CN103048899B - 调色剂 - Google Patents

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Abstract

一种调色剂,其包含作为粘结树脂的结晶树脂,其中所述调色剂包含重均分子量不小于20,000的THF可溶组分,和当实施甲醇润湿性试验时,具有不小于20体积%的50%润湿性。

Description

调色剂
技术领域
本发明涉及一种用于采用静电复印工艺(例如在复印机、传真机、打印机等中)成像的调色剂。
背景技术
近来,已经要求采用电子照相图像形成设备的打印机和MFP考虑环境。例如,打印机和MFP降低其功耗以减少CO2排放,和使用生物质材料以接近碳中和。由于该背景,需要电子照相调色剂降低其定影温度,并建议调色剂中使用的粘结树脂包含通过热定影调色剂迅速溶解的结晶树脂。进一步地,甚至使用结晶树脂作为粘结树脂的主要组分。
然而,采用结晶树脂作为主要组分的调色剂在带电性方面随环境大幅变化,并且尽管通过加热迅速溶解还是具有不充分的定影性。
日本公开未审申请第2010-077419号公开了用于提供具有良好低温定影性和抗粘连性的颗粒树脂的目的的一种具有特定储能模量和特定损耗模量的结晶颗粒材料,并进一步公开了所述结晶树脂是由结晶聚酯和无定形聚氨酯形成的嵌段树脂。
所述嵌段树脂包含在主链中具有氨基甲酸酯键的结晶树脂,并通过氨基甲酸酯键连接结晶聚酯以聚合所述结晶树脂。从而,该调色剂可防止随着加热而粘弹性劣化,并具有较宽的定影温度范围。然而,采用结晶树脂作为主要组分的调色剂在带电性方面仍然随环境大幅变化,并且具有不充分的定影性。
由于这些原因,需要包含结晶树脂并具有充足的带电性、在带电性方面随环境变化较小和具有充足定影性的调色剂。
发明内容
因此,本发明的一个目的在于提供一种包含结晶树脂,并具有充足的带电性、在带电性方面随环境变化较小和具有充足定影性的调色剂。
本发明的该目的和其它目的通过发现一种包含结晶树脂作为粘结树脂的调色剂,单独或同时得以实现。
其中,所述调色剂包含重均分子量不小于20,000的四氢呋喃可溶组分,当实施甲醇润湿试验时,具有不小于20体积%的50%润湿性。
本发明的这些和其它目的、特征和优点通过参考本发明的以下优选实施方案描述并结合附图,将变得显而易见。
附图说明
本发明的各种其它目的、特征和附带优点将获得更加全面的了解,因为这些将会从具体实施方式部分并结合考虑附图而更好地得到理解,在所述附图中相同参数在全文中表示相同的对应部分,其中:
图1是本发明调色剂结晶度计算时拟合后的图;
图2是说明采用本发明调色剂的图像形成设备中双组分显影装置的示意图;和
图3是说明采用本发明调色剂的处理盒(process cartridge)的示意图;
图4是实施例1中制备的调色剂的扫描电子显微图;
图5是对比例1中制备的调色剂的扫描电子显微图;
图6是对比例4中制备的调色剂的扫描电子显微图;
图7是说明液柱共振液滴产生器的截面图;
图8是说明液柱共振液滴单元的截面图;
图9A-9D是说明出料口的截面图;
图10是说明另一个液柱共振液滴产生器的截面图;和
图11是说明调色剂生产设备的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种包含结晶树脂,并具有充足带电性、在带电性方面随环境变化较小和具有充足定影性的调色剂。
更具体地,本发明涉及一种调色剂,其包含作为粘结树脂的结晶树脂。
其中,所述调色剂包含重均分子量不小于20,000的四氢呋喃可溶组分,和当实施甲醇润湿性试验时,具有不小于20体积%的50%润湿性。
低温定影调色剂甚至在低温下熔融,并具有较低的粘度以附着于印刷介质如纸张上。同时,所述调色剂需要耐热存储稳定性,和即使在承诺存储温度(guaranteed storage temperature)内的上限温度下也不能软化。即,在考虑低温定影性和耐热存储稳定性二者的情况下,调色剂的理想热性质是急剧熔融性,通过该性质,调色剂直到温度达到承诺存储温度上限才熔化并迅速熔化,和在上限温度下具有低粘度以附着于纸张上。使用具有急剧熔融性的树脂作为粘结树脂来制备此类调色剂。已知结晶树脂是具有急剧熔融性的树脂。结晶树脂当结晶时是固体,通过加热熔化并立刻具有低粘度。因此,当在优选范围内具有熔点时,结晶树脂可以是调色剂的理想粘结树脂。
然而,当熔化后调色剂的粘弹性明显变差时,即调色剂的内聚力过低时,在定影期间,熔融调色剂在加热部件(如定影辊和定影带)与纸张间分离,即发生热反印(hot offset)现象,导致图像质量显著劣化。因此,调色剂需要具有特定的内聚力。作为确保内聚力的方式,扩链粘结树脂分子链的方法是可行的。具体地,当调色剂包含重均分子量不小于20,000的四氢呋喃可溶组分时,就避免了热反印现象。
与低分子量化合物的单晶相比,该结晶树脂具有更长和更大的分子。因此结晶树脂典型地不具有完全有序的晶体结构,和在其中无序地存在包含分别由周期性折叠结构形成的多层表面的薄层。由于存在分子间力,所述周期性折叠结构是坚硬的,但无序位点、该无序位点周围的部分无定形位点或薄层容易移动或变形。即使将结晶树脂粉碎,形成几微米级别的颗粒,作为广泛用作常规调色剂用树脂的无定形树脂时,也要消耗粉碎力以使得树脂变形,并且极难通过粉碎法制备具有结晶树脂的调色剂。
因此,通过溶解悬浮法、熔融悬浮法、凝结法等,在水性介质中粒化或制备包含结晶树脂的调色剂。
认为采用结晶树脂作为主要组分的调色剂,因为在水性介质中制备,并可能具有在其表面上有高极性官能团如羧基的材料,所以在带电性方面随环境大幅变化。
因此,当实施甲醇润湿性试验时,认为具有不小于20体积%的50%润湿性的调色剂,具有充足的带电性,和其随环境变化较小。
具有氨基甲酸酯键的聚合结晶树脂例如通过采用异氰酸酯连接或扩链(elongating)具有结晶树脂结构的聚合物制备。包含结晶树脂作为粘结树脂主要组分的调色剂作为电子照相用调色剂,在设计定影工艺时,具有较宽的定影温度宽度和高灵活性。
在水性介质内制备包含结晶树脂作为主要组分的调色剂的方法中,所述方法包括在水性介质中粒化包含结晶树脂作为粘结树脂主要组分的调色剂的工艺,洗涤所述调色剂的工艺,和干燥洗涤的调色剂以除去湿分的工艺,当洗涤调色剂的工艺包括在碱性pH下加热的工艺时,所述调色剂具有充足的带电性,其随环境变化较小,并具有较低的最小定影温度。
这是因为认为存在于调色剂表面的具有高极性官能团如羧基的材料熔化并分散于将要从所述调色剂中除去的水性介质中,导致所述调色剂表面的疏水性得到改进。最小定影温度下降的原因尚不清楚,但当具有高极性官能团的材料特别地为聚合物时,如果除去,则认为除去了定影抑制剂。此外,认为粘结树脂轻度水解至具有不会影响带电性的中等极性,和具有改进的定影性。
另外,采用具有异氰酸酯基的结晶树脂预聚物的方法制备的调色剂具有高的最大定影温度和较宽定影温度。这是因为认为当与碱一起加热时,该预聚物聚合或具有与另一预聚物形成的网状结构。
在本发明中,除了结晶树脂为主要组分的情况,当调色剂表面用结晶树脂覆盖时,与碱一起加热同样也是有效的。然而,基于低温定影性考虑,调色剂优选包含结晶树脂作为主要组分。当调色剂表面用无定形树脂覆盖时,可除去具有高极性官能团的材料,但当与碱一起加热时,无定形树脂具有因水解导致的酯脱除,因此性质显著变化,并增塑为多孔状。调色剂具有大的表面积,导致环境带来的带电性变化增加,并且耐热存储稳定性劣化。
在水性介质中制备包含结晶树脂作为主要组分的调色剂的方法中,所述方法包括在水性介质中粒化包含结晶树脂作为粘结树脂主要组分的调色剂的工艺,洗涤所述调色剂的工艺,和干燥洗涤的调色剂以除去湿分的工艺,通过从水性介质或粘结树脂中除去具有高极性官能团如羧基的材料,同样可制备本发明的调色剂。水性介质中的极性材料包括表面活性剂、高极性聚合分散剂、颗粒树脂、增稠剂等。基于调色剂产率和成本考虑,优选采用包括与碱一起加热的方法。
在不在水性介质内粒化调色剂的方法中,例如在经通孔排出至少包含粘结树脂和着色剂的调色剂组合物液体以形成液滴的方法中,认为得到的具有不小于20体积%的50%润湿性(W(50%))的调色剂具有足够的带电性且其变化较小。
认为这是因为在该方法中,具有高极性官能团如羧基的材料难以存在于得到的调色剂的表面,和其疏水性得到了改进。
所述组合物液体可以是其中调色剂组分溶解或分散于溶剂中,或可不包含溶剂的液体,全部调色剂组分的一部分溶解和混合于液体中。
调色剂材料为与电子照相用常规调色剂相同的材料,只要可制备调色剂组合物液体即可。将调色剂组合物液体通过液滴释放器形成微滴,并通过液滴固化和收集装置,固化和收集微滴,制备期望的调色剂。
对粘结树脂没有特别限制,只要基于粘结树脂总重,包含的结晶树脂不小于50重量%即可。粘结树脂可根据目的适宜地选择,可将结晶树脂与无定形树脂组合,优选粘结树脂主要包括结晶树脂作为主要组分。
粘结树脂优选包含不小于65重量%,更优选不小于80重量%,和最优选不小于95重量%的结晶树脂,以使得结晶树脂最大程度上发挥其低温定影性和耐热存储稳定性的效果。当小于50重量%时,粘结树脂不具有足够的急剧熔融性,导致得到的调色剂难以具有低温定影性和耐热存储稳定性。
在本发明中,结晶性是加热下迅速熔化的性质,其中通过高温流动试验仪测量的熔点与通过差示扫描量热仪(DSC)测量的熔融热的最大峰值温度之比(熔点/熔融热的最大峰值温度)为0.80-1.55。具有该性质的树脂是结晶树脂。
无定形性是加热下适当熔化的性质,其中熔点与熔融热的最大峰值温度之比(熔点/熔融热的最大峰值温度)为大于1.55。具有该性质的树脂是无定形树脂。
树脂或调色剂的熔点可通过Shimadzu Corp.的流动试验仪CFT-500D测量。采用柱塞向1g样品施加1.96MPa负荷,同时以6℃/分钟加热,并从直径1mm和长度1mm的喷嘴中推出。将流出一半样品时的温度确定为软化点。
树脂或调色剂的熔融热的最大峰值温度通过Shimadzu Corp.的DSCTA-60WS和DSC-60测量。在130℃下熔融后,将样品以1.0℃/分钟从130℃冷却至70℃,并进一步以0.5℃/分钟从70℃冷却至10℃。通过DSC测量以20℃/分钟加热时吸热和放热变化,绘制吸热和放热量与温度的图。在20℃~100℃间的吸热峰值温度为Ta*。当存在多个吸热峰时,具有最大吸热量的峰值温度是Ta*。然后,将样品在(Ta*-10)℃下存储6小时后,将样品进一步在(Ta*-15)℃下存储6小时。接着,将样品通过DSC以10℃/分钟冷却至0℃温度后,以20℃/分钟加热样品,测量吸热和放热变化。绘制相同图表,和与吸热和放热量最大峰相对应的温度为熔融热的最大峰值温度。
调色剂优选包含重均分子量为20,000-100,000,更优选25,000-70,000,和更优选30,000-50,000的四氢呋喃可溶组分。当小于20,000时,容易出现热反印现象。当大于100,000时,调色剂具有如此高的粘弹性,以至于调色剂难以变形和附着于纸上。
结晶树脂的具体例子包括但不限于任意结晶树脂,例如聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、乙烯基树脂和改性结晶树脂。这些可单独或组合使用。这些树脂中,优选使用聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂。更优选使用包含氨基甲酸酯骨架和/或脲骨架的树脂。更加优选使用直链聚酯树脂和包含直链聚酯树脂的复合树脂。
优选使用聚酯树脂、聚脲树脂、氨基甲酸酯改性聚酯树脂、脲改性聚酯树脂等作为包含氨基甲酸酯骨架和/或脲骨架的树脂。
氨基甲酸酯改性聚酯树脂由末端具有异氰酸酯基的聚酯树脂与多元醇间反应形成。脲改性聚酯树脂由聚酯树脂与胺间反应形成。
结晶树脂优选具有45-70℃,更优选53-65℃,和最优选58-62℃的熔融热的最大峰值温度。当低于45℃时,低温定影性获得改进,但耐热存储稳定性劣化。当高于70℃时,耐热存储稳定性获得改进,但低温定影性劣化。
结晶树脂的熔点与熔融热的最大峰值温度之比(熔点/熔融热的最大峰值温度)为0.80-1.55,优选0.85-1.25,更优选0.90-1.20,和最优选0.90-1.19。该比值越小,树脂熔化越迅速,低温定影性和耐热存储稳定性越好。
树脂和调色剂的动态粘弹性(储能模量G’和损耗弹性模量G”)可通过动态粘弹性测量仪如TA Instrument,USA的ARES测量。将样品成型为直径8mm和厚度1-2mm的粒料,并固定在直径8mm的平行板上,在40℃下稳定,以1Hz频率(6.28rad/s)、0.1%形变量和2.0℃/分钟的升温速率,加热至200℃,从而测量动态粘弹性。
在定影性方面,结晶树脂的重均分子量(Mw)优选为2,000-100,000,更优选5,000-60,000,和最优选8,000-30,000。当低于2,000时,耐热反印性趋于劣化,当大于100,000时,低温定影性趋于劣化。
在本发明中,树脂的重均分子量(Mw)可通过凝胶渗透色谱(GPC)测量法采用Tosoh Corp.的GPC-8220GPC测量。使用Tosoh Corp.的TSKgelSuperHZM-H 15cm Triple作为色谱柱。将树脂在包含Wako Pure ChemicalIndustries的稳定剂的四氢呋喃中溶解至具有0.15%的浓度,并采用0.2μm过滤器过滤溶液,以使用100μl滤液作为样品。在40℃环境中以0.35ml/分钟的流速测量样品。当测量样品的分子量时,由采用多个单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的对数值与计数值间的关系,确定样品的分子量分布。作为制备校准曲线的聚苯乙烯标准样品,使用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和甲苯。使用RI(折射率)检测器作为检测器。
聚酯树脂的具体例子包括由多元醇与多羧酸合成的缩聚聚酯树脂、内酯开环聚合物、聚羟基羧酸等。其中,基于结晶性考虑,优选使用由二元醇与二羧酸形成的缩聚聚酯树脂。
在本发明中,结晶聚酯树脂包括采用氨基甲酸酯扩链的材料和具有聚酯嵌段的树脂。
具有聚酯嵌段的树脂通过DSC测量时,具有不小于25mJ/mg的吸热量。具有小于25mJ/mg吸热量的聚酯嵌段的树脂不包含在结晶聚酯树脂中。
多元醇包括二醇和具有3-8或更多价的多元醇。
二醇的具体例子包括但不限于脂肪族二醇,如直链脂肪族二醇和支链脂肪族二醇;具有4-36个碳原子的亚烷基醚二醇;具有4-36个碳原子的脂环族二醇;所述脂环族二醇的环氧烷(AO);双酚的环氧烷加合物;聚内酯二醇;聚丁二烯二醇;含羧基的二醇;含磺酸基或氨基磺酸基的二醇;含其它官能团的二醇,如它们的盐。这些二醇中,优选使用具有2-36个碳原子的支链脂肪族二醇,更优选使用直链脂肪族二醇。这些可单独或组合使用。
二醇优选包含不少于80mol%量,优选不小于90mol%量的直链脂肪族二醇。当80%或更多时,树脂的结晶性、低温定影性和耐热存储稳定性和硬度得到改进。
