CN102768481B - 电子照相用调色剂、显影剂和图像形成装置 - Google Patents

电子照相用调色剂、显影剂和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用调色剂、显影剂和图像形成装置。所述电子照相用调色剂含有粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物,其中粘结剂树脂含有50质量%或更大的量的结晶树脂,和其中有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物。

Description

电子照相用调色剂、显影剂和图像形成装置
技术领域
本发明涉及电子照相用调色剂、显影剂和图像形成装置。
背景技术
常规地,在电子照相图像形成装置等中,用电子照相用调色剂(下文中可简称作“调色剂”)使以电或磁的方式形成的潜像可视化。例如,在电子照相中,在光电导体上形成静电潜像(潜像),然后用调色剂显影潜像,以形成调色剂图像。典型地,将调色剂图像转移至转印材料如纸上,然后定影于转印材料上。在用于将调色剂图像定影于转印纸上的图像定影中,热定影系统(例如加热辊定影系统或加热带定影系统)由于其优异的能效而已被通常广泛地使用。
近来,市场上对于高速和节能的图像形成装置存在日益增长的需求,从而需要具有优异的低温定影性并能够提供高品质图像的调色剂。为实现调色剂的低温定影性,需要调色剂中所含粘结剂树脂的软化点低,但使用具有低软化点的粘结剂树脂趋于发生定影期间部分调色剂图像沉积在定影部件的表面上,并随后转印至复印纸上,这就是所谓的反印(offset)(下文中也称作热反印)。此外,调色剂的耐热存储稳定性下降,因此调色剂颗粒相互熔合(尤其是在高温环境中),这就是所谓的粘连(blocking)。除上述问题外,使用具有低软化点的粘结剂树脂还导致调色剂熔合于显影单元的内部区域或载体上,以及调色剂趋于导致在光电导体的表面上成膜的问题。
对于解决上述问题的技术,使用结晶树脂作为调色剂的粘结剂树脂是已知的。具体地,结晶树脂能够通过在树脂熔点下急剧软化而将调色剂的软化点降至其熔点附近,同时在等于或低于熔点的温度下保持耐热存储稳定性。因此,在调色剂中使用结晶树脂同时实现了调色剂的低温定影性和耐热存储稳定性。
对于使用结晶树脂的调色剂,例如,公开了其中使用以二异氰酸酯使结晶聚酯扩链得到的结晶树脂作为粘结剂树脂的调色剂(参见日本专利公开申请(JP-B)04-024702和04-024703)。在这些提出的调色剂的情况中,调色剂的低温定影性优异,但调色剂的抗热反印性不足,从而这些调色剂不满足近年来市场要求的品质。
公开了使用因含磺酸基的不饱和键而具有交联结构的结晶树脂的调色剂(参见日本专利(JP-B)3910338)。这种调色剂与用常规技术得到的调色剂相比,改进了抗热反印性。此外,公开了与具有优异的低温定影性和耐热存储稳定性的树脂颗粒相关的技术,其中规定了软化点与熔融热的峰温度之比以及粘弹性(参见日本专利申请特开(JP-A)2010-077419)。
然而,在上述均使用结晶树脂作为粘结剂树脂的主要组分的调色剂的情况下,调色剂由于结晶树脂的特性而具有优异的抗冲击性,但压痕硬度如维氏硬度不足。因此,存在由于在显影单元中搅拌引起的应力,使得趋于发生调色剂在显影单元内侧或载体上沉积以及在光电导体上成膜的问题;以及由于调色剂颗粒中包埋的外添加剂,而趋于发生调色剂的带电性和流动性变差的问题。另外,由于在热定影期间在定影介质上熔融的调色剂需要时间以重结晶,因此构成图像表面的材料的硬度不迅速恢复。从而,存在在定影后的排纸操作中,由辊形成的痕迹导致光泽度变化的问题,或者排纸辊等趋于在图像表面上引起损伤的问题。进一步地,即使通过调色剂重结晶恢复硬度后,图像表面的硬度仍然不足,从而存在得到的图像耐刮擦性或耐磨性低的问题。
同时,公开了通过规定结晶树脂的硬度计硬度,和向调色剂中添加无机颗粒,改进调色剂的抗应力性的技术(参见JP-B 3360527)。
然而,根据所述技术,不能改进刚定影后图像中的辊痕损伤,并且调色剂重结晶后,图像的硬度还是不足。此外,无机颗粒不利地影响调色剂的低温定影性,以及存在定影中的使用结晶树脂的优点不能最大化的问题。
同时,公开了多种使用结晶树脂与非结晶树脂的组合,而不以结晶树脂作为粘结剂树脂的主要组分的技术(参见JP-B 3949526和4513627)。然而,在这些调色剂的情况下,尽管可用非结晶树脂弥补结晶树脂在硬度方面的不足,但不能最大程度地发挥结晶树脂对于促进低温定影性的作用。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的上述各种问题,并实现以下目的。本发明的目的在于提供电子照相用调色剂,其是以占粘结剂树脂50质量%或更大的量使用结晶树脂(基本上作为粘结剂树脂的主要组分)的调色剂,其可解决使用结晶树脂的调色剂的特定问题,例如抗应力性不足,在刚热定影后调色剂的重结晶时因输送导致发生图像损伤,和输出图像的硬度不足,而不会不利地影响低温定影性,且其可以高度期望的水平同时实现低温定影性和耐热存储稳定性。
作为本发明人为实现上述目的而进行的刻苦研究的结果,本发明人已经获得如下认识:通过向使用结晶树脂的调色剂中,添加其中存在于层状无机矿物的层间的离子的一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物,可解决在刚热定影后调色剂的重结晶时因输送导致的图像损伤的发生,和输出图像的硬度不足(这是常规调色剂无法实现的),以及提供与常规调色剂同等水平的抗应力性,这导致了本发明。
本发明基于本发明人的上述发现,并且解决上述问题的手段如下:
电子照相用调色剂,其包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
有机改性层状无机矿物,
其中所述粘结剂树脂包含50质量%或更大的量的结晶树脂,和
其中有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物。
此外,尽管层状无机矿物通过位于调色剂颗粒表面附近而发挥出最大效果,但在本发明中,已经发现有机改性层状无机矿物在调色剂颗粒内处于稳定的聚集态,并均匀排列于调色剂颗粒表面附近,其间不均在任何间隔。从而,有效提高存在于调色剂颗粒表面附近的粘结剂树脂的结构粘度,使得即使所述图像是刚定影后树脂硬度低的图像,粘结剂树脂也能充分地保护得到的图像。另外,有机改性层状无机矿物可以少量而有效地发挥其效果,从而认为其几乎不影响调色剂的定影性。
本发明可解决现有技术中的多种问题,实现上述目的,并提供电子照相用调色剂,其是以占粘结剂树脂50质量%或更大的量使用结晶树脂(基本上作为粘结剂树脂的主要组分)的调色剂,其可解决使用结晶树脂的调色剂的特定问题,例如抗应力性不足,在刚热定影后调色剂的重结晶时因输送导致发生图像损伤,和输出图像的硬度不足,而不会不利地影响低温定影性,且其可以高度期望的水平同时实现低温定影性和耐热存储稳定性。
附图说明
图1是说明安装在本发明图像形成装置中的双组分显影单元的一个例子的示意图。
图2是说明本发明处理盒的一个例子的示意图。
图3是说明采用串联显影系统的本发明图像形成装置的一个例子的示意图。
图4是如图3中显示的各图像形成单元的放大视图。
图5A是说明在TEM下观察的本发明调色剂的一个例子的状态的示意图,和图5B是显示图5A中“b”的放大视图的图片。
具体实施方式
(电子照相用调色剂)
本发明的电子照相用调色剂(以下也可简称作“调色剂”)包含至少粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物,和视需要,可进一步包含其它组分。
在本发明的调色剂中,粘结剂树脂包含50质量%或更大的量的结晶树脂。此外,有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物。
<粘结剂树脂>
粘结剂树脂根据预期目的适宜地选择而没有任何限制,条件是粘结剂树脂包含50质量%或更大的量的结晶树脂,特别地,粘结剂树脂的主要组分基本上为结晶树脂。例如,粘结剂树脂可进一步包含非结晶树脂。
粘结剂树脂中结晶树脂的量根据预期目的适宜地选择而没有任何限制,条件是其为50质量%或更高。结晶树脂的量优选65质量%或更高,更优选80质量%或更高,甚至更优选95质量%或更高,以在低温定影性和耐热存储稳定性方面同时获得结晶树脂的最大效果。当其量低于50质量%时,不能发挥粘结剂树脂在调色剂粘弹性方面的热急剧性,使得得到的调色剂难以同时获得低温定影性和耐热存储稳定性。
在本说明书中,关于术语“结晶”,将具有0.80-1.55比例(软化点/熔融热的最大峰温度)的树脂定义为“结晶树脂”,其中所述比例是通过高架式流动测试仪(elevated f1ow tester)测量的树脂软化点与通过差示扫描量热仪(DSC)测量的树脂熔融热的最大峰温度之比。所述“结晶树脂”具有在加热下急剧软化的性质。
而且,在本发明中在某种意义上用于“结晶树脂”的“结晶”不能得到满足,除非其是含有50质量%或更多的结晶单元(其是具有结晶结构的位点)的树脂。换言之,结晶单元相对于粘结剂树脂的量为50质量%或更多意味着结晶树脂相对于粘结剂树脂的量为50质量%或更多。
此外,关于“非结晶”,将具有大于1.55比例(软化点/熔融热的最大峰温度)的树脂定义为“非结晶树脂”。“非结晶树脂”具有在加热下逐渐软化的性质。
注意,调色剂中结晶树脂的存在可通过适宜地对从调色剂中提取的树脂采用上述方法而确认。
调色剂和粘结剂树脂的软化点可通过高架式流动测试仪(例如CFT-500D,Shimadzu Corporation制)测量。作为样品,使用1g粘结剂树脂或调色剂。将样品以6℃/min的加热速率加热,同时,通过柱塞施加1.96Mpa负荷,以从直径1mm、长1mm的喷嘴中挤出样品,绘制在此期间流动测试仪的柱塞相对于温度的下降量。将一半样品流出时的温度确定为样品的软化点。
粘结剂树脂和调色剂的熔融热的最大峰温度可通过差示扫描量热仪(DSC)(例如Shimadzu Corporation的TA-60WS和DSC-60)测量。对提供用于熔融热的最大峰温度测量的样品实施预处理。具体地,将样品在130℃下熔融,然后以1.0℃/min的速率从130℃冷却至70℃。接着,将样品以0.5℃/min的速率从70℃冷却至10℃。然后,将样品以20℃/min的加热速率加热,以通过DSC测量吸热和放热变化,从而在图中绘制“吸热容量或放热容量”相对于“温度”的曲线。在图中,将在20℃-100℃的温度范围内出现的吸热峰温度确定为吸热峰温度Ta*。当在上述温度范围内存在数个吸热峰的情况下,将吸热容量最大处的峰温度确定为Ta*。然后,将样品在(Ta*-10)℃温度下存储6小时,随后在(Ta*-15)℃温度下存储6小时。接着,将样品以10℃/min的冷却速率冷却至0℃,然后以20℃/min的加热速率加热,以通过DSC测量吸热和放热变化,并以与上述相同的方式制图。在图中,将对应于吸热或放热容量的最大峰的温度确定为熔融热的最大峰温度。
用于确定结晶单元相对于粘结剂树脂的量的方法从本领域已知的常规方法中适宜地选择,没有任何限制。其方法的例子包括:包含通过GC-MS或热分解GC-MS确定树脂结构,由得自结晶单元的图谱的积分值测量所述量,和进行计算的方法;以及包含通过1H-NMR测量得自结晶单元的图谱,和由得到的光谱的积分值进行计算的方法。
<<结晶树脂>>
结晶树脂根据预期目的适宜地选择而没有任何限制,其例子包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、乙烯基树脂和改性结晶树脂。这些可单独或组合使用。其中,优选聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂,优选具有氨基甲酸酯骨架和脲骨架中至少任一种的树脂,和更优选包含直链聚酯树脂的复合树脂和直链聚酯树脂。
关于包含氨基甲酸酯骨架和脲骨架中至少任一种的树脂,例如优选包括上述聚氨酯树脂、上述聚脲树脂、氨基甲酸酯改性聚酯树脂和脲改性聚酯树脂。
氨基甲酸酯改性聚酯树脂是通过具有异氰酸酯端基的聚酯树脂与多元醇之间的反应得到的树脂。脲改性聚酯树脂是通过具有异氰酸酯端基的聚酯树脂与胺之间的反应得到的树脂。
结晶树脂的熔融热的最大峰温度优选为45℃-70℃,更优选53℃-65℃,和甚至更优选58℃-62℃,以使得得到的调色剂同时获得低温定影性和耐热存储稳定性。当其最大峰温度低于45℃时,得到的调色剂具有期望的低温定影性,但耐热存储稳定性不足。当其最大峰温度高于70℃时,相反地,调色剂具有期望的耐热存储稳定性,但低温定影性不足。
结晶树脂具有0.80-1.55,优选0.85-1.25,更优选0.90-1.20和甚至更优选0.90-1.19的比例(软化点/熔融热的最大峰温度),其中所述比例是结晶树脂的软化点与结晶树脂的熔融热的最大峰温度之比。较小的比值是优选的,因为该值越小,则树脂越急剧地软化,这可实现得到的调色剂同时获得低温定影性和耐热存储稳定性。
关于结晶树脂的粘弹性,在熔融热的最大峰温度+20℃温度下结晶树脂的储能弹性模量G’优选为5.0×106Pa·s或更小,更优选1.0×101Pa·s-5.0×105Pa·s,甚至更优选1.0×101Pa·s-1.0×104Pa·s。此外,在熔融热的最大峰温度+20℃温度下结晶树脂的损耗弹性模量G”优选为5.0×106Pa·s或更小,更优选1.0×101Pa·s-5.0×105Pa·s,甚至更优选1.0×101Pa·s-1.0×104Pa·s。考虑到本发明调色剂的粘弹性,为赋予得到的调色剂定影强度和抗热反印性,在熔融热的最大峰温度+20℃温度下的G’和G”值落在1.0×103Pa·s-5.0×106Pa·s范围内是优选的。考虑到在将着色剂或层状无机矿物分散于粘结剂树脂中时,G’和G”值升高,结晶树脂的粘弹性优选在上述范围内。
结晶树脂的上述粘弹性可通过调节构成粘结剂树脂的结晶单体与非结晶单体的混合比,或粘结剂树脂的分子量获得。例如,随着结晶单体在构成粘结剂树脂的单体中的比例升高,G’(Ta+20)的值下降。
树脂和调色剂的动态粘弹性值(储能弹性模量G’,损耗弹性模量G”)可通过动态粘弹计(如TA Instruments Japan Inc.的ARES)测量。所述测量以1Hz的频率实施。将样品形成为直径8mm和厚度1mm-2mm的圆片,并将该圆片样品固定到直径8mm的平行板,接着在40℃下稳定化。然后,将该样品在1Hz频率(6.28rad/s)和0.1%应变(在应变控制模式中)下,以2.0℃/min的加热速率加热至200℃,从而测量样品的动态粘弹性值。
基于得到的调色剂的定影性考虑,结晶树脂的重均分子量Mw优选为2,000-100,000,更优选5,000-60,000,甚至更优选8,000-30,000。当其重均分子量小于2,000时,得到的调色剂可能表现出抗热反印性不足。当其重均分子量大于100,000时,得到的调色剂的低温定影性趋于变差。
在本发明的实施方案中,粘结剂树脂的重均分子量(Mw)可通过凝胶渗透色谱(GPC)测量装置(例如Tosoh Corporation的GPC-8220GPC)测量。关于测量使用的柱,使用TSKgel Super HZM-H,15cm,三根连通的柱子(TosohCorporation)。将待测树脂用四氢呋喃(THF,包含稳定剂,Wako ChemicalIndustries,Ltd.制)形成为0.15质量%的溶液,并用孔尺寸为0.2μm的过滤器对得到的溶液实施过滤,将由此得到的滤液作为样品。将THF样品溶液以100μL的量注入测量装置中,在0.35mL/min流速下在温度为40℃的环境中实施测量。关于样品分子量分布的测量,样品的分子量分布由用若干单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的对数值和计数值间的关系计算。作为制备校准曲线用的标准聚苯乙烯样品,使用SHOWA DENKO K.K.的ShowdexSTANDARD Std.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580,以及使用甲苯。作为检测器,使用折射率(RI)检测器。
<<<聚酯树脂>>>
关于聚酯树脂,例如,包括由多元醇和多元羧酸合成的缩聚聚酯树脂、内酯开环聚合产物和聚羟基羧酸。其中,基于表现结晶性考虑,优选由多元醇与多元羧酸合成的缩聚聚酯树脂。
-多元醇-
多元醇包括,例如,二元醇、三元-八元以上的多元醇。
二元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:脂肪族二元醇,例如直链脂肪族二元醇、带支链的脂肪族二元醇;C4-C36亚烷基醚二醇;C4-C36脂环族二元醇;上述脂环族二元醇的环氧烷烃(以下缩写为“AO”);双酚的AO加合物;聚内酯二醇;聚丁二烯二醇;和具有官能团的二元醇,例如具有羧基的二元醇、具有磺酸基或磺酰胺基的二元醇及它们的盐和具有其它官能团的二元醇。其中,优选C2-C36脂肪族二元醇,更优选直链脂肪族二元醇。这些可单独或组合使用。
相对于二元醇的总量,直链脂肪族二元醇的量优选为80mol%或更高,更优选90mol%或更高。以80mol%或更高的量使用直链脂肪族二元醇是优选的,因为增强了树脂的结晶性,期望地同时赋予得到的树脂低温定影性和耐热存储稳定性,以及树脂的硬度趋于增加。
直链脂肪族二元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,20-二十烷二醇。其中,优选乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇,因为它们易于获得。
带支链的C2-C36脂肪族二元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括1,2-丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇和2,2-二乙基-1,3-丙二醇。
C4-C36亚烷基醚二醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇。
C4-C36二元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A。
上述酯环族二元醇的环氧烷烃(以下缩写为“AO”)根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括环氧乙烷(以下可缩写为“EO”)、环氧丙烷(以下可缩写为“PO”)、环氧丁烷(可缩写为“BO”)的加合物(加入的摩尔数:1-30)。
双酚根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括双酚A、双酚F和双酚S的AO(如EO、PO和BO)加合物(加入的摩尔数:2-30)。
聚内酯二醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括聚(ε-己内酯)二醇。
具有羧基的二元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C6-C24二烷醇链烷酸,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元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:N,N-双(2-羟烷基)氨基磺酸(其中烷基是C1-C6基团)及其AO加合物(其中AO是EO或PO,和加入的AO摩尔数是1-6),例如N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸和N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸PO(2mol)加合物;以及双(2-羟乙基)磷酸酯。
具有中和盐基团的二元醇中包含的中和盐基团根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括C3-C30叔胺(如三乙胺)和碱金属(例如钠盐)。
其中,优选C2-C12亚烷基二醇、具有羧基的二元醇、双酚的AO加合物、及其任意组合。
此外,任选使用的三元-八元以上的多元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C3-C36的三元-八元以上的多元脂肪醇,如烷烃多元醇及其分子内或分子间脱水产物(如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、脱水山梨糖醇和聚甘油)、糖类及其衍生物(例如蔗糖和甲基葡糖苷);三酚(如三酚PA)的AO加合物(加入的摩尔数:2-30);酚醛清漆树脂(如苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆)的AO加合物(加入的摩尔数:2-30);以及丙烯酰基多元醇,如(甲基)丙烯酸羟乙酯与其它基于乙烯基的单体的共聚物。其中,优选三元-八元以上的脂肪族多元醇以及酚醛清漆树脂的AO加合物,更优选酚醛清漆树脂的AO加合物。
-多元羧酸-
关于多元羧酸,例如,包括二羧酸和三价-六价以上的多元羧酸。
