CN102981381A - 调色剂和显影剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂和显影剂。所述调色剂包含:非结晶聚酯树脂A,其通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,且具有-60℃~0℃的玻璃化转变温度;非结晶聚酯树脂B,其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度;和结晶聚酯树脂C,其中如在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的,所述调色剂具有20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st。
Description
技术领域
本发明涉及调色剂和显影剂。
背景技术
近年来,期望调色剂具有小的粒度和耐热反印(offset)性,以提供高品质的输出图像,为了节能的低温定影性,以及为了在生产后的存储或运输期间抵抗高温和高湿环境的耐热存储稳定性。特别地,低温定影性是调色剂的非常重要的品质,因为定影能耗占据整个图像形成过程的能耗中的大部分。
常规地,已经使用通过捏合和粉碎法生产的调色剂。通过捏合和粉碎法生产的调色剂具有其粒度难以降低,颗粒形状不均匀和其粒径分布宽,导致输出图像的品质不令人满意,以及需要大量能量定影该调色剂的问题。而且,在将蜡(即脱模剂)添加至调色剂以改进定影性的情况下,通过捏合和粉碎法生产的调色剂包含大量存在于调色剂表面附近的蜡,因为捏合产物在粉碎期间从蜡界面处裂开。从而,虽然表现出脱模效果,但另一方面,所述调色剂倾向于引起调色剂在载体、光电导体和刮板上的沉积(即,成膜)。因此,基于调色剂整体特性考虑,这样的调色剂不令人满意。
为克服与捏合和粉碎法相关的上述问题,提出了根据聚合法的调色剂生产方法。通过聚合法生产的调色剂容易以小颗粒的形式生产,与通过粉碎法生产的调色剂相比具有尖锐的粒径分布,并可在其中包封脱模剂。作为根据聚合法的调色剂生产方法,出于改进低温定影性和耐热反印性的目的,提出了采用氨基甲酸酯改性聚酯的扩链产物作为调色剂粘结剂的生产调色剂的方法(参见例如日本专利申请特开(JP-A)No.11-133665)。
此外,提出了这样的调色剂的生产方法,当调色剂以小直径的调色剂的形式生产时,其在耐热存储稳定性、低温定影性和耐热反印性方面均优异,并且在粉末流动性和转印性方面也优异(参见例如JP-A No.2002-287400和2002-351143)。
进一步地,公开了具有熟化(maturing)步骤的调色剂生产方法,以生产具有稳定分子量分布的调色剂粘结剂,并同时实现了低温定影性和耐热反印性(参见例如日本专利(JP-B)No.2579150和JP-A-No.2001-158819)。
然而,这些提出的技术未提供具有近年来要求的高水平低温定影性的调色剂。
因此,出于实现高水平的低温定影性的目的,提出了包括含有结晶聚酯树脂的树脂和脱模剂且具有相分离结构的调色剂,其中所述树脂和所述脱模剂(如蜡)彼此不相容,处于海-岛的形式(参见例如JP-ANo.2004-46095)。
此外,提出了包含结晶聚酯树脂、脱模剂和接枝聚合物的调色剂(参见例如JP-A No.2007-271789)。
由于与非结晶聚酯树脂相比,结晶聚酯树脂迅速熔化,因此这些提出的技术可实现低温定影。然而,即使当形成海-岛相分离结构中的岛的结晶聚酯树脂熔化时,形成占据所述结构的主要部分的海的非结晶聚酯树脂仍然不熔化。由于除非结晶聚酯树脂和非结晶聚酯树脂均熔化至一定程度,否则定影不能进行,因此这些技术未实现曾经期望更高的高水平的低温定影性。
从而,目前对于具有优异的低温定影性、耐热反印性和耐热存储稳定性,且不引起成膜的调色剂存在需求。
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具有优异的低温定影性、耐热反印性和耐热存储稳定性,且不引起成膜的调色剂。
解决上述问题的手段如下:
调色剂,其包含:
非结晶聚酯树脂A,其通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,且具有-60℃~0℃的玻璃化转变温度;
非结晶聚酯树脂B,其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度;和
结晶聚酯树脂C,
其中所述调色剂具有在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st。
本发明可解决现有技术中的上述问题,并可提供具有优异的低温定影性、耐热反印性和耐热存储稳定性,且不引起成膜的调色剂。
具体实施方式
(调色剂)
本发明的调色剂至少包含非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C,和若需要可进一步包含其它组分。
所述非结晶聚酯树脂A通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,并具有-60℃~0℃的玻璃化转变温度。
所述非结晶聚酯树脂B具有40℃-70℃的玻璃化转变温度。
所述调色剂具有20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st,其中Tg1st是在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度。
为进一步增强调色剂的低温定影性,存在降低非结晶聚酯树脂的玻璃化转变温度,使得非结晶聚酯树脂与结晶聚酯树脂一起熔化的方法;和降低非结晶聚酯树脂分子量的方法。然而,在通过降低玻璃化转变温度或降低非结晶聚酯树脂的分子量来简单降低熔融粘度的情况中,容易预期的是调色剂的耐热存储稳定性和定影期间的耐热反印性受到削弱。
相反,在本发明的调色剂中,非结晶聚酯树脂A具有极低的玻璃化转变温度,从而具有能够在低温下变形的性质。因此,本发明的调色剂在定影期间施加热和压力时变形,具有容易附着到记录介质如纸的特性,即使是在比常规技术低的温度下亦是如此。而且,由于非结晶聚酯树脂A由具有非直链结构的反应性前体形成,因此该非结晶聚酯树脂在其分子骨架中具有支链结构,并且其分子链是三维网络结构。因此,虽然非结晶聚酯树脂A在低温下变形,但其具有橡胶状特性,其中非结晶聚酯树脂A不流出。从而,所述调色剂可具有耐热存储稳定性和耐热反印性。注意,在非结晶聚酯树脂A包含具有高内聚能的氨基甲酸酯键或脲键的情况下,得到的调色剂具有对记录介质如纸甚至更优异的附着。此外,氨基甲酸酯键或脲键表现出类似于交联点的行为,且因此橡胶状特性得以增强。从而,进一步改进调色剂的耐热存储稳定性和耐热反印性。
特别地,本发明的调色剂具有在极低温度范围内的玻璃化转变温度。由于将具有高熔融粘度和几乎不流动的非结晶聚酯树脂A与非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C组合用于调色剂中,即使将该调色剂的玻璃化转变温度设为远低于常规调色剂的玻璃化转变温度,所述调色剂仍然获得了耐热存储稳定性和耐热反印性。另外,由于将调色剂的玻璃化转变温度设为低的,该调色剂具有优异的低温定影性。
<非结晶聚酯树脂A>
非结晶聚酯树脂A通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,并具有-60℃~0℃的玻璃化转变温度。
基于对记录介质如纸的优异附着考虑,非结晶聚酯树脂A优选包含氨基甲酸酯键或脲键或其两者。通过在非结晶聚酯树脂A中具有氨基甲酸酯键和/或脲键,氨基甲酸酯键或脲键表现出与交联点类似的行为,其增强非结晶聚酯树脂A的橡胶状特性,并改进调色剂的耐热存储稳定性和耐热反印性。
-非直链反应性前体-
所述非直链反应性前体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其为具有能与固化剂反应的基团的聚酯树脂(以下也称作“预聚物”)。
包含于预聚物中的能与固化剂反应的基团的实例包括能与活泼氢基团反应的基团。能与活泼氢基团反应的基团的实例包括异氰酸酯基、环氧基、羧酸和酰氯基。其中,优选异氰酸酯基,因为其允许将氨基甲酸酯键或脲键引入非结晶聚酯树脂中。
预聚物具有非直链结构。非直链结构意味着由至少三元以上的醇,或三价以上的羧酸赋予的支链结构。
预聚物优选为包含异氰酸酯基的聚酯树脂。
--包含异氰酸酯基的聚酯树脂--
包含异氰酸酯基的聚酯树脂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括含活泼氢基团的聚酯树脂与多异氰酸酯之间的反应产物。包含活泼氢基团的聚酯树脂可例如通过二醇、二羧酸和至少三元以上的醇或三价以上的羧酸的缩聚得到。三元以上的醇以及三价以上的羧酸赋予包含异氰酸酯基的聚酯树脂以支链结构。
---二醇---
二醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括:脂族二醇,如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇;含氧化亚烷基的二醇,如二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇;脂环族二醇,如1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A;脂环族二醇的环氧烷烃(如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷)加合物;双酚,如双酚A、双酚F和双酚S;和双酚的环氧烷烃加合物,例如通过双酚与环氧烷烃(如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加聚制备的那些。其中,优选C4-C12脂族二醇。
这些二醇可单独或组合使用。
---二羧酸---
二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括脂族二羧酸和芳族二羧酸。而且,可使用其酸酐,可使用其低级(C1-C3)烷基酯,或者可使用其卤代化合物。
脂族二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括琥珀酸、己二酸、癸二酸(皮脂酸)、十二烷二酸、马来酸和富马酸。
芳族二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选C8-C20芳族二羧酸。C8-C20芳族二羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二甲酸。
其中,优选C4-C12脂族二羧酸。
这些二羧酸可单独或组合使用。
---三元以上的醇---
三元以上的醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括三元以上的脂族醇、三元以上的多酚和三元以上的多酚的环氧烷烃加合物。
三元以上的脂族醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇。
三元以上的多酚的实例包括三酚PA、苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆。
三元以上的多酚的环氧烷烃加合物的实例包括三元以上的多酚的环氧烷烃(如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)加合物。
---三价以上的羧酸---
三价以上的羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括三价以上的芳族羧酸。此外,可使用其酸酐,可使用其低级(C1-C3)烷基酯,并且可使用其卤代化合物。
三价以上的芳族羧酸优选三价以上的C9-C20芳族羧酸。三价以上的C9-C20芳族羧酸的实例包括偏苯三酸和均苯四酸。
---多异氰酸酯---
多异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二异氰酸酯和三价以上的异氰酸酯。
二异氰酸酯的实例包括:脂族二异氰酸酯;脂环族二异氰酸酯;芳族二异氰酸酯;芳脂族二异氰酸酯;异氰尿酸酯;和采用酚衍生物、肟或己内酰胺封端上述化合物的其封端产物。
脂族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯基己酸甲酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯。
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,其实例包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯。
芳族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括甲苯二异氰酸酯、二异氰酸酯基二苯基甲烷、1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯基联苯、4,4’-二异氰酸酯基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二异氰酸酯基-3-甲基二苯基甲烷和4,4’-二异氰酸酯基二苯基醚。
芳脂族二异氰酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括α,α,α’,α’-四甲基苯二甲基二异氰酸酯。
异氰尿酸酯根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括三(异氰酸酯基烷基)异氰尿酸酯,和三(异氰酸酯基环烷基)异氰尿酸酯。
