CN103782242B - 调色剂 - Google Patents

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Abstract

由于调色剂的带电量和带电量上升性能易受温度和湿度条件变化的影响,在印刷中发生图像浓度变化,特别地,在高温高湿环境中,因带电量分布不均匀导致发生例如图像起雾等不便。在包括通过在水系介质中分散包含有可聚合单体和着色剂的单体组合物以形成液滴并聚合在液滴中的可聚合单体得到调色剂颗粒的调色剂中,所述调色剂颗粒包含通过可聚合单体与具有乙烯基的金属化合物的聚合反应形成的聚合物。

Description

调色剂
技术领域
本发明涉及一种用于在图像形成方法如电子照相和静电印刷中显影静电图像的调色剂,或一种用于在调色剂-喷射型图像形成方法中形成调色图像的调色剂。
背景技术
近年来,由于打印机和复印机需要更高的处理速度、更高的稳定性和进一步小型化,其各部件的功能已经得到改进。伴随着各部件功能的上述改进,其数量也增加了,因此需要减少部件的数量。为了在电子照相方法中获得稳定的图像浓度和色调,在显影过程中总是形成预定的显影条件是必要的。然而,如果调色剂的电量不稳定,则要向用于控制显影性的体系施加相当大的负荷,因此例如显影偏压条件必须每次都优化,结果,在很多情况下,需要增加装置尺寸,和/或生产成本提高。为了减少上述的负荷,需要改进调色剂带电量的稳定性,尤其需要改进调色剂带电量相对于温度和湿度变化的稳定性。
已经提出很多技术来改进调色剂带电量的环境稳定性。在这些技术中,使用电荷控制剂的控制是主流技术,例如,已经提出了含杯芳烃化合物的调色剂、采用含铁偶氮染料的调色剂、以及采用有机硼化合物的调色剂(例如参见专利文献1至4)。然而,上述调色剂在温度和湿度环境变化时的调色剂带电量和带电量上升性能方面还不够。例如,打印时出现图像浓度的变化,尤其是在高温和高湿度的环境中,在有些情况下,由不均匀的带电量分布导致的不便如图像起雾。此外,为了获得图像的色调稳定性,调色剂的混色性也很重要,特别地,在高光部分,需要调色剂的透明性。此外,考虑到褪色性等, 主要使用高稳定的颜料作为用于调色剂的着色剂。已经提出各种用于将颜料分散在调色剂中的技术。在这些技术中,主要提出了在其中加入极性树脂的很多建议,更具体地,已经提出通过含有磺酸(磺酸盐)的单体的缩聚获得的聚酯系的电荷控制剂(例如参见专利文献5和6)。根据这些建议,认为由于电荷控制树脂是聚酯树脂,其与聚酯系粘结剂树脂的相容性和颜料的分散性得到改善。然而,在实践中,通过仅改变电荷控制剂的组成不足以充分改进粘结剂树脂中颜料的分散性,因此,期望进一步的改进。
引用列表
专利文献
PTL1日本专利特开No.7-152207
PTL2日本专利特开No.8-6297
PTL3日本专利特开No.2002-287429
PTL4日本专利特开No.2004-219507
PTL5日本专利特开No.2003-96170
PTL6日本专利特开No.2003-215853
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明提供一种调色剂,其带电量和带电量上升性能不太可能受温度和湿度环境的变化影响。
此外,为了获得具有优异的透明性、混色性和色调稳定性的图像输出,本发明还提供一种具有优良颜料分散性的调色剂。
用于解决问题的方案
本发明提供包含调色剂颗粒的调色剂,所述调色剂颗粒通过包括下述步骤的方法制得:在水系介质中分散含有可聚合单体和着色剂的单体组合物以 形成液滴并聚合在液滴中的可聚合单体,其中各调色剂颗粒包含由可聚合单体与具有乙烯基的金属化合物的聚合反应形成的聚合物,并且具有乙烯基的金属化合物是具有如下结构的化合物:源自下式(1)所示的芳香族化合物的水杨酸部分或水杨酸衍生物部分的-COOM1和/或-OH的部位键合至金属。
式(1)
在上式中,R1表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基;R2表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基;R3表示氢原子或甲基,m是1至3的整数,n是0至3的整数,其中当n为2或3时,各R1独立地选择,M1表示氢原子、碱金属、NH4、或它们的混合物。
发明的效果
根据本发明,提供一种调色剂,其带电量和带电量上升性能不太可能受温度和湿度环境的变化影响。
另外,根据本发明,提供一种除上述效果以外还具有优异的颜料分散性的调色剂。
附图说明
图1是显示用于测量采用本发明调色剂的双组分显影剂的摩擦带电量的装置结构的示意图。
具体实施方式
本发明提供包含调色剂颗粒的调色剂,该调色剂颗粒通过包括下述步骤的方法制得:在水系介质中分散含有可聚合单体和着色剂的单体组合物以形成液滴并聚合在液滴中的可聚合单体,其中各调色剂颗粒包含由可聚合单体与具有乙烯基的金属化合物的聚合反应形成的聚合物,并且具有乙烯基的金属化合物是具有其中源自下式(1)所示的芳香族化合物的水杨酸部分或水杨酸衍生物部分的-COOM1和/或-OH的部位键合至金属的结构的化合物。
式(1)
在上式中,R1表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基;R2表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基;R3表示氢原子或甲基,m是1至3的整数,n是0至3的整数,其中当n为2或3时,各R1独立地选择,M1表示氢原子、碱金属、NH4、或它们的混合物。
此外,“水杨酸部分或水杨酸衍生物部分的-COOM1和/或-OH”是指形成式(1)右侧的以下部分的-COOM1和/或-OH。
本发明人发现,具有上述结构的调色剂中,饱和带电量和相对于摩擦频率的带电量上升性能不太可能依赖于温度和湿度环境,因而,实施了本发明。
通常,在调色剂表面上产生的摩擦带电量易于受其表面上的绝对水分量的影响。其原因被认为是由于水分子极大地涉及电荷的转移,当在高湿条件下提高调色剂表面上的水分子的脱附频率时,电荷的泄露速度增加,从而发生饱和带电量的下降和带电量上升速度的下降。然而,在本发明的情况下,当调色剂颗粒中存在具有上述结构的成分时,即使在高温高湿环境中也可保持通过摩擦带电在调色剂表面上产生的电荷,并且不太可能受外界温度和湿度的影响。
虽然上述现象的原因尚不清楚,但是本发明人认为如下。即,认为由于在由上式(1)所示化合物(下文中也称为“芳香族化合物A”)的成分中包含的水杨酸结构的金属配合物部分与现有的电荷控制剂的结构相似,所述金属配合物部分具有作为通过摩擦带电的电荷产生部分的能力。还认为所述成分中存在的氧原子和芳基等的共轭体系的扩张改善了与粘结剂树脂和/或充电部件的电荷转移速度并且还增强了带电量上升性能。另一方面,当发生过度的带电(过带电(overcharging))时,还可预期迅速释放电荷以防止局部过带电的效果。
本发明中期望的最显著效果是,由于分子中扩张的共轭体系的存在,产生的电荷被保持在分子中,并且相对于作为外界因素的温度和湿度变化非常稳定。虽然其机理尚不清楚,但是发明人认为,由于本发明的芳香族化物A具有不太可能受水分子影响的结构,所以能够获得上述的效果。
另一方面,调色剂中存在的颜料的分散性取决于颜料和粘结剂树脂之间的润湿性。因此,认为本发明具有乙烯基的金属化合物表现出颜料分散效果的原因在于,当具有乙烯基的金属化合物吸附在颜料表面时,颜料被改性,以具有易于被粘结剂树脂润湿的表面。虽然该吸附机理尚不清楚,但是认为含金属的水杨酸盐或金属配合物成分与颜料表面上存在的极性基团或共轭体系相互作用,从而促进了吸附。本发明人认为,由于吸附在颜料上的本发明的具有乙烯基的金属化合物因其体积大的分子结构而具有抑制颜料颗粒之间的聚集的效果,从而获得了本发明的效果。
此外,在特别施加热的工艺如聚合反应或调色剂颗粒的干燥中,调色剂中的颜料易于再聚集。认为吸附在颜料表面上的本发明具有乙烯基的金属化合物通过与颜料表面附近的可聚合单体的聚合反应形成共聚物。认为在颜料表面附近形成的共聚物在聚合反应中抑制再聚集的同时,表现出对颜料颗粒的高隔离体效果。此外,在施加热的后续工艺中,认为所述共聚物通过其高隔离体效果抑制了颜料颗粒的再聚集,因而使调色剂中颜料的分散状态稳定。
以下,将详细描述本发明。