二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:脂肪族二羧酸,如直链脂肪族二羧酸和带支链的二羧酸;以及芳香族二羧酸。其中优选直链脂肪族二羧酸。
脂肪族二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子优选包括:C4-C36烷烃二羧酸,如琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、十八烷二酸和癸基琥珀酸;C4-C36烯烃二羧酸,如烯基琥珀酸(如十二烯基琥珀酸、十五烯基琥珀酸、十八烯基琥珀酸)、马来酸、富马酸、柠康酸;和C6-C40脂环族二羧酸,如二聚酸(如二聚亚油酸)。
芳香族二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有特别限制,其例子优选包括C8-C36芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸、2,6-萘二酸和4,4’-联苯二酸。
任选使用的三价-六价以上的多元羧酸的例子包括C9-C20芳香族多元羧酸,如偏苯三酸和均苯四酸。
注意,作为二羧酸或三价-六价以上的多元羧酸,可使用上述酸的酸酐或C1-C4低级烷基酯(如甲酯、乙酯和异丙酯)。
上述二羧酸中,尽管特别优选单独使用脂肪族二羧酸(优选己二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等),但也优选使用脂肪族二羧酸与芳香族二羧酸(优选对苯二甲酸、间苯二甲酸或叔丁基间苯二甲酸;或这些芳香族二羧酸的低级烷基酯)的共聚物。在此情况下,共聚物中芳香族二羧酸的含量优选为20摩尔%或更小。
-内酯开环聚合产物-
内酯开环聚合产物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括通过用催化剂(如金属氧化物、和有机金属化合物)使内酯(如C3-C12单内酯(环中具有一个酯基)如β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯)开环聚合得到的内酯开环聚合产物;和通过用二醇(如乙二醇和二甘醇)作为引发剂使C3-C12单内酯开环聚合得到的含端羟基的内酯开环聚合产物。
C3-C12单内酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但基于结晶性考虑,优选ε-己内酯。
内酯开环聚合产物可由市售产品中选择,市售产品的例子包括高结晶性聚己内酯,如Daicel Corporation制造的PLACCEL系列的H1P、H4、H5和H7。
-聚羟基羧酸-
聚羟基羧酸的制备方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括其中直接对羟基羧酸如羟基乙酸和乳酸(如L-乳酸、D-乳酸和外消旋乳酸)实施脱水缩合反应的方法;和其中用催化剂如金属氧化物和有机金属化合物对C4-C12环酯(环中酯基的数目为2-3)实施开环聚合的方法,其中所述环酯是2或3分子的羟基羧酸之间的脱水缩合产物的等价物,如乙交酯或丙交酯(如L-丙交酯、D-丙交酯和外消旋乳酸)。由于易于调节所得物的分子量,因此优选使用开环聚合的方法。
上述环酯中,基于结晶性考虑,优选L-丙交酯和D-丙交酯。此外,可将聚羟基羧酸的末端改性,以具有羟基或羧基。
<<<聚氨酯树脂>>>
关于聚氨酯树脂,包括由多元醇(如二元醇、三元-八元以上的多元醇)与多异氰酸酯(如二异氰酸酯和三价以上的多异氰酸酯)合成的聚氨酯树脂。其中,优选由二元醇与二异氰酸酯合成的聚氨酯树脂。
关于二元醇和三元-八元以上的多元醇,可使用在聚酯树脂的描述中作为二元醇和三元-八元以上的多元醇列举的那些。
-多异氰酸酯-
关于多异氰酸酯,包括例如二异氰酸酯和三价以上的多异氰酸酯。
二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳香族脂肪族二异氰酸酯。其中,优选例子包括C6-C20芳香族二异氰酸酯f碳原子数不包括NCO基团中包含的那些,下同)、C2-C18脂肪族二异氰酸酯、C4-C15脂环族二异氰酸酯、C8-C15芳香族脂肪族二异氰酸酯和前述二异氰酸酯的改性产物(如包含氨基甲酸酯基、羧基酰亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、脲二酮基、脲亚胺基、异氰脲酸酯基或唑烷酮基)以及两种或更多种前述二异氰酸酯的混合物。任选地,可组合使用三价以上的异氰酸酯。
芳香族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括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’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗MDI(如粗二氨基苯基甲烷(其是甲醛和芳香族胺(苯胺)或其混合物的缩合物,或二氨基二苯甲烷与少量(如5质量%-20质量%)三价以上的多胺的混合物的缩合物)的酰氯化产物,和多芳基多异氰酸酯(PAPI))、1,5-萘二异氰酸酯、4,4’,4”-三苯甲烷三异氰酸酯以及间-和对-异氰酸酯基苯磺酰基异氰酸酯。
脂肪族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括亚乙基二异氰酸酯、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、2,6-二异氰酸酯基甲基己酸酯、双(2-异氰酸酯基乙基)富马酸酯、双(2-异氰酸酯基乙基)碳酸酯和2-异氰酸酯基乙基-2,6-二异氰酸酯基己酸酯。
脂环族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子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-异氰酸酯基乙基)-4-环己烯-1,2-二羧酸酯以及2,5-和2,6-降莰烷二异氰酸酯。
芳香族脂肪族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括间-和对-亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)和α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)。
此外,二异氰酸酯的改性产物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括含有氨基甲酸酯基、羧基酰亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、脲二酮基、脲亚胺基、异氰脲酸酯基或唑烷酮基的改性产物。其具体例子包括:二异氰酸酯的改性产物,例如改性MDI(如氨基甲酸酯改性MDI、碳二亚胺改性MDI和三烃基磷酸酯改性MDI)以及氨基甲酸酯改性TDI(如含有异氰酸酯的预聚物);和两种或更多种这些二异氰酸酯改性产物的混合物(如改性MDI与氨基甲酸酯改性TDI的组合)。
这些二异氰酸酯中,优选C6-C15芳香族二异氰酸酯(碳原子数不包括NCO基团中包含的那些,下同)、C4-C12脂肪族二异氰酸酯和C4-C15脂环族二异氰酸酯,特别优选TDI、MDI、HDI、氢化MDI和IPDI。
<<<聚脲树脂>>>
关于聚脲树脂,包括由多胺(如二胺和三价以上的多胺)与多异氰酸酯(如二异氰酸酯和三价以上的多异氰酸酯)合成的聚脲树脂。其中,优选由二胺与二异氰酸酯合成的聚脲树脂。
关于二异氰酸酯和三价以上的多异氰酸酯,可使用在聚氨酯树脂的描述中作为二异氰酸酯和三价以上的多异氰酸酯列举的那些。
-多胺-
关于多胺,包括例如二胺和三价以上的多胺。
二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括脂肪族二胺和芳香族二胺。其中,优选C2-C18脂肪族二胺和C6-C20芳香族二胺。视需要,可将三价以上的胺与其组合使用。
C2-C18脂肪族二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C2-C6亚烷基二胺,例如乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺;C4-C18多亚烷基二胺,例如二亚乙基三胺、亚氨基双丙基胺、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;亚烷基二胺或多亚烷基二胺的C1-C4烷基或C2-C4羟烷基取代产物,例如二烷基氨基丙基胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基乙醇胺、2,5-二甲基-2,5-六亚甲基二胺和甲基异双丙基胺;C4-C15脂环族二胺,例如1,3-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、薄荷烷二胺和4,4’-亚甲基二氯己烷二胺(氢化亚甲基二苯胺);C4-C15杂环二胺,例如哌嗪、N-氨乙基哌嗪、1,4-二氨乙基哌嗪、1,4-双(2-氨基-2-甲基丙基)哌嗪、3,9-双(3-氨丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷;和包含芳香环的C8-C15脂肪胺,如苯二甲胺和四氯对苯二甲胺。
C6-C20芳香族二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:不饱和芳香族二胺,例如1,2-、1,3-和1,4-亚苯基二胺、2,4’-和4,4’-二苯甲烷二胺、粗二苯甲烷二胺(如多苯基多亚甲基多胺)、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、三苯甲烷-4,4’,4”-三胺和亚萘基二胺;包含环上取代的C1-C4烷基的芳香族二胺,例如2,4-和2,6-亚甲苯基二胺、粗亚甲苯基二胺、二乙基亚甲苯基二胺、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯甲烷、4,4’-双(邻甲苯胺)、联茴香胺、二氨基二甲苯砜、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’-二氨基二苯甲烷、3,5-二乙基-3’-甲基-2’,4-二氨基二苯甲烷、3,3’-二乙基-2,2’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯甲烷、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基苯酮、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二苯醚,和3,3’,5,5’-四异丙基-4,4’-二氨基二苯砜;包含环上取代的C1-C4烷基的芳香族二胺和/或未取代芳香族二胺的异构体的各种混合比例的混合物;亚甲基双邻氯苯胺、4-氯邻苯二胺、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-亚苯基二胺和3-二甲氧基-4-氨基苯胺;包含环上取代吸电子基(例如卤素,如Cl、Br、I和F;烷氧基,如甲氧基和乙氧基;和硝基)的芳香族二胺,如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基-5,5’-二溴二苯甲烷、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-碘代苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-溴代苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-氟代苯胺)和4-氨基苯基-2-氯代苯胺;和含仲氨基的芳香族二胺(如将未取代芳香族二胺、包含环上取代的C 1-C4烷基的芳香族二胺、其异构体的各种混合比的混合物和包含环上取代的吸电子基的芳香族二胺的部分或全部伯氨基以使用低级烷基如甲基和乙基的仲氨基代替),如4,4’-二(甲氨基)二苯甲烷和1-甲基-2-甲氨基-4-氨基苯。
关于二胺,除上述列举的那些以外,还包括聚酰胺多胺,例如通过二羧酸(如二聚酸)与过量(相对于每摩尔酸为2摩尔或更多)多胺(如亚烷基二胺和多亚烷基多胺)缩合得到的低分子量聚酰胺多胺;和聚醚多胺,例如聚醚多元醇(如聚亚烷基二醇)的氰乙基化产物的氢化物。
<<<聚酰胺树脂>>>
关于聚酰胺树脂,包括由多胺(如二胺和三价以上的多胺)与多元羧酸(如二羧酸和三价-六价以上的多元羧酸)合成的聚酰胺树脂。其中,优选由二胺和二羧酸合成的聚酰胺树脂。
关于二胺和三价以上的多胺,可使用在聚脲树脂的描述中作为二胺和三价以上的多胺列举的那些。
关于二羧酸和三价-六价以上的多元羧酸,可使用在聚酯树脂的描述中作为二羧酸和三价-六价以上的多元羧酸列举的那些。
<<<聚醚树脂>>>
聚醚树脂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括结晶聚氧化亚烷基多元醇。
结晶聚氧化亚烷基多元醇的制备方法根据预期目的从本领域已知的常规方法中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:使用常用于AO聚合的催化剂对手性AO实施开环聚合的方法(例如,在Journal of the AmericanChemical Society,1956,Vol.78,No.18,pp.4787-4792中描述的方法);和使用作为具有三维大体积独特化学结构的络合物的催化剂,对廉价外消旋AO实施开环聚合的方法。
关于使用独特络合物的方法,使用其中使镧系元素络合物与有机铝接触的化合物作为催化剂的方法(如在JP-A 11-12353中描述的方法),和其中使双金属-μ-氧代醇盐与羟基化合物预先反应的方法(如在JP-A 2001-521957中描述的方法)是已知的。
关于获得具有极高全同立构规整度的结晶聚氧化亚烷基多元醇的方法,已经知晓了使用沙仑(salen)络合物的方法(如在Journal of the AmericanChemical Society,2005,Vol.27,No.33,pp.11566-11567中描述的方法)。例如,在手性AO开环聚合期间,通过使用二醇或水作为引发剂,生产了具有50%或更高的全同立构规整度的含端羟基的聚氧化亚烷基二醇。具有50%或更高全同立构规整度的聚氧化亚烷基二醇可以是可将端基改性以具有羧基的物质。注意,50%或更高的全同立构规整度通常引起结晶性。关于二醇,包括上述二元醇。关于用于羧基改性的羧酸,包括上述二羧酸。
关于用于结晶聚氧化亚烷基多元醇制造的AO,包括C3-C9的AO。其例子包括PO、1-氯氧杂环丁烷、2-氯氧杂环丁烷、1,2-二氯氧杂环丁烷、表氯醇、表溴醇、1,2-BO、甲基缩水甘油醚、1,2-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、氧化环己烯、1,2-环氧己烷、3-甲基-1,2-环氧戊烷、2,3-环氧己烷、4-甲基-2,3-环氧戊烷、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧庚烷、氧化苯乙烯和苯基缩水甘油醚。这些AO中,优选PO、1,2-BO、氧化苯乙烯和氧化环己烯。更优选PO、1,2-BO和氧化环己烯。这些AO可单独或组合使用。
基于得到的结晶聚醚树脂的高急剧熔融性和抗粘连性考虑,结晶聚氧化亚烷基多元醇的全同立构规整度优选为70%或更高,更优选80%或更高,甚至更优选90%或更高,和特别优选95%或更高。
全同立构规整度可通过在Macromolecules,Vol.35,No.6,pp.2389-2392(2002)中描述的方法计算,并可通过以下方式获得。
称量约30mg的样品,并将其放置在用于13C-NMR的直径5mm的样品管中,向其中添加约0.5mL氘化溶剂以将样品溶解在其中,从而制备分析用样品。对使用的氘化溶剂没有特别限制,可由能够溶解样品的溶剂中适宜地选择。这类氘化溶剂的例子包括氘化氯仿、氘化甲苯、氘化二甲基亚砜和氘化二甲基甲酰胺。得自次甲基的三个13C-NMR信号分别出现在间同立构值(S)75.1ppm、杂同立构值(H)75.3ppm和全同立构值(I)75.5ppm附近。
全同立构规整度通过以下方程1计算:
全同立构规整度(%)=[I/(I+S+H)]×100    方程1
在方程1中,I是全同立构信号的积分值,S是间同立构信号的积分值,和H是杂同立构信号的积分值。
<<<乙烯基树脂>>>
乙烯基树脂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其具有结晶性,但优选为在其组成单元中包含结晶乙烯基单体和任选地非结晶乙烯基单体的乙烯基树脂。
结晶乙烯基单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子优选包括具有C12-C50烷基(C12-C50直链烷基是结晶基团)的直链(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯和(甲基)丙烯酸山萮基酯。
非结晶乙烯基单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选分子量为1,000或更小的乙烯基单体。其例子包括苯乙烯类、(甲基)丙烯酰基单体、含羧基的乙烯基单体、其它乙烯基酯单体和脂肪烃乙烯基单体。这些可单独或组合使用。
苯乙烯类根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括苯乙烯和具有C1-C3烷基的烷基苯乙烯。
(甲基)丙烯酰基单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:其中烷基具有1-11个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,和其中烷基具有12-18个碳原子的支化的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯;其中烷基具有1-11个碳原子的(甲基)丙烯酸羟烷基酯,例如(甲基)丙烯酸羟乙酯;和其中烷基包含1-11个碳原子的含烷氨基的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯。
含羧基的乙烯基单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C3-C15单羧酸,例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸;C4-C15二羧酸,例如马来酸(酐)、富马酸、衣康酸和柠康酸;二羧酸单酯,例如二羧酸的单烷基(C1-C18)酯(如马来酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、衣康酸单烷基酯和柠康酸单烷基酯)。
上述其它乙烯基酯单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C4-C15脂肪族乙烯基酯,例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和醋酸异丙烯酯;C8-C50不饱和羧酸多元(二元至三元以上)醇酯,例如乙二醇二(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、1,6-己二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;和C9-C15芳香族乙烯基酯,例如苯甲酸甲基-4-乙烯基酯。
脂肪烃乙烯基单体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:C2-C10烯烃,例如乙烯、丙烯、丁烯和辛烯;和C4-C10二烯,例如丁二烯、异戊二烯和1,6-己二烯。
<<<改性结晶树脂(粘结剂树脂前体)>>>
改性结晶树脂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其是具有与活性氢基团反应的官能团的结晶树脂。改性结晶树脂的例子包括结晶聚酯树脂、结晶聚氨酯树脂、结晶聚脲树脂、结晶聚酰胺树脂、结晶聚醚树脂和结晶乙烯基树脂,这些树脂均包含与活性氢基团反应的官能团。改性结晶树脂在调色剂制造期间与具有活性氢基团的化合物(如包含活性氢基团的树脂、包含活性氢的扩链剂或交联剂)反应,从而提高得到的树脂的分子量,以形成粘结剂树脂。因此,在调色剂制造中,改性结晶树脂可用作粘结剂树脂前体。
注意,粘结剂树脂前体表示能够进行扩链反应或交联反应的化合物,包括构成粘结剂树脂的前述单体、低聚物和具有与活性氢基团反应的官能团的改性树脂或低聚物。粘结剂树脂前体可以是结晶树脂或非结晶树脂,条件是其满足这些条件。其中,粘结剂树脂前体优选是至少在其末端包含异氰酸酯基的改性结晶树脂,和优选的是粘结剂树脂前体在通过于水性介质中分散和/或乳化造粒调色剂颗粒期间,与活性氢基团进行扩链和/或交联反应,从而形成粘结剂树脂。
