CN103019058A - 色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成方法和图像形成装置。本发明的静电荷图像显影用色调剂含有脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成方法和图像形成装置。
背景技术
通过形成静电潜像并使该静电潜像显影的过程而将图像信息可视化的诸如电子照相术等方法目前用于多个领域中。在这种方法中,通过使感光体(潜像保持体)的整个表面充电,使该感光体的表面暴露于与图像信息相对应的激光束而形成静电潜像,使用包含色调剂的显影剂使该静电潜像显影而形成色调剂图像,并将该色调剂图像转印并定影在记录介质的表面上,从而形成图像。
然而,近年来,在各种办公用品和日用品等中,存在使用具有较低环境影响的材料制造产品的需求,对于该需求,诸如纸张等记录介质和用作色调剂的粘合剂树脂的各种树脂也不例外。通常,因为树脂在自然环境中几乎不会降解,所以已经付出了努力来降低树脂的环境影响。
通常,聚酯树脂已经被用作色调剂的粘合剂树脂,在聚酯树脂中,出于生物可降解性和合成简单的观点,已经研究了脂肪族聚酯树脂,并将其广泛地投入实用。例如,公开了使具有芳香环的聚酯与线性聚酯的低聚物进行共聚的方法;以及使聚乳酸和三官能以上的聚异氰酸酯交联的树脂(例如参见日本特开2001-342244号公报(专利文献1)和日本特开平9-281746号公报(专利文献2))。
另外,例如,公开了一种可改善色调剂的图像强度的树脂组合物。该树脂组合物含有生物可降解性聚酯(A)和聚酯(B),聚酯(A)的羟值为0.5~5,酸值为3~20且熔点为80℃~140℃,聚酯(B)的玻璃化转变温度为50℃~70℃,其中混合比(A)/(B)为5%/95%~44%/95%(例如参见日本特开2006-195352号公报(专利文献3))。
另外,例如公开了一种电子照相用色调剂,该色调剂含有:色调剂组合物,其包含至少一种生物可降解性半结晶性聚酯树脂、至少一种生物源非结晶性聚酯树脂,以及选自由着色剂、蜡、凝集剂及其组合组成的组中的一种或多种材料;粘合剂树脂,其包含生物可降解性树脂和软化温度比该生物可降解性树脂低的树脂;以及着色剂,其中,该生物可降解性树脂含有平均粒径为1μm以下的颗粒,并在粘合剂树脂中的含量为10%~78%(例如,参见日本特开2010-102338号公报(专利文献4)和日本特开2010-049070号公报(专利文献5))。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种静电荷图像显影用色调剂,其中,在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
根据本发明的第一方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,所述色调剂含有脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂。
根据本发明的第二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族聚酯树脂包含式(I)表示的重复单元:
其中,在式(I)中,A表示单键或二价脂肪族烃基,B表示具有两个以上碳原子的二价脂肪族烃基,且A和B的碳原子数之和为2~25。
根据本发明的第三方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂为下式(II)表示的松香二醇与二羧酸的缩聚物:
其中,在式(II)中,R1表示稳定化松香残基,或包括稳定化松香残基和一元酸基的两种基团,n表示1~6的整数;当n表示1时,R2表示氢原子,当n表示2以上时,两个R2表示氢原子,并且其余的R2表示乙酰乙酰基,或包括乙酰乙酰基和至少一种一元酸基的两种以上的基团;R3表示选自氢原子和卤原子中的至少一种,且D表示亚甲基或亚异丙基。
根据本发明的第四方面,在第二方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂为下式(II)表示的松香二醇与二羧酸的缩聚物:
其中,在式(II)中,R1表示稳定化松香残基,或包括稳定化松香残基和一元酸基的两种基团,n表示1~6的整数;当n表示1时,R2表示氢原子,当n表示2以上时,两个R2表示氢原子,并且其余的R2表示乙酰乙酰基,或包括乙酰乙酰基和至少一种一元酸基的两种以上的基团;R3表示选自氢原子和卤原子中的至少一种,且D表示亚甲基或亚异丙基。
根据本发明的第五方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族聚酯树脂与所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
根据本发明的第六方面,在第二方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族聚酯树脂与所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
根据本发明的第七方面,在第三方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族聚酯树脂与所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
根据本发明的第八方面,在第四方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述脂肪族聚酯树脂与所述具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
根据本发明的第九方面,提供了一种静电荷图像显影剂,所述显影剂含有第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十方面,提供了一种色调剂盒,所述色调剂盒能够在图像形成装置中装卸,并包含第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十一方面,提供了一种处理盒,所述处理盒能够在图像形成装置中装卸,并包含第九方面所述的静电荷图像显影剂,所述处理盒包括显影单元,所述显影单元通过使用所述静电荷图像显影剂使在潜像保持体的表面上形成的静电潜像显影而形成色调剂图像。
根据本发明的第十二方面,提供了一种图像形成方法,所述方法包括:使潜像保持体的表面充电;在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像;通过使用显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像;将所述色调剂图像转印到记录介质上;并且使所述色调剂图像定影在所述记录介质上,其中,所述显影剂为第九方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十三方面,提供了一种图像形成装置,所述装置包括:潜像保持体;使所述潜像保持体的表面充电的充电单元;在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像的静电潜像形成单元;包含显影剂并通过使用所述显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像的显影单元;将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印单元;和使所述色调剂图像定影在所述记录介质上的定影单元,其中,所述显影剂为第九方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第一方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,其中,与静电荷图像显影用色调剂不包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的情况相比,在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
根据本发明的第二方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,其中,与脂肪族聚酯树脂不包含式(I)表示的重复单元的情况相比,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
根据本发明的第三和第四方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,其中,与具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂不是式(II)表示的松香二醇与二羧酸的缩聚物的情况相比,可以容易地保持色调剂的强度。
根据本发明的第五到八方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,其中,与脂肪族聚酯树脂与具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计不是5/95~40/60的情况相比,在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
根据本发明的第九方面,提供了一种含有静电荷图像显影用色调剂的静电荷图像显影剂,其中,与静电荷图像显影剂不含有包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂的情况相比,在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
根据本发明的第十方面,提供了一种色调剂盒,与色调剂盒并未容纳下述静电荷图像显影剂的情况相比,该色调剂盒能够抑制由静电荷图像显影用色调剂的强度劣化而引起的图像缺陷,并适于环境影响较小的图像形成,其中,所述静电荷图像显影剂含有包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十一方面,提供了一种处理盒,与处理盒并未容纳下述静电荷图像显影剂的情况相比,该处理盒能够抑制由静电荷图像显影用色调剂的强度劣化而引起的图像缺陷,并适于环境影响较小的图像形成,其中,所述静电荷图像显影剂含有包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十二方面,提供了一种图像形成方法,与未使用下述静电荷图像显影剂的情况相比,该方法能够抑制由静电荷图像显影用色调剂的强度劣化而引起的图像缺陷,并适于环境影响较小的图像形成,其中,所述静电荷图像显影剂含有包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十三方面,提供了一种图像形成装置,与色调剂图像是通过未使用下述静电荷图像显影剂的显影过程形成的情况相比,该装置能够抑制由静电荷图像显影用色调剂的强度劣化而引起的图像缺陷,并适于环境影响较小的图像形成,其中,所述静电荷图像显影剂含有包含脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂。
附图说明
将基于以下附图来具体描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是示出了本发明的一个示例性实施方式的图像形成装置的构造实例的示意图;和
图2是示出了本发明的一个示例性实施方式的处理盒的构造实例的示意图。
具体实施方式
下文将具体描述本发明的示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成方法和图像形成装置。
在以下的描述中,有时将静电荷图像显影用色调剂和静电荷图像显影剂分别简称为“色调剂”和“显影剂”。
静电荷图像显影用色调剂
本示例性实施方式的色调剂含有脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂。
当使用具有上述构成的色调剂时,在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。尽管原因不明,但据认为原因如下。在以下的描述中,有时将“具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂”称为“特定松香类聚酯树脂”。
脂肪族聚酯树脂具有生物可降解性和较低的环境影响。具体而言,例如,在水分含量为50%以上的土壤中,脂肪族聚酯树脂容易发生水解并降解。
因此,通过使用脂肪族聚酯树脂作为色调剂的粘合剂树脂,已经可以预计能够制得具有较低环境影响的色调剂。不过,其生物可降解性使得色调剂变薄,因而不能保持色调剂的强度。另一方面,为了保持色调剂的强度,当使用具有较低水解性的脂肪族聚酯树脂时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性会劣化。