直链脂肪族二醇的具体例子包括但不限于乙二醇、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、1,20-二十烷二醇等。其中,基于可获得性考虑,优选使用乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
具有2-36个碳原子的支链脂肪族二醇的具体例子包括但不限于1,2-丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇等。
亚烷基醚二醇的具体例子包括但不限于二甘醇、三甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等。
具有4-36个碳原子的脂环族二醇的具体例子包括但不限于1,4-环己二甲醇、氢化双酚A等。
脂环族二醇的环氧烷具体例子包括但不限于环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等。
双酚的具体例子包括但不限于双酚A、双酚F、双酚S等。
聚内酯二醇的具体例子包括但不限于聚-ε-己内酯二醇等。
含羧基二醇的具体例子包括但不限于具有6-24个碳原子的二烷醇基烷酸,如2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基庚酸和2,2-二羟甲基辛酸。
含磺酸基或氨基磺酸基二醇的具体例子包括但不限于N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸、N,N-双(2-羟乙基)氨基磺酸的PO(2摩尔)加合物、[N,N-双(2-羟烷基(C1-C6))氨基磺酸、以及[N,N-双(2-羟烷基(C1-C6))氨基磺酸的AO(EO或PO)(1-6摩尔)加合物;和磷酸双(2-羟基乙酯)。
具有中和碱的这些二醇的中和碱的具体例子包括但不限于具有3-30个碳原子的叔胺,如三乙胺和碱金属如钠盐。
其中,优选使用具有2-12个碳原子的亚烷基二醇、含羧基的二醇、双酚的AO加合物及其组合。
具有3-8或更高价的多元醇的具体例子包括但不限于烷多醇及其分子内或分子间脱水产物,如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、山梨聚糖和聚甘油;具有3-36个碳原子和3-8或更高价的脂肪族聚醇,例如糖及其衍生物如蔗糖、甲基葡糖苷等;三酚的AO(2-30摩尔)加合物,如三酚PA;酚醛清漆树脂如苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆的AO(2-30摩尔)加合物;丙烯酸多元醇,如(甲基)丙烯酸羟乙酯和其它乙烯基单体的共聚物等。其中,优选使用具有3-8或更高价的脂肪族聚醇和酚醛清漆树脂的AO加合物,更优选使用酚醛清漆树脂的AO加合物。
多羧酸的具体例子包括二羧酸和具有3-6或更高价的多羧酸。
二羧酸的具体例子包括但不限于脂肪族二羧酸,如直链脂肪族二羧酸和支链脂肪族二羧酸;和芳香族二羧酸。其中,优选使用直链脂肪族二羧酸。
脂肪族二羧酸的具体例子包括但不限于具有4-36个碳原子的烷基二羧酸,如琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、十八烷二酸和癸基琥珀酸;烯基琥珀酸,例如十二烯基琥珀酸、十五烯基琥珀酸和十八烯基琥珀酸;具有4-36个碳原子的烯基二羧酸,如马来酸、富马酸和柠康酸;具有6-40个碳原子的脂环族二羧酸,例如二聚酸(二聚亚油酸)。
芳香族二羧酸的具体例子包括但不限于具有8-36个碳原子的芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸、2,6-萘二酸和4,4’-联苯二酸。
具有3-6或更高价的多羧酸具体例子包括具有9-20个碳原子的芳香族多羧酸,例如偏苯三酸和均苯四酸。
另外,还可使用上述酸酐或其具有1-4个碳原子的烷基酯,如甲酯、乙酯和异丙酯。
这些二羧酸中,优选单独使用脂肪族二羧酸(优选己二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸或间苯二甲酸)。还优选使用所述二羧酸与芳香族二羧酸(优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸及其低级烷基酯)的共聚物。所述共聚物优选包含不大于20mol%量的芳香族二羧酸。
内酯开环聚合物的具体例子包括但不限于采用催化剂如金属氧化物和有机金属化合物,通过开环聚合内酯得到的内酯开环聚合物,所述内酯例如为具有3-12个碳原子的单内酯(环中的酯基数为1),例如β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯;和采用二醇如乙二醇和二甘醇作为引发剂,通过开环聚合具有3-12个碳原子的单内酯得到的末端具有羟基的内酯开环聚合物。
具有3-12个碳原子的单内酯具体例子包括但不限于ε-己内酯,基于结晶性考虑,其是优选使用的。
内酯开环聚合物的市售产品具体例子包括高结晶聚己内酯,如DaicelCorp的PLACCEL系列H1P、H4、H5和H7。
制备聚羟基羧酸方法的具体例子包括但不限于直接脱水和缩合聚羟基羧酸如二醇酸和乳酸(L体、D体和外消旋体)的方法;和采用催化剂如金属氧化物和有机金属化合物,开环聚合相当于羟基羧酸的二或三分子间脱水和缩合产物的具有4-12个碳原子的环酯的方法,所述羟基羧酸例如为乙交酯和丙交酯。基于控制分子量的观点,优选使用所述开环聚合的方法。
基于结晶性考虑,优选使用L-丙交酯和D-丙交酯作为环酯。可将这些多羟基羧酸改性,以在末端具有羟基或羧基。
所述聚氨酯树脂由二醇或具有3-8或更高价的多元醇与二异氰酸酯或具有3或更高价的多异氰酸酯合成。特别地,优选使用二醇与二异氰酸酯合成的聚氨酯树脂。
二醇与具有3-8价或更高价的多元醇的具体例子包括上述聚酯树脂的那些。
多异氰酸酯的具体例子包括二异氰酸酯和具有3或更高价的多异氰酸酯。
二异氰酸酯的具体例子包括但不限于芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯和芳脂族二异氰酸酯。其中,具有6-20个碳原子的芳香族二异氰酸酯、具有2-18个碳原子的脂肪族二异氰酸酯、具有4-15个碳原子的脂环族二异氰酸酯、具有8-15个碳原子的芳脂族二异氰酸酯及包括氨基甲酸酯基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、脲二酮基、脲亚胺基、异氰脲酸酯基、噁唑烷酮等及其组合物的它们的改性产物。所述碳原子数不包括NCO基团中的那些。视需要,可结合具有3或更高价的异氰酸酯。
芳香族二异氰酸酯的具体例子包括但不限于1,3-和/或1,4-苯二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、粗TDI、2,4-和/或4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗MDI(如粗二氨基苯基甲烷(例如甲醛与芳香胺(如苯胺)或包含芳香胺的混合物的缩合产物,或二氨基二苯甲烷与少量(约5-20重量%)三或更高官能的多胺的混合物)的光气化合物);和多芳基多异氰酸酯(PAPI)、1,5-萘二异氰酸酯、4,4’,4”-三苯甲烷三异氰酸酯、间和对异氰酸酯基苯磺酰基异氰酸酯等。
脂肪族二异氰酸酯的具体例子包括但不限于亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷基三异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯基甲基己酸酯、双(2-异氰酸酯基乙基)富马酸酯、双(2-异氰酸酯基乙基)碳酸酯、2-异氰酸酯基乙基-2,6-二异氰酸酯基己酸酯等。
水杨酸二异氰酸酯的具体实例包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯(氢化MDI),亚环己基二异氰酸酯,甲基亚环己基二异氰酸酯(氢化TDI),二(2-异氰酸酯基乙基)-4-亚环己基-1,2-二羧酸酯,2,5-和2,6-降莰烷二异氰酸酯等。
芳香族二异氰酸酯的具体例子包括但不限于间和对二甲苯二异氰酸酯(XDI)、α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)等。
二异氰酸酯的改性产物的具体例子包括但不限于包含氨基甲酸酯基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基、脲基、缩二脲基、脲二酮基、脲亚胺基、异氰脲酸酯基、噁唑烷酮基等的改性产物。具体地,可使用改性MDI,例如氨基甲酸酯改性的MDI、碳二亚胺改性的MDI和三羟基香芹基磷酸酯(trihydrocarvylphosphate)改性的MDI;氨基甲酸酯改性的TDI,如包含异氰酸酯基的预聚物;及其混合物,如改性的MDI与氨基甲酸酯改性的TDI的混合物。
这些二异氰酸酯中,优选使用具有6-15个碳原子的芳香族二异氰酸酯,具有4-12个碳原子的脂肪族二异氰酸酯,具有4-15个碳原子的脂环族二异氰酸酯(碳原子数是除了NCO基团中以外的碳原子的个数),更优选使用TDI、MDI、HDI、氢化HDI和IPDI。
聚脲树脂由二胺或具有3或更高价的多胺与二异氰酸酯或具有3或更高价的多异氰酸酯合成。特别地,优选使用由二胺与二异氰酸酯合成的聚脲树脂。二异氰酸酯和具有3或更高价的多异氰酸酯的具体例子包括上述聚氨酯树脂的那些。
多胺包括二胺和具有3或更高价的多胺。二胺的具体例子包括但不限于脂肪族二胺和芳香族二胺。其中,优选使用具有2-18个碳原子的脂肪族二胺和具有6-20个碳原子的芳香族二胺。需要时,可使用具有3或更高价的胺。
具有2-18个碳原子的脂肪族二胺的具体例子包括但不限于具有2-6个碳原子的亚烷基二胺,例如乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺;具有4-18个碳原子的聚亚烷基二胺,例如二亚乙基三胺、亚氨基双丙基胺、双(六亚甲基)三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺;亚烷基二胺和聚亚烷基二胺的烷基(C1-C4)或羟烷基(C2-C4)取代体,如二烷基氨丙基胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基乙醇胺、2,5-二甲基-2,5-六亚甲基二胺和甲基亚氨基双丙胺;具有4-15个碳原子的脂环族二胺,如1,3-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、孟烷二胺和4,4’-亚甲基二环己二胺(氢化亚甲基二苯胺);具有4-15个碳原子的杂环二胺,如哌嗪、N-氨乙基哌嗪、1,4-二氨乙基哌嗪、1,4-双(2-氨基-2-甲基丙基)哌嗪、3,9-双(3-氨丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5,5]十一烷;包含芳香环的脂肪胺(C8-C15),如亚二甲苯基二胺和四氯对亚二甲苯基二胺。
具有6-20个碳原子的芳香族二胺的具体例子包括但不限于未取代的芳香族二胺,例如1,2-、1,3-和1,4-苯二胺、2,4’-和4,4’-二苯甲烷二胺、粗二苯甲烷二胺(聚苯基聚亚甲基多胺)、二氨基苯砜、联苯胺、硫连二苯胺、双(3,4-二氨基苯基)砜、2,6-二氨基哌啶、间氨基苄胺、三苯甲烷-4,4’,4”-三胺和萘二胺;具有亲核取代烷基的芳香族二胺(C1-C4),例如2,4-和2,6-苯亚甲基二胺、粗苯亚甲基二胺、二乙基苯亚甲基二胺、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯甲烷、4,4’-双(邻甲苯胺)、邻联二茴香胺、二氨基二甲苯基砜、1,3-二甲基-2,4-二氨基苯、1,3-二甲基-2,6-二氨基苯、1,4-二异丙基-2,5-二氨基苯、2,4-二氨基均三甲苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯、2,3-二甲基-1,4-二氨基萘、2,6-二甲基-1,5-二氨基萘、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,5-二乙基-3’-甲基-2’,4-二氨基苯甲烷、3,3-二乙基-2,2’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二苯醚和3,3’,5,5’-四异丙基-4,4’-二氨基二苯砜;未取代芳香二胺或具有亲核取代烷基的芳香族二胺(C1-C4)的各种比例的异构体的混合物;具有亲核取代的吸电子基(卤素如Cl、Br和I,烷氧基如甲氧基和乙氧基以及硝基)的芳香族二胺,如亚甲基双邻氯苯胺、4-氯邻亚苯基二胺、2-氯-1,4-亚苯基二胺、3-氨基-4-氯苯胺、4-溴-1,3-亚苯基二胺、2,5-二氯-1,4-亚苯基二胺、5-硝基-1,3-亚苯基二胺、3-二甲氧基-4-氨基苯胺、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基-5,5’-二溴二苯甲烷、3,3’-二氯联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、双(4-氨基-3-氯苯基)氧化物、双(4-氨基-2-氯苯基)丙烷、双(4-氨基-2-氯苯基)砜、双(4-氨基-3-甲氧基苯基)癸烷、双(4-氨苯基)硫化物、双(4-氨苯基)碲化物、双(4-氨苯基)硒化物、双(4-氨基-3-甲氧基苯基)二硫化物、4,4’-亚甲基双(2-碘苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-溴苯胺)、4,4’-亚甲基双(2-氟苯胺)和4-氨苯基-2-氯苯胺;和具有仲氨基的芳香族二胺[未取代的芳香族二胺、具有亲核取代烷基的芳香族二胺(C1-C4)、以及它们的各种比例的异构体的混合物、具有亲核取代吸电子基团的芳香族二胺,其伯氨基部分或全部通过低级烷基如甲基和乙基取代为仲氨基而得到的物质],如4,4’-二(甲氨基)二苯甲烷和1-甲基-2-甲氨基-4-氨基苯。
除这些以外,还可使用聚酰胺多胺,例如由二羧酸如二聚酸与过量(相对于每摩尔酸为2mol或更多)多胺如亚烷基二胺和聚亚烷基二胺间缩合得到的低分子量聚酰胺多胺;聚醚多胺,例如氰乙基化聚醚多元醇的氢化产物如聚亚烷基二醇。
聚酰胺树脂由二胺或具有3或更高价的多胺与二羧酸或具有3-6或更高价的多羧酸合成。优选使用由二胺与二羧酸合成的聚酰胺树脂。
二胺和具有3或更高价的多胺的具体例子包括上述聚脲树脂的那些。
