CN101523301A - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
一种调色剂,其即使在高速无油定影系统中,显影性和低温定影性也优良,并且不引起排纸粘附,其即使在无边印刷中,也能够防止纸粘附于辊上和污损。该调色剂包括包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒。该调色剂特征在于,当在25℃下将所述调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时,并使THF可溶性组分进行GPC-RALLS-粘度计分析时,然后具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的组分与所有THF可溶性组分的比例为15.0至60.0质量%,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的组分与所有THF可溶性组分的比例为20.0至40.0质量%。
Description
技术领域
本发明涉及旨在使电子照相或静电荷成像可视化的图像形成方法中使用的调色剂。
背景技术
常规可知大量图像形成方法,如静电记录法、磁记录法和调色剂喷射法。静电记录法通常包括:利用光导电性物质以通过各种手段在感光构件上形成静电潜像;接下来,用调色剂显影该潜像以提供可视图像;需要时转印该调色剂至转印材料如纸上;然后通过使用热或压力等定影该调色剂图像至转印材料上以提供复制品。通过各种方法清洁残留在感光构件上未转印的调色剂,然后重复上述步骤。
已开发各种方法和装置用于如上所述最终步骤的定影调色剂图像至薄片如纸上的步骤。近年来最常用的方法为使用定影辊的压力加热方式。使用定影辊的压力加热方式包括:传递转印材料,同时使相对于调色剂具有剥离性的压力辊和加热辊的表面与在转印材料上的调色剂图像的表面在加压下彼此接触以定影调色剂图像。在该方式中,使定影辊的表面和在转印材料上的调色剂图像在加压下彼此接触,因此调色剂图像熔融至转印材料上时该方式提供极良好的热效率,并使定影迅速进行。然而,在上述方法中,使定影辊的表面与调色剂图像在熔融状态下在加压下接触。因而,部分调色剂图像可能粘附和转移至定影辊的表面,然后再转移至随后要定影的纸上。结果,可能发生所谓的污损现象,污染定影纸张。因此,需要加热辊定影系统以防止调色剂粘附于定影辊的表面上。
因此,为了防止调色剂粘附于定影辊表面上的目的,例如,已用相对于调色剂剥离性优良的材料(如硅橡胶或氟类树脂)形成辊表面。此外,辊的表面已经用由具有高剥离性的液体,如硅油或氟油制成的薄膜覆盖,以防止污损发生和防止辊表面疲劳。然而,该方法在防止调色剂污损中非常有效,但需要用于供应污损防止液体的装置。因而,该方法具有复杂的定影装置的问题,还有由于施涂油引起的构成定影辊的层之间分离的问题。结果,该方法总是伴随促进定影辊寿命缩短的有害影响。
此外,其具有因热而蒸发硅油等从而引起污染装置内部和处理收集的油等问题的高的可能性。因而,不使用用于供应硅油等的装置,考虑到加热时从调色剂供应用于防止污损发生的液体,一些文献(例如专利文献1和专利文献2)公开了添加具有剥离性的物质,例如低分子量聚乙烯和低分子量聚丙烯,至调色剂中的方法。然而,大量添加此类添加剂以发挥充分效果可能发生实际问题:对感光构件的镀膜现象;调色剂承载构件如载体和套筒的表面污染,因为导致图像劣化。因而,添加不足以发生图像劣化的少量蜡至调色剂中,与使用用于供应少量剥离油或使污损调色剂卷起的构件(如网状构件)的装置或使用清洁用清洁衬垫的装置并用。然而,考虑到最近小型化、减重化和高可靠性的要求,期望并优选除去这些辅助装置。因此,作为对策,需要调色剂定影、污损等性能的进一步改进。然而,如不能实现调色剂的粘结剂树脂、蜡等的进一步改进一样,此类改进难以实现。
此外,近年来,从图像形成设备如复印机和数字LBPs中输出通过数码相机、数码摄像机和可携式终端等合并的图像数据或输出绘画图像如海报的机会已增加。因此,存在以下增大的需求:以与传统光学胶片照像机的快速打印或显影的类似方式而在整张纸上产生输出图像。为了应付该源于市场的需求,已提出加入对应于全面无框图像的图像形成机制(参见,例如专利文献3和专利文献4)。在对应于全面无框图像的图像形成的情况下,特别是当将在其边缘上不具有空白的记录材料突入定影咬合部时,存在产生所谓“扭曲(twisted)污损现象”的倾向,在所述“扭曲污损现象”中在记录材料上的调色剂图像不从加热构件分离。
此外,在对应于近年来加速化要求的情况下,除了加速转印记录材料之外,一个接一个进给的记录材料的薄片之间的距离(纸间隙)趋于变得更短。此外,定影后排出的记录材料的温度变得非常高。通常,定影后,将记录材料从排纸辊排出,然后固定于能够大量运送记录材料的薄片的排纸盘或堆叠器(stacker)上。因此,当在短时间内将大量在高温下加热的记录材料的纸设置于堆叠器上时,一次定影调色剂通过再积聚的热熔融,由此,发生其中记录材料的纸可能被粘附在一起(下文中称为排纸粘附)的现象。因而,存在形成的图像品质被劣化的问题。
为了解决上述问题,已公开其中苯乙烯树脂和聚酯树脂与蜡接枝的方法(参见,例如专利文献5至7)。此外,还公开了其中使用通过聚酯树脂与部分苯乙烯树脂反应获得的树脂的方法(参见,例如专利文献8和专利文献9)。然而,目前还没有提供克服所有那些问题的令人满意的调色剂。
[专利文献1]JP 55-153944 A
[专利文献2]JP 09-73187 A
[专利文献3]JP 2003-98915 A
[专利文献4]JP 2004-45457 A
[专利文献5]JP 07-101318 A
[专利文献6]JP 2000-314983 A
[专利文献7]JP 2001-022115 A
[专利文献8]JP 10-087839 A
[专利文献9]JP 2000-275908 A
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供调色剂,其即使在高速无油定影系统中,也具有优良的显影性和优良的低温定影性而不引起排纸粘附,并能够防止无框印刷引起扭曲污损现象。
用于解决问题的方案
本发明的发明人已深入研究并通过以下最终解决了上述问题:在GPC-RALLS-粘度计分析中,限定THF可溶性物质的固有粘度的比,所述THF可溶性物质通过在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时获得。
即,本发明为如下:
(1)一种调色剂,其包括至少包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒,其中,当在25℃下将调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的THF可溶性物质相对于THF可溶性物质的总量的比为15.0质量%至60.0质量%,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的THF可溶性物质相对于THF可溶性物质的总量的比为20.0质量%至40.0质量%。
(2)根据项(1)所述的调色剂,其中,当在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为5.0×10-3dl/g至1.0×10-1dl/g。
(3)根据项(1)或(2)所述的调色剂,其中,当在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.0×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g。
(4)根据项(1)至(3)任一项所述的调色剂,其中,当在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.0×10-2dl/g至6.0×10-2dl/g。
(5)根据项(1)至(4)任一项所述的调色剂,其中,当在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.2×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g。
(6)根据项(1)至(5)任一项所述的调色剂,其中所述粘结剂树脂至少包含其中聚酯单元和乙烯基共聚合单元化学键合的杂化树脂。
发明的效果
本发明提供调色剂,其即使在高速无油定影系统中,也具有优良的显影性和优良的低温定影性而不引起排纸粘附,并能够防止无框印刷引起扭曲污损现象。
附图说明
图1为显示扭曲污损的评价中使用的图像(打印率:10%)的图。
图2是显示通过GPC-RALLS-粘度计分析实施例1的调色剂No.1获得的色谱的图。
图3为显示实施例1的调色剂No.1的固有粘度与其存在比之间关系的图。
图4为显示实施例1的调色剂No.1的绝对分子量与其固有粘度之间关系的图。
具体实施方式
下文中,将详细地描述本发明。
本发明的调色剂为包括至少包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒的调色剂,其特征在于,当在25℃下将调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比为15.0质量%至60.0质量%,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比为20.0质量%至40.0质量%。此外,在以下描述中,当在25℃下将调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的固有粘度将简称为“固有粘度”。
通常,为了增强调色剂的剥离性,采用添加蜡等至调色剂中或供应凝胶组分至调色剂中的方法。然而,即使改进了剥离性,在许多情况下也影响调色剂的定影性和显影性。因而,没有同时获得调色剂的定影性、显影性和剥离性。
因此,作为深入研究的结果,本发明的发明人最终开发了一种调色剂,其通过限定调色剂的粘度分布,即使在无框印刷中,也具有理想的剥离性,并且不引起排纸粘附,同时满足定影性和显影性两者。本发明中限定的固有粘度为当在25℃下将调色剂溶解于THF溶剂中24小时时的THF可溶性物质的粘度。因而,其提供了关于粘度的与传统粘弹性的定义完全不同的指标。传统粘弹性的定义是指包括THF不溶性组分如凝胶组分、蜡组分和着色剂的粘度。相反,本发明中使用的固有粘度是指任何可溶于THF溶剂的组分,其主要为在调色剂中树脂组分的固有粘度。有助于调色剂的定影性的大部分组分为调色剂中的树脂组分。因而,调色剂的剥离性可通过限定树脂组分的固有粘度更直接地表示。任何具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的组分可为主要有助于低温定影性的组分。另一方面,任何具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的组分可为有助于调色剂的剥离性的组分。重要的是上述两种组分以预定比存在于调色剂中。换言之,在定影时,可首先选择性地熔化具有高熔融速度和低固有粘度的组分。然后,可熔化具有低熔融速度和高固有粘度的组分。由此,调色剂的表面用具有高固有粘度的组分覆盖,以能够增大其剥离性。因此,为了达到本发明的效果,重要的是规定组分的特定固有粘度以制造在调色剂中的熔融速度的差异。
