電子照相用帶正電色調劑及其製造方法
2023-06-08 17:30:01
專利名稱：電子照相用帶正電色調劑及其製造方法
技術領域：
本發明涉及用於以電子照相方式形成圖像的裝置等的靜電潛像顯像用色調劑，特別涉及電子照相用帶正電色調劑及其製造方法。
背景技術：
在顯像工序中，把用於給以電子照相方式的靜電複印機、印表機等的靜電潛像顯像用的色調劑送到經過前面工序的帶電、曝光等工序而形成的感光體表面上的靜電潛像上，使之成為可視的圖像。在後面的轉印工序中，這樣的色調劑像由感光體表面上轉印到轉印媒介(使用的紙張等)上以後，在定影工序中進行定影，以在轉印媒介(使用的紙張等)上印刷成為印字圖像形式的狀態輸送到紙上。通常，上述顯像工序大致分為組合使用色調劑和載體的雙組分顯像方式和單獨使用色調劑的單組分顯像方式。
在上述顯像方式中使用的各種色調劑，一般在由含有天然樹脂的熱塑性樹脂組成的粘結樹脂中，通過熱熔融混煉將作為著色劑的碳黑、顏料等進行分散以後，經過乾式粉碎成為微粒子狀來使用。比如，在以苯乙烯-丙烯酸酯共聚物為主要成分的粘結樹脂中，在捏合機、擠塑機和密煉機等攪拌機中混合分散以後，成為5～20μm左右微粉碎粒子的色調劑。在上述的混合分散時，使用含有磁鐵礦等的磁性粉末而成為磁性色調劑。
在上述顯像方式中使用的任何一種色調劑，與在形成靜電潛像前的感光體表面上帶有正電或負電的極性相對應，有必要賦予並保持帶正電或帶負電的極性。為此賦予電荷的能力，可利用作為色調劑構成成分的粘結樹脂和著色劑等材料固有的摩擦帶電性能，但一般由上述材料的固有摩擦帶電性得到的帶電量大多過小，因此只通過上述摩擦帶電顯像形成的圖像容易產生背景汙染而不鮮明。實際上為了賦予色調劑以形成良好的圖像所必需的摩擦帶電性，一般特別添加容易賦予帶電性能的染料、顏料以及經過特別調節的有機化合物等稱為帶電調節劑的物質。對於這樣的帶電調節劑，是與賦予正電極性和負電極性的帶電性能相對應的材料，各種各樣都是已知的。
其中，作為帶正電的調節劑，歷來使用各種連氮化合物、苯胺黑系染料、三苯基甲烷系染料、酞菁系染料等色素和季銨鹽化合物和含有季銨鹼或胺基的樹脂等公知的材料。這些帶電調節劑，通常多作為單體使用。其中，上述苯胺黑系染料的帶正電調節劑，歷來大多單獨使用，但由於其化學結構複雜，作為物質的化學穩定性不佳，由於熱熔融混煉時發熱的主要原因和由摩擦產生的機械衝擊等主要原因，容易發生化學分解或者變質，降低了帶電穩定性，妨礙了帶電性能，不能發揮本來的賦予電荷的性能而成為問題。
在以上述季銨鹽化合物和含有季銨鹼或胺基等帶正電官能團的高分子化合物(樹脂)作為帶電調節劑的情況下，沒有如上述染料系那樣的在熱熔融混煉時發生的問題，但由於其摩擦帶電性低於前者，為了達到在單獨形成良好圖像時所必需的帶電量而要添加的帶電調節劑的量就必須增加。因此，如果特別是上述樹脂系的帶電調節劑的添加量過多的話，就會出現使耐粘髒性受損等問題，其添加量的調節極為困難。關於這些帶電調節劑，在如下所述的專利文獻中有詳細的記載。
通常，作為粘結樹脂經常使用的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物或聚酯樹脂，在顯像工序中由樹脂自身摩擦的帶電性一般表現為帶負電，因此，由於添加的帶正電調節劑的作用，調節為在整體上帶正電的色調劑的關係，不用說賦予色調劑帶正電的能力比賦予其帶負電的能力更加充分而穩定。比如，在連續印刷使用時，由於帶電調節劑相繼從色調劑中脫離等原因，容易發生帶電狀況的惡化，其結果就是由於印字的濃度降低、背景汙染等畫面缺陷或者由於帶電惡化而致使發生色調劑在感光體上所謂的成膜現象而成為問題。如此通過乾式粉碎添加歷來的帶電調節劑而形成的色調劑，特別是帶正電的調節劑，從長期保持穩定的賦予帶正電性能的觀點出發，不得不說是不夠充分的。