这些多异氰酸酯可单独或组合使用。
-固化剂-
固化剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其与非直链反应性前体反应以生成非结晶聚酯树脂A,其实例包括包含活泼氢基团的化合物。
--包含活泼氢基团的化合物--
在包含活泼氢基团的化合物中的活泼氢基团根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括羟基(如醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基。这些可单独或组合使用。
包含活泼氢基团的化合物根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选选自胺,因为胺可形成脲键。
胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二胺、三价以上的胺、氨基醇、氨基硫醇、氨基酸和其中将上述化合物的氨基封端的化合物。这些可单独或组合使用。
其中,优选二胺和二胺与少量三价以上的胺的混合物。
二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括芳族二胺、脂环族二胺和脂族二胺。芳族二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括亚苯基二胺、二乙基甲苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷。脂环族二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛尔酮二胺。脂族二胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括乙二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。
三价以上的胺根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。
氨基硫醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
氨基酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
为降低非结晶聚酯树脂A的Tg,和赋予低温可变形特性,非结晶聚酯树脂A包含二醇组分作为构成组分,和二醇组分优选包含50质量%或更多的C4-C12脂族二醇。
此外,为降低非结晶聚酯树脂A的Tg,和赋予低温可变形特性,优选非结晶聚酯树脂A包含相对于全部醇组分50质量%或更多的C4-C12脂族二醇。
为降低非结晶聚酯树脂A的Tg,和赋予低温可变形特性,非结晶聚酯树脂A包含二羧酸组分作为构成组分,和二羧酸组分优选包含50质量%或更多的C4-C12脂族二羧酸。
非结晶聚酯树脂A的玻璃化转变温度为-60℃~0℃,优选-40℃~-20℃。当其玻璃化转变温度低于-60℃时,无法抑制低温下调色剂的流动,损害调色剂的耐热存储稳定性和抗成膜性。当其玻璃化转变温度高于0℃时,调色剂在定影期间施加热和压力时不能充分变形,从而调色剂的低温定影性不足。
非结晶聚酯树脂A的重均分子量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选通过凝胶渗透色谱(GPC)测量为20,000-1,000,000。非结晶聚酯树脂A的重均分子量是通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到的反应产物的分子量。当其重均分子量小于20,000时,调色剂倾向于在低温下流动,并可损害调色剂的耐热存储稳定性。此外,熔融调色剂的粘度低,可损害调色剂的耐热反印性。
非结晶聚酯树脂A的分子结构可通过溶液态或固态NMR、X射线衍射、GC/MS、LC/MS或IR光谱证实。其简单方法包括在红外吸收光谱中检查出在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收的作为非结晶聚酯树脂的方法。
非结晶聚酯树脂A的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂优选为5质量份-25质量份,更优选10质量份-20质量份。当其量小于5质量份时,可损害得到调色剂的低温定影性和耐热反印性。当其量大于25质量份时,可损害调色剂的耐热存储稳定性,并可降低定影后获得的图像的光泽。当其量在上述更优选范围内时,由于低温定影性、耐热反印性和耐热存储稳定性均优异,因此是有利的。
<非结晶聚酯树脂B>
非结晶聚酯树脂B根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度。
非结晶聚酯树脂B优选为直链聚酯树脂。
非结晶聚酯树脂B优选是未改性的聚酯树脂。所述未改性聚酯树脂为由多元醇和多价羧酸或其衍生物(如多价羧酸、多价羧酸酐和多价羧酸酯)得到的聚酯树脂,且为未采用异氰酸酯化合物改性的聚酯树脂。
多元醇的实例包括二醇。
二醇的实例包括:双酚A的(C2-C3)环氧烷烃加合物(平均加合摩尔数:1-10),例如聚氧化丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷,和聚氧化乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷;乙二醇和丙二醇;氢化双酚A,和氢化双酚A的(C2-C3)环氧烷烃加合物(平均加合摩尔数:1-10)。
这些可单独或组合使用。
多价羧酸的实例包括二羧酸。
二羧酸的实例包括:己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、富马酸和马来酸;以及用C1-C20烷基或C2-C20烯基取代的琥珀酸,例如琥珀酸十二烯酯,和琥珀酸辛酯。
这些可单独或组合使用。
出于控制酸值和羟值的目的,非结晶聚酯树脂B在树脂分子链的末端可至少包含三价以上的羧酸,或三元以上的醇。
三价以上的羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯四酸及其酸酐。
三元以上的醇的实例包括甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷。
非结晶聚酯树脂B的分子量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制。当其分子量过小时,有时可损害调色剂的耐热存储稳定性、调色剂的耐应力(如在显影单元中搅拌)性。当其分子量过大时,熔融期间调色剂的粘弹性增加,这可损害调色剂的低温定影性。因此,非结晶聚酯树脂B优选具有通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的3,000-10,000的重均分子量(Mw)。此外,其数均分子量(Mn)优选为1,000-4,000。另外,Mw/Mn的值优选为1.0-4.0。
其重均分子量(Mw)更优选为4,000-7,000。数均分子量(Mn)更优选为1,500-3,000。Mw/Mn更优选为1.0-3.5。
非结晶聚酯树脂B的酸值根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选1mgKOH/g-50mgKOH/g,更优选5mgKOH/g-30mgKOH/g。当酸值为1mgKOH/g或更大时,调色剂倾向于带负电,而且在定影于纸上期间,纸与调色剂之间的亲合力获得改进,这提高了调色剂的低温定影性。当酸值大于50mgKOH/g时,带电性、特别是对于环境变化的带电稳定性可下降。
非结晶聚酯树脂B的羟值根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为5mgKOH/g或更大。
非结晶聚酯树脂B的玻璃化转变温度(Tg)为40℃-70℃,优选50℃-60℃。当其玻璃化转变温度小于40℃时,可损害调色剂的耐热存储稳定性、调色剂的耐应力(如在显影单元中搅拌)性,和抗成膜性。当其玻璃化转变温度高于70℃时,在调色剂的定影期间施加热和压力时的调色剂的变形可能不足,这可导致调色剂的低温定影性不足。
非结晶聚酯树脂B的分子结构可通过溶液态或固态NMR、X射线衍射、GC/MS、LC/MS或IR光谱证实。其简单方法包括在红外吸收光谱中检查出在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收的作为非结晶聚酯树脂的方法。
非结晶聚酯树脂B的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为50质量份-90质量份,更优选60质量份-80质量份。当其量小于50质量份时,损害颜料和脱模剂在调色剂中的分散性,这可导致图像的雾化(fogging)或干扰。当其量大于90质量份时,由于结晶聚酯树脂C和非结晶聚酯树脂A的量少,因此调色剂的低温定影性可能是差的。当其量在上述更优选范围内时,由于调色剂的高图像品质和低温定影性均优异,因此是有利的。
<结晶聚酯树脂C>
结晶聚酯树脂C表现出热熔特性,其中由于结晶聚酯树脂C具有高结晶性,在定影开始温度附近的温度处,粘度急剧下降。通过在调色剂中使用具有上述特性的结晶聚酯树脂C和非结晶聚酯树脂B,由于结晶性,调色剂的耐热存储稳定性在直到熔融开始温度前都是优异的,和由于结晶聚酯树脂C的熔融,调色剂的粘度在熔融开始温度下急剧下降(强烈的熔融(sharpmelt))。伴随着强烈的熔融,结晶聚酯树脂C与非结晶聚酯树脂B一起熔融,使它们的粘度急剧降低,从而被定影。因此,可获得具有优异的耐热存储稳定性和低温定影性的调色剂。此外,在脱模幅(releasing width)(最低定影温度与热反印发生温度之差)方面,调色剂具有优异的结果。
结晶聚酯树脂C由多元醇和多价羧酸或其衍生物(如多价羧酸、多价羧酸酐和多价羧酸酯)获得。
注意,在本发明中,如上所述,结晶聚酯树脂C是由多元醇和多价羧酸或其衍生物(如多价羧酸、多价羧酸酐和多价羧酸酯)得到的,并且通过使聚酯树脂(如上述预聚物)改性得到的树脂以及通过预聚物的交联和/或扩链反应得到的树脂不属于结晶聚酯树脂C。
-多元醇-
多元醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二醇和三元以上的醇。
二醇的实例包括饱和脂族二醇。饱和脂族二醇的实例包括直链饱和脂族二醇,和支链饱和脂族二醇。其中,优选直链饱和脂族二醇,和更优选C2-C12直链饱和脂族二醇。当饱和脂族二醇具有支链结构时,结晶聚酯树脂C的结晶性可能是低的,这可降低熔点。当饱和脂族二醇中碳原子数大于12时,可能难以产生实用的材料。因此,碳原子数优选为12或更小。
饱和脂族二醇的实例包括乙二醇、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1,14-二十烷二醇。其中,优选乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇,因为它们赋予得到的结晶聚酯树脂C高结晶性,并提供优异的强烈熔融性质。
三元以上的醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
这些可单独或组合使用。
-多价羧酸-
多价羧酸根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二价羧酸和三价以上的羧酸。
二价羧酸的实例包括:饱和脂族二羧酸,例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸(软木酸)、壬二酸、癸二酸(皮脂酸)、1,9-壬烷二酸、1,10-癸烷二酸、1,12-十二烷二酸、1,14-十四烷二酸和1,18-十八烷二酸;二元酸的芳族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸和中康酸;以及上述化合物的酸酐,和上述化合物的低级(C1-C3)烷基酯。
三价以上的羧酸的实例包括1,2,4-苯三甲酸、1,2,5-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、其酸酐、和其低级(C1-C3)烷基酯。
此外,多价羧酸可包含除饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸以外的含磺酸基的二羧酸。进一步地,所述多价羧酸可包含除饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸以外的具有双键的二羧酸。
这些可单独或组合使用。
结晶聚酯树脂C优选由C4-C12直链饱和脂族二羧酸和C2-C12直链饱和脂族二醇组成。特别地,结晶聚酯树脂C优选包含得自C4-C12饱和脂族二羧酸的构成单元和得自C2-C12饱和脂族二醇的构成单元。由此,结晶性提高,且强烈熔融性质得以改进,因此是优选的,因为表现出优异的调色剂低温定影性。
结晶聚酯树脂C的熔点根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为60℃-80℃。当其熔点低于60℃时,结晶聚酯树脂C倾向于在低温下熔融,这可损害调色剂的耐热存储稳定性。当其熔点高于80℃时,定影期间施加热时结晶聚酯树脂C的熔融可能不足,这可损害调色剂的低温定影性。
结晶聚酯树脂C的分子量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制。由于具有窄分子量分布和低分子量的那些树脂具有优异的低温定影性,并且得到的调色剂由于低分子量组分的量大而降低,因此结晶聚酯树脂C的邻二氯苯可溶性组分优选具有通过GPC测量的3,000-30,000的重均分子量(Mw)、1,000-10,000的数均分子量(Mn)和1.0-10的Mw/Mn。
