專利名稱：靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于例如電子照相法、靜電記錄法、靜電印刷法等中形成的潛像的顯影中的靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
在特開平9-204062號公報中，公開了關(guān)于使用具有特定的平均粒徑的第1疏水性二氧化硅和第2疏水性二氧化硅的靜電荷圖像顯影劑的技術(shù)。
在特開平11-202551號公報中，公開了關(guān)于彩色色調(diào)劑的制造方法的技術(shù)，其是通過粉碎并分級含有粘合樹脂、蠟以及有機彩色著色劑的熔融混煉物和無機氧化物微粒的混煉物，能夠大大減少向熱輥供給脫膜劑，從而獲得良好的彩色圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑及其制造方法，該靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑是由以下方法制造的，該方法包含將含有粘合樹脂、脫膜劑以及著色劑的原料熔融混煉、冷卻，然后粉碎的工序(I)；以及在含有平均粒徑不同的至少兩種疏水化的無機氧化物的外添加劑存在的情況下，將由所述工序得到的粉碎物進一步粉碎、分級的工序(II)，其中上述工序(II)中的疏水化的無機氧化物的平均粒徑為20nm或以下，平均粒徑的差為3～10nm。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及即使在高速顯影裝置中，不只在印刷初期，而且在耐刷時耐成膜性以及圖像濃度的穩(wěn)定性也優(yōu)異，并能夠抑制灰霧的靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑及其制造方法。
通過本發(fā)明，能夠提供即使在高速顯影裝置中，不只在印刷初期，而且在耐刷時也具有良好的耐成膜性和圖像濃度穩(wěn)定性，并能夠抑制灰霧的靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑及其制造方法。
通過下述說明使本發(fā)明的這些以及其它的優(yōu)點更加明確。
在彩色打印機的普及及其小型化、高速化的趨勢中，對彩色色調(diào)劑的高圖像質(zhì)量及其高耐久性的要求很高。在顯影裝置的小型化、高速化時，確保色調(diào)劑的流動性、帶電性等的穩(wěn)定性是一個重要的技術(shù)問題，從這些觀點出發(fā)，正在向色調(diào)劑用外添加劑的微小粒徑化發(fā)展。
一方面，特開平9-204062號公報報告了作為色調(diào)劑用外添加劑，對平均粒徑在10nm或以下的級別的無機氧化物進行了研究，其結(jié)果是帶電能力穩(wěn)定、粉末特性以及印刷特性得到了提高。但是在將這樣的微小粒徑的無機氧化物作為外添加劑的場合，象現(xiàn)有技術(shù)這樣，在色調(diào)劑分級工序前后將外添加劑添加混合到色調(diào)劑中的制造方法中，存在無機氧化物之間發(fā)身凝集、向色調(diào)劑表面的分散附著性降低的情況。
在這種狀態(tài)的色調(diào)劑中，對于顯影裝置的高速化，不能無視外添加劑的分散附著性降低的影響，特別難以是確保長期多次的印刷過程(以下，也稱為耐刷時)中的色調(diào)劑的流動性以及帶電性的穩(wěn)定是困難的。
另一方面，特開平11-202551號公報報告了作為使對外添加劑的色調(diào)劑的附著穩(wěn)定化的方法，提出了適當?shù)卮址鬯楹姓澈蠘渲鹊娜廴诨鞜捨?，并和無機氧化物微粒混合得到的色調(diào)劑。在該公報中，本發(fā)明者等著眼于該技術(shù)，常識使對外添加劑的色調(diào)劑表面上的附著狀態(tài)穩(wěn)定化，使色調(diào)劑的帶電狀態(tài)穩(wěn)定化。然而，在特開平11-202551號公報的實施例中具體公開的色調(diào)劑中，可以知道不僅在高速顯影裝置中，在現(xiàn)有的低速顯影裝置中耐刷時的圖像濃度，灰霧的抑制性也不充分。
本發(fā)明者等進一步進行了各種研究，其結(jié)果是在包含平均粒徑不同的兩種疏水化的無機氧化物的外添加劑存在的情況下，對混合熔融粘合樹脂等后進行粗粉碎而得到的粗粉碎物進行粉碎、分級得到的色調(diào)劑，該色調(diào)劑實現(xiàn)了以下預想不到的成果在色調(diào)劑表面上的無機氧化物的附著穩(wěn)定性，能夠?qū)⑽⑿〉臒o機氧化物良好地分散粘附在色調(diào)劑表面上。
于是，可以判斷出不僅在低速顯影裝置中，而且在高速顯影裝置中，色調(diào)劑在初期以及耐刷時的耐成膜性和圖像濃度穩(wěn)定性也比預想的要好，能夠抑制灰霧。
本發(fā)明的靜電荷圖像顯像用色調(diào)劑的特征在于，其是由下述方法制造的，該方法包含熔融混煉并冷卻含有粘合樹脂、脫膜劑和著色劑的原料后，進行粉碎(第一粉碎)的工序(I)；以及在含有平均粒徑不同的至少兩種疏水化的無機氧化物(以下，也稱為特定無機氧化物)的外添加劑存在的情況下，將由所述工序(I)得到的粉碎物進一步粉碎(第二粉碎)、分級的工序(II)。