特別是近年來，為了與電子照相方式的複印機、印表機等高品質化的畫面相對應，在上述電子照相裝置中使用的色調劑正趨於小顆粒度化。在歷來的上述乾式粉碎法當中，產生了伴隨小顆粒度化出現的流動性下降、帶電性不均勻等，由此產生了畫面質量下降、轉印效果降低等問題。為了解決這些問題，開發了通過粘結樹脂的懸浮聚合或乳化聚合進行的溼式造粒法，得到即使是小顆粒度化的色調劑其流動性也不會降低的產品，而且已經實用化。
專利文獻1特開昭62-210472號公報專利文獻2特開昭63-60458號公報專利文獻3特開平3-80259號公報專利文獻4特開平5-119509號公報專利文獻5特開平11-241353號公報專利文獻6特開平11-242360號公報專利文獻7特開平2000-214633號公報專利文獻8特開平2001-92188號公報但是，對於這樣的溼式造粒法，在造粒時添加的表面活性劑、聚合引發劑等雜質容易殘留在造粒後的色調劑中，大多會對帶電性和絕緣性等帶來不良的影響。特別是由於能夠使用上述溼式聚合造粒法的粘結樹脂的限制，樹脂的選擇性很窄。產生其分子量分布的自由度也受到限制的問題。
另外，已知在歷來的乾式粉碎法當中，要把混煉粉碎分級後的色調劑導入熱風氣流中，由於粒子的表面會熔融形成球狀，解決了上述的流動性降低等問題，但此方法的問題是伴隨著如上所述的色調劑表面熔融而造成的球狀化，使得色調劑的帶電量降低。這就是說，由於色調劑表面的熔融，在表面上存在而露出的帶電調節劑被熔融的樹脂覆蓋使帶電性能降低。
發明內容
鑑於如上所述的問題，本發明提供了電子照相用帶正電色調劑及其製造方法，即使混煉粉碎分級後的色調劑在熱風氣流中由於粒子表面熔融而形成球狀，該帶電調節劑也不會被覆蓋從而其帶電能力不會降低，因此具有形成良好圖像所必需的摩擦帶電性能，其轉印效率優異，帶電上升性能和連續印刷後的帶電穩定性都很優異。
按照本發明，在含有以粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑作為主要成分材料，經過熱處理而進行了球狀化處理的芯色調劑和至少以二氧化矽的微粒子作為外添加劑的電子照相用帶正電色調劑中，由於形成了其中上述帶電調節劑含有以季銨鹼作為官能團的樹脂和苯胺黑系染料的電子照相用帶正電色調劑，從而實現了上述的目的。
按照本發明第2方面的電子照相用帶正電色調劑，優選為相對於100重量份的粘結樹脂，帶電調節劑含有2～10重量份的以季銨鹼作為官能團的樹脂和0.5～5重量份的苯胺黑系染料。
按照本發明第3方面的電子照相用帶正電色調劑，優選為以季銨鹼作為官能團的樹脂以含有如下通式(1)表示的重複單元和以如下通式(2)表示的重複單元的苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂為主要成分(這裡，式中的R1、R2表示氫原子或甲基，R3表示亞烷基，R4、R5、R6分別表示烷基，如下通式(1)表示的重複單元佔65～97重量％，如下通式(2)表示的重複單元佔35～3重量％，而且重均分子量為2,000～10,000)。
按照本發明第4方面的電子照相用帶正電色調劑，優選為粘結樹脂以苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂為主要成分。
