專利名稱：評(píng)測(cè)著色劑的方法、著色劑和靜電潛像顯影用調(diào)色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及評(píng)測(cè)著色劑的方法、著色劑和靜電潛像顯影用調(diào)色劑。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，含有粘合劑用樹脂和氧化鐵的調(diào)色劑是已知的使靜電潛像顯影的調(diào)色劑(參看，例如，日本專利3049865號(hào))。這種調(diào)色劑被稱作“磁性調(diào)色劑”，其主要用于采用磁性單組分顯影系統(tǒng)的成像裝置。
氧化鐵作為磁粉使調(diào)色劑磁化。此外，氧化鐵也可以用作黑色著色劑。因此，即使在采用非磁性單組分顯影系統(tǒng)的成像裝置用的調(diào)色劑中也可以使用氧化鐵作黑色著色劑。
此外，日本專利3049865號(hào)還提出用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面以提高氧化鐵在粘合劑用樹脂中的分散性。在氧化鐵表面存在羥基。因此，氧化鐵表現(xiàn)出親水性，而且不一定與粘合劑用樹脂非常相容。然而，當(dāng)用偶聯(lián)劑處理氧化鐵時(shí)，氧化鐵表面上的羥基被掩蓋，而氧化鐵表面變成疏水性。由此，提高氧化鐵在粘合劑用樹脂中的分散性。
當(dāng)如上所述用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面時(shí)，氧化鐵的表面處理狀況會(huì)根據(jù)各種因素綜合情況的不同而不同，包括，例如，偶聯(lián)劑的用量和偶聯(lián)劑的水解程度。因此，表面處理后氧化鐵的物理性質(zhì)也會(huì)根據(jù)各種條件的不同而不同。因此，所有已經(jīng)用偶聯(lián)劑進(jìn)行過表面處理的氧化鐵作為摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑并非總是有效的。必須選擇有效的著色劑。
然而，還沒有確立任何評(píng)測(cè)方法，可以有效地選擇摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑。也就是說，在傳統(tǒng)技術(shù)中，使用在任何適當(dāng)設(shè)定的制造條件下制成的著色劑來制造調(diào)色劑，然后僅僅嘗試用其實(shí)際進(jìn)行靜電潛像的顯影，并轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上，其中沒有對(duì)著色劑本身進(jìn)行任何評(píng)測(cè)以選擇摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑。
在采用無刮板(cleaner-less)靜電顯影工藝的成像裝置(未配備去除感光元件上殘留的調(diào)色劑用的清潔刮板)中，如果在轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上時(shí)產(chǎn)生任何故障而調(diào)色劑殘留在感光元件上，那么就會(huì)對(duì)記錄介質(zhì)上記錄的圖象質(zhì)量產(chǎn)生不好的影響，例如，下次在記錄介質(zhì)上進(jìn)行記錄時(shí)會(huì)產(chǎn)生重影(殘留圖象或余象)。因此，在這種成像裝置中，使用幾乎不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)印故障的調(diào)色劑是重要的。
然而，關(guān)于轉(zhuǎn)印故障和待摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑的物理性能之間的關(guān)系，還沒有先例對(duì)此進(jìn)行過研究。
在這種情況下，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在粘合劑用樹脂中摻入用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面制成的著色劑以制造靜電潛像顯影用調(diào)色劑時(shí)，如果使用通過特定評(píng)測(cè)方法選出的著色劑，那么即使在采用無刮板靜電顯影工藝的成像裝置中，也不會(huì)在轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上時(shí)產(chǎn)生任何故障，而且還可以提高記錄介質(zhì)上記錄的圖象質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述知識(shí)，已經(jīng)完成了本發(fā)明，其一個(gè)目的是提供一種評(píng)測(cè)著色劑的方法，其中在粘合劑用樹脂中摻入用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面制成的著色劑以制造靜電潛像顯影用調(diào)色劑時(shí)，可以選擇優(yōu)選的著色劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供根據(jù)該評(píng)測(cè)方法選出的著色劑，以及與該著色劑摻合而成的靜電潛像顯影用調(diào)色劑。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種對(duì)摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑的著色劑進(jìn)行評(píng)測(cè)的方法，其中著色劑是由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成的，該方法包括測(cè)量著色劑的pH值；計(jì)算用偶聯(lián)劑對(duì)著色劑的表面涂布率；測(cè)定著色劑的體積變化率；并選擇表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％的著色劑。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑，該著色劑由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成，其中pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種靜電潛像顯影用調(diào)色劑；含有著色劑和粘合劑用樹脂，其中著色劑是由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成，且該著色劑表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％。


圖1表示用于解釋體積變化率的計(jì)算方法的示意圖。
圖2表示用于轉(zhuǎn)印殘留試驗(yàn)的印刷機(jī)的工藝單元的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在上述各個(gè)發(fā)明中，著色劑是由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以使表面具有疏水性的氧化鐵構(gòu)成的。
可用作氧化鐵的材料包括氧化鐵顆粒，例如磁赤鐵礦顆粒、磁鐵礦顆粒和作為磁赤鐵礦和磁鐵礦之間的兩性氧化物的非定比化合物顆粒。氧化鐵顆粒中可以在不抑制氧化鐵顆粒特性的范圍內(nèi)含有鐵和氧之外的雜質(zhì)。例如，可以含有Mn、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、Ba、Sr和Pb?？梢赃m當(dāng)?shù)剡x擇氧化鐵顆粒的形狀，例如，選自針狀、立方體狀、八面體狀、球狀和片狀。比表面積優(yōu)選為大約1至30平方米/克。