這里，本發(fā)明中的外添加劑說的是，在熔融混煉含有粘合樹脂等原料之后的工序中所添加的色調(diào)劑之外的微粒。
作為在本發(fā)明中的外添加劑使用的無機氧化物優(yōu)選由例如二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈰、氧化鐵、氧化銅和氧化錫構(gòu)成的組中選擇的無機氧化物，在這些無機氧化物中，從賦予帶電性和賦予流動性的觀點出發(fā)，優(yōu)選無機氧化物中的至少任意一種為二氧化硅。
對于二氧化硅，可以使用由公知的方法制造，從二氧化硅的分散性的觀點出發(fā)，優(yōu)選利用干式法、高溫水解法制造。
上述特定的無機氧化物是疏水化的無機氧化物。
這里，疏水化的無機氧化物是指，由甲醇滴定法測定的疏水度在40或以上，優(yōu)選疏水度為50～99，進一步優(yōu)選疏水度為60～98的無機氧化物。而且，利用甲醇滴定法的疏水度的測定具體地說是通過以下方法進行的。即在放入了100ml離子交換水的內(nèi)徑7cm、容量2升或以上的玻璃容器中，加入0.2g測定疏水度的無機氧化物，用磁性攪拌器進行攪拌。將放入了甲醇的滴定管的前端放入液體中，在攪拌中滴下20ml的甲醇，在30秒后停止攪拌。反復執(zhí)行對攪拌停止1分鐘后的狀態(tài)進行觀察的操作。設攪拌停止1分鐘后無機氧化物不再漂浮在水面上時的甲醇總添加量為Y(ml)時，將通過下式進行計算求出的值作為疏水度。將燒杯(玻璃容器)內(nèi)的水溫調(diào)整到20℃±1℃并進行測定。
疏水度＝[Y/(100+Y)]×100作為用于對無機氧化物進行疏水化的疏水化處理劑，沒有特別地限定，但作為用于賦予-帶負電的處理劑，可以列舉出六甲基二硅烷(HMDS)、二甲基二氯硅烷(DMDS)、異丁基三甲氧基硅烷、辛基硅烷等硅烷偶合劑；二甲基硅酮油等硅酮油處理劑等，在本發(fā)明中，從工序(II)中的粉碎工序時的色調(diào)劑凝聚性減少的觀點出發(fā)，優(yōu)選從硅烷偶合劑中選擇至少一種處理劑。
而且，作為用于賦予帶正電的處理劑，可以列舉出氨基硅烷，氨基改性硅酮油、環(huán)氧基改性硅酮油等硅酮油處理劑等，在這些物質(zhì)中，從帶電量的環(huán)境穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，優(yōu)選氨基改性硅酮油。
在本發(fā)明中，優(yōu)選疏水化的無機氧化物的至少一種是帶負電的疏水化的無機氧化物，進一步優(yōu)選和帶正電的疏水化的無機氧化物組合使用。這里，無機氧化物帶負電是指，使無機氧化物和鐵粉摩擦帶電時顯示負的帶電量，無機氧化物帶正電是指，使無機氧化物和鐵粉摩擦帶電時顯示正的帶電量。利用排氣(blow off)式帶電量測定裝置對無機氧化物的帶電量進行測定。在本發(fā)明中，帶負電的無機氧化物的帶電量優(yōu)選為-10～-500μC/g，進一步優(yōu)選為-20～-400μC/g。另外，帶正電的無機氧化物的帶電量優(yōu)選為10～500μC/g，進一步優(yōu)選為20～400μC/g。
對無機氧化物中疏水化處理劑的處理量沒有特別的限定，只要能夠獲得期望的帶電量和疏水度就行，但是優(yōu)選無機氧化物的單位表面積為1～7mg/m2。
如果將疏水化處理劑和無機氧化物的組合記為“疏水化處理劑-無機氧化物”，作為帶負電的無機氧化物中的適合的組合，可以列舉出六甲基二硅烷(HMDS)-二氧化硅、二甲基二氯硅烷(DMDS)-二氧化硅、硅酮油-二氧化硅、HMDS和硅酮油的混合物-二氧化硅、異丁基三甲氧基硅烷-二氧化鈦、硅酮油-二氧化鈦、辛基硅烷-二氧化鈦等，在這些物質(zhì)中，優(yōu)選HMDS-二氧化硅、DMDS-二氧化硅、硅酮油-二氧化硅、HMDS和硅酮油的混合物-二氧化硅以及異丁基三甲氧基硅烷-二氧化鈦，進一步優(yōu)選HMDS-二氧化硅、DMDS-二氧化硅、硅酮油-二氧化硅、HMDS和硅酮油的混合物-二氧化硅，更優(yōu)選HMDS-二氧化硅和DMDS-二氧化硅，進一步再優(yōu)選HMDS-二氧化硅。
在以上疏水化的帶負電的無機氧化物中，能夠使用在市場上出售的無機氧化物。
作為HMDS-二氧化硅的合適的市售品，可以列舉出H3004、H2000、HDK H30TM、HDK H20TM、HDK H13TM、HDK H05TM(以上由WACKER公司制造)、TS530(以上由CABOT公司制造)、RX300、RX200、RX50、NAX-50(以上由日本AEROSIL公司制造)等。
作為DMDS-二氧化硅的合適的市售品，可以列舉出R976、R974、R972(以上由日本AEROSIL公司制造)等。
作為硅酮油-二氧化硅的合適的市售品，可以列舉出HDK H30TD、HDK H20TD、HDK H13TD、HDK H05TD(以上由WACKER公司制造)、TS720(以上由CABOT公司制造)、RY-50、NY-50(以上由日本AEROSIL公司制造)等。
作為HMDS和硅酮油的混合物-二氧化硅的合適的市售品，可以列舉出HDK H30TX、HDK H20TX、HDK H13TX、HDK H05TX(以上由WACKER公司制造)等。
作為異丁基三甲氧基硅烷-二氧化鈦的合適的市售品，可以列舉出JMT-150IB(以上由TAYCA公司制造)等。
