликольметакрилат, феноксиполиалкилен-гликольакрилаты и феноксиполиалкилен-гликольметакрилаты. Их можно использовать по отдельности и в сочетании.
Из них, предпочтительно, в основном применяется стирол, так как он легко доступен и обладает превосходной реакционной способностью и высокой электризуемостью.
Виниловая смола, применяемая в настоящем изобретении, предпочтительно не содержит мономера кислоты. Когда используют мономер кислоты, полученные тонкодисперсные частицы виниловой смолы сами по себе обладают высокой стабильностью дисперсии. Следовательно, когда упомянутые тонкодисперсные частицы виниловой смолы вводят в жидкую дисперсию, содержащую диспергированные в водной фазе капли масла, то тонкодисперсным частицам виниловой смолы сложно присоединиться к ним при температуре окружающей среды. В альтернативном варианте, даже когда тонкодисперсные частицы виниловой смолы присоединились к ним, они стремятся отслоиться в процессе десольватации, промывки, сушки или введения внешних добавок. С другой стороны, виниловая смола, которая не содержит мономера кислоты, позволяет полученному тонеру испытывать меньшее изменение электризуемости в зависимости от рабочей среды.
Примеры кислотной группы в соединении, содержащем виниловую полимеризующуюся функциональную группу и кислотную группу, включают в себя группу карбоновой кислоты, группу сульфоновой кислоты и группу фосфоновой кислоты.
Примеры соединения, содержащего виниловую полимеризующуюся функциональную группу и кислотную группу, включают в себя содержащие карбоксильную группу виниловые мономеры или их соли (например, (мет)акриловую кислоту, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, фумаровую кислоту, моноалкилфумараты, кротоновую кислоту, итаконовую кислоту, моноалкилитаконат, гликолевый простой моноэфир итаконовой кислоты, цитраконовую кислоту, моноалкилцитраконаты и фенилакриловую кислоту), содержащие группу сульфоновой кислоты виниловые мономеры, сложные виниловые моноэфиры серной кислоты или их соли, а также содержащие группу фосфоновой кислоты виниловые мономеры или их соли. Их можно применять по отдельности или в сочетании. Из них особенно предпочтительными являются (мет)акриловая кислота, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, фумаровая кислота и моноалкилфумараты.
Примеры соединения, содержащего виниловую полимеризующуюся функциональную группу и сложноэфирную группу, включают в себя винилацетат, винилбутират, винилпропионат, винилбутират, диаллилфталат, диаллиладипат, изопропенилацетат, винилметакрилат, метил-4-винилбензоат, циклогексилметакрилат, бензилметакрилат, фенил(мет)акрилат, винилметоксиацетат, винилбензоат, этил-α-этоксиакрилат, алкил(мет)акрилаты с алкильной группой, содержащей от 1 до 50 атомов углерода, диалкилфумараты, в которых две алкильные группы являются C2-C8 прямыми, разветвленными или алициклическими алкильными группами, диалкилмалеаты, в которых две алкильные группы являются C2-C8 прямыми, разветвленными или алициклическими алкильными группами, поли(мет)аллилоксиалканы, виниловые мономеры, содержащие полиалкиленгликолевую цепь, поли(мет)акрилаты, простые виниловые (алкил)эфиры, винилкетоны, винилсульфоны.
Примеры алкил(мет)акрилатов с алкильной группой, содержащей от 1 до 50 атомов углерода, включают в себя метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, додецил(мет)акрилат, гексадецил(мет)акрилат, гептадецил(мет)акрилат и эйкозил(мет)акрилат.
Примеры поли(мет)аллилоксиалканов включают в себя диаллилоксиэтан, триаллилоксиэтан, тетрааллилоксиэтан, тетрааллилоксипропан, тетрааллилоксибутан и тетраметаллилоксиэтан.
Примеры виниловых мономеров, содержащих полиалкиленгликолевую цепь, включают в себя моно(мет)акрилат полиэтиленгликоля (молекулярная масса: 300), моноакрилат полипропиленгликоля (молекулярная масса: 500), (мет)акрилат аддукта 10-молярного этиленоксида метилового спирта и (мет)акрилат аддукта 30-молярного этиленоксида лаурилового спирта.
Примеры поли(мет)акрилатов включают в себя (мет)акрилаты многоатомных спиртов, например, этиленгликольди(мет)акрилат, пропиленгликольди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, триметилолпропантри(мет)акрилат и полиэтиленгликольди(мет)акрилат.
Примеры простых виниловых (алкил)эфиров включают в себя простой винилметиловый эфир, простой винилэтиловый эфир, простой винилпропиловый эфир, простой винилбутиловый эфир, простой винил-2-этилгексиловый эфир, простой винилфениловый эфир, простой винил-2-метоксиэтиловый эфир, метоксибутадиен, простой винил-2-бутоксиэтиловый эфир, 3,4-дигидро-1,2-пиран, простой 2-бутокси-2′-винилоксидиэтиловый эфир, простой винил-2-этилмеркаптоэтиловый эфир, ацетоксистирол и феноксистирол.
Примеры винилкетонов включают в себя винилметилкетон, винилэтилкетон и винилфенилкетон.
Примеры винилсульфонов включают в себя дивинилсульфид, п-винилдифенилсульфид, винилэтилсульфид, винилэтилсульфон, дивинилсульфон и дивинилсульфоксид.
Способ получения тонкодисперсных частиц виниловой смолы конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Примеры способа включают в себя нижеприведенные способы (a)-(f):
(a) способ, в котором смесь мономера полимеризуют способом суспензионной полимеризации, способом эмульсионной полимеризации, способом затравочной полимеризации или способом дисперсионной полимеризации, тем самым получая жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц виниловой смолы;
(b) способ, в котором смесь мономера полимеризуют, а затем полученную смолу тонко измельчают с использованием тонкодисперсного пульверизатора, например, тонкодисперсного пульверизатора с механическим вращением или струйного тонкодисперсного пульверизатора, с последующим разделением по крупности, тем самым получая тонкодисперсные частицы виниловой смолы;
(c) способ, в котором смесь мономера полимеризуют, а затем полученную смолу растворяют в растворителе, с последующим распылением полученного раствора смолы, тем самым получая тонкодисперсные частицы виниловой смолы;
(d) способ, в котором смесь мономера полимеризуют, полученную смолу растворяют в растворителе, к полученному раствору смолы добавляют другой растворитель, чтобы осадить тонкодисперсные частицы смолы, а затем растворитель удаляют, тем самым получая тонкодисперсные частицы виниловой смолы; или способ, в котором смесь мономера полимеризуют, полученную смолу растворяют в растворителе с нагреванием, полученный раствор смолы охлаждают, чтобы осадить тонкодисперсные частицы смолы, а затем удаляют растворитель, тем самым получая тонкодисперсные частицы виниловой смолы;
(e) способ, в котором смесь мономера полимеризуют, полученную смолу растворяют в растворителе, полученный раствор смолы диспергируют в водной среде в присутствии подходящего диспергатора, а затем из полученной жидкой дисперсии удаляют растворитель, например, нагреванием или под пониженным давлением; и
(f) способ, в котором смесь мономера полимеризуют, полученную смолу растворяют в растворителе, в полученном растворе смолы растворяют подходящий эмульгатор, с последующим эмульгированием с переносом фаз при добавлении воды.
Из них предпочтительно применяют способ (a), поскольку тонкодисперсные частицы виниловой смолы можно получать в виде жидкой дисперсии, которую легко использовать на следующем этапе.
В процессе реакции полимеризации по способу (a), предпочтительно, (i) в водную среду добавляют стабилизатор дисперсии, (ii) в подлежащую полимеризации смесь мономера вводят мономер, способный придавать стабильность дисперсии получаемым посредством полимеризации тонкодисперсным частицам виниловой смолы (т.е. реакционноспособный эмульгатор), или вышеприведенные действия (i) и (ii) выполняют в сочетании, чтобы тем самым придать стабильность дисперсии полученным тонкодисперсным частицам виниловой смолы. Когда не применяют ни стабилизатора дисперсии, ни реакционноспособного эмульгатора, частицы невозможно поддерживать в состоянии дисперсии, вследствие чего виниловую смолу нельзя получить в виде тонкодисперсных частиц, полученные тонкодисперсные частицы смолы обладают плохой стабильностью дисперсии, вследствие чего они обладают плохой стабильностью при хранении, что приводит к агрегации во время хранения, или частицы теряют стабильность дисперсии на нижеописанном этапе присоединения тонкодисперсных частиц смолы, вследствие чего частицы ядра легко агрегируются или объединяются друг с другом, в результате чего полученные в итоге окрашенные частицы смолы становятся менее однородными, например, по диаметру, форме и поверхности частиц, что не желательно.
Примеры стабилизатора дисперсии включают в себя поверхностно-активное вещество и неорганический диспергатор.
Поверхностно-активное вещество конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Примеры поверхностно-активного вещества включают в себя анионные поверхностно-активные вещества, например, соли алкилбензолсульфоновой кислоты, соли α-олефинсульфоновых кислот и сложные эфиры фосфорной кислоты; катионные поверхностно-активные вещества, например, катионные поверхностно-активные вещества типа аминовых солей (например, соли алкиламинов, аминоспиртовые производные жирных кислот, полиаминные производные жирных кислот и имидазолин) и катионные поверхностно-активные вещества типа солей четвертичного аммониевого основания (например, соли алкилтриметиламмония, соли диалкилдиметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, соли пиридиния, соли алкилизохинолиния и хлорид бензетония); неионные поверхностно-активные вещества, например, производные амидов жирных кислот и производные многоатомных спиртов; и амфотерные поверхностно-активные вещества, например, аланин, додецилди(аминоэтил)глицин, ди(октиламиноэтил)глицин и N-алкил-N,N-диметиламмоний бетаин.
Неорганический диспергатор конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя трикальций фосфат, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный оксид кремния и гидроксиапатит.
Когда средневесовая молекулярная масса тонкодисперсных частиц виниловой смолы, образующих оболочку, ниже, чем 5000, механическая прочность тонкодисперсных частиц виниловой смолы является настолько низкой, что тонкодисперсные частицы виниловой смолы являются хрупкими. В результате, поверхность тонера легко изменяется, что приводит, например, к значительному изменению электризуемости, загрязнению, например, осаждению на окружающие элементы, и сопутствующим проблемам с показателями качества, которые не желательны. Когда средневесовая молекулярная масса тонкодисперсных частиц виниловой смолы, образующих оболочку, выше, чем 400000, могут ухудшаться характеристики закрепления. С учетом способности к закреплению и стойкости, средневесовая молекулярная масса тонкодисперсных частиц виниловой смолы, образующих оболочку, составляет от 10000 до 50000.
В том, присоединяются ли или нет тонкодисперсные частицы виниловой смолы к поверхностям частиц ядра, можно убедиться наблюдением в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ).
Количество содержащихся тонкодисперсных частиц виниловой смолы конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Однако, это количество предпочтительно составляет от 3 массовых частей до 15 массовых частей, более предпочтительно, от 3 массовых частей до 10 массовых частей, по отношению к 100 массовым частям частиц ядра.
Когда количество содержащихся тонкодисперсных частиц виниловой смолы меньше чем 3 массовых частей, происходит загрязнение фона на фотопроводнике. Когда оно больше, чем 15 массовых частей, могут возникать проблемы с показателями качества, например, может снижаться электризуемость тонера, что вызывает загрязнение фотопроводника и прилипание к регулирующему ракелю.
<<Другие компоненты>>
Другие компоненты конкретно не ограничены и может быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели. Их примеры включают в себя регулятор заряда, улучшитель сыпучести, улучшитель очистки и магнитный материал.
<Способ изготовления тонера>
Предпочтительный способ изготовления тонера включает способ растворения-суспендирования.
Способ растворения-суспендирования включает в себя этап приготовления масляной фазы, этап изготовления частиц основы тонера и этап присоединения тонкодисперсных частиц смолы; а, при необходимости, дополнительно включает и другие этапы.
<<Этап приготовления масляной фазы>>
Масляную фазу, в которой в органическом растворителе растворены или диспергированы такие материалы, как связующая смола, смазочное средство и красящее вещество, можно приготовить следующим образом. В частности, такие материалы, как связующая смола, смазочное средство и красящее вещество, постепенно добавляют в органический растворитель при перемешивании, так чтобы эти материалы растворились или диспергировались в нем. Следует отметить, что, когда в качестве красящего вещества применяют пигмент, и/или когда такие материалы, как используемое смазочное средство, слабо растворимы в органическом растворителе, частицы этих материалов могут быть микронизированы перед добавлением в органический растворитель.
В еще одном методе, при диспергировании материалов, плавящихся при более низкой температуре, чем температура кипения органического растворителя, они растворяются в органическом растворителе с нагреванием и перемешиванием вместе с дисперсоидами, при необходимости, в присутствии диспергирующей добавки; и полученный раствор охлаждают с размешиванием или сдвигом так, чтобы растворенные материалы кристаллизовались, тем самым получая микрокристаллы дисперсоидов.
После того как красящее вещество и смазочное средство, диспергированные любым из вышеперечисленных способов, растворены или диспергированы в органическом растворителе вместе со связующей смолой, полученный(ую) раствор или дисперсию можно диспергировать далее. Диспергирование можно выполнить с помощью известного диспергирующего устройства, например, бисерной мельницы или дисковой мельницы.
<<Этап изготовления частиц основы тонера>>
В настоящем изобретении термин «частица основы тонера» означает частицы, в которых тонкодисперсные частицы смолы присоединены к частицам ядра.
Пример способа диспергирования вышеполученной масляной фазы в водной среде, которая содержит поверхностно-активное вещество, для изготовления тем самым жидкой дисперсии, в которой диспергированы частицы ядра, состоящие из масляной фазы, конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя способ с использованием такого диспергирующего устройства, как диспергирующее устройство с низкой скоростью сдвига, диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, фрикционное диспергирующее устройство, струйное диспергирующее устройство высокого давления и ультразвуковое диспергирующее устройство.
Чтобы обеспечить диаметр частиц дисперсии между 2 мкм и 20 мкм, предпочтительно диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига. Когда применяют диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, скорость вращения конкретно не ограничена и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели, она предпочтительно составляет от 1000 об/мин до 30000 об/мин, более предпочтительно, от 5000 об/мин до 20000 об/мин.
Время диспергирования конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели, но предпочтительно оно составляет от 0,1 мин до 5 мин в случае периодического способа. Когда время диспергирования превышает 5 мин, могут оставаться нежелательные мелкие частицы и может выполняться чрезмерное диспергирование, делающее дисперсную систему нестабильной, потенциально образующей агрегаты и крупные частицы.