可用作偶聯(lián)劑的材料包括，例如，基于硅烷、鈦和鋁的偶聯(lián)劑。特別地，優(yōu)選基于硅烷的偶聯(lián)劑?？捎米鞴柰轭惻悸?lián)劑的材料包括通式X-Si-(OR)n所示的物質(zhì)，條件是X代表有機(jī)官能團(tuán)例如烷基、乙烯基、環(huán)氧丙氧基和甲基丙烯酸基，OR代表烷氧基例如甲氧基和乙氧基，n代表1至3的整數(shù)。
上述硅烷類偶聯(lián)劑的具體名稱包括，例如，乙烯基三氯甲硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、p-苯乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-B(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三乙氧基硅烷、二(三乙氧基丙基)四硫化物、γ-異氰酸根丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、和癸基三甲氧基硅烷。
優(yōu)選地，基于100重量份作為基礎(chǔ)材料的氧化鐵顆粒，上述偶聯(lián)劑的用量為0.5至5重量份。具體的表面處理方法可以包括濕法和干法。例如，濕法在于下述方法使氧化鐵分散在諸如水或有機(jī)溶劑的分散介質(zhì)中以形成漿料，邊進(jìn)行攪拌邊向其中加入偶聯(lián)劑。在如上所述的濕法中，由于氧化鐵在液體中分散，所以氧化鐵可以相對(duì)容易地分散至達(dá)到初級(jí)粒子級(jí)別。因此，可以均勻或一致地進(jìn)行表面處理。另一方面，例如，干法在于下述方法在諸如亨舍爾(Henschel)混合機(jī)的高速攪拌器中攪拌氧化鐵的同時(shí)，噴灑偶聯(lián)劑本身或用水或有機(jī)溶劑稀釋偶聯(lián)劑獲得的制劑。如上所述的干法適合大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生任何過量凝結(jié)物，而在其它方法中尤其是干燥步驟會(huì)導(dǎo)致這種情況的產(chǎn)生。本發(fā)明中的著色劑無論通過濕法或干法處理時(shí)都不會(huì)產(chǎn)生任何問題。
在本發(fā)明的評(píng)測(cè)方法中，如下所述進(jìn)行第一至第三個(gè)試驗(yàn)，這三個(gè)試驗(yàn)是針對(duì)上述著色劑進(jìn)行的。
第一個(gè)試驗(yàn)是測(cè)量pH值的試驗(yàn)。具體而言，例如，可以使用下列試驗(yàn)程序。也就是說，可以根據(jù)基于JIS K-5101-1991 26(3.1)沸騰法的下列程序測(cè)量pH值。首先，將5克上述著色劑(＝表面處理過的氧化鐵)和100毫升純凈水加入燒瓶(容積200毫升)中，將它們沸騰7分鐘，然后冷卻至室溫。在沸騰進(jìn)行時(shí)，水從燒瓶中蒸發(fā)出來。由此，為了在燒瓶中補(bǔ)充相當(dāng)于蒸發(fā)量的水，只單獨(dú)使水汽化并冷卻至室溫，并將水以相當(dāng)于蒸發(fā)量的量加入燒瓶中。將燒瓶中所含的著色劑和水充分?jǐn)嚢枰员阌胮H/ION計(jì)F-24(HORIBA，Ltd.制造)進(jìn)行測(cè)量。
第二個(gè)試驗(yàn)是計(jì)算利用偶聯(lián)劑的表面涂布率的試驗(yàn)。例如，可以根據(jù)下列程序計(jì)算表面涂布率。首先，根據(jù)下列數(shù)值表達(dá)式(1)由偶聯(lián)劑固有的最小涂布面積a(平方米/克)以及作為處理客體的氧化鐵的BET比表面積b(平方米/克)和量w’(克)計(jì)算涂布一層氧化劑表面所需的偶聯(lián)劑添加量w(克)。
偶聯(lián)劑的添加量w(克)＝(w’×b)/a (1)
假定100％的涂布率是指當(dāng)以理論上在氧化鐵表面涂布一層的添加量w進(jìn)行處理時(shí)，氧化鐵表面上的所有羥基都結(jié)合到硅烷偶聯(lián)劑上的狀況。在處理完后對(duì)氧化鐵進(jìn)行碳元素分析，由此測(cè)量總碳量。規(guī)定獲得的測(cè)量值相當(dāng)于涂布率為100％時(shí)的總碳量。
隨后，用有機(jī)溶劑清洗處理過的氧化鐵，由此去除沒有化學(xué)結(jié)合的偶聯(lián)劑。再次對(duì)清洗和干燥后的氧化鐵進(jìn)行碳元素分析以測(cè)量總碳量。獲得的測(cè)量值被認(rèn)為相當(dāng)于由化學(xué)結(jié)合的偶聯(lián)劑產(chǎn)生的總碳量。
由此，可以由這些測(cè)量值計(jì)算化學(xué)吸附到氧化鐵表面上的偶聯(lián)劑產(chǎn)生的表面涂布率。
第三個(gè)試驗(yàn)是測(cè)定體積變化率的試驗(yàn)。例如，可以根據(jù)下列程序計(jì)算體積變化率。首先，預(yù)先在直徑為10毫米的圓筒形容器中加入3毫升蒸餾水。將1重量份上述著色劑(＝表面處理過的氧化鐵)分散在3重量份苯乙烯單體中，由此制備分散液。從上述圓筒形容器的底部平穩(wěn)注入3毫升該分散液。由此，在以蒸餾水為主要成分的第一層下方形成以苯乙烯單體和著色劑為主要成分的第二層。由此，在注入后立即測(cè)量第二層的高度。在注入后使圓筒形容器靜置60分鐘后，一部分苯乙烯單體從第二層中分離出來，在第一層上形成以苯乙烯單體為主要成分的第三層。由此，從注入起經(jīng)過60分鐘后測(cè)量第二層的高度b。根據(jù)下列數(shù)值表達(dá)式(2)由高度a、b計(jì)算體積變化率c。
體積變化率c(％)＝(1-b/a)×100 (2)進(jìn)行上述三種試驗(yàn)后，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％的著色劑。
著色劑的pH值被認(rèn)為會(huì)隨偶聯(lián)劑在氧化鐵表面的吸附量(涂布率)和偶聯(lián)劑的官能團(tuán)的不同而變化。如果偶聯(lián)劑的結(jié)合不足，推測(cè)，例如，由于未反應(yīng)的烷氧基、羥基和硅烷醇基的影響，著色劑的pH會(huì)表現(xiàn)出落在上述數(shù)值范圍外的不適當(dāng)?shù)闹怠Ｈ绻珓┑膒H值不在上述數(shù)值范圍內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)著色劑的分散性降低的趨勢(shì)。例如，在使用粉碎法的情況下，在物料的捏和步驟中在半熔融態(tài)的粘合劑用樹脂中的分散性恐怕會(huì)降低。在使用懸浮聚合法的情況下，分散液的分散穩(wěn)定性恐怕會(huì)降低。
利用偶聯(lián)劑的表面涂布率被認(rèn)為表明通過化學(xué)吸附或強(qiáng)物理吸附與氧化鐵表面結(jié)合的偶聯(lián)劑的量。這時(shí)，表明偶聯(lián)劑的量的參數(shù)也可以包括，例如，偶聯(lián)劑的摻合量(摻合比率)。然而，摻合量還包括那些沒有與氧化鐵表面結(jié)合的偶聯(lián)劑和以會(huì)被有機(jī)溶劑清洗掉的形式存在的偶聯(lián)劑的量。因此，這種形式的偶聯(lián)劑在調(diào)色劑制造過程中從氧化鐵中剝落，即使這種偶聯(lián)劑存在于氧化鐵表面附近?？紤]到這一事實(shí)，上述表面涂布率被認(rèn)為反映了通過化學(xué)吸附或強(qiáng)物理吸附與氧化鐵結(jié)合的偶聯(lián)劑的量。因此，表面涂布率被認(rèn)為能夠有效地評(píng)測(cè)使表面改性的實(shí)際效力。如果表面涂布率低于26.7％，通過化學(xué)吸附或強(qiáng)物理吸附與氧化鐵表面結(jié)合的偶聯(lián)劑的量太少。因此，偶聯(lián)劑產(chǎn)生的使表面改性的效力不足。疏水性受損而且分散進(jìn)入粘合劑用樹脂的分散性受損。另一方面，如果表面涂布率超過81.6％，通過化學(xué)吸附或強(qiáng)物理吸附與氧化鐵結(jié)合的偶聯(lián)劑的量過大。因此，被認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)下述趨勢(shì)，即氧化鐵被偶聯(lián)劑以多種形式涂布形成多層結(jié)構(gòu)。會(huì)增加過量烷氧基和任何水解羥基存在的可能性。這些因素被認(rèn)為會(huì)對(duì)著色劑的分散性產(chǎn)生不利的影響。