二羧酸与具有3-6或更高价的多羧酸的具体例子包括上述聚酯树脂的那些。
聚醚树脂的具体例子包括但不限于结晶聚氧化亚烷基多元醇。
制备聚氧化亚烷基多元醇方法的具体例子包括但不限于采用典型地用于聚合AO的催化剂的开环聚合手性AO的方法(记载于1956年出版的美国化学社会期刊第78卷第18期第4,787-4,792页),或采用具有特定二维大体积化学结构的络合物作为催化剂廉价外消旋AO的方法。作为采用特定络合物的方法,日本公开未审申请第11-12353号公开了一种采用由使镧系络合物与有机铝接触得到的化合物作为催化剂的方法,和日本公开未审申请第2001-521957号公开了一种预先使双金属μ-氧代醇盐与羟基化合物反应的方法。
作为获得具有极高全同立构规整度的结晶聚氧化亚烷基二醇的方法,在2005年出版的美国化学社会期刊第127卷第33期第11,566-11,567页中,公开了一种采用salen作为催化剂的方法。当开环聚合手性AO时,使用二醇或水作为引发剂,以获得具有端羟基且全同立构规整度不小于50%的聚氧化亚烷基二醇。可对全同立构规整度不小于50%的聚氧化亚烷基二醇进行改性,以具有末端羧基。当聚氧化亚烷基二醇具有不小于50%的全同立构规整度时,其典型地具有结晶性。可使用二元醇作为二醇,可使用二羧酸作为用于改性的羧酸。
用于制备结晶聚氧化亚烷基多元醇的AO具有3-9个碳原子,其具体例子包括PO、1-氯环氧丙烷、2-氯环氧丙烷、1,2-二氯环氧丙烷、表氯醇、1,2-BO、甲基缩水甘油醚、1,2-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、氧化环己烯、1,2-环氧己烷、3-甲基-1,2-环氧戊烷、2,3-环氧己烷、4-甲基-2,3-环氧戊烷、烯丙基缩水甘油醚、1,2-环氧庚烷、氧化苯乙烯、苯基缩水甘油醚等。这些AO中,优选使用PO、1,2-BO、氧化苯乙烯和氧化环己烯,和更优选使用PO、1,2-BO和氧化环己烯。这些可单独或组合使用。
基于得到的结晶聚酯树脂的急剧熔融性和抗粘连性考虑,结晶聚氧化亚烷基多元醇优选具有不小于70%,更优选不小于80%,更加优选不小于90%,和最优选不小于95%的全同立构规整度。
全同立构规整度通过2002年出版的Macromolecules第35卷第6期第2,389-2392页记载的方法如下所示测量。
将约30mg样品放置于直径5mm的13C-NMR用试验管中,用约0.5ml氘化溶剂溶解,制备分析用样品。氘化溶剂的具体例子包括但不限于氘化氯仿、氘化甲苯、氘化二甲基亚砜、氘化二甲基甲酰胺等。分别在间同立构值(S)75.1ppm、无规立构值(H)75.3ppm和全同立构(I)75.5ppm附近观察到13C-NMR的三个源于次甲基的信号。
全同立构规整度通过下式(1)求得:
全同立构规整度(%)=[I/(I+S+H)]×100(1)
其中,I是全同立构信号的积分值,S是间同立构信号的积分值,和H是无规立构信号的积分值。
乙烯基树脂的具体例子包括但不限于结晶乙烯基单体与不具有结晶性的乙烯基单体形成的乙烯基树脂。
结晶乙烯基单体的具体例子包括但不限于(甲基)丙烯酸直链烷基酯,其中烷基具有12-50个碳原子(具有12-50个碳原子的直链烷基是结晶基团),例如(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯和(甲基)丙烯酸山萮醇酯。
结晶乙烯基单体的具体例子包括但不限于分子量不大于1,000的乙烯基单体,如苯乙烯类、(甲基)丙烯酸单体、含羧基的乙烯基单体、其它乙烯基酯单体和脂肪烃乙烯基单体。这些可单独或组合使用。
苯乙烯类的具体例子包括但不限于苯乙烯、烷基苯乙烯(其中烷基具有1-3个碳原子)。
(甲基)丙烯酸单体的具体例子包括但不限于其中烷基具有1-11个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,和其中烷基具有12-18个碳原子的支化的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯;其中烷基具有1-11个碳原子的(甲基)丙烯酸羟烷酯,如(甲基)丙烯酸羟乙酯;和其中烷基具有1-11个碳原子的包含烷氨基的(甲基)丙烯酸酯,如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯。
含羧基的乙烯基单体的具体例子包括但不限于具有3-15个碳原子的单羧酸,例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸;具有4-15个碳原子的二羧酸,例如马来酸酐、富马酸、衣康酸和柠康酸;二羧酸单酯,例如二羧酸的单烷基(C1-C18)酯如马来酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、衣康酸单烷基酯和柠康酸单烷基酯。
其它乙烯基酯单体的具体例子包括但不限于具有4-15个碳原子的脂肪族乙烯基酯,如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和乙酸异丙烯酯;不饱和羧酸的多价(2-3或更高价)醇酯(C8-C30),如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;和具有9-15个碳原子的芳香族乙烯酯,例如甲基-4-乙烯基苯甲酸酯。
脂肪烃乙烯基单体的具体例子包括但不限于具有2-10个碳原子的烯烃,如乙烯、丙烯、丁烯和辛烯;具有4-10个碳原子的二烯,如丁二烯、异戊二烯和1,6-己二烯。
改性结晶树脂的具体例子包括但不限于具有能与活泼氢基团反应的官能团的结晶树脂,如结晶聚酯树脂、结晶聚氨酯树脂、结晶聚脲树脂、结晶聚酰胺树脂、结晶聚醚树脂和具有能与活泼氢基团反应的官能团的结晶乙烯基树脂。在制备调色剂的工艺中,所述改性结晶树脂与具有活泼氢基团的化合物反应,聚合树脂,形成粘结树脂,所述具有活泼氢基团的化合物例如为具有活泼氢基团的树脂、具有活泼氢基团的交联剂或延长剂。因此,所述改性结晶树脂在调色剂制备中可用作粘结树脂前体。
粘结树脂前体是形成粘结树脂的单体或低聚物、具有能与活泼氢基团反应的官能团的改性树脂,或能够延长或交联包括低聚物的化合物的化合物,其可以是结晶树脂或无定形树脂。粘结树脂前体优选为末端具有异氰酸酯基的改性结晶树脂,并优选当在水性介质中分散或乳化时,通过与活泼氢基团的延长或交联反应形成粘结树脂。由粘结树脂前体形成的粘结树脂优选是由具有能与活泼氢基团反应的官能团的改性树脂与具有活泼氢基团的化合物间延长或交联反应形成的结晶树脂。特别地,优选使用由末端具有异氰酸酯基的聚酯树脂与多元醇间延长或交联反应形成的氨基甲酸酯改性聚酯树脂,和由末端具有异氰酸酯基的聚酯树脂与胺间的延长或交联反应形成的脲改性聚酯树脂。
能与活泼氢基团反应的官能团的具体例子包括但不限于异氰酸酯基、环氧基、羧酸和酰氯基。其中,优选使用异氰酸酯基。
当能与活泼氢基团反应的官能团是异氰酸酯基时,具有活泼氢基团的化合物具体例子包括但不限于具有羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基或巯基作为活泼氢基团的化合物。其中,优选使用具有氨基的化合物,即胺。
胺的具体例子包括但不限于苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己甲烷、二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、乙二胺、丁二胺、己二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、乙醇胺、羟乙基苯胺、氨乙基硫醇、氨丙基硫醇、氨基丙酸、氨基己酸等。另外,还可使用通过用酮如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮,封端胺的氨基制备的酮亚胺化合物、噁唑啉化合物等。
在具有异氰酸酯基的改性结晶树脂中,以数量计,胺包含不大于异氰酸酯基[NCO]4倍,优选不大于2倍,更优选不大于1.5倍,进一步优选不大于1.2倍的氨基[NHx]。当大于4倍时,过量的氨基封端异氰酸酯,改性树脂未被延长。
结晶树脂可以是具有结晶部和无定形部的嵌段树脂,结晶树脂可用于结晶部。用于无定形部的树脂具体例子包括但不限于聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚醚树脂、乙烯基树脂如聚苯乙烯和苯乙烯丙烯酸聚合物、环氧树脂等。
然而,优选将聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂和聚醚树脂用于结晶部,基于相容性考虑,优选使用上述这些及其复合树脂,更优选使用聚氨酯树脂和聚酯树脂用于无定形部。无定形部单体组合物的具体例子包括但不限于多元醇、多羧酸、多异氰酸酯、多胺、AO等。
可使用两种或多种结晶树脂,第一结晶树脂与重均分子量大于第一结晶树脂的第二结晶树脂的组合扩展了得到的调色剂的分子量分布。低分子量树脂改进了其对纸张的渗透,和聚合树脂防止了热反印。可使用改性结晶树脂作为在调色剂工艺中延长和交联的第二结晶树脂。
无定形树脂的具体例子包括但不限于苯乙烯单体及其衍生物,如聚苯乙烯、聚对苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物、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-马来酸酯共聚物、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、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚(丙烯酸)、松香、改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族或芳香族烃树脂、芳香族石油树脂等和具有能与活泼氢基团反应的官能团的改性树脂。这些可单独或组合使用。
本发明使用的着色剂的具体例子包括任意已知的染料和颜料,如炭黑、苯胺黑染料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永固黄(NCG)、VULCAN耐晒黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、ANTHRAZANE黄BGL、异吲哚啉酮黄、氧化铁红、铅红、铅橙、镉红、镉汞红、锑橙、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、VULCAN耐晒品红B、亮猩红G、立索尔品红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺栗、永固枣红F2K、日光枣红BL、枣红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、喹吖叮酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、Victoria蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、耐晒天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、群青、普鲁士蓝、蒽醌蓝、耐晒紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、巴黎绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌和锌钡白等。这些可单独或组合使用。
着色剂颜色的具体例子包括但不限于黑色、洋红、青色、黄色等。这些可单独或组合使用。
黑色颜料的具体例子包括炭黑(C.I.颜料黑7),如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽黑;金属,如铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛;以及有机颜料,如苯胺黑(C.I.颜料黑1)等。
洋红颜色着色剂的具体例子包括C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209和211;C.I.颜料紫19和C.I.还原红1、2、10、13、15、23、29和35。
青色着色剂的具体例子包括C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17和60;C.I.还原蓝6;C.I.酸性蓝45;采用1-5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代酞菁骨架的酞菁铜颜料;以及绿7和绿36。
黄色着色剂的具体例子包括C.I.颜料黄0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154和180;C.I.还原黄1、3和20;以及橙36。
调色剂优选包含1-15重量%,更优选3-10重量%的着色剂。当小于1重量%时,调色剂的着色性劣化。当大于15重量%时,着色剂在调色剂中不能充分分散,导致着色性和带电性劣化。
可将着色剂与树脂组合,用作母料。树脂的具体例子包括但不限于苯乙烯聚合物和取代苯乙烯聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡、石蜡等。这些树脂可单独或组合使用。
苯乙烯聚合物和取代苯乙烯聚合物的具体例子包括聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对氯苯乙烯树脂和聚乙烯基甲苯树脂。苯乙烯共聚物的具体例子包括苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物等。
上述母料可通过向其中施加高剪切应力混合并捏合树脂和着色剂而制备。在此情况下,优选使用有机溶剂增强着色剂与树脂间的相互作用。另外,因为可将得到的着色剂湿饼原样使用,所以优选使用冲洗法,在所述冲洗法中,将包含着色剂的水性糊料与有机溶剂的树脂溶液混合,以将着色剂转移至树脂溶液中,然后分离并除去水性液体和有机溶剂。优选使用三辊磨在施加高剪切应力下捏合混合物。
需要时,本发明的调色剂可包括脱模剂。对脱模剂没有特别限制,可使用已知的脱模剂。其具体例子包括含羰基的蜡、聚烯烃蜡、长链烃等。其中,优选使用包含羰基的蜡。