本发明的调色剂是包含调色剂颗粒的调色剂,所述调色剂颗粒通过在水系介质中分散含有可聚合单体和着色剂的单体组合物以形成液滴并聚合在液滴中的可聚合的单体的步骤获得,所述调色剂颗粒含有通过可聚合单体与具有乙烯基的金属化合物的聚合反应形成的聚合物。此外,具有乙烯基的金属化合物是通过金属试剂和芳香族化合物A在其水杨酸部分或水杨酸衍生物部分的反应形成的化合物,所述芳香族化合物A必须是由下式(1)所示的化合物。
式(1)
发现为了获得本发明的效果,芳香族化合物A必须具有水杨酸结构,而且必须进一步具有介由有利于电子传导的烷基醚连接至所述水杨酸结构的芳香环。本发明人认为,从水杨酸衍生物扩张的大的共轭体系结构是重要的,而且具有作为在将外部的温度和湿度的影响最小化的同时保持带电电荷的角色的功能。
在式中,R1表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R2表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R3表示氢原子或甲基。m是1至3的整数,n是0至3的整数。当n为2或3时,各R1独立地选择。M1表示氢原子、碱金属、NH4、 或它们的混合物。在此情况下,作为烷基例子,可提及甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、辛基等。此外,作为烷氧基的例子,可提及甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、氧辛基(oxyoctyl group)、氧基-2-乙基己基(oxy-2-ethylhexylgroup)等。这些取代基没有特别的限制,可以使用不会抑制与调色剂的粘结剂树脂的亲和性的任意取代基。
本发明具有乙烯基的金属化合物可通过上述式(1)的芳香族化合物A和金属试剂在水和/或有机溶剂中(优选在有机溶剂中)进行的反应获得。
作为形成本发明具有乙烯基的金属化合物的金属,例如,优选使用下面的金属。作为二价金属,例如,可以提及Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn和Cu。上述提到的这些金属中,优选Zn、Ca、Mg和Sr。作为三价金属,例如,m可以提及Al、B、Cr、Fe和Ni。上述提到的这些金属中,优选Al、B、Cr和Ni。作为四价金属,例如,可以提及Si、Zr和Ti。上述提到的这些金属中,优选Si和Zr。上述提到的金属中,特别优选作为三价金属的Al和Cr,和作为二价金属的Zn。
本发明具有乙烯基的金属化合物可以通过这样的方式得到:在反应完成后,在适量水中分散反应产物,将析出物过滤、水洗以及干燥。虽然未明确鉴定所得的具有乙烯基的金属化合物的结构,但是推测其是各自采用芳香族化合物A作为配体的金属氯化物或金属配合物。
作为用于上述反应的有机溶剂的例子,例如,可以提及水溶性有机溶剂,如醇系、醚系和二醇系有机溶剂,其包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚(ethylene glycol dimethylether)(乙二醇二甲醚(monoglyme))、乙二醇二乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二甘醇二甲醚(diethylene glycoldimethyl ether)(二甘醇二甲醚 (diglyme))、三甘醇二甲醚(triethylene glycoldimethyl ether)(三甘醇二甲醚(triglyme))、四甘醇二甲醚(tetraethylene glycoldimethyl ether)(四甘醇二甲醚(tetraglyme))、乙二醇和丙二醇;非质子极性溶剂,包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基亚砜。
尽管对这些有机溶剂的用量没有特别限制,其量相对于芳香族化合物A的量以重量比计为2到50倍。
作为金属试剂,可使用与芳香族化合物的水杨酸或水杨酸衍生物部分反应以产生用于形成金属化合物的金属的任何金属试剂。作为金属试剂的优选例子,例如,可以提及锌试剂(锌化合物形成剂(zinc-compound forming agents)),如氯化锌、硫酸锌、正丙氧基锌和正丁氧基锌;钙试剂(钙化合物形成剂),如氯化钙和碳酸氢钙;镁试剂(镁化合物形成剂),如氯化镁、碳酸氢镁和碳酸镁;锶试剂(锶化合物形成剂),如氢氧化锶和硝酸锶;铝试剂(铝化合物形成剂),如氯化铝、硫酸铝、碱性硫酸铝、醋酸铝、碱性醋酸铝、硝酸铝、乳酸铝、正丙醇铝、异丙醇铝和叔丙醇铝;钛试剂(钛化合物形成剂),如氯化钛、硫酸钛、正丙氧基钛、异丙氧基钛和正丁氧基钛;锆试剂(锆化合物形成剂),如氯化锆、硫酸锆、正丙氧基锆、乙氧基锆、异丙氧基锆和丁氧基锆;铬试剂(铬化合物形成剂),如乳酸铬、甲酸铬、硫酸铬、氯化铬和硝酸铬;铁试剂(铁化合物形成剂),如氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁和氯化铁亚铁(ferrous ferric chloride)(Fe3Cl7·xH2O,Fe3Cl8·xH2O);硼试剂(硼化合物形成剂),如硼酸、三氯化硼、三甲氧基硼烷和三乙氧基硼烷;硅试剂(硅化合物形成剂),如四氯化硅、乙氧基硅烷、甲氧基硅烷、丁氧基硅烷和异丙氧基硅烷。相对于芳香族化合物A,优选使用0.02至5.0当量的金属试剂。更优选使用0.05至3.0当量的金属试剂。
推测如上所述通过芳香族化合物A和金属试剂的反应获得的具有乙烯基的金属化合物由下式(2)或(3)表示。通常,取决于金属和配体的类型,这种化合物具有各种配位化合价和配位数,已知上述化合物可具有各种配位数,如 约2至12。例如,在铝是中心原子的情况下,当使用氯化铝或三烷基铝时,形成四配位结构,当使用三(8-羟基喹啉)铝时,形成六配位结构。
以下,将显示本发明具有乙烯基的金属化合物的推测结构式。
即,具有乙烯基的金属化合物推测由式(2)或(3)表示。具有乙烯基的金属化合物并不总是由单一物质形成,有些情况下,也可预期为由含多个配位形态的混合物。
在式(2)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。M2表示Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Al、B、Cr、Si、Zr或Ti。p是1至6的整数,r是1至6的整数,q是1至4的整数,k是0至3的整数,x是0至3的整数,y为1或2,(T)y+表示阳离子。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。B(硼)作为金属表示。
在式(3)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有 1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R5独立地选择。M2表示Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Al、B、Cr、Si、Zr或Ti。s是1至6的整数,u是1至6的整数,t是1至4的整数,m是0至3的整数,a是0至3的整数,b为1或2,(Z)b-表示阴离子。作为(Z)b-的阴离子,例如,可提及阴离子如氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子和卤素离子。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。B(硼)作为金属表示。
当M2表示金属M时,式(2)或(3)将在金属M是二价金属、三价金属或四价金属的情况下描述。
当金属M是三价金属(Al、B、Cr、Fe或Ni)时,推测的结构式由下式(4)至(12)表示。
在式(4)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。K为1或1/2,y为1或2,(T)y+表示氢原子、碱金属或碱土金属的阳离子,或铵离子。
式(5)
在式(5)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。
在式(6)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。
在式(7)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3 的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。