此外，體積變化率是一個(gè)選擇指標(biāo)，以選擇那些很好地平衡了著色劑對(duì)有機(jī)材料的適合性與高分散性的材料。當(dāng)苯乙烯單體的分離量很大時(shí)，第三層增厚，而第二層相應(yīng)變薄。因此，在這種情況下，體積變化率增大，這會(huì)造成著色劑與苯乙烯單體之間的適合性不令人滿意的事實(shí)。如果體積變化率超過50.0％，就會(huì)出現(xiàn)下述趨勢(shì)，即著色劑與苯乙烯單體之間的適合性過于受損，這是不合意的。另一方面，如果苯乙烯的分離量很小，則第三層變薄，而第二層相應(yīng)增厚。因此，在這種情況下，體積變化率降低，這會(huì)造成下述事實(shí)，即氧化鐵在苯乙烯單體中形成凝結(jié)物，氧化鐵的總體積變大，而該單體滯留在凝結(jié)物中。如果體積變化率低于30.9％，會(huì)出現(xiàn)下述趨勢(shì)，即氧化鐵在有機(jī)材料中的分散性降得過低，這是不合意得。換言之，排除了那些體積變化率過高或過低的材料，就可以選擇很好地平衡了對(duì)有機(jī)材料令人滿意的適合性與高分散性的著色劑。因此，預(yù)計(jì)在制造調(diào)色劑時(shí)，可以獲得在帶電性和流動(dòng)性方面令人滿意的調(diào)色劑。
根據(jù)上述評(píng)測(cè)方法選出的著色劑相當(dāng)于本發(fā)明的著色劑。
此外，通過摻合該著色劑制得的靜電潛像顯影用調(diào)色劑相當(dāng)于本發(fā)明的靜電潛像顯影用調(diào)色劑。然而，在制造本發(fā)明的靜電潛像顯影用調(diào)色劑時(shí)，即使除本發(fā)明的著色劑外還輔助加入了少量另一種著色劑(在不會(huì)抑制本發(fā)明的著色劑產(chǎn)生的特性的范圍內(nèi))，也不會(huì)產(chǎn)生任何問題。可用作另一種著色劑的材料包括，例如，炭黑、其它顏料和其它染料。
制造靜電潛像顯影用調(diào)色劑的方法可以任意采用制造這種靜電潛像顯影用調(diào)色劑顆粒(下文稱作“調(diào)色劑顆?！?時(shí)使用的已知方法。例如，可以通過粉碎法制造調(diào)色劑，其中將粘合劑用樹脂和著色劑(如果需要，和其它添加劑或類似物質(zhì))熔融并捏和，隨后粉碎并在冷卻后分粒，從而獲得所需的粒度分布?；蛘撸梢酝ㄟ^聚合法制造調(diào)色劑，其中含有用作粘合劑用樹脂的原材料的可聚合單體和著色劑(如果需要，和其它添加劑)的可聚合制劑在合適的水性介質(zhì)中聚合。為了獲得即使在再生紙上也能提供令人滿意的圖象質(zhì)量的調(diào)色劑，優(yōu)選使用由聚合法制成的調(diào)色劑?；诰酆戏ǖ闹圃焱ǔＪ抢绺鶕?jù)懸浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法和熔融懸浮法(乳化分散法)進(jìn)行的。
調(diào)色劑顆?？梢跃哂型ㄟ^結(jié)合不同的聚合物獲得的膠囊(capsule)結(jié)構(gòu)，例如膠囊結(jié)構(gòu)和核殼結(jié)構(gòu)。具有膠囊結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑顆粒(下文有時(shí)稱作“膠囊調(diào)色劑”)可以是由粉碎法制得的顆粒也可以是由聚合法制得的顆粒。
至于調(diào)色劑顆粒的粒度，體積平均粒度(dv)為3至12微米，優(yōu)選為4至10微米，而體積平均粒度和數(shù)均粒度(dn)之間的比率(dv/dn)為1至1.3。
制造調(diào)色劑顆粒時(shí)可以使用的粘合劑用樹脂的具體例子包括，例如迄今已經(jīng)廣泛用于調(diào)色劑的樹脂，包括，例如，苯乙烯的聚合物及其取代衍生物，例如聚苯乙烯、聚對(duì)氯苯乙烯和聚甲基苯乙烯；苯乙烯共聚物，例如苯乙烯-對(duì)氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸酯共聚物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯酸樹脂、松香、改性松香、萜烯樹脂、酚樹脂、脂族或脂環(huán)烴樹脂、芳族石油樹脂、和氯化石蠟。這些化合物可以單獨(dú)或混合使用。
優(yōu)選的可通過聚合法制造調(diào)色劑顆粒的可聚合單體包括單乙烯單體。具體而言，該單體的例子是包括，例如下列物質(zhì)的單乙烯單體苯乙烯單體例如苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯；丙烯酸、甲基丙烯酸；丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸isobonyl酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸isobonyl酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；單烯烴單體，例如乙烯、丙烯和丁烯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯醚，例如乙烯甲基醚和乙烯乙基醚；乙烯基酮類，例如乙烯基甲基酮和甲基異丙基酮；和含氮的乙烯基化合物，例如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。這些單乙烯單體可以單獨(dú)使用，或者多種單體結(jié)合使用。優(yōu)選上述單乙烯單體包括，例如，苯乙烯單體和苯乙烯單體與丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物的結(jié)合。
通過聚合法制造調(diào)色劑顆粒時(shí)，對(duì)于熱補(bǔ)償方面的改進(jìn)而言，與可聚合單體一起使用諸如可交聯(lián)單體和可交聯(lián)聚合物的可交聯(lián)化合物是有效的?？山宦?lián)單體是含有兩個(gè)或多個(gè)可聚合碳-碳不飽和雙鍵的單體。具體而言，可交聯(lián)單體包括，例如，芳族二乙烯基化合物，例如二乙烯基苯、二乙烯基萘和它們的衍生物；二亞乙基不飽和羧酸酯，例如二甲基丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯；由兩個(gè)末端都含有諸如1，4-丁二醇和1，9-壬二醇的醇的脂族化合物生成的(甲基)丙烯酸酯；二乙烯基化合物，例如N，N-二乙烯基苯胺和二乙烯基醚；和含有三個(gè)或更多乙烯基的化合物。可交聯(lián)聚合物包括，例如，由聚硅氧烷、聚酯和分子中含有兩個(gè)或多個(gè)羥基的聚丙烯和聚乙烯生成的(甲基)丙烯酸酯。如上所述的可交聯(lián)單體和可交聯(lián)聚合物可以各自單獨(dú)使用，也可以兩種或多種結(jié)合使用。相對(duì)于100重量份可聚合單體，使用量通常不超過10重量份，優(yōu)選0.1至2重量份。如上所述的可聚合單體和可交聯(lián)化合物聚合產(chǎn)生粘合劑用樹脂。