含羰基的蜡的具体例子包括聚烷酸酯,如巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山嵛酸酯、季戊四醇四山嵛酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山嵛酸酯、甘油三山嵛酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯;聚烷醇酯,如三硬脂基三偏苯三酸酯和二硬脂基马来酸酯;聚烷酸酰胺,如乙二胺二山嵛酰胺;聚烷基酰胺,如三硬脂基酰胺三偏苯三酸酯;和二烷基酮,如二硬脂基酮。这些含羰基的蜡中,优选使用聚烷酸酯。
聚烯烃蜡的具体例子包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
长链烃的具体例子包括石蜡和sasol蜡。
脱模剂优选具有40-160℃,更优选50-120℃,和最优选60-90℃的熔点。当小于40℃时,得到的调色剂有时耐热存储稳定性劣化。当高于160℃时,得到的调色剂有时耐冷反印性劣化。脱模剂的熔点可通过Seiko InsrumentsInc.的差示扫描量热仪DSC-210测量,其中将样品加热至200℃,以10℃/分钟冷却至0℃,并以10℃/分钟加热,以将熔融热的最大峰值温度确定为熔点。
脱模剂在高于熔点20℃的温度下,熔融粘度优选为5-1,000cp,更优选10-100cp。当小于5cp时,得到调色剂的脱模性有时劣化。当大于1,000cp时,得到调色剂的耐热反印性和低温定影性有时劣化。
调色剂优选包含0-40重量%,更优选3-30重量%的脱模剂。当大于40重量%时,得到调色剂的流动性有时劣化。
需要时,本发明的调色剂可包括带电控制剂。对带电控制剂没有特别限制,可使用已知的带电控制剂。然而,优选使用无色或白色试剂,因为有色试剂有时会改变得到调色剂的色调。其具体例子包括三苯甲烷染料、钼酸螯合物、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷和含磷化合物、钨和含钨化合物、含氟活化剂、水杨酸金属盐及其衍生物等。这些可单独或组合使用。
带电控制剂的市售产品具体例子包括BONTRON P-51(季铵盐)、E-82(氧杂萘甲酸金属络合物)、E-84(水杨酸金属络合物)和E-89(酚缩合产物),其通过Orient Chemical Industries Co.,Ltd.生产;TP-302和TP-415(季铵盐的钼络合物),其由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.生产;COPY CHARGE PSYVP2038(季铵盐)、COPY BLUE(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEGVP2036和NX VP434(季铵盐),其由HoechstAG生产;LRA-901和LR-147(硼络合物),其由Japan Carlit Co.,Ltd.生产;酞菁铜、苝、喹吖叮酮、偶氮颜料和具有例如磺酸基、羧基、季铵盐等官能团的聚合物。
可将带电控制剂与母料一起熔融和捏合,然后溶解或分散,以及与其它调色剂材料一起溶解或分散于有机溶剂中,或在制备后定影于调色剂表面上。
带电控制剂的含量根据所用粘结树脂的类型、是否添加添加剂和采用的调色剂生产方法(例如分散法)确定,没有特别限制。然而,带电控制剂的含量基于每100重量份调色剂中所含的粘结树脂,典型地为0.1-10重量份,优选0.2-5重量份。当含量过高时,调色剂具有过大的电荷量,从而吸附调色剂的显影辊中静电引力升高,导致调色剂流动性变差和调色剂图像的图像浓度下降。
需要时,本发明的调色剂可包含外添加剂。外添加剂的具体例子包括二氧化硅颗粒、疏水二氧化硅颗粒、脂肪酸金属盐如硬脂酸锌和硬脂酸铝;金属氧化物或疏水金属氧化物,如二氧化钛颗粒、氧化铝颗粒、氧化锡和氧化锑;含氟聚合物等。这些外添加剂中,优选使用疏水二氧化硅颗粒、疏水氧化钛颗粒和疏水氧化铝颗粒。
二氧化硅颗粒的具体例子包括Hoechst AG的HDK H 2000、HDK H2000/4、HDK H 2050EP、HVK21和HOK H1303;和Nippon Aerosil Co.的R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812。氧化钛颗粒的具体例子包括Nippon Aerosil Co.的P-25;Titan Kogyo K.K.的STT-30和STT-65C-S;Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.的TAF-140;Tayca Corp.的MT150W、MT-500B、MT-600B和Mt-150A等。疏水氧化钛颗粒的具体例子包括NipponAerosil Co.的T-805;Titan Kogyo K.K.的STT-30A和STT-65S-S;Fuji TitaniumIndustry Co.,Ltd.的TAF-500T和TAF-1500T;Tayca Corp.的MT-100S和MT100T;Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.的IT-S等。
为制备粒状疏水二氧化硅、氧化钛或氧化铝,可对亲水性颗粒材料实施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甲氧基硅烷处理。
还优选使用任选地在加热下实施硅油处理的无机颗粒材料。
硅油的具体例子包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢化硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧-聚醚改性硅油、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰基改性硅油、甲基丙烯酰基改性硅油、α-甲基苯乙烯改性硅油等。
无机颗粒材料的具体例子包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、灰砂(sandlime)、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、氮化硅等。特别地,优选使用二氧化硅和二氧化钛。
调色剂优选包含0.1-5重量%,更优选0.3-3重量%的外添加剂。
无机颗粒材料优选具有不大于100nm,更优选3-70nm的平均初级粒径。当小于3nm时,无机颗粒材料包埋于调色剂中。当大于100nm时,损伤感光体表面。
作为外添加剂,可同时使用无机颗粒材料和疏水性无机颗粒材料。优选外部包含至少一种平均初级粒径为1-100nm,更优选5-70nm的疏水性无机颗粒材料。进一步地,更优选包含至少一种平均初级粒径不大于20nm的疏水性无机颗粒材料,和平均初级粒径不小于30nm的无机颗粒材料。通过BET法测量时,外添加剂优选具有20-500m2/g的比表面积。
包含氧化颗粒材料的外添加剂用表面处理剂的具体例子包括硅烷偶联剂,如二烷基二卤化硅烷、三烷基卤化硅烷、烷基三卤化硅烷和六烷基二硅氮烷;甲硅烷化试剂;具有氟化烷基的硅烷偶联剂;有机钛酸酯偶联剂;铝偶联剂;硅油;和有机硅清漆。
可将树脂颗粒一起用作外添加剂。其具体例子包括由无皂乳液聚合、悬浮聚合或分散聚合形成的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯共聚物;缩聚颗粒材料,如硅树脂、苯并鸟粪胺树脂和尼龙;热固性树脂的颗粒聚合物。与其它外添加剂组合的树脂颗粒改进了得到的调色剂的带电性,并减少了反向充电调色剂,从而降低了背景污染。调色剂优选包含0.01-5重量%,更优选0.1-2.0重量%的树脂颗粒。
流动性改进剂通过表面处理改进了调色剂的疏水性,和即使在高湿度下,也可防止其流动性和带电性劣化。其具体例子包括硅烷偶联剂、甲硅烷化试剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、硅油和改性硅油。
使用清洁性改进剂容易地除去转印后残留在感光体和第一转印器上的调色剂。其具体例子包括脂肪酸金属盐(例如硬脂酸锌、硬脂酸钙)和硬脂酸,以及通过无皂乳液聚合法制备的聚合物颗粒,如聚甲基丙烯酸甲酯颗粒和聚苯乙烯颗粒。聚合物颗粒具有相对较窄的粒径分布,并优选具有0.01-1μm的体积平均粒径。
磁性材料的具体例子包括但不限于铁粉、磁铁矿、亚铁盐等。
本发明的调色剂通过溶液悬浮法在水性介质中粒化调色剂材料液制备,和通过聚集法在水性介质中聚集并熔融包含至少一种结晶树脂的调色剂材料制备。基于树脂均匀性考虑,优选前一种方法。
将调色剂材料如着色剂、树脂和脱模剂分散或溶解于有机溶剂中,制备调色剂材料液。所述着色剂、树脂和脱模剂可分别分散或溶解于有机溶剂中并混合。
有机溶剂优选沸点小于100℃的挥发性溶剂,因为其在形成调色剂颗粒后易于除去。有机溶剂的具体例子包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、偏二氯乙烷、乙酸甲酯、甲乙酮和甲基异丁基酮。这些可单独或组合使用。特别地,芳香族溶剂例如为甲苯和二甲苯,卤代烃溶剂例如为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳。基于每100重量份调色剂材料,有机溶剂的含量典型地为0-300重量份,优选0-100重量份,更优选25-70重量份。
接着,在水性介质中在表面活性剂和树脂颗粒的存在下乳化调色剂材料液。
水性介质可仅包括水,和水与可与水混合的溶剂的混合物。溶剂的具体例子包括醇,如甲醇、异丙醇和乙二醇;二甲基甲酰胺;四氢呋喃;溶纤剂如甲基溶纤剂;和低级酮,如丙酮和甲乙酮。
基于每100重量份调色剂成分液,水介质的含量典型地为50-2,000重量份,优选100-1,000重量份。当含量小于50重量份时,调色剂成分液不能良好分散,不能形成预定粒径的调色剂颗粒。当含量大于2,000重量份时,生产成本升高。
分散剂如表面活性剂和树脂颗粒任选地包含在水性介质中,以改进在其中的分散。
表面活性剂的具体例子包括阴离子表面活性剂,如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸盐;阳离子表面活性剂,如胺盐(例如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)、季铵盐(例如烷基三甲铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶鎓盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵);非离子表面活性剂,如脂肪酸酰胺衍生物、多元醇衍生物;两性表面活性剂,如丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)对羟苯基甘氨酸、二(辛基氨乙基)对羟苯基甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
即使使用少量表面活性剂时,具有氟化烷基的表面活性剂也可制备具有良好分散性的分散体。具有氟化烷基的阴离子表面活性剂具体例子包括具有2-10个碳原子的氟化烷基羧酸及其金属盐、全氟辛基磺酰谷氨酸二钠、3-{ω-氟化烷基(C6-C11)氧杂}-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-{ω-氟化烷基(C6-C8)-N-乙基氨基}-1-丙磺酸钠、氟化烷基(C11-C20)羧酸及其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)及其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸酯及其金属盐、全氟辛基磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛基砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基砜对羟苯基甘氨酸盐、单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯等。
具有氟化烷基的所述表面活性剂市售产品的具体例子包括Asahi GlassCo.,Ltd.生产的SURFLON S-111、S-112和S-113;Sumitomo 3M Ltd生产的FRORARD FC-93、FC-95、FC-98和FC-129;Daikin Industries,Ltd生产的UNIDYNE DS-101和DS-102;Dainippon Ink and Chemicals,Inc生产的MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833;Tohchem ProductsCo.,Ltd.生产的ECTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201和204;Neos生产的FUTARGENT F-100和F150等。
阳离子表面活性剂的具体例子包括具有氟化烷基的脂肪族伯、仲和叔胺、脂肪族季铵盐如全氟化烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐、咪唑盐等。其市售产品的具体例子包括SURFLONS-121(Asahi Glass Co.,Ltd.);FRORARD FC-135(Sumitomo 3M Ltd);UNIDYNE DS-202(Daikin Industries,Ltd);MEGAFACE F-150和F-824(Dainippon Ink and Chemicals,Inc);ECTOP EF-132(Tohchem ProductsCo.,Ltd.);FUTARGENT F-300(Neos)等。
树脂颗粒的具体例子包括能够形成分散组分的任意热塑性和热固性树脂,如乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂、聚碳酸酯树脂等。这些树脂可单独或组合使用。
这些树脂中,基于形成微球树脂颗粒的水分散体考虑,优选使用乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂及其组合。乙烯基树脂的具体例子包括均聚或共聚聚合物,例如苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。所述树脂颗粒优选具有5-200nm,更优选20-300nm的平均粒径。还可使用无机化合物分散剂,例如磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅和羟基磷灰石。
