專利名稱：磁性調(diào)色劑和操作盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種在成像方法如電子照相和靜電記錄、或調(diào)色劑噴射方案的成像方法中用于顯影靜電潛像的磁性調(diào)色劑、以及一種包含該調(diào)色劑的操作盒。
相關(guān)技術(shù)除了常用作復(fù)印機(jī)以復(fù)制原件，對利用電子照相的裝置的需求已延伸至作為計(jì)算機(jī)和傳真設(shè)備的輸出工具的打印機(jī)。另外，近年來，不斷增加對更緊湊的高速輸出機(jī)器的需求。為了滿足這些需求，要求調(diào)色劑在各個項(xiàng)目上取得改進(jìn)，包括顯影性能、低溫固色性、圖像在低溫/低濕環(huán)境中變質(zhì)的防止、和在高溫/高濕環(huán)境中的長期連續(xù)成像性能。
更具體地說，可應(yīng)用于高速印刷機(jī)的調(diào)色劑要求能夠可靠地在顯影套筒上保留均勻的高摩擦電荷并能夠轉(zhuǎn)移以在感光鼓上顯影。作為一種提高調(diào)色劑可充電性，已經(jīng)提出使調(diào)色劑形狀接近球形，且日本公開專利申請(JP-A)3-84558、JP-A 3-229268、JP-A 4-1766和JP-A4-102862已公開了一種通過噴霧造粒、在溶液中溶解和聚合反應(yīng)來生產(chǎn)這些球形調(diào)色劑的方法。
另一方面，在常規(guī)粉碎調(diào)色劑生產(chǎn)工藝中，調(diào)色劑成分如粘結(jié)劑樹脂、著色劑和脫模劑通過常規(guī)捏合裝置如輥式磨機(jī)、擠出機(jī)等進(jìn)行干混和熔體捏合。在冷卻凝固之后，將該捏合產(chǎn)物粉碎并通過氣動分級器等進(jìn)行分級以調(diào)節(jié)調(diào)色劑所需的粒徑，并隨后根據(jù)需要進(jìn)一步與外添加劑如流動性促進(jìn)劑和潤滑劑共混以配制出成像用調(diào)色劑。
作為粉碎裝置，已經(jīng)使用各種粉碎器，并使用噴射氣流型粉碎器，尤其是碰撞型氣動粉碎器粉碎粗粉碎的調(diào)色劑產(chǎn)品。
在這種碰撞型氣動粉碎器中，粉狀原料與高壓氣體一起噴射碰撞到一個碰撞表面上并利用該碰撞沖擊而粉碎。結(jié)果，該粉碎調(diào)色劑往往具有不確定和有角的形狀，而且因在調(diào)色劑顆粒表面上大量存在磁性氧化鐵而具有較低的摩擦電可充電性，因此在高溫/高濕環(huán)境中因摩擦電荷較低而導(dǎo)致圖像密度較低。
具有光滑和較少有角表面的球形調(diào)色劑顆粒具有較小的與顯影套筒和感光鼓的接觸面積，并在這些元件上具有較小的粘附力，這樣得到具有良好顯影和轉(zhuǎn)印效率的調(diào)色劑。
JP-A 2-87157和JP-A 10-097095提出了一種利用混合器將粉碎工藝所得調(diào)色劑顆粒進(jìn)行機(jī)械沖擊以調(diào)節(jié)顆粒形狀和表面性能，從而提供改進(jìn)的轉(zhuǎn)印性的方法。按照該方法，可得到與氣動粉碎法所得顆粒相比更球形的調(diào)色劑顆粒，這樣獲得較高的摩擦電可充電性。但由于沖擊應(yīng)用步驟作為一個附加步驟在粉碎之后插入，調(diào)色劑生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本受不利影響，而且細(xì)粉末級分因該表面處理而增加，這樣調(diào)色劑可充電性往往僅局部引入，導(dǎo)致圖像缺陷如在某些情況下的霧。
JP-A 6-51561已公開了一種通過在熱空氣流中進(jìn)行表面熔融而球化調(diào)色劑顆粒的方法。但按照該方法的調(diào)色劑處理，調(diào)色劑表面組成往往改變，導(dǎo)致在摩擦起電時電荷增加速率不穩(wěn)定。結(jié)果，在增加摩擦機(jī)會的情況下，例如在高速機(jī)器時，在套筒上的新供給部分的調(diào)色劑與剩余部分的調(diào)色劑之間電荷差異往往增加，這造成負(fù)鬼影或正鬼影(即，已具有實(shí)心黑色圖像的感光鼓的一部分在隨后的實(shí)心中間色圖像中留下較低密度部分或較高密度部分，分別如圖7和8所示)。另外，由于高溫加熱，包含在調(diào)色劑中的蠟組分往往滲出至調(diào)色劑顆粒表面，這對在高溫/高濕環(huán)境中的抗粘連性和儲存性產(chǎn)生不利影響。另外，日本專利(JP-B)3094676公開了一種具有特定介電損耗的調(diào)色劑，它通過在熱空氣流中處理或通過用旋轉(zhuǎn)或振動攪拌沖擊元件施加連續(xù)沖擊力而表面改性得到。但按照該方法，暴露于調(diào)色劑顆粒表面的磁性氧化鐵肯定覆蓋有樹脂狀調(diào)色劑組分，因此不能用作為了提供合適電荷水平而防止過度充電的電荷泄漏位。
因此，調(diào)色劑顆粒表面狀態(tài)明顯影響調(diào)色劑可充電性并進(jìn)一步影響調(diào)色劑的顯影性能。JP-A 6-342224公開了一種在機(jī)械沖擊力作用下將樹脂細(xì)顆粒附著到基礎(chǔ)調(diào)色劑顆粒上，從而控制調(diào)色劑顆粒表面上的樹脂和蠟含量的方法。按照這種在機(jī)械沖擊下附著樹脂細(xì)顆粒的方法，該樹脂層往往從調(diào)色劑顆粒表面剝離，因此難以均勻處理整個調(diào)色劑顆粒。
JP-A 11-194533提出了一種測量分散在具有特定體積比26/73的乙醇/水混合物溶液中的調(diào)色劑顆粒的吸光度以評估磁性材料在調(diào)色劑顆粒表面上的存在狀態(tài)，并將該吸光度控制在特定范圍以控制調(diào)色劑可充電性和抑制調(diào)色劑在感光元件上的熔體粘附的方法。但按照該方法，調(diào)色劑狀態(tài)僅在一個點(diǎn)上檢查，因此不能評估調(diào)色劑顆粒的整個性質(zhì)和分布，從而尚需改進(jìn)。
EP-A 1058157公開了一種通過懸浮聚合反應(yīng)制成并具有低含量的表面暴露鐵的包含調(diào)色劑顆粒的磁性調(diào)色劑。但該調(diào)色劑具有低甲醇潤濕度且需要改進(jìn)在連續(xù)成像時的充電穩(wěn)定性。
本發(fā)明的綜述本發(fā)明的一個總體目的是提供一種解決上述問題的磁性調(diào)色劑。
本發(fā)明的一個更具體的目的是提供一種具有快速可充電性并能夠抑制霧和鬼影的磁性調(diào)色劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種造成較少圖像散射并具有高的點(diǎn)復(fù)制性的磁性調(diào)色劑。
本發(fā)明的又一目的是提供一種能夠抑制圖像缺陷，如顯影失敗造成的白色條紋的磁性調(diào)色劑。
按照本發(fā)明，提供了一種磁性調(diào)色劑，包含分別至少包含粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑顆粒；其中所述磁性調(diào)色劑在甲醇/水混合物液體中的潤濕度特性使得它對波長780納米的光在65-75％甲醇濃度下表現(xiàn)出80％的透過率和在66-76％甲醇濃度下表現(xiàn)出20％的透過率。
在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，該磁性調(diào)色劑的重均粒徑X為4.5-11.0μm，而且對于其中的2μm或更大的顆粒，包含至少90％數(shù)目的按照下式(1)的圓形度Ci至少為0.900的顆粒Ci＝Lo/L(1)其中L表示單個顆粒的投影圖像的圓周長度，且L0表示具有作為投影圖像的相同區(qū)域的圓的圓周長度；且在3μm或更大的顆粒內(nèi)，該磁性調(diào)色劑包含數(shù)基百分?jǐn)?shù)Y(％)的Ci≥0.950的顆粒Y≥X-0.645×exp5.51 (2)本發(fā)明還提供了一種可拆卸地安裝至成像裝置的主要組件上的操作盒，包括至少一個用于在其上承載靜電潛像的圖像承載元件、和一個包含上述磁性調(diào)色劑的顯影裝置，所述裝置使用磁性調(diào)色劑顯影所述圖像承載元件上的靜電潛像以形成調(diào)色劑圖像。
考慮下面對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其它目的，特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)會變得更明顯。
附圖的簡要說明

圖1給出了表示磁性調(diào)色劑的甲醇潤濕度特性的透過率曲線。
圖2給出了用于實(shí)施調(diào)色劑生產(chǎn)工藝的裝置體系的一個例子。
圖3是用于調(diào)色劑粉碎步驟的機(jī)械粉碎器的示意剖視圖。
圖4是圖3中D-D’剖面的示意剖視圖。
圖5是包含在圖3粉碎器中的轉(zhuǎn)子的透視圖。
圖6是用于調(diào)色劑分級步驟的多路氣動分級器的示意剖視圖。
圖7和8分別給出了負(fù)鬼影(negative ghost)和正鬼影(positive ghost)。
圖9給出了白色條紋圖像缺陷。
圖10、11、12和13分別給出了表示實(shí)施例1、以及對比例1、2和3的磁性調(diào)色劑的甲醇潤濕度特性的透過率曲線。
圖14給出了圓形度(Ci)≥0.950的顆粒在粒徑(X)與％數(shù)目(Y)之間的關(guān)系。
圖15給出了點(diǎn)復(fù)制性試驗(yàn)圖案。
圖16是按照本發(fā)明的操作盒的示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述作為研究磁性調(diào)色劑顆粒的表面狀態(tài)的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)有可能通過控制磁性氧化鐵在磁性調(diào)色劑顆粒表面上的暴露程度而提供一種具有優(yōu)異顯影性能的磁性調(diào)色劑。
我們首先注意到磁性調(diào)色劑的表面狀態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一種對極性有機(jī)溶劑的水溶液具有特定潤濕度特性(憎水特性)的磁性調(diào)色劑表現(xiàn)出具有良好成像特性的合適的表面材料組成狀態(tài)。更具體地說，在本發(fā)明中，磁性調(diào)色劑的表面狀態(tài)表示為潤濕度的變化(沉降或懸浮的程度)，以穿過磁性調(diào)色劑在具有不同甲醇濃度的甲醇/水混合物溶劑中的分散體的透過率計(jì)。影響甲醇潤濕度(憎水性)的調(diào)色劑成分可包括樹脂、蠟、磁性氧化鐵和電荷控制劑。其中，在調(diào)色劑顆粒表面上存在的樹脂和磁性氧化鐵的量特別影響調(diào)色劑的憎水特性。例如，在其表面上包含許多磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑因磁性氧化鐵一般親水的性質(zhì)而表現(xiàn)出較低的憎水性(甲醇潤濕度)，從而在低甲醇濃度下可潤濕。另一方面，在其表面上富含樹脂的磁性調(diào)色劑因樹脂的高憎水性而表現(xiàn)出憎水性(甲醇潤濕度)，從而在高甲醇濃度下可潤濕。
基于這些特性，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過滿足甲醇滴定透過率曲線上的特定要求，可得到一種具有優(yōu)異性能的磁性調(diào)色劑。
僅根據(jù)局部表面觀察難以評估磁性調(diào)色劑的表面狀態(tài)，因此有利地通過監(jiān)控基于甲醇潤濕度的憎水性的轉(zhuǎn)變來評估表面狀態(tài)。磁性調(diào)色劑的電荷保留和放電受大氣水分和磁性調(diào)色劑表面之間的邊界的支配，因此磁性調(diào)色劑的憎水性特性分析是評估調(diào)色劑的充電-放電特性的最合適的方式。
用于評估磁性調(diào)色劑的甲醇潤濕度特性的甲醇滴定透過率曲線按照這樣一種方法得到，包括以下步驟通過將特定量的磁性調(diào)色劑加入甲醇/水混合物溶液中而制備出一種樣品分散液，然后以規(guī)定的加料速率向其中加入甲醇以連續(xù)測量該樣品液體的透過率。本發(fā)明的磁性調(diào)色劑是一種滿足基于該甲醇滴定透過率曲線(以下有時簡單地稱作“透過率曲線”)的特定甲醇潤濕度特性(透過率變化特性)的磁性調(diào)色劑。透過率曲線在調(diào)色劑組分的表面暴露狀態(tài)變化時改變。因此，本發(fā)明的磁性調(diào)色劑可根據(jù)對影響其表面暴露狀態(tài)的調(diào)色劑成分的種類和性能的認(rèn)識，通過選擇合適的生產(chǎn)工藝而得到。
本發(fā)明磁性調(diào)色劑以甲醇滴定透過率曲線表示的憎水性特性具有在65-75％甲醇濃度下的80％的透過率和在66-76％甲醇濃度下20％的透過率。如果透過率曲線落在所述范圍內(nèi)，磁性氧化鐵在調(diào)色劑顆粒上實(shí)現(xiàn)合適的存在狀態(tài)，這樣表現(xiàn)出高可充電性(以絕對值計(jì))并長期保持恒定的可充電性。結(jié)果，該磁性調(diào)色劑即使在低溫/低濕環(huán)境或高溫/高濕環(huán)境中也較少造成圖像缺陷，如鬼影或霧，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的顯影性能。
用于定義本發(fā)明磁性調(diào)色劑的甲醇滴定透過率曲線通過使用粉末潤濕度測試儀(由Rhesca公司制造的“WET-100P”)按照以下方式而得到。