为此,在本示例性实施方式的色调剂中,据认为通过合用脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂,脂肪族聚酯树脂将被覆上特定松香类聚酯树脂。由于松香具有疏水性和刚性机械强度,拥有松香作为分子骨架的特定松香类聚酯树脂也具有疏水性和刚性机械性质。因此,据认为,即使该色调剂保持在用于保存色调剂或形成图像的潮湿环境下,通过采用特定松香类聚酯树脂被覆脂肪族聚酯树脂,脂肪族聚酯树脂将不容易暴露在水分中,并且脂肪族聚酯树脂的水解容易得到抑制且几乎不会进行。另外,据认为松香的机械强度补充了脂肪族聚酯树脂的强度。
结果,据认为色调剂的强度(动态强度)将得到保持。
另一方面,据认为,由于用于本示例性实施方式的色调剂的脂肪族聚酯树脂不是具有较低水解性的树脂,所以脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不容易劣化;并且,由于特定松香类聚酯树脂具有来源于诸如松脂等天然化合物的松香作为分子骨架,其容易在土壤中生物降解。
如上所述,根据本示例性实施方式的色调剂,据认为在保持色调剂的强度的同时,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性不会劣化。
下文将描述本示例性实施方式的色调剂中含有的脂肪族聚酯树脂和具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂(特定松香类聚酯树脂)。
脂肪族聚酯树脂
脂肪族聚酯树脂是包含脂肪族羧酸酯作为重复单元的树脂,其实例包括羟基羧酸共聚物和脂肪族二醇与脂肪族羧酸的共聚物。脂肪族羧酸酯中含有的脂肪烃可以是饱和烃或不饱和烃,且可以具有线性、支化或环状结构。
另外,优选的是,脂肪族聚酯树脂具有式(I)表示的重复单元。
在式(I)中,A表示单键或二价脂肪族烃基,B表示具有两个以上碳原子的二价脂肪族烃基,且A和B的碳原子数之和为2~25。
当脂肪族聚酯树脂具有式(I)表示的重复单元时,可以改善脂肪族聚酯树脂的生物可降解性,并可以提高分子量和熔化温度。结果,在形成图像时可以容易地抑制色调剂颗粒的凝集(可称为结块)。
在式(I)中,A表示单键或二价脂肪族烃基。
A表示的脂肪族烃基可以是饱和烃基或不饱和烃基,其实例包括线性或支化的亚烷基、环状亚烷基(即环亚烷基)、线性或支化的亚烯基和环亚烯基。
其中,线性或支化的亚烷基或环亚烷基优选作为该脂肪族烃基。
其中,优选的是,A是单键、线性或支化的亚烷基或环亚烷基。
A的碳原子数为0~12,优选为1~10,更优选为2~10。在这种情况下,A的碳原子数为0意味着A表示单键。
B表示具有两个以上碳原子的二价脂肪族烃基。
B表示的脂肪族烃基可以是饱和烃基或不饱和烃基,其实例包括线性或支化的亚烷基、环状亚烷基(即环亚烷基)、线性或支化的亚烯基和环亚烯基。
其中,线性或支化的亚烷基或环亚烷基优选作为该脂肪族烃基。
B的碳原子数为2~14,优选为2~11,更优选为2~10。
另外,在本示例性实施方式中,A和B的碳原子数之和为2~25。当A和B的碳原子数之和大于25时,将难以发挥生物可降解性。另外,由于A和B的碳原子数之和等于或大于2,该树脂可作为化合物而稳定地存在。
A和B的碳原子数之和优选为4~14,更优选为4~10,还更优选为4~8。
在式(I)中,A和B表示的脂肪族烃基可以具有取代基。当A和B表示线性或支化的亚烷基时,该亚烷基可以具有环烷基作为取代基。在这种情况下,包括取代基的碳原子在内的碳原子数之和只需要处于A和B的碳原子数的优选范围内。
另外,当A和B表示支化的亚烷基时,支链可以与脂肪族聚酯树脂的主链形成环。在这种情况下,从生物降解成二氧化碳和水的观点来看,优选的是A和B仅含有碳原子和氢原子。
优选的是,脂肪族聚酯树脂具有相对于整个脂肪族聚酯树脂为5%~40%的由式(I)表示的重复单元。
在这种情况下,“相对于整个脂肪族聚酯树脂为5%以上”是指,相对于脂肪族聚酯树脂的总重量,式(I)表示的重复单元的含量为5%以上,并且相对于脂肪族聚酯树脂的总重量,式(I)表示的重复单元中可含有5%以下的其他重复单元。
另外,相对于脂肪族聚酯树脂的总重量,脂肪族聚酯树脂可包含小于40%(上限)的式(I)表示的重复单元以外的重复单元。
脂肪族聚酯树脂是通过使用下式(III)表示的二羧酸成分与下式(IV)表示的二醇成分作为缩聚单体进行缩聚反应或酯交换反应而获得的。
在这种情况下,二羧酸成分不限于二羧酸,还包括二羧酸衍生物,如二羧酸的酸酐和酯化羧酸等。
在式(III)中,R5表示氢原子、低级烷基或芳基,A表示单键或二价脂肪族烃基。
HO-B-OH (IV)
在式(IV)中,B表示具有两个以上碳原子的二价脂肪族烃基。
在式(III)和(IV)中,A和B的碳原子总数为2~25。
式(III)和(IV)中的A和B的优选实例与式(I)中的A和B的实例相同。
在式(III)中,R5表示的低级烷基是指具有1~4个碳原子的烷基,并且可以具有线性或支化结构。其实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和叔丁基。
在式(III)中,R5表示的芳基优选具有6~12个碳原子,更优选具有6~10个碳原子。
芳基可以具有取代基,其实例包括卤原子和具有1~4个碳原子的烷基。
另外,式(III)中的两个R5可以彼此连接形成环。
式(III)表示的二羧酸的实例包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、β-甲基己二酸、富马酸、马来酸和柠康酸(顺-HOOC-CH=C(CH3)-COOH)。
在式(III)中,当A表示环状亚烷基(环亚烷基)时,其具体实例包括从环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环辛烷和环十二烷上除去2个氢原子的基团。其中A表示环亚烷基的二羧酸的实例包括环己烷二甲酸、1,1-环戊烷二甲酸和1,2-环己烯二甲酸。
如上文所述,作为二羧酸,可以使用二羧酸的酸酐和酯化酸。
式(IV)表示的二醇的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、十二烷二醇和十三烷二醇。
另外,当式(IV)中的B表示环状亚烷基时,具有环状结构的二醇的实例包括环己二醇和环己烷二甲醇。
式(III)表示的二羧酸成分的特别优选的实例包括乙二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸和十二烷二酸。
式(IV)表示的二醇成分的特别优选的实例包括乙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇和癸二醇。
二羧酸成分和二醇成分的组合的优选实例包括二羧酸成分和二醇成分的上述特别优选的实例的组合。在该组合中,式(III)中的A和式(IV)中的B的碳原子数的范围应落入上述碳原子数的范围内。
在式(III)中的A和式(IV)中的B的碳原子数的范围落入上述碳原子数的范围内的情况下,可以包含三种以上的缩聚单体(重复单元)。在这种情况下,计算出二羧酸成分和二醇成分中至少其一的碳原子数的各自的平均值,并基于该平均值来判断式(III)中的A和式(IV)中的B的碳原子数的范围是否落入上述范围内。
如上所述,相对于脂肪族聚酯树脂的总重量,脂肪族聚酯树脂可以包含小于40%(上限)的式(I)表示的重复单元以外的重复单元。
因此,当含有三种以上的缩聚单体(重复单元)时,式(III)表示的二羧酸成分和式(IV)表示的二醇成分可以与其他缩聚单体(重复单元)组合使用。
可以组合使用的缩聚单体的实例包括多元羧酸成分、多元醇成分和羟基羧酸成分。其中,优选的是除式(III)表示的二羧酸成分以外的二羧酸成分、除式(IV)表示的二醇成分以外的二醇成分或单羟基单羧酸成分。
从获得高生物可降解性的观点来看,优选的是脂肪族聚酯树脂不具有交联结构。因此,优选的是,不使用三元以上的多元醇成分和三元以上的羟基羧酸成分作为缩聚单体。
如上所述,羧酸成分不仅包括羧酸,还包括羧酸衍生物,如其酸酐和酯化酸。
如上所述,作为可以与式(III)表示的二羧酸成分和式(IV)表示的二醇成分组合使用的除式(III)表示的二羧酸成分以外的其他多元羧酸成分,优选的是二羧酸成分,其具体实例如下。
可以作为缩聚单体组合使用的二羧酸是除式(III)表示的二羧酸成分以外的在分子中具有两个羧基的化合物,其实例包括,邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、氯邻苯二甲酸、硝基邻苯二甲酸、对羧基苯乙酸、对苯二乙酸、间苯二乙酸、对苯二丙酸、间苯二丙酸、间苯二(羟基乙酸)、对苯二(羟基乙酸)、邻苯二(羟基乙酸)、二苯乙酸、二苯基-p,p’-二羧酸、萘-1,4-二羧酸、萘-1,5-二羧酸、萘-2,6-二羧酸和蒽二羧酸。
另外,二羧酸以外的多元羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯四酸、萘三羧酸、萘四羧酸、芘三羧酸和芘四羧酸。
上述羧酸可以具有羧基以外的官能团,并且可以使用羧酸衍生物,如酸酐和酸酯。
可以与式(III)表示的二羧酸成分和式(IV)表示的二醇成分组合使用的除式(IV)表示的二醇成分以外的其他多元醇是除式(IV)表示的二醇成分以外的在一个分子中具有两个以上羟基的化合物。多元醇没有特别限制但可以使用以下的单体。
作为二醇,例如,可以使用十八烷二醇。
另外,作为二醇以外的多元醇,例如,可以使用线性或支化的多元醇,其实例包括乙二醇、季戊四醇、六羟甲基三聚氰胺、六羟乙基三聚氰胺、四羟甲基苯并胍胺和四羟乙基苯并胍胺。
另外,作为二醇以外的多元醇,例如,可以使用具有环状结构的多元醇,其实例包括双酚A、双酚C、双酚E、双酚F、双酚P、双酚S、双酚Z、氢化双酚、联苯二酚、萘二酚和羟苯基环己烷。不过,二醇以外的多元醇并不限于这些实例。
优选的是,作为具有环状结构的多元醇的上述双酚具有至少一个氧化烯基。氧化烯基的实例包括氧化乙烯基、氧化丙烯基和氧化丁烯基。不过,氧化烯基并不限于这些实例。其中,优选氧化乙烯基或氧化丙烯基,并且优选的是氧化烯基的加成摩尔数为1~3。在上述范围内,当用于色调剂时,脂肪族聚酯树脂的粘弹性和玻璃化转变温度趋于优选的范围内。
作为可以与式(III)表示的二羧酸成分和式(IV)表示的二醇成分组合使用的其他缩聚单体,可以使用在一个分子中具有羧基和羟基的羟基羧酸化合物。
单羟基单羧酸的实例包括羟基辛酸、羟基壬酸、羟基癸酸、羟基十一烷酸、羟基十二烷酸、羟基十四烷酸、羟基十三烷酸、羟基十六烷酸、羟基十五烷酸和羟基硬脂酸。不过,单羟基单羧酸并不限于这些实例。
另外,三元以上的羟基羧酸的实例包括苹果酸(HOOC-CH(OH)-CH2-COOH)、酒石酸(HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH)、粘酸、二羟丁基丁酸和二羟丁基丙酸。
脂肪族聚酯树脂可以包括:均聚物,其中使用了一种上述二羧酸成分和一种上述二醇成分;共聚物,其中组合了两种以上的包括上述单体在内的单体;或其混合物或其接枝聚合物,还可以具有部分支化的或交联的结构。
重均分子量
脂肪族聚酯树脂的重均分子量优选为3,000~500,000。
当重均分子量等于或大于3,000时,可以获得足够的强度;当重均分子量等于或小于500,000时,生物可降解性不会劣化。
重均分子量优选为3,500~300,000,更优选为3,500~200,000,还更优选为3,500~100,000。
熔化温度
脂肪族聚酯树脂的熔化温度优选等于或高于50℃,更优选为50℃~120℃,还更优选为60℃~110℃,进而还更优选为70℃~100℃。
当熔化温度等于或高于50℃时,脂肪族聚酯树脂的机械强度可以增大。
在该情况中,使用差示扫描量热仪来测量脂肪族聚酯树脂的熔化温度。
脂肪族聚酯树脂的制备方法
脂肪族聚酯树脂的制备方法没有特别限制,但是优选的是通过以下方法来制备脂肪族聚酯树脂。
即,制备方法包括以下过程,其中,式(III)表示的二羧酸成分与式(IV)表示的二醇成分在缩聚催化剂的存在下进行缩聚。
缩聚催化剂
作为缩聚催化剂,例如,可以使用诸如金属催化剂或水解酶等公知的缩聚催化剂。
金属催化剂的实例包括有机锡化合物、无机锡化合物、有机钛化合物、卤化有机锡化合物和稀土金属催化剂。不过,金属催化剂并不限于这些实例。
作为有机锡化合物、无机锡化合物、有机钛化合物和卤化有机锡化合物,可以使用作为缩聚催化剂而公知的材料。
作为稀土金属催化剂,有效的是含有钪(Sc)、钇(Y)或镧系元素(例如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu))的催化剂。特别是,有效的是具有烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐或三氟甲磺酸盐结构的催化剂。
