專利名稱:調(diào)色劑制造方法、調(diào)色劑制造裝置以及調(diào)色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及調(diào)色劑制造方法、調(diào)色劑制造裝置以及調(diào)色劑。
背景技術(shù):
作為電子照相法現(xiàn)在已經(jīng)知道了多種方法,通常這些方法中具有下述步驟利用光導(dǎo)電性物質(zhì),并通過種種方法在感光體上形成靜電潛像的步驟(曝光步驟);使用調(diào)色劑(樹脂微粒)將該潛像顯影的顯影步驟;在紙等轉(zhuǎn)印材料上轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印步驟和使用定影輥通過加熱、加壓等固定所述調(diào)色劑圖像的步驟。
作為這種在電子照相法中使用的調(diào)色劑的制造方法,現(xiàn)在使用的有粉碎法和聚合法。
粉碎法是將含有作為主要成分的樹脂(以下也簡稱為樹脂)和著色劑的原料在大于或等于樹脂軟化點的溫度捏合,得到捏合物,然后將所述捏合物冷卻、粉碎的方法。這種粉碎法的原料的選擇范圍寬、能夠比較容易地制造調(diào)色劑,在這點上其是優(yōu)異的。但是,用粉碎法得到的調(diào)色劑存在各粒子之間的形狀波動大、粒徑分布容易變大的缺點。其結(jié)果是,帶電特性、定影特性等在各調(diào)色劑顆粒間波動大,調(diào)色劑整體的可靠性下降。
聚合法中,使用作為樹脂構(gòu)成成分的單體,在液相中等條件進行聚合反應(yīng),生成目的樹脂,由此制造調(diào)色劑顆粒?;谔岣叻稚①|(zhì)(成為調(diào)色劑顆粒的分散質(zhì))的分散性、獲得單分散性、控制分子量分布等目的,這種聚合法中,通常在含有分散劑的液相中進行聚合反應(yīng)。這種聚合法能夠使得到的調(diào)色劑顆粒的形狀的相對圓球度大(幾何學(xué)上近似圓球形的形狀),在這一點上這種聚合法是優(yōu)異的。但是,利用現(xiàn)有的聚合法,難以在最終得到的調(diào)色劑中得到帶電特性優(yōu)異的調(diào)色劑。即,現(xiàn)有的聚合法存在下述問題,例如很難使最終得到的調(diào)色劑中調(diào)色劑顆粒帶電量的絕對值足夠大,各調(diào)色劑顆粒間的帶電特性(帶電量)的波動容易變大。
另外,近年提出了采用所謂噴墨法,通過排出含有調(diào)色劑制造用原料的分散液來制造調(diào)色劑顆粒的方法(參見例如專利文獻1)。對于這種方法,為了使排出液滴中的分散質(zhì)的含量均勻,或者基于能夠排出分散液的目的,這種方法中通常使用添加了分散劑的物質(zhì)作為分散液。換而言之,使用不含分散劑的分散液則不能得到形狀、大小均勻的調(diào)色劑,甚至不能排出分散液。采用這種方法時,雖然能夠使各粒子之間的形狀、大小的波動比較小,但是其與上述的聚合法一樣,難以得到帶電特性優(yōu)異的調(diào)色劑。
特開2004-70303號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑和提供能夠有效制造這種調(diào)色劑的調(diào)色劑制造方法、調(diào)色劑制造裝置。特別是以環(huán)保的方法提供帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑。
通過下面的本發(fā)明可達(dá)到這種目的。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法是使用分散液制造調(diào)色劑的方法,所述分散液中,分散質(zhì)含有調(diào)色劑制造用原料并分散在分散介質(zhì)中,并且所述分散液中含有具有提高所述分散質(zhì)分散性的功能的分散劑;其特征在于,所述方法包括準(zhǔn)備所述分散液的步驟;提供臭氧步驟,向所述分散液和/或由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物提供臭氧;紫外線照射步驟,向所述分散液和/或由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物照射紫外線。
由此,能夠提供能高效(高生產(chǎn)性)地制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑顆粒的調(diào)色劑制造方法。特別能夠以環(huán)保的方法提供能夠制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑的制造方法。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選將所述提供臭氧步驟至少部分與所述紫外線照射步驟同時進行。
由此,能夠在充分防止調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)含有的成分)被老化分解的同時更效率地分解分散劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選在從所述分散液去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟中和/或在所述分散介質(zhì)去除步驟之后,進行所述提供臭氧步驟和/或進行所述紫外線照射步驟。
由此,能夠在充分防止調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)含有的成分)被老化分解的同時更效率地分解分散劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選在將所述分散液以液滴狀噴出之后,進行所述提供臭氧步驟和/或進行所述紫外線照射步驟。
由此,能夠在充分防止調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)含有的成分)被老化分解的同時更效率地分解分散劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選所述排出物含有多個所述分散質(zhì)。
由此,能夠得到各粒子間(調(diào)色劑顆粒間)形狀、大小等的波動小的調(diào)色劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選在從所述分散液去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟之后,在將組成所述排出物的多個所述分散質(zhì)接合的步驟中提供所述臭氧。
由此,能夠以比較少量的臭氧有效地分解分散劑。
本發(fā)明調(diào)色劑的制造方法優(yōu)選將所述排出物曝露在含有所述臭氧的氛圍氣中。
由此能夠向各排出物(分散液或從分散液中除去了分散介質(zhì)的凝聚物)提供均質(zhì)狀態(tài)的臭氧。其結(jié)果是,最終得到的調(diào)色劑在各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的特性的波動小,調(diào)色劑整體的可靠性得到提高。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法,優(yōu)選在從所述分散液去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟之后,在將組成所述排出物的多個所述分散質(zhì)接合的步驟中,照射所述紫外線。
由此,即使在紫外線的照射時間比較短或紫外線的照射強度比較弱的情況下,也能有效分解分散劑。
本發(fā)明調(diào)色劑的制造方法優(yōu)選通過壓電脈沖將所述分散液間斷地排出。
由此能夠得到各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀、大小等的波動特別小的調(diào)色劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選所述分散液含有陰離子型分散劑和/或非離子型分散劑作為所述分散劑。
由此,即使使用臭氧、紫外線的處理條件比較溫和,也能更加確實地使最終得到的調(diào)色劑的帶電特性優(yōu)異。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選所述分散劑在所述分散液中的含量為0.001重量%~10重量%。
由此,能夠在使各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀、大小等的波動特別小的同時,使調(diào)色劑的帶電特性特別優(yōu)異。另外,還能提高調(diào)色劑生產(chǎn)率。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選所述分散介質(zhì)主要由水和/或與水的相溶性優(yōu)異的液體組成。
由此,能夠以環(huán)保的方法制造調(diào)色劑。另外,例如能提高分散介質(zhì)中分散質(zhì)的分散性,并且,能夠使分散液中的分散質(zhì)的粒徑比較小且大小的波動特別小。其結(jié)果是,能夠有效制造各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀的波動、大小的波動特別小的調(diào)色劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法優(yōu)選所述分散液含有防靜電劑。
由此,能夠使調(diào)色劑的帶電特性特別優(yōu)異。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造裝置的特征為,其被用于本發(fā)明的制造方法。
由此,能夠提供能有效(生產(chǎn)率高)制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑顆粒的調(diào)色劑制造裝置。特別是能夠提供能以環(huán)保的方法制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑的制造裝置。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造裝置是使用分散液制造調(diào)色劑的調(diào)色劑制造裝置,所述分散液中,含有調(diào)色劑制造用原料的分散質(zhì)分散在分散介質(zhì)中,并且所述分散液中含有具有提高所述分散質(zhì)分散性的功能的分散劑;其特征在于,所述制造裝置具有提供臭氧單元和紫外線照射單元,用于向所述分散液、由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物的至少之一提供臭氧或照射紫外線。
由此,能夠提供能有效(生產(chǎn)率高)地制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑顆粒的調(diào)色劑制造裝置。特別是能夠提供能以環(huán)保的方法制造帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑的制造裝置。
本發(fā)明的調(diào)色劑制造裝置優(yōu)選備有將所述分散液以液滴狀的排出物的形式排出的排出部,并且按能夠向所述排出物進行所述提供臭氧以及所述照射紫外線來構(gòu)成該調(diào)色劑制造裝置。
由此,增加了排出物(分散液或從分散液中去除了分散介質(zhì)的凝聚體等)與臭氧的接觸時間,同時能夠更有效地向排出物中含有的分散劑照射紫外線,能夠在除去分散劑的過程中有效利用臭氧、紫外線的能量。另外,能夠有效防止調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)包含的成分)被臭氧和紫外線分解老化,其結(jié)果是,能夠得到可靠性更高的調(diào)色劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑的特征為,其是采用本發(fā)明的方法制造的。
由此,能夠提供帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑的特征為,其是使用本發(fā)明的裝置制造的。
由此,能夠提供帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑。
是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第1實施方式的縱截面圖。
是圖1所示的調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的放大截面圖。
是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第2實施方式的縱截面圖。
是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第3實施方式的縱截面圖。
是示意說明調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的構(gòu)造的其他例子的圖。
是示意說明調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的構(gòu)造的其他例子的圖。
是示意說明調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的構(gòu)造的其他例子的圖。
是示意說明調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的構(gòu)造的其他例子的圖。
符號說明1、1’、1”...調(diào)色劑制造裝置 2...頭部 21...分散液貯留部 22...壓電元件 221...下部電極 222...壓電體 223...上部電極 23...排出部 24...振動板 25...聲學(xué)透鏡(凹面透鏡) 26...壓力脈沖會聚部 3、3’、3”...傳輸部31...殼 311...縮徑部 32、32’...第1區(qū)域(低溫區(qū)域) 33、33’、33”...第2區(qū)域(高溫區(qū)域) 4...分散液供給部 41...攪拌單元 5...回收部 6...分散液61...分散質(zhì) 62...分散介質(zhì) 7...氣體噴射嘴 8...電壓施加單元 90...凝聚體 95...接合體 9...調(diào)色劑顆粒 10...氣流供給單元 101...通風(fēng)道 11...熱交換器 12...臭氧供給單元 121...噴射嘴 13...節(jié)流部件 14...臭氧回收單元 15...旋流器 16...袋濾器 17...紫外線照射單元(光源) 18...雙調(diào)節(jié)風(fēng)門 19...接合體收容部 191...閥 20...臭氧紫外線處理部 201...攪拌單元 202...注入閥 203...運輸閥 30...氣體供給單元4 0...排氣單元 50...排氣單元具體實施方式
《本發(fā)明的概要》作為電子照相法現(xiàn)在已經(jīng)知道了多種方法,通常這些方法具有下述步驟利用光導(dǎo)電性物質(zhì),并通過種種方法在感光體上形成靜電潛像的步驟(曝光步驟);使用調(diào)色劑(樹脂微粒)將該潛像顯影的顯影步驟;在紙等轉(zhuǎn)印材料上轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印步驟和使用定影輥通過加熱、加壓等固定所述調(diào)色劑圖像的步驟。
作為這種在電子照相法中使用的調(diào)色劑的制造方法,現(xiàn)在使用的有粉碎法和聚合法。
粉碎法是將含有作為主要成分的樹脂(以下也簡稱為樹脂)和著色劑的原料在大于或等于樹脂軟化點的溫度捏合,得到捏合物,然后將所述捏合物冷卻、粉碎的方法。這種粉碎法的原料的選擇范圍寬、能夠比較容易地制造調(diào)色劑,在這點上其是優(yōu)異的。但是,用粉碎法得到的調(diào)色劑存在各粒子之間的形狀波動大、粒徑分布容易變大的缺點。其結(jié)果是,帶電特性、定影特性等在各調(diào)色劑顆粒間的波動大,調(diào)色劑整體的可靠性下降。
聚合法中,使用作為樹脂構(gòu)成成分的單體,在液相中等條件進行聚合反應(yīng),生成目的樹脂,由此制造調(diào)色劑顆粒?;谔岣叻稚①|(zhì)(成為調(diào)色劑顆粒的分散質(zhì))的分散性等目的,這種聚合法中,通常在含有分散劑的液相中進行聚合反應(yīng)。這種聚合法能夠使得到的調(diào)色劑顆粒的形狀的相對圓球度大(幾何學(xué)上近似圓球形的形狀),在這一點上這種聚合法是優(yōu)異的。但是,利用現(xiàn)有的聚合法,難以在最終得到的調(diào)色劑中得到帶電特性優(yōu)異的調(diào)色劑。即,現(xiàn)有的聚合法存在下述問題,例如很難使最終得到的調(diào)色劑中調(diào)色劑顆粒帶電量的絕對值足夠大,各調(diào)色劑顆粒間的帶電特性(帶電量)的波動容易變大。
另外,近年提出了采用所謂噴墨法,通過排出含有調(diào)色劑制造用原料的分散液來制造調(diào)色劑顆粒的方法。對于這種方法,為了使排出液滴中的分散質(zhì)的含量均勻,或者基于能夠排出分散液的目的,這種方法中通常使用添加了分散劑的物質(zhì)作為分散液。換而言之,使用不含分散劑的分散液則不能得到形狀、大小均勻的調(diào)色劑,甚至不能噴出分散液。采用這種方法(噴墨法)時,雖然能夠使各粒子之間的形狀、大小的波動比較小,但是其與上述的聚合法一樣,難以得到帶電特性優(yōu)異的調(diào)色劑。
如上所述,所采用的方法中使用了分散液的情況下,雖然能減小各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀波動,但是要得到帶電特性優(yōu)異的調(diào)色劑是困難的。另外,以往在采用使用分散液的方法的情況下,得到的調(diào)色劑的環(huán)境特性(耐水性、保存性)差,保存在墨盒內(nèi)時(特別是在潮濕的條件下保存時)存在引起調(diào)色劑顆粒間的凝聚,容易生成所謂的球塊的問題。此處,本發(fā)明的發(fā)明人以解決上述的問題為目的進行了專心研究。其結(jié)果是,本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),由于分散液中所含的分散劑在調(diào)色劑中有殘存,因而對調(diào)色劑的帶電特性產(chǎn)生了不良影響,進而發(fā)現(xiàn),通過合用臭氧和紫外線,能夠選擇性地除去所述分散劑,結(jié)果能夠得到特性優(yōu)異的調(diào)色劑。
下面,參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法、調(diào)色劑制造裝置以及調(diào)色劑優(yōu)選的實施方式。
《第1實施方式》圖1是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第1實施方式的縱截面圖。圖2是圖1所示的調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的放大截面圖。
首先對本發(fā)明中使用的分散液進行說明。本發(fā)明的調(diào)色劑是使用含有分散劑的分散液制造的。作為分散液,例如能舉出懸濁液(懸浮液)和乳液(乳劑、乳濁液、乳狀液)等。值得注意的是,本說明書中,“懸濁液”是在液態(tài)分散介質(zhì)中分散有固體(固體形狀)的分散質(zhì)(懸濁粒子)的分散液(包括懸濁膠體);“乳液(乳劑、乳濁液、乳狀液)”是指在液態(tài)分散介質(zhì)中分散有液態(tài)的分散質(zhì)(分散粒子)的分散液。另外,分散液中可以同時存在固態(tài)的分散質(zhì)和液態(tài)的分散質(zhì)。此時,在分散液中的分散質(zhì)中,固態(tài)的分散質(zhì)所占的比例比液態(tài)的分散質(zhì)所占的比例大的分散液稱作懸濁液;液態(tài)分散質(zhì)所占的比例比固態(tài)的分散質(zhì)所占的比例大的分散液稱作乳液。另外,本發(fā)明使用的分散液特別優(yōu)選是經(jīng)脫氣處理的分散液。關(guān)于脫氣處理,將在下文中詳細(xì)描述。
分散液6中,在分散介質(zhì)62中有分散質(zhì)(分散相)61微分散。并且,分散液6含有具有提高分散質(zhì)61分散性的功能的分散劑。
<分散介質(zhì)>
分散介質(zhì)62只要能夠分散后述的分散質(zhì)61就可以是任何物質(zhì),但優(yōu)選主要由通常作為溶劑使用的材料(以下稱作溶劑材料)組成。
