CN102138107A - 图像形成用调色剂、图像形成装置、图像形成方法和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供图像形成用调色剂,其至少包括作为粘合剂树脂的直链聚酯树脂(b1),其中直链聚酯树脂(b1)通过使具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)在扩链剂的存在下反应而获得。
Description
技术领域
本发明涉及用于电子照相图像形成的调色剂,均使用该调色剂的图像形成装置、图像形成方法和处理盒,所述电子照相图像形成例如复印机、静电印刷、打印机、传真机和静电记录。
背景技术
常规地,电子照相图像形成装置中以电方式或磁方式形成的潜像利用图像形成用调色剂(在下文中,也可简单地称为“调色剂”)形成为可视图像。例如,在电子照相过程中,静电图像(潜像)形成于感光体的表面上,并且该潜像使用调色剂显影由此形成调色剂图像。该调色剂图像通常转印到转印材料(记录介质)如纸上,然后通过加热或其它方法定影在转印材料如纸上。在将调色剂图像定影在转印纸上的步骤中,通常,热定影方法,如加热辊定影方法和加热带定影方法,由于它们优异的能量转换效率而广泛和经常地使用。
近来,市场对图像形成装置的高速性能和节能的要求日益增长。为响应该要求,期望低温定影性和透明性优异并能够提供高质量图像的调色剂。然而,为了实现调色剂的低温定影性,需要降低用于调色剂的粘合剂树脂的软化点。当使用具有低软化点的粘合剂树脂时,形成调色剂图像的部分调色剂附着到定影部件的表面上,然后转印到复印纸张上,即发生所谓的反印(也称为“热反印”)。此外,尤其是在高温环境下,调色剂的耐热性降低,并且调色剂颗粒彼此熔合,即发生所谓的粘连。除了上述问题,还存在以下问题:调色剂熔合在显影设备的内部和设备内的载体上从而导致污染;和容易在感光体表面上发生调色剂成膜。作为解决上述问题的措施之一,已提出物理性能改进的调色剂;已提出使用含有聚乳酸的聚酯树脂的调色剂,该调色剂据称在储存稳定性、低温定影性、抗反印性、环境稳定性和环境保护方面优异。然而,与常用于调色剂的聚酯树脂相比,无法充分地控制含有聚乳酸的聚酯树脂的热性质。因此,在树脂的配方量和生产技术方面有许多限制,并且尚未获得足够的储存稳定性、低温定影性和抗反印性(参见专利文献1和专利文献2)。
一般地,用于静电图像显影的调色剂由粘合剂树脂中的含着色剂的着色颗粒、电荷控制剂等组成。其生产方法大致分为粉碎方法和悬浮聚合方法。
在粉碎方法中,将着色剂、电荷控制剂、抗反印剂均匀地分散在热塑性树脂中以获得调色剂组合物,将该调色剂组合物粉碎并分级,由此生产调色剂。根据粉碎方法,可生产具有某些优异物理性能的调色剂,但材料的选择存在限制。例如,可通过熔融混合获得的调色剂组合物必须使用经济上可用的设备粉碎和分级。考虑到这种要求,对于可通过熔融混合获得的调色剂组合物而言,没有选择只能使其足够脆以便于破碎。当这种调色剂组合物被粉碎时,往往形成具有较宽粒度分布的颗粒。在该情况下,如果试图获得高分辨率和高色调水平的再现图像,就必须通过分级除去具有5微米或更小粒度的细粉末颗粒和具有20微米或更大粒度的粗粉末颗粒,这导致非常差的产率。此外,在粉碎方法中,着色剂、电荷控制剂等难以均匀地分散于热塑性树脂中,这可不利地影响所获得的调色剂的流动性、显影性、耐久性、图像质量等。
为解决该问题,专利文献3和专利文献4提出使用溶解树脂的溶解悬浮法,其中将溶解了通过聚合反应预先合成的树脂的树脂溶液在分散剂(分散助剂)和分散稳定剂的存在下分散在水性介质中,所述分散剂如表面活性剂或水溶性树脂,所述分散稳定剂如树脂微粒,并且通过加热、减压等从分散液中除去溶剂,由此获得调色剂。根据溶解悬浮法,可以在不进行分级的情况下获得粒径均匀的调色剂。
在电子照相图像形成装置中,在采用接触式加热方法(其中使用加热部件如加热辊)的定影步骤中,期望调色剂对加热部件具有脱模性质(在下文中,也称为抗反印性)。在使用溶解树脂的溶解悬浮法中,调色剂的抗反印性通过使用改性聚酯树脂得以改善(参见专利文献5)。
同时,占调色剂组分总量的70%以上的大部分粘合剂树脂来源于石油资源。存在石油资源耗尽的顾虑,以及大量石油资源被消耗且大量二氧化碳释放入大气中导致全球变暖的顾虑。进而,当使用来源于吸收大气中的二氧化碳而生长的植物的树脂作为粘合剂树脂时,调色剂使用中产生的二氧化碳仅在环境内循环,并且使用来源于植物的树脂可使得有可能同时解决全球变暖的问题和石油资源耗尽的问题。已提出多种使用这种来源于植物的树脂作为粘合剂树脂的调色剂。例如,专利文献6提出使用聚乳酸作为粘合剂树脂。然而,当聚乳酸根据该提议直接用作粘合剂树脂时,粘合剂树脂中的酯键浓度高于聚酯树脂中的酯键浓度,由此,作为热塑性树脂的作用在调色剂图像的定影步骤中变弱。而且,调色剂变得非常硬,粉碎性欠缺,并导致生产性降低。
专利文献7提出静电图像显影用调色剂,其含有聚酯树脂和着色剂,其中该聚酯树脂通过脱水缩聚含有乳酸、和三官能或更高官能的羟基羧酸的组合物而获得。然而,在该提议中,聚酯树脂通过乳酸的羟基和羟基羧酸的羧基之间的脱水缩聚反应形成,由此分子量增加从而损害急剧熔融(sharp-melt)性和低温定影性。
为了改善调色剂的热性质,专利文献8公开了一种含有基于聚乳酸的可生物降解树脂和萜烯-苯酚共聚物的电子照相调色剂,但是,该调色剂不能同时满足低温定影性和热反印。
由于现有技术的调色剂可通过粉碎方法获得,其涉及的问题是分级引起的调色剂损失和与其同时发生的调色剂浪费。此外,由于粉碎方法所需的能量相对较大,因而必须进一步降低环境负荷。
通常使用的且容易获得的聚乳酸通过乳酸的脱水缩合合成,如专利文献9和专利文献10所述,或通过乳酸的环状丙交酯的开环聚合合成。为此,当使用聚乳酸生产调色剂时,可以使用如专利文献3到专利文献5公开的使用溶解树脂的溶解悬浮法。然而,因为仅具有L-体或D-体的聚乳酸具有高结晶性,在有机溶剂中的溶解度极低,因此难以采用使用溶解树脂的溶解悬浮法。进而,乳酸在有机溶剂中的溶解度可以通过混合聚乳酸的L-体和聚乳酸的D-体以降低结晶性而得以改善。
同时,因为聚乳酸难以控制它们的分子量,且酯键仅经由碳原子存在,因此难以通过单独使用聚乳酸赋予调色剂必需的物理性能。相反,如在常规方法中所使用的,可考虑通过使用聚乳酸及其它一种或多种树脂的混合物向调色剂提供必需的物理性质和热性质。然而,聚乳酸在通常用于调色剂的聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酰基共聚物中的溶解性和分散性极差,因此其很难以这样的方式产生调色剂。
而且,由于聚乳酸的结晶速率相当缓慢,通过使用溶解树脂的溶解悬浮法产生的调色剂难以控制聚乳酸的结晶状态,而且在通过该方法产生的调色剂中,具有高结晶性的聚乳酸和具有低结晶性的聚乳酸以混合方式存在。因此,具有高结晶聚乳酸的部分随着时间的流逝生长成晶体,导致所得调色剂的带电量和图像浓度随着时间而改变。
因此,尚未获得含有聚乳酸且在图像浓度、定影性和耐热储存稳定性方面优异并且随时间流逝引起的定影性变化较少的调色剂及相关技术,并且仍期望进一步改善和开发。
引用列表
专利文献
[PTL1]日本专利申请公开(JP-A)No.2006-208455
[PTL2]日本专利申请公开(JP-A)No.2006-091278
[PTL3]日本专利申请公开(JP-A)No.9-319144
[PTL4]日本专利申请公开(JP-A)No.2002-284881
[PTL5]日本专利(JP-B)No.3640918
[PTL6]日本专利(JP-B)No.2909873
[PTL7]日本专利申请公开(JP-A)No.9-274335
[PTL8]日本专利申请公开(JP-A)No.2001-166537
[PTL9]日本专利申请公开(JP-A)No.7-33861
[PTL10]日本专利申请公开(JP-A)No.59-96123
发明内容
解决问题的技术方案
本发明的目的是解决现有技术中的问题并实现下述目的。具体而言,本发明的目的是提供在热性质、耐热储存稳定性和透明性方面优异的图像形成用调色剂;图像形成装置,图像形成方法和处理盒。
本发明的另一个目的是提供即使使用聚乳酸仍在热性质、耐热储存稳定性和透明性方面优异的,且由均匀粒径的树脂颗粒组成的调色剂;图像形成装置,图像形成方法和处理盒。
解决上述问题的方法如下:
<1>图像形成用调色剂,其包含:作为粘合剂树脂的直链聚酯树脂(b1),其中所述直链聚酯树脂(b1)通过使具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与该聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)在扩链剂的存在下反应而获得。
<2>根据<1>所述的图像形成用调色剂,其中形成所述聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架的单体是光学活性单体,
其中该单体具有以单体换算量计80%或更低的光学纯度X,其中X表示以光学活性单体换算的光学纯度(%),其由光学纯度X(%)=|X(L-体)-X(D-体)|确定;
否则,Y和X之间的关系满足以下表达式,
Y≤-1.5X+220(80<X≤100);
其中Y表示使用的全部粘合剂树脂中的直链聚酯树脂(b1)的含量(质量%),X表示以单体换算量计的光学纯度(摩尔%),其由光学纯度X(摩尔%)=|X(L-体)-X(D-体)|确定,和
其中″X(L-体)″表示以光学活性单体换算的L-体含量比例(摩尔%),和″X(D-体)″表示以光学活性单体换算的D-体含量比例(摩尔%)。
<3>根据<1>和<2>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中在聚酯树脂(b1)中,具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与聚酯二醇(b12)的质量比为31∶69到90∶10。
<4>根据<1>到<3>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是用具有2到6个碳原子的羟基羧酸聚合或共聚的。
<5>根据<1>到<4>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是通过环酯的开环聚合获得的聚合物或共聚物。
<6>根据<1>到<4>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是通过羟基羧酸的直接脱水缩合获得的聚合物或共聚物。
<7>根据<1>到<6>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含选自乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和聚酯树脂的至少一种作为聚酯树脂(b1)之外的粘合剂树脂。
<8>根据<1>到<7>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含蜡(c)和使乙烯基聚合物链接枝到蜡(c)上而改性的改性蜡(d)。
<9>根据<1>到<8>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中所述调色剂含有通过以下方式获得的颗粒:熔融捏合至少含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂组分以形成熔融捏合产物,和粉碎该熔融捏合产物,其中所述粘合剂树脂至少含有聚酯树脂(b1)。
<10>根据<1>到<9>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中该调色剂由树脂颗粒(C)形成,该树脂颗粒(C)的结构为其中含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)和含有第一树脂(a)的涂层(P)中之一附着在含有第二树脂(b)的树脂颗粒(B)的表面上,并且所述第二树脂(b)含有聚酯树脂(b1)。
<11>根据<10>所述的图像形成用调色剂,其中第一树脂(a)是选自乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的至少一种。
<12>根据<1>到<11>中任一项所述的图像形成用调色剂,其中所述粘合剂树脂含有直链聚酯树脂(b1)和在调色剂颗粒的形成中通过与前体(b0)反应获得的树脂(b2)。
<13>根据<1>到<12>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含电荷控制剂。
<14>根据<13>所述的图像形成用调色剂,其中电荷控制剂是含氟的季铵盐。
<15>根据<1>到<14>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含着色剂。
<16>根据<1>到<15>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含脱模剂。
<17>根据<1>到<16>中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含作为调色剂组分的其中层间离子部分地用有机离子改性的层状无机矿物。
<18>图像形成装置,其至少包括:静电潜像承载部件;带电单元,其配置为使静电潜像承载部件的表面带电;曝光单元,其配置为使静电潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像;显影单元,其配置为使用调色剂显影静电潜像以形成可视图像;转印单元,其配置为将可视图像转印到记录介质上;和定影单元,其配置为将转印的图像定影在记录介质上,其中所述调色剂是根据<1>到<17>中任一项所述的图像形成用调色剂。
<19>图像形成方法,其至少包括:使静电潜像承载部件的表面带电;曝光该静电潜像承载部件的带电表面以形成静电潜像;使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像;将该可视图像转印到记录介质上;和将转印的图像定影在记录介质上,其中该调色剂是根据<1>到<17>中任一项所述的图像形成用调色剂。
<20>可拆卸地安装在图像形成装置的主体上的处理盒,该处理盒至少包括:静电潜像承载部件和显影单元,该显影单元配置为使用调色剂使已经形成在静电潜像承载部件的表面上的静电潜像显影以形成可视图像,其中该调色剂是根据<1>到<17>中任一项所述的图像形成用调色剂。
根据本发明,可提供在热性质(尤其是低温定影性)、耐热储存稳定性和透明性方面优异的图像形成用调色剂;图像形成装置;图像形成方法;和处理盒。
此外,由于本发明的调色剂具有均匀的粒径,并且可通过在水中分散而获得,因此可以低成本生产。
附图说明
图1是显示处理盒的构造的示意图。
具体实施方式
为了获得可通过具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)与扩链剂一起反应获得的作为直链聚酯的直链聚酯树脂(b1),要求聚酯二醇(b11)、聚酯二醇(b12)和扩链剂中的每一个都是双官能的。如果它们中的任何一个是三官能的或更高官能的,将进行交联反应,导致不能获得直链聚酯。
在本发明调色剂结构的一个实施方案中,即当树脂颗粒(C)具有其中含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有第一树脂(a)的涂层(P)附着到含有第二树脂(b)的树脂颗粒(B)的表面的结构时,第二树脂(b)含有可通过具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)与扩链剂一起反应获得的直链聚酯树脂(b1)。
直链聚酯具有如下优势:由于它们的与支化的或网状的聚酯相比大的分子量,它们对溶剂具有更高的溶解性,并且就粘弹性和优异的生产性来看,它们适合用于调色剂。
直链聚酯具有简单的结构,并且分子量和根据该分子量产生的物理性质(热性质,与其它树脂的溶解性等)容易控制。此外,本发明的直链聚酯树脂(b1)由单元(b11)和单元(b12)组成。直链聚酯树脂(b1)具有其物理性质可通过单元(b12)中使用的聚酯的类型、分子量和结构来控制的优势,并且其特征在于与常规的含有乳酸的组合物相比,其明确地具备物理性质可控性。
构成聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是通过羟基羧酸的聚合获得的骨架,并且可通过羟基羧酸的直接脱水缩合形成或通过相应的环酯开环聚合获得。从聚合反应中可竞争出现地水解反应几乎不发生且分子量可容易控制的观点来看,优选采用开环聚合。羟基羧酸的实例包括脂族羟基羧酸(羟基乙酸、乳酸、羟基丁酸等);芳族羟基羧酸(水杨酸、杂酚油酸(creosote acid)、扁桃酸、缬氨酸等);或其混合物。相应的环酯的实例包括乙交酯、丙交酯、γ-丁内酯和δ-戊内酯。这些之中,从透明性和热性质的观点来看,作为形成聚羟基羧酸骨架的单体,优选脂族羟基羧酸和环酯;更优选具有2到6个碳原子(更优选具有3到5个碳原子)的羟基羧酸(包括相应的环酯);进一步更优选羟基乙酸、乳酸、乙交酯和丙交酯;和最优选羟基乙酸和乳酸。
当形成聚羟基羧酸骨架的单体是光学活性单体如乳酸时,和尤其是单独使用直链聚酯树脂(b1)作为树脂颗粒(C)中的树脂(b)时,光学纯度X(%),即,通过从X(L-体)中减去X(D-体)获得的值,当以单体组分的摩尔%表示时,优选80%以下,并且更优选60%以下,条件是X(L-体)表示以光学活性单体换算量表示的L-体(%)的比例,和X(D-体)表示以光学活性单体换算量表示的D-体(%)的比例。当光学纯度X(%)在上述范围之内时,聚酯树脂(b1)的结晶性下降,从而可防止在含有其它源自结晶的调色剂组分的调色剂组合物中聚酯树脂(b1)的分散不良,可改善对溶剂的溶解性,并且可容易地利用下述优选的调色剂生产方法(I)。
在聚羟基羧酸骨架的形成中,加入后述的二醇(11)以进行共聚,由此可获得具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)。优选的二醇是1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚(双酚A、双酚F、双酚S等)的环氧烷烃加合物(加合摩尔数:2到30)(下文中,“环氧烷烃”简写为“AO”;其具体实例是环氧乙烷(下文中,缩写为“EO”)、环氧丙烷(下文中,缩写为“PO”)、环氧丁烷(下文中,缩写为“BO”)等)及其组合。更优选的二醇是1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和双酚A的AO加合物。进一步更优选的二醇是1,3-丙二醇。
作为聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12),可以使用后述聚酯树脂中的与二醇(11)和二羧酸(13)之间的反应产物相当的聚酯树脂,并且该反应产物可以通过调整聚合过程中二醇和二羧酸的加料比从而增加羟基数目来获得。优选的聚酯二醇(b12)是1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A(双酚A、双酚F、双酚S等)的AO(EO、PO、BO等)加合物(加合摩尔数:2到30)、以及选自其组合的一种或多种二醇与一种或多种选自以下的二羧酸之间的反应产物:对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、琥珀酸及其组合。
从调整直链聚酯树脂(b1)的物理性质的观点来看,聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b12)的羟基值优选3到224,更优选5到112,和最优选10到56。
建议根据应用将树脂(b)的数均分子量(缩写为“Mn”)(它是通过凝胶渗透色谱法测量的,详细的测量方法将在下面描述)、以及树脂(b)的熔点(它是由DSC测量的)和玻璃化转变温度(Tg)适当地在有利的范围内调整。
在本发明中,玻璃化转变温度(Tg)是通过DSC测量或流动试验仪测量(如果其不能由DSC测量)确定的值。
在DSC测量中,玻璃化转变温度(Tg)通过ASTM D 3418-82中规定的DSC方法使用由Seiko Instruments Inc.制造的DSC测量仪,DSC 20,SSC/580测量。
在流动试验仪测量中,使用由Shimadzu Corporation制造的高架式流动试验仪Model CFT 500。流动试验仪测量的条件如下。在本发明中,每次流动试验仪测量均在以下条件下进行。
(流动试验仪测量的条件)
施加的载荷:30kg/cm2
升温速率:3.0℃/min
模口直径:0.50mm
冲模长度:10.0mm
从调整直链聚酯树脂(b1)的物理性质的观点来看,聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b12)的数均分子量(Mn)优选500到30,000,更优选1,000到20,000,最优选2,000到5,000。