在式(8)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。k为3或3/2,y为1或2,(T)y+表示氢原子、碱金属或碱土金属的阳离子,或铵离子。
在式(9)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。
式(10)
在式(10)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。m为1或1/2,b为1或2。(Z)b-表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子。
在式(11)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。m为2或1,b为1或2。(Z)b-表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子。
式(12)
在式(12)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。k为1或1/2,y为1或2。此外,(T)y+表示在三价金属和下述A之间的化合物,并且具体由(M(A)n)y+表示。在这种情况下,A表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子,n是A的数量,为1或2。
当金属M是二价金属(Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn或Cu)时,推测的结构式由下式(13)至(16)表示。
在式(13)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。
式(14)
在式(14)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。
在式(15)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。m为1或1/2,b为1或2。(Z)b-表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子。
在式(16)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具 有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。k为1,y为1。此外,(T)y+表示在三价金属和下述A之间的化合物并且具体由(M(A)n)y+表示。在这种情况下,A表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子,n是A的数量且为1/2或1。
当金属M是四价金属(Si、Zr或Ti)时,推测的结构式由下式(17)和(18)表示。
在式(17)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。
在式(18)中,R4表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R5表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R6表示氢原子或甲基。g为1至3的整数,h为0至3的整数。当h为2或3时,各R4独立地选择。m为1或1/2,b为1或2。(Z)b-表示氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子。
下面将描述可以作为本发明具有乙烯基金属化合物的配体使用的式(1)所示的芳香族化合物A
式中,R1表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R2表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R3表示氢原子或甲基。m是1至3的整数。n是0至3的整数。当n为2或3时,各R1独立地选择。M1表示氢原子、碱金属、NH4、或它们的混合物。在这种情况下,作为烷基的例子,可以提及甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基、辛基等。此外,作为烷氧基的例子,可以提及甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、己氧基、庚氧基、氧辛基、氧基-2-乙基己基等。
m是1至3的整数,当m为1时,能获得良好的效果。其原因尚未详细了解,但是本发明人认为,当m为0时,由于具有水杨酸结构的苯核(benzene nucleus)和与其邻近的苯核只通过一个氧原子彼此键合,虽然共轭体系扩张到一定的程度,但是苯核的移动是受限制的,因此不太可能获得通过与周围树脂的相互作用而转移电荷的效果。
另一方面,当m为4以上时,认为由于上述两种苯核之间的距离增加,因此不太可能出现电荷的转移,并且由共轭体系的扩张获得的效果下降。
由上述式(1)所示的芳香族化合物A可以通过已知的威廉逊(Williamson)反应方法合成。作为一个实例,芳香族化合物A可通过乙烯基苯基卤代亚烃基化合物与羟基水杨酸化合物之间的反应来合成。
当合成通过威廉逊反应进行时,作为可用的乙烯基苯基卤代亚烃基,例如,可以提及取代或未取代的乙烯基苯基卤代亚烃基,如4-(氯甲基)苯乙烯、4-(溴甲基)苯乙烯、3-甲氧基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-甲氧基-4-(溴甲基)苯乙烯、2-羟基-4-(氯甲基)苯乙烯、2-羟基-4-(溴甲基)苯乙烯、2-甲氧基-4-(氯甲基)苯乙烯、2-甲氧基-4-(溴甲基)苯乙烯、3-叔丁基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-叔丁基-4-(溴甲基)苯乙烯、3-异辛基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-异丙基-4-(溴甲基)苯乙烯、3-甲基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-乙氧基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-羧基-4-(氯甲基)苯乙烯、3-(氯甲基)苯乙烯、5-甲基-3-(氯甲基)苯乙烯、5-异丙基-3-(氯甲基)苯乙烯、5-异辛基-3-(氯甲基)苯乙烯、5-甲氧基-3-(氯甲基)苯乙烯、4-乙氧基-3-(氯甲基)苯乙烯、4-羧基-3-(氯甲基)苯乙烯、5-羟基-3-(氯甲基)苯乙烯、4-羟基-3-(氯甲基)苯乙烯、4-甲氧基-3-(氯甲基)苯乙烯、5-叔丁基-3-(氯甲基)苯乙烯、2-(氯甲基)苯乙烯、3-叔丁基-2-(氯甲基)苯乙烯、4-(2-氯乙基)苯乙烯、3-甲氧基-4-(2-溴乙基)苯乙烯、2-羟基-4-(2-氯乙基)苯乙烯、3-乙氧基-4-(2-氯乙基)苯乙烯、3-(2-氯乙基)苯乙烯、5-异丙基-3-(2-氯乙基)苯乙烯、5-羟基-3-(2-氯乙基)苯乙烯、4-羟基-3-(2-氯乙基)苯乙烯、2-(2-氯乙基)苯乙烯、4-(3-氯丙基)苯乙烯、2-甲氧基-4-(3-氯丙基)苯乙烯、2-异丙基-4-(3-氯丙基)苯乙烯、2-异辛基-4-(3-氯丙基)苯乙烯、3-甲氧基-4-(3-氯丙基)苯乙烯、3-(3-氯丙基)苯乙烯、5-异辛基-3-(3-氯丙基)苯乙烯、5-甲氧基-3-(3-氯丙基)苯乙烯和2-(3-氯丙基)苯乙烯。