作为稀土金属催化剂,优选的是具有三氟甲磺酸盐结构的催化剂,如三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸钇或镧系金属三氟甲磺酸盐。镧系金属三氟甲磺酸盐在Journal ofSynthetic Organic Chemistry,Japan,vol.53,No.5,p 44-54中有详细描述。例如,三氟甲磺酸盐由结构式X(OSO2CF3)3表示。在该式中,X表示稀土金属元素,且优选的是在稀土金属元素中,X表示钪(Sc)、钇(Y)、镱(Yb)或钐(Sm)。
当使用金属催化剂作为缩聚催化剂时,源于金属催化剂的金属在脂肪族聚酯树脂中的含量优选等于或小于10ppm,更优选等于或小于7.5ppm,还更优选等于或小于5ppm。
水解酶没有限制,只要其能够催化酯化即可。
水解酶的实例包括分类为EC(酶编号)3.1的酯酶(参见“Enzyme Handbook”,Maruo和Tamiya编著,Asakura Shoten(1982)),如羧酸酯酶、脂肪酶、磷脂酶、乙酰酯酶、果胶酯酶、胆固醇酯酶、鞣酸酶、单酰基甘油脂肪酶、内酯酶和脂蛋白脂肪酶;分类为EC 3.2并作用于糖基化合物的水解酶,如葡萄糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖醛酸酶和木糖苷酶;分类为EC 3.3的水解酶,如环氧化物水化酶;分类为EC 3.4并作用于肽键的水解酶,如氨基肽酶、糜蛋白酶、胰蛋白酶、纤溶酶和枯草杆菌蛋白酶;以及分类为EC 3.7的水解酶,如根皮素水解酶。
在酯酶中,将能够水解甘油酯并释放脂肪酸的酶具体称为脂肪酶。脂肪酶具有以下优势:其在有机溶剂中稳定,能够高产率地催化酯化过程,并能够廉价地获得。因此,当制备脂肪族聚酯树脂时,从产率和成本的观点来看,优选的是使用脂肪酶。
脂肪酶源于多种来源,但优选的是来源于有机物(如假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、无色菌属(Achromobacter)、念珠菌属(Candida)、曲霉属(Aspergillus)、根霉属(Rhizopus)和毛霉菌属(Mucor))的脂肪酶;来源于植物种子的脂肪酶;来源于动物组织的脂肪酶;胰酶;和胰脂酶。其中,更优选的是来源于假单胞菌属、念珠菌属和曲霉属的微生物的脂肪酶。
碱性催化剂的实例包括有机碱性化合物、含氮碱性化合物、诸如四丁基氢氧化膦等四烷基氢氧化膦和芳基氢氧化膦。不过,碱性化合物并不限于这些实例。
有机碱性化合物的实例包括氢氧化铵,如四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵。含氮碱性化合物的实例包括:胺(例如三乙胺和二苄基甲胺);吡啶;甲基吡啶;甲氧基吡啶;喹啉;咪唑;碱金属(如钠、钾、锂和铯)和碱土金属(如钙、镁和钡)的氢氧化物、氢化物或胺类;碱金属和碱土金属与酸的盐(如碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐和羧酸盐,或与酚羟基的盐)。
另外,例如,还可以使用与醇羟基的化合物和与乙酰丙酮的螯合物,但是碱性催化剂并不限于这些实例。
通过常用的聚合法,如水相聚合(例如,本体聚合、乳液聚合和悬浮聚合)、溶液聚合和界面聚合,来进行缩聚工序中的缩聚反应。另外,可以在大气压下进行缩聚反应。不过,为了提高聚酯的分子量,可以使用常见的条件,如减压或氮气流下。
可以将其他缩聚单体与上述成分组合使用进行缩聚而获得脂肪族聚酯树脂,只要其特性不会受到影响。其他缩聚单体的实例包括:一元羧酸、一元醇和具有不饱和键的自由基聚合性单体。由于这样的单官能单体可以保护聚酯末端,所以使得末端可以得到有效改性,并因而可以控制聚酯的特性。单官能单体可以在聚合初期使用,或在聚合过程中使用。
缩聚工序可包括上述单体和预先制备的预聚物的缩聚反应。该预聚物没有限制,只要其可以与上述单体一同熔化或混合。
生物可降解性
在本示例性实施方式中,“生物可降解性”表示脂肪族聚酯能够被微生物等降解。脂肪族聚酯树脂的生物可降解性可以利用JIS K 6950、JIS K 6951、JIS K 6953、JIS K6955、ISO 14855-2或OECD 301C中定义的方法进行评价。
在本示例性实施方式中,脂肪族聚酯树脂的生物可降解性通过以下方法进行检验:将色调剂成型为厚度为3mm的10cm2板片,将该板片埋在水分含量为50%以上的较高湿度土壤中,例如埋在不向阳的土壤(距表面的深度为15cm)中;在埋藏6个月后和12个月后,通过目视检查来判断是否保持了板片的原始结构。另外,在另一实例中进行同样的方法,在该实例中,将板片埋在较低湿度且距表面的深度为7cm的土壤中。由此来判断脂肪族聚酯树脂在不同湿度的环境中是否容易生物降解。在较低湿度且距表面深度为7cm的土壤中,优选的是板片没有保持原有的结构。
具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂(特定松香类聚酯树脂)
具有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂(特定松香类聚酯树脂)是具有来源于二羧酸成分的重复单元、来源于二醇成分的重复单元和来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂。
构成该特定松香类聚酯树脂的各个重复单元的二羧酸成分和松香二醇没有特别限制。作为二羧酸成分,可以使用如上所述的作为用于合成所述脂肪族聚酯树脂的二羧酸成分的那些二羧酸和二羧酸衍生物。另外,例如可以用公知方法由松香和环氧化合物来合成松香二醇。松香还可称作松香酸,这是因为其来源于诸如松脂等天然化合物并通常具有羧基。
特定松香类聚酯树脂的实例包括,具有来源于二羧酸成分的重复单元和来源于式(1)表示的二醇成分的重复单元的聚酯树脂。
在式(1)中,R1和R2表示氢原子或甲基。L1、L2和L3表示羰基、酯基、醚基、磺酰基、线性亚烷基、支化亚烷基、环状亚烷基、亚芳基或选自由上述基团的组合组成的组中的二价连接基团,其中L1和L2或L1和L3可一起形成环。A1和A2表示松香酯基。
式(1)表示的二醇成分是在一个分子中包含两个松香酯基的二醇化合物(下文有时称为特定松香二醇)。在式(1)中,R1和R2表示氢原子或甲基。A1和A2表示松香酯基。在本示例性实施方式中,松香酯基表示在松香中含有的羧基上除去了氢原子的残基。
当特定松香二醇中含有的松香酯基所来源于的松香具有大体积结构和高疏水性时,包含该松香酯基的特定松香类聚酯树脂具有疏水性。另外,在聚酯树脂的结构中,仅在树脂分子的端部存在羟基或羧基。因此,可以增大该树脂中松香酯基的量,而不会增加可能对色调剂的充电性质具有不良影响的羟基或羧基的量。另外,当通过使松香和二官能环氧化合物相互反应来获得特定松香二醇时,二官能环氧化合物中的环氧基与松香中的羧基的开环反应要比醇成分和松香的酯化反应更具反应性。因此,未反应的松香将几乎不会保留在特定松香类聚酯树脂中。
下文中将示出特定松香类聚酯树脂的合成方案的一个实例。在该合成方案中,通过使二官能环氧化合物与松香相互反应来合成特定松香二醇,并通过所合成的特定松香二醇与二羧酸成分的脱水缩聚来合成特定松香类聚酯树脂。在以下表示特定松香类聚酯树脂的结构式中,虚线包围的部分对应于本示例性实施方式的松香酯基。
特定松香类聚酯树脂水解为以下单体。由于该聚酯树脂是1:1混合比的二羧酸和二醇的缩合物,因而树脂的成分可以从水解产物推测出。
在式(1)中,L1、L2和L3表示羰基、酯基、醚基、磺酰基、线性亚烷基、支化亚烷基、环状亚烷基、亚芳基或选自由上述基团的组合组成的组中的二价连接基团,其中,L1和L2或L1和L3可一起形成环。
L1、L2和L3表示的线性或支化的亚烷基的实例包括具有1~10个碳原子的线性或支化的亚烷基。
L1、L2和L3表示的环状亚烷基的实例包括具有3~7个碳原子的环状亚烷基。
L1、L2和L3表示的亚芳基的实例包括亚苯基、亚萘基和亚蒽基。
线性、支化或环状的亚烷基和亚芳基的取代基的实例包括具有1~8个碳原子的烷基,和芳基,并且优选的是线性、支化或环状的烷基。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-乙基己基、2-甲基己基、环戊基、环己基和苯基。
式(1)表示的特定松香二醇可以通过公知的方法合成,例如,可以通过二官能环氧化合物和松香的反应合成。本示例性实施方式中可以使用的含环氧基的化合物是在一个分子中包含两个环氧基的二官能环氧化合物,其实例包括芳香族二醇的二环氧丙基醚、芳香族二羧酸的二环氧丙基醚、脂肪族二醇的二环氧丙基醚、脂环族二醇的二环氧丙基醚和脂环族环氧化物。
芳香族二醇的二环氧丙基醚的代表性实例包括:作为芳香族二醇成分的双酚A和如双酚A的聚氧化烯加合物等双酚A衍生物;双酚F和如双酚F的聚氧化烯加合物等双酚F衍生物;双酚S和如双酚S的聚氧化烯加合物等双酚S衍生物;间苯二酚;叔丁基邻苯二酚和联苯二酚。
芳香族二羧酸的二环氧丙基醚的代表性实例包括对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸作为芳香族二羧酸成分。
脂肪族二醇的二环氧丙基醚的代表性实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇作为脂肪族二醇成分。
脂环族二醇的二环氧丙基醚的代表性实例包括氢化双酚A、诸如氢化双酚A的聚氧化烯加合物等氢化双酚A衍生物和环己烷二甲醇作为脂环族二醇成分。
脂环族环氧化物的代表性实例包括二氧化二戊烯。
含环氧基化合物通过二醇成分和表卤代醇的反应获得,不过,取决于其用量比,含环氧基化合物可以是通过其缩聚反应获得的聚合物。
在本示例性实施方式中,松香和二官能环氧化合物的反应通过松香的羧基和二官能环氧化合物的环氧基之间的开环反应进行。此时,反应温度优选等于或高于两种成分的熔化温度,和/或优选为两种成分能够以较小偏差进行混合的温度,具体而言,通常为60℃~200℃。在该反应中,可以加入能够促进环氧基的开环反应的催化剂。
催化剂的实例包括:胺类,如乙二胺、三甲胺和2-甲基咪唑;季铵盐,如三乙基溴化铵、三乙基氯化铵和丁基三甲基氯化铵;和三苯基膦。
反应可以以多种方式进行。例如,当使用间歇法时,通常以预定的比率将松香和二官能环氧化合物投入具有加热功能并配备有冷却管、搅拌器、惰性气体入口、温度计等的烧瓶中,然后加热熔化。随后对反应物进行取样。通过检测酸值的下降来检验反应的进程,当其到达或接近化学计量端点时反应结束。
松香和二官能环氧化合物的反应比没有特别限制。不过,关于松香和二官能环氧化合物的摩尔比,优选的是,1.5摩尔~2.5摩尔的松香与1摩尔的二官能环氧化合物反应。
本示例性实施方式中使用的松香是得自于树木的树脂酸的总称,其主要成分是包含松香酸(一种三环二萜)及其异构体的天然产物。除了松香酸外,松香的成分的具体实例包括长叶松酸、新松香酸、海松酸、脱氢松香酸、异海松酸和山达海松酸。本示例性实施方式中使用的松香是上述物质的混合物。
当基于收集方法分类时,松香大概分为3种:由纸浆制得的妥尔松香、由粗制松节油制得的胶松香和由松木残干制得的木松香。作为本示例性实施方式中使用的松香,从可获得性的观点来看,优选的是胶松香和/或妥尔松香。
优选的是这些松香是经纯化的。从未纯化的松香中除去了被认为源于树脂酸的过氧化物的高分子或包含于未纯化的树脂中的不皂化物质。结果,获得了纯化松香。纯化方法没有特别限制,例如可使用公知的纯化方法。具体而言,可使用蒸馏、重结晶、萃取等。在工业上,蒸馏优选用于纯化。通常,考虑到蒸馏时间,蒸馏条件选自200℃~300℃的温度和6.67kPa以下的压力。重结晶例如通过以下过程进行:将未纯化的松香溶解在良溶剂中,通过过滤除去溶剂来获得浓溶液,并将浓溶液加入至不良溶剂中。良溶剂的实例包括:芳香烃,如苯、甲苯和二甲苯;氯化烃,如氯仿;醇,如低级醇;酮,如丙酮;和乙酸酯,如乙酸乙酯。不良溶剂的实例包括烃溶剂,如正己烷、正庚烷、环己烷和异辛烷。萃取是通过以下过程获得纯化松香的方法:将未纯化的松香溶解在碱水中来获得碱水溶液,利用有机溶剂从碱水溶液中萃取出不溶的不皂化物质,并中和水层。
作为本示例性实施方式中使用的松香,可以使用歧化松香。歧化松香是通过在歧化催化剂的存在下于高温加热含有松香酸作为主要成分的松香以除去分子中的不稳定共轭双键而得到的。其主要成分是脱氢松香酸和二氢松香酸的混合物。
歧化催化剂的实例包括多种公知的催化剂,例如,负载型催化剂,如碳负载钯、碳负载铑和碳负载铂;诸如镍或铂等金属的粉末;以及碘和碘化物,如碘化亚铁。
另外,作为本示例性实施方式中使用的松香,为了除去分子中不稳定的共轭双键,可以使用氢化松香。在氢化反应中,可以适当地选择公知的氢化反应条件。也就是,在氢化催化剂的存在下于氢气压力下加热松香。氢化催化剂的实例包括多种公知的催化剂,例如负载型催化剂,如碳负载钯、碳负载铑和碳负载铂;诸如镍或铂等金属的粉末;以及碘和碘化物,如碘化亚铁。
