CN103076728A - 调色剂以及使用该调色剂的显影剂和成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种调色剂,其包括具有不小于14元环的内酯化合物;和包含结晶聚酯单元的树脂。
Description
发明领域
本发明涉及一种调色剂以及使用该调色剂的显影剂和成像设备。
发明背景
近来,已经要求采用电子照相成像设备的打印机和MFP关注环境问题,例如采取降低打印机和MFP能耗以减少CO2以及使用接近碳中和的生物质材料的措施。在此情况下,要求电子照相用调色剂降低其定影温度,例如作为调色剂中使用的粘结树脂,加热定影时迅速熔化的结晶树脂是已知的,其典型地为结晶聚酯树脂。
然而,采用结晶树脂的调色剂在显像器中可能相互凝集(agglutinate),导致图像质量劣化。认为这是因为结晶树脂比在常规调色剂中使用的无定形树脂柔软,并由于机械应力而发生局部变形。
进一步地,采用结晶树脂作为主要组分的调色剂定影后用铅笔刮擦时容易脱落。认为这是因为结晶树脂还具有较低的机械强度。
日本公开未审申请第2010-77419号公开了一种结晶树脂,其基于提供具有良好低温定影性和抗粘连性的粒状树脂的目的,具有特定的储能模量和损耗弹性模量。进一步,公开了由结晶聚酯和无定形聚氨酯形成的嵌段树脂作为结晶树脂。
然而,采用结晶树脂的调色剂仍然相互凝集,和定影后图像仍然具有较低的机械强度。
基于这些原因,对于能够防止调色剂在显影器中相互凝集并改善定影后图像强度的采用结晶树脂的调色剂,存在需求。
发明概述
因此,本发明的一个目的在于提供一种使用结晶树脂的调色剂,其能够防止调色剂在显像器中相互凝集,并改善定影后图像强度。
本发明的另一个目的在于提供一种采用所述调色剂的成像设备。
本发明的这些目的和其他目的已经通过发现下述调色剂,单独或同时得以实现,所述调色剂包括:
具有不少于14元环的内酯化合物;和
包含结晶聚酯单元的树脂。
通过结合附图讨论以下本发明优选实施方案的描述,本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
本发明的各种其他目的、特征和优点将被更充分地了解,因为当将其与附图结合讨论时,其将通过详细描述获得更好的理解,其中在全文中相同参数符号表示相同部分,和其中:
图1是阐述本发明成像设备中双组份显像器的一个实施方案的示意图;
图2是阐述本发明处理盒的一个实施方案的示意图;
图3是阐述本发明串联型成像设备的一个实施方案的示意图;
图4是阐述图3中各成像元件的放大视图。
发明详述
本发明提供一种采用结晶树脂的调色剂,其防止调色剂在显像器中互相凝集,并改善了定影后的图像强度。
更特别地,本发明涉及一种调色剂,其包括:
具有不小于14元环的内酯化合物;和
包含结晶聚酯单元的树脂。
采用结晶树脂的调色剂容易在显像器中互相凝集,和特别地,采用结晶树脂作为主要组分的调色剂定影后形成低强度图像,这是因为认为结晶位点具有低结晶度,即无定形位点增加,并易于变形。典型地,设想使用多种结晶成核剂控制结晶位点的结晶度。所述结晶成核剂不仅需要防止调色剂凝集和改善其机械强度,而且还不能损害其定影性。
本发明人发现,包含具有结晶聚酯树脂单元的树脂作为粘结树脂的调色剂,当其包含具有相对较大的环状结构的内酯化合物时,防止调色剂在显像器中凝聚,并改善其机械强度。认为这是由于以下原因。大量结晶聚酯单元的链由亚烷基和酯键形成。由亚烷基和酯键形成的内酯化合物具有与结晶聚酯相似的结构。内酯环结构没有末端,并与含少量末端结构的聚合物具有高亲和性。因此,调色剂表面上不易发生渗出。从而,内酯化合物保持在具有结晶聚酯单元的树脂中,并充分发挥成核剂的作用,提高树脂的结晶度,改善调色剂的机械强度。因此,认为改善了显像器中调色剂的凝集和图像强度。
当将长链脂肪酸、长链醇或长链酰胺添加至调色剂中时,它在调色剂表面上渗出,导致其凝集。认为这是因为脂肪酸、醇或酰胺的结构与粘结树脂具有较少亲和性。当这些在表面上渗出的材料具有较高熔点时,其削弱了在纸张上定影时引起粘结树脂定影性的熔融粘结树脂的润湿性。
本发明中具有不小于14元环的内酯化合物优选在部分环上具有酯键,其具体例子包括具有下式的化合物:
其中,R1、R2和R3分别表示二价饱和烃连接基团;X1、X2和X3分别表示酯键合位点(ester bonding site)。
当环较小时,环状化合物具有较低熔点,并趋于塑化调色剂,导致凝集和存储稳定性劣化。当化合物中酯键比例相对较大时,制备或存储调色剂时酯键渗出,其表面具有较高吸湿性,导致特别地在高温和高湿下存储稳定性可能劣化。
该化合物优选具有不大于22元的环,更优选不大于18元的环。当不小于23元环时,在制备调色剂工艺中,化合物难以在有机溶剂中分散或溶解作为调色剂材料。
所述调色剂包含0.05-5重量%,优选0.1-2重量%,更优选0.2-1重量%,更加优选0.4-0.7重量%的内酯化合物。当小于0.05重量%时,难以发挥本发明的效果。当大于5重量%时,化合物容易从调色剂中露出,可能导致调色剂凝集和损害调色剂的定影性。
含有不小于14元环的内酯化合物优选具有以下结构:
其中,m+n≥10、m≥2和n≥2。
该结构与结晶聚酯单元相似,对具有结晶聚酯单元的树脂具有较好的亲和性,和具有该结构的化合物均匀地分散,并起到晶核基点的作用。
内酯化合物的具体例子包括以下:
具有不小于14元环的内酯化合物通过使二羧酸或二元酰卤(dicarboxylicacid dihalide)与二醇在稀溶液中反应合成环状化合物而制备。稀溶液阻止了二羧酸与二醇聚合。可使用已知的酯化试剂实施酯化。其具体例子包括2,4,6-三氯苯甲酰氯、4-三氟甲基苯甲酸酐、3,5-二(三氟甲基)苯甲酸酐、2-甲基-6-硝基苯甲酸酐、2,6-二甲基-4-硝基苯甲酸酐等。优选同时使用适用于这些酯化试剂的酸性或碱性催化剂。
基于与具有结晶聚酯单元的树脂亲和性考虑,包含不小于14元环的内酯化合物优选具有与形成结晶聚酯单元的相同的结构。
可使用单内酯(monolactone)作为具有不小于14元环的内酯化合物。其具体例子包括如下:
本发明的调色剂包括具有结晶聚酯单元的粘结树脂。基于粘结树脂总重,调色剂优选包含不小于50重量%的具有结晶聚酯单元的粘结树脂。可将具有结晶聚酯单元的粘结树脂与无定形树脂结合,优选粘结树脂基本上具有结晶聚酯单元作为主要组分。
本发明的调色剂优选包含具有结晶聚酯单元的粘结树脂作为主要组分。在本发明中,包含具有结晶聚酯单元的粘结树脂作为主要组分意味着包含不小于50重量%的具有结晶聚酯单元的粘结树脂。
基于最大化结晶树脂的低温定影性和耐热存储稳定性考虑,本发明的调色剂优选包含不小于50重量%,更优选不小于65重量%,更加优选不小于80重量%和最优选不小于95重量%的具有结晶聚酯单元的粘结树脂。当小于50重量%时,粘结树脂不能迅速对热做出响应以产生调色剂的粘弹性,和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)测量的熔融热最大峰值温度之比(熔点/熔融热最大峰值温度)为0.80-1.55的受热迅速熔融性。具有该性质的树脂是结晶树脂。
无定形性是熔点与熔融热最大峰值温度之比(熔点/熔融热最大峰值温度)大于1.55的受热温和熔融性。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。在以6℃/分钟加热下,采用柱塞向1g样品施加1.96Mpa负荷,并从直径1mm和长度1mm的喷嘴推出。将一半样品流出时的温度确定为软化点。