此外,作为羟基水杨酸的具体例子,例如,可以提及2,3-二羟基苯甲酸、5-甲基-2,3-二羟基苯甲酸、5-乙基-2,3-二羟基苯甲酸、5-异丙基-2,3-二羟基苯甲酸、5-正丁基-2,3-二羟基苯甲酸、5-叔丁基-2,3-二羟基苯甲酸、5-异辛基-2,3- 二羟基苯甲酸、4-羧基-2,3-二羟基苯甲酸、4-甲氧基-2,3-二羟基苯甲酸、4-乙氧基-2,3-二羟基苯甲酸、6-丁氧基-2,3-二羟基苯甲酸、4-羟基-2,3-二羟基苯甲酸、6-羟基-2,3-二羟基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸、6-甲基-2,4-二羟基苯甲酸、6-异丙基-2,4-二羟基苯甲酸、6-叔丁基-2,4-二羟基苯甲酸、6-异辛基-2,4-二羟基苯甲酸、5-甲氧基-2,4-二羟基苯甲酸、5-乙氧基-2,4-二羟基苯甲酸、6-丁氧基-2,4-二羟基苯甲酸、6-羧基-2,4-二羟基苯甲酸、5-羟基-6-甲基-2,4-二羟基苯甲酸、2,5-二羟基苯甲酸、3-甲基-2,5-二羟基苯甲酸、3-异丙基-2,5-二羟基苯甲酸、3-叔丁基-2,5-二羟基苯甲酸、3-异辛基-2,5-二羟基苯甲酸、3-羧基-2,5-二羟基苯甲酸、6-甲氧基-2,5-二羟基苯甲酸、3-叔丁氧基-2,5-二羟基苯甲酸、6-羟基-3-甲基-2,5-二羟基苯甲酸、3,4,6-异丙基-2,5-二羟基苯甲酸、2,6-二羟基苯甲酸、3-异丙基-2,6-二羟基苯甲酸、4-叔丁基-2,6-二羟基苯甲酸和5-甲基-2,6-二羟基苯甲酸。
在这种情况下,可用于反应的碱没有特别的限制,可采用任何通过与溶剂和/或基质反应不使反应体系复杂化的碱。例如,可以提及碱金属的氢氧化物,如氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾,碱金属的碳酸盐,如碳酸锂,碳酸钠和碳酸钾。
作为能用于反应的反应溶剂的具体例子,例如,可以提及有机溶剂,如醇系、醚系和二醇系有机溶剂,其包括甲醇、乙醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、乙二醇二乙醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、乙二醇和丙二醇;非质子极性溶剂,包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基亚砜;酮,包括丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮;酯,包括醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酸乙酯和溶纤剂乙酸酯;烃,包括己烷、辛烷、石油醚、环己烷、苯、甲苯和二甲苯;卤代烃,包括三氯乙烯、二氯甲烷和氯仿。另外,在该反应中,为了促进反应和捕捉作为在形成醚键时的副产物而产生的卤化氢,优选加入碱。
式(1)所示的芳香族化合物A的具体例子如下表所示。然而,下面所示的这些化合物只是例子,芳香族化合物A并不限于此。
[表1]
本发明的调色剂可以通过包括以下的步骤的悬浮聚合方法制造:制备包含可聚合单体、着色剂和其它需要组分(如脱模剂和电荷控制剂)的可聚合单体组合物,在水系介质中分散可聚合单体组合物以形成液滴,然后聚合在液滴中的可聚合单体以形成调色剂颗粒。
当调色剂颗粒由悬浮聚合方法制造时,如果与可聚合单体聚合,可以将具有乙烯基的金属化合物作为粘结剂树脂与可聚合单体一起引入。这种情况下,与其他调色剂组分(如不包括具有乙烯基的金属化合物的脱模剂和粘结剂树脂)相比,源自具有乙烯基的金属化合物的聚合物由其结构推测具有亲水性。因此,认为源自具有乙烯基的金属化合物的聚合物在调色剂颗粒的表面附近局部化。因此,认为电荷容易通过摩擦带电而产生。另一方面,还认为在调色剂表面附近累积的过量电荷迅速消散于调色剂中,从而抑制调色剂过度带电。通过上述的机理,认为各调色剂颗粒的电荷分布容易具有均匀的状态,并且也改善带电上升性能。
将具有乙烯基的金属化合物聚合为聚合物。推测该聚合物具有由下式(19)或(20)所示的结构。
上式中,R7表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R8表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R9表示氢原子或甲基。i为0至3的整数,j为1至3的整数。当i为2或3时,各R7独立地选择。M2表示Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Al、B、Cr、Si、Zr或Ti。p为1至6的整数,r为1至6的整数,q为1至4的整数,k为0至3,x为0至3的整数,y为1或2。(T)y+表示阳离子。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。
上式中,R7表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R8表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基。R9表示氢原子或甲基。i为0至3的整数,j为1至3的整数。当i为2或3时,各R7独立地选择。M2表示Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Al、B、Cr、Si、Zr或Ti。s为1至6的整数,u为1至6的整数,t为1至4的整数,m为0至3,a为0至3的整数,b为1或2。(Z)b-表示阴离子。作为(Z)b-的阴离子,例如,可以提及氢氧根离子、硫酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乳酸根离子或卤素离子的阴离子。而结构式中的虚线表示形成配位键的情况或没有形成配位键的情况。
在调色剂颗粒通过悬浮聚合方法制造的情况下,当将乙烯基系单体作为可聚合单体成分与具有乙烯基的金属化合物一起添加时,可以得到共聚物。
上述情况下使用的乙烯基单体没有特别的限制。具体地,例如,可以提及苯乙烯和其衍生物如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯和α-甲基苯乙烯;烯属不饱和单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯;卤化乙烯如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯;乙烯基酯如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯;丙烯酸酯如丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯;甲基丙烯酸酯,如通过将上述丙烯酸酯的丙烯酸酯基改变为甲基丙烯酸酯基而各自形成的化合物;氨基甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基乙氨基酯;乙烯基醚如乙烯基甲基醚和乙烯基乙基醚;乙烯基酮如乙烯基甲基酮;N-乙烯基化合物如N-乙烯基吡咯;乙烯基萘;丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺;丙烯酸和甲基丙烯酸。此外,视需要,可以组合使用至少两种的乙烯基系单体。而且,还可以添加已知的交联剂。
作为在上述可聚合单体组分聚合时可使用的聚合引发剂,可提及各种引发剂,如过氧化物系聚合引发剂和偶氮系聚合引发剂。在过氧化物系聚合引发剂中,作为有机过氧化物,例如,可以提及过氧化酯、过氧化碳酸酯、二烷基过氧化物、过氧化缩酮、酮过氧化物、氢过氧化物和二酰基过氧化物。作为无机过氧化物,例如,可以提及过硫酸盐和过氧化氢。具体地,例如,可以提及过氧化酯,如叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、叔己基过氧化乙酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、叔己基过氧异丁酸酯、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯和叔丁基过氧化2-乙基己基单碳酸酯;二酰基过氧化物如过氧化苯甲酰;过氧化二碳酸酯如二异丙基过氧化二碳酸酯;过氧化缩酮如1,1-二(叔己基过氧化)环己烷;二烷基过氧化物,如二叔丁基过氧化物;其他过氧化物,如叔丁基过氧化烯丙基单碳酸酯。此外,作为能用于本发明的偶氮系聚合引发剂的,例如,可以提及2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二异丁腈、1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2'-偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮二异丁腈和二甲基-2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯)。