关于以前述方式由粘结剂树脂前体形成的粘结剂树脂,优选通过包含与活性氢基团反应的官能团的改性树脂与包含活性氢基团的化合物的扩链和/或交联反应得到的结晶树脂。其中,通过包含异氰酸酯端基的聚酯树脂与多元醇的扩链和/或交联反应得到的氨基甲酸酯改性聚酯树脂;以及通过包含异氰酸酯端基的聚酯树脂与胺的扩链和/或交联反应得到的脲改性聚酯树脂是优选的。
与活性氢基团反应的官能团根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括官能团例如异氰酸酯基、环氧基、羧基和酰氯基团。其中,基于反应性和稳定性的观点,优选异氰酸酯基。
包含活性氢基团的化合物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其包含活性氢基团。在与活性氢基团反应的官能团是异氰酸酯基的情况下,例如,包含活性氢基团的化合物包括含羟基(如醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基作为活性氢基团的化合物。其中,基于反应速率考虑,含氨基的化合物(如胺)是尤其优选的。
胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异佛尔酮二胺、乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、乙醇胺、羟乙基苯胺、氨乙基硫醇、氨丙基硫醇、氨基丙酸和氨基己酸。此外,作为胺的例子,还包括其中用酮(如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮)封端前述胺的氨基的酮亚胺化合物和
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唑啉化合物。
结晶树脂可以是具有结晶链段和非结晶链段的嵌段共聚物树脂,和可使用结晶树脂作为结晶链段。用于形成非结晶链段的树脂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、乙烯基树脂(如聚苯乙烯和基于苯乙烯丙烯酰基的共聚物)和环氧树脂。
由于结晶链段优选是选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂中的至少一种,因此,基于相容性考虑,用于形成非结晶链段的树脂还优选选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂及其复合树脂,更优选聚氨酯树脂或聚酯树脂。非结晶链段的配方可以是材料的任意组合,所述材料根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其是非结晶树脂。使用的单体例子包括上述多元醇、上述多元羧酸、上述多异氰酸酯、上述多胺和上述AO。
结晶树脂优选包含第一结晶树脂和第二结晶树脂,所述第二结晶树脂具有比第一结晶树脂大的重均分子量。第一结晶树脂和第二结晶树脂的组合使用可由第一结晶树脂赋予得到的调色剂低温定影性,和由第二结晶树脂赋予得到的调色剂抗热反印性。以此方式,将两种不同的性质在功能上分离,从而可提供能够在较宽温度范围内实施定影的调色剂。
由于可将较高分子量的结晶树脂添加至粘结剂树脂中,因此第二结晶树脂优选是通过含异氰酸酯端基的改性结晶树脂的扩链反应和/或交联反应得到的树脂。
进一步地,第二结晶树脂优选是通过含异氰酸酯端基的改性结晶树脂的扩链反应和/或交联反应得到的树脂,即在末端引入了异氰酸酯基的第一结晶树脂,因为得到的第二结晶树脂能够均匀且精细地分散于粘结剂树脂中,这有助于提供具有非常优异的低温定影性和抗热反印性的调色剂。
第一结晶树脂的重均分子量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但基于得到的调色剂的低温定影性考虑,其优选是2,000-100,000,更优选5,000-60,000,甚至更优选8,000-30,000。当其重均分子量小于2,000时,得到的调色剂抗热反应性可能不足。当其重均分子量大于100,000时,得到的调色剂低温定影性可能不足。
第二结晶树脂的重均分子量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其大于第一结晶树脂的重均分子量。基于得到的调色剂的抗热反印性考虑,第二结晶树脂的重均分子量优选是10,000-2,000,000,更优选30,000-1,000,000,甚至更优选50,000-500,000。当其重均分子量小于10,000时,得到的调色剂抗热反应性可能不足。当其重均分子量大于2,000,000时,得到的调色剂低温定影性可能不足。
<<非结晶树脂>>
非结晶树脂根据预期目的从本领域已知的常规树脂中适宜地选择,没有任何限制,条件是其是非结晶的。其例子包括:苯乙烯或其取代物的均聚物(如聚苯乙烯、聚对苯乙烯和聚乙烯基甲苯)、苯乙烯共聚物(如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物);其它树脂(如聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香树脂、改性松香树脂、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族石油树脂);以及前述树脂改性为包含与活性氢基团反应的官能团的产物。这些可单独或组合使用。
<有机改性层状无机矿物>
有机改性层状无机矿物是其中用有机离子改性位于层状无机矿物层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物。所述层状无机矿物是层压平均厚度为数纳米的层形成的层状无机矿物。术语“改性”是指将有机离子引至存在于层状无机矿物层间的离子,具体地,其是指用有机离子代替存在于层状无机矿物层间的离子的至少一部分,或进一步地将有机离子引至层状无机矿物层间,或这两者。在广义上来说,“改性”是指插层。
由于本发明的调色剂(其包含粘结剂树脂,该粘结剂树脂包含50质量%或更多结晶树脂)包含其中用有机离子改性存在于层状无机矿物层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物,因此赋予得到的调色剂与常规调色剂同等水平的抗应力性,以及防止由于刚热定影后重结晶而引起的在输送期间的图像损伤的发生和硬度不足的输出图像的形成。
此外,层状无机矿物通过位于调色剂颗粒表面附近而表现出最大效果,但在本发明中,已经发现:有机改性层状无机矿物均匀排列在调色剂颗粒表面附近,其间没有任何间隔。由于这种排列结构,有效提高了存在于调色剂颗粒表面附近的粘结剂树脂的结构粘度,使得粘结剂树脂充分保护得到的图像,即使所述图像是刚定影后树脂硬度低的图像。另外,有机改性层状无机矿物可以少量而有效地发挥其效果,从而认为其几乎不影响调色剂的定影性。
调色剂中有机改性层状无机矿物的存在及状态可通过如下确认:用薄片切片机或超薄切片机切割通过在环氧树脂等中包埋调色剂颗粒制备的样品,并在扫描电子显微镜(SEM)等下观察样品切割面中调色剂颗粒的截面。在通过SEM观察的情况下,优选以反射电子图像确认样品,因为可以强的对比度观察有机改性层状无机矿物的存在。或者,通过FIB-STEM(HD-2000,Hitachi,Ltd.)用离子束切割将调色剂颗粒包埋在环氧树脂等中而制备的样品,和可观察样品切割面中调色剂颗粒的截面。在此情况下,由于方便,优选目视观察,而不是观察反射电子图像。或者,通过用薄片切片机或超薄切边机切割而制备的超薄样品可通过在透射电子显微镜(TEM)下观察来确认。在此情况下,可将超薄样品用染料如四氧化钌或四氧化锇染色,从而可容易地目视观察有机改性层状无机矿物。图5A和5B显示了说明通过TEM(场致发射电子显微镜,JEM-2100F,JEOL Ltd.制)观察本发明调色剂的一个例子(包括其中含有有机改性层状无机矿物的区域)的结果。在图5A中,有机改性层状无机矿物b存在于距调色剂(颗粒)a外表面0nm-300nm深度的区域中。
此外,本说明书中使用的表述“调色剂颗粒表面附近”定义为在观察通过用薄片切片机、超薄切片机或FIB-STEM切割其中调色剂颗粒包埋于环氧树脂等中的样品得到的调色剂颗粒的截面图像时,距调色剂颗粒外表面0nm-300nm深度的调色剂颗粒的区域,其中所述调色剂颗粒的截面是包含调色剂颗粒中心的调色剂颗粒的切割面。
层状无机矿物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括蒙皂石粘土矿物(如蒙脱土、皂石和锂蒙脱石)、高岭土粘土矿物(如高岭石)、膨润土、绿坡缕石、麦羟硅钠石(magadiite)和水硅钠石(kenemite)。这些可单独或组合使用。
有机改性层状无机矿物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括用有机离子(有机阳离子或有机阴离子)改性存在于层状无机矿物层间的离子(有机阳离子或有机阴离子)的至少一部分的有机改性层状无机矿物。其中,用有机阳离子改性存在于具有蒙皂石基本晶体结构的蒙皂石粘土矿物层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物是优选的,因为其可稳定分散于调色剂颗粒表面附近的区域中。用有机阳离子改性存在于蒙脱土层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物,和用有机阳离子改性存在于膨润土层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物是特别优选的。
有机改性层状无机矿物的例子进一步包括其中通过用三价金属代替层状无机矿物的二价金属的一部分来引入金属阴离子,和用有机阴离子进一步代替所述金属阴离子的至少一部分的层状无机化合物。
有机改性层状无机矿物中用有机离子对存在于层状无机矿物层间的离子的一部分进行的改性可通过色谱-质谱法(GCMS)确认。例如,其优选包括将作为样品的调色剂中的粘结剂树脂溶解于溶剂中以制备溶液,对得到的溶液进行过滤以得到固体,和通过热分解装置使得到的固体热分解,从而通过GCMS确定有机材料的方法。具体地,存在使用Py-2020D(FrontierLaboratories Ltd.制)作为热分解装置在550℃下实施热分解,然后通过GCMS装置QP5000(Shimadzu Corporation制)实施测定的方法。
关于有机改性层状无机矿物,可使用市售产品。其市售产品的例子包括:季铵-18膨润土,例如BENTONE 3、BENTONE 38、BENTONE 38V (均由Elements Specialties制);TIXOGEL VP(ROCKWOOD ADDITIVE LTD.制)、CLAYTONE 34、CLAYTONE 40和CLAYTONE XL(均由Southern ClayProducts Inc.制);司拉氯铵(stearalkonium)膨润土,例如BENTONE 27(Elements Specialties制)、TIXOGEL LG(ROCKWOOD ADDITIVES LTD.制)和CLAYTONE AF(Southern Clay Products Inc.制);季铵-18/苯甲烷铵膨润土,例如CLAYTONE HT、CLAYTONE PS和CLAYTONE APA(均由SouthernClay Products Inc.制);有机改性蒙脱土,例如CLAYTONE HY(Southern ClayProducts Inc.制);和有机改性蒙皂石,例如LUCENTITE SPN(Kobo Products,Inc.制)。其中,特别优选CLAYTONE AF和CLAYTONE APA。
有机改性层状无机矿物特别优选其中用由R1(OR2)nOSO3M(其中,R1是C13烷基,R2是C2-C6亚烷基,n是2-10的整数和M是单价金属元素)表示的包含有机离子的化合物改性DHT-4A(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.制)的物质。由R1(OR2)nOSO3M表示的包含有机离子的化合物的例子包括HITENOL 330T (Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制)。
有机改性层状无机矿物可与树脂混合,以形成作为其与树脂的复合材料的母料,并可作为母料使用。树脂根据预期目的由本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制。
调色剂中有机改性层状无机矿物的量优选为0.1质量%-3.0质量%,更优选0.5质量%-2.0质量%,甚至更优选1.0质量%-1.5质量%。当其量小于0.1质量%时,不能有效发挥层状无机矿物的效果。当其量大于3.0质量%时,低温定影性可能受到抑制。
有机离子改性剂包含有机离子,且其是能够用有机离子改性存在于层状无机矿物层间的离子的至少一部分的化合物,其根据预期目的适宜地选择,没有任何限制。其例子包括:烷基季铵盐;
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盐;咪唑
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盐;具有以下骨架的硫酸盐:支化、非支化或环状C1-C44烷基,支化、非支化或环状C1-C22烯基,支化、非支化或环状C8-C32烷氧基,或者支化、非支化或环状C2-C22羟烷基,氧化乙烯或氧化丙烯;具有上述骨架的磺酸盐;具有上述骨架的羧酸盐;和具有上述骨架的磷酸盐。其中,优选烷基季铵盐和具有氧化乙烯骨架的羧酸盐,特别优选烷基季铵盐。这些可单独或组合使用。
烷基季铵的例子包括三甲基硬脂基铵、二甲基硬脂基苄基铵、二甲基十八烷基铵和油烯基双(2-羟乙基)甲基铵。
使用有机离子的改性量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于层状无机矿物,优选为5质量%-60质量%,更优选25质量%-45质量%。当改性量在上述优选范围内时,有机改性层状无机矿物趋于容易且均匀地排列于调色剂颗粒表面附近。当其改性量在上述更优选范围内时,其均匀排列变得更加显著。
<着色剂>
着色剂根据预期目的由本领域已知的常规染料和颜料中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、赭黄、铅黄、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、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、红丹、镉红、镉汞红、锑红、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、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、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、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二
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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、锌花、锌钡白等。这些可单独或组合使用。
着色剂的颜色根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括黑色着色剂,品红色、青色和黄色彩色着色剂。这些可单独或组合使用。
黑色着色剂的例子包括:炭黑(C.I.颜料黑7),例如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑;金属,如铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛;和有机颜料,如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。
品红色着色剂的例子包括: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、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209、211;C.I.颜料紫19;和C.I.还原红1、2、10、13、15、23、29、35。
青色着色剂的例子包括:C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.还原蓝6;C.I.酸性蓝45、酞菁铜颜料、将1-5个甲基邻苯二甲酰亚胺基引入酞菁骨架中的酞菁铜颜料、绿7和绿36。
黄色着色剂的例子包括:C.I.颜料黄0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.还原黄1、3、20;和C.I.颜料橙36。
调色剂中着色剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选1质量%-15质量%,更优选3质量%-10质量%。当其量不足1质量%时,着色强度下降。当其量大于15质量%时,调色剂中出现颜料颗粒分散不良,其可导致调色剂的电性质和着色强度下降。
着色剂可与用于母料的树脂形成复合材料,其可用作母料。用于母料的树脂根据预期目的从本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括苯乙烯或其取代物的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪烃树脂、脂环烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可单独或组合使用。
苯乙烯或其取代物的聚合物例子包括聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对氯苯乙烯树脂和聚乙烯基甲苯树脂。苯乙烯共聚物的例子包括苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物。
关于用于母料的树脂,可使用本发明的粘结剂树脂,例如上述结晶树脂而无任何问题。
母料可通过混合和捏合着色剂与用于母料的树脂制备。在混合和捏合中,可使用有机溶剂,以改进着色剂与树脂间的相互作用。此外,母料可通过闪蒸法(flashing method)制备,在所述闪蒸法中将包含着色剂的水性膏料与树脂和有机溶剂混合并捏合,然后将着色剂转移至树脂以除去水和有机溶剂。该方法是优选使用的,因为可原样使用着色剂湿饼,和无需将着色剂湿饼干燥以制备着色剂。在着色剂与树脂的混合和捏合中,优选使用高剪切分散器(如三辊磨)。
<其它组分>
若需要,本发明的调色剂可包含除粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物以外的其它组分,条件是不损害本发明可获得的效果。上述组分的例子包括脱模剂、电荷控制剂、外添加剂、流动改进剂、清洁改进剂和磁性材料。
<<脱模剂>>
脱模剂根据本领域已知的那些适宜地选择,没有任何限制,其例子包括蜡,例如含羰基蜡、聚烯烃蜡和长链烃。这些可单独或组合使用。其中,优选含羰基蜡。
含羰基蜡的例子包括多链烷酸酯、多烷基醇酯、多链烷酸酰胺、多烷基酰胺和二烷基酮。
多链烷酸酯的例子包括巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷基二醇二硬脂酸酯。多链烷醇酯的例子包括偏苯三酸三硬脂酯和马来酸二硬脂酯。多链烷酸酰胺的例子包括二山萮酰胺。多烷基酰胺的例子包括偏苯三酸三硬脂酰胺。二烷基酮的例子包括二硬脂基酮。上述含羰基蜡中,特别优选多链烷酸酯。
聚烯烃蜡的例子包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
长链烃的例子包括石蜡和沙索(Sasol)蜡。
脱模剂的熔点根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选40℃-160℃,更优选50℃-120℃,和甚至更优选60℃-90℃。当其熔点不足40℃时,这类脱模剂的使用可不利地影响得到的调色剂的耐热存储稳定性。当其熔点高于160℃时,得到的调色剂在低温定影期间可能引起冷反印。
脱模剂的熔点可例如通过差示扫描量热仪(DSC210,Seiko InstrumentsInc.)按以下方式测量。将脱模剂样品加热至200℃,以10℃/min冷却速率由200℃冷却至0℃,然后以10℃/min加热速率加热。将如此得到的熔融热的最大峰温度确定为脱模剂的熔点。
在高于脱模剂熔点20℃温度下测量的脱模剂的熔体粘度优选为5cps-1,000cps,更优选10cps-100cps。当其熔体粘度不足5cps时,调色剂的脱模性可能变差。当其熔体粘度高于1,000cp时,不能获得改进抗热反印性和低温定影性的效果。