按照本發明第5方面的電子照相用帶正電色調劑，優選為相對於100重量份的粘結樹脂，含有3～6重量份的其pH值在8.0以上的碳黑作為著色劑。
按照本發明第6方面的電子照相用帶正電色調劑的製造方法，其中在製造電子照相用帶正電色調劑時，將粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑作為主要成分材料混合攪拌後，進行熱熔融混煉得到的混煉物粉碎、分級作為芯色調劑，將此芯色調劑由熱風處理進行球狀化以後，至少與作為外添加劑的二氧化矽微粒子混合，從而達到如上所述的目的。
按照本發明，可提供一種電子照相用帶正電色調劑及其製造方法，其中在包括含有粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑作為主要成分材料，經過熱處理進行球狀化處理得到的芯色調劑和至少以二氧化矽微粒子作為外添加劑的電子照相用色調劑中，由於其帶電調節劑含有以季銨鹼作為官能團的樹脂和苯胺黑系染料，即使將混煉粉碎分級後的色調劑在熱風氣流中使粒子表面熔融而球狀化，也不會由於帶電調節劑被覆蓋而降低帶電能力，具有形成良好圖像所必需的摩擦帶電性能，轉印效率優異，其帶電增加性能和連續印刷後的帶電穩定性優異。
圖1是涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑的球狀化處理裝置的概略截面圖；圖2是球狀化處理前的電子照相用帶正電色調劑的掃描電子顯微鏡照相圖；圖3是涉及本發明的球狀化處理後電子照相用帶正電色調劑的掃描電子顯微鏡照相圖。
符號說明1送風機；2熱風發生器；3粉末定量供給器；4噴射噴嘴；5色調劑發送裝置；6發送噴嘴；7第一旋風分離器；8第二旋風分離器；9色調劑收集器；101空氣；102空氣；103高溫高壓空氣；104空氣；105空氣。
具體實施例方式
下面使用附圖詳細說明本發明的電子照相用帶正電色調劑。本發明只要不超出其要旨，並不限於所說明的實施例。圖1是涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑進行球狀化處理的處理裝置的概略截面圖。圖2是涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑在處理前階段的掃描電子顯微鏡照相圖(800倍)。圖3是涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑在球狀化處理後的掃描電子顯微鏡照相圖(800倍)。
本發明的電子照相用帶正電色調劑，是以粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑為主要成分材料，將把這些材料混合攪拌後經過熱熔融混煉得到的混煉物粉碎、分級得到的芯色調劑進行球狀化處理，然後為了進一步提高色調劑的流動性，再與二氧化矽微粒子等外添加劑混合而得到的。下面依次說明上述的粘結樹脂、蠟、著色劑和帶電調節劑等各種材料。
(粘結樹脂)作為在本發明中使用的粘結樹脂，可利用歷來作為粘結樹脂是已知的固定性能良好的通用熱塑性樹脂作為主要成分的樹脂。可以舉出比如聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂、環氧樹脂、氯乙烯樹脂、醋酸乙烯樹脂等樹脂，它們可以單獨或者兩種以上混合，或者以兩種以上的共聚樹脂作為主要成分。