另外,如果需要,在上面提到的这些聚合引发剂中,可以同时使用其至少两种。在这种情况下,聚合引发剂的使用量优选为0.1-20.0质量份,相对于100质量份的可聚合单体。
在本发明中,通过凝胶渗透色谱法(GPC)得到的调色剂的重均分子量优选范围为1,000-1,000,000。更优选,重均分子量在2,000-200,000的范围内。当分子量在上述范围内时,可良好地抑制对构件如套筒和载体的污染。
当制备调色剂时,例如,通过调整具有乙烯基的金属化合物和可聚合单体的加入量、聚合引发剂的类型和量、反应温度和时间,能够进行本发明调色剂的分子量的控制。
在本发明中,当加入源自调色剂中包含的具有乙烯基的金属化合物的金属以使其量相对于1g调色剂为1.00-100μmol时,获得适当的保持调色剂中的电荷的性能,此外,也可以充分得到颜料的分散效果;因此,进一步增强了上述金属化合物的效果。另外,本发明调色剂中具有乙烯基的金属化合物的含量可以通过调节制备调色剂时的加入量来控制。
此外,在本发明中,所有的芳香族化合物A分子不必需键合至金属元素键合,某些分子可以以与金属未反应的状态存在。由于与金属未反应的芳族化合物A具有电荷泄漏(消散)作用,因此带电速度和泄漏速度之间的平衡随着与金属化合物的存在比而变化。当芳族化合物A与金属的反应率低并且金属化合物的存在比低时,泄漏速度变得占优势,因此在一些情况下,带电上升性能降低,和/或饱和带电量减少。
此外,在本发明中,当调色剂中包含具有由下式(21)表示的结构B的聚合物时,可进一步有效地获得饱和带电量的增加和带电上升性能的改善。
式(21)
在该式中,R13表示氢原子或具有1至12个碳原子的烷基,B1表示具有1或2个碳原子的取代或未取代的亚烷基结构、取代或未取代的亚苯基结构或者取代或未取代的亚萘基结构。作为亚烷基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基、苯基、萘基或具有1至12个碳原子的烷氧基。作为亚苯基结构和亚萘基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基或具有1至12个碳原子的烷氧基。在该式中,*表示与聚合物主链的键合位置。
此外,式(21)中的R13更优选为氢原子或甲基。
虽然当调色剂中存在具有由式(21)表示的结构B的聚合物时本发明的调色剂的带电特性得到改善的原因尚不清楚,但是本发明人认为是如下所述。由于由式(21)的结构B中的磺酸基或磺酸酯基的电荷产生机制和由在结构B中的酰胺基团的电荷累积功能,饱和带电量增加,同时,带电速度增加。另一方面,本发明人还认为,通过本发明的组分,由结构B累积的过量电荷消散在调色剂中,因此抑制调色剂的过度带电。通过上述的功能,即使调色剂的饱和带电量增加,调色剂整体的电荷分布也容易变得均匀。认为,通过从上述的两个现象得到的协同效应,进一步实现饱和带电量的增加和带电上升性能的改进。
作为具有式(21)的结构B的聚合物,可以提及具有下式(22)所示的乙烯基结构的聚合物。
式(22)
在该式中,R14表示氢原子或具有1至12个碳原子的烷基,R15表示氢原子或甲基。B2表示具有1或2个碳原子的取代或未取代的亚烷基结构、取代或未取代的亚苯基结构或取代或未取代的亚萘基结构。作为亚烷基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基、苯基、萘基或具有1至12个碳原子的烷氧基。作为亚苯基结构和亚萘基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基或具有1至12个碳原子的烷氧基。在该式中,*表示与聚合物的键合位置。
聚合物的制备方法没有特别的限制。当具有式(21)的结构B的聚合物具有式(22)所示的乙烯基系结构时,优选使用下式(23)所示的乙烯基单体。
在该式中,R16表示氢原子或具有1至12个碳原子的烷基,R17表示氢原子或甲基。在这种情况下,更优选地,R16表示氢原子或具有1至4个碳原子的烷基,B3表示具有1或2个碳原子的取代或未取代的亚烷基结构、取代或未取代的亚苯基结构或者取代或未取代的亚萘基结构。作为亚烷基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基、芳基或烷氧基。作为亚苯基结构和亚 萘基结构的取代基,提及羟基、具有1至12个碳原子的烷基或具有1至12个碳原子的烷氧基。
作为由式(23)所示的乙烯基单体的具体例子,例如,可以提及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺苯磺酸、2-甲基丙烯酰胺苯磺酸、3-丙烯酰胺苯磺酸、3-甲基丙烯酰胺苯磺酸、4-丙烯酰胺苯磺酸、4-甲基丙烯酰胺苯磺酸、2-丙烯酰胺-5-甲基苯磺酸、2-甲基丙烯酰胺-5-甲基苯磺酸、2-丙烯酰胺-5-甲氧基苯磺酸、2-甲基丙烯酰胺-5-甲氧基苯磺酸、具有1至12个碳原子的其烷基磺酸盐等。尤其是,在通过上述实例提及的磺酸结构中,更优选磺酸甲酯结构。
能够与具有结构B的聚合物形成共聚物的乙烯基系单体没有特别的限制。具体地,可使用与可用作可聚合单体的上述乙烯基系单体类似的材料。
此外,当具有结构B的聚合物是聚酯树脂时,可以使用各种已知的方法。例如,可以提及方法1),其中聚酯结构中包含的反应残基如羧基或羟基通过有机反应转化成式(21)的结构B;方法ii),其中聚酯通过使用具有式(21)的结构B作为取代基的多元醇或多元羧酸而形成;以及方法iii),其中将可能接受式(21)的结构B作为取代基的官能团预先引入多元醇或多元羧酸中。
此外,在杂化树脂的情况下,例如,可以提及方法iv),其中含式(21)的结构B作为取代基的聚酯树脂与乙烯基单体杂化;方法v),其中具有羧基的丙烯酸类树脂或甲基丙烯酸类树脂等作为乙烯基单体聚合以后,羧基通过有机反应转化为式(21)的结构B。
作为聚酯与乙烯基单体杂化的方法,可以使用已知的方法,并且方法iv)是有效的。具体地,例如,可以提及以下方法:其中使用过氧化物系引发剂进行聚酯的乙烯基改性的方法和其中将具有不饱和基团的聚酯树脂接枝改性以形成杂化树脂的方法。
另外,作为上述方法v)的具体方法,例如,可以提及以下方法:当引入式(21)的结构B时,树脂中存在的羧基使用在式(21)的*位置处具有氨基的化合物酰胺化。
此外,作为上述方法vi的具体方法,可以使用上式(23)的可聚合单体作为可用的乙烯基单体。
在本发明中,通过凝胶渗透色谱法(GPC)得到的具有式(21)的结构B的聚合物的重均分子量的优选范围为1,000-1,000,000。更优选地,重均分子量在2,000-200,000的范围内。当具有式(21)的结构B的聚合物的分子量在上述范围内时,可良好地抑制对部件如套筒和载体的污染。
此外,鉴于带电性和定影性,具有式(21)的结构B的聚合物的分子量分布优选窄。各自由凝胶渗透色谱法获得的重均分子量Mw与数均分子量Mn的比(Mw/Mn)优选为1.0-6.0。在本发明中,作为用于调节具有结构B的聚合物的重均分子量的方法,可以使用公知的方法。
在乙烯基系树脂的情况下,重均分子量可以通过式(23)的乙烯基单体、乙烯基系单体和聚合引发剂的加入量之间的比率、聚合温度等任意地调节。
在聚酯系树脂的情况下,重均分子量可以通过酸组分和醇组分的加入量之间的比率和聚合时间任意地调节。此外,在杂化树脂的情况下,除了聚酯组分的分子量调节,还可以调节乙烯基改性单元的分子量。具体地,分子量可以在乙烯基改性反应过程中通过自由基聚合引发剂的量和聚合温度等任意地调节。作为可以用于本发明中聚酯树脂的杂化的乙烯基系单体,可以使用可与可用作可聚合单体的上述乙烯基系单体类似的材料。
当本发明的调色剂中含有具有结构B的聚合物时,调色剂中的结构B的含量b优选0.10μmol/g以上,这是因为本发明的效果可以进一步改善。在这种情况下,为了调节调色剂中的结构B的含量b,可以调节其添加量。
本发明调色剂的粘结剂树脂没有特别限制。当调色剂颗粒通过悬浮聚合方法制备时,通过可聚合单体的聚合,可以形成粘结剂树脂。在这种情况下, 可聚合单体没有特别的限制。优选使用上面提到的乙烯基系单体。此外,当调色剂颗粒是通过悬浮聚合方法制备时,除可聚合单体外,如果向单体组分中进一步添加乙烯基系树脂和/或聚酯树脂,则上述树脂可以作为形成粘结剂树脂的材料使用。