將樣品磁性調(diào)色劑篩過一個具有150μm開口的篩，然后將篩分的磁性調(diào)色劑精確稱重至0.1克。將甲醇濃度為60％(甲醇＝60％體積/水＝40％體積)的70毫升甲醇/水混合物作為空白液體放在5厘米直徑和1.75毫米厚的圓柱狀玻璃燒瓶中，測定波長780納米的光穿過包含該空白混合物液體的燒瓶的透過率(取作100％透過率)。然后放置一個特氟隆涂覆磁力攪拌器(尺寸為25毫米長和8毫米最大寬度的紗錠形狀)并在燒瓶底部以300rpm旋轉(zhuǎn)。在攪拌下，將精確稱重的0.1克樣品磁性調(diào)色劑加入甲醇/水(60/40體積)混合物液體，然后通過一個其端部插入該混合物液體中的玻璃管以1.3毫升/分鐘的速率向其中連續(xù)加入甲醇，這樣連續(xù)測定780納米的光穿過包含該樣品分散液的燒瓶的透過率，得到相對100％空白混合物液體的相對透過率。即，得到如圖1所示的甲醇滴定透過率曲線。透過率T％大致對應(yīng)于調(diào)色劑懸浮度(100-T)％。在以上測量中，使用甲醇作為滴定溶劑，因?yàn)樗軌蚓_評估磁性調(diào)色劑表面狀態(tài)而較少溶解包含在磁性調(diào)色劑中的添加劑如染料或顏料和電荷控制劑。
在以上測量中，起始甲醇濃度設(shè)定為60％。在這種測量條件下，如果樣品磁性調(diào)色劑在低于60％的甲醇濃度下開始潤濕(即，得到低于100％的潤濕度)，那么透過率曲線在測量開始的同時幾乎垂直遞減。在這種情況下，如果某些調(diào)色劑級分在60％或更高的合適甲醇濃度下潤濕，那么透過率曲線表現(xiàn)出相應(yīng)的透過率衰減特性(如圖12所示，對應(yīng)于以下描述的對比例2的調(diào)色劑)。
在本發(fā)明中，甲醇濃度范圍在80％和20％的透過率下確定。在80％透過率下的甲醇濃度對應(yīng)于具有較低憎水性的磁性調(diào)色劑級分的憎水性，而在20％透過率下的甲醇濃度表示大多數(shù)調(diào)色劑顆粒被潤濕時的憎水性并對應(yīng)于具有較高憎水性的磁性調(diào)色劑級分的憎水性。另外，自透過率下降起始點(diǎn)(表示存在可潤濕的調(diào)色劑級分)的透過率遞減圖案表示磁性調(diào)色劑顆粒或級分的憎水性分布。
在80％透過率下在65-75％范圍內(nèi)的甲醇濃度表示，甚至具有低憎水性的磁性調(diào)色劑級分也能夠使磁性氧化鐵具有合適覆蓋度的樹脂并因此暴露出合適量的磁性氧化鐵表面，這樣得到高摩擦電可充電性(即，以絕對值表示的高摩擦電荷)。得到80％透過率時的甲醇濃度優(yōu)選為65-72％，更優(yōu)選60-71％，這樣得到高飽和電荷，使得圖像具有足夠的圖像密度。另外，甚至具有低憎水性磁性調(diào)色劑級分也具有一定程度或更高的憎水性，可以長期保持曾保留的電荷。
在66-76％范圍內(nèi)的得到20％透過率的甲醇濃度表示，大多數(shù)調(diào)色劑顆粒在其表面上保留一定量的磁性氧化鐵。在20％透過率下的甲醇濃度優(yōu)選為66-74％，更優(yōu)選67-72％。
這樣，通過測量在磁性調(diào)色劑開始被甲醇潤濕時的點(diǎn)附近的甲醇濃度、以及大多數(shù)調(diào)色劑顆粒被潤濕時的點(diǎn)附近的甲醇濃度，有可能理解磁性調(diào)色劑顆粒表面憎水性的水平和分布，并進(jìn)一步監(jiān)控磁性調(diào)色劑質(zhì)量。
如果在80％透過率下的甲醇濃度低于65％，可以假設(shè)，顯著比例的磁性調(diào)色劑具有低憎水性，而且具有高憎水性的物質(zhì)如磁性氧化鐵以高比例暴露。具有這種表面狀態(tài)的磁性調(diào)色劑往往具有低可充電性。另外，即使曾充電的調(diào)色劑顆粒因?yàn)樵谠摫砻嫔洗罅看嬖诘挠米髀╇娢坏拇判匝趸F而不能保留電荷，因此例如在高溫/高濕環(huán)境中表現(xiàn)出低顯影性能。
另一方面，如果在80％透過率下的甲醇濃度超過75％，具有合適憎水性的磁性調(diào)色劑量小，而且保留有表面暴露磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑顆粒的比例下降。結(jié)果，該磁性調(diào)色劑往往連續(xù)充電至電荷過量，從而因散射等原因?qū)е曼c(diǎn)復(fù)制性差。
如果在20％透過率下的甲醇濃度低于60％，大比例的磁性調(diào)色劑顆粒具有低憎水性，因?yàn)樵S多磁性氧化鐵暴露于磁性調(diào)色劑顆粒表面，這樣難以獲得高可充電性，從而在長期連續(xù)成像之后導(dǎo)致低圖像密度。
另一方面，如果在20％透過率下的甲醇濃度超過76％，具有高憎水性的磁性調(diào)色劑顆粒以大比例存在。結(jié)果，可充電性平衡變差，導(dǎo)致寬的摩擦電荷分布，造成許多落地(ground)霧和翻轉(zhuǎn)霧。
如果在80％透過率下的甲醇濃度為65-75％但在20％透過率下的甲醇濃度低于66％，僅非常少的調(diào)色劑顆粒具有較高憎水性，因此整個磁性調(diào)色劑往往具有較低的可充電性，從而導(dǎo)致較低的圖像密度。另一方面，如果在80％透過率下的甲醇濃度為65-75％但在20％透過率下的甲醇濃度超過76％，大比例的磁性調(diào)色劑具有超過一定值的憎水性，因此可充電性平衡受損，這樣會導(dǎo)致圖像缺陷，如霧，尤其是在低溫/低濕環(huán)境中。
如果在20％透過率下的甲醇濃度為66-76％但在80％透過率下的甲醇濃度低于65％，大比例的調(diào)色劑顆粒具有低憎水性，因此該甲醇濃度總體上具有低可充電性，這樣會因?yàn)殡姾刹蛔愣鴮?dǎo)致翻轉(zhuǎn)霧。另一方面，如果在20％透過率下的甲醇濃度為66-76％但在80％透過率下的甲醇濃度超過75％，整個磁性調(diào)色劑往往具有過高的憎水性，從而會具有過度的可充電性并導(dǎo)致點(diǎn)復(fù)制性差。
通過使用在與外添加劑共混之前的樣品調(diào)色劑顆粒替代上述樣品磁性調(diào)色劑，也可與上類似地得到調(diào)色劑顆粒的甲醇潤濕度特性或甲醇滴定透過率曲線。調(diào)色劑顆粒優(yōu)選具有在61-75％甲醇濃度范圍內(nèi)的80％透過率。
為了生產(chǎn)滿足上述潤濕度特性的磁性調(diào)色劑(或調(diào)色劑顆粒)，優(yōu)選使用一種能夠同時粉碎和表面處理一種粉狀原料的機(jī)械粉碎器，這樣可提高整體效率。更具體地說，磁性氧化鐵在調(diào)色劑表面上的量可通過調(diào)節(jié)粉碎溫度以及該粉碎器的轉(zhuǎn)子和定子的表面狀態(tài)而適當(dāng)控制，至于其細(xì)節(jié)稍后參考圖3-5進(jìn)行描述。
為了得到高分辨率圖像同時隨意地享有該特定甲醇潤濕度特性的益處，本發(fā)明磁性調(diào)色劑可優(yōu)選具有4.5-11.0μm，更優(yōu)選5.0-10.0μm，特別優(yōu)選5.5-9.0μm的重均粒徑(D4＝X)。
本文所述的磁性調(diào)色劑顆粒和磁性調(diào)色劑的重均粒徑基于按照Coulter計(jì)數(shù)器法通過以下方式測定的值。
磁性調(diào)色劑的粒徑分布可按照Coulter計(jì)數(shù)器法，例如通過使用連接到普通個人計(jì)算機(jī)上的“Coulter Multisizer II或II-E”(＝商品名，得自Coulter Electronics Inc.)而測定，其中兩者通過一個用于輸出數(shù)基或體積基粒徑分布的接口(由Nikkaki K.K.制造)連接。
測量時，1％NaCl水溶液可通過使用試劑級氯化鈉作為電解質(zhì)溶液而制成。向100-150毫升電解質(zhì)溶液中加入0.1-5毫升表面活性劑、優(yōu)選烷基苯磺酸鹽作為分散劑，并向其中加入2-20mg樣品。將樣品在電解質(zhì)液體中的所得分散體通過超聲波分散器進(jìn)行分散處理約1-3分鐘，并隨后使用具有100μm孔的上述裝置測量至少為2μm的范圍內(nèi)的粒徑分布，以得到體積基分布和數(shù)基分布。重均粒徑(D4)可由體積基分布而得到，其中使用中心值作為每個通道的代表值。由數(shù)基分布確定粒徑最高4.00μm的顆粒的含量(％N(≤4.00μm))，并另外由體積基分布確定粒徑至少為10.1μm的顆粒的量(％V(≥10.1μm))。
磁性調(diào)色劑通過顯影劑室中的攪拌葉片傳送至顯影套筒并通過磁性調(diào)色劑與調(diào)節(jié)葉片和套筒的摩擦而充電，同時被套筒上的葉片調(diào)節(jié)。在高速機(jī)器中，感光鼓和顯影套筒的圓周速度明顯快于低速機(jī)器。因此，如果磁性調(diào)色劑缺乏快速可充電性，圖像密度增加較慢，因此往往在低溫/低濕環(huán)境中出現(xiàn)顯影失敗如負(fù)鬼影。按照本發(fā)明的滿足上述甲醇潤濕度特性的磁性調(diào)色劑具有適用于高速機(jī)器的快速可充電性，但如果其調(diào)色劑顆粒具有不確定的形狀，該有利效果往往減少。更具體地說，這種磁性調(diào)色劑往往具有寬的電荷分布，導(dǎo)致顯影困難，如霧、顯影不勻度和差的點(diǎn)復(fù)制性。
根據(jù)我們的研究結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，除了上述甲醇潤濕度特性，粉碎的磁性調(diào)色劑優(yōu)選具有特定的圓形度特性，這樣在抑制過度充電的同時具有在套筒上的快速可充電性。
在本發(fā)明中，圓形度(Ci)用作定量表示顆粒形狀的常用參數(shù)，基于使用流動型顆粒圖像分析儀(“FPIA-1000”，購自Toa Iyou DenshiK.K.)測得的值。對于每個被測顆粒，圓形度Ci按照以下等式(1)計(jì)算。
圓形度Ci＝L0/L (1)其中L表示單個顆粒的投影像(二維圖像)的圓周長度，且L0表示產(chǎn)生相同區(qū)域作為投影像的圓的圓周長度。
由以上等式(1)可以理解，圓形度Ci是表示顆粒不勻程度的一個指數(shù)，且完美球形顆粒的值為1.00，且具有更復(fù)雜形狀的顆粒具有較小的值。
為了使用“FPIA-1000”實(shí)際測量圓形度，將作為分散助劑的表面活性劑(優(yōu)選烷基苯磺酸鹽)0.1-0.5毫升加入到100-150毫升已從中去除了雜質(zhì)的水中并向其中加入約0.1-0.5克樣品顆粒。所得混合物進(jìn)行超聲波(50kHz，120W)分散1-3分鐘以得到包含12000-20000個顆粒/微升(即，足以保證測量精度的高顆粒濃度)的分散液，并且通過上述流動型顆粒圖像分析儀測量圓當(dāng)量直徑(DCE＝L0/π)在3μm至低于159.21μm范圍內(nèi)的顆粒的圓形度分布。
在Toa Iyou Denshi K.K.(1995年6月25日)出版的有關(guān)“FPIA-1000”的技術(shù)說明書和附屬操作手冊以及JP-A 8-136439(美國專利第5721433號)中描述了測量細(xì)節(jié)。測量概論如下。
使樣品分散液流經(jīng)一個具有分流通道的平薄透明流動槽(厚度＝約200μm)。在與流動槽相互相對的位置上設(shè)置閃光燈和CCD照相機(jī)以形成穿過流動槽厚度方向的光學(xué)通路。在樣品分散液的流動期間，閃光燈以1/30秒一次的間隔閃爍以捕獲流經(jīng)流動槽的顆粒的圖像，從而每個顆粒提供具有與流動槽平行的特定區(qū)域的二維圖像。由每個顆粒二維圖像的面積，確定具有相等面積的圓(當(dāng)量圓)的直徑為圓當(dāng)量直徑(DCE＝L0/π)。進(jìn)而，對每個顆粒，根據(jù)上述等式(1)，確定當(dāng)量圓的圓周長度(L0)并除以在顆粒的二維圖像上測得的圓周長度(L)以確定顆粒的圓形度Ci。
基于上述圓形度(Ci)測量數(shù)據(jù)，本發(fā)明磁性調(diào)色劑優(yōu)選具有4.5-11.0μm的重均粒徑X(＝D4)，包含至少90％數(shù)目的Ci≥0.900的顆粒，且在3μm或更大的顆粒內(nèi)，包含數(shù)基百分?jǐn)?shù)Y(％)的Ci≥0.950的顆粒Y≥exp5.51×X-0.645(2)通過滿足上述圓形度特性，本發(fā)明磁性調(diào)色劑可增加與摩擦電充電元件如顯影套筒接觸的機(jī)會以具有快速可充電性，并從連續(xù)成像的起始階段開始就表現(xiàn)出良好的顯影性能，不會產(chǎn)生鬼影。另外，該磁性調(diào)色劑在長期連續(xù)成像時具有良好的顯影性能。
如果磁性調(diào)色劑包含低于90％數(shù)目的Ci≥0.900的顆粒，該磁性調(diào)色劑往往具有稍差的快速可充電性，從而造成鬼影，尤其是在低溫環(huán)境中。
另外，如果磁性調(diào)色劑在Ci≥0.950的顆粒的數(shù)基百分?jǐn)?shù)Y(％)方面不能滿足等式(2)的關(guān)系，該磁性調(diào)色劑往往具有較低的可轉(zhuǎn)印性以及較低的流動性。結(jié)果，該磁性調(diào)色劑往往具有不好的顯影性能，包括不好的快速可充電性，尤其是在高溫/高濕環(huán)境中。
通過滿足上述甲醇潤濕度特性和圓形度特性，本發(fā)明磁性調(diào)色劑可具有快速可充電性并長期保持良好的可充電性，這樣表現(xiàn)出在各種環(huán)境中的優(yōu)異成像特性，包括高溫/高濕環(huán)境和低溫/低濕環(huán)境。