本发明的调色剂中固有粘度5.0×10-2dl/g以下的比为15.0质量%至60.0质量%(优选15.0质量%至50.0质量%,更优选15.0质量%至30.0质量%,还更优选15.0质量%至25.0质量%)。本发明的调色剂中固有粘度1.5×10-1dl/g以上的比为20.0质量%至40.0质量%(优选22.0质量%至38.0质量%,更优选22.0质量%至35.0质量%,还更优选25.0质量%至35.0质量%)。当固有粘度5.0×10-2dl/g以下的比低于15.0质量%时,在需要具有高熔融速度的组分的轻压高速显影系统中,定影性退化。当上述比超过60.0质量%时,无空白印刷时扭曲污损性退化。另一方面,当1.5×10-1dl/g以上的固有粘度的比低于20.0质量%时,然后由于在熔融调色剂的表面上高粘度组分降低导致排纸粘附性退化。当上述比超过40.0质量%时,定影性退化。
此外,本发明的调色剂具有:当在25℃下将调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度优选为5.0×10-3dl/g至1.0×10-1dl/g,更优选5.0×10-3dl/g至8.0×10-2dl/g,还更优选1.0×10-2dl/g至6.0×10-2dl/g,最优选1.0×10-2dl/g至5.0×10-2dl/g;当在25℃下将所述调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度优选为1.0×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g,更优选1.2×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g,还更优选1.4×10-1dl/g至1.8×10-1dl/g,最优选1.5×10-1dl/g至1.8×10-1dl/g。
因为即使在恒绝对分子量的情况下,固有粘度也依赖于树脂的类型和单体的类型而改变,所以这是表示此类物质的指标。即使在那些具有相同的1.5×104绝对分子量的物质的情况下,使用具有较低粘度的单体类型或树脂类型的物质也显示较低的固有粘度。由于1.5×104的绝对分子量对应于几乎为本发明的调色剂的主峰分子量,就组分的量来说,其可能为最多的组分。当具有1.5×104绝对分子量的物质的固有粘度低于5.0×10-3dl/g时,具有较低固有粘度的组分变为在调色剂中的THF可溶性组分中的主要组分,结果可能降低耐污损性。另一方面,当具有1.5×104绝对分子量的物质的固有粘度大于1.0×10-1dl/g时,具有较高固有粘度的组分变为在调色剂中的THF可溶性组分中的主要组分,结果可能降低定影性。此外,在调色剂中的THF可溶性组分中,具有较高固有粘度的组分变为主要组分,因此与其他组分如电荷控制剂混合的性能劣化,且由于不均匀带电可能降低显影性。
此外,1.0×105的绝对分子量为表示调色剂中的高分子量组分的分子量区域。因而,绝对分子量区域的固有粘度影响剥离性。当在1.0×105绝对分子量处的固有粘度低于1.0×10-1dl/g时,高分子量组分的固有粘度变得过小,结果剥离性可能降低,耐扭曲污损性可能降低。当在1.0×105绝对分子量处的固有粘度大于2.0×10-1dl/g时,高分子量组分的固有粘度变得过大,结果与低粘度组分混合的能力可能退化。此外,在无网定影系统中实行长期耐久性的情况下,由于低粘度组分逐渐积聚在定影辊的表面上,在长期耐久性的后半处在打印的图像上可能产生图像缺陷如产生黑点。
当在25℃下将上述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,在主峰的峰顶处THF可溶性物质的分子量Mp优选为8,000至30,000,更优选12,000至26,000,特别优选18,000至24,000。当上述主峰的峰顶处的分子量Mp小于8,000时,全部调色剂的粘度降低,可能导致耐扭曲污损性下降。相反,当其超过30,000时,定影性可能下降。
当在25℃下将上述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的绝对分子量的重均分子量Mw优选为3.00×105至2.00×106,更优选5.00×105至1.00×106,特别优选6.00×105至9.00×105。当绝对分子量的重均分子量Mw小于3.00×105时,可导致耐扭曲污损性下降。当绝对分子量的重均分子量Mw大于2.00×106时,定影性可能下降。
此外,从定影性与耐扭曲污损性的相容性的观点,当在25℃下将上述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,表示THF可溶性物质的绝对分子量的分子量分布的Mw/Mn优选为20.0至60.0,更优选30.0至50.0,特别优选30.0至45.0。
此外,当在25℃下将上述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的惯性平方半径Rg优选为5.0nm至30.0nm,更优选8.0nm至20.0nm,特别优选10.0nm至16.0nm。当上述惯性平方半径Rg低于5.0nm时,分子量小或分支度过高。在前者情况下,剥离性可能劣化。在后者情况下,定影性可能劣化,这是因为调色剂过硬。另一方面,当上述惯性平方半径Rg大于30.0nm时,分子量过大或分支度过小。前者情况导致定影性降低。在后者的情况下,添加的长链烷基单体未充分结合,导致游离单体,由此在一些情况下引起贮存稳定性劣化。
上述调色剂的玻璃化转变温度(Tg)优选为40.0至70.0℃,更优选45.0至65.0℃,还更优选50.0至60.0℃。当Tg低于40.0℃时,贮存稳定性趋于劣化。当Tg超过70.0℃时,定影性趋于劣化。
此外,从定影性的观点,调色剂的软化点(Tm)优选为90.0至140.0℃,更优选95.0至130.0℃,还更优选95.0至125.0℃
此外,考虑到定影性,在上述调色剂中THF可溶性物质的量优选为0质量%至40.0质量%,更优选5.0质量%至30.0质量%。
待用于本发明中的粘结剂树脂期望至少包含聚酯单元。通常,粘结剂树脂更优选为杂化树脂,所述杂化树脂通过化学键合低温定影性优良的聚酯单元和显影性优良并具有与脱模剂高相容性的乙烯基类共聚物单元而获得。
聚酯单元与乙烯基类共聚物单元的混合比以质量比计优选为50:50至90:10,这是因为以下原因:当聚酯单元的量小于50质量%时,不能获得需要的低温定影性,而当聚酯单元的量大于90质量%时,贮存稳定性趋于劣化,变得难以控制蜡的分散状态。
如上所述任何粘结剂树脂可单独用作粘结剂树脂。然而,优选使用两种以上具有不同分子量的粘结剂树脂(高分子量树脂(高分子量组分)和低分子量树脂(低分子量组分))的混合物。此处,上述低分子量树脂意味着在GPC-RALLS-粘度计分析中THF可溶性物质的绝对分子量的重均分子量Mw为5.00×103至3.00×105。上述高分子量树脂意味着绝对分子量的重均分子量Mw为5.00×105至3.00×106。
此外,在两种情况下,为获得本发明的效果,优选将长链烷基单体键合至分支的高分子量树脂的末端。特别地,特别优选将具有10至30个碳原子(更优选15至25个碳原子)的线性羧酸或线性醇键合至分支的聚酯树脂的末端。具体地,线性羧酸的实例包括:饱和脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸和二十烷酸;不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸和亚麻酸。线性醇的实例包括:饱和醇如十八烷醇和山萮醇;不饱和醇如硬脂醇和油醇。将此类线性烷基链添加至分支末端,由此进一步改进剥离性。因此,在制备分支高分子量树脂后,优选在最终的缩聚步骤中进行这些长链烷基单体的添加。以此方式,可将这些长链烷基单体键合至分子末端,且能够容易地获得期望的效果。此外,可通过将长链烷基单体键合至分支高分子量树脂的末端以大于低分子量树脂的量包含大量的直链单体。因而,能够容易地获得剥离性,其为本发明的效果。
当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比优选为0.1质量%至20.0质量%,更优选1.0质量%至10.0质量%,特别优选1.0质量%至5.0质量%。此外,当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比优选为20.0质量%至70.0质量%,更优选30.0质量%至65.0质量%,特别优选30.0质量%至60.0质量%。当具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的物质的比低于0.1质量%时,与低分子量树脂混合的能力劣化,图像缺陷趋于发生,这是因为产生了固化的游离树脂组分。另一方面,当其大于20.0质量%时,剥离性可能劣化。此外,当具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的物质的比低于20.0质量%时,剥离性可能劣化。当其大于70.0质量%时,定影性可能劣化。
当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度优选为5.0×10-3dl/g至1.0×10-1dl/g,更优选5.0×10-3dl/g至8.0×10-2dl/g,还更优选5.0×10-3dl/g至6.0×10-2dl/g,特别优选5.0×10-3dl/g至5.0×10-2dl/g,以及当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度优选为2.0×10-1至4.0×10-1dl/g,更优选2.0×10-1至3.5×10-1dl/g,特别优选2.5×10-1至3.5×10-1dl/g。当在上述1.5×104绝对分子量处的固有粘度低于5.0×10-3dl/g时,贮存稳定性可能劣化。当其大于1.0×10-1dl/g时,与低分子量树脂混合的能力可能劣化。此外,当在1.0×105绝对分子量处的固有粘度小于2.0×10-1dl/g时,剥离性可能劣化。当其大于4.0×10-1dl/g时,定影性可能劣化。