作为乙烯基系树脂,例如,可以提及苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸类树脂、聚乙烯树脂、聚乙烯-乙酸乙烯酯树脂、乙酸乙烯酯树脂和聚丁二烯树脂。
作为聚酯树脂,可以使用通常用多元醇和羧酸、羧酸酐或羧酸酯作为原料制造的聚酯树脂。具体地,作为形成聚酯树脂的多元醇组分,可以提及以下。作为二元醇组分,例如,具体可以提及双酚A-烯化氧加合物,如聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(3.3)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、聚氧丙烯(6)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷;乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、双丙二醇、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚(四亚甲基二醇)、双酚A和氢化双酚A。
作为三元醇组分,例如,可以提及山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟基甲基苯。
作为多元羧酸组分,例如,可以提及芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸或它们的酸酐;烷基二羧酸,如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸或它们酸酐;用具有6至12个碳原子取代的琥珀酸或其酸酐;以及不饱和二羧酸,如富马酸、马来酸和柠康酸或它们的酸酐。
在上述提到的这些中,特别是,可以优选使用通过缩聚形成的聚酯树脂, 所述缩聚使用双酚A衍生物作为二醇组分和由二元以上的羧酸分、其酸酐或其低级烷基酯形成的羧酸组(如富马酸、马来酸、马来酸酐、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸和苯均四酸)作为酸组分。
此外,除了乙烯基系树脂和聚酯树脂之外,也可使用酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚缩丁醛树脂或通过以任意组合使用上述树脂中形成的杂化树脂。
在上述提到的这些中,鉴于调色剂的性能,优选使用下述。例如,可以提及苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸类树脂、聚酯树脂、和通过键合聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸类树脂或苯乙烯-甲基丙烯酸类树脂而形成的杂化树脂。
作为能用于本发明调色剂的着色剂,有效使用具有极性基团和/或如芳香族衍生物的大的共轭体系的颜料,例如可以使用已实际使用的已知着色剂。
作为品红色着色颜料,例如,可以提及萘酚颜料如C.I.颜料红3;萘酚AS颜料如C.I.颜料红5、17、22、112和146;吡唑啉酮双偶氮颜料,如C.I.颜料红38和41;喹吖啶酮颜料,如C.I.颜料红122和202以及C.I.颜料紫19;苝颜料,如C.I.颜料红123、149、178、179和190;二噁嗪颜料,如C.I.颜料紫23。这些颜料可以单独使用也可以与染料和/或颜料组合使用。
作为青色着色颜料,例如,可以提及C.I.颜料蓝15、15:1和15:3或酞菁骨架被1至5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代的铜酞菁颜料。
作为黄色着色剂,例如,可以提及单偶氮颜料,如C.I.颜料黄1、3、74、97和98;双偶氮颜料,如C.I.颜料黄12、13、14、17、55、83和155;缩合偶氮颜料,如C.I.颜料黄93、94、95和166;异吲哚啉酮颜料,如C.I.颜料黄109和110;苯并咪唑酮颜料,如C.I.颜料黄154和180;异吲哚啉颜料,如C.I.颜料黄185。
作为黑色着色剂,例如,可以提及炭黑、苯胺黑、乙炔黑、钛黑和通过使用上述黄色/品红色/青色着色剂制备的具有黑色的颜料。
此外,本发明的调色剂还可以用作磁性调色剂,在这种情况下,使用下述的磁性材料。例如,可以使用氧化铁,如磁铁矿、磁赤铁矿或铁氧体,或含有其它金属氧化物的铁氧化物;金属,如Fe、Co或Ni,或者它们与Al、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Ca、Mn、Se或Ti等金属的合金或混合物。更具体地,可以提及四氧化三铁(Fe3O4)、三氧化二铁(γ-Fe2O3)、氧化锌铁(ZnFe2O4)、氧化铜铁(CuFe2O4)、氧化钕铁(NdFe2O3)、氧化钡铁(BaFe12O19)、氧化镁铁(MgFe2O4)和氧化锰铁(MnFe2O4)。上述磁性材料可以单独使用,或者其至少两种组合使用。尤其是,作为优选的磁性材料,可提及四氧化三铁和γ-三氧化二铁的细粉。
这些磁性材料的平均粒径优选为0.1-1.0μm,更优选为0.1-0.3μm。作为在施加795.8kA/m(10K奥斯特)下的磁特性,矫顽力(Hc)为1.6-12kA/m(20至150奥斯特),饱和磁化强度(σs)为5-200Am2/kg,优选50-100Am2/kg。剩余磁化强度(σs)优选2-20Am2/kg。
相对100质量份的粘结剂树脂,可使用10至200质量份的磁性材料,优选使用20至150质量份。
本发明的调色剂还可含有脱模剂。作为脱模剂,例如,可以提及脂肪族烃蜡,如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡和石蜡;脂肪族烃蜡的氧化物,如氧化聚乙烯蜡;脂肪族烃蜡的嵌段共聚物;主要含脂肪酸酯的蜡,如巴西棕榈蜡、沙索蜡、褐煤酸酯蜡;部分或完全脱氧的脂肪酸酯,如脱氧巴西棕榈蜡;各自由多元醇和脂肪酸形成的部分酯化的化合物,如山嵛酸单甘油酯;以及由植物油脂的氢化得到的具有羟基的甲基酯化合物。
关于脱模剂的分子量分布,主峰优选在400-2,400的分子量区域中,更优选在430至2,000的区域中。因此,可赋予调色剂优良的热特性。相对于100质量份的粘结剂树脂脱模剂的添加总量优选2.5-40.0质量份,更优选3.0至15.0质量份。
作用形成调色剂颗粒的方法,可以使用上述的悬浮聚合方法。
当调色剂颗粒通过悬浮聚合方法制备时,首先,将着色剂通过使用搅拌机等溶解或分散而均匀地混合于形成粘结剂树脂的可聚合单体中。特别是,当着色剂是颜料时,颜料优选通过分散机处理以形成颜料分散浆料。将由此制备的浆料通过使用搅拌机等溶解或分散与可聚合单体、具有乙烯基的金属化合物、聚合引发剂、脱模剂和如果需要的其它添加剂均匀地混合,从而形成可聚合单体组合物。在该步骤中,可以将具有式(21)的结构B的聚合物和其他添加剂加入到可聚合单体组合物中。虽然在颜料分散浆料形成后添加具有乙烯基的金属化合物时可获得颜料的分散效果,但是当形成颜料分散浆料时混合具有乙烯基的金属化合物时可以进一步获得颜料的分散效果。将由此获得的可聚合单体组合物加入到含有分散稳定剂的分散介质中(优选水系介质),并通过使用作为搅拌机的高速搅拌机或高速分散机如超声波分散机,将可聚合物单体组合物微细地分散至调色剂颗粒的直径大小(造粒步骤)。然后,在造粒步骤中微细分散的可聚合单体组合物用光或热聚合(聚合步骤),从而可得到调色剂颗粒。
此外,在本发明中,除了上述的方法,在进行上述造粒步骤后,也可以通过向液滴中加入具有乙烯基的金属化合物和如需要的含有可聚合单体的可聚合单体组合物、聚合引发剂和其他添加剂进行悬浮聚合。在这种情况下,在当形成液滴的可聚合单体的转化率为0%至95%、更优选为0%至90%时进行该添加。此外,聚合转化率可以通过气相色谱法测得。
作为在有机溶剂中分散颜料的方法,可以用已知的方法。例如,如果需要,将具有乙烯基的金属化合物、树脂和颜料分散剂等溶解在有机溶剂中,在搅拌由此制得的混合物的同时,将颜料粉末逐渐加入其中,从而在溶剂中充分地溶解或分散。此外,当通过分散机对上述混合物施用机械剪切力时,颜料可以稳定和微细地分散,即,颜料可以以均匀细颗粒的形式分散,所述 分散机如球磨机、油漆搅拌器、溶解器、磨碎机、砂磨机或高速磨机。