具有高圓形度的磁性調(diào)色劑可使調(diào)色劑顆粒之間的接觸面積最小化并抑制調(diào)色劑顆粒的聚集。另外，與有角調(diào)色劑顆粒相比，具有高圓形度的球形調(diào)色劑顆?？色@得更多的可摩擦起電點(diǎn)，這樣能夠快速獲得高電荷。另外，僅通過控制圓形度，難以根據(jù)磁性調(diào)色劑表面狀態(tài)而保留所需電荷，從而降低了在連續(xù)成像方面的顯影性能。在本發(fā)明中，通過提供滿足特定甲醇潤濕度特性的磁性調(diào)色劑，該磁性調(diào)色劑能夠獲得高電荷并長期保留高電荷。結(jié)果，該磁性調(diào)色劑能夠長期表現(xiàn)出良好的顯影性能而不會造成顯影失敗如霧和鬼影。
常規(guī)磁性調(diào)色劑往往在低溫/低濕環(huán)境中因?yàn)榭焖倏沙潆娦圆詈退秒姾傻牟环€(wěn)定性而存在困難，因此在低溫/低濕環(huán)境中在印刷起始階段得到的中間色圖像伴隨有白色條紋(如圖9所示)。通過滿足甲醇潤濕度特性，本發(fā)明磁性調(diào)色劑即使在低溫/低溫環(huán)境中也可穩(wěn)定地表現(xiàn)出快速可充電性，而且在印刷起始階段形成的中間色圖像沒有出現(xiàn)白色條紋。
現(xiàn)在對優(yōu)選用作粉碎裝置以生產(chǎn)本發(fā)明磁性調(diào)色劑的機(jī)械粉碎器進(jìn)行一些說明，這種機(jī)械粉碎器可由商用粉碎器，如“KTM”或“KRYPTRON”(兩者從Kawasaki Jukogyo K.K.購得)或“TURBOMILL”(從“Turbo Kogyo K.K.購得)原樣或在合適改型之后提供。
特別優(yōu)選采納如圖3-5所示的機(jī)械粉碎器，用于粉碎粉狀原料(粗粉碎的磁性調(diào)色劑成分的熔體捏合產(chǎn)物)。
現(xiàn)在根據(jù)圖3-5描述機(jī)械粉碎器的結(jié)構(gòu)。圖3示意地給出了機(jī)械粉碎器的剖面圖；圖4是圖3中的D-D剖面的示意剖視圖；且圖5是圖3中的轉(zhuǎn)子314的透視圖。如圖3所示，粉碎器包括機(jī)箱313；夾套316；分配器220；包括固定在控制旋轉(zhuǎn)軸312上的旋轉(zhuǎn)元件并且設(shè)置在機(jī)箱313內(nèi)的轉(zhuǎn)子314，所述轉(zhuǎn)子314帶有大量的表面槽(如圖5所示)并設(shè)計(jì)為高速旋轉(zhuǎn)；定子310設(shè)置為與所述轉(zhuǎn)子314的周緣有預(yù)定間隙以繞所述轉(zhuǎn)子314旋轉(zhuǎn)并帶有大量的表面槽；用于加入粉狀原料的進(jìn)料口311；和用于排放粉碎材料的排料口302。
粉碎操作時，粉狀原料以預(yù)定速率由料斗240和第一計(jì)量加料器315經(jīng)過料口311加入處理室，其中在分別帶有大量表面溝槽的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子314和定子310之間所產(chǎn)生的沖擊、隨后出現(xiàn)的大量超高速渦旋流動和由此造成的高頻壓力振動的作用下，粉狀原料瞬間粉碎。粉碎產(chǎn)物從排放口302排出。傳送粉狀原料的空氣流經(jīng)處理室、排出口302，管道219，收集旋風(fēng)器209，袋式過濾器222和吸氣鼓風(fēng)機(jī)224以排出該體系。
傳送空氣優(yōu)選為產(chǎn)生自冷空氣發(fā)生裝置321并與粉狀原料一起引入的冷空氣，且粉碎器主體用流動冷卻水或液體(優(yōu)選為包含乙二醇的非凍結(jié)液體、等)的夾套316覆蓋，以維持與進(jìn)料口311相連的漩渦室212內(nèi)的溫度T1為0℃或更低，更優(yōu)選-5到-2℃，考慮到調(diào)色劑生產(chǎn)率。這對于抑制因粉碎熱而產(chǎn)生的過度溫度升高是有效的，這樣能夠有效粉碎該粉狀原料。
冷卻液體通過供料口317加入夾套316并從排出口318排出。
在粉碎操作中，優(yōu)選設(shè)定漩渦室212中的溫度T1(氣相入口溫度)和后部室320中的溫度T2(氣相出口溫度)以提供30-80℃，更優(yōu)選35-75℃，進(jìn)一步優(yōu)選37-72℃的溫差ΔT(＝T2-T1)，從而抑制蠟滲出到調(diào)色劑顆粒的表面，得到被樹脂適度覆蓋的磁性氧化鐵的表面狀態(tài)，并有效地粉碎粉狀原料。低于30℃的溫差ΔT表明可能粉狀原料路徑短而沒有被有效粉碎，從而在調(diào)色劑性能方面不理想。另一方面，ΔT＞80℃表明可能過分粉碎，且調(diào)色劑顆粒熔體粘附到該裝置上并因此對調(diào)色劑生產(chǎn)率產(chǎn)生不利影響。
粉狀原料利用機(jī)械粉碎器進(jìn)行常規(guī)粉碎以控制漩渦室212的溫度T1和后部室320的溫度T2，這樣在低于樹脂的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)的溫度下進(jìn)行粉碎。但為了提供滿足上述性能的磁性調(diào)色劑，優(yōu)選將后部室的溫度T2設(shè)定為Tg-10℃至+5℃，更優(yōu)選Tg-5℃至0℃的某個溫度，這樣提供實(shí)際粉碎溫度(即，在粉碎區(qū)域中的顆粒表面溫度)Tg-5℃至+10℃。通過滿足該溫度范圍，在磁性調(diào)色劑顆粒表面上的一部分磁性氧化鐵被樹脂薄膜覆蓋以提供合適的磁性氧化鐵暴露程度，這樣得到滿足上述甲醇潤濕度特性并具有在避免過度充電的同時表現(xiàn)出高摩擦電可充電性的所需可充電性的磁性調(diào)色劑。另外，通過將溫度T2控制在上述溫度范圍內(nèi)，可以有效地粉碎粗粉碎的粉狀原料。
如果T2低于Tg-10℃，粉狀原料僅通過機(jī)械沖擊力粉碎，磁性氧化鐵以高暴露比率暴露于調(diào)色劑顆粒表面，導(dǎo)致較低的甲醇潤濕度(較低的憎水性)，如上所述造成低顯影性能。
另一方面，如果T2高于Tg+5℃，調(diào)色劑顆粒表面接受過多的熱，在磁性氧化鐵上得到厚的樹脂涂層，從而導(dǎo)致較高的甲醇潤濕度(較高的憎水性)，造成顯影失敗如霧和鬼影。
在利用機(jī)械粉碎器粉碎該碎粉狀原料時，優(yōu)選將粉狀原料的溫度暖至樹脂Tg的-20℃至+5℃，更優(yōu)選-20℃至0℃。通過將原料溫度設(shè)定在該溫度范圍內(nèi)，碎粉狀原料可容易熱變形，這樣憎水調(diào)色劑組分如樹脂和蠟可容易滲出到調(diào)色劑顆粒表面上，從而得到本發(fā)明磁性調(diào)色劑的合適表面覆蓋狀態(tài)。
轉(zhuǎn)子314可優(yōu)選旋轉(zhuǎn)以提供80-180m/s，更優(yōu)選90-170m/s，進(jìn)一步優(yōu)選100-160m/s的圓周速度。結(jié)果，有可能抑制不充分粉碎或過分粉碎、抑制因過分粉碎而造成的磁性氧化鐵分離并使粉狀原料被有效粉碎。轉(zhuǎn)子314的圓周速度低于80m/s，易于造成短通路而不能粉碎原料，從而導(dǎo)致差的調(diào)色劑性能。轉(zhuǎn)子的圓周速度超過180m/s，導(dǎo)致裝置負(fù)載過大并易于引起過分粉碎，導(dǎo)致調(diào)色劑顆粒因熱造成的表面變質(zhì)且調(diào)色劑顆粒熔體粘附到裝置壁上。
機(jī)械粉碎器的這種轉(zhuǎn)子和定子往往由碳鋼如S45C或鉻-鉬-鋼如SCM組成，但這些鋼材料不具有足夠的耐磨性，從而需要頻繁更換轉(zhuǎn)子和定子。因此，定子和轉(zhuǎn)子表面可優(yōu)選進(jìn)行抗磨耐性處理如耐磨性鍍覆或自熔合金涂覆。這樣也可有效地提供具有合適甲醇潤濕度的調(diào)色劑顆粒表面。
通過用耐磨性鍍覆或自熔合金進(jìn)行抗磨處理，有可能提供具有高表面硬度和高耐磨性的轉(zhuǎn)子和定子，這樣延長壽命。如此形成的均勻光滑表面得到較低的摩擦系數(shù)，從而延長壽命并提供均勻的調(diào)色劑性能。進(jìn)行抗磨處理的轉(zhuǎn)子和定子可進(jìn)一步進(jìn)行表面粗糙度調(diào)節(jié)處理，例如拋光如擦光或噴射如噴砂。
轉(zhuǎn)子和定子可優(yōu)選具有在0.4903牛頓負(fù)荷下在30秒內(nèi)測得的400-1300，更優(yōu)選500-1250，特別優(yōu)選900-1230的表面硬度(維卡硬度)。
這種例如通過耐磨鍍覆或自熔合金進(jìn)行抗磨處理的轉(zhuǎn)子和/或定子的應(yīng)用不僅降低了這些元件的粉碎表面的磨損以延長壽命，而且能夠因表面硬度較高而在較低的轉(zhuǎn)子圓周速度下獲得所需的粉碎效果，這樣降低了粉碎負(fù)荷或增加粉碎容量。這還能夠進(jìn)一步穩(wěn)定產(chǎn)品調(diào)色劑質(zhì)量。
另外，轉(zhuǎn)子314和定子310可優(yōu)選設(shè)置以提供兩者之間最小的間隙0.5-10.0毫米，更優(yōu)選1.0-5.0毫米，進(jìn)一步優(yōu)選1.0-3.0毫米。結(jié)果，有可能抑制不充分粉碎或過分粉碎，并使粉狀原料有效粉碎。轉(zhuǎn)子314和定子310之間的間隙超過10.0毫米，引起短通路而不能粉碎粉狀原料，這對調(diào)色劑性能產(chǎn)生不利影響。間隙小于0.5毫米，導(dǎo)致裝置負(fù)載過大并易于過分粉碎。另外，過分粉碎也往往導(dǎo)致調(diào)色劑顆粒的表面變質(zhì)且調(diào)色劑顆粒熔體粘附到裝置壁上。
在包括機(jī)械粉碎器使用的粉碎工藝中，將至少包括粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的調(diào)色劑成分熔體捏合、冷卻并粗粉碎，然后將如此形成的粗粉碎產(chǎn)物作為粉狀原料供給機(jī)械粉碎器。如上所述，在將粉狀原料供給機(jī)械粉碎器之前，優(yōu)選將粗粉碎粉狀產(chǎn)物暖至粘結(jié)劑樹脂的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)的-25℃至+5℃。在使用機(jī)械粉碎器的粉碎工藝中，用于分級粗粉碎產(chǎn)物的第一分級步驟并不需要，這樣可以避免由機(jī)械粉碎器供給第二分級步驟所細(xì)粉末級分的聚集體實(shí)際再循環(huán)至第一分級步驟而造成過分粉碎，從而防止出現(xiàn)超細(xì)粉末和提供改進(jìn)的分級收率。另外，除了簡單的結(jié)構(gòu)，粉碎粉狀原料無需大量空氣，不同于氣動粉碎器，因此粉末消耗受到抑制且生產(chǎn)能量成本下降。
本發(fā)明磁性調(diào)色劑可優(yōu)選具有0.7-1.3米2/克的BET比表面積(SBET)更優(yōu)選0.8-1.25米2/克，進(jìn)一步優(yōu)選0.85-1.20米2/克。結(jié)合考慮到粉碎條件，BET比表面積在上述范圍內(nèi)的磁性調(diào)色劑能夠具有足夠的單位面積電荷，這樣能夠長期提供穩(wěn)定的圖像密度。如果SBET低于0.7米2/克，磁性調(diào)色劑往往因單位面積的電荷密度大而具有高電荷(以絕對值表示)，這樣會導(dǎo)致非所需的現(xiàn)象如霧或鬼影。另一方面，如果SBET超過1.3米2/克，磁性調(diào)色劑往往因?yàn)閱挝幻娣e的電荷密度低而電荷不足，這樣會導(dǎo)致非所需的現(xiàn)象如低圖像密度。
本文所述的比表面積(SBET)的值按照BET多點(diǎn)法，使用氮?dú)庾鳛楸晃轿餁怏w，由比表面積儀(由Shimadzu-Seisakusho制造的“GEMINI2375”)測定。
考慮到儲存穩(wěn)定性，用于本發(fā)明磁性調(diào)色劑的粘結(jié)劑樹脂可優(yōu)選具有45-80℃，更優(yōu)選50-70℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。如果Tg低于45℃，磁性調(diào)色劑往往在高溫環(huán)境中變質(zhì)并引起固色偏移。如果Tg高于80℃，磁性調(diào)色劑往往表現(xiàn)出不好的固色性。
本文所述的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)按照以下方式，使用示差掃描量熱計(jì)(由Perkin-Elmer公司制造的“DSC-7”)測定。
將0.5-2毫克，優(yōu)選1毫克的樣品放在鋁盤上并與作為參考的空白鋁盤一起進(jìn)行加熱-冷卻周期，包括在10℃/分鐘的速率下在20-180℃的范圍內(nèi)進(jìn)行第一加熱，在10℃/分鐘的速率下在180-20℃的范圍內(nèi)冷卻，然后在10℃/分鐘的速率下在10-180℃的范圍內(nèi)進(jìn)行第二加熱?；诘诙訜酓SC曲線，在吸熱峰前后的基線之間畫出中間線，然后將該中間線與第二加熱DSC曲線的交叉處溫度取作該粘結(jié)劑樹脂的Tg。
為了生產(chǎn)本發(fā)明磁性調(diào)色劑，可事先將蠟組分混合并分散在粘結(jié)劑樹脂中。特別優(yōu)選通過將蠟組分和高分子量聚合物預(yù)溶解在溶劑中，并將所得溶液與低分子量聚合物的溶液共混而制備出粘結(jié)劑組合物。通過如此預(yù)混蠟組分和高分子量聚合物，有可能減緩微觀相分離并使低分子量聚合物得到良好的分散狀態(tài)，而不會使高分子量組分再聚集。
調(diào)色劑或粘結(jié)劑樹脂的分子量分布可按照GPC(凝膠滲透色譜)，使用THF(四氫呋喃)作為溶劑，通過以下方式測定。