当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的主峰的峰顶的分子量Mp优选为10,000至30,000,更优选12,000至28,000,特别优选15,000至25,000。当上述主峰的峰顶的分子量Mp低于10,000时,耐污损性可能劣化。当其大于30,000时,定影性可能下降。
此外,当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的绝对分子量的重均分子量Mw优选为5.00×105至3.00×106,更优选6.00×105dl/g至2.00×106dl/g,特别优选7.00×105dl/g至1.50×106dl/g。当上述绝对分子量的重均分子量Mw小于5.00×105时,耐污损性可能劣化。当其大于3.00×106时,定影性可能下降。
此外,从定影性与耐扭曲污损性的相容性的观点,当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,表示THF可溶性物质的绝对分子量的分子量分布的Mw/Mn优选为20.0至60.0,更优选30.0至50.0,特别优选30.0至45.0。
此外,当在25℃下将高分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的惯性平方半径Rg优选为10.0nm至20.0nm,更优选10.0nm至18.0nm,特别优选12.0nm至18.0nm。当上述惯性平方半径Rg低于10.0nm时,分支度变得过大,定影性可能劣化。相反,当其大于20.0nm时,分支度变得过小,且键合的长链单体的量降低,由此在一些情况下引起剥离性的劣化。
上述高分子量树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为40.0至70.0℃,更优选45.0至65.0℃,还更优选50.0至60.0℃。当Tg低于40.0℃时,抗粘连性趋于劣化。当Tg超过70.0℃时,定影性趋于劣化。
此外,高分子量树脂的软化点(Tm)优选为100.0℃至150.0℃,更优选110.0℃至130.0℃。
当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比优选10.0质量%至50.0质量%,更优选为20.0质量%至40.0质量%。此外,当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的THF可溶性物质与THF可溶性物质的总量的比优选为低于10.0质量%,更优选低于5.0质量%。当具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的物质的比低于10.0质量%时,定影性趋于劣化。另一方面,当其大于50.0质量%时,剥离性可能劣化。此外,当具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的物质的比为10.0质量%以上时,定影性可能劣化。
当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度优选为5.0×10-2dl/g以下,更优选2.0×10-2dl/g以下。此外,当在1.5×104绝对分子量处的固有粘度大于5.0×10-2dl/g时,定影性可能劣化。
当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的主峰的峰顶的分子量Mp优选为5,000至20,000,更优选7,000至15,000。当上述主峰的峰顶的分子量Mp低于5,000时,贮存稳定性可能劣化。当其大于20,000时,定影性可能下降。
此外,当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的绝对分子量的重均分子量Mw优选为5.00×103至3.00×105,更优选7.00×103至1.00×105。当上述绝对分子量的重均分子量Mw小于5.00×103时,耐污损性可能劣化。当其大于3.00×105时,定影性可能下降。
此外,当在25℃下将低分子量树脂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,THF可溶性物质的惯性平方半径Rg优选为3.0nm至10.0nm,更优选4.0nm至8.0nm。当上述惯性平方半径Rg小于3.0nm时,分支度变得过大,定影性可能劣化。相反,当上述惯性平方半径Rg大于10.0nm时,分支度变得过小,由此在一些情况下引起剥离性的劣化。
就定影性和耐污损性之间的平衡来说,上述低分子量树脂的软化点(Tm)优选为80.0℃至105.0℃,更优选90.0℃至100.0℃。
此外,从定影性和贮存稳定性的观点,上述低分子量树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为45.0至60.0℃,更优选45.0至58.0℃。
当将这两种树脂作为混合物使用时,从耐污损性和聚合物混合性的观点,高分子量树脂和低分子量树脂之间的比以质量比计优选为90:10至20:80([高分子量树脂]:[低分子量树脂])。
下文中,将描述在用于本发明的粘结剂树脂中聚酯单元中使用的单体。将二价或三价以上的醇和二价或三价以上的羧酸,其酸酐或低级烷基酯用作用于聚酯单元的原料单体。此处,当生产分支聚合物时,在粘结剂树脂的分子中进行部分交联是有效的。三价以上的多官能化合物的使用实现部分交联。因此,在本发明中,优选引入三价以上的羧酸,其酸酐或低级烷基酯,和/或三价以上的醇作为原料单体。
二价羧酸组分的实例包括:马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、正十二烯基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、异辛烯基琥珀酸、异辛基琥珀酸;以及这些酸的酸酐或低级烷基酯。在这些中,优选使用马来酸、富马酸、对苯二甲酸和正十二烯基琥珀酸。
三价以上羧酸、其酸酐或其低级烷基酯的实例包括:1,2,4-苯三甲酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-环己烷三羧酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、均苯四酸、恩培尔(empole)三聚酸;及其酸酐或其低级烷基酯。在这些中,特别地,优选使用1,2,4-苯三甲酸,即偏苯三酸或其衍生物,因为其不贵并且它们的反应能够容易地控制。
在本发明中,二价羧酸和三价以上羧酸等的之一可单独使用,或其两种以上组合使用。
二元醇组分的实例包括:双酚A的烯化氧加合物如聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(3.3)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷和聚氧丙烯(6)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷;乙二醇;二甘醇;三甘醇;1,2-丙二醇;1,3-丙二醇;1,4-丁二醇;新戊二醇;1,4-丁二醇;1,5-戊二醇;1,6-乙二醇;1,4-环己烷二甲醇;二丙二醇;聚乙二醇;聚丙二醇;聚四亚甲基二醇;双酚A;以及氢化双酚A。在这些中,优选使用双酚A的烯化氧加合物、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和新戊二醇。特别地,优选乙二醇,这是因为其增强树脂的尖锐熔融性。
具有三个以上羟基的醇组分的实例包括山梨醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脱水山梨醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、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、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟甲基苯。在这些中,优选使用甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
在本发明中,二元醇和具有三个以上羟基的醇之一可单独使用,或其两种以上可组合使用。
催化剂的实例包括通常用于聚酯化的催化剂,例如:金属如锡、钛、锑、锰、镍、锌、铅、铁、镁、钙和锗;包含这些金属的化合物如二丁基氧化锡、钛酸正二丁酯(orthodibutyltitanate)、钛酸四丁酯、乙酸锌、乙酸铅、乙酸钴、乙酸钠和三氧化锑。
待用于生产乙烯基类共聚物单元的乙烯基类单体的实例包括以下苯乙烯类单体和丙烯酸类单体,所述乙烯基类共聚物单元要用于上述粘结剂树脂。
苯乙烯类单体的实例包括:苯乙烯及其衍生物如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯和对硝基苯乙烯。
丙烯酸类单体的实例包括:丙烯酸和丙烯酸酯如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十八醇酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯;α-亚甲基脂肪族单羧酸及其酯如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八醇酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯;丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺。
此外,乙烯基类共聚物单元的单体的实例包括:丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸2-羟基丙酯;各自具有羟基的单体如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯。