在通过悬浮聚合方法制备调色剂颗粒的方法中,尽管可使用的分散介质考虑到粘结剂树脂、有机介质、可聚合单体、具有乙烯基的有机化合物等相对于分散介质的溶解性来确定,但优选水系介质。作为可以在本发明中使用的水系介质,例如,可以提及水;醇类,如甲醇、乙醇、改性乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇和仲丁醇;和醚醇类,如甲基溶纤剂、溶纤剂、异丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、二甘醇单丁醚。除了上述提到的这些,作为水系介质,例如还可以提及酮类,如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮;酯类,如乙酸乙酯;醚类,如乙基醚和乙二醇;缩醛类,如甲缩醛和二乙缩醛;和酸类,如甲酸、乙酸和丙酸;然而,特别优选水和醇类。此外,在上述提到的这些溶剂中,可以组合使用其至少两种。液体混合物或可聚合单体组合物相对于分散介质的浓度优选为1-80质量份,更优选10-65质量份。
作为在使用水系分散介质时可使用的分散稳定剂,可以使用已知的稳定剂。具体地,例如,作为无机化合物,可以提及磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅和氧化铝。作为有机化合物,例如,聚(乙烯醇)、明胶、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素的钠盐、聚(丙烯酸)及其盐和淀粉可以通过分散在水相中使用。分散稳定剂的浓度优选为0.2-20.0质量份,相对100质量份的液体混合物或可聚合单体组合物。
作为外添加剂,流动性改进剂可以添加到调色剂颗粒中。作为流动性改进剂,例如,可以提及氟化树脂粉末,如聚(偏二氟乙烯)细粉和聚四氟乙烯细粉;二氧化硅细粉,如通过湿法制得的二氧化硅细粉、通过干法制得的二氧化硅细粉和通过使用处理剂在上述二氧化硅细粉上表面处理而得到的处理的二氧化硅细粉,所述处理剂如硅烷偶联剂、钛偶联剂和硅油;氧化钛细粉、氧化铝细粉、处理的氧化钛细粉和处理的氧化铝细粉。流动性改进剂的比表面积优选30m2/g以上,更优选50m2/g以上,所述比表面积通过使用BET方法的氮吸附测得。相对于100质量份的调色剂颗粒,流动性改进剂的量为0.01至8.0质量份,优选0.1至4.0质量份。
调色剂的重平均粒径(D4)为3.0至15.0μm,优选4.0至12.0μm。
本发明的调色剂可以通过与磁性载体混合作为双组份显影剂使用。作为磁性载体,例如,可以使用金属颗粒,如具有氧化或未氧化表面的铁、锂、钙、镁、镍、铜、锌、钴、锰、铬和稀土元素,此外,也可以使用合金颗粒、氧化物颗粒(两者由上述的金属形成),和由铁素体形成的细颗粒。
在向显影套筒施加交流偏压的显影方法中,优选使用被覆载体,其中磁性载体核的表面用树脂被覆。作为被覆方法,例如,可以提及以下方法:其中通过在溶剂中溶解或悬浮被覆材料制得的涂布液附着在磁性载体核的表面的方法和其中磁性载体核和被覆材料以粉末态一起混合的方法。
作为磁性载体核的被覆材料,例如,可以提及硅酮树脂、聚酯树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚(乙烯醇缩丁醛)和氨基丙烯酸酯树脂。上述提到的这些材料可以单独使用,或者至少两种组合使用。被覆材料的量相对于载体核颗粒的量为0.1至30质量%(优选0.5至20质量%)。磁性载体的平均粒径以基于体积的50%粒径(D50)计优选10至100μm,更优选20至70um。当制备双组分显影剂时,作为混合比率,在显影剂中的调色剂浓度为2至15质量%,当调色剂的浓度设置为4至13质量%时,可以获得良好的结果。
下文中,将描述物理性能的测量方法。
树脂分子量的测定
本发明中使用的树脂的分子量和分子量分布分别通过使用凝胶渗透色谱法(GPC)以聚苯乙烯换算来计算。当测定具有酸基的树脂的分子量时,由于柱溶出速度依赖于酸基量,因此必须制备酸基预先封端的样品。为了封端,优选甲基酯化,可用市售的甲基酯化剂。具体地,例如,可以提及使用三甲 基甲硅烷基重氮甲烷作为甲基酯化剂的方法。
通过GPC的分子量的测定如下所述。以将上述树脂添加到四氢呋喃(THF)中并在室温下静置24小时的方式制得的溶液,用孔径为0.2μm的耐溶剂性膜滤器“MaeshoriDisc”(Toso Corp.制造)过滤以形成溶液样品,并在下述条件下进行测量。此外,样品溶液通过调节THF的量以使树脂浓度为0.8%质量来制备。在这种情况下,当树脂不容易溶解在THF中时,也可以使用碱性溶剂,
如二甲基甲酰胺(DMF)。
设备:HLC8120GPC"(检测器:RI)(Tosoh Corp.制造)
柱:ShodexKF-801,802,803,804,805,806和807的七柱组合(Showa Denko K.K.制造)
洗脱液:四氢呋喃(THF)
流速:1.0ml/min
烘箱温度:40.0℃
样品注入量:0.10ml
另外,为了计算样品的分子量,使用利用下面的标准聚苯乙烯树脂柱制作的分子量校正曲线。具体地,标准聚苯乙烯树脂柱是市售的商品名为“TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-l、A-5000、A-2500、A-1000和A-500”(由Tosoh Corp.制)。
测定树脂酸值的方法
酸值表示需要中和1g样品中含有的酸需要的氢氧化钾的重量(mg)。尽管本发明的酸值根据JIS K0070-1992测得,具体地,根据下述步骤进行测定。
用浓度为0.1摩尔/升的氢氧化钾-乙醇溶液(Kishida Chemical Co.,Ltd.制造)进行滴定。上述氢氧化钾-乙醇溶液的因子可以用电位滴定装置(自动电位滴定仪AT-510,Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.制造)获得。为了该测量,在250ml的高型烧杯中取入100ml浓度为0.100摩尔/升的盐酸,并用氢氧化钾-乙醇溶液滴定,由用于中和的氢氧化钾-乙醇溶液的量得到所述因子。作为浓度为0.100摩尔/升的盐酸,使用根据JISK8001-1998制备的溶液。
下面将描述酸值测量的条件。
滴定装置:自动电位滴定仪(AT-510,Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.制造)
电极:复合玻璃电极,双结型(Double Junction Type)(Kyoto ElectronicsManufacturing Co.,Ltd.制造)
滴定装置用控制软件:AT-WIN
滴定分析软件:Tview
滴定时的滴定参数和控制参数如下所示设定。
滴定参数
滴定模式:空白滴定
滴定样式:全量滴定
最大滴定体积:20ml
滴定前的等待时间:30秒
滴定方向:自动
控制参数
终点判断电位:30dE
终点判断电位值:50dE/dml
终点检出范围的设定:没有设定
控制速度模式:标准
增益:1
数据采样电压:4mV
数据采样滴定体积:0.1ml
主试验
精确称量0.100g测量样品,并放置在250-ml的高型烧杯中后,将150ml的甲苯和乙醇(3:1)的混合溶液加到烧杯中,将样品经1小时以上溶解在混合溶液中。通过上述的电位滴定装置,用氢氧化钾-乙醇溶液进行滴定。
空白试验
除不使用样品(即,仅使用甲苯和乙醇(3:1)的混合溶液),以与上述操作类似的方式进行滴定。
所得到的结果代入下式,计算出酸值。
A=[(C-B)×f×5.611]/S
在该式中,A表示酸值(mgKOH/g),B表示空白试验中氢氧化钾-乙醇溶液的加入量(ml),C表示主试验中氢氧化钾-乙醇溶液的加入量(ml),f表示氢氧化钾溶液因子,S表示样品的重量(g)。
树脂的羟值的测定方法
羟值表示,在1g样品乙酰化时,中和与羟基键合的乙酸所需氢氧化钾的重量(mg)。尽管本发明中的羟值是根据JIS K0070-1992测得的,但具体通过下述步骤测得。
将25.0g试剂级的乙酸酐置于100ml的容量瓶中后,向其中加入吡啶以形成总体积为100ml的溶液,将该溶液充分振动得到乙酰化试剂。将由此得到的乙酰化试剂存入棕色瓶以使其不与湿气、二氧化碳等接触。
通过使用浓度为1.0摩尔/升的氢氧化钾-乙醇溶液(Kishida Chemical Co.,Ltd.生产)进行滴定。氢氧化钾-乙醇溶液的因子可通过电位滴定装置(自动电位滴定仪AT-510,Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.制造)得到。为了该测定,将100ml浓度为1.00摩尔/升的盐酸置于250ml的高型烧杯中并使用上述氢氧化钾溶液滴定,由用于中和的氢氧化钾-乙醇溶液的体积来获得该因子。上述浓度为1.00摩尔/升的盐酸根据JIS K8001-1998制得。