Температура дисперсии предпочтительно составляет от 0°C до 40°C, более предпочтительно, от 10°C до 30°C. Когда температура дисперсии выше 40°C, возбуждаются перемещения молекул, снижая стабильность дисперсии, легко образующей агрегаты и крупные частицы. Однако, когда температура дисперсии ниже 0°C, увеличивается вязкость дисперсии, что требует большей энергии для диспергирования, приводя к падению эффективности производства.
Применимое поверхностно-активное вещество может быть таким же, как поверхностно-активные вещества, упомянутые в вышеописанном способе изготовления тонкодисперсных частиц смолы. Для эффективного диспергирования капель масла, содержащих растворитель, применяемым поверхностно-активным веществом предпочтительно является соль дисульфоновой кислоты с относительно высоким HLB.
Концентрация поверхностно-активного вещества, содержащегося в водной среде, предпочтительно составляет от 1 массового % до 10 массовых %, более предпочтительно, от 2 массовых % до 8 массовых %, еще более предпочтительно, от 3 массовых % до 7 массовых %. Когда концентрация превышает 10 массовых %, каждая капля масла становится слишком мелкой, а также имеет структуру обратной мицеллы. Таким образом, стабильность дисперсии снижается из-за добавления поверхностно-активного вещества в таком количестве, что приводит к легкому формированию крупных капель масла. Если же концентрация меньше чем 1 массовых %, то капли масла невозможно стабильно диспергировать, что приводит к формированию крупных капель масла. Безусловно, не желательны оба случая.
<<Этап присоединения тонкодисперсных частиц смолы>>
Полученная жидкая дисперсия частиц ядра может содержать стабильные капли жидкости частиц ядра, при условии, что жидкую дисперсию размешивают. Таким образом, для присоединения тонкодисперсных частиц виниловой смолы к частицам ядра, в жидкую дисперсию частиц ядра добавляют жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц виниловой смолы при перемешивании. Период, в течение которого добавляют жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц виниловой смолы, предпочтительно составляет 30 сек или дольше. Когда добавление производят за 30 сек или быстрее, дисперсная система резко изменяется с формированием агрегированных частиц. Кроме того, тонкодисперсные частицы виниловой смолы присоединяются к частицам ядра неравномерно, что не желательно. При этом введение жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы в течение слишком продолжительного времени (например, 60 мин или дольше) не желательно с точки зрения снижения эффективности производства.
Перед добавлением в жидкую дисперсию частиц ядра жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц виниловой смолы можно соответственно разбавлять или концентрировать, чтобы обеспечить требуемую концентрацию. Концентрация тонкодисперсных частиц виниловой смолы в жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы предпочтительно составляет от 5 массовых % до 30 массовых %, более предпочтительно, от 8 массовых % до 20 массовых %. Когда концентрация меньше чем 5 массовых %, концентрация органического растворителя резко изменяется при добавлении жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы, приводя к недостаточному присоединению тонкодисперсных частиц смолы, что не желательно. Если же концентрация превышает 30 массовых %, тонкодисперсные частицы смолы стремятся к локализации в жидкой дисперсии частиц ядра, в результате чего тонкодисперсные частицы смолы неравномерно присоединяются к частицам ядра, что не желательно.
Подлежащая добавлению жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы может быть жидкой дисперсией, приготовленной смешиванием жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц низкомолекулярной смолы с жидкой дисперсией тонкодисперсных частиц высокомолекулярной смолы. Предпочтительно, сначала добавляют жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц низкомолекулярной смолы, а затем, по истечении от 5 мин до 60 мин, добавляют жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц высокомолекулярной смолы. Причина, по которой упомянутые жидкие дисперсии могут быть смешаны перед добавлением, заключается в следующем. Сначала оболочку на поверхностях частиц ядра, содержащих растворитель, образуют тонкодисперсные частицы низкомолекулярной смолы, так как они обладают более высокой совместимостью с частицами ядра, а затем оболочку на поверхностях частиц ядра образуют тонкодисперсные частицы высокомолекулярной смолы после того, как тонкодисперсные частицы низкомолекулярной смолы уже образовали оболочку.
Нижеприведенное может пояснить причину, по которой тонкодисперсные частицы виниловой смолы достаточно прочно присоединяются к частицам ядра при применении этапа присоединения тонкодисперсных частиц смолы. В частности, когда тонкодисперсные частицы виниловой смолы присоединяются к каплям жидкости частиц ядра, частицы ядра могут свободно деформироваться, образуя достаточно поверхностей контакта с тонкодисперсными частицами виниловой смолы, и тонкодисперсные частицы виниловой смолы набухают из-за наполнения органическим растворителем или растворяются в нем, что облегчает присоединение тонкодисперсных частиц виниловой смолы к связующей смоле в частицах ядра. Поэтому, в данном состоянии, органический растворитель должен существовать в системе в достаточно большом количестве. В частности, в жидкой дисперсии частиц ядра количество органического растворителя предпочтительно составляет от 50 массовых частей до 150 массовых частей, более предпочтительно, от 70 массовых частей до 125 массовых частей, по отношению к 100 массовым частям сухого вещества (например, связующих смол, красящих веществ, смазочных средств и, при необходимости, регуляторов заряда). Когда количество органического растворителя превышает 150 массовых частей, количество частиц окрашенной смолы, полученных за один процесс изготовления, уменьшается, что приводит к снижению эффективности производства. Кроме того, большое количество органического растворителя снижает стабильность дисперсии, осложняя обеспечение стабильного производства, что не желательно.
Температура, при которой тонкодисперсные частицы виниловой смолы присоединяются к частицам ядра, предпочтительно составляет от 10°C до 60°C, более предпочтительно, от 20°C до 45°C. Когда температура превышает 60°C, требуемая для изготовления энергия повышается, увеличивая нагрузку на окружающую среду, и присутствие тонкодисперсных частиц виниловой смолы с низким коэффициентом кислотности на поверхностях капель жидкости делает дисперсную систему нестабильной, в результате чего потенциально образуются крупные частицы. При этом, когда температура ниже 10°C, увеличивается вязкость дисперсии, что приводит к недостаточному присоединению тонкодисперсных частиц смолы. Оба случая, безусловно, не желательны.
Кроме того, тонкодисперсные частицы смолы можно смешивать с частицами ядра при перемешивании для механического присоединения к частицам ядра и их покрытия.
<<Другие этапы>>
- Этап десольватации -
В одном применимом методе удаления органического растворителя из полученной жидкой дисперсии частиц основы тонера температуру всей системы постепенно повышают при перемешивании, чтобы тем самым полностью выпарить органический растворитель, содержащийся в каплях жидкости.
В другом применимом методе полученную жидкую дисперсию частиц основы тонера при перемешивании распыляют в сухую атмосферу, чтобы тем самым полностью выпарить органический растворитель, содержащийся в каплях жидкости. В еще одном применимом методе на жидкую дисперсию частиц основы тонера воздействуют пониженным давлением при перемешивании для выпаривания органического растворителя. Два последних метода можно применять в сочетании с первым методом.
В сухой атмосфере, в которую распыляют жидкую дисперсию частиц основы тонера, обычно используют нагретый газ (например, воздух, азот, диоксид углерода и выхлопной газ), в частности, газовый поток, нагретый до температуры, равной или превышающей максимальную температуру кипения применяемых растворителей. В частности, при удалении органического растворителя даже за короткое время, с использованием, например, распылительной сушилки, ленточной сушилки или ротационной печи, получаемый продукт имеет удовлетворительное качество.
- Этап выдерживания -
Когда добавляют модифицированную смолу, содержащую концевую изоцианатную группу, можно выполнять этап выдерживания для предоставления времени на реакцию удлинения цепи и/или сшивания изоцианата.
Время выдержки предпочтительно составляет от 10 мин до 40 часов, более предпочтительно, от 2 часов до 24 часов. Температура выдержки предпочтительно составляет от 0°C до 65°C, более предпочтительно, от 35°C до 50°C.
Этап промывки
Жидкая дисперсия частиц основы тонера, полученных вышеописанным путем, содержит такие вспомогательные материалы, как поверхностно-активное вещество и диспергатор, а также частицы основы тонера. Поэтому жидкую дисперсию промывают для отделения частиц основы тонера от вспомогательных материалов.
Способ промывки частиц основы тонера конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Примеры способа включают в себя способ центрифугирования, способ фильтрации под пониженным давлением и способ фильтр-пресса. Любой из вышеперечисленных способов дает кек из частиц основы тонера. Если частицы основы тонера не достаточно промываются за счет использования только одного способа промывки, образовавшийся кек можно снова диспергировать в водном растворителе с образованием суспензии, которую повторно обрабатывают любым из вышеперечисленных способов для извлечения частиц основы тонера. Когда для промывки применяют способ фильтрации под пониженным давлением или способ фильтр-пресса, водный растворитель может быть вынужден проникать в кек и вымывать вспомогательные материалы, содержащиеся в частицах основы тонера. Водный растворитель, используемый для промывки, может быть водой или смешанным растворителем из воды и спирта, такого как метанол или этанол. Использование воды предпочтительно с точки зрения снижения затрат и нагрузки на окружающую среду, сопряженной, например, с очисткой сточных вод.
Этап сушки
Промытые частицы основы тонера, содержащие в большом количестве водную среду, высушивают для удаления водной среды, в результате чего можно получить только частицы основы тонера. Сушилки, применяемые при выполнении способа сушки, конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны в зависимости от намеченной цели. Примеры сушилок включают в себя распылительную сушилку, вакуумную морозильную сушилку, сушилку пониженного давления, вентиляционный сушильный шкаф, сушильный шкаф с подвижной полкой, сушилку с псевдоожиженным слоем, ротационную сушилку или сушилку с перемешиванием.
Частицы основы тонера предпочтительно сушат до тех пор, пока содержание воды наконец не станет меньше чем 1 массовый %. Кроме того, когда высушенные частицы основы тонера коагулируют, что создает неудобство использования, коагулированные частицы можно разделить помолом с использованием, например, вихревой мельницы, миксера HENSCHEL MIXER, ультрамиксера, кофемолки, блендера марки Oster или кухонного комбайна.
- Этап контроля количества отделенной оболочки -
с
Способ контроля количества отделенной оболочки является, например, способом, по которому на поверхностях тонера формируют оболочку путем перемешивания частиц тонера со структурой ядро-оболочка, используя известный миксер в качестве средства предварительного удаления с поверхностей тонера оболочки, прикрепившейся к ним со слабой силой сцепления, и надежного формирования оболочки на поверхности ядра, обращенной к ракелю; и способ, по которому реакционную систему в процессе изготовления тонера (десольватации) нагревают примерно до температуры стеклования T тонера, чтобы тем самым усилить сцепляемость между оболочкой и ядром. Способ предварительного удаления оболочки, слабо прикрепленной к ядру, включает в себя ультразвуковую промывку частиц тонера. Тонер, полученный с помощью вышеописанного процесса, может находиться в состоянии, при котором в некотором количестве снята его оболочка.
Контроль количества отделенной оболочки исключает влияние оболочки на участке регулирования и обеспечивает достаточные стойкость и электризуемость. Кроме того, контроль количества отделенной оболочки вышеописанным способом делает возможным, чтобы оболочка служила разделителем, который не допускает непосредственного контакта между частицами тонера, тем самым предотвращая внедрение внешних добавок.
Этап деформирования формы выступов
На этапе деформирования формы выступов можно применить известный миксер для деформирования выступов до придания им плоской формы.
Миксер конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя вихревую мельницу, миксер HENSCHEL MIXER, ультрамиксер, кофемолку, блендер марки Oster и кухонный комбайн. Кроме того, чтобы эффективно деформировать выступы для придания им плоской формы, можно одновременно выполнять термообработку. При этом можно применять известное устройство модификации поверхности, например, устройство METEORAINBOW (выпускаемое компанией Nippon Pneumatic Mfg. Co. Ltd.).
Этап нагревания частиц основы тонера
На этапе нагревания частиц основы тонера можно воспользоваться известным нагревательным устройством и способом нагрева.
Нагревательное устройство конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели, при условии, что оно является средством подведения тепла к частицам основы тонера. Его примеры включают в себя термостат и ванну с горячей водой, температура которых настроена постоянной.
Этап повторной промывки частиц основы тонера
Этап повторной промывки частиц основы тонера выполняют посредством однократной сушки частиц основы тонера и их повторного диспергирования. В альтернативном варианте, данный этап можно выполнять в ходе этапа промывки. Устройство для излучения ультразвуковых волн, применяемое на данном этапе, конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели, при условии, что оно может подводить некоторое количество энергии к поверхностям частиц основы тонера.
Этап ввода внешних добавок
Полученный таким образом высушенный порошок тонера смешивают с другими частицами, например, внешними добавками, тонкодисперсными частицами регулятора заряда или тонкодисперсными частицами пластификатора, и смешанный порошок можно подвергнуть механическому воздействию для фиксации и сплавления других частиц на поверхности и предотвращения опадания других частиц с поверхности полученных таким образом составных (композитных) частиц. Конкретные пути достижения этого включают в себя способ, в котором на смесь воздействуют ударной силой посредством лопастей, вращающихся с высокой скоростью, и способ, в котором смесь помещают в высокоскоростной газовый поток и ускоряют, так чтобы частицы сталкивались между собой или составные частицы сталкивались с соответствующей отбойной пластиной. Применяемый для этого аппарат конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя мельницу ONG MILL (выпускаемую компанией Hosokawa Micron), модифицированную мельницу I TYPE MILL (выпускаемую компанией Nippon Pneumatic), в которой понижается давление распыляющего воздуха, систему HYBRIDIZATION SYSTEM (выпускаемую компанией Nara Machine), систему KRYPTRON SYSTEM (выпускаемую компанией Kawasaki Heavy Industries) и автоматическую ступку.
Тонер по настоящему изобретению конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели с точки зрения его формы, размера и физических свойств.
-1
-1
Измеренное методом НПО отношение интенсивности при 700 см к интенсивности при 828 см.
Расположение материалов вблизи поверхности тонера можно обнаружить по отношению интенсивности, полученному методом FTIR-НПО.
-1
-1
Тонер обладает пиком (при 828 см) Pa, относимым к связующей смоле, и пиком (при 700 см) Pb, относимым к стирол-акриловой смоле, образующей оболочку.
Отношение интенсивностей (Pb/Pa), имеющее некоторое значение, может отражать выступы, образованные из стирол-акриловой смолы, и предпочтительно составляет 0,30 или выше, более предпочтительно, от 0,30 до 0,70, предпочтительнее, от 0,40 до 0,60.