作為這種材料,例如可以舉出無機溶劑,例如水、二硫化碳、四氯化碳等;和有機溶劑,例如甲基乙基酮(MEK)、丙酮、二乙基酮、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基異丙基酮(MIPK)、環(huán)己酮、3-庚酮、4-庚酮等酮系溶劑;甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、正己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-甲氧基乙醇、烯丙醇、糠醇、苯酚等醇系溶劑;二乙基醚、二丙基醚、二異丙基醚、二丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃(THF)、四氫吡喃(THP)、苯甲醚、二乙二醇二甲基醚(二甘醇二甲醚)、2-甲氧基乙醇等醚系溶劑;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、苯基溶纖劑等溶纖劑系溶劑;己烷、戊烷、庚烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、二癸烷、甲基環(huán)己烯、異戊二烯等脂肪族烴系溶劑;甲苯、二甲苯、苯、乙苯、萘等芳香族烴系溶劑;吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻酚、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、糠醇等芳香族雜環(huán)化合物系溶劑;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)等酰胺系溶劑;二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、氯苯等鹵代化合物系溶劑;乙酰丙酮、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異戊酯、氯醋酸乙酯、氯乙酸丁酯、氯乙酸異丁酯、甲酸乙酯、甲酸異丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙酯等酯系溶劑;三甲胺、己胺、三乙胺、苯胺等胺系溶劑;丙烯腈、乙腈等腈系溶劑;硝基甲烷、硝基乙烷等硝基系溶劑;乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、丙烯醛等醛系溶劑等;可以使用從中選擇的一種物質(zhì),或者使用從中選擇的至少兩種的混合物。
上述材料中,作為分散介質(zhì)62,優(yōu)選主要由水和/或與水相溶性優(yōu)異的液體(例如在25℃的100g水中的溶解度大于等于30g的液體)組成。由此,例如能提高分散質(zhì)61在分散介質(zhì)62中的分散性;能夠使分散液6中的分散質(zhì)61粒徑小并且大小的波動小。其結(jié)果是,最終得到的調(diào)色劑(調(diào)色劑顆粒)在粒子之間的大小、形狀的波動小,圓形度大。另外,特別是分散介質(zhì)62由水構(gòu)成時,例如,在調(diào)色劑制造步驟中,能夠達(dá)到實質(zhì)上沒有有機溶劑揮發(fā)。其結(jié)果是,能以不易對環(huán)境產(chǎn)生不良影響的方法,即環(huán)保的方法制造調(diào)色劑。另外,分散介質(zhì)62主要由水和/或與水的相溶性優(yōu)異的液體組成時,在分散液6中,能夠有效使分散劑集中存在于分散質(zhì)61的表面附近。其結(jié)果是,能夠在充分防止作為調(diào)色劑構(gòu)成材料的結(jié)合樹脂等的分解老化等的情況下,通過下文中詳細(xì)描述的提供臭氧、照射紫外線選擇性地分解除去分散劑。其結(jié)果是,最終得到的調(diào)色劑具有特別優(yōu)異的特性。
另外,使用多種成分的混合物作為分散介質(zhì)62的構(gòu)成材料時,可以使用在構(gòu)成所述混合物的至少兩種成分之間能形成共沸混合物(最低沸點共沸混合物)的物質(zhì)作為分散介質(zhì)的構(gòu)成材料。由此能夠在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳輸部有效除去分散介質(zhì)62。另外,在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳輸部,能夠在比較低的溫度除去分散介質(zhì)62,能夠更有效地防止最終得到的調(diào)色劑(調(diào)色劑顆粒)特性變差。例如,作為能與水形成共沸混合物的液體,可以舉出二硫化碳、四氯化碳、甲基乙基酮(MEK)、丙酮、環(huán)己酮、3-庚酮、4-庚酮、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、正己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-甲氧基乙醇、烯丙醇、糠醇、苯酚、二丙基醚、二丁基醚、1,4-二氧六環(huán)、苯甲醚、2-甲氧基乙醇、己烷、庚烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、二癸烷、甲基環(huán)己烯、異戊二烯、甲苯、苯、乙苯、萘、吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、糠醇、氯仿、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、氯苯、乙酰丙酮、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異戊酯、氯乙酸乙酯、氯乙酸丁酯、氯乙酸異丁酯、甲酸乙酯、甲酸異丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙酯、三甲胺、己胺、三乙胺、苯胺、丙烯腈、乙腈、硝基甲烷、硝基乙烷、丙烯醛等。
另外,對于分散介質(zhì)62的沸點沒有特別限定,優(yōu)選小于等于180℃,更優(yōu)選小于等于150℃,進一步優(yōu)選為35℃~130℃。分散介質(zhì)62的沸點這樣比較低時,在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳輸部,能夠比較容易地除去分散介質(zhì)62。另外,通過使用這種材料作為分散介質(zhì)62,能夠使分散介質(zhì)62在最終得到調(diào)色劑顆粒中的殘留量特別小。其結(jié)果是,調(diào)色劑的可靠性得到進一步提高。
此外,在分散介質(zhì)62中,還可以含有上述材料之外的成分。例如,在分散介質(zhì)62中,可以含有下文中作為分散質(zhì)61的構(gòu)成成分舉出的材料、硅石、氧化鈦、氧化鐵等無機細(xì)粉末、脂肪酸、脂肪酸金屬鹽等有機細(xì)粉末等各種添加劑等。
<分散質(zhì)>
分散質(zhì)61通常由至少含有作為主要成分的樹脂或者其前體(以下將這些統(tǒng)稱為“樹脂材料”)的材料構(gòu)成。作為樹脂前體,例如能舉出該樹脂的單體、二聚體、低聚體、預(yù)聚合物等。
下面對分散質(zhì)61的構(gòu)成材料進行說明。
1.樹脂(粘合劑樹脂)作為樹脂(粘合劑樹脂),例如可以舉出甲基(丙烯酸)系樹脂;聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、氯聚苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物等苯乙烯系樹脂,這些苯乙烯系樹脂是含有苯乙烯或者苯乙烯取代物的均聚物或者共聚物;聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、尿烷改性環(huán)氧樹脂、硅酮改性環(huán)氧樹脂、氯乙烯樹脂、松香改性馬來酸樹脂、酚醛樹脂、聚乙烯、聚丙烯、離子聚合樹脂、聚氨酯樹脂、硅酮樹脂、酮樹脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂、萜烯樹脂、酚醛樹脂、脂肪族或者脂環(huán)族烴樹脂等;可以使用其中的一種,或?qū)⑵渲兄辽賰煞N組合使用。另外,通過使分散質(zhì)61中的原料在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳輸部進行聚合反應(yīng)而制造調(diào)色劑時,通常使用上述樹脂的前體(例如單體、二聚物、低聚物、預(yù)聚物等)。
對于分散質(zhì)61中樹脂材料的含量沒有特別限定,優(yōu)選為2重量%~98重量%,更優(yōu)選為5重量%~95重量%。
另外,構(gòu)成分散質(zhì)61的樹脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點優(yōu)選為50℃~70℃。由此能夠有效得到構(gòu)成材料老化少、形狀和大小的均勻性優(yōu)異、機械強度優(yōu)異的調(diào)色劑。此外,構(gòu)成分散質(zhì)61的樹脂材料由多種樹脂材料(樹脂成分)構(gòu)成時,可以采用以這些成分的玻璃化轉(zhuǎn)變點基于重量的加權(quán)平均值計算的值作為樹脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點。
另外,構(gòu)成分散質(zhì)61的樹脂材料的熔點優(yōu)選是90℃~150℃。由此能有效進行后述的接合步驟。此外,構(gòu)成分散質(zhì)61的樹脂材料由多種樹脂材料(樹脂成分)構(gòu)成時,可以采用以這些成分的熔點基于重量的加權(quán)平均值計算的值作為樹脂材料的熔點。
2.溶劑分散質(zhì)61中也可以含有至少部分溶解其成分的溶劑。
由此,例如能提高分散質(zhì)61在分散液6中的流動性;能夠使在分散液6中的分散質(zhì)61的粒徑小且顆粒大小的波動小。其結(jié)果是,能夠使最終得到的調(diào)色劑顆粒成為粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的大小、形狀的波動小、圓形度比較大的調(diào)色劑顆粒。
作為溶劑,只要可以溶解構(gòu)成分散質(zhì)61的成分的至少一部分即可,但優(yōu)選在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳輸部能被容易地除去的溶劑(例如沸點小于等于150℃的溶劑)。
另外,優(yōu)選溶劑與所述分散介質(zhì)62的相容性低(例如在25℃的100g分散介質(zhì)中的溶解度小于等于30g)。由此,能夠使分散質(zhì)61在分散液6中以穩(wěn)定的狀態(tài)微分散。
另外,可以適當(dāng)選擇溶劑的組成,例如根據(jù)上述的樹脂、著色劑的組成和分散介質(zhì)的組成進行適宜地選擇。
例如,作為溶劑可以舉出無機溶劑,例如水、二硫化碳、四氯化碳等;和有機溶劑,例如甲基乙基酮(MEK)、丙酮、二乙基酮、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基異丙基酮(MIPK)、環(huán)己酮、3-庚酮、4-庚酮等酮系溶劑;甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、3-甲基-1-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、正己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-甲氧基乙醇、烯丙醇、糠醇、苯酚等醇系溶劑;二乙基醚、二丙基醚、二異丙基醚、二丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃(THF)、四氫吡喃(THP)、苯甲醚、二乙二醇二甲基醚(二甘醇二甲醚)、2-甲氧基乙醇等醚系溶劑;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、苯基溶纖劑等溶纖劑系溶劑;己烷、戊烷、庚烷、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、辛烷、二癸烷、甲基環(huán)己烯、異戊二烯等脂肪族烴系溶劑;甲苯、二甲苯、苯、乙苯、萘等芳香族烴系溶劑;吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻酚、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、糠醇等芳香族雜環(huán)化合物系溶劑;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)等酰胺系溶劑;二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、三氯乙烯、氯苯等鹵代化合物系溶劑;乙酰丙酮、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異戊酯、氯乙酸乙酯、氯乙酸丁酯、氯乙酸異丁酯、甲酸乙酯、甲酸異丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯甲酸乙酯等酯系溶劑;三甲胺、己胺、三乙胺、苯胺等胺系溶劑;丙烯腈、乙腈等腈系溶劑;硝基甲烷、硝基乙烷等硝基系溶劑;乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、丙烯醛等醛系溶劑等;可以使用從中選擇的一種物質(zhì),或者使用從中選擇的至少兩種的混合物。其中,特別優(yōu)選含有有機溶劑的溶劑,更優(yōu)選含有選自醚系溶劑、溶纖劑系溶劑、脂肪族烴系溶劑、芳香族烴系溶劑、芳香族雜環(huán)化合物系溶劑、酰胺系溶劑、鹵代化合物系溶劑、酯系溶劑、腈系溶劑、硝基系溶劑、醛系溶劑的一種和至少兩種。通過使用這種溶劑,能使所述的各成分比較容易地充分均勻分散在分散質(zhì)61中。
另外,分散液6中(特別是分散質(zhì)61中)通常包含著色劑。作為著色劑,例如可以使用顏料、染料等。作為這樣的顏料、染料,可以舉出例如碳黑、醇溶黑、燈黑(C.I.No.77266)、磁鐵礦、鈦黑、貢黃、鎘黃、礦物堅牢黃、廣柑黃、萘酚黃S、漢撒黃G、永久黃NCG、鉻黃、聯(lián)苯胺黃、喹啉黃、酒石黃色淀、紅光貢黃、鉬橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、聯(lián)苯胺黃G、鎘紅、永久紅4R、色淀紅鈣鹽、曙紅色淀、亮胭脂紅3B、錳紫、堅牢紫羅蘭紅B、甲基紫羅蘭色淀、紺青、鈷藍(lán)、堿性藍(lán)色淀、維多利亞藍(lán)、堅牢天藍(lán)、陰丹士林藍(lán)BC、群青、苯胺藍(lán)、銅肽花青藍(lán)、銅油藍(lán)、鉻綠、氧化鉻、顏料綠B、孔雀石綠色淀、銅肽花青綠、最后(final)黃綠G、羅丹明6G、喹吖啶酮、玫瑰紅(C.I.No.45432)、C.I.直接紅1、C.I.直接紅4、C.I.酸性紅1、C.I.堿性紅1、C.I.媒染紅30、C.I.顏料紅48:1、C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅184、C.I.直接藍(lán)1、C.I.直接藍(lán)2、C.I.酸性藍(lán)9、C.I.酸性藍(lán)15、C.I.堿性藍(lán)3、C.I.堿性藍(lán)5、C.I.媒染藍(lán)7、C.I.顏料藍(lán)15:1、C.I.顏料藍(lán)15:3、C.I.顏料藍(lán)5:1、C.I.直接綠6、C.I.堿性綠4、C.I.堿性綠6、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃162、苯胺黑染料(C.I.No.50415B)、金屬絡(luò)鹽染料、硅石、氧化鋁、磁鐵礦、磁赤鐵礦、各種鐵酸鹽(ferrite)類、氧化銅、氧化鎳、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂等金屬氧化物,和含有例如鐵、鈷、鎳之類的磁性金屬的磁性材料等,可以從上面選取一種使用或者至少兩種組合使用。在分散液6中,這樣的著色劑通常屬于分散質(zhì)61。
對于分散質(zhì)61中的著色劑含量沒有特別地限定,但優(yōu)選在0.1重量%~10重量%,更優(yōu)選為0.3重量%~3.0重量%。如果著色劑的含量低于上述下限值,則根據(jù)著色劑的種類不同,可能有時較難形成充分濃度的可視像。相反,如果調(diào)色劑的含量超過上述上限值,則可能使最終形成的調(diào)色劑的定影特性、帶電特性下降。
同時,分散液6中還可以含有蠟。蠟通常用于提高脫膜性能。作為這種蠟,例如可以舉出,小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟、米蠟、棉蠟、木蠟等植物類蠟;蜂蠟、羊毛脂等動物類蠟;褐煤蠟、天然地蠟、精制地蠟等礦物類蠟;石蠟、微蠟、微晶蠟、石臘油等石油蠟等天然蠟;費-托合成過程中得到的蠟、聚乙烯蠟(聚乙烯樹脂)、聚丙烯蠟(聚丙烯樹脂)、氧化型聚乙烯蠟、氧化型聚丙烯蠟等合成烴類蠟、12-羥基硬脂酰胺、硬脂酰胺、酞酸酐酰亞胺、氯化烴等脂肪酰胺、酯、酮、醚等的合成蠟,可從以上選取一種使用或至少兩種組合使用。而且,也可使用更低分子量的結(jié)晶性高分子樹脂作為蠟,例如聚甲基丙烯酸正硬脂酯、聚甲基丙烯酸正月桂酯等聚丙烯酸酯的均聚物或共聚物(如丙烯酸正硬脂酯-甲基丙烯酸乙酯的共聚物等)等;側(cè)連具有長的烷基的結(jié)晶性高分子等。
對于分散液6中的蠟含量沒有特別地限定,但優(yōu)選小于等于1.0重量%,更優(yōu)選小于等于0.5重量%。如果蠟的含量過多,在最終得到的調(diào)色劑顆粒中,會產(chǎn)生蠟的游離、粗大化,也容易引起蠟向調(diào)色劑顆粒表面的析出等,從而有調(diào)色劑的轉(zhuǎn)印效率下降的傾向。
對蠟的軟化點沒有特別限定,優(yōu)選為50℃~180℃,更優(yōu)選為60℃~160℃。
另外,在分散液6中含有分散劑。這樣由于分散液6含有分散劑,提高了分散液中分散質(zhì)61的分散性。其結(jié)果是,能夠得到各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的大小、形狀的波動小的調(diào)色劑。此外,在本說明書中,“分散劑”是具有提高分散液中分散質(zhì)的分散性的功能的物質(zhì),除狹義的分散劑之外,還包括乳化劑、分散助劑等。
作為分散劑,例如可以舉出非離子型分散劑、陰離子型分散劑、陽離子型分散劑、兩性分散劑等。
作為非離子型分散劑,例如可以舉出醚系分散劑、酯系分散劑、醚酯系分散劑、含氮分散劑等,更具體可以舉出聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚乙二醇、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。
作為陰離子型分散劑,可以舉出例如各種松香、各種羧酸鹽、各種硫酸酯鹽、各種磺酸鹽、各種磷酸酯鹽等,具體可以舉出橡膠松香、聚合松香、歧化松香、馬來酸化松香、富馬酸化松香、馬來酸化松香戊酯、馬來化松香甘油酯、三硬脂酸鹽(例如鋁鹽等金屬鹽等)、二硬脂酸鹽(例如鋁鹽、鋇鹽等金屬鹽等)、硬脂酸鹽(例如鈣鹽、鉛鹽、鋅鹽等金屬鹽等)、亞麻酸鹽(例如鈷鹽、錳鹽、鉛鹽、鋅鹽等金屬鹽等)、辛酸鹽(例如鋁鹽、鈣鹽、鈷鹽等金屬鹽等)、油酸鹽(例如鈣鹽、鈷鹽等金屬鹽等)、棕櫚酸鹽(例如鋅鹽等金屬鹽等)、環(huán)烷酸鹽(例如鈣鹽、鈷鹽、錳鹽、鉛鹽、鋅鹽等金屬鹽等)、樹脂酸鹽(例如鈣鹽、鈷鹽、錳鉛鹽、鋅鹽等金屬鹽等)、聚丙烯酸鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)、聚甲基丙烯酸鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)、聚馬來酸鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)、丙烯酸-馬來酸共聚物鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)、纖維素、十二烷基苯磺酸鹽(例如鈉鹽)、烷基磺酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鹽(例如鈉鹽等金屬鹽等)等。
作為陽離子型分散劑,例如可以舉出伯銨鹽、仲銨鹽、叔銨鹽、季銨鹽等各種銨鹽等,更具體可以舉出(單)烷基胺鹽、二烷基胺鹽、三烷基胺鹽、四烷基胺鹽、苯扎溴銨鹽、烷基吡啶鎓鹽、咪唑啉鎓鹽等。
作為兩性分散劑,例如可以舉出羧基甜菜堿、磺基甜菜堿等各種甜菜堿、各種氨基酸、各種磷酸酯鹽等。
使用含有上述分散劑的物質(zhì),特別是使用其中含有陰離子型分散劑的物質(zhì)時,即使如后述那樣臭氧以及紫外線的處理的條件是比較溫和的條件,也能更加確保使最終得到的調(diào)色劑帶電特性優(yōu)異。
另外,使用含有陽離子型分散劑作為分散劑的分散液時,能夠更顯著地發(fā)揮本發(fā)明的效果。即,調(diào)色劑通常被廣泛用作帶負(fù)電的物質(zhì),但是在這種調(diào)色劑制造中使用陽離子型分散劑時,即使最終的調(diào)色劑中的陽離子型分散劑含量比較少,也將會對調(diào)色劑帶電特性帶來大的不良影響。所以,沒有去除分散劑的現(xiàn)有方法(使用分散液的方法)中,陽離子型分散劑的不良影響是非常明顯的,而本發(fā)明中,如后述那樣,能夠在調(diào)色劑制造步驟有效地將在分散液中含有的分散劑除去,所以即使使用陽離子型分散劑,也能充分地防止發(fā)生上述那樣的問題。