在GPC裝置中，色譜柱在40℃的加熱室中穩(wěn)定，使四氫呋喃(THF)溶劑在該溫度下以1毫升/分鐘的速率流過該柱，并注入約100μl的樣品THF溶液。樣品分子量及其分布根據(jù)校正曲線進(jìn)行確定，其中所述曲線通過使用幾種單分散聚苯乙烯樣品并根據(jù)分子量對計(jì)數(shù)的對數(shù)坐標(biāo)而得到。標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯樣品可以從例如Toso K.K.或Showa Denko得到。適合使用分子量范圍從約102到約107的至少10個標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯樣品。檢測器可以是RI(折射指數(shù))檢測器。以幾種市售聚苯乙烯凝膠柱的組合作為色譜柱是合適的。例如，可以使用從Showa Denko K.K.得到的Shodex GPC KF-801、802、803、804、805、806、807和808P的組合；或從Toso K.K.得到的TSKgel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G7000H(HXL)和TSKguard柱的組合。
GPC樣品溶液按照以下方式制備。
將樣品加入THF并靜置幾小時。隨后，充分振蕩該混合物直至樣品塊消失并進(jìn)一步靜置至少24小時。然后，使混合物通過具有0.45-0.5μm孔徑的樣品處理過濾器(例如，購自Toso K.K.的“MAISHORI DISK H-25-2”；或購自German Science Japan K.K.的“EKIKURO DISK”)，得到具有0.5-5毫克/毫升樹脂濃度的GPC樣品。
用于構(gòu)成本發(fā)明磁性調(diào)色劑的粘結(jié)劑樹脂物質(zhì)的例子可包括苯乙烯樹脂、苯乙烯共聚物樹脂、聚酯樹脂、多元醇樹脂、聚氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、天然樹脂改性酚醛樹脂、天然樹脂改性馬來酸樹脂、丙烯酸系樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、聚乙酸乙烯酯、有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、萜烯樹脂、香豆酮-茚樹脂、和石油樹脂。
與苯乙烯單體一起用于提供苯乙烯共聚物的共聚單體的例子可包括；苯乙烯衍生物如乙烯基甲苯；丙烯酸；丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、和丙烯酸苯酯；甲基丙烯酸；甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、和甲基丙烯酸苯酯；不飽和二羧酸及其單-或二酯，如馬來酸、馬來酸酐、馬來酸一丁酯、馬來酸甲酯和馬來酸二甲酯；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈；丁二烯；氯乙烯、乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯；乙烯基烯烴，如乙烯、丙烯和丁烯；乙烯基酮如乙烯基甲基酮和乙烯基己基酮；和乙烯基醚，如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基異丁基醚。這些乙烯基單體可單獨(dú)或兩種或多種混合使用。
用于本發(fā)明的粘結(jié)劑樹脂的酸值可優(yōu)選為1-100毫克KOH/克，更優(yōu)選1-70毫克KOH/克。
用于調(diào)節(jié)粘結(jié)劑樹脂的酸值的優(yōu)選例子可包括丙烯酸及其α-和β-烷基衍生物，如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸、巴豆酸、肉桂酸、乙烯基乙酸、異巴豆酸和當(dāng)歸酸；和不飽和二羧酸如富馬酸、馬來酸、檸康酸、鏈烯基琥珀酸、衣康酸、中康酸、二甲基馬來酸和二甲基富馬酸、及其單酯衍生物或酸酐。這些單體可單獨(dú)或以兩種或多種的混合物與另一單體一起使用以得到所需的共聚物。其中，不飽和二羧酸的單酯衍生物可優(yōu)選用于控制酸值。
其具體例子可包括α，β-不飽和二羧酸的單酯，如馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、馬來酸單丁酯、馬來酸單辛酯、馬來酸單烯丙基酯、馬來酸單苯酯、富馬酸單甲酯、富馬酸單丁酯、和富馬酸單苯酯；以及鏈烯基二羧酸的單酯，如正丁烯基琥珀酸單丁酯、正辛烯基琥珀酸單甲酯、正丁烯基丙二酸單乙酯、正十二烯基戊二酸單甲酯、和正丁烯基己二酸單丁酯。
上述酸值調(diào)節(jié)單體(含羧基的單體)的含量可以是以每100重量份構(gòu)成粘結(jié)劑樹脂的總單體計(jì)，0.1-20重量份，優(yōu)選0.2-15重量份。
粘結(jié)劑樹脂可通過聚合反應(yīng)工藝如溶液聚合反應(yīng)、乳液聚合反應(yīng)或懸浮聚合反應(yīng)而合成。
其中，乳液聚合反應(yīng)是這樣一種工藝，其中，將基本上水不溶性的單體在水介質(zhì)中分散成微小液滴并使用水溶性聚合反應(yīng)引發(fā)劑進(jìn)行聚合。在該工藝中，反應(yīng)熱容易控制，且聚合反應(yīng)相(即，包含聚合物和單體的油相)是與分散介質(zhì)相(水)分開的相以提供較低的終止反應(yīng)速度，使得聚合反應(yīng)速度高且得到具有高聚合度的聚合物。另外，聚合反應(yīng)工藝較簡單，并得到細(xì)粒狀聚合物顆粒，這樣容易與其它調(diào)色劑成分如著色劑和電荷控制劑共混。作為用于生產(chǎn)調(diào)色劑粘結(jié)劑樹脂的工藝，這些都是有利的特征。
但按照乳液聚合反應(yīng)，產(chǎn)物聚合物往往被所加乳化劑污染，且聚合物的回收需要一個鹽析之類的分離步驟。為了避免這些困難，懸浮聚合反應(yīng)是適宜的。
在懸浮聚合反應(yīng)中，最高100重量份，優(yōu)選10-90重量份的單體可在比例例如為0.05-1重量份/100重量份水介質(zhì)的分散劑如聚乙烯醇(或部分皂化聚乙酸乙烯酯)或磷酸鈣的存在下分散在100重量份水介質(zhì)中。聚合反應(yīng)溫度可以是約50-95℃且可根據(jù)所用引發(fā)劑和目標(biāo)聚合物適當(dāng)選擇。
用于本發(fā)明的粘結(jié)劑樹脂優(yōu)選在單獨(dú)或結(jié)合有單官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的存在下通過聚合反應(yīng)而形成。
多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的具體例子可包括在一個分子中具有兩個或更多聚合反應(yīng)引發(fā)官能團(tuán)如過氧化物基團(tuán)的多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑，包括1，1-二叔丁基過氧-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，3-二(叔丁基過氧基異丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-(叔丁基過氧基)己烷、三(叔丁基過氧基)三嗪、1，1-二叔丁基過氧基環(huán)己烷、2，2-二叔丁基過氧基丁烷、4，4-二叔丁基過氧基戊酸正丁基酯、過氧基六氫對苯二甲酸二叔丁基酯、過氧壬二酸二叔丁基酯、過氧基三甲基己二酸二叔丁基酯、2，2-二(4，4-二叔丁基過氧基環(huán)己基)-丙烷、和2，2-叔丁基過氧基辛烷；以及同時具有聚合反應(yīng)引發(fā)官能團(tuán)如過氧化物基團(tuán)和可聚合不飽和基團(tuán)的多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑，包括過二碳酸二烯丙基酯、叔丁基過氧基馬來酸、過氧基烯丙基碳酸叔丁基酯、和過氧基異丙基富馬酸叔丁基酯。
其中，優(yōu)選的例子可包括1，1-二叔丁基過氧-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，1-二叔丁基過氧基環(huán)己烷、過氧基六氫對苯二甲酸二叔丁基酯、過氧壬二酸二叔丁基酯、2，2-二(4，4-二叔丁基過氧基環(huán)己基)-丙烷、和過氧基烯丙基碳酸叔丁基酯。
這種多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑可優(yōu)選與單官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑結(jié)合使用以提供滿足各種性能的調(diào)色劑粘結(jié)劑樹脂。特別優(yōu)選使用10小時半衰期分解溫度(即，得到10小時半衰期的分解溫度)低于與其結(jié)合使用的多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑半衰期分解溫度的單官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑。這種單官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的具體例子可包括有機(jī)過氧化物如過氧化苯甲酰、1，1-二(叔丁基過氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、4，4-二(叔丁基過氧基)戊二酸正丁基酯、過氧化二枯基、α，α‘-二(叔丁基過氧基二異丙基)苯、叔丁基過氧基枯烯、和過氧化二叔丁基；以及偶氮和重氮化合物如偶氮二異丁腈、和重氮氨基苯。
這種單官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑可與多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑同時加入單體，但優(yōu)選在多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的半衰期終止之后加入聚合反應(yīng)體系，這樣可保證合適的功能和多官能聚合反應(yīng)引發(fā)劑的效率。
考慮到效率，聚合反應(yīng)引發(fā)劑的用量可優(yōu)選為每100重量份單體0.05-2重量份。
粘結(jié)劑樹脂還優(yōu)選包括一種通過使用交聯(lián)單體而形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。交聯(lián)單體可原則上包括具有兩個或更多可聚合雙鍵的單體。其例子可包括芳族二乙烯基化合物如二乙烯基苯和二乙烯基萘；與烷基鏈連接的二丙烯酸酯化合物，如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸1，3-丁二醇酯、二丙烯酸1，4-丁二醇酯、二丙烯酸1，5-戊二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、和二丙烯酸新戊二醇酯、以及通過用甲基丙烯酸酯基團(tuán)替代以上化合物中的丙烯酸酯基團(tuán)而得到的化合物；與包括醚鍵的烷基鏈連接的二丙烯酸酯化合物，如二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二亞丙基二醇二丙烯酸酯以及通過用甲基丙烯酸酯基團(tuán)替代以上化合物中的丙烯酸酯基團(tuán)而得到的化合物；與包括芳族基團(tuán)和醚鍵的鏈連接的二丙烯酸酯化合物，如聚氧亞乙基(2)-2，2-二(4-羥基苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧亞乙基(4)-2，2-二(4-羥基苯基)丙烷二丙烯酸酯、以及通過用甲基丙烯酸酯基團(tuán)替代以上化合物中的丙烯酸酯基團(tuán)而得到的化合物；和聚酯型二丙烯酸酯化合物，如商品名為MANDA(購自Nihon Kayaku K.K.)的一種。多官能交聯(lián)劑如季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、以及通過用甲基丙烯酸酯基團(tuán)替代以上化合物中的丙烯酸酯基團(tuán)而得到的化合物；三烯丙基異氰脲酸酯和1，2，4-苯三酸三烯丙基酯。
這種交聯(lián)劑的用量可以是每100重量份用于構(gòu)成粘結(jié)劑樹脂的其它單體0.00001-1重量份，優(yōu)選0.001-0.5重量份。
在交聯(lián)單體中，芳族二乙烯基化合物，尤其是二乙烯基苯、以及通過包括芳族基團(tuán)和醚鍵的鏈鍵接的二丙烯酸酯化合物是特別優(yōu)選的。
作為另一種用于合成粘結(jié)劑樹脂的工藝，也可使用本體聚合反應(yīng)或溶液聚合反應(yīng)。本體聚合反應(yīng)可通過高溫聚合以加速終止反應(yīng)速度而提供低分子量聚合物，但反應(yīng)難以控制。相反，溶液聚合反應(yīng)可在溫和條件下通過利用取決于溶劑的鏈轉(zhuǎn)移功能的差異并調(diào)節(jié)引發(fā)劑量或反應(yīng)溫度而容易得到具有所需分子量的聚合物，因此是優(yōu)選的。還優(yōu)選在增加的壓力下進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)，這樣可盡量減少引發(fā)劑的量并使歸因于剩余聚合反應(yīng)引發(fā)劑的不利影響最小化。