特別是苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂，在涉及如下所述的本發明的帶電調節劑以苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂作為基礎料的情況下，由於相容性優異，在色調劑反覆使用時防止帶電調節劑脫離的效果良好，所以是優選的。比如，在使用苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂的情況下，為了滿足色調劑的良好固定性和耐粘髒性這兩個方面，優選其重均分子量在2,000～90,0000範圍內，在幾千的低分子量和幾十萬的高分子量區域都具有峰值分布的樹脂。
(蠟)在本發明的電子照相用帶正電色調劑中，含有以提高耐粘髒性為目的的蠟。作為這樣的蠟，可以利用聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、蜂蠟、巴西棕櫚蠟等公知的蠟類，相對於100重量份粘結樹脂，蠟的添加量優選在1～7重量份的範圍內。在不滿1重量份的情況下，耐粘髒性不好，多於7重量份時色調劑的粒子容易互相粘結。
(著色劑)在本發明的電子照相用帶正電色調劑中所包含的著色劑中，可以單獨或混合使用碳黑、燈黑、鐵黑以及其它公知的染料或顏料。以碳黑為著色劑時，相對於100重量份粘結樹脂，其用量優選在3～6重量份的範圍內。
供涉及本發明的色調劑使用的碳黑，已明確知道當其pH值在8.0以上的鹼性時，摩擦帶電的極性顯示正極性。碳黑的pH值在其糊狀物下測定。主要受到在碳黑表面的氧含量或混合存在的灰份(金屬氧化物和其它殘留物)量的影響，已知一般槽黑是酸性的，爐黑是中性到鹼性的。
(帶電調節劑)在本發明的電子照相用帶正電色調劑中所含的帶電調節劑同時使用具有以季銨鹼為官能團的樹脂和苯胺黑系染料。前者的樹脂可以使用在特開昭63-60458中詳細敘述的帶正電調節劑。如在上述專利中所述，此樹脂(共聚物)的重均分子量Mw是2,000～10,000。如果重均分子量Mw小於2,000，在高溫高溼的環境下帶電量大大降低，在固定時容易發生粘髒。如果大於10,000，與粘結樹脂的相容性變差，難以達到均勻的分散。在本發明中特別優選的重均分子量Mw是3,000～8,000。並且，該樹脂的粘度對與粘結樹脂的混煉性、固定性都有影響，在130℃的粘度優選為50～10,000泊，特別希望是100～5,000泊。這樣的樹脂在色調劑中的含量是，相對於100重量份的粘結樹脂，優選為2～10重量份。如果少於2重量份，難以達到形成良好圖像所必需的帶電量，色調劑具有飛散嚴重的缺點。而如果超過10重量份，其耐環境性降低，相容性降低，容易產生粘髒等問題。作為這樣的以季銨鹼作為官能團的樹脂，優選藤倉化成公司的商品名為アクリベ一スFCA-201-PS的帶電調節劑。
後者的苯胺黑系染料是一種黑色系的染料，是歷來作為帶電調節劑所公知的物質，由多種連氮化合物的混合物組成。在色調劑中這種染料的含量，相對於100重量份的粘結樹脂優選為0.5～5重量份。如果少於0.5重量份，難以達到形成良好圖像所必需的帶電量，如果多於5重量份，容易與色調劑脫離，使帶電量不穩定。除了如上所述的粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑等主要成分材料以外，根據需要出於提高色調劑粒子硬度的目的，也可以加入少量的結晶性磁性材料。
作為涉及本發明的帶電調節劑，此外還能夠使用脂肪酸改性的苯胺黑系染料、含金屬的苯胺黑系染料、含金屬的脂肪酸改性苯胺黑系染料、水楊酸的鉻絡合物、季銨鹽化合物等。