另外,使用含有非離子型分散劑作為分散劑的分散液時,即使后述的臭氧以及紫外線的處理的條件是比較溫和的條件,也能使最終得到的調(diào)色劑帶電特性更加優(yōu)異。
對于分散液6中的分散劑的含量沒有特別地限定,優(yōu)選為0.001重量%~10重量%,更優(yōu)選為0.005重量%~5重量%,進一步優(yōu)選為0.01重量%~3重量%。如果分散劑的含量是所述范圍內(nèi)的值,則分散液6中分散質(zhì)61的分散性十分優(yōu)異,并且最終得到的調(diào)色劑中實質(zhì)上不含有分散劑,或者分散劑的含量(殘留量)十分小。其結(jié)果是,可以使最終得到的調(diào)色劑各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀、大小等的波動特別小,調(diào)色劑的帶電特性特別優(yōu)異。另外,還能夠使調(diào)色劑生產(chǎn)率特別高。
另外,優(yōu)選分散液6中含有防靜電劑。由此能夠使最終得到的調(diào)色劑的帶電特性特別優(yōu)異。另外,現(xiàn)有使用分散液的調(diào)色劑制造方法中,即使使用的分散液含有防靜電劑,也不能充分地發(fā)揮該防靜電劑功能。這被認(rèn)為是由于分散液中含有的分散劑集中分布在調(diào)色劑顆粒的整個表面。與此相對,本發(fā)明中,能夠有效地防止在最終的調(diào)色劑中殘存分散劑,所以能更有效地發(fā)揮防靜電劑的功能。
作為所述防靜電劑,例如可以舉出苯甲酸的金屬鹽、水楊酸的金屬鹽、烷基水楊酸的金屬鹽、兒茶酚的金屬鹽、含金屬雙偶氮染料、苯胺黑染料、四苯基硼酸酯衍生物、季銨鹽、烷基吡啶鎓鹽、氯化聚酯、硝基腐殖酸等。
另外,分散液6中還可以含有這些之外的成分。作為這種成分,例如可以舉出磁性粉末等。
作為上述磁性粉末,例如由磁鐵石、磁赤鐵礦、各種鐵酸鹽類、氧化銅、氧化鎳、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂等金屬氧化物,或含F(xiàn)e、Co、Ni等磁性金屬的磁性材料所構(gòu)成的物質(zhì)。
而且,在分散液6中,除上述材料外還可以添加例如硬脂酸鋅、氧化鋅、氧化鈰等。
另外,分散液6中,分散質(zhì)61以外的成分可以以不溶成分分散著。例如分散液6中可以分散著氧化硅、氧化鈦、氧化鐵等無機細(xì)小粉末,或脂肪酸、脂肪酸金屬鹽等有機細(xì)小粉末。
分散液6中,分散質(zhì)61呈微分散在分散介質(zhì)62中的狀態(tài)。
對于分散液6中的分散質(zhì)61的平均粒徑?jīng)]有特別限定,但優(yōu)選為0.05μm~1.0μm,更優(yōu)選為0.1μm~0.8μm。如果分散質(zhì)61的平均粒徑是此范圍內(nèi)的值,則最終得到的調(diào)色劑顆粒的圓形度會非常高,而且,各顆粒間的特性、形狀均勻性也會很好。
對于分散液6中的分散質(zhì)61的含量沒有特別限定,優(yōu)選為1重量%~99重量%,更優(yōu)選為5重量%~95重量%。如果分散質(zhì)61的含量低于上述下限值,那么有最終得到的調(diào)色劑顆粒的圓形度下降傾向。相反,如果分散質(zhì)61的含量超出上述上限值,那么根據(jù)分散介質(zhì)62的組成等,有時表現(xiàn)出分散液6的粘性變高,最終得到的調(diào)色劑顆粒的形狀、大小波動變大的傾向。
在分散液6中,分散質(zhì)61可以是固態(tài)的,也可以是液態(tài)的,也可以是固態(tài)、液態(tài)同時存在。即,分散液6可以是懸濁液也可以是乳液。
分散質(zhì)61是液態(tài)(例如溶液狀態(tài)、溶融狀態(tài))時,可以容易地使微分散在分散介質(zhì)62中的分散質(zhì)61的平均粒徑在上述范圍內(nèi)。另外,分散質(zhì)61是液態(tài)時,能夠使各分散質(zhì)61間的形狀、大小的波動特別小,所以能使最終得到的調(diào)色劑在各調(diào)色劑顆粒間的形狀、大小的波動特別小。
另外,分散質(zhì)61是固態(tài)時,能更有效地防止最終得到的調(diào)色劑中殘留溶劑等不需要的成分。其結(jié)果是,調(diào)色劑可靠性特別優(yōu)異。另外,分散質(zhì)61是固態(tài)時,即分散液6是懸濁液時,例如,作為分散液6的懸濁液可以是經(jīng)由乳液調(diào)制的。由此,在充分地發(fā)揮分散質(zhì)61是固態(tài)時的優(yōu)點的同時,還有效發(fā)揮了分散質(zhì)61是液態(tài)時的優(yōu)點。
另外,分散在分散介質(zhì)62中的分散質(zhì)61可以例如各粒子之間有基本相同的組成,也可以具有不同的組成。例如分散液6中,分散質(zhì)61可以包括主要由樹脂材料構(gòu)成的分散質(zhì)和主要由蠟構(gòu)成的分散質(zhì)。
另外,分散液6是乳液(乳化液)時,該分散液6優(yōu)選是O/W型乳化液,即油性(此處指對水的溶解度小的液體)的分散質(zhì)61分散在水性分散介質(zhì)62中的乳化液。由此,能夠穩(wěn)定地制造各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀、大小的波動小的調(diào)色劑。另外,由于分散介質(zhì)62中使用了水性液體,所以能夠減少后述的在調(diào)色劑制造裝置的傳輸部的有機溶劑的揮發(fā)量,或者能實質(zhì)性地不揮發(fā)有機溶劑。其結(jié)果是,能夠用不易對環(huán)境造成不良影響的方法制造調(diào)色劑。
此外,如果設(shè)分散液6中的分散質(zhì)61的平均粒徑為Dm(μm)、調(diào)色劑顆粒的平均粒徑為Dt(μm)時,優(yōu)選滿足0.005≤Dm/Dt≤0.5,更優(yōu)選滿足0.01≤Dm/Dt≤0.2。通過滿足這樣的關(guān)系,可以得到各顆粒間的形狀、大小的波動非常小的調(diào)色劑。
例如,可以采用下述方法(第1方法)調(diào)制上述說明的分散液6。
首先,準(zhǔn)備含有水或與水的相溶性優(yōu)異的液體(水溶性液體)和分散劑的水性溶液。
另一方面,調(diào)整含有作為調(diào)色劑主成分的樹脂材料的樹脂液。樹脂液的調(diào)制中,例如,除了樹脂材料還可以使用所述溶劑。并且,樹脂液也可以是通過加熱樹脂材料所得的熔融的液體。
接下來,向攪拌狀態(tài)的水性溶液中慢慢地滴入上述樹脂液,從而能夠得到在水性分散介質(zhì)62中分散了含有樹脂材料的分散質(zhì)61的分散液6。通過這種方法調(diào)制分散液6,可以進一步提高分散液6中的分散質(zhì)61的圓形度。其結(jié)果是,最終得到的調(diào)色劑顆粒的圓形度會非常高,而且,各顆粒間(調(diào)色劑顆粒)的形狀波動也會非常小。當(dāng)然,滴入樹脂液時,也可以對水性溶液和/或樹脂液進行加熱。而且,若在調(diào)制樹脂液時使用溶劑,例如,進行如上所述的滴加過程后,可以將所得分散液6加熱,或?qū)⑵渲糜诘蛪涵h(huán)境中,來除去含在分散質(zhì)61中的至少一部分溶劑。例如,可以通過除去分散質(zhì)61中含有的溶劑的大部分,以懸濁液的形式得到分散液6。采用這種方法時,能夠容易且確實地進行溶劑回收。其結(jié)果是,能以不易對環(huán)境造成不良影響的方法制造調(diào)色劑。
以上,說明了分散液6的調(diào)制方法的一個例子,但分散液并不僅限于通過這種方法調(diào)制。例如,分散液6也可以通過下述的方法(第2方法)調(diào)制。
首先,準(zhǔn)備含有水或與水的相溶性優(yōu)異的液體(水溶性液體)和分散劑的水性溶液。另一方面,準(zhǔn)備含有樹脂材料的粉末狀或顆粒狀的材料。
接下來,通過向攪拌狀態(tài)的水性溶液中慢慢地投入這些粉末狀或顆粒狀的材料,能夠得到在水性分散介質(zhì)62中分散了含有樹脂材料的分散質(zhì)61的分散液6。這種方法調(diào)制分散液6時,可以使后述的在調(diào)色劑制造裝置的搬運部分中實質(zhì)性不揮發(fā)有機溶劑。其結(jié)果是,能以不易對環(huán)境造成不良影響的方法制造調(diào)色劑。當(dāng)然,投入上述材料時,也可以對水性溶液進行加熱。
另外,分散液6還可以通過下述的方法(第3方法)進行調(diào)制。
首先,調(diào)制至少分散樹脂材料而成的樹脂分散液和至少分散著色劑而成的著色劑分散液。
接下來,對樹脂分散液和著色劑分散液進行混合、攪拌。根據(jù)需要,此時,可以一邊攪拌,一邊加入無機金屬鹽等凝聚劑。
通過攪拌規(guī)定時間,形成樹脂材料、著色劑等發(fā)生了凝聚的凝聚體。其結(jié)果是,能夠得到以所述凝聚體作為分散質(zhì)61分散的分散液6。
另外,上述的分散液的調(diào)制方法中,還可以使用含有樹脂材料(粘結(jié)樹脂)的捏合物。即上述第1方法、第3方法中,還可以使用含有樹脂材料捏合物作為樹脂材料;第2方法中,還可以使用含有樹脂材料的捏合物作為粉末狀或者粒狀的材料。由此,例如能夠以各構(gòu)成成分混合得更均勻的混合物的形式得到調(diào)色劑顆粒。特別是作為調(diào)色劑構(gòu)成成分,即使含有分散性、相容性差的2種或2種以上的成分時,也能得到上述的效果。此外,作為捏合物,例如能夠使用含有樹脂成分之外的成分(例如著色劑、蠟、防靜電劑等成分)的捏合物。由此,上述的效果更加顯著。
另外,調(diào)制分散液6時,例如可以采用特愿2003-113428號說明書所記載的方法。即可以采用下述方法從多個噴嘴噴射含有粉末狀或者粒狀的樹脂材料(捏合物)的液體,使從各噴嘴噴射的所述液體之間沖撞,從而使所述樹脂材料(捏合物)形成微粒,進而得到含有形成了微粒的分散質(zhì)61的分散液6。由此,能夠容易地使分散液6中含有的分散質(zhì)61的大小比較小(所述范圍的大小),另外,還能減小各分散質(zhì)61的大小的波動。
另外,在將利用后述的方法得到的分散液6提供到后述的調(diào)色劑制造裝置進行排出之前,優(yōu)選對所述分散液6實施脫氣處理(供脫氣步驟)。由此能減少分散液6中氣體的溶存量,能在后述的調(diào)色劑制造裝置的傳送部從以液滴狀排出的分散液6中去除分散介質(zhì)62時,有效地防止在該分散液6中產(chǎn)生氣泡等。其結(jié)果是,能夠有效地防止在最終得到的調(diào)色劑中混入不同形狀的調(diào)色劑顆粒(中空粒子、缺損粒子等)。從而,能夠更確實、容易地得到各調(diào)色劑顆粒形狀均勻、粒度分布幅度小的調(diào)色劑。另外,由此能使最終形成的調(diào)色劑的轉(zhuǎn)印性、流動性、清掃性等特性特別優(yōu)異。另外,通過對分散液6實施脫氣處理,能夠使最終得到的調(diào)色劑顆粒中空孔(空隙)的比例小。其結(jié)果是,進一步提高了調(diào)色劑的可靠性。
對于脫氣處理的方法沒有特別限定,例如,可以采用對分散液進行超聲波振蕩的方法(超聲波振蕩法)和將分散液置于減壓氛圍氣中的方法(減壓法)等。
采用減壓法作為脫氣處理的方法時,存放分散液的氛圍氣壓力優(yōu)選小于或等于80kPa,更優(yōu)選為0.1kPa~40kPa,進一步優(yōu)選為1kPa~27kPa。脫氣處理時的環(huán)境壓力是所述范圍內(nèi)的值時,在充分地保持分散液6中分散質(zhì)61的形狀的同時,能有效地去除溶存的氣體。
下面詳細(xì)說明使用上述的分散液的調(diào)色劑制造方法和調(diào)色劑制造裝置。
調(diào)色劑制造裝置1具有以排出物形式排出上述分散液6(特別是經(jīng)脫氣處理的分散液6)的頭部2、向頭部2供給分散液6的分散液供給部4、傳輸從頭部2排出的分散液6(排出物)的傳輸部3、向在傳輸部3形成的凝聚體90提供臭氧的提供臭氧單元12和向凝聚體90照射紫外線的紫外線照射單元17、回收制成的調(diào)色劑顆粒9的回收部5、回收向傳輸部3供給的臭氧(未反應(yīng)的臭氧)的臭氧回收單元14。并且,傳輸部3具有第1區(qū)域32和第2區(qū)域33。在第1區(qū)域32,從液滴狀的分散液6去除分散介質(zhì)62(進行去除分散介質(zhì)的步驟),得到凝聚體90;在第2區(qū)域33,使構(gòu)成凝聚體90的多個分散質(zhì)之間相互接合(進行接合步驟),同時向凝聚體90(排出物)提供臭氧(進行提供臭氧步驟)、向凝聚體90(排出物)照射紫外線(進行紫外線照射步驟)。此外,在本說明書中,“排出物”是指以液滴狀排出的分散液或者由此形成的物質(zhì)(粒狀體),例如除了以液滴狀排出的分散液本身之外,還包括從該分散液中去除了分散介質(zhì)后的物質(zhì)、構(gòu)成分散液的分散質(zhì)改性后(例如分散質(zhì)的構(gòu)成材料至少部分發(fā)生了聚合反應(yīng))的物質(zhì)。另外,在本說明書中,接合步驟接合(例如熔融接合)的“分散質(zhì)”是指構(gòu)成分散液的分散質(zhì)或者由其衍生的物質(zhì),例如除了構(gòu)成分散液的分散質(zhì)本身之外,還包括從該分散質(zhì)除去了其一部分(例如溶劑等)后的物質(zhì)、分散質(zhì)的構(gòu)成成分中至少一部分改性后的物質(zhì)(例如分散質(zhì)的構(gòu)成材料中至少一部分發(fā)生了聚合反應(yīng)后的物質(zhì))等。
在上述分散液供給部4蓄積上述的分散液6,并將該分散液6送往頭部2。
分散液供給部4只要具有向頭部2供給分散液6的功能即可,可以如圖所示,還具有攪拌分散液6的攪拌單元41。這樣,即使分散質(zhì)61是不易分散在分散介質(zhì)中的物質(zhì),也可向頭部2內(nèi)提供分散質(zhì)61呈均勻分散狀態(tài)的分散液6。
頭部2具有分散液貯留部21、壓電元件22、排出部23。
上述的分散液6貯留在分散液貯留部21。
通過壓電元件22的壓力脈沖(壓電脈沖),貯留在分散液貯留部21的分散液6從排出部23以液滴狀的排出物排送到傳輸部3。
如此,本發(fā)明在使用分散液的方面具有特別之處。由此,例如能得到如下的效果。
即,通過使用分散液作為排出液,從排出部排出排出液(分散液)時,排出液(分散液)在微觀上粘度低的分散介質(zhì)部分被選擇性地切斷,被以液滴形式排出。因此,排出的分散液的大小在各液滴大小方面的波動小。從而,能使最終得到的調(diào)色劑在各粒子(調(diào)色劑顆粒)間的大小的波動小。
然后,從排出部排出的液滴在分散介質(zhì)的表面張力的作用下,在排出后迅速形成球狀。進而,由分散液構(gòu)成的液滴在傳輸部內(nèi)傳輸時的形狀的穩(wěn)定性也是優(yōu)異的,該液滴在保持近球狀的狀態(tài)下固化。從而能使最終得到的調(diào)色劑(調(diào)色劑顆粒)圓形度大、各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀波動小。
與此相對,作為排出液使用的是溶液或溶融液時,就不能得到這種效果。即這種排出液在微觀上也是具有均勻的粘度的,所以其被從排出部排出時,所謂的斷液容易形成不良的狀態(tài),液滴容易變成引出有尾部的形狀。另外,在傳輸部傳輸時液滴也容易形成上述那樣引出有尾部的形狀。所以,使用溶液或溶融液作為排出液時,容易使最終得到的調(diào)色劑在各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的大小波動大、形狀波動大、調(diào)色劑顆粒的圓形度小。
另外,由于使用分散液作為排出液,即使制造的調(diào)色劑顆粒的粒徑十分小,也可以容易地得到圓形度充分大、且粒度分布窄的調(diào)色劑顆粒。由此,得到的調(diào)色劑在各粒子之間的帶電均一性特別高,并且,使用調(diào)色劑進行印刷時,在顯影輥上形成的調(diào)色劑薄層變得均勻且密度大。其結(jié)果是,不易產(chǎn)生圖像不清等的缺陷,能形成更鮮明的圖像。另外,因為調(diào)色劑顆粒的形狀、粒徑一致,所以能夠提高調(diào)色劑整體(調(diào)色劑顆粒的集合體)的體積密度。其結(jié)果是,有利于在相同容積的墨水管內(nèi)填充更多量的調(diào)色劑,或者對于墨水管的小型化也是有利的。
對于排出部23的形狀沒有特別地限定,優(yōu)選為近圓形。這樣,可以提高所排出的分散液6和在傳輸部3內(nèi)形成的凝聚體90以及最終得到的調(diào)色劑顆粒9的圓球度。
排出部23是近圓形時,其直徑(噴嘴直徑)優(yōu)選例如為5μm~500μm,更優(yōu)選為10μm~200μm。如果排出部23的直徑小于上述下限值,就會容易發(fā)生堵塞,從而有時排出的分散液6的大小的波動變大。相反,如果排出部23的直徑超過上述上限值,根據(jù)分散液貯留部21的負(fù)壓和噴嘴的表面張力之間的力的關(guān)系,排出的分散液6有夾雜氣泡的可能。
另外,頭部2的排出部23附近(特別是排出部23的開口內(nèi)面或頭部2的設(shè)置排出部23的一側(cè)的面(圖中下側(cè)的面))優(yōu)選具有對分散液6的疏液性。由此能有效地防止分散液6附著在排出部附近。其結(jié)果是,能有效地防止產(chǎn)生所謂的斷液的不良狀態(tài)或者發(fā)生分散液6的排出不良。另外,由于有效防止了分散液6在排出部附近的附著,排出的液滴的形狀穩(wěn)定性得到提高(各液滴間的形狀、大小的波動變小),最終得到的調(diào)色劑顆粒的形狀、大小的波動也變小。
作為這種具有疏液性的材料,例如可以舉出聚四氟乙烯(PTFE)等氟系樹脂或硅酮系材料等。
另外,優(yōu)選對頭部2的排出部23附近(特別是排出部23的開口內(nèi)面或頭部2的設(shè)置排出部23的一側(cè)的面(圖中下側(cè)的面))實施疏水化處理。由此能夠在例如分散液6的分散介質(zhì)62主要由水構(gòu)成時,更合適地發(fā)揮上述的疏液性,上述的效果更顯著。作為疏水化處理的方法,可以舉出例如形成以疏水性材料(例如具有所述疏液性的材料)構(gòu)成的覆膜。另外,水在各種液體中是具有比較高的粘性的物質(zhì),但是即使以這種水作為分散介質(zhì)62的構(gòu)成材料使用,也能有效地防止由于分散液6在排出部附近附著所產(chǎn)生的不良情況的發(fā)生。所以,如果在頭部2的排出部23附近實施疏水化處理,則能夠很好地使用實質(zhì)上不含有有機溶劑或者幾乎不含有機溶劑的分散液6,能夠以不易對環(huán)境造成不良影響的方法制造調(diào)色劑。
如圖2所示,壓電元件22由下部電極(第一電極)221、壓電體222及上部電極(第二電極)223按此順序疊層而構(gòu)成。換而言之,壓電元件22的結(jié)構(gòu)是,在上部電極223和下部電極221之間插有壓電體222。
該壓電元件22具有作為振動源的功能,振動板24通過壓電元件(振動源)22的振動而振動,從而,具有瞬間提高分散液貯留部21的內(nèi)部壓力的功能。
在頭部2沒有接受到從壓電元件驅(qū)動電路(未圖示)輸出的規(guī)定的排出信號的狀態(tài),即壓電元件22的下部電極221和上部電極223之間沒有施加電壓的狀態(tài),壓電體222中不發(fā)生變形。因此,振動板24中也沒有發(fā)生變形,分散液貯留部21沒有發(fā)生容積變化。從而,不從排出部23排出分散液6。
另一方面,在頭部2接受到從壓電元件驅(qū)動電路輸入的規(guī)定的排出信號的狀態(tài),即壓電元件22的下部電極221和上部電極223之間施加了規(guī)定的電壓的狀態(tài),壓電體222中發(fā)生變形。由此,振動板24大大地彎曲(向圖2中下方彎曲),分散液貯留部21發(fā)生容積減少(變化)。此時,分散液貯留部21內(nèi)的壓力瞬間提高,粒狀分散液6被從排出部23排出。
1次分散液6的排出結(jié)束后,壓電元件驅(qū)動電路停止向下部電極221和上部電極223之間施加電壓。由此,壓電元件22返回大致原來的形狀,分散液貯留部21的容積增大。此外,此時分散液6受到從分散液供給部4向排出部23的壓力(正方向的壓力)的作用。因此,防止了空氣從排出部23進入分散液貯留部21,從分散液供給部4向分散液貯留部21供給了與排出的分散液6的量相應(yīng)的量的分散液6。
通過規(guī)定周期地進行上述施加電壓,壓電元件22振動,反復(fù)地排出粒狀分散液6。
這樣,通過由壓電體222的振動所產(chǎn)生的壓力脈沖進行分散液6的排出(噴射),能一滴一滴地間歇排出分散液6,并且,排出的分散液6的形狀穩(wěn)定。其結(jié)果是,在能得到各粒子(各調(diào)色劑顆粒)間的形狀、大小的波動小的調(diào)色劑的同時,能夠比較容易地使所制作的調(diào)色劑顆粒的圓球度高(接近幾何學(xué)圓球形的形狀)。
另外,通過上述那樣排出分散液制造調(diào)色劑時,能夠使各粒子之間的粒徑波動非常小,同時還能夠擴大調(diào)色劑構(gòu)成材料(特別是粘合劑樹脂)的選擇范圍。
另外,如上進行,通過將分散液(排出物)排出(噴射),能夠比較正確地控制壓電體的振動數(shù)、排出部的開口面積(噴嘴徑)、分散液的溫度-粘度、分散液一滴的排出量、分散液中分散質(zhì)所占的含量、分散液中分散質(zhì)的粒徑等,并且能夠容易地將要制造的調(diào)色劑顆??刂圃谒M男螤?、大小。另外,通過控制這些條件,還能夠容易且確實地管理例如調(diào)色劑制造量等。