另一方面，作為對于帶正電的無機氧化物的合適的組合，可以列舉出氨基改性硅酮油-二氧化硅、氨基硅烷-二氧化硅、環(huán)氧基改性硅酮油-二氧化硅等，優(yōu)選氨基改性硅酮油-二氧化硅。
在上述疏水化的帶正電的無機氧化物中，能夠使用在市場上出售的市售品。
作為氨基改性硅酮油-二氧化硅的合適的市售品，可以列舉出HVK2150、HDK3050、HDK H30TA、HDK H13TA、HDKH05TA(WACKER公司制造)等。
優(yōu)選特定無機氧化物中的至少任意一種為疏水化的二氧化硅，例如，作為帶負電的無機氧化物和帶正電的無機氧化物的組合(帶負電的無機氧化物/帶正電的無機氧化物)，優(yōu)選含有HMDS-二氧化硅/氨基改性硅酮油-二氧化硅、DMDS-二氧化硅/氨基改性硅酮油-二氧化硅的物質(zhì)，進一步優(yōu)選包含DMDS-二氧化硅/氨基改性硅酮油-二氧化硅的物質(zhì)。
從高速顯影裝置中色調(diào)劑的流動性、帶電穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，特定無機氧化物的平均粒徑必須在20nm或以下，優(yōu)選在16nm或以下，從特定無機氧化物分散粘附到色調(diào)劑表面的分散附著性的觀點出發(fā)，平均粒徑優(yōu)選為4nm或以上，進一步優(yōu)選為8nm或以上。總之，平均粒徑優(yōu)選為4～20nm，進一步優(yōu)選為8～16nm。在本發(fā)明中，無機氧化物的平均粒徑指的是數(shù)均粒徑，通過無機氧化物的掃描型電子顯微鏡(SEM)測定的500個粒子的粒徑的平均值。
從兼顧高速顯影裝置中色調(diào)劑的流動性與帶電穩(wěn)定性和特定無機氧化物對色調(diào)劑表面的分散附著性的觀點出發(fā)，特定無機氧化物的平均粒徑在上述范圍內(nèi)，平均粒徑的差為3～10nm，優(yōu)選為4～8nm之中的至少兩種疏水化的無機氧化物構(gòu)成。
從高速顯影裝置中色調(diào)劑的流動性與帶電穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，在兩種疏水化的無機氧化物中，平均粒徑較小的特定無機氧化物(下面，也稱為無機氧化物S)的平均粒徑優(yōu)選為4～16nm，進一步優(yōu)選為6～12nm。從對色調(diào)劑表面的分散附著性的觀點出發(fā)，平均粒徑較大的特定無機氧化物(下面，也稱為無機氧化物L)的平均粒徑優(yōu)選為10～20nm，進一步優(yōu)選為12～18nm?？偟膩碚f，平均粒徑的組合(無機氧化物S/無機氧化物L)優(yōu)選為4～16nm/10～20nm，進一步優(yōu)選為6～12nm/12～18nm。
無機氧化物S相對于無機氧化物L的重量比(無機氧化物S/無機氧化物L)優(yōu)選為95/5～5/95，進一步優(yōu)選為90/10～20/80，更優(yōu)選為80/20～40/60。
在特定無機氧化物由帶負電的無機氧化物和帶正電的無機氧化物構(gòu)成的場合，優(yōu)選無機氧化物S為帶正電的無機氧化物，無機氧化物L為帶負電的無機氧化物。
從環(huán)境穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，相對于由工序(I)得到的100重量份的粉碎物，以特定無機氧化物的總量計，特定無機氧化物配合量優(yōu)選為0.1～10重量份，更優(yōu)選為0.5～5重量份。
在進行工序(II)時所使用的外添加劑中，也可以含有在不妨礙由上述特定無機氧化物達到的效果的范圍內(nèi)的其它微粒，例如，和特定無機氧化物相比平均粒徑更大的無機氧化物、沒有疏水化的無機氧化物和樹脂微粒，但是在工序(II)中使用的外添加劑中，特定無機氧化物的含有量優(yōu)選為50～100重量％，進一步優(yōu)選為70～100重量％，更優(yōu)選為90～100重量％，進一步再選為100重量％。
本發(fā)明的色調(diào)劑可以通過由下述方法制造，該方法包含熔融混煉并冷卻原料后進行粉碎(第一粉碎)的工序(I)；以及在含有上述特定無機氧化物的外添加劑存在的情況下，將由所述工序(I)得到的粉碎物進一步粉碎(第二粉碎)并分級的工序(II)。
在工序(I)中，對于向熔融混煉所提供的原料，使用含有粘合樹脂、脫膜劑和著色劑的原料。
作為粘合樹脂，可以列舉出聚酯、苯乙烯-丙烯酸樹脂等乙烯基類樹脂、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚氨酯、具有2種或多種的樹脂成分的混合型樹脂等，從低溫定影性和透明性的觀點出發(fā)，在這些粘合樹脂中，優(yōu)選聚酯和混合型樹脂，進一步優(yōu)選聚酯。從低溫定影性和透明性的觀點出發(fā)，聚酯的含量在粘合樹脂中優(yōu)選為50重量％或以上，進一步優(yōu)選為65重量％或以上，更優(yōu)選為80重量％或以上，進一步更優(yōu)選為90重量％或以上，再優(yōu)選為100重量％。
作為聚酯的原料單體，使用由2元或以上的醇構(gòu)成的醇成分，和由2元或以上的羧酸、羧酸酐、羧酸酯等羧酸化合物構(gòu)成的羧酸成分。