如果使用聚酯樹脂作為粘結(jié)劑樹脂，該聚酯樹脂可由以下的醇和酸組分而制成。
二元醇組分的例子可包括乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1，3-己二醇、氫化雙酚A、和由以下結(jié)構(gòu)式(A)表示的雙酚衍生物 其中R表示亞乙基或亞丙基，x和y獨(dú)立地為至少0的整數(shù)，前提是x+y的平均值為0-10；由以下結(jié)構(gòu)式(2)表示的二醇 其中R’表示 且x’和y’獨(dú)立地為至少0的整數(shù)，前提是x’+y’的平均值為0-10。
二元酸的例子可包括苯二甲酸及其酸酐和低級烷基酯如鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸、和鄰苯二甲酸酐；烷基二羧酸如琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、及其酸酐和低級烷基酯；和不飽和二羧酸如富馬酸、馬來酸、檸康酸和衣康酸、及其酸酐和低級烷基酯。
可以包括具有三個或更多用作交聯(lián)成分的官能團(tuán)的多羧酸和/或多元醇。
具有至少3個羥基的多元醇的例子可包括山梨醇、1，2，3，6-己四醇、1，4-脫水山梨醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1，2，4-丁三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、和1，3，5-三羥基苯。
具有至少3個羧基的多羧酸的例子可包括以下的多羧酸及其衍生物偏苯三酸、均苯四酸、1，2，4-苯三甲酸、1，2，5-苯三甲酸、2，5，7-萘三甲酸、1，2，4-萘三甲酸、1，2，4-丁三甲酸、1，2，5-己三甲酸、1，3-二羧基-2-甲基-2-亞甲基羧基丙烷、四(亞甲基羧基)甲烷、1，2，7，8-辛四甲酸、empole trimmer酸、及其酸酐和低級烷基酯；和由以下結(jié)構(gòu)式表示的四羧酸、及其酸酐和低級烷基酯 其中X表示具有5-30個碳原子并具有至少一個有至少3個碳原子的側(cè)鏈的亞烷基或亞鏈烯基。
聚酯樹脂可優(yōu)選包含40-60％摩爾，更優(yōu)選45-55％摩爾的醇和60-40％摩爾，更優(yōu)選55-45％摩爾的酸。優(yōu)選包括具有至少3個官能團(tuán)的多元醇和/或多羧酸，其比例為總的醇和酸組分的5-60％摩爾。
聚酯樹脂可通過普通縮聚反應(yīng)而制成。
本發(fā)明磁性調(diào)色劑還可包含蠟，其例子可包括脂族烴蠟如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烴共聚物、聚烯烴蠟、微晶蠟、石蠟、和費(fèi)托蠟；脂族烴蠟的氧化物如氧化聚乙烯蠟、及其嵌段共聚物；主要包含脂族酸酯的蠟如褐煤酸酯蠟和亞麻子蠟；植物蠟，如小燭樹蠟、巴西棕櫚蠟和木蠟；動物蠟，如蜂蠟、羊毛脂和鯨蠟；礦物蠟，如地蠟、純地蠟和礦脂；部分或完全去酸化脂族酸酯，如去酸化巴西棕櫚蠟。其它例子可包括飽和線性脂族酸如棕櫚酸、硬脂酸和褐煤酸以及具有較長鏈烷基的長鏈烷基羧酸；不飽和脂族酸，如巴西烯酸、桐酸和valinaric酸；飽和醇如硬脂醇、二十烷醇、二十二醇、巴西棕櫚醇、蠟醇和蜂花醇以及具有長鏈烷基的長鏈烷基醇；多元醇如山梨醇、脂族酸酰胺如亞油酸酰胺、油酸酰胺、和月桂酸酰胺；飽和脂族雙酰胺如亞甲基雙硬脂酸酰胺、亞乙基雙癸酸酰胺、亞乙基雙月桂酸酰胺、和六亞甲基雙硬脂酸酰胺；不飽和脂族酸酰胺如亞乙基雙油酸酰胺、六亞甲基雙油酸酰胺、N，N’-二油基己二酸酰胺、和N，N’-二油基癸二酸酰胺；芳族雙酰胺如間二甲苯雙硬脂酸酰胺、和N，N’-二硬脂基間苯二甲酸酰胺；脂族酸金屬皂(一般稱作金屬皂)如硬脂酸鈣、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鎂；通過將乙烯基單體如苯乙烯和丙烯酸接枝到脂族烴蠟上而得到的蠟；脂族酸和多元醇之間的部分酯化產(chǎn)物，如二十二烷酸甘油單酯；和通過植物油和脂肪的氫化而得到的具有羥基的甲基酯化合物。
還優(yōu)選使用通過壓制發(fā)汗法、溶劑法、重結(jié)晶、真空蒸餾、超臨界汽提或分級結(jié)晶而具有較窄分子量分布或較低量雜質(zhì)的蠟，如低分子量固體脂族酸、低分子量固體醇、或低分子量固體化合物。
按照本發(fā)明的磁性調(diào)色劑包含磁性氧化鐵，它也用作著色劑。磁性氧化鐵可包含氧化鐵，如磁鐵礦、磁赤鐵礦和鐵酸鹽的顆粒。還優(yōu)選使用另外在其表面上或其內(nèi)部以0.05-10％重量，更優(yōu)選0.1-5％重量Fe比例含有非鐵元素的那些磁性氧化鐵顆粒。
優(yōu)選包括選自鎂、硅、磷和硫的非鐵元素。另一非鐵元素的例子可包括鋰、鈹、硼、鍺、鈦、鋯、錫、鉛、鋅、鈣、鋇、鈧、釩、鉻、錳、鈷、銅、鎳、鎵、銦、銀、鈀、金、汞、鉑、鎢、鉬、鈮、鋨、鍶、釔、和锝。
這種磁性氧化鐵的含量可優(yōu)選為每100重量份粘結(jié)劑樹脂20-200重量份，進(jìn)一步優(yōu)選50-150重量份。
該磁性氧化鐵可優(yōu)選具有0.05-1.0μm，進(jìn)一步優(yōu)選0.1-0.5μm的數(shù)均粒徑(D1)。該磁性氧化鐵的BET比表面積(SBET)為2-40米2/克，更優(yōu)選4-20米2/克，且可具有任何顆粒形狀。至于磁性性能，該磁性氧化鐵可優(yōu)選具有在795.8kA/m磁場下測定的10-200Am2/kg，更優(yōu)選70-100Am2/kg的飽和磁化度(σs)；1-100Am2/kg，更優(yōu)選2-20Am2/kg的殘余磁化度；和1-30kA/m，更優(yōu)選2-15kA/m的矯頑力(Hc)。
本文所述磁性氧化鐵的數(shù)均粒徑值(D1)是指在透射電子顯微鏡拍攝的圖片(放大倍數(shù)4×104)上任意選擇的250個磁性氧化鐵顆粒的Martin直徑(在固定方向上截取且分別將相關(guān)的顆粒投影面積劃分為相等兩半的弦的長度)的數(shù)均值。磁性氧化鐵的磁性性能可使用振動型磁強(qiáng)計(jì)(如，由Toei Kogyo K.K.制造的“VSMP-1”)測定。作為一種測量方法，通過一個直接指示天平將0.1-0.15克磁性氧化鐵精確稱重至精度約1毫克，然后在約25℃的環(huán)境中測定，其中在用于畫出10分鐘內(nèi)的滯后曲線的掃描速率下，施加795.8kA/m(10千奧斯特)的外磁場。
本發(fā)明磁性調(diào)色劑的密度可優(yōu)選為1.3-2.2克/厘米3，更優(yōu)選1.4-2.0克/厘米3，特別優(yōu)選1.5-1.85克/厘米3。磁性調(diào)色劑的密度(以及因此的重量)與作用在磁性調(diào)色劑上的磁力、靜電力和重力有關(guān)，且上述范圍內(nèi)的密度是優(yōu)選的，這樣由于磁性氧化鐵的合適作用而在充電和磁力之間獲得良好的平衡，這樣表現(xiàn)出優(yōu)異的顯影性能。
如果磁性調(diào)色劑的密度低于1.3克/厘米3，該磁性氧化鐵僅在磁性調(diào)色劑上產(chǎn)生弱的作用，這樣往往導(dǎo)致低磁力。結(jié)果，造成磁性調(diào)色劑跳到感光鼓上的靜電力變得突出，導(dǎo)致一種過度顯影狀態(tài)，造成霧并增加調(diào)色劑消耗。另一方面，在超過2.2克/厘米3的密度下，磁性氧化鐵對磁性調(diào)色劑產(chǎn)生強(qiáng)的作用，磁力相對于靜電力變得突出，而且磁性調(diào)色劑變重，因此磁性調(diào)色劑從顯影套筒上飛到感光鼓上，從而導(dǎo)致顯影狀態(tài)不足，包括較低的圖像密度和不好的圖像質(zhì)量。
磁性調(diào)色劑的密度可按照各種方法測定，且本文所述的值按照作為一種精確和簡便方法的氣體置換法測定，其中使用氦氣并使用一種密度計(jì)(由K.K.Shimadzu Seisakusho制造的“ACCUPYC”)。
測量時，將4克樣品磁性調(diào)色劑放在一個內(nèi)徑18.5毫米，長度39.5毫米和體積10厘米3的不銹鋼制槽中。然后，磁性調(diào)色劑樣品在該槽中的體積通過跟蹤氦氣的壓力變化而測定，根據(jù)樣品磁性調(diào)色劑的重量和體積計(jì)算出該磁性調(diào)色劑樣品的密度。
用于提供本發(fā)明磁性調(diào)色劑的磁性氧化鐵可根據(jù)需要用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或氨基硅烷進(jìn)行處理。
本發(fā)明磁性調(diào)色劑可優(yōu)選包含電荷控制劑。
作為用于提供負(fù)電可充電調(diào)色劑的負(fù)電控制劑，有機(jī)金屬配合物和螯合物化合物例如是有效的。其例子可包括單偶氮金屬配合物、芳族羥基羧酸的金屬配合物、以及芳族二羧酸的金屬配合物。其它例子可包括芳族羥基羧酸、芳族單-和多羧酸、以及這些酸的金屬鹽、酸酐、和酯、和雙酚衍生物。優(yōu)選種類的單偶氮金屬化合物可作為由具有取代基如烷基、鹵素、硝基或氨基甲酰基的酚或萘酚合成的單偶氮染料與金屬如Cr、Co和Fe的配合物而得到。也可使用芳族羧酸的金屬化合物，如具有烷基、鹵素、硝基等取代基的苯-、萘-、蒽-和菲-羧酸。
作為一種特定的負(fù)電控制劑，優(yōu)選使用具有以下結(jié)構(gòu)式(I)的偶氮金屬配合物 其中M表示選自Sc、V、Cr、Co、Ni、Mn、Fe、Ti和Al的配位中心金屬；Ar表示能夠具有取代基的芳基，所述取代基選自硝基、鹵素、羧基、N-酰苯胺、和具有1-18個碳原子的烷基和烷氧基；X、X’、Y和Y’獨(dú)立地表示-O-、-CO-、-NH-、或-NR-(其中R表示具有1-4個碳原子的烷基)；且A表示氫、鈉、鉀、銨或脂族銨離子或這些離子的混合形式。
另一方面，正電控制劑的例子可包括苯胺黑及其用脂族酸金屬鹽改性的產(chǎn)物、等、鎓鹽，包括季銨鹽如三丁基芐基1-羥基-4-萘酚磺酸銨和四丁基四氟硼酸銨、以及它們的同系物，包括鏻鹽、及其色淀顏料；三苯基甲烷染料及其色淀顏料(固色劑包括，例如磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、鞣酸、月桂酸、沒食子酸、鐵氰酸鹽和亞鐵氰酸鹽)；高級脂族酸金屬鹽；二有機(jī)錫氧化物如二丁基氧化錫、二辛基氧化錫和二環(huán)己基氧化錫；二有機(jī)錫硼酸鹽如二丁基硼酸錫、二辛基硼酸錫和二環(huán)己基硼酸錫胍化合物；和咪唑化合物。這些可單獨(dú)或兩種或多種混合使用。其中，優(yōu)選使用三苯基甲烷化合物或具有非鹵素抗衡離子的季銨鹽。也可使用由以下結(jié)構(gòu)式(II)表示的單體的均聚物或與上述可聚合單體如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物 其中R1表示H或CH3，且R2和R3表示取代或未取代烷基(優(yōu)選C1-C4)。在這種情況下，該均聚物或共聚物可用作電荷控制劑并成為粘結(jié)劑樹脂的一部分或全部。
這種電荷控制劑可整體加入或外加到調(diào)色劑顆粒中，其量可根據(jù)粘結(jié)劑樹脂的種類、其它添加劑以及調(diào)色劑生產(chǎn)工藝(包括分散方法)而變化，但優(yōu)選為每100重量份粘結(jié)劑樹脂0.1-10重量份，更優(yōu)選0.1-5重量份。
本發(fā)明調(diào)色劑可包含外加到調(diào)色劑顆粒中的流動性促進(jìn)劑。其例子可包括含氟樹脂如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯的細(xì)粉末；無機(jī)氧化物如濕法硅石、干法硅石、二氧化鈦和礬土的細(xì)粉末、以及這些無機(jī)氧化物用硅烷化合物、鈦酸鹽偶聯(lián)劑和硅油處理的表面處理產(chǎn)物。
其它例子可包括無機(jī)材料的細(xì)粉末，包括氧化物如氧化鋅和氧化錫；復(fù)合氧化物如鈦酸鍶、鈦酸鋇、鈦酸鈣、鋯酸鍶和鋯酸鈣；和碳酸鹽如碳酸鈣和碳酸鎂。
優(yōu)選使用所謂的干法硅石或熱解法硅石，它是通過鹵化硅如四氯化硅的氣相氧化而形成的細(xì)粉狀硅石。基本反應(yīng)可用下面方案表示
在該反應(yīng)步驟中，另一金屬鹵化物如氯化鋁或鈦可與鹵化硅一起使用，以得到硅石和另一金屬氧化物的配合物細(xì)粉末，作為一種硅石，它是一種在本發(fā)明調(diào)色劑中優(yōu)選使用的流動性促進(jìn)劑。優(yōu)選地，流動性促進(jìn)劑具有0.001-2μm的平均原始粒徑，更優(yōu)選0.002-0.2μm。
通過鹵化硅的氣相氧化而形成的市售硅石細(xì)粉末產(chǎn)品的例子包括以以下商品名購得的那些。
Aerosil(Nippon Aerosil K.K.)130200300380TT600MOX170MOX80COK84Ca-O-SiL(Cabot Co.)M-5MS-7MS-75HS-5EH-5Wacker HDK N20(Wacker-Chemie CMBH) V15N20ET30
T40D-C細(xì)硅石(Dow Corning Co.)Fransol(Fransil Co.)進(jìn)一步優(yōu)選在憎水處理之后使用這些硅石細(xì)粉末。特別優(yōu)選使用通過甲醇滴定試驗(yàn)測定的憎水性為30-80的憎水化硅石細(xì)粉末。
通過使用能夠與硅石細(xì)粉末反應(yīng)或被其物理吸附的有機(jī)硅化合物處理硅石細(xì)粉末，可以進(jìn)行憎水化。