调色剂中脱模剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选0质量%-40质量%,更优选3质量%-30质量%。当脱模剂的量大于40质量%时,调色剂颗粒流动性可能变差。
<<电荷控制剂>>
电荷控制剂由本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,但优选无色或白色材料,因为使用有色材料作为电荷控制剂可能改变调色剂的色调。这样的电荷控制剂的例子包括三苯甲烷染料、钼酸螯合物、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷和含磷化合物、钨和含钨化合物、含氟活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物的金属盐。这些可单独或组合使用。
电荷控制剂可由市售产品中选择,市售产品的例子包括:BONTRONP-51(季铵盐)、E-82(基于羟萘甲酸的金属络合物)、E-84(基于水杨酸的金属络合物)和E-89(苯酚缩合物),其均由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD制造;TP-302和TP-415(季铵盐钼络合物),其均由Hodogaya ChemicalCo.,Ltd.制造;COPY CHARGE PSY VP 2038(季铵盐)、COPY BLUE PR(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEG VP2036和COPY CHARGE NXVP434(季铵盐),其均由Hoechst AG制造;LRA-901和LR-147(硼络合物),其均由Japan Carlit Co.,Ltd.制造;喹吖啶酮;偶氮颜料;和具有磺酸基、羧基、季铵盐等作为官能团的高分子化合物。
可将电荷控制剂在与母料一起熔融和捏合后溶解和分散,或当实施溶解和/或分散时,与调色剂的其它组分一起直接添加至有机溶剂中。或者,电荷控制剂可在调色剂颗粒制造后固定于调色剂颗粒表面上。
调色剂中电荷控制剂的量不能一概而定,因为其根据使用的粘结剂树脂、是否存在添加剂、分散方法等变化。例如,相对于100质量份粘结剂树脂,电荷控制剂的量优选为0.1质量份-10质量份,更优选0.2质量份-5质量份。当其量小于0.1质量份时,不能获得电荷控制性。当其量超过10质量份时,得到的调色剂的静电倾向过大,降低了电荷控制剂的效果。从而,可能增大对显影辊的静电引力,这可能导致显影剂流动性不良和低图像密度。
<<外添加剂>>
外添加剂根据预期目的从本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括二氧化硅颗粒、疏水二氧化硅颗粒、脂肪酸金属盐(如硬脂酸锌和硬脂酸铝)、金属氧化物(如氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)、疏水金属氧化物颗粒和含氟聚合物。其中,优选疏水二氧化硅颗粒、疏水氧化钛颗粒和疏水氧化铝颗粒。
二氧化硅颗粒的例子包括:HDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H2050EP、HVK21和HDK H1303(均由Hoechst AG制造);和R972、R974、RX200、RY202、R202、R805和R812(均由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)。氧化钛颗粒的例子包括:P-25(Nippon Aerosil Co.,Ltd.制);STT-30和STT-65C-S(均由Titan Kogyo,Ltd.制造);TAF-140(Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造);和MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A (均由TAYCACORPORATION制造)。疏水氧化钛颗粒的例子包括:T-805(Nippon AerosilCo.,Ltd.制);STT-30A和STT-65S-S(均由Titan Kogyo,Ltd.制造);TAF-500T和TAF-1500T(均由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造);MT-100S和MT-100T(均由TAYCA CORPORTION制造);和IT-S(ISHIHAR SANGYOKAISHA,LTD.制造)。
为获得疏水二氧化硅颗粒、疏水氧化钛颗粒和疏水氧化铝颗粒,将亲水性颗粒(如二氧化硅颗粒、氧化钛颗粒和氧化铝颗粒)用硅烷偶联剂如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷处理。
关于外添加剂,可适宜地使用硅油处理的无机颗粒,其用硅油处理(任选地在加热下)。
关于硅油,例如可使用二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢化硅油、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、苯酚改性硅油、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。
无机颗粒的例子包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、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、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。其中,特别优选二氧化硅和二氧化钛。
外添加剂的用量相对于调色剂,优选为0.1质量%-5质量%,更优选0.3质量%-3质量%。
无机颗粒的初级颗粒的数均粒径优选为100nm或更小,更优选3nm-70nm。当其数均粒径小于3nm时,无机颗粒包埋入调色剂颗粒中,从而无机颗粒不能有效发挥作用。当数均粒径大于100nm时,无机颗粒可能不均匀地损害静电潜像承载部件的表面,从而是不优选的。
作为外添加剂,可组合使用无机颗粒、疏水性无机颗粒等。疏水性颗粒的初级颗粒的数均粒径优选为1nm-100nm。其中,优选外添加剂包含两种数均粒径为5nm-70nm的无机颗粒。进一步地,优选外添加剂包含两种其疏水处理的初级颗粒的数均粒径为20nm或更小的无机颗粒,以及一种其数均粒径为30nm或更大的无机颗粒。另外,外添加剂优选具有20m2/g-500m2/g的BET比表面积。
用于包含氧化物颗粒的外添加剂的表面处理剂的例子包括:硅烷偶联剂(如二烷基二卤化硅烷、三烷基卤化硅烷、烷基三卤化硅烷和六烷基二硅氮烷)、甲硅烷基化试剂、包含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、硅油和硅酮清漆。
作为外添加剂,还可添加树脂颗粒。树脂颗粒的例子包括:通过无皂乳化聚合、悬浮聚合或分散聚合得到的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯的共聚物;通过缩聚得到的聚合物颗粒,例如有机硅、苯并胍胺和尼龙;和由热固性树脂形成的聚合物颗粒。这些树脂颗粒的组合使用可增强调色剂的带电性,减少调色剂的相反电荷,减少背景沉积。树脂颗粒的用量相对于调色剂优选为0.01质量%-5质量%,更优选0.1质量%-2质量%。
<<流动改进剂>>
流动改进剂是能够实施调色剂表面处理以增强疏水性,以及防止调色剂的带电性和流动性变差(即使在高湿度环境中)的试剂。流动改进剂的例子包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、包含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、硅油和改性硅油。
<<清洁改进剂>>
为了除去转印后残留在中间转印部件或静电潜像承载部件上的显影剂,将清洁改进剂添加至调色剂中。清洁改进剂的例子包括:脂肪酸金属盐,如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸;和通过无皂乳化聚合制造的聚合物颗粒,如聚甲基丙烯酸甲酯颗粒和聚苯乙烯颗粒。聚合物颗粒优选为具有相对窄的粒度分布的那些,和优选使用重均粒径为0.01μm-1μm的聚合物颗粒。
<<磁性材料>>
磁性材料根据预期目的从本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括铁粉、磁铁矿和铁氧体。其中,基于色调考虑,优选白色磁性材料。
[调色剂性质]
为了使本发明调色剂同时获得高度期望水平的低温定影性和耐热存储稳定性,以及获得优异的抗热反印性,所述调色剂满足:45≤Ta≤70,和0.8≤Tb/Ta≤1.55,其中Ta(℃)是通过差示扫描量热仪测量的调色剂熔融热的最大峰温度,和Tb(℃)是通过高架式流动测试仪测量的调色剂的软化点。另外,调色剂优选满足:1.0×103≤G’(Ta+20)≤5.0×106,和1.0×103≤G”(Ta+20)≤5.0×106,其中G’(Ta+20)(Pa·s)是调色剂在(Ta+20)℃温度下的储能弹性模量,和G”(Ta+20)(Pa·s)是在(Ta+20)℃温度下的调色剂的损耗弹性模量。
调色剂熔融热的最大峰温度(Ta)根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为45℃-70℃,更优选53℃-65℃,甚至更优选58℃-62℃。当Ta是45℃-70℃时,可确保调色剂所需的最小耐热存储稳定性,和可获得具有比常规调色剂优异的低温定影性的调色剂。当Ta低于45℃时,可获得期望的调色剂低温定影性,但耐热存储稳定性不足。当Ta高于70℃时,改进了耐热存储稳定性,但低温定影性下降。
调色剂的软化温度(Tb)与调色剂熔融热的最大峰温度(Ta)之比(Tb/Ta)根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为0.8-1.55,更优选0.85-1.25,甚至更优选0.9-1.2,和特别优选0.9-1.19。调色剂具有当Tb值下降时树脂急剧软化的性质,这在低温定影性和耐热存储稳定性两方面是优异的。
关于调色剂的粘弹性,基于定影强度和抗热反印性考虑,在(Ta+20)℃温度下的储能弹性模量G’(Ta+20)优选为1.0×103Pa·s-5.0×106Pa·s,更优选1.0×104Pa·s-5.0×105Pa·s。另外,基于抗热反印性考虑,在(Ta+20)℃温度下的损耗弹性模量G”(Ta+20)优选为1.0×103Pa·s-5.0×106Pa·s,更优选1.0×104Pa·s-5.0×105Pa·s。
进一步地,调色剂优选满足0.05≤[G”(Ta+30)/G”(Ta+70)]≤50,其中G”(Ta+30)(Pa·s)是在(Ta+30)℃温度下调色剂的损耗弹性模量,和G”(Ta+70)(Pa·s)是在(Ta+70)℃温度下的损耗弹性模量。通过将调色剂设计为落在上述范围内,调色剂的损耗弹性模量相对于温度的变化变得温和,从而得到的调色剂具有优异的抗热反印性,并保持低温定影性。[G”(Ta+30)/G”(Ta+70)]的值优选为0.05-50,更优选0.1-40,甚至更优选0.5-30。
调色剂的粘弹性可通过调节构成粘结剂树脂的结晶树脂与非结晶树脂的混合比、各树脂的分子量或单体混合物的配方而适宜地控制。
[调色剂的制造方法]
本发明的调色剂至少包含粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物,其中粘结剂树脂包含50质量%或更多的结晶树脂,和有机改性层状无机矿物是用有机离子改性存在于层状无机矿物层间的离子的至少一部分的有机改性层状无机矿物,调色剂的材料和制造方法由本领域已知的任何材料和方法中适宜地选择,没有任何限制,条件是得到的调色剂满足上述条件。其制造方法的例子包括捏合-粉碎法,和在水性介质中造粒调色剂颗粒的方法(所谓的化学法)。在化学法中,可容易地造粒结晶树脂颗粒,和易于使有机改性层状无机矿物位于调色剂颗粒表面附近区域。从而,化学法是优选的。
在水性介质中造粒调色剂颗粒的化学法例子包括:悬浮聚合法、乳化聚合法、种子聚合法和分散聚合法,它们均使用单体作为原料;溶解悬浮法,其中将树脂或树脂前体溶解在有机溶剂中,并在水性介质内分散和/或乳化得到的溶液;相转移乳化法,其中将水添加至包含树脂或树脂前体以及适宜的乳化剂的溶液中,以实施相转移;和聚集法,其中将上述任意方法形成的树脂颗粒分散在水性介质中,通过加热和熔合聚集,以造粒预定尺寸的颗粒。其中,由于结晶树脂的造粒性(如易于控制粒度分布和控制颗粒形状)或调色剂颗粒表层附近有机改性层状无机矿物的定位,通过溶解悬浮法得到的调色剂是优选的。
这些制造方法将在下文中具体解释。
捏合-粉碎法是例如通过熔融和捏合至少包含着色剂、粘结剂树脂和层状无机矿物的调色剂组合物,粉碎得到的捏合产物并分级粉碎的颗粒来制造调色剂基础颗粒的方法。
在熔融和捏合中,将调色剂组合物的材料混合,并将得到的混合物放置于熔融-捏合机中以实施熔融和捏合。作为熔融-捏合机,可使用例如单轴或双轴连续捏合机或具有辊式磨的间歇型捏合机。其优选例子包括KOBESTEEL,LTD.制造的双螺杆挤出机KTT,TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.制造的挤出机TEM,ASADA WORKS CO.,LTD.制造的双螺杆挤出机,IkegaiCorp.制造的双螺杆挤出机PCM,Buss制造的共捏合机。熔融-捏合优选在适宜的条件下实施,以不引起粘结剂树脂分子链断裂。具体地,以粘结剂树脂的软化点作为参考,调节熔融-捏合的温度。当熔融-捏合温度与软化点相比非常高时,显著发生断裂。当其温度远低于软化点时,可能无法进行分散。
在粉碎时,粉碎通过捏合得到的捏合产物。在粉碎中,优选首先粗粉碎捏合产物,然后精细粉碎。对于粉碎,优选使用通过使捏合产物在喷射流中压入冲击板来粉碎捏合产物的方法,使捏合产物颗粒在喷射流中相互挤压从而粉碎捏合产物的方法,或在机械旋转的转子与定子间的狭缝中粉碎捏合产物的方法。
所述分级是指将通过粉碎得到的粉碎产物分成具有预定粒径的颗粒。分级可通过旋风分离器、滗析器或离心分离器等除去微粒组分实施。
完成粉碎和分级后,将已分级的粉碎产物在空气流中通过离心力等分级,从而制造具有预定粒径的调色剂基础颗粒。
化学法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选方法是通过分散和/或乳化至少包含粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物的调色剂组合物来造粒调色剂基础颗粒的方法。关于本发明的调色剂,优选通过在水性介质中分散和/或乳化至少包含粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物造粒调色剂颗粒得到的调色剂。
关于化学法,优选的方法是在水性介质中,分散和/或乳化已通过在有机溶剂中溶解和/或分散至少包含粘结剂树脂和/或粘结剂树脂前体、着色剂和有机改性层状无机矿物的调色剂组合物制备的油相,以造粒调色剂基础颗粒的方法。
由于结晶树脂耐冲击性优异,因此,基于能效考虑,其不适用于粉碎法,和在使用结晶树脂的调色剂中,难以将有机改性层状无机矿物排列在调色剂颗粒表面附近。另一方面,在溶解悬浮法或酯扩链法中,使用结晶树脂可容易地使颗粒造粒,这些方法是优选的,因为在水性介质中分散和/或乳化期间,有机改性层状无机矿物均匀排列于调色剂颗粒表面附近。
至少包含粘结剂树脂的树脂颗粒的制造方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括以下(a)-(h):
(a)在乙烯基树脂颗粒的情况下,使用单体作为原料,通过悬浮聚合法、乳化聚合法、种子聚合法或分散聚合法的聚合反应,直接制造树脂颗粒的水性分散液的方法。
(b)在加聚或缩合树脂如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的情况下,通过在水性介质中在适宜的分散剂的存在下,分散前体(如单体和低聚物)或其溶剂溶液,然后通过加热或添加固化剂固化颗粒,制造树脂颗粒的水性分散液的方法。
(c)在加聚或缩聚树脂如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的情况下,在前体(如单体和低聚物)或其溶剂溶液(优选为液体形式,其可为通过加热液化的液体)中溶解适宜的乳化剂后,向其中添加水以实施相转移乳化的方法。
(d)通过机械旋转系统或喷射系统粉碎机,粉碎预先通过聚合反应(可以是选自加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合和缩聚的任意聚合反应)制备的树脂,然后分级以得到树脂颗粒,并在适宜的分散剂的存在下,将得到的树脂颗粒分散在水中的方法。
(e)在溶剂中溶解预先通过聚合反应(可以是选自加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合和缩聚的任意聚合反应)制备的树脂以制备树脂溶液,以雾状形式喷射树脂溶液以得到树脂颗粒,并在适宜的分散剂的存在下,将得到的树脂颗粒分散于水中的方法。
(f)在溶剂中溶解预先通过聚合反应(可以是选自加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合和缩聚的任意聚合反应)制备的树脂以制备树脂溶液,通过将溶剂添加至树脂溶液中,或冷却其中已经通过加热溶解了溶剂的树脂溶液来沉淀树脂颗粒,然后除去溶剂以得到树脂颗粒,并在适宜的分散剂的存在下,在水中分散得到的树脂颗粒的方法。
(g)在溶剂中溶解预先通过聚合反应(可以是选自加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合和缩聚的任意聚合反应)制备的树脂以制备树脂溶液,在适宜的分散剂的存在下,在水中分散得到的树脂溶液,并通过加热或减压,从中除去溶剂的方法。
(h)在溶剂中溶解预先通过聚合反应(可以是选自加成聚合、开环聚合、加聚、加成缩合和缩聚的任意聚合反应)制备的树脂以制备树脂溶液,在得到的树脂溶液中溶解适宜的乳化剂,并向其中添加水,以实施相转移乳化的方法。
对于在水性介质中乳化和/或分散,可任选地使用表面活性剂或聚合物保护胶体。
-表面活性剂-
表面活性剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:阴离子表面活性剂,如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;阳离子表面活性剂,如胺盐(例如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉),和季铵盐(例如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶
Figure BDA00001595843900331
盐、烷基异喹啉
Figure BDA00001595843900332
盐和苄索氯铵);非离子表面活性剂,如脂肪酸酰胺衍生物和多元醇衍生物;以及两性表面活性剂,如丙胺酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
此外,含氟烷基表面活性剂即使在少量下也能发挥其分散效果。含氟烷基表面活性剂的例子包括含氟烷基阴离子表面活性剂,和含氟烷基阳离子表面活性剂。
含氟烷基阴离子表面活性剂的例子包括C2-C10氟烷基羧酸或其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(C6-C11)氧基]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙氨基]-1-丙磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸或其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)或其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸或其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰甘氨酸的盐、以及单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。
含氟烷基阳离子表面活性剂的例子包括含氟烷基脂肪族伯或仲胺酸、脂肪族季铵盐如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑啉盐。
-聚合物保护胶体-