树脂或调色剂的熔融热最大峰值温度可通过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℃,并以0.5℃/分钟进一步从70℃冷却至10℃。当以20℃/分钟加热时,通过DSC测量吸热和放热变化,绘制吸热和放热量与温度的图。在20-100℃之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为Ta*。然后,将样品在(Ta*-10)℃下存储6小时,将样品在(Ta*-15)℃下进一步存储6小时。接着,通过DSC将样品以10℃/分钟冷却至0℃温度后,以20℃/分钟加热样品,以测量吸热和放热变化。绘制相同图表,与吸热和放热量最大峰对应的温度为熔融热最大峰值温度。
作为具有结晶聚酯单元的树脂,可使用仅由结晶聚酯单元形成的结晶聚酯树脂(未改性结晶聚酯树脂)。然而,基于改善树脂性质和控制其分子量、尤其是获得聚合的树脂考虑,可使用改性结晶聚酯树脂。改性结晶聚酯树脂包括主链中具有氨基甲酸酯键和/或脲键的结晶聚酯树脂,并优选使用主链中具有氨基甲酸酯键的结晶聚酯树脂。
主链中具有氨基甲酸酯键的结晶聚酯树脂可具有分散的氨基甲酸酯键合位点,并可以为主链中具有聚氨酯单元的嵌段聚合物。
制备主链中具有氨基甲酸酯键的前体树脂的方法包括制备末端具有醇的未改性结晶聚酯树脂,并向其中添加与未改性结晶聚酯树脂的醇末端反应的异氰酸酯化合物。可使用采用具有两个或多个异氰酸酯基的多异氰酸酯化合物制备末端具有异氰酸酯基的树脂,并用具有活泼氢基团的化合物扩链或交联作为预聚物的多异氰酸酯化合物的另一种方法。
制备前体树脂的方法包括使多异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应,制备聚氨酯,并使聚氨酯与独立制备的末端具有醇的未改性结晶聚酯树脂反应,制备具有结晶聚酯单元和氨基甲酸酯单元键的嵌段聚合物。可使多异氰酸酯化合物、多元醇化合物和末端具有醇的未改性结晶聚酯树脂一起反应,形成聚氨酯单元,同时单元之间键合。甚至在此方法中,控制反应组合物,以使得末端成为异氰酸酯基,最终形成可用具有活泼氢基团的化合物扩链或交联的预聚物。
主链中具有脲键的结晶聚酯树脂可通过使末端具有异氰酸酯基的结晶聚酯树脂与作为具有活泼氢基团的化合物的胺化合物反应制备。制备主链中具有脲键的结晶聚酯树脂的方法包括制备末端具有醇的未改性结晶聚酯树脂,向其中添加异氰酸酯化合物以制备末端具有异氰酸酯基的结晶聚酯树脂,用具有活泼氢基团的胺化合物扩链或交联作为预聚物的结晶聚酯树脂。
结晶聚酯单元的具体例子包括由二醇和二羧酸合成的缩聚聚酯单元、内酯开环聚合物、多羟基羧酸等。其中,基于改善结晶性考虑,优选使用二醇和二羧酸的缩聚聚酯单元。
多元醇包括二醇和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;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,如其盐;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善。
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。
具有4-36个碳原子的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(AO)具体例子包括但不限于例如环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和环氧丁烷(BO)的加合物(加合摩尔数1-30)。
双酚的具体例子包括但不限于双酚A、双酚F、双酚S等的AO(如EO、PO和BO)加合物(加合摩尔数2-30)。
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6-25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)氨基磺酸和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(C 1-C6))氨基磺酸以及[N,N-双(2-羟烷基(C 1-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多元烷醇(alkanepolyol)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;酚醛清漆树脂的AO(2-30摩尔)加合物,如苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆;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个碳原子的低级烷基酯,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的H1P、H4、H5和H7系列。
制备多羟基羧酸方法的具体例子包括但不限于直接脱水和缩合多羟基羧酸如二醇酸和乳酸(L体、D体和外消旋酸)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。
用于制备具有分散氨基甲酸酯键合位点的树脂的异氰酸酯化合物具体例子包括单异氰酸酯、二异氰酸酯、具有3或更高价态的多异氰酸酯等。
单异氰酸酯的具体例子包括但不限于例如异氰酸苯酯、异氰酸甲苯酯、异氰酸二甲基苯酯、异氰酸环己酯、异氰酸丁酯、异氰酸月桂酯、异氰酸硬脂酯和异氰酸萘酯。
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其包括氨基甲酸酯基、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、唑烷酮等及其组合的改性产物。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乙烷二异氰酸酯、丁烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯(HDI)、十二烷基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷基三异氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二异氰酸酯、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。
脂环族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)、环己基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯(氢化TDI)、双(2-异氰酸酯基乙基)-4-环己烯-1,2-二羧酸酯、2,5-和2,6-降冰片烷二异氰酸酯等。
芳脂族二异氰酸酯的具体例子包括但不限于间和对亚二甲苯二异氰酸酯(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、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MDI、碳二亚胺改性MDI和三烃基磷酸酯(trihydrocarbylphosphate)改性MDI;氨基甲酸酯改性TDI,如包含异氰酸酯基的预聚物;及其混合物,如改性MDI与氨基甲酸酯改性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),更优选使用TDI、MDI、HDI、氢化MDI和IPDI。
聚氨酯单元由二醇或具有3-8或更高价态的多元醇与二异氰酸酯或具有3或更高价态的多异氰酸酯合成。特别地,优选使用二醇与二异氰酸酯合成的聚氨酯单元。