另外,通過在分散液的排出中應(yīng)用壓電體的振動,能更確切地以規(guī)定的間隔排出分散液。因此,能夠有效地防止所排出的粒狀分散液(排出物)之間沖突、凝聚,能夠更有效地防止形成其他形狀的調(diào)色劑顆粒。
從頭部2向傳輸部3排出的分散液6(排出物)的初速度優(yōu)選例如為0.1米/秒~10米/秒,更優(yōu)選2米/秒~8米/秒。如果分散液6的初速度小于所述下限值,則調(diào)色劑的生產(chǎn)率下降。另一方面,如果分散液6的初速度超過所述上限值,則最終得到的調(diào)色劑顆粒的圓球度有下降的趨勢。
另外,對于從頭部2排出的分散液6的粘度沒有特別限定,例如可以優(yōu)選為0.5~200(mPa·s),更優(yōu)選為1~25(mPa·s)。分散液6的粘度如果小于所述下限值,則難以充分控制排出的分散液6的大小,有時最終得到的調(diào)色劑顆粒的波動大。另一方面,分散液6的粘度如果超過所述上限值,則所形成的粒子的粒徑大,分散液6的排出速度變慢,同時,排出分散液6所需的能量也有變大的趨勢。另外,分散液6的粘度特別大時,分散液6不能以液滴狀排出。
另外,從頭部2排出的分散液6還可以經(jīng)預(yù)先加熱。通過這樣對分散液6進行加熱,例如即使分散質(zhì)61在室溫是固態(tài)(或者是粘度比較高的狀態(tài)),也可以使分散質(zhì)在排出時是熔化狀態(tài)(或粘度比較低的狀態(tài)、軟化狀態(tài))。其結(jié)果是,在后述的傳輸部3,粒狀分散液6中所含的分散質(zhì)61的凝聚和分散質(zhì)61的接合能夠順利地進行,所形成的凝聚體90的圓形度特別高,所以能夠使最終得到的調(diào)色劑顆粒的圓形度也高。
另外,從頭部2排出的分散液6還可以是經(jīng)過預(yù)冷的。這樣通過冷卻分散液6,例如可以有效防止從排出部23附近的分散液6不得已地?fù)]發(fā)(揮發(fā))分散介質(zhì)62。其結(jié)果是,能夠有效防止因排出部的開口面積隨著時間的推移而變小所引起的分散液6的排出量的變化等,并且能得到各粒子之間的大小、形狀的波動特別小的調(diào)色劑。
另外,根據(jù)分散液6中分散質(zhì)61所占含量等的不同,一滴分散液6的排出量稍有不同,但優(yōu)選為0.05pl~500pl,更優(yōu)選為0.5pl~5pl。通過將一滴分散液6的排出量設(shè)定為該范圍的值,能使所形成的凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9的粒徑適度。
另外,從頭部2排出的分散液6(排出物)的平均粒徑因分散液6中,分散質(zhì)61所占的含量等的不同而稍有不同,但優(yōu)選為2μm~50μm,更優(yōu)選為4μm~15μm。通過將分散液6(排出物)的平均粒徑設(shè)定為該范圍的值,能使所形成的凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9的粒徑適度。
另外,與分散液6中的分散質(zhì)61相比,從頭部2排出的粒狀分散液6通常十分大。實際上是,在粒狀分散液6中形成了多個分散質(zhì)61分散的狀態(tài)。因此即使分散質(zhì)61的粒徑的波動比較大,排出的粒狀分散液6中分散質(zhì)61所占的比例在各液滴中也是大致均勻的。從而即使分散質(zhì)61的粒徑的波動比較大,通過使分散液6的排出量基本均勻,調(diào)色劑顆粒9在各粒子之間的粒徑波動也小。這種趨勢在滿足下述關(guān)系時更為顯著。即,設(shè)排出的分散液6的平均粒徑為Dd(μm),分散液6中分散質(zhì)61的平均粒徑為Dm(μm)時,滿足Dm/Dd<0.5的關(guān)系,優(yōu)選滿足Dm/Dd<0.2的關(guān)系。
另外,設(shè)排出的分散液6的平均粒徑為Dd(μm)、所制造調(diào)色劑顆粒的平均粒徑為Dt(μm)時,優(yōu)選滿足0.05≤Dt/Dd≤1.0的關(guān)系,更優(yōu)選滿足0.1≤Dt/Dd≤0.8的關(guān)系。由于滿足這種關(guān)系,所以能得到足夠微細(xì)、并且圓形度大、粒度分布窄的調(diào)色劑。
對于壓電元件22的振動數(shù)(壓電脈沖的頻率)沒有特別限定,優(yōu)選為1kHz~500MHz,更優(yōu)選為5kHz~200MHz。如果壓電元件22的振動數(shù)小于所述下限值,則調(diào)色劑生產(chǎn)率下降。另一方面,如果壓電元件22的振動數(shù)大于所述上限值,則粒狀分散液6變得不能連續(xù)排出,一滴分散液6的大小的波動可能變大。
圖示結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置1具有多個頭部2。于是,粒狀分散液6從這些頭部2分別向傳輸部3排出。
各頭部2可以幾乎同時排出分散液6,但優(yōu)選控制至少相鄰的2個頭部排出分散液6的時間不同。由此,能在從相鄰的頭部2排出的粒狀分散液6(排出物)固化之前(形成凝聚體90之前),更有效地防止粒狀分散液(排出物)之間沖突、凝聚。
另外,如圖2所示,調(diào)色劑制造裝置1具有氣流供給單元10,從該氣流供給單元10供給的氣體通過通風(fēng)道101,在幾乎均勻的壓力下,從設(shè)置在頭部2-頭部2間的各氣體噴射嘴7噴出。由此,能夠在保持從排出部23間歇排出的粒狀排出物(分散液6)的間隔的情況下,傳輸排出物,得到凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9。其結(jié)果是,更有效地防止了排出的粒狀分散液6(液滴)之間的沖突、凝聚。
另外,通過將由氣流供給單元10供給的氣體從氣體噴射嘴7噴出,在傳輸部3能夠形成大致同方向(圖中下方向)流動的氣體流。如果形成了這種氣流,則能夠更有效地傳輸傳輸部3內(nèi)的粒狀排出物(分散液6、凝聚體90)。
另外,由于從氣體噴射嘴7噴射氣體,在從各頭部2排出的粒子(排出物)間形成了氣流幕,有可能更有效地防止例如從相鄰的頭部排出的各粒子之間的沖突、凝聚。
另外,在氣流供給單元10安裝有熱交換器11。由此,能將從氣體噴射嘴7噴射的氣體的溫度設(shè)定為理想的值,能夠有效地在傳輸部3使排出的粒狀分散液6固化。
另外,如果具有這種氣流供給單元10,則還能通過調(diào)整氣流的供給量等,容易地控制從排出部23排出的分散液6的固化速度(從分散液6除去分散介質(zhì)的速度等)等。
從氣體噴射嘴7噴射的氣體的溫度因分散液6中包含的分散質(zhì)61、分散介質(zhì)62的組成等的不同而不同,但通常優(yōu)選為0℃~70℃,更優(yōu)選為15℃~60℃。如果從氣體噴射嘴7噴射的氣體的溫度是該范圍的值,則得到的凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,并且能有效地去除分散液6中包含的分散介質(zhì)62。
另外,從氣體噴射嘴7噴射的氣體的濕度優(yōu)選例如小于等于50%RH,更優(yōu)選小于等于10%RH。從氣體噴射嘴7噴射的氣體的濕度小于等于50%RH時,在后述的傳輸部3(特別第1區(qū)域32)能有效地去除分散液6中包含的分散介質(zhì)62,調(diào)色劑生產(chǎn)率得到進一步提高。
傳輸部3由筒狀殼31構(gòu)成,沿著排出物的傳輸方向(從排出部23朝向回收部5的方向),具有第1區(qū)域32和第2區(qū)域33。在第1區(qū)域32進行分散介質(zhì)去除步驟(分散介質(zhì)去除處理),從液滴狀分散液6去除分散介質(zhì)62,形成凝聚體90。另外,在第2區(qū)域33進行接合步驟(接合處理),使構(gòu)成凝聚體90的多個分散質(zhì)之間接合。特別是在本實施方式中,如上所述,在第2區(qū)域33進行接合步驟(接合處理)的同時,進行向排出物(凝聚體90)提供臭氧的提供臭氧步驟(提供臭氧處理)和向排出物(凝聚體90)照射紫外線的紫外線照射步驟(紫外線照射處理)。即在本實施方式中,在同一步驟(相同的第2區(qū)域)進行接合處理、提供臭氧處理和紫外線照射處理。
第1區(qū)域32通常設(shè)定在比第2區(qū)域33的溫度低的溫度。
第1區(qū)域(低溫區(qū)域)32的溫度(分散介質(zhì)去除步驟中的處理溫度)因分散液6中包含的分散質(zhì)61、分散介質(zhì)62的組成等的不同而不同,但通常優(yōu)選0℃~50℃,更優(yōu)選為15℃~40℃。如果第1區(qū)域32的溫度(氛圍氣溫度)是該范圍的值,則得到的凝聚體90的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,能有效地去除分散液6中包含的分散介質(zhì)62,其結(jié)果是,能夠使調(diào)色劑生產(chǎn)率特別優(yōu)異。另外,因為能夠更順利地形成凝聚體90,所以能夠有助于調(diào)色劑制造裝置1的小型化。
另外,設(shè)第1區(qū)域32的溫度(分散介質(zhì)去除步驟中的處理溫度)為T1(℃)、構(gòu)成分散質(zhì)61的樹脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變穩(wěn)定為Tg(℃)時,優(yōu)選滿足0≤Tg-T1≤70的關(guān)系,更優(yōu)選滿足0≤Tg-T1≤50的關(guān)系,進一步優(yōu)選滿足10≤Tg-T1≤40的關(guān)系。由于滿足這種關(guān)系,所以得到的凝聚體90的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,能有效地去除在分散液6中包含的分散介質(zhì)62,其結(jié)果是,能使調(diào)色劑生產(chǎn)率特別優(yōu)異。此外,分散質(zhì)61由多種樹脂材料(樹脂成分)構(gòu)成時,可以采用這些各成分基于重量的加權(quán)平均值求得的值作為Tg。
上述的分散介質(zhì)去除步驟的處理時間(從分散液6以液滴狀噴射后到形成凝聚體90的時間)優(yōu)選為5秒~120秒,更優(yōu)選10秒~60秒,進一步優(yōu)選10秒~20秒。如果分散介質(zhì)去除步驟的處理時間是該范圍內(nèi)的值,則在得到的凝聚體90的強度充分(充分地防止在制成調(diào)色劑顆粒9前凝聚體90分解崩散)的情況下,能充分地提高調(diào)色劑的生產(chǎn)率。
從頭部2排出的粒狀分散液6被在第1區(qū)域32傳輸?shù)耐瑫r,除去了分散介質(zhì)62,由此形成了多個分散質(zhì)61發(fā)生了凝聚的凝聚體90。即,隨著排出的分散液6中的分散介質(zhì)62被除去,分散液6中包含的分散質(zhì)61凝聚,最終得到凝聚體90。此外,分散質(zhì)61中含有上述的溶劑時,通常該溶劑也在第1區(qū)域32被去除。
本步驟得到的凝聚體90(經(jīng)分散介質(zhì)去除處理后的排出物)中大部分的分散介質(zhì)62被去除了,所以在被供給至后述的接合步驟之前,能夠充分地保持其形狀。換而言之,本步驟得到的凝聚體90只需具有能夠在被供給至接合步驟之前保持其形狀的穩(wěn)定性即可,例如,在其內(nèi)部可以殘留一部分分散介質(zhì)62。即使在這種情況下,通過進行后述的接合步驟等,也能充分地去除殘存的分散介質(zhì)等。通常,本步驟得到的凝聚體90中包含的分散介質(zhì)的構(gòu)成成分的比例小于等于15重量%。
與得到的凝聚體90(排出的粒狀分散液6)相比,分散液6中包含的分散質(zhì)61的粒徑十分小。所以,得到的凝聚體90的相對圓形度大。
另外,因為分散介質(zhì)62在傳輸部3(第1區(qū)域32)內(nèi)被除去了,所以得到的凝聚體90與排出部23排出的液滴狀分散液6(排出物)相比通常較小。因此,即使排出部23的面積(開口面積)比較大,也能使得到的凝聚體90的大小比較小。從而,即使頭部2并沒有經(jīng)過特別的精密加工(比較容易制造),也能得到足夠微細(xì)的凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9。
另外,如上所述,因為沒必要將排出部23的面積設(shè)置的極小,所以能比較容易地使從各頭部2排出的分散液6的粒度分布足夠窄。其結(jié)果是,最終得到調(diào)色劑的各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的粒徑的波動小,即粒度分布窄。
在第1區(qū)域32形成的凝聚體90(去除了分散介質(zhì)62的排出物)被送入第2區(qū)域(高溫區(qū)域)33,在該區(qū)域,構(gòu)成凝聚體90的多個分散質(zhì)61被接合(接合步驟)。通過實施這種處理(接合處理),能夠得到機械穩(wěn)定性優(yōu)異的調(diào)色劑顆粒9。即所述的凝聚體90因構(gòu)成其的分散質(zhì)61之間的結(jié)合強度(分散質(zhì)61-分散質(zhì)61間的結(jié)合強度)較小,所以即使施加較小的外力,有時也容易發(fā)生崩散(分解),但是,即使是這種情況,通過實施接合處理,也能夠得到機械穩(wěn)定性優(yōu)異的調(diào)色劑顆粒9。另外,凝聚體90在其表面附近具有對應(yīng)分散液6中的分散質(zhì)61的形狀的大量凹凸,因此凝聚體90的圓形度比較大,但是通過對凝聚體90實施接合處理,能夠緩和上述的凹凸,并且能使最終得到的調(diào)色劑顆粒9的圓形度更大。
優(yōu)選通過在大于等于所述的分散介質(zhì)去除步驟中的處理溫度的溫度對凝聚體90實施熱處理來進行接合處理(接合步驟)。由此能更有效地對構(gòu)成凝聚體90的多個分散質(zhì)61進行容易且確實的接合。更具體說,設(shè)分散介質(zhì)去除步驟中的處理溫度(第1區(qū)域32的溫度)為T1(℃)、接合步驟中的處理溫度(第2區(qū)域33的溫度)為T2(℃)時,優(yōu)選滿足0≤T2-T1≤200的關(guān)系,更優(yōu)選滿足10≤T2-T1≤200的關(guān)系,進一步優(yōu)選滿足20≤T2-T1≤100的關(guān)系,最優(yōu)選滿足25≤T2-T1≤80的關(guān)系。由于滿足這種關(guān)系,所以能夠在充分防止構(gòu)成成分的老化、變性的同時,使得到的調(diào)色劑顆粒9的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,進而,能使調(diào)色劑顆粒9的圓形度比較大。
另外,設(shè)接合步驟(接合處理)中的處理溫度為T2(℃)、構(gòu)成分散質(zhì)61(構(gòu)成凝聚體90的分散質(zhì)61)的樹脂材料的熔點為Tm(℃)時,優(yōu)選滿足-100≤T2-Tm≤110的關(guān)系,更優(yōu)選滿足-80≤T2-Tm≤80的關(guān)系,進一步優(yōu)選滿足-50≤T2-Tm≤70的關(guān)系,最優(yōu)選滿足-40≤T2-Tm≤30的關(guān)系。由于滿足這種關(guān)系,所以能夠充分防止構(gòu)成成分的老化、變性,同時能夠使得到的調(diào)色劑顆粒9的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,進而,調(diào)色劑顆粒9的圓形度比較大。此外,構(gòu)成分散質(zhì)61(構(gòu)成凝聚體90的分散質(zhì)61)的樹脂材料是多種的樹脂材料(樹脂成分)時,可以采用這些各成分基于重量的加權(quán)平均值求得的值作為Tm。
另外,對于接合步驟(接合處理)中處理溫度(第2區(qū)域33的溫度)的具體值沒有特別限定,但接合步驟(接合處理)的處理時間是后述的范圍內(nèi)的值時,通常優(yōu)選為50℃~200℃,更優(yōu)選為60℃~150℃。由于滿足這種關(guān)系,所以能充分防止構(gòu)成成分的老化、變性,同時能夠使得到的調(diào)色劑顆粒9的形狀的均勻性、穩(wěn)定性足夠高,進而,調(diào)色劑顆粒9的圓形度比較大。
對于上述的接合步驟(接合處理)的處理時間沒有特別限定,接合步驟(接合處理)的處理溫度是所述范圍內(nèi)的值時,優(yōu)選為0.01秒~10秒,更優(yōu)選為0.05秒~10秒,進一步優(yōu)選為0.1秒~5秒。如果接合步驟的處理時間是該范圍內(nèi)的值,則能充分防止調(diào)色劑構(gòu)成材料的老化、變性等,同時能使調(diào)色劑顆粒9的圓形度足夠大。
另外,如上所述,在第2區(qū)域進行上述的接合步驟(接合處理)的同時,向排出物(凝聚體90或者構(gòu)成凝聚體90的多個分散質(zhì)接合形成的接合體)提供臭氧(提供臭氧處理)、照射紫外線(紫外線照射處理)。
如上所述,在本發(fā)明中,使用分散液的制造方法在進行臭氧的提供以及照射紫外線方面具有特點。如上所述,在含有調(diào)色劑構(gòu)成材料的分散液中通常包含分散劑,通過利用臭氧、紫外線分解除去分散劑,能夠以環(huán)保的方法有效地制造電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布小的調(diào)色劑。另外,通過利用臭氧、紫外線分解分散劑,最終得到的調(diào)色劑在環(huán)境特性(耐水性、保存性)方面也是優(yōu)異的。特別是本發(fā)明中提供臭氧和照射紫外線的協(xié)同作用,得到了優(yōu)異的協(xié)同效應(yīng)。更具體地說明,通過在照射紫外線的同時提供臭氧,能夠在通過紫外線的照射增大了要去除的分散劑的反應(yīng)性(活性)的狀態(tài),利用臭氧進行攻擊,能夠更有效地去除分散劑。
與此相對,不進行分散劑的去除,則難以在最終得到的調(diào)色劑中得到滿意的帶電特性(更具體地說,難以使調(diào)色劑顆粒的帶電性的絕對值足夠大,或者容易使調(diào)色劑顆粒間的帶電特性(帶電量)的波動大),另外,環(huán)境特性(耐水性、保存性)也變差。據(jù)認(rèn)為,這是因為殘存的分散劑中和(阻礙)了調(diào)色劑樹脂和防靜電劑等的帶電。
另外,據(jù)認(rèn)為,即使方法中不使用臭氧,例如通過對得到的調(diào)色劑顆粒實施水洗等處理,也能控制上述的帶電量的絕對值的下降的程度,但是,這種情況下,為了清洗調(diào)色劑顆粒而需要大量的水(清洗劑),這對環(huán)境的負(fù)荷大。另外,即使充分地進行了上述的洗凈,要充分地解決上述的問題也是困難的,而且,各粒子之間的帶電量的波動變大。
另外,通過在除去分散劑中應(yīng)用臭氧、紫外線,還能得到如下效果。
即在除去分散介質(zhì)時使用了臭氧以及紫外線的情況下,分散劑通常被分解(降低分子量)成低分子量化合物(例如二氧化碳、水、氮等)。因此,分散劑的分解物容易揮發(fā),不易發(fā)生因最終得到的調(diào)色劑中殘存分解物而產(chǎn)生的不良影響。
另外,分散劑具有提高分散液中分散質(zhì)的分散性的功能,通常分散劑在分散質(zhì)的表面附近分布集中。換而言之,與分散劑在分散質(zhì)內(nèi)部或分散介質(zhì)中的濃度相比,分散劑在分散質(zhì)的表面附近的濃度(存在概率)高。所以,通過對排出物(作為多個分散質(zhì)集合體的凝聚體等)提供臭氧、照射紫外線,選擇性地除去了在分散質(zhì)(構(gòu)成排出物的分散質(zhì))表面附近分布集中的分散劑,能夠容易且確實地防止構(gòu)成分散質(zhì)的調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)包含的成分)的老化分解。
另外,臭氧是反應(yīng)性高的物質(zhì),極少量即可分解除去分散劑,另一方面,其在通常的環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性低。因此對分散劑分解去除沒有貢獻的臭氧萬一泄漏到調(diào)色劑制造裝置外部,也能將其量控制在最小限,另外,因為其在比較短時間發(fā)生化學(xué)變化而成為安全性高的物質(zhì)(氧)等,所以對人體、環(huán)境等帶來不良影響的可能性極低。
另外,提供臭氧和照射紫外線不合用,而只進行提供臭氧或者照射紫外線中的一個的情況下,得不到本發(fā)明的效果。即,只進行提供臭氧和照射紫外線中的一個的情況下,難以充分地除去分散劑。另外,雖然也可以調(diào)整提供臭氧的條件(例如臭氧的分壓、溫度、供應(yīng)時間等)或者調(diào)節(jié)紫外線的照射條件(例如紫外線的照射強度、照射時間、波長等)以提高分散劑去除率,但是還是難以選擇地去除分散劑,最終調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)包含的成分)發(fā)生老化分解,難以使得到的調(diào)色劑特性足夠優(yōu)異。