聚合物保护胶体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐;含羟基的(甲基)丙烯酰基单体,如丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸γ-羟丙酯、甲基丙烯酸γ-羟丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯醇或乙烯醇的醚,如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚;乙烯醇和含羧基化合物的酯,如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或前述酰胺的羟甲基化合物;酰氯,如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯;包含氮原子或其杂环如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和哌嗪的均聚物或共聚物;聚氧化乙烯类,如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯酯;以及纤维素,如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
-有机溶剂-
关于用于溶解或分散包含粘结剂树脂、粘结剂树脂前体、着色剂和有机改性层状无机矿物的调色剂组合物的有机溶剂,优选沸点低于100℃的挥发性有机溶剂,因为其可在后续步骤中容易地除去。
有机溶剂的例子包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、1,1-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮和甲基异丁基酮。这些可单独或组合使用。其中,优选基于酯的溶剂如乙酸甲酯和乙酸乙酯,芳香族溶剂如甲苯和二甲苯,以及卤代烃如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳。
通过溶解和/或分散包含粘结剂树脂或粘结剂树脂前体、着色剂和有机改性层状无机矿物的调色剂组合物得到的油相固含量优选为40质量%-80质量%。其固含量过高导致溶解或分散困难,增加油相粘度,导致难以处理。其固含量过低导致调色剂产率低。
可将除树脂以外的调色剂组合物如着色剂和有机改性层状无机矿物及其母料分别溶解和/或分散在有机溶剂中,然后与树脂溶液和/或分散体混合。
-水性介质-
关于水性介质,可仅使用水,或可将水和与水混溶的溶剂组合使用水。与水混溶的溶剂的例子包括醇(如甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(如甲基溶纤剂)和低级酮(如丙酮和甲乙酮)。
用于100质量份调色剂组合物的水性介质量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但典型地为50质量份-2,000质量份,优选100质量份-1,000质量份。当与水混溶的溶剂的量小于50质量份时,不能期望地分散调色剂组合物,这使得不能提供具有预定粒径的调色剂颗粒。当其量大于2,000质量份时,是不经济的。
可将无机分散剂和/或有机树脂颗粒预先分散在水性介质中,这对于赋予得到的调色剂尖锐的粒度分布和提供分散稳定性是优选的。
无机分散剂的例子包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅和羟磷灰石。
关于形成有机树脂颗粒的树脂,可使用任何树脂,只要其是能够形成水性分散体的树脂,和形成有机树脂颗粒的树脂可以是热塑性树脂或热固性树脂。形成有机树脂颗粒的树脂例子包括乙烯基树脂、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、苯酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树脂。这些树脂可单独或组合使用。其中,由于可易于获得球形树脂微粒的水性分散液,因此优选乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂和前述树脂中任意的组合。
对在水性介质中乳化和/或分散的方法没有特别限制,可采用常规设备,例如低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压喷射分散器和超声波分散器。其中,基于使颗粒尺寸小型化考虑,优选高速剪切分散器。在使用高速剪切分散器中,转速可适宜地选择,没有任何限制,但典型地为1,000rpm-30,000rpm,优选5,000rpm-20,000rpm。分散温度典型地为0℃-150℃(在施压状态下),优选20℃-80℃。
在调色剂组合物包含粘结剂树脂前体的情况下,可将粘结剂树脂前体的扩链和/或交联反应所必需的含活性氢基团的化合物,在于水性介质中分散调色剂组合物前在油相中混合,或在水性介质中混合。
为从得到的乳化分散液中除去有机溶剂,可使用本领域已知的常规方法,例如可采用在常压或减压下逐步升高整个体系的温度,以完全蒸发和除去液滴中的有机溶剂的方法。
在水性介质中使用聚集法的情况下,可将以上述方式得到的有机改性层状无机矿物分散液、树脂颗粒分散液和着色剂分散液,以及任选的脱模剂等的分散液混合和聚集在一起,从而使颗粒造粒。树脂颗粒分散液可单独使用,或可添加两种或更多种树脂颗粒分散液。进一步地,树脂颗粒分散液可一次添加,或以数次逐步添加。这同样适用于其它分散液。
为控制聚集状态,可优选使用例如加热、添加金属盐和调节pH的方法。
金属盐根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括:单价金属盐,包括钠和钾的盐;二价金属盐,包括钙和镁的盐;和三价金属盐,包括铝的盐。
构成上述盐的阴离子例子包括氯离子、溴离子、碘离子、碳酸根和硫酸根。其中,优选氯化镁、氯化铝、其多聚体或复合物。
聚集期间或之后加热加速树脂颗粒间的熔合,这在调色剂均匀性方面是优选的。进一步地,调色剂颗粒的形状,即,调色剂的形状,可通过加热控制。通常,调色剂颗粒的形状随着加热的继续变得接近于球形。
对于在水性介质中分散的调色剂基础颗粒的洗涤和干燥,可使用常规技术。
具体地,用离心分离器或压滤机实施固-液分离后,将得到的调色剂饼再次分散在常温-约40℃的离子交换水中,并任选地用酸或碱调节其pH,然后再次实施固-液分离。重复该系列操作数次,以除去杂质或表面活性剂,然后通过急骤干燥器、循环干燥器、真空干燥器或振动急骤干燥器干燥,从而得到调色剂颗粒。在上述操作期间,可通过离心分离等从调色剂中除去微粒组分,或可在干燥后,通过常规分级装置将其任选地分级以具有期望的粒度分布。
可将得到的干燥调色剂颗粒与其它颗粒如脱模剂微粒以及电荷控制剂微粒混合,还可对混合物实施机械冲击,以在调色剂表面上固定或熔合其它颗粒,从而防止其它颗粒从调色剂颗粒表面上掉落。
所述方法的具体例子包括使用高速旋转叶片对混合物实施冲击的方法;和通过将混合颗粒置于高速气流中并加速气流速度,以使得颗粒相互碰撞,或使颗粒撞到适宜的冲击板来施加冲击的方法。
用于这些方法的装置例子包括ANGMILL (Hosokawa Micron Corporation的产品),通过改型I型磨(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.的产品)以使其粉碎气压下降而制造的装置,混杂系统(Nara Machinery Co.,Ltd.的产品),Kryptron系统(Kawasaki Heavy Industries,Ltd.的产品)和自动研钵。
(显影剂)
本发明的显影剂包含所述调色剂,并视需要,可进一步包含适宜选择的其它组分,例如载体。
显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂,但基于长使用寿命考虑,优选用于与改进信息处理速率相匹配的近来的高速打印机的双组分显影剂。
在使用所述调色剂的单组分显影剂的情况下,调色剂颗粒的直径即使在平衡调色剂(即,调色剂供给至显影剂,并通过显影消耗)时也不剧烈变化,调色剂既不引起显影辊成膜,也不熔合至层厚调节部件如用于降低调色剂层厚度的刮板上,并且即使当在显影单元中长期使用(搅拌)时,也提供优异且稳定的显影性和图像。
在使用所述调色剂的双组分显影剂的情况下,显影剂中调色剂颗粒的直径即使在平衡调色剂时也不剧烈变化,和即使当在显影单元中长期搅拌调色剂时,调色剂也能提供优异且稳定的显影性。
<载体>
载体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但载体优选是包含芯颗粒和覆盖各芯颗粒的树脂层的载体。
用于芯颗粒的材料由本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,但优选50emu/g-90emu/g锰-锶(Mn-Sr)材料或锰-镁(Mn-Mg)材料,和为保证足够的图像密度,优选硬磁性材料,如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g-120emu/g)。此外,所述材料优选软磁性材料,例如铜-锌(Cu-Zn)(30emu/g-80emu/g)材料,因为以刷的形式承载的调色剂颗粒降低了与静电潜像承载部件接触产生的冲击,这对于提供高图像品质是有利的。这些可单独或组合使用。
关于芯颗粒的粒径,芯颗粒的平均粒径(重均粒径D50)优选为10μm-200μm,更优选40μm-100μm。当平均粒径(重均粒径(D50))小于10μm时,载体粒径分布中微粒的比例升高,微粒增加,因每个载体颗粒的低磁化,导致载体飞散。当其平均粒径大于200μm时,比表面积下降,这可能导致调色剂飞散,导致再现性(特别是在包含许多实地(solid)图像部分的全色印刷中的实地图像部分)变差。
树脂层的材料根据预期目的从本领域已知的树脂中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤化烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、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、偏二氟乙烯与丙烯酰基单体的共聚物、偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物、含氟三元共聚物(如四氟乙烯、偏二氟乙烯和无氟单体的三元共聚物)和有机硅树脂。这些可单独或组合使用。其中,特别优选有机硅树脂。
有机硅树脂根据预期目的从本领域公知的有机硅树脂中适宜地选择,没有任何限制,其例子包括由有机硅氧烷键构成的直链有机硅树脂;和用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酰基树脂或聚氨酯树脂改性的改性有机硅树脂。
有机硅树脂可选自市售产品。直链有机硅树脂市售产品的例子包括:Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KR271、KR255和KR152;和Dow CorningToray Co.,Ltd.制造的SR2400、SR2406和SR2410。
关于改性有机硅树脂,可使用其市售产品。其市售产品的例子包括:Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的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Dow CorningToray Co.,Ltd.制造的SR2115(环氧改性)、SR2110(醇酸改性)。
注意,有机硅树脂可单独使用,但有机硅树脂也可与能够实施交联反应的组分、调节带电值的组分等一起使用。
所述树脂层任选地包含导电粉末,其例子包括金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。导电粉末的平均粒径优选为1μm或更小。当其平均粒径大于1μm时,可能难以控制电阻。
树脂层可例如通过在溶剂中溶解硅油等以制备涂层溶液,用常规涂覆法将涂层溶液均匀涂覆在芯颗粒表面上,并干燥涂覆溶液,然后烘焙形成。涂覆方法的例子包括浸涂、喷涂和刷涂。
溶剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、溶纤剂和乙酸丁酯。
烘焙可采用外加热系统或内加热系统,没有任何限制。其例子包括使用固定电炉、流动电炉、旋转电炉或燃烧炉的方法,和使用微波的方法。
载体中树脂层的量优选为0.01质量%-5.0质量%。当其量小于0.01质量%时,不能在芯材料表面上形成均匀树脂层。当其量大于5.0质量%时,树脂层厚度变得过大,使得多个载体颗粒可形成为一个颗粒,从而不能获得均匀的载体颗粒。
在显影剂为双组分显影剂的情况下,双组分显影剂中载体的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,且其例如优选为90质量%-98质量%,更优选93质量%-97质量%。
双组分显影剂中调色剂与载体之间的混合比典型地为1质量份-10.0质量份调色剂相对于100质量份载体。
(图像形成装置)
本发明的图像形成装置至少包含静电潜像承载部件、带电单元、曝光单元、显影单元、转印单元和定影单元,并可视需要进一步包含适宜选择的其它单元,例如清洁单元、放电单元、回收单元和控制单元。
显影单元是配置为用调色剂显影静电潜像以形成可视图像的单元,其中所述调色剂是本发明的调色剂。
注意,带电单元和曝光单元可共同称作静电潜像形成单元。显影单元包含固定于其内部的磁场产生单元,并包含能够承载本发明的调色剂并旋转的显影剂承载部件。
<静电潜像承载部件>
静电潜像承载部件的材料、形状、结构、尺寸等根据预期目的适宜地选择,没有任何限制。其形状的例子包括鼓形、片形和环形带形。关于其结构,静电潜像承载部件可具有单层结构或多层结构。其尺寸可根据图像形成装置的尺寸和规格适宜地选择。其材料的例子包括:无机光电导体,如无定形硅、硒、CdS和ZnO;和有机光电导体(OPC),如聚硅烷和酞菁聚甲川。
<带电单元>
带电单元是配置为使静电潜像承载部件的表面带电的单元。
带电单元根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其能够向静电潜像承载部件表面施加电压并使其均匀带电。带电单元大体上分为(1)通过与静电潜像承载部件接触而带电的接触带电单元,和(2)不与静电潜像承载部件接触而带电的非接触带电单元。
接触带电单元(1)的例子包括导电或半导电带电辊、磁刷、皮毛刷、薄膜和橡胶刮板。其中,带电辊与电晕放电相比能够明显降低臭氧产生量,当重复使用静电潜像承载部件时具有优异的稳定性,并有效防止图像劣化。
非接触带电单元(2)的例子包括:利用电晕放电的针电极装置或非接触带电器,和固体放电元件;以及与静电潜像承载部件之间仅具有微小间隔的导电或半导电带电辊。
<曝光单元>
曝光单元是配置为使静电潜像承载部件的带电表面暴露于光,以形成静电潜像的单元。
曝光单元根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其能够使已通过带电单元带电的静电潜像承载部件的表面对应于待形成的图像暴露于成像光。曝光单元的例子包括各种曝光装置,例如再现光学曝光装置、棒-透镜阵列曝光装置、激光光学曝光装置、液晶快门光学装置和LED光学曝光装置。此外,显影单元可采用从静电潜像承载部件背面施加成像光以实施曝光的背光系统。
<显影单元>
显影单元是配置为用调色剂显影静电潜像的单元,其中调色剂是本发明的调色剂。
显影单元从本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制,条件是其可使用调色剂显影。关于显影单元,例如,优选至少包含其中容纳调色剂并能够将调色剂以接触或非接触方式施加至静电潜像的显影单元的单元。
显影单元可采用干式显影系统或湿式显影系统。显影单元可以是单色显影单元或多色显影单元。其优选例子包括包含用于摩擦和搅拌调色剂以使得调色剂带电的搅拌器、固定在装置内部的磁场产生单元和在其表面上承载包含调色剂的显影剂的可旋转显影剂承载部件的显影装置。
在显影单元中,例如,将调色剂和载体混合并搅拌,通过摩擦使调色剂带电。将带电调色剂以刷的形式保持在可旋转磁辊表面,以形成磁刷。由于磁辊位于静电潜像承载部件附近,从而使得构成在磁辊表面上形成的磁刷的调色剂的一部分通过电引力移动至静电潜像承载部件的表面。由此,用调色剂显影静电潜像,以在静电潜像承载部件的表面上形成可视图像。
图1是说明使用由调色剂和磁性载体形成的双组分显影剂的双组分显影装置的一个例子的示意图。在图1所示的双组分显影装置中,用螺杆441搅动并输送双组分显影剂,然后供给至充当显影剂承载部件的显影套筒442中。通过充当层厚调节部件的刮刀443调节供给至显影套筒442的双组分显影剂,并通过刮刀间隙控制显影剂的供给量,其中所述刮刀间隙是刮刀443与显影套筒442之间的间隔。当刮刀间隙过窄时,显影剂的量不足,导致图像密度不足。相反,当刮刀间隙过宽时,供给的显影剂过量,从而导致在充当静电潜像承载部件的光电导体鼓1上出现载体沉积的问题。因此,在作为配置成形成磁场的磁场产生单元的显影套筒442内部提供磁体,以使得显影剂围绕磁性套筒的圆周面形成刷。显影剂在显影套筒442上按由磁体发出的法线方向沿磁力线形成链形上升的磁刷。
提供显影套筒442和光电导体鼓1,以使它们彼此以一定间隙(即显影间隙)相邻,和在它们两者彼此面对的区域形成显影区。显影套筒442通过将非磁性材料(如铝、黄铜、不锈钢和导电树脂)形成为圆筒而形成,并通过旋转驱动单元(未示出)驱动旋转。通过显影套筒442的旋转将磁刷输送至显影区。由显影电源(未示出)向显影套筒442施加显影电压,并通过在显影套筒442和充当静电潜像承载部件的光电导体鼓1间形成的显影电场来使磁刷上的调色剂与载体分离,以显影光电导体鼓1上的静电潜像。注意,可叠加交流电以用于显影电压。
显影间隙优选为显影剂粒径的约5倍-约30倍。在显影剂粒径为50μm的情况下,显影间隙优选设定在0.25mm-1.5mm范围内。当显影间隙大于上述范围时,不能获得期望的图像密度。
刮刀间隙优选与显影间隙相同或略大。在例如装置的尺寸或复印速率的限制内,确定光电导体鼓1的直径和线速度,以及显影套筒442的直径和线速度。鼓的线速度与套筒线速度之比优选为1.1或更大,以获得足够的图像密度。注意,过程条件可通过在显影区下游的位置处提供传感器,并由光学反射率检测调色剂的沉积量来控制。
<转印单元>
转印单元是配置为将可视图像转印至记录介质上的单元。
转印单元大体上分为直接将静电潜像承载部件上的可视图像转印至记录介质的转印单元;和二次转印单元,其使用中间转印部件,并在将可视图像一次转印至中间转印部件后,将可视图像二次转印至记录介质。无论是哪种,转印单元均根据预期目的由本领域已知的转印部件中适宜地选择,没有任何限制。
<定影单元>
定影单元是配置为在记录介质上定影转印图像的单元。
定影单元根据预期目的适宜地选择,没有任何限制。关于定影单元,优选使用包含定影部件和加热定影部件的加热器的定影装置。定影部件根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其可形成与另一定影部件接触的辊隙。其例子包括环形带与辊的组合,和辊与辊的组合。考虑到降低预热时间和节能,优选使用环形带与辊的组合,或使用通过感应加热从其表面加热定影部件的加热法。
定影单元大体上分为(1)定影单元包含辊或带中至少任一者,其从未接触调色剂的表面加热,并对记录介质上的转印图像进行加热和施压以定影的实施方案(内加热系统);和(2)定影单元包含辊或带中至少任一者,其从与调色剂接触的表面加热,并对记录介质上的转印图像进行加热和施压以定影的实施方案(外加热系统)。注意,可将它们两者组合使用。
内加热系统的定影单元(1)的例子包括包含定影部件的定影单元,其中定影部件在其内部包含加热单元。其例子包括热源,如加热器和卤素灯。
外加热系统的定影单元(2)的例子优选包括通过加热单元加热至少一个定影部件的表面的至少一部分的实施方案。所述加热单元根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其例子包括电磁感应加热单元。电磁感应加热单元根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选是包含磁场产生单元和电磁感应发热单元的单元。关于电磁感应加热单元,例如,适宜地包括包含如下的单元:在定影部件(如加热辊)附近提供的感应线圈,向其提供感应线圈的屏蔽层,和向与提供感应线圈的屏蔽层表面相反的表面提供的绝缘层。在该实施方案中,加热辊优选由磁性材料形成,或为热管。在与加热辊和定影部件(如施压辊和环形带)接触的加热辊侧相反的一侧处,导电线圈设置成覆盖加热辊圆筒的至少一半。
(处理盒)
本发明使用的处理盒至少包含静电潜像承载部件和显影单元,并可视需要进一步包含适宜选择的其它单元,如带电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和放电单元。
显影单元是配置为用调色剂显影静电潜像承载部件上的静电潜像以形成可视图像的单元,其中调色剂是本发明的调色剂。