在制备歧化松香或氢化松香时,可以在歧化处理或氢化处理之前或之后设置上述纯化过程。
下文示出了本示例性实施方式中优选使用的特定松香二醇的示例性化合物,不过特定松香二醇不限于此。
在特定松香二醇的示例性化合物中,n表示1以上的整数。
优选的是,特定松香二醇是下式(II)表示的松香二醇。因此,优选的是,特定松香类聚酯树脂是式(II)表示的松香二醇与二羧酸的缩聚物。
在式(II)中,R1表示稳定化松香残基,或包括稳定化松香残基和一元酸基的两种基团,n表示1~6的整数。当n表示1时,R2表示氢原子,当n表示2以上时,两个R2表示氢原子,并且其余的R2表示乙酰乙酰基,或包括乙酰乙酰基和至少一种一元酸基的两种以上的基团。R3表示选自氢原子和卤原子中的至少一种,且D表示亚甲基或亚异丙基。
在式(II)中,当稳定化松香由E-COOH(E表示其中除去了羧基的稳定化松香的分子骨架)表示时,R1表示的稳定化松香残基对应于E-CO,稳定化松香残基是包含经稳定化松香改性的环氧化合物(通过环氧化合物和稳定化松香的反应获得)的酯键(-CO-O-)中的羰基(-CO-)的基团。
在这种情况下,双酚型环氧化合物的实例包括公知的环氧化合物,如双酚A型环氧化合物,双酚F型环氧化合物和双酚A型溴化环氧化合物。
稳定化松香的实例包括歧化松香、氢化松香和所谓的无色松香,这些松香是通过可选地在歧化过程、氢化过程和纯化过程中处理天然松香而获得的。
在式(II)中,n表示双酚型环氧化合物的骨架单元数,其优选为1~6的整数(1个单元~6个单元),更优选为2~5的整数(2个单元~5个单元)。当骨架单元数等于或小于6时,可以抑制式(II)表示的松香二醇的粘度增大,并可以容易地合成特定松香类聚酯树脂。双酚型环氧化合物的最低要求是骨架单元数等于或大于1。
双酚型环氧化合物与稳定化松香的混合比是相对于1摩尔当量的环氧化合物的环氧基为0.3摩尔~1.2摩尔,优选为0.5摩尔~0.9摩尔。当稳定化松香的比率等于或低于1.2摩尔时,未反应的松香可以几乎不残留在特定松香类聚酯树脂中。
在双酚型环氧化合物和稳定化松香反应时,稳定化松香可以与一元酸组合使用,或者它们可以依次加入。在这种情况下,优选的是,相对于1摩尔当量的环氧化合物的环氧基,一元酸的比率等于或低于0.7摩尔。
在式(II)中,R1表示的一元酸是在一个分子中具有一个氢原子的酸基,该氢原子可被另一阳离子取代。
作为一元酸,例如,可使用具有1~18个碳原子的饱和或不饱和脂肪族羧酸和具有6~11个碳原子的饱和或不饱和的脂环族羧酸或芳香族羧酸中的至少一种。其具体实例包括乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、月桂酸、硬脂酸、苯甲酸、叔丁基苯甲酸、六氢苯甲酸、苯乙酸、油酸和棕榈酸。
双酚型环氧化合物和稳定化松香的反应方法没有特别限制,例如可以是同时混合双酚型环氧化合物和稳定化松香的方法。通常,反应温度是180℃~240℃,反应时间为8小时~18小时。
在式(II)中,当n表示1时,R2表示氢原子;当n表示2以上时,两个R2表示氢原子,并且其余的R2表示乙酰乙酰基,或包括乙酰乙酰基和至少一种一元酸基的两种以上的基团。
也就是说,在式(II)中,当存在两个、三个或更多R2时,R2表示总共两个氢原子,这表明式(II)表示的化合物是二醇化合物。
当R2表示“乙酰乙酰基或乙酰乙酰基和至少一种一元酸基”时,乙酰乙酰基和一元酸基的比率(摩尔比)为65:35~100:0,优选为70:30~100:0(乙酰乙酰基:一元酸)。
R2表示的“乙酰乙酰基或乙酰乙酰基和至少一种一元酸基”是通过使经稳定化松香改性并具有3个以上羟基的环氧化合物(n为3以上)与双乙烯酮反应,或与双乙烯酮和至少一种一元酸基反应而获得的。
双乙烯酮用于通过与改性环氧化合物的羟基的反应来将乙酰乙酰基引入R2中。
在将乙酰乙酰基引入分子中时仅使用双乙烯酮的情况下,相对于1摩尔当量的改性环氧化合物的羟基,其用量通常为0.8摩尔当量~1.2摩尔当量,优选为1.0摩尔当量~1.1摩尔当量。
另外,当使用双乙烯酮和至少一种一元酸基时,考虑到反应的可控制性,优选的是以下方法,其中首先将一元酸基加入到具有3个以上羟基的改性环氧化合物中,然后加入双乙烯酮。
具体而言,通常,相对于1摩尔当量的改性环氧化合物的羟基,可以使用0.35摩尔当量以下、优选为0.30摩尔当量以下的一元酸基进行反应,并且相对于1摩尔当量(理论值)的残余羟基,可以使用0.8摩尔当量~1.2摩尔当量、优选为1.0摩尔当量~1.1摩尔当量的双乙烯酮进行反应。
在上述反应中,具有3个以上羟基的改性环氧化合物与一元酸基酯化的条件可以与环氧化合物与稳定化松香酯化的条件相同。在与稳定化松香酯化后,可以进行与一元酸基的酯化。另外,双乙烯酮的反应温度优选为40℃~80℃,其反应时间优选为1小时~3小时。
由于酯化全程均在高温下进行,因而优选的是酯化在诸如氮气等惰性气体氛围中进行。另外,例如,可选地使用着色抑制剂或抗氧化剂等,并且可选地在各个反应工序中使用催化剂。另外,反应可以在诸如甲苯或二甲苯等惰性溶剂中进行。
在式(II)中,R3表示选自氢原子和卤原子中的至少一种,D表示亚甲基或亚异丙基。
式(II)中的两个R1可以彼此相同或不同。另外,两个以上的D和R3可以分别彼此相同或不同。另外,当式(II)中的R2表示两个以上乙酰乙酰基,或包括乙酰乙酰基和至少一种一元酸基的两种以上的基团时,即当n表示3以上时,除表示氢原子的两个R2以外的R2可以彼此相同或不同。
其次,作为构成特定松香类聚酯树脂中来源于二羧酸成分的重复单元的二羧酸成分,可以使用选自由芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸组成的组中的至少一种。
其实例包括:芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二羧酸或2,6-萘二羧酸;脂肪族二羧酸,如乙二酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、二聚酸、具有支链和1~20个碳原子的烷基丁二酸,以及具有支链和具有1~20个碳原子的烯基的烯基丁二酸;以及上述酸的酸酐和烷基(1~3个碳原子)酯。其中,从色调剂的耐久性和定影性和着色剂的分散性的观点来看,优选的是芳香族羧酸化合物。
在本示例性实施方式中,作为二醇成分,特定松香二醇可以与其他二醇成分组合使用。在本示例性实施方式中,从机械强度的观点来看,特定松香二醇在二醇成分中的含量优选为10摩尔%~100摩尔%,更优选为20摩尔%~90摩尔%。
作为特定松香二醇以外的其他二醇成分,可以将选自由脂肪族二醇和醚化二酚组成的组中的至少一种在不损害色调剂性能的范围内使用。
脂肪族二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、2-乙基-2-甲基丙烷-1,3-二醇、2-丁基-2-乙基丙烷-1,3-二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲基丙酸酯、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇和聚丙二醇。脂肪族二醇可以单独使用,或两种以上组合使用。
另外,在本示例性实施方式中,醚化二酚可以进一步与脂肪族二醇组合使用。醚化二酚是通过双酚A和氧化烯的加成反应获得的二醇,其中氧化乙烯或氧化丙烯用作氧化烯。在这种情况下,相对于1摩尔的双酚A,优选的是氧化烯的平均加成摩尔数为2摩尔~16摩尔。
特定松香类聚酯树脂可以用公知的制备方法使用二羧酸成分和二醇成分作为原料来制备,所述制备方法例如为上文作为脂肪族聚酯树脂的合成方法而描述的酯交换法或直接酯化法。在合成时,可以使用上述缩聚催化剂作为催化剂。相对于100份(总量)的二羧酸成分和二醇成分,催化剂的加入量优选为0.01份~1.5份,更优选为0.05份~1.0份。反应温度优选为180℃~300℃。
从色调剂的定影性、保存性和耐久性的观点来看,特定松香类聚酯树脂的软化温度优选为80℃~160℃,更优选为90℃~150℃。另外,从色调剂的定影性、保存性和耐久性的观点来看,特定松香类聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为35℃~80℃,更优选为40℃~70℃。通过改变原料单体的组成、聚合引发剂、分子量或催化剂量,或选择反应条件,可以容易地调整软化温度和玻璃化转变温度。
特定松香类聚酯树脂可以是改性聚酯。改性聚酯的实例包括在日本特开平11-133668号公报、日本特开平10-239903号公报和日本特开平8-20636号公报中公开的方法中用苯酚、氨基甲酸酯或环氧类等接枝或嵌段的聚酯。
在本示例性实施方式的色调剂中,优选的是脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂以下述比率使用。
即,优选的是,脂肪族聚酯树脂与特定松香类聚酯树脂的含量比以重量计是5/95~40/60(脂肪族聚酯树脂/特定松香类聚酯树脂)。当脂肪族聚酯树脂与特定松香类聚酯树脂的含量比等于或大于5/95时,可以提高色调剂的生物可降解性,当该含量比等于或小于40/60时,可容易地保持色调剂的强度。
脂肪族聚酯树脂与特定松香类聚酯树脂的含量比更优选为6/94~30/70,还更优选为8/92~20/80。
通过使用脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂作为色调剂的粘合剂树脂,可以保持强度,并获得具有满意的生物可降解性的色调剂。
在本示例性实施方式的色调剂中,上述粘合剂树脂可以与其他粘合剂树脂组合使用,其他粘合剂树脂例如为公知的粘合剂树脂,如苯乙烯-丙烯酸树脂等乙烯基树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂或聚氨酯树脂。在这种情况下,优选的是,本示例性实施方式的特定松香类聚酯树脂在粘合剂树脂中的含量等于或大于70%,更优选等于或大于90%,实际上还更优选等于100%。
本示例性实施方式的色调剂包含脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂,可选地还可包含其他成分,如着色剂、防粘剂或外添剂。
着色剂
本示例性实施方式中采用的着色剂可以是染料或颜料,但从耐光性和耐水性的观点来看,优选的是颜料。
着色剂的优选实例包括公知的颜料,如炭黑、苯胺黑、苯胺蓝、Calco油蓝、铬黄、群青、杜邦油红、喹啉黄、亚甲基蓝、酞菁蓝、孔雀石绿草酸盐、灯黑、玫瑰红、喹吖啶酮、联苯胺黄、C.I.颜料红185、C.I.颜料红238、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄74、C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:3。
优选的是,相对于100重量份的粘合剂树脂,着色剂在色调剂中的含量为1重量份~30重量份。另外,可选的是,可以使用经表面处理的着色剂或颜料分散剂。通过选择着色剂的种类,可以获得黄色色调剂、品红色色调剂、青色色调剂或黑色色调剂。
防粘剂的实例包括:石蜡,如低分子量聚丙烯或低分子量聚乙烯;硅酮树脂;松香;米蜡和巴西棕榈蜡。防粘剂的熔化温度优选为50℃~100℃,更优选为60℃~95℃。防粘剂在色调剂中的含量优选为0.5重量%~15重量%,更优选为1.0重量%~12重量%。当防粘剂的含量等于或大于0.5重量%时,可以在无油定影时抑制剥离不良。当防粘剂的含量等于或小于15重量%时,色调剂的流动性不会劣化,并且可以改善形成的图像的品质和可靠性。
作为电荷控制剂,例如,使用公知的电荷控制剂,可以使用包含偶氮类金属络合物、水杨酸的金属络合物和极性基团的树脂型电荷控制剂。
作为外添剂,色调剂颗粒可以包含白色无机粉末以改善流动性。合适的无机粉末的实例包括:二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、硅砂、粘土、云母、钙硅石、硅藻土、氧化铬、二氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅的粉末,但是特别优选的是二氧化硅粉末。通常,相对于100份色调剂,无机粉末在色调剂中的含量为0.01份~5份,优选为0.01份~2.0份。另外,无机粉末可以与如二氧化硅、钛、树脂颗粒(聚苯乙烯树脂、PMMA树脂或三聚氰胺树脂等的颗粒)和氧化铝等公知的材料组合使用。另外,作为清洁活化剂,可以加入以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸金属盐或氟聚合物颗粒。
色调剂颗粒
本示例性实施方式的色调剂的形状系数SF1优选为110~150,更优选为120~140。
上述形状系数SF1是通过下表达式(S)得到的。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100 …表达式(S)