Тонкодисперсные частицы смолы, присутствующие на поверхности тонера, проявляют антиадгезионный эффект в окружающей среде NN (температура: 23°C, влажность: 40% ОВ). Однако, когда отношение интенсивностей (Pb/Pa) настроено на 0,3 или выше, можно гарантировать удовлетворительный антиадгезионный эффект даже в окружающей среде HH (температура: 28°C, влажность: 80% ОВ). Когда оно выше, чем 0,7, коэффициент покрытия тонкодисперсных частиц смолы на поверхности тонера становится слишком большим. В результате, тонкодисперсные частицы смолы снижают способность частиц тонера к закреплению, а также тонкодисперсные частицы смолы склонны к легкому отделению, что не желательно.
Вышеприведенное отношение интенсивностей (Pb/Pa) можно настраивать, например, регулировкой количества вводимой оболочки или выполнением ультразвуковой промывки во время промывки.
-1
-1
Измеренное методом НПО отношение интенсивности при 475 см к интенсивности при 828 см -
-1
-1
Тонер обладает пиком (при 828 см) Pa, относимым к связующей смоле, и пиком (при 475 см) Pc, относимым к внешней добавке оксида кремния.
Отношение интенсивностей (Pc/Pa), имеющее некоторое значение, может указывать на то, что выступы, образованные из стирол-акриловой смолы, содержат некоторое количество внешней добавки, и предпочтительно составляет 0,15 или выше, более предпочтительно, от 0,15 до 0,40, предпочтительнее, от 0,20 до 0,35.
-1
-1
В тонере по настоящему изобретению, где тонкодисперсные частицы смолы присоединены к поверхности частиц ядра, частицы основы тонера имеют вогнутые и выпуклые участки. Следовательно, необходимо оптимизировать количество внешней добавки на выпуклых участках. Поэтому предпочтительно, чтобы интенсивность при 475 см и интенсивность при 828 см измерялась методом НПО вместо обычной флуоресцентной рентгеноскопии, чтобы тем самым измерять внешнюю добавку только на выпуклых участках.
Вышеприведенное отношение интенсивностей (Pc/Pa) можно настраивать, например, регулировкой количества внешней добавки, добавляемой к тонеру.
(Проявитель)
Тонер по настоящему изобретению можно применять как однокомпонентный проявитель или двухкомпонентный проявитель. Предпочтительно, тонер по настоящему изобретению применяют как однокомпонентный проявитель.
(Устройство формирования изображения и способ формирования изображения)
Способ формирования изображения по настоящему изобретению включает в себя следующие этапы:
этап электризации, который является этапом равномерной электризации поверхности несущего скрытое изображение элемента;
этап экспонирования, который является этапом экспонирования электризованной поверхности несущего скрытое изображение элемента светом, чтобы тем самым сформировать скрытое электростатическое изображение;
этап проявления, который является этапом подачи тонера на скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности несущего скрытое изображение элемента, чтобы сформировать видимое изображение, с использованием проявочного валика и тонерорегулирующего ракеля, причем проявочный валик выполнен с возможностью приходить в контакт с несущим скрытое изображение элементом и нести тонер на его поверхность, а тонерорегулирующий ракель выполнен с возможностью регулировки количества тонера на поверхности проявочного валика и формирования тонкого слоя тонера;
этап переноса, который является этапом переноса видимого изображения с поверхности несущего скрытое изображение элемента на носитель записи; и
этап закрепления, который является этапом закрепления видимого изображения на носителе записи;
и, при необходимости, дополнительно включает другие этапы.
Тонер по настоящему изобретению используют в качестве тонера в этом способе формирования изображения.
Примеры других этапов включают в себя этап очистки, этап снятия заряда, этап рециклирования и этап управления.
Устройство формирования изображения по настоящему изобретению содержит:
несущий скрытое изображение элемент, выполненный с возможностью нести скрытое изображение;
зарядный блок, выполненный с возможностью равномерной электризации поверхности несущего скрытое изображение элемента;
экспонирующий блок, выполненный с возможностью экспонирования электризованной поверхности несущего скрытое изображение элемента светом на основании данных изображения, чтобы тем самым формировать скрытое электростатическое изображение;
проявочный блок, включающий в себя проявочный валик и тонерорегулирующий ракель и выполненный с возможностью подачи тонера на скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности несущего скрытое изображение элемента, чтобы сформировать видимое изображение, с использованием проявочного валика и тонерорегулирующего ракеля, причем проявочный валик выполнен с возможностью приходить в контакт с несущим скрытое изображение элементом и нести тонер на его поверхность, а тонерорегулирующий ракель выполнен с возможностью регулировки количества тонера на поверхности проявочного валика и формирования тонкого слоя тонера;
блок переноса, выполненный с возможностью переноса видимого изображения с поверхности несущего скрытое изображение элемента на носитель записи; и
блок закрепления, выполненный с возможностью закрепления видимого изображения на носителе записи;
и, при необходимости, дополнительно содержит другие блоки.
Тонер, используемый в устройстве формирования изображения, является тонером по настоящему изобретению.
Блок закрепления предпочтительно является блоком термозакрепления. Блок закрепления предпочтительно имеет закрепляющий элемент, который не требует подачи масла.
Примеры других этапов включают в себя этап очистки, этап снятия заряда, этап рециклирования и этап управления.
На фиг. 1 изображено одно примерное устройство формирования изображения по настоящему изобретению. Данное устройство формирования изображения содержит, в непоказанном кожухе корпуса, несущий скрытое изображение элемент (1), вращающийся по часовой стрелке на фиг. 1. Вокруг несущего скрытое изображение элемента (1) имеются зарядное устройство (2), экспонирующее устройство (3), проявочное устройство (4) с проявляющим электростатическое изображение тонером (T) по настоящему изобретению, очищающую часть (5), промежуточное средство (6) переноса, опорный валик (7), валик (8) переноса, непоказанный блок снятия заряда и другие элементы.
Данное устройство формирования изображения имеет непоказанную бумагоподающую кассету, содержащую множество бумажных листов (P) для записи, которые являются примером носителя записи. Бумажные листы (P) для записи в бумагоподающей кассете подаются по одному непоказанным бумагоподающим валиком в промежуток между промежуточным средством (6) переноса и валиком (8) переноса, служащими блоком переноса. Перед подачей между ними бумажный лист (P) для записи удерживается парой валиков совмещения, чтобы данный лист можно было подавать в требуемый момент времени.
В данном устройстве формирования изображения, во время вращения по часовой стрелке на фиг. 1, несущий скрытое изображение элемент (1) равномерно электризуется зарядным устройством (2). Затем несущий скрытое изображение элемент (1) облучается лазерными лучами, модулированными данными изображения, из экспонирующего устройства (3) для формирования тем самым скрытого электростатического изображения. Скрытое электростатическое изображение, сформированное на несущем скрытое изображение элементе (1), проявляется тонером с использованием проявочного устройства (4). Затем, проявленное тонером (порошковое) изображение, сформированное проявочным устройством (4), переносится с несущего скрытое изображение элемента (1) на промежуточное средство (6) переноса посредством приложения напряжения смещения при переносе. Отдельно, бумажный лист (P) для записи подается в промежуток между промежуточным средством (6) переноса и валиком (8) переноса, в результате чего порошковое изображение переносится на бумажный лист (P) для записи. Кроме того, бумажный лист (P) для записи с порошковым изображением транспортируется в непоказанный блок закрепления.
Блок закрепления содержит закрепляющий валик, который нагревается до предварительно заданной температуры закрепления посредством встроенного нагревателя, и прижимной валик, который прижимается к проявочному валику с предварительно заданным давлением. Блок закрепления нагревает и сжимает бумажный лист для записи, транспортируемый от валика (8) переноса, закрепляя тем самым порошковое изображение на бумажном листе для записи, который затем выгружается в непоказанный выводной лоток.
В устройстве формирования изображения после вышеописанного процесса записи несущий скрытое изображение элемент (1), с которого порошковое изображение было перенесено валиком (8) переноса на бумажный лист для записи, поворачивается дальше, достигая очищающей части (5), где тонер, остающийся на поверхности несущего скрытое изображение элемента (1), счищается. Затем, с несущего скрытое изображение элемента (1) снимается заряд непоказанным устройством снятия заряда. Устройство формирования изображения равномерно электризует зарядным устройством (2) несущий скрытое изображение элемент (1), с которого был снят заряд устройством снятия заряда, и выполняет формирование следующего изображения таким же образом, как описано выше.
Ниже подробно описаны элементы, подходящие для применения в устройстве формирования изображения по настоящему изобретению.
Материал, форма, конструкция и размер несущего скрытое изображение элемента (1) конкретно не ограничены и могут быть соответственно выбраны из известных в данной области техники. Несущий скрытое изображение элемент в подходящем случае имеет вид барабана или ремня и является, например, неорганическим фотопроводником, выполненным, например, из аморфного кремния или селена, и органическим фотопроводником, выполненным, например, из полисилана или фталополиметина. Из них аморфный кремниевый фотопроводник или органический фотопроводник является предпочтительным, поскольку он обладает длительным сроком службы.
Скрытое электростатическое изображение может быть сформировано на несущем скрытое изображение элементе (1) блоком формирования скрытого электростатического изображения посредством, например, экспонирования по изображению поверхности несущего скрытое изображение элемента (1). Блок формирования скрытого электростатического изображения содержит по меньшей мере зарядное устройство (2), которое электризует поверхность несущего скрытое изображение элемента (1), и экспонирующее устройство (3), которое экспонирует по изображению поверхность несущего скрытое изображение элемента (1).
Этап электризации можно выполнять, например, подачей напряжения на поверхность несущего скрытое изображение элемента (1) с использованием зарядного устройства (2).
Зарядное устройство (2) конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя известные сами по себе электризаторы контактного типа, имеющие, например, проводящий или полупроводниковый валик, кисть, пленку и резиновый ракель; и электризаторы неконтактного типа, использующие коронный разряд, например, коротрон и скоротрон.
Зарядное устройство (2) может быть зарядным валиком, а также магнитной кистью или меховой кистью. Их форму можно соответственно выбрать в зависимости от технических характеристик или конфигурации электрофотографического устройства. Когда в качестве зарядного устройства используют магнитную кисть, магнитная кисть состоит из зарядного элемента из различных ферритовых частиц, например, феррита Zn-Cu, немагнитной проводящей втулки для поддержки ферритовых частиц и магнитного валика, содержащегося в немагнитной проводящей втулке. Также, меховая кисть является, например, мехом, обработанным для придания проводящих свойств, например, углеродом, сульфидом меди, металлом или оксидом металла, и мех намотан или закреплен на металле или металлическом сердечнике, который обработан для придания проводящих свойств, чтобы тем самым получить зарядное устройство.
Зарядное устройство (2) не ограничено вышеупомянутыми электризаторами контактного типа. Однако, электризаторы контактного типа предпочтительны для применения с точки зрения уменьшения количества озона, образуемого электризатором в устройстве формирования изображения.
Экспонирование можно выполнять, например, методом экспонирования по изображению поверхности несущего скрытое изображение элемента (1) посредством экспонирующего устройства (3). Экспонирующее устройство (3) конкретно не ограничено при условии, что оно обеспечивает требуемое экспонирование по изображению поверхности несущего скрытое изображение элемента (1), электризованного зарядным устройством (2), и может быть соответственно выбрано в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя различные экспонирующие устройства, например, копировальное оптическое экспонирующее устройство, экспонирующее устройство с растром стержневых линз, лазерное оптическое экспонирующее устройство и экспонирующее устройство с жидкокристаллическим затвором.
Проявление может выполняться посредством, например, проявления скрытого электростатического изображения тонером по настоящему изобретению с использованием проявочного устройства (4). Проявочное устройство (4) конкретно не ограничено при условии, что оно обеспечивает проявление с использованием тонера по настоящему изобретению, и может быть соответственно выбрано из известных проявочных блоков. Предпочтительные примеры проявочных блоков включают в себя блоки, содержащие проявочное устройство, в котором содержится тонер по настоящему изобретению и которое может наносить тонер на скрытое электростатическое изображение контактным или неконтактным образом.
Проявочное устройство (4) предпочтительно имеет проявочный валик (40) и формирующий тонкий слой элемент (41). Здесь проявочный валик (40) имеет тонер на своей окружной поверхности и подает тонер на скрытое электростатическое изображение, сформированное на несущем скрытое изображение элементе (1) во время совместного вращения с несущим скрытое изображение элементом (1), с которым проявочный валик (40) находится в контакте. Формирующий тонкий слой элемент (41) приходит в контакт с окружной поверхностью проявочного валика (40) для формирования тонкого слоя тонера на проявочном валике (40).
Применяемый проявочный валик (40) предпочтительно является металлическим валиком или эластичным валиком. Металлический валик конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают алюминиевый валик. Посредством обработки металлического валика методом струйной обдувки можно относительно просто сформировать проявочный валик (40) с требуемым коэффициентом трения. В частности, алюминиевый валик можно обрабатывать струйной обдувкой стеклянными шариками, чтобы сделать поверхность валика шероховатой для присоединения за счет этого подходящего количества тонера к поверхности полученного таким образом проявочного валика.
Применяемый эластичный валик является валиком, покрытым эластичным слоем каучука. Валик дополнительно снабжен поверхностным слоем покрытия, выполненным из материала, который является легко электризуемым с полярностью, противоположной полярности электризации тонера.
Твердость эластичного валика предпочтительно устанавливают на 85° или ниже, более предпочтительно, 80° или ниже по шкале Аскера C, чтобы не допускать разрушения тонера вследствие концентрации давления в области контакта между эластичным валиком и формирующим тонкий слой элементом (41). Когда твердость эластичного валика низка, очистка формирующего тонкий слой элемента (41) от сплавленного материала становится затруднительной, что может приводить к прочному сцеплению материала на нем. Следовательно, твердость эластичного валика по шкале Аскера C предпочтительно устанавливают на 60° или выше, более предпочтительно, 65° или выше.
Твердость эластичного валика по шкале Аскера C можно устанавливать известным способом, например, способом регулировки степени сшивки применяемого каучука.
Шероховатость Ra поверхности эластичного валика предпочтительно составляет от 0,5 мкм до 3,0 мкм. Когда шероховатость Ra поверхности эластичного валика меньше чем 0,5 мкм, очистка формирующего тонкий слой элемента от сплавленного материала становится затруднительной, что может приводить к прочному сцеплению материала на нем. В случае тонера, к которому надежно присоединены тонкодисперсные частицы смолы, как в настоящем изобретении, когда шероховатость Ra его поверхности превышает 3,0 мкм, воспроизводимость тонких линий может ухудшаться. Одна из причин такого ухудшения может состоять в следующем. В частности, поскольку на поверхностях частиц тонера присутствуют тонкодисперсные частицы смолы, обладающие высокой электризуемостью, то, когда применяют проявочный валик с большой Ra, частицы тонера скапливаются на вогнутых участках поверхности проявочного валика, и поэтому между ними создается отталкивание. Шероховатость Ra поверхности эластичного валика можно скорректировать известным способом, например, способом, в котором вблизи поверхности эластичного валика располагают крупные частицы, отрегулированные по диаметру.