可用于通過聚合法制造調(diào)色劑顆粒的聚合引發(fā)劑的例子是過硫酸鹽，例如過硫酸鉀和過硫酸銨；偶氮化合物，例如4，4’-偶氮二(4-氰戊酸)、2，2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二元酸鹽、2，2’-偶氮二-2-甲基-N-1，1’-二(羥甲基)-2-羥乙基丙酰胺、2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮二異丁腈、和1，1’-偶氮二(1-環(huán)己烷腈)；和過氧化物，例如過氧甲乙醚、過氧二叔丁醚、過氧化乙酰、過氧化二枯基、過氧化月桂酰、過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基perbutyl新戊酸酯、己酸叔己基過氧化-2-乙酯、過氧新戊酸叔丁酯、過氧新戊酸叔己酯、過氧化二碳酸二異丙酯、二叔丁基過氧化間苯二酸酯、1，1，3，3’-四甲基丁基過氧化-2-乙基己酸酯、和過異丁酸叔丁酯。此外，聚合引發(fā)劑可包括通過將上述聚合引發(fā)劑與還原劑結(jié)合制得的氧化還原引發(fā)劑。
特別地，尤其優(yōu)選選擇可溶于所用可聚合單體的油溶性聚合引發(fā)劑。如果必要，可以結(jié)合使用水溶性聚合引發(fā)劑。相對(duì)于100重量份可聚合單體，上述聚合引發(fā)劑的用量為0.1至20重量份，優(yōu)選0.3至15重量份，更優(yōu)選0.5至10重量份。聚合引發(fā)劑可以預(yù)先加入可聚合單體組合物中。在某些情況下，聚合引發(fā)劑也可以在?；襟E完成后加入懸浮液中。
此外，除了上述材料，還可以作為添加劑加入脫模劑和電荷控制劑以改進(jìn)調(diào)色劑的性能。此外，在通過聚合法進(jìn)行制造時(shí)，還可以加入，例如，分子量調(diào)節(jié)劑。
脫模劑的例子包括例如一種或兩種或多種低分子量聚烯烴蠟，例如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯和低分子量聚丁烯；末端改性的聚烯烴蠟，例如分子末端氧化的低分子量聚丙烯、分子末端被環(huán)氧基取代的低分子量末端改性聚丙烯、它們與低分子量聚乙烯的嵌段聚合物、分子末端氧化的低分子量聚乙烯、分子末端被環(huán)氧基取代的低分子量聚乙烯、它們與低分子量聚丙烯的嵌段共聚物；植物類天然蠟，例如小燭樹蠟、棕櫚蠟、稻米、野漆樹蠟(Japan tallow)和霍霍巴；石油類蠟及其改性蠟，例如石蠟、微晶和petrolactam；礦物類石蠟，例如褐煤蠟、純地蠟和地蠟；合成蠟，例如費(fèi)-托合成過程中得到的蠟(Fischer-Tropsch wax)；多功能酯化合物，例如季戊四醇四肉豆蔻酸酯、季戊四醇四棕櫚酸酯、和二季戊四醇六肉豆蔻酸酯；和芳族多價(jià)羧酸酯化合物(烷基部分的碳原子數(shù)不超過15)，例如鄰苯二甲酸二硬酯、鄰苯二甲酸二山?；?、間苯二酸二硬酯、間苯二酸二山?；?，2，4-苯三酸二硬脂單山?；??？梢詥为?dú)使用上述化合物中的一種，或者上述兩種或多種化合物混合使用。
調(diào)色劑顆粒中優(yōu)選含有電荷控制劑以改進(jìn)調(diào)色劑的帶電性?？梢允褂酶鞣N電荷控制劑作為電荷控制劑?？捎米麟姾煽刂苿┑牟牧习ㄖT如Bontron N01(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、Bontron N04(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、Bontron N07(Orient ChemicalIndustries，Ltd.制造)、Nigrosine Base EX(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、Spiron Black TP415(Hodogaya Chemical制造)、Spiron BlackTP302(Hodogaya Chemical制造)、Spiron Black TRH(HodogayaChemical制造)、T-77(Hodogaya Chemical制造)、Bontron S-34(OrientChemical Industries，Ltd.制造)、Bontron E-81(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、Bontron E-84(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、BontronE-89(Orient Chemical Industries，Ltd.制造)、Bontron F-21(OrientChemical Industries，Ltd.制造)、COPY CHARGE NX(Clariant制造)、COPY CHARGE NEG(Clariant制造)、COPY BLUE PR(Clariant制造)、TNS-4-1(Hodogaya Chemical制造)、TNS-4-2(Hodogaya Chemical制造)、LR-147(Carlit Japan制造)、FCA-201(Fujikurakasei Co.，Ltd.制造)、FCA-1001(Fujikurakasei Co.，Ltd.制造)的電荷控制劑；和諸如下述物質(zhì)的電荷控制劑(電荷控制樹脂)——例如日本專利申請(qǐng)公開11-15192、3-175456和3-243954號(hào)中描述的含季銨(鹽)基團(tuán)的共聚物和例如日本專利申請(qǐng)公開3-243954、1-217464(對(duì)應(yīng)于美國專利4,950,575號(hào))和3-15858號(hào)中描述的含磺酸(鹽)基團(tuán)的共聚物。優(yōu)選電荷控制樹脂，因?yàn)榕c粘合劑用樹脂的相容性更高，而且可以獲得即使在高速連續(xù)印刷操作時(shí)也具有穩(wěn)定帶電性的調(diào)色劑。相對(duì)于100重量份粘合劑用樹脂或可聚合單體，使用電荷控制劑的比率通常是0.01至10重量份，優(yōu)選0.1至7重量份。
當(dāng)通過懸浮聚合法制造調(diào)色劑顆粒時(shí)，優(yōu)選使用分散穩(wěn)定劑。分散穩(wěn)定劑的具體例子包括，例如，諸如硫酸鋇和硫酸鈣的硫酸鹽；諸如碳酸鋇、碳酸鈣和碳酸鎂的碳酸鹽；諸如磷酸鈣的磷酸鹽；諸如氧化鋁和氧化鈦的金屬氧化物(金屬化合物)；諸如氫氧化鋁、氫氧化鎂和氫氧化鐵的氫氧化物；諸如聚乙烯醇、甲基纖維素和明膠的水溶性高分子量化合物；諸如陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和兩性表面活性劑的表面活性劑。其中，含有金屬化合物膠體尤其是難溶于水的金屬氫氧化物的分散穩(wěn)定劑可以使聚合物顆粒的粒度分度變窄，其中圖象的鮮艷度提高。因此，這種分散穩(wěn)定劑是優(yōu)選的。
含有難溶于水的金屬氫氧化物膠體的分散穩(wěn)定劑在制造方法上并沒有限制。然而，優(yōu)選使用通過將水溶性多價(jià)金屬鹽化合物的水溶液的pH值調(diào)節(jié)至不低于7制成的難溶于水的金屬氫氧化物的膠體，尤其是通過水溶性多價(jià)金屬鹽化合物與堿金屬氫氧化物鹽之間的水相反應(yīng)制成的難溶于水的膠體。
至于難溶于水的金屬氫氧化物的膠體，優(yōu)選的是數(shù)粒度分布D50(數(shù)粒度分布的50％累加值)不大于0.5微米，D90(數(shù)粒度分布的90％累加值)不大于1微米。如果膠體的粒度增加，就會(huì)破壞聚合的穩(wěn)定性，并使調(diào)色劑的儲(chǔ)存性能受損。