在表达式(S)中,ML表示色调剂的绝对最大长度,A表示色调剂的投影面积。
SF1的数值通过使用图像分析仪对显微图像或扫描电子显微(SEM)图像进行分析来获得。例如,数值可以如下进行计算。即,通过摄像机将分散在载玻片表面上的颗粒的光学显微图像输入Luzex图像分析仪,获得100个颗粒的最大长度和投影面积,并使用上述表达式(S)进行计算,由此获得其平均值。结果,获得了SF1的数值。
本示例性实施方式的色调剂的体积平均粒径优选为8μm~15μm,更优选为9μm~14μm,还更优选为10μm~12μm。
使用孔径为50μm的Coulter Multisizer(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量体积平均直径。此时,在使用超声波用30秒以上将色调剂分散到电解质水溶液(等压水溶液)中后测量色调剂。
本示例性实施方式的色调剂的制备方法没有特别限制,但是色调剂颗粒可以使用诸如干法(如混炼粉碎法)和湿法(如乳液凝集法和悬浮聚合法)等公知的方法制备,可选地向色调剂颗粒中加入外添剂,从而获得色调剂。
在上述混炼粉碎法中,首先,将粘合剂树脂、着色剂和防粘剂等的成分混合、熔化并混炼。熔融混炼机的实例包括三辊型、单螺杆型、双螺杆型和班布里混合机型。所获得的混炼物进行粗粉碎,并使用诸如微粉磨、Ulmax、喷射式微粉磨机、气流粉碎机、Kryptron或涡轮式粉碎机等粉碎机进行细粉碎,然后使用诸如Elbow-jet、Microplex或DS分离机等分级机进行分级。结果,获得了色调剂。
在本示例性实施方式的色调剂中,为了同时保持色调剂的强度并抑制脂肪族聚酯树脂的生物可降解性的劣化,优选的是,将脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂无偏差地混合在色调剂中。为了使色调剂具有上述构成,优选的是用诸如乳液凝集法和悬浮聚合法等湿法制备色调剂。
乳液凝集法可以包括:使色调剂的原料乳化并形成树脂颗粒(乳化颗粒)的乳化工序;形成包含树脂颗粒的凝集体的凝集工序;和使凝集体融合的融合工序。
乳化工序
例如,可通过对混合有水性介质和粘合剂树脂的溶液施加剪切力的分散器来制备树脂颗粒分散液。此时,通过将树脂成分加热至较低的粘度来形成颗粒。另外,为了使所分散的树脂颗粒稳定,可以使用分散剂。
另外,当将树脂溶解于在水中具有较低溶解度的油类溶剂中时,将树脂溶解在该溶剂中,并用分散剂和聚合物电解质将其颗粒分散在水中,然后在减压下加热以使溶剂蒸发。结果,制备出树脂颗粒分散液。
在这种情况下,当制备树脂颗粒分散液时,优选的是,以上述的混合比来混合至少用作粘合剂树脂的脂肪族聚酯树脂和特定松香类聚酯树脂。不过,诸如混合顺序等混合条件没有特别限制。
水性介质的实例包括诸如蒸馏水或离子交换水等水和醇类,优选的是仅为水。
另外,乳化工序中使用的分散剂的实例包括:水溶性聚合物,如聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠或聚(甲基丙烯酸钠);表面活性剂,如阴离子型表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠或硬脂酸钾)、阳离子型表面活性剂(如月桂基胺乙酸盐、硬脂基胺乙酸盐或月桂基三甲基氯化铵)、两性离子型表面活性剂(如月桂基二甲基氧化胺)或非离子型表面活性剂(如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚或聚氧乙烯烷基胺);和无机盐,如磷酸三钙、氢氧化铝、硫酸钙、碳酸钙或碳酸钡。
用于制备乳液的分散器的实例包括均质机、高速搅拌机、压力混炼机、挤出机和介质分散机。关于树脂颗粒的尺寸,其平均粒径(体积平均粒径)优选低于或等于1.0μm,更优选为60nm~300nm,还更优选为150nm~250nm。当体积平均粒径小于60nm时,树脂颗粒在分散液中稳定化,并由此可使树脂颗粒的凝集变得困难。另外,当体积平均粒径大于1.0μm时,树脂颗粒的凝集性得到改善并容易制备树脂颗粒。不过,色调剂粒径的分布可能变宽。
在制备防粘剂颗粒分散液时,将防粘剂与离子型表面活性剂和诸如高分子酸和高分子碱等高分子电解质一起分散在水中,在等于或高于防粘剂的软化温度的温度下加热所得物,然后利用施加强剪切力的均质器和压力挤出型分散器进行分散。通过上述工序获得了防粘剂颗粒分散液。在分散时,可以向分散液中加入无机化合物,如聚氯化铝。无机化合物的优选实例包括聚氯化铝、硫酸铝、碱式氯化铝(BAC)、聚氢氧化铝和氯化铝。其中,优选的是聚氯化铝和硫酸铝。防粘剂颗粒分散液用于乳液凝集法,在用悬浮聚合法制备色调剂时也可以使用。
通过该分散处理,获得了具有体积平均粒径为1μm以下的防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。更优选的是,防粘剂颗粒的体积平均粒径为100nm~500nm。
当体积平均粒径小于100nm时,通常,尽管受到要使用的粘合剂树脂的性质的影响,但是仍难以将防粘剂成分混入色调剂中。另外,当体积平均粒径大于500nm时,防粘剂在色调剂中的分散状态可能不充分。
在制备着色剂颗粒分散液时,可以使用公知的分散方法。例如,可使用诸如旋转剪切均质器、具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨或Ultimzer等一般分散设备,但是分散方法不限于此。着色剂与离子型表面活性剂和诸如高分子酸和高分子碱等高分子电解质一起分散在水中。所分散的着色剂颗粒的体积平均粒径可以等于或小于1μm,但优选为80nm~500nm,因为着色剂将均匀地分散在色调剂中而不损害凝集性。
凝集工序
在凝集工序中,混合树脂颗粒分散液、着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液等来获得混合物,并在树脂颗粒的玻璃化转变温度以下加热该混合物,并使之凝集来形成凝集颗粒。凝集颗粒是通过在搅拌混合物的同时将混合物的pH值调整到酸性来形成的。pH值优选为2~7。此时,使用促凝剂也是有效的。
在凝集工序中,可以一次或分多次加入并混合防粘剂颗粒分散液和诸如树脂颗粒分散液等其他各种分散液。
作为促凝剂,可优选使用:与用作分散剂的表面活性剂的极性相反的表面活性剂、无机金属盐和二价以上的金属络合物。尤其是,特别优选金属络合物,因为可降低表面活性剂的用量,并改善充电性能。
无机金属盐的优选实例包括铝盐及其聚合物。为了获得更窄的粒径分布,二价无机金属盐比一价无机金属盐更为优选,三价无机金属盐比二价无机金属盐更为优选,四价无机金属盐比三价无机金属盐更为优选。另外,当比较同样价态的无机金属盐时,更优选的是聚合物型的无机金属盐聚合物。
另外,在凝集颗粒具有所需的粒径后,加入树脂颗粒分散液(被覆工序)。结果,制备出具有如下构造的色调剂,其中芯部凝集颗粒的表面被覆上树脂。在这种情况下,防粘剂和着色剂不容易露出至色调剂的表面,这从充电性和显影性的观点来看是优选的。当添加追加的的成分时,在其加入前后可以加入促凝剂来调整pH值。
融合工序
在融合工序中,在基于凝集工序的搅拌条件下,通过将凝集颗粒的悬浮液的pH值提高到3~9,来使凝集停止。然后,在树脂的玻璃化转变温度以上进行加热,以使凝集颗粒融合。另外,当树脂用于被覆时,树脂也发生融合并被覆芯部凝集颗粒。加热时间可以根据融合程度决定,可以是约0.5小时~10小时。
融合后,进行冷却来获得融合颗粒。另外,在冷却工序中,可以在树脂的玻璃化转变温度附近(玻璃化转变温度±10℃的范围)降低冷却速率,也就是,可以进行所谓的缓慢冷却以促进结晶。
在融合后获得的融合颗粒可以进行如过滤等固液分离工序,并可选地进行清洁工序和干燥工序以获得色调剂颗粒。当不向色调剂颗粒中加入外添剂时,所获得的色调剂颗粒可用作色调剂。
外添剂加入工序
可选地,可以向所获得的色调剂颗粒中加入诸如流化剂或助剂等外添剂。作为外添剂,可使用上述公知的颗粒。
静电荷图像显影剂
本示例性实施方式的显影剂至少包含本示例性实施方式的色调剂。
本示例性实施方式的色调剂可用作单组份显影剂或双组份显影剂。当用作双组份显影剂时,将本示例性实施方式的色调剂与载体混合。
可用于双组份显影剂的载体没有特别限制,可以使用公知的载体。例如,可以使用如下的载体:树脂被覆载体,其在诸如氧化铁、镍或钴等磁性金属和诸如铁氧体或磁铁矿等磁性氧化物形成的芯材表面具有树脂涂层;和磁粉分散型载体。另外,还可使用树脂分散型载体,其中导电性材料等分散在基质树脂中。
在双组份显影剂中,根据本示例性实施方式,色调剂和载体的混合比(重量比)优选为1:100~30:100(色调剂:载体),更优选为3:100~20:100。
图像形成装置和图像形成方法
接下来,将描述使用本示例性实施方式的显影剂的本示例性实施方式的图像形成装置。
本示例性实施方式的图像形成装置包括:潜像保持体;使所述潜像保持体的表面充电的充电单元;在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像的静电潜像形成单元;包含本示例性实施方式的显影剂并通过使用本示例性实施方式的显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像的显影单元;将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印单元;和使所述色调剂图像定影在所述记录介质上的定影单元。
本示例性实施方式的图像形成方法是利用本示例性实施方式的图像形成装置进行的,包括:使潜像保持体的表面充电的充电工序;在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像的潜像形成工序;通过使用本示例性实施方式的显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像的显影工序;将所述色调剂图像转印到记录介质上的转印工序;和使所述色调剂图像定影在所述记录介质上的定影工序。
另外,在图像形成装置中,例如,包括显影单元的部分可以具有能够在图像形成装置主体中装卸的盒结构(处理盒)。作为处理盒,优选使用本示例性实施方式的处理盒,其包括显影单元并能够在图像形成装置中装卸,所述显影单元包含本示例性实施方式的显影剂并通过使用该显影剂使图像保持体表面上形成的静电潜像显影而形成色调剂图像。
下文将描述本示例性实施方式的图像形成装置的实例,但是其不限于本示例性实施方式。另外,将描述附图中的主要部件,并将省略其他部件的描述。
图1是示出了四串联式彩色图像形成装置的构造的示意图。图1所示的图像形成装置包括第一到第四电子照相图像形成单元10Y、10M、10C和10K,其基于分色图像数据而输出包括黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)在内的各个颜色的图像。这些图像形成单元(下文有时称为“单元”)10Y、10M、10C和10K以预定的间隔并排设置。单元10Y、10M、10C和10K可以是能够在图像形成装置主体中装卸的处理盒。
在各个单元10Y、10M、10C和10K的上侧(附图中),作为中间转印体的中间转印带20延伸通过各个单元。中间转印带20以与中间转印带20的内表面接触的方式卷绕在驱动辊22和支撑辊24上,并在从第一单元10Y至第四单元10K的方向上运行,其中这些辊被设置成在附图中从左向右的方向上彼此远离。在这种情况下,通过弹簧(未示出)使支撑辊24沿远离驱动辊22的方向偏置,并将预定的张力施加在卷绕在两个辊上的中间转印带20上。另外,在中间转印带20的潜像保持体一侧,将中间转印体清洁设备30设置为与驱动辊22相对。
另外,可将色调剂盒8Y、8M、8C和8K中含有的包括黄色、品红色、青色和黑色四种颜色的色调剂分别供给至各单元10Y、10M、10C和10K的显影设备(显影单元)4Y、4M、4C和4K中。
由于第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有同样的构造,因而将第一单元10Y作为代表性实例进行说明,其设置在中间转印带的运行方向的上游侧,并形成黄色图像。另外,与第一单元10Y中相同的部件以附加符号M(品红色)、C(青色)和K(黑色)代替符号Y(黄色)的附图标记表示,将不再重复第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y包括用作潜像保持体的感光体1Y。在感光体1Y的周围,依次设置:充电辊2Y,其将感光体1Y的表面充电至预定电势;曝光设备3,其使充电表面对基于分色图像信号暴露至激光束3Y,以形成静电潜像;显影设备(显影单元)4Y,其将充电的色调剂供给至静电潜像上,以使静电潜像显影;一次转印辊5Y(一次转印单元),其将显影的色调剂图像转印到中间转印带20上;和感光体清洁设备(清洁单元)6Y,其清除在一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