可将聚合物保护胶体与树脂颗粒和无机化合物分散剂一起用作分散剂。作为聚合物保护胶体的具体例子包括采用如下单体制备的聚合物和共聚物,所述单体如酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐)、含羟基丙烯酸单体(如丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸γ-羟丙酯、甲基丙烯酸γ-羟丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺)、乙烯醇及其醚(如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚)、乙烯醇与含羧基化合物的酯(即乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯);丙烯酰胺类(如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和二丙酮丙烯酰胺)及其羟甲基化合物、酰氯(如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯)和含氮原子的单体或含氮原子的杂环(如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和乙烯亚胺)。另外,还可使用聚合物,如聚氧化亚烷基化合物(如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧化亚乙基烷基胺、聚氧亚丙基烷基胺、聚氧化亚乙基烷基酰胺、聚氧化亚丙基烷基酰胺、聚氧化亚乙基壬基苯醚、聚氧化亚乙基月桂基苯醚、聚氧化亚乙基硬脂基苯基酯和聚氧化亚乙基壬基苯基酯);和纤维素化合物,如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素,。
对分散方法没有特别限制,可使用低速剪切法、高速剪切法、摩擦法、高压喷射法、超声法等。这些方法中,由于可容易地制备粒径为2-20μm的颗粒,因此优选使用高速剪切法。当使用高速剪切型分散机时,对转速没有特别限制,但转速典型地为1,000-30,000rpm,优选5,000-20,000rpm。对分散时间同样没有特别限制,但典型地为0.1-5分钟。分散工艺的温度典型地为0-150℃(压力下),和优选40-98℃。
为从调色剂材料液的水性(树脂)分散体中除去有机溶剂,将水分散体逐步加热,同时搅拌,以彻底从中蒸发除去有机溶剂。
可选地,在干燥气氛中喷雾水性(树脂)分散体,同时搅拌,以除去液滴中的有机溶剂。或者,减压水性(树脂)分散体,同时搅拌,以从中蒸发有机溶剂。可将这两种方法与第一种方法一起使用。
典型地使用特别地加热至高于其沸点的温度的空气、氮气、碳酸盐气体和燃烧气体作为干燥气氛,在其中喷雾水性(树脂)分散体。使用喷雾干燥器、带式干燥机或回转炉,在短时间内蒸发溶剂。
当使用具有末端异氰酸酯基的改性树脂时,可设置熟化工艺以促进异氰酸酯的延长或交联反应。熟化时间典型地为10分钟-40小时,优选2-24小时。反应温度典型地为0-40℃,优选15-30℃。
树脂包括辅助材料如表面活性剂和分散剂,水洗以将这些以及存在于树脂颗粒表面的高极性材料除去。这防止了调色剂的甲醇润湿性。
高极性材料包括表面活性剂、树脂颗粒、分散剂等,其被认为部分地附着或吸附在树脂颗粒表面上或部分地渗透至其内部。当与酸或碱一起加热时,这些被有效地除去。特别是当高极性材料为离子型时,优选进行离解。优选使用碱除去含有阴离子表面活性剂、羧基或磺酸基的树脂颗粒,和优选用酸除去分散剂如磷酸钙。碱优选具有9-13的pH,更优选9.5-12的pH,更加优选10-11的pH。当pH小于9时,不能有效洗涤树脂。当pH大于13时,树脂可能水解。
最大加热温度小于结晶树脂的熔点。当大于熔点时,树脂分子发生自由热运动,并可能受到碱攻击,导致分子量下降和耐热存储稳定性劣化。最小加热温度优选不小于30℃,更优选不小于40℃,和更加优选不小于45℃。当小于30℃时,不能有效洗涤树脂。将树脂加热至少30分钟,优选不小于2小时,更优选不小于5小时,和更加优选不小于10小时。当小于30分钟时,不能有效洗涤树脂。认为如此能够有效除去高极性聚合物材料。
上述工艺可在用离子交换水洗涤后实施,或用离子交换水洗涤后熟化工艺前实施。
上述工艺后,优选实施离子交换水洗涤和酸洗。认为如此,即使残留具有质子的酸性官能团,也是接近少量的。
在洗涤工艺中,可添加包含溶解或分散的氟化合物的水性溶剂,以转移至调色剂表面或离子键合于调色剂表面。这可在洗涤工艺的任意时刻实施,但优选在酸洗后实施,因为氟化合物有效地转移至其表面或与其表面离子键合。
氟化合物增强了调色剂的带电性,即使在生产数千幅图像时也能降低了调色剂在载体上的消耗,和保持其高带电性和流动性。
氟化合物的具体例子包括任意有机和无机氟化合物,只要其包含氟原子即可。优选使用具有下式(1)的氟化合物。
其中,X表示SO2或CO;R5、R6、R7和R8分别表示H、具有1-10个碳原子的烷基或芳基;m和n表示整数;和Y表示卤原子如I、Br、Cl。
带电控制剂优选为式(I)的含氟季铵盐与含金属偶氮颜料的组合。
式(I)的氟化合物具体例子包括下式(1)-(27)的氟化合物,其全部为白色或浅黄色。Y优选为碘。
其中,基于带电性考虑,优选使用N,N,N-三甲基-[3-(4-全氟壬氧基苯甲酰胺)丙基]碘化铵。本发明的效果不受氟化合物的纯度、pH或热解温度限制。调色剂优选包含0.01-5重量%,更优选0.01-3重量%的氟化合物。当小于0.01重量%时,氟化合物不能充分发挥其效果。当大于5重量%时,调色剂不能充分定影。
氟原子与碳原子的数量比(F/C)优选小于0.010,更优选小于0.005。本发明调色剂的甲醇润湿性取决于其表面条件。为降低润湿性,将含氟表面活性剂吸附至其表面的方法,和在粘结树脂骨架中引入含氟烷基并干燥加热含氟烷基以使之取向的方法具有一定效果。然而,通过氟疏水化的调色剂表面削弱了定影性,特别是低温定影性,从而氟越少越好。
树脂通过离心分离法、减压过滤法或压滤法洗涤,但所述方法不限于此。可以任意方法得到树脂饼。当不能一次充分洗涤树脂时,可将饼再次分散于水性溶剂中,并重复任意所述方法。当采用减压过滤法或压滤法时,可使水性溶剂渗透至饼中,并洗涤除去树脂中存在的辅助材料。水性溶剂是水或包含水和醇如甲醇和乙醇的混合溶剂。基于成本和环境负荷如流出物处理考虑,优选使用水。
洗涤的树脂许多保持在水性介质中,并干燥以除去水性介质,仅得到树脂。可使用例如喷雾干燥器、真空冻干机、减压干燥器、静态架式干燥器、流化床干燥器、旋转干燥器和搅拌干燥器等干燥器。优选将树脂干燥至湿分含量小于1%。干燥后,树脂具有絮凝作用,并将其通过喷射磨、Henschel混合器、超级混合器、咖啡磨、Oster共混器、食物处理机等分散。
参考图7-11,对不在水性介质中粒化调色剂的方法的实施方案进行说明,例如为从通孔释放包含至少一种粘结树脂和着色剂的调色剂组合物液体以形成液滴。调色剂生产设备分为液滴释放器和液滴固化器以及收集器。
液滴释放器优选喷射具有窄粒径分布的液滴,但没有特别限制,可使用已知的液滴释放器。液滴释放器的具体例子包括单流体喷嘴、双流体喷嘴、薄膜振动释放装置、瑞利狭缝释放装置、液体振动释放装置、液柱共振释放装置等。日本公开未审申请第2008-292976号公开了一种薄膜振动释放装置的实施方案,日本专利第4647506号公开了一种瑞利狭缝释放装置的实施方案,和日本公开未审申请第2010-102195号公开了一种液体共振释放装置的实施方案。
为保证调色剂的窄粒径分布和生产率,优选使用形成多个释放口的液柱共振液滴释放器(liquid-column resonant droplet discharger)。
在本发明中,如上所述,将从液滴释放器释放的调色剂组分的液滴固化后,收集固化颗粒。
固化释放液滴的方法取决于调色剂组分液的性质,但可以是能够固化调色剂组分液的任意方法。当调色剂组分液包含可蒸发溶剂和在其中溶解或分散的调色剂组分时,将调色剂组分液的释放液滴干燥,并在供给气流中蒸发溶剂。溶剂通过适宜选择气体(在其中释放液滴)的温度、蒸汽压力等干燥。即使当溶剂未完全干燥时,收集后,如果颗粒保持固态,还可将收集的颗粒在另一工艺中进一步干燥。此外,可采用通过改变温度或化学反应固化液滴的方法。
固化颗粒通过已知的粉末收集器如旋风收集器和返回过滤器从气体中收集。
图10是说明本发明调色剂生产设备的示意图。调色剂生产设备主要由液滴释放器2和干燥与收集单元60形成。
液滴释放器2与包含调色剂组分液14的材料容器13连接,循环泵15将材料容器13中包含的调色剂组分液14通过供液管16供给至液滴释放器2,并通过液体返回管22使液体返回材料容器13。供液管16包括压力表P1,干燥收集单元60包括压力表P2。分别基于压力表P1和P2的测量结果,控制将液体供给至液滴释放器2的压力和干燥收集单元60内的压力。当P1大于P2时,调色剂组分液14可从释放孔19排出。当P1小于P2时,液柱共振液滴形成单元10会吸入空气并停止释放。因此,P1和P2优选相等。
在室61中,从供给气流入口64供给向下气流101,使从液滴释放器2释放的液滴21不仅通过重力向下供给,而且还通过向下气流向下供给,并由固化颗粒收集器62收集。
当释放液滴在干燥前相互接触时,其结合成大颗粒。以下,将其称为“凝聚”。为制备具有均匀粒径分布的调色剂,释放的液滴相互间需要具有距离。然而,释放液滴具有恒定的初始速率,但由于空气阻力逐渐损失速率。因此,液滴损失速率后,释放的其它液滴有时会追上它,导致凝聚。凝聚频繁发生,和当收集到发生凝聚的颗粒时,得到的粒度分布严重劣化。在本发明中,向下气流101避免了液滴损失速率,从而使其不会相互接触。
如图10所示,向下气流101向下运动,或可相对于图11所示的液滴释放方向水平运动。然而,在此情况下,供给气流优选形成为使得从释放孔释放的液滴轨迹不重叠。供给气流可倾斜运动,不仅相对于液滴释放方向水平,还优选具有使得释放液滴相互分离的角度。
用于防止凝聚的第一气流与将固化颗粒供给至固化颗粒收集器的第二气流可独立形成。在此情况下,第一气流优选具有等于或不小于释放时液滴运行速率的流动速率。当比释放时液滴慢时,第一气流可能不能充分防止液滴相互接触。需要时,第一气流可具有其它另外的性质,以防止液滴相互接触,和不必与第二气流具有相同的性质。例如,第一气流可包含加速液滴固化的化学材料,或可对其实施物理作用,以加速其固化。
在本发明中,向下气流101可以是层流、涡流或湍流。对用于向下气流101的气体没有特别限制,可使用空气或不可燃气体如氮气。向下气流101具有需要时可调节的温度,优选在其中不发生变化。改变向下气流101的气流状态的装置可位于室61中。向下气流101除防止液滴21相互接触外,还可用于防止其附着于室61的内表面上。
如图10所示,当通过固化颗粒收集器62收集的调色剂包含大量残余溶剂时,视需要,干燥器63二次干燥调色剂,以降低残留溶剂。可使用典型的已知干燥器如流化床干燥器和真空干燥器实施二次干燥。调色剂中的残留有机溶剂不仅会随着时间的流逝而改变调色剂性质如热稳定存储性、定影性和带电性,而且当加热而定影调色剂图像时,有机溶剂蒸发,可能对图像形成设备中的各装置产生不利影响。因此,期望使调色剂充分干燥。
通过差示扫描量热仪(DSC)测量,二次加热的熔融热峰中肩温度Tsh2nd与首次加热的熔融热峰中肩温度Tsh1st之比(Tsh2nd/Tsh1st)优选为0.90-1.10。调色剂的熔融热峰的肩温度(Tsh1st和Tsh2nd)通过差示扫描量热仪(DSC)如Shimadzu Corp.的DSC60和TA-60WS测量。首先,将5.0mg调色剂置于铝制样品容器内,将样品容器放置在保持单元上,并将保持单元置于电炉中。接着,将保持单元在氮气气氛下以10℃/分钟升温速率从0℃加热至150℃。然后,将保持单元以10℃/分钟冷却速率从150℃冷却至0℃,并再次以10℃/分钟升温速率加热至150℃,形成DSC曲线。在DSC曲线中,首次加热的吸热峰温度为Tm1st,和二次加热的吸热峰温度为Tm2nd。当存在多个吸热峰时,选择具有最大吸热量的峰。对于Tm1st和Tm2nd,低温侧基线与其斜面切线的交叉点分别为Tsh1st和Tsh2nd。
本发明中调色剂和树脂的结晶度是主衍射峰与通过X射线衍射测量得到的衍射曲线中的晕(hallo)间的面积比。解释X射线衍射测量法和确定结晶度的方法。
(1)X射线衍射测量法
通过Bruker Corp.的装备有二维检测器D8DISCOVER和GADDS的X射线衍射设备,在以下条件下测量树脂和调色剂的衍射曲线。
管电流:40mA
管电压:40kV
测角仪:2θ轴:20.0000°
测角仪:Ω轴:0.0000°
测角仪:轴:0.0000°
检测器间距:15cm(宽角测量)
测量范围:3.2≤2θ(°)≤37.2
测量时间:600秒
使用针孔为1mm的准直器作为入射光学体系。采用辅助软件积分得到的二维原始数据(在x轴为3.2-37.2°),并转换成衍射强度和一维数据。
使用直径0.70mm的Mark Tube(Lindemann glass)作为毛细管。将样品装入毛细管顶部。实施轻拍100次,以装入样品。
(2)结晶度测量方法
基于由X射线衍射测量得到的表,解释确定结晶度的方法。
通过X射线衍射测量得到的衍射曲线例子示于图1。
X轴是2θ,Y轴是X射线衍射强度,和两者均为线性轴。本发明结晶树脂的X射线衍射模式在2θ=21.3°和2θ=24.2°处具有主峰P1和P2,在包含这两个峰的宽区域内可见hallo(h)。认为主峰源于结晶部,hallo源于无定形部。
将这两个主峰和hallo转换成如下Gauss函数。
fp1(2θ)=ap1exp(-(2θ-bp1)2/(2c p1 2))
fp2(2θ)=ap2exp(-(2θ-bp2)2/(2c p2 2))
fh(2θ)=ahexp(-(2θ-bh)2/(2ch 2))
其中,fp1(2θ)、fp2(2θ)和fh(2θ)是与主峰P1和P2以及hallo相对应的函数。
关于这三个函数之和,即
f(2θ)=fp1(2θ)+fp2(2θ)+fh(2θ)
通过最小二乘法,实施与X射线衍射曲线的拟合。
对九个ap1、bp1、cp1、ap2、bp2、cp2、ah、bh和ch通过最小二乘法进行拟合,并在使bp1=21.3和bp1=24.2、bp1=22.5作为初始值后实施,其它变量适宜地代入以一定程度地调节X射线衍射曲线的两个主峰和hallo。拟合通过采用Microsoft Corp.的Excel 2003解法器实施。
拟合后,高斯积分fp1(2θ)、fp2(2θ)和fh(2θ),分别求得峰面积Sp1、Sp2和Sh。如下求得结晶度:
结晶度(%)=((Sp1+Sp2)/(Sp1+Sp2+Sh)x 100
其中,Sp1=ap1|cp11/2,Sp2=ap2|cp21/2和Sh=ah|ch1/2
因此,
结晶度(%)=((ap1cp1+ap2cp2)/(ap1cp1+ap2cp2+ahch)x 100