特別是本實施方式中,從排出物(分散液6)去除分散介質(zhì)62之后,接合構(gòu)成排出物(凝聚體90)的多個分散質(zhì),該步驟中,在提供臭氧的同時照射紫外線,即在同一步驟進行接合處理、提供臭氧處理和紫外線照射處理。由此,能夠在分解除去分散劑中高效地利用紫外線的能量以及臭氧。即紫外線雖然對作為分散介質(zhì)62使用的水等介質(zhì)的透過率比較低,但是由于凝聚體90和接合體中作為水等分散介質(zhì)62使用的成分的含量(特別是在構(gòu)成附著有分散劑的凝聚體90的分散質(zhì)61和接合體的表面附近的含量)變低了,所以能夠在分解除去分散劑中更有效地利用紫外線的能量,于是可以相對降低所照射的紫外線的照射強度,或者縮短紫外線的照射時間。另外,基于與上述相同的理由,由于在同一步驟進行接合處理和提供臭氧處理,所以能夠在分解除去分散劑中更有效地利用臭氧,于是能進一步減少臭氧的使用量。從而,能謀求降低調(diào)色劑制造成本。另外,利用照射紫外線進行分解除去分散劑時,一般要產(chǎn)生反應(yīng)熱。所以,根據(jù)本實施方式的構(gòu)成,能夠?qū)⑺龇磻?yīng)熱有效用于分散質(zhì)61的接合。另外,溫度越高,臭氧的反應(yīng)性越高,所以利用所述反應(yīng)熱可以進一步減少臭氧的使用量。基于這些,能夠謀求調(diào)色劑制造成本的進一步降低,另外,在節(jié)能方面也是有利的。
另外,如本實施方式所述,通過在同一步驟進行紫外線照射處理和提供臭氧處理來進行分解分散劑,能夠有效地再生被消耗的臭氧。即隨著分散劑的分解反應(yīng),臭氧自身也被分解了,產(chǎn)生氧(O2)等,但是由于提供臭氧處理和紫外線照射處理在同一步驟進行,所以照射的紫外線的能量的一部分(沒有用于除去分散劑的紫外線的能量)能夠用于由氧(O2)產(chǎn)生臭氧。于是,在將紫外線的能量直接用于分解分散劑的同時,能夠進一步間接用于臭氧的生成。
如上所述,通過在同一步驟進行提供臭氧處理(提供臭氧步驟)和紫外線照射處理(紫外線照射步驟),能夠進一步明顯地發(fā)揮上述的協(xié)同效應(yīng)。
臭氧由臭氧供給單元12向傳輸部3內(nèi)供給,并在第2區(qū)域33提供給凝聚體90。
臭氧供給單元12在與排出物(分散液6、凝聚體90)的傳輸方向相對的方向配有噴射臭氧的噴射嘴121。這樣,從噴射嘴121以比傳輸部3內(nèi)壓力更高的壓力噴射臭氧。通過這種構(gòu)成,能夠高效地向凝聚體90(排出物)提供臭氧,于是能減少臭氧的使用量。
另外,本發(fā)明所使用的臭氧可以是任意形態(tài),例如可以是氣體狀、溶液狀(例如臭氧水溶液)等,優(yōu)選是氣體狀。由此,能夠更確實地向各排出物(凝聚體90)提供均質(zhì)狀態(tài)的臭氧。其結(jié)果是,能使最終得到的調(diào)色劑的各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的特性的波動的小,調(diào)色劑整體的可靠性得到提高。
另外,供給到傳輸部3內(nèi)的臭氧可以是實質(zhì)性的單質(zhì)臭氧(作為純物質(zhì)的臭氧),也可以是含有臭氧之外的成分的混合物,以混合物的形式供給臭氧時,能更確實地控制臭氧的反應(yīng)性。
在進行提供臭氧步驟的區(qū)域(第2區(qū)域33)中,臭氧濃度優(yōu)選是0.1ppm~500ppm,更優(yōu)選是0.5ppm~100ppm,進一步優(yōu)選是1ppm~50ppm。如果臭氧濃度是所述范圍內(nèi)的值,則能更確實地防止調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別粘合樹脂等)的老化,同時能夠更有效地分解去除分散劑。與此相對,如果臭氧濃度小于所述下限值,則去除分散劑需要的時間長,調(diào)色劑生產(chǎn)率下降。另外,還導(dǎo)致調(diào)色劑制造裝置的大型化。另外,如果臭氧濃度大于所述上限值,則由于進行提供臭氧步驟的區(qū)域(第2區(qū)域33)的溫度等,難以選擇性地分解除去分散劑,有可能引起調(diào)色劑構(gòu)成材料的老化。
排出物(凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9)在臭氧中的暴露時間優(yōu)選是0.1分鐘~60分鐘,更優(yōu)選是0.1分鐘~30分鐘,進一步優(yōu)選是0.1分鐘~10分鐘。如果在臭氧中的暴露時間是所述范圍內(nèi)的值,則能夠更確實地防止調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別粘合樹脂等)的老化,同時能更有效地分解去除分散劑。與此相對,如果在臭氧中的暴露時間少于所述下限值,則根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時可能難以充分分解去除分散劑。另外,如果在臭氧中的暴露時間大于所述上限值,則根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時可能引起調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別粘合樹脂等)的老化等。
另外,紫外線由紫外線照射單元(光源)17向在傳輸部3內(nèi)傳輸?shù)呐懦鑫?、特別是在第2區(qū)域33傳輸?shù)呐懦鑫镎丈洹?br>
向排出物照射的紫外線的峰波長(紫外線照射譜中表現(xiàn)出最大照射強度的波長)根據(jù)最終的調(diào)色劑中應(yīng)含有的成分(粘合樹脂)的組成而有所不同,但優(yōu)選為100nm~400nm,更優(yōu)選為150nm~350nm,進一步優(yōu)選為250nm~300nm。紫外線的峰波長是上述范圍內(nèi)的值時,能夠更確實地防止調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別是粘合樹脂)的老化,同時能夠更有效地分解分散劑。與此相對,紫外線的峰波長如果小于所述下限值,則根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時可能引起調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別是粘合樹脂)的老化等。另外,紫外線的峰波長大于所述上限值時,根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時可能難以充分分解除去分散劑。
另外,如上所述,紫外線的峰波長根據(jù)最終的調(diào)色劑中應(yīng)含有的成分(特別是粘合樹脂)的組成的不同而有所不同。例如要制造的調(diào)色劑中的粘合樹脂主要是聚酯樹脂時,所照射的紫外線的峰波長優(yōu)選為200nm~400nm,更優(yōu)選為250nm~400nm,進一步優(yōu)選為300nm~400nm。由此能更有效地防止分散液6中所含有的粘合樹脂發(fā)生老化和分解,同時能有效地除去分散劑。另外,要制造的調(diào)色劑的粘合樹脂主要是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物時,所照射的紫外線的峰波長優(yōu)選為200nm~400nm,更優(yōu)選為220nm~400nm,進一步優(yōu)選為250nm~400nm。由此能夠更有效地防止分散液6中含有的粘合樹脂的老化和分解,同時能有效地除去分散劑。
另外,紫外線的照射時間優(yōu)選為0.01分鐘~60分鐘,更優(yōu)選為0.1分鐘~10分鐘,進一步優(yōu)選為0.5分鐘~4分鐘。紫外線的照射時間是上述范圍內(nèi)的值時,能夠更確實地防止調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別是粘合樹脂)的老化和分解,同時能有效分解除去分散劑。與此相對,如果紫外線的照射時間小于所述的下限值,則根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時難以充分分解除去分散劑。另外,紫外線的照射時間如果大于所述上限值,則根據(jù)分散劑的含量、種類等,有時可能引起調(diào)色劑構(gòu)成成分(特別是粘合樹脂等)的老化等。
另外,紫外線的照射可以連續(xù)進行,也可以間斷(非連續(xù))進行。
構(gòu)成傳輸部3的殼31的內(nèi)壁面(特別是構(gòu)成第2區(qū)域33那部分的內(nèi)壁面)優(yōu)選由對紫外線反射率大的材料(紫外線反射材料)構(gòu)成。作為這種材料,可以舉出例如聚碳酸酯、氧化鈦等。由于構(gòu)成傳輸部3的殼的內(nèi)壁面(特別是構(gòu)成第2區(qū)域33那部分的內(nèi)壁面)是由上述的材料構(gòu)成的,所以能夠?qū)淖贤饩€照射單元12射出的紫外線有效地照射在排出物(凝聚體90、接合體、液滴狀分散液6)上,能夠更有效地除去分散劑。另外,同樣在頭部2有排出部(排出口)23形成一側(cè)的面也可以由與上述同樣的材料構(gòu)成。由此能使上述效果更加顯著。另外,殼31的內(nèi)壁面中,將要照射紫外線的區(qū)域(本實施方式中是第2區(qū)域33)的內(nèi)壁面由對紫外線的反射率大的上述材料(紫外線反射材料)構(gòu)成,將此外區(qū)域的內(nèi)壁面由對紫外線的反射率低的材料構(gòu)成,由此能夠更確實地控制紫外線對排出物的照射時間。
為了保持第1區(qū)域32、第2區(qū)域33的溫度在規(guī)定范圍內(nèi),例如在殼31(第1區(qū)域32、第2區(qū)域33)的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)設(shè)置熱源、冷卻源,或者將殼31制成其中有熱介質(zhì)或者冷卻介質(zhì)的流通管路形成的夾層。
另外,通過所述的由氣流供給單元10供給的氣體的供給量、由臭氧供給單元12供給的氣體(含有臭氧的氣體)的供給量、以后詳述的臭氧回收單元14的吸氣量等,調(diào)整殼31(第1區(qū)域32、第2區(qū)域33)內(nèi)的壓力。這樣,通過調(diào)整殼31內(nèi)的壓力能更有效地形成凝聚體90、調(diào)色劑顆粒9,進而調(diào)色劑生產(chǎn)率得到提高。
對于殼31內(nèi)的壓力沒有特別限定,優(yōu)選小于等于150kPa,更優(yōu)選為100kPa~120kPa,進一步優(yōu)選為100kPa~110kPa。如果殼31內(nèi)的壓力是所述范圍內(nèi)的值,則能夠有效防止例如分散介質(zhì)62被從排出物劇烈地去除(暴沸現(xiàn)象)等,能夠在充分防止產(chǎn)生其他形狀的調(diào)色劑顆粒9的同時,更有效地制造調(diào)色劑顆粒9。此外,殼31內(nèi)的壓力可以在各部位是基本相等的,也可是在各部位是不等的。例如,在第1區(qū)域32和第2區(qū)域33的壓力不等。
另外,在殼31上接有用于施加電壓的電壓施加單元8。電壓施加單元8向殼31的內(nèi)側(cè)面施加與粒狀排出物(分散液6、凝聚體90)相同極性的電壓,由此能得到如下效果。
通常,調(diào)色劑顆粒、作為其制造中間體的凝聚體90等帶有正電或負(fù)電。因此,如果存在帶有與凝聚體90不同極性的帶電物,則發(fā)生凝聚體90與該帶電物的靜電吸附現(xiàn)象。另一方面,如果存在帶有與凝聚體90相同極性的帶電物,則該帶電物和凝聚體90相互排斥,能夠有效地防止凝聚體吸附在帶電物表面上的現(xiàn)象。所以,通過在殼31內(nèi)面?zhèn)仁┘优c粒狀排出物(分散液6、凝聚體90)相同極性的電壓,能夠有效防止在殼31的內(nèi)面附著排出物(分散液6、凝聚體90)。由此能更有效地防止產(chǎn)生其他形狀的調(diào)色劑顆粒,同時調(diào)色劑顆粒9的回收效率也得到了提高。
另外,殼31在回收部5側(cè)(排出物的傳輸方向下游側(cè))具有其內(nèi)徑向圖1中的下側(cè)方向(排出物的傳輸方向下游側(cè))變小的縮徑部311。通過形成這種縮徑部311,能夠有效地回收調(diào)色劑顆粒9。此外,如上所述,從排出部23排出的分散液6(排出物)在傳輸部3經(jīng)形成凝聚體90后,形成調(diào)色劑顆粒9,但是在縮徑部311附近這種調(diào)色劑顆粒9的形成已經(jīng)基本完成了,所以即使各粒子接觸,也根本不會發(fā)生凝聚等問題。
然后,所形成的調(diào)色劑顆粒9與未反應(yīng)的臭氧等被一同引入旋流器15。旋流器15連接在回收部5上,同時,通過袋濾器16連接在臭氧回收單元14上,所述袋濾器16用于防止吸入調(diào)色劑顆粒9等。由此能夠有效地在回收部5回收所制造的調(diào)色劑顆粒9,同時能夠在臭氧回收單元14有效地回收未反應(yīng)的臭氧,特別是能夠在充分防止未反應(yīng)的臭氧泄漏到裝置外的情況下有效地回收未反應(yīng)的臭氧。在臭氧回收單元14回收的臭氧例如通過未圖示的管體送入臭氧供給單元12,能夠?qū)⑵溆糜谒龅奶峁┏粞跆幚?提供臭氧步驟)等。這樣,本實施方式的調(diào)色劑制造裝置1因具有回收未反應(yīng)的臭氧的結(jié)構(gòu),所以能有效地將臭氧用于調(diào)色劑制造。
根據(jù)需要,可以對如上所述得到的調(diào)色劑實施各種處理,例如熱處理等。由此使構(gòu)成調(diào)色劑顆粒9的分散質(zhì)進行接合,能夠使調(diào)色劑顆粒9的機械強度(機械穩(wěn)定性)更加優(yōu)異,并能使調(diào)色劑顆粒9中的含水量下降。另外,通過對得到的調(diào)色劑實施通風(fēng)等處理,或者將調(diào)色劑放置在減壓氛圍氣中,也與上述相同,能夠降低調(diào)色劑顆粒9中的含水量。
另外,根據(jù)需要,還可以對上述的調(diào)色劑實施分級處理、外添處理等各種處理。
分級處理中,例如可以使用篩、氣流式分級機等。
另外,作為外添處理中使用的外添劑,例如可以舉出硅石、氧化鋁、氧化鈦、鈦酸鍶、氧化鈰、氧化鎂、氧化鉻、二氧化鈦、氧化鋅、三氧化二鋁、磁鐵礦等金屬氧化物;氮化硅等等氮化物;碳化硅等碳化物;硫酸鈣、碳酸鈣、脂肪族金屬鹽等無機材料構(gòu)成的微粒(無機微粒);丙烯酸樹脂、氟樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酯樹脂、脂肪族金屬鹽等有機材料構(gòu)成的微粒(有機微粒);這些的復(fù)合物構(gòu)成的微粒(復(fù)合微粒)等。作為所述復(fù)合微粒,可以舉出在由所述無機材料構(gòu)成的微粒(粒狀體)上設(shè)有由所述有機材料構(gòu)成的覆蓋層的微粒,或者在由所述有機材料構(gòu)成的微粒(粒狀體)上設(shè)有由所述無機材料構(gòu)成的覆蓋層的微粒等。
另外,作為外添劑,可使用在其表面上通過HMDS、硅烷系偶聯(lián)劑、鈦酸鹽系偶聯(lián)劑、含氟硅烷系偶聯(lián)劑、硅油等實施了表面處理的物質(zhì)。
如上所述制造的本發(fā)明的調(diào)色劑具有均勻的形狀、粒度分布窄(寬度小)。特別是本發(fā)明能得到形狀接近圓球的調(diào)色劑顆粒。
具體地說,調(diào)色劑(調(diào)色劑顆粒)用下式(I)表示的平均圓形度R優(yōu)選大于等于0.95,更優(yōu)選大于等于0.96,進一步優(yōu)選大于等于0.97,最優(yōu)選大于等于0.98。如果平均圓形度R大于等于0.95,則調(diào)色劑轉(zhuǎn)印效率更加優(yōu)異。
R=L0/L1…(I)(式中,L1(μm)表示測定對象的調(diào)色劑顆粒的投影像周長,L0(μm)表示面積與測定對象的調(diào)色劑粒的投影像的面積相同的正圓(理想上幾何學(xué)圓)的周長。)另外,調(diào)色劑優(yōu)選各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的平均圓形度的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于0.02,更優(yōu)選小于等于0.015,進一步優(yōu)選小于等于0.01。在各粒子之間的平均圓形度的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于0.02時,帶電特性、定影特性等的波動特別小,調(diào)色劑整體的可靠性得到進一步的提高。
如上得到的調(diào)色劑的重量基準(zhǔn)的平均粒徑優(yōu)選為2μm~20μm,更優(yōu)選為4μm~10μm。如果調(diào)色劑平均粒徑小于所述下限值,則難以均勻地帶電,同時調(diào)色劑在靜電潛像擔(dān)載體(例如感光體等)表面的附著力變大,其結(jié)果是,有時導(dǎo)致轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑增加。另一方面,如果調(diào)色劑平均粒徑大于所述上限值,則使用調(diào)色劑形成的圖像的輪郭部分、特別是文字圖像和光圖案的顯影的重現(xiàn)性下降。
另外,調(diào)色劑優(yōu)選各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于1.5μm,更優(yōu)選小于等于1.3μm,進一步優(yōu)選小于等于1.0μm。如果各粒子之間的粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于等于1.5μm,則帶電特性、定影特性等的波動特別小,調(diào)色劑整體的可靠性得到進一步的提高。
另外,對于調(diào)色劑顆粒9的含水量(含水率)沒有特別限定,優(yōu)選小于等于5重量%,更優(yōu)選為0.01重量%~4重量%,進一步優(yōu)選為0.02重量%~1重量%。如果調(diào)色劑顆粒9中的含水量太多,則有產(chǎn)生帶電不穩(wěn)定的問題的可能性。此外,如果使調(diào)色劑顆粒9中的含水量極少,則調(diào)色劑構(gòu)成材料容易老化、變性等,所以沒有必要過度地減少含水量。
《第2實施方式》接著,對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。以下關(guān)于本實施方式,以與上述的實施方式的不同點為中心進行說明,省略了對兩種實施方式相同事項的說明。
圖3是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第2實施方式的縱截面圖。
本實施方式的調(diào)色劑制造裝置1’中,具有第1區(qū)域32’和第2區(qū)域33’,在所述第1區(qū)域32’,從液滴狀的分散液6去除分散介質(zhì)62并得到凝聚體90(進行分散介質(zhì)去除步驟),與此同時,向排出物(分散液6、凝聚體90)照射紫外線(進行紫外線照射步驟);在所述第2區(qū)域33’,使構(gòu)成凝聚體90的多個所述分散質(zhì)之間進行接合(進行接合步驟),與此同時,向凝聚體90提供臭氧(進行提供臭氧步驟)。即,不是在進行接合步驟(接合處理)的第2區(qū)域進行紫外線照射處理(紫外線照射步驟),而是在進行分散介質(zhì)去除步驟(分散介質(zhì)去除處理)的第1區(qū)域進行紫外線照射處理(紫外線照射步驟),除了這樣的構(gòu)成之外,其他與所述第1實施方式相同。進一步換而言之,本實施方式的調(diào)色劑制造裝置中將紫外線照射單元配置成向第1區(qū)域照射紫外線,除此之外與所述第1實施方式相同。本發(fā)明也可以采用這種方式,在不同的步驟進行臭氧的提供(提供臭氧處理)和紫外線的照射(紫外線照射處理)。由此,能夠在預(yù)先通過任一種處理提高了分散劑的反應(yīng)性的狀態(tài)下,在另一個處理中更有效地進行分解反應(yīng),進一步提高分散劑的去除效率。另外,根據(jù)上述構(gòu)成,與第1實施方式相比,能夠延長排出物(分散液6、凝聚體90)與臭氧的接觸時間。其結(jié)果是,能夠在去除分散劑的過程中更有效地利用臭氧。另外,如上所述,臭氧是化學(xué)穩(wěn)定性比較低的物質(zhì)。所以,通過延長排出物與臭氧的接觸時間,能夠在傳輸部3’內(nèi)更有效地利用(消耗)臭氧,能夠更確實地防止臭氧泄漏到裝置外。另外,在第1區(qū)域32’,通過向排出物(特別含有分散介質(zhì)62的分散液6)提供臭氧,能夠有效地防止調(diào)色劑構(gòu)成材料(調(diào)色劑中應(yīng)包含的成分)與臭氧接觸。其結(jié)果是,能使最終得到的調(diào)色劑具有更高的可靠性。
此外,上述說明中,是按提供臭氧處理和紫外線照射處理在不同的步驟進行說明的,但是,也可以部分重疊地進行提供臭氧處理和紫外線照射處理。
《第3實施方式》接著,對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。以下關(guān)于本實施方式,以與上述的第1、第2實施方式的不同點為中心進行說明,省略了對相同事項的說明。
圖4是示意說明本發(fā)明的調(diào)色劑制造中使用的調(diào)色劑制造裝置的第3實施方式的縱截面圖。