在这种情况下,将一次转印辊5Y设置在中间转印带20的内侧,并与感光体1Y相对。另外,使施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别与一次转印辊5Y、5M、5C和5K相连接。控制器(未示出)控制各偏压电源,以改变施加在各一次转印辊上的一次转印偏压。
下文中将描述第一单元10Y形成黄色图像的操作。首先,在操作前,通过充电辊2Y使感光体1Y的表面充电至约-600V~约-800V的电势。
通过将感光层层积到导电性基体(20℃时体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)上来形成感光体1Y。通常,这种感光层具有高电阻(与常用树脂的电阻相似),并具有以下性质:当用激光束3Y照射时,用激光辐照部分的比电阻会改变。因此,感光体1Y的充电表面将按照控制器(未示出)输出的黄色图像数据通过曝光设备3用激光束3Y照射。将光束3Y发射至感光体1Y表面上的感光层上。结果,在感光体1Y表面上形成了具有黄色印刷图案的静电潜像。
静电潜像是通过充电在感光体1Y的表面上形成的图像,该图像是通过下述过程形成的所谓的负潜像:感光层上受激光束3Y照射的部分的比电阻降低,使电荷在感光体1Y表面上流动,而在未受到激光束3Y照射的部分上保留有电荷。
以这种方式在感光体1Y上形成的静电潜像随感光体1Y的运动而转动至预定的显影位置。在该显影位置,利用显影设备4Y使感光体1Y上的静电潜像可视化(显影)。
通过在显影设备4Y中进行搅拌而使显影设备4Y中含有的黄色显影剂摩擦充电,使其包含与感光体1Y上的电荷极性相同(负极性)的电荷,并保持在显影剂辊上(显影剂保持体)。随着感光体1Y的表面经过显影设备4Y,黄色色调剂经静电作用附着在感光体1Y上被除电的潜像部分。由此,利用黄色色调剂使潜像显影。其上形成了黄色色调剂图像的感光体1Y以预定的速率运行,并将感光体1Y上显影的色调剂图像输送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色色调剂图像输送至一次转印位置时,将预定的一次转印偏压施加到一次转印辊5Y上,对色调剂图像施加从感光体1Y到一次转印辊5Y的方向的静电力,并将感光体1Y上的色调剂图像转印到中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂的负极性相反的正极性,例如在第一单元10Y中,该转印偏压由控制器(未示出)控制为约10μA。
同时,利用清洁设备6Y除去并回收残留在感光体1Y上的色调剂。
另外,还按照第一单元对施加到第二至第四单元10M~10K的一次转印辊5M、5C和5K上的一次转印偏压进行控制。
以这种方式,其上在第一单元10Y中转印了黄色色调剂图像的中间转印带20依次通过第二至第四单元10M、10C和10K,并且转印并层积了各个颜色的色调剂图像。
其上通过第一至第四单元转印了多层四色色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部,其包括中间转印带20、与中间转印带20的内侧接触的支撑辊24和设置在中间转印带20的图像保持表面一侧的二次转印辊(二次转印单元)26。同时,通过供给机构以预定的时间将记录纸(转印介质)P供给到二次转印辊26和中间转印带20之间的间隙部分,并对支撑辊24施加预定的二次转印偏压。此时施加的转印偏压具有与色调剂的极性相同的负性。在从中间转印带20到记录纸P的方向上对多层色调剂图像施加静电力,并将中间转印带20上的多层色调剂图像转印到记录纸P上。根据对二次转印部的电阻进行检测的电阻检测单元(未示出)检测出的电阻来确定和控制二次转印偏压。
接下来,记录纸P被输送到定影设备(定影单元)28。多层彩色色调剂图像被加热熔化,并定影在记录纸P上。通过供应辊(排出辊)32向排出部输送其上定影有彩色图像的记录纸P,由此完成一系列的彩色图像形成操作。
在上述图像形成装置的实例中,通过中间转印带20将多层色调剂图像转印到记录纸P上,但本示例性实施方式不限于这种构造。色调剂图像可以直接从感光体转印到记录介质上。
处理盒和色调剂盒
图2是示出了包含本示例性实施方式的显影剂的处理盒的优选构造实例的示意图。在处理盒200中,感光体107、充电辊108、显影设备111、感光体清洁设备(清洁单元)113、曝光用开口118以及除电曝光用开口117通过安装轨116进行组合并一体化。
处理盒200能够在包括转印设备112、定影设备115和其他部件(未示出)的图像形成装置中装卸,并与图像形成装置主体一起构成图像形成装置。另外,附图标记300表示记录介质。
图2中所示的处理盒200包括感光体107、充电辊108、显影设备111、感光体清洁设备113、曝光用开口118以及除电曝光用开口117,但是这些部件可以有选择地进行组合。本示例性实施方式的处理盒包括显影设备111和选自由感光体107、充电辊108、感光体清洁设备(清洁单元)113、曝光用开口118以及除电曝光用开口117组成的组中的至少一种。
接下来将描述本示例性实施方式的色调剂盒。
色调剂盒能够在图像形成装置中装卸,并容纳至少一种色调剂,该色调剂供给至图像形成装置内部设置的显影单元,其中,该色调剂是本示例性实施方式的色调剂。色调剂盒容纳至少一种色调剂,并且取决于图像形成装置的机理,可以容纳例如显影剂。
在图1中,色调剂盒8Y、8M、8C和8K能够在图像形成装置中装卸,并且显影设备4Y、4M、4C和4K通过显影剂供给管(未示出)与对应于各个显影设备(颜色)的色调剂盒相连接。另外,当色调剂盒中容纳的显影剂的量过少时,可以用另一色调剂盒来替换该色调剂盒。
实施例
下文将参照实施例具体描述本示例性实施方式,但本示例性实施方式并不限于下述实施例。另外,除非另有规定,否则“份”和“%”表示“重量份”和“重量%”。
各种物理性质的测量方法
软化温度的测量
使用恒定负载孔型流动测试仪CFT-500(由Shimadzu Corporation制造),在模具孔径为0.5mm、加压负载为0.98MPa(10Kg/cm2)且升温速率为1℃/分钟的条件下,在使1cm3大小的样品熔化并流出时,将软化温度作为与流出开始点和流出结束点之间的高度的一半相对应的温度测得。
熔化温度的测量
使用“DSC-20”(由SEICO Electronics制造)测量玻璃化转变温度,在一定的升温速率(10℃/分钟)下将10mg样品加热进行测量。
重均分子量Mw和数均分子量Mn的测量
使用两个“HLC-8120 GPC,SC-8020(由Tosoh Corporation制造,6.0mm ID×15cm)”,并使用四氢呋喃(THF)作为洗脱剂。使用RI检测仪在以下条件下进行测试:样品浓度为0.5%;流动速率为0.6ml/分钟;样品注射量为10μl;且测量温度为40℃。
另外,由十种“聚苯乙烯标样,TSK标准”准备校准曲线:“A-500”、“F-1”、“F-10”、“F-80”、“F-380”、“A-2500”、“F-4”、“F-40”、“F-128”和"F-700"(由Tosoh Corporation制造)。
酸值的测量
根据JIS K0070使用中和分析来测量酸值。即,分离出适量的样品,并向其中加入100ml溶剂(乙醚和乙醇的混合溶液)和若干滴指示剂(酚酞溶液),然后在冷浴中振荡混合直至样品完全溶解。该溶液用0.1摩尔/升氢氧化钾乙醇溶液进行滴定。当指示剂保持浅粉色30秒时结束测量。当A表示酸值、S(g)表示样品量,B(ml)表示0.1摩尔/升氢氧化钾乙醇溶液,且f表示0.1摩尔/升氢氧化钾乙醇溶液的系数时,通过表达式A=(B×f×5.611)/S计算酸值。
脂肪族聚酯树脂A(树脂A)的制备
将46份癸二酸、45份1,3-丙二醇和0.2摩尔%二丁基氧化锡投入配备有搅拌设备、温度计和冷却管的缩聚设备中的1L三颈烧瓶中,随后在140℃、减压下进行缩聚。8小时后,当测量物理性质时,分子量Mw为27,000,熔化温度为83℃。
在这种情况下,二丁基氧化锡的加入量是相对于聚合性单体(癸二酸和1,3-丙二醇)的总摩尔数的加入量。
脂肪族聚酯树脂B(树脂B)的制备
将63份十二烷二酸、21份1,6-己二醇和0.2摩尔%十二烷基苯磺酸投入配备有搅拌设备、温度计和冷却管的缩聚设备中的1L三颈烧瓶中,随后在150℃、减压下进行缩聚。8小时后,当测量物理性质时,分子量Mw为35,000,熔化温度为75℃。
在这种情况下,十二烷基苯磺酸的加入量是相对于聚合性单体(十二烷二酸和1,6-己二醇)的总摩尔数的加入量。
特定松香类聚酯树脂C(树脂C)的制备
特定松香二醇(1)的合成
将120g双酚A二环氧丙基醚(商品名:jER828,由Mitsubishi Chemical Corporation制造)、作为松香成分的经蒸馏纯化的250g松香和作为催化剂的四乙基溴化铵投入配备有搅拌设备、加热设备、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,并加热至140℃。然后,使松香的羧基和环氧化合物的环氧基相互反应,从而进行环氧环的开环反应。反应在同样的温度下进行4小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g时停止。结果,获得了特定松香二醇(1)。
树脂C的合成
将作为二醇成分的300g特定松香二醇(1)、作为二羧酸成分的38g对苯二甲酸、24g间苯二甲酸和作为催化剂的0.3g二丁基氧化锡投入配备有搅拌设备、加热设备、温度计、分馏器和氮气引入管的不锈钢反应容器中,然后在搅拌下于240℃在氮气氛围中进行缩聚7小时。经确认,Mw达到了27,000,酸值达到了15.1mg/KOH,且合成了树脂C。在150℃将由此合成的2g树脂C于10ml重二甲亚砜和2ml氢氧化钠的重甲醇溶液(7N)中进行加热3小时,并进行水解。然后,向其中加入重水,进行1H-NMR测量,经确认,树脂C由装入的特定松香二醇(1)、对苯二甲酸和间苯二甲酸组成。
比较用松香类聚酯树脂D(树脂D)的合成
40份的双酚A氧化乙烯2摩尔加合物和215份的双酚A氧化丙烯2摩尔加合物作为二醇成分;40份对苯二甲酸二甲酯、19份偏苯三酸酐和25份的马来酸改性松香作为二羧酸成分;0.2份钛酸四正丁酯作为催化剂;将这些成分投入配备有搅拌设备、加热设备、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,随后在搅拌下于230℃在氮气氛围中进行缩聚7小时。结果,获得了树脂D。当测量树脂D的物理性质时,Tg为52℃,Mw为15,000,且酸值为21mg KOH/g。
特定松香类聚酯树脂E(树脂E)的制备
特定松香二醇(2)的合成
77份1,6-己二醇二环氧丙基醚(商品名:EX-212,由Nagase ChemteX Corporation制造)作为二官能环氧化合物、200份歧化松香(商品名:Pine Crystal KR614,由ArakawaChemical Industries,Ltd.制造)作为松香成分;1.5份四乙基溴化铵(由TOKYOCHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造)作为催化剂;将这些成分投入配备有搅拌设备、加热设备、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,并加热至130℃。然后,使松香的酸基和环氧化合物的环氧基进行开环反应。反应在同样的温度下进行5小时,并在酸值达到0.5mg KOH/g时停止。结果,获得了特定松香二醇(2)。
树脂E的合成
以与树脂C的合成方法相同的方式合成树脂E(Mw:34,000,酸值:10.5mg/KOH),不同之处在于使用特定松香二醇(2)代替特定松香二醇(1)。
脂肪族聚酯树脂F(树脂F)的制备
以与脂肪族聚酯树脂A(树脂A)的制备方法相同的方式制备脂肪族聚酯树脂F(树脂F),不同之处在于使用癸二醇代替1,3-丙二醇。
脂肪族聚酯树脂G(树脂G)的制备
以与脂肪族聚酯树脂B(树脂B)的制备方法相同的方式制备脂肪族聚酯树脂G(树脂G),不同之处在于使用十八烷二醇代替1,6-己二醇。
脂肪族聚酯树脂的重复单元
关于脂肪族聚酯树脂A、脂肪族聚酯树脂B、脂肪族聚酯树脂F和脂肪族聚酯树脂G,式(I)表示的重复单元中A和B的碳原子数之和在表1中的“(1)脂肪族聚酯”的“碳原子数”一项中示出。
使用树脂A的树脂颗粒分散液(a)的制备
将作为表面活性剂的0.5份软式十二烷基苯磺酸钠加入到100份树脂A中,并进一步向其中加入300份离子交换水。在加热至80℃的同时,使用均质器(由IKA JapanK.K制造,ULTRA-TURRAX T50)将所得物在玻璃圆底烧瓶中充分混合并分散。然后,使用0.5摩尔/升的氢氧化钠水溶液将体系的pH值调整到5.0。在使用均质器继续搅拌的同时将所得物加热至95℃。结果,获得了具有平均粒径为250nm的树脂颗粒且固体含量为20%的树脂颗粒分散液(a)。
使用树脂B的树脂颗粒分散液(b)的制备
以与树脂颗粒分散液(a)的制备方法相同的方式制备使用树脂B的树脂颗粒分散液(b),不同之处在于树脂A变为树脂B。