有機(jī)硅化合物的例子可包括六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、芐基二甲基氯硅烷、溴甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有機(jī)甲硅烷基硫醇如三甲基甲硅烷基硫醇、三有機(jī)甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯基二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1，3-二苯基四甲基二硅氧烷、和每個分子具有2-12個硅氧烷單元(包括分別具有一個與Si相連的羥基的端部單元)的二甲基硅氧烷；以及硅油，例如二甲基硅油。這些有機(jī)硅化合物可單獨(dú)，以混合物的形式或以兩種或多種的連續(xù)的方式使用。
流動性促進(jìn)劑優(yōu)選具有至少30米2/克，更優(yōu)選至少50米2/克的通過BET法使用氮?dú)馕綔y定的比表面積(SBET)。流動性促進(jìn)劑可優(yōu)選以每100重量份調(diào)色劑0.01-8重量份，更優(yōu)選0.1-4重量份的比例使用。本文所述的SBET值按照磁性調(diào)色劑顆粒時的類似方式，通過使用“GEMINI 2375”(由Shimadzu-Seisakusho制造)測定。
在生產(chǎn)本發(fā)明磁性調(diào)色劑的優(yōu)選工藝中，將熔體捏合調(diào)色劑成分的粗粉碎粉狀原料按照以上所述用機(jī)械粉碎器進(jìn)行粉碎，然后將該粉碎顆粒加入分級步驟中以得到分級產(chǎn)物，其中包含具有所需粒徑的調(diào)色劑顆粒整體。在分級步驟中，優(yōu)選使用包括至少三個用于回收細(xì)粉末、中等粉末和粗粉末的區(qū)域的多路氣動分級器。例如，如果使用三路氣動分級器，原料粉末分級為細(xì)粉末、中等粉末和粗粉末三種。在分級步驟中，在回收該分級中等粉末的同時，去除包含粒徑大于規(guī)定范圍的顆粒的粗粉末和包含粒徑小于規(guī)定范圍的顆粒的細(xì)粉末，然后將中等粉末回收為可原樣用作調(diào)色劑產(chǎn)品或與外添加劑如憎水膠態(tài)硅石共混得到調(diào)色劑的調(diào)色劑顆粒。
在分級步驟中去除并包含粒徑低于規(guī)定范圍的顆粒的細(xì)粉末一般再循環(huán)至熔體捏合步驟進(jìn)行再利用，提供包含調(diào)色劑成分的粗粉碎的熔體捏合產(chǎn)物。具有比細(xì)粉末更小的粒徑并少量出現(xiàn)在粉碎步驟和分級過程中的超細(xì)粉末類似地再循環(huán)至熔體捏合步驟以進(jìn)行再利用，或丟棄。另外，將具有比優(yōu)選粒徑較大的粒徑的粗粉末再循環(huán)至粉碎步驟和熔體捏合步驟進(jìn)行再利用。
圖2給出了這種調(diào)色劑生產(chǎn)裝置體系的一個實(shí)施方案。在該裝置體系中，供給至少包含粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的粉狀原料。例如，將粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵熔體捏合，冷卻并粗粉碎形成該粉狀原料。
參考圖2，粉狀原料以規(guī)定速率通過第一計(jì)量進(jìn)料器315引入作為粉碎裝置的機(jī)械粉碎器301中。所加粉狀原料被機(jī)械粉碎器301立即粉碎，并通過收集旋風(fēng)機(jī)329進(jìn)入第二計(jì)量進(jìn)料器2，隨后通過振動進(jìn)料器3和原料供應(yīng)嘴16進(jìn)入多路氣動分級器1。
在此裝置系統(tǒng)中，從調(diào)色劑生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率的角度看，經(jīng)第二計(jì)量進(jìn)料器2至多路氣動分級器的加料速率可優(yōu)選設(shè)定為經(jīng)第一計(jì)量進(jìn)料器至機(jī)械粉碎器301的加料速率的0.7-1.7倍，更優(yōu)選0.7-1.5倍，進(jìn)一步優(yōu)選1.0-1.2倍。
一般將氣動分級器引入裝置系統(tǒng)中，同時通過連接裝置如管道與其它裝置連接。圖2說明了這種裝置系統(tǒng)的一個優(yōu)選實(shí)施方案。圖2所示的裝置系統(tǒng)包括由連接裝置相連的多路分級器1(其細(xì)節(jié)在圖6中示出)、計(jì)量進(jìn)料器2，振動進(jìn)料器3、和收集旋風(fēng)機(jī)4、5和6。
在該裝置系統(tǒng)中，將粉碎原料供給至計(jì)量進(jìn)料器2，隨后通過振動進(jìn)料器3和進(jìn)料供應(yīng)嘴16，以10-350米/秒的流速進(jìn)入三路分級器1中。三路分級器1包括通常尺寸為10-50厘米×10-50厘米×3-50厘米的分級室，這樣該粉碎原料可在0.1-0.01秒或更短的時間內(nèi)分成三種顆粒。通過分級器1，該粉碎原料可分成粗顆粒，中等顆粒和細(xì)顆粒。此后，粗顆粒從排放管道1a輸送至收集旋風(fēng)機(jī)6并再循環(huán)至機(jī)械粉碎器301。中等顆粒通過排放管12a傳送并排放出該系統(tǒng)，通過收集旋風(fēng)機(jī)5回收為調(diào)色劑產(chǎn)品。細(xì)顆粒通過排放管13a排放出該系統(tǒng)并用收集旋風(fēng)機(jī)4收集。將收集的細(xì)顆粒供給至熔融捏合步驟，為再利用提供包含調(diào)色劑成分的粉狀原料。收集旋風(fēng)機(jī)4、5和6也用作抽吸真空產(chǎn)生裝置，通過抽吸粉碎原料，經(jīng)進(jìn)料供應(yīng)嘴進(jìn)入分級室。分級器1具有用于向其中引入空氣的吸入管14和15，后者又分別配有第一空氣引入調(diào)節(jié)裝置20和第二空氣引入調(diào)節(jié)裝置21如氣閘、和靜態(tài)壓力計(jì)28和29。
從調(diào)色劑生產(chǎn)率的角度看，粗顆粒從氣動分級器1再引入至機(jī)械粉碎器301中的比率可優(yōu)選設(shè)定為供應(yīng)自第二計(jì)量進(jìn)料器2的粉碎原料的0-10.0％重量，更優(yōu)選0-5.0％重量。如果再引入的比率超過10.0％重量，機(jī)械粉碎器301中的粉塵濃度增加，使機(jī)械粉碎器301的負(fù)荷增加。
為了生產(chǎn)具有4.5-1.1μm的重均粒徑(D4)和窄粒徑分布的調(diào)色劑，出自機(jī)械粉碎器的粉碎產(chǎn)品可優(yōu)選滿足這樣一種粒徑分布，包括重均粒徑為4-12μm，最高70％數(shù)目，更優(yōu)選最高65％數(shù)目的顆粒最高為4.0μm，且最高40％體積，更優(yōu)選最高35％體積的顆粒至少為10.1μm。另外，從分級器1分級出的中等顆?？蓛?yōu)選滿足這樣一種粒徑分布，包括重均粒徑為4.5-11μm，最高40％數(shù)目，更優(yōu)選最高35％數(shù)目的顆粒最高為4.0μm，且最高35％體積，更優(yōu)選最高30％體積的顆粒至少為10.1μm。
以下描述作為一種用于調(diào)色劑生產(chǎn)的優(yōu)選分級裝置的氣動分級器。
圖6是優(yōu)選的多路氣動分級器的一個實(shí)施方案的剖視圖。
參考圖6，分級器包括用于確定分級室的一部分的側(cè)壁122和G-滑塊123、配有刀刃狀分級刀刃117和118的分級刀刃滑塊124和125。G-滑塊123設(shè)置為側(cè)向可滑動。分級刀刃117和118設(shè)置成圍繞軸117a和118a旋轉(zhuǎn)以改變分級刀刃尖端的位置。分級刀刃滑塊117和118可側(cè)向滑動，以與分級刀刃117和118一起相對改變水平位置。分級刀刃117和118將分級室132的分級區(qū)130分成3個部分。
用于引入粉狀原料的進(jìn)料口140位于進(jìn)料供應(yīng)嘴116位置的最近(最上游)處，后者也配有高壓空氣孔141和粉狀原料引入嘴142并開口到分級室132中。嘴116設(shè)置在側(cè)壁122的右側(cè)，且Coanda滑塊126設(shè)置使得相對于進(jìn)料供應(yīng)嘴116的下切線的延伸部分成長橢圓弧。與分級室132有關(guān)的左滑塊127配有在分級室132中突向右側(cè)的吸氣刀刃119。另外，吸氣管114和115設(shè)置在分級室132的左側(cè)，以開口到分級室132中。另外，吸氣管道114和115(圖2中的14和15)配有第一和第二氣體引入控制裝置20和21如氣閘、和靜態(tài)壓力計(jì)28和29(如圖2所示)。
根據(jù)供給分級器的粉碎粉狀原料和成品調(diào)色劑的所需粒徑，調(diào)整分級刀刃117和118、G-滑塊123和吸氣刀刃118的位置。
在分級室132的右側(cè)，設(shè)置與相應(yīng)于各自分級級分區(qū)的分級室相連的排氣孔111、112和113。排氣孔111、112和113與連接裝置，例如可根據(jù)需要配有關(guān)閉裝置如閥的管道(如圖2中所示的11a，12a和13a)相連。
進(jìn)料供應(yīng)嘴116可包括垂直向上的管道部分和較低的錐形管道部分。垂直管道部分的內(nèi)徑與錐形管道部分的最窄部分的內(nèi)徑可以設(shè)定為20∶1-1∶1，優(yōu)選10∶1-2∶1的比率以提供所需的引入速度。
通過使用上述結(jié)構(gòu)的多路分級器，可按照以下方式進(jìn)行分級。通過至少一個排氣孔111、112和113進(jìn)行抽氣，降低分級室132內(nèi)的壓力。在減壓引起的流動空氣的作用下，和通過高壓空氣供應(yīng)嘴噴射并噴射分散在分級室132中的壓縮空氣所引起的噴射器效應(yīng)下，粉狀原料經(jīng)過進(jìn)料供應(yīng)嘴116以優(yōu)選10-350米/秒的流速加入。
在Coanda滑塊126所施加的Coanda效應(yīng)的作用下，和引入氣體如空氣的作用下，進(jìn)入分級室132的粉狀原料的顆粒沿曲線流動，這樣粗顆粒形成外部氣流以得到在分級刀刃118外側(cè)的第一級分，中等顆粒形成中間氣流以得到在分級刀刃118和117之間的第二級分，細(xì)顆粒形成內(nèi)部氣流以得到在分級刀刃117內(nèi)側(cè)的第三級分，這樣相應(yīng)地，分級的粗顆粒從排氣孔111排出，中等顆粒從排氣孔112排出，細(xì)顆粒從排氣孔113排出。
在上述粉末分級中，分級(或分離)點(diǎn)主要由相應(yīng)于Coanda滑塊126最底部的分級刀刃117和118的頭部位置決定，同時受分級空氣氣流的抽吸流速和通過原料供應(yīng)嘴116的粉末噴射速度影響。
按照上述調(diào)色劑生產(chǎn)體系，可通過控制粉碎和分級條件而有效地生產(chǎn)具有重均粒徑4.5-11μm和窄粒徑分布的調(diào)色劑。
為了補(bǔ)充該調(diào)色劑生產(chǎn)工藝，本發(fā)明磁性調(diào)色劑可由至少包括粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的調(diào)色劑成分提供，但也可根據(jù)需要包括其它成分如電荷控制劑、著色劑、蠟和其它添加劑。這些成分通過共混機(jī)如Henschel混合器或球磨機(jī)充分混合，然后通過熱捏合裝置如滾筒、捏合機(jī)或擠出機(jī)進(jìn)行熔體捏合，將磁性氧化鐵和可有可無的添加劑分散在熔化的粘結(jié)劑樹脂和蠟中。在冷卻凝固之后，將該熔體捏合產(chǎn)品粉碎并分級得到調(diào)色劑顆粒。該調(diào)色劑顆粒生產(chǎn)可優(yōu)選通過使用參考圖2-6描述的裝置體系來進(jìn)行，但也可使用其它工藝和各種機(jī)器來進(jìn)行。以下列舉幾個市售例子及其制造商。例如，市售共混機(jī)可包括Henschel混合器(由Mitsui Kozan K.K.制造)、Super Mixer(KawataK.K.)、Conical Ribbon Mixer(Ohkawara Seisakusho K.K.)；Nautamixer、Turbulizer和Cyclomix(Hosokawa Micron K.K.)；Spiral Pin Mixer(Taiheiyo Kiko K.K.)、Lodige Mixer(Matsubo Co.Ltd.)。捏合機(jī)可包括Buss Cokneader(Buss Co.)、TEMExtruder(Toshiba Kikai K.K.)、TEX雙螺桿捏合機(jī)(Nippon SeikoK.K.)、PCM捏合機(jī)(Ikegai TekkoK.K.)；三輥磨機(jī)、混煉機(jī)和捏合機(jī)(Inoue Seisakusho K.K.)，Kneadex(Mitsui Kozan K.K.)；MS-Pressure Kneader和Kneadersuder(Moriyama Seisakusho K.K.)、和Bambury Mixer(Kobe Seisakusho K.K.)。作為粉碎器，Cowter JetMill，Micron Jet和Inomizer(Hosokawa Micron K.K.)；IDS Mill和PJM Jet Pulverizer(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)；Cross JetMill(Kurimoto Tekko K.K.)、Ulmax(Nisso Engineering K.K.)，SKJet O.Mill(Seishin Kigyo K.K.)、Krypron(Kawasaki JukogyoK.K.)、Turbo Mill(Turbo Kogyo K.K.)、和Super Rotor(NisshinEngineering K.K.)。作為分級器，Classiell、Micron Classifier、和Spedic Classifier(Seishin Kigyo K.K.)、TurboClassifier(Nisshin Engineering K.K.)；Micron Separator和Turboplex(ATP)；Micron Separator和Turboplex(ATP)；TSPSeparator(Hosokawa Micron K.K.)；Elbow Jet(Nittetsu KogyoK.K.)、Dispersion Separator(Nippon Pneumatic Kogyo K.K.)、YMMicrocut(Yasukawa Shoji K.K.)。作為篩分裝置，Ultrasonic(KoeiSangyo K.K.)、Rezona Sieve和Gyrosifter(Tokuju Kosaku K.K.)、Ultrasonic System(Dolton K.K.)、Sonicreen(Shinto Kogyo K.K.)、Turboscreener(Turbo Kogyo K.K.)、Microshifter(Makino SangyoK.K.)和圓形振動篩。