在乙烯基类共聚物单元中,如果需要,可以与各自能够乙烯基聚合的各种单体组合使用。此单体的实例包括:乙烯类不饱和单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;不饱和多烯如丁二烯和异戊二烯;乙烯基卤化物如氯乙烯、1,1-二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯;乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯;乙烯基醚如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基异丁醚;乙烯基酮如乙烯基甲酮、乙烯基己酮和甲基异丙烯基酮;N-乙烯基化合物如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮;乙烯基萘;此外,不饱和二元酸如马来酸、柠康酸、衣康酸、链烯基琥珀酸、富马酸和中康酸;不饱和二元酸酐如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和链烯基琥珀酸酐;不饱和一元酸半酯如甲基马来酸半酯、乙基马来酸半酯、丁基马来酸半酯、甲基柠康酸半酯、乙基柠康酸半酯、丁基柠康酸半酯、甲基衣康酸半酯、甲基链烯基琥珀酸半酯、甲基富马酸半酯和甲基中康酸半酯;不饱和一元酸酯如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯;α,β-不饱和酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸的酸酐;上述α,β-不饱和酸和低级脂肪酸的酸酐;以及每个具有羧基的单体如链烯基丙二酸、链烯基戊二酸和链烯基己二酸,及其酸酐和其单酯。
此外,如果需要,乙烯基类共聚物单元可为通过如下示例的可交联单体交联的聚合物。可交联单体的实例包括:芳香族二乙烯基化合物;通过烷基链连接的二丙烯酸酯化合物;通过每个包含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物;通过每个包含芳香基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物;聚酯型二丙烯酸酯;以及多官能交联剂。
芳香族二乙烯基化合物的实例包括二乙烯基苯和二乙烯基萘。
上述通过烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯,以及通过将上述化合物的丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯而获得的那些。
上述通过各自包含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括二甘醇二丙烯酸酯、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、二丙二醇二丙烯酸酯,以及通过将上述化合物的丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯而获得的那些。
上述通过各自包含芳香基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括:聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯和聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯;以及通过将上述化合物的丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯而获得的那些。聚酯型二丙烯酸酯的实例包括MANDA,商品名,由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造。
上述多官能交联剂的实例包括:季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯和丙烯酸低聚酯;通过将上述化合物的丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯而获得的那些;氰尿酸三烯丙酯;以及偏苯三酸三烯丙酯。
那些可交联单体的每一种能以优选为0.01质量%至10质量%,更优选0.03质量%至5质量%的量使用,相对于单体组分的总量。此外,就定影性和耐污损而言,除这些可交联单体之外适于使用的单体的实例包括芳香族二乙烯基化合物(特别地,二乙烯基苯)和通过各自包含芳香族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物。
乙烯基类共聚物单元可为通过使用任一种聚合引发剂生产的树脂。就效率而言,那些引发剂的每一种优选以0.05至10质量份的量使用,相对于100质量份单体。
此聚合引发剂的实例包括2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2′-偶氮二异丁酯、1,1′-偶氮二(1-环己甲腈)、2-氨基甲酰基偶氮异丁腈、2,2′-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈、2,2′-偶氮二(2-甲基丙烷)、过氧化酮如过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮和过氧化环己酮、2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、叔丁基过氧化氢、枯烯基过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二枯基过氧化物、α,α′-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、异丁基过氧化物、过氧化辛酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酰、过氧化间甲苯酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化碳酸二-2-乙氧基乙酯、过氧化二碳酸二甲氧基异丙酯、过氧化碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯、过氧化乙酰基环己基磺酰(acetyl cyclohexyl sulfonylperoxide)、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化间苯二甲酸二叔丁酯、过氧化烯丙基碳酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化六氢对苯二甲酸二叔丁酯和过氧化壬二酸二叔丁酯。
更优选用作上述粘结剂树脂的杂化树脂为其中聚酯单元和乙烯基类共聚物单元彼此直接或间接化学键合的树脂。
因此,通过使用能够与两种树脂的单体反应的化合物(下文中称为“双反应性化合物”)进行聚合。双反应性化合物的实例包括在缩聚类树脂的单体和上述加成聚合类树脂的单体中的化合物如富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠康酸、马来酸和富马酸二甲酯。在这些中,优选使用富马酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。
待使用的双反应性化合物的量优选为0.1至20质量%,更优选0.2至10质量%,相对于所有原料单体。
杂化树脂可通过使聚酯单元用的原料单体和乙烯基类共聚物单元用的原料单体同时或依次彼此反应而获得。从增强分子量控制的观点,在本发明中优选的方法包括:使乙烯基类共聚物单体或不饱和聚酯树脂进行加成聚合反应;加成聚合反应后,将聚酯单元用的原料单体进行缩聚反应。
为了增强在高速显影系统中的低温定影性的目的,本发明的调色剂的优选实施方案包括具有30至80个碳原子的蜡。此外,在优选实施方案中,在生产粘结剂树脂期间添加蜡,其中关于在蜡中的碳原子的数量Cw和在线性羧酸或线性醇中碳原子的数量Cr建立了以下表达式(1):
表达式(1)1.1≤Cw/Cr≤8.0
该比例规定了线性单体和蜡之间的分散状态。通过调节该比例在上述范围内,在高速显影系统中,能够容易地获得本发明的剥离效果,同时保持优良的低温定影性。当该比低于1.1时,线性单体的分子链长度过度接近于蜡的分子链长度,因此蜡与线性单体的相容性趋于发生。结果,不能获得线性单体的充分的剥离效果,由此在一些情况下导致排纸的不良粘附。相反,当其超过8.0时,蜡的分子链长度过长,由此与线性单体缠结。结果,蜡的分散性可能退化,带电分布可能变得不均匀,显影性可能退化。
上述蜡优选具有60.0至120.0℃,优选60.0至100.0℃的由以下温度限定的熔点,在所述温度处当通过使用差示扫描量热计(DSC)测量温度升高时存在吸热峰。当熔点低于60.0℃时,调色剂的粘度降低,剥离效果下降,由于耐久性导致可能容易发生显影构件或清洁构件的污染。另一方面,当熔点高于120.0℃时,难以获得需要的低温定影性。
待添加的上述蜡的量优选1至20质量份,相对于100质量份粘结剂树脂。当该量小于1质量份时,不能充分获得期望的剥离效果。当该量超过20质量份时,在调色剂中蜡的分散性可能下降,调色剂至感光构件的粘附、显影构件或清洁构件表面的污染等可能发生,结果如调色剂图像劣化的问题趋于发生。
蜡的实例包括:脂肪族烃类蜡如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡和石蜡;脂肪族烃类蜡的氧化物如聚环氧乙烷蜡;脂肪族烃类蜡的嵌段共聚物;主要由脂肪酸酯形成的蜡如巴西棕榈蜡、沙索蜡(sasol wax)和褐煤酸酯(montanic acidester)蜡;部分或全部脱酸的脂肪酸酯如脱酸巴西棕榈蜡。
特别优选用于本发明的蜡的实例包括脂肪族烃类蜡。此类脂肪族烃类蜡的实例包括:通过在高压下使烯烃进行自由基聚合或通过使用齐格勒(Ziegler)催化剂在减压下聚合烯烃获得的低分子量烯烃聚合物;通过热分解高分子量烯烃聚合物获得的烯烃聚合物;从烃蒸馏时的残余物获得的合成烃蜡,和通过其氢化获得的合成烃蜡,所述烃借助于老化(Arge)法从含一氧化碳和氢气的合成气体获得;以及借助于加压发汗法、溶剂法,或真空蒸馏或根据分级结晶模式通过分馏这些脂肪族烃类蜡获得的那些。
作为上述脂肪族烃类蜡基质的烃的实例包括:在金属氧化物催化剂(大部分为具有两种以上组分的多组分催化剂)(例如,通过合成醇法和铁催化剂流化床(hydrocol)法(使用流体催化剂床)制备的烃化合物)存在下,通过一氧化碳与氢气的反应获得的那些;用齐格勒催化剂通过聚合烯烃如乙烯获得的烃。在这些烃中,优选具有少量分支的小且直链的烃。特别地,就其分子量分布而言,也优选通过不包括烯烃聚合的方法制备的烃。此外,其可与具有大于80个碳原子的蜡组合。然而,在此情况下,为了获得本发明的效果,可优选在调色剂生产中在熔融-捏合时添加蜡。