3
10
Кроме того, поскольку на проявочный валик (40) подается проявочное напряжение смещения для формирования электрического поля между проявочным валиком (40) и несущим скрытое изображение элементом (1), то сопротивление эластичного слоя каучука устанавливают на уровне от 10 Ом до 10 Ом. Проявочный валик (40) вращается по часовой стрелке для транспортировки удерживаемого на нем тонера в положения, где проявочный валик (40) обращен к формирующему тонкий слой элементу (41) и несущему скрытое изображение элементу (1).
Формирующий тонкий слой элемент (41) предусмотрен в положении ниже области контакта между подающим валиком (42) и проявочным валиком (40). Формирующий тонкий слой элемент (41) представляет собой металлическую пластинчатую пружину из нержавеющей стали (SUS) или фосфористой бронзы, и его свободный конец приведен в контакт с поверхностью проявочного валика (40) с усилием прижима от 10 Н/м до 40 Н/м. Формирующий тонкий слой элемент (41) формирует проходящий под ним тонер в тонкий слой посредством усилия прижима и фрикционно электризует тонер. Кроме того, для содействия фрикционной электризации, на формирующий тонкий слой элемент (41) подается регулирующее напряжение смещения, имеющее значение, смещенное в том же направлении полярности тонера относительно проявляющего напряжения смещения.
Каучуковый эластичный материал, образующий поверхность проявочного валика (40), конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают в себя бутадиен-стирольные сополимерные каучуки, акрилонитрилбутадиеновые сополимерные каучуки, акриловые каучуки, эпихлоргидриновые каучуки, уретановые каучуки, силиконовые каучуки и смеси двух или более из них. Из них особенно предпочтительными являются смешанные каучуки из эпихлоргидриновых каучуков и акрилонитрилбутадиеновых сополимерных каучуков.
Проявочный валик (40) изготавливают, например, покрытием окружной поверхности проводящего стержня каучуковым эластичным материалом. Проводящий стержень изготавливают, например, из металла, такого как нержавеющая сталь (SUS).
Перенос может выполняться, например, электризацией несущего скрытое изображение элемента (1) валиком переноса. Валик переноса предпочтительно имеет блок первичного переноса, выполненный с возможностью переноса порошкового изображения на промежуточное средство (6) переноса для формирования перенесенного изображения; и блок вторичного переноса (валик (8) переноса), выполненный с возможностью переноса перенесенного изображения на бумажный лист (P) для записи. Предпочтительнее, применяют тонеры двух или более цветов, предпочтительно, многоцветные тонеры, валик переноса имеет блок первичного переноса, выполненный с возможностью переноса порошковых изображений на промежуточное средство (6) переноса для формирования составного перенесенного изображения; и блок вторичного переноса, выполненный с возможностью переноса составного перенесенного изображения на бумажный лист (P) для записи.
Следует отметить, что промежуточное средство (6) переноса конкретно не ограничено и может быть соответственно выбрано из известных средств переноса. Предпочтительные его примеры включают в себя ремень переноса.
Блок переноса (блок первичного переноса или блок вторичного переноса) предпочтительно имеет по меньшей мере устройство переноса, которое отделяет по заряду порошковое изображение от несущего скрытое изображение элемента (1) на бумажный лист (P) для записи. Число блоков переноса может быть один или более. Примеры блока переноса включают в себя короноразрядное устройство переноса с использованием коронного разряда, ремень переноса, валик переноса, прижимной валик переноса и устройство адгезивного переноса.
Следует отметить, что типичные примеры бумажного листа (P) для записи включают в себя простую бумагу. Однако, бумажный лист для записи конкретно не ограничен при условии, что он может принимать незакрепленное изображение, сформированное после проявления, и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Дополнительные примеры применяемого бумажного листа для записи включают в себя основы из PET для применения в OHP.
Закрепление может выполняться, например, закреплением порошкового изображения, перенесенного на бумажный лист (P) для записи, блоком закрепления. Закрепление порошковых изображений в нескольких цветах может выполняться каждый раз, когда каждое порошковое изображение переносится на бумажный лист (P) для записи, или одновременно после того, как были взаимно наложены порошковые изображения в нескольких цветах.
Блок закрепления конкретно не ограничен и может быть соответственно выбран в зависимости от намеченной цели. Блок закрепления предпочтительно представляет собой известный блок нагрева-прижима. Примеры блока нагрева-прижима включают в себя сочетание нагревательного валика и прижимного валика, а также сочетание нагревательного валика, прижимного валика и бесконечного ремня. Следует отметить, что температура нагревания блока нагрева-прижима предпочтительно составляет от 80°C до 200°C.
Устройство закрепления может быть устройство закрепления с мягким валиком, имеющим фторсодержащие поверхностные слои, как показано на фиг. 2. Данный блок закрепления имеет нагревательный валик (9) и прижимной валик (14). Нагревательный валик (9) имеет алюминиевый сердечник (10), слой (11) эластичного материала из силиконового каучука, поверхностный слой (12) PFA (сополимера тетрафторэтилена и перфторалкилвинилового простого эфира) и нагреватель (13), причем слой (11) эластичного материала и поверхностный слой (12) PFA обеспечены на алюминиевом сердечнике (10), а нагреватель (13) - внутри алюминиевого сердечника (10). Прижимной валик (14) содержит алюминиевый сердечник (15), слой (16) эластичного материала из силиконового каучука и поверхностный слой (17) PFA, причем слой (16) эластичного материала и поверхностный слой (17) PFA обеспечены на алюминиевом сердечнике (15). Следует отметить, что бумажный лист (P) для записи с незакрепленным изображением (18) подается как показано.
Следует отметить, что в настоящем изобретении можно применить известное устройство оптического закрепления помимо или вместо блока закрепления, в зависимости от намеченной цели.
Снятие заряда предпочтительно выполняют, например, подачей напряжения смещения для снятия заряда на несущий скрытое изображение элемент посредством блока снятия заряда. Блок снятия заряда конкретно не ограничен при условии, что он может подавать напряжение смещения для снятия заряда на несущий скрытое изображение элемент и может быть соответственно выбран из известных устройств снятия заряда. Предпочтительный его пример включает в себя лампу снятия заряда.
Очистку предпочтительно выполняют, например, снятием тонера, остающегося на несущем скрытое изображение элементе, блоком очистки. Блок очистки конкретно не ограничен при условии, что он может снимать тонер, остающийся на несущем скрытое изображение элементе, и может быть соответственно выбран из известных очистителей. Предпочтительные его примеры включают в себя очиститель с магнитной кистью, очиститель с электростатической кистью, очиститель с магнитным валиком, ракельный очиститель, щеточный очиститель и ленточный очиститель.
Рециклирование предпочтительно выполняют, например, транспортировкой тонера, снятого блоком очистки, в проявочный блок посредством блока рециклирования. Блок рециклирования конкретно не ограничен и может быть любым известным транспортировочным блоком.
Управление предпочтительно выполняют, например, путем управления каждым блоком посредством блока управления. Блок управления конкретно не ограничен при условии, что он может управлять каждым блоком, и может быть соответственно выбран в зависимости от назначенной цели. Его примеры включают в себя задатчик последовательности и компьютер.
Устройство формирования изображения, способ формирования изображения или технологический картридж по настоящему изобретению использует проявляющий скрытое электростатическое изображение тонер, обладающий превосходной закрепляющей способностью и не подвергающийся деградации (например, растрескиванию) из-за напряжений в процессе проявления, и, следовательно, может обеспечить высококачественные изображения.
<Устройство формирования многоцветного изображения>
На фиг. 3 схематически представлен пример устройства формирования многоцветного изображения, к которому применимо настоящее изобретение. Устройство формирования многоцветного изображения, изображенное на фиг. 3, является устройством формирования четырехкрасочного изображения тандемного типа.
Устройство формирования изображения по фиг. 3 содержит, в непоказанном кожухе корпуса, несущие скрытое изображение элементы (1), вращающиеся по часовой стрелке на фиг. 3. Вокруг несущего скрытое изображение элемента (1) имеются зарядное устройство (2), экспонирующее устройство (3), проявочное устройство (4), промежуточное средство (6) переноса, опорный валик (7), валик (8) переноса и другие элементы. Данное устройство формирования изображения содержит непоказанную бумагоподающую кассету, содержащую множество бумажных листов (P) для записи. Бумажные листы (P) для записи в бумагоподающей кассете подаются по одному непоказанным бумагоподающим валиком в промежуток между промежуточным средством (6) переноса и валиком (8) переноса, с последующим закреплением блоком (19) закрепления. Перед подачей между ними бумажный лист для записи удерживается парой валиков совмещения так, чтобы его можно было подавать в требуемый момент времени.
В данном устройстве формирования изображения, во время вращения по часовой стрелке на фиг. 3, каждый из несущих скрытое изображение элементов (1) равномерно электризуется соответствующим зарядным устройством (2). Затем несущий скрытое изображение элемент (1) облучается лазерными лучами, модулированными данными изображения, из экспонирующего устройства (3) для формирования тем самым скрытого электростатического изображения. Скрытое электростатическое изображение, сформированное на несущем скрытое изображение элементе (1), проявляется тонером с использованием соответствующего проявочного устройства (4). Затем порошковое изображение, которое было сформировано нанесением тонера на несущий скрытое изображение элемент проявочным устройством (4), переносится с несущего скрытое изображение элемента (1) на промежуточное средство (6) переноса. Вышеописанный процесс выполняется в четырех цветах, голубом (C), пурпурном (M), желтом (Y) и черном (K), для формирования тем самым многоцветного порошкового изображения.
На фиг. 4 схематически изображен пример устройства формирования многоцветного изображения револьверного типа. Данное устройство формирования изображения переключает работу каждого проявочного устройства на последовательное нанесение цветных тонеров на один несущий скрытое изображение элемент (1) для проявления. Валик (8) переноса используется для переноса цветного порошкового изображения с промежуточного средства (6) переноса на бумажный лист (P) для записи, который затем транспортируется в закрепляющую часть для получения закрепленного изображения.
В устройстве формирования изображения после того, как порошковое изображение перенесено с промежуточного средства (6) переноса на бумажный лист (P) для записи, несущий скрытое изображение элемент (1) поворачивается дальше, достигая очищающей части (5), где тонер, остающийся на поверхности несущего скрытое изображение элемента (1), счищается ракелем, после чего выполняется снятие заряда снимающей заряд частью. Затем, устройство формирования изображения равномерно электризует зарядным устройством (2) несущий скрытое изображение элемент (1), с которого был снят заряд устройством снятия заряда, и выполняет формирование следующего изображения таким же образом, как описано выше. Следует отметить, что очищающая часть (5) ограничена той частью, где тонер, остающийся на несущем скрытое изображение элементе (1), счищается ракелем. Например, очищающая часть (5) может быть той частью, где тонер, остающийся на несущем скрытое изображение элементе (1), счищается меховой кистью.
Способ формирования изображения или устройство формирования изображения по настоящему изобретению использует в качестве проявителя тонер по настоящему изобретению и, следовательно, может обеспечивать высококачественные изображения.
(Технологический картридж)
Технологический картридж по настоящему изобретению содержит несущий скрытое изображение элемент и проявочный блок, выполненный с возможностью проявления тонером скрытого электростатического изображения на несущем скрытое изображение элементе для формирования видимого изображения, и устанавливается с возможностью съема в устройство формирования изображения.
Тонер по настоящему изобретению применяют в качестве вышеупомянутого тонера.
Проявочный блок имеет по меньшей мере контейнер для проявителя, вмещающий тонер или проявитель по настоящему изобретению, и несущий проявитель элемент, который несет и транспортирует тонер, содержащийся в контейнере для проявителя; и, необязательно, дополнительно включает в себя, например, тонерорегулирующий ракель для регулировки толщины слоя тонера на несущем проявитель элементе. Технологический картридж по настоящему изобретению можно съемно устанавливать в различные электрофотографические устройства формирования изображения, факсимильные аппараты и принтеры. Предпочтительно, он съемно устанавливается в устройство формирования изображения по настоящему изобретению.
Как показано на фиг. 5, технологический картридж содержит несущий скрытое изображение элемент (1), зарядное устройство (2), экспонирующее устройство (4), валик (8) переноса и очищающую часть (5); и, при необходимости, дополнительно содержит другие блоки. На фиг. 5 (L) обозначает свет, излучаемый непоказанным экспонирующим устройством, а (P) обозначает бумажный лист для записи. Несущий скрытое изображение элемент (1) может быть таким же, как и применяемый в вышеописанном устройстве формирования изображения. Зарядное устройство (2) может быть любым зарядным устройством.
Далее будет приведено описание способа формирования изображения технологическим картриджем, показанным на фиг. 5. При вращении в направлении, обозначенном стрелкой, несущий скрытое изображение элемент (1) электризуется зарядным устройством (2) и затем экспонируется светом (L), излучаемым непоказанным экспонирующим блоком. В результате, на поверхности несущего скрытое изображение элемента (1) формируется скрытое электростатическое изображение, соответствующее экспонируемому рисунку. Скрытое электростатическое изображение проявляется тонером в проявочном устройстве (4). Проявленное тонером (порошковое) изображение переносится валиком (8) переноса на бумажный лист (P) для записи, который затем распечатывается. Затем, поверхность несущего скрытое изображение элемента, с которого перенесено порошковое изображение, очищается в очищающей части (5) и освобождается от заряда непоказанным блоком снятия заряда. Вышеописанный процесс выполняется многократно.
Примеры
Далее будет приведено более подробное описание настоящего изобретения на примерах и сравнительных примерах, которые нельзя интерпретировать ограничивающими настоящее изобретение.
Сначала будет приведено описание способов анализа и оценки тонеров, полученных в примерах и сравнительных примерах.
Хотя нижеприведенная оценка выполнялась на тонере по настоящему изобретению, применяемом как однокомпонентный проявитель, тонер по настоящему изобретению можно также применять как двухкомпонентный проявитель с подходящей внешней обработкой и подходящими носителями.
<Измерение диаметра тонкодисперсных частиц виниловой смолы>
Диаметр частиц тонкодисперсных частиц виниловой смолы измеряли как усредненный по объему диаметр частиц с использованием прибора UPA-150EX (выпускаемого компанией NIKKISO CO., LTD.).
<Измерение молекулярной массы (ГПХ)>
Молекулярную массу смолы измеряли методом ГПХ (гель-проникающей хроматографии) при следующих условиях:
Устройство: GPC-150°C (выпускаемое компанией Waters Co.)
Колонка: KF801-807 (выпускаемая компанией Showdex Co.)
Температура: 40°C
Растворитель: ТГФ (тетрагидрофуран)
Расход: 1,0 мл/мин
Вводимый образец: 0,1-мл проба, имеющая концентрацию от 0,05 массового % до 0,6 массового %.