直链聚酯树脂(b1)的Mn优选1,000到5,000,000,更优选2,000到500,000。直链聚酯(b1)的熔点优选20℃到200℃,更优选80℃到180℃。直链聚脂树脂(b1)的玻璃化转变温度(Tg)优选20℃到100℃,更优选40℃到800℃。
用于聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b12)的扩链的扩链剂没有特别限制,只要其具有两个可与聚酯二醇(b11)和聚酯二醇(b12)中含有的羟基反应的官能团。例如,实例有后述二羧酸(13)及其酸酐、多异氰酸酯(15)和聚环氧化物(19)的两个官能团。其中,从聚酯二醇(b11)与聚酯二醇(b12)之间的互溶性的观点来看,优选二异氰酸酯化合物和二羧酸化合物。更优选二异氰酸酯化合物。扩链剂的具体实例包括琥珀酸、己二酸、马来酸及其酸酐、富马酸及其酸酐、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,3-和/或1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-亚甲苯基二异氰酸酯(TDI)、2,4′-和/或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(氢化的MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和双酚A的二缩水甘油醚。其中,优选琥珀酸、己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、马来酸(及其酸酐)、富马酸(及其酸酐)、HDI和IPDI。最优选马来酸(及其酸酐)、富马酸(及其酸酐)、和IPDI。
从透明性和热性质的观点来看,直链聚酯树脂(b1)中扩链剂的量优选0.1质量%到30质量%,并且更优选1质量%到20质量%。
粘合剂树脂(树脂颗粒(C)中的树脂(b))的总量中含有的直链聚酯树脂(b1)的量可根据应用在优选的范围内适当地调整,但是,从透明性和热性质的观点来看,相对于粘合剂树脂的总量,其优选40质量%到100质量%,更优选60质量%到100质量%,进一步更优选60质量%到90质量%。即使直链聚酯树脂(b1)中含有的羟基羧酸是光学活性单体如乳酸时,如果以单体换算量表示的光学纯度在80%以下,从对溶剂的溶解性的观点来看,上述量是优选的。当以单体换算量表示的光学纯度大于80%时,从分散性和对溶剂的溶解性的观点来看,优选直链聚酯树脂(b1)的量相对于粘合剂树脂的总量在对粘合剂树脂总量的树脂(b1)含量Y(%)与X之间满足关系Y≤-1.5X+220。
具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与各自构成直链聚酯的聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)的质量比优选31∶69到90∶10,并且从树脂颗粒(C)的透明性和热性质的观点来看,更优选40∶60到80∶20。
本发明的调色剂至少含有上述的直链聚酯(b1)作为粘合剂树脂(树脂颗粒(C)中的树脂(b)),并且其它树脂可与直链聚酯(b1)组合使用。作为可与直链聚酯(b1)组合使用的其它粘合剂树脂,可使用任何常规已知的树脂,并且其可为热塑性或热固性树脂。其实例包括乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树酯。上述树脂可组合使用。在这些树脂之中,从可容易地获得球形树脂微粒的水性分散体的观点来看,尤其是在水粒化调色剂的情况下,优选乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂及其组合;更优选乙烯基树脂、聚氨酯树脂;最优选各自含有1,2-丙二醇作为组分单元的聚酯树脂和聚氨酯树脂。作为(b1)之外的树脂,也可使用非直链聚酯树脂,该非直链聚酯树脂利用扩链剂使含有聚-α-羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与后述三价到八价或更多价的多元醇(12)进行扩链而获得。
与直链聚酯(b1)组合使用的树脂可为树脂颗粒的形成中通过前体(b0)的反应获得的树脂(b2)。从颗粒容易形成的观点来看,优选的方法是将额外使用的树脂加入到使用前体(b0)的直链聚酯(b1)中。前体(b0)和由前体(b0)获得树脂(b2)的反应方法将在下面描述。
可额外地与直链聚酯(b1)一起使用的各上述树脂也可用作树脂颗粒(C)中的树脂(a)。
以下详细说明优选用于本发明的乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂。乙烯基树脂是通过乙烯基单体的均聚或共聚获得的聚合物。作为乙烯基单体,实例有以下乙烯基单体(1)到(10)。
(1)乙烯基烃类:
脂族(1-1)乙烯基烃类:
烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯、庚烯、二异丁烯、辛烷、十二烯、十八烯、除上述那些之外的α-烯烃;以及二烯烃如丁二烯、异戊二烯、1,4-戊二烯、1,6-己二烯、和1,7-辛二烯。
脂环族(1-2)乙烯基烃类:单-或二-环烯烃和二烯烃,如环己烯、(二)环戊二烯、乙烯基环己烯、乙烯基环己烯、亚乙基二环庚烯;以及萜烯如蒎烯、柠檬烯和茚。
芳族(1-3)乙烯基烃类:苯乙烯及其烃基(烷基、环烷基、芳烷基和/或烯基)取代物,例如,α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、苯基苯乙烯、环己基苯乙烯、苄基苯乙烯、巴豆基苯、二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、和三乙烯基苯;以及乙烯基萘。
(2)含羧基的乙烯基单体及其金属盐:
具有3到30个碳原子的不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、它们的酸酐、和它们的单烷基酯(具有1到24个碳原子),例如,含羧基的乙烯基单体如(甲基)丙烯酸、马来酸酐、马来酸单烷基酯、富马酸、富马酸单烷基酯、巴豆酸、衣康酸、衣康酸单烷基酯、衣康酸二醇单醚、柠康酸、柠康酸单烷基酯和肉桂酸。注意上述术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸,它在下文中具有相同的含义。
(3)含磺酸基的乙烯基单体、乙烯基硫酸单酯化合物、及它们的盐:具有2到14个碳原子的烯基磺酸,例如,乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、甲基乙烯基磺酸和苯乙烯磺酸;以及它们的具有2到24个碳原子的烷基衍生物,如α-甲基苯乙烯磺酸;磺基(羟基)烷基-(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰胺如磺丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-(甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰基氨基-2,2-二甲基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基氧基乙烷磺酸、3-(甲基)丙烯酰基氧基-2-羟基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、3-(甲基)丙烯酰胺-2-羟基丙烷磺酸、C3-C18烷基烯丙基磺基琥珀酸、聚(n=2到30)氧化烯单(甲基)丙烯酸酯(氧化烯可为乙烯、丙烯或丁烯;可为单独的、无规的或嵌段的)的硫酸酯[例如,聚(n=5到15)氧丙烯单甲基丙烯酸酯的硫酸酯]、聚氧乙烯多环苯基醚的硫酸酯、和由任何以下通式(1-1)到(1-3)表示的硫酸酯或含磺酸基的单体;或者它们的盐等。
(上述通式中,R表示具有1到15个碳原子的烷基;A表示具有2到4个碳原子的亚烷基,当n大于1时,多个A可彼此相同或不同,当多个A彼此不同时,它们可为无规的或嵌段的;Ar表示苯环;n是1到50的整数;R’表示可用氟原子取代的烷基(具有1到15个碳原子))。
(4)含磷酸基的乙烯基单体及其盐:
(甲基)丙烯酰基氧基烷基(1到24个碳原子)磷酸单酯(如2-羟乙基(甲基)丙烯酰基磷酸酯、苯基-2-丙烯酰基氧基乙基磷酸酯)、(甲基)丙烯酰基氧基烷基(1到24个碳原子)膦酸(如2-丙烯酰基氧基乙基膦酸)。
上述(2)到(4)中的盐的实例包括金属盐、铵盐和胺盐(包括季铵盐)。作为形成金属盐的金属,实例有Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Zn、Ba、Zr、Ca、Mg、Na和K。
优选的金属盐是碱金属盐和胺盐。更优选的金属盐是钠蜡和具有3到20个碳原子的单叔胺盐。
(5)含羟基的乙烯基单体:
羟基苯乙烯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)烯丙醇、巴豆醇、异丁烯醇、1-丁烯-3-醇、2-丁烯-1-醇、2-丁烯-1,4-二醇、炔丙醇、2-羟乙基丙烯基醚和蔗糖烯丙基醚等。
(6)含氮的乙烯基单体:
(6-1)含氨基的乙烯基单体:
(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、N-氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)烯丙基胺、(甲基)丙烯酸吗啉基乙酯、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、巴豆胺、N,N-二甲基氨基苯乙烯、α-乙酰氨基丙烯酸甲酯、乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基硫代吡咯烷酮、N-芳基亚苯基二胺、氨基咔唑、氨基噻唑、氨基吲哚、氨基吡咯、氨基咪唑、氨基巯基噻唑、以及它们的盐。
(6-2)含酰胺基的乙烯基单体:
(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N′-亚甲基-双(甲基)丙烯酰胺、肉桂酸酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二苄基丙烯酰胺、甲基丙烯酰基甲酰胺、N-甲基N-乙烯基乙酰基酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等。
(6-3)含硝酰基的乙烯基单体:
(甲基)丙烯腈、氰基苯乙烯、氰基丙烯酸酯等。
(6-4)含季铵阳离子基团的乙烯基单体:
含叔胺基团的乙烯基单体的季铵化(quaternarize)的化合物(通过使用季铵化试剂进行季铵化,所述季铵化试剂如氯代甲烷、二甲基硫酸、苄基氯和二甲基碳酸酯),所述含叔胺基团的乙烯基单体如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺和二烯丙基胺。
(6-5)含硝基的乙烯基单体:
硝基苯乙烯等。
(7)含环氧基的乙烯基单体:
(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、对-乙烯基苯基苯醚等。
(8)含卤素的乙烯基单体:
氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、烯丙基氯氯苯乙烯、VI溴-苯乙烯、二氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、四氟苯乙烯、氯丁二烯等。
(9)乙烯基酯、乙烯基(硫)醚、乙烯基酮和乙烯基砜:
(9-1)乙烯基酯如醋酸乙烯酯、乙烯基丁基化物、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙基酯、醋酸异丙烯基酯、甲基丙烯酸乙烯酯、苯甲酸甲基-4-乙烯基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、醋酸乙烯基甲氧基酯、苯甲酸乙烯基酯、α-乙氧基丙烯酸乙酯;具有1到50个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯[如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等];二烷基富马酸酯(富马酸二烷基酯)(两个烷基是具有2到8个碳原子的直链或支链或脂环基的二烷基马来酸酯)(两个烷基是具有2到8个碳原子的直链或支链或脂环基的马来酸二烷基酯)、多(甲基)烯丙氧基烷烃[如二烯丙氧基-乙烷、三烯丙氧基-乙烷、四烯丙氧基-乙烷、四烯丙氧基-丙烷、四烯丙氧基-丁烷、四甲基烯丙氧基-乙烷等];具有聚亚烷基二醇链的乙烯基单体[如单(甲基)丙烯酸酯(分子量:300)、聚丙二醇(分子量500)单丙烯酸酯、甲醇(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸酯甲醇EO 10摩尔加合物、月桂醇(甲基)丙烯酸酯的EO 30摩尔加合物等];聚(甲基)丙烯酸酯[如多价醇的聚(甲基)丙烯酸酯:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等]。
(9-2)乙烯基(硫)醚如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚、乙烯基丁基醚、乙烯基2-乙基己基醚、乙烯基苯基醚、乙烯基2-甲氧基乙基醚、甲氧基丁二烯、乙烯基2-丁氧基乙基醚、3,4-二氢-2-吡喃、2-丁氧基-2′-乙烯氧基二乙基醚、乙烯基-2-乙基巯基乙基醚、乙酰氧基苯乙烯、苯氧基苯乙烯等。
(9-3)乙烯基酮如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基苯基酮;乙烯砜如乙烯基硫醚、对-乙烯基二苯基硫醚、乙烯基乙基硫醚、乙烯基乙基砜、二乙烯基砜、二乙烯基亚砜等。
(10)其它乙烯基单体:
(甲基)丙烯酸异氰酸基乙酯、间异丙烯基-α,α-二甲苄基异氰酸酯等。
作为乙烯基树脂,实例有通过从上述的单体(1)到(10)中任意选择的两种或更多种不同单体的共聚产生的聚合物,更优选的实例是通过以预定比例进行共聚使得树脂颗粒(A)中的羧基量是1%到50%而产生的那些。聚合物的实例包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、苯乙烯-丁二烯-(甲基)丙烯酸共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-(甲基)丙烯酸-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-苯乙烯磺酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物和这些共聚物的盐。这些聚合物之中,优选的是含有20%到80%丙烯酸酯作为组分单元的共聚物。
注意,当乙烯基树脂用作在水性分散体中形成树脂颗粒的树脂(a)时,必须的是,乙烯基树脂至少在形成水性分散体的条件下不完全溶于水。因此,对于构成乙烯基树脂的疏水性单体和亲水性单体之间的混合比,通常,与亲水性单体混合的疏水性单体的比率优选在10%以上,并且更优选30%以上,尽管这取决于所选择的单体的类型。当疏水性单体的比例小于10%时,获得的乙烯基树脂变成水溶性的,这可赋予树脂颗粒(C)的粒径均匀性。注意,亲水性单体是指以预定量溶解于水中的单体,疏水性单体是指基本上不与水混溶的单体。
聚酯树脂的实例包括多元醇与多元羧酸、多元羧酸的酸酐或其低级烷基酯的缩聚物;和这些缩聚物的金属盐。作为多元醇,实例有二醇(11)和三价到八价或更多价的多元醇(12)。作为多元羧酸,实例有多元羧酸的酸酐或其低级烷基酯、二羧酸(13)、三价到六价或更多价的多元羧酸(14)、这些酸的酸酐或其低级烷基酯。
作为聚酯树脂中羟基[OH]含量相对于羧基[COOH]含量的当量比[OH]/[COOH]的多元醇与多元羧酸的混合比优选2/1到1/5,更优选1.5/1到1/4,和最优选1/1.3到1/3。
为将羧基[COOH]含量设在优选范围内,可使用充分含有羟基的聚酯与多元羧酸共混。
二醇(11)的实例包括具有2到36个碳原子的亚烷基二醇(如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇等);具有4到36个碳原子的亚烷基酯二醇(如二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);具有4到36个碳原子的脂环二醇(如1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等);上述亚烷基二醇或脂环二醇的AO[EO、PO、BO等]加合物(加合摩尔数为1到120),例如,双酚(双酚A、双酚F、双酚S等)的AO(AO、PO、BO等)加合物(加合摩尔数为2到30);聚内酯二醇(如聚ε-己内酯二醇等);和聚丁二烯二醇。
作为二醇,除上述仅具有羟基的二醇之外,也可使用具有除羟基之外的官能团的二醇(11a)。二醇(11a)的实例包括具有羧基的二醇、具有磺酸基或氨基磺酸基的二醇、及它们的盐。
具有羧基的二醇的实例包括具有6到24个碳原子的二羟烷基链烷酸如2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基庚酸和2,2-二羟甲基辛酸。
具有磺酸基或氨基磺酸基的二醇的实例包括氨基磺酸二醇[如N,N-双(2-羟烷基)氨基磺酸(其烷基具有1到6个碳原子)或其AO加合物(AO包括E、PO等,加合摩尔数为1到6):例如,N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸、N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸的PO-2摩尔加合物;以及双(2-羟乙基)磷酸酯。
这些二醇的中和碱基的实例包括具有3到30个碳原子的叔胺(如三乙胺)和/或碱金属(如钠盐)。
其中,优选具有2到12个碳原子的亚烷基二醇、具有羧基的二醇、双酚的AO加合物、以及它们的组合。
三价到八价或更多价的多元醇(12)的实例包括具有3到36个碳原子的三价到八价以上的脂族多价醇(烷烃多元醇、和其分子间或分子内的脱水产物,如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、山梨聚糖、和甘油聚合物;糖类及其衍生物,如蔗糖和甲基葡糖苷);脂族多价醇的AO加合物(加合摩尔数为2到120);三酚(三酚PA等)的AO加合物(加合摩尔数为2到30);甲阶酚醛树脂(苯酚酚醛树脂、甲酚醛树脂等)的AO加合物(加合摩尔数为2到30;和丙烯酰基多元醇[(甲基)丙烯酸羟基乙酯与其它乙烯基单体的共聚物]。其中,优选三价到八价或更多价的脂族醇、和甲阶酚醛树脂的AO加合物,更优选甲阶酚醛树脂的AO加合物。
二羧酸(13)的实例包括具有4到36个碳原子的烷烃二羧酸(琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二羧酸、十八烷二羧酸、癸基琥珀酸等)和链烯基琥珀酸(十二碳烯基琥珀酸、十五碳烯基琥珀酸、十八碳烯基琥珀酸等);具有6到40个碳原子的脂环二羧酸[二聚酸(二聚的亚油酸类)等]、具有4到36个碳原子的链烯基二羧酸(马来酸、富马酸、柠康酸等);和具有8到36个碳原子的芳族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)。其中,优选的是具有4到20个碳原子的链烯基二羧酸、和具有8到20个碳原子的芳族二羧酸。
三价到六价或更多价的多元羧酸(14)的实例包括具有9到20个碳原子的芳族多元羧酸(偏苯三酸、均苯四酸等)。
应注意,对于二羧酸(13)或三价到六价或更多价的多元羧酸(14),可使用其酸酐或具有1到4个碳原子的低级烷基酯(甲酯、乙酯、异丙酯等)。
聚氨酯树脂的实例包括多异氰酸酯(15)与含活性氢的化合物{水、多元醇[二元醇(11)(包括具有除羟基之外的官能团的二醇(11a))和三价到八价或更多价的多元醇(12)]、多元羧酸[二羧酸(13)和三价到六价或更多价的多元羧酸(14)]、通过多元醇与多元羧酸的缩聚获得的聚酯多元醇、具有6到12个碳原子的内酯的开环聚合物、多胺(16)、多元硫醇(17)、以及它们的组合等}之间的加聚物、以及通过异氰酸酯基封端的预聚物与相对于该预聚物的异氰酸酯基等当量的伯和/或仲单胺(18)反应获得的含氨基的聚氨酯树脂,所述异氰酸酯基封端的预聚物通过多异氰酸酯(15)与含活性氢的化合物反应而获得。
聚氨酯树脂中含有的羧基量优选0.1%到10%。
对于二醇(11),实例有上述的三价到八价或更多价的多元醇(12)、二羧酸(13)和三价到六价或更多价的多元羧酸(14),优选的二醇(11)也与上述相同。
多异氰酸酯(15)的实例包括具有6到20个碳原子的芳族多异氰酸酯(除NCO基团中的碳原子外,下文同,除非另作说明)、具有6到20的芳族多异氰酸酯、具有2到18的脂族多异氰酸酯、具有4到15个碳原子的脂环族多异氰酸酯、具有8到15个碳原子的芳族-脂族多异氰酸酯、和这些多异氰酸酯的改性产物(如含氨基甲酸乙酯基-、碳二亚胺基-、脲基甲酸酯基-、脲基-、缩二脲基-、脲基二酮基-、脲基亚胺基-、异氰脲酸酯基或唑烷基的改性产物等)、以及它们两种或更多种的混合物。