本實施方式的調(diào)色劑制造裝置1”配有傳輸部3”、接合體收容部19和臭氧紫外線處理部20。所述傳輸部3”具有第1區(qū)域32和第2區(qū)域33”,在所述第1區(qū)域32,從液滴狀的分散液6去除分散介質(zhì)62(進行分散介質(zhì)去除步驟)并得到凝聚體90,在所述第2區(qū)域33”,使構(gòu)成凝聚體90的多個所述分散質(zhì)之間進行接合(進行接合步驟)并得到接合體。所述接合體收容部19收容(貯留)接合體95。所述臭氧紫外線處理部20向接合體95實施提供臭氧處理和紫外線照射處理。換而言之,本實施方式的調(diào)色劑制造裝置1”在傳輸部3”外進行提供臭氧處理、紫外線照射處理。
另外,本實施方式的調(diào)色劑制造裝置1”中,旋流器15通過雙調(diào)節(jié)風(fēng)門18連接接合體收容部19,同時旋流器15通過防止吸入調(diào)色劑顆粒9等的的袋濾器16連接排氣單元40。通過這樣的構(gòu)成,能夠更恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整傳輸部3”內(nèi)的排出物的傳輸速度,并可以有效地將所制造的接合體95送入接合體收容部19。
從旋流器15排出的接合體95通過雙調(diào)節(jié)風(fēng)門18向接合體收容部19進行供給,并蓄積在該接合體收容部19。然后,接合體收容部19一旦貯存了規(guī)定量的接合體95,就打開原來關(guān)閉的閥191,由此將接合體收容部19內(nèi)的接合體95供給到臭氧紫外線處理部20。接著,再關(guān)閉閥191,然后旋轉(zhuǎn)臭氧紫外線處理部20內(nèi)的攪拌單元(旋轉(zhuǎn)槳)201,與此同時,從臭氧供給單元12供給規(guī)定量的臭氧,從紫外線照射單元17照射規(guī)定波長、規(guī)定強度的紫外線。由此,分解除去附著在接合體95的分散劑,形成調(diào)色劑顆粒9。如上所述,本實施方式中,對回收(貯留)的規(guī)定量的接合體95分批式進行提供臭氧處理以及紫外線照射處理。由此能夠更明顯地發(fā)揮上述的提供臭氧和紫外線照射的協(xié)同效應(yīng)。更詳細(xì)地說明的話,由于是本實施方式的構(gòu)成,所以在制造規(guī)定量的調(diào)色劑時,能夠減少臭氧的供給量、總能量的量。另外,因為能夠向接合體95有效地提供從臭氧供給單元12供給的臭氧,并能向接合體95有效地照射來自紫外線照射單元17的紫外線,所以從節(jié)省資源和節(jié)省能量、使調(diào)色劑制造裝置的構(gòu)成部件的長壽命化等觀點出發(fā),本實施方式的構(gòu)成也是優(yōu)異的。另外,本實施方式中,由于是在攪拌接合體95的同時進行臭氧的供給、紫外線的照射,所以能夠更均勻地向接合體95的外表面整體提供臭氧、照射紫外線。其結(jié)果是,最終得到的調(diào)色劑可靠性進一步得到提高。此外,臭氧紫外線處理(提供臭氧處理以及紫外線照射處理)期間,可以連續(xù)對臭氧紫外線處理部20內(nèi)供給臭氧,也可以不是這樣。例如,在臭氧紫外線處理的初期階段供給臭氧,其后,不進行臭氧的供給;或者反復(fù)進行供給臭氧和停止供給臭氧。另外,向臭氧紫外線處理部20內(nèi)照射紫外線也是同樣的,在臭氧紫外線處理(提供臭氧處理以及紫外線照射處理)期間,可以連續(xù)進行向臭氧紫外線處理部20內(nèi)照射紫外線,也可以不是這樣。例如,在臭氧紫外線處理的初期階段照射紫外線,其后不進行紫外線的照射;或者反復(fù)進行照射紫外線和停止照射紫外線。
進行規(guī)定時間的臭氧、紫外線處理之后,在停止供給臭氧、停止照射紫外線的狀態(tài),驅(qū)動臭氧回收單元14。由此,臭氧紫外線處理部20內(nèi)的臭氧得到回收。臭氧回收單元14和臭氧紫外線處理部20之間配有袋濾器16,所以能有效地防止吸入制成的調(diào)色劑顆粒9。此外,通過臭氧回收單元14進行臭氧的回收時,還可以通過打開設(shè)置在提供臭氧處理部20的未圖示的閥等,將外部空氣導(dǎo)入提供臭氧處理部20內(nèi),調(diào)整提供臭氧處理部20的內(nèi)壓。
其后,停止對臭氧回收單元14的驅(qū)動,打開注入閥202、運輸閥203,產(chǎn)生從注入閥202側(cè)向運輸閥203側(cè)的氣流(氣體流),將臭氧紫外線處理部20內(nèi)的調(diào)色劑顆粒9送入回收部5。臭氧紫外線處理部20內(nèi)的氣流(從注入閥202側(cè)向運輸閥203側(cè)的氣流)可以如下形成,例如從設(shè)置在注入閥202側(cè)的氣體供給單元30將氣體送入臭氧紫外線處理部20內(nèi),通過設(shè)置在運輸閥203側(cè)的排氣單元50,向臭氧紫外線處理部20內(nèi)排氣。此外,氣體供給單元30和臭氧紫外線處理部20之間設(shè)有防止異物混入的過濾器(未圖示)。另外,在排氣單元50和回收部5之間設(shè)有防止吸入調(diào)色劑顆粒的過濾器(未圖示)。
以上,基于優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進行了說明,但本發(fā)明不限于此。
例如,構(gòu)成調(diào)色劑制造裝置的各部分可以與發(fā)揮同樣的功能的任意部件互換,另外還可以添加其他結(jié)構(gòu)。
另外,所述的第1、第2實施方式中,是以向?qū)ο蚺懦鑫?分散液、凝聚體)的傳輸方向噴射(供給)臭氧為例進行說明的,但是,噴射(供給)臭氧的方向并不限于該方向。
另外,所述的實施方式中,是以從1個噴射嘴(供給嘴)供給(噴射)臭氧為例進行說明的,但也可以從兩個或兩個以上的噴射嘴(供給嘴)供給臭氧。例如,可以采取分別向第1區(qū)域以及第2區(qū)域供給臭氧的結(jié)構(gòu)。另外,在第3實施方式說明的提供臭氧處理部的基礎(chǔ)上,可以采取向傳輸部內(nèi)供給臭氧的結(jié)構(gòu)。
另外,所述第1、第2實施方式中,是以在傳輸部的第2區(qū)域向排出物(分散液、凝聚體)照射紫外線為例進行說明的,但也可以是例如紫外線幾乎跨越傳輸部的全長,向排出物(分散液、凝聚體等)照射紫外線的結(jié)構(gòu)。另外,調(diào)色劑制造裝置可以具備多個紫外線照射單元。例如,調(diào)色劑制造裝置可以具備在第1區(qū)域向排出物照射紫外線的第1紫外線照射單元和在第2區(qū)域向排出物照射紫外線的第2紫外線照射單元。
另外,所述的實施方式中,是以使用同一裝置連續(xù)進行分散介質(zhì)去除處理(分散介質(zhì)去除步驟)、提供臭氧處理(提供臭氧步驟)、紫外線照射處理(紫外線照射步驟)、接合處理(接合步驟)為例進行說明的,但這些處理中至少一個處理可以用其他的裝置進行。例如,從以微粒狀排出的分散液去除分散介質(zhì)而得到凝聚體,臨時回收該凝聚體,此時可以使用其他裝置對該凝聚體實施提供臭氧處理、照射紫外線處理。另外,同樣地,接合構(gòu)成凝聚體的分散質(zhì)(分散質(zhì)形成的微粒)形成接合體,臨時回收該接合體后,可以使用其他裝置對該接合體實施提供臭氧處理、照射紫外線處理。另外,同樣地,臨時回收經(jīng)提供臭氧處理、紫外線照射處理的凝聚體之后,可以使用其他裝置對該凝聚體實施接合處理。即使是這些情況,也可以得到與上述相同的效果。另外,臨時回收作為制造工藝的中間體得到的凝聚體等之后,再次使用同一裝置進行后面的處理也是可以的。另外,還可以在將臨時回收的凝聚體用傳送帶等傳輸單元傳輸時照射紫外線。
另外,提供臭氧步驟(提供臭氧處理)、紫外線照射步驟(紫外線照射處理)可以作為例如分散介質(zhì)去除步驟(分散介質(zhì)去除處理)的前步驟(前處理)進行。即,還可以采取這樣的構(gòu)成,其在分散液排出后、實質(zhì)性地除去分散介質(zhì)之前(通過冷卻等,保持沒有實質(zhì)上除去分散介質(zhì)的條件),向排出的分散液提供臭氧、照射紫外線。另外,提供臭氧步驟(提供臭氧處理)和紫外線照射步驟(紫外線照射處理)還可以作為分散介質(zhì)去除步驟(分散介質(zhì)去除處理)和接合步驟(接合處理)的中間步驟(中間處理)進行。
另外,所述的第3實施方式中,是以調(diào)色劑制造裝置具有作為攪拌單元的旋轉(zhuǎn)槳為例進行說明的,但是,攪拌單元并不限定為旋轉(zhuǎn)槳,只要是能產(chǎn)生氣流的氣流產(chǎn)生單元即可。換而言之,例如可以使用在流動層中(氣流中)攪拌粉體的裝置、即所謂的通風(fēng)裝置等進行臭氧紫外線處理(提供臭氧處理以及紫外線照射處理)。
另外,如圖5所示,可以在頭部2設(shè)有聲學(xué)透鏡(凹面透鏡)25。通過設(shè)置這種聲學(xué)透鏡25,例如能夠用排出部23附近的壓力脈沖會聚部26會聚壓電元件22產(chǎn)生的壓力脈沖(振動能量)。其結(jié)果是,能夠有效地利用壓電元件22產(chǎn)生的振動能量作為分散液6的排出能量。從而,即使分散液貯留部21貯留的分散液6的粘度比較高,也能確實地從排出部23排出分散液6。另外,即使分散液貯留部21貯留的分散液6的凝聚力(表面張力)比較大,也能以微細(xì)液滴的形式排出分散液6,所以能夠容易且確實地控制調(diào)色劑顆粒9的粒徑為較小的值。
如上所述,通過制成圖示的結(jié)構(gòu),即使使用粘度更高的材料或者使用凝聚力大的材料作為分散液6時,也能夠?qū)⒄{(diào)色劑顆粒9控制在所需形狀、大小,所以材料的選擇范圍變得特別寬,能更容易地得到具有所需特性的調(diào)色劑。
另外,制成如圖所示的結(jié)構(gòu)時,因為是通過會聚的壓力脈沖排出分散液6的,所以排出部23的面積(開口面積)即使比較大,也能使排出的分散液6的大小比較小。即,即使需要使調(diào)色劑顆粒9的粒徑比較小時,也可以增大排出部23的面積。由此,即使分散液6的粘度比較高,也能更有效地防止在排出部23發(fā)生堵塞等。
作為聲學(xué)透鏡,并不限定為凹面透鏡,例如,可以使用菲涅耳透鏡、電子掃描透鏡等。
此外,如圖6~圖8所示,可以在聲學(xué)透鏡25和排出部23之間朝向排出部23設(shè)有具有收斂形狀的節(jié)流部件13等。由此,能夠輔助壓電元件22產(chǎn)生的壓力脈沖(振動能量)的會聚,能夠進一步有效地利用壓電元件22產(chǎn)生的壓力脈沖。
另外,所述的實施方式中,是以調(diào)色劑構(gòu)成成份為固體成分并屬于分散質(zhì)為例進行說明的,但是,調(diào)色劑構(gòu)成成分也可至少一部分屬于分散介質(zhì)。
另外,在所述的實施方式中,是以通過壓電脈沖從頭部分間歇地排出分散液為例進行說明的,但是,作為分散液的排出方法(噴射方法),也可以采用其他方法。例如,作為排出(噴射)分散液的方法,可以采用噴霧干燥法或所謂的氣泡噴氣式(“氣泡噴氣式”是注冊商標(biāo))法等方法,除此之外,還可以采用“使用特殊的噴嘴將分散液噴射成液滴狀”的方法,所述噴嘴以氣流將分散液按壓在平滑方面上拉薄,形成薄層流,將該薄層流從所述平滑面分離,以微小液滴的形式噴射(特愿2002-321889號說明書所述的方法)。噴霧干燥法是使用高壓氣體噴射(噴霧)液體(分散液)而得到液滴的方法。另外,作為適合所謂氣泡噴氣式(“氣泡噴氣式”是注冊商標(biāo))法的方法,能舉出特愿2002-169348號說明書記載的方法等。即,作為排出(噴射)分散液的方法,可以采用“通過氣體的體積變化從頭部間歇排出分散液”的方法。
另外,所述的實施方式中,是以在分散介質(zhì)去除步驟中和/或分散介質(zhì)去除步驟之后(將分散液作為液滴狀排出物排出之后)進行臭氧的提供、紫外線的照射為例進行說明的。但是也可以對容器內(nèi)的分散液而不是對分散液的排出物進行臭氧的提供和紫外線的照射(批式進行臭氧的提供和紫外線的照射也可以)。更具體地說,可以對含有所需大小的分散質(zhì)(調(diào)節(jié)成要制造的調(diào)色劑母粒子的大小的分散質(zhì))的容器內(nèi)的分散液(例如含有相當(dāng)于通過聚合法等調(diào)制的調(diào)色劑顆粒的分散質(zhì)的分散液)進行臭氧的提供和紫外線的照射。由此,分散液中的分散劑得以分解去除。如上所述,除去容器內(nèi)分散液中的分散劑后,分散質(zhì)不能保持分散狀態(tài),發(fā)生沉降或者浮在液面附近,但是例如通過其后的過濾分散質(zhì)等,能夠得到相當(dāng)于調(diào)色劑顆粒(調(diào)色劑母粒)的粒子。其后,還可以根據(jù)需要實施干燥等各種處理。通過采用這種方法,使用更簡單結(jié)構(gòu)的裝置(不采用大型的裝置)也能有效地制造調(diào)色劑。
另外,所述的實施方式中,是以本發(fā)明的調(diào)色劑制造裝置用于制造調(diào)色劑本身為例進行說明的,但是并不限于此,只要用于調(diào)色劑制造用的粉末的制造即可。例如,本發(fā)明的調(diào)色劑制造裝置可以用于制造形成調(diào)色劑母粒的粉末(調(diào)色劑母粒制造裝置)、用于制造從分散液除去了分散劑的凝聚體(凝聚體制造裝置)、用于制造從沒有除去分散劑的凝聚體除去了分散劑的接合體(接合體制造裝置)等。
實施例[1]調(diào)色劑的制造(實施例1)首先準(zhǔn)備下述物質(zhì)的混合物。其中,作為粘合樹脂的聚酯樹脂(玻璃化轉(zhuǎn)變點Tg58.6℃、下降式流動點測定器軟化溫度102.0℃、熔點243℃)(200重量份)、作為著色劑的酞菁顏料(大日精化社生產(chǎn),酞菁藍(lán))(12重量份)、作為防靜電劑的BONTRON E-84(東方化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn))(3重量份)。
另一方面,準(zhǔn)備在離子交換水(569.5重量份)中溶解了下述物質(zhì)的水溶液(水性溶液)。其中,聚丙烯酸鈉(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=2700~7500)(30重量份)、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉(0.5重量份)。
接著,將該水溶液(600重量份)裝入3升圓底不銹鋼容器,加熱至100℃,同時以4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)進行攪拌。在該狀態(tài)的水溶液中,一點一點地投入215重量份所述混合物(聚酯樹脂、著色劑以及防靜電劑的混合物),投入混合物后,進一步攪拌5分鐘。其后,持續(xù)攪拌下冷卻至室溫,此時得到分散有固體分散質(zhì)的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
然后,對得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)實施脫氣處理。脫氣處理是通過將經(jīng)攪拌的粘合樹脂懸濁液(分散液)在14kPa的氛圍氣中放置10分鐘而進行的。在脫氣處理時的氛圍氣溫度是25℃。如上得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)中固體成分(分散質(zhì))的濃度為38重量%。另外,粘合樹脂懸濁液(分散液)在25℃的粘度是180cps。另外,構(gòu)成粘合樹脂懸濁液的分散質(zhì)的平均粒徑Dm是0.5μm。此外,分散質(zhì)的平均粒徑的測定是利用激光衍射/散射式粒度分布測定裝置(堀場制造所社生產(chǎn),LA-700)進行的。
將完成脫氣處理的分散液(粘合樹脂懸濁液)投入到圖1、圖2所示的調(diào)色劑制造裝置的分散液供給部內(nèi)。利用攪拌單元攪拌分散液供給部內(nèi)的分散液,同時通過定量泵向頭部的分散液貯留部供給分散液,并從排出部向傳輸部排出。排出部是直徑為25μm的圓形。另外,作為頭部,使用在排出部附近經(jīng)涂布氟樹脂(聚四氟乙烯)的疏水化處理的材料。
排出分散液時,將頭部內(nèi)的分散液溫度調(diào)整為40℃,壓電體的振動數(shù)調(diào)整為30kHz,從排出部排出的分散液的初速度調(diào)整為3米/秒,從頭部排出的分散液的一滴的排出量調(diào)整為4pl(粒徑Dd10μm、重量大約4ng)的狀態(tài)。另外,排出分散液時,多個頭部中至少互相鄰接的頭部在分散液的排出時間上有間隔。
另外,排出分散液時,從氣體噴射嘴垂直向下噴出溫度為40℃、濕度為27%RH、流速為3米/秒的空氣。另外,殼內(nèi)的溫度(氛圍氣溫度)如下進行設(shè)定。接近排出部一側(cè)的區(qū)域是第1區(qū)域,該區(qū)域的溫度為35℃~40℃,接近回收部一側(cè)的區(qū)域是第2區(qū)域,該區(qū)域的溫度為70℃~75℃。另外,殼內(nèi)的壓力大約為101kPa。第1區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)為2米、第2區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)是3米。另外,殼內(nèi)壁面中相當(dāng)于第2區(qū)域的部位由氧化鈦構(gòu)成,此外的部位由二苯酮衍生物(紫外線吸收材料)構(gòu)成。另外,殼的內(nèi)徑(除縮徑部的部位的內(nèi)徑)是50厘米。
另一方面,從臭氧供給單元的噴射嘴向基本對向分散液(排出物)的傳輸方向的方向噴射臭氧和氮的混合氣體,向第2區(qū)域內(nèi)供給臭氧(參照圖1)。噴射混合氣體(臭氧)時,根據(jù)臭氧濃度傳感器測定的結(jié)果,將第2區(qū)域的臭氧濃度控制在10ppm。另外,在從臭氧供給單元供給臭氧的同時,從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線,向第2區(qū)域的排出物照射紫外線(參照圖1)。紫外線燈射出的紫外線的峰波長是300nm。另外,紫外線燈的燈強度是0.5kW。各排出物的紫外線照射時間(處理時間)、各排出物在臭氧中暴露時間(處理時間)是0.5分鐘。
其結(jié)果是,向傳輸部內(nèi)排出的液滴狀分散液在第1區(qū)域除去了分散介質(zhì),形成多個分散質(zhì)凝聚的凝聚體(分散介質(zhì)去除步驟)。其后,凝聚體接著在第2區(qū)域傳輸,在該區(qū)域接合構(gòu)成凝聚體的多個分散質(zhì),同時進行臭氧的供給和照射紫外線,排出物(凝聚體、接合體)的表面附近存在的分散劑被選擇性地分解除去,形成調(diào)色劑顆粒(提供臭氧、照射紫外線、接合步驟)。然后,該調(diào)色劑顆粒被導(dǎo)入旋流器,其后在回收部被回收。供給到傳輸部內(nèi)的臭氧中未反應(yīng)的臭氧與調(diào)色劑顆粒一起被導(dǎo)入旋流器,此后,經(jīng)過袋濾器在臭氧回收單元被回收。如此回收的臭氧再次用于所述的提供臭氧步驟。另外,每一個的粒子(液滴以及由該液滴形成的凝聚體)在分散介質(zhì)去除步驟的處理時間(排出物通過第1區(qū)域內(nèi)需要的時間)是12秒,在提供臭氧、照射紫外線、接合步驟的處理時間(排出物通過第2區(qū)域內(nèi)需要的時間)是0.5分鐘。另外,得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是3重量%。此外,水分量是根據(jù)卡爾·費歇爾法測定的。
其后,在50℃,對得到的調(diào)色劑顆粒進行1小時的通風(fēng),由此降低調(diào)色劑顆粒的含水量。
如上得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是0.3重量%,平均圓形度R為0.98,圓形度標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.011。重量基準(zhǔn)的平均粒徑Dt是6.8μm。重量基準(zhǔn)的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.4μm。此外,圓形度的測定是使用流動式粒子解像裝置(東亞醫(yī)用電子社生產(chǎn),F(xiàn)PIA-2000)在水分散系中進行的。其中,圓形度R是下式(I)表示的值。