По распределению молекулярной массы смолы, измеренной при вышеприведенных условиях, вычисляли среднечисловую молекулярную массу и средневесовую молекулярную массу смолы с использованием молекулярно-массовой калибровочной кривой, полученной по монодиспергированным полистирольным стандартным образцам. Стандартные полистирольные образцы, примененные для получения калибровочной кривой, представляли собой толуол и стандартные образцы №№ S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0 и S-0.580 серии Showdex STANDARD (выпускаемые компанией SHOWA DENKO K.K.). В качестве детектора применяли детектор RI (показателя преломления).
с
<Измерение температуры стеклования (T) (ДСК)>
с
Температуру стеклования (T) измеряли с использованием системы ТГ-ДСК модели TAS-100 (производимой компанией Rigaku Denki Co., Ltd.).
с
с
Примерно 10 мг образца поместили в алюминиевый сосуд, который разместили на блоке держателя. Затем, блок держателя установили в электрическую печь. Образец нагревали от комнатной температуры до 150°C со скоростью повышения температуры 10°C/мин, выдерживали при 150°C в течение 10 мин, охлаждали до комнатной температуры и выдерживали в течение 10 мин. В азотной атмосферы образец нагревали снова до 150°C со скорость повышения температуры 10°C/мин для ДСК-анализа. Используя систему модели TAS-100 в качестве аналитической системы, вычисляли T по точке касания между линией базиса и касательной линией эндотермической кривой вблизи T.
<Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска)>
Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) измеряли следующим способом.
В частности, навешивали 1,0 г тонера в 30-мл стеклянную пробирку с завинчивающейся пробкой при температуре 25°C±2°C. Затем, к данной навеске добавляли 7 мл н-гексана, и полученную смесь размешивали на роликовой мельнице при 120 об/мин в течение 1 мин. Полученный раствор фильтровали посредством отсасывания с использованием мембранного фильтра из PTFE с отверстиями 1 мкм.
Фильтрат высушивали при 40°C в течение 24 часов и измеряли массу фильтрата после сушки. Полученный результат измерения определяли как «количество извлеченного смазочного средства». Количество извлеченного гексаном смазочного средства (количество извлеченного воска) вычисляли делением «количества извлеченного смазочного средства» на 1 г («количество извлеченного смазочного средства»/1 г).
<Твердость проявочного валика по шкале Аскера C>
Твердость проявочного валика по шкале Аскера C измеряют измерителем твердости пружинного типа, ASKER C, (выпускаемого компанией KOBUNSHI REIKI CO., LTD.).
<Шероховатость (Ra) поверхности проявочного валика>
Шероховатость (Ra) поверхности проявочного валика измеряют контактным измерителем шероховатости поверхности SURFCOM (выпускаемым компанией TOKYO SEIMITSU CO., LTD.) в соответствии со стандартом JIS B0601-1994.
<Измерение коэффициента пропускания>
Сначала в 1-литровый сосуд из полипропилена залили 995 г умягченной ионным обменом воды, из которой предварительно удалены твердые примеси.
Затем, в умягченную ионным обменом воду добавили 5 г «додецилсульфата натрия» (производимого компанией KANTO KAGAKU K.K.), служащего диспергатором, тем самым приготовив 0,5%-ую по массе жидкую дисперсию.
Затем, навешивали 40 г приготовленной жидкой дисперсии и смешивали с 3 г тонера, с последующим перемешиванием в течение 90 мин. Полученную смесь переносили в 100-мл стакан из нержавеющей стали (производимый компанией TOP Co.), в котором упомянутую смесь облучали ультразвуковыми волнами в течение 5 мин, используя устройство для облучения ультразвуковыми волнами («VCX-750», выпускаемое компанией Sonics & Materials, Inc.), мощность которого была настроена на 80 Вт.
Перед облучением убеждались, чтобы источник ультразвуковых волн был достаточно погружен в жидкую дисперсию (на глубину 1 см или более от поверхности жидкости).
Жидкую дисперсию соответственно охлаждали, чтобы ее температура была в диапазоне от 10°C до 40°C во время облучения ультразвуковыми волнами.
Жидкую дисперсию тонера (11 мл) после облучения ультразвуковыми волнами перенесли в 15-мл центрифужную пробирку, которую центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Применяли центрифугу «CN-1040», изготовленную компанией HSIANGTAI Inc.
После центрифугирования из надосадочной жидкости брали образец в объеме 1,6 мл из верхней части поверхности жидкости. Образец надосадочной жидкости переносили в кварцевую кювету УФ-Вид-спектрофотометра (UV-2550, компании Shimadzu Corporation) и измеряли на коэффициент пропускания относительно света с длиной волны 800 нм.
При данном измерении, в качестве контрольного образца применяли 0,5%-ый по массе водный раствор додецилсульфата натрия. Коэффициент пропускания 0,5%-го по массе водного раствора додецилсульфата натрия относительно света с длиной волны 800 нм принимали за 100%.
-1
-1
-1
-1
<Отношение интенсивности при 700 см к интенсивности при 828 см и отношение интенсивности при 475 см к интенсивности при 828 см, измеренные методом нарушенного полного отражения (НПО)>
-1
-1
-1
-1
Для определения отношения интенсивности при 700 см к интенсивности при 828 см и отношения интенсивности при 475 см к интенсивности при 828 см, измеряемого методом нарушенного полного отражения (НПО), применяли следующее устройство:
Название устройства: Spectrum One
Оснастка: универсальная оснастка НПО
Изготовитель: Perkin Elmer Inc.
<Электризуемость (загрязнение фона)>
Тонер помещали в черный (Bk) картридж устройства формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленного компанией Ricoh Company, Ltd.). На устройстве формирования изображения распечатали бланк, чтобы наблюдать состояния на бланке и несущем скрытое изображение элементе (фотопроводнике). Данную распечатку выполняли в условиях окружающей среды NN при 23°C и 40% ОВ.
[Критерии оценки]
A: На бланке или фотопроводнике отсутствовали прилипшие частицы тонера.
B: На бланке отсутствовали прилипшие частицы тонера, но на фотопроводнике наблюдались слабо прилипшие частицы тонера, когда фотопроводник был наклонен.
C: слабо прилипшие частицы тонера наблюдались на бланке, когда бланк был наклонен.
D: Прилипшие частицы тонера ясно наблюдались на бланке.
<Сопротивление сцеплению (окружающая среда NN)>
После распечатки 2000 листов белого сплошного изображения с использованием модифицированного устройства формирования изображения IPSIO SP C220 (изготовленного компанией Ricoh Company, Ltd.), в котором эластичный валик имел твердость 72° по шкале Аскера C и шероховатость (Ra) поверхности 1,1 мкм, тонер, накопившийся на регулирующем ракеле, оценивали по следующим 4 категориям. Измерение выполняли в окружающей среде, в которой температура составляла 23°C, а относительная влажность (ОВ) составляла 40% (окружающая среда NN).
[Критерии оценки]
A: Прилипание тонера не наблюдалось, отлично
Β: Заметного прилипания тонера не наблюдалось, отрицательное влияние на качество изображения отсутствовало
C: Наблюдалось прилипание тонера, оказывающее отрицательное влияние на качество изображения
D: Наблюдалось заметное прилипание тонера, оказывающее значительное отрицательное влияние на качество изображения
<Сопротивление сцеплению (окружающая среда HH) >
После распечатки 2000 листов белого сплошного изображения с использованием модифицированного устройства формирования изображения IPSIO SP C220 (изготовленного компанией Ricoh Company, Ltd.), в котором эластичный валик имел твердость 72° по шкале Аскера C и шероховатость (Ra) поверхности 1,1 мкм, тонер, накопившийся на регулирующем ракеле, оценивали по следующим 4 категориям. Измерение выполняли в окружающей среде, в которой температура составляла 28°C, а относительная влажность (ОВ) составляла 80% (окружающая среда NN).
[Критерии оценки]
A: Прилипание тонера не наблюдалось, отлично
Β: Заметного прилипания тонера не наблюдалось, отрицательное влияние на качество изображения отсутствовало
C: Наблюдалось прилипание тонера, оказывающее отрицательное влияние на качество изображения
D: Наблюдалось заметное прилипание тонера, оказывающее значительное отрицательное влияние на качество изображения
<Изменение плотности изображения>
До и после распечатки 2000 листов, содержащих таблицу с долей площади изображения 1%, с использованием устройства формирования изображения IPSIO SP C220 (изготовленного компанией Ricoh Company, Ltd.), на бумаге (TYPE 6000, выпускаемой компанией Ricoh Company, Ltd.), распечатывали черное сплошное изображение. Затем плотность изображения измеряли спектроденситометром (выпускаемым компанией X-Rite) и оценивали разность плотностей изображения до и после распечатки 2000 листов на основе следующих критериев.
[Критерии оценки]
A: Разность <0,1%
B: 0,1%≤ Разность <0,2%
C: 0,2%≤ Разность <0,3%
D: 0,3%≤ Разность
<Разделяемость при закреплении>
2
Устройство формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленное компанией Ricoh Company, Ltd.) использовали для формирования 6 бумажных листов, каждый из которых имел изображение, проявленное тонером с расходом 1,1±0,1 мг/см. Данное изображение представляло собой незакрепленное, сплошное изображение, имеющее пустой концевой участок 3 мм в направлении вдоль длинной стороны изображения.
Отдельно, закрепляющий участок сняли с устройства формирования изображения и модифицировали так, чтобы температура и линейная скорость ремня закрепления были настроены до требуемых значений, тем самым изготовили модифицированное устройство испытания закрепления. Данное модифицированное устройство испытания закрепления использовали для закрепления незакрепленных, сплошных изображений на бумажных листах от их 3-мм пустого концевого участка, с линейной скоростью ремня закрепления, настроенной на 125 мм/сек, и температурой ремня закрепления, повышаемой со 140°C до 190°C с шагом 10°C. Разделяемость при закреплении оценивали в соответствии с нижеприведенными критериями на основе числа бумажных листов, которые могут быть нормально закреплены без наматывания на ремень закрепления или замятия бумаги на выпуске устройства закрепления.
[Критерии оценки]
A: Число бумажных листов, которое можно было нормально закрепить, составило 5 или более.
B: Число бумажных листов, которое можно было нормально закрепить, составило не более 4, но не менее 3.
C: Число бумажных листов, которое можно было нормально закрепить, составило 2 или менее.
<Способ оценки пленкообразования на ОФП>
Устройство формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленное компанией Ricoh Company, Ltd.) применяли для непрерывной печати заданного распечатываемого рисунка, имеющего плотность заполнения изображения 1%, в окружающей среде HH (28°C, 80% ОВ). После непрерывной печати 5000 листов несущий скрытое изображение элемент (фотопроводник) и сплошное изображение визуально изучали и оценивали по следующим критериям.
[Критерии оценки]
A: Никакой пленки на фотопроводнике не образовалось; проблем не было.
B: На фотопроводнике образовалась пленка, но на изображении проблем не было.
C: На фотопроводнике образовалась пленка и были проблемы на изображении.
<Стабильность электризации>
Устройство формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленное компанией Ricoh Company, Ltd.), содержащее тонер (проявитель), подвергнутый обработкой внешней добавкой, применяли для непрерывной печати заданного распечатываемого рисунка, имеющего отношение B/W (черного/белого) 6%, в окружающей среде HH (28°C, 80% ОВ). После непрерывной печати (длительной работы) 50 листов и 2000 листов, воспользовались аспирационным компактным измерителем величины заряда (модель 210HS, изделие компании TREK JAPAN) для отсоса тонера с проявочного валика во время печати рисунка бланка. И величины заряда тонера после печати 50 листов и 2000 листов измеряли и оценивали по следующим критериям.
[Критерии оценки]
A: Разность между величинами заряда составляла не менее 15 мкКл/г, но не более 25 мкКл/г по абсолютному значению.
B: Разность между величинами заряда составляла не менее 10 мкКл/г, но менее 15 мкКл/г по абсолютному значению.
C: Разность между величинами заряда была меньше 10 мкКл/г по абсолютному значению.
<Воспроизводимость тонких линий>
Модифицированное устройство формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленное компанией Ricoh Company, Ltd.) применяли для печати на бумажном листе штрихового изображения вида 1×1 точка растра (1 точка растра запечатанная, 1 точка растра пустая) в аксиальном направлении несущего скрытое изображение элемента (фотопроводника). Штриховое изображение тонких линий у полученного изображения визуально изучали и оценивали по следующим критериям.
[Критерии оценки]
A: Тонкая линия воспроизводилась равномерно.
B: Тонкая линия воспроизводилась почти равномерно, однако была немного деформированной.
C: Тонкая линия была деформированной, но практически приемлемой.
D: Тонкая линия была заметно деформированной и практически неприемлемой.
Далее будет приведено описание примеров приготовления различных материалов, примененных в примерах и сравнительных примерах.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 1 тонкодисперсной виниловой смолы)
с
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (170 массовых частей), метоксидиэтиленгликольметакрилата (30 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации. Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 1 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 72°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 41300 и усредненный по объему диаметр частиц 100 нм.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 2 тонкодисперсной виниловой смолы)
с
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (160 массовых частей), метоксидиэтиленгликольметакрилата (40 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации. Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 2 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 62°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 43500 и усредненный по объему диаметр частиц 105 нм.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 3 тонкодисперсной виниловой смолы)
с
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (180 массовых частей), н-бутилакрилата (20 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации. Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 3 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 75°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 40000 и усредненный по объему диаметр частиц 105 нм.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 4 тонкодисперсной виниловой смолы)
с
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (170 массовых частей), н-бутилакрилата (30 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации. Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 4 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 69°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 42100 и усредненный по объему диаметр частиц 105 нм.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 5 тонкодисперсной виниловой смолы)
с
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (160 массовых частей), н-бутилакрилата (40 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации. Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 5 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 60°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 44000 и усредненный по объему диаметр частиц 108 нм.
(Пример приготовления жидкой дисперсии 6 тонкодисперсной виниловой смолы)
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили лаурилсульфатом натрия (0,7 массовой части) и умягченной ионным обменом водой (498 массовых частей), с последующим нагревом до 80°C при нагревании для растворения. Затем, к полученному раствору добавили раствор (106,6 массовых частей) персульфата калия (2,6 массовых частей) в умягченной ионным обменом воде (104 массовых части). Через пятнадцать минут после добавления в полученную смесь ввели по каплям за 90 мин смесь мономеров из стиролового мономера (200 массовых частей) и н-октантиола (1,4 массовой части). Затем, температуру смеси поддерживали на 80°C в течение 60 мин для проведения реакции полимеризации.
с
Затем, полученный таким образом продукт реакции охладили для получения белой [жидкой дисперсии 6 тонкодисперсной виниловой смолы], имеющей температуру стеклования (T) 95°C, средневесовую молекулярную массу (Mw) 41500 и усредненный по объему диаметр частиц 102 нм.