蜡的具体实例包括:Biscol(注册商标)330-P、550-P、660-P和TS-200(Sanyo Chemical Industries,Ltd.);HI-蜡400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P和110P(Mitsui Chemicals,Inc.);Sasol H1、H2、C80、C105和C77(Schumann Sasol);HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11和HNP-12(NIPPON SEIROCO.,LTD);Unilin(注册商标)350、425、550和700,Unisid(注册商标)350、425、550和700(TOYO-PETROLITE);以及浊蜡、蜂蜡、米蜡、小烛树蜡和巴西棕榈蜡(购自CERARICA NODA Co.,Ltd.)。
本发明的调色剂可为磁性调色剂或非磁性调色剂,就例如在高速机器中的耐久性而言,本发明的调色剂优选为磁性调色剂。
用于本发明中的磁性材料的实例包括:包含氧化铁如磁铁矿、磁赤铁矿和铁素体以及其他金属氧化物的磁性氧化铁;金属如Fe、Co和Ni,或其与例如以下金属的合金:Al、Co、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bf、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W和V;及其混合物。通常,已知四氧化三铁(Fe3O4)、γ-三氧化二铁(γ-Fe2O3)、氧化铁锌(ZnFe2O4)、氧化铁钇(Y3Fe5O12)、氧化铁镉(Cd3Fe2O4)、氧化铁钆(Gd3Fe5O12)、氧化铁铜(CuFe2O4)、氧化铁铅(PbFe12O19)、氧化铁镍(NiFe2O4)、氧化铁钕(NdFe2O3)、氧化铁钡(BaFe12O19)、氧化铁镁(MgFe2O4)、氧化铁锰(MnFe2O4)、氧化铁镧(LaFeO3)、铁粉(Fe)、钴粉(Co)和镍粉(Ni)等。特别优选的磁性材料为四氧化三铁或γ-三氧化二铁的细粉。此外,可单独选择和使用上述磁性材料的每一种,或可组合选择和使用其两种以上。
在施加的796kA/m的磁场中,优选的这些磁性材料的每一种具有包括以下的磁特性:1.6至12.0kA/m的磁阻;50至200Am2/kg(更优选50至100Am2/kg)的饱和磁化强度;2至20Am2/kg的剩余磁化强度。在25℃下在796kA/m的外部磁场中,磁性材料的磁特性可通过使用振动样品型磁力计如VSMP-1-10(由Toei Industry Co.,Ltd.制造)来测量。
待添加的磁性材料的量优选10至200质量份,相对于100质量份粘结剂树脂。
此外,可将炭黑或至少一种其他通常已知的各种颜料和染料用作本发明中使用的着色剂。
染料的实例包括C.I.直接红1、C.I.直接红4、C.I.酸性红1、C.I.碱性红1、C.I.媒染红30、C.I.直接蓝1、C.I.直接蓝2、C.I.酸性蓝9、C.I.酸性蓝15、C.I.碱性蓝3、C.I.碱性蓝5、C.I.媒染蓝7、C.I.直接绿6、C.I.碱性绿4和C.I.碱性绿6。
颜料的实例包括铬黄、镉黄、矿物坚牢黄、脐黄(NavelYellow)、萘酚黄S、汉沙黄G、永久黄NCG、酒石黄色淀、铬橙、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、联苯胺橙G、镉红、永久红4R、沃丘格(watchung)红钙盐、曙红色淀、亮胭脂红3B、锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀、普鲁士蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC、铬绿、氧化铬、颜料绿B、孔雀绿色淀和终极黄绿G(Final Yellow Green G)。
当本发明的调色剂用于全色图像形成调色剂时,可使用以下着色剂。用于品红色的着色颜料的实例包括:C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、49、50、51、52、53、54、55、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、202、206、207和209;C.I.颜料紫19;和C.I.瓮红1、2、10、13、15、23、29和35。
该品红色颜料的每一种可单独使用。然而,从全色图像的图像品质的观点,更优选组合染料和颜料以改进图像的清晰度。用于品红色的染料的实例包括:油溶性染料如C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109和121,C.I.分散红9,C.I.溶剂紫8、13、14、21和27,以及C.I.分散紫1;碱性染料如C.I.碱性红1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39和40,以及C.I.碱性紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27和28。
用于青色的着色颜料的实例包括:C.I.颜料蓝2、3、15、16和17;C.I.瓮蓝6;C.I.酸性蓝45;或将其中具有以下结构式的酞菁骨架用1至5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代的铜酞菁颜料。
[化学式1]
用于黄色的着色颜料的实例包括:C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、35、73和83;以及C.I.瓮黄1、3和20。
上述着色剂的含量优选为0.1至60质量份,或更优选0.5至50质量份,相对于100质量份粘结剂树脂的含量。
本发明的调色剂采用用于稳定调色剂的电荷稳定性的电荷控制剂。当在25℃下溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,当THF可溶性物质具有1.5×104绝对分子量时,优选采用具有1.0×10-1dl/g至3.0×10-1dl/g固有粘度的电荷控制树脂。这是因为调色剂熔融-混合时,具有适当粘度的电荷控制树脂的使用使得调色剂得以进行剪切,同时提高各原料如低粘度树脂和蜡的良好分散性。结果,即使在高速显影系统中,调色剂也能够提供优良的显影性。
当在1.5×104绝对分子量处,上述固有粘度低于1.0×10-1dl/g时,调色剂熔融-混合时,不能发挥充分的剪切力,因而在调色剂中各原料的良好分散性可能劣化,由此显影性可能降低。另一方面,当在1.5×104绝对分子量处,上述固有粘度大于3.0×10-1dl/g时,其不能与其他原料混合,可变为游离树脂组分,由此在一些情况下促成图像缺陷如不均匀图像的产生。
此外,用GPC限定的上述电荷控制树脂的重均分子量优选为2,500至100,000,更优选5,000至50,000,特别优选20,000至40,000。当上述重均分子量小于2,500时,在高湿环境中电荷的量可能降低,随后耐污损性可能劣化。当重均分子量大于100,000时,与树脂的相容性可能劣化,然后调色剂可能变得粒径较小,由此可能不能获得随着环境变动以及时间稳定的带电性。
上述电荷控制树脂的玻璃化转变温度优选为40至90℃,更优选50至80℃,特别优选60至80℃。当上述玻璃化转变温度低于40℃时,调色剂的贮存稳定性可能降低。当其超过90℃时,低温定影性趋于劣化。
本技术领域中已知的任何电荷控制剂可与上述电荷控制树脂组合使用。
本发明的调色剂的带电性可为正或负。然而,优选地,其可为带负电性调色剂,这是因为聚酯树脂本身,粘结剂树脂为高带负电性的。电荷控制剂可依赖于其类型和调色剂颗粒的其他结构材料的物理性质等而不同。通常,更优选的是每100质量份粘结剂树脂,调色剂以0.1至10质量份,更优选0.1至5质量份的量包括电荷控制剂。本技术领域已知的此类电荷控制剂的实例包括能够控制调色剂为带负电性的那些和能够控制调色剂为带正电性的那些。依赖于调色剂的类型和用途,可使用一种或两种以上不同的电荷控制剂。
例如,有机金属配合物或螯合物为用于控制调色剂为带负电性的有效电荷控制剂。用于控制调色剂为带负电性的此类电荷控制剂的实例包括:单偶氮金属配合物;乙酰丙酮金属配合物;芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物或金属盐。用于控制调色剂为带负电性的此类电荷控制剂的实例还包括:芳香族单羧酸和多元羧酸,以及酸的金属盐和酸酐;酯;酚衍生物如双酚。
用于控制调色剂为带正电性的此类电荷控制剂的实例包括:苯胺黑和苯胺黑与脂肪族金属盐的改性产物等;季胺盐例如三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘酚磺酸盐和叔丁基铵四氟硼酸盐和为鎓盐的盐的类似物例如鏻盐以及该盐的色淀颜料;三苯基甲烷染料和该染料的色淀颜料(色淀剂包括磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、单宁酸、月桂酸、五倍子酸、氰铁酸和氰亚铁酸);高级脂肪酸的金属盐;二有机锡氧化物例如氧化二丁基锡、氧化二辛基锡和氧化二环己基锡;硼酸二有机锡例如硼酸二丁基锡、硼酸二辛基锡和硼酸二环己基锡。在本发明中,它们中的一种可单独使用,或它们的两种以上可组合使用。在这些中,特别优选使用由苯胺黑类化合物或季铵盐等制成的用于控制调色剂为带正电性的电荷控制剂。
能够使用的电荷控制剂的具体实例包括:Spilon Black TRH,T-77和T-95(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.);以及BONTRON(注册商标)S-34、S-44、S-54、E-84、E-88和E-89(Orient ChemicalIndustries,LTD.)。用于带正电的电荷控制剂的优选实例包括:TP-302和TP-415(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.);BONTRON(注册商标)N-01、N-04、N-07和P-51(Orient Chemical Industries,LTD.);以及Copy Blue PR(Clariant)。
可将无机细粉用作在本发明的调色剂中的流动性改进剂。可将任何改进剂用作流动性改进剂,只要与外添加至调色剂颗粒之前相比,该改进剂能够改进流动性即可。此类流动性改进剂的实例包括:细粉二氧化硅如通过湿法获得二氧化硅或通过干法获得的二氧化硅;通过用硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油等处理任何一种上述二氧化硅的表面获得的经处理的二氧化硅。优选的流动性改进剂为通过卤化硅化合物的气相氧化生产的细粉,该细粉被称为所谓的干法二氧化硅或热解法二氧化硅细粉。即,干法二氧化硅或热解法二氧化硅借助于通常已知的技术来生产。例如,生产利用在四氯化硅气体的氧气和氢气中的热分解氧化反应,该反应的基本反应式由下式表示:
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
在生产步骤中,也可通过使用卤化硅化合物与任何其他金属卤化物化合物如氯化铝或氯化钛来获得二氧化硅和任何其他金属氧化物的复合细粉,二氧化硅还包含复合细粉。期望使用具有优选0.001至2μm,或特别优选0.002至0.2μm平均一次粒径的二氧化硅细粉。
通过卤化硅化合物的气相氧化生产的商购可得的二氧化硅细粉的实例包括在以下商品名下商购可得的那些。
AEROSiL 130、AEROSiL 200、AEROSiL 300、AEROSiL380、AEROSiL TT600、AEROSiL MOX170、AEROSiL MOX80、AEROSiL COK84(NIPPON AEROSIL Co.,Ltd.);Ca-O-SiL M-5、Ca-O-SiL MS-7、Ca-O-SiL MS-75、Ca-O-SiL HS-5、Ca-O-SiLEH-5(CABOT Co.);Wacker HDK N 20、Wacker HDK V15、Wacker HDK N20E、Wacker HDK T30、Wacker HDK T40(WACKER-CHEMIE GNBH);D-C Fine Silica(DOW CORNINGCo.);以及Fransol(Francil)。
此外,优选使用通过将二氧化硅细粉进行疏水处理而获得的经处理的二氧化硅细粉,所述二氧化硅细粉通过卤化硅化合物的气相氧化而生产。经处理的二氧化硅细粉特别优选通过以下述方式处理二氧化硅细粉而获得:通过甲醇滴定测试滴定的疏水性的程度显示30至80范围中的值。
通过将二氧化硅细粉用例如有机硅化合物化学处理来赋予疏水性,该有机硅化合物与二氧化硅细粉反应或物理吸附至二氧化硅细粉。优选的方法包括用有机硅化合物处理通过气相氧化卤化硅化合物生产的二氧化硅细粉。此类有机硅化合物的实例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、苄基二甲基氯硅烷、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、三有机甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、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、1-六甲基二硅氧烷、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二甲基聚硅氧烷,所述二甲基聚硅氧烷每分子具有2至12个硅氧烷单元并且在位于每个末端的单元内包含键合至Si的羟基。这些化合物的一种可单独或其两种以上的混合物使用。
无机细粉可用硅油处理,或可与上述疏水处理一起处理。优选使用在25℃下具有30至1,000mm2/s粘度的硅油。特别优选的硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、α-甲基苯乙烯改性硅油、氯苯基硅油和氟改性硅油。
可采用的用硅油处理的方法的实例包括:一种方法,其包括通过使用混合机如亨舍尔(Henschel)混合机直接混合用硅烷偶联剂和硅油处理的二氧化硅细粉;一种方法,其包括喷射用作基料的二氧化硅细粉与硅油;一种方法,其包括将硅油溶解或分散于合适的溶剂中,添加并混合二氧化硅细粉至溶液以除去溶剂。已用硅油处理二氧化硅后,在惰性气体中,将用硅油处理的二氧化硅的温度优选加热至200℃以上(更优选250℃以上),以稳定二氧化硅表面上的涂层。
可单独或组合使用一种含氮原子的硅烷偶联剂如氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、二乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、单丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、二辛基氨基丙基二甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基二甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基单甲氧基硅烷、二甲基氨基苯基三乙氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苯基胺和三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苄基胺。作为优选的硅烷偶联剂,给出六甲基二硅氮烷(HMDS)。
在本发明中,优选借助于以下方法获得的硅烷偶联剂:包括预先用偶联剂处理二氧化硅并用硅油处理所得物的方法,或包括用偶联剂和硅油同时处理二氧化硅的方法。
具有30m2/g以上,或优选50m2/g以上根据借助于BET方法测量的氮吸附的比表面积的流动性改进剂提供良好的结果。期望以0.01至8质量份,或优选0.1至4质量份的量使用该流动性改进剂,相对于100质量份调色剂颗粒。
此外,如果需要,可将除电荷控制剂和流动性改进剂之外的任何外部添加剂添加至本发明的调色剂中。此类外部添加剂的实例包括充当带电助剂、导电性赋予剂、流动性赋予剂、抗结块剂、蜡、润滑剂和磨料的树脂细颗粒和无机细颗粒。例如,可示例润滑剂如特氟隆(注册商标)、硬脂酸锌和聚偏二氟乙烯,在这些中,优选聚偏二氟乙烯。作为选择,可示例磨料如氧化铈、碳化硅和钛酸锶,在这些中,优选钛酸锶。
作为选择,可示例流动性赋予剂如氧化钛和氧化铝,在这些中,特别优选为疏水性的流动性赋予剂。还可使用抗结块剂,或导电性赋予剂如炭黑、氧化锌、氧化锑和氧化锡。此外,可少量使用极性相反的细颗粒作为显影性改进剂。
与调色剂待混合的树脂细颗粒、无机细粉或疏水性无机细粉等的量优选0.1至5质量份,相对于100质量份调色剂。
就图像密度和分辨率等而言,本发明的调色剂优选具有3至9μm的重均粒径。
本发明的调色剂可通过如下步骤获得:通过使用混合机如亨舍尔混合机或球磨机将粘结剂树脂、着色剂和任何其他添加剂等充分地混合;通过使用加热捏合机如加热辊、捏合机或挤出机将混合物熔融和捏合;将捏合产物冷却和凝固;将凝固的产物粉碎并分级;如果需要,通过使用混合机例如亨舍尔混合机,将预期的添加剂与所得物充分地混合。
混合机的实例包括:亨舍尔混合机(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造);高速混合机(由Kawata制造);Ribocorn(由OkawaraCorporation制造);诺塔(Nauta)混合机、湍流增强器和高速旋风混合机(Cyclomix)(由Hosokawa Micron Corporation制造);螺旋销式(Spiral pin)混合机(由Pacific Machinery & Engineering Co.,Ltd.制造);以及Lodige混合机(由Matsubo Corporation制造)。捏合机的实例包括:KRC捏合机(由Kurimoto,Ltd.制造);Buss共捏合机(由Buss制造);TEM挤出机(由Toshiba Machine Co.,Ltd.制造);TEX双轴捏合机(由Japan Steel Works Ltd.制造);PCM捏合机(由Ikegai制造);三辊磨机、混合辊磨机和捏合机(由InoueManufacturing Co.,Ltd.制造);Kneadex(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造);MS型压力捏合机和Kneader-ruder(由MoriyamaManufacturing Co.,Ltd.制造);和B anbury混合机(由Kobe Steels,Ltd.制造)。粉碎机的实例包括:反式喷磨机、Micronjet和Inomizer(由Hosokawa Micron Corporation制造);IDS型磨机和PJM喷射式粉碎机(由Nippon Pneumatic Mfg,Co.,Ltd.制造);交叉喷磨机(由Kurimoto,Ltd.制造);Urumax(由Nisso EngineeringCo.,Ltd.制造);SK Jet O Mill(由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造);Kryptron system(由Kawasaki Heavy Industries,Ltd.制造);涡轮磨机(由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造);和超级转子(由NisshinEngineering Inc.)。分级机的实例包括:Classiel、超微(Micron)分级机和Spedic分级机(由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造);Turbo分级机(由Nisshin Engineering Inc.制造);超微(Micron)分离机、Turboplex(ATP)和TSP分离机(由Hosokawa MicronCorporation制造);Elbow jet(由Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造);分散分离机(由Nippon Pneumatic Mfg,Co.,Ltd.制造);和YMmicrocut(由Yasukawa Shoii制造)。用于筛分粗颗粒等的筛分装置,即分级机的实例包括:Ultrasonic(由Koei Sangyo Co.,Ltd.制造);Resonasieve和Gyrosifter(由Tokuju Corporation制造);Vibrasonic system(由Dalton Corporation制造);Soniclean(由Shintokogio Ltd.制造);涡轮筛分机(由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造);Microsifter(由Makino mfgCo.,Ltd.制造);和圆振动筛。
下文中,将描述用于测定本发明的物理性质的方法。
(1)GPC-RALLS-粘度计分析
(i)预处理
将样品(0.1g调色剂或0.05g粘结剂树脂)与10ml四氢呋喃(THF)一起放置于20-ml试管中。然后将其在25℃下溶解24小时。之后,例如可使用样品处理过滤器(孔径0.2至0.5μm,由TosohCorporation制造的Myshori-Disk H-25-2)。在本实例中,用于GPC的样品为通过用作样品处理过滤器的具有0.5μm孔径的Myshori-Disk H-25-5(由Tosoh Corporation制造)的样品。
(ii)分析条件
装置:由TOSOH CORPORATION制造的HLC-8120GPC