二醇和具有3-8或更高价态的多元醇的具体例子包括上述聚酯单元的那些。
多异氰酸酯的具体例子包括二异氰酸酯和具有3或更高价态的多异氰酸酯。
具有活泼氢基团的化合物具体例子包括但不限于水,和当能与活泼氢基团反应的官能团是异氰酸酯基时,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,当在水性介质中粒化颗粒时,优选使用能够减少副材料的水。
羟基、氨基、羧基和巯基与异氰酸酯基扩链或交联,形成氨基甲酸酯或脲键。水与异氰酸酯基反应形成氨基,氨基与未反应的异氰酸酯基扩链或交联。
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,还可以使用通过使酮如丙酮、甲乙酮和甲基异丁酮与胺的氨基嵌段来制备的酮亚胺化合物、唑啉化合物等。
本发明的调色剂优选包括具有结晶聚酯单元的两种或多种树脂。所述两种树脂包括具有互相不同分子量的树脂、改性或未改性树脂和彼此不同的树脂。其优选是具有结晶聚酯单元的第一树脂和具有结晶聚酯单元且重均分子量大于具有结晶聚酯单元的第一树脂的第二树脂。当具有结晶聚酯单元的第一树脂具有低温定影性和具有结晶聚酯单元的第二树脂具有耐热反印性时,得到的调色剂由功能上独立的树脂形成,并具有较宽的定影温度范围。由于能够在粘结树脂中形成具有较高分子量的结晶树脂,具有结晶聚酯单元的第二树脂优选通过扩链具有异氰酸酯基的改性聚酯树脂形成。由于均匀分散在粘结树脂中,以及得到的调色剂具有较好的低温定影性和耐热反印性,具有结晶聚酯单元的第二树脂优选是通过将具有结晶聚酯单元的第一树脂改性成具有能够与活泼氢基团反应的官能团如异氰酸酯基的结晶树脂,并使之作为预聚物与具有活泼氢基团的化合物反应形成的改性结晶聚酯树脂。
基于定影性考虑,具有结晶聚酯单元的第一树脂优选具有2,000-100,000,更优选5,000-60,000和最优选8,000-30,000的重均分子量。当小于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。
基于耐反印性考虑,具有结晶聚酯单元的第二树脂优选具有大于具有结晶聚酯单元的第一树脂的重均分子量,并为10,000-1,000,000,更优选30,000-1,000,000,最优选50,000-500,000。当小于10,000时,耐热反印性趋于劣化。当大于1,000,000时,低温定影性趋于劣化。
具有结晶聚酯单元的第一树脂与具有结晶聚酯单元的第二树脂间重均分子量之差优选不小于5,000,更优选不小于10,000。当小于5,000时,调色剂趋于具有较窄的定影宽度。
具有结晶聚酯单元的第一树脂(A)与具有结晶聚酯单元的第二树脂(B)的含量比(A/B)为95/5-70/30。当(A)具有与之相比更大的含量比时,调色剂的耐热反印性趋于劣化。当(B)具有与之相比更大的含量比时,其低温定影性趋于劣化。
在本发明中,树脂的重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)在以下条件下测量。
设备(示例):Tosoh Corp.的HLC-8120
柱(示例):Tosoh Corp.的两组TSK GEL GMH6
测量温度:40℃
样品溶液:包含0.25重量%的THF溶液
溶液量:100μL
检测器:折射率检测器
标准材料:Tosoh Corp.的TSK标准聚苯乙烯,12个点(分子量500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000和2890000)
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、perynone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、14:6、15、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。
黄色着色记得具体例子包括C.I.颜料黄O-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。
母料通过向其中施加高剪切应力混合并捏合树脂和着色剂制备。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,优选使用冲洗法,因为可将得到的着色剂湿饼原样使用,在所述冲洗法中,将包含着色剂的水性膏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,除粘结树脂和着色剂以外,本发明的调色剂还可包括其它组分,例如脱模剂、带电控制剂、外添加剂、流动性改进剂、清洁性改进剂和磁性材料。
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蜡、聚烯烃蜡、长链烃等。其中,优选使用包含羰基的蜡和长链烃。
含羰基蜡的具体例子包括聚烷酸酯(polyalkanate),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,得到的调色剂有时抗冷反印性劣化。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 CHARGEPSY VP2038(季铵盐)、COPY BLUE(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEGVP2036和NX VP434(季铵盐),其由Hoechst AG生产;LRA-901和LR-147(硼络合物),其由Japan Carlit Co.,Ltd.生产;酞菁铜、茈、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密度下降。
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和HVK21;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NipponAerosil Co.的P-25;Titan Kogyo K.K.的ST-30和STT-65C-S;Fuji TitaniumIndustry Co.,Ltd.的TAF-140;Tayca Corp.的MT150W、MT-500B、和MT-600b等。疏水氧化钛颗粒的具体例子包括Nippon Aerosil Co.的T-805;Titan KogyoK.K.的STT-30A和STT-65S-S;Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.的TAF-500T和TAF-1500T;Tayca Corp.的MT-100S和MT 100T;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、丙烯酸基改性硅油、甲基丙烯酸基改性硅油、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,无机颗粒材料容易包埋于调色剂中。当大于100nm时,损害感光体表面。
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。
可将树脂颗粒与外添加剂一起使用。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善了得到调色剂的带电性,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善了调色剂的疏水性,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、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扩链或交联反应。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。