显影单元至少包含其中容纳调色剂的调色剂存储容器,和配置为承载并输送容纳于调色剂容器内的调色剂的调色剂承载部件,并可进一步包含用于调节调色剂承载部件上承载的调色剂层厚度的层厚调节部件。显影单元优选至少包含容纳双组分显影剂的显影剂存储容器,和配置为承载和输送容纳于显影剂存储容器中的双组分显影剂的显影剂承载部件。具体地,适宜使用在图像形成装置的描述中解释的显影单元。
关于带电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和放电单元,适宜地选择和使用在图像形成装置的描述中解释的那些。
可将处理盒可拆卸地安装在各种电子照相图像形成装置、传真机和打印机中,并特别优选可拆卸地安装在本发明的图像形成装置中。
处理盒,例如,如图2中所示,在其中装有静电潜像承载部件101,以及包含带电单元102、显影单元104、转印单元108和清洁单元107,并可视需要进一步包含其它单元。在图2中,103表示曝光单元的曝光,和105表示记录介质。
下面描述图2所示处理盒中的图像形成过程。当沿箭头所示方向旋转静电潜像承载部件101时,作为通过带电单元102带电和通过曝光单元(未示出)暴露于光103的结果,在静电潜像承载部件101的表面上形成对应于曝光图像的静电潜像。通过显影单元104用调色剂显影静电潜像,以形成调色剂图像,并将显影的调色剂图像通过转印单元108转印至记录介质105上,然后作为印刷品输出。接着,将转印后的静电潜像承载部件的表面用清洁单元107清洁,用放电单元(未示出)放电,并再次返回到上述操作。
实施例
将通过以下实施例更具体地解释本发明,但这些实施例不应解释为限制本发明的范围。
(制造例1)
<结晶树脂A1的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入241质量份癸二酸、31质量份己二酸、164质量份1,4-丁二醇和0.75质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至225℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,4-丁二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约18,000,从而得到熔点为58℃的结晶树脂A1(结晶聚酯树脂)。
通过测量用高架式流动测试仪测得的软化温度(Tb)与用差示扫描量热仪(DSC)测得的熔融热的最大峰温度(熔点Ta)之比(软化点(Tb)/熔融热的最大峰温度(Ta)),确认得到的树脂是结晶树脂或非结晶树脂,并将具有0.80-1.55比例的树脂确定为“结晶树脂”,和将具有大于1.55比例的树脂确定为“非结晶树脂”。结果示于表1中。
(制造例2)
<结晶树脂A2的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入283质量份癸二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至220℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,6-己二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约17,000,从而得到熔点为63℃的结晶树脂A2(结晶聚酯树脂)。
(制造例3)
<结晶树脂A3的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入322质量份十二烷二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至220℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,6-己二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约16,000,从而得到熔点为66℃的结晶树脂A3(结晶聚酯树脂)。
(制造例4)
<结晶树脂A4的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入530质量份ε-己内酯、2质量份1,4-丁二醇和2质量份作为催化剂的氧化二丁基锡,使得到的混合物在氮气流下于150℃反应10小时,从而得到熔点为60℃和Mw为约10,000的结晶树脂A4(结晶聚酯树脂)。
(制造例5)
<结晶树脂A5的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入142质量份癸二酸、136质量份对苯二甲酸二甲酯、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至220℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,6-己二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约10,000,从而得到熔点为52℃的结晶树脂A5(结晶聚酯树脂)。
(制造例6)
<结晶树脂A6的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入126质量份1,4-丁二醇、215质量份1,6-己二醇和100质量份甲乙酮(MEK),然后搅拌。向所得物中,添加341质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),使得到的混合物在氮气流下于80℃反应8小时。随后,减压蒸发除去MEK,从而得到熔点为59℃和Mw为约18,000的结晶树脂A6(结晶聚氨酯树脂)。
(制造例7)
<结晶树脂A7的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入241质量份癸二酸、31质量份己二酸、164质量份1,4-丁二醇和0.75质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至225℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,4-丁二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约6,000。
将得到的结晶树脂(218质量份)放置于装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中。向其中,添加250质量份乙酸乙酯和8.6质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),使得到的混合物在氮气流下于80℃反应5小时。随后,减压蒸发除去乙酸乙酯,从而得到熔点为60℃和Mw为约22,000的结晶树脂A7(结晶聚氨酯树脂)。
(制造例8)
<结晶树脂A8的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入283质量份癸二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至220℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,6-己二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约6,000。
将得到的结晶树脂(249质量份)放置于装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中。向其中,添加250质量份乙酸乙酯和9质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),使得到的混合物在氮气流下于80℃反应5小时。随后,减压蒸发除去乙酸乙酯,从而得到熔点为65℃和Mw为约20,000的结晶树脂A8(结晶聚氨酯树脂)。
(制造例9)
<结晶树脂A9的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入322质量份十二烷二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺化)钛,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的水。然后将混合物逐步加热至220℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,6-己二醇。使所得物在5mmHg-20mmHg的减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到6,000。
将得到的结晶树脂(269质量份)放置于装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中。向其中,添加280质量份乙酸乙酯和10.4质量份亚甲苯基二异氰酸酯(TDI),使得到的混合物在氮气流下于80℃反应5小时。随后,减压蒸发除去乙酸乙酯,从而得到熔点为68℃和Mw为约18,000的结晶树脂A9(结晶聚氨酯树脂)。
(制造例10)
<结晶树脂A10的制造>
将180质量份1,2-环氧丙烷和30质量份氢氧化钾装入1L高压釜中,在室温下搅拌得到的混合物48小时以实施聚合。将得到的聚合物加热至70℃以使聚合物熔融,并向熔融的聚合物中,添加100质量份甲苯和100质量份水,以实施分配。分配操作进行3次。用0.1mol/L盐酸中和得到的甲苯相,向其中,进一步添加100质量份水以实施分配。分配操作进行3次。然后通过蒸发从得到的甲苯相中除去甲苯,从而得到Mw为约12,000、熔点为55℃和全同立构规整度为99%的结晶树脂A10(结晶聚醚树脂)。
(制造例11)
<结晶树脂A11的制造>
向装有冷凝器、搅拌器、滴液漏斗和氮气入口管的反应罐中,装入500质量份甲苯。与此独立地,向玻璃烧杯中,装入350质量份甲苯、120质量份丙烯酸山萮醇酯、20质量份丙烯酸2-乙基己酯、10质量份甲基丙烯酸和7.5质量份偶氮二异丁腈(AIBN),将得到的混合物在20℃下搅拌并混合,从而制备单体溶液。将得到的单体溶液倒入滴液漏斗中。
用氮气置换反应罐内的蒸气相后,在80℃和密闭条件下经2小时滴加单体溶液。滴加完成后,将所得物在85℃下陈化2小时,然后在130℃减压下从中除去甲苯3小时,从而得到Mw为约87,000和熔点为56℃的结晶树脂A11(结晶乙烯基树脂)。
(制造例12)
<结晶树脂A12的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入123质量份1,4-丁二胺、211质量份1,6-己二胺和100质量份甲乙酮(MEK),并搅拌得到的混合物。向其中,添加341质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),并使得到的混合物在氮气流下于60℃反应5小时。随后,通过减压蒸发从反应混合物中除去MEK,从而得到Mw为约22,000和熔点为63℃的结晶树脂A12(结晶聚脲树脂)。
(制造例13)
<结晶树脂前体B1的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入28质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和28质量份乙酸乙酯。向得到的混合物中,添加其中249质量份结晶树脂A8已溶解于249质量份乙酸乙酯中的树脂溶液,并使得到的混合物在氮气流下于180℃反应5小时,从而得到50质量%具有异氰酸酯端基的结晶树脂前体B1(改性聚酯树脂)的乙酸乙酯溶液。
(制造例14)
<非结晶树脂C1的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入240质量份1,2-丙二醇、226质量份对苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的四丁氧基钛酸酯,使得到的混合物在氮气流下于180℃反应8小时,并除去生成的甲醇。随后,将所得物逐步加热至230℃,使之在氮气流下反应4小时,并除去生成的水和1,2-丙二醇,然后在5mmHg-20mmHg减压下反应1小时。将得到的反应混合物冷却至180℃,并向其中添加8质量份偏苯三酸酐和0.5质量份四丁氧基钛酸酯,使得到的混合物反应1小时。使所得物在5mmHg-20mmHg减压下进一步反应,直至所得物的Mw达到约7,000,从而得到熔点为61℃的非结晶树脂C1(非结晶聚酯树脂)。
(制造例15)
<非结晶树脂C2的制造>
向装有冷凝器、搅拌器和氮气入口管的反应罐中,装入215质量份双酚A环氧丙烷2mol加合物、132质量份双酚A环氧乙烷2mol加合物、126质量份对苯二甲酸和1.8质量份作为缩合催化剂的四丁氧基钛酸酯,使得到的混合物在氮气流下于230℃反应6小时,并除去生成的水。然后,使反应物在5mmHg-20mmHg减压下反应1小时,随后冷却至180℃。向其中,添加8质量份偏苯三酸酐,并使得到的混合物在5mmHg-20mmHg减压下反应,直至所得物的Mw达到约10,000,从而得到熔点为60℃的非结晶树脂C2(非结晶聚酯树脂)。
(实施例1)
-着色剂母料P1的制造-
将结晶树脂A1(100质量份)、青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)(100质量份)和离子交换水(30质量份)充分混合,并通过开放辊捏合机(KENADEX,NipponCoke & Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,然后逐步冷却至50℃。以所述方式制造树脂与颜料之比(质量比)为1:1的着色剂母料P1。
-层状无机矿物母料F1的制造-
将结晶树脂A1(100质量份)、其至少一部分用包含苄基的季铵盐改性的蒙脱土化合物(CLAYTONE APA,Southern Clay Products Inc.制)(100质量份)和离子交换水(50质量份)充分混合,并通过开放辊捏合机(KENADEX,Nippon Coke & Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,然后逐步冷却至50℃。以所述方式制造树脂与层状无机矿物之比(质量比)为1:1的层状无机矿物母料F1。
-蜡分散液的制造-
向装有冷凝器、温度计和搅拌器的反应容器中,装入20质量份石蜡(HNP-9(熔点:75℃),NIPPON SEIRO CO.,LTD.制)和80质量份乙酸乙酯,并将得到的混合物加热至78℃以将蜡充分溶解在乙酸乙酯中,然后在搅拌下经1小时冷却至30℃。然后用ULTRA VISCOMILL(AIMEX CO.,Ltd.)在以下条件下对所得物实施湿式粉碎以得到蜡分散体:液体供给速率1.0Kg/hr,盘圆周速率10m/s,0.5mm氧化锆珠粒填充至80体积%,和6次通过。
-调色剂1的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A1和37质量份乙酸乙酯,并将得到的混合物加热至等于或大于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加88质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F1、12质量份着色剂母料P1和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(TokushuKika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相1。注意,在容器内将油相1的温度保持在50℃,并在制造后5小时内使用油相1,以防止内容物结晶。
接着,向装有搅拌器和温度计的独立容器中,装入90质量份离子交换水、3质量份5质量%的聚氧乙烯月桂醚非离子表面活性剂(NL450、Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.制)水溶液和10质量份乙酸乙酯,将得到的混合物在40℃下混合和搅拌,从而制造水相溶液。将得到的水相溶液添加至温度保持为50℃的50质量份油相1中,并用TK Homomixer (Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在40℃-50℃和13,000rpm下将得到的混合物混合1分钟,从而得到乳化浆料1。
将乳化浆料1装入装有搅拌器和温度计的容器中,并在60℃下经6小时从乳化浆料1中除去溶剂,从而得到浆料1。
对得到的浆料1(100质量份)中的调色剂基础颗粒实施减压过滤,然后实施以下洗涤过程。
(1)将离子交换水(100份)添加至滤饼中,接着用TK Homomixer(6,000rpm,5分钟)混合,然后过滤;
(2)将10质量%氢氧化钠水溶液(100质量份)添加至(1)中得到的滤饼中,接着用TK Homomixer(6,000rpm,10分钟)混合,然后减压过滤;
(3)将10质量%盐酸(100质量份)添加至(2)中得到的滤饼中,接着用TKHomomixer(6,000rpm,5分钟)混合,然后过滤;和
(4)将离子交换水(300份)添加至(3)中得到的滤饼中,接着用TKHomomixer(6,000rpm,5分钟)混合,然后过滤。
实施该操作两次,从而得到滤饼1。
用循环空气干燥器在45℃下将滤饼1干燥48小时,然后通过筛孔尺寸为75μm的筛子,从而制造调色剂基础颗粒1。
接着,用HENSCHEL MIXER将调色剂基础颗粒1(100质量份)和疏水性二氧化硅(HDK-2000,Wacker Chemie AG制)(1.0质量份)混合,从而得到体均粒径为5.8μm的调色剂1。
用以下方式评价调色剂1。结果示于表3和4中。进一步地,实施例1以及下述实施例2-25和对比例1-6中使用的有机改性层状无机矿物及其用量示于表2中。
进一步地,根据以下将描述的用于评价调色剂中有机改性层状无机矿物状态的方法,确认了有机改性层状无机矿物全部存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
-载体的制造-
用以下方式制造本发明双组分显影剂中使用的载体。
关于芯材料,使用5,000质量份Mn铁氧体颗粒(重均粒径:35μm)。关于涂层材料,使用通过搅拌以下物质10分钟制备的涂覆液:450质量份甲苯、450质量份有机硅树脂SR2400(Dow Corning Toray Co.,Ltd.,非挥发性成分含量:50质量%)、10质量份氨基硅烷SH6020(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)和10质量份炭黑。关于涂覆装置,使用具有旋转底板盘的装置。将芯材料和涂覆液装入涂覆装置中,从而用涂覆液涂覆芯材料。所述涂覆装置是装有旋转底板盘和搅拌叶片的装置,其通过在芯材料和涂覆液的流动床中形成漩涡气流实施涂覆。得到的涂覆产品在电炉中于250℃下烘烤2小时,从而得到载体A。
-双组分显影剂的制造-
用TURBULA混合器(Willy A.Bachofen AG)在48rpm下将得到的调色剂(7质量份)和载体A(100质量份)均匀混合3分钟,从而使调色剂带电,其中TURBULA混合器是用滚动方式驱动容器以实施搅拌的混合器。在本发明中,向内容积为500mL的不锈钢容器中装入200g载体A和14g调色剂,以实施混合。
将如此得到的双组分显影剂装载到采用接触带电系统、双组分显影系统、二次转印系统、刮板清洁系统和外加热辊定影系统的中间转印系统串联图像形成装置(图像形成装置A)的显影单元中,以实施图像形成。在图像形成中,评价调色剂和显影剂的性能。
用于性能评价的图像形成装置A具体解释如下。
-图像形成装置A-
图3所示的图像形成装置A 100是串联彩色图像形成装置。图像形成装置A 100具有复印装置主体150、进纸台200、扫描器300和自动文档供给器(ADF)400。
向复印装置主体150提供环形带形式的中间转印部件50,并将其安装在主体150的中央。中间转印部件50通过支撑辊14、15和16沿图3中的顺时针方向旋转支撑。在支撑辊15的周围区域,提供设置为除去中间转印部件50上的残余调色剂的中间转印部件清洁单元17。向通过支撑辊14和15支撑的中间转印部件50,提供串联显影单元120,在所述串联显影单元120中,分别用于黄色、青色、品红色和黑色的四个图像形成单元18Y、18C、18M、18K沿着中间转印部件50的输送方向平行排列成面对所述中间转印部件50。在串联显影单元120附近,提供曝光单元21。在中间转印部件50的与提供串联显影单元120的侧相反的一侧提供二次转印单元22。在二次转印单元22中,通过一对辊23支撑环形带形式的二次转印带24,并且二次转印带24设计为使得在二次转印带24上输送的记录介质可与中间转印部件50接触。在二次转印单元22附近,提供定影单元25。
注意,在图像形成装置A 100中,在二次转印单元22和定影单元25附近,提供翻转装置28,翻转装置28设置为翻转记录介质,以在记录介质的两面上均实施图像形成。