相對(duì)于100重量份可聚合單體，使用分散穩(wěn)定劑的比率通常是0.1至20重量份。如果該比率太低，就難以使可聚合單體組合物的液滴足夠穩(wěn)定地分散，而且易于形成聚合物顆粒的凝結(jié)物。另一方面，如果該比率太高，水性分散介質(zhì)的粘度會(huì)提高，聚合成的調(diào)色劑的粒度分度會(huì)變寬，并因此降低產(chǎn)率。
優(yōu)選使無定形硅石細(xì)粒(下文稱作“硅石”)作為外部添加劑粘附到上述調(diào)色劑顆粒上。當(dāng)使用硅石作為外部添加劑時(shí)，可以獲得即使在再生紙上也能提供令人滿意的圖象質(zhì)量的調(diào)色劑。對(duì)外部添加劑的量沒有特定的限制。然而，相對(duì)于100重量份調(diào)色劑顆粒，外部添加劑的量通常為0.05至10重量份，優(yōu)選為0.1至6重量份。
對(duì)于硅石，合意的是硅以外的金屬雜質(zhì)的含量不高于1.0ppm，優(yōu)選不高于0.5ppm。如果硅石中金屬雜質(zhì)的含量很高，在高溫和高濕度下就會(huì)很大程度地降低電荷量，恐怕就會(huì)出現(xiàn)容易產(chǎn)生圖象模糊(fog)的問題。對(duì)硅石而言，比表面積合意地為5至300平方米/克，優(yōu)選為10至250平方米/克。可以將幾種大小不同的硅石結(jié)合使用。例如，可以將比表面積為10至100平方米/克的硅石與比表面積為100至250平方米/克的硅石結(jié)合使用。如果比表面積太小，就容易出現(xiàn)下述問題，即在再生紙上進(jìn)行印刷時(shí)，在低溫和低濕度下會(huì)產(chǎn)生污點(diǎn)。如果比表面積太大，就容易出現(xiàn)產(chǎn)生成膜現(xiàn)象(filming)的問題。
例如，如下獲得上述硅石。也就是，將高純烷氧基硅烷加熱并汽化，然后用惰性氣流(例如氮?dú)饣驓鍤?載入到氫氧焰燃燒器中，使得在存在諸如氫氣、氧氣、氮?dú)夂图淄闅獾囊兹細(xì)怏w的火焰中產(chǎn)生燃燒和分解?？梢酝ㄟ^改變，例如，烷氧基硅烷的類型、該步驟中使用的各種氣體的類型和它們的使用比率來控制比表面積。
上述烷氧基硅烷可以包括甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、二乙基二丙氧基硅烷、和三甲基丁氧基硅烷。也可以使用上述烷氧基硅烷的低聚物和聚合物制造硅石。對(duì)提純烷氧基硅烷使其具有高純度的方法沒有特定限制。然而，優(yōu)選采用諸如蒸餾的一般技術(shù)。
上述硅石也可以是經(jīng)過賦予疏水性處理，例如用硅烷偶聯(lián)劑或硅油處理的硅石。如甲醇法所測(cè)，經(jīng)過賦予疏水性處理的硅石優(yōu)選具有30至90％的疏水度。
也可以使用上述硅石以外的通常用作調(diào)色劑用外部添加劑的有機(jī)或無機(jī)細(xì)粒。有機(jī)細(xì)粒包括，例如，甲基丙烯酸酯聚合物顆粒、丙烯酸酯聚合物顆粒、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物顆粒、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物顆粒、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、和核-殼型顆粒，其核由甲基丙烯酸酯共聚物構(gòu)成，殼由苯乙烯聚合物構(gòu)成。除硅石外也可用作無機(jī)細(xì)粒的材料包括，例如，二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、鈦酸鋇、和鈦酸鍶。合意的是，結(jié)合使用的除上述硅石以外的細(xì)粒的用量在不超過外部添加劑總量的50wt％，優(yōu)選不超過45wt％的范圍內(nèi)。
當(dāng)制造上述調(diào)色劑顆粒時(shí)，如果采用通過摻合根據(jù)上述評(píng)測(cè)方法選出的著色劑制成的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，那么即使在采用無刮板靜電顯影工藝的成像裝置中，也不會(huì)在轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上時(shí)產(chǎn)生任何故障，而且可以提高在記錄介質(zhì)上記錄的圖象的質(zhì)量。
發(fā)明人通過對(duì)多種著色劑樣品進(jìn)行上述各個(gè)試驗(yàn)以確定各個(gè)樣品的pH值、表面涂布率和體積變化率，將著色劑樣品摻合制造調(diào)色劑樣品，并測(cè)量轉(zhuǎn)印故障的產(chǎn)生程度，由此確認(rèn)上述效用。還沒有弄清可以抑制轉(zhuǎn)印故障的原因。
無論如何，可以進(jìn)行下列推測(cè)。也就是說，當(dāng)使用滿足上述條件的著色劑時(shí)，可以提高，例如，著色劑在調(diào)色劑中的分散性、以及與調(diào)色劑的其它構(gòu)成材料共存狀態(tài)的平衡，還可以改進(jìn)調(diào)色劑的帶電性和流動(dòng)性。因此，可以獲得在轉(zhuǎn)印步驟中幾乎不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)印故障的調(diào)色劑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供評(píng)測(cè)著色劑的方法，它可以在制造靜電潛像顯影用調(diào)色劑時(shí)選擇優(yōu)選的著色劑，從而將通過用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面獲得的著色劑摻入粘合劑用樹脂中。此外，可以提供根據(jù)該評(píng)測(cè)方法選出的著色劑，和摻合了該著色劑的靜電潛像顯影用調(diào)色劑。
實(shí)施例接下來，將利用實(shí)施例闡釋本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
(1)制造著色劑的方法首先，表1表示用于實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的著色劑1至21的制劑。
此處使用的氧化鐵是MTS206(Toda Kogyo Corp.制造)，其中平均粒度為0.22微米，BET比表面積是8.8平方米/克。在下表1中，僅對(duì)于著色劑12處理50克氧化鐵，而對(duì)于著色劑12以外的其它著色劑處理100克氧化鐵。下表1分別針對(duì)著色劑1至21表示出偶聯(lián)劑相對(duì)于氧化鐵的處理量。采用下述方法作為偶聯(lián)處理法。也就是，制備用10％醇的水溶液稀釋偶聯(lián)劑制得的溶液。攪拌的同時(shí)向混合機(jī)中制得的偶聯(lián)劑溶液中加入氧化鐵。
表1

*1γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷；*2γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷；*3癸基三甲氧基硅烷；*4己基三甲氧基硅烷；*5己基三乙氧基硅烷；*6γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；*7γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷；*8三甲氧基乙烯基硅烷；*9乙基三甲氧基硅烷；*10γ-氨基丙基三甲氧基硅烷；
*11N-B(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷；*12苯基三甲氧基硅烷。
根據(jù)下列程序制造上表1中所示的著色劑1至21。