В таблицах 1-1 и 1-2 приведены сводные данные для тонкодисперсных частиц виниловой смолы в жидких дисперсиях с 1 по 6 тонкодисперсных частиц виниловой смолы по, например, составу и молекулярной массе мономеров.
Таблица 1-1
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы
Тонкодисперсная частица виниловой смолы
Состав мономеров
Стирол (массовых %)
Метоксидиэтиленгликольметакрилат (массовых %)
Бутилакрилат (массовых %)
Метилметакрилат (массовых %)
Метакриловая кислота (массовых %)
Акриловая кислота (массовых %)
Тонкодисперсная частица 1 виниловой смолы
85
15
-
-
Тонкодисперсная частица 2 виниловой смолы
80
20
Тонкодисперсная частица 3 виниловой смолы
90
10
Тонкодисперсная частица 4 виниловой смолы
85
15
Тонкодисперсная частица 5 виниловой смолы
80
20
Тонкодисперсная частица 6 виниловой смолы
100
-
-
Таблица 1-2
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы
Тонкодисперсная частица виниловой смолы
Удлинитель цепи
Физическая характеристика
1-октантиол (массовых % по отношению к мономеру
Среднечисловая молекулярная масса (Mn)
Средневесовая молекулярная масса (Mw)
Температура стеклования T<sub>с</sub> (°C)
Тонкодисперсная частица 1 виниловой смолы
0,7
21,500
41,300
72
Тонкодисперсная частица 2 виниловой смолы
0,7
22,000
43,500
62
Тонкодисперсная частица 3 виниловой смолы
0,7
21,000
40,000
75
Тонкодисперсная частица 4 виниловой смолы
0,7
22,500
42,100
69
Тонкодисперсная частица 5 виниловой смолы
0,7
21,300
44,000
60
Тонкодисперсная частица 6 виниловой смолы
0,7
23,000
41,500
95
[Пример синтеза некристаллической сложнополиэфирной смолы 1]
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили 2-молярным аддуктом бисфенола A с этиленоксидом (229 массовых частей), 2-молярным аддуктом бисфенола A с пропиленоксидом (400 массовых частей), терефталевой кислотой (208 массовых частей), адипиновой кислотой (46 массовых частей) и дибутилоксидом олова (2 массовых части), после чего проводили реакцию при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси давали прореагировать в течение 7 часов под пониженным давлением от 10 мм рт. ст. до 18 мм рт. ст. Затем, в реакционную емкость добавили тримеллитовый ангидрид (20 массовых частей), после чего проводили реакцию при 180°C, пока не достигалась температура размягчения 110°C при нормальном давлении, тем самым синтезировав [некристаллическую сложнополиэфирную смолу 1]. Оказалось, что полученная таким образом [некристаллическая сложнополиэфирная смола 1] имела температуру стеклования 63°C.
[Пример синтеза некристаллической сложнополиэфирной смолы 2]
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили 2-молярным аддуктом бисфенола A с этиленоксидом (1210 массовых частей), 3-молярным аддуктом бисфенола A с пропиленоксидом (2750 массовых частей), терефталевой кислотой (910 массовых частей), адипиновой кислотой (190 массовых частей) и дибутилоксидом олова (10 массовых частей), после чего проводили реакцию при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси давали прореагировать в течение 5 часов под пониженным давлением от 10 мм рт. ст. до 18 мм рт. ст. Затем, в реакционную емкость добавили тримеллитовый ангидрид (220 частей), после чего проводили реакцию при 180°C, пока не достигалась температура размягчения 95°C при нормальном давлении, тем самым синтезировав [некристаллическую сложнополиэфирную смолу 2]. Оказалось, что полученная таким образом [некристаллическая сложнополиэфирная смола 2] имела температуру стеклования 49°C.
[Пример синтеза кристаллической сложнополиэфирной смолы]
5-литровую четырехгорлую колбу, оборудованную трубкой подачи азота, трубкой осушения, мешалкой и термопарой, загрузили 1,10-декандионовой кислотой (2300 г), 1,8-октандиолом (2530 г) и гидрохиноном (4,9 г), после чего проводили реакцию при 180°C в течение 10 часов. Реакционной смеси давали прореагировать при 200°C в течение 3 часов и далее реагировать под давлением 8,3 кПа в течение 2 часов, тем самым получив [кристаллическую сложнополиэфирную смолу]. Оказалось, что полученная [кристаллическая сложнополиэфирная смола] имела среднечисловую молекулярную массу 3000 и средневесовую молекулярную массу 10000 и проявляла эндотермический пик около 70°C при измерении методом ДСК.
[Синтез форполимера]
Реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили 2-молярным аддуктом бисфенола A с этиленоксидом (682 массовых части), 2-молярным аддуктом бисфенола A с пропиленоксидом (81 массовая часть), терефталевой кислотой (283 массовых части), тримеллитовым ангидридом (22 массовых части) и дибутилоксидом олова (2 массовых части), после чего проводили реакцию при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси давали прореагировать в течение 5 часов под пониженным давлением от 10 мм рт. ст. до 15 мм рт. ст., тем самым синтезировав [промежуточный сложный полиэфир 1]. Оказалось, что полученный таким образом [промежуточный сложный полиэфир 1] имел среднечисловую молекулярную массу 2100, средневесовую молекулярную массу 9500, температуру стеклования 55°C, кислотное число 0,5 мгKOH/г и гидроксильное число 49 мгKOH/г.
Затем, реакционную емкость, оборудованную холодильником, мешалкой и трубкой подачи азота, загрузили [промежуточным сложным полиэфиром 1] (411 массовых частей), изофорондиизоцианатом (89 массовых частей) и этилацетатом (500 массовых частей), после чего проводили реакцию при 100°C в течение 5 часов, тем самым получив [форполимер 1].
[Приготовление маточной смеси 1]
C.I. пигмент красный 122 (40 массовых частей), синтезированную выше [некристаллическую сложнополиэфирную смолу 1] (60 массовых частей) и воду (30 массовых частей) смешали с использованием миксера HENSCHEL MIXER, тем самым получив смесь, содержащую пропитанные водой агрегаты пигмента. Полученную смесь замешивали в течение 45 мин в двухвалковой мельнице, в которой температура поверхности валков была отрегулирована на 130°C. Полученный перемешанный материал тонко измельчали пульверизатором так, чтобы получить размер 1 мм, тем самым получив [маточную смесь 1].
(Пример 1)
<Приготовление водной фазы>
Умягченную ионным обменом воду (970 массовых частей), 25%-ую по массе водную жидкую дисперсию тонкодисперсных частиц органической смолы для стабилизации дисперсии (сополимер стирола-метакриловой кислоты-бутилакрилата, натриевой соли сложного эфира серной кислоты аддукта этиленоксида с метакриловой кислотой) (40 массовых частей), 48,5%-ый по массе водный раствор дисульфоната натрий-додецилдифенилового простого эфира (95 массовых частей) и этилацетат (98 массовых частей) смешали вместе при перемешивании. Оказалось, что полученная смесь имела pH 6,2. Затем, в полученную смесь по каплям добавили 10%-ый по массе водный раствор гидроксида натрия, чтобы отрегулировать pH до 9,5, и тем самым получили [водную фазу 1].
<Этап приготовления жидкой дисперсии воска>
с
Емкость, оборудованную палочкой для перемешивания и термометром, загрузили [некристаллической сложнополиэфирной смолой 1] (20 массовых частей), [парафиновым воском (температура плавления: 72°C)] (12 массовых частей), этилацетатом (100 массовых частей) и сополимером стирола-полиэтилена (6 массовых частей) (температура стеклования (T): 72°C, среднечисловая молекулярная масса: 7100) в качестве диспергатора воска. Смесь нагревали до 80°C при размешивании, выдерживали при 80°C в течение 5 часов и охлаждали до 30°C в течение 1 часа, и воск диспергировали бисерной мельницей (ULTRA VISCOMILL, выпускаемой компанией AIMEX CO., Ltd.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости 1 кг/час, окружная скорость дисков 6 м/с, 0,5-мм шарики окиси циркония, упакованные до 80 объемных %, и 3 прохода для получения [жидкой дисперсии воска 1].
<Этап приготовления масляной фазы>
[Некристаллическую сложнополиэфирную смолу 1] (90 массовых частей), [некристаллическую сложнополиэфирную смолу 2] (10 массовых частей), [кристаллическую сложнополиэфирную смолу] (7 массовых частей), [маточную смесь 1] (12 массовых частей), [жидкую дисперсию воска 1] (33 массовых части) и этилацетат (80 массовых частей) перемешивали в течение 30 мин при 8000 об/мин гомомиксером TK HOMOMIXER (выпускаемым компанией Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Затем, добавили [форполимер 1] (15 массовых частей) и перемешивали в течение 2 мин при 8000 об/мин гомомиксером TK HOMOMIXER, тем самым получив [масляную фазу 1]. Измеренное содержание сухого вещества полученной [масляной фазы 1] составляло 58 массовых %.
<Этап изготовления частиц ядра>
Полученные [масляную фазу 1] (100 массовых частей) и [водную фазу 1] (100 массовых частей) смешивали в течение 2 мин гомомиксером TK HOMOMIXER со скоростью от 8000 об/мин до 15000 об/мин, регулируя по температуре от 20°C до 23°C в водяной бане для исключения повышения температуры вследствие сдвигового нагревания миксера. Затем, смесь размешивали в течение 10 мин со скоростью от 130 об/мин до 350 об/мин с использованием смесителя серии «Three-One Motor», оборудованного якорной лопастью, тем самым получив [суспензию частиц ядра 1], содержавшую капли жидкости масляной фазы (частицы ядра), диспергированные в водной фазе.
<Этап присоединения тонкодисперсных частиц смолы>
[Жидкую дисперсию 1 тонкодисперсных частиц виниловой смолы] (11,6 массовых частей) смешивали с умягченной ионным обменом водой (20,8 массовых частей). Полученную смесь добавляли по каплям в течение 3 мин в [суспензию частиц ядра 1], поддерживая ее температуру на 22°C и размешивая со скоростью от 130 об/мин до 350 об/мин посредством смесителя серии «Three-One Motor», оборудованного якорной лопастью. Затем, смесь дополнительно размешивали в течение 30 мин со скоростью от 200 об/мин до 450 об/мин для получения [составной суспензии частиц 1].
<Этап десольватации>
Емкость, оборудованную мешалкой и термометром, загрузили [составной суспензией частиц 1], которую подвергали десольватации с размешиванием при 30°C в течение 8 часов для получения [диспергированной суспензии 1].
<Этап промывки/сушки>
После того как [диспергированную суспензию 1] (100 массовых частей) отфильтровали под пониженным давлением, выполняли следующие обработки (1)-(4).
(1) В фильтрационный кек добавили умягченную ионным обменом воду (100 массовых частей), затем выполняли перемешивание гомомиксером TK HOMOMIXER (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и фильтрацию.
(2) В фильтрационный кек, полученный в (1), добавили умягченную ионным обменом воду (900 массовых частей). Полученную смесь перемешивали гомомиксером TK HOMOMIXER (при 12000 об/мин в течение 30 мин), затем фильтровали под пониженным давлением. Данную обработку повторяли, пока электрическая проводимость вторичной суспензии не достигала 10 мкСм/см или ниже.
(3) Во вторичную суспензию, полученную в (2), добавили 10%-ую по массе хлористоводородную кислоту для обеспечения pH 4, с последующими размешиванием в течение 30 мин смесителем серии «Three-One Motor» и фильтрацией.
(4) В фильтрационный кек, полученный в (3), добавили умягченную ионным обменом воду (100 массовых частей), затем выполняли перемешивание гомомиксером TK HOMOMIXER (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и фильтрацию. Данную обработку повторяли, пока электрическая проводимость вторичной суспензии не достигала 10 мкСм/см или ниже, тем самым получив [фильтрационный кек 1].
[Фильтрационный кек 1] высушивали воздушной сушилкой при 45°C в течение 48 часов, а затем просеивали на сите, имеющем размер отверстий 75 мкм, для получения [частиц основы тонера 1].
<Этап прочного присоединения выступов>
<<Присоединение с механическим усилием>>
Полученные [частицы основы тонера 1] (100 массовых частей) помещали в модифицированный миксер HENSCHEL MIXER (10-литровый), в котором частицы смешивали и размешивали при 5000 об/мин в течение 30 мин, тем самым получив [частицы основы тонера 1 после обработки].
На фиг. 6 приведено полученное в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) изображение полученных [частиц основы тонера 1 после обработки]. На данном изображении уплощенные тонкодисперсные частицы виниловой смолы сплавлены и выступают на поверхности частицы ядра, образуя выпуклые участки.
<Этап введения внешних добавок>
[Частицы основы тонера 1] (100 массовых частей), тонкодисперсный порошок оксида кремния RY50 (0,9 массовой части) (выпускаемый компанией Nippon Aerosil Co., Ltd.; средний диаметр первичных частиц: 40 нм; предварительно обработанный силиконовым маслом) и материал H20TM (2,8 массовых частей) (выпускаемый компанией Clariant (Japan) K.K.; средний диаметр первичных частиц: 12 нм) смешали вместе с использованием миксера HENSCHEL MIXER. Полученную смесь пропускали через сито с размером отверстий 60 мкм для удаления крупных частиц и агрегатов, в результате был получен [тонер 1].
(Пример 2)
[Тонер 2] изготавливали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что [частицы основы тонера 1] подвергали следующей термообработке перед обработкой внешними добавками.
<Термообработка частиц основы тонера>
[Частицы основы тонера 1] (100 массовых частей) помешали в термостат с 60°C на 24 часа, тем самым получив [частицы основы тонера 2 после обработки]. Полученные [частицы основы тонера 2 после обработки] наблюдали в сканирующем электронном микроскопе. В результате было подтверждено, что тонкодисперсные частицы смолы прочно закрепились на частицах основы тонера, а частицы основы тонера имели выступы на своих поверхностях.
(Пример 3)
<Этап тщательной промывки частиц основы тонера>
[Частицы основы тонера 1], полученные в примере 1, подвергали следующей обработке.
<<Тщательная промывка тонера (повторная промывка)>>
Полученные [частицы основы тонера 1] (100 массовых частей) вводили в 48,5%-ый по массе раствор дисульфоната натрий-додецилдифенилового простого эфира в умягченной ионным обменом воде (350 массовых частей), с последующим размешиванием в течение 90 мин, тем самым приготовив [диспергированную суспензию 2]. [Диспергированную суспензию 2] облучали ультразвуковыми волнами в течение 20 мин с использованием устройства для облучения ультразвуковыми волнами, мощность которого установили на 80 Вт.
Жидкую дисперсию соответственно охлаждали, чтобы ее температура была в диапазоне от 10°C до 40°C.