芳族多异氰酸酯的具体实例包括1,3-和/或1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-亚甲苯基二异氰酸酯(TDI)、粗TDI、2,4′-和/或4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗MDI[粗二氨基苯基甲烷[甲醛和芳胺(苯胺)的缩合产物及其混合物;二氨基二苯基甲烷和少量(例如5%到20%)的三官能或更高官能的多元胺的混合物]:聚烯丙基多异氰酸酯(PAPI)]、1,5-亚萘基二异氰酸酯、4,4′,4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、以及间-和对-异氰酸基苯基-磺酰基-异氰酸酯。脂族多异氰酸酯的具体实例包括脂族多异氰酸酯如亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、2,2’,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基甲基己酸酯、双(2-二异氰酸基乙基)富马酸酯、双(2-二异氰酸基乙基)碳酸酯、和2-异氰酸基乙基-2,6-二异氰酸基己酸酯。脂环族多异氰酸酯的实例包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(氢化MDI)、亚环己基二异氰酸酯、甲基亚环己基二异氰酸酯(氢化TDI)、双(2-异氰酸基乙基)-4-环己烷-1,2-二羧酸酯、和2,5-和/或2,6-降莰烷二异氰酸酯。芳族-脂族多异氰酸酯的实例包括间-和/或对-亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、α,α,α,α-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)。对于多异氰酸酯的改性产物,实例有含氨基甲酸乙酯基-、碳二亚胺基-、脲基甲酸基-、脲基-、缩二脲基-、脲基二酮基-、脲基亚胺基-、异氰脲酸酯基-或唑烷基-的改性产物。其具体实例包括改性的MDI(如氨基甲酸乙酯改性的MDI、碳二亚胺改性的MDI、和三烃基磷酸酯改性的MDI),和多异氰酸酯的改性产物,如氨基甲酸乙酯改性的TDI,和它们两种或更多种的混合物[例如,改性MDI和氨基甲酸乙酯改性TDI(含异氰酸酯的预聚物)的组合)。其中,优选的是具有6到15个碳原子的芳族多异氰酸酯、具有4到12个碳原子的脂族多异氰酸酯和具有4到15个碳原子的脂环族多异氰酸酯。尤其优选的是TDI、MDI、HDI、氢化MDI和IPDI。
多元胺(16)的实例包括脂族多元胺(C2-C18):[1]脂族多元胺{C2-C6亚烷基二胺(如乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺)、多亚烷基(C2-C6)多元胺[如二亚乙基三胺、亚氨基双丙胺、双(六亚甲基)三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺]};[2]其烷基-(C1-C4)或羟烷基(C2-C4)取代的化合物[如二烷基(C1-C3)氨基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、氨基乙基乙醇胺、2,5-二甲基-2,5-六亚甲基二胺和甲基亚氨基双丙胺];[3]含脂环或杂环的脂族多元胺[如3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧螺[5,5]等];[4]含芳环的脂族胺(C8-C15)(亚二甲苯基二胺和四氯-对-亚二甲苯基二胺)、脂环族多元胺(C4-C15):1,3-二氨基环己烷异佛尔酮二胺、薄荷烯二胺(mensenediamine)、4,4′-亚甲基二环己烷二胺(如氢化亚甲基二苯胺)、杂环多胺(C4-C15):哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、1,4-二氨基乙基哌嗪、和1,4-双(2-氨基2-甲基丙基)哌嗪等;
芳族多元胺(C6-C20):[1]未取代的芳族多元胺[1,2-、1,3-和1,4-亚苯基二胺、2,4′-和4,4′-二苯基甲烷二胺、粗二苯基甲烷二胺(多苯基多亚甲基多元胺)、二氨基二苯基砜、联苯胺、硫代二苯胺、双(3,4-二氨基苯基)砜、2,6-二氨基吡啶、间氨基苄胺、三苯基甲烷-4,4′,4″-三胺、亚萘基二胺等;[2]具有环取代的烷基[C1-C4烷基如甲基、乙基、正丙基和异丙基、丁基等]的芳族多元胺],例如,2,4-和2,6-亚苄基二胺、粗亚苄基二胺、二乙基亚甲苯基二胺、4,4′-二氨基-3,3′-二甲基二苯基甲烷、4,4′-双(邻甲苯胺)、联茴香胺、二氨基二甲苯基砜、1,3-二甲基-2,4-二氨基苯、1,3-二甲基-2,6-二氨基苯、1,4-二异丙基-2,5-二氨基苯、2,4-二氨基均三甲苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯、2,3-二甲基-1,4-二氨基萘、2,6-二甲基-1,5-二氨基萘、3,3,5,5-四甲基联苯胺、3,3,5,5-四甲基-4,4′-二氨基苯基甲烷、3,5-二乙基-3′-甲基-2′,4-二氨基二苯基甲烷、3,3′-二乙基-2,2′-二氨基二苯基甲烷、4,4-二氨基-3,3′-二甲基二苯基甲烷、3,3,5,5-四乙基-4,4-二氨基二苯甲酮、3,3,5,5-四乙基-4,4′-二氨基二苯基醚、3,3,5,5-四丙基-4,4′-二氨基二苯基砜等]、以及含有的它们的异构体以各种量的混合物;[3]具有环取代的吸电子基团(卤素如氯、溴、碘、氟等;烷氧基如甲氧基和乙氧基;硝基等)的芳族多元胺[亚甲基-双-邻氯苯胺、4-氯-邻亚苯基二胺、2-氯-1,4-亚苯基二胺、3-氨基-4-氯苯胺、4-溴-1,3-亚苯基二胺、2,5-二氯-1,4-亚苯基二胺、5-硝基-1,3-亚苯基二胺、3-二甲氧基-4-氨基苯胺;4,4′-二氨基-3,3′-二甲基-5,5′-二溴-二苯基甲烷、3,3-二氯联苯胺、3,3-二甲氧基联苯胺、双(4-氨基-3-氯苯基)氧、双(4-氨基-2-氯苯基)丙烷、双(4-氨基-2-氯苯基)砜、双-4-氨基-3-甲氧基苯基)癸烷、双(4-氨基苯基)硫、双(4-氨基苯基)碲、双(4-氨基苯基)硒、双(4-氨基-3-甲氧基苯基)二硫、4,4-亚甲基双(2-碘苯胺)、4,4-亚甲基双(2-溴苯胺)、4,4-亚甲基双(2-氟苯胺)、4-氨基苯基-2-氯苯胺等];[4]具有仲氨基的芳族多元胺[其中将[1]到[3]中的上述芳族多元胺的部分或全部-NH2基团用-NH-R′(R′表示烷基,例如,低级烷基如甲基和乙基)取代的那些][4,4-二(甲基氨基)二苯基甲烷、1-甲基-2-甲基氨基-4-氨基苯等]、聚酰胺多元胺:通过二羧酸(二聚酸等)与过量(每1摩尔酸2摩尔以上)多元胺(上述亚烷基二胺、多亚烷基多元胺等)缩聚获得的低分子量的聚酰胺多元胺、以及聚醚多元胺如氰基乙基化的化合物的氢化产物(聚亚烷基二醇等)。
多元硫醇(17)的实例包括具有2到36个碳原子的烷烃二硫醇(乙二硫醇、1,4-丁硫醇、1,6-己二硫醇等)。
伯和/或仲单胺(18)的实例包括具有2到24个碳原子的烷基胺(乙胺、丁胺、异丁胺等)。
环氧树脂的实例包括聚环氧化物(19)的开环聚合物和聚环氧化物(19)与含活性氢的化合物{水、多元醇[二醇(11)和三价到八价或更多价的多元醇(12)];多元羧酸[二羧酸(13)和三价到六价或更多价的多元羧酸(14),多元胺(16),多元硫醇(17)等}之间的加聚物;以及使用聚环氧化物(19)和二羧酸(13)或三价到六价或更多价的多元羧酸(14)的酸酐获得的硬化树脂。
用于本发明的聚环氧化物(19)没有特别限制,只要其分子内具有两个或更多个环氧基团。从获得的硬化树脂的机械性质的观点来看,优选的聚环氧化物(19)是它们的分子中均具有2到6个环氧基团的那些。聚环氧化物(19)的环氧摩尔当量(每一环氧基团的分子量)优选65到1,000,并且更优选90到500。当环氧摩尔当量超过1,000时,交联结构变松,导致获得的硬化树脂的物理性能降低,如耐水性、耐试剂性、机械强度降低。相反,难以合成环氧摩尔当量小于65的硬化树脂。
作为聚环氧化物(19),实例有芳族聚环氧化合物、杂环聚环氧化合物、脂环聚环氧化合物和脂族聚环氧化合物。芳族聚环氧化合物的实例包括多价酚的缩水甘油醚和/或缩水甘油酯、缩水甘油基芳族多元胺、和氨基苯酚的缩水甘油基化合物。多价酚的缩水甘油醚的实例包括双酚F的缩水甘油醚、双酚A的缩水甘油醚、双酚B的缩水甘油醚、双酚AD的缩水甘油醚、双酚S的缩水甘油醚、卤代双酚A、二缩水甘油四氯双酚A缩水甘油醚、儿荼酚缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、对苯二酚二缩水甘油醚、邻苯三酚三缩水甘油醚、1,5-二羟基萘二缩水甘油醚、二羟基联苯二缩水甘油醚、八氯-4,4′-二羟基联苯二缩水甘油醚、四甲基联苯二缩水甘油醚、二羟基萘基甲酚三缩水甘油醚、三(羟苯基)甲烷三缩水甘油醚、二萘基三醇三缩水甘油醚、四(4-羟苯基)乙烷四缩水甘油醚、对-缩水甘油基苯基二甲基三醇双酚A缩水甘油醚、三甲基-叔丁基-丁基羟基甲烷三缩水甘油醚、9,9′-双(4-羟基苯基)芴二缩水甘油醚、4,4′-氧基双(1,4-苯基乙基)四甲酚缩水甘油醚、4,4′-氧基双(1,4-苯基乙基)苯基缩水甘油醚、双(二羟基亚萘基)四缩水甘油醚、苯酚或甲酚醛树脂缩水甘油醚、柠檬烯苯酚酚醛树脂缩水甘油醚、通过2摩尔双酚A和3摩尔表氯醇之间的反应获得的二缩水甘油醚、通过苯酚与乙二醛(glyoxazal)、戊二醛或甲醛的缩合反应获得的多酚多缩水甘油醚、由间苯二酚和丙酮的缩合反应获得的多酚多缩水甘油醚。作为多价酚的缩水甘油酯,实例有邻苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、和对苯二甲酸二缩水甘油酯。作为芳族缩水甘油基多元胺,实例有N,N-二缩水甘油基苯胺、N,N,N′,N′-四缩水甘油基亚二甲苯基二胺和N,N,N′,N′-四缩水甘油基二苯基甲烷二胺。此外,在本发明中的芳族聚环氧化合物的实例还包括对氨基苯酚三缩水甘油醚、通过亚甲苯基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯与缩水甘油的加成反应获得的二缩水甘油基氨基甲酸酯化合物、通过以上反应产物之一与多元醇的反应获得的含缩水甘油基的聚氨酯(预)聚合物、以及双酚A环氧烷烃(环氧乙烷或环氧丙烷)加合物的二缩水甘油醚。杂环聚环氧化合物的实例包括三缩水甘油基三聚氰胺;脂环聚环氧化合物的实例包括乙烯基环己烷二氧化物、柠檬烯二氧化物、二环戊二烯二氧化物、双(2,3-环氧环戊基)醚、乙二醇的双环氧双环戊基醚、3,4-环氧-6-甲基环己基-甲基-3′,4′-环氧-6-甲基环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)丁胺和二聚酸的二缩水甘油酯。此外,脂环聚环氧化合物的实例还包括上述芳族聚环氧化合物的环加氢产物。脂族聚环氧化合物的实例包括脂族多价醇的多缩水甘油醚、多价脂肪酸的多缩水甘油酯和缩水甘油基脂族胺。脂族多价醇的实例包括乙二醇缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚、四亚甲基二醇缩水甘油醚、1,6-己二醇缩水甘油醚、聚乙二醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚、聚四亚甲基二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、山梨糖醇多缩水甘油醚、和聚甘油多缩水甘油醚。多价脂肪酸的多缩水甘油酯的实例包括乙二酸二缩水甘油酯、苹果酸二缩水甘油酯、马来酸二缩水甘油酯、琥珀酸二缩水甘油酯、戊二酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯、和庚二酸二缩水甘油酯。缩水甘油基脂族胺的实例包括N,N,N′,N′-四缩水甘油基六亚甲基二胺。进一步,多价脂族醇的多缩水甘油醚的实例还包括缩水甘油醚和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的(共)聚合物。其中,优选的是脂族聚环氧化合物和芳族聚环氧化合物。对于本发明的聚环氧化物,可将两种或更多种这些聚环氧化合物配混。
除上述直链聚酯树脂(b1)之外的粘合剂树脂的用量可根据应用适当地调整以落入优选的范围,但是,从透明性和热性质的观点来看,相对于使用的粘合剂树脂总量,优选0质量%到60质量%,更优选10质量%到40质量%。
在本发明中,除聚氨酯树脂以外的粘合剂树脂如聚酯树脂的数均分子量(缩写为“Mn”,它通过凝胶渗透色谱法测定,测定方法的详细说明将在下文中描述)根据应用可适当地调整以落入优选的范围。粘合剂树脂的熔点(通过DSC测量)、玻璃化转变温度Tg(测量方法如上所述)、sp值(根据“Polymer Engineering and Science,1974年2月,Vol.14,No.2pp.147-154”中描述的方法计算sp值)也可根据应用适当地调整,以各自落入优选的范围。
额外使用的粘合剂树脂的Mn优选1,000到5,000,000,更优选2,000到500,000。粘合剂树脂的熔点优选20℃到300℃,更优选80℃到250℃。粘合剂树脂的Tg优选20℃到200℃,更优选40℃到200℃。进一步,粘合剂树脂的sp值优选8到16,更优选9到14。
粘合剂树脂的数均分子量(Mn)和重均分子量(以下缩写为″Mw″)通过凝胶渗透色谱法(GPC)在以下条件下测量四氢呋喃(THF)可溶性级分以四氢呋喃(THF)可溶性级分测量:
装置(例如):HLC-8120,由Tosoh Corporation制造
柱子(例如):TSK-GEL GMHXL(两个柱子):
:TSK-GEL MULTIPORE HXL-M(一个柱子)
样品溶液:0.25%THF溶液
样品溶液的注入量:100微升
流速:1mL/min
测量温度:40℃
检测设备:折射率检测器
参比物质:由Tosoh Corporation生产的标准聚苯乙烯(TSK Standard POLYSTYRENE),12种类型(分子量:500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000、2890000)。
聚氨酯树脂的Mn和Mw通过GPC在以下条件下测量:
装置(例如):HLC-8220GPC,Tosoh Corporation制造
柱子(例如):Guard column αTSK-GELα-M
样品溶液:0.125%二甲基甲酰胺溶液
样品溶液注入量:100微升
流速:1mL/min
测量温度:40℃
检测设备:折射率检测器
参比物质:由Tosoh Corporation制造的标准聚苯乙烯(TSK Standard POLYSTYRENE),12种类型(分子量:500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000、2890000)
本发明的调色剂任选含有蜡(c)。作为蜡(c),实例有聚烯烃蜡、石蜡、含羰基的蜡、及它们的混合物。这些蜡中,石蜡是特别优选的,并且实例有熔点为50℃到90℃的主要含有20到36个碳原子的饱和直链烃的石油蜡。从脱模性质的观点来看,蜡(c)的Mn优选400到5,000,更优选1,000到3,000,和特别优选1,500到2,000。注意,在说明书上下文中,蜡的Mn由GPC测量(溶剂:邻二氯苯,参比物质:聚苯乙烯)。
优选将蜡(c)与其上接枝有乙烯基聚合物链的改性蜡(d)在不存在溶剂的情况下一起熔融捏合,和/或在存在有机溶剂的情况下加热、溶解和混合,之后分散在粘合剂树脂中。以这种方法,改性蜡(d)的蜡基团有效地吸附到蜡(c)的表面,或一部分蜡基团在蜡(c)的基质结构内互相缠结,使得蜡(c)的表面和聚酯树脂(b1)之间的亲合性得到改善,由此蜡(c)更均匀地混入聚酯树脂(b1)内,使得可容易地控制分散状态。
改性蜡(d)是其上接枝有乙烯基聚合物链的蜡。作为用于蜡(d)的蜡,实例有与蜡(c)相同的那些,优选的蜡(d)也与上述用于蜡(c)的相同。作为构成蜡(d)的乙烯基聚合物链的乙烯基单体,实例有与构成乙烯基树脂的上述单体(1)到(10)相同的单体。这些单体中,特别优选(1)、(2)和(6)中描述的单体。乙烯基聚合物链可形成单一聚合物或共聚物结构。
在改性蜡(d)中的蜡组分的量(包括未反应的蜡组分)优选0.5%到99.5%,更优选1%到80%,进一步更优选5%到50%,最优选10%到30%。而且,从树脂颗粒(C)的耐热储存稳定性的观点来看,改性蜡(d)的玻璃化转变温度(Tg)优选40℃到90℃,并且更优选50℃到80℃。改性蜡(d)的Mn优选1,500到10,000,更优选1,800到9,000。当Mn落入1,500到10,000的范围内时,获得的调色剂具有足够的机械强度。
改性蜡(d)可,例如,通过下述方法获得。即,将蜡(c)溶解或分散于有机溶剂(例如甲苯或二甲苯)中以制备溶液或分散液,并且将溶液或分散液在100℃到200℃加热,然后乙烯基单体连同过氧化物引发剂(如过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化苯甲酰)一起滴加入溶液或分散液中从而进行聚合,并且蒸馏除去溶剂,由此获得改性蜡。用于合成改性蜡(d)的过氧化物引发剂的量,基于改性蜡(d)的原材料的总质量计,优选0.2%到10%,并且更优选0.5%到5%。
作为过氧化物聚合引发剂,使用油溶性的过氧化物聚合引发剂、水溶性的过氧化物聚合引发剂等。这些引发剂的具体实例是上述的那些。
作为蜡(c)和改性蜡(d)的混合方法,实例有以下方法:[1]蜡(c)和改性蜡(d)在高于它们各自熔点的温度下熔融捏合;[2]蜡(c)和改性蜡(d)溶解或悬浮在有机溶剂(u)中,然后通过冷却结晶、溶剂结晶等在液体中沉淀,或通过喷雾干燥等在气态介质中沉淀;和[3]蜡(c)和改性蜡(d)溶解或悬浮在有机溶剂(u)中,然后通过分散设备进行湿式粉碎。作为将蜡(c)和改性蜡(d)分散在聚酯树脂(b1)中的方法,实例有以下方法:将蜡(c)、改性蜡(d)和聚酯树脂(b1)分别熔融捏合,或分别溶解和/或分散在溶剂中以制备各自的溶液和/或分散液,然后将这些各自的溶液和/或分散液彼此混合。
优选的是将作为添加剂的蜡(c)和其乙烯基聚合物链与蜡(c)接枝的改性蜡(d)与树脂(b)一起加入到树脂颗粒(B)中,由此耐热储存稳定性进一步得以改善。蜡(c)的加入量相对于粘合剂树脂的总量优选为20质量%或更低,并且更优选1质量%到15质量%。改性蜡(d)的加入量相对于粘合剂树脂的总量优选为10质量%或更低,并且更优选0.5%质量%到8%质量%。蜡(c)和改性蜡(d)的总加入量优选为25质量%或更低,更优选1质量%到20质量%。
作为蜡(脱模剂),任何常规已知的蜡均可使用。尤其是,去除游离脂肪酸的巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、褐煤蜡和氧化米蜡可单独使用或组合使用。作为巴西棕榈蜡,优选使用微晶颗粒形式的蜡,当分散于调色剂粘合剂中时,其具有5以下的酸值和1微米或更小的粒径。褐煤蜡通常是指从矿物中纯化的褐煤蜡,并且褐煤蜡与巴西棕榈蜡类似优选为微晶颗粒的形式,并具有5到14的酸值。氧化米蜡是通过在空气中氧化米糠蜡制备的,优选具有10到30的酸值。使用这些蜡的原因是它们可以适度地细分散于本发明的调色剂粘合剂树脂中,由此使得可容易地获得在抗反印性、转印性和耐久性方面优异的调色剂。这些蜡可以单独使用或组合使用。
作为除上述以外的脱模剂,任何常规已知的脱模剂,如固体硅酮蜡、高级脂肪酸醇、褐煤酯蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡可以混合物的形式使用。
用于本发明调色剂的脱模剂的玻璃化转变温度(Tg)优选70-90℃。当Tg低于70℃时,获得的调色剂的耐热储存稳定性降低,当高于90℃时,低温条件下显示脱模性不足,引起抗冷反印性降低和对定影设备的绕纸(paper-winding)。相对于调色剂树脂组分,这些脱模剂的使用量优选1质量%到20质量%,更优选3质量%到10质量%。当该量低于1质量%时,获得的调色剂的抗反印性不足;当该量超过20质量%时,获得的调色剂的转印性和耐久性降低。
(着色剂)
本发明中使用的着色剂没有特别限制,可以合适地选自通常用于树脂中的那些。着色剂的实例包括炭黑;吖嗪颜料、金属盐偶氮颜料、金属氧化物和金属络合氧化物如油性炉黑、槽法炭黑、灯黑、乙炔黑、苯胺黑;苯胺黑染料、黑色氧化铁、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、赭黄、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、无机坚牢黄、镍钛黄、脐黄、铁丹、红铅粉、铅橙、镉红、镉汞红、锑橙、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、立索尔红、WATCHING红钙盐、色淀红D、亮洋红6B、亮洋红3B、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、富尔坎橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛青、深海蓝、普鲁士蓝、蒽醌蓝、部分氯化的碱性蓝颜料和酞菁蓝;坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白、以及它们的混合物。