作為乙醇成分，可以列舉出聚氧化丙烯(2.2)-2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷、聚氧化乙烯(2.2)-2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷等雙酚A的氧化烯烴(碳原子數(shù)為2～3)加成物(平均加成摩爾數(shù)1～16)、乙二醇、丙二醇等2元醇、丙三醇、季戊四醇等3元或以上的醇成分等。
而且，作為羧酸成分，可以列舉出鄰苯二甲酸、間苯二酸、對苯二酸、富馬酸、馬來酸、十二碳烯基琥珀酸、辛基琥珀酸等被碳原子數(shù)為1～20的烷基或者碳原子數(shù)為2～20的鏈烯基取代的琥珀酸等二羧酸、1，2，4-苯三羧酸(偏苯三酸)、苯均四甲酸等3元或以上的羧酸，這些酸的酸酐，烷基(碳原子數(shù)為1～8)酯等。
而且，在醇成分以及羧酸成分中，從分子量調(diào)整的觀點出發(fā)，可以適當?shù)睾?元醇和1元羧酸化合物。
可以通過在惰性氣體的氣體氛圍中，根據(jù)需要使用酯化的催化劑，使醇成分和羧酸成分在180～250℃的溫度下進行縮聚，從而制造聚酯。
從著色劑的分散性合色調(diào)劑的帶電性的觀點出發(fā)，聚酯的酸值優(yōu)選0.5～60mgKOH/g，羥基值優(yōu)選1～60mgKOH/g。
另外，聚酯的軟化點優(yōu)選80～165℃，玻璃化轉(zhuǎn)變點優(yōu)選50～90℃。
在本發(fā)明中，作為混合型樹脂，優(yōu)選2種或多種的樹脂成分部分地化學結(jié)合后的樹脂?；旌闲蜆渲梢允且?種或多種的樹脂作為原料得到的樹脂，也可以是由1種樹脂和其它種類的樹脂的原料單體得到的樹脂，還可以是由2種或多種的樹脂的原料單體的混合物得到的樹脂，但為了高效地得到混合型樹脂，優(yōu)選由2種或多種的樹脂的原料單體的混合物得到的樹脂。
因此，作為混合型樹脂，優(yōu)選通過混合各自具有獨立的反應路線的兩種聚合性樹脂的原料單體，優(yōu)選混合聚酯的原料單體和乙烯基類樹脂的原料單體，并使該兩種原料單體發(fā)生聚合反應得到的樹脂，具體地說，優(yōu)選特開平10-087839號公報(美國專利第5908727號說明書)中記載的混合型樹脂。
而且，從在工序(II)中使外添加劑穩(wěn)定地附著在色調(diào)劑表面上的觀點出發(fā)，向熔融混煉提供的原料中含有脫膜劑。作為脫膜劑，優(yōu)選熔點為65～150℃的蠟，這里所說的蠟是指廣義的蠟(《巖波物理化學辭典》第4版，1407頁)。
作為本發(fā)明中的脫膜劑，可以列舉出聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、費-托蠟等合成蠟、褐煤蠟等煤類蠟、酒精類蠟、石蠟等石油蠟、含有羥基酸酯的蠟等。在這些蠟中，在使用聚酯作為粘合樹脂的場合，從在聚酯中的分散性的觀點出發(fā)，優(yōu)選含有聚丙烯蠟和含有羥基酸酯的蠟。
作為含有羥基酸酯的蠟，可以列舉出巴西棕櫚蠟、米蠟等天然蠟、含有蠟基-ω-羥基蠟酸酯(ceryl-ω-hydroxycerotate)、蠟基-ω-羥基蜂花酸酯(ceryl-ω-hydroxymelissate)、三十烷基-ω-羥基蜂花酸酯(myricyl-ω-hydroxymelissate)等羥基酸酯的合成蠟等，從確保在更寬的溫度范圍中的耐偏移性來看，進一步優(yōu)選天然蠟，更優(yōu)選巴西棕櫚蠟。
從耐偏移性和耐久性的觀點出發(fā)，脫膜劑的含量優(yōu)選相對于100重量份粘合樹脂為0.5重量份或以上，進一步優(yōu)選為1～20重量份，更優(yōu)選為1～15重量份。
作為本發(fā)明中的著色劑，能夠使用所有作為色調(diào)劑用著色劑所使用的染料、顏料等，可以列舉出碳黑、酞菁藍、永固褐FG、艷堅牢猩紅、顏料綠B、若丹明-B系列、溶劑紅49、溶劑紅146、溶劑藍35、喹吖酮、胭脂紅6B、雙偶氮黃等，這些物質(zhì)可以單獨使用或者混合使用2種或多種，本發(fā)明的色調(diào)劑也可以是黑色色調(diào)劑，彩色色調(diào)劑，全色色調(diào)劑中的任意一種。著色劑的含量相對于100重量份優(yōu)選為1～40重量份，更優(yōu)選為3～10重量份。
本發(fā)明的色調(diào)劑中也可以進一步使用電荷控制劑、流動性提高劑、導電性調(diào)整劑、體質(zhì)顏料、纖維狀物質(zhì)等增強填充劑、抗氧化劑、抗老化劑、清潔性提高劑等添加劑。
原料的熔融混煉可以使用例如密閉式捏合機、單軸或者雙軸的擠出機、開煉機等公知的混煉機來進行，但是在本發(fā)明中，從改善色調(diào)劑耐刷時的點再現(xiàn)性的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用開煉機。通過使用開煉機，促進了粘合樹脂中脫膜劑的分散，可以推斷附著到特定無機氧化物的色調(diào)劑上的附著狀態(tài)變得更加穩(wěn)定。而且，對熔融混煉的溫度沒有特別的限定，只要使各原料達到充分混合的程度的溫度就行，但通常優(yōu)選為80～140℃。
對于本發(fā)明中的開煉機，其是具有至少兩個輥、熔融混煉部分為開放型的混合機，優(yōu)選使用至少具有加熱輥和冷卻輥這兩個輥的混合機。開煉機能夠容易地放出熔融混煉時產(chǎn)生的混合熱。而且，從生產(chǎn)效率這一點來考慮，開煉機優(yōu)選為連續(xù)式的。