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。
可将非均质颗粒如着色剂颗粒、带电控制剂颗粒和流化颗粒与干燥后的调色剂粉末混合。可通过施加机械应力来混合粉末以将其固定并熔合于复合颗粒表面上,从而防止非均质颗粒从复合颗粒中脱离。
具体方法包括采用高速旋转的刮刀对混合物施加冲击力的方法,将混合物置于高速气流中和加速所述混合物以使得颗粒互相碰撞或使得复合颗粒与碰撞板碰撞的方法等。所述设备的具体例子包括Hosokawa Micron Corp.的ONG MILL、Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.具有较低粉碎气压的改善I型磨、Nara Machinery Co.,Ltd.的混杂体系、Kawasaki Heavy Industries,Ltd.的Kryptron System、自动研钵等。
当通过凝聚(condensation)法制备调色剂时,将至少具有结晶聚酯单元的至少一种树脂和具有不小于14元环的内酯化合物以及着色剂、脱模剂和视需要的不含结晶聚酯单元的树脂,分散于水性介质中,以使之凝聚并熔融以互相附着。可将具有不小于14元环的内酯化合物单独分散,或与具有结晶聚酯单元的树脂和/或不含结晶聚酯单元的树脂一起分散于水性介质中。
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,以改善其寿命。
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供给和长期消耗时,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。
单组份显影剂可以是磁性调色剂或非磁性调色剂。
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1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2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2中,参数103表示辐射,和105表示记录介质。
接着,解释图2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。
图3是说明本发明中使用的成像设备一个实施方案的示意图。其中成像设备100C是串联全彩成像设备,其包括复印机150、供纸台200、扫描器300和自动文档供给器(ADF)400。
位于复印机150中央的中间转印带50是通过三个悬挂辊14、15和16悬挂并可沿箭头方向旋转的环形带。靠近悬挂辊15,设置中间转印器清洁器17以除去图像转印后中间转印带50上的残留调色剂。黄色、青色、洋红和黑色成像单元120Y、120C、120M和120K面向由辊14和15悬挂的中间转印带50并沿其运动方向平行设置。辐射器21位于成像单元120附近。在穿过中间转印带50的成像单元120反侧,设置第二转印带24。第二转印带24是由一对辊23悬挂的环形带。第二转印带24和中间转印带50上供给的记录纸在辊16和23之间互相接触。靠近第二转印带24,设置定影器25,其包括定影带26和通过定影带26施压的压力辊27,所述定影带26是由一对辊悬挂的环形带。翻转页面以在其两侧成像的页面翻转器28位于第二转印带24和定影器25附近。
接着,解释采用成像设备100c的全彩成像。将彩色原件放置在自动文档供给器(ADF)400的台130上以实施复印,或将其放置在扫描器300的接触玻璃32上,并用ADF 400施压。当将开关(未显示)置于打开时,将设置在ADF 400的台30上的原件供给至扫描器300的接触玻璃32上时,或刚刚将原件置于其上时,第一扫描器33和第二扫描器34扫描原件。第一扫描器33发射光线至原件上,并反射从其上反射的光至第二扫描器34。第二扫描器34通过成像透镜35进一步将反射光反射至读取传感器36,以作为黑色、黄色、洋红和青色图像信息,读取彩色原件(彩色图像)。
将黑色、黄色、洋红和青色图像信息传输至各成像单元120,以形成黑色调色剂图像、黄色调色剂图像、洋红调色剂图像和青色调色剂图像。即,如图4所示,每个成像单元120包括感光体10,即黑色感光体10K、黄色感光体10Y、洋红感光体10M和青色感光体10C;均匀带电感光体10的带电辊160;基于各颜色图像信息采用成像光(图4中L)辐照感光体以在其上形成静电潜像的辐射器;采用各彩色调色剂,即黑色调色剂、黄色调色剂、洋红调色剂和青色调色剂,显影静电潜像以在其上形成调色剂图像的图像显影器61;将调色剂图像转印至中间转印带50上的转印带电器62;感光体清洁器63和放电器64。
将通过各成像单元120形成的各彩色调色剂图像连续(首先)转印至经辊14、15和16悬挂的同时移动的中间转印带50上,并在其上叠加,形成复合调色剂图像。
另一方面,当将开关(未显示)置于打开时,供纸台200的一个供纸辊142选择性旋转,以从纸箱143内的多级纸盒144之一中取出纸张。分离辊145a逐一分离纸张,并将其供给至供纸路径146内,供给辊147将纸张供给至相对于记录辊49停止的供纸路径148中。可选地,旋转供纸辊142,以从手动供纸盘51中取出纸张,分离辊145逐一分离纸张并供给至相对于记录辊49停止的供纸路径53内。记录辊49典型地接地,并可被施加偏压以从纸张上除去纸屑。然后,与在中间转印带50上的合成全彩图像同步,旋转记录辊49以在中间转印带50和第二转印带24之间旋转供给纸张,第二转印器(一个或多个)将全彩图像转印至纸张上。通过中间转印器清洁器17清洁转印图像后的中间转印带50,以除去转印图像后其上残留的调色剂。
将其上转印了全彩图像的纸张通过第二转印带24供给至定影器25。定影器25通过施加热和压力,在其上定影图像,并通过输出辊56将纸张通过切换棘爪55输出至收集板57上。可选地,切换棘爪55将纸张供给至纸张翻转器28内将纸张翻转至再次转印位置,以在纸张背面成像,然后通过输出辊56将纸张输出至收集板57上。
实施例
尽管已经大体上描述了本发明,但可通过本文中基于阐述而非限制目的提供的某些具体实施例获得进一步的理解。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。
<内酯化合物1的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将9.6份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.015份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.4份癸二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解1.2份己二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物1]作为主要组分。