进一步地,更优选其重均分子量(Mw)为5,000-15,000,数均分子量(Mn)为2,000-10,000,和Mw/Mn为1.0-5.0。
结晶聚酯树脂C的酸值根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但基于纸与树脂之间的亲合力考虑,优选5mgKOH/g或更高,更优选10mgKOH/g或更高,以实现期望的低温定影性。同时,出于改进耐热反印性的目的,其酸值优选为45mgKOH/g或更低。
结晶聚酯树脂C的羟值根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为0mgKOH/g-50mgKOH/g,更优选5mgKOH/g-50mgKOH/g,以实现期望的低温定影性和优异的带电性。
结晶聚酯树脂C的分子结构可通过溶液态或固态NMR、X射线衍射、GC/MS、LC/MS或IR光谱证实。其简单方法包括在红外吸收光谱中检查出在965cm-1±10cm-1和990cm-1±10cm-1处具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收的作为结晶聚酯树脂C的方法。
结晶聚酯树脂C的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为3质量份-20质量份,更优选5质量份-15质量份。当其量小于3质量份时,结晶聚酯树脂C不提供足够的强烈熔融性质,其可导致得到的调色剂的低温定影性不足。当其量大于20质量份时,得到的调色剂可具有低的耐热存储稳定性,且倾向于引起图像的雾化。当其量在上述更优选范围内时,由于得到的调色剂在高图像品质和低温定影性两方面均优异,因此是有利的。
<其它组分>
其它组分的实例包括脱模剂、着色剂、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-
脱模剂从本领域已知的那些中适宜地选择,没有任何限制。
用作脱模剂的蜡的实例包括:天然蜡,例如植物蜡(如巴西棕榈蜡、棉蜡、日本蜡和米蜡)、动物蜡(如蜂蜡和羊毛脂)、矿物蜡(如地蜡和纯白地蜡)和石油蜡(如石蜡、微晶蜡和矿脂)。
除上述天然蜡以外的蜡的实例包括合成烃蜡(如费托(Fischer-Tropsch)蜡和聚乙烯蜡);和合成蜡(如酯蜡、酮蜡和醚蜡)。
进一步地,脱模剂的其它实例包括脂肪酸酰胺,如12-羟基硬脂酸酰胺、硬脂酰胺、邻苯二甲酸酐酰亚胺和氯代烃;低分子量结晶聚合物,如丙烯酸类均聚物(如聚甲基丙烯酸正硬脂酯和聚甲基丙烯酸正月桂酯),以及丙烯酸类共聚物(如丙烯酸正硬脂酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物);和具有长链烷基作为侧链的结晶聚合物。
其中,优选烃蜡,如石蜡、微晶蜡、费托蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
脱模剂的熔点根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为60℃-80℃。当其熔点低于60℃时,脱模剂倾向于在低温下熔化,这可损害耐热存储稳定性。当其熔点高于80℃时,即使在树脂熔化且处于定影温度范围内的情况下,脱模剂也不充分地熔化,从而导致定影反印,这可引起图像缺陷。
脱模剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为2质量份-10质量份,更优选3质量份-8质量份。当其量小于2质量份时,得到的调色剂在定影期间可具有不足的耐热反印性和低温定影性。当其量大于10质量份时,得到的调色剂可具有不足的耐热存储稳定性,且倾向于导致图像中的雾化。当其量在上述更优选范围内时,由于可改进图像品质和定影稳定性,因此是有利的。
-着色剂-
着色剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、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)、永固黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅红、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永固红4R、血红、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、永固红(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、永固红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、BON浅栗、BON中栗、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、芘酮橙、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、群青、铁蓝、蒽醌蓝、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、锌花和锌钡白。
着色剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为1质量份-15质量份,更优选3质量份-10质量份。
着色剂可作为母料使用,在所述母料中着色剂与树脂形成复合物。在母料生产中捏合的或与母料一起捏合的粘结剂树脂的实例包括除上述非结晶聚酯树脂B以外的苯乙烯或取代苯乙烯的聚合物(如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基);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-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);和其它物质,包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可单独或组合使用。
母料可通过将用于母料的树脂与着色剂混合并捏合制备。在混合和捏合中,可使用有机溶剂以改进着色剂与树脂之间的相互作用。此外,母料可通过闪蒸法制备,其中将包含着色剂的水性浆糊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。由于原样使用着色剂湿饼,无需将着色剂湿饼干燥以制备着色剂,因此该方法是优选的。在着色剂和树脂的混合和捏合中,优选使用高剪切分散器(如三辊磨)。
-电荷控制剂-
电荷控制剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括苯胺黑染料、三苯甲烷染料、含铬金属络合物染料、钼酸螯合物染料、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、磷化合物、钨、钨化合物、氟活性剂、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、含金属偶氮染料BONTRON S-34、基于羟基萘甲酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和苯酚缩合物E-89(均由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIESCO.,LTD.制造);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(均由Hodogaya ChemicalCo.,Ltd.制造);LRA-901;硼络合物LR-147(Japan Carlit Co.,Ltd.制造);酞菁铜;二萘嵌苯;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聚合物型化合物。
电荷控制剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为0.1质量份-10质量份,更优选0.2质量份-5质量份。当其量大于10质量份时,调色剂的带电性变得过大,这可降低电荷控制剂的效果,增加对显影辊的静电力,导致显影剂流动性低或得到的图像的图像密度低。这些电荷控制剂可在与母料和/或树脂一起捏合和熔化后溶解和分散。当然,电荷控制剂可在进行溶解和分散时直接添加至有机溶剂中。或者,可在调色剂颗粒生产后将电荷控制剂固定在调色剂颗粒的表面上。
-外添加剂-
关于外添加剂,除氧化物颗粒外,可使用无机颗粒和疏水处理的无机颗粒的组合。疏水处理的颗粒的平均一次粒径优选为1nm-100nm。更优选5nm-70nm的无机颗粒。
此外,优选外添加剂包含至少一种平均一次粒径为20nm或更小的疏水处理的无机颗粒,和至少一种平均一次粒径为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。
外添加剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括二氧化硅颗粒、疏水二氧化硅、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)以及含氟聚合物。
适合的添加剂的实例包括疏水二氧化硅、二氧化钛、氧化钛和氧化铝颗粒。二氧化硅颗粒的实例包括R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812(均由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产)。二氧化钛颗粒的实例包括P-25(Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产);STT-30、STT-65C-S(均由Titan Kogyo,Ltd.生产);TAF-140(Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.生产);和MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(均由TAYCA CORPORATION生产)。
疏水处理的氧化钛颗粒的实例包括:T-805(Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产);STT-30A、STT-65S-S(均由Titan Kogyo,Ltd.生产);TAF-500T、TAF-1500T(均由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.生产);MT-100S、MT-100T(均由TAYCACORPORATION生产);和IT-S(ISHIHARA SANGYO KAISHA LTD.生产)。
所述疏水处理的氧化物颗粒、疏水处理的二氧化硅颗粒、疏水处理的二氧化钛颗粒和疏水处理的氧化铝颗粒例如通过采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亲水颗粒得到。此外,硅油处理的氧化物颗粒或硅油处理的无机颗粒也适于用作外添加剂,其中所述颗粒经在任选地加热下添加硅油处理。
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、甲基丙烯酰基改性硅油和α-甲基苯乙烯改性硅油。无机颗粒的实例包括二氧化硅、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、红色氧化铁、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。其中,优选二氧化硅和二氧化钛。
外添加剂的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份调色剂,优选为0.1质量份-5质量份,更优选0.3质量份-3质量份。
无机颗粒的一次颗粒的平均粒径根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选100nm或更小,更优选3nm-70nm。当其小于上述范围时,无机颗粒包埋于调色剂颗粒中,从而不能有效发挥无机颗粒的功能。当其平均粒径大于上述范围时,无机颗粒可能不均匀地损害光电导体表面,从而是不优选的。
-流动改进剂-
流动改进剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其能够实施调色剂表面处理以提高疏水性,和即使在高湿环境中也防止调色剂的流动性以及带电性劣化。其实例包括硅烷偶联剂、硅烷化试剂、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。特别优选使用二氧化硅或氧化钛作为采用上述流动改进剂处理的疏水二氧化硅或疏水氧化钛。
-清洁改进剂-
清洁改进剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,条件是其可添加至调色剂中以除去转印后残留在一次转印部件或光电导体上的显影剂。其实例包括: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生产的聚合物颗粒,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,并优选使用体均粒径为0.01μm-1μm的聚合物颗粒。
-磁性材料-
磁性材料根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括铁粉、磁铁矿和铁氧体。其中,根据色调,优选白色磁性材料。