(外添加劑)在本發明中作為外添加劑，根據需要可在色調劑中適當地添加四氟乙烯微粒子、硬脂酸鋅、氧化鈦等之類的潤滑劑、氧化鈰、碳化矽等研磨劑、疏水性矽等流動性賦予劑、碳黑、氧化錫等導電性賦予劑。在本發明的色調劑中，如上所述為了改善上述芯色調劑的流動性不足要進行球狀化處理，但為了形成良好的圖像，特別是由於有必要提高流動性，至少要混合能夠提高流動性的疏水性矽作為外添加劑。
實施例(實施例1)下面具體說明本發明的電子照相用帶正電色調劑及其製造方法，同時通過對涉及本發明的實施例和不屬於本發明的比較例分別進行評價來說明涉及本發明的色調劑的優點。在下面的說明中，「份」都是以重量份表示。
(粘結樹脂)苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物(三井化學社製造，CPR 250) 100份(蠟)低分子量聚乙烯(三井化學社製造ハイワツクスNP-055) 5份(著色劑)碳黑(キヤボツト社製造リ一ガル330R) 6份(帶電調節劑)苯胺黑系染料(オリエント化學社製造ボントロンN-01)2份具有季銨鹼作為官能團的樹脂(藤倉化成社製造的アクリルベ一スFCA-201-PS) 3份(ハイワツクス、リ一ガル、ボントロンアクリベ一ス是各自的註冊商標)。
將由以上組成的混合材料在Henschel混合機中充分混合攪拌後，在雙軸擠塑機中進行熱熔融混煉，將得到的混煉物冷卻到室溫以後，經過粗粉碎、粉碎分級，達到平均體積顆粒度為10μm，顆粒度分布為5～20μm的黑色未球狀化處理的芯色調劑。此未球狀化處理的芯色調劑的掃描電子顯微鏡照相如在圖2中所示。可以看出如圖2所示的未處理的色調劑本身的流動性是極差的。如在圖2中可以看出的，其原因可認為是各個粒子具有稜角的緣故。
下面說明將上述未球狀化處理的色調劑進行球狀化處理的方法。如圖1的涉及本發明電子照相用帶正電色調劑球狀化處理裝置的概略截面圖所示，將由送風機1送出的空氣102導入熱風發生器2中，溫度為400℃，熱風量為0.2～0.3m3/min的熱風103經過導入管2-1，由熱風噴射噴嘴4射入第一旋風分離器7中。另外，未處理的色調劑粒子10由粉末定量供給器3被預定量的高壓空氣101輸送，送到色調劑發送裝置5中，由高壓空氣的壓力經過發送噴嘴6發送到第一旋風分離器7中。發送出來的色調劑粒子10與調節到如上所述溫度的熱風103瞬時接觸，均勻地被加熱處理進行球狀化。經過加熱處理而球狀化的色調劑粒子10直接被冷卻空氣104冷卻，不會附著在裝有冷卻水循環夾套7-1的第一旋風分離器7的內壁上，同時在粒子之間互相不凝結的狀態下經過導入管送入裝有冷卻水循環夾套8-1的第二旋風分離器8中，此時球狀化處理的色調劑被捕集到色調劑收集器9中。冷卻空氣105從第二旋風分離器8的上部開口抽到在圖上沒有顯示的袋濾器中。如在圖3中所示的經過熱處理的球狀化色調劑成為在所見到的各個粒子上沒有稜角的球狀，可明白色調劑的流動性得到了改善。但是還不能說流動性的改善就達到了形成良好的圖像所必需的程度。
按照涉及本發明的色調劑球狀化處理，由於作為帶電調節劑同時使用了以季銨鹼為官能團的樹脂和苯胺黑系染料，所以不會象歷來的球狀化處理後的色調劑那樣，由於伴隨著帶電調節劑的球狀化的熱處理使表面熔融，引起覆蓋到粘結樹脂上，從而造成賦予帶電能力的降低。這就是說，在本發明的色調劑中，帶電調節劑一方是樹脂，作為此帶電調節劑的樹脂，在球狀化處理以前就附著覆蓋在作為色調劑核的粘結樹脂的表面上，在球狀化處理時即使由於熱處理，作為帶電調節劑的樹脂也就是達到原先熔融與粘結樹脂融接的程度，作為帶電調節劑的樹脂還是在色調劑的表面上，不會覆蓋住粘結樹脂，就能夠有效地起著賦予帶電的作用。反之，作為帶電調節劑的樹脂牢固地被固定，賦予帶電的能力就得以長期的穩定化。