调色剂中所含的着色剂的量优选1-15质量份,更优选3-10质量份。
用于本发明的着色剂也可以用作通过与树脂组合获得的母料。由于粘合剂树脂与母料一起捏合,可使用上述各种可用于本发明粘合剂树脂的树脂。
母料可以在施加高剪切力的条件下通过混合和捏合母料用的树脂和着色剂获得。在该情况下,优选使用有机溶剂以增强着色剂和树脂之间的相互作用。还可优选地使用所谓的闪蒸(flashing)法(其中将含有着色剂、水的水性糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合以将所述着色剂转移至所述树脂中,以及除去水分和有机溶剂组分),因为湿的着色剂饼可在不干燥该饼的情况下直接使用。对于混合和捏合,优选使用高剪切分散装置例如三辊磨。为了混合和捏合用于母料的树脂和着色剂,例如,优选使用高剪切力型的分散机如二辊、三辊磨等。
母料的用量相对于100质量份的粘合剂树脂优选0.1质量份到20质量份。
优选的是将用于母料的树脂以酸值为30mgKOH/g或更低的状态分散且将着色剂分散。更优选,酸值为20mgKOH/g或更低。当酸值高于30mgKOH/g时,带电性可在高湿度条件下降低并且颜料的分散性不足。注意酸值可通过JIS K 0070中规定的方法测量。
而且,颜料分散剂可以与母料用树脂和着色剂一起使用。从颜料分散性的观点来看,颜料分散剂优选与粘合剂树脂具有高的溶解性。商业可得的颜料分散剂产品的具体实例包括″AJISPER PB 821″,″AJISPER PB 822″(Ajinomoto Fine-Techno Co.,Inc.生产);″DISPER BYK-2001″(BykChemie Co.生产);和″EFKA-4010″(EFKACo.生产)。
颜料分散剂优选以0.1质量%到10质量%的量混合到调色剂的着色剂中。当颜料分散剂的混合量低于0.1质量%时,颜料的分散性不足。当该混合量超过10质量%时,获得的调色剂的带电性在高湿度条件下降低。
(磁性材料)
本发明中,调色剂可含有磁性材料以及粘合剂树脂和着色剂。
以下是可用于本发明的磁性材料的实例:(1)磁性氧化铁如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体、以及含有其它金属氧化物的铁氧化物;(2)金属如铁、钴、和镍、或这些金属与其它金属如铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨和钒的金属合金以及(3)它们的混合物。
磁性材料的具体实例包括Fe3O4、γ-Fe2O3、ZnFe2O4、Y3Fe5O12、CdFe2O4、Gd3Fe5O12、CuFe2O4、PbFe12O、NiFe2O4、NdFe2O、BaFe12O19、MgFe2O4、MnF2O4、LaFeO3、铁粉、钴粉和镍粉。这些磁性材料可单独使用或组合使用。其中,四氧化三铁和γ-三氧化二铁的细粉末。
也可以使用各自含有不同类型的元素的磁铁矿、磁赤铁矿、铁氧体等的磁性铁氧化物、或它们的混合物。不同类型的元素的实例包括锂、铍、硼、镁、铝、硅、磷、锗、锆、锡、硫、钙、钪、钛、钒、铬、锰、钴、镍、铜、锌和镓。优选的不同类型的元素选自镁、铝、硅、磷和锆。不同类型的元素可结合进铁氧化物晶体晶格中,或可作为氧化物结合进铁氧化物中,或可作为氧化物或氢氧化物存在于铁氧化物的表面上,但是优选含于铁氧化物中。
每一不同类型的元素可在生产磁性材料时与其各自的盐以混合物的形式混合,并通过pH调节结合到颗粒中。或者,每一不同类型的元素可在磁性颗粒的生产之后通过进行pH调节或通过在向其中加入其盐后进行pH调节而沉淀于磁性颗粒的表面上。
相对于100质量份粘合剂树脂,磁性材料的使用量优选10质量份到200质量份,并且更优选20质量份到150质量份。这些磁性材料的数均粒径优选0.1μm到2μm,并且更优选0.1μm到0.5μm。数均粒径可在经由电子透射显微镜观察放大的图像之后,通过使用数字转换器来确定。
对于磁性材料在施加10K奥斯特的磁场下的磁性质,优选其矫磁力在20奥斯特到150奥斯特范围内,其饱和磁化力在50emu/g到200emu/g范围内,和其剩余磁化力在2emu/g到20emu/g范围内。
磁性材料也可以用作着色剂。
(电荷控制剂)
本发明的调色剂根据需要任选含有电荷控制剂(CCA)。
作为电荷控制剂,任何常规已知的电荷控制剂均可使用。其实例包括苯胺黑染料、含铬金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷的单质或其化合物、钨的单质或其化合物、含氟表面活性剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物的金属盐。其具体实例包括苯胺黑染料BONTRON 03、季铵盐BONTRON P-51、含金属的偶氮染料BONTRON S-34、基于羟萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和酚缩合物E-89(由ORIENT CHEMICAL生产);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(HODOGAYA CHEMICAL生产);季铵盐COPY CHARGE PSY VP2038、三苯基甲烷衍生物COPY BLUE PR、季铵盐COPY CHARGE NEG VP2036、COPY CHARGE NX、和VP434(Hoechst AG生产);硼络合物LRA-901和LR-147(NIPPON CARLIT生产);铜酞菁、芘、喹吖啶酮、和偶氮颜料;及具有官能团如磺酸基、羧基、季铵盐等的其它聚合物。
在本发明中,电荷控制剂的用量不能明确地限定,因为其取决于粘合剂树脂的种类和根据需要有无使用添加剂,但是,相对于100质量份的粘合剂树脂,电荷控制剂的用量在0.1质量份到10质量份范围内,并且更优选在0.2质量份到5质量份的范围内。当电荷控制剂的量大于10质量份时,由于调色剂过高的带电性,主电荷控制剂的效果受损,从而对显影辊的静电引力增大,导致显影剂的流动性降低和图像浓度降低。这些电荷控制剂的每一种可在与母料和树脂一起熔融捏合后溶解和/或分散,或可在分散时直接加入有机溶剂中。或者,电荷控制剂可在调色剂基础颗粒的制备后固化在调色剂基础颗粒的表面上。
作为其它电荷控制剂(CCA),实例有基于吖嗪的染料(日本专利申请公开(JP-B)No.42-1627)和碱性染料。其实例包括C.I.碱性黄2(C.I.41000)、C.I.碱性黄3、C.I.碱性红1(C.I.45160)、C.I.碱性红9(C.I.42500)、C.I.碱性紫1(C.I.42535)、C.I.碱性紫3(C.I.42555)、C.I.碱性紫10(C.I.45170)、C.I.碱性紫14(C.I.42510)、C.I.碱性蓝1(C.I.42025)、C.I.碱性蓝3(C.I.51005)、C.I.碱性蓝5(C.I.42140)、C.I.碱性蓝7(C.I.42595)、C.I.碱性蓝9(C.I.52015)、C.I.碱性蓝24(C.I.52030)、C.I.碱性蓝25(C.I.52025)、C.I.碱性蓝26(C.I.44045)、C.I.碱性绿1(C.I.42040)、C.I.碱性绿4(C.I.42000)和这些碱性染料的色淀颜料;C.I.溶剂黑8(C.I.26150)、季铵盐如苯甲酰基甲基十六烷基氯化铵和癸基三甲基氯化物、或二烷基锡化合物如二丁基或二辛基锡化合物、二烷基硼酸锡化合物、胍衍生物;多元胺树脂如含氨基的乙烯基聚合物和含氨基的缩聚物;描述于日本专利公开No.41-20153、43-27596、44-6397和45-26478中的单偶氮染料的金属络合物盐,描述于日本专利公开No.55-42752和59-7385中的金属络合物如水杨酸、二烷基水杨酸、萘甲酸和二羧酸的锌、铝、钴、铬和铁络合物;磺化的铜酞菁颜料;有机硼盐、含氟季铵盐和基于杯芳烃的化合物。对于除黑色调色剂以外的彩色调色剂,不应使用妨碍获得想要的调色剂颜色的电荷控制剂,并且适当地使用白色的水杨酸衍生物的金属盐。
(外部添加剂)
外部添加剂没有特别限制,并且可根据想要的用途适当地选自常规已知的外部添加剂。其实例包括二氧化硅微粒、疏水化的二氧化硅微粒、脂肪酸金属盐(如硬脂酸锌和硬脂酸铝);金属氧化物(如二氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)或其疏水化的产物,和含氟聚合物。其中,优选的是二氧化硅微粒、二氧化钛微粒、疏水化的二氧化钛微粒。
二氧化硅微粒的实例包括HDK H 2000、HDK H2000/4、HDK H2050EP、HVK21和HDK H1303(均由HoechstAG生产);以及R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812(均由Japan AEROSIL Inc.生产)。二氧化钛微粒的实例包括P-25(Japan AEROSIL Inc.生产);STT-30和STT-65C-S(均由Titan Kogyo Ltd.生产);TAF-140(Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.生产);以及MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A (均由TAYCA CORPORATION生产)。疏水化氧化钛微粒的实例包括T-805(Japan AEROSIL Inc.生产);STT-30A和STT-65S-S(均由Titan Kogyo Ltd.生产);TAF-500T和TAF-1500T(均由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.生产);MT-100S和MT-100T(均由TAYCA CORPORATION生产);以及IT-S(ISHIHARA SANGYO KAISHALTD.生产)。
疏水化的二氧化硅微粒、疏水化的二氧化钛微粒和疏水化的氧化铝微粒可以通过将亲水性的微粒用硅烷偶联剂进行表面处理而获得,所述硅烷偶联剂如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷等。
疏水化试剂的实例包括硅烷偶联剂如二烷基-二卤代硅烷、三烷基卤代硅烷、烷基三卤代硅烷和六烷基二硅氮烷偶联剂;硅烷化试剂、具有氟烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和清漆。
还适当地使用经硅油处理的无机微粒,其通过用硅油处理无机微粒获得,如果需要,在加热条件下进行处理。
无机微粒的实例包括二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、铁丹、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅的颗粒。其中,二氧化硅和二氧化钛是特别优选的。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧-聚醚改性硅油、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰基或甲基丙烯酰基改性硅油、和α-甲基苯乙烯改性硅油。
无机微粒的平均初级粒径优选1纳米到100纳米,并且更优选3纳米到70纳米。当平均初级粒径小于1纳米时,无机微粒嵌入调色剂中,无机微粒的功能有时不能充分地显现。当它大于100纳米时,静电图像承载部件的表面可能被有机微粒不均匀地损坏。作为外部添加剂,无机微粒和疏水化的无机微粒可以组合使用。在这种情况下,已疏水化的初级颗粒的平均粒径优选1纳米到100纳米,并且更优选5纳米到70纳米。优选调色剂包含至少两种不同类型的无机微粒,其中已疏水化的初级颗粒的平均粒径是20纳米或更小,和至少一种无机微粒的粒径是30纳米或更大。无机微粒通过BET法测定的比表面积优选20m2/g到500m2/g。
加入到调色剂的外部添加剂的量优选0.1质量%到5质量%,更优选0.3质量%到3质量%。
作为外部添加剂,也可加入树脂微粒。其实例包括通过无皂乳化聚合、悬浮聚合或分散聚合获得的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯的共聚物;硅酮的缩聚物、苯基胍胺、尼龙等;和由热固性树脂获得的聚合物颗粒。这种树脂微粒的组合使用可增强获得的调色剂的带电性,减少带相反电荷的调色剂的量,由此降低背景污染。加入到调色剂中的树脂微粒的量优选0.01质量%到5质量%,并且更优选0.1质量%到2质量%。
(调色剂生产方法)
作为调色剂生产方法,可以使用常规已知的方法,如捏合-粉碎方法、聚合方法、溶解悬浮方法和喷雾造粒方法。从脱模剂和着色剂的分散性、材料的宽的选择性和生产性来看,优选使用捏合-粉碎方法和聚合方法。
在捏合-粉碎方法中,例如,将调色剂材料熔融捏合,对获得的产物进行粉碎和分级以生产用于调色剂的调色剂基础颗粒。
在熔融捏合中,混合调色剂材料,并将得到的混合物装入熔融-捏合机以进行熔融-捏合。作为熔融-捏合机,例如,可以采用单轴-或双轴-连续捏合机或使用辊式磨的间歇式捏合机。例如,优选使用由KOBE STEEL.,LTD.制造的KTK型双轴挤出机;由TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.制造的TEM型双轴挤出机;由KCK制造的双轴挤出机;由IKEGAI,LTD.制造的PCM型双轴挤出机;由BUSS制造的共捏合机。优选这些熔融捏合机在不发生粘合剂树脂分子链断裂的合适的条件下使用。具体地,参考粘合剂树脂的软化点调节熔融-捏合温度。当熔融-捏合温度比软化点高得多时,发生大剧烈的分子链断裂。当熔融-捏合温度比软化点低得多时,这可能导致差的分散。
在粉碎中,将由捏合获得的捏合产物粉碎。具体地,在粉碎中,优选将获得的捏合产物粗破碎然后细粉碎。粉碎方法的优选实例包括其中在射流中将捏合产物用碰撞板破碎的方法,其中使颗粒彼此破碎的方法,和其中使捏合产物通过机械旋转的转子和定子之间的间隙而将其粉碎的方法。
在分级中,将粉碎获得的粉碎产物分级以使颗粒具有预定粒径。分级可通过使用,例如,旋风分离器、滗析器或离心分离器除去微粒来实施。
当粉碎和分级完成时,粉碎产物通过气流离心力分级以生产具有预定粒径的调色剂基础颗粒。
随后,向调色剂基础颗粒中加入外部添加剂。使用混合器混合该调色剂基础颗粒和外部添加剂并搅拌,由此粉碎外部添加剂以使其包覆调色剂基础颗粒的表面。这时,重要的是外部添加剂如无机微粒或树脂微粒均匀地和牢固地固定到调色剂基础颗粒以确保耐久性。
作为聚合方法,可以使用任何常规已知的方法,如溶解悬浮法、悬浮聚合法和乳化聚集法,并且该方法没有特别限制。下文将详细说明作为上述本发明调色剂的一种实施方案的由树脂颗粒(C)组成的调色剂的生产方法的实例。
如上所述,由树脂颗粒(C)组成的调色剂具有树脂颗粒(B)的表面用含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有第一树脂(a)的涂层(P)涂覆的结构。该调色剂可以通过,例如,以下方法(I)、(II)等制备。
方法(I):将含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)的水性分散体(W)与[第二树脂(b)或其有机溶剂溶液和/或分散液](以下称为“(O1)”)、或[第二树脂(b)的前体或其有机溶剂溶液和/或分散液](以下称为“(O2)”)混合,使得(O1)或(O2)分散于(W)中,由此形成在水性分散体(W)中的含有第二树脂(b)的树脂颗粒(B)。在这种情况下,树脂颗粒(A)或涂层(P)固定在树脂颗粒(B)的表面,同时随着树脂颗粒(B)的粒化产生树脂颗粒(C)的水性分散体(X),之后从水性分散体(X)中除去水性介质。
方法(II):将已预先制备的含有树脂(b)的树脂颗粒(B)的表面用含有第一树脂(a)的涂覆剂(W′)涂覆,由此制备树脂颗粒(C)。在这种情况下,涂覆剂可为任何形式,如液体和固体;进一步地,树脂颗粒(B)用第一树脂(a)的前体(a′)涂覆,以与(a′)反应从而固定第一树脂(a)。使用的树脂颗粒(B)可为通过乳化聚集法或粉碎法或任何其它的生产方法制备的树脂颗粒。涂覆方法没有特别限制。例如,实例有以下方法:将预先制备的树脂颗粒(B)或(B)的分散体分散在含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)的水性分散液(W)中的方法;和用(a)的溶液液体作为涂覆剂喷雾树脂颗粒(B)的方法。这些方法中,优选使用制备方法(I)。
更优选树脂颗粒(C)通过以下生产方法获得,因为获得的树脂颗粒将具有均匀的粒度。当树脂颗粒(A)的水性分散液(W)和(O1)[第二树脂(b)或其有机溶剂溶液和/或分散液]或(O2)[第二树脂(b)的前体(b0)或其有机溶剂溶液和/或分散液]以使(O1)或(O2)分散在水性分散液(W)中,从而形成含有第二树脂(b)的树脂颗粒(B)时,使树脂颗粒(A)吸附到树脂颗粒(B)的表面上,由此防止树脂颗粒(C)的相互合并,并使得树脂颗粒(C)在施加高剪切力时难于分裂。使用该方法,树脂颗粒(C)的粒径集中于恒定值,使得可增强它们粒径的均匀性。因此,树脂颗粒(A)优选具有,例如,以下物理性质:该颗粒具有强度从而在分散时各温度下施加剪切力也不分裂;该颗粒在水中几乎不溶解和/或溶胀;并且该颗粒在树脂(b)或其有机溶剂溶液和/或分散液、或(b0)[树脂(b)的前体或其有机溶剂溶液和/或分散液]中几乎不溶解。
同时,将作为调色剂组分的着色剂、脱模剂和改性的层状无机矿物结合到树脂颗粒(B)中。因此,在(W)和(O)(O1或O2)混合以前,这些调色剂组分预先分散于(O)的溶液中。电荷控制剂可结合到树脂颗粒(B)中或外添加到其中。当电荷控制剂结合到其中时,其分散于(O)的溶液中。当电荷控制剂是外添加到其中时,它是在树脂颗粒(C)形成后外添加的。
从降低树脂颗粒(A)在分散处理用的水中或溶剂中的溶解或溶胀的作用的观点来看,优选适当地调节树脂(a)的分子量和sp值(基于″Polymer Engineering and Science,February″,1974,VoL.14,No.2,pp-147-154中描述的方法计算sp值)、结晶度、其交联点时的分子量等。
树脂(a)的数均分子量(通过凝胶渗透色谱法测量,以下常缩写为″Mn″)优选100到5,000,000,更优选200到5,000,000,特别优选500到500,000;sp值优选7到18,更优选8到14;树脂(a)的熔点(通过上述DSC测量)优选50℃或更高,更优选80℃到200℃。
从树脂颗粒(C)的粒度均匀性以及树脂颗粒(C)的粉末流动性、热储存稳定性和抗压性的观点来看,树脂(a)的玻璃化转变温度(Tg)优选50℃到100℃,更优选51℃到90℃,特别优选52℃到75℃。当Tg低于制备水性树脂分散体时所采用的温度时,防止合并和断裂的效果降低,导致增强粒度均匀性的效果降低。出于相同的原因,含有树脂(a)的树脂颗粒(A)的Tg和含有树脂(a)的涂层(P)的Tg优选20℃到200℃,更优选30℃到100℃,特别优选40℃到85℃。注意在本发明中,Tg为由如上所述的DSC测量法或流动试验仪测量法(当其不能通过DSC测量Tg时)测量的值。
如上所述,树脂(a)选自常规已知的树脂,但是,当调节树脂(a)的玻璃化转变温度(Tg)时,其可容易地通过改变树脂(a)的分子量和/或构成树脂(a)的单体的组成来调节。树脂(a)的分子量(分子量越大,该温度变得越高)可通过已知的方法调节,例如,当树脂(a)通过连续反应聚合时,如聚氨酯树脂和聚酯树脂,实例有调节所使用单体的加入速率。当树脂(a)通过链反应聚合时,如乙烯基树脂,实例有调节聚合引发剂和链转移剂的量以及调节反应温度和反应浓度。
在树脂颗粒(A)的水性分散液(W)中,可含有除水之外的后述有机溶剂(u)中的与水混溶的有机溶剂(丙酮,甲乙酮等)。用于这种情况的有机溶剂的类型和量可以任意地确定,只要它不导致树脂颗粒(A)的凝集,不溶解树脂颗粒(A)以及不妨碍树脂颗粒(A)的粒化,优选的是当有机溶剂以40质量%以下的量与水使用时,在干燥后不残留在树脂颗粒(C)中的有机溶剂。
树脂(a)在树脂颗粒(A)的水性分散液(W)中的使用没有特别限制,然而,实例有以下方法[1]到[8]:
[1]在乙烯基树脂的情况下,方法为:将单体用作原材料并通过聚合反应如悬浮聚合、乳化聚合、种子聚合或分散聚合而聚合,以直接产生树脂颗粒(A)的分散液;[2]在加聚或缩合树脂如聚酯树脂的情况下,方法为:将前体(单体、低聚物等)或其有机溶剂溶液和/或分散液分散在水性介质中,根据需要,存在适当的分散剂,然后加热,向其中加入固化剂以进行固化,由此生产树脂(A)的水性分散体;[3]在加聚或缩合树脂如聚酯树脂的情况下,方法为:将适当的乳化剂溶于前体(单体、低聚物等)中或其有机溶剂溶液中和/或分散液中(其优选液体形式,并可通过加热液化),加入水以通过相转化乳化进行乳化,然后向其中加入固化剂等,由此生产树脂(A)的水性分散体;[4]方法为:将已经通过聚合反应(可采用任何加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合、缩聚。同样适用于后述聚合反应)预先制备的树脂使用机械旋转型或喷射空气式粉碎机粉碎,随后分级获得树脂颗粒,然后在合适的分散剂存在下分散于水中;[5]方法为:将通过聚合反应预先制备的树脂溶于有机溶剂中以制备树脂溶液,并将该树脂溶液喷雾以获得树脂颗粒,然后在合适的分散剂存在下将树脂颗粒分散于水中;[6]方法为:将通过聚合反应预先制备的树脂溶于有机溶剂中以制备树脂溶液,将不良溶剂加入该树脂溶液中,或将通过聚合反应预先制备的树脂加热并溶于有机溶液中以制备树脂溶液,将该树脂溶液冷却以沉淀树脂颗粒,随后,除去有机溶剂以产生树脂颗粒,将该树脂颗粒在适当分散剂的存在下分散于水中;[7]方法为:将通过聚合反应预先制备的树脂溶于有机溶剂中以制备树脂溶液,将该树脂溶液在适当分散剂的存在下分散于水性介质中,并通过加热或减压从获得的产物中除去有机溶剂;和[8]方法为:将通过聚合反应预先制备的树脂溶于有机溶剂中以制备树脂溶液,将适当的乳化剂溶于该树脂溶液中,向树脂溶液中加入水以使其进行乳化相转化。
在上述方法[1]到[8]中,作为组合使用的乳化剂或分散剂,可以使用常规已知的表面活性剂、水溶性聚合物等。作为乳化或分散处理的助剂,可以额外地使用有机溶剂(u)、增塑剂(V)等。
表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂(s-1)、阳离子表面活性剂(s-2)、两性表面活性剂(s-3)和非离子表面活性剂(s-4)。表面活性剂可为两种或更多种不同类型的表面活性剂的混合物。除了下述表面活性剂外,表面活性剂的具体实例还有在日本专利申请公开(JP-A)No.2002-284881中描述的那些。
作为阴离子表面活性剂(s-1),使用羧酸或其盐、硫酸酯盐、羧甲基化的产物的盐、磺酸盐、磷酸盐等。
作为羧酸或其盐,可以使用具有8到22个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸或其盐。其实例包括癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、油酸、亚油酸、和蓖麻油酸;以及通过将椰子油、棕榈油、米糠油、和牛脂肪等皂化而获得的高级脂肪酸的混合物。羧酸盐的实例包括这些羧酸的钠盐、钾盐、胺盐、铵盐、季铵盐和烷醇胺盐(如单乙醇胺盐、二乙醇胺盐、和三乙醇胺盐等)。
作为硫酸酯盐,可以使用高级醇硫酸酯盐(具有8到18个碳原子的脂族醇的硫酸酯盐)、高级烷基醚硫酸酯盐(具有8到18个碳原子的脂族醇的EO或PO的1到10摩尔加合物的硫酸酯盐)、硫酸化的油(通过将具有12到50个碳原子的天然不饱和油或不饱和蜡直接硫酸化从而将其中和而获得)、过硫酸化的脂肪酸酯(通过将不饱和脂肪酸(具有6到40个碳原子)的低级醇(具有1到8个碳原子)酯硫酸化从而将其中和而获得)以及硫酸化的烯烃(通过将具有12到18个碳原子的烯烃硫酸化而获得)。其具体实例包括这些羧酸的钠盐、钾盐、胺盐、铵盐、季铵盐和烷醇胺盐(如单乙醇胺盐、二甲醇胺盐和三乙醇胺盐)。
高级醇硫酸酯盐的实例为辛醇硫酸酯盐、癸醇硫酸酯盐、月桂醇硫酸酯盐、硬脂醇硫酸酯盐、使用齐格勒催化剂合成的醇(例如由CONDEA生产的ALFOL 1214)的硫酸酯盐、以及通过羰基合成法(oxo process)合成的醇(例如,DOBANOL 23、25和45;和由Mitsubishi Petrochemical生产的DIADOL 115、115H和135;由Kyowa Hakko Kogyo生产的TRIDECANOL;和由Nissan Chemical Industries生产的OXOCOL 1213、1215及1415)的硫酸酯盐。
所述高级烷基醚硫酸酯盐的具体实例为月桂醇的EO(2mol)加合物的硫酸酯盐和辛醇的EO(3mol)加合物的硫酸酯盐等。所述硫酸化的油的实例为蓖麻油、花生油、橄榄油、菜籽油、牛脂肪、羊脂肪等的硫化物的盐。所述硫酸化的脂肪酸酯的具体实例为油酸丁酯、蓖麻油酸丁酯等的硫化物的盐。所述硫酸化的烯烃的具体实例为TEEPOL(由Shell生产)等。
作为羧甲基化产物的盐,可使用脂族醇(C8-16碳原子)的羧甲基化产物的盐和脂族醇(C8-16)-EO和/或-PO(1到10摩尔)加合物的羧甲基化产物的盐。
脂族醇的羧甲基化产物的盐的具体实例是羧甲基化的辛醇钠盐、羧甲基化的月桂醇钠盐、羧甲基化的DOBANOL 23钠盐、羧甲基化的十三烷醇钠盐等。
脂族醇EO(1到10摩尔)加合物的羧甲基化产物的盐的具体实例是羧甲基化的辛醇EO(3mol)加合物钠盐、羧甲基化的月桂醇EO(4mol)加合物钠盐和羧甲基化的十三烷醇EO(5mol)加合物钠盐等。
作为磺酸盐,可以使用烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、磺基琥珀酸二酯盐、α-烯烃磺酸盐和Igepon T型、以及其它含芳环的化合物的磺酸盐。所述烷基苯磺酸盐的实例包括十二烷基苯磺酸的钠盐。
所述烷基萘磺酸盐的具体实例包括十二烷基萘磺酸钠等。所述磺基琥珀酸二酯盐的具体实例为磺基琥珀酸二-2-乙基己酯钠盐等。所述含芳环的化合物的磺酸盐的具体实例为烷基化的二苯基醚的单或二磺酸盐、苯乙烯化的酚磺酸盐等。
作为磷酸酯盐,可使用高级醇EO加合物的磷酸酯等。高级醇磷酸酯盐的具体实例为单月桂醇磷酸酯二钠盐、二月桂基磷酸酯钠盐等。所述高级醇EO加合物的磷酸酯的具体实例为油醇EO(5mol)加合物磷酸酯二钠盐等。
作为阳离子表面活性剂(s-2),可使用季铵盐型表面活性剂和胺盐型表面活性剂。季铵盐型表面活性剂可以通过具有3到40个碳原子的叔胺与季铵化试剂(例如氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷、苄氯、和烷基化试剂如硫酸二甲酯和其EO加合物)反应获得。其具体实例包括月桂基三甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、二辛基二甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、月桂基二甲基苄基氯化铵(苯扎氯铵)、氯化十六烷基吡啶聚氧乙烯三甲基氯化铵、和硬脂酰胺乙基二乙基甲基甲硫酸酯铵。
胺盐型表面活性剂可以通过用无机酸(例如盐酸、硝酸、硫酸、氢碘酸、磷酸和高氯酸)或有机酸(例如乙酸、甲酸、草酸、乳酸、葡糖酸、己二酸、具有2到24个碳原子的烷基磷酸、苹果酸和柠檬酸等)中和伯到叔胺获得。伯胺盐型表面活性剂的具体实例包括具有8到40个碳原子的脂族高级胺(例如高级胺如月桂胺、十八烷胺、十六烷胺、固化牛脂肪胺、松香胺等)的无机酸盐或有机酸盐、以及高级脂肪酸(具有8到40个碳原子的酸,如硬脂酸和油酸)和具有2到6个碳原子的低级胺的盐。
仲胺盐型表面活性剂的实例包括具有4到40个碳原子的脂族酰胺EO加合物的无机酸盐或有机酸盐。叔胺盐型表面活性剂的实例包括具有4到40个碳原子的脂族胺(例如,三乙基胺、乙基二甲基胺和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺)、脂族胺(C2-C40)的EO(2摩尔或更多摩尔)加合物、具有6到40个碳原子的脂环族胺(例如,N-甲基吡咯烷酮、N-甲基哌啶、N-甲基六亚甲基亚胺、N-甲基吗啉和1,8-二氮杂双环(5,4,0)-7-十一碳烯)、具有5到30个碳原子的含氮杂环芳胺(例如,4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑和4,4’-吡啶)、以及叔胺的无机酸盐或有机酸盐例如单硬脂酸三乙醇胺和硬脂酰胺乙基二乙基甲基乙醇胺。
作为两性表面活性剂(s-3),可以使用羧酸型两性表面活性剂、硫酸酯盐型两性表面活性剂、磺酸盐型两性表面活性剂和磷酸酯盐型两性表面活性剂等。
作为羧酸盐型两性表面活性剂,可使用氨基酸型两性表面活性剂、甜菜碱型两性表面活性剂和咪唑啉型两性表面活性剂等。氨基酸型两性表面活性剂在其分子内具有氨基和羧基。例如,实例有通式(2)表示的化合物。
[R-NH-(CH2)n-COO]mM 通式(2)
在通式(2)中,R代表单价烃基;n是1或2的整数;m是1或2的整数;并且M代表氢离子、碱金属离子、碱土金属离子、铵阳离子、胺阳离子、烷醇胺阳离子等。
由通式(2)表示的两性表面活性剂的实例是烷基(C6-C40)氨基丙酸型两性表面活性剂(硬脂基氨基丙酸钠、月桂基氨基丙酸钠等);和烷基(C4-C24)氨基乙酸型两性表面活性剂(月桂基氨基乙酸钠等)。
甜菜碱型两性表面活性剂在其分子中具有季铵盐型阳离子部分和羧酸型阴离子部分。其实例是烷基(C6-C40)二甲基甜菜碱(硬脂基二甲基氨基乙酸甜菜碱、月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱等)、具有6到40个碳原子的酰胺甜菜碱(椰子油脂肪酸氨基丙基甜菜碱等)、烷基(C6-C40)甜菜碱、和二羟基烷基(C6-C40)甜菜碱(月桂基二羟基乙基甜菜碱等)。
其它的两性表面活性剂的实例是甘氨酸型两性表面活性剂、如月桂酰甘氨酸钠、月桂基二氨基乙基甘氨酸钠、月桂基二氨基乙基甘氨酸盐酸盐、和二辛基二氨基乙基甘氨酸盐酸盐;磺基甜菜碱型两性表面活性剂如十五烷基磺基牛磺酸、磺酸盐型两性表面活性剂、和磷酸酯型两性表面活性剂。
作为非离子表面活性剂(s-4),可以使用AO-加合物型非离子表面活性剂和多元醇型非离子表面活性剂。AO加合物型非离子表面活性剂可以通过将AO(具有2到20个碳原子)直接加合到具有8到40个碳原子的高级醇、具有8到40个碳原子的高级脂肪酸、具有8到40个碳原子的烷基胺等中获得;或通过使聚亚烷基二醇与高级脂肪酸等反应获得,所述聚亚烷基二醇通过将AO加合到二醇获得;或通过将AO加合到酯化产物获得,所述酯化产物通过使多元醇与高级脂肪酸反应获得。
作为AO,例如,实例有EO、PO和BO。其中,优选EO、以及EO和PO的无规或嵌段加合物。AO加合摩尔数优选10摩尔到50摩尔,还优选这些AO加合物的50%到100%是EO加合物。
作为AO加合型非离子表面活性剂,实例有以下:氧化烯烷基醚(烯的碳原子数为2到24;烷基的碳原子数为8到40)(例如辛醇EO(20mol)加合物、月桂醇EO(20mol)加合物、硬脂醇EO(10mol)加合物、油醇EO(5mol)加合物和月桂醇EO(10mol)/PO(20mol)嵌段加合物);聚氧化烯高级脂肪酸酯(烯的碳原子数为2到24;高级脂肪酸的碳原子数为8到40)(例如硬脂酸EO(10mol)加合物、月桂酸EO(10mol)加合物等);聚氧化烯多元醇高级脂肪酸酯(烯的碳原子数为2到24;多元醇的碳原子数为3到40;高级脂肪酸的碳原子数为8到40)(例如聚乙二醇(聚合度:20)的月桂酸酯,聚乙二醇(聚合度:20)的二油酸酯);聚氧化烯烷基苯基醚(烯的碳原子数为2到24;烷基的碳原子数为8到40)(例如壬基酚EO(4mol)加合物,壬基酚EO(8mol)/PO(20mol)嵌段加合物,辛基酚EO(10mol)加合物,双酚A-EO(10mol)加合物、苯乙烯化苯酚EO(20mol)加合物等);聚氧化烯烷基氨基醚(烯的碳原子数为2到24;烷基的碳原子数为8到40)(例如月桂胺EO(10摩尔)加合物、硬脂基胺EO(10mol)加合物等);聚氧化烯烷醇酰胺(烯的碳原子数为2到24;酰胺(丙烯酸部分)的碳原子数为8到24)(例如羟乙基月桂酸酰胺EO(10mol)加合物、和羟丙基油酸酰胺EO(20mol)加合物等)。
作为多元醇型非离子表面活性剂,可使用多元醇脂肪酸酯、多元醇脂肪酸酯AO加合物、多元醇烷基醚、和多元醇烷基醚AO加合物等。上述多元醇的碳原子数为3到24;上述脂肪酸的碳原子数为8到40;AO的碳原子数为2到24。
多元醇脂肪酸酯的具体实例是季戊四醇单月桂酸酯、季戊四醇单油酸酯、山梨聚糖单月桂酸酯、山梨聚糖单硬脂酸酯、山梨聚糖二月桂酸酯、山梨聚糖二油酸酯和蔗糖单硬脂酸酯。
多元醇脂肪酸酯AO加合物的特定实例是乙二醇单油酸酯EO(10mol)加合物、乙二醇单硬脂酸酯EO(20mol)加合物、三羟甲基丙烷单硬脂酸酯EO(20mol)PO(10mol)无规加合物、山梨聚糖单月桂酸酯EO(10mol)加合物、山梨聚糖二硬脂酸酯EO(20mol)加合物和山梨聚糖二月桂酸酯EO(12mol)PO(24mol)无规加合物。
多元醇烷基醚的具体实例是季戊四醇单丁基醚、季戊四醇单月桂基醚、山梨聚糖单甲基醚、山梨聚糖单硬脂基醚、甲基苷和月桂基苷。
多元醇烷基醚AO加合物的具体实例是山梨聚糖单硬脂基醚EO(10mol)加合物、甲基苷EO(20mol)PO(10mol)无规加合物、月桂基苷EO(10mol)加合物和硬脂基苷EO(20mol)PO(20mol)无规加合物。
水溶性聚合物(t)的实例包括纤维素化合物(例如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素等);明胶、淀粉、糊精、阿拉伯胶、甲壳质、壳聚糖、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、含丙烯酸(丙烯酸盐或酯)的聚合物(聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵和聚丙烯酸酯的氢氧化钠部分中和产物;以及丙烯酸钠-丙烯酸酯共聚物);苯乙烯-马来酸酐共聚物的氢氧化钠(部分)中和产物;以及水溶性聚氨酯(聚乙二醇、聚己内酯二醇等与多异氰酸酯的反应产物等)。
用于本发明的有机溶剂(u)可根据需要在乳化分散时加入水性介质或乳化分散体[含有树脂(b)或(b0)的油相(O1)或(O2)]中。有机溶剂(u)的具体实例是芳烃溶剂如甲苯、二甲苯、乙苯、和1,2,3,4-四氢化萘;脂族或脂环族烃溶剂如正己烷、正庚烷、石油溶剂和环己烷;卤素溶剂如氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、和过氯乙烯;酯或酯-醚溶剂如醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲氧基丁酯、甲基溶纤剂乙酸酯、和乙基溶纤剂乙酸酯;醚溶剂如二乙基醚、四氢呋喃、二烷、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚;酮溶剂如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二正丁基酮和环己酮;醇溶剂如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、2-乙基己醇、苯甲醇;酰胺溶剂如二甲基甲酰胺、和二甲基乙酰胺;亚砜溶剂如二甲基亚砜;基于杂环化合物的溶剂如N-甲基吡咯烷酮;以及它们的两种或更多种组合的混合物溶剂。
可根据需要在乳化分散时向水性介质或乳化分散体[含有树脂(b)或(b0)的油相(O1)或(O2)]中加入增塑剂(v)。该增塑剂(v)没有特别限制,以下是其实例:
(v1)邻苯二甲酸酯[邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二异癸基酯等];
(v2)脂族二元酯[二-2-乙基己基己二酸酯、2-乙基己基癸二酸酯等];
(v3)偏苯三酸酯[三-2-乙基己基偏苯三酸酯、偏苯三酸三辛酯等];
(v4)磷酸酯[磷酸三甲酯、三-2-乙基己基磷酸酯、磷酸三甲苯酯等];
(v5)脂肪酸酯[油酸丁酯等];和
(v6)它们的混合物。
在本发明中,树脂颗粒(A)的粒径通常小于要形成的树脂颗粒(B)的粒径。从粒径均匀性的角度来看,粒径比[树脂颗粒(A)的体均粒径]/[树脂颗粒(B)的体均粒径]的值优选在0.001到0.3的范围内。更优选地,粒径比的下限值是0.003,粒径比的上限值是0.25。当粒径比大于0.3时,树脂颗粒(A)未有效地吸附到树脂颗粒(B)的表面上,因此获得的树脂颗粒(C)的粒度分布往往是大的。
树脂颗粒(A)的体均粒径可以适当地调整以便适合于获得具有预定粒度的树脂颗粒(C)。通常地,树脂颗粒(A)的体均粒径优选在0.0005μm到1μm的范围内。体均粒径的上限更优选0.75μm,特别优选0.5μm。下限值更优选0.01μm,特别优选0.02μm,最优选0.04μm。注意,如果希望获得体均粒径为1μm的树脂颗粒(C),下限值优选在0.0005μm到0.30μm的范围内,特别优选在0.001μm到0.2μm的范围内;如果希望获得体均粒径为10μm的树脂颗粒(C),下限值优选在0.005μm到0.8μm的范围内,特别优选在0.05μm到1μm的范围内。体均粒径可以通过激光粒度分布测量装置LA-920(HORIBALtd.制造),MULTISIZER III(Coulter Co.制造),或采用激光多普勒方法(Laser Dopplar Method)的ELS-800(Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造)等测量。如果这些单独的测量装置之间测量的粒度值出现差异,则采用LS-800测量的值。注意,从上述粒径比容易获得的角度来看,后述树脂颗粒(B)的体均粒径优选0.1μm到15μm,更优选0.5μm到10μm,特别优选1μm到8μm。
作为前体(b0),也可以使用具有反应性基团的预聚物(α)与固化剂(β)的组合。注意,术语“反应性基团”是指能够与固化剂(β)反应的基团。在这种情况下,作为形成含有可以通过在树脂颗粒(C)的形成过程中与前体(b0)反应获得的树脂(b2)的树脂颗粒(B)的方法,实例有以下方法:如下方法,其中将含有含反应性基团的预聚物(α)、固化剂(β)以及根据需要的有机溶剂(u)的油相分散在树脂颗粒(A)的水性分散液中,然后加热以使含反应性基团的预聚物(α)与固化剂(β)反应,由此形成含有树脂(b2)的树脂颗粒(B);如下方法,其中将含反应性基团的预聚物(α)或其有机溶剂溶液和/或分散液分散于树脂颗粒(A)的水性分散液中,随后加入水溶性的固化剂(β)以进行反应,由此形成含有树脂(b2)的树脂颗粒(B);以及如下方法,其中当含反应性基团的预聚物(α)是可与水反应固化的材料时,将预聚物(α)或其有机溶剂溶液和/或分散液分散于树脂颗粒(A)的水性分散液(W)中从而彼此反应,由此形成含有树脂(b2)的树脂颗粒(B)。
作为含反应性基团的预聚物(α)中所含的反应性基团与固化剂(β)的组合,实例有以下[1]和[2]:
[1]含反应性基团的预聚物(α)中所含的反应性基团和固化剂(β)的组合,其中该反应性基团是能够与活性氢化合物反应的官能团(α1),该固化剂(β)是含活性氢基团的化合物(β1);和
[2]含反应性基团的预聚物(α)中所含的反应性基团和固化剂(β)的组合,其中该反应性基团是含活性氢的基团(α2),该固化剂(β)是能与含活性氢的基团(α2)反应的化合物(β2)。
在这些组合中,从在水中的反应速率来看,[1]是更优选的。在组合[1]中,作为可与活性氢化合物反应的官能团(α1),实例有异氰酸酯基(α1a)、封端的异氰酸酯基(α1b)、环氧基(α1c)、酸酐基(α1d)和酸式氢化物(acid hydride)基(α1e)。其中,优选(α1a)、(α1b)和(α1c),更优选(α1a)和(α1b)。术语“封端的异氰酸酯基(α1b)”是指异氰酸酯基被封端剂封端。封端剂的实例包括肟[乙酰肟、甲基异丁基酮肟、二乙基酮肟、环戊酮肟、环己酮肟、甲基乙基酮肟等];内酰胺[γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺、γ-戊内酰胺等];具有1到20个碳原子的脂族醇[乙醇、甲醇、辛醇等];酚类[苯酚、甲酚、二甲苯酚、壬基酚等];活性亚甲基化合物[乙酰丙酮、丙二酸乙酯、乙酰醋酸乙酯等];碱性含氮化合物[N,N-二乙基羟胺、2-羟基吡啶、吡啶-N-化物、2-巯基吡啶等];以及它们的混合物。其中,优选肟,特别优选甲基乙基酮肟。
作为含反应性基团的预聚物(α)的骨架,实例有聚醚(αw)、聚酯(αx)、环氧树脂(αy)和聚氨酯(αz)。其中,优选(αx)、(αy)和(αz),特别优选(αx)和(αz)。聚醚(αw)的实例包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷和聚四亚甲基氧化物。聚酯(αx)的实例包括二醇(11)与二羧酸(13)的缩聚产物、以及聚内酯(ε-己内酯的开环聚合物等)。环氧树脂(αy)的实例包括双酚(双酚A、双酚F、双酚S等)与表氯醇的加成-缩合产物。聚氨酯(αz)的实例包括二醇(11)或多异氰酸酯(15)之间的加聚产物、及聚酯(αx)与多异氰酸酯(15)之间的加聚产物。
作为将反应性基团引入到聚酯(αx)、环氧树脂(αy)、聚氨酯(αz)等中的方法,实例有以下方法:
方法[1]:使两种或更多种组分中的一种以使得该组分的官能团存在于骨架末端的量过量使用,和
方法[2]:使两种或更多种组分中的一种以使得该组分的官能团残留在骨架末端的量过量使用,且进一步的,加入含有能够与该残留官能团反应的官能团和反应性基团的化合物,以彼此反应。