Примененным устройством для облучения ультразвуковыми волнами было устройство «VCX-750» (изготавливаемое компанией Sonics & Materials, Inc.).
После облучения ультразвуковыми волнами [диспергированную суспензию 2] (100 массовых частей) фильтровали под пониженным давлением аналогично вышеописанному этапу (1) промывки, а затем подвергали следующим этапам (2)-(4).
(2) В фильтрационный кек, полученный в (1), добавили умягченную ионным обменом воду (900 массовых частей). Полученную смесь перемешивали гомомиксером TK HOMOMIXER (при 12000 об/мин в течение 30 мин), затем фильтровали под пониженным давлением. Данную обработку повторяли, пока электрическая проводимость вторичной суспензии не достигала 10 мкСм/см или ниже.
(3) Во вторичную суспензию, полученную в (2), добавили 10%-ую по массе хлористоводородную кислоту для обеспечения pH 4, с последующими размешиванием в течение 30 мин смесителем серии «Three-One Motor» и фильтрацией.
(4) В фильтрационный кек, полученный в (3), добавили умягченную ионным обменом воду (100 массовых частей), затем выполняли перемешивание гомомиксером TK HOMOMIXER (при 12000 об/мин в течение 10 мин) и фильтрацию. Данную обработку повторяли, пока электрическая проводимость вторичной суспензии не достигала 10 мкСм/см или ниже, тем самым получив [фильтрационный кек 2].
[Фильтрационный кек 2] высушивали воздушной сушилкой при 45°C в течение 48 часов, а затем просеивали на сите, имеющем размер отверстий 75 мкм, для получения [частиц основы тонера 3 после обработки].
Полученные [частицы основы тонера 3 после обработки] наблюдали в сканирующем электронном микроскопе. В результате было подтверждено, что тонкодисперсные частицы смолы прочно закрепились на частицах основы тонера, а частицы основы тонера имели выступы на своих поверхностях.
Затем, [частицы основы тонера 3 после обработки] (100 массовых частей), тонкодисперсный порошок оксида кремния RY50 (0,9 массовой части) (выпускаемый компанией Nippon Aerosil Co., Ltd.; средний диаметр первичных частиц: 40 нм; предварительно обработанный силиконовым маслом) и материал H20TM (2,8 массовых частей) (выпускаемый компанией Clariant (Japan) K.K.; средний диаметр первичных частиц: 12 нм, предварительно обработанный гексаметилдисилазаном) смешали с использованием миксера HENSCHEL MIXER. Полученную смесь пропускали через сито с размером отверстий 60 мкм для удаления крупных частиц и агрегатов, в результате был получен [тонер 3].
(Примеры 4-33)
Тонеры с [тонера 4] по [тонер 33] в примерах 4-33 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что тип жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы, количество жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы, способ обработки частиц основы тонера, тип внешних добавок, количества внешних добавок и количество воска изменяли до значений, приведенных в таблицах 2-1, 2-1, 2-3 и 2-4. При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
Следует отметить, что использовали следующие внешние добавки.
<Внешние добавки>
Тонкодисперсный порошок оксида кремния RY50 [выпускаемый компанией Nippon Aerosil Co., Ltd.; средний диаметр первичных частиц: 40 нм; предварительно обработанный силиконовым маслом]
Материал H20TM [выпускаемый компанией Clariant (Japan) K.K.; средний диаметр первичных частиц: 12 нм, предварительно обработанный гексаметилдисилазаном]
Материал RX50 [выпускаемый компанией Nippon Aerosil Co., Ltd.; средний диаметр первичных частиц: 40 нм, предварительно обработанный гексаметилдисилазаном]
Материал MSP009 [выпускаемый компанией Tayca Corporation; средний диаметр первичных частиц: 80 нм; предварительно обработанный аминосиланом/силиконовым маслом]
(Пример 34)
[Тонер 34] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что количество [жидкой дисперсии воска 1] на этапе приготовления масляной фазы изменили на 60 массовых частей, а количество [жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1] на этапе присоединения тонкодисперсных частиц смолы изменили на 10,0 массовых частей. При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Пример 35)
[Тонер 35] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что количество [жидкой дисперсии воска 1] на этапе приготовления масляной фазы изменили на 73 массовых части. При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Пример 36)
[Тонер 36] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что количество [жидкой дисперсии воска 1] на этапе приготовления масляной фазы изменили на 140 массовых частей, а количество [жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1] на этапе присоединения тонкодисперсных частиц смолы изменили на 9,0 массовых частей. При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Пример 37)
[Тонер 37] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что количество [жидкой дисперсии воска 1] на этапе подготовки масляной фазы изменили на 160 массовых частей. При наблюдении с использованием сканирующего электронного микроскопа, на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Пример 38)
[Тонер 38] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что внешние добавки изменяли как указано в таблице 2-2. При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Пример 39)
с
[Тонер 39] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что, на этапе изготовления частиц ядра в [масляную фазу 1] (100 массовых частей) и [водную фазу 1] (100 массовых частей) дополнительно вводили сополимер стирола-полиэтилена (температура стеклования T=72°C, среднечисловая молекулярная масса: 7100) (1,0 массовой части). При наблюдении в сканирующем электронном микроскопе на поверхностях полученных частиц основы тонера обнаруживали выступы.
(Сравнительный пример 1)
[Частицы основы тонера 24] получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что этап присоединения тонкодисперсных частиц смолы не выполняли. Полученные [частицы основы тонера 24] не подвергали последующей обработке, но дополняли внешними добавками таким же образом, как в примере 1, тем самым получив [тонер 101] сравнительного примера 1.
(Сравнительные примеры 2-4)
Тонеры с [тонера 102] по [тонер 104] в сравнительных примерах 2-4 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что [частицы основы тонера 24], полученные в сравнительном примере 1, подвергали каждой из обработок, показанных в столбце «Способ обработки» в таблице 2-4, до обработки внешними добавками.
(Сравнительный пример 5)
[Тонер 105] в сравнительном примере 5 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что [частицы основы тонера 1], полученные в примере 1, подвергали непосредственно обработке внешними добавками без последующей обработки.
(Сравнительные примеры 6-11)
Тонеры с [тонера 106] по [тонер 111] в сравнительных примерах 6-11 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что количество жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы и способ обработки изменяли, как указано в таблицах 2-2 и 2-4.
(Сравнительный пример 12)
[Тонер 112] в сравнительном примере 12 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что тип и количество жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы и способ обработки изменяли, как указано в таблицах 2-2 и 2-4.
Далее, в нижеследующих таблицах 3-1, 3-2, 3-3 и 3-4 показаны результаты оценки тонеров в примерах 1-39 и сравнительных примерах 1-12.
(Примеры 40-49 и сравнительные примеры 13-22)
Тонеры с [тонера 1] по [тонер 105] оценивали на сопротивление сцеплению (в окружающих средах NN и HH) и воспроизводимость тонких линий с использованием модифицированного устройства формирования изображения (IPSIO SP C220, изготовленного компанией Ricoh Company, Ltd.), причем твердость по шкале Аскера C и шероховатость Ra поверхности эластичного валика изменяли, как указано в таблице 4. Результаты оценки показаны в таблице 4, вместе с твердостью по шкале Аскера C и шероховатостью Ra поверхности эластичного валика.
Таблица 2-1
Тонер
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц смолы
Количество жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы (массовых % в отношению к частицам ядра)
Количество внешних добавок (массовых частей)
H20TM
RY50
RX50
MSP009
Пример 1
Тонер 1
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 2
Тонер 2
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 3
Тонер 3
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 4
Тонер 4
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
3
2,8
0,9
Пример 5
Тонер 5
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
8
2,8
0,9
Пример 6
Тонер 6
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
10
2,8
0,9
Пример 7
Тонер 7
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 2
5
2,8
0,9
Пример 8
Тонер 8
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 2
5
2,8
0,9
Пример 9
Тонер 9
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 2
5
2,8
0,9
Пример 10
Тонер 10
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 3
5
2,8
0,9
Пример 11
Тонер 11
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 3
5
2,8
0,9
Пример 12
Тонер 12
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 3
5
2,8
0,9
Пример 13
Тонер 13
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 4
5
2,8
0,9
Пример 14
Тонер 14
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 4
5
2,8
0,9
Пример 15
Тонер 15
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 4
5
2,8
0,9
Пример 16
Тонер 16
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 4
8
2,8
0,9
Пример 17
Тонер 17
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 4
10
2,8
0,9
Пример 18
Тонер 18
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 5
5
2,8
0,9
Пример 19
Тонер 19
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 5
5
2,8
0,9
Пример 20
Тонер 20
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 5
5
2,8
0,9
Пример 21
Тонер 21
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 6
5
2,8
0,9
Пример 22
Тонер 22
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 6
5
2,8
0,9
Пример 23
Тонер 23
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 6
5
2,8
0,9
Пример 24
Тонер 24
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 6
10
2,8
0,9
Пример 25
Тонер 25
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,0
0,6
Таблица 2-2
Тонер
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц смолы
Количество жидкой дисперсии тонкодисперсных частиц виниловой смолы (массовых % в отношению к частицам ядра)
Количество внешних добавок (массовых частей)
H20TM
RY50
RX50
MSP009
Пример 26
Тонер 26
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
1,8
0,6
Пример 27
Тонер 27
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
1,5
1,2
Пример 28
Тонер 28
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
1,1
1,2
Пример 29
Тонер 29
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
3,6
2,0
Пример 30
Тонер 30
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
3,9
2,2
Пример 31
Тонер 31
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 32
Тонер 32
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
0,9
Пример 33
Тонер 33
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 34
Тонер 34
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 35
Тонер 35
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 36
Тонер 36
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 37
Тонер 37
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Пример 38
Тонер 38
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
0,9
Пример 39
Тонер 39
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Сравн. пример 1
Тонер 101
Отсутствует
-
2,8
0,9
Сравн. пример 2
Тонер 102
Отсутствует
-
2,8
0,9
Сравн. пример 3
Тонер 103
Отсутствует
-
2,8
0,9
Сравн. пример 4
Тонер 104
Отсутствует
-
2,8
0,9
Сравн. пример 5
Тонер 105
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
5
2,8
0,9
Сравн. пример 6
Тонер 106
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
1
2,8
0,9
Сравн. пример 7
Тонер 107
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
2
2,8
0,9
Сравн. пример 8
Тонер 108
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
15
2,8
0,9
Сравн. пример 9
Тонер 109
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
15
2,8
0,9
Сравн. пример 10
Тонер 110
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
15
2,8
0,9
Сравн. пример 11
Тонер 111
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 1
20
2,8
0,9
Сравн. пример 12
Тонер 112
Жидкая дисперсия тонкодисперсных частиц виниловой смолы 6
20
2,8
0,9
Таблица 2-3
Тонер
Способ обработки
Коэффициент пропускания при 800 нм
Интенсивность по методу НПО
Содержание воска (массовых %)
Количество извлеченного воска (мг/г)
700 см<sup>-1</sup>/ 828 см<sup>-1</sup>
475 см<sup>-1</sup>/ 828 см<sup>-1</sup>
Пример 1
Тонер 1
Присоединение с механическим усилием
85%
0,41
0,24
2,1
6,2
Пример 2
Тонер 2
Нагревание основы тонера
79%
0,42
0,25
2,1
6,4
Пример 3
Тонер 3
Повторная промывка
80%
0,23
0,24
2,1
6,4
Пример 4
Тонер 4
Присоединение с механическим усилием
94%
0,25
0,24
2,1
6,3
Пример 5
Тонер 5
Присоединение с механическим усилием
60%
0,68
0,24
2,0
6,7
Пример 6
Тонер 6
Присоединение с механическим усилием
51%
0,87
0,24
2,0
6,2
Пример 7
Тонер 7
Присоединение с механическим усилием
90%
0,40
0,25
2,1
6,3
Пример 8
Тонер 8
Нагревание основы тонера
89%
0,43
0,25
2,1
6,3
Пример 9
Тонер 9
Повторная промывка
85%
0,21
0,24
2,1
6,2
Пример 10
Тонер 10
Присоединение с механическим усилием
70%
0,44
0,24
2,1
6,4
Пример 11
Тонер 11
Нагревание основы тонера
71%
0,42
0,23
2,1
6,3
Пример 12
Тонер 12
Повторная промывка
69%
0,20
0,24
2,1
6,3
Пример 13
Тонер 13
Присоединение с механическим усилием
85%
0,42
0,24
2,1
6,3