调色剂优选满足下式(1)和(2)表示的关系,其中非结晶聚酯树脂A的SP值确定为SP1,非结晶聚酯树脂B的SP值确定为SP2,和结晶聚酯树脂C的SP值确定为SP3。
SP1-SP3>0.2式(1)
SP2-SP1>0.2式(2)
通过将非结晶聚酯树脂A的SP值设为比非结晶聚酯树脂B的SP值小超过0.2(即满足式(2)),得到的调色剂可具有微相分离结构,其中非结晶聚酯树脂A分散为处于非结晶聚酯树脂B的海(也称作连续相或基质)中的各自尺寸约数百纳米的岛(也称为畴(domain))的形状。在调色剂具有上述微相分离结构的情况下,处于岛形状的非结晶聚酯树脂A在未施加一定压力的条件下受到非结晶聚酯树脂的海的保护,从而非结晶聚酯树脂A不流出。然而,在定影期间施加压力和热时,非结晶聚酯树脂A表现为似乎与非结晶聚酯树脂B相容。从而,调色剂可在低于常规定影温度的温度下定影。
如上所述,即使当调色剂的玻璃化转变温度设得低时,通过添加其玻璃化转变温度位于极低温度区域的非结晶聚酯树脂A(其具有高的熔融粘度且几乎不流动),作为处于微相分离状态的与非结晶聚酯树脂B的复合物,也可向调色剂提供耐热存储稳定性和耐热反印性,此外,可获得调色剂的低温定影性和上述有利的性质。
当(SP2-SP1)值为0-0.2时,非结晶聚酯树脂A和非结晶聚酯树脂B变为彼此均匀相容的,因此调色剂的耐热存储稳定性可为低的。当调色剂满足SP2<SP1(SP2-SP1<0)时,非结晶聚酯树脂B倾向于位于调色剂颗粒表面附近,因此调色剂的耐热存储稳定性可为低的。
非结晶聚酯树脂A和非结晶聚酯树脂B的SP值优选满足由(SP2-SP1)>0.4表示的关系,以提供非结晶聚酯树脂A和非结晶聚酯树脂B的清楚的相分离结构,并改进调色剂的低温定影性和耐热存储稳定性。
此外,调色剂可获得耐热存储稳定性和耐热反印性,因为结晶聚酯树脂C以各自数百纳米尺寸的岛的形式作为晶畴存在于调色剂中,而且调色剂可具有低温定影性以及上述有利的调色剂性质。
非结晶聚酯树脂A的SP值与结晶聚酯树脂C的SP值之差优选为满足式(1)的值。
当非结晶聚酯树脂A的SP值与结晶聚酯树脂C的SP值之差(S P1-SP3)为0-0.2时,非结晶聚酯树脂A与结晶聚酯树脂C变为彼此均匀相容的,非结晶聚酯树脂A与结晶聚酯树脂C倾向于在低温下流出,使调色剂的耐热存储稳定性劣化。
非结晶聚酯树脂A的SP值与结晶聚酯树脂C的SP值之差优选大于0.4,即(SP1-SP3)>0.4,因为非结晶聚酯树脂A与结晶聚酯树脂C具有它们不易变得彼此相容的性质,从而改进调色剂的低温定影性和耐热存储稳定性。
微相分离结构可通过如下证实:切割调色剂颗粒以使调色剂颗粒的横截面暴露出来,采用重金属染色横截面以取决于树脂被染色的难易提供颜色对比,并在透射电子显微镜(TEM)下观察经染色的横截面。或者,微相分离结构可通过在原子力显微镜(AFM)下观察调色剂颗粒的横截面证实,所述原子力显微镜取决于树脂的硬度显示出对比。
所述调色剂优选满足由下式(3)和(4)表示的关系,其中A是通过敲击(tapping)模式的原子力显微镜(AFM)测量非结晶聚酯树脂时探针的相位,B是通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)测量非结晶聚酯树脂B时探针的相位,和C是通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)测量结晶聚酯树脂C时探针的相位。
A≥C>B 式(3)
A-B≥5式(4)
注:相位的单位是“°(度)”。
在敲击模式下,悬臂是Si探针,共振频率是300kHz,和弹簧常数是42N/m。
当非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和非结晶聚酯树脂C在室温下在调色剂颗粒内彼此不相容时,形成调色剂的海-岛结构,其中非结晶聚酯树脂A以岛的形状存在于非结晶聚酯树脂B的海中。在此情况下,根据敲击模式的AFM(条件包括300kHz共振频率和42N/m弹簧常数),使探针在一定条件下振动测量非结晶聚酯树脂A时,探针的相位A优选大于以相同方式测量非结晶聚酯树脂B时探针的相位B,即(A>B)。该关系表明,非结晶聚酯树脂A处于比非结晶聚酯树脂B柔软的状态。当这些树脂满足上述关系时,处于岛形状的非结晶聚酯树脂A在未施加一定压力的条件下受到非结晶聚酯树脂的海的保护,因此,非结晶聚酯树脂A不流出。然而,在定影期间施加压力和热时,非结晶聚酯树脂A表现出似乎与非结晶聚酯树脂B相容。从而,调色剂可在比常规定影温度低的温度下定影。另外,优选相位差满足由A-B≥5表示的关系,以提供非结晶聚酯树脂A与非结晶聚酯树脂B的清楚的海-岛结构,并改进调色剂的耐热存储稳定性。
如上所述,即使当调色剂的玻璃化转变温度设得低时,通过添加其玻璃化转变温度位于极低温度区域的非结晶聚酯树脂A(其具有高的熔融粘度且几乎不流动),作为处于微相分离状态的与非结晶聚酯树脂B的复合物,也可向调色剂提供耐热存储稳定性和耐热反印性,此外,可获得调色剂的低温定影性和上述有利的性质。
此外,调色剂可获得耐热存储稳定性和耐热反印性,因为结晶聚酯树脂C以各自数百纳米尺寸的岛的形式作为晶畴存在于调色剂中,而且调色剂可具有低温定影性以及上述有利的调色剂性质。
在通过透射电子显微镜(TEM)获取的调色剂图像中,非结晶聚酯树脂A和结晶聚酯树脂C各自以岛的形式存在于非结晶聚酯树脂B的连续相(也称作“基质”)中。这里,非结晶聚酯树脂A的面积与结晶聚酯树脂C的面积之和占TEM图像中调色剂总面积之比用[(非结晶聚酯树脂A的面积+结晶聚酯树脂C的面积)/调色剂的面积]表示,其优选为5%-35%,更优选15%-25%。当上述比例小于5%时,具有极低玻璃化转变温度的非结晶聚酯树脂A的比例小,从而得到的调色剂在低温下不易变形,以及在定影期间施加热和压力时不易变形。因此,调色剂在低温下不附着于纸上,这可导致差的低温定影性。此外,调色剂的抗成膜性可能也是差的。当其比例大于35%时,得到的调色剂可具有差的低温定影性。当其比例在上述更优选范围内时,由于得到的调色剂的低温定影性、耐热反印性、耐热存储稳定性和抗成膜性均优异,因此是有利的。
调色剂具有在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的20℃-40℃的玻璃化转变温度(Tg1st)。
具有约50℃或更低的Tg的常规调色剂在夏季或热带区域中倾向于发生受到调色剂的存储或运输期间的温度变化影响的调色剂颗粒的聚集。从而,调色剂在调色剂瓶中或在显影单元内固化。此外,很可能发生因调色剂在调色剂瓶中堵塞引起的供给失败,和因调色剂沉积引起的缺陷图像的形成。
本发明的调色剂具有比常规调色剂的Tg低的Tg。然而,作为调色剂中低Tg组分的非结晶聚酯树脂A具有非直链结构,因此,本发明的调色剂可保持耐热存储稳定性。特别是在非结晶聚酯树脂A包含具有高内聚力的氨基甲酸酯键或脲键的情况下,保持耐热存储稳定性的效果变得明显。
当调色剂的Tg1st低于20℃时,调色剂可具有差的耐热存储稳定性,可导致在显影单元内的粘连,和可导致在光电导体上成膜。当其Tg1st高于40℃时,调色剂可具有差的低温定影性。
在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg1st)与在DSC中第二次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg2nd)之差(Tg1st-Tg2nd)根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为10℃或更大。差值的上限根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为50℃或更小。
当其差值为10℃或更大时,由于调色剂具有优异的低温定影性,因此是有利的。其差值为10℃或更大意味着在加热前(第一次加热前)以不相容状态存在的结晶聚酯树脂C、非结晶聚酯树脂A和非结晶聚酯树脂B,在加热后(第一次加热后)变成处于相容状态。注意,加热后的相容状态不一定意味着这些树脂处于彼此完全相容的状态。
此外,优选在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg1st)与在DSC中第二次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度(Tg2nd)之差(Tg1st-Tg2nd)为10℃或更大,和结晶聚酯树脂C的熔点为60℃-80℃。
调色剂的熔点根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为60℃-80℃。
调色剂的体均粒径根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但优选为3μm-7μm。此外,体均粒径与数均粒径之比优选为1.2或更小。进一步地,调色剂优选以1数量%-10数量%的量包含体均粒径为2μm或更小的调色剂颗粒。
<调色剂和调色剂的构成组分的各种性质的计算方法和分析方法>
非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B、结晶聚酯树脂C和脱模剂的SP值、Tg、酸值、羟值、分子量和熔点可各自测量其本身。或者,各组分可通过凝胶渗透色谱(GPC)等从实际的调色剂分离,并可对分离的各组分实施下文描述的分析方法,从而计算构成组分的SP值、Tg、分子量、熔点和质量比。
采用GPC的各组分的分离可例如通过以下方法实施。
在使用四氢呋喃(THF)作为流动相的GPC中,通过级分收集器对洗出液进行分级,由洗脱曲线的总面积收集对应于期望的分子量部分的级分。
将收集的洗出液通过蒸发器等浓缩和干燥,并将得到的固体成分(solidcontent)溶解在氘化溶剂如氘化氯仿和氘化THF中,然后进行1H-NMR测量。由各元素的积分比,计算洗脱组合物中树脂的构成单体之比。
作为另一种方法,浓缩洗出液后,用氢氧化钠等进行水解,并通过高效液相色谱(HPLC)对分解产物进行定性或定量分析,计算构成单体之比。
注意,在生产调色剂的方法通过由非直链反应性前体与固化剂的扩链反应和/或交联反应生成非结晶聚酯树脂A来生产调色剂基础颗粒的情况下,非结晶聚酯树脂A可通过GPC等从实际调色剂中分离,从而确定其Tg。或者,通过非直链反应性前体和固化剂的扩链反应和/或交联反应单独地产生非结晶聚酯树脂A,并可测量合成的非结晶聚酯树脂A的Tg。
<<调色剂构成组分的分离单元>>
以下将具体解释调色剂分析期间各组分的分离单元的实例。
首先,将1g调色剂加入100mL THF中,并在25℃下搅拌得到的混合物30分钟,从而得到其中可溶性组分溶解的溶液。
然后将所述溶液通过具有0.2μm开口的膜过滤器过滤,从而得到调色剂中的THF可溶性组分。
接着,将THF可溶性组分溶解在THF中,从而制备用于GPC测量的样品,并将制得的样品供给至用于上述各树脂的分子量测量的GPC中。
同时,将级分收集器设置在GPC的洗出液出口处,以在每一定计数时对所述洗出液进行分级。从洗脱曲线上洗脱开始(曲线的升高)起的面积比的每5%处获取洗出液。
接着,将30mg的作为样品的各洗出级分溶解于1mL氘化氯仿中,并向该溶液加入作为标准材料的0.05体积%四甲基硅烷(TMS)。
向直径5mm的NMR用玻璃管中装入该溶液,在23℃-25℃的温度下,采用核磁共振设备(JNM-AL 400,JEOL Ltd.制)通过进行128倍的放大由该溶液得到谱图。
调色剂中包含的非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C的单体组成和组分比由得到的谱图的峰积分比确定。
例如,以下述方式进行峰的归属,并由各积分比确定构成单体组分比。
峰的归属如下:
8.25ppm附近:得自偏苯三酸的苯环(对于一个氢原子)
8.07ppm-8.10ppm区域附近:得自对苯二甲酸的苯环(对于四个氢原子)
7.1ppm-7.25ppm区域附近:得自双酚A的苯环(对于四个氢原子)
6.8ppm附近:得自双酚A的苯环(对于四个氢原子),和得自富马酸的双键(对于两个氢原子)
5.2ppm-5.4ppm区域附近:得自双酚A环氧丙烷加合物的次甲基(对于一个氢原子)
3.7ppm-4.7ppm区域附近:得自双酚A环氧丙烷加合物的亚甲基(对于两个氢原子),和得自双酚A环氧乙烷的亚甲基(对于四个氢原子)
1.6ppm附近:得自双酚A的甲基(对于6个氢原子)
由这些结果,例如,可将从其中非结晶聚酯树脂A在谱图的峰积分比中占90%或更多的级分收集的提取产物视作非结晶聚酯树脂A。类似地,可将从其中非结晶聚酯树脂B在谱图的峰积分比中占90%或更多的级分收集的提取产物视作非结晶聚酯树脂B。可将从其中结晶聚酯树脂C在谱图的峰积分比中占90%或更多的级分收集的提取产物视作结晶聚酯树脂C。
<<敲击模式的AFM中的探针的相位>>
下面将解释在敲击模式的原子力显微镜(AFM)中观察树脂的方法,换言之,将解释在敲击模式的AFM中测量树脂时探针的相位。
通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)对树脂的观察可通过如下实施:由调色剂的裂开表面(torn surface)制备观察样品,并观察裂开表面。制备观察样品的方法如下。
·样品的制备方法
(1)在Ru块染色后,将调色剂包埋至环氧树脂中。
(2)通过使用超声的切片机将树脂切成厚度100nm的薄层。
(3)将薄层置于硅晶片上。
注意,当形成为薄层时,对其进行切片使得横截面具有基本上最大的面积。
随后,以如下方式进行观察。
·观察方法
分析装置:分子间力探针显微系统,Asylum Technology Co.,Ltd.制
悬臂:OMCL-AC160TS-C2
(Si探针,共振频率:300kHz(Typ.),弹簧常数:42N/m(Typ.))