在上述方法[1]中,可以获得含羟基的聚酯预聚物、含羧基的聚酯预聚物、含酰基卤基团的聚酯预聚物、含羟基的环氧树脂预聚物、含环氧基团的环氧树脂预聚物、含羟基的聚氨酯预聚物、含异氰酸酯基的聚氨酯预聚物等。
对于构成组分的比例,例如,在含羟基的聚酯预聚物的情况下,作为聚酯树脂中羟基[OH]含量相对于羧基[COOH]含量的当量比[OH]/[COOH]的多元醇(1)与多元羧酸(2)的混合比,优选2/1到1/1,更优选1.5/1到1/1,特别优选1.3/1到1.02/1。在具有不同骨架和由其的不同末端基团的预聚物的情况下,同样适用于混合比,仅需改变它们的组分。
在上述方法[2]中,使方法[1]获得的预聚物,与多异氰酸酯反应由此可获得含异氰酸酯基的预聚物;与封端的多异氰酸酯反应由此获得含封端的异氰酸酯基的预聚物;与聚环氧化物反应由此获得含环氧基团的预聚物;以及与聚酸酐反应由此获得含酸酐基团的预聚物。对于含有官能团和反应性基团的化合物的用量,例如,当多异氰酸酯与含羟基的聚酯反应以获得含异氰酸酯基的聚酯预聚物时,作为多异氰酸酯中的异氰酸酯基[NCO]含量与含羟基的聚酯预聚物中的羟基[OH]含量的当量比[NCO]/[OH]的多异氰酸酯的混合比,优选5/1到1/1,更优选4/1到1.2/1,最优选2.5/1到1.5/1。在具有不同骨架和由其不同的末端基团的预聚物的情况下,同样适用于混合比,仅需改变它们的组分。
在含反应性基团的预聚物(α)中每一摩尔分子的反应性基团的数目通常为1个或更多,优选平均1.5到3个,更优选平均1.8到2.5个。
在上述范围内,通过与固化剂[β]反应获得的固化产物的分子量变得更高。含反应性基团的预聚物(α)的Mn优选500到30,000,更优选1000到20,000,特别优选2000到10,000。含反应性基团的预聚物(α)的重均分子量优选1,000到50,000,更优选2,000到40,000,进一步更优选4,000到20,000。含反应性基团的预聚物(α)的粘度在100℃优选2,000泊以下,并且更优选1,000泊以下。将粘度设为2,000泊以下是优选的,因为树脂颗粒(C)具有窄的粒度分布和少量有机溶剂。
含活性羟基的化合物(β1)的实例包括可用能够使它脱附的化合物封端的多元胺(β1a)、多元醇(β1b)、多元硫醇(β1c)、和水(β1d)。其中,优选(β1a)、(β1b)和(β1d),更优选封端的多元胺和(β1d)。
作为多元胺(β1a),实例与多元胺(16)中描述的那些相同。多元胺(β1a)的优选实例是4,4′-二氨基二苯基甲烷、亚二甲苯基二胺、异佛尔酮二胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、以及它们的混合物。
作为其中(β1a)是用可脱附的化合物封端的多元胺的情况的实例,实例有以下化合物:可由多元胺和具有3到8个碳原子的酮(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等)获得的酮亚胺化合物;可由醛化合物(甲醛和乙醛)获得的具有2到8个碳原子的醛亚胺化合物;烯胺化合物和唑烷化合物。
作为多元醇(β1b),实例与二醇(11)和多元醇(12)中描述的那些相同。优选单独使用二醇(11)或与少量多元醇(12)组合使用。作为多元硫醇(β1c),实例有乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇。
根据需要,反应终止剂(βs)可与含活性羟基的化合物(β1)一起使用。以给定比例额外使用的反应终止剂(βs)使得可以将树脂(b2)的分子量调节到预定值。反应终止剂(βs)的实例包括单胺(二乙基胺、二丁基胺、丁胺、月桂胺、单乙醇胺、二乙醇胺等);封端的单胺(酮亚胺化合物等);单醇(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯酚等);单硫醇(丁基硫醇、月桂基硫醇等);单异氰酸酯(月桂基异氰酸酯、苯基异氰酸酯等);以及单环氧化物(丁基缩水甘油醚等)。
上述组合[2]中的含反应性基团的预聚物(α)中含有的含活性羟基(α2)的实例为氨基(α2a)、羟基(醇羟基或酚羟基)(α2b)、巯基(α2c)、羧基(α2d)和用能使这些氨基脱附的化合物封端的有机基团(α2e)。其中,优选(α2a)、(α2b)和用能使氨基脱附的化合物封端的有机基团(α2e);尤其优选羟基(α2b)。作为用能使氨基脱附的化合物封端的有机基团,实例与(β1a)中描述的那些相同。
可与含活性氢的基团反应的化合物(β2)的实例包括多异氰酸酯(β2a)、聚环氧化物(β2b)、多元羧酸(β2c)、多元羧酸酐(β2d)和多酰基卤(β2e)。其中,优选(β2a)和(β2b);更优选多异氰酸酯(β2a)
作为多异氰酸酯(β2a),实例与多异氰酸酯(15)中描述的那些相同,优选的多异氰酸酯也是相同的。作为聚环氧化物(β2b),实例与聚环氧化物(19)中描述的那些相同,优选的聚环氧化物也是相同的。
作为多元羧酸(β2c),实例有二羧酸(β2c-1)和三价或更高价的多元羧酸(β2c-2)。多元羧酸(β2c)的实例包括二羧酸(β2c-1)和三价或更高价的多元羧酸(β2c-2)。优选单独使用二元羧酸(β2c-1)、以及二元羧酸(β2c-1)与少量三价或更高价多元羧酸(β2c-2)的混合物。作为二元羧酸(β2c-1),实例与二元羧酸(13)中描述的那些相同,优选的二元羧酸也是相同的。作为多元羧酸,实例与多元羧酸(5)中描述的那些相同,优选的多元羧酸也是相同的。
作为多元羧酸酐(β2d),实例有均苯四酸酐。作为多酰基卤(β2e),实例有多元羧酸(β2c)的卤化物(酰基氯、酰基溴、酰基碘等)。此外,反应终止剂(βs)可根据需要与多元羧酸酐(β2d)一起使用。
作为含反应性基团的预聚物(α)中的反应性基团[α]与固化剂(β)中的羟基[β]的当量比[α]/[β]的固化剂(β)的混合比,优选1/2到2/1,更优选1.5/1到1/1.5,并且特别优选1.2/1到1/1.2。当固化剂(β)是水(β1d)时,水被认为是二价的活性氢化合物。
通过含反应性基团的预聚物(α)与含固化剂(β)的前体(b0)反应获得的树脂(b2)成为树脂颗粒(B)和树脂颗粒(C)的组分。通过含反应性基团的预聚物(α)与固化剂(β)反应获得的树脂(b2)的重均分子量优选3,000以上,更优选3,000到10,000,000、特别优选5,000到1,000,000。
在含反应性基团的预聚物(α)和固化剂(β)在水性介质中的反应中,通过向反应体系中加入含反应性基团的预聚物(α)如直链聚酯树脂(b1)和不与固化剂(β)反应的聚合物(所谓的“无活性聚合物”),树脂(b)变为树脂(b2)和未反应的树脂如直链聚酯树脂(b1)的混合物,所述树脂(b2)通过含反应性基团的预聚物(α)和固化剂(β)在水性介质中的反应获得。
相对于100质量份树脂(b),水性分散体(W)的用量优选50质量份到2,000质量份,并且更优选100质量份到1,000质量份。当该量是50质量份时,树脂(b)的分散状态得以改善,当该量小于2,000质量份时,从成本效率来看是有利的。
树脂颗粒(C)可以下述步骤获得。将含由树脂(a)的树脂颗粒(A)的水性分散液(W)与树脂(b)或树脂(b)的有机溶剂溶液和/或分散液(O1)、或树脂(b)的前体(b0)或前体(b0)的水性溶剂溶液和/或分散液(O2)混合,并将溶液和/或分散液(O1)或(O2)分散在水性分散体(W)中。当采用前体(b0)时,前体(b0)反应形成树脂(b2),并获得树脂颗粒(C)的水性分散体(X),该树脂颗粒(C)具有其中树脂(a)附着在含有树脂(b)的树脂颗粒(B)表面上的结构,随后从水性树脂分散体(X)中除去水性介质。附着在树脂颗粒(B)的表面上的树脂(a)可采取颗粒(A)或涂层(P)的形式。树脂(a)是否变成颗粒(A)或涂层(P)取决于树脂(a)的Tg和制备树脂颗粒(C)的条件(包括溶剂除去温度)。
生产方法(I)获得的树脂颗粒(C)的颗粒形状和它们的表面可以通过控制树脂(a)和树脂(b)之间sp值的差和树脂(a)的分子量来控制。当它们之间的sp值之差较小时,容易获得具有不确定形状的表面平滑的颗粒。当该差异较大时,容易获得表面粗糙的球形颗粒。当树脂(a)的分子量大时,容易获得表面粗糙的颗粒。相反,当分子量小时,容易获得表面平滑的颗粒。注意,如果(a)和(b)之间的sp值之差过低或过高,变得难以进行造粒。由此看来,(a)和(b)之间的sp值之差优选0.01到5.0,更优选0.1到3.0,进一步更优选0.2到2.0。树脂颗粒(a)的重均分子量优选100到1,000,000,更优选1,000到500,000,进一步更优选2,000到200,000,特别优选3,000到100,000。
在生产方法(II)的情况下,树脂颗粒(C)的形状受预先制备的树脂颗粒(B)的形状影响大,树脂颗粒(C)的形状基本上类似树脂颗粒(B)的形状。注意,当树脂颗粒(B)具有不确定形状并且在生产方法(II)中使用大量涂覆剂(W’)时,获得的树脂颗粒(C)将为球形。
在本发明中,从树脂颗粒(C)的粒径均匀性和储存稳定性的观点来看,树脂颗粒(C)优选由以下组成:含有0.01质量%到60质量%的树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有相同范围内的树脂(a)的涂层(P),和含有40质量%到99.99质量%的树脂(b)的树脂颗粒(B);更优选由以下组成:含有0.1质量%到50质量%树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有相同范围内的树脂(a)的涂层(P),和含有50质量%到99.99质量%的树脂(b)的树脂颗粒(B);特别优选由以下组成:含有1质量%到45质量%树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有相同范围内的树脂(a)的涂层(P),和含有55质量%到99质量%树脂(b)的树脂颗粒(B)。当树脂颗粒(A)或涂层(P)的量为0.01质量%或更多时,获得的调色剂的抗粘连性优异,和当其量为60质量%或更少时,定影性、尤其是低温定影性变得优异。
在树脂颗粒(C)中,从树脂颗粒(C)的粒径均匀性、粉末流动性和储存稳定性的观点来看,将树脂颗粒(B)表面积的5%以上、优选30%以上、进一步更优选50%以上、特别优选80%以上用含有树脂(a)的树脂颗粒(A)或含有树脂(a)的涂层(P)涂覆。树脂颗粒(C)的表面覆盖率可以通过由扫描电子显微镜(SEM)获得的图像的分析基于以下方程确定。
表面覆盖率(%)=[用(A)或(P)涂覆的树脂颗粒(B)的部分的面积/用(A)或(P)涂覆的树脂颗粒(B)的部分的面积+树脂颗粒(B)的曝露部分的面积]×100
从粒径均匀性的观点来看,树脂颗粒(C)的体积分布的变化系数优选30%以下,并且更优选0.1%到15%。而且,从粒径均匀性的观点来看,树脂颗粒(C)的[体均粒径/数均粒径]的值优选1.0到1.4,更优选1.0到1.2。尽管树脂颗粒(C)的体均粒径根据应用变化,通常,其优选0.1微米到16微米。体均粒径的上限进一步更优选11μm,特别优选9μm。下限进一步更优选0.5μm,特别优选1μm。注意,体均粒径和数均粒径可以由MULTISIZER III(由CoulterCo.制造)同时测量。
在本发明中,通过改变树脂颗粒(A)和树脂颗粒(B)的粒径以及通过改变涂覆有含有树脂(a)的涂层(P)的树脂颗粒(B)的表面覆盖率可以为树脂颗粒(C)的表面提供所期望的凹凸或不规则性。如果期望改善粉末流动性,树脂颗粒(C)通过BET法测量的比表面积优选0.5m2/g到5.0m2/g。本发明中,BET比表面积的值通过比表面积计,如QUANTASORB(Yuasa Ionics Inc.制造)测量(测量气体He/Kr=99.9/0.1体积%,校准气体:氮气)。
并且,从粉末流动性的观点来看,树脂颗粒的平均-中心线表面粗糙度(Ra)优选0.01微米到0.8微米。平均-中心线表面粗糙度(Ra)是通过使粗糙度曲线和中心线之间的绝对偏差平均测定的值,并且可以通过,例如,扫描探针显微系统(由Toyo Technica制造)测量。
从粉末流动性、熔融流平等观点来看,树脂颗粒(C)优选球形。在这种情况下,树脂颗粒(B)也优选球形。树脂颗粒(C)的平均圆度优选0.95到1.00,更优选0.96到1.0,特别优选0.97到1.0。注意,平均圆度是通过以下方式测定的值:首先,对颗粒进行光学检测以获得其图像,将图像的投影面积的圆周长度除以具有相当于投影面积的面积的圆的圆周长度。具体地,平均圆度是通过流式颗粒图像分析仪(FPIA-2000,Sysmex Corporation制造)测量的。更具体地,将100mL到150mL已预先除去固体杂质的水加入给定的容器中,加入0.1mL到0.5mL作为分散剂的表面活性剂(DRYWEL,FUJIFILMCorporation制造),进一步加入约0.1g到9.5g的测量样品,由此获得样品分散在其中的悬浮液。然后使悬浮液在超声波分散机(ULTRASONICCLEANER MODEL VS-150,Welvocria Co.制造)中进行分散处理约1分钟到3分钟使得分散体的浓度变为3,000/μL到10,000/μL,随后测量树脂颗粒的形状和颗粒分布。
本发明的调色剂的调色剂组合物优选含有层状无机矿物,其中部分层间离子用有机离子改性。用于本发明的改性层状无机矿物优选为用有机阳离子改性的具有基于蒙脱石的基础晶体结构的矿物。还可以通过用三价金属代替层状无机矿物中的部分二价金属向层状无机矿物中引入金属阴离子。但是,当将金属阴离子引入其中时,获得的矿物变成高度亲水性的。因此,优选其中部分金属阴离子用有机阴离子改性的层状无机化合物。
作为用于层状无机矿物(其中层间离子用无机离子部分改性)的有机阳离子改性剂,实例有烷基季铵盐、盐和咪唑盐。其中,优选烷基季铵盐。烷基季铵盐的具体实例是三甲基硬脂基铵、二甲基硬脂基苄基铵和油基双(2-羟基乙基)甲基铵。
有机阴离子改性剂的具体实例包括各自进一步具有支化的、无支化的或环状的烷基(C1-C44)、烯基(C1-C22)、烷氧基(C8-C32)、羟基烷基(C2-C22)、环氧乙烷、环氧丙烷的硫酸根、磺酸根、羧酸根或磷酸根等。更优选具有环氧乙烷骨架的羧酸。
通过用有机离子部分改性层状无机矿物的层间离子,可以适度地给予获得的调色剂疏水性,使其具有中等疏水性,含有调色剂组合物和/或调色剂组合物前体的油相将具有非牛顿粘度,可使获得的调色剂具有不确定的形状。在这种情况下,其中部分调色剂材料用有机离子改性的层状无机矿物的量优选0.05质量%到10质量%,并且更优选0.05质量%到5质量%。
其部分用有机离子改性的层状无机矿物可适当地选择。其实例包括蒙脱土、膨润土、锂蒙脱石、绿坡缕石、海泡石、以及它们的混合物。其中,有机改性的蒙脱土或膨润土是优选的,因为它们不影响调色剂特性,它们的粘度可容易地调节,并且它们在少量添加量下是有效的。
市售的其中其部分用有机离子改性的层状无机矿物的具体实例包括:季铵-18膨润土,如BENTONE 3、BENTONE 38和BENTONE 38V(Rheox生产);TIXOGEL VP(United Catalyst Inc.生产);CLAYTON 34、CLAYTON 40和CLAYTON XL(CLAYTON APA Southem Clay Product,Inc.生产);和司拉氯铵(stearalkonium)膨润土,如BENTONE 27(Rheox生产)、TIXOGEL LG(United Catalyst Inc.生产)、CLAYTON AF和CLAYTON APA(CLAYTON APASouthern Clay Product,Inc.生产);和季铵-18苯甲烃铵膨润土如CLAYTONHT和CLAYTON PS(Southern Clay Products,Inc.生产)。尤其优选CLAYTONAF和CLAYTON APA。进一步地,作为其中其部分用有机阴离子改性的层状无机矿物,尤其优选用由以下通式(1)表示的有机阴离子改性DHT-4A(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)获得的层状无机矿物。作为由以下通式(1)表示的化合物,例如,实例有HITENOL 330T(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKUCO.,LTD.生产)。
R1(OR2)nOSO3M 通式(1)
在通式(1)中,R1表示具有13个碳原子的烷基;R2表示具有2到6个碳原子的亚烷基;n是2到10的整数;M表示单价金属元素。
(显影剂)
显影剂至少含有本发明的调色剂,并进一步含有其它适当选择的组分,如载体。该显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂,但是,当用于响应近来的信息处理速度提高的高速打印机时,从贮藏期限的改进来看,优选双组分显影剂。
(载体)
载气没有特别限制,并且可根据想要的用途适当地选择。优选地,载体含有芯材和用于涂覆该芯材的树脂层。
芯材没有特别限制,并且可从常规已知的芯材中适当选择。例如,优选50emu/g到90emu/g的基于锰-锶(Mn-Sr)的材料和基于锰-镁(Mn-Mg)的材料。从确保高图像浓度来看,优选高磁化材料,如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g到120emu/g)。从能够平缓对其表面上调色剂像刷子一样直立的静电潜像承载部件的接触压力以及获得高质量图像的优点来看,优选弱磁化材料如基于铜-锌(Cu-Zn)的材料(30emu/g到80emu/g)。这些可单独使用或组合使用。
对于芯材的粒径,平均粒径(重均粒径(D50))优选10μm到200μm,并且更优选40μm到100μm。当平均粒径(重均粒径(D50)小于10μm时,在载体颗粒的粒度分布中细粉末颗粒的量增加,且每个颗粒的磁化强度下降,可能导致载体飞散。当平均粒径大于200μm时,调色剂的比面积降低,可能导致调色剂飞散;在具有大的实地部分区域的全色情况下,尤其是,实地部分的再现性可下降。
树脂层材料没有特别限制,并且可从常规已知的树脂中适当选择。其实例包括氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤代烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树酯、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏二氟乙烯和丙烯酸类单体之间的共聚物、偏二氟乙烯和丙烯酸类单体之间的共聚物、在二氟乙烯和乙烯基氟之间的共聚物;含氟三元共聚物(三氟化物(多氟化物)共聚物)如四氟乙烯、偏二氟乙烯和非氟单体的三元共聚物;和有机硅树脂。这些树脂可单独使用或组合使用。其中,有机硅树脂是特别优选的。
有机硅树脂没有特别限制,并且可根据想要的用途从通常已知的有机硅树脂中适当地选择。有机硅树脂的实例包括仅由有机硅氧烷键制得的直链有机硅树脂;和用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂等改性的有机硅树脂。
作为有机硅树脂,可使用市售的有机硅树脂。作为直链有机硅树脂,实例有由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.生产的KR271、KR255和KR152;以及由TORAY Dow Corning Silicone Co.,Ltd.生产的SR2400、SR2406、SR2410。
作为改性有机硅树脂,可使用市售产品。例如,实例有Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.生产的KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酰基改性)、ES1001N(环氧改性)、和KR305(氨基甲酸酯改性);以及由TORAY Dow Corning Silicone Co.,Ltd.生产的SR2115(环氧改性)和SR2110(醇酸改性)。
注意,有机硅树脂可单独使用,并且可交联的组分和带电量控制组分可与有机硅树脂一起使用。
根据需要,树脂层可含有导电粉末等。导电粉末的实例包括铁粉、炭黑、二氧化钛粉末、氧化锡粉末和氧化锌粉末。这些导电粉末的平均粒径优选1微米以下。当平均粒径大于1微米时,可能难以控制电阻。
树脂层可以通过,例如,以下方式形成。将有机硅树脂等溶于有机溶剂以制备涂层溶液,涂层溶液通过常规已知的涂覆方法均匀地施涂在芯材的表面上,然后干燥和烘焙,由此形成树脂层。涂覆方法的实例包括浸涂方法、喷涂方法和刷涂方法。
有机溶剂没有特别限制,并且可根据想要的用途适当地选择。其实例包括甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂和醋酸丁酯。
烘焙没有特别限制,并且可为外部加热或内部加热。其实例包括使用固定电炉、流体电炉、旋转电炉、燃烧炉的方法和使用微波的方法。
载体中树脂层的量优选0.01质量%到5.0质量%。当该量小于0.01质量%时,树脂层不能在芯材表面上均匀地形成,当该量大于5.0质量%时,树脂层变得太厚,在载体中发生粒化,不能获得均匀的载体颗粒。