用于制造著色劑1至21各種著色劑的氧化鐵和偶聯(lián)劑的量如表1所示。首先，將偶聯(lián)劑加入10％醇的水溶液中，然后混合直至偶聯(lián)劑完全分散(溶解)。由此，制得偶聯(lián)劑溶液。此程序中所用的醇的水溶液的量為偶聯(lián)劑的量的2至5倍。
將氧化鐵顆粒(磁鐵礦顆粒)加入混合機(jī)(亨舍爾混合機(jī)或Super混合機(jī))中，然后在均勻攪拌氧化鐵顆粒的同時(shí)逐步加入少量偶聯(lián)劑。添加完所有偶聯(lián)劑溶液后，攪拌和混合再進(jìn)行5至10分鐘。
完成混合后，取出濕潤的氧化鐵顆粒，并將它們均勻鋪在淺盤中。在100℃至150℃將氧化鐵顆粒干燥1小時(shí)。干燥后，使塊部分充分疏松，由此獲得預(yù)期的著色劑顆粒。
(2)評(píng)測(cè)著色劑的方法根據(jù)下列三種試驗(yàn)評(píng)測(cè)著色劑1至21。
pH測(cè)量試驗(yàn)根據(jù)下列基于JIS K-5101-1991 26(3.1)沸騰法的下列程序進(jìn)行pH測(cè)量試驗(yàn)。
首先，將5克如上所述的各種著色劑和100毫升純凈水加入燒瓶(容積200毫升)，沸騰7分鐘，然后冷卻至室溫。由于沸騰從燒瓶中蒸發(fā)出水。由此，為了在燒瓶中補(bǔ)充相當(dāng)于蒸發(fā)量的水，只單獨(dú)使水汽化并冷卻至室溫，并將水以相當(dāng)于蒸發(fā)量的量加入燒瓶中。將燒瓶中所含的著色劑和水充分?jǐn)嚢枰员阌胮H/ION計(jì)F-24(HORIBA，Ltd.制造)測(cè)量pH。
表面涂布率的計(jì)算由偶聯(lián)劑固有的最小涂布面積a(平方米/克)以及作為處理客體的氧化鐵的BET比表面積b(平方米/克)和量w’(克)計(jì)算涂布一層氧化鐵表面所需的偶聯(lián)劑添加量w(克)＝(w’×b)/a，并進(jìn)行表面處理。
通過處理過后對(duì)氧化鐵客體進(jìn)行的碳元素分析來測(cè)量總碳量。規(guī)定測(cè)量值相當(dāng)于涂布率為100％時(shí)的總碳量。
隨后，用有機(jī)溶劑清洗處理過的氧化鐵，由此去除沒有化學(xué)結(jié)合的偶聯(lián)劑。再次對(duì)清洗和干燥后獲得的氧化鐵進(jìn)行碳元素分析以測(cè)量總碳量。測(cè)量值被認(rèn)為相當(dāng)于由化學(xué)結(jié)合的偶聯(lián)劑產(chǎn)生的總碳量。
由這些測(cè)量值計(jì)算化學(xué)吸附到氧化鐵表面上的偶聯(lián)劑產(chǎn)生的表面涂布率。
體積變化率的計(jì)算首先，如圖1A所示，預(yù)先在直徑為10毫米的圓筒形容器中加入3毫升蒸餾水。將1重量份上述著色劑分散在3重量份苯乙烯單體中，由此制備分散液。從上述圓筒形容器的底部平穩(wěn)注入3毫升該分散液。相應(yīng)地，如圖1B所示，在以蒸餾水為主要成分的第一層下方形成以苯乙烯單體和著色劑為主要成分的第二層。由此，在注入后立即測(cè)量第二層的高度。當(dāng)圓筒形容器在注入后靜置60分鐘后，一部分苯乙烯單體從第二層中分離出來，并如圖1C所示在第一層上形成以苯乙烯單體為主要成分的第三層。由此，從注入起經(jīng)過60分鐘后測(cè)量第二層的高度b。根據(jù)高度a、b計(jì)算體積變化率c＝(1-b/a)×100。
當(dāng)苯乙烯單體的分離量很大時(shí)，第三層增厚，而第二層相應(yīng)變薄。這會(huì)造成著色劑與苯乙烯單體之間的適合性不令人滿意的事實(shí)。另一方面，如果苯乙烯的分離量很小，則第三層變薄，而第二層相應(yīng)增厚。這會(huì)造成下述事實(shí)，即氧化鐵在苯乙烯單體中形成凝結(jié)物，因此氧化鐵的總體積變大。此外該單體滯留在凝結(jié)物中。這預(yù)示著氧化鐵在有機(jī)材料中的分散性不令人滿意的事實(shí)。因此，排除了那些體積變化率過高或過低的材料時(shí)，就可以選擇很好地平衡了對(duì)有機(jī)材料令人滿意的適合性與高分散性的著色劑。因此，可以認(rèn)為在制造調(diào)色劑時(shí)，可以獲得在帶電性和流動(dòng)性方面令人滿意的調(diào)色劑。
上述三種試驗(yàn)的結(jié)果列示在下表2中。
表2

在上表2中，對(duì)于著色劑1至10，獲得了根據(jù)本發(fā)明的著色劑評(píng)測(cè)方法確定的選擇目標(biāo)的結(jié)果，這些著色劑相當(dāng)于本發(fā)明的本發(fā)明的著色劑的實(shí)施例。另一方面，對(duì)于著色劑11至21，沒有獲得根據(jù)本發(fā)明的著色劑評(píng)測(cè)方法確定的選擇目標(biāo)的結(jié)果，而它們相當(dāng)于對(duì)比實(shí)施例。
(3)靜電潛像顯影用調(diào)色劑的制造方法使用上述著色劑1至21制造調(diào)色劑1至22。表3表示調(diào)色劑1至22與著色劑1至21之間的分別對(duì)應(yīng)關(guān)系和著色劑的摻合量。
表3

根據(jù)下列程序制造上述調(diào)色劑1至22。
首先，用珠磨機(jī)(bead mill)在室溫下將上述著色劑1至21中的任何一種與80重量份苯乙烯、20重量份丙烯酸正丁酯、0.5重量份電荷控制劑(商品名Hodogaya Chemical制造的Spiron Black TP-415)、0.6重量份二乙烯基苯、1重量份t-十二烷基硫醇和2重量份Sasol Wax(商品名Sasol制造的PARAFLINT SPRAY 30)一起分散以制造均質(zhì)混合物液體。在攪拌該混合物液體的同時(shí)加入5份聚合引發(fā)劑(商品名NOF Corporation制造的Perbutyl O)。繼續(xù)攪拌直至液滴均勻以獲得可聚合單體組合物。
將該可聚合單體組合物加入水中，然后使用TK均相混合機(jī)以12,000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切和攪拌，從而將可聚合單體混合物的液滴?；?。將粒化的可聚合單體混合物的水分散體加入配有混合葉輪的反應(yīng)器中，從而在90℃開始聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)進(jìn)行8小時(shí)，然后冷卻至室溫以獲得聚合物顆粒的水分散體。
用硫酸使該系統(tǒng)的pH值不超過4，從而進(jìn)行酸洗，同時(shí)攪拌如上所述獲得的聚合物顆粒的水分散體。過濾分離水。此后，重新加入500重量份離子交換水形成漿料，并進(jìn)行水洗。此后，反復(fù)進(jìn)行脫水和水洗數(shù)次。過濾分離所含固體，然后使用干燥機(jī)在45℃干燥兩天。
將100重量份干燥材料與硅石(商品名Wacker-Chemie GmbH制造的HDK-H2050EP，BET比表面積110平方米/克)和硅石(商品名Aerosil Japan制造的NA50H，BET比表面積35平方米/克)混合，然后使用亨舍爾混合機(jī)以1,400rpm的轉(zhuǎn)速混合10分鐘。由此，獲得調(diào)色劑1至22，每種都具有10微米的平均粒度。
(4)轉(zhuǎn)印殘留試驗(yàn)使用上述調(diào)色劑1至22進(jìn)行轉(zhuǎn)印殘留試驗(yàn)。
使用印刷機(jī)(Brother Industries，Ltd.制造的HL-1240)進(jìn)行轉(zhuǎn)印殘留試驗(yàn)。如圖2所示，印刷機(jī)配備的工藝單元包括，例如感光鼓27、顯影墨盒28、scorotron型充電器29、轉(zhuǎn)印輥30、和作為可拆卸地安裝在主殼體上的鼓盒26的紙屑去除裝置的導(dǎo)電刷子51。
顯影墨盒28可拆卸地安裝在鼓盒26上，后者包括，例如，顯影輥31、層厚度調(diào)節(jié)刮刀32、進(jìn)給輥33和調(diào)色劑盒34。