<内酯化合物2的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将11.0份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.017份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.8份癸二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解0.9份乙二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物2]作为主要组分。
<内酯化合物3的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将11.0份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.017份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.0份己二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解1.5份己二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物3]作为主要组分。
<内酯化合物4的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将10.4份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.016份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.6份癸二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解1.2份丁二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物4]作为主要组分。
<内酯化合物5的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将11.0份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.017份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.8份癸二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解1.1份2-丙二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物5]作为主要组分。
<内酯化合物7的合成>
在包含搅拌器、回流管和两个滴液漏斗的反应釜内,在氮气气氛下,将7.2份2-甲基-6-硝基苯甲酸酐和0.011份N,N-二甲基氨基吡啶溶解在150份四氢呋喃中。
将在500ml四氢呋喃中溶解2.0份癸二酸得到的溶液放置于第一滴液漏斗中,和将在500ml四氢呋喃中溶解1.7份1,10-癸二醇得到的溶液放置于第二滴液漏斗中。在通过搅拌器搅拌的同时,以相同速度滴加溶液8小时后,进一步搅拌混合物1小时。
接着,将500ml碳酸氢钠饱和水溶液添加至混合物中,并在其中混合。然后,除去有机层,用离子交换水洗涤并干燥。
通过气相色谱质谱仪分析干燥材料,发现所述材料包括具有下式的[内酯化合物7]作为主要组分。
<结晶树脂1>
在包括冷却管、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(titaniumdihydroxybis(triethanolaminate))在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,6-己二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,200的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入7.5份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流下反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为67℃的[结晶树脂1](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂2>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使310份癸二酸、115份1,6-己二醇、65份乙二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛在氮气流下于160℃反应5小时,同时除去产生的水并进一步在180℃下反应3小时。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水、1,6-己二醇和乙二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,900的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入6.0份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为71℃的[结晶树脂2](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂3>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使260份己二酸、255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)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,6-己二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,000的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入8.3份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为59℃的[结晶树脂3](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂4>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使298份癸二酸、195份1,4-丁二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,4-丁二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,700的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入6.7份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为58℃的[结晶树脂4](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂5>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使210份己二酸、235份1,10-癸二醇和1份作为缩合催化剂的二羟基双(三乙醇胺)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,100的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入8.5份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为67℃的[结晶树脂5](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂6>