测量模式:敲击模式
测量条件:
目标振幅:0.5V
目标百分比:-5%
振幅设定点(setpoint):193mV-241mV
扫描速率:0.5Hz
扫描点:256×256
测量在将扫描范围设为包括样品的一个颗粒的整个部分的情况下进行。在本说明书的实施例中,在10μm×10μm范围内观察相位的图像。
在相位图像中,相位值相对高的部分是柔软部分。
<<SP值>>
将解释溶解度参数(solubility parameter,SP)值。
SP值被称作溶解度参数,且其将各组分彼此容易熔融的程度表示为数值。SP值由分子之间的引力即内聚能密度(CED)的平方根表示。注意,CED是使体积1mL的材料蒸发所需的能量的量。
在本发明中,SP值按照Fedors法使用下式(I)计算。
SP值(溶解度参数)=(CED值)1/2(E/V)1/2式(I)
在式(I)中,E是分子聚集能(cal/mol),V是分子体积(cm3/mol),它们各自由下式(II)和(III)表示:
E=∑Δei 式(II)
V=∑Δvi 式(III)
在式(II)和(III)中,Δei是原子团的蒸发能,和Δvi是摩尔体积。
在上述计算方法中,作为例如各原子团的蒸发能Δei和摩尔体积Δvi的各种数据,使用在“Basic Theory of Adhesion”(Minoru IMOTO,第5章,Highpolymer Publication(Kobunshi Kankokai)出版)中描述的数据。
此外,对于上述出版物中未记载的数据,如对于-CF3基团的数据,参考R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.14,147(1974)。
注意,出于参考的目的,当将式(I)表示的SP值换算成SI单元(J/cm3)1/2时,SP值放大2,046倍。
例如,在非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C各自合成,然后混合在一起的情况下,这些树脂的SP值易于以上述方式计算。
通常,在聚合的过程中通过添加单体改变树脂骨架的树脂,由于组成比,其SP值难以通过计算确定。另外,调色剂中包含的组分就其组成而言通常是未知的,因此难以计算其SP值。
然而,根据Fedoros法计算SP值是可能的,只要构成树脂的单体的类型和比例是确定的。
例如,非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C的混合物的SP值可通过如下计算:通过GPC进行分离,并以上述分析方法测量各分离的组分。
如果构成树脂的单体的类型和比例是确定的,按照Fedors法计算SP值是可能的。在通过前述分析确定单体类型的情况下,本发明中使用的SP值由从具有较高比例的组分起对各组分的组分比进行相加时,组分的总组分比达到90mol%的单体组成计算(特别地,对于SP值的计算,不加入剩余单体)。
<<羟值和酸值的测量方法>>
羟值可通过根据JIS K0070-1966的方法测量。
具体而言,在100mL量瓶中测量0.5g样品,并向其中加入5mL乙酰化试剂。接着,将该混合物在100℃±5℃的热水浴中加热1小时至2小时,然后将量瓶从热水浴中取出,并放置冷却。接着,向所得物中加入水,并震荡得到的混合物,以分解乙酸酐。为完全分解乙酸酐,将量瓶再在热水浴中加热10分钟或更久,并放置冷却,随后用有机溶剂充分洗涤量瓶的壁。
进一步地,通过自动电位滴定仪(DL-53滴定仪,Mettler-Toledo K.K.制)和电极DG113-SC(Mettler-Toledo K.K.的产品)在23℃下测量羟值。测量结果用分析软件LabX Light Version 1.00.000分析。注意,使用120mL甲苯和30mL乙醇的混合溶剂进行装置的校准。
测量条件如下。
[测量条件]
搅拌
速率[%]25
时间[s]15
EQP滴定
滴定剂/传感器
预分配至体积
体积[mL]1.0
等待时间[s]0
识别
终止
评价
酸值可通过根据JIS K0070-1992的方法测量。
具体而言,将0.5g样品(乙酸乙酯可溶物:0.3g)加入120mL甲苯中,并在23℃下搅拌得到的混合物约10小时以进行溶解。接着,向其中加入乙醇(30mL)以制备样品溶液。注意,当样品不溶于甲苯时,使用另一种溶剂如二烷或四氢呋喃。然后,使用自动电位滴定仪(DL-53滴定仪,Mettler-ToledoK.K.制)和电极DG113-SC(Mettler-Toledo K.K.的产品)在23℃下测量酸值。测量结果用分析软件LabX Light Version 1.00.000分析。注意,使用120mL甲苯和30mL乙醇的混合溶剂进行装置的校准。
测量条件与上述羟值的测量条件相同。
酸值可以上述方式测量。具体而言,用预标准化的0.1N氢氧化钾/醇溶液滴定样品溶液,然后使用方程:酸值(KOHmg/g)=滴定量(mL)×N×56.1(mg/mL)/样品质量(g)由滴定量计算酸值,其中N是0.1N氢氧化钾/醇溶液的系数。
<<熔点和玻璃化转变温度(Tg)的测量方法>>
在本发明中,可例如通过差示扫描量热仪(DSC)系统(Q-200,TAInstruments Japan Inc.)测量熔点和玻璃化转变温度(Tg)。
具体地,以如下方式测量样品的熔点和玻璃化转变温度。
具体地,首先,将装有约5.0mg样品的铝样品容器放置在支架单元上,然后将支架单元置于电炉中。接着,将样品在氮气氛下以10℃/min的加热速率从-80℃加热至150℃(第一次加热)。然后,将样品以10℃/min的冷却速率从150℃冷却至-80℃,随后再次以10℃/min的加热速率加热至150℃(第二次加热)。通过差示扫描量热仪(Q-200,TA Instruments Japan Inc.制)分别测量第一次加热和第二次加热的DSC曲线。
通过存储在Q-200系统中的分析程序,从得到的DSC曲线选择第一次加热的DSC曲线,从而确定样品第一次加热的玻璃化转变温度。类似地,选择第二次加热的DSC曲线,并可确定样品第二次加热的玻璃化转变温度。
此外,通过存储在Q-200系统中的分析程序,从得到的DSC曲线选择第一次加热的DSC曲线,并将第一次加热的样品的吸热峰顶温度确定为样品的熔点。类似地,选择第二次加热的DSC曲线,并可将第二次加热的样品的吸热峰顶温度确定为样品第二次加热的熔点。
在本说明书中,在调色剂用作样品的情况下,将第一次加热的玻璃化转变温度表示为Tg1st,将第二次加热的玻璃化转变温度表示为Tg2nd。
此外,在本说明书中,将非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C以及其它构成组分(如脱模剂)的第二次加热的吸热峰顶温度和玻璃化转变温度视作各样品的熔点和Tg,除非另有说明。
<<测量粒度分布的方法>>
调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(Dn)及其比(D4/Dn)可例如通过CoulterCounter TA-II或Coulter Multisizer II(均由Beckman Coulter,Inc.制)测量。在本发明中,使用Coulter Multisizer II。以下将解释测量方法。
首先,将0.1mL-5mL表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐(非离子表面活性剂))作为分散剂加入100mL-150mL电解液中。注意,电解液是通过使用初级氯化钠制备的约1质量%水溶液,并且例如使用ISOTON-II(Beckman Coulter,Inc.)作为电解液。接着,向得到的混合物中,加入2mg-20mg样品,并使其悬浮,通过超声波分散器分散混合物约1分钟-约3分钟。采用具有100μm孔的上述测量装置,由得到的分散液测量调色剂颗粒或调色剂的体积和数量,然后计算调色剂的体积分布和数量分布。由得到的分布,可确定调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(Dn)。
注意,作为通道,使用以下13个通道:2.00μm或更大,但小于2.52μm;2.52μm或更大,但小于3.17μm;3.17μm或更大,但小于4.00μm;4.00μm或更大,但小于5.04μm;5.04μm或更大,但小于6.35μm;6.35μm或更大,但小于8.00μm;8.00μm或更大,但小于10.08μm;10.08μm或更大,但小于12.70μm;12.70μm或更大,但小于16.00μm;16.00μm或更大,但小于20.20μm;20.20μm或更大,但小于25.40μm;25.40μm或更大,但小于32.00μm;32.00μm或更大,但小于40.30μm。测量的目标颗粒是具有2.00μm或更大,但小于40.30μm直径的颗粒。
<<分子量的测量>>
通过例如以下方法可测量调色剂的各构成组分的分子量。
凝胶渗透色谱(GPC)测量装置:GPC-8220GPC(TOSOH CORPORATION制)
柱子:TSKgel SuperHZM-H 15cm,三个相连的柱子(TOSOHCORPORATION制)
温度:40℃
溶剂:THF
流速:0.35mL/min
样品:供给0.4mL的0.15质量%样品
对于样品的预处理,将样品溶解在四氢呋喃(THF)(包含稳定剂,WakoChemical Industries,Ltd.制)中,以提供0.15质量%的浓度,然后通过具有0.2μm孔尺寸的过滤器过滤得到的溶液,并使用得自该过滤的滤液作为样品。通过供给100μL四氢呋喃(THF)样品溶液进行测量。对于样品的分子量的测量,由若干种单分散聚苯乙烯标准样品制作的校准曲线的对数值与计数之间的关系计算样品的分子量分布。作为制作校准曲线的标准聚苯乙烯样品,使用SHOWA DENKO K.K.的Showdex STANDARD Std.No.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580以及甲苯。作为检测器,使用折射率(RI)检测器。
<调色剂的生产方法>
调色剂的生产方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但调色剂优选通过在水性介质中分散包含非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C,并任选地包含脱模剂和着色剂的油相而造粒。
此外,调色剂优选通过在水性介质中分散包含非直链反应性前体、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C以及任选地包含固化剂、脱模剂和着色剂的油相而造粒。
作为这样的调色剂生产方法的一个实例,列举常规的溶解悬浮法。
作为调色剂生产方法的一个实例,以下将描述在通过非直链反应性前体与固化剂之间的扩链反应和/或交联反应产生非结晶聚酯树脂A的同时,形成调色剂基础颗粒的方法。在这样的方法中,进行水性介质的制备,包含调色剂材料的油相的制备,调色剂材料的乳化和/或分散,和有机溶剂的去除。
-水性介质(水相)的制备-
水相的制备可例如通过在水性介质中分散树脂颗粒来进行。水性介质中树脂颗粒的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但相对于100质量份水性介质,优选为0.5质量份-10质量份。
水性介质根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括水、与水混溶的溶剂及其混合物。这些可单独或组合使用。
其中,优选水。
与水混溶的溶剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂和低级酮。醇根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括甲醇、异丙醇和乙二醇。低级酮根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括丙酮和甲乙酮。
-油相的制备-
包含调色剂材料的油相的制备可通过在有机溶剂中溶解和/或分散至少包含非直链反应性前体、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C以及任选地包含固化剂、脱模剂和着色剂的调色剂材料来进行。
有机溶剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选沸点低于150℃的有机溶剂,因为其容易除去。
沸点低于150℃的有机溶剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括甲苯、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、偏二氯乙烯、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,特别优选乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳,更优选乙酸乙酯。
-乳化和/或分散-
调色剂材料的乳化和/或分散可通过在水性介质中分散包含调色剂材料的油相来进行。在调色剂材料的乳化和/或分散的过程中,使固化剂和非直链反应性前体进行扩链反应和/或交联反应,从而产生非结晶聚酯树脂A。
非结晶聚酯树脂A可例如通过以下方法(1)-(3)产生。
(1)通过如下产生非结晶聚酯树脂A的方法:在水性介质中,乳化或分散包含非直链反应性前体和固化剂的油相,以使固化剂与非直链反应性前体在水性介质中进行扩链反应和/或交联反应。
(2)通过如下产生非结晶聚酯树脂A的方法:在已预先加入固化剂的水性介质中,乳化或分散包含非直链反应性前体的油相,从而使固化剂与非直链反应性前体在水性介质中进行扩链反应和/或交联反应。
(3)通过如下产生非结晶聚酯树脂A的方法:在水性介质中,乳化或分散包含非直链反应性前体的油相,然后向水性介质中加入固化剂,从而在水性介质中从各颗粒界面处引发固化剂与非直链反应性前体的扩链反应和/或交联反应。
在从各颗粒界面处引发固化剂与非直链反应性前体的扩链反应和/或交联反应的情况下,非结晶聚酯树脂A优先形成到产生的调色剂颗粒的表面,使得可在调色剂颗粒中提供非结晶聚酯树脂A的浓度梯度。
产生非结晶聚酯树脂A的反应条件(如反应时间和反应温度)根据固化剂和非直链反应性前体的组合适宜地选择,没有任何限制。
反应时间根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为10分钟-40小时,更优选为2小时-24小时。
反应温度根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为0℃-150℃,更优选为40℃-98℃。
在水性介质中稳定地形成包含非直链反应性前体的分散液的方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括其中将已通过在溶剂中溶解和/或分散调色剂材料制备的油相加入水性介质相中,然后用剪切力分散的方法。
用于分散的分散器根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括低速剪切分散器、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,优选高速剪切分散器,因为其可将分散成分(油滴)的粒径控制到2μm-20μm的范围。
在使用高速剪切分散器的情况下,分散条件如转速、分散时间和分散温度根据预期目的适宜地选择。
转速根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为1,000rpm-30,000rpm,更优选5,000rpm-20,000rpm。
分散时间根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但在间歇体系中,其优选为0.1分钟-5分钟。
分散温度根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其在压力下优选为0℃-150℃,更优选40℃-98℃。注意,通常而言,当分散温度较高时,分散可容易地进行。
用于调色剂材料的乳化和/或分散的水性介质的量根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其相对于100质量份调色剂材料,优选为50质量份-2,000质量份,更优选100质量份-1,000质量份。
当水性介质的量小于50质量份时,损害调色剂材料的分散状态,这可导致无法保持调色剂基础颗粒具有期望的粒径。当其量大于2,000质量份时,生产成本可增加。
当乳化和/或分散包含调色剂材料的油相时,出于稳定分散成分如油滴的目的,优选使用分散剂,且分散剂提供合意的调色剂颗粒形状以及提供形状粒度分布(shape particle size distribution)。
分散剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括表面活性剂、不溶于水的无机化合物分散剂和聚合物保护胶体。这些可单独或组合使用。
其中,优选表面活性剂。
表面活性剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
阴离子表面活性剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯。
其中,优选具有氟烷基的那些。
可将催化剂用于产生非结晶聚酯树脂A的扩链反应和/或交联反应。
催化剂根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
-有机溶剂的除去-
从分散液如乳化浆料中除去有机溶剂的方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括:逐渐加热整个反应体系以蒸发出油滴中的有机溶剂的方法;和在干燥气氛中喷射分散液以除去油滴中的有机溶剂的方法。
随着有机溶剂的除去,形成调色剂基础颗粒。可对调色剂基础颗粒进行洗涤和干燥,并可进一步对其进行分级。分级可在液体中通过旋风分离器、滗析器或离心分离器除去小颗粒来进行,或可对干燥后的颗粒进行。
可将得到的调色剂基础颗粒与颗粒例如外添加剂和电荷控制剂混合。通过在混合期间施加机械冲击,可防止颗粒例如外添加剂从调色剂基础颗粒的表面落下。
施加机械冲击的方法根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括:通过高速旋转的叶片向混合物施加冲击力的方法;将混合物加入高速气流中并加快流速,从而使颗粒与其它颗粒碰撞,或使复合颗粒挤入适宜的冲击板的方法。
这种方法使用的装置根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括ANGMILL(Hosokawa Micron Corporation的产品)、通过对I-型磨(NipponPneumatic Mfg Co.,Ltd.的产品)进行改型以降低粉碎气压而制造的设备、混杂系统(Nara Machinery Co.,Ltd.的产品)、Kryptron系统(Kawasaki HeavyIndustries,Ltd.的产品)和自动马达。
(显影剂)
本发明的显影剂至少包含调色剂,并可视需要进一步包含适宜选择的其它组分,如载体。
从而,显影剂具有优异的转印性和带电性,并可稳定地形成高品质图像。注意,显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂,但当其用于对应于近来高信息处理速度的高速打印机时,优选双组分显影剂,因为可改进其使用寿命。
在所述显影剂用作单组分显影剂的情况下,即使平衡调色剂时,即,将调色剂供给至显影剂,并通过显影消耗时,调色剂颗粒的直径也没有大的变化,调色剂未引起对显影辊的成膜,也不熔合到层厚度调节部件如用于降低调色剂层厚度的刮板,并且即使其在显影单元中长时间搅拌时,也提供优异和稳定的显影性和图像。
在所述显影剂用作双组分显影剂的情况下,即使平衡调色剂时,显影剂中调色剂颗粒的直径也没有大的变化,并且即使调色剂在显影单元中长时间搅拌时,调色剂也能提供优异和稳定的显影性。
<载体>
载体根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为包含芯和覆盖该芯的树脂层的载体。
-芯-