使用树脂C的树脂颗粒分散液(c)的制备
将作为表面活性剂的0.5份软式十二烷基苯磺酸钠加入到100份树脂C中,并进一步向其中加入300份离子交换水。在加热至80℃的同时,使用均质器(由IKA JapanK.K制造,ULTRA-TURRAX T50)将所得物在玻璃圆底烧瓶中充分混合并分散。然后,使用0.5摩尔/升的氢氧化钠水溶液将体系的pH值调整到5.0。在使用均质器继续搅拌的同时将所得物加热至98℃。结果,获得了树脂C的乳化分散液。获得了具有平均粒径为168nm的树脂颗粒且固体含量为20%的树脂颗粒分散液(c)。
使用树脂D的树脂颗粒分散液(d)的制备
将作为表面活性剂的0.5份软式十二烷基苯磺酸钠加入到100份树脂D中,并进一步向其中加入300份离子交换水。在加热至80℃的同时,使用均质器(由IKA JapanK.K制造,ULTRA-TURRAX T50)将所得物在玻璃圆底烧瓶中充分混合并分散。然后,使用0.5摩尔/升的氢氧化钠水溶液将体系的pH值调整到5.0。在使用均质器继续搅拌的同时将所得物加热至92℃。结果,获得了树脂D的乳化分散液。获得了具有平均粒径为125nm的树脂颗粒且固体含量为20%的树脂颗粒分散液(d)。
使用树脂E的树脂颗粒分散液(e)的制备
以与树脂颗粒分散液(c)的制备方法相同的方式制备使用树脂E的树脂颗粒分散液(e),不同之处在于树脂C变为树脂E。
使用树脂F的树脂颗粒分散液(f)的制备
以与树脂颗粒分散液(a)的制备方法相同的方式制备使用树脂F的树脂颗粒分散液(f),不同之处在于树脂A变为树脂F。
使用树脂G的树脂颗粒分散液(g)的制备
以与树脂颗粒分散液(a)的制备方法相同的方式制备使用树脂G的树脂颗粒分散液(g),不同之处在于树脂A变为树脂G。
着色剂颗粒分散液(P1)的制备
青色颜料(由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造,铜酞菁,C.I.颜料蓝15:3):50份
阴离子型表面活性剂(由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.制造,NEOGENR):5份
离子交换水:200份
将上述成分混合并溶解,并使用均质器(由IKA Japan K.K制造,ULTRA-TURRAX)分散5分钟,并在超声浴中分散10分钟。结果,获得了具有平均粒径为190nm的着色剂颗粒且固体含量为20%的着色剂颗粒分散液(P1)。
防粘剂颗粒分散液(W1)的制备
硫酸十二烷基酯:30份
离子交换水:852份
混合上述成分,制得硫酸十二烷基酯水溶液。
棕榈酸:188份
季戊四醇:25份
除了硫酸十二烷基酯水溶液之外,混合上述成分,加热至250℃并溶解。然后,将所得物加入至硫酸十二烷基酯水溶液中,使用均质器(由IKA Japan K.K制造,ULTRA-TURRAX)乳化5分钟,并进一步在超声浴中分散15分钟。将乳液投入烧瓶中,并在搅拌下于70℃保持15小时。
结果,获得了具有平均粒径为200nm的防粘剂颗粒、熔化温度为72℃且固体含量为20%的防粘剂颗粒分散液(W1)。
实施例1
色调剂颗粒(1)的制备
树脂颗粒分散液(a):100份(树脂A含量:20份)
树脂颗粒分散液(c):300份(树脂C含量:60份)
着色剂颗粒分散液(P1):50份(颜料含量:10份)
防粘剂颗粒分散液(W1):50份(防粘剂含量:10份)
聚氯化铝:0.15份
离子交换水:300份
将上述成分投入圆底不锈钢烧瓶中,使用均质器(由IKA Japan K.K制造,ULTRA-TURRAX T50)进行混合并分散,在搅拌下于加热油浴中加热至42℃,并在42℃保持60分钟。
然后,使用0.5摩尔/升氢氧化钠水溶液将体系的pH值调整至6.0。在继续搅拌的同时将所得物加热至95℃。通常,在将所得物加热至95℃时,体系的pH值降低至5.0以下。然而,在本实施例中,通过逐滴加入氢氧化钠水溶液,将pH值保持为高于5.5。
在反应停止后,冷却所得物并进行过滤。使用离子交换水充分洗涤滤出物,随后使用Nutsche真空过滤器进行固液分离。然后,在40℃将所得物再次分散在3升的离子交换水中,在300rpm下搅拌15分钟,进行洗涤。上述过程重复5次,随后用Nutsche真空过滤器进行固液分离,并进行真空干燥12小时。结果,获得了色调剂颗粒(1)。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(1)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为5.8μm,且体积平均粒径分布指数GSDv为1.24。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状获得的色调剂颗粒(1)的形状系数SF1为130,色调剂颗粒(1)具有马铃薯形状。
添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备
相对于50份色调剂颗粒(1),加入1.5份疏水性二氧化硅(由Cabot Corporation制造,TS720),并使用样品磨混合。结果,获得了添加外添剂的色调剂(1)。
载体由粒径为50μm的铁氧体颗粒形成,且其中1%被覆有聚甲基丙烯酸甲酯(由Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.制造,Mw为75,000);加入上述载体和添加外添剂的色调剂(1),使得色调剂的浓度为5%,。使用球磨机将它们搅拌并混合5分钟。结果,制备出显影剂(1)。
色调剂的评价
当使用流动测试仪(CFT-500A,由Shimadzu Corporation制造)测试时,添加外添剂的色调剂(1)的软化温度为125℃。
色调剂的生物可降解性的评价
使用添加外添剂的色调剂(1),在比添加外添剂的色调剂(1)的软化温度高15℃的温度下,制备出厚度为3mm的板片(1)。然后,评价生物可降解性和下述物理性质。结果如表1所示。
生物可降解性
生物可降解性如下评价。将板片(1)切割成10cm2大小,并埋在水分含量为50%以上的较高湿度(不向阳)的土壤中(距表面的深度为15cm)。另外,类似地,将板片(1)埋在较向阳的低湿度土壤中(距表面的深度为7cm)。然后,在埋藏6个月和12个月后,目视检查板片的结构。基于以下评价标准进行评价。
评价标准
A:板片的大部分(65%以上)的结构消失
B:板片的一半(45%~65%)的结构消失
C:板片的几乎全部(45%以下)的结构保留。
色调剂(显影剂)的机械强度的评价
在如下环境中评价添加外添剂的色调剂(1)的机械强度:使用了对700 DigitalColor Press(由富士施乐株式会社制造)的定影设备进行了改造的图像形成装置;使用了Miller Coat Platinum Paper(富士施乐株式会社授权的厚涂布纸;127g/m2)作为记录介质;以及将处理速度调整为180mm/秒。结果如表1所示。
将色调剂在高温腔室(50℃)中保持17小时。
将色调剂从腔室中取出,制备显影剂。
接下来,将全色复印机700 Digital Color Press(由富士施乐株式会社制造)的显影单元制成可单个单元驱动,将显影剂放入显影单元中,并在与复印机内部相同的条件下驱动显影单元。因此,在任意的时间(2小时以上),对显影单元中的显影剂进行取样,并使用Coulter计数器TAII(由Nikkaki Corporation制造)测量色调剂的粒径分布。在X轴表示驱动时间、Y轴表示数均粒径分布的图中,绘制出粒径为3.0μm以下的颗粒的累积值的曲线,并将其斜率定义为机械强度指数。其数值越大,在显影单元中越容易发生破碎,表明机械强度较弱。基于所获得的机械强度指数,根据下述评价标准对机械强度进行评价。
评价标准
A:机械强度指数小于0.12
B:机械强度指数等于或大于0.12,但小于0.15
C:机械强度指数等于或大于0.15
当用上述评价方法进行评价时,添加外添剂的色调剂(1)的定影性是令人满意的。另外,最低定影温度为120℃,图像具有足够的定影性和均匀的光泽度。获得了具有满意的显影性和转印性而无图像缺陷的高品质图像(A)。
即使在定影温度为200℃时,也没有出现热粘污。
另外,在改造机中,在实验室环境中进行了连续印刷50,000张图像的测试。初期的令人满意的品质能够保持到最后(连续测试的保持性:A)。
实施例2
色调剂颗粒(2)的制备
以与色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式获得色调剂颗粒(2),不同之处在于使用树脂颗粒分散液(b)代替树脂颗粒分散液(a)。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(2)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为5.5μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.21。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状而获得的色调剂颗粒(2)的形状系数SF1为136。
添加外添剂的色调剂(2)和显影剂(2)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备实施例2的添加外添剂的色调剂(2)和显影剂(2),不同之处在于使用色调剂颗粒(2)代替色调剂颗粒(1)。
另外,当以与实施例1相同的测量方法进行测量时,添加外添剂的色调剂(2)的软化温度为121℃。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(2)和显影剂(2),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
实施例3
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)的制备方法相同的方式制备实施例3的添加外添剂的色调剂(3),不同之处在于,混合树脂颗粒分散液(a)和树脂颗粒分散液(c),使得树脂A和树脂C的重量比与表1中“(1)/(2)的重量比”一项所示相匹配。以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(3)的软化温度,其结果如表1所示。
另外,以与显影剂(1)的制备方法相同的方式制备显影剂(3),不同之处在于使用添加外添剂的色调剂(3)代替添加外添剂的色调剂(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(3)和显影剂(3),以与实施例1相同的评价方法进行评价,结果如表1所示。
实施例4
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)相同的制备方法制备实施例4的添加外添剂的色调剂(4),不同之处在于,混合树脂颗粒分散液(a)和树脂颗粒分散液(c),使得树脂A和树脂C的重量比与表1中“(1)/(2)的重量比”一项所示相匹配。以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(4)的软化温度,其结果如表1所示。
另外,以与显影剂(1)的制备方法相同的方式制备显影剂(4),不同之处在于使用添加外添剂的色调剂(4)代替添加外添剂的色调剂(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(4)和显影剂(4),以与实施例1相同的评价方法进行评价,结果如表1所示。
实施例5
以与实施例2的添加外添剂的色调剂(2)的制备方法相同的方式制备实施例5的添加外添剂的色调剂(5),不同之处在于,混合树脂颗粒分散液(b)和树脂颗粒分散液(c),使得树脂B和树脂C的重量比与表1中“(1)/(2)的重量比”一项所示相匹配。以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(5)的软化温度,其结果如表1所示。
另外,以与显影剂(1)的制备方法相同的方式制备显影剂(5),不同之处在于使用添加外添剂的色调剂(5)代替添加外添剂的色调剂(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(5)和显影剂(5),以与实施例1相同的评价方法进行评价,结果如表1所示。
实施例6
以与实施例2的添加外添剂的色调剂(2)的制备方法相同的方式制备实施例6的添加外添剂的色调剂(6),不同之处在于,混合树脂颗粒分散液(b)和树脂颗粒分散液(c),使得树脂B和树脂C的重量比与表1中“(1)/(2)的重量比”一项所示相匹配。以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(6)的软化温度,其结果如表1所示。