以下參考圖16描述操作盒的一個實(shí)施方案。
該操作盒至少包括顯影裝置和(靜電潛像)圖像承載元件，它們被整體支撐以形成一個可拆卸地移動至成像裝置如復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、或傳真設(shè)備的主要組件上的單元(盒)。
圖16給出了一個操作盒B，包括顯影裝置709、鼓狀圖像承載元件(感光鼓707)、包括清潔葉片710a和廢調(diào)色劑儲器710b的清潔裝置710、和作為主充電裝置的接觸充電裝置708，它們都被整體支撐。
在該實(shí)施方案中，顯影裝置709包括其中包含磁性調(diào)色劑706的調(diào)色劑容器711、用于將磁性調(diào)色劑706供給至顯影室709A的調(diào)色劑加料元件709b、一半位于顯影室709A并與感光鼓707相對的顯影套筒709a、位于顯影套筒709a內(nèi)的固定磁體709c、位于顯影室709A中的調(diào)色劑攪拌元件、和與顯影套筒709a相對放置的作為調(diào)色劑層厚度調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)葉片709d。在顯影時，由偏壓應(yīng)用裝置(未示)將顯影偏壓施加到顯影套筒709a上，在顯影套筒709a和圖像承載元件707之間形成規(guī)定的電場。在該偏壓電場的作用下，承載在顯影套筒709a的一層中的磁性調(diào)色劑706轉(zhuǎn)移到圖像承載元件707上以進(jìn)行顯影。為了合適地進(jìn)行顯影步驟，顯影套筒709a與圖像承載元件707以規(guī)定間隙放置，且顯影套筒上的調(diào)色劑層厚度優(yōu)選控制成小于該規(guī)定間隙。
在圖16所示的實(shí)施方案中，顯影裝置709、圖像承載元件707、清潔裝置710和主充電裝置708被整體支撐以形成一個操作盒。但本發(fā)明的操作盒基本上可形成為至少包括兩個元件，即顯影裝置和圖像承載元件。因此，也可形成包括三個元件，即顯影裝置、圖像承載元件和清潔裝置；或顯影裝置、圖像承載元件和主充電裝置的操作盒，或形成進(jìn)一步包括另一元件的操作盒。
以下根據(jù)實(shí)施例來描述本發(fā)明，但這些實(shí)施例不應(yīng)理解為限定本
<實(shí)施例1>
包含72.5重量份苯乙烯、20重量份丙烯酸正丁基酯、7重量份馬來酸單正丁基酯和0.5重量份二乙烯基苯的苯乙烯-丙烯酸酯樹脂用作粘結(jié)劑樹脂。該苯乙烯-丙烯酸酯樹脂按照DSC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為58℃，酸值為23.0毫克KOH/克，數(shù)均分子量(Mn)為6300且重均分子量(Mw)為415000。將包括該苯乙烯-丙烯酸酯樹脂的調(diào)色劑成分配制如下。
苯乙烯-丙烯酸酯樹脂 100重量份磁性氧化鐵95重量份(D1＝0.20μm，SBET＝8.0m2/g，Hc＝3.7kA/m，σs＝82.3Am2/kg，σr＝4.0Am2/kg)聚丙烯蠟 4重量份(Tmp＝143℃，穿透＝0.5mm(25℃))電荷控制劑2重量份
(具有叔丁基取代基的偶氮化合物的Fe-配合物)使用受熱至130℃的雙螺桿擠出機(jī)將以上成分進(jìn)行熔體捏合，并隨后冷卻并用錘磨機(jī)粗粉碎。該粉碎的粉狀原料利用機(jī)械粉碎器(由Turbo Kogyo K.K.制造的“TURBOMILL”)進(jìn)行粉碎，該粉碎器在改型之后具有如圖3-5所示的結(jié)構(gòu)，包括分別包含碳鋼S45C的定子和轉(zhuǎn)子，表面涂有維卡硬度為1000的Ni-Cr自熔合金的耐磨層。轉(zhuǎn)子和定子以1.3毫米的間隙放置，且轉(zhuǎn)子以110m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)。粗粉碎的粉狀原料在加入至機(jī)械粉碎器之前暖至40℃，且粉碎在-8℃的入口溫度T1和55℃的出口溫度T2下進(jìn)行。將所得粉碎物進(jìn)行分級(由NittetsuKogyo K.K.制造的“ELBOW JET”)，該分級器具有如圖6所示的結(jié)構(gòu)，這樣回收調(diào)色劑顆粒1作為中等粉末級分，同時嚴(yán)格地去除粗粉末級分和細(xì)粉末級分。如此得到的調(diào)色劑顆粒1的BET比表面積(SBET)為1.00米2/克。
利用Henschel混合器，將100重量份的調(diào)色劑顆粒1與1.2重量份用二甲基硅油和六甲基二硅氮烷處理并具有SBET＝110米2/克和甲醇潤濕度(WMe)＝68％的憎水硅石細(xì)粉末共混得到磁性調(diào)色劑1。
磁性調(diào)色劑1的密度(d)為1.70克/厘米3，重均粒徑(D4)為6.8μm，且圓形度(Ci)分布包括，Ci≥0.900的數(shù)基百分?jǐn)?shù)(N％(Ci≥0.900))為95.1％且Ci≥0.950的數(shù)基百分?jǐn)?shù)(N％(Ci≥0.900))為74.2％。關(guān)于甲醇滴定透過率特性，磁性調(diào)色劑1在80％透過率下的甲醇濃度(CMeOH％(T＝80％))為68.0％且在20％透過率下的甲醇濃度(CMeOH％(T＝20％))為69％。上述數(shù)據(jù)和某些其它數(shù)據(jù)與以下描述的實(shí)施例和對比例一起在表2中給出。甲醇滴定透過率曲線在圖10中復(fù)制，且圖14給出了(N％(Ci≥0.950))(＝Y(jié))與D4(＝X)的關(guān)系以及以下描述的實(shí)施例和對比例的關(guān)系。
(成像試驗(yàn))將磁性調(diào)色劑1加入具有圖16所示結(jié)構(gòu)的操作盒中，然后將該盒裝入激光束打印機(jī)(由Canon K.K.制造的“LBP950”；操作速度＝144.5毫米/秒，對應(yīng)于32張A4尺寸的側(cè)向紙頁/分鐘)中，在低溫/低濕環(huán)境(LT/LH＝15℃/10％RH)、常溫/常濕環(huán)境(NT/NH＝23℃/60％RH)和高溫/高濕環(huán)境(HT/HH＝32.5℃/80％RH)中進(jìn)行連續(xù)成像試驗(yàn)。成像性能根據(jù)以下項(xiàng)目進(jìn)行評估，且評估結(jié)果與以下描述的實(shí)施例和對比例一起包含性地在表3中給出。
(1)圖像密度在相應(yīng)環(huán)境中，按照一種包括在2頁上印刷并暫停2頁時間的周期的間歇模式，在20000張A4尺寸的普通紙頁(75克/米2)上進(jìn)行連續(xù)成像試驗(yàn)，并通過Macbeth反射密度計(jì)(由Macbeth公司制造)測定在第1和第20000頁上的圖像密度。
(2)霧在LT/LH環(huán)境中在第20000張普通紙頁(75克/米2)上用于復(fù)制白色實(shí)心圖像的印刷圖像用反射計(jì)(“TC-6DS”，由Tokyo Denshoku K.K.制造)測量白度，然后將測得的白度(％)減去按照相同方式測定的空白普通紙的白度(％)，得到霧度(％)。較大的霧值表示較大程度的霧。
(3)負(fù)鬼影在LT/LH環(huán)境中，在第10000頁上印刷時評估負(fù)鬼影。使用如圖7所述的試驗(yàn)圖案。更具體地說，交替黑色和白色條紋的圖案在普通紙(75克/米2)的第一部分上復(fù)制一個感光鼓旋轉(zhuǎn)圓周的長度，然后將實(shí)心中間色圖像(由一個點(diǎn)寬度(42μm)的側(cè)向黑色線和兩個點(diǎn)寬度(84μm)的側(cè)向白色線組成)在普通紙的隨后部分上復(fù)制。然后，在對應(yīng)于第二旋轉(zhuǎn)圓周的復(fù)制中間色圖像部分(即，剛好在得到條紋圖案的第一旋轉(zhuǎn)圓周之后)中，測定緊隨黑色條紋圖像的部分(圖7中的“1”)的反射圖像密度并減去緊隨白色條紋圖像的部分(圖7中的“2”)的反射圖像密度，得到密度差ΔD。即，ΔD＝在“2”處的密度-在“1”處的密度。
根據(jù)密度差的值，負(fù)鬼影水平按照以下標(biāo)準(zhǔn)評估。
A0.0≤ΔD＜0.02
B0.02≤ΔD＜0.04C0.04≤ΔD＜0.06D0.06≤ΔD＜0.08E0.08≤ΔD(4)點(diǎn)復(fù)制性(點(diǎn))在NT/NH環(huán)境中連續(xù)印刷20000頁之后，印刷一個西洋跳棋圖案(包括100個分別為80μm×50μm的黑點(diǎn))，然后按照以下標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)部分或完全缺少的點(diǎn)的數(shù)目評估點(diǎn)復(fù)制性。
A最高2個缺少的點(diǎn)/100個點(diǎn)B3-5個缺少的點(diǎn)/100個點(diǎn)C6-10個缺少的點(diǎn)/100個點(diǎn)D11個或更多的缺少的點(diǎn)/100個點(diǎn)(5)白色條紋白色條紋(如圖9所示)往往出現(xiàn)在印刷起始階段，尤其是在低溫/低濕環(huán)境中。因此，將中間色圖像在第5頁、第100頁、和第500頁上印刷，然后按照以下標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)是否存在白色條紋來評估該中間色圖像。
A沒有觀察到或僅在第5頁上觀察到白色條紋。
B在第5和第100頁上觀察到而沒有在第500頁上觀察到白色條紋。
C在第5、第100和第500頁上都觀察到白色條紋。
<實(shí)施例2>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒2和磁性調(diào)色劑2，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝90m/s，T1＝-10℃和T2＝+54℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒2具有SBET＝0.96米2/克；且磁性調(diào)色劑2具有d＝1.70g/cm3，D4＝9.0μm，N％(Ci≥0.900)＝92.1％，N％(Ci≥0.950)＝63.2％，CMeOH％(T＝80％)＝67.0％，CMeOH％(T＝20％)＝69％.
<實(shí)施例3>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒3和磁性調(diào)色劑3，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝-13℃和T2＝+52℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒3具有SBET＝1.05米2/克；且磁性調(diào)色劑3具有d＝1.70g/cm3，D4＝7.6μm，N％(Ci≥0.900)＝94.8％，N％(Ci≥0.950)＝68.3％，CMeOH％(T＝80％)＝66.2％，CMeOH％(T＝20％)＝67.7％.
<實(shí)施例4>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒4和磁性調(diào)色劑4，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝-5℃和T2＝+58℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒4具有SBET＝0.82米2/克；且磁性調(diào)色劑4具有d＝1.70g/cm3，D4＝6.2μm，N％(Ci≥0.900)＝96.6％，N％(Ci≥0.950)＝78.8％，CMeOH％(T＝80％)＝71.2％，CMeOH％(T＝20％)＝72.7％.