但是，考慮到由於作為涉及本發明的帶電調節劑的樹脂，起保持的賦予帶電的能力與苯胺黑系染料相比是相當的低，單獨大量添加此樹脂時會發生新的問題，因此與賦予帶電能力高的苯胺黑系染料同時使用效果就會增大，於是就實現了本發明。
相對於100份由上述球狀化處理得到的球狀化色調劑，在20L容量的Henschel混合機中在1800rpm下，將0.5份作為提高此色調劑流動性用的外添加劑的疏水性矽(日本エアロジル社製造NA50Y)混合3分鐘進行外添加處理。由此處理得到的涉及本發明的色調劑，其靜態體積密度為0.45，得到極高的流動性(表1)。
然後由5份本發明的色調劑和100份平均粒徑大約60μm的用聚矽氧烷系樹脂塗布的鐵氧體載體混合攪拌製成雙組分顯影劑。對此雙組分顯影劑，用東芝ケミカル社製造的排氣帶電量測定裝置CF-100測定其帶電量。其結果帶電量為55μC/g。達到此帶電量的上升時間是3秒(表1)。然後將此顯影劑用於裝有帶正電有機感光體的印表機上，在35℃-85％RH的高溫高溼環境下進行連續印刷5萬張的評價。在本評價實驗中使用的補給色調劑使用與在上述顯影劑中的涉及本發明的色調劑是一樣的。
(實施例2～4)除了按照本發明第2方面中所述的更優選的比例組合進行變更，即將含有苯胺黑系染料和以季銨鹼作為官能團的樹脂作為實施例2、3、4的帶電調節劑的含量，相對於100份粘結樹脂分別為0.6份和2份、3份和5份、5份和10份外，與實施例1同樣地進行。
(實施例5)除了作為帶電調節劑的以季銨鹼作為官能團的樹脂的含量不在本發明第2方面中所述的範圍以外，與實施例1同樣地進行。
(實施例6)除了作為帶電調節劑的苯胺黑系染料的含量不在本發明第2方面中所述的範圍以外，與實施例1同樣地進行。
(比較例1)除了不進行球狀化處理以外，與實施例1同樣地進行。
(比較例2)除了不進行球狀化處理以外，與實施例3同樣地進行。
(比較例3)除了不使用以季銨鹼作為官能團的樹脂作為帶電調節劑以外，與
(比較例4)除了不使用苯胺黑系染料作為帶電調節劑以外，與實施例1同樣地進行。
表1
表2
印字的評價結果如在表1、表2中所示。由此表可以看出，在上述的嚴格條件下進行的評價中，當看實施例1一欄時可以看出，初期和5萬張以後作為色調劑物理性能的帶電量以及其上升時間的變化，作為圖像品質的β圖像濃度以及非圖像部分的背景汙染的濃度變化都比較小，轉印效率也維持在95％以上，能夠得到穩定的印刷品質。當把帶電調節劑的含量如前所述進行組合變化時，實施例2～4的表示流動性的靜體積密度和實施例1同樣地良好。對另外的評價結果，作為初期和5萬張後色調劑物理性能的帶電量和上升時間的變化，作為圖像品質的β部分的圖像濃度和非圖像部分的背景汙染濃度的變化也小，轉印效率保持在95％以上，表示得到穩定的印字品質。可以看出實施例5和6不如實施例1～4的評價結果，但與比較例1～4相比還是改善了的。
另外，比較例1～4的評價結果，由表1、表2可以看出初期帶電量小、上升時間相當慢、β圖像濃度低和背景汙染高的結果，而且顯示出在初期和5萬張以後作為色調劑物理性能的帶電量及其上升時間的變化，作為圖像品質的β部分圖像濃度和非圖像部分的背景汙染濃度的變化都大，特別是轉印效率低，不能得到穩定的印字品質。