R=L0/L1…(I)(式中,L1(μm)表示測定對象的調(diào)色劑顆粒的投影像周長,L0(μm)表示面積與測定對象的調(diào)色劑粒的投影像的面積相同的正圓的周長。)(實施例2)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為250nm的照射單元,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例3)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為400nm的照射單元,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例4)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為180nm的照射單元,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例5~7)通過改變傳輸部(第2區(qū)域)的長度,將提供臭氧、照射紫外線、接合步驟的處理時間(排出物在含有臭氧的氣氛中的暴露時間、紫外線照射時間)變更為如表1所示,同時,調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將第2區(qū)域的臭氧的濃度變更為如表1所示,此外與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例8)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例7同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例9)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例10)在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例11)首先將作為粘合樹脂的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(玻璃化轉(zhuǎn)變點Tg60℃、下降式流動點測定器軟化溫度115℃、熔點210℃)(200重量份)、作為著色劑的酞菁顏料(大日精化社生產(chǎn),酞菁藍(lán))(12重量份)、作為防靜電劑的BONTRON E-84(東方化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn))(3重量份),加入到甲苯(和光純藥社生產(chǎn))(800重量份)中,在75℃混合。然后進一步用球磨機混合,調(diào)制成粘合樹脂溶液(樹脂液)。
另一方面,準(zhǔn)備在離子交換水(800重量份)溶解了下述物質(zhì)的水溶液(水性溶液)。其中,聚丙烯酸鈉(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=2700~7500)(30重量份)、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉(0.5重量份)。
接著,將該水溶液(830.5重量份)加入3升圓形底不銹鋼容器中,使用TK均質(zhì)機(特殊機化工社生產(chǎn)),以4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)攪拌,攪拌下用10分鐘的時間慢慢滴加1015重量份所述粘合樹脂溶液,得到乳液。此時,保持液溫為75℃。
接著,在溫度45℃、氛圍氣壓力10kPa~20kPa的條件下,除去乳液(分散質(zhì))中的甲苯(脫溶劑),然后,冷卻至室溫,進一步加入離子交換水,由此得到分散有固體分散質(zhì)的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
然后,對得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)實施脫氣處理。脫氣處理是通過將經(jīng)攪拌的粘合樹脂懸濁液(分散液)在14kPa的氛圍氣中放置10分鐘而進行的。在脫氣處理時的氛圍氣溫度是25℃。如上得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)中固體成分(分散質(zhì))的濃度為13重量%。另外,粘合樹脂懸濁液(分散液)在25℃的粘度是205cps。另外,構(gòu)成粘合樹脂懸濁液的分散質(zhì)的平均粒徑Dm是0.5μm。
使用如上得到分散液(粘合樹脂懸濁液)作為排出液,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例12)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為350nm的照射單元,除此之外,與所述實施例11同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例13)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為170nm的照射單元,除此之外,與所述實施例11同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例14~16)通過改變傳輸部(第2區(qū)域)的長度,將提供臭氧、照射紫外線、接合步驟的處理時間(排出物在含有臭氧的氣氛中的暴露時間、紫外線照射時間)變更為如表1所示,同時,調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將第2區(qū)域的臭氧的濃度變更為如表1所示,此外與所述實施例11同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例17)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例16同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例18)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例11同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例19)在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例11同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例20)首先,與所述實施例1同樣調(diào)制經(jīng)脫氣處理的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
將完成脫氣處理的分散液(粘合樹脂懸濁液)投入到圖2、圖3所示的調(diào)色劑制造裝置的分散液供給部內(nèi)。利用攪拌單元攪拌分散液供給部內(nèi)的分散液,同時通過定量泵向頭部的分散液貯留部供給分散液,并從排出部向傳輸部排出。排出部是直徑為25μm的圓形。另外,作為頭部,使用在排出部附近經(jīng)涂布氟樹脂(聚四氟乙烯)的疏水化處理的材料。
排出分散液時,將頭部內(nèi)的分散液溫度調(diào)整為40℃,壓電體的振動數(shù)調(diào)整為30kHz,從排出部排出的分散液的初速度調(diào)整為3米/秒,從頭部排出的分散液的一滴的排出量調(diào)整為4pl(粒徑Dd10μm、重量大約4ng)的狀態(tài)。另外,排出分散液時,多個頭部中至少互相鄰接的頭部在分散液的排出時間上有間隔。
另外,排出分散液時,從氣體噴射嘴垂直向下噴出溫度為40℃、濕度為27%RH、流速為3米/秒的空氣。另外,殼內(nèi)的溫度(氛圍氣溫度)如下進行設(shè)定。接近排出部一側(cè)的區(qū)域是第1區(qū)域,該區(qū)域的溫度為35℃~40℃,接近回收部一側(cè)的區(qū)域是第2區(qū)域,該區(qū)域的溫度為70℃~75℃。另外,殼內(nèi)的壓力大約為101kPa。第1區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)為5米、第2區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)是2米。另外,殼內(nèi)壁面中相當(dāng)于第2區(qū)域的部位由氧化鈦構(gòu)成,此外的部位由二苯酮衍生物(紫外線吸收材料)構(gòu)成。另外,殼的內(nèi)徑(除縮徑部的部位的內(nèi)徑)是50厘米。
另外,在第1區(qū)域,從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線,向排出物照射紫外線(參照圖3)。紫外線燈射出的紫外線的峰波長是300nm。另外,紫外線燈的燈強度是0.5kW。各排出物的紫外線照射時間(處理時間)是0.5分鐘。
另一方面,從臭氧供給單元的噴射嘴向基本對向分散液(排出物)的傳輸方向的方向噴射臭氧和氮的混合氣體,向第2區(qū)域內(nèi)供給臭氧(參照圖3)。噴射混合氣體(臭氧)時,根據(jù)臭氧濃度傳感器測定的結(jié)果,將第2區(qū)域的臭氧濃度控制在10ppm。另外,各排出物在臭氧中的暴露時間(處理時間)是0.5分鐘。
其結(jié)果是,向傳輸部內(nèi)排出的液滴狀分散液在第1區(qū)域除去分散介質(zhì)的同時被照射了紫外線,形成多個分散質(zhì)凝聚的凝聚體(分散介質(zhì)去除、照射紫外線步驟)。其后,凝聚體接著在第2區(qū)域傳輸,在該區(qū)域構(gòu)成凝聚體的多個分散質(zhì)發(fā)生接合,同時進行臭氧的供給,形成除去了分散劑的調(diào)色劑顆粒(接合、提供臭氧步驟)。然后,該調(diào)色劑顆粒被導(dǎo)入旋流器,其后在回收部被回收。供給到傳輸部內(nèi)的臭氧中未反應(yīng)的物質(zhì)(殘渣量)與調(diào)色劑顆粒一起被導(dǎo)入旋流器,此后,通過袋濾器在臭氧回收單元被回收。另外,每一個的粒子(液滴以及由該液滴形成的凝聚體)在分散介質(zhì)去除、照射紫外線步驟的處理時間(排出物通過第1區(qū)域內(nèi)需要的時間)是0.5分鐘,在接合、提供臭氧步驟的處理時間(排出物通過第2區(qū)域內(nèi)需要的時間)是0.5分鐘。另外,得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是3重量%。此外,水分量是根據(jù)卡爾·費歇爾法測定的。
其后,在50℃,對得到的調(diào)色劑顆粒進行1小時的通風(fēng),由此降低調(diào)色劑顆粒的含水量。
如上得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是0.3重量%,平均圓形度R為0.95,圓形度標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.011。重量基準(zhǔn)的平均粒徑Dt是6.8μm。重量基準(zhǔn)的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.50μm。
(實施例21)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為400nm的照射單元,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例22)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為180nm的照射單元,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例23~25)通過改變傳輸部(第1區(qū)域和第2區(qū)域)的長度,將除去分散介質(zhì)、照射紫外線、接合、提供臭氧步驟的處理時間變更為如表2所示,同時,調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將第2區(qū)域的臭氧的濃度變更為如表2所示,此外與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例26)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例25同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例27)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例28)在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例29)首先將作為粘合樹脂的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(玻璃化轉(zhuǎn)變點Tg60℃、下降式流動點測定器軟化溫度115℃、熔點210℃)(200重量份)、作為著色劑的酞菁顏料(大日精化社生產(chǎn),酞菁藍(lán))(12重量份)、作為防靜電劑的BONTRON E-84(東方化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn))(3重量份),加入到甲苯(和光純藥社生產(chǎn))(800重量份)中,在75℃混合。然后進一步用球磨機混合,調(diào)制成粘合樹脂溶液(樹脂液)。
另一方面,準(zhǔn)備在離子交換水(800重量份)中溶解了下述物質(zhì)的水溶液(水性溶液)。其中,聚丙烯酸鈉(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=2700~7500)(30重量份)、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉(0.5重量份)。
接著,將該溶液(830.5重量份)加入3升圓形底不銹鋼容器中,使用TK均質(zhì)機(特殊機化工社生產(chǎn)),以4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)攪拌,攪拌下用10分鐘的時間慢慢滴加1015重量份所述粘合樹脂溶液,得到乳液。此時,保持液溫為75℃。
接著,在溫度45℃、氛圍氣壓力10kPa~20kPa的條件下,除去乳液(分散質(zhì))中的甲苯(脫溶劑),然后,冷卻至室溫,進一步加入離子交換水,由此得到分散有固體分散質(zhì)的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
然后,對得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)實施脫氣處理。脫氣處理是通過將經(jīng)攪拌的粘合樹脂懸濁液(分散液)在14kPa的氛圍氣中放置10分鐘而進行的。在脫氣處理時的氛圍氣溫度是25℃。如上得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)中固體成分(分散質(zhì))的濃度為13重量%。另外,粘合樹脂懸濁液(分散液)在25℃的粘度是205cps。另外,構(gòu)成粘合樹脂懸濁液的分散質(zhì)的平均粒徑Dm是0.5μm。
使用如上得到分散液(粘合樹脂懸濁液)作為排出液,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例30)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為400nm的照射單元,除此之外,與所述實施例29同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例31)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為180nm的照射單元,除此之外,與所述實施例29同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例32~34)通過改變傳輸部(第2區(qū)域)的長度,將提供臭氧、照射紫外線、接合步驟的處理時間(排出物在含有臭氧的氣氛中的暴露時間、紫外線照射時間)變更為如表2所示,同時,調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將第2區(qū)域的臭氧的濃度變更為如表2所示,此外與所述實施例29同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例35)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例34同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例36)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例29同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例37)
在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例29同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例38)首先,與所述實施例1同樣調(diào)制經(jīng)脫氣處理的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
將完成脫氣處理的分散液(粘合樹脂懸濁液)投入到圖2、圖4所示的調(diào)色劑制造裝置的分散液供給部內(nèi)。利用攪拌單元攪拌分散液供給部內(nèi)的分散液,同時通過定量泵向頭部的分散液貯留部供給分散液,并從排出部向傳輸部排出。排出部是直徑為25μm的圓形。另外,作為頭部,使用在排出部附近經(jīng)涂布氟樹脂(聚四氟乙烯)的疏水化處理的材料。
排出分散液時,將頭部內(nèi)的分散液溫度調(diào)整為40℃,壓電體的振動數(shù)調(diào)整為30kHz,從排出部排出的分散液的初速度調(diào)整為3米/秒,從頭部排出的分散液的一滴的排出量調(diào)整為4pl(粒徑Dd10μm、重量大約4ng)的狀態(tài)。另外,排出分散液時,多個頭部中至少互相鄰接的頭部在分散液的排出時間上有間隔。
另外,排出分散液時,從氣體噴射嘴垂直向下噴出溫度為40℃、濕度為27%RH、流速為3米/秒的空氣。另外,殼內(nèi)的溫度(氛圍氣溫度)如下進行設(shè)定。接近排出部一側(cè)的區(qū)域是第1區(qū)域,該區(qū)域的溫度為35℃~40℃,接近回收部一側(cè)的區(qū)域是第2區(qū)域,該區(qū)域的溫度為70℃~75℃。另外,殼內(nèi)的壓力大約為101kPa。第1區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)為2米、第2區(qū)域的長度(傳輸方向的長度)是3米。另外,殼的內(nèi)徑(除縮徑部的部位的內(nèi)徑)是50厘米。
其結(jié)果是,向傳輸部內(nèi)排出的液滴狀分散液在第1區(qū)域除去分散介質(zhì),形成多個分散質(zhì)凝聚的凝聚體(分散介質(zhì)去除步驟)。其后,凝聚體接著在第2區(qū)域傳輸,在該區(qū)域構(gòu)成凝聚體的多個分散質(zhì)發(fā)生接合,形成接合體(接合步驟)。另外,每一個的粒子(液滴以及由該液滴形成的凝聚體)在分散介質(zhì)去除步驟的處理時間(排出物通過第1區(qū)域內(nèi)需要的時間)是12秒,在接合步驟的處理時間(排出物通過第2區(qū)域內(nèi)需要的時間)是0.5分鐘。
然后,在傳輸部形成的接合體被導(dǎo)入旋流器,其后被供給到臭氧紫外線處理部內(nèi)。
在臭氧紫外線處理部,通過攪拌單元(旋轉(zhuǎn)槳)攪拌接合體,同時使用與所述實施例1中使用的同樣的臭氧供給單元,向接合體提供臭氧(提供臭氧處理),另外使用與在所述實施例1使用的同樣的紫外線照射單元,向接合體照射紫外線(紫外線照射處理)。紫外線燈射出的紫外線的峰波長是300nm。另外,紫外線燈的燈強度是0.5kW。各排出物的紫外線的照射時間(處理時間)、各排出物在臭氧中的暴露時間(處理時間)是0.5分鐘。提供臭氧處理時,根據(jù)臭氧濃度傳感器的測得的結(jié)果噴射含有臭氧和氮的混合氣體,并控制提供臭氧處理部內(nèi)的臭氧濃度為10ppm。此外,攪拌單元(旋轉(zhuǎn)槳)的旋轉(zhuǎn)數(shù)為180rpm。另外,在臭氧紫外線處理部的處理(提供臭氧處理以及紫外線照射處理)的處理時間是0.5分鐘。另外,排出物的紫外線照射距離(平均值)是100mm。
實施2分鐘上述的臭氧紫外線處理(提供臭氧處理紫外線照射處理)之后,停止向提供臭氧處理部內(nèi)供給臭氧和照射紫外線,在此狀態(tài)下驅(qū)動臭氧回收單元,回收提供臭氧處理部內(nèi)的臭氧,用空氣交換提供臭氧處理部內(nèi)的氛圍氣。
其后,停止驅(qū)動臭氧回收單元,打開注入閥、運輸閥,從設(shè)置在注入閥側(cè)的氣體供給單元向臭氧紫外線處理部內(nèi)送入氣體,同時,通過設(shè)置在運輸閥側(cè)的排氣單元,排出臭氧紫外線處理部內(nèi)的氣體,由此產(chǎn)生從注入閥側(cè)向運輸閥側(cè)的氣流(氣體流),在回收部回收臭氧紫外線處理部內(nèi)的調(diào)色劑顆粒。得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是3重量%。此外,水分量是根據(jù)卡爾·費歇爾法測定的。
其后,在50℃,對得到的調(diào)色劑顆粒進行1小時的通風(fēng),由此降低調(diào)色劑顆粒的含水量。
如上得到的調(diào)色劑顆粒的含水量是0.3重量%,平均圓形度R為0.97,圓形度標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.012。重量基準(zhǔn)的平均粒徑Dt是6.6μm。重量基準(zhǔn)的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.6μm。
(實施例39)