芯的材料根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,其实例包括50emu/g-90emu/g锰-锶(Mn-Sr)材料和50emu/g-90emu/g锰-镁(Mn-Mg)材料。为确保充足的图像密度,优选使用硬磁性材料如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g-120emu/g)。此外,优选使用软磁性材料如30emu/g-80emu/g铜-锌材料,因为可降低以刷的形式承载在承载部件上的显影剂对光电导体施加的冲击,这对于改进图像品质是有利的。
这些可单独或组合使用。
芯的体均粒径根据预期目的适宜地选择,没有任何限制,但其优选为10μm-150μm,更优选为40μm-100μm。当其体均粒径小于10μm时,载体粒径分布中细颗粒的比例增加,导致载体飞散,因为每个载体颗粒的磁化强度低。当其体均粒径大于150μm时,比表面积下降,这可导致调色剂飞散,引起再现性(尤其是在包含许多实地图像(solid image)部分的全色印刷中的实地图像部分中)劣化。
在将所述调色剂用于双组分显影剂的情况下,调色剂通过与载体混合而使用。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,但其相对于100质量份的双组分显影剂,优选为90质量份-98质量份,更优选为93质量份-97质量份。
实施例
以下将解释本发明的实施例,但这些实施例不应解释为以任何方式限制本发明的范围。注意,在以下描述中,“份”表示“质量份”,和“%”表示“质量%”,除非另有说明,。
以下实施例中描述的各测量值通过本说明书中描述的方法测量。注意,非结晶聚酯树脂A、非结晶聚酯树脂B和结晶聚酯树脂C等的SP值、Tg和分子量由制备例中得到的各树脂测量。
(制备例1)
<酮亚胺的合成>
向配备有搅拌棒和温度计的反应容器中,加入170份异佛尔酮二胺和75份甲乙酮,并使得到的混合物在50℃下反应5小时,从而得到酮亚胺化合物1。酮亚胺化合物1具有418的胺值。
(制备例A-1)
<非结晶聚酯树脂A-1的合成>
-预聚物A-1的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由40mol%间苯二甲酸和60mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-1。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-1和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-1。
-非结晶聚酯树脂A-1的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-1,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-1的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-1。非结晶聚酯树脂A-1的物理性质示于表1-1~1-2和1-4中。
(制备例A-2)
<非结晶聚酯树脂A-2的合成>
-预聚物A-2的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入1,6-己二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%1,6-己二醇组成,和二羧酸组分由80mol%间苯二甲酸和20mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-2。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-2和异佛尔酮二异氰酸酯,摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-2。
-非结晶聚酯树脂A-2的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-2,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-2的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-2。非结晶聚酯树脂A-2的物理性质示于表1-1中。
(制备例A-3)
<非结晶聚酯树脂A-3的合成>
-预聚物A-3的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由100mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-3。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-3和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-3。
-非结晶聚酯树脂A-3的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-3,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-3的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-3。非结晶聚酯树脂A-3的物理性质示于表1-1中。
(制备例A-4)
<非结晶聚酯树脂A-4的合成>
-预聚物A-4的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由28mol%间苯二甲酸和72mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-4。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-4和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-4。
-非结晶聚酯树脂A-4的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-4,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-4的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-4。非结晶聚酯树脂A-4的物理性质示于表1-3~1-5中。
(制备例A-5)
<非结晶聚酯树脂A-5的合成>
-预聚物A-5的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由22mol%间苯二甲酸和78mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-5。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-5和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-5。
-非结晶聚酯树脂A-5的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-5,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-5的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-5。非结晶聚酯树脂A-5的物理性质示于表1-3中。
(制备例A-6)
<非结晶聚酯树脂A-6的合成>
-预聚物A-6的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由55mol%间苯二甲酸和45mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-6。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-6和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-6。
-非结晶聚酯树脂A-6的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-6,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-6的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-6。非结晶聚酯树脂A-6的物理性质示于表1-3中。
(制备例A-7)
<非结晶聚酯树脂A-7的合成>
-预聚物A-7的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由60mol%间苯二甲酸和40mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-7。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-7和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-7。
-非结晶聚酯树脂A-7的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-7,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-7的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-7。非结晶聚酯树脂A-7的物理性质示于表1-4中。
(制备例A-8)
<非结晶聚酯树脂A-8的合成>
-预聚物A-8的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由25mol%间苯二甲酸和75mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-8。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-8和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-8。
-非结晶聚酯树脂A-8的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-8,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-8的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-8。非结晶聚酯树脂A-8的物理性质示于表1-4中。
(制备例A-9)
<非结晶聚酯树脂A-9的合成>
-预聚物A-9的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由52mol%间苯二甲酸和48mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-9。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-9和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-9。
-非结晶聚酯树脂A-9的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-9,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-9的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-9。非结晶聚酯树脂A-9的物理性质示于表1-4中。
(制备例A-10)
<非结晶聚酯树脂A-10的合成>
-预聚物A-10的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、双酚A环氧乙烷2mol加合物、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由55mol%3-甲基-1,5-戊二醇和45mol%双酚A环氧乙烷2mol加合物组成,二羧酸组分由40mol%间苯二甲酸和60mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-10。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-10和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-10。
-非结晶聚酯树脂A-10的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-10,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-10的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-10。非结晶聚酯树脂A-10的物理性质示于表1-5中。
(制备例A-11)
<非结晶聚酯树脂A-11的合成>
-预聚物A-11的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、双酚A环氧乙烷2mol加合物、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由45mol%3-甲基-1,5-戊二醇和55mol%双酚A环氧乙烷2mol加合物组成,二羧酸组分由40mol%间苯二甲酸和60mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A-11。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A-11和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A-11。
-非结晶聚酯树脂A-11的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A-11,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A-11的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A-11。非结晶聚酯树脂A-11的物理性质示于表1-5中。
(制备例A’-1)
<非结晶聚酯树脂A’-1的合成>
-预聚物A’-1的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,二羧酸组分由100mol%间苯二甲酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-1。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-1和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-1。
-非结晶聚酯树脂A’-1的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-1,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-1的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-1。非结晶聚酯树脂A’-1的物理性质示于表1-2中。
(制备例A’-2)
<非结晶聚酯树脂A’-2的合成>
-预聚物A’-2的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、癸二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,二羧酸组分由100mol%癸二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-2。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-2和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-2。
-非结晶聚酯树脂A’-2的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-2,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-2的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-2。非结晶聚酯树脂A’-2的物理性质示于表1-2中。
(制备例A’-3)
<非结晶聚酯树脂A’-3的合成>
-预聚物A’-3的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、双酚A环氧乙烷2mol加合物、间苯二甲酸、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由20mol%3-甲基-1,5-戊二醇和80mol%双酚A环氧乙烷2mol加合物组成,二羧酸组分由50mol%间苯二甲酸和50mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-3。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-3和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-3。
-非结晶聚酯树脂A’-3的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-3,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-3的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-3。非结晶聚酯树脂A’-3的物理性质示于表1-5中。
(制备例A’-4)
<非结晶聚酯树脂A’-4的合成>
-预聚物A’-4的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、己二酸和偏苯三酸酐以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,和二羧酸组分由100mol%己二酸组成,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约3小时加热至190℃,并经2小时加热至220℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-4。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-4和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-4。
-非结晶聚酯树脂A’-4的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-4,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-4的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-4。非结晶聚酯树脂A’-4的物理性质示于表1-5中。
(制备例A’-5)
<非结晶聚酯树脂A’-5的合成>
-预聚物A’-5的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入3-甲基-1,5-戊二醇、间苯二甲酸和己二酸以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,所述二醇组分由100mol%3-甲基-1,5-戊二醇组成,二羧酸组分由40mol%间苯二甲酸和60mol%己二酸组成。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-5。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-5和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-5(直链反应性前体)。