<實(shí)施例5>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒5和磁性調(diào)色劑5，只是磁性氧化鐵的量減至70重量份/100重量份粘結(jié)劑樹脂，機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝100m/s、T1＝-15℃和T2＝+53℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒5具有SBET＝1.03米2/克；且磁性調(diào)色劑5具有d＝1.50g/cm3，D4＝8.2μm，N％(Ci≥0.900)＝92.9％，N％(Ci≥0.950)＝63.8％，CMeOH％(T＝80％)＝72.3％，CMeOH％(T＝20％)＝74.4％.
<實(shí)施例6>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒6和磁性調(diào)色劑6，只是磁性氧化鐵的量增至140重量份/100重量份粘結(jié)劑樹脂，機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝120m/s、T1＝-10℃和T2＝+54℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒6具有SBET＝1.20米2/克；且磁性調(diào)色劑6具有d＝2.00g/cm3，D4＝5.2μm，N％(Ci≥0.900)＝98.5％，N％(Ci≥0.950)＝86.2％，CMeOH％(T＝80％)＝65.4％，CMeOH％(T＝20％)＝66.8％.
<實(shí)施例7>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒7和磁性調(diào)色劑7，只是磁性氧化鐵的量減至40重量份/100重量份粘結(jié)劑樹脂，機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝-15℃和T2＝+55℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒7具有SBET＝1.11米2/克；且磁性調(diào)色劑7具有d＝1.30g/cm3，D4＝6.7μm，N％(Ci≥0.900)＝95.5％，N％(Ci≥0.950)＝76.8％，CMeOH％(T＝80％)＝73.9％，CMeOH％(T＝20％)＝78.1％.
<實(shí)施例8>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒8和磁性調(diào)色劑8，只是磁性氧化鐵的量增至200重量份/100重量份粘結(jié)劑樹脂，機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝90m/s、T1＝-10℃和T2＝+56℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒8具有SBET＝1.03米2/克；且磁性調(diào)色劑8具有d＝2.20g/cm3，D4＝6.6μm，N％(Ci≥0.900)＝96.3％，N％(Ci≥0.950)＝77.6％，CMeOH％(T＝80％)＝70.1％，CMeOH％(T＝20％)＝77.2％.
<實(shí)施例9>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒9和磁性調(diào)色劑9，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝90m/s、T1＝-3℃和T2＝+60℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒9具有SBET＝0.70米2/克；且磁性調(diào)色劑9具有d＝1.70g/cm3，D4＝9.6μm，N％(Ci≥0.900)＝97.3％，N％(Ci≥0.950)＝87.3％，CMeOH％(T＝80％)＝70.7％，CMeOH％(T＝20％)＝78.1％.
<實(shí)施例10>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒10和磁性調(diào)色劑10，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝120m/s、T1＝-10℃和T2＝+53℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒10具有SBET＝1.30米2/克；且磁性調(diào)色劑10具有d＝1.70g/cm3，D4＝5.1μm，N％(Ci≥0.900)＝95.0％，N％(Ci≥0.950)＝89.1％，CMeOH％(T＝80％)＝63.6％，CMeOH％(T＝20％)＝69.5％.
<實(shí)施例11>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒11和磁性調(diào)色劑11，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝120m/s、T1＝-15℃和T2＝+54℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒11具有SBET＝1.21米2/克；且磁性調(diào)色劑11具有d＝1.70g/cm3，D4＝4.5μm，N％(Ci≥0.900)＝98.1％，N％(Ci≥0.950)＝94.2％，CMeOH％(T＝80％)＝74.1％，CMeOH％(T＝20％)＝78.2％.
<實(shí)施例12>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒12和磁性調(diào)色劑12，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)檗D(zhuǎn)子圓周速度＝90m/s、T1＝-15℃和T2＝+53℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒12具有SBET＝0.76米2/克；且磁性調(diào)色劑12具有d＝1.70g/cm3，D4＝11.0μm，N％(Ci≥0.900)＝91.9％，N％(Ci≥0.950)＝63.7％，CMeOH％(T＝80％)＝62.3％，CMeOH％(T＝20％)＝67.7％.
<實(shí)施例13>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒13和磁性調(diào)色劑13，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝-5℃和T2＝+60℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒13具有SBET＝0.91米2/克；且磁性調(diào)色劑13具有d＝1.70g/cm3，D4＝7.0μm，N％(Ci≥0.900)＝97.6％，N％(Ci≥0.950)＝88.3％，CMeOH％(T＝80％)＝75.0％，CMeOH％(T＝20％)＝76.0％.
<對比例1>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒14和磁性調(diào)色劑14，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝-27℃和T2＝+38℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒14具有SBET＝1.30米2/克；且磁性調(diào)色劑14具有d＝1.70g/cm3，D4＝6.9μm，N％(Ci≥0.900)＝94.6％，N％(Ci≥0.950)＝72.0％，CMeOH％(T＝80％)＝62.8％，CMeOH％(T＝20％)＝66.2％.
<對比例2>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒15和磁性調(diào)色劑15，只是機(jī)械粉碎器條件變?yōu)門1＝+5℃和T2＝+65℃，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒15具有SBET＝0.72米2/克；且磁性調(diào)色劑15具有d＝1.70g/cm3，D4＝6.0μm，N％(Ci0.900)＝95.8％，N％(Ci≥0.950)＝78.0％，CMeOH％(T＝80％)＝71.3％，CMeOH％(T＝20％)＝76.5％.
<對比例3>
重復(fù)實(shí)施例1的調(diào)色劑生產(chǎn)工藝直至用錘磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎。粉碎的粉狀原料利用一種噴射氣流型碰撞氣動粉碎器進(jìn)行粉碎，然后將粉碎物用機(jī)械沖擊型表面改性器機(jī)器(由Nara Kikai Seisakusho K.K.制造的“HYBRIDIZER”)進(jìn)行表面改性。所得粉狀產(chǎn)物利用一個固定壁型氣動分級器進(jìn)行分級，得到調(diào)色劑顆粒，利用多路分級器(由Nittetsu Kogyo K.K.制造的“ELBOW JET”)進(jìn)一步進(jìn)行分級以去除超細(xì)粉末級分和粗粉末級分，回收調(diào)色劑顆粒16，后者按照實(shí)施例1的相同方式與相同的憎水硅石細(xì)粉末進(jìn)行共混，得到磁性調(diào)色劑16。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒16具有SBET＝0.80米2/克；且磁性調(diào)色劑16具有d＝1.70g/cm3，D4＝6.7μm，N％(Ci≥0.900)＝95.5％，N％(Ci≥0.950)＝76.0％，CMeOH％(T＝80％)＝63.2％，CMeOH％(T＝20％)＝64.7％.
甲醇滴定透過率曲線在圖11中復(fù)制。
磁性調(diào)色劑16按照實(shí)施例1的相同方式評估成像性能。
<對比例4>
按照對比例3的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒17和磁性調(diào)色劑17，只是省略用沖擊型表面改性器機(jī)器(“HYBRIDIZER”)進(jìn)行的表面改性。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒17具有SBET＝1.70米2/克；且磁性調(diào)色劑17具有d＝
1.70g/cm3，D4＝5.8μm，N％(Ci≥0.900)＝89.6％，N％(Ci≥0.950)＝70.6％，CMeOH％(T＝80％)＜60％，CMeOH％(T＝20％)＝61.8％.
甲醇滴定透過率曲線在圖12中復(fù)制。
<對比例5>
重復(fù)實(shí)施例1的調(diào)色劑生產(chǎn)工藝直至用錘磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎。粉碎的粉狀原料利用一種碰撞氣動粉碎器進(jìn)行粉碎，在300℃下用熱空氣流進(jìn)行熱處理并隨后分級得到調(diào)色劑顆粒18，后者按照實(shí)施例1的相同方式與相同的憎水硅石細(xì)粉末進(jìn)行共混，得到磁性調(diào)色劑18。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒18具有SBET＝0.65米2/克；且磁性調(diào)色劑18具有d＝1.70g/cm3，D4＝7.0μm，N％(Ci≥0.900)＝97.0％，N％(Ci≥0.950)＝78.0％，CMeOH％(T＝80％)＝80.2％，CMeOH％(T＝20％)＝82.1％.
甲醇滴定透過率曲線在圖13中復(fù)制。
磁性調(diào)色劑18按照實(shí)施例1的相同方式評估成像性能。
<對比例6>
磁性調(diào)色劑19通過將100重量份在對比例4中制成的調(diào)色劑顆粒17與高憎水性硅石細(xì)粉末而不是用于對比例4的憎水硅石細(xì)粉末(即，用于實(shí)施例1的那種)進(jìn)行共混而制備。該高憎水性硅石細(xì)粉末可通過用六甲基二硅氮烷和粘度為100厘沲(在25℃下)的二甲基硅油進(jìn)行憎水化處理而制成，且所得甲醇滴定透過率曲線(按照調(diào)色劑的相同方式而得到)表現(xiàn)出在72％體積甲醇濃度下的97％透過率、在74％體積甲醇濃度下的93％透過率、在75％體積甲醇濃度下的90％透過率和在76％體積甲醇濃度下的86％透過率。
磁性調(diào)色劑19具有CMeOH％(T＝80％)＝61.1％，CMeOH％(T＝20％)＝64.3％.
<對比例7>
按照實(shí)施例1的相同方式制備和評估調(diào)色劑顆粒20和磁性調(diào)色劑20，只是將粗粉碎的粉狀原料在20℃下加入機(jī)械粉碎器而沒有事先暖熱，并調(diào)節(jié)分級條件。
結(jié)果，調(diào)色劑顆粒20具有SBET＝1.20米2/克；且磁性調(diào)色劑20具有d＝1.70g/cm3，D4＝6.7μm，N％(Ci≥0.900)＝94.8％，N％(Ci≥0.950)＝73.1％，CMeOH％(T＝80％)＝63.9％，CMeOH％(T＝20％)＝65.8％.
表1
表2
表權(quán)利要求
1.一種磁性調(diào)色劑，包含分別至少包含粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑顆粒；其中所述磁性調(diào)色劑在甲醇/水混合物液體中的潤濕度特性使得它對波長780納米的光在65-75％甲醇濃度下表現(xiàn)出80％的透過率和在66-76％甲醇濃度下表現(xiàn)出20％的透過率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁性調(diào)色劑，其中所述磁性調(diào)色劑的重均粒徑X為4.5-11.0μm，而且對于其中的2μm或更大的顆粒，包含至少90％數(shù)目的按照下式(1)的圓形度Ci至少為0.900的顆粒Ci＝Lo/L (1)其中L表示單個顆粒的投影圖像的圓周長度，且L0表示具有作為投影圖像的相同區(qū)域的圓的圓周長度；且在3μm或更大的顆粒內(nèi)，該磁性調(diào)色劑包含數(shù)基百分?jǐn)?shù)Y(％)的Ci≥0.950的顆粒Y≥X-0.645×exp5.51 (2)
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁性調(diào)色劑，其中所述磁性調(diào)色劑顆粒的BET比表面積為0.7-1.3米2/克。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁性調(diào)色劑，其中所述磁性調(diào)色劑的密度為1.3-2.2克/厘米3。
5.一種可拆卸地安裝至成像裝置的主要組件上的操作盒，包括至少一個用于在其上承載靜電潛像的圖像承載元件、和一個包含磁性調(diào)色劑的顯影裝置，所述裝置使用所述磁性調(diào)色劑顯影所述圖像承載元件上的靜電潛像以形成調(diào)色劑圖像；其中所述磁性調(diào)色劑包括分別至少包含粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑顆粒；且所述磁性調(diào)色劑在甲醇/水混合物液體中的潤濕度特性使得它對波長780納米的光在65-75％甲醇濃度下表現(xiàn)出80％的透過率和在66-76％甲醇濃度下表現(xiàn)出20％的透過率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的操作盒，其中所述磁性調(diào)色劑的重均粒徑X為4.5-11.0μm，而且對于其中的2μm或更大的顆粒，包含至少90％數(shù)目的按照下式(1)的圓形度Ci至少為0.900的顆粒Ci＝Lo/L (1)其中L表示單個顆粒的投影圖像的圓周長度，且L0表示具有作為投影圖像的相同區(qū)域的圓的圓周長度；且在3μm或更大的顆粒內(nèi)，該磁性調(diào)色劑包含數(shù)基百分?jǐn)?shù)Y(％)的Ci≥0.950的顆粒Y≥X-0.645×exp5.51 (2)
7.根據(jù)權(quán)利要求5的操作盒，其中所述磁性調(diào)色劑顆粒的BET比表面積為0.7-1.3米2/克。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的操作盒，其中所述磁性調(diào)色劑的密度為1.3-2.2克/厘米3。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的操作盒，其中所述操作盒進(jìn)一步包括一個用于表面清潔所述圖像承載元件的清潔裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的操作盒，其中所述顯影裝置包括用于承載和傳送其上的磁性調(diào)色劑層的調(diào)色劑承載元件，且所述調(diào)色劑承載元件與所述圖像承載元件以一定間隙放置，使得所述調(diào)色劑承載元件上的磁性調(diào)色劑層厚度小于該間隙。
全文摘要
一種磁性調(diào)色劑由分別至少包含粘結(jié)劑樹脂和磁性氧化鐵的磁性調(diào)色劑顆粒形成。該磁性調(diào)色劑通過實(shí)現(xiàn)磁性氧化鐵的一種合適表面暴露狀態(tài)而具有改進(jìn)的顯影性能,表現(xiàn)為所述磁性調(diào)色劑在甲醇/水混合物液體中的潤溫度特性,使得它對波長780納米的光在65－75%甲醇濃度下表現(xiàn)出80%的透過率和在66－76%甲醇濃度下表現(xiàn)出20%的透過率。
文檔編號G03G9/083GK1375747SQ0210755
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者平塚香織, 谷川博英, 小沼努, 大久保信之, 中西恒雄 申請人:佳能株式會社