在包括冷却管、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)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,6-己二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有17,000的数均分子量,制备熔点为69℃的[结晶树脂6](结晶聚酯树脂)。
<结晶树脂7>
在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使283份己二酸、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)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,6-己二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,200的数均分子量,以制备基础树脂。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入35份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、30份双酚A与2摩尔环氧乙烷的加合物,和75份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时。从反应物中除去乙酸乙酯,制备熔点为65℃的[结晶树脂7](结晶聚酯树脂)。
<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,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)钛在氮气流下于180℃反应8小时,同时除去产生的水。接着,使反应物反应4小时,同时在氮气流下逐步加热至220℃温度,并除去产生的水和1,6-己二醇。使反应物在5-20mmHg减压下进一步反应,直至反应物具有5,000的数均分子量,以制备基础树脂。当通过高温流动试验仪测量时,基础树脂具有72.2℃的软化点,和当采用差示扫描量热仪(DSC9)测量时,具有66.9℃的熔融热最大峰值温度,以及软化点与熔融热最大峰值温度之比为1.08。在60℃下将两百(200)份乙酸乙酯添加至250份待稀释的基础树脂中,制备基础树脂溶液。
同时,在包括冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,装入37份4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和87份乙酸乙酯以及进一步地基础树脂溶液,以在80℃下在氮气流中反应5小时,制备包含50重量%末端具有异氰酸酯基的[结晶树脂预聚物](改性聚酯树脂)的乙酸乙酯溶液。
将零点五(0.5)份正丁胺与10份预聚物溶液均匀混合,以破坏其末端的异氰酸酯基。从预聚物中除去溶剂和残留的正丁胺,其包含重均分子量为45,700的THF可溶物。
<无定形树脂1>
在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中,使215份双酚A与2摩尔环氧丙烷的加合物、132份双酚A与2摩尔环氧乙烷的加合物、126份对苯二甲酸和1.8份四丁氧基钛酸酯(tetrabutoxytitanate)在230℃下于氮气流中反应6小时,同时从反应物中除去产生的水。接着,使反应物在5-20mmHg减压下反应1小时后并冷却至180℃温度后,向其中添加8份偏苯三酸酐,并使反应物反应直至重均分子量为具有约10,000的重均分子量,以制备[无定形树脂1](无定形聚酯树脂)。
<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份二丁基氧化锡混合,并在包含冷却管、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小时以制备[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、羟值为49mg KOH/g、通过高温流动试验仪测量的软化点为92℃、通过DSC测量的熔融热最大峰值温度为58℃,其比例(软化点/熔融热最大峰值温度)为1.58。
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份乙酸乙酯在包含冷却管、搅拌器和氮气导入管的反应釜中在100℃下反应5小时,制备[预聚物1]。[预聚物1]包含1.53重量%的游离异氰酸酯。
将零点五(0.5)份正丁胺与10份预聚物溶液均匀混合,以破坏其末端的异氰酸酯基。从预聚物中除去溶剂和残留的正丁胺,其包含重均分子量为51,300的THF可溶物。
各树脂通过高温流动试验仪测量的软化点和通过DSC测量的熔融热最大峰值温度如下。
表1
软化点(°C) | 峰值温度(°C) | 比例 | 重均分子量 | |
结晶树脂1 | 76 | 67 | 1.13 | 34,100 |
结晶树脂2 | 83 | 70 | 1.19 | 35,500 |
结晶树脂3 | 66 | 58 | 1.14 | 31,100 |
结晶树脂4 | 64 | 58 | 1.11 | 36,700 |
结晶树脂5 | 77 | 67 | 1.15 | 31,900 |
结晶树脂6 | 73 | 69 | 1.07 | 35,800 |
结晶树脂7 | 83 | 65 | 1.28 | 32,400 |
无定形树脂1 | 95 | 52 | 1.83 | 9,800 |
软化点:通过高温流动试验仪测量
峰值温度:通过DSC测量的熔融热峰值温度
比例:(软化点/熔融热最大峰值温度)
<着色剂分散体1的制备>
将二十(20)份酞菁铜、4份着色剂分散剂(Avecia 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,Ltd.的LA-920测量[着色剂分散体1],发现体积平均粒径为0.3μm。
<蜡分散体的制备>
在包含冷却管、温度计和搅拌器的反应釜中,放置15份石蜡HNP-9(从Nippon Seiro Co.,Ltd.获得,熔点为75℃)和85份乙酸乙酯。将混合物加热至78℃温度,以在搅拌的同时使得蜡充分溶解,并搅拌1小时使其冷却至30℃温度。将混合物在以下条件下通过珠磨(IMECS CO.,LTD.的Ultra ViscoMill)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80体积%的直径0.5mm的氧化锆珠粒。
最后,向其中添加乙酸乙酯至15%固体浓度。从而,制备[蜡分散体]。
<树脂溶液的制备>
在包含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,并均匀搅拌以制备[树脂溶液1]。