接着,解释用串联显影单元120进行的全色图像形成。
具体地,首先,将文档放置在自动文档供给器(ADF)400的文档台130上,或在打开自动文档供给器400后,放置在扫描器300的接触玻璃32上,然后关闭自动文档供给器400。在按下启动开关(未示出)时,在文档放置于自动文档供给器400中的情况下,文档被输送至接触玻璃32上,然后驱动扫描器300扫描第一扫描滑架33和第二扫描滑架34。在文档放置在接触玻璃32上的情况下,按下启动开关后,扫描器300立即被驱动。在此操作期间,不但从第一扫描滑架33的光源施加光,而且还通过第二扫描滑架34的镜子反射来自文档表面的反射光。然后使反射光通过成像透镜35,并通过读取传感器36接收以作为彩色文档(彩色图像)读取,其构成黑色、黄色、品红色和青色图像信息。黑色、黄色、品红色或青色的每种图像信息传输至串联显影单元120的各图像形成单元18(黑色图像形成单元18K、黄色图像形成单元18Y、品红色图像形成单元18M或青色图像形成单元18C),通过各图像形成单元形成黑色、黄色、品红色或青色的每种调色剂图像。具体地,如图4中所示,在串联显影单元120中,各图像形成单元18(黑色图像形成单元18K、黄色图像形成单元18Y、品红色图像形成单元18M或青色图像形成单元18C)装有:静电潜像承载部件10(黑色静电潜像承载部件10K、黄色静电潜像承载部件10Y、品红色静电潜像承载部件10M或青色静电潜像承载部件10C);设置为使静电潜像承载部件均匀带电的带电单元60;设置为对应于各色图像信息向各静电潜像承载部件施加成像光(图4中的L)以在静电潜像承载部件上形成对应于各色图像的静电潜像的曝光单元;设置为用各色调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂或青色调色剂)显影静电潜像,以形成各调色剂图像的显影单元61;用于将调色剂图像转印至中间转印部件50的转印带电器62;清洁单元63;和放电单元64,并且各图像形成单元18可形成对应于各色图像信息的各单色图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)。将以上述方式形成的黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像分别转印至通过支撑辊14、15和16旋转支撑的中间转印部件50。具体地,将在黑色静电潜像承载部件10K上形成的黑色图像、在黄色静电潜像承载部件10Y上形成的黄色图像、在品红色静电潜像承载部件10M上形成的品红色图像和在静电潜像承载部件10C上形成的青色图像连续转印(一次转印)至中间转印部件50上。然后,在中间转印部件50上叠加黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像,从而形成复合彩色图像(彩色转印图像)。
同时,在进纸台200中,通过选择性旋转进纸辊142之一,从纸库143中以多级方式配备的进纸盒144之一送出记录介质,用分离辊145将记录介质逐一分离,以输送至进纸路径146。然后通过输送辊147输送分离的记录介质,以将其引导至复印装置主体150内的进纸路径148,并撞击定位辊49以停止。或者,通过旋转进纸辊142将手动进纸盘54上的记录介质排出,用分离辊52逐一分离以引导至手动进纸路径53,然后以相似方式在定位辊49处停止。注意,定位辊49在使用时通常是接地的,但也可施加偏压以除去记录介质上的纸粉。然后使定位辊49与在中间转印部件50上形成的复合彩色图像(彩色转印图像)的运动同步旋转,将记录介质输送至中间转印部件50与二次转印部件22之间,然后将复合彩色图像(彩色转印图像)通过二次转印单元22转印(二次转印)至记录介质上,从而将彩色图像转印至并形成在记录介质上。注意,通过中间转印部件清洁单元17清洁图像转印后中间转印部件50上的残余调色剂。
其上已经转印和形成彩色图像的记录介质通过二次转印部件22输送,以传送至定影单元25,并通过定影单元25加热和施压,将复合彩色图像(彩色转印图像)定影至记录介质。此后,通过切换爪55改变记录介质的行进方向,并通过排出辊56排出至输出盘57上。或者,将记录介质通过切换爪55改变其行进方向,通过翻转装置28翻转以在记录介质背面上用与上述相同的方式形成图像,然后通过排出辊56排出至输出盘57上。注意,在图3中,附图标记26和27分别表示定影带和施压辊。
当记录介质通过排出辊56或翻转装置28中提供的输送辊时,在图像形成装置A 100中发生因输送导致的图像损伤(其是由于刚热定影后重结晶而导致的),防止该图像损伤是本发明要解决的问题之一。
<评价>
以下将具体解释使用的粘结剂树脂、调色剂和显影剂的评价方法。
<<粘结剂树脂与调色剂的熔点Ta和软化点Tb,以及熔点与软化点之比Ta/Tb>>
粘结剂树脂和调色剂的熔点(熔融热的最大峰温度,Ta)通过差示扫描量热仪(DSC)(TA-60WS和DSC-60,Shimadzu Corporation制)测量。对提供用于熔融热的最大峰的测量的样品实施预处理。关于预处理,将样品在130℃下熔融,接着以1.0℃/min的冷却速率从130℃冷却至70℃。然后将样品以0.5℃/min的冷却速率从70℃冷却至10℃。在DSC中通过以20℃的加热速率加热对样品实施吸热和放热变化的测量,从而在图中绘制“吸收容量或放热容量”对“温度”的曲线。将图中在20℃-100℃范围内出现的吸热峰温度确定为“Ta*”。注意,在存在数个吸热峰的情况下,将具有最大吸热值的峰的温度确定为Ta*。此后,将样品在(Ta*-10)℃温度下存储6小时,然后在(Ta*-15)℃温度下存储6小时。接着,将样品以10℃/min的冷却速率冷却至0℃,并以20℃/min的加热速率加热,以通过DSC测量吸热和放热变化,用与上述相同的方式制图。在该图中,将对应于吸热容量或放热容量的最大峰的温度确定为熔融热的最大峰温度。
通过高架式流动测试仪(例如CFT-500D,Shimadzu Corporation制)测量粘结剂树脂和调色剂的软化点(Tb)。作为样品,使用1g粘结剂树脂或调色剂。将样品以6℃/min的加热速率加热,同时,通过柱塞施加1.96MPa负荷,以从直径1mm和长1mm的喷嘴中挤出样品,绘制在此期间流动测试仪的柱塞相对于温度的下降量。将一半样品流出时的温度确定为样品的软化点。
由以上述方式得到的以上结果,得到粘结剂树脂或调色剂的软化点与粘结剂树脂或调色剂的熔点之比(软化点/熔融热的最大峰温度:Ta/Tb)。粘结剂树脂和调色剂的结果分别示于表1和3中。
<<调色剂的粘弹性>>
通过动态粘弹性测量装置(ARES,TA INSTRUMENTS JAPAN INC.)以1Hz的频率测量调色剂的动态粘弹性值(储能弹性模量G’,损耗弹性模量G”),具体地说,在(熔融热的最大峰温度)+20℃温度下的储能弹性模量G’(Ta+20)和损耗弹性模量G”(Ta+20),在(熔融热的最大峰温度)+30℃温度下的损耗弹性模量G”(Ta+30),在(熔融热的最大峰温度)+70℃温度下的损耗弹性模量G”(Ta+70),以及G”(Ta+30)与G”(Ta+70)之比(G”(30/70))。将样品形成为直径8mm和厚度1mm-2mm的圆片,并将圆片样品固定到直径8mm的平行板,接着在40℃下稳定化。然后,将该样品在1Hz(6.28rad/s)频率和0.1%应变(在应变控制模式下)下,以2.0℃/min的加热速率加热至200℃,从而测量样品的动态粘弹性值。结果示于表3中。
<<低温定影性(最小定影温度)>>
使用图像形成装置A,在转印纸(Copy Print Paper<70>,Ricoh BusinessExpert,Ltd.)上形成调色剂沉积量为0.85mg/cm2±0.1mg/cm2(转印后)的实地图像(图像尺寸:3cm×8cm),并在改变定影带温度的情况下,定影转印图像。将得到的定影图像的表面通过绘画测试仪AD-401(Ueshima Seisakusho Co.,Ltd.制)用红宝石针(锥尖直径:260μm-320μm,锥尖角:60度)以50g负荷绘画。用纤维(HaniCot#440,可由Sakata Inx Eng.Co.,Ltd.获得)摩擦经绘画的表面5次。将得到的图像中几乎没有任何图像被擦伤的定影带的温度确定为最小定影温度。此外,在转印纸的距进纸边缘3.0cm位置处形成实地图像。注意,纸张通过定影装置中辊隙的速度为280mm/s。最小定影温度越低,调色剂的低温定影性越优异。结果示于表4中。
<<抗热反印性(定影温度范围)>>
使用图像形成装置A,在转印纸(Type 6200,Ricoh Company Limited制)上形成调色剂沉积量为0.85mg/cm2±0.1mg/cm2(转印后)的实地图像(图像尺寸:3cm×8cm),并在改变定影带温度的情况下定影转印图像。然后,目视评价热反印的出现,并将未出现热反印的上限温度与最小定影温度间的温度范围确定为定影温度范围。此外,在转印纸的距进纸边缘3.0cm位置处形成实地图像。注意,纸张通过定影装置中辊隙的速度为280mm/s。随着定影温度范围变宽,调色剂具有更优异的抗热反印性,和约50℃是常规全色调色剂的平均定影温度范围。结果示于表4中。
<<载体污染>>
载体污染是用于指示载体被调色剂污染的性质。调色剂的机械强度越高,则载体污染越不可能发生。
使用图像形成装置A实施输出30,000页印刷品的运行试验,在所述印刷品上以单色模式印刷具有50%图像面积的图表。试验后,从图像形成装置A中取出显影剂,并将适宜量的显影剂放置在用具有32μm开口尺寸的筛子覆盖的笼子中。然后,通过空气吹扫将调色剂与载体彼此分离。接着,将1.0g得到的载体放置在50mL玻璃瓶中,并向玻璃瓶中添加10mL氯仿,然后手动震荡瓶50次。接着,将其放置10分钟。然后,将作为氯仿溶液的上清液放置在玻璃池内,通过浊度计(tribidimeter)测量氯仿溶液的透光度。结果示于表4中。
[评价标准]
I:透光度为95%或更高
II:透光度为90%或更高,但小于95%
III:透光度为80%或更高,但小于90%
IV:透光度为70%或更高,但小于80%
V:透光度低于70%
<<因输送导致的图像损伤>>
使用图像形成装置A,在转印纸(Type 6200,Ricoh Company Limited制)的全部区域上形成调色剂的沉积量为0.85mg/cm2±0.1mg/cm2(转印后)的实地图像,并用温度已经设置为调色剂的最小定影温度+10℃温度的定影带定影所述图像。通过与评价样品对比,评价因排出辊(排出辊56,图3)导致的得到的定影图像表面上的损伤程度。注意,纸张通过定影装置中辊隙的速度为280mm/s,并由宽边供给A4型纸张。结果示于表4中。
评价样品包括以0.5点的间隔由具有许多损伤的样品至具有较少损伤的样品的0点-5.0点的那些。所述点越高,则包含的损伤越多。注意,5.0点是裸眼在图像中几乎观察不到因输送导致的擦伤(损伤)的水平,3.0点是裸眼非常轻微地观察到擦伤的水平。3.0或更高的点是可接受的水平,和2.5或更低的点是不可接受的水平。此外,1.0点是裸眼能够清楚观察到擦伤的水平,可观察到图像的一部分被擦伤和作为转印纸的基底。
<<耐热存储稳定性>>
将调色剂填充至50mL玻璃容器中,并将容器在50℃恒温器中放置24小时,然后冷却至24℃。对得到的调色剂实施针入度试验(JIS K2235-1991),从而测量针入度(mm),并基于以下标准对结果进行耐热存储稳定性方面的评价。针入度越大,调色剂的耐热存储稳定性越优异。具有低于10mm针入度的调色剂更可能在实践中产生问题。结果示于表4中。
[评价标准]
I:针入度为25mm或更高
II:针入度为20mm或更高,但小于25mm
III:针入度为15mm或更高,但小于20mm
IV:针入度为10mm或更高,但小于15mm
V:针入度小于10mm
<<有机改性层状无机矿物的存在和状态>>
将调色剂包埋于市售环氧树脂中,并将得到的环氧树脂使用切片机(Ultracut-E,Reichert,Inc.)通过金刚钻刀切成超薄切片。使用环氧树脂的干涉色将切片厚度调节至约100nm。然后将切片放置在铜格网上,并使用市售的5质量%四氧化钌水溶液实施蒸气染色。在透射电子显微镜(JEM-2100F,JEOL Ltd.制)下观察样品切片上的调色剂颗粒的横截面图像,并记录。观察约20个调色剂颗粒的横截面以观察用树脂颗粒A和结晶聚酯树脂形成的调色剂颗粒的表面区域(调色剂颗粒横截面的轮廓区域,包括调色剂颗粒的中心),从而评价有机改性层状无机矿物的存在和状态。
(实施例2)
-调色剂2的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入81质量份结晶树脂A1和81质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F1、12质量份着色剂母料P1和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相2。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂2,条件是用油相2替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例3)
-调色剂3的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂3,条件是用结晶树脂A2替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例4)
-调色剂4的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂4,条件是用结晶树脂A3替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例5)
-调色剂5的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂5,条件是用结晶树脂A4替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例6)
-调色剂6的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂6,条件是用结晶树脂A5替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例7)
-调色剂7的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A1和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加88质量份50质量%的非结晶树脂C2的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F1、12质量份着色剂母料P1和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相7。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂7,条件是用油相7替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例8)
-调色剂8的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂8,条件是用结晶树脂A6替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例9)
-调色剂9的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂9,条件是用结晶树脂A7替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例10)
-着色剂母料P8的制造-
用与着色剂母料P1制造中相同的方式制造着色剂母料P8,条件是用结晶树脂A8替代结晶树脂A1。
-层状无机矿物母料F8的制造-
用与层状无机矿物母料F1制造中相同的方式制造层状无机矿物母料F8,条件是用结晶树脂A8替代结晶树脂A1。
-调色剂10的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加88质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相10。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂10,条件是用油相10替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例11)
-调色剂11的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂11,条件是用结晶树脂A9替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例12)
-调色剂12的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入50质量份结晶树脂A8和50质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加62质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相12。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂12,条件是用油相12替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例13)
-调色剂13的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入63质量份结晶树脂A8和63质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加36质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相13。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂13,条件是用油相13替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例14)
-调色剂14的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入81质量份结晶树脂A8和81质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相14。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂14,条件是用油相14替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例15)
-调色剂15的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%的结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散,从而得到油相15。注意,油相15的温度在容器内保持为50℃,并将油相在制造后5小时内使用,以不使内容物结晶。
接着,在装有搅拌器和温度计的独立容器中,装入90质量份离子交换水、3质量份用于稳定分散状态的25质量%有机树脂颗粒(苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯钠的共聚物)的分散液(Sanyo Chemical Industries Ltd.制)、1质量份羧甲基纤维素钠、16质量份48.5%的十二烷基二苯醚二磺酸钠水溶液(ELEMINOL MON-7,SanyoChemical Industries Ltd.制)和5质量份乙酸乙酯,并在40℃下混合和搅拌得到的混合物,从而制备水相溶液。向其中,添加80质量份温度保持为50℃的油相15,和7.5质量份异佛尔酮二胺,用TK Homomixer (Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在40℃-50℃和11,000rpm下混合得到的混合物1分钟,从而得到乳化浆料15。
在装有搅拌器和温度计的容器中,加入乳化浆料15,并在60℃下经6小时从乳化浆料15中除去溶剂,然后使未反应的结晶树脂前体在45℃下反应(陈化)10小时,从而得到浆料15。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂15,条件是用浆料15替代浆料1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例16)
-调色剂16的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂16,条件是用结晶树脂A10替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例17)