所述调色剂在70℃下具有大于5.0x 104且小于5.0x 105,优选大于1.0×105且小于3.0×105的储能模量G’(70)Pa。另外,调色剂在160℃下具有大于1.0×103且小于1.0×104,优选大于2.0×103且小于7.0×103的储能模量G’(160)Pa。这是因为这些储能模量有利于调色剂具有定影性和耐热反印性。
储能模量可通过控制形成粘结树脂的结晶单体与无定形单体的比例或树脂的分子量得到。当结晶单体比例升高时,G’(Ta+20)较小。
本发明的显影剂包括调色剂和视需要的其它组分,如载体。
显影剂可以是单组份显影剂或双组份显影剂,当用于适用于近来信息处理速度的高速打印机时,优选使用双组份显影剂,以改进其寿命。单组份显影剂可以是磁性调色剂或非磁性调色剂。
单组份显影剂即使在供给和消耗时也具有较小的粒径变化,不会在显影辊上成膜,和也不会熔融并附着于调色剂层厚调节器如刮刀上,和即使在长期搅拌时也具有良好且稳定的显影性和图像生产率。进一步地,双组份显影剂即使在长期供给和消耗时,也具有较小的粒径变化,和即使在长期搅拌时,也具有良好且稳定的显影性。
对载体没有特别限制,可根据具体目的选择,然而,优选包括核材料和涂覆核材料的树脂层。
对核材料没有特别限制,可基于图像浓度从已知材料中选择,例如具有50-90emu/g的Mn-Sr材料和Mn-Mg材料;和高磁化材料,如具有不小于100emu/g的铁粉和具有75-120emu/g的磁铁矿。另外,优选使用轻磁化材料,如具有30-80emu/g的Cu-Zn材料,以降低对用于高质量图像的具有调色剂耳(toner ears)的感光体的应力。这些可单独或组合使用。
核材料优选具有10-200μm,更优选40-100μm的体积平均粒径(D50)。当小于10μm时,每个颗粒的磁化过低,以至于载体扩散。当大于200μm时,比表面积降低,调色剂有时会扩散,全色图像的实地图像有时具有较差的再现性。
对涂覆核材料的树脂没有特别限制,可根据具体目的适宜地选择。树脂的具体例子包括氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤化烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏二氟乙烯-丙烯酸酯共聚物、偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物、四氟乙烯和偏二氟乙烯和其它含氟原子单体的含氟三元聚合物,和硅树脂。这些可单独或组合使用。其中,优选使用硅树脂。
有机硅树脂的具体例子包括但不限于任意已知的有机硅树脂,如仅由有机硅氧烷键形成的直链有机硅,和采用树脂例如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和氨基甲酸酯树脂改性的有机硅。
直链有机硅市售产品的具体例子包括但不限于Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KR271、KR255和KR152;Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.的SR2400、SR2406和SR2410。直链有机硅树脂可单独使用,或还可和与之交联的其它组分或电荷控制组分组合使用。
改性的有机硅的具体例子包括但不限于Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.的KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酸改性)、EX1001N(环氧改性)和KR305(氨基甲酸酯改性);和Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.的SR2115(环氧改性)和SR2110(醇酸改性)。
有机硅树脂可单独使用,也可与可交联组分以及带电控制剂组合使用。
视需要,树脂层可包括导电粉末,其具体例子包括金属粉、炭黑、氧化钛、氧化锡、氧化锌等。导电粉末优选具有不大于1μm的平均粒径。当大于1μm时,有时难以控制电阻。
树脂层可通过制备包含溶剂和例如有机硅树脂的涂覆液;通过已知涂覆方法在核材料表面上均匀涂覆所述液体;干燥所述液体并灼烧其表面形成。涂覆方法包括浸涂法、喷涂法、刷涂法等。
溶剂的具体例子包括但不限于甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、溶纤剂乙酸丁酯等。
灼烧法的具体例子包括但不限于采用固定电炉、流化电炉、旋转电炉、燃烧炉、微波等的外加热法或内加热法。
载体优选包含0.01-5.0重量%的树脂层。当小于0.01重量%时,无法在核材料上形成均匀树脂层。当大于5.0重量%时,树脂层变得过厚,以致于载体颗粒互相成粒,不能获得均匀的载体颗粒。
对双组份显影剂中的载体含量没有特别限制,可根据具体目的适宜地选择。显影剂优选包含90-98重量%,更优选93-97重量%的载体。
基于每100重量份载体,双组份显影剂优选包含1-10.0重量份的调色剂。
本发明的图像形成设备包括至少包括静电潜像承载器、静电潜像成像器、显像器、转印器和定影器;更优选地,清洁器;和视需要,进一步包括其它装置,如放电器、循环器和控制器。
显像器是一种采用调色剂显影静电潜像,形成可视图像的装置,和调色剂是本发明的调色剂。
有时将带电器和辐照器组合,称作静电潜像成像器。显像器包括固定磁场发生器和承载本发明调色剂的可旋转显影剂承载器。
对静电潜像承载器的材料、形状、结构、尺寸等没有特别限制,可根据目的选择。静电潜像承载器具有鼓形、片形或环状带形。静电潜像承载器可具有单层结构或多层结构。静电潜像承载器可由无机材料如无定形硅、硒(serene)、CdS和ZnO或有机材料如聚硅烷和邻苯二甲基聚甲炔(phthalopolymethine)形成。
带电器使静电潜像承载器表面带电。
对带电器没有特别限制,只要当施加电压时,其可均匀使静电潜像承载器表面带电即可。带电器大体上分为(1)接触静电潜像承载器以实施带电的接触带电器,和(2)不接触静电潜像承载器以实施带电的非接触带电器。
(1)接触带电器的具体例子包括导电或半导体带电辊、磁刷、毛刷、薄膜、橡胶刮刀等。带电辊产生的臭氧远小于电晕放电器,即使重复使用时,静电潜像承载器也可稳定地使用,并有效防止图像质量劣化。
(2)非接触带电器的具体例子包括非接触带电器,和采用电晕放电的针形电极装置;固态放电元件;和在静电潜像承载器与辊间存在微观缝隙的导电或半导体带电辊。
辐照器辐照静电潜像承载器的带电表面,形成静电潜像。
对辐照器没有特别限制,只要辐照器能够采用成像光辐照静电潜像承载器的表面即可,其具体例子包括复印光学辐照器、柱形透镜阵列辐照器、激光光学辐照器和液晶快门光学辐照器。在本发明中,可采用经其背侧辐照静电潜像承载器表面的背侧辐照法。
对显像器没有特别限制,可从已知显像器中选择,只要显像器能够采用本发明的调色剂显影即可。例如,优选使用包含本发明的显影剂,并能够将调色剂供给至与之接触或未接触的静电潜像上的显像器。
显像器是一种采用调色剂显影静电潜像,形成可视图像的装置,所述调色剂时本发明的调色剂。
显像器可采用干或湿显影法,并可以使单色显像器或多色显像器。
显像器优选包括搅拌本发明的显影剂以使之摩擦带电的搅拌器,固定的磁场发生器,和在表面上承载包含调色剂的显影剂的可旋转显影剂承载器。
在显像器中,将调色剂与载体混合并搅拌,使调色剂带电,并以耳状保持在可旋转磁辊表面,形成磁刷。由于磁辊位于静电潜像承载器附近,因此部分调色剂静电吸附至其表面上。从而,采用调色剂显影静电潜像,在其上形成可视图像。
图2是说明双组份显像器的示意图。在双组份显像器中,通过螺杆441将双组份显影剂搅拌并供给至作为显影剂承载器的显影套筒442。通过作为层厚调节部件的刮刀443调节供给至显影套筒442的双组份显影剂,并通过刮刀443与显影套筒442间的刮刀缝隙控制供给的显影剂量。当刮刀缝隙过小时,显影剂的量过小,无法生产具有足够图像浓度的图像。当过大时,显影剂过度供给,导致在静电潜像承载器上的载体附着。显影套筒442包括作为形成磁场以在圆周面上形成显影剂耳的磁场发生器的磁体。沿磁体法线方向的磁力线,在显影套筒442上形成显影剂耳,以形成磁刷。
显影套筒442与静电潜像承载器经特定间距(显影缝隙)相互靠近,在其相对的部分形成显影区域。显影套筒442由圆柱形非磁性材料如铝、黄铜、不锈钢和导电树脂形成,并可通过未显示的马达旋转。通过显影套筒442的旋转,将磁刷转移至显影区域。显影套筒442通过未显示的显影用电源被施加显影偏压,磁刷上的调色剂通过在显影套筒442与静电潜像承载器间形成的显影电场分离,并转印至静电潜像上。显影偏压可与AC偏压叠加。
显影缝隙优选具有5-30倍显影剂粒径的尺寸,当显影剂具有50μm粒径时,显影缝隙优选具有0.25-1.5mm的尺寸。当大于该尺寸时,有时难以生产具有期望图像浓度的图像。
刮刀缝隙优选具有与显影缝隙相等或略大的尺寸。当静电潜像承载器是鼓形感光体时,鼓和显影套筒442的直径和线速度取决于设备的复印速度和尺寸。套筒与鼓的线速度之比优选不小于1.1,以生产具有期望图像浓度的图像。显影后,可通过传感器由光学反射率检测调色剂的附着量,以控制工艺条件。
转印器是一种将可视图像转印至记录介质上的装置。
转印器大体上分为将静电潜像承载器上的可视图像直接转印至记录介质的直接转印器,和首先将可视图像转印至中间转印器,然后从其将可视图像转印至记录介质的间接转印器。对转印器没有特别限制,可从已知转印器中选择。
定影器是在记录介质上定影可视图像的装置。
对定影器没有特别限制,可根据具体目的适宜地选择。优选使用具有定影部件和加热定影部件的热源的定影器。对定影部件没有特别限制,只要其可形成夹缝(nip)即可。其具体例子包括环形带与辊的组合,和辊与辊的组合。基于缩短预热和节能考虑,优选使用环形带与辊的组合,和通过感应加热从定影辊表面加热的方法。
定影器大体上分为(1)至少包含辊或带的内加热定影器,其由不与调色剂接触的表面加热,并加热和施压转印至记录介质上的图像使其定影在其上;和(2)至少包含辊或带的外加热定影器,其由与调色剂接触的表面加热,并加热和施压转印至记录介质上的图像使其定影在其上。可将它们组合。
(1)内加热定影器的具体例子包括具有包含加热器的定影部件的定影器。所述加热器包括热源如加热器和卤素灯。
(2)外加热定影器的具体例子包括具有至少一个定影部件的定影器,所述定影部件的至少部分表面通过加热器加热。对所述加热器没有特别限制,可根据具体目的选择。其具体例子包括电磁感应加热器。对电磁感应加热器没有特别限制,可根据具体目的选择。电磁感应加热器优选具有产生磁场的装置和通过电磁感应加热的装置。通过电磁感应加热的装置的具体例子包括由位于定影部件(如加热辊)附近的感应线圈形成的装置,包含感应线圈的屏蔽层和与屏蔽层相对的绝缘层。加热辊优选为磁性加热管。如果加热辊位于加热辊与定影部件(如压力辊和环形带)间的接触点的相对侧,则感应线圈优选设置为覆盖至少半圆柱体部分。
本发明的处理盒包括至少静电潜像承载器和显像器,并视需要,进一步包括其它装置,如带电器、辐照器、转印器、清洁器和放电器。
显像器是一种采用调色剂显影静电潜像承载器上的静电潜像,形成可视图像的装置,调色剂是本发明的调色剂。
显像器至少包括含本发明调色剂的调色剂容器,和承载并供给包含在调色剂容器内的调色剂的调色剂承载器。所述显像器可进一步包括调节调色剂承载器上的调色剂厚度的调节部件。显像器优选包括双组份显影剂和承载并供给包含于显影剂容器中的双组份显影剂的显影剂承载器。具体地,可优选使用任意上述显像器。
另外,可选择性地使用上述带电器、辐照器、转印器、清洁器和放电器。
本发明的处理盒可拆卸地安装在各种电子照相图像形成设备如传真机和打印机上,并优选装备有本发明的电子照相图像形成设备。
如图3所示,该处理盒包括静电潜像承载器101、带电器102、显像器104、转印器108、清洁器107和视需要的其它装置。在图3中,参数103表示辐射,和105表示记录介质。
接着,解释图3中通过处理盒的成像工艺。将静电潜像承载器101通过带电器102带电,并通过未显示的辐照器辐射(103),同时沿箭头方向旋转,在其表面上形成静电潜像。通过显像器104采用调色剂显影静电潜像,形成调色剂图像。将调色剂图像通过转印器108转印至记录介质105上,并印刷输出。然后,通过清洁器107在转印调色剂图像后,清洁静电潜像承载器表面,并通过未显示的放电器进一步放电,并重复上述操作。
实施例
已经简要描述了本发明,通过参考本文中仅见于解释而非限制目的提供的某些特定实施例,可获得更进一步的理解。在以下实施例的描述中,除非另外说明,否则数值表示以份数计的重量比。
<结晶树脂1>
在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使241份癸二酸、31份己二酸、164份1,4-丁二醇和0.75份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛,在氮气流中于180℃下反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流中逐步加热至225℃温度,和除去产生的水和1,4-丁二醇。使反应产物在减压5-20mmHg下进一步反应,直至反应物具有约18,000的重均分子量,以制备熔点为58℃的[结晶树脂1](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂2>
在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使283份癸二酸、215份1,6-己二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛,在氮气流中于180℃下反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流中逐步加热至220℃温度,和除去产生的水和1,6-丁二醇。使反应产物在减压5-20mmHg下进一步反应,直至反应物具有约17,000的重均分子量,以制备熔点为63℃的[结晶树脂2](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂3>
在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使322份十二烷二酸、215份1,6-己二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛,在氮气流中于180℃下反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流中逐步加热至220℃温度,和除去产生的水和1,6-己二醇。使反应产物在减压5-20mmHg下进一步反应,直至反应物具有约6,000的重均分子量。