实施例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]、10份[着色剂分散体1]和0.15份[内酯化合物1],通过T.K.HOMOMIXER在50℃和8,000rpm下搅拌混合物,以均匀溶解和分散,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份以25重量%的量包含有机粒状树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-环氧乙烷甲基丙烯酸酯加合物与硫酸酯的钠盐的共聚物,用于稳定分散体)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(Sanyo Chemical Industries,Ltd.的ELEMINOL MON-7)。
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,将所述混合物转移至包含搅拌棒和温度计的烧瓶中,除去乙酸乙酯至在55℃下具有0.5%的浓度,制备[树脂颗粒水分散体1]。
接着,作为预洗涤步骤,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,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。
进一步地,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。实施该操作三次。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分钟并过滤。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分钟并过滤。实施该操作两次以制备滤饼。
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份疏水二氧化硅(Clariant(Japan)K.K.的H2000)作为外添加剂,通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHEL MIXER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,制备[调色剂1]。
实施例2-5
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂2-5],除了分别使用结晶树脂2-5替代结晶树脂1,和使用内酯化合物2-5替代内酯化合物1。
实施例6
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂6],除了使用结晶树脂6替代结晶树脂1。
实施例7
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂7],除了将内酯化合物1的重量由0.15份变为0.30份。
实施例8
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂8],除了将内酯化合物1的重量由0.15份变为0.06份。
实施例9
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂9],除了用内酯化合物3替代内酯化合物1。
实施例10
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂10],除了用结晶树脂7替代结晶树脂1。
实施例11
在包含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,并将混合物加热至50℃温度,均匀搅拌以制备[树脂溶液11]。
在烧杯中,放置40份[树脂溶液11]、5份[树脂溶液1]、15份[结晶预聚物1]、14份[蜡分散体1]、10份[着色剂分散体1]和0.15份[内酯化合物1],通过T.K.HOMO MIXER在50℃和8,000rpm下搅拌混合物至均匀溶解和分散,制备[调色剂材料液11]。然后,重复实施例1的步骤,制备[调色剂11]。
实施例12
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂12],除了采用内酯化合物6(Tokyo Chemical Industries,Co.,Ltd.的环十五内酯(15-pentadecanolactone))替代[内酯化合物1]。
实施例13
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂13],除了采用内酯化合物7替代内酯化合物1。
实施例14
在包含搅拌器、Dean-Stark管和滴液漏斗的反应釜中,在氮气气氛下搅拌100份甲乙酮和100份异佛尔酮二胺。将所述混合物回流5小时,同时除去产生的水并冷却,制备其中通过甲乙酮封闭异佛尔酮二胺的氨基的酮亚胺化合物。
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]、10份[着色剂分散体1]、0.3份酮亚胺化合物溶液和0.15份[内酯化合物1],通过T.K.HOMO MIXER在50℃和8,000rpm下搅拌混合物,以均匀溶解和分散,制备[调色剂材料液14]。
在烧杯中,均匀溶解99份离子交换水、6份以25重量%的量包含有机粒状树脂(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-环氧乙烷甲基丙烯酸酯加合物与硫酸酯的钠盐的共聚物,用于稳定分散体)的水分散体、1份羧甲基纤维素钠和9.5份浓度为48.5%的十二烷基二苯醚二磺酸钠(Sanyo Chemical Industries,Ltd.的ELEMINOL MON-7)。
接着,将75份[调色剂材料液14]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,将所述混合物转移至包含搅拌棒和温度计的烧瓶中,除去乙酸乙酯至在55℃下具有0.5%的浓度,制备[树脂颗粒水分散体14]。
接着,作为预洗涤步骤,将[树脂颗粒水分散体14]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,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。
进一步地,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。实施该操作三次。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分钟并过滤。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分钟并过滤。实施该操作两次以制备滤饼。
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14]。
将一百(100)份[树脂颗粒14]和1.0份疏水二氧化硅(Clariant(Japan)K.K.的H2000)作为外添加剂,通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHEL MIXER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,制备[调色剂14]。
实施例15
<制备结晶树脂胶乳1>
将三十九(39)g[结晶树脂1]和1g[内酯化合物1]在80℃下捏合、冷却并添加至360g离子交换水中。将混合物加热至90℃温度,并用4%浓度氢氧化钠水溶液调节至pH 7.5。通过IKA的ULTRA TURRAX T50在8,000rpm下搅拌混合物,同时向其中添加0.8g浓度为10%的十二烷基苯磺酸钠水溶液,制备中值粒径为320nm的[结晶树脂胶乳1]。所述胶乳具有11%的固含量浓度。