在下面的實施例中，對於涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑，說明涉及到權利要求範圍的權利要求5、8、10、11的發明，其中相對於100重量份的粘結樹脂，優選含有3～6重量份的顯示pH值在8.0以上的碳黑作為著色劑。在以下的說明中，份都是表示重量份。
(實施例7)(粘結樹脂)苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物(三菱レイヨン社製造的ダイアナ一ルFB-1157) 100份(蠟)低分子量聚丙烯(三井化學社製造ハイワツクスNP-055) 5份(著色劑)碳黑(キヤボツト社製造リ一ガル330RpH-8.5 4份(帶電調節劑)苯胺黑系染料(オリエント化學社製造ボントロンN-01) 1份以季銨鹼作為官能團的樹脂(藤倉化成社製造的アクリベ一スFCA-201-PS) 4份將由以上組成的混合材料在Henschel混合機中充分混合攪拌後，在雙軸擠塑機中進行熱熔融混煉，將得到的混煉物冷卻到室溫以後，經過粗粉碎、粉碎分級，達到平均體積顆粒度為10μm，顆粒度分布為5～20μm的黑色芯色調劑。相對於100份由上面得到的芯色調劑，在20L容量的Henschel混合機中在2000rpm下，將0.5份作為提高流動性用的外添加劑的疏水性矽(日本アエロジル社製造NA50Y)混合3分鐘進行外添加處理，由此得到本發明的色調劑。然後由5份本發明的色調劑和100份平均粒徑大約60μm的用聚矽氧烷系樹脂塗布的鐵氧體載體混合混合攪拌製成雙組分顯影劑。
對此顯影劑，用東芝ケミカル社製造的排氣帶電量測定裝置CF-100測定其帶電量。其結果帶電量為45.5μC/g(表3)。達到此帶電量的上升時間是4秒(表3)。然後將此顯影劑用於裝有帶正電有機感光體的非磁性單組分顯像方式的印表機上，在35℃-85％RH的高溫/高溼環境下進行連續印刷1萬張的評價。在本評價實驗中使用的補給色調劑與在上述顯影劑中使用的涉及本發明的色調劑是一樣的。
(實施例8～10)除了如在本發明第5方面的範圍內，相對於100份粘結樹脂，作為實施例8、9、10的著色劑的碳黑含量分別為3份、5份、6份與實施例7的含量組合不同外，都與實施例7同樣進行。
(實施例11～13)除了作為實施例11、12、13的著色劑的碳黑各自使用顯示出pH值8.0以上的コロンビアケミカル社製造的ラ一ベン420(pH-9)、同一公司製造的ラ一ベン102(pH-8.3)、キヤボツト社製造的ブラツクパ一ルズ880(pH-8)以外，都與實施例7同樣進行。
(比較例5～7)除了作為比較例5、6、7的著色劑的碳黑是顯示出pH值在本發明範圍以外的コロンビアケミカル社製造的ラ一ベン8000(pH-2.4)、キヤボツト社製造的ブラツクパ一ルズL(pH-2.5)、同一公司製造的リ一ガル400(pH-4)以外，都與實施例7同樣進行。
(比較例8～10)除了相對於100份粘結樹脂的作為比較例8、9、10的著色劑的碳黑的含量為2份、7份、9份是在本發明第5方面中所述的範圍外以外，都與實施例7同樣進行。
表3
印字評價表示在表3中。在觀察實施例7的一欄時，由此表可以看出，在如上所述嚴格的環境條件下進行的評價中，在初期和10k(k表示1000)張後作為色調劑物理性能的帶電量和上升時間的變化、作為圖像品質的β部分圖像濃度和非圖像部分背景汙染濃度的變化小，得到了穩定的印字品質。在如上所述改變碳黑的含量組合的實施例8～10和如上所述改變碳黑的pH值組合的實施例11～13中也是和實施例7同樣程度是良好的。在其它的評價結果中可以看出，在初期和10k張後作為色調劑物理性能的帶電量和上升時間的變化、作為圖像品質的β部分圖像濃度和非圖像部分背景汙染濃度的變化也是小的，得到了穩定的印字品質。