-非结晶聚酯树脂A’-5的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-5,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-5的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-5。非结晶聚酯树脂A’-5的物理性质示于表1-5中。
(制备例A’-6)
<非结晶聚酯树脂A’-6的合成>
-预聚物A’-6的合成-
向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸以及四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm),使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为80/20,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为85/15,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.5,且偏苯三酸酐的量相对于所述单体的总量为1mol%。然后,将混合物经约4小时加热至200℃,并经2小时加热至230℃,随后进行反应直至流出水停止。然后,使所得物在10mmHg-15mmHg减压下进一步反应5小时,从而生成中间体聚酯A’-6。
接着,向配备有冷凝器、搅拌器和氮气导入管的反应容器中,加入中间体聚酯A’-6和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),摩尔比(IPDI的异氰酸酯基/中间体聚酯的羟基)为2.0,并在用乙酸乙酯稀释以提供50%乙酸乙酯溶液后,使混合物在100℃下反应5小时,从而得到预聚物A’-6。
-非结晶聚酯树脂A’-6的合成-
在配备有加热装置、搅拌器和氮气入口管的反应容器中,搅拌预聚物A’-6,并向该反应容器中滴加酮亚胺化合物1,使得酮亚胺化合物1的胺的量与预聚物A’-6的异氰酸酯的量为等摩尔的。在45℃下搅拌10小时后,取出得到的预聚物扩链产物。将得到的预聚物扩链产物在50℃减压下干燥,直至预聚物扩链产物中乙酸乙酯残留量变为100ppm或更少,从而得到非结晶聚酯树脂A’-6。非结晶聚酯树脂A’-6的物理性质示于表1-5中。
(制备例B-1)
<非结晶聚酯树脂B-1的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为85/15,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为80/20,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.3。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在230℃大气压下反应8小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应4小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B-1。非结晶聚酯树脂B-1的物理性质示于表1-1~1-2和1-4~1-5中。
(制备例B-2)
<非结晶聚酯树脂B-2的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为75/25,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为70/30,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.4。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在230℃大气压下反应8小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应4小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B-2。非结晶聚酯树脂B-2的物理性质示于表1-1中。
(制备例B-3)
<非结晶聚酯树脂B-2的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为90/10,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.2。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm)在230℃大气压下反应10小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应5小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B-3。非结晶聚酯树脂B-3的物理性质示于表1-1中。
(制备例B-4)
<非结晶聚酯树脂B-4的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为80/20,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为85/15,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.3。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在230℃大气压下反应8小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应4小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B-4。非结晶聚酯树脂B-4的物理性质示于表1-3~1-5中。
(制备例B-5)
<非结晶聚酯树脂B-5的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为80/20,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为74/26,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.3。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在230℃大气压下反应8小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应4小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B-5。非结晶聚酯树脂B-5的物理性质示于表1-3~1-4中。
(制备例B’-1)
<非结晶聚酯树脂B’-1的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、双酚A环氧丙烷3mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得双酚A环氧乙烷2mol加合物与双酚A环氧丙烷3mol加合物的摩尔比(双酚A环氧乙烷2mol加合物/双酚A环氧丙烷3mol加合物)为75/25,间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为65/35,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.4。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在230℃大气压下反应8小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应4小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B’-1。非结晶聚酯树脂B’-1的物理性质示于表1-2中。
(制备例B’-2)
<非结晶聚酯树脂B’-2的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中,加入双酚A环氧乙烷2mol加合物、间苯二甲酸和己二酸,使得间苯二甲酸与己二酸的摩尔比(间苯二甲酸/己二酸)为95/5,由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为1.15。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为1,000ppm)在230℃大气压下反应10小时,并进一步在10mmHg-15mmHg减压下反应5小时。然后,将偏苯三酸酐以相对于全部树脂组分1mol%的量加入反应容器中,并使所得物在180℃大气压下反应3小时,从而得到非结晶聚酯树脂B’-2。非结晶聚酯树脂B’-2的物理性质示于表1-2中。
(制备例C1)
<结晶聚酯树脂C-1的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,加入十二烷二酸和1,6-己二醇,使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为0.9,酸组分由100mol%十二烷二酸组成,和醇组分由100mol%1,6-己二醇组成。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在180℃下反应10小时,并加热至200℃,反应3小时,随后在8.3kPa压力下进一步反应2小时,从而得到结晶聚酯树脂C-1。结晶聚酯树脂C-1的物理性质示于表1-1~1-5中。
(制备例C2)
<结晶聚酯树脂C-2的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,加入己二酸、1,6-己二醇和1,4-丁二醇,使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为0.9,酸组分由100mol%己二酸组成,和醇组分由50mol%1,6-己二醇和50mol%1,4-丁二醇组成。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在180℃下反应10小时,并加热至200℃,反应3小时,随后在8.3kPa压力下进一步反应2小时,从而得到结晶聚酯树脂C-2。结晶聚酯树脂C-2的物理性质示于表1-1中。
(制备例C3)
<结晶聚酯树脂C-3的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,加入对苯二甲酸、1,6-己二醇和1,4-丁二醇,使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为0.9,酸组分由100mol%对苯二甲酸组成,和醇组分由50mol%1,6-己二醇和50mol%1,4-丁二醇组成。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在180℃下反应10小时,并加热至200℃,反应3小时,随后在8.3kPa压力下进一步反应2小时,从而得到结晶聚酯树脂C-3。结晶聚酯树脂C-3的物理性质示于表1-1中。
(制备例C4)
<结晶聚酯树脂C-4的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,加入辛二酸和1,6-己二醇,使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为0.9,酸组分由100mol%辛二酸组成,和醇组分由100mol%1,6-己二醇组成。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在180℃下反应10小时,并加热至200℃,反应3小时,随后在8.3kPa压力下进一步反应2小时,从而得到结晶聚酯树脂C-4。结晶聚酯树脂C-4的物理性质示于表1-3~1-4中。
(制备例C5)
<结晶聚酯树脂C-5的合成>
向配备有氮气导入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,加入癸二酸和乙二醇,使得由OH/COOH表示的羟基与羧基的摩尔比为0.9,酸组分由100mol%癸二酸组成,和醇组分由100mol%乙二醇组成。使得到的混合物与四异丙氧基钛(相对于树脂组分为500ppm)在200℃下反应10小时,并加热至220℃,反应3小时,随后在8.3kPa压力下进一步反应2小时,从而得到结晶聚酯树脂C-5。结晶聚酯树脂C-5的物理性质示于表1-3中。
(实施例1)
<母料(MB)的合成>
加入水(1,200份)、500份炭黑(Printex 35,Evonik Degussa Japan Co.,Ltd.制)[DBP吸油量=42mL/100mg,pH=9.5]和500份非结晶聚酯树脂B-1,通过亨舍尔混合机(HENSCHEL MIXER)(NIPPON COLE&ENGINEERING CO.,LTD.制)将其混合在一起,并通过双辊磨在150℃下捏合得到的混合物30分钟。将得到的捏合产物辊平和冷却,然后通过粉碎机粉碎,从而得到母料1。
<蜡分散液的制备>
向设置有搅拌棒和温度计的容器中,加入50份石蜡(HNP-9,Nippon SeiroCo.,Ltd.制,烃蜡,熔点:75℃,SP值:8.8)作为脱模剂1,和450份乙酸乙酯,然后在混合下加热至80℃。将温度保持在80℃下5小时,然后经1小时冷却至30℃。通过珠磨机(ULTRA VISCOMILL,AIMEX CO.,Ltd.的产品)在以下条件下分散得到的混合物:液体供给速率1kg/hr,盘圆周速度6m/s,0.5mm氧化锆珠填充至80体积%,和3次通过,从而获得蜡分散液1。
<结晶聚酯树脂分散液的制备>
向配备有搅拌棒和温度计的容器中,加入50份结晶聚酯树脂C-1和450份乙酸乙酯,将得到的混合物在搅拌下加热至80℃。将温度保持在80℃下5小时,然后经1小时冷却至30℃。通过珠磨机(ULTRA VISCOMILL,AIMEXCO.,Ltd.制)在以下条件下分散所得物:液体供给速率1kg/hr,盘圆周速度6m/s,0.5mm氧化锆珠填充至80体积%,和3次通过,从而获得结晶聚酯树脂分散液1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、300份预聚物A-1、500份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-1、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相1。
<有机颗粒乳液(颗粒分散液)的合成>
向配备有搅拌棒和温度计的反应容器中,加入683份水、11份甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制)、138份苯乙烯、138份甲基丙烯酸和1份过硫酸铵,并在400rpm下搅拌得到的混合物15分钟,从而得到白色乳液。将得到的乳液加热至具有75℃的体系温度,然后使之反应5小时。向所得物中,加入30份1%过硫酸铵水溶液,然后在75℃下陈化5小时,从而得到乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液,即颗粒分散液1。
通过LA-920(HORIBA,Ltd.制)测量颗粒分散液1,结果,发现其体均粒径为0.14μm。干燥部分颗粒分散液1,并分离其树脂组分。
<水相的制备>
将水(990份)、83份颗粒分散液1、37份48.5%十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液(ELEMINOL MON-7,Sanyo Chemical Industries Ltd.制)和90份乙酸乙酯混合并搅拌,从而得到不透明的白色液体。使用该得到的液体作为水相1。
<乳化和溶剂的除去>
向装有油相1的容器中,加入1,200份水相1,并通过TK均混机在13,000rpm下混合得到的混合物20分钟,从而得到乳化浆料1。
向配备有搅拌器和温度计的容器中,加入乳化浆料1,然后在30℃下除去其中的溶剂8小时。之后,使所得物在45℃下熟化4小时,从而得到分散浆料1。
<洗涤和干燥>
对100份分散浆料1进行减压过滤后,对所得物进行两次下述系列处理(1)-(4),从而生产滤饼1:
(1):将离子交换水(100份)加至滤饼,随后通过用TK均混机进行混合(12,000rpm,10分钟),然后过滤;
(2):将10%氢氧化钠水溶液(100份)加至(1)中得到的滤饼,随后通过用TK均混机进行混合(12,000rpm,30分钟),然后减压过滤;
(3):将10质量%盐酸(100份)加至(2)中得到的滤饼,随后通过用TK均混机进行混合(12,000rpm,10分钟),然后过滤;和
(4):将离子交换水(300份)加至(3)中得到的滤饼,随后通过用TK均混机进行混合(12,000rpm,10分钟),然后过滤。
采用空气循环干燥器在45℃下将滤饼1干燥48小时,然后使之通过筛目大小75μm的筛子,从而制备调色剂1。
得到的调色剂的组分比,通过敲击模式的AFM测量的探针相位、面积比、Tg1st和Tg2nd示于表1-1中。
(实施例2)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂2,条件是采用预聚物A-2代替预聚物A-1。
(实施例3)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂3,条件是采用预聚物A-3代替预聚物A-1。
(实施例4)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂4,条件是采用非结晶聚酯树脂B-2代替非结晶聚酯树脂B-1。
(实施例5)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂5,条件是采用非结晶聚酯树脂B-3代替非结晶聚酯树脂B-1,此外,在油相的制备中,采用600份非结晶聚酯树脂B-3代替700份非结晶聚酯树脂B-1。
(实施例6)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂6,条件是采用结晶聚酯树脂C-2代替结晶聚酯树脂C-1。
(实施例7)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂7,条件是采用结晶聚酯树脂C-3代替结晶聚酯树脂C-1。
(对比例1)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂8,条件是采用预聚物A’-1代替预聚物A-1。
(对比例2)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂9,条件是采用预聚物A’-2代替预聚物A-1。
(对比例3)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂10,条件是采用非结晶聚酯树脂B’-1代替非结晶聚酯树脂B-1。
(对比例4)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂11,条件是采用非结晶聚酯树脂B’-2代替非结晶聚酯树脂B-1,此外,在油相的制备中,将预聚物A-1的量由300份变为600份,将700份非结晶聚酯树脂B-1用550份非结晶聚酯树脂B’-2代替。
(对比例5)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂12,条件是在油相的制备中,用200份预聚物A’-1代替300份预聚物A-1,和将非结晶聚酯树脂B-1的量由700份变为750份。
(对比例6)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂13,条件是在油相的制备中,将300份预聚物A-1变为400份预聚物A’-2,和将非结晶聚酯树脂B-1的量由700份变为650份。
(对比例7)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂14,条件是在油相的制备中,将结晶聚酯分散液1的量由500份变为0份,和将非结晶聚酯树脂B-1的量由700份变为750份。
(实施例8)