另外,以与显影剂(1)的制备方法相同的方式制备显影剂(6),不同之处在于使用添加外添剂的色调剂(6)代替添加外添剂的色调剂(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(6)和显影剂(6),以与实施例1相同的评价方法进行评价,结果如表1所示。
实施例7
色调剂颗粒(7)的制备
以与色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式获得色调剂颗粒(7),不同之处在于使用树脂颗粒分散液(e)代替树脂颗粒分散液(a)。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(7)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为5.9μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.19。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状而获得的色调剂颗粒(7)的形状系数SF1为128。
添加外添剂的色调剂(7)和显影剂(7)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备实施例7的添加外添剂的色调剂(7)和显影剂(7),不同之处在于使用色调剂颗粒(7)代替色调剂颗粒(1)。
另外,以与实施例1相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(7)的软化温度,结果如表1所示。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(7)和显影剂(7),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
实施例8
色调剂颗粒(8)的制备
以与色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式获得色调剂颗粒(8),不同之处在于使用树脂颗粒分散液(f)代替树脂颗粒分散液(a)。
添加外添剂的色调剂(8)和显影剂(8)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备实施例8的添加外添剂的色调剂(8)和显影剂(8),不同之处在于使用色调剂颗粒(8)代替色调剂颗粒(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(8)和显影剂(8),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
实施例9
色调剂颗粒(9)的制备
以与色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式获得色调剂颗粒(9),不同之处在于使用树脂颗粒分散液(g)代替树脂颗粒分散液(a)。
添加外添剂的色调剂(9)和显影剂(9)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备实施例9的添加外添剂的色调剂(9)和显影剂(9),不同之处在于使用色调剂颗粒(9)代替色调剂颗粒(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(9)和显影剂(9),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
比较例1
色调剂颗粒(101)的制备
树脂颗粒分散液(a):100份(树脂A含量:20份)
树脂颗粒分散液(d):300份(树脂D含量:60份)
着色剂颗粒分散液(P1):50份(颜料含量:10份)
防粘剂颗粒分散液(W1):50份(防粘剂含量:10份)
聚氯化铝:0.15份
离子交换水:300份
以与色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式获得比较例1的色调剂颗粒(101),不同之处在于色调剂颗粒(1)的组成变为以上组成。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(101)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为7.6μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.29。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状而获得的色调剂颗粒(101)的形状系数SF1为136。
添加外添剂的色调剂(101)和显影剂(101)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备比较例1的添加外添剂的色调剂(101)和显影剂(101),不同之处在于使用色调剂颗粒(101)代替色调剂颗粒(1)。
另外,当以与实施例1相同的测量方法进行测量时,添加外添剂的色调剂(101)的软化温度为131℃。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(101)和显影剂(101),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
比较例2
以与比较例1的添加外添剂的色调剂(101)的制备方法相同的方式制备比较例2的添加外添剂的色调剂(102),不同之处在于,混合树脂颗粒分散液(a)和树脂颗粒分散液(d),使得树脂A和树脂D的重量比与表1中“(1)/(2)的重量比”一项所示相匹配。以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(102)的软化温度,其结果如表1所示。
另外,以与显影剂(1)的制备方法相同的方式制备显影剂(102),不同之处在于使用添加外添剂的色调剂(102)代替添加外添剂的色调剂(1)。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(102)和显影剂(102),以与实施例1相同的评价方法进行评价,结果如表1所示。
比较例3
色调剂颗粒(103)的制备
树脂颗粒分散液(a):320份(树脂A含量:64份)
着色剂颗粒分散液(P1):50份(颜料含量:10份)
防粘剂颗粒分散液(W1):50份(防粘剂含量:10份)
聚氯化铝:0.15份
离子交换水:300份
以与实施例1的色调剂颗粒(1)的制备方法相同的方式制备比较例3的色调剂颗粒(103),不同之处在于色调剂颗粒(1)的组成变为以上组成。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(103)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为6.2μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.21。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状而获得的色调剂颗粒(103)的形状系数SF1为128。
添加外添剂的色调剂(103)和显影剂(103)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备比较例3的添加外添剂的色调剂(103)和显影剂(103),不同之处在于使用色调剂颗粒(103)代替色调剂颗粒(1)。
另外,当以与实施例1相同的测量方法进行测量时,添加外添剂的色调剂(103)的软化温度为142℃。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(103)和显影剂(103),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
比较例4
色调剂颗粒(104)的制备
以与色调剂颗粒(103)的制备方法相同的方式获得色调剂颗粒(104),不同之处在于使用树脂颗粒分散液(d)代替树脂颗粒分散液(a)。
当使用Coulter计数器测量色调剂颗粒(104)的体积平均粒径时,累积体积平均粒径D50为7.9μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.35。另外,通过利用Luzex图像分析仪观察形状而获得的色调剂颗粒(104)的形状系数S F1为148。
添加外添剂的色调剂(104)和显影剂(104)的制备
以与实施例1的添加外添剂的色调剂(1)和显影剂(1)的制备方法相同的方式制备比较例4的添加外添剂的色调剂(104)和显影剂(104),不同之处在于使用色调剂颗粒(104)代替色调剂颗粒(1)。
另外,以与添加外添剂的色调剂(1)相同的测量方法测量添加外添剂的色调剂(104)的软化温度,其结果如表1所示。
关于由此获得的添加外添剂的色调剂(104)和显影剂(104),以与实施例1相同的评价方法进行评价。
结果如表1所示。
表1
从表1中看出,当使用实施例1~9的添加外添剂的色调剂和显影剂时,色调剂的生物可降解性和强度均可同时令人满意,并且可以形成具有较低环境影响的图像。
为了说明和描述的目的,提供本发明的示例性实施方式的前述描述。这并不意图穷举或将本发明限制于公开的确切形式。显然,许多修改和变型对于本领域技术人员来说将是明显的。选择并描述这些实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用,从而使本领域技术人员能够理解本发明的各种实施方式,以及适于设想的特定用途的各种改动。本发明的范围由下面的权利要求和它们的等同物所限定。
Claims (13)
1.一种静电荷图像显影用色调剂,所述色调剂含有:
脂肪族聚酯树脂;和
含有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族聚酯树脂与所述含有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
6.如权利要求2所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族聚酯树脂与所述含有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
7.如权利要求3所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族聚酯树脂与所述含有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
8.如权利要求4所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述脂肪族聚酯树脂与所述含有来源于松香二醇的重复单元的聚酯树脂的含量比以重量计为5/95~40/60。
9.一种静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显影剂含有权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂。
10.一种色调剂盒,所述色调剂盒能够在图像形成装置中装卸,并包含权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂。
11.一种处理盒,所述处理盒能够在图像形成装置中装卸,并包含权利要求9所述的静电荷图像显影剂,所述处理盒包括:
显影单元,所述显影单元通过使用所述静电荷图像显影剂使在潜像保持体的表面上形成的静电潜像显影而形成色调剂图像。
12.一种图像形成方法,所述方法包括:
使潜像保持体的表面充电;
在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像;
通过使用显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像;
将所述色调剂图像转印到记录介质上;并且
使所述色调剂图像定影在所述记录介质上,
其中,所述显影剂为权利要求9所述的静电荷图像显影剂。
13.一种图像形成装置,所述图像形成装置包括:
潜像保持体;
充电单元,所述充电单元使所述潜像保持体的表面充电;
静电潜像形成单元,所述静电潜像形成单元在所述潜像保持体的表面上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元包含显影剂并通过使用所述显影剂使所述静电潜像显影而形成色调剂图像;
转印单元,所述转印单元将所述色调剂图像转印到记录介质上;和
定影单元,所述定影单元使所述色调剂图像定影在所述记录介质上,
其中,所述显影剂为权利要求9所述的静电荷图像显影剂。
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