DAWN EOS(由Wyatt Technology Corporation制造)
高温差示压力粘度计(由Viscotek制造)
柱:串联的四柱KF-807、806M、805和803(由SHOWA DENKOK.K.制造)的组合。
检测器1:多角度光散射检测器Wyatt DAWN EOS
检测器2:高温差示压力粘度检测器
检测器3:Brice差示折射计
温度:40℃
溶剂:THF
流速:1.0ml/min
注射量:400μl
在该测量中,直接输出基于绝对分子量的分子量分布、惯性平方半径和固有粘度。用于测量的理论如下所示。
[测量理论]
M90=R(θ90)/KC…瑞利方程
M90:在90°处的分子量
R(θ90):在90°散射角处的瑞利比
K:光学常数(=2π2n2/λ0 4NA·(dn/dc)2)
C:溶液浓度
Rg=(1/6)1/2([η]M90/Φ)1/3…弗洛里-福克斯(Flory Fox)方程
Rg:惯性半径
η:固有粘度
Φ:形状要素
绝对分子量:M=R(θ0)/KC
R(θ0)=R(θ90)/P(θ90)
P(θ90)=2/X2·(e-X-(1-X))(X=4πn/λ·Rg)λ:波长
此处,对于含杂化树脂的调色剂,(dn/dc)的值设定为0.089ml/g,对于仅含聚酯树脂的调色剂为0.078ml/g,或对于线性聚苯乙烯为0.185ml/g。
(2)测量各树脂和调色剂的软化点(Tm)的方法
术语“软化点”是指通过使用依照JIS K 7210的Koka型流动试验仪测量的软化点。以下示出具体的测量方法。当通过使用Koka型流动试验仪(由Shimadzu Corporation制造)以4℃/min的升温速度加热1cm3样品时,通过使用柱塞将980N/m2(即10kg/cm2)的负载施加于样品,以便将具有1mm直径和1mm长度的喷嘴挤出。基于挤出的结果,画出柱塞下降量(即流动值)-温度曲线。S形曲线的高度由h表示,将对应于h/2的温度(即,树脂流出一半时的温度)定义为软化点。
(3)测量各树脂和调色剂的玻璃化转变温度(Tg)和蜡的熔点
测量装置:测量通过使用差示扫描量热仪(DSC),MDSC-2920(由TA Instruments制造)根据ASTM D3418-82来进行。
精确称量2至10mg,优选3mg的测量样品。将样品装入铝盘中,通过使用空铝盘作为参比,在常温和常湿下,在30至200℃的测量温度范围内并以10℃/min的升温速度进行测量。分析通过使用在第二加热过程中获得的在30至200℃的温度范围中的DSC曲线进行。
将通过中点法使用所得DSC曲线分析获得的值用于玻璃化转变温度(Tg)。此外,将在存在所得DSC曲线吸热主峰处的温度的值用作蜡的熔点。
(4)测定调色剂颗粒的重均粒径的方法
在本发明中,使用COULTER COUNTER MULTISIZER II(由Coulter Co.,Ltd.制造)测定调色剂颗粒的重均粒径(D4)。对于电解液,一次氯化钠(primary sodium chloride)在约1%NaCl的水溶液中使用和制备。使用的电解液可为例如IS OTONR-II(由Coulter Scientific Japan Co.,Ltd.制造)。
作为测定方法,添加0.1至5ml的表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)作为100至150ml上述水电解质溶液的分散剂,然后添加待测定的2至20mg样品。使其中悬浮测量样品的电解液用超声分散装置进行分散处理约1至3分钟。在上述测量装置中,使用的孔径为具有100μm的孔径,如下所述测定每个通道的具有2.00至40.30μm粒径的调色剂颗粒的体积和数量,由此计算调色剂颗粒的调色剂体积分布和数量分布。从计算结果,获得调色剂颗粒的重均粒径(D4)。
使用的通道为13个通道:2.00至2.52μm;2.52至3.17μm;3.17至4.00μm;4.00至5.04μm;5.04至6.35μm;6.35至8.00μm;8.00至10.08μm;10.08至12.70μm;12.70至16.00μm;16.00至20.20μm;20.20至25.40μm;25.40至32.00μm;以及32.00至40.30μm(各通道的中值定义为各通道的代表值。)
(5)在调色剂中树脂组分的THF不溶性物质的量(THF不溶性物质的量)
将称量的2g调色剂放入圆筒形滤纸(例如No.86R,尺寸为28×10mm,由Toyo Roshi Kaisha,Ltd.制造)中,并装入索氏(Soxhlet)萃取器中。将200ml的THF用作溶剂,萃取进行16小时。在该时间中,以THF的萃取循环为每约4至5分钟一次的回流速度进行萃取。萃取后,在调色剂中的不溶性物质的量通过称量从萃取器中取出的圆筒形滤纸而获得。
在调色剂还包括除树脂组分之外象磁性材料和颜料的THF不溶性物质的情况下,放入滤纸筒中的调色剂的质量由W1g表示,萃取的THF可溶性树脂组分的质量由W2g表示,包括在调色剂中除树脂组分之外的THF不溶性物质的质量由W3g表示。然后,包括在调色剂中的树脂组分的THF不溶性物质的量由下式确定。
THF不溶性物质(质量%)=[W1-(W3+W2)]/(W1-W3)×100
实施例
下文中,将参考实施例详细地描述本发明。然而,本发明不限于这些具体实施例。此外,在树脂中,聚酯单元的部分由PES部表示;苯乙烯-丙烯酸单元的部分由StAc部表示。
<粘结剂树脂1的生产实施例>
(PES部[P-1]的配方)
双酚A环氧乙烷(2.2mol加合物):46.5mol%
对苯二甲酸:32.5mol%
己二酸:6.5mol%
偏苯三酸酐:5.0mol%
富马酸:1.5mol%
丙烯酸:4.0mol%
将80质量份上述聚酯单体的混合物装入四颈烧瓶中。将烧瓶安装上减压装置、水分离装置、氮气引入装置、温度测量装置和搅拌装置,接着在氮气气氛下在160℃下搅拌。然后,将乙烯基类共聚物单体(StAc部[S-1],苯乙烯:84.0mol%和丙烯酸2-乙基己酯:14.0mol%)和作为聚合引发剂的2.0mol%过氧化苯甲酰一起混合,然后通过滴滤器经过4小时添加20质量份的所得混合物。之后,在160℃下使溶液反应5小时从而升温至230℃,接着添加相对于聚酯单体组分总量的0.2质量%的二丁基氧化锡,由此进行缩聚反应6小时。此外,其温度升温至240℃,添加2.0mol%的乙二醇。随后,缩聚反应进行2小时(缩聚反应1),然后添加相对于100质量份树脂的2.0mol%的硬脂酸和2质量份的蜡A(熔点:75℃,碳原子数:40,Cw/Cr=2.2,Mw为750的石蜡),再进行缩聚反应2小时(缩聚反应2)。完成反应后,然后将反应产物从容器中取出,冷却并粉碎,由此获得粘结剂树脂1(参见表1至3)。
采用如上所述的此生产方法,因为对于将长链单体键合至分支末端,该方法是最好的形式,该生产方法是本发明的特征。首先,使乙烯基类共聚物单体或不饱和聚酯树脂进行加成聚合反应,以获得具有高分子量的主链。主链分子量的控制促进预期粘度的获得。
接下来,在两个阶段中将用于聚酯单元的原料单体进行缩聚反应。在第一步骤中,作为侧链的单体与作为主链的聚合物聚合,由此生产具有高分支度的分支聚合物。在第二步骤中,进行长链单体的缩聚反应,由此将长链单体键合至分支末端。
粘结剂树脂1的物理性质如表4所示。
<粘结剂树脂2至9的生产实施例>
除了将单体和条件用描述于表1和2中的单体和描述于表3中的条件代替之外,以与粘结剂树脂1的生产实施例相同的方式获得粘结剂树脂2至9。粘结剂树脂2至9的物理性质列于表4中。
<粘结剂树脂10至11的生产实施例>
将80质量份描述于表1中的聚酯单体的混合物(P-10或P-11)装入四颈烧瓶中。将烧瓶安装上减压装置、水分离装置、氮气引入装置、温度测量装置和搅拌装置,接着在氮气气氛下在160℃下搅拌。然后,将描述于表2中的乙烯基类共聚物单体(S-1或S-2)和作为聚合引发剂的描述于表3中的过氧化苯甲酰一起混合,然后通过滴滤器经过4小时添加20质量份的所得混合物。之后,在160℃下使溶液反应5小时从而升温至230℃,接着添加相对于聚酯单体组分总量的0.2质量%的二丁基氧化锡和描述于表3中的蜡,由此进行缩聚反应6小时。完成反应后,然后将反应产物从容器中取出,冷却并粉碎,由此获得粘结剂树脂10至11。
<粘结剂树脂12至14的生产实施例>
将聚酯单体(P-12、P-13或P-14)和相对于100质量份聚酯单体0.2质量份的二丁基氧化锡装入四颈烧瓶中。将烧瓶安装上减压装置、水分离装置、氮气引入装置、温度测量装置和搅拌装置。然后,在氮气气氛下,将温度升至230℃,并进行缩聚反应。然后,将描述于表3的蜡添加至反应产物中。完成反应后,将所得物从容器中取出,冷却并粉碎,由此获得聚酯树脂12至14。这些粘结剂树脂的物理性质如表4所示。
<粘结剂树脂15至16的生产实施例>
将二甲苯装入四颈烧瓶中,然后加热至120℃。烧瓶的内部气体用氮气充分地代替,然后搅拌,同时经过4小时将描述于表2的单体(S-3或S-4)和描述于表3的作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰的混合物滴入烧瓶中。此外,将描述于表3的蜡添加至其中。此外,进行在减压下溶剂的蒸馏去除后,获得粘结剂15至16。它们的物理性质列于表4中。
<实施例1>
(制备调色剂No.1)
粘结剂树脂1 70质量份
粘结剂树脂10 30质量份
磁性氧化铁颗粒a(0.14μm的平均粒径,Hc(磁阻)=11.5kA/m,σs(饱和磁化强度)=90Am2/kg,σr(剩余磁化强度)=16Am2/kg) 90质量份
电荷控制剂-1(1.5×104的固有粘度:2.5×10-1dl/g,Mw:27,000,Tg:76℃,酸值:25mgKOH/g) 2质量份
通过亨舍尔混合机预混合上述材料后,使用双轴捏合挤出机进行熔融捏合。此时,控制保持时间以使捏合树脂的温度能够达到150℃。将所得捏合产物冷却,然后通过锤磨机粗碎,接着通过涡轮磨机进一步粉碎。所得粉碎细粉使用利用柯恩达效应(Coanda effect)的多级分级机(Elbojet Classifier,由NittetsukoK.K.制造)分级,由此获得具有6.8μm重均粒径的调色剂颗粒。相对于100质量份调色剂颗粒,外加入1.0质量份疏水性二氧化硅细颗粒(用通过BET法测量的氮吸附的140m2/g比表面积)和3.0质量份钛酸锶并通过150-μm网孔过滤,由此获得调色剂No.1。调色剂内部配方和其物理性质值分别列于表5和6中。此外,通过GPS-PALLS-粘度计分析装置获得的调色剂No.1的测试结果示于图2至4中。