而且，在上述開煉機中，配設有并行靠近的兩個輥，輥的間隙優(yōu)選0.01～5mm，進一步優(yōu)選0.05～2mm。而且，不對輥的結(jié)構(gòu)、大小和材料等進行特別的限制，輥的表面可以是平滑、波浪型、凸凹型中的任意一種。
輥的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，即圓周速度優(yōu)選為2～100m/min。冷卻輥的圓周速度優(yōu)選為2～100m/min，進一步優(yōu)選為10～60m/min，更優(yōu)選為15～50m/min。而且，2個輥的圓周速度優(yōu)選為互不相同，2個輥的圓周速度之比(冷卻輥/加熱輥)優(yōu)選為1/10～9/10，更優(yōu)選為3/10～8/10。
為了使混合物可以容易地貼附在加熱輥上，加熱輥的溫度要高于粘合樹脂的軟化點和蠟的熔點中的任一個溫度，冷卻輥的溫度優(yōu)選調(diào)整到低于粘合樹脂的軟化點和蠟的熔點中的任何一個溫度。
加熱輥和冷卻輥的溫度差優(yōu)選為60～150℃，更優(yōu)選為80～120℃。
而且，輥的溫度能夠例如通過經(jīng)過輥內(nèi)部的熱介質(zhì)的溫度來進行調(diào)整，對于各個輥，也可以將輥內(nèi)部分割為2個部分或以上，并通過溫度不同的熱介質(zhì)。
對于加熱輥，特別是原料投入側(cè)的溫度優(yōu)選高于粘合樹脂的軟化點和蠟的熔點中的任一個的溫度，更優(yōu)選比其任意溫度高的一方高0～80℃，進一步優(yōu)選高5～50℃。另外，冷卻輥的溫度優(yōu)選低于粘合樹脂的軟化點和蠟的熔點中的任一個的溫度，更優(yōu)選比其任意溫度低的一方低0～80℃，進一步優(yōu)選低40～80℃。
接下來，冷卻得到的混合物直至達到可以粉碎的硬度，并對其進行粉碎(第一粉碎)。在本發(fā)明中，第一粉碎為粗粉碎，由此粉碎到以下程度粗粉碎得到的粉碎物(粗粉碎物)的平均粒徑優(yōu)選為0.03～4mm，更優(yōu)選為0.05～2mm，進一步優(yōu)選為在上述平均粒徑的范圍內(nèi)并且最大徑在5mm或以下，更優(yōu)選為在上述平均粒徑的范圍內(nèi)并且最大徑在3mm或以下，進一步再優(yōu)選為平均粒徑為0.05～2mm并且最大徑在3mm或以下。
這里，粗粉碎物的平均粒徑是指用顯微鏡觀察時投影面積的最大長度的平均值，最大粒徑在5mm或以下是所有的色調(diào)劑微粒通過孔為5mm的篩子的意思。
作為在粗粉碎中使用的粉碎機，可以列舉出霧化器、ROTOPLEX等。
在本發(fā)明中，在接下來的工序(II)中，通過在含有特定無機氧化物的外添加劑存在的情況下對粗粉碎物進行粉碎(第二粉碎)，能夠進一步改善最終得到的色調(diào)劑的耐成膜性?？梢酝茢噙@是因為，和色調(diào)劑生產(chǎn)的最終工序中外部添加無機氧化物的常用方法相比，色調(diào)劑表面的特定無機氧化物更加均勻地分散并附著在色調(diào)劑表面上的緣故。
在工序(II)中，在含有特定無機氧化物的外添加劑存在的情況下對粗粉碎物進行粉碎時，從進一步提高對點再現(xiàn)性的效果的觀點出發(fā)，優(yōu)選將粗粉碎物和含有特定無機氧化物的外添加劑混合，再進一步進行粉碎。
對于在工序(II)中粗粉碎物和外添加劑的混合，從特定外添加劑的均勻分散的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用具有旋轉(zhuǎn)葉片等攪拌工具的攪拌裝置。旋轉(zhuǎn)葉片的數(shù)量和形狀可以按照合適的尺寸來設計，但優(yōu)選使用2個或以上的旋轉(zhuǎn)葉片。從粉碎物的連續(xù)處理這一點來看，優(yōu)選攪拌工具位于混合物的上部。
對能夠使粗粉碎物和工序(II)中存在的外添加劑的混合條件沒有特別的限制，只要能夠使粗粉碎物和工序(II)中存在的外添加劑充分地混合就可以?？梢园凑粘叽缱鞒龊线m的決定，但在利用10升左右的批量方式等攪拌裝置的場合，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)數(shù)2000～5000r/min，時間為30秒～2分鐘左右來進行。而且，在利用5升左右的連續(xù)式攪拌裝置的場合，優(yōu)選滯留時間為1～60秒來進行操作。
在本發(fā)明中，如果對粗粉碎物和外添加劑進行充分地攪拌，則色調(diào)劑的耐刷時的點再現(xiàn)性就會很好，但是作為具體的基準，優(yōu)選的是，混合到用眼睛看辨認不到無機氧化物的聚集體為止，進一步優(yōu)選的是，用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察粗粉碎物時，外添加劑成為均勻地分散在表面上的狀態(tài)為止。
在工序(II)中，在外添加劑存在的情況下進一步分散粗粉碎物時，能夠利用沖擊板式粉碎機等噴射粉碎機、旋轉(zhuǎn)型機械粉碎機等，但在本發(fā)明中，從色調(diào)劑表面的無機氧化物的附著穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，優(yōu)選噴射粉碎機，更優(yōu)選沖擊板式粉碎機。