将二百六十九(269)份得到的结晶树脂放置于包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,并向其中添加280份乙酸乙酯和85份甲苯二异氰酸酯(TDI),在氮气流下于80℃反应5小时。接着,减压除去乙酸乙酯,从而制备具有约18,000重均分子量和68℃熔点的[结晶树脂3](结晶聚氨酯树脂)。
<结晶树脂4>
在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使283份癸二酸、215份1,6-己二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛,在氮气流中于180℃下反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流中逐步加热至220℃温度,和除去产生的水和1,6-己二醇。使反应产物在减压5-20mmHg下进一步反应,直至反应物具有约6,000的重均分子量。
将二百四十九(249)份得到的结晶树脂放置于包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,并向其中添加250份乙酸乙酯和82份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),在氮气流下于80℃反应5小时。接着,减压除去乙酸乙酯,从而制备具有约20,000重均分子量和65℃熔点的[结晶树脂4](结晶聚氨酯树脂)。
<无定形树脂1>
使二百二十九(229)份双酚A与2摩尔环氧乙烷的加合物、529份双酚A与2摩尔环氧丙烷的加合物、208份对苯二甲酸、46份己二酸和2份氧化二丁基锡,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,在常压和230℃下反应8小时。进一步地,将反应物减压10-15mmHg,并反应5小时后,向其中添加44份偏苯三酸酐,并使反应物在常压和180℃下反应2小时,从而制备[无定形树脂1]。[无定形树脂1]的数均分子量(Mn)为2,500,重均分子量(Mw)为6,700,玻璃化转变温度(Tg)为43℃和酸值为25mg KOH/g。
<结晶树脂预聚物>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,放置247份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和247份乙酸乙酯。进一步地,将包含249份[结晶树脂4]和249份乙酸乙酯的树脂溶液添加至混合物中,并在氮气流下于80℃反应5小时,从而制备包含50重量%的末端具有异氰酸酯基的结晶树脂前体[结晶预聚物1](改性聚酯树脂)的乙酸乙酯溶液。
<无定形树脂预聚物>
将六百八十二(682)份双酚A与2摩尔环氧乙烷的加合物、81份双酚A与2摩尔环氧丙烷的加合物、283份对苯二甲酸、22份偏苯三酸酐和2份氧化二丁基锡混合,并在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,在常压和230℃下反应8小时。进一步地,将混合物减压至10-15mmHg后,反应5小时,从而制备[中间体聚酯1]。[中间体聚酯1]的数均分子量为2,100,重均分子量为9,500,Tg为55℃和酸值为0.5mg KOH/g以及羟值为49mgKOH/g。
接着,使411份[中间体聚酯1-1]、89份异佛尔酮二异氰酸酯和500份乙酸乙酯,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,在100℃下反应5小时,制备[无定形预聚物1]。[无定形预聚物1]包括1.53重量%的游离异氰酸酯。
<着色剂分散体>
将二十(20)份酞菁铜、4份着色剂分散剂(Avercia Inc.的SOLSPERSE28000)和76份乙酸乙酯置于烧杯中,并混合和均匀分散。然后,通过珠磨精细分散酞菁铜,制备[着色剂分散体1]。通过HORIBA的LA-920测量[着色剂分散体1],发现其体积平均粒径为0.3μm。
<蜡分散体>
在包括冷却管、温度计和搅拌器的反应釜中,放置15份石蜡HNP-9(来自Nippon Seiro Co.,Ltd.,熔点75℃)和85份乙酸乙酯。将混合物加热至78℃温度,以使得蜡充分溶解,并在搅拌的同时冷却至30℃保持1小时。将混合物通过珠磨机(IMECS CO.,LTD.的Ultra Visco Mill)在以下条件下进一步湿法粉碎6次:
供液速率1.0kg/小时;盘的圆周速率10m/秒;和填充0.5mm直径的氧化锆珠80体积%。
最后,向其中添加乙酸乙酯至固体浓度为15%。从而,制备[蜡分散体1]。
实施例1
在包括温度计和搅拌器的反应釜中,放置100份[结晶树脂1]和100份乙酸乙酯,将混合物加热至50℃温度,并均匀搅拌,制备[树脂溶液1]。
在烧杯中,放置45份[树脂溶液1]、15份[结晶预聚物1]、14份[蜡分散体1]和10份[着色剂分散体1],通过T.K.HOMO MIXER在50℃和8,000rpm下将混合物搅拌至均匀溶解和分散,从而制备[调色剂材料液1]。
在烧杯中,均匀溶解99份离子交换水、6份包含25重量%有机树脂颗粒(用于稳定分散的环氧乙烷甲基丙烯酸酯的加合物与苯乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸丁酯-硫酸酯钠盐的共聚物)的水分散体、1份羧甲基纤维素钠和10份浓度为48.5%的十二烷基二苯醚二磺酸钠(ELEMINOL MON-7,SanyoChemical Industries,Ltd.)。
接着,将75份[调色剂材料液1]放置于溶液中,同时在10,000rpm和50℃下搅拌,并搅拌溶液2分钟。
接着,将混合物转移至包含搅拌棒和温度计的烧瓶中,在55℃下除乙酸乙酯至浓度为0.5%,制备[树脂颗粒水分散体1]。
接着,作为预水洗处理,将[树脂颗粒水分散体1]冷却至室温并过滤。将三百(300)份离子交换水添加至得到的滤饼中,通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟并过滤。实施该操作两次。
接着,作为碱化工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合30分钟。向其中添加10重量%的包含氢氧化钠的水溶液,至pH为11.0。然后,搅拌滤饼10小时,同时在45℃下加热,并冷却至室温,减压过滤。
进一步地,作为后洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作3次。将三百(300)份包含1重量%固含量的盐酸添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。最后,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作两次,制备滤饼。
粉碎得到的滤饼,并在40℃下干燥22小时,制备体积平均粒径为5.6μm的[树脂颗粒1]。
将一百(100)份[树脂颗粒1]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.),通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER,在30m/秒圆周速率下混合30秒,并停止1分钟,重复5次。然后通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,制备[调色剂1]。
实施例2
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒2]和[调色剂2],只是将碱化工艺的pH由11.0变为12.0。
实施例3
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒3]和[调色剂3],只是将碱化工艺的pH由11.0变为10.0。
实施例4
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒4]和[调色剂4],只是将碱化工艺的温度由45变为55℃。
实施例5
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒5]和[调色剂5],只是用[结晶树脂2]替换[结晶树脂1]。
实施例6
将四十(40)g[结晶树脂1]添加至360g离子交换水中,并加热至90℃且用4%浓度氢氧化钠水溶液使pH为7.5。采用IKA的ULTRA TURRAX T50在8,000rpm下搅拌该混合物,同时向其中添加0.8g 10%浓度的十二烷基苯磺酸盐水溶液,从而制备中心粒径为320nm的[结晶树脂乳液1]。所述乳液具有11%的固含量浓度。
将1.1g10%浓度的十二烷基苯磺酸盐水溶液添加至360g离子交换水中,并向其中进一步添加4%浓度的氢氧化钠水溶液,制备pH为9.0的水相。将水相加热至55℃。接着,将80g[结晶预聚物1]加热至55℃温度,以使之流动并置于水相中。采用IKA的ULTRA TURRAX T50在8,000rppm下搅拌该混合物10分钟,并除乙酸乙酯至0.5%浓度,制备中心直径为350nm的[结晶树脂乳液2]。乳液具有10%固含量浓度。
将以下组合物混合、溶解,并通过均化器(IKA ULTRA TURRAX)和超声辐射分散,制备中心直径为150nm的[青色颜料分散体B-1]。
青色颜料C.I.颜料蓝15:                 350g
(Dainippon Ink And Chemicals,Inc.的酞菁铜)
阴离子表面活性剂Neogen SC             5g
离子交换水                            200g
将以下组合物混合并加热至97℃温度,并通过IKA的ULTRA TURRAXT50分散。然后通过MEIWAFOSIS CO.,LTD.的golin均化器在105℃和550kg/cm2的条件下分散该混合物20次,从而制备中心粒径为190nm的[脱模剂分散体C-1]。
将上述组合物通过IKA的ULTRA TURRAX T50均化器在圆底不锈钢烧瓶中充分混合和分散。将烧瓶在加热油浴中加热至48℃,同时搅拌以凝集颗粒。当粒径为5.7μm时,用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液调节混合物至pH为6.0,并在搅拌的同时加热至70℃温度。在加热至70℃温度的同时混合物的pH降至5.6,但保持该温度。当颗粒具有0.972圆度时,冷却混合物。
接着,作为预洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,并过滤。实施该操作两次。
接着,作为碱化工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合30分钟。向其中添加10重量%的包含氢氧化钠的水溶液,至pH为11.0。然后,搅拌滤饼10小时,同时在45℃下加热,并冷却至室温,减压过滤。
进一步地,作为后洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作3次。将三百(300)份包含1重量%固含量的盐酸添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。最后,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作两次,制备滤饼。
粉碎得到的滤饼,并在40℃下干燥22小时,制备体积平均粒径为5.6μm的[树脂颗粒6]。
将一百(100)份[树脂颗粒6]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.),通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER,在30m/秒圆周速率下混合30秒,并停止1分钟,重复5次。然后通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,制备[调色剂6]。
实施例7
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒7]和[调色剂7],只是将碱化工艺的pH由11.0变为12.0,和将其时间由10小时变为2小时。
实施例8
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒8]和[调色剂8],只是将碱化工艺的pH由11.0变为12.0,和将其温度由45℃变为40℃。
实施例9
实施例1中的碱化工艺后,作为后洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作3次。将三百(300)份包含1重量%固含量的盐酸添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。最后,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMOMIXER在12,000rpm下混合10分钟,向其中逐步添加包含1重量%N,N,N,-三甲基-[3-(4-全氟壬氧基苯甲酰胺)丙基]碘化铵(其是式(1)化合物,来自Neos的FUTARGENT 310)的水溶液,同时搅拌30分钟,至基于最终树脂颗粒的重量为0.05重量%,过滤。将三百(300)份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤一次。
粉碎得到的滤饼,并在40℃下干燥22小时,从而制备体积平均粒径为5.6μm的[树脂颗粒9]。
将一百(100)份[树脂颗粒9]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.)通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER在30m/秒圆周速率下混合30秒,并中止1分钟,重复5次。然后,通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,从而制备[调色剂9]。
实施例10
实施例1的[树脂颗粒水分散体1]制备后,作为碱化工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合30分钟。向其中添加包含10重量%氢氧化钠的水溶液,至pH为11.0。然后,搅拌滤饼10小时,同时在45℃下加热,并冷却至室温,减压过滤。