以与实施例1中相同的方式得到调色剂15,条件是采用预聚物A-4代替预聚物A-1,和采用非结晶聚酯树脂B-4代替非结晶聚酯树脂B-1。
(实施例9)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂16,条件是采用预聚物A-5代替预聚物A-4,和采用结晶聚酯树脂C-4代替结晶聚酯树脂C-1。
(实施例10)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂17,条件是采用预聚物A-6代替预聚物A-4。
(实施例11)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂18,条件是采用预聚物A-6代替预聚物A-4,和采用非结晶聚酯树脂B-5代替非结晶聚酯树脂B-4。
(实施例12)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂19,条件是采用结晶聚酯树脂C-5代替结晶聚酯树脂C-1。
(实施例13)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂20,条件是用按以下方式制备的油相2代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、50份预聚物A-4、80份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相2。
(实施例14)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂21,条件是用按以下方式制备的油相3代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、350份预聚物A-4、550份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相3。
(实施例15)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂22,条件是采用预聚物A-5代替预聚物A-4,和采用结晶聚酯树脂C-5代替结晶聚酯树脂C-1。
(实施例16)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂23,条件是采用预聚物A-7代替预聚物A-4,和采用非结晶聚酯树脂B-5代替非结晶聚酯树脂B-4。
(实施例17)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂24,条件是用按以下方式制备的油相4代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、40份预聚物A-4、70份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相4。
(实施例18)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂25,条件是用按以下方式制备的油相5代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、360份预聚物A-4、560份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相5。
(实施例19)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂26,条件是采用预聚物A-8代替预聚物A-4,和采用结晶聚酯树脂C-4代替结晶聚酯树脂C-1。
(实施例20)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂27,条件是采用预聚物A-9代替预聚物A-4。
(实施例21)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂28,条件是采用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4,和用按以下方式制备的油相6代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、400份预聚物A-1、560份结晶聚酯树脂分散液1、660份非结晶聚酯树脂B-1、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相6。
(实施例22)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂29,条件是采用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4,并用按以下方式制备的油相7代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、230份预聚物A-1、450份结晶聚酯树脂分散液1、760份非结晶聚酯树脂B-1、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相7。
(实施例23)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂30,条件是用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4,并用按以下方式制备的油相8代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、190份预聚物A-1、420份结晶聚酯树脂分散液1、780份非结晶聚酯树脂B-1、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相8。
(实施例24)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂31,条件是用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4,并用按以下方式制备的油相9代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、450份预聚物A-1、650份结晶聚酯树脂分散液1、640份非结晶聚酯树脂B-1、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相9。
(实施例25)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂32,条件是采用预聚物A-10代替预聚物A-4,和采用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4。
(实施例26)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂33,条件是用预聚物A-11代替预聚物A-4,并用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4。
(对比例8)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂34,条件是用预聚物A’-3代替预聚物A-4。
(对比例9)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂35,条件是用预聚物A’-4代替预聚物A-4。
(对比例10)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂36,条件是用油相10代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相10。
(对比例11)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂37,条件是用按以下方式制备的油相11代替油相1。
<油相的制备>
向容器中加入500份蜡分散液1、700份预聚物A-4、1,150份结晶聚酯树脂分散液1、700份非结晶聚酯树脂B-4、100份母料1和2份酮亚胺化合物1,并通过TK均混机(PRIMIX Corporation制)在5,000rpm下混合得到的混合物60分钟,从而得到油相11。
(对比例12)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂38,条件是用预聚物A’-5代替预聚物A-4,并用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4。
(对比例13)
以与实施例8中相同的方式得到调色剂39,用预聚物A’-6代替预聚物A-4,和用非结晶聚酯树脂B-1代替非结晶聚酯树脂B-4。
<评价>
将得到的调色剂以如下方式各自用于制备显影剂,并以如下方式评价得到的显影剂。结果示于表1-1~1-5中。
<<显影液的制备>>
-载体的制备-
向100份甲苯中,加入100份有机硅树脂有机直链硅酮(organo straightsilicone)、5份γ-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷和10份炭黑,并通过均混机分散得到的混合物20分钟,从而制备树脂层涂覆液。通过流化床涂覆装置向平均粒径50μm的球形磁铁矿颗粒(1,000份)表面涂覆树脂层涂覆液,从而制备载体。
-显影剂的制备-
通过球磨机,混合5份调色剂和95份载体,从而制备显影剂。
<<低温定影性和耐热反印性>>
通过其中采用Teflon(注册商标)辊作为定影辊的复印机MF 2200(RicohCompany Limited制)在6200型纸(Ricoh Company Limited制)上进行印刷测试。
具体而言,通过改变定影温度确定冷反印温度(最低定影温度)和热反印温度(最高定影温度)。
最低定影温度的评价条件是:120mm/s-150mm/s的进纸线速度,1.2kgf/cm2的表面压力(bearing)和3mm的辊隙宽度。
此外,最高定影温度的评价条件是:50mm/s的进纸线速度,2.0kgf/cm2的表面压力和4.5mm的辊隙宽度。
<<耐热存储稳定性>>
在50℃下存储调色剂8小时后,采用42目筛子筛选调色剂2分钟,然后测量在金属丝网上调色剂的残留率。当调色剂的耐热存储稳定性越好时,调色剂的残留率越小。
注意,耐热存储稳定性的评价标准如下:
A:残留率小于10%。
B:残留率为10%或更高但小于20%。
C:残留率为20%或更高但小于30%。
D:残留率为30%或更高。
<<成膜>>
通过图像形成设备MF2800(Ricoh Company Limited制)形成10,000张图像。然后,目视观察图像形成设备中的光电导体,在光电导体上是否存在任何沉积,主要是脱模剂。基于以下标准评价结果。
A:证实在光电导体上没有调色剂组分的沉积。
B:证实在光电导体上有调色剂组分的沉积,但其处于实际使用中没有问题的水平。
C:证实在光电导体上有调色剂组分的沉积,其处于实际使用中可出现问题的水平。
D:证实在光电导体上有调色剂组分的沉积,其处于实际使用中可明显出现问题的水平。
表1-1-a
表1-1-b
表1-2-a
表1-2-b
表1-3-a
表1-3-b
表1-4-a
表1-4-b
表1-5-a
表1-5-b
在表1-1~1-5中,“组分比(质量%)”是树脂A、树脂B、树脂C、脱模剂和着色剂各自相对于总量的组分比(质量%)。
“面积比”是在透射电子显微镜(TEM)图像中,非结晶聚酯树脂A或A’的岛面积与结晶聚酯树脂C的岛面积的总面积相对于调色剂的总面积之比[(树脂A或A’的面积+树脂C的面积)/调色剂的面积]。
“双酚A-EO”表示双酚A环氧乙烷2mol加合物。“双酚A-PO”表示双酚A环氧丙烷3mol加合物。“己二醇”表示1,6-己二醇。“丁二醇”表示1,4-丁二醇。各树脂的二醇和二羧酸的配方中的单位“%”是“mol%”。
由实施例1-26和对比例1-13的结果证实,本发明的调色剂具有优异的低温定影性、耐热反印性和耐热存储稳定性,而不引起成膜。
例如,在实施例1中,最低定影温度为95℃,且低温定影性是非常好的。另一方面,在对比例1中,最低定影温度为120℃,因此低温定影性不足。
此外,使用直链反应性前体作为非结晶聚酯树脂的起始材料的对比例12导致差的耐热存储稳定性和抗成膜性。
与不满足式(1)或式(2)的实施例(如实施例15和16)相比,同时满足式(1)和式(2)的实施例(如实施例9-12)在耐热存储稳定性或抗成膜性方面具有更优异的结果。
与不满足式(3)或式(4)的实施例(如实施例15和16)相比,同时满足式(3)和式(4)的实施例(如实施例8和9)在低温定影性、耐热存储稳定性和抗成膜性方面具有更优异的结果。
具有5%-35%面积比的实施例(如实施例13和14)与具有小于5%的面积的实施例(如实施例17)和具有大于35%的面积比的实施例(如实施例18)相比,在低温定影性或抗成膜性方面具有更优异的结果。
具有15%-25%面积比的实施例(如实施例1、21和22)在低温定影性、耐热反印性、耐热存储稳定性和抗成膜性方面具有非常优异的效果。
其中作为非结晶聚酯树脂A的构成组分的二醇组分包含50质量%或更多的C4-C12脂族二醇的实施例(如实施例1和25),与其中作为非结晶聚酯树脂A的构成组分的二醇组分包含少于50质量%C4-C12脂族二醇的实施例(如实施例26)相比,在低温定影性、耐热存储稳定性和抗成膜性方面,具有更优异的结果。
本发明的实施方式如下:
<1>调色剂,其包含:
非结晶聚酯树脂A,其通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,且具有-60℃至0℃的玻璃化转变温度;
非结晶聚酯树脂B,其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度;和
结晶聚酯树脂C,
其中所述调色剂具有在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st。
<2>根据<1>的调色剂,其中所述调色剂满足下式1和2表示的关系:
SP1-SP3>0.2式1
SP2-SP1>0.2式2
其中SP1是非结晶聚酯树脂A的SP值,SP2是非结晶聚酯树脂B的SP值,和SP3是结晶聚酯树脂C的SP值。
<3>根据<1>或<2>任一项的调色剂,其中所述调色剂满足下式3和4表示的关系:
A≥C>B 式3
A-B≥5式4
其中A是通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)测量非结晶聚酯树脂A时探针的相位,B是通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)测量非结晶聚酯树脂B时探针的相位,和C是通过敲击模式的原子力显微镜(AFM)测量结晶聚酯树脂C时探针的相位。
<4>根据<3>的调色剂,其中如在该调色剂的透射电子显微镜(TEM)图像中观察到的,非结晶聚酯树脂A和结晶聚酯树脂C各自分别以岛的形式存在于非结晶聚酯树脂B连续相中,其中非结晶聚酯树脂A的面积与结晶聚酯树脂C的面积之和与调色剂的面积之比由[(非结晶聚酯树脂A的面积+结晶聚酯树脂C的面积)/调色剂的面积]表示,其为5%-35%。
<5>根据<1>-<4>任意一项的调色剂,其中所述调色剂的玻璃化转变温度Tg1st与所述调色剂的玻璃化转变温度Tg2nd之差由Tg1st-Tg2nd表示,其为10℃或更大,其中Tg1st是在差示扫描量热法(DSC)中第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度,且Tg2nd是在差示扫描量热法(DSC)中第二次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度,和
其中所述结晶聚酯树脂C具有60℃-80℃的熔点。
<6>根据<1>-<5>任一项的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含二醇组分作为非结晶聚酯树脂A的构成组分,和所述二醇组分包含50质量%或更多的C4-C12脂族二醇。
<7>根据<1>-<6>任一项的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含二羧酸组分作为非结晶聚酯树脂A的构成组分,和所述二羧酸包含50质量%或更多的C4-C12脂族二羧酸。
<8>根据<1>-<7>任一项的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂C由C4-C12直链饱和脂族二羧酸与C2-C12直链饱和脂族二醇合成。
<9>根据<1>-<8>任一项的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含相对于醇组分总量的50质量%的C4-C12脂族二醇。
<10>显影剂,其包含:
在<1>-<9>任一项中定义的调色剂。
Claims (10)
1.调色剂,其包含:
非结晶聚酯树脂A,其通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,且具有-60℃至0℃的玻璃化转变温度;
非结晶聚酯树脂B,其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度;和
结晶聚酯树脂C,
其中所述调色剂具有在DSC中第一次加热测量的20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述调色剂满足下式1和2表示的关系:
SP1-SP3>0.2式1
SP2-SP1>0.2式2
其中SP1是非结晶聚酯树脂A的SP值,SP2是非结晶聚酯树脂B的SP值,和SP3是结晶聚酯树脂C的SP值。
3.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述调色剂满足下式3和4表示的关系:
A≥C>B式3
A-B≥5式4
其中A是通过敲击模式的AFM测量非结晶聚酯树脂A时探针的相位,B是通过敲击模式的AFM测量非结晶聚酯树脂B时探针的相位,和C是通过敲击模式的AFM测量结晶聚酯树脂C时探针的相位。
4.根据权利要求3所述的调色剂,其中如在该调色剂的TEM图像中观察到的,非结晶聚酯树脂A和结晶聚酯树脂C各自分别以岛的形式存在于非结晶聚酯树脂B连续相中,其中非结晶聚酯树脂A的面积与结晶聚酯树脂C的面积之和与调色剂的面积之比由[(非结晶聚酯树脂A的面积+结晶聚酯树脂C的面积)/调色剂的面积]表示,其为5%-35%。
5.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述调色剂的玻璃化转变温度Tg1st与所述调色剂的玻璃化转变温度Tg2nd之差由Tg1st-Tg2nd表示,其为10℃或更大,其中Tg1st是在DSC中第一次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度,且Tg2nd是在DSC中第二次加热测量的调色剂的玻璃化转变温度,和
其中所述结晶聚酯树脂C具有60℃-80℃的熔点。
6.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含二醇组分作为非结晶聚酯树脂A的构成组分,和所述二醇组分包含50质量%或更多的C4-C12脂族二醇。
7.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含二羧酸组分作为非结晶聚酯树脂A的构成组分,和所述二羧酸包含50质量%或更多的C4-C12脂族二羧酸。
8.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述结晶聚酯树脂C由C4-C12直链饱和脂族二羧酸与C2-C12直链饱和脂族二醇合成。
9.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述非结晶聚酯树脂A包含相对于醇组分总量的50质量%的C4-C12脂族二醇。
10.显影剂,包含:
调色剂,其包含:
非结晶聚酯树脂A,其通过非直链反应性前体与固化剂之间的反应得到,且具有-60℃~0℃的玻璃化转变温度;
非结晶聚酯树脂B,其具有40℃-70℃的玻璃化转变温度;和
结晶聚酯树脂C,
其中所述调色剂具有在DSC中第一次加热测量的20℃-40℃的玻璃化转变温度Tg1st。
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