如果显影剂为双组分显影剂,双组分显影剂中的载体含量没有特别限制,并且可相应地选择,优选90质量%到98质量%,并且更优选93质量%到97质量%。
就双组分显影剂的调色剂和载体的混合比而言,相对于100质量份载体,调色剂通常是1质量份到10.0质量份。
(图像形成装置和图像形成方法)
本发明的图像形成装置至少包括静电潜像承载部件、配置为使静电潜像承载部件的表面带电的带电单元、配置为使静电潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元、配置为使用调色剂显影静电潜像以形成可视图像的显影单元、配置为将可视图像转印到记录介质上的转印单元、和配置为将转印的图像定影在记录介质上的定影单元,并且还包括清洁单元及根据需要适当选择的其它单元,例如,电荷消除单元、回收单元和控制单元等。注意,带电单元和曝光单元的组合可称为静电潜像形成单元。用于显影单元的调色剂是根据本发明的图像形成用调色剂调色剂。
本发明的图像形成方法至少包括使静电潜像承载部件的表面带电的带电步骤、曝光该静电潜像承载部件的带电表面以形成静电潜像的曝光步骤、使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像的显影步骤、将该可视图像转印到记录介质上的转印步骤、和将转印的图像定影在记录介质上的定影步骤,并且还包括清洁步骤及根据需要适当选择的其它步骤,例如,电荷消除步骤、回收步骤、控制步骤等。注意,带电步骤和曝光步骤的组合可称为静电潜像形成步骤。用于显影步骤的调色剂是根据本发明的图像形成用调色剂。
本发明的图像形成方法可以有利地通过本发明的图像形成装置进行。具体而言,带电步骤可以通过带电单元进行;曝光步骤可以通过曝光单元进行;显影步骤可以通过显影单元进行;转印步骤可以通过转印单元进行;定影步骤可以通过定影单元进行;清洁步骤可以通过清洁单元进行;和其它步骤可以通过其它单元进行。
本发明的图像形成用调色剂也可以用于并容纳在可拆卸地安装在图像形成装置主体上的处理盒中,其至少包括静电潜像承载部件和显影单元。
图1是示意性地显示装备有处理盒的图像形成装置的构造的说明图,其中使用本发明的图像形成用调色剂。
图1中,附图标记1表示处理盒的整体,附图标记2表示感光体(可称为“静电潜像承载部件”),附图标记3表示带电单元,附图标记4表示显影单元,和附图标记5表示清洁单元。
在本发明中,将包括感光体2、带电单元3、显影单元4和清洁单元5的多个构造元件一体性地组合成一个单元作为处理盒,并且将该处理盒可拆卸地安装在图像形成装置如复印机和打印机的主体上。
以下说明书解释装备有处理盒的图像形成装置的运行,其中提供本发明的图像形成用调色剂。
感光体2以预定圆周速度驱动旋转。在旋转过程中,感光体2从带电单元3接收均匀的正或负预定电位的电荷,然后曝露于来自图像曝光单元(未示出)的图像曝光用光,如缝隙曝光和激光束,由此静电潜像依次形成在感光体2的表面上。由此形成的静电潜像用显影单元4通过调色剂显影,显影的调色剂图像通过转印单元(未示出)依次转印到记录介质上,记录介质由进纸单元送入感光体和转印单元(未示出)之间,从而与感光体的旋转匹配。具有转印图像的记录介质自感光体的表面分离,引入定影单元(未示出),图像被定影并作为复印件或打印件印出到装置的外面。图像转印后通过清洁单元5清洁感光体的表面,从而除去未转印的调色剂残余物,放电,然后重复用于随后的图像形成。
实施例
下面将描述本发明的实施例,但该实施例不应解释为限制本发明的范围。在下面的描述中,“份”表示“质量份”。
生产实施例A-1(直链聚酯树脂(b1)的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入3份1,3-丙二醇、450份L-乳酸丙交酯、50份D-乳酸丙交酯和2份2-乙基己基锡,该混合物在常压下于160℃的温度进行开环聚合3小时并在常压下于130℃的温度进一步反应以生成树脂。将从高压容器中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎以形成颗粒,由此获得具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(光学纯度80%)。随后,将400份由此获得的具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(羟基值:11.2)和100份聚酯二醇(羟基值:56)[其通过双酚A-EO(2摩尔)加合物和对苯二甲酸以1∶1摩尔比脱水缩合进行合成而获得]溶解在甲基乙基酮中以制备溶液,向该溶液中加入20份作为扩链剂的IPDI,使该溶液在50℃进行扩链反应6小时,随后蒸馏除去溶剂从而获得[聚酯b1-1]。发现[聚酯b1-1]的Tg为43℃。
生产实施例A-2(直链聚酯树脂(b1)的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入3份1,4-丁二醇、400份L-乳酸丙交酯、100份D-乳酸丙交酯和2份2-乙基己基锡,该混合物在常压下于160℃的温度进行开环聚合3小时并在常压下于130℃的温度进一步反应以生成树脂。从高压容器中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎以形成颗粒,由此获得具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(光学纯度60%)。随后,将200份由此获得的具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(羟基值:11.2)和300份聚酯二醇(羟基值:56)[其通过双酚A-EO(2摩尔)加合物和对苯二甲酸以1∶1摩尔比脱水缩合进行合成而获得]溶解在甲基乙基酮中以制备溶液,向该溶液中加入38份作为扩链剂的IPDI,使该溶液在50℃进行扩链反应6小时,随后蒸馏除去溶剂从而获得[聚酯b1-2]。发现[聚酯b1-2]的Tg为46℃。
生产实施例A-3(直链聚酯树脂(b1)的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入3份1,3-丙二醇、400份L-乳酸丙交酯、100份糖苷和2份2-乙基己基锡,该混合物在常压下于160℃的温度进行开环聚合3小时并在常压下于130℃的温度进一步反应以生成树脂。从高压容器中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎以形成颗粒,由此获得具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(光学纯度100%)。随后,将250份由此获得的具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(羟基值:11.2)和250份聚酯二醇(羟基值:56)[其通过双酚A-EO(2摩尔)加合物和对苯二甲酸以1∶1摩尔比脱水缩合进行合成而获得]熔融以制备溶液,向该溶液中加入25份作为扩链剂的己二酸,并使该溶液在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时,由此获得[聚酯b1-3]。发现[聚酯b1-3]的Tg为49℃。
生产实施例A-4(直链聚酯树脂(b1)的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入3份1,4-丁二醇、450份L-乳酸丙交酯、50份D-乳酸丙交酯和2份四丁氧基钛酸酯,该混合物在常压下于160℃的温度脱水缩合3小时并在160℃的温度10mmHg-15mmHg的减压下进一步脱水缩合以生成树脂。从高压容器中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎以形成颗粒,由此获得具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(光学纯度80%)。随后,400份由此获得的具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(羟基值:11.2)和100份聚酯二醇(羟基值:56)[其通过双酚A-EO(2摩尔)加合物和对苯二甲酸以1∶1摩尔比脱水缩合进行合成而获得]溶解在甲基乙基酮中以制备溶液,向该溶液中加入20份作为扩链剂的IPDI,使该溶液在50℃进行扩链反应6小时,随后蒸馏除去溶剂从而获得[聚酯b1-4]。发现[聚酯b1-4]的Tg为48℃。
生产实施例A-5(直链聚酯树脂(b1)的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入3份1,4-丁二醇、450份L-乳酸丙交酯、50份D-乳酸丙交酯和2份四丁氧基钛酸酯,该混合物在常压下于160℃的温度脱水缩合3小时并在160℃的温度10mmHg-15mmHg的减压下进一步脱水缩合以生成树脂。从高压容器中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎以形成颗粒,由此获得具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(光学纯度80%)。随后,将400份由此获得的具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(羟基值:11.2)和100份聚酯二醇(羟基值:56)[其通过1,2-丙二醇和对苯二甲酸以1∶1摩尔比脱水缩合进行合成而获得]溶解在甲基乙基酮中以制备溶液,将20份作为扩链剂的IPDI加入该溶液中,使该溶液在50℃进行扩链反应6小时,随后蒸馏除去溶剂从而获得[聚酯b1-5]。发现[聚酯b1-5]的Tg为48℃。
生产实施例A-6(聚酯树脂的生产)
向装有温度计和搅拌器的高压反应容器中加入9份甘油、288份L-乳酸丙交酯和2份氧化二丁基锡,反应容器用氮气置换。随后,该混合物在常压下于160℃的温度进行开环聚合6小时,并在10-15mmHg的减压下进一步反应5小时。将反应混合物冷却至110℃,向其中加入18份的IPDI,混合物在110℃进一步反应5小时,随后蒸馏除去溶剂,由此获得[氨基甲酸酯改性的聚酯],其重均分子量Mw为70,000且游离异氰酸酯含量为0.5%(光学纯度:100%)。
生产实施例A-7(聚酯树脂的生产)
向装有温度计和搅拌器的高压反应容器中加入6份乙二醇、400份L-乳酸丙交酯和2份氧化二丁基锡,反应容器用氮气置换。随后,该混合物在常压下于160℃的温度进行开环聚合8小时,并在10-15mmHg的减压下进一步反应5小时,由此获得[聚酯1](光学纯度:100%)。发现[聚酯1]的Tg为40℃。
生产实施例A-8(聚酯树脂的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入701份1,2-丙二醇、716份对苯二甲酸二甲酯、180份己二酸和3份作为缩合催化剂的四丁氧基钛酸酯,混合物在180℃氮气流下反应8小时,同时蒸馏除去产生的甲醇。随后,在逐渐升高温度至230℃的同时,使混合物在氮气流下反应4小时,产生的1,2-丙二醇和水蒸馏除去,在5-20mmHg的减压下进一步反应,并且当其软化点达到150℃时,取出反应产物。向装有温度计和搅拌器的高压反应容器中加入100份获得的树脂、400份L-乳酸丙交酯、100份外消旋丙交酯和1份对苯二甲酸钛,反应容器用氮气置换,随后,在160℃聚合6小时,由此获得[聚酯2](光学纯度:80%)。发现[聚酯2]的Tg为47℃。
生产实施例A-9(聚酯树脂的生产)
向装有温度计、搅拌器和氮气入口管的高压反应容器中加入781份1,2-丙二醇、794份对苯二甲酸二甲酯、66份己二酸、38份偏苯三酸酐和1份作为聚合催化剂的对苯二甲酸钛,混合物在180℃氮气流下反应8小时,同时蒸馏除去产生的甲醇。随后,在逐渐升高温度至230℃的同时,使混合物在氮气流下反应4小时,产生的1,2-丙二醇和水蒸馏除去,在5-20mmHg的减压下进一步反应1小时,并且当其软化点达到160℃时,取出反应产物。由此获得[聚酯3]。发现[聚酯3]的Tg为61℃。
生产实施例A-10(改性蜡的生产)
向装有温度计和搅拌器的高压反应容器中加入454份二甲苯和150份低分子量聚乙烯(SANWAX LEL-400,软化点:128℃,Sanyo Chemical Industries,Ltd.生产),反应容器用氮气置换。然后,升温至170℃以使组分充分溶解。随后,含有595份的苯乙烯、255份的甲基丙烯酸甲酯、34份的二叔丁基过氧化六氢对苯二甲酸酯和119份二甲苯的混合溶液在170℃的温度,3小时内滴加入反应容器中,以使所述组分聚合。进一步,保持该反应温度30分钟,随后除去溶剂,由此获得[改性蜡1]。发现[改性蜡1]的接枝链的sp值为10.35(cal/cm3)1/2;Mn为1,872,Mw为5,194和Tg为56.9℃。
生产实施例A-11(树脂的生产)
[聚酯3](200份)和[聚酯b1-2](800份)在100-130℃的温度使用双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI,LTD.制造)熔融捏合,以获得捏合产物。然后,将捏合产物冷却至室温,然后使用锤磨机粗破碎成200μm到300μm的粒度,由此获得[树脂1]((b1)在树脂中的含量:80%;(b1)的光学纯度:60%)。
生产实施例A-12(树脂的生产)
将[聚酯b1-1](1,000份)粗破碎成200μm到30μm的粒度,以获得[树脂2]((b1)在树脂中的含量:100%;(b1)的光学纯度:80%)。
生产实施例A-13(树脂的生产)
将[聚酯3](200份)和[聚酯b1-3](800份)熔融捏合,然后以与生产实施例11中所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂3]((b1)在树脂中的含量:80%;(b1)的光学纯度:100%)。
生产实施例A-14(树脂的生产)
将[氨基甲酸酯改性的聚酯](200份)和[聚酯b1-4](800份)熔融捏合,然后以与生产实施例11所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂4]((b1)在树脂中的含量:80%;(b1)的光学纯度:80%)。
生产实施例A-15(树脂的生产)
将[氨基甲酸酯改性的聚酯](200份)和[聚酯b1-5](800份)熔融捏合,然后以与生产实施例11中所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂5]((b1)在树脂中的含量:80%;(b1)的光学纯度:80%)。
生产实施例A-16(树脂的生产)
将[聚酯3](350份)和[聚酯b1-3](650份)熔融捏合,然后以与生产实施例11中所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂6]((b1)在树脂中的含量:65%;(b1)的光学纯度:100%)。
生产实施例A-17(树脂的生产)
将[氨基甲酸酯改性的聚酯](200份)和[聚酯1](800份)熔融捏合,然后以与生产实施例11中所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂7]((b1)在树脂中的含量:0%;(b1)的光学纯度:0%)。
生产实施例A-18(树脂的生产)
将[氨基甲酸酯改性的聚酯](200份)和[聚酯2](800份)熔融捏合,然后以与生产实施例11中所述的相似的方式粉碎,由此获得[树脂8]((b1)在树脂中的含量:0%;(b1)的光学纯度:0%)。
[调色剂重均粒径的测量方法]
-测量仪器:COULTER MULTISIZER III(Beckman Coulter Co.制造)
-孔径:100μm
-分析软件:COULTER MULTISIZER ACCUCOMP Ver.1.19(BeckmanCoulter Co.制造)
-电解质:ISOTON II(Beckman Coulter Co.生产)
-分散液:EMULGEN 109P-5%电解质(聚氧乙烯月桂基醚;HLB 13.6,KAO Corporation生产)
-分散条件:将10mg的测量样品加入到5mL的分散液中,使用超声分散仪分散1分钟。然后,向该分散产物中加入25mL的电解质,随后在超声分散仪中分散处理1分钟。
-测量条件:将100mL的电解质和分散液加入烧杯中,以30,000个颗粒的粒径可在20秒内测量的浓度测量30,000个颗粒以获得粒度分布,从该粒度分布确定样品的重均粒径。
(实施例A-1)
(调色剂配方)
-树脂1......84份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1.....1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
如上所述的调色剂原材料通过亨舍尔混合机(HENSCHEL MIXER)(FM10B,Mitsui Miike Kakouki Co.,Ltd.制造)预混,然后在100-130℃的温度通过双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI,LTD.制造)熔融捏合。获得的熔融捏合产物冷却至室温,然后使用锤磨机粗破碎成200μm到300μm的粒度。随后,经破碎的产物通过超音速射流粉碎机LABOJET(Nihon Pneumatic Industry Co.Ltd.制造)细粉碎,同时适当地控制粉碎空气压以使其重均粒径为6.2μm±0.3μm,然后使用空气流分级机(MDS-I,Nihon Pneumatic Industry Co.Ltd.制造)分级同时适当地控制通风口宽度以使重均粒径为7.0μm±0.2μm和4μm或更小的微粒的量为10数量%或更小,由此获得调色剂基础颗粒。随后,1.0质量份添加剂(二氧化硅,HDK-2000,Clariant Co.生产)与100质量份的调色剂基础颗粒混合,同时利用亨舍尔混合机(HENSCHEL MIXER)搅拌,由此制得调色剂A-1。
(实施例A-2)
(调色剂配方)
-树脂2......58.8份
-树脂4......25.2份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-2以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
(实施例A-3)
(调色剂配方)
-树脂2......42份
-树脂3......42份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-3以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
(实施例A-4)
(调色剂配方)
-树脂3......84份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-4以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
(实施例A-5)
(调色剂配方)
-树脂4......42份
-树脂3......42份
-巴西棕榈蜡(熔点:80℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-5以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
(实施例A-6)
(调色剂配方)
-树脂5......84份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-6以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
(实施例A-7)
(调色剂配方)
-树脂6......84份
-巴西棕榈蜡(熔点:80℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-7以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
对比例A-1
(调色剂配方)
-树脂7......84份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-8以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
对比例A-2
(调色剂配方)
-树脂8......84份
-石蜡(熔点:73℃)......5份
-改性蜡1......1份
-炭黑(#44,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.生产)......10份
调色剂A-9以类似于实施例A-1描述的方式生产,除了调色剂配方改变成上述配方。
实施例A-1到A-7和对比例A-1到A-2的调色剂的带电性、耐热储存稳定性、熔合性和雾度根据以下测量方法测量然后评价。评价结果显示于表A-1中。
[带电性(带电量)]