进一步地,作为后洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作3次。将三百(300)份包含1重量%固含量的盐酸添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。最后,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作两次,制备滤饼。
粉碎得到的滤饼,并在40℃下干燥22小时,从而制备体积平均粒径为5.6μm的[树脂颗粒10]。
将一百(100)份[树脂颗粒1]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.),通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER,在30m/秒圆周速率下混合30秒,并停止1分钟,重复5次。然后通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,制备[调色剂10]。
对比例1
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,从而制备[树脂颗粒101]和[调色剂颗粒101],只是不实施碱化工艺。
对比例2
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,从而制备[树脂颗粒102]和[调色剂颗粒102],只是将碱化工艺的温度由45℃变为20℃。
对比例3
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,从而制备[树脂颗粒103]和[调色剂颗粒103],只是不添加包含氢氧化钠的水溶液调节pH,和将碱化工艺的温度由45℃变为50℃。
对比例4
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,从而制备[树脂颗粒104]和[调色剂颗粒104],只是使用[无定形树脂1]代替[结晶树脂1],用[无定形预聚物1]代替[结晶预聚物1],和将碱化工艺的温度由45℃变为50℃。
对比例5
将四十(40)g[无定形树脂1]添加至360g离子交换水中,并加热至90℃和用4%浓度氢氧化钠水溶液使pH为7.5。采用IKA的ULTRA TURRAX T50在8,000rpm下搅拌该混合物,同时向其中添加0.8g 10%浓度的十二烷基苯磺酸盐水溶液,从而制备中心粒径为290nm的[无定形树脂乳液1]。所述乳液具有11%的固含量浓度。
将1.1g 10%浓度的十二烷基苯磺酸盐水溶液添加至360g离子交换水中,并向其中进一步添加4%浓度的氢氧化钠水溶液,从而制备pH为9.0的水相。接着,将80g[无定形预聚物1]加热至55℃温度,以使之流动并置于水相中。采用IKA的ULTRA TURRAX T50在8,000rpm下搅拌该混合物10分钟,加热至40℃温度,并除乙酸乙酯至0.5%浓度,从而制备中心直径为310nm的[无定形树脂乳液2]。乳液具有10%固含量浓度。
将上述组合物通过IKA的ULTRA TURRAX T50均化器在圆底不锈钢烧瓶中充分混合和分散。将烧瓶在加热油浴中加热至48℃温度,同时搅拌以凝集颗粒。当粒径为5.8μm时,用0.5mol/l的氢氧化钠水溶液调节混合物至pH为6.0,并在搅拌的同时加热至80℃温度。在加热至80℃温度的同时,混合物pH降至5.0,但保持该温度。当颗粒具有0.970圆度时,冷却混合物。
接着,作为预洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,并过滤。实施该操作两次。
接着,作为碱化工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合30分钟。向其中添加10重量%的包含氢氧化钠的水溶液,至pH为11.0。然后,搅拌滤饼10小时,同时在50℃下加热,并冷却至室温,减压过滤。
进一步地,作为后洗涤工艺,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作3次。将三百(300)份包含1重量%固含量的盐酸添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。最后,将300份离子交换水添加至得到的滤饼中,并通过T.K.HOMO MIXER在12,000rpm下混合10分钟,过滤。实施该操作两次,制备滤饼。
粉碎得到的滤饼,并在40℃下干燥22小时,制备体积平均粒径为5.7μm的[树脂颗粒105]。
将一百(100)份[树脂颗粒105]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.),通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER,在30m/秒圆周速率下混合30秒,并停止1分钟,重复5次。然后通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,制备[调色剂105]。
对比例6
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒106]和[调色剂颗粒106],只是使用60份[树脂溶液1]而非45份,和不使用[结晶预聚物1]。
对比例7
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤,制备[树脂颗粒107]和[调色剂颗粒107],只是使用55份[树脂溶液1]而非45份,并使用5份[结晶预聚物1]而非15份。
实施例11
在包含温度计和搅拌器的反应釜中,放置45份[树脂溶液1]、15份[结晶预聚物1]、14份[蜡分散体1]和10份[着色剂分散体1],通过T.K.HOMOMIXER在50℃和8,000rpm下搅拌该混合物,以均匀溶解并分散,从而制备[调色剂材料液1]。
利用液柱共振原理在以下条件下从图9A-9D中的液滴释放头释放[调色剂材料液1]。然后,将液滴干燥、固化并通过旋风分离器收集,并进一步在35℃下干燥48小时,从而制备[树脂颗粒11]。
<液柱共振条件>
共振模式:N=2
液柱共振液体室纵向长度:L=1.8mm
液柱共振液体室在液体共用供给路径侧的框架端高度:h1=80μm
液柱共振液体室的连通口高度:h2=40μm
<调色剂母料颗粒制备条件>
分散体的比重:ρ=1.1g/cm3
释放口形状:真圆
开口直径:7.5μm
开口数:每个液柱共振液体室4个
相邻释放口中心间的最小间距:130μm(全部相等)
干燥空气温度:40℃
施加电压:10.0V
驱动频率:395kHz
将一百(100)份[树脂颗粒11]和1.0份作为外添加剂的疏水二氧化硅(H2000,Clariant(Japan)K.K.),通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHELMIXER,在30m/秒圆周速率下混合30秒,并停止1分钟,重复5次。然后通过具有35μm孔的筛子筛选颗粒,从而制备[调色剂11]。
实施例12
重复实施例11中[调色剂11]的制备步骤,制备[树脂颗粒12]和[调色剂12],只是将[结晶树脂1]变为[结晶树脂2]。
<评估和测量方法>
[调色剂中四氢呋喃可溶组分的重均分子量]
通过GPC(凝胶渗透色谱)在以下条件下测量树脂和调色剂的分子量:
测量仪:Waters Corp.的GPC-150C
柱:Shodex的KF801-807
温度:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0ml/分钟
测量样品:0.1ml,浓度为0.05-0.6%
当测量样品的数均和重均分子量时,由通过多个单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线对数值与计数值间关系,确定样品的分子量分布。作为用于制备校准曲线的聚苯乙烯标准样品,使用Showdex STANDARD Std.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580以及甲苯。使用RI(折射率)检测器作为检测器。
[甲醇润湿性]
将调色剂样品预先放置在23±2℃和50±5%RH环境中24小时或更久。
在实验室环境中,将20mm长搅拌子或60ml离子交换水置于100ml高烧杯中,向其中辐射超声,除去空气,并放置在Rhesca Corp.的粉末润湿试验仪WET-100P中。在离子交换水上,漂浮25mg调色剂样品,并迅速设置盖子和甲醇供给喷嘴,以采用搅拌器启动搅拌并测量。在1.6ml/分钟下供给甲醇,测量时间为30分钟。搅拌器以350-450rpm搅拌。调色剂在初期漂浮于离子交换水的界面上,并随着甲醇浓度升高,逐渐用离子交换水和甲醇的混合液润湿。在其中分散调色剂,液体的透光性下降。由该透光率评估润湿性。特别地,将由流量(ml)确定的甲醇浓度(体积%)标绘于x轴上,并将透光率(电压比(%))标绘于y轴上,最大与最小值的中间处的甲醇浓度为“甲醇润湿性试验中的50%润湿性(W(50%))”。当电压比未小于70%时,50%润湿性(W(50%))为“不小于测量极限”。
显然,在此情况下,调色剂具有极低的甲醇润湿性,即其表面具有高疏水性,和优选防止了其带电性变化。
[定影性]
采用改进了其中的定影器的Ricoh Company,Ltd.的使用TEFLON辊(注册商标)作为定影辊的复印机MF-200,在Ricoh Company,Ltd.的6200型接收纸和NBS Ricoh Co.,Ltd.的<135>上,生产调色剂附着量为0.85±0.1mg/cm2的实地图像,同时将定影带的温度以5℃为单位从90℃升高。
使用125μm蓝宝石针在实地图像上以直径8mm旋转针和1g负荷,采用Ueshima Seisakusho Co.,Ltd.的痕迹试验仪AD-401运转。目视观察图像上的蓝宝石针的擦痕(痕迹)。未观察到擦痕的最小温度为最小定影温度。另外,随着定影温度升高,图像的光泽度升高,但在特定温度下开始下降。这是因为由于调色剂一定程度上发生热反印,从而图像表面变得粗糙。观察到未发生光泽度劣化的最大温度为最大可定影温度。
[带电性]
将Ricoh Company,Ltd.的MFP imagio MF C4500中使用的载体和得到的调色剂,在高温高湿(HH)环境(28℃/90%)或低温低湿(LL)环境(10℃/15%)中,放置24小时或更久。然后,将0.7g调色剂和10g载体放置于PP容器中,并混合1分钟,通过吹散法测量电量。
[调色剂表面]
通过扫描电镜(SEM)在20,000放大率下观察树脂颗粒的表面。
[调色剂表面上氟原子与碳原子的原子比(F/C)]
通过XPS(X射线光电子光谱仪)设备测定本发明中调色剂表面上氟原子与碳原子的原子比。
在本发明中,使用以下设备和条件。
(1)将预处理的调色剂放置在铝板上,并由上部轻压以实施测量。
(2)使用PHI的X射线光电子光谱设备1600S。
(3)X射线源为MgKα(100W)和分析范围为0.8×2.0mm。
表1-1
表1-2
表1-3
表1-4
表1-5
  SEM
  实施例1   平滑
  实施例2   平滑
  实施例3   平滑
  实施例4   平滑
  实施例5   平滑
  实施例6   平滑
  实施例7   平滑
  实施例8   平滑
  实施例9   平滑
  实施例10   平滑
  对比例1   凹凸
  对比例2   轻微凹凸
  对比例3   轻微凹凸
  对比例4   有孔
  对比例5   有孔
  对比例6   平滑
  对比例7   平滑
由于认为除去了具有高极性基团的材料如树脂,因此实施例1-9和对比例6和7的调色剂均具有平滑表面。由于认为具有高极性基团的残余材料如树脂具有劣化的定影性和高温高湿下的带电性,因此对比例1-3的各调色剂均具有凹凸表面。由于认为在制备时调色剂被增塑和树脂部分水解,对比例4和5的各调色剂均具有微孔。因此,认为调色剂具有较大表面积,并在低温低湿下接收较大的电荷量,但在高温高湿下受到湿分的很大影响并接收较低电荷量,导致电荷量变化很大。
表2-1
表2-2
表2-3
表2-4
表2-5
  SEM
  实施例11   平滑
  实施例12   平滑
已经充分描述了本发明,在不脱离所述本发明的范围和主旨的情况下,可对其进行大量改进和改变,这对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (12)

1.一种调色剂,其包含作为粘结树脂的结晶树脂,
其中,所述调色剂包含重均分子量不小于20,000的四氢呋喃可溶组分,且当实施甲醇润湿性试验时,具有不小于20体积%的50%润湿性,
其中所述调色剂通过在水性介质中粒化包含所述粘结树脂的调色剂材料液得到。
2.根据权利要求1的调色剂,其中所述粘结树脂含有不小于50重量%的结晶树脂。
3.根据权利要求1的调色剂,其中,所述结晶树脂是结晶聚酯树脂。
4.根据权利要求1的调色剂,其中,所述结晶树脂含有氨基甲酸酯键和脲键中的至少一种。
5.根据权利要求1的调色剂,其中所述结晶树脂包含:
第一结晶树脂;和
重均分子量大于第一结晶树脂的第二结晶树脂。
6.根据权利要求5的调色剂,其中第二结晶树脂通过扩链末端具有异氰酸酯基的改性结晶树脂形成。
7.根据权利要求5的调色剂,其中第一结晶树脂含有氨基甲酸酯键和脲键中的至少一种,和第二结晶树脂通过扩链第一结晶树脂形成。
8.根据权利要求1的调色剂,其中所述结晶树脂是聚酯与聚氨酯的嵌段聚合物。
9.根据权利要求1的调色剂,其中当实施X射线衍射测量时,所述调色剂具有不小于10%的结晶度。
10.根据权利要求1的调色剂,其中当通过差示扫描量热仪(DSC)测量时,所述调色剂的二次加热的熔融热峰的肩温度Tsh(2nd)[℃]与首次加热的熔融热峰的肩温度Tsh(1st)[℃]之比[Tsh(2nd)/Tsh(1st)]为0.90-1.10。
11.根据权利要求1的调色剂,其中所述调色剂在70℃下的储能模量G’(70)Pa与在160℃下的储能模量G’(160)Pa满足以下关系:
5.0×104<G’(70)<5.0×105
1.0×103<G’(160)<1.0×104
12.一种制备调色剂的方法,其包括:
在水性介质中粒化包含作为粘结树脂的结晶树脂的调色剂母料;和
在碱性条件下加热所述调色剂母料,
其中,所述调色剂包含重均分子量不小于20,000的四氢呋喃可溶组分,和当实施甲醇润湿性试验时,具有不小于20体积%的50%润湿性。
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