Пример 14
Тонер 14
Нагревание основы тонера
82%
0,41
0,24
2,1
6,4
Пример 15
Тонер 15
Повторная промывка
83%
0,22
0,25
2,1
6,4
Пример 16
Тонер 16
Присоединение с механическим усилием
65%
0,67
0,24
2,0
6,2
Пример 17
Тонер 17
Присоединение с механическим усилием
58%
0,90
0,24
2,0
6,2
Пример 18
Тонер 18
Присоединение с механическим усилием
93%
0,44
0,23
2,1
6,4
Пример 19
Тонер 19
Нагревание основы тонера
94%
0,41
0,24
2,1
6,4
Пример 20
Тонер 20
Повторная промывка
92%
0,18
0,24
2,1
6,4
Пример 21
Тонер 21
Присоединение с механическим усилием
65%
0,41
0,24
2,1
6,2
Пример 22
Тонер 22
Нагревание основы тонера
66%
0,42
0,24
2,1
6,3
Пример 23
Тонер 23
Повторная промывка
61%
0,20
0,24
2,1
6,3
Пример 24
Тонер 24
Повторная промывка
86%
0,67
0,24
2,0
6,2
Пример 25
Тонер 25
Присоединение с механическим усилием
85%
0,41
0,16
2,1
6,4
Таблица 2-4
Тонер
Способ обработки
Коэффициент пропускания при 800 нм
Интенсивность по методу НПО
Содержание воска (массовых %)
Количество извлеченного воска (мг/г)
700 см<sup>-1</sup>/ 828 см<sup>-1</sup>
475 см<sup>-1</sup>/ 828 см<sup>-1</sup>
Пример 26
Тонер 26
Присоединение с механическим усилием
88%
0,41
0,14
2,1
6,2
Пример 27
Тонер 27
Присоединение с механическим усилием
87%
0,41
0,17
2,1
6,2
Пример 28
Тонер 28
Присоединение с механическим усилием
89%
0,41
0,14
2,1
6,4
Пример 29
Тонер 29
Присоединение с механическим усилием
89%
0,41
0,39
2,1
6,7
Пример 30
Тонер 30
Присоединение с механическим усилием
88%
0,41
0,41
2,1
6,2
Пример 31
Тонер 31
Присоединение с механическим усилием
86%
0,41
0,25
2,1
6,3
Пример 32
Тонер 32
Присоединение с механическим усилием
86%
0,41
0,30
2,1
6,3
Пример 33
Тонер 33
Присоединение с механическим усилием
87%
0,41
0,24
2,1
6,2
Пример 34
Тонер 34
Присоединение с механическим усилием
88%
0,39
0,24
3,6
9,2
Пример 35
Тонер 35
Присоединение с механическим усилием
88%
0,38
0,24
4,3
10,5
Пример 36
Тонер 36
Присоединение с механическим усилием
88%
0,36
0,25
7,6
20,4
Пример 37
Тонер 37
Присоединение с механическим усилием
88%
0,35
0,24
8,4
23,3
Пример 38
Тонер 38
Присоединение с механическим усилием
86%
0,40
0,31
4,3
10,3
Пример 39
Тонер 39
Присоединение с механическим усилием
88%
0,44
0,25
4,3
9,2
Сравн. пример 1
Тонер 101
Отсутствует
98%
0
0,25
2,2
6,8
Сравн. пример 2
Тонер 102
Присоединение с механическим усилием
98%
0
0,24
2,2
6,7
Сравн. пример 3
Тонер 103
Нагревание основы тонера
98%
0
0,25
2,2
6,7
Сравн. пример 4
Тонер 104
Повторная промывка
99%
0
0,25
2,2
6,8
Сравн. пример 5
Тонер 105
Отсутствует
47%
0,32
0,24
2,1
6,6
Сравн. пример 6
Тонер 106
Присоединение с механическим усилием
97%
0,07
0,23
2,1
6,5
Сравн. пример 7
Тонер 107
Нагревание основы тонера
96%
0,16
0,24
2,1
6,5
Сравн. пример 8
Тонер 108
Присоединение с механическим усилием
45%
1,18
0,25
1,9
6,1
Сравн. пример 9
Тонер 109
Нагревание основы тонера
43%
1,22
0,24
1,9
6,0
Сравн. пример 10
Тонер 110
Повторная промывка
42%
0,98
0,25
1,9
6,0
Сравн. пример 11
Тонер 111
Присоединение с механическим усилием
23%
1,66
0,25
1,8
5,8
Сравн. пример 12
Тонер 112
Присоединение с механическим усилием
12%
1,57
0,23
1,8
5,6
Таблица 3-1
Результаты оценки
Загрязнение фона
Сопротивление сцеплению (NN)
Изменение плотности изображения
Сопротивление сцеплению (HH)
Пример 1
A
A
A
A
Пример 2
A
B
A
B
Пример 3
A
A
A
C
Пример 4
B
B
B
C
Пример 5
B
A
A
A
Пример 6
A
C
A
C
Пример 7
B
A
B
A
Пример 8
B
A
B
A
Пример 9
B
A
A
C
Пример 10
B
B
A
B
Пример 11
A
B
A
B
Пример 12
B
A
A
C
Пример 13
A
A
A
A
Пример 14
A
B
A
B
Пример 15
A
A
A
C
Пример 16
A
A
A
A
Пример 17
A
B
A
B
Пример 18
B
A
B
A
Пример 19
B
A
B
A
Пример 20
B
A
B
C
Пример 21
A
B
A
B
Пример 22
A
B
A
B
Пример 23
A
B
A
C
Пример 24
A
A
B
A
Пример 25
A
B
B
B
Таблица 3-2
Результаты оценки
Загрязнение фона
Сопротивление сцеплению (NN)
Изменение плотности изображения
Сопротивление сцеплению (HH)
Пример 26
B
C
B
C
Пример 27
A
B
A
B
Пример 28
C
B
A
C
Пример 29
B
A
B
B
Пример 30
B
B
C
B
Пример 31
A
A
A
B
Пример 32
A
A
A
A
Пример 33
A
A
A
A
Пример 34
A
A
A
A
Пример 35
A
A
A
A
Пример 36
A
A
A
B
Пример 37
A
B
A
C
Пример 38
A
A
A
A
Пример 39
A
A
A
A
Сравн. пример 1
D
D
D
D
Сравн. пример 2
D
D
D
D
Сравн. пример 3
D
D
D
D
Сравн. пример 4
D
D
D
D
Сравн. пример 5
B
D
A
D
Сравн. пример 6
C
D
D
D
Сравн. пример 7
C
С
C
D
Сравн. пример 8
B
D
B
D
Сравн. пример 9
B
D
B
D
Сравн. пример 10
B
D
A
D
Сравн. пример 11
B
D
A
D
Сравн. пример 12
B
D
B
D
Таблица 3-3
Результаты оценки
Разделяемость при закреплении
Стабильность электризации
Пленкообразование на ОФП
Пример 1
B
B
A
Пример 2
B
B
A
Пример 3
B
B
A
Пример 4
B
B
A
Пример 5
B
B
A
Пример 6
B
B
A
Пример 7
B
B
A
Пример 8
B
B
A
Пример 9
B
B
A
Пример 10
B
B
A
Пример 11
B
B
A
Пример 12
B
B
A
Пример 13
B
B
A
Пример 14
B
B
A
Пример 15
B
B
A
Пример 16
B
B
A
Пример 17
B
B
A
Пример 18
B
B
A
Пример 19
B
B
A
Пример 20
B
B
A
Пример 21
B
B
A
Пример 22
B
B
A
Пример 23
B
B
A
Пример 24
B
B
A
Пример 25
B
B
A
Таблица 3-4
Результаты оценки
Разделяемость при закреплении
Стабильность электризации
Пленкообразование на ОФП
Пример 26
B
B
A
Пример 27
B
B
A
Пример 28
B
B
A
Пример 29
B
B
A
Пример 30
B
B
A
Пример 31
B
B
B
Пример 32
B
A
A
Пример 33
B
A
B
Пример 34
B
B
A
Пример 35
A
B
A
Пример 36
A
B
A
Пример 37
A
B
B
Пример 38
A
A
A
Пример 39
B
B
A
Сравн. пример 1
B
C
C
Сравн. пример 2
B
C
C
Сравн. пример 3
B
C
C
Сравн. пример 4
B
C
C
Сравн. пример 5
B
C
C
Сравн. пример 6
B
C
C
Сравн. пример 7
B
C
C
Сравн. пример 8
C
C
C
Сравн. пример 9
C
C
C
Сравн. пример 10
C
C
C
Сравн. пример 11
C
C
C
Сравн. пример 12
C
C
C
Таблица 4
Тонер
Состояние проявочного валика
Результаты оценки
Твердость по шкале Аскера C (градусы)
Шероховатость поверхности (мкм)
Сопротивление сцеплению (NN)
Сопротивление сцеплению (HH)
Воспроизводи-мость тонких линий
Пример 40
Тонер 1
58
1,1
C
C
A
Пример 41
Тонер 1
62
1,1
B
C
A
Пример 42
Тонер 1
66
1,1
B
B
A
Пример 43
Тонер 1
78
1,1
B
B
A
Пример 44
Тонер 1
81
1,1
B
C
A
Пример 45
Тонер 1
87
1,1
C
C
A
Пример 46
Тонер 1
72
0,4
B
C
A
Пример 47
Тонер 1
72
0,6
B
B
A
Пример 48
Тонер 1
72
2,9
B
B
A
Пример 49
Тонер 1
72
3,1
B
C
C
Сравн. пример 13
Тонер 105
58
1,1
D
D
A
Сравн. пример 14
Тонер 105
62
1,1
D
D
A
Сравн. пример 15
Тонер 105
66
1,1
D
D
A
Сравн. пример 16
Тонер 105
78
1,1
D
D
A
Сравн. пример 17
Тонер 105
81
1,1
D
D
A
Сравн. пример 18
Тонер 105
87
1,1
D
D
A
Сравн. пример 19
Тонер 105
72
0,4
D
D
A
Сравн. пример 20
Тонер 105
72
0,6
D
D
A
Сравн. пример 21
Тонер 105
72
2,9
D
D
A
Сравн. пример 22
Тонер 105
72
3,1
D
D
A
Аспекты настоящего изобретения заключаются в следующем.
<1> Тонер, включающий в себя:
частицу ядра, содержащую по меньшей мере связующую смолу, красящее вещество и смазочное средство; и
оболочку на поверхности частицы ядра,
при этом тонер дает надосадочную жидкость, имеющую коэффициент пропускания от 50% до 95% в отношении света с длиной волны 800 нм, причем надосадочная жидкость образуется после того, как 3 г тонера добавляют к 40 г умягченной ионным обменом воды, содержащей 0,5 массовых % додецилсульфата натрия, с последующими перемешиванием в течение 90 мин и облучением ультразвуковыми волнами с 20 кГц и 80 Вт в течение 5 мин, и жидкость, содержащую диспергированный в ней тонер, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин.
<2> Тонер по <1>, при этом оболочка содержит выступы и образована частицами смолы, присоединенными к поверхности частицы ядра.
<3> Тонер по <2>, при этом тонер получен способом, включающим: растворение или диспергирование в органическом растворителе связующей смолы, красящего вещества и смазочного средства, чтобы тем самым приготовить раствор или жидкую дисперсию; диспергирование раствора или жидкой дисперсии в водной среде с образованием капель масла; и присоединение тонкодисперсных частиц смолы к поверхностям капель масла.
<4> Тонер по <2> или <3>, при этом связующая смола содержит некристаллическую сложнополиэфирную смолу, а тонкодисперсные частицы смолы являются тонкодисперсными частицами виниловой смолы, и при этом количество тонкодисперсных частиц виниловой смолы составляет от 3 массовых частей до 15 массовых частей на 100 массовых частей частицы ядра.
<5> Тонер по <4>, при этом тонкодисперсные частицы виниловой смолы содержат 80 массовых % или более ароматического соединения, содержащего виниловую полимеризующуюся функциональную группу.
-1
-1
<6> Тонер по <4> или <5>, при этом тонер имеет измеренное методом нарушенного полного отражения отношение интенсивности при 700 см к интенсивности при 828 см, составляющее 0,30 или более.
<7> Тонер по любому из <1>-<6>, при этом частица ядра содержит кристаллическую сложнополиэфирную смолу.
<8> Тонер по любому из <1>-<7>, при этом частица ядра содержит модифицированную изоцианатом сложнополиэфирную смолу.
<9> Тонер по любому из <1>-<8>, при этом смазочное средство является парафиновым воском, синтетическим сложноэфирным воском, полиолефиновым воском, карнаубским воском или рисовым воском, или любым их сочетанием.
<10> Тонер по любому из <1>-<9>, при этом количество смазочного средства, содержащегося в тонере, составляет от 4,0 массовых % до 8,0 массовых %.
<11> Тонер по любому из <1>-<10>, дополнительно включающий внешнюю добавку A и внешнюю добавку B, при этом внешняя добавка A представляет собой неорганические тонкодисперсные частицы, поверхности которых обработаны силиконовым маслом, а внешняя добавка B представляет собой неорганические тонкодисперсные частицы, поверхности которых обработаны содержащим аминогруппу кремнийорганическим аппретом.
-1
-1
<12> Тонер по <11>, при этом тонер имеет измеренное методом нарушенного полного отражения отношение интенсивности при 475 см к интенсивности при 828 см, составляющее 0,15 или более.
<13> Проявитель, включающий в себя:
тонер по любому из <1>-<12>.
<14> Технологический картридж, включающий в себя:
несущий скрытое изображение элемент; и
проявочный блок, выполненный с возможностью проявления тонером скрытого электростатического изображения на несущем скрытое изображение элементе для формирования тем самым видимого изображения,
при этом технологический картридж устанавливается с возможностью съема в корпус устройства формирования изображения, и
при этом тонер является тонером по любому из <1>-<12>.
<15> Способ формирования изображения, включающий следующие этапы:
равномерно электризуют поверхность несущего скрытое изображение элемента;
экспонируют электризованную поверхность несущего скрытое изображение элемента светом, чтобы тем самым сформировать скрытое электростатическое изображение;
подают тонер на скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности несущего скрытое изображение элемента, чтобы сформировать видимое изображение, с использованием проявочного валика и тонерорегулирующего ракеля, причем проявочный валик выполнен с возможностью приходить в контакт с несущим скрытое изображение элементом и нести тонер на его поверхность, а тонерорегулирующий ракель выполнен с возможностью регулировки количества тонера на поверхности проявочного валика и формирования тонкого слоя тонера;
переносят видимое изображение с поверхности несущего скрытое изображение элемента на носитель записи; и
закрепляют видимое изображение на носителе записи,
при этом тонер является тонером по любому из <1>-<12>.
<16> Устройство формирования изображения, включающее в себя:
несущий скрытое изображение элемент, выполненный с возможностью нести скрытое изображение;
зарядный блок, выполненный с возможностью равномерной электризации поверхности несущего скрытое изображение элемента;
экспонирующий блок, выполненный с возможностью экспонирования электризованной поверхности несущего скрытое изображение элемента светом на основании данных изображения, чтобы тем самым формировать скрытое электростатическое изображение;
проявочный блок, включающий в себя проявочный валик и тонерорегулирующий ракель и выполненный с возможностью подачи тонера на скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности несущего скрытое изображение элемента, чтобы сформировать видимое изображение, с использованием проявочного валика и тонерорегулирующего ракеля, причем проявочный валик выполнен с возможностью приходить в контакт с несущим скрытое изображение элементом и нести тонер на его поверхность, а тонерорегулирующий ракель выполнен с возможностью регулировки количества тонера на поверхности проявочного валика и формирования тонкого слоя тонера;
блок переноса, выполненный с возможностью переноса видимого изображения с поверхности несущего скрытое изображение элемента на носитель записи; и
блок закрепления, выполненный с возможностью закрепления видимого изображения на носителе записи,
при этом тонер является тонером по любому из <1>-<12>.
<17> Устройство формирования изображения по <16>, при этом блок закрепления является блоком термозакрепления.
<18> Устройство формирования изображения по <16> или <17>, при этом проявочный валик имеет твердость от 60° до 85° по шкале Аскера C.
<19> Устройство формирования изображения по любому из <16>-<18>, при этом проявочный валик имеет шероховатость поверхности от 0,5 мкм до 3,0 мкм.
Список ссылочных позиций
1 Несущий скрытое изображение элемент
2 Зарядное устройство
3 Экспонирующее устройство
4 Проявочное устройство
5 Очищающая часть
6 Промежуточное средство переноса
7 Опорный валик
8 Валик переноса
9 Нагревательный валик.
10 Алюминиевый сердечник
11 Слой эластичного материала
12 Поверхностный слой PFA
13 Нагреватель
14 Прижимной валик
15 Алюминиевый сердечник
16 Слой эластичного материала
17 Поверхностный слой PFA
18 Незакрепленное изображение
19 Блок закрепления
40 Проявочный валик
41 Формирующий тонкий слой элемент
42 Подающий валик
L Свет для экспонирования
P Бумага для записи
T Тонер.