在50cc配有磨口塞的玻璃瓶中,各自精确称重10g量的每种生产的调色剂和铁粉(“F-150”Japan-Iron-Powder Co.Ltd.生产),并将其在23℃和RH50%的大气压下放入管式振荡混合器(Willy ABachofen AG制造)中以90rpm搅拌2分钟。搅拌后,将0.2g经混合的粉末装入配有不锈钢筛的粉末吹出式电荷测量装置(TB-203,KYOCERA Corporation制造),所述不锈钢筛具有20微米的孔径,并且根据常用方法在10Kpa的吹压和5Kpa的吸压下测量铁残余物的带电量由此通过计算确定树脂颗粒的带电量。注意,作为调色剂粉末,负带电量越高,带电性越优异。评价标准如下。
A:-25μC/g或更低
B:高于-25μC/g
C:-20μC/g或更低
D:高于-20μC/g
[耐热储存稳定性]
将每种生产的调色剂在内部温度控制在50℃的干燥机中静置15小时,然后基于以下标准根据粘连程度(blocking degree)进行评价。
A:无粘连发生
B:轻微发生粘连,但在施加力下,调色剂容易分散。
C:发生粘连,且即使施加力,调色剂也不分散。
[熔合性]
将每种生产的调色剂以均匀厚度放置在纸表面上以使量为0.6mg/cm2(在这种情况下,作为将调色剂粉末放置在纸表面上的方法,使用其中已除去热定影设备的打印机,然而,也可采用其它方法,条件是调色剂粉末可以均匀厚度和上述重量密度放置)。测量当纸以213mm/s的定影速度(加热辊的圆周速度)和10kg/cm2的定影压力(加压辊的压力)通过加压辊时发生冷反印时的温度。评价标准如下:
A:120℃或更低;
B:高于120℃且为140℃或更低;
C:高于140℃。
[雾度]
以与上述“熔合性”测试中所述类似的方式将图像形成于OHP片上,每种生产的调色剂的雾度使用雾度计(″NDH 2000,Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造)依照JISK7136测量。雾度也称为“云度”,并且作为显示树脂膜透明性的指标测量。雾度值越低,透明性越高。评价标准如下:
A:20%以下;
B:高于20%且为30%以下;
C:高于30%。
[体积电阻率]
每种生产的调色剂的体积电阻率LogR的测量是根据以下方法测量的。首先,将3g调色剂成型为厚度2毫米的片形以制备测量用的调色剂样品。然后,将样品放置在固体用电极SE-70(Ando Electric Co.,Ltd.制造)上。然后,通过测量设备测量当1kHz的交流电施加于电极时的体积电阻率LogR,由此确定体积电阻率值LogR,所述测量设备由以下组成:TR-10C Model介电损耗测量计、WBG-9振荡器和BDA-9平衡位置检测器(全部由Ando Electric Co.Ltd.制造)。LogR值越高,越容易保持电荷,优选较小变化的带电量。评价标准如下
A:11.0LogΩ·cm或更高;
B:10.0LogΩ·cm或更高且低于11.0LogΩ·cm;
C:低于10.0LogΩ·cm。
[图像浓度]
以与如上“熔合性”测试类似的方式,将每种生产的调色剂以均匀厚度放置在纸表面上使得量为0.4mg/cm2,并且使用X-Rite 938(由X-Rite Corp.制造)测量当纸以213mm/s的定影速度(加热辊的圆周速度)和10kg/cm2的定影压力(加压辊的压力)通过加压辊时的调色剂样品的图像浓度。各种调色剂的图像浓度通过测量视觉浓度评价。评价标准如下
A:视觉浓度为1.4以上;
B:视觉浓度为1.2以上且低于1.4;
C:视觉浓度低于1.2。
[表A-1]
生产实施例B-A(树脂颗粒(A)的水性分散液的生产)
向装有搅拌器和温度计的反应容器中加入680份水、139份苯乙烯、99份甲基丙烯酸、49份丙烯酸丁酯、11份烷基烯丙基磺基琥珀酸钠(ELEMINOLJS-2,Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)和1份过硫酸铵,以400rpm搅拌15分钟,由此获得白色液体乳液。然后,通过加热将体系的温度升高至75℃,反应5小时。进一步地,将30份的1%过硫酸铵水溶液加入到体系中,在75℃陈化5小时,由此获得乙烯基树脂(苯乙烯甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸丁酯-烷基烯丙基磺基琥珀酸钠的共聚物)的水性分散液[微粒分散液W1]。由ELS-800测量的体均粒径为0.09微米。干燥部分[细粒分散液W1]以分离出树脂部分。通过流式试验仪测量的树脂部分的玻璃化转变温度为76℃。
生产实施例B1到B13(树脂(b1)和(b01)的生产)
向装有搅拌器和氮气入口管的高压釜中加入表B-1中“聚酯二醇(b11)”内描述的原材料和2份2-乙基己基锡,并在常压下在160℃进行开环反应3小时,在130℃的常压下进一步反应。将从高压釜中取出的树脂冷却到室温,然后粉碎形成颗粒,由此获得12种具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)。通过表1中“聚酯二醇(b12)”所示原材料脱水获得的各种聚酯二醇(12)和12种聚酯二醇(b11)中的每种可如表B1所示组合使用并溶于甲基乙基酮中。随后,加入作为扩链剂的IPDI,并在50℃进行扩连反应6小时,随后蒸馏除去溶剂,由此获得生产实施例B-1到B-13的[聚酯b1-11到b1-19]和[聚酯b01-1到b01-3]。
表B-I
-水性介质的制备
将离子交换水(300质量份)、[细粒分散液W1](300质量份)和十二烷基苯磺酸钠(0.2质量份)搅拌混合以均匀地溶解,从而制备水性介质相。
-聚酯预聚物的合成-
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应容器中加入680质量份双酚A的环氧乙烷二聚加合物、80质量份双酚A的环氧丙烷二聚加合物、282质量份对苯二甲酸、22质量份偏苯三酸酐和2质量份氧化二丁基锡,在常压下230℃反应7小时,在10mmHg到15mmHg减压下进一步反应5小时,由此合成中间体聚酯树脂2。发现获得的中间体聚酯树脂2的数均分子量(Mn)为2,300,重均分子量(Mw)为9,900,峰值分子量为3,100,玻璃化转变温度(Tg)为55℃,酸值为0.4mgKOH/g,和羟基值为51mg KOH/g。
接下来,向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应容器中加入395质量份中间体聚酯树脂2、91质量份异佛尔酮二异氰酸酯和550质量份乙酸乙酯,在100℃反应6小时,由此合成[聚酯预聚物]。获得的聚酯预聚物具有1.47质量%的游离异氰酸酯含量。
母料的制备
将水(1,000质量份),具有42mL/100g DBP吸油量和9.5pH的炭黑(530质量份)(PRINTEX 35,DegusaAG生产)和1,200质量份树脂通过HENSCHELMIXER(Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)混合。获得的混合物使用双辊在150℃捏合30分钟,然后辊压并冷却,使用粉碎机(Hosokawa Micron Co.,Ltd.制造)粉碎,由此制备母料。
-酮亚胺化合物的合成-
在装有搅拌器和温度计的反应容器中加入30质量份异佛尔酮二胺和70质量份甲基乙基酮,在50℃反应5小时,由此合成酮亚胺化合物。发现获得的酮亚胺化合物具有423mgKOH/g的胺值。
实施例B-1到B-9和对比例B1到B-4
-调色剂B-1到B-13的生产-
将[聚酯b1-11到b1-19]和[聚酯b01-1到b01-3]、[聚酯预聚物]各自以表B-2所示的份量和80质量份醋酸乙酯加入反应容器中并且搅拌,由此制备树脂溶液B-1到B-13。
表B-2
接下来,向每种树脂溶液B-1到B-13中加入5质量份的巴西棕榈蜡(分子量:1700;酸值:2.8mgKOH/g,针入度:1.6mm(40℃))和5质量份的母料,并在以下条件下三次通过砂磨机,ULTRA VISCOMILL(Aimex Co.,Ltd.制造):液体加入速度:1kg/hr,盘圆周速度:6m/s,0.5毫米-氧化锆珠以80体积%填入。此外,将2.5质量份的铜亚胺化合物加入其中并溶解在其中,由此获得调色剂材料液体。
接下来,向容器中倾入150质量份的水性介质,同时通过TK型均质混合机(Tokush Kikan Kogyo K.K.制造)以12,000rpm搅拌该介质,将100质量份调色剂原材料液体加入其中,混合10分钟以获得乳液浆料。进一步地,向装有搅拌器和温度计的烧瓶(kolben)中加入100质量份乳液浆料,在30℃除去溶剂12小时,同时以20m/min的搅拌圆周速度搅拌由此获得分散体浆料。
接下来,在减压下过滤100质量份的分散体浆料,并将100质量份的离子交换水加入到获得的滤饼中,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,随后过滤处理。向获得的滤饼中加入300质量份离子交换水,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,并过滤。上述过程重复两次。向获得的滤饼中加入20质量份的10质量%的氢氧化钠水溶液,使用TK均质混合机以12,000rpm混合30分钟,减压下过滤。向获得的滤饼中加入300质量份离子交换水,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,并过滤。向获得的滤饼中加入300质量份离子交换水,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,并过滤。上述处理重复两次。向获得的滤饼中加入20质量份的10质量%的盐酸,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,然后过滤。向获得的滤饼中加入300质量份离子交换水,使用TK均质混合机以12,000rpm混合10分钟,然后过滤。上述处理重复两次,由此获得最终滤饼。最终滤饼用循环空气干燥机在45℃干燥48小时,并用孔75微米的筛子过筛,制备调色剂基础颗粒B-1到B-13。
-调色剂的生产-
将每种获得的调色剂基础颗粒B-1到B-13(100质量份)和作为外部添加剂的疏水性二氧化硅(1.0质量份)(H2000,Clariant Japan K.K.生产)通过亨舍尔混合机(HENSCHEL MIXER)(Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)以30m/s的圆周速度混合30秒,混合停止1分钟,该处理重复5次。此后,混合后的产物用孔35微米的筛子过筛,由此制备调色剂B-1到B-13。由此制备的调色剂的带电量、熔合性、体积电阻率和图像浓度根据各上述的测量法测量并评价。评价结果显示于表B-4。
-载体的生产-
向100质量份的甲苯中加入100质量份的有机硅树脂(有机直链硅酮),5质量份的γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷和10质量份的炭黑。使用均质混合机分散20分钟以制备树脂层涂覆液。将该树脂层涂覆液施涂到体均粒径50微米的球形磁铁矿(1,000质量份)的表面上,由此生成载体。
-显影剂的生产-
B-1到B-13的每种调色剂(5质量份)和载体(95质量份)混合以制备实施例B-1到B-9和对比例B-1到B-4的每种显影剂。
接下来,对每种获得的显影剂评价其定影性,耐热储存稳定性和雾度。评价结果显示在表B-3中。
实施例B-14和B-15的[聚酯b1-20到b1-21]分别通过类似生产实施例B-1到B-2描述的方式获得,除了将3质量份的在其至少一部分中采用具有苄基的季铵盐改性的层状无机矿物蒙脱石(CLAYTON APA Southern Clay Product,Inc.生产)加入生产实施例B-1和B-2的每种树脂溶液B-1和B-2中,利用TK均质混合机(Tokushu Kikai Kogyo K.K.制造)搅拌30分钟。使用聚酯b1-20和b1-21,它们以类似生产实施例B-1和B-2描述的方式处理,由此生产调色剂B-14和B-15.
对调色剂的评价结果被认为是“实施例B-10和B-11”,并显示在表B-3和表B-4中。
<定影性>
在使用Teflon(TM)辊作为定影辊的电子照相复印机(MF-200,Ricoh Company Ltd.制造)中,对其定影单元进行改型以用于评价调色剂的定影性。具有0.85mg/cm2±0.1mg/cm2附着量的实地图像形成于普通纸和重磅纸,转印纸Type 6200(Ricoh Company Ltd.生产)和复印纸<135>(NBS Ricoh Co.,Ltd.生产)上。在这种情况下,在普通纸上不发生热反印的最高温度确定为上限定影温度。形成于重磅纸上的实地图像用垫子摩擦之后的图像浓度的残留比变为70%以上的下限温度确定为下限定影温度。
[上限定影温度的评价标准]
A:上限定影温度为190℃或更高。
B:上限定影温度等于或高于180℃并低于190℃。
C:上限定影温度等于或高于170℃并低于180℃。
D:上限定影温度低于170℃。
[下限定影温度的评价标准]
A:下限定影温度低于135℃。
B:下限定影温度等于或高于135℃并低于145℃。
C:下限定影温度等于或高于145℃并低于155℃。
D:下限定影温度等于或高于155℃
<耐热储存稳定性(针入度)>
在50mL玻璃瓶中装入调色剂,将瓶子静置在温度控制在50℃的恒温浴中24小时。然后,获得的调色剂冷却至24℃,并进行针入度试验(根据测量针入度(mm)的JIS K2235-1991)。基于如下标准评价调色剂的耐热储存稳定性。注意,针入度越大意味着耐热储存稳定性越优异。针入度低于5mm的调色剂在实际使用中具有高的导致故障的可能性。
[评价标准]
A:针入度25毫米以上。
B:针入度等于或高于15毫米并小于25毫米。
C:针入度等于或高于5毫米并小于15毫米。
D:针入度小于5毫米。
<雾度>
作为用于评价调色剂定影性的图像样品,在定影带的温度设在160℃的情况下,将单色图像样品在OHP片,Type PPC-DX(Ricoh Company Ltd.生产)上显影。每种单色图像样品的雾度通过直读式薄雾测量计算机(Model HGM-2DP,Suga Tester Co.,Ltd.制造)读出并测量。雾度也称为“云度”,并作为显示调色剂透明性的指标测量。雾度值越低,调色剂的透明性越高,当使用OHP片时,显示出优良的显色能力。
[评价标准]
A:雾度低于20%。
B:雾度等于或高于20%且低于30%。
C:雾度高于30%。
所有以合适的比例使用具有多羟基羧酸骨架的聚酯二醇和没有多羟基羧酸骨架的一种或多种二醇的调色剂显示出它们优异的定影性,耐热储存稳定性和雾度(实施例B-1到B-9)。当光学纯度高(实施例B-7到B-9)时,下限定影温度变得稍高,但是,当聚酯二醇和预聚物以合适比例使用时,不发生明显的损害。在不使用具有多羟基羧酸骨架的二醇的调色剂的情况(对比例B-1)中;以及在使用具有多羟基羧酸骨架的二醇,但二醇与其它组分的混合比例不恰当的调色剂的情况(对比例B-2到B-4)中,主要是低温定影性降低,导致不能形成高质量的图像。
工业应用
本发明的图像形成用调色剂在热性质(尤其是低温定影性),耐热储存稳定性和透明性方面均优异,可以通过分散在水中获得,由此使得可以低成本生产调色剂。因此,调色剂可以有利地应用于电子照相图像形成如复印机、静电印刷、打印机、传真机和静电记录。
Claims (20)
1.图像形成用调色剂,其包含:
作为粘合剂树脂的直链聚酯树脂(b1),
其中所述直链聚酯树脂(b1)通过使具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与该聚酯二醇(b11)之外的聚酯二醇(b12)在扩链剂的存在下反应而获得。
2.根据权利要求1所述的图像形成用调色剂,其中形成所述聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架的单体是光学活性单体,
其中该单体具有以单体换算量计80%或更低的光学纯度X,其中X表示以光学活性单体换算的光学纯度(%),其由光学纯度X(%)=|X(L-体)-X(D-体)|确定;
否则,Y和X之间的关系满足以下表达式,
Y≤-1.5X+220(80<X≤100);
其中Y表示使用的全部粘合剂树脂中的直链聚酯树脂(b1)的含量(质量%),X表示以单体换算量计的光学纯度(摩尔%),其由光学纯度X(摩尔%)=|X(L-体)-X(D-体)|确定,和
其中″X(L-体)″表示以光学活性单体换算的L-体含量比例(摩尔%),和″X(D-体)″表示以光学活性单体换算的D-体含量比例(摩尔%)。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的图像形成用调色剂,其中在聚酯树脂(b1)中,具有聚羟基羧酸骨架的聚酯二醇(b11)与聚酯二醇(b12)的质量比为31∶69到90∶10。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是用具有2到6个碳原子的羟基羧酸聚合或共聚的。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是通过环酯的开环聚合获得的聚合物或共聚物。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的图像形成用调色剂,其中聚酯二醇(b11)的聚羟基羧酸骨架是通过羟基羧酸的直接脱水缩合获得的聚合物或共聚物。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含选自乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和聚酯树脂的至少一种作为聚酯树脂(b1)之外的粘合剂树脂。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含蜡(c)和使乙烯基聚合物链接枝到蜡(c)上而改性的改性蜡(d)。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的图像形成用调色剂,其中所述调色剂包含通过以下方式获得的颗粒:熔融捏合含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂组分以形成熔融捏合产物,和粉碎该熔融捏合产物,
其中所述粘合剂树脂至少包含聚酯树脂(b1)。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的图像形成用调色剂,其中该调色剂由树脂颗粒(C)形成,该树脂颗粒(C)的结构为其中含有第一树脂(a)的树脂颗粒(A)和含有第一树脂(a)的涂层(P)中之一附着在含有第二树脂(b)的树脂颗粒(B)的表面上,并且所述第二树脂(b)含有聚酯树脂(b1)。
11.根据权利要求10所述的图像形成用调色剂,其中第一树脂(a)是选自乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的至少一种。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的图像形成用调色剂,其中所述粘合剂树脂包含直链聚酯树脂(b1)和在调色剂颗粒的形成中通过与前体(b0)反应获得的树脂(b2)。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含电荷控制剂。
14.根据权利要求13所述的图像形成用调色剂,其中电荷控制剂是含氟的季铵盐。
15.根据权利要求1到14中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含着色剂。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含脱模剂。
17.根据权利要求1到16中任一项所述的图像形成用调色剂,进一步包含作为调色剂组分的其中层间离子部分地用有机离子改性的层状无机矿物。
18.图像形成装置,其包括:
静电潜像承载部件,
带电单元,其配置为使静电潜像承载部件的表面带电,
曝光单元,其配置为使静电潜像承载部件的带电表面曝光以形成静电潜像,
显影单元,其配置为使用调色剂显影静电潜像以形成可视图像,
转印单元,其配置为将可视图像转印到记录介质上,和
定影单元,其配置为将转印的图像定影在记录介质上,
其中所述调色剂是根据权利要求1到17中任一项所述的图像形成用调色剂。
19.图像形成方法包含:
使静电潜像承载部件的表面带电,
曝光该静电潜像承载部件的带电表面以形成静电潜像,
使用调色剂显影该静电潜像以形成可视图像,
将该可视图像转印到记录介质上,和
将转印的图像定影在记录介质上,
其中该调色剂是根据权利要求1到17中任一项所述的图像形成用调色剂。
20.可拆卸地安装在图像形成装置的主体上的处理盒,该处理盒包含:
静电潜像承载部件,和
显影单元,其配置为使用调色剂使已经形成在静电潜像承载部件的表面上的静电潜像显影,以形成可视图像,
其中该调色剂是根据权利要求1到17中任一项所述的图像形成用调色剂。
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