通過由配置在調(diào)色劑盒34中心的旋轉(zhuǎn)軸35支承的攪拌器36攪拌調(diào)色劑盒34中所含的調(diào)色劑，并將調(diào)色劑從在調(diào)色劑盒34的一個(gè)側(cè)面部分打開的調(diào)色劑供給口37排出。在調(diào)色劑盒34的側(cè)壁上具有一個(gè)可以檢測(cè)調(diào)色劑剩余量的窗口38，通過由旋轉(zhuǎn)軸35支承的清潔器39清潔該窗口。
進(jìn)給輥33可旋轉(zhuǎn)地安裝在調(diào)色劑供給口37的側(cè)位上。與進(jìn)給輥33方向相反的顯影輥31設(shè)置成可以旋轉(zhuǎn)。進(jìn)給輥33和顯影輥31以各自在一定程度上壓在一起的狀態(tài)相互接合。
進(jìn)給輥33的構(gòu)造使得金屬制成的輥軸被導(dǎo)電泡沫材料構(gòu)成的輥?zhàn)影病ｏ@影輥31的構(gòu)造使得金屬制成的輥軸被導(dǎo)電橡膠材料構(gòu)成的輥?zhàn)影?。更具體地，顯影輥31的輥?zhàn)硬糠值臉?gòu)造使得由導(dǎo)電聚氨酯橡膠或硅橡膠包括碳細(xì)粒或類似物構(gòu)成的主輥體的表面被由含氟的聚氨酯橡膠或硅橡膠構(gòu)成的涂層包覆。對(duì)顯影輥31施加預(yù)定的顯影偏壓(bias)，它的偏壓是相對(duì)于感光鼓27而言的。
層厚度調(diào)節(jié)刮刀32安裝在顯影輥31附近。層厚度調(diào)節(jié)刮刀32包括具有半圓形截面的施壓部件40，它是由絕緣硅橡膠構(gòu)成的而且位于由金屬片彈簧元件構(gòu)成的刮刀主體的頂部。層厚度調(diào)節(jié)刮刀32由在顯影輥31附近的顯影墨盒28支承，從而使施壓部件40可以在借助于刮刀主體的彈力的壓力下與顯影輥31接觸。
從調(diào)色劑供給口37輸出的調(diào)色劑基于進(jìn)給輥33的旋轉(zhuǎn)輸送到顯影輥31中。在此過程中，通過進(jìn)給輥33和顯影輥31之間的摩擦使調(diào)色劑帶正電。此外，輸送到顯影輥31上的調(diào)色劑基于顯影輥31的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入顯影輥31和層厚度調(diào)節(jié)刮刀32的施壓部件40之間的空隙中，在此通過摩擦使調(diào)色劑充分帶電。以在顯影輥31上具有恒定厚度的薄層形式輸送調(diào)色劑。
感光鼓27可旋轉(zhuǎn)地安裝在顯影輥31的側(cè)位，使得感光鼓27與顯影輥31的方向相反。感光鼓27具有接地的主鼓體。感光鼓27的表面部分是由可充正電的感光層制成的，該感光層是由聚碳酸酯或類似材料構(gòu)成的。
在感光鼓27上方安裝scorotron型充電器29，而分開預(yù)定的間距，這樣scorotron型充電器29不會(huì)接觸到感光鼓27。Scorotron型充電器29是scorotron型的正向充電的充電器，其中從鎢或類似材料的充電絲中產(chǎn)生電暈放電。Scorotron型充電器29的構(gòu)造使得感光鼓27的表面均勻充電以帶有正極性。已經(jīng)證明，通過用Scorotron型充電器29充電，感光鼓27的表面具有大約900V的初始電荷電位。
在感光鼓27的旋轉(zhuǎn)方向上，在轉(zhuǎn)印輥30的下游側(cè)和Scorotron型充電器29的上游側(cè)的感光鼓27的側(cè)位上安裝導(dǎo)電刷子51，使得導(dǎo)電刷子51與感光鼓27的方向相反。導(dǎo)電刷子51配有一個(gè)由基本為L型的金屬材料構(gòu)成的底座元件54和插入該底座元件54一端并由導(dǎo)電材料制成的刷子55，該導(dǎo)電材料是由與諸如碳的導(dǎo)電填料或?qū)щ婎w粒分散的丙烯酸樹脂構(gòu)成的。底座元件54與向感光鼓27一側(cè)延伸的鼓墨盒26的刷框架56相連。相應(yīng)地，刷子55與感光鼓27的表面接觸。
在導(dǎo)電刷子51的底座元件54的另一端接上DC電源53。在底座元件54和DC電源53之間配備一個(gè)二極管52以避免任何反向電流。
DC電源53安裝在主殼體上，它是接地的，而且構(gòu)造成對(duì)導(dǎo)電刷子51施加大約400V的偏壓。二極管52同樣安裝在主殼體上。
通過Scorotron型充電器29使感光鼓27的表面均勻地帶正電。此后，用掃描裝置(未標(biāo)示)發(fā)出的激光束對(duì)感光鼓27的表面進(jìn)行高速掃描以根據(jù)預(yù)定圖象數(shù)據(jù)形成靜電潛像。更具體地，通過曝光形成預(yù)定靜電潛像，使得感光鼓的表面電位在未曝光部位為大約900V，而在曝光部位為大約200V。
隨后，顯影輥31上攜帶的帶正電的調(diào)色劑與感光輥27接觸，該感光輥27的顯影輥31的旋轉(zhuǎn)方向相反。在這種情況下，將調(diào)色劑輸送到在感光鼓27表面上形成的靜電潛像上，也就是輸送到均勻帶正電的感光鼓27表面的已經(jīng)用激光束照射并具有降低電位的曝光部位上。選擇性地傳送調(diào)色劑，由此形成可視圖象。相應(yīng)地，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)顯影。
將轉(zhuǎn)印輥30安裝在感光鼓27下方，使得轉(zhuǎn)印輥30與感光鼓27的方向相反。轉(zhuǎn)印輥30由鼓盒26可旋轉(zhuǎn)地支承。轉(zhuǎn)印輥30含有由金屬制成的輥軸，它被由導(dǎo)電橡膠材料構(gòu)成輥?zhàn)影?。轉(zhuǎn)印輥30的構(gòu)造使得在轉(zhuǎn)印過程中施加相對(duì)于感光鼓27的預(yù)定轉(zhuǎn)移偏壓。由此，在印刷紙通過感光鼓27與轉(zhuǎn)印輥30之間的空隙時(shí)，將感光鼓27表面上攜帶的可視圖象轉(zhuǎn)印到印刷紙上。此外，由于轉(zhuǎn)印輥30實(shí)施的轉(zhuǎn)印，未曝光的部分在轉(zhuǎn)印到感光鼓27上后具有大約300V的電荷電位。
具有上述結(jié)構(gòu)的工藝單元根據(jù)非磁性單組分顯影系統(tǒng)進(jìn)行顯影。顯影輥31和進(jìn)給輥33都是由非磁化的材料構(gòu)成的。顯影輥31鄰接感光鼓27。此外，不配備任何去除感光輥27上殘留的調(diào)色劑用的清潔刮板。構(gòu)成所謂的無刮板靜電顯影工藝。
在配有上述工藝單元的印刷機(jī)的調(diào)色劑盒34中充入上述調(diào)色劑1至22中的各種調(diào)色劑以根據(jù)下列程序進(jìn)行轉(zhuǎn)印殘留試驗(yàn)。
首先，在連續(xù)印刷(solid printing)過程中強(qiáng)行停止印刷，并從鼓盒26上拆除顯影墨盒28。將轉(zhuǎn)印剛結(jié)束后殘留在感光鼓27部分的調(diào)色劑(下文稱作“轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑”)粘附到膠帶(Sumitomo 3M制造的Scotch Mending Tape 810-3-18)上。將經(jīng)過粘附的膠帶粘到印刷紙(Xeron 4200)上以使用白度計(jì)(Nippon Denshoku)測(cè)量白度S。將相同的但是其上沒有粘附調(diào)色劑的膠帶粘到相同的印刷紙上以測(cè)量其白度R。由白度S、R計(jì)算轉(zhuǎn)印殘留的指數(shù)值R-S。
結(jié)果列示在下表4中。
表4