使用噴射粉碎機時，粉碎時的風壓，即導入粉碎噴嘴的粉碎空氣的壓力優(yōu)選為0.2～1MPa，進一步優(yōu)選為0.3～0.8MPa，更優(yōu)選為0.4～0.7MPa。
在本發(fā)明中，為了工業(yè)上的連續(xù)生產(chǎn)，優(yōu)選連續(xù)進行從粗粉碎物和外添加劑的混合到粉碎(第二粉碎)的工序，即，連續(xù)地混合粗粉碎物和外添加劑，并將得到的混合物連續(xù)地供應到第二粉碎中。
由第二粉碎得到的粉碎物(微粉碎物)的體積平均粒徑(D50)優(yōu)選為15μm或以下，更優(yōu)選為3～10μm，進一步優(yōu)選為3～8μm。
可以通過對微粉碎物進行分級得到色調(diào)劑。作為分級時使用的分級裝置，可以列舉出風力分級機，慣性式分級機，篩式分級機等。
色調(diào)劑的體積平均粒徑(D50)優(yōu)選為3.5～11μm，更優(yōu)選為3.5～9μm，進一步優(yōu)選為4～8μm。
本發(fā)明的色調(diào)劑也可以是通過在工序(II)后，進一步包含與工序(II)所使用的特定無機氧化物或其它的二氧化硅等無機氧化物、聚四氟乙烯等的樹脂微粒等外添加劑進行混合的工序(III)的方法來制造的。從賦予流動性的觀點出發(fā)，工序(III)中利用的外添加劑優(yōu)選無機氧化物，而且，從防止埋藏到色調(diào)劑表面的觀點出發(fā)，其平均粒徑優(yōu)選25nm或以上，進一步優(yōu)選為30nm或以上，更優(yōu)選35nm或以上。從附著到色調(diào)劑表面的附著性來看，優(yōu)選100nm或以下，進一步優(yōu)選80nm或以下，更優(yōu)選60nm或以下。從綜合的觀點出發(fā)，優(yōu)選25～100nm，進一步優(yōu)選30～80nm，更優(yōu)選35～60nm。平均粒徑進一步優(yōu)選為比工序(II)時存在的外添加劑的平均粒徑大。
對于在微粉碎物和分級工序后得到的色調(diào)劑粒子與外添加劑的混合，優(yōu)選利用具有旋轉(zhuǎn)葉片等攪拌工具的攪拌裝置，作為更加合適的攪拌裝置，可以列舉出亨舍爾(Henschel)混合機。
本發(fā)明的色調(diào)劑不僅在由低速機的顯影裝置進行的耐刷時，而且在由高速機的顯影裝置進行的耐刷時，對圖像濃度、耐成膜性、灰霧的抑制也能發(fā)揮優(yōu)良的性能。從而，通過在印字速度優(yōu)選為60mm/秒或以上的高速顯影裝置中使用本發(fā)明的色調(diào)劑，能夠更加顯著地發(fā)揮本發(fā)明的效果。
本發(fā)明的色調(diào)劑在含有磁性體微粉末時單獨作為顯影劑，并且在不含有磁性體微粉末時作為非磁性單一成分顯影用色調(diào)劑，或者和載體混合作為兩種成分的顯影劑，并沒有特別的限定，能夠在任一種顯影方法中使用，但從圖像濃度的穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，本發(fā)明的色調(diào)劑能夠更適合用作非磁性單一成分顯影用色調(diào)劑。
實施例下面，通過實施例進一步記載、公開本發(fā)明的方案。該實施例僅僅是對本發(fā)明的例示，不意味著任何限制。
對利用差示掃描熱量計(SEIKO電子工業(yè)公司制造，DSC210)升溫到200℃，以10℃/分的降溫速度從該溫度冷卻到0℃的樣品，以10℃/分的升溫速度進行測定，求出熔化熱的最大峰值溫度。將相關(guān)的最大峰值溫度作為蠟的熔點。
通過將無機氧化物0.01g和具有100～200目(網(wǎng)孔85～200μm)的粒度的鐵粉載體9.99g放入20ml的容量的玻璃瓶中，利用球磨機以250r/min的速度攪拌10分鐘來調(diào)制樣品。
利用具有法拉第測量儀表、電容器和靜電計的自制排氣式帶電量測定裝置來測定調(diào)制的樣品的帶電量。具體地說，在具有400目(網(wǎng)孔30μm)的不銹鋼篩孔的黃銅制的測定室中，放入W(g)調(diào)制后的樣品，從吸入口吸引5秒鐘后，氣壓蓄熱器顯示0.6kgf/m2的氣壓時進行5秒鐘的送風，從室內(nèi)只除掉無機氧化物。將從吹風開始2秒鐘后的電位計的電壓記為V(V)，電容器的電容記為C(μF)，通過下面的式子求出無機氧化物的帶電量。
帶電量(μC/g)＝(C×V)/0.001W色調(diào)劑和微粉碎物的體積平均粒徑(D50)測定儀器(Coulter Multisizer II(Beckman Coulter公司制造)孔徑100μm測定粒徑范圍2～60μm分析軟件Coulter Multisizer AccuComp Ver.1.19(Beckman Coulter公司制造)分散液EMULGEN 109P(花王株式會社制造，聚氧乙烯月桂醚，HLB13.6)5％電解液分散條件在5ml分散液中添加10mg測定試樣，在超聲波分散機中分散1分鐘，然后，添加25ml電解液，進而在在超聲波分散機中分散1分鐘。
測定條件燒杯中加入100ml電解液和分散液，以在20秒內(nèi)可以測定3萬個粒子的粒徑的濃度，測定3萬個粒子的粒徑，從其粒度分布來計算體積平均粒徑(D50)。