-调色剂17的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂17,条件是用结晶树脂A11替代结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例18)
-调色剂18的制造-
将结晶树脂A1(37质量份)、非结晶树脂C1(44质量份)、石蜡(HNP-9(熔点:75℃),NIPPON SEIRO CO.,LTD.制)(6质量份)、层状无机矿物母料F1(2质量份)和着色剂母料P1(12质量份)通过HENSCHEL MIXER(FM10B,Nippon Cole & Engineering Co.,Ltd.制)预混合,然后在80℃-120℃温度下通过双轴捏合机(PCM-30,Ikegai Corp制)熔融并捏合。将得到的捏合产物冷却至室温,接着用锤磨机粉碎至200μm-300μm尺寸。随后,通过SupersonicJet Mill Labo Jet(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制)在适宜地调节粉碎气压以提供6.2μm±0.3μm的重均粒径的情况下精细地粉碎所得物,接着通过空气分级器(MDS-I,Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制)在适宜地调节通气窗开度以使得重均粒径为7.0μm±0.2μm,且直径为4μm或更小的微粉量为10数量%或更少的情况下进行分级,从而得到调色剂基础颗粒18。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂18,条件是用调色剂基础颗粒18替代调色剂基础颗粒1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物位于调色剂颗粒的整个内部中,以及调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例19)
-调色剂19的制造-
向其中混合有100质量份水、5质量份48.5%的十二烷基二苯醚二磺酸钠水溶液(ELEMINOL MON-7,Sanyo Chemical Industries Ltd.制)和2质量份2质量%的氢氧化钠水溶液的水相中,添加100质量份油相1,并用匀化器(ULTRA-TURRAX T50,IKA)乳化得到的混合物,接着用Manton-Gaulin高速匀化器(Gaulin(SPX Corporation))实施乳化,从而得到乳化浆料19。
随后,在装有搅拌器和温度计的容器中,装入乳化浆料19,并在60℃下经4小时从乳化浆料19中除去溶剂,从而得到浆料。用粒度分布测量装置(LA-920,Horiba Ltd.制)对得到的浆料中包含的颗粒实施体均粒径测量,结果为0.2μm。
在装有搅拌器和温度计的容器中,装入1,000质量份水、5质量份48.3%的十二烷基二苯基醚磺酸钠、800质量份上述浆料,并用2质量%氢氧化钠水溶液调节得到的混合物,以使得pH为10。向所得物中,在搅拌下逐步添加其中40质量份六水合氯化镁溶解于40质量份离子交换水中的溶液,并加热至80℃。将所得物的温度保持在80℃,直至其中聚集颗粒生长至5.8μm尺寸,从而得到浆料19。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂19,条件是用浆料19代替浆料1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物位于调色剂颗粒的整个内部中,以及调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例20)
-层状无机矿物母料F12的制造-
将结晶树脂A8(100质量份)、合成蒙皂石化合物(LUCENTITE SPN,KoboProducts,Inc.制)(100质量份)和离子交换水(50质量份)充分混合,并用开放辊捏合机(KNEADEX,Nippon Coke & Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,接着逐步冷却至50℃。以所述方式,制造其中树脂与层状无机矿物之比(质量比)为1:1的层状无机矿物母料F12。
-调色剂20的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F12、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物。进一步向其中添加50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液(88质量份),并用TK Homomixer在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相20。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂20,条件是用油相20替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例21)
-层状无机矿物母料F13的制造-
将结晶树脂A8(100质量份)、用含聚氧化乙烯基的铵盐至少部分改性的蒙脱土化合物(CLAYTONE HY,Southern Clay Products Inc.制)(100质量份)和离子交换水(50质量份)充分混合,并用开放辊捏合机(KNEADEX,NipponCoke & Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,接着逐步冷却至50℃。以所述方式,制造其中树脂与层状无机矿物之比(质量比)为1:1的层状无机矿物母料F13。
-调色剂21的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F13、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相21。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂21,条件是用油相21替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例22)
-调色剂22的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入38质量份结晶树脂A8和38质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和46质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相22。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂22,条件是用油相22替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例23)
-调色剂23的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入35质量份结晶树脂A8和35质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、6质量份层状无机矿物母料F8、12质量份着色剂母料P8和49质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物以均匀溶解和分散内容物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相23。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂23,条件是用油相23替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例24)
-调色剂24的制造-
用与实施例1中相同的方式制造调色剂24,条件是用结晶树脂A12代替结晶树脂A1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(实施例25)
用与实施例1中相同的方式实施调色剂和显影剂的性能评价,条件是用图像形成装置B代替图像形成装置A,在所述图像形成装置B中,对图像形成装置A改型以使得静电潜像承载部件、带电装置、显影单元和清洁装置共同构成作为处理盒的集成单元,和该处理盒是可拆卸地安装的。结果示于表3和4中。
(对比例1)
-调色剂a的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入38质量份结晶树脂A1和38质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加88质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、12质量份着色剂母料P1和46质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相a。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂a,条件是用油相a替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。
(对比例2)
-调色剂b的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入82质量份结晶树脂A1和82质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加30质量份蜡分散液、12质量份着色剂母料P1和46质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相b。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂b,条件是用油相b替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。
(对比例3)
-调色剂c的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入33质量份结晶树脂A1和33质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A1。向其中,添加96质量份50质量%的非结晶树脂C1的乙酸乙酯溶液、30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F1、12质量份着色剂母料P1和47质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu KikaKogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相c。
用与实施例1中相同的方式制造调色剂c,条件是用油相c替代油相1,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认有机改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的有机改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(对比例4)
-调色剂d的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入38质量份结晶树脂A8和38质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、12质量份着色剂母料P8和46质量份乙酸乙酯,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解并分散内容物,从而得到油相d。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂d,条件是用油相d替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。
(对比例5)
-层状无机矿物母料F14的制造-
将结晶树脂A8(100质量份)、作为未改性层状无机矿物的未改性蒙脱土化合物(Kinipia,Kumimine Industries Co.,Ltd.制)(100质量份)和离子交换水(50质量份)充分混合,并用开放辊捏合机(KNEADEX,Nippon Coke &Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,接着逐步冷却至50℃。以所述方式,制造其中树脂与层状无机矿物之比(质量比)为1:1的层状无机矿物母料F14。
-调色剂e的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F14、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相e。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂e,条件是用油相e替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。进一步地,用与实施例1中相同的方式确认未改性层状无机矿物在调色剂中的状态,从而,发现调色剂中包含的未改性层状无机矿物均存在于调色剂颗粒表面附近的区域中。
(对比例6)
-无机矿物母料F15的制造-
将结晶树脂A8(100质量份)、疏水性二氧化硅颗粒(R972,Nippon AerosilCo.,Ltd.制)(100质量份)和离子交换水(50质量份)充分混合,并用开放辊捏合机(KNEADEX,Nippon Coke & Engineering Co.,Ltd.制)捏合。关于捏合温度,捏合在90℃下开始,接着逐步冷却至50℃。以所述方式,制造其中树脂与无机矿物之比(质量比)为1:1的无机矿物母料F15。
-调色剂f的制造-
向装有温度计和搅拌器的容器中,装入37质量份结晶树脂A8和37质量份乙酸乙酯,将得到的混合物加热至等于或高于树脂熔点的温度,以充分溶解结晶树脂A8。向其中,添加30质量份蜡分散液、2质量份层状无机矿物母料F15、12质量份着色剂母料P8和47质量份乙酸乙酯,并用TKHomomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物。向所得物中,进一步添加88质量份50质量%结晶树脂前体B1的乙酸乙酯溶液,并用TK Homomixer(Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.)在50℃和10,000rpm下搅拌得到的混合物,以均匀溶解和分散内容物,从而得到油相f。
用与实施例15中相同的方式制造调色剂f,条件是用油相f替代油相15,并评价得到的调色剂和显影剂的性能。结果示于表3和4中。
表1
Figure BDA00001595843900701
表2
Figure BDA00001595843900721
在表2中,结晶树脂A、结晶树脂B、非结晶树脂C的量(质量%)均表示相对于粘结剂树脂量的量(质量%)。
表3
Figure BDA00001595843900731
表4
本发明的实施方案如下:
<1>电子照相用调色剂,包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
有机改性层状无机矿物,
其中粘结剂树脂含有50质量%或更大的量的结晶树脂,和
其中有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物。
<2>根据<1>的调色剂,其中调色剂通过包括以下的方法得到:
在水性介质中分散或乳化包含至少粘结剂树脂、着色剂和有机改性层状无机矿物的调色剂组合物,从而造粒调色剂颗粒。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,其中结晶树脂包含第一结晶树脂和重均分子量大于第一结晶树脂的重均分子量的第二结晶树脂。
<4>根据<3>的调色剂,其中第二结晶树脂是具有异氰酸酯端基的改性结晶树脂的扩链或交联反应的反应产物。
<5>根据<4>的调色剂,其中具有异氰酸酯端基的改性结晶树脂是末端引入异氰酸酯基的第一结晶树脂。
<6>根据<1>-<5>任一项的调色剂,其中结晶树脂是选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂中的至少一种。
<7>根据<1>-<6>任一项的调色剂,其中结晶树脂包含氨基甲酸酯骨架、脲骨架、或氨基甲酸酯骨架和脲骨架两者。
<8>根据<1>-<7>任一项的调色剂,其中调色剂为颗粒的形状,和有机改性层状无机矿物存在于各调色剂颗粒的距调色剂颗粒外表面0nm-300nm深度的区域内。
<9>根据<1>-<8>任一项的调色剂,其中有机改性层状无机矿物是存在于蒙皂石粘土矿物层间的离子的至少一部分用有机阳离子改性的有机改性层状无机矿物。
<10>显影剂,包含:
在<1>-<9>任一项中定义的调色剂。
<11>图像形成装置,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至记录介质的转印单元;和
配置为将转印的可视图像定影于记录介质上的定影单元,
其中调色剂是在<1>-<9>任一项中定义的调色剂。

Claims (13)

1.电子照相用调色剂,包含:
粘结剂树脂;
着色剂;和
有机改性层状无机矿物,
其中所述粘结剂树脂含有50质量%或更大的量的结晶树脂,和
其中所述有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物,
其中所述结晶树脂含有氨基甲酸酯骨架、脲骨架、或氨基甲酸酯骨架和脲骨架两者。
2.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂通过包括以下的方法得到:
在水性介质中分散或乳化包含至少所述粘结剂树脂、所述着色剂和所述有机改性层状无机矿物的调色剂组合物,从而造粒调色剂颗粒。
3.根据权利要求1的调色剂,其中所述结晶树脂包含第一结晶树脂和重均分子量大于所述第一结晶树脂的重均分子量的第二结晶树脂。
4.根据权利要求3的调色剂,其中所述第二结晶树脂是具有异氰酸酯端基的改性结晶树脂的扩链或交联反应的反应产物。
5.根据权利要求4的调色剂,其中所述具有异氰酸酯端基的改性结晶树脂是末端引入异氰酸酯基的第一结晶树脂。
6.根据权利要求1的调色剂,其中所述结晶树脂是选自聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂为颗粒的形状,和所述有机改性层状无机矿物存在于各调色剂颗粒的距该调色剂颗粒的外表面0nm-300nm深度的区域内。
8.根据权利要求1的调色剂,其中所述有机改性层状无机矿物是其中存在于蒙皂石粘土矿物的层间的离子的至少一部分用有机阳离子改性的有机改性层状无机矿物。
9.根据权利要求1的调色剂,其中所述粘结剂树脂含有65质量%或更大的量的结晶树脂。
10.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂含有0.1质量%-3.0质量%的量的有机改性层状无机矿物。
11.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂满足:45≤Ta≤70,和0.8≤Tb/Ta≤1.55,其中Ta(℃)是通过差示扫描量热仪测量的调色剂熔融热的最大峰温度,和Tb(℃)是通过高架式流动测试仪测量的调色剂的软化点,以及其中所述调色剂满足:1.0×103≤G’(Ta+20)≤5.0×106,和1.0×103≤G’’(Ta+20)≤5.0×106,其中G’(Ta+20)(Pa·s)是调色剂在(Ta+20)℃温度下的储能弹性模量,和G’’(Ta+20)(Pa·s)是在(Ta+20)℃温度下的调色剂的损耗弹性模量。
12.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂满足:0.05≤[G’’(Ta+30)/G’’(Ta+70)]≤50,其中G’’(Ta+30)(Pa·s)是在(Ta+30)℃温度下调色剂的损耗弹性模量,和G’’(Ta+70)(Pa·s)是在(Ta+70)℃温度下的损耗弹性模量。
13.显影剂,包含:
电子照相用调色剂,其含有:
粘结剂树脂;
着色剂;和
有机改性层状无机矿物,
其中所述粘结剂树脂含有50质量%或更大的量的结晶树脂,和
其中所述有机改性层状无机矿物是其中存在于层状无机矿物的层间的离子的至少一部分用有机离子改性的有机改性层状无机矿物,
其中所述结晶树脂含有氨基甲酸酯骨架、脲骨架、或氨基甲酸酯骨架和脲骨架两者。
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