根據(jù)上表4，可以看出調(diào)色劑1至11的轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值表現(xiàn)為0.4至2.4的相當(dāng)?shù)偷闹?。特別地，在調(diào)色劑1、3至7、和9的情況下，轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值低于2.0。當(dāng)轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值不高于大約3.0時(shí)，在此程度上，視覺上根本不能確認(rèn)任何重影(余象)。因此，可以斷定下述事實(shí)。也就是說，當(dāng)使用調(diào)色劑1至11的任何一種調(diào)色劑時(shí)，即使在采用無刮板靜電顯影工藝的印刷機(jī)中，也不會(huì)在記錄介質(zhì)上產(chǎn)生轉(zhuǎn)印故障，而且可以提高在記錄介質(zhì)上記錄的圖象的質(zhì)量。
另一方面，可以看出，調(diào)色劑12至22的轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值表現(xiàn)為3.7至30.9的值，而且與調(diào)色劑1至11相比不能抑制轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑。如果殘留在感光鼓27上的調(diào)色劑增加到這個(gè)程度，就會(huì)存在沒有被顯影輥31利用的調(diào)色劑，并由此產(chǎn)生重影(余象)或類似的問題。
因此，可以確定調(diào)色劑1至11是優(yōu)選作為基于非磁性單組分顯影系統(tǒng)的顯影工藝中使用的調(diào)色劑。可以意識(shí)到下述事實(shí)。也就是說，為了選擇如上所述的調(diào)色劑1至11，可以從表2所示的著色劑1至21中選擇表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％的著色劑1至10。特別地，為了獲得低于2.0的更低的調(diào)色劑的轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值，可以選擇表現(xiàn)出pH值為5.3至7.5、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為41.7至81.6％、且體積變化率為32.7至50.0％的著色劑1、3至7、和9。
上文已經(jīng)解釋了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。然而，本發(fā)明并不限于上述作為例證的特定具體實(shí)施方式
，本發(fā)明也可以以其它各種方式進(jìn)行。
例如，前述具體實(shí)施方式
包括以特定的摻合比率含有特定物質(zhì)的幾種具體實(shí)施方式
。然而，如概述和優(yōu)選實(shí)施方式描述中所述，本發(fā)明也可以采用除前述具體實(shí)施方式
中所用的物質(zhì)以外的其它物質(zhì)進(jìn)行。例如，可以任意調(diào)整它們的摻合比率以獲得表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％的著色劑。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑進(jìn)行評(píng)測(cè)的方法，其中所述著色劑是由用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成的，所述方法包括測(cè)量著色劑的pH值；計(jì)算利用偶聯(lián)劑對(duì)著色劑的表面涂布率；測(cè)定著色劑的體積變化率；和選擇表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％的著色劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)測(cè)著色劑的方法，其中偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)測(cè)著色劑的方法，其中硅烷類偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷和己基三乙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)測(cè)著色劑的方法，其中著色劑的pH值為5.3至7.5、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為41.7至81.6％、且體積變化率為32.7至50.0％。
5.一種摻入靜電潛像顯影用調(diào)色劑中的著色劑，該著色劑由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成，其中pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的著色劑，其中偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的著色劑，其中硅烷類偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷和己基三乙氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的著色劑，其中著色劑的pH值為5.3至7.5、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為41.7至81.6％、且體積變化率為32.7至50.0％。
9.一種靜電潛像顯影用調(diào)色劑，含有著色劑；和粘合劑用樹脂，其中所述著色劑是由利用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理以產(chǎn)生疏水表面的氧化鐵制成，而且著色劑表現(xiàn)出pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，其中偶聯(lián)劑是硅烷類偶聯(lián)劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，其中硅烷類偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷和己基三乙氧基硅烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，其中調(diào)色劑的轉(zhuǎn)印殘留指數(shù)值不高于3.0。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，其中著色劑的pH值為5.3至7.5、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為41.7至81.6％、且體積變化率為32.7至50.0％。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜電潛像顯影用調(diào)色劑，其中著色劑的摻合量為25至30wt％。
全文摘要
對(duì)通過用偶聯(lián)劑處理氧化鐵表面制得的著色劑進(jìn)行選擇，使得pH值為5.3至7.7、利用偶聯(lián)劑的表面涂布率為26.7至81.6％、且體積變化率為30.9至50.0％。當(dāng)通過摻合該選定的著色劑制造靜電潛像顯影用調(diào)色劑時(shí)，可以獲得優(yōu)選可用于基于非磁性單組分顯影系統(tǒng)的顯影工藝的調(diào)色劑。
文檔編號(hào)G03G9/09GK1677254SQ20051005939
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者河村政輝, 伊神淳 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社