作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為400nm的照射單元,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例40)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為180nm的照射單元,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例41~43)將臭氧紫外線處理的處理時間改為如表3所示,同時,通過調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將臭氧紫外線處理部的臭氧的濃度變更為如表3所示,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例44)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例43同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例45)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例46)在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例47)首先將作為粘合樹脂的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(玻璃化轉(zhuǎn)變點Tg60℃、下降式流動點測定器軟化溫度115℃、熔點210℃)(200重量份)、作為著色劑的酞菁顏料(大日精化社生產(chǎn),酞菁藍(lán))(12重量份)、作為防靜電劑的BONTRON E-84(東方化學(xué)工業(yè)社生產(chǎn))(3重量份),加入到甲苯(和光純藥社生產(chǎn))(800重量份)中,在75℃混合。然后進一步用球磨機混合,調(diào)制成粘合樹脂溶液(樹脂液)。
另一方面,準(zhǔn)備在離子交換水(800重量份)中溶解了下述物質(zhì)的水溶液(水性溶液)。其中,聚丙烯酸鈉(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=2700~7500)(30重量份)、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉(0.5重量份)。
接著,將該溶液(830.5重量份)加入3升圓形底不銹鋼容器中,使用TK均質(zhì)機(特殊機化工社生產(chǎn)),以4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)攪拌,攪拌下用10分鐘的時間慢慢滴加1015重量份所述粘合樹脂溶液,得到乳液。此時,保持液溫為75℃。
接著,在溫度45℃、氛圍氣壓力10kPa~20kPa的條件下,除去乳液(分散質(zhì))中的甲苯(脫溶劑),然后,冷卻至室溫,進一步加入離子交換水,由此得到分散有固體分散質(zhì)的粘合樹脂懸濁液(分散液)。
然后,對得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)實施脫氣處理。脫氣處理是通過將經(jīng)攪拌的粘合樹脂懸濁液(分散液)在14kPa的氛圍氣中放置10分鐘而進行的。在脫氣處理時的氛圍氣溫度是25℃。如上得到的粘合樹脂懸濁液(分散液)中固體成分(分散質(zhì))的濃度為13重量%。另外,粘合樹脂懸濁液(分散液)在25℃的粘度是205cps。另外,構(gòu)成粘合樹脂懸濁液的分散質(zhì)的平均粒徑Dm是0.5μm。
使用如上得到分散液(粘合樹脂懸濁液)作為排出液,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例48)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為400nm的照射單元,除此之外,與所述實施例47同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例49)作為紫外線照射單元(紫外線燈),使用射出的紫外線的峰波長λ為180nm的照射單元,除此之外,與所述實施例47同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例50~52)通過改變傳輸部(第2區(qū)域)的長度,將提供臭氧、照射紫外線、接合步驟的處理時間(排出物在含有臭氧的氣氛中的暴露時間、紫外線照射時間)變更為如表3所示,同時,調(diào)節(jié)從臭氧供給單元供給的臭氧的量,將第2區(qū)域的臭氧的濃度變更為如表3所示,此外與所述實施例47同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例53)間隔20秒,重復(fù)從紫外線照射單元(紫外線燈)射出紫外線、停止射出,除此之外,與所述實施例52同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例54)在水性溶液的調(diào)制中,使用聚乙二醇(和光純藥社生產(chǎn),平均聚合度n=10~50)代替聚丙烯酸鈉,除此之外,與所述實施例47同樣地制造調(diào)色劑。
(實施例55)在粘合樹脂溶液(樹脂液)的調(diào)制中,不使用作為防靜電劑的BONTRON E-84,除此之外,與所述實施例47同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例1)沒有臭氧供給單元以及紫外線照射單元,使用除此之外具有與實施例1所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例2)沒有臭氧供給單元,使用除此之外具有與實施例1所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例3)沒有紫外線照射單元,使用除此之外具有與實施例1所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例1同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例4)作為分散液(粘合樹脂懸濁液),使用所述實施例9調(diào)制的物質(zhì),此外與所述比較例1同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例5)作為分散液(粘合樹脂懸濁液),使用所述實施例11調(diào)制的物質(zhì),此外與所述比較例1同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例6)沒有臭氧供給單元,使用除此之外具有與實施例20所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例20同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例7)作為分散液(粘合樹脂懸濁液),使用所述實施例27調(diào)制的物質(zhì),此外與所述比較例6同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例8)作為分散液(粘合樹脂懸濁液),使用所述實施例29調(diào)制的物質(zhì),此外與所述比較例6同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例9)沒有臭氧供給單元以及紫外線照射單元,使用除此之外具有與實施例38所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例10)沒有臭氧供給單元,使用除此之外具有與實施例38所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例11)沒有紫外線照射單元,使用除此之外具有與實施例38所使用的調(diào)色劑制造裝置相同結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑制造裝置,除此之外,與所述實施例38同樣地制造調(diào)色劑。
(比較例12)直接使用所述實施例11調(diào)制的粘合樹脂溶液(樹脂液)作為調(diào)色劑制造用的排出液,此外試著與所述比較例1同樣地制造調(diào)色劑,結(jié)果樹脂液不能排出。即,比較例12不能制造調(diào)色劑。
(比較例13)對所述比較例1中得到的調(diào)色劑用離子交換水實施清洗(水洗),然后通過進行干燥得到最終的調(diào)色劑。
用離子交換水進行清洗以及干燥是如下進行的。
首先用離子交換水進行清洗時,向調(diào)色劑(1重量份),加入離子交換水(100重量份),以4000rpm的旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)1分鐘。然后,減壓過濾,除去洗滌水。該一系列的操作(提供洗滌水、旋轉(zhuǎn)、除去洗滌水)重復(fù)2次,通過所進行的上述操作結(jié)束清洗后,使用真空干燥機,在減壓度為2torr、40℃的條件保持5小時,借此進行干燥處理,干燥至含水量小于等于0.7重量%。
上述的清洗、干燥需要大約6小時。
(比較例14)沒有使用聚丙烯酸鈉以及烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉,此外與所述實施例1同樣地調(diào)制排出用液體(粘合樹脂懸濁液)。該液體雖然在用比較強的攪拌力攪拌的狀態(tài)能夠保持分散質(zhì)分散在分散介質(zhì)中,但是一旦停止攪拌,就不能保持分散狀態(tài)了,相當(dāng)于分散質(zhì)的固體粒子浮在液面附近。另外,使用所述實施例1使用的調(diào)色劑制造裝置,試著排出該液體時,在初期階段只有相當(dāng)于分散介質(zhì)的水被排出,相當(dāng)于分散質(zhì)的固體粒子沒有被排出。另外,連續(xù)排出液體時,在液體的液面附近浮游的相當(dāng)于分散質(zhì)的固體粒子引起了排出部的堵塞,不能排出液體。即,比較例14不能制造調(diào)色劑。
對于所述實施例1~55得到的調(diào)色劑顆粒,使用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察這些顆粒的表面形狀。實施例1~55的調(diào)色劑顆粒在其表面上沒有發(fā)現(xiàn)比較大的凹凸,證實了其形成了近球形。另一方面,比較例12的調(diào)色劑顆粒有比較大的凹凸,證實了各粒子之間(調(diào)色劑顆粒之間)的形狀波動大。
對于上述的各實施例以及各比較例,調(diào)色劑的制造條件見表1、表2、表3、表4。此外,表1~表4中,PES表示聚酯樹脂、St-Ac表示苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、A表示聚丙烯酸鈉、B表示烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉、C表示聚乙二醇、CCA表示防靜電劑。
表1
表2
表3
表4
評價對于上述得到各調(diào)色劑,進行了帶電特性、保存性、耐久性以及轉(zhuǎn)印效率的評價。
帶電特性測定各實施例以及各比較例的調(diào)色劑的帶電量,進一步求得其標(biāo)準(zhǔn)偏差。帶電量測定使用吸引式小型帶電量測定裝置(トレツクジャパン社生產(chǎn)),在20℃、62%RH的條件下進行。
保存性(環(huán)境特性)將各實施例以及各比較例的調(diào)色劑分別每10g裝入樣品瓶,在50℃、85%RH恒溫槽內(nèi)放置48小時之后,目測觀察有無凝固(凝聚),按照以下的3個水平的基準(zhǔn)評價。
⊙完全沒有凝固(凝聚)的存在。
△發(fā)現(xiàn)一些凝固(凝聚)。
×清楚地發(fā)現(xiàn)凝固(凝聚)。
耐久性將所述各實施例以及所述各比較例得到的調(diào)色劑安裝在彩色激光打印機(精工愛普生社生產(chǎn)LP-2000C)的顯影機上。其后在不打印的情況下連續(xù)運轉(zhuǎn)顯影機。12小時之后取出顯影機,目視觀察顯影輥上調(diào)色劑薄層的均勻性,按照以下的4水平的基準(zhǔn)評價。
⊙薄層中完全沒有發(fā)現(xiàn)雜亂。
○薄層中幾乎沒有發(fā)現(xiàn)雜亂。
△薄層中多少發(fā)現(xiàn)一些雜亂。
×薄層中清楚地發(fā)現(xiàn)條狀的紊亂。
轉(zhuǎn)印效率對于如上得到各調(diào)色劑進行轉(zhuǎn)印效率的評價。
轉(zhuǎn)印效率是使用彩色激光打印機(精工愛普生社生產(chǎn),LP-2000C)如下進行評價的。
分別使用膠帶,采取對感光體的顯影步驟之后不久(轉(zhuǎn)印之前)的感光體上的調(diào)色劑和轉(zhuǎn)印之后(印刷之后)的感光體上的調(diào)色劑,測定各自的重量。設(shè)轉(zhuǎn)印前感光體上的調(diào)色劑重量為Wb(g)、轉(zhuǎn)印后感光體上的調(diào)色劑重量為Wa(g)時,計算(Wb-Wa)×100/Wb的值,以此值作為轉(zhuǎn)印效率。
這些結(jié)果與調(diào)色劑顆粒的平均圓形度R、圓形度標(biāo)準(zhǔn)偏差、重量基準(zhǔn)的平均粒徑Dt、粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差同時示于表5、表6、表7、表8。
表5
表6
表7
表8
從表5~表8可知,本發(fā)明(實施例1~55)的調(diào)色劑的帶電量的絕對值均大,并且?guī)щ娏康牟▌泳?。另外,本發(fā)明的調(diào)色劑的保存性(環(huán)境特性)也優(yōu)異。另外,本發(fā)明的調(diào)色劑的耐久性、轉(zhuǎn)印效率等特性也優(yōu)異。另外,本發(fā)明的調(diào)色劑的各粒子之間的大小、形狀的波動小、調(diào)色劑整體的可靠性高。
與此相對,各比較例的調(diào)色劑得不到令人滿意的結(jié)果。
特別是比較例1~11,調(diào)色劑顆粒帶電量的絕對值非常小。
另外,比較例13的調(diào)色劑顆粒的帶電量的絕對值雖然比較大,但各粒子之間的帶電量的波動大、調(diào)色劑整體的可靠性低。另外,調(diào)色劑制造需要非常的長時間,生產(chǎn)率差,同時,因為產(chǎn)生了大量的排水,所以對環(huán)境的負(fù)荷也大。
另外,將調(diào)色劑制造裝置的頭部附近的構(gòu)造從圖2所示的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成圖5~圖8所示的結(jié)構(gòu),與上述同樣地制造調(diào)色劑,并進行評價時,得到了與上述相同的結(jié)果。另外,具有圖5~圖8所示的頭部的調(diào)色劑制造裝置即使對于粘度比較高(分散質(zhì)的含量高)的分散液也能很好地排出。
權(quán)利要求
1.一種使用分散液制造調(diào)色劑的方法,所述分散液中,分散質(zhì)含有調(diào)色劑制造用原料并分散在分散介質(zhì)中,并且所述分散液中含有具有提高所述分散質(zhì)分散性的功能的分散劑;其特征在于,所述方法包括準(zhǔn)備所述分散液的步驟;提供臭氧步驟,向所述分散液和/或由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物提供臭氧;紫外線照射步驟,向所述分散液和/或由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物照射紫外線。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)色劑制造方法,其中,所述提供臭氧步驟至少部分與所述紫外線照射步驟同時進行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的調(diào)色劑制造方法,其中,在從所述分散液中去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟中和/或在所述分散介質(zhì)去除步驟之后,進行所述提供臭氧步驟和/或進行所述紫外線照射步驟。
4.如權(quán)利要求1~3任一項所述的調(diào)色劑制造方法,其中,在所述分散液以液滴狀的排出物排出之后,進行所述提供臭氧步驟和/或進行所述紫外線照射步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)色劑制造方法,其中,所述排出物含有多個所述分散質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)色劑制造方法,其中,在從所述分散液中去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟之后,在將組成所述排出物的多個所述分散質(zhì)接合的步驟中提供所述臭氧。
7.如權(quán)利要求4~6任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,將所述排出物曝露在含有所述臭氧的氛圍氣中。
8.如權(quán)利要求5~7任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,在從所述分散液中去除所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除步驟之后,在將組成所述排出物的多個所述分散質(zhì)接合的步驟中,照射所述紫外線。
9.如權(quán)利要求1~8任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,通過壓電脈沖將所述分散液間斷地排出。
10.如權(quán)利要求1~9任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,所述分散液含有陰離子型分散劑和/或非離子型分散劑作為所述分散劑。
11.如權(quán)利要求1~10任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,所述分散劑在所述分散液中的含量為0.001重量%~10重量%。
12.如權(quán)利要求1~11任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,所述分散介質(zhì)主要由水和/或與水的相溶性優(yōu)異的液體組成。
13.如權(quán)利要求1~12任一項所述的調(diào)色劑的制造方法,其中,所述分散液含有防靜電劑。
14.一種調(diào)色劑制造裝置,其特征在于,其用于權(quán)利要求1~13任一項所述的調(diào)色劑制造方法。
15.一種使用分散液制造調(diào)色劑的調(diào)色劑制造裝置,所述分散液中,含有調(diào)色劑制造用原料的分散質(zhì)分散在分散介質(zhì)中,并且所述分散液中含有具有提高所述分散質(zhì)分散性的功能的分散劑;其特征在于,所述制造裝置具有提供臭氧單元和紫外線照射單元,分別用于向所述分散液、由所述分散液至少部分去除了所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物的至少之一提供臭氧或照射紫外線。
16.如權(quán)利要求14或15所述的調(diào)色劑制造裝置,其中,配備有將所述分散液以液滴狀的排出物的形式排出的排出部,并且能夠向所述排出物進行所述提供臭氧以及所述照射紫外線。
17.一種調(diào)色劑,其特征在于,其是通過權(quán)利要求1~13任一項所述的調(diào)色劑制造方法制造的調(diào)色劑。
18.一種調(diào)色劑,其特征在于,其是通過權(quán)利要求14~16任一項所述的調(diào)色劑制造裝置制造的調(diào)色劑。
全文摘要
本發(fā)明提供調(diào)色劑、調(diào)色劑制造方法、調(diào)色劑制造裝置,所述調(diào)色劑帶電特性優(yōu)異、形狀均勻、粒度分布幅度小,另外所述調(diào)色劑制造方法能夠以環(huán)保的方法有效地制造這種調(diào)色劑。本發(fā)明的調(diào)色劑制造方法是使用分散液制造調(diào)色劑的方法,所述分散液中,含有調(diào)色劑制造用原料的分散質(zhì)分散在分散介質(zhì)中,并且所述分散液中含有具有提高所述分散質(zhì)分散性的功能的分散劑;其特征在于,其包括準(zhǔn)備所述分散液的步驟;提供臭氧步驟,向所述分散液和/或從所述分散液中除去了至少部分所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物提供臭氧;紫外線照射步驟,向所述分散液和/或從所述分散液中除去了至少部分所述分散介質(zhì)的分散介質(zhì)去除物照射紫外線。
文檔編號G03G9/08GK1782889SQ200510125818
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者小松晴信, 井上啟一, 手島孝, 井熊健 申請人:精工愛普生株式會社