<结晶树脂胶乳2的制备>
将一点一(1.1)g浓度为10%的十二烷基苯磺酸钠水溶液添加至360g离子交换水中,并进一步向其中添加浓度为4%的氢氧化钠水溶液,制备pH为9.0的水相。将水相加热至55℃温度。接着,将80g[结晶预聚物1]加热至55℃温度以使之成为流体,并放置于水相中。通过IKA的ULTRA TURRAXT50在8,000rpm下搅拌混合物10分钟,除去乙酸乙酯至0.5%浓度,制备中值粒径为350nm的[结晶树脂胶乳2]。所述胶乳具有10%的固含量浓度。
<青色颜料分散体B-1的制备>
混合并溶解以下组合物,并通过均化器(IKA ULTRA TURRAX)和超声辐射分散,制备中值粒径为150nm的[青色颜料分散体B-1]。
青色颜料C.I.颜料蓝15:3 50g
(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
<脱模剂分散体C-1的制备>
混合以下组合物并加热至97℃温度,通过IKA的ULTRA TURRAX T50分散。然后,通过MEIWAFOSIS CO.,LTD.的golin均化器,在105℃和550kg/cm2条件下分散所述混合物20次,制备中值粒径为190nm的[脱模剂分散体C-1]。
将上述组合物充分混合并通过IKA的均化器ULTRA TURRAX T50在圆底不锈钢烧瓶中分散。将所述烧瓶在油浴中加热至48℃温度,同时搅拌以凝集颗粒。当粒径为5.7μm时,采用0.5mol/l氢氧化钠水溶液调节混合物至pH 6.0,并加热至70℃温度,同时搅拌。将混合物的pH降至5.6,同时加热至70℃温度,并保持。当颗粒具有0.970圆度时,冷却所述混合物,制备[树脂颗粒水分散体15]。
接着,作为预洗涤步骤,将[树脂颗粒水分散体15]冷却至室温并过滤。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。
进一步地,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。实施该操作三次。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分钟并过滤。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分钟并过滤。实施该操作两次以制备滤饼。
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15]。
将一百(100)份[树脂颗粒15]和1.0份疏水二氧化硅(Clariant(Japan)K.K.的H2000)作为外添加剂,通过Mitsui Mining Co.,Ltd.的HENSCHEL MIXER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,制备[调色剂15]。
对比例1
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂101],除了不添加[内酯化合物1]。
对比例2和3
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂102]和[调色剂103],除了分别使用Wako Pure Chemical Industries,Ltd.的ε-己内酯101和Wako Pure Chemical Industries,Ltd.的L-丙交酯102代替[内酯化合物1]。
对比例4
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂104],除了使用硬脂酰胺103代替[内酯化合物1]。
对比例5
重复实施例1中[调色剂1]的制备步骤以制备[调色剂105],除了使用[无定形树脂1]代替[结晶树脂1]和使用无定形树脂预聚物代替结晶树脂预聚物。
对比例6
重复实施例10中[调色剂10]的制备步骤以制备[调色剂106],除了不添加[内酯化合物1]。
评估方法
<定影性>
Ricoh Company,Ltd.的采用TEFLON辊(注册商标)作为定影辊的复印机MF-200,使用其中改进的定影部生产在Ricoh Company,Ltd.的6200型接收纸上调色剂附着量为0.85±0.1mg/cm2的固体图像,同时从90℃开始以5℃单位提高定影带的温度。
采用Ueshima Seisakusho Co.,Ltd.的痕迹试验仪AD-401在8mm针旋转直径和1g负荷下,在固体图像上运行蓝宝石针125μm。目视观察图像上蓝宝石针的擦痕(痕迹)。未观察到擦痕的最小温度为最小定影温度(MFT)。另外,图像的光泽度随着定影温度升高而升高,但在特定温度下开始下降。
<图像强度>(IS)
通过具有160℃温度的定影带在上述纸张上定影图像。根据JISK5600-5-4,采用B硬度铅笔刮擦图像。
优异:没有擦痕,且即使用橡皮摩擦,也不会损伤图像
良好:没有擦痕,采用橡皮摩擦时,轻微损伤图像
中等:几乎没有擦痕,但当使用橡皮摩擦时,明显损伤图像
差:观察到擦痕,即使不用橡皮摩擦,也会明显损伤图像
<凝集(agglutination)>(AG)
将七(7)g调色剂和93g用于Ricoh Company,Ltd.的imagio MP C4500的载体通过油漆振荡器混合2分钟,通过SEM在1,000倍放大率下观察调色剂的凝集。
优异:没有凝集
良好:1-2处凝集
平均:3-5处凝集
中等:6-10处凝集
差:11处和更多凝集
优选不存在凝集,但可使用具有5处或更少凝集的显影剂,而不会产生问题。
<调色剂表面性>
通过SEM在20,000倍放大率下观察树脂颗粒的表面。与对比例1的调色剂101比较,当发现与树脂不同的材料暴露于调色剂表面时,在表中记录“观察到”。露出的材料(EM)导致调色剂凝集和损害其定影性。
结果示于表2-1~2-3
表2-1
CR:结晶树脂
AR:无定形树脂
X(%):调色剂中具有结晶聚酯单元的树脂的含量
表2-2
含量Y(%):调色剂中环化合物的比例
表2-3
MFT:最小定影温度
AG:凝集
IS:图像强度
SEM EM:SEM露出的材料
尽管已经充分描述了本发明,但本领域技术人员将会理解在不脱离本发明的范围和主旨的情况下,可对其进行多种改变和改进。
Claims (12)
1.一种调色剂,包括:
具有不少于14元环的内酯化合物;和
包含结晶聚酯单元的树脂。
4.根据权利要求1的调色剂,其中包含结晶聚酯单元的树脂是主要组分。
5.根据权利要求1的调色剂,其中包含结晶聚酯单元的树脂包括未改性结晶聚酯树脂。
6.根据权利要求1的调色剂,其中包含结晶聚酯单元的树脂包括改性结晶聚酯树脂。
7.根据权利要求6的调色剂,其中改性结晶聚酯树脂包括具有氨基甲酸酯键的聚酯树脂。
8.根据权利要求7的调色剂,其中具有氨基甲酸酯键的聚酯树脂是由结晶聚酯和聚氨酯形成的嵌段聚合物。
9.根据权利要求1的调色剂,进一步包括含有结晶聚酯单元的两种或多种树脂。
10.根据权利要求1的调色剂,其通过在水性介质中粒化调色剂材料液得到。
11.一种显影剂,包括根据权利要求1~10中任一项的调色剂。
12.一种成像设备,包括:
配置为承载静电潜像的静电潜像承载体;
配置为使静电潜像承载体的表面带电的带电器;
配置为照射静电潜像承载体的带电表面以在其上形成静电潜像的辐射器;
配置为采用根据权利要求1~10中任一项的调色剂显影静电潜像以形成可视图像的显像器;
配置为在记录介质上转印可视图像的转印器;和
配置为在记录介质上定影可视图像的定影器。
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