樹脂制造例1在氮氣中，在210℃持續(xù)攪拌聚氧化丙烯(2.2)-2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷714g，聚氧化乙烯(2.2)-2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷663g，間苯二酸518g，異辛基琥珀酸70g，偏苯三酸80g、以及氧化二丁基錫2g，由ASTM D36-86測定的軟化點到達120℃時使其發(fā)生反應，得到樹脂A。
實施例1～5、7和比較例1～4將樹脂A 100重量份，藍色著色劑(顏料藍15:3)3重量份，聚丙烯蠟(NP-105)(三井化學公司制，熔點140℃)1重量份以及帶負電性電荷控制劑(BONTRON E-84)(ORIENT化學工業(yè)公司制)1重量份投入到亨舍爾混合機中，在槽內(nèi)溫度40℃時攪拌混合2分鐘，得到原料混合物。使得到的原料混合物通過連續(xù)型雙軸混煉機在100℃時熔融混煉，得到混合物。將得到的混合物在空氣中冷卻后，由霧化器(東京霧化器制造公司制)進行粗粉碎，通過孔徑2mm的篩子，得到最大徑2mm或以下的粗粉碎物。由亨舍爾混合機對得到的粗粉碎物100重量份和表1中所示的外添加劑a混合1分鐘。將粉碎時的風壓調(diào)整到0.5MPa的噴射粉碎機(Nippon Pneumatic公司制造)對附著有外添加劑a的粗粉碎物進行微粉碎，進而對該微粉碎物進行分級，得到體積平均粒徑(D50)為7.0μm的色調(diào)劑。
在實施例5、比較例3、4中，對于得到的100重量份的色調(diào)劑粒子，進一步添加表1中所示的外添加劑b，由亨舍爾混合機進行2分鐘的混合。
實施例6
除了將連續(xù)型二軸混合機替換為利用連續(xù)式兩輥開煉機(Kneadex)(三井礦山(株)制)熔融混煉表1所示原料之外，以和實施例5相同的方法制得色調(diào)劑。
而且，使用的連續(xù)式兩輥開煉機的輥外徑為0.14m，有效輥長度為0.8m。運轉(zhuǎn)條件是，高旋轉(zhuǎn)側(cè)輥(前輥)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)為75次/分，低旋轉(zhuǎn)側(cè)輥(后輥)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)為50次/分，輥間隙為0.1mm。輥內(nèi)的加熱和冷卻介質(zhì)溫度設定為，高旋轉(zhuǎn)輥的原料投入側(cè)的溫度是150℃，混煉物排出側(cè)的溫度是130℃，低旋轉(zhuǎn)輥側(cè)的原料投入側(cè)的溫度為35℃，混煉物排出側(cè)的溫度為30℃。而且，原料混合物的供給速度為5kg/小時，平均滯留時間約為5分鐘。
而且，實施例和比較例中使用的任意一種外添加劑的疏水度都在60或以上。
試驗例在打印機MicroLine 9300PS(Oki Data公司制造)，分辨率1200dpi×600dpi，打印速度30ppm(A4紙橫送，150mm/秒)中安裝色調(diào)劑，在溫度35℃，相對濕度80％的環(huán)境下，白紙(打印率0％)打印后，用修正帶轉(zhuǎn)印到感光體輥筒上的色調(diào)劑，測定其色調(diào)。測定和白紙的色調(diào)差(ΔE)，根據(jù)以下的評價基準，評價初期的灰霧。
進而，連續(xù)印刷12000張印刷率5％的圖像，在印刷了6000張時、印刷了12000張時，再次在溫度35℃，相對濕度80％的環(huán)境下，白紙(打印率0％)打印，和初期一樣評價耐刷后的灰霧。利用X-riteMode1938(X-rite公司制造，孔徑4mm，光源C、視角2°)測定色調(diào)L*a*b*。
然后，用修正帶轉(zhuǎn)印在印刷了6000張時、印刷了12000張時顯影輥上的色調(diào)劑，用眼睛觀察是否產(chǎn)生了由成膜引起的條紋，按照以下的評價基準，評價耐成膜性。在表1中顯示結(jié)果。
◎ΔE低于1.0
○ΔE在1.0或以上但低于2.0△ΔE在2.0或以上但低于3.0×ΔE在3.0或以上[耐成膜性的評價標準]◎沒有條紋和不均勻，非常均勻。
○沒有條紋和不均勻，大體上均勻。
△沒有產(chǎn)生條紋，但能看到部分濃度不均。
×產(chǎn)生兩條以下的條紋。
××產(chǎn)生三條以上的條紋。
表1

注1)外添加劑的使用量表示重量份。
注2)僅實施例6的原料熔融混煉時使用連續(xù)式兩輥開煉機。
注3)HVK2150WACKER公司制造，帶正電，+150μC/g，氨基改性硅酮油-二氧化硅，平均粒徑12nmHDK H20TDWACKER公司制造，帶負電，-200μC/g，硅酮油-二氧化硅，平均粒徑12nmR972日本AEROsIL公司制造，帶負電，-380μC/g，DMDS-二氧化硅，平均粒徑16nmJMTT150IBTAYCA公司制造，帶負電，-30μC/g，異丁基三甲氧基硅烷-二氧化鈦，平均粒徑15nmRY-50日本AEROSIL公司制造，帶負電，-50μC/g，硅酮油-二氧化硅，平均粒徑40nmHDK H20TMWACKER公司制造，帶負電，-300μC/g，HMDS-二氧化硅，平均粒徑12nmHDK H30TAWACKER公司制造，帶正電，+200μC/g，氨基改性硅酮油-二氧化硅，平均粒徑8nmH3004WACKER公司制造，帶負電，-420μC/g，HMDS-二氧化硅，平均粒徑8nm