另外，由表3的比較例5～10的評價結果可以看出，初期的帶電量小、帶電的上升時間相當緩慢、β圖像濃度低、背景汙染濃度相當高的結果，而且在初期和10k張後作為色調劑物理性能的帶電量和上升時間的變化、作為圖像品質的β部分圖像濃度和非圖像部分背景汙染濃度的變化都很大，顯示出不能得到穩定的印字品質。由以上實施例7～13和比較例5～10的比較說明可以看出，涉及本發明的電子照相用帶正電色調劑，其著色劑的pH值在8.0以上是很好的。
權利要求
1.一種電子照相用帶正電色調劑，其含有以粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑為主要成分材料並經過熱處理進行球狀化處理形成的芯色調劑以及外添加劑，所述外添加劑中至少含有二氧化矽微粒子，其特徵在於，所述帶電調節劑包括以季銨鹼作為官能團的樹脂和苯胺黑系染料。
2.按照權利要求1中所述的電子照相用帶正電色調劑，其特徵在於，相對於100重量份的粘結樹脂，帶電調節劑含有2～10重量份的以季銨鹼作為官能團的樹脂和0.5～5重量份的苯胺黑系染料。
3.按照權利要求1或2中所述的電子照相用帶正電色調劑，其特徵在於，以季銨鹼作為官能團的樹脂以含有如通式(1)所示的重複單元和以如通式(2)所示的重複單元的苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂為主要成分(其中，式中的R1、R2表示氫原子或甲基，R3表示亞烷基，R4、R5、R6分別表示烷基，如通式(1)所示的重複單元佔65～97重量％，如下通式(2)表示的重複單元佔35～3重量％，而且重均分子量為2,000～10,000)，
4.按照權利要求1～3中任何一項的電子照相用帶正電色調劑，其特徵在於，該粘結樹脂以苯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂為主要成分。
5.按照權利要求1～4中任何一項的電子照相用帶正電色調劑，其特徵在於，相對於100重量份的粘結樹脂，含有3～6重量份的pH值在8.0以上的碳黑作為著色劑。
6.一種電子照相用帶正電色調劑的製造方法，其特徵在於，在製造如權利要求1～5中任何一項的電子照相用帶正電色調劑時，將粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑作為主要成分材料混合攪拌後，進行熱熔融混煉，將得到的混煉物粉碎、分級作為芯色調劑，將此芯色調劑通過熱風處理進行球狀化以後，與至少含有二氧化矽微粒子的添加劑混合。
全文摘要
本發明提供一種電子照相用帶正電色調劑及其製造方法，使得即使在將混煉粉碎分級後的色調劑在熱風氣流中使粒子表面熔融而造成球狀化，也不會使帶電調節劑被覆蓋導致其帶電能力降低，具有形成良好的圖像所必需的摩擦帶電性能，轉印效率優異，帶電的上升性能和連續印刷後的帶電穩定性都優異。本發明的電子照相用帶正電色調劑，含有由以粘結樹脂、蠟、著色劑、帶電調節劑為主要成分材料並經過熱處理進行球狀化處理形成的芯色調劑和作為外添加劑至少有二氧化矽微粒子，上述帶電調節劑包括以季銨鹼作為官能團的樹脂和苯胺黑系染料。
文檔編號G03G9/087GK1514310SQ20031011577
公開日2004年7月21日 申請日期2003年11月28日 優先權日2002年11月28日
發明者澤田學, 山口啟, 西牧慎一郎, 江森弘, 一郎 申請人:富士電機影像器材有限公司