此外,电荷控制剂-1通过使用以下生产方法来合成。将作为溶剂的200质量份甲醇、150质量份2-丁酮和50质量份2-丙醇,以及作为单体的78质量份苯乙烯、15质量份丙烯酸正丁酯和7质量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸添加至本身能够加压并装配回流管、搅拌器、温度计、氮气引入导管、滴加装置和减压装置的反应容器中,接着伴随搅拌升温至70℃。然后,将通过用20质量份2-丁酮稀释作为聚合引发剂的1质量份2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)获得的溶液经过1小时滴加入反应容器中,将所得溶液持续搅拌5小时,接着经过30分钟进一步将通过用20质量份2-丁酮稀释1质量份2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)获得的溶液滴加入反应容器中,将所得溶液持续搅拌5小时,然后终止聚合。进行聚合溶剂的减压去除后,将所得聚合物通过装备150-μm网孔的切碎机(cutter mill)粗碎为低于100μm,以获得电荷控制剂-1。
<调色剂评价>
通过如下所述的方法使用和评价上述调色剂No.1。
(1)评价显影性(测量图像密度和起雾)
从图像密度的测定和起雾的产生结果评价显影性。
将商购可得的复印机(IR-6010,由Canon Inc.制造)改进以使其打印速度增大1.4倍,并从定影单元中除去定影网。在23℃和5%RH(NL)的环境以及32℃和80%RH(HH)的环境的两种环境中,使用此复印机以连续打印出30,000张具有4%打印率的测试图(购自Canon Sales Co.,Ltd.的Office Planner SK纸)的复印件。测量图像密度,以使1-cm见方的图像进行反射密度测量,并通过具有SPI滤波器的Macbeth密度计(由Macbeth Co.,Ltd.制造)进行。另一方面,通过反射密度计(reflect meter model TC-6DS,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造)测量起雾,然后进行评价,以将图像形成后在白色部分处反射密度的最差值定义为DS,将图像形成前转印材料的平均反射密度定义为Dr,起雾量定义为DS-Dr。该值越小,越有利于抑制起雾。打印30,000张时进行它们的评价。结果示于表7。规定正常水平,以使打印30,000张后图像密度为1.35以上,起雾为1.5以下。
(2)评价图像
根据上述显影性评价中使用的装置和方法进行评价。进行在32℃和80%RH(HH)环境中连续打印30,000份具有4%打印率的测试图(Office Planner SK纸,由Canon Sales Co.,Ltd.制造)的测试,然后目视观察第30,000张图像以评价图像。结果示于表7。在以下评价标准中,只要等级为B以上就不存在问题。
(评价标准)
A.根本没有观察到任何图像缺陷如黑点。
B.在图像上产生的黑点的数量为4以下。
B.在图像上产生的黑点的数量为5至10。
B.在图像上产生的黑点的数量为11以上。
(3)评价定影性
从商购可得的复印机(IR-6010,由Canon Inc.制造)中除去定影单元,然后在常温和常湿(23℃/60%)环境中在一张A-4纸(Office Planner SK纸,购自Canon Sales Co.,Inc.)上打印五个2-cm见方的图像。在此情况下,未定影的图像的负载量为0.6mg/cm2。另一方面,将商购可得的激光束打印机(LaserJet4300n,由Hewlett-Packard Co.,Ltd.制造)的定影单元移出并改进,以使其即使在打印机外部也能够移动,并能够自动设定定影辊温度、处理速度和加压压力。通过改进的定影单元供纸给上述未定影图像,由此获得定影图像。关于供纸的条件,定影辊具有140℃的表面温度,1.1倍的处理速度和12.0kgf/cm2的加压压力。将定影图像在50g/cm2的负载下用一张透镜清洁纸(透镜清洁纸“Dasper(R)”,由Ozu Paper Co.,Ltd.制造)摩擦5次。基于摩擦前后图像密度的下降率(%)评价定影图像。注意,用上述(1)中使用的相同方法测量图像密度。结果示于表7。在以下评价标准中,当等级为B以下时就有问题。
(评价标准)
A:低于10%
B:10%以上至低于15%
C:15%以上至低于20%
D:20%以上
(4)评价扭曲污损
将定影单元从商购可得的复印机(IR-6010,由Canon Inc.制造)中除去,然后调整以使调色剂的负载为1.0mg/cm2。随后,如图1所示,在作为薄纸的第二原图用纸上制备未定影图像(打印率:10%)。评价图像,以在高温和高湿(32℃,80%RH)环境中将其通过设定为50mm/sec处理速度、5.0MPa加压压力和240℃温度调节的定影装置供给。结果示于表7。在以下评价标准中,当等级为c以下时就有问题。
(评价标准)
A:未观察到产生扭曲污损。
B:扭曲未发生,但通过供纸将纸卷曲(curl),产生对定影辊的污损。
C:在定影辊上扭曲。
(5)抑制排纸粘附的性能
采用(1)中使用的复印机,在100张测量测试图(A-4纸(Office Planner SK sheet,购自Canon Sales Co.,Inc.))上打印2-cm见方的图像。将在第100张纸上五个点的平均透过密度通过Macbeth密度计(由Macbeth Co.,Ltd.制造)测量,并提供所述平均透过密度作为值D1。接下来,5,000张耐久后,将第100张从堆积的纸中剥离,然后如上所述同时进行密度测量。此时的值定义为D2。计算D1-D2的值。然后,取决于该差值,将所得值如下分类。结果示于表7。在以下评价标准中,当等级为C以下时就有问题。
(评价标准)
A:未观察到任何剥离点或任何白斑点。
B:密度减少0.1以上至低于0.2。
C:密度减少0.2以上至低于0.4。
D:密度减少0.4以上至低于0.6。
E:密度减少0.6以上。
(6)评价贮存稳定性
称量十克调色剂,并放于50-cc聚乙烯杯中。将杯静置于温度50℃和湿度20%的孵育器中7天,同时负载50-克重量。之后,基于以下评价标准通过目视观察评价调色剂的结块性。结果示于表7。在以下评价标准中,当等级为B以下时就有问题。
A:调色剂一点都没有聚集。
B:存在调色剂的聚集体,但聚集体逐渐减少,并随着杯的旋转而崩塌。
C:即使杯已旋转且聚集体已崩塌后,调色剂的聚集体仍保持。
D:调色剂的聚集体大,即使通过旋转杯也不能崩塌。
<实施例2至12>
(制备调色剂No.2至No.12)
用描述于表5中的配方以与实施例1类似的方式制备调色剂No.2至No.12。通过与实施例1相同的方式评价调色剂。因此获得的调色剂的物理性质值示于表6,评价结果示于表7。
<实施例13>
(制备调色剂No.13)
粘结剂树脂1 20质量份
粘结剂树脂10 80质量份
电荷控制剂-2 2质量份
炭黑 5质量份
除了如上所述改变调色剂颗粒的配方之外,以与实施例1相同的方式制备调色剂No.13。以实施例1的方式进行调色剂的评价。获得的调色剂的物理性质值示于表6,评价结果示于表7。
此外,使用以下进行YMCK全色的一种组分显影的评价:在制备调色剂No.13中使用颜料红57代替炭黑的品红色调色剂(M);在制备调色剂No.13中使用颜料黄74代替炭黑的黄色调色剂(Y);在制备调色剂No.13中使用颜料蓝15:3代替炭黑的青色调色剂(C);以及调色剂No.13(K)。相对于上述评价标准,各颜色调色剂显示良好的结果。
对于上述电荷控制剂-2,使用具有以下结构(I)的化合物。
[化学式2]
<实施例14>
(制备调色剂No.14)
粘结剂树脂1 70质量份
粘结剂树脂10 30质量份
磁性氧化铁颗粒a(0.14μm的平均粒径,Hc=11.5kA/m,σs=90Am2/kg,σr=16Am2/kg) 90质量份
电荷控制剂-1(1.5×104的固有粘度:2.5×10-1dl/g,Mw:27,000,Tg:76℃,酸值:25mgKOH/g) 2质量份
电荷控制剂-2 0.5质量份
除了如上所述改变调色剂颗粒的配方之外,以与实施例1相同的方式制备调色剂No.14。以实施例1的方式进行调色剂的评价。获得的调色剂的物理性质值示于表6,评价结果示于表7。
[比较例1至6]
除了如表5所述改变调色剂颗粒的配方之外,以与实施例1类似的方式制备调色剂No.15至No.20。以与实施例1相同的方式进行调色剂的评价。因此获得的调色剂的物理性质值示于表6,评价结果示于表7。此外,代替用于生产表5所述的粘结剂树脂的蜡A而使用的蜡B为费-托(Fischer-Tropsch)蜡,其熔点:108℃,碳原子数:83,Mw:1,200。此外,代替电荷控制剂-1使用的电荷控制剂-3具有以下所示的结构式(II)。
电荷控制剂-3
[化学式3]
Claims (6)
1.一种调色剂,其包括至少包含粘结剂树脂和着色剂的调色剂颗粒,
其中,当在25℃下将所述调色剂溶解于四氢呋喃(THF)溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度5.0×10-2dl/g以下的THF可溶性物质相对于THF可溶性物质的总量的比为15.0质量%至60.0质量%,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有固有粘度1.5×10-1dl/g以上的THF可溶性物质相对于THF可溶性物质的总量的比为20.0质量%至40.0质量%。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中,当在25℃下将所述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为5.0×10-3dl/g至1.0×10-1dl/g。
3.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中,当在25℃下将所述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.0×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g。
4.根据权利要求1至3任一项所述的调色剂,其中,当在25℃下将所述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.5×104绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.0×10-2dl/g至6.0×10-2dl/g。
5.根据权利要求1至4任一项所述的调色剂,其中,当在25℃下将所述调色剂溶解于THF溶剂中24小时时,在GPC-RALLS-粘度计分析中,具有1.0×105绝对分子量的THF可溶性物质的固有粘度为1.2×10-1dl/g至2.0×10-1dl/g。
6.根据权利要求1至5任一项所述的调色剂,其中所述粘结剂树脂至少包含其中聚酯单元和乙烯基共聚合单元化学键合的杂化树脂。
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