從以上結(jié)果可以得知，與比較例的色調(diào)劑相比，實施例的色調(diào)劑在耐刷后灰霧少，耐成膜性也好。
本發(fā)明的靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑適合于用在例如電子照相法、靜電記錄法、靜電印刷法等中形成的潛像的顯影等中。
以上所述的本發(fā)明雖然在同一范圍內(nèi)存在多種情況。這樣的多樣性不認為脫離發(fā)明的意圖和范圍，對本領域的技術(shù)人員來說，很顯然這樣的所有的變更包含在下面的權(quán)利要求的技術(shù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑，其是通過以下方法制造的，該方法包含將含有粘合樹脂、脫膜劑以及著色劑的原料熔融混煉、冷卻，然后粉碎的工序(I)；以及在含有平均粒徑不同的至少兩種疏水化的無機氧化物的外添加劑存在的情況下，將由所述工序(I)得到的粉碎物進一步粉碎、分級的工序(II)，其中所述工序(II)中的疏水化的無機氧化物的平均粒徑為20nm或以下，平均粒徑的差是3～10nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中工序(II)是將由工序(I)得到的粉碎物和所述外添加劑混合，并進一步粉碎、分級的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中所述外添加劑含有平均粒徑為10～20nm的疏水化的無機氧化物和平均粒徑為4～16nm的疏水化的無機氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中疏水化的無機氧化物中的至少任意一種是疏水化的二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中疏水化的無機氧化物中的至少1種是帶負電的疏水化的無機氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其是通過工序(II)之后，進一步包含與外添加劑進行混合的工序(III)的方法制造的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所記載的色調(diào)劑，其中工序(III)中所使用的外添加劑是平均粒徑為25～100nm的無機氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中工序(I)中的原料的熔融混煉是使用開煉機進行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的色調(diào)劑，其中色調(diào)劑的體積平均粒徑D50是3.5～9μm。
10.一種靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑的制造方法，其包含將含有粘合樹脂、脫膜劑以及著色劑的原料熔融混煉、冷卻，然后粉碎的工序(I)；以及在含有平均粒徑不同的至少兩種疏水化的無機氧化物的外添加劑存在的情況下，將由所述工序(I)得到的粉碎物進一步粉碎、分級的工序(II)，其中所述工序(II)中的疏水化的無機氧化物的平均粒徑為20nm或以下，平均粒徑的差是3～10nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所記載的方法，其中工序(II)是將由工序(I)得到的粉碎物和所述外添加劑混合，并進一步進行粉碎、分級的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所記載的方法，其中在工序(II)中使用粉碎時的風壓為0.2～1MPa的噴射粉碎機來進行粉碎。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所記載的方法，其中在工序(I)中使用開煉機來進行原料的熔融混煉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑及其制造方法，該靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑是通過以下方法制造的，該方法包含將含有粘合樹脂、脫膜劑以及著色劑的原料熔融混煉、冷卻，然后粉碎的工序(I)；以及在含有平均粒徑不同的至少兩種疏水化的無機氧化物的外添加劑存在的情況下，將由所述工序(I)得到的粉碎物進一步粉碎、分級的工序(II)，其中上述工序(II)中的疏水化的無機氧化物的平均粒徑在20nm或以下，平均粒徑的差為3～10nm。本發(fā)明的靜電荷圖像顯影用色調(diào)劑適用于例如在電子照相法、靜電記錄法、靜電印刷法等中形成的潛像的顯影等中。
文檔編號G03G9/097GK1684006SQ20051006526
公開日2005年10月19日 申請日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者榮田朗宏, 清水淳 申請人:花王株式會社