下面,将描述羟值测定的条件。
滴定装置:自动电位滴定仪(AT-510,Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.制造)
电极:复合玻璃电极,双结型(Double Junction Type)(Kyoto ElectronicsManufacturing Co.,Ltd.制造)
滴定分析软件:Tview
滴定时的滴定参数和控制参数如下所示设定。
滴定参数
滴定模式:空白滴定
滴定样式:全量滴定
最大滴定体积:80ml
滴定前的等待时间:30秒
滴定方向:自动
控制参数
终点判断电位:30dE
终点判断电位值:50dE/dml
终点检出范围的设定:没有设定
控制速度模式:标准
增益:1
数据采样电压:4mV
数据采样滴定体积:0.5ml
主试验
精确称量2.00g粉碎测量样品并放置在200ml的圆底烧瓶中后,将5.00ml 的乙酰化试剂用单标线吸液管精确地加入到其中。在该步骤中,如果样品不能溶解在乙酰化试剂中,向其中加入试剂级甲苯用于溶解。
将小漏斗置于烧瓶颈,将距瓶底1cm的烧瓶浸入温度为97℃的甘油浴中并加热。在该步骤中,为了防止由于从浴中接受热而造成瓶颈温度的升高,优选在瓶颈底部设置带孔的厚纸。
一小时后,将烧瓶从甘油浴中取出,然后自然冷却。自然冷却后,通过漏斗加入1.00m的水,振动烧瓶以使乙酸酐水解。此外,为了完全进行水解,将烧瓶再次在甘油浴中加热10分钟。在自然冷却后,用5.00ml的乙醇洗漏斗和烧瓶壁。
将由此得到的样品转移到250ml的高型烧杯中,向其中加入100m的甲苯/乙醇(3:1)的混合溶液,将样品经1小时溶解。通过使用上述的电位滴定装置,用氢氧化钾-乙醇溶液进行滴定。
空白试验
除不使用样品外,以与上述操作类似的方式进行滴定。
所得到的结果代入下式,计算出羟值。
A=[{(B-C)×28.05×f}/S]+D
在该式中,A表示羟值(mgKOH/g),B表示空白试验中氢氧化钾-乙醇溶液的加入量(ml),C表示主试验中氢氧化钾-乙醇溶液的加入量(ml),f表示氢氧化钾溶液的因子,S表示样品的重量(g),D表示树脂的酸值(mgKOH/g)。
聚合物中结构B的含量的测定
为了计算树脂中式(21)所示的结构B的含量,测定聚合物中包含的硫的元素含量(ppm),由硫元素含量计算结构B的含量。具体地,将聚合物引入自动样品燃烧设备(设备名称:燃烧离子色谱系统AQF-100(设备说明:Auto Boat Controller ABC型,AQF-100和GA-100的一体型,DIA Instruments Co.,Ltd.生产)),然后形成燃烧气,该气体被吸收在吸收液(浓度为30ppm的H2O2水溶液) 中。接着,通过离子色谱(设备名称:Ion ChromatographICS2000,柱:IONPACAS17,Nippon Dionex K.K.制造),测定吸收液中包含d的SO4的量,由该结果,计算聚合物中包含的硫元素含量(ppm)。通过由此获得的聚合物中的硫元素含量(ppm),计算聚合物中由式(21)所示的结构B的含量(μmol)。此外,可以通过将在下面描述的使用NMR的分析进行结构B的结构鉴定。
调色剂中结构B含量的测定
为了获得1g调色剂中式(21)所示的结构B的含量(μmol/g),测定调色剂中包含的硫含量(ppm),由该硫含量计算结构B的含量。可以以与上述测定硫元素含量类似的方式进行测定。
聚合物和可聚合单体的结构分析
具有结构B的聚合物的机构和可聚合单体的结构可以通过使用核磁共振装置(1H-NMR,13C-NMR)和FT-IR光谱仪鉴定。下文中,将描述能用于本发明的装置。
(i)1H-NMR,13C-NMR
FT-NMR JNM-EX400,JEOL Ltd.制造(溶剂:氘代氯仿)
(ii)FT-IR光谱分析仪
AVATAR360FT-IR,Nicolet.制造
具有乙烯基的金属化合物的金属量的定量测定
通过荧光X-射线分析定量测定具有乙烯基的金属化合物中的金属量。虽然根据JIS K0119-1969进行荧光X-射线的测定,但具体如下述进行测定。
作为测量设备,使用波长分散型X-射线荧光分析仪“Axios”(PANalytical生产)和用于设定测量条件及分析测量数据的附属于分析仪的专用软件“SuperQ ver.4.0F”(PANalytical生产)。此外,Rh用作X-射线管的阳极,测定环境设定为真空,测定直径(准直器掩模直径)设定为27mm,测定时间设定为10 秒。此外,正比计数器(PC)用于测定轻元素,闪烁计数器(SC)用于测定重元素。
作为测量样品,将4g聚合物置于用于压力目的专用的铝环,使聚合物表面平整。接着,使用锭剂成型压缩机"BRE-32"(Maekawa Testing Machine Mfg.Co.,LTD.生产)对聚合物施加20MPa的压力60秒,从而使用厚度为2mm和直径为39mm的颗粒。
在上述条件下进行测量以后,基于由此所得到的X-射线的峰位置鉴定元素,而且由作为单位时间X-射线光子数的计数率,计算元素的浓度。
使用该测定结果以及通过使用待测定的金属元素制作的标准曲线进行金属元素的定量测定。
调色剂中金属量的测定
通过电感耦合等离子体光谱分析仪(ICP-AES,SII制造)定量测定调色剂中的金属量。作为预处理,用8.00ml的硝酸使100.0mg各样品酸解。随后,加入超纯水,以形成总量为50.00g的溶液作为测量样品。标准曲线由浓度为0、0.50、1.00、5.00、10.00和20.00ppm的6个点形成,并进行每个样品中包含的金属量的定量测定。另外,向8.0ml硝酸加入超纯水形成重量为50.00g的溶液后,将由此制得的混合物作为空白测定,从上述测定的金属量中减去空白的金属量。
调色剂重均粒径(D4)和数均粒径(D1)的测量方法
重均粒径(D4)和数均粒径(D1)如下所述计算。作为测量设备,采用装备有直径为100μm的口管以及基于孔电阻方法的精确粒径分布测量设备“Coulter CounterMultisizer3”(注册商品名,Beckman Coulter,Inc.制造)。专用软件“Coulter CounterMultisizer3Version3.51”(Beckman Coulter,Inc.制)用于设定测量条件以及分析测量数据。此外,用25,000个有效测量通道进行测定。
作为用于测量的电解水溶液,可以使用通过将试剂级的氯化钠溶解在离子交换水中以具有浓度为1%质量而制得的溶液,如“ISOTON II”(Beckman Coulter,Inc.制)。
另外,在测量和分析前,专用软件如下所述设定。在专用软件的“改变标准操作方法(SOM)”画面中,控制模式的总计数设定为50,000个颗粒,测量次数设定为1,通过使用“标准颗粒10.0μm”(Beckman Coulter,Inc.制)得到的值设定为Kd值。阈值和噪声水平通过按压“阈值/噪声水平测定按扭”自动设定。此外,电流设定为1,600μA,增益设定为2,电解水溶液设定为ISOTON II,将复选标记置于“测量后的冲洗口管”。在专用软件的“脉冲至粒径的转化设定”画面中,元件间隔设定为对数粒径,粒径元件的数量设定为256,粒径范围设定为2至60μm。
下面描述具体的测量方法。
(1)将200ml上述电解水溶液置于250ml为Multisizer3专门设计的圆底玻璃烧杯。烧杯设置在样品台,用搅拌棒沿逆时针方向以24转/秒搅拌烧杯中的电解水溶液。然后,用专用软件的“口管冲洗”功能将口管中的污物和气泡除去。
(2)接着,将30ml上述电解水溶液置于100ml的平底玻璃烧杯。然后,作为分散剂,采用0.3ml通过用去离子水稀释“Contaminon N”(pH为7且浓度为10质量%的中性洗涤剂的水溶液,其用于清洗精密测量设备,含有非离子表面活性剂,阳离子表面活性剂和无机填料,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制)制得的稀释溶液,其质量为“Contaminon N”质量的三倍。
(3)准备备超声波分散器“超声波分散系统Tetora150”(Nikkaki Bios,Co.Ltd.制),其中安装了各自振荡频率为50KHz的两个振荡器以使其彼此相偏移180°并且各自具有电输出为120w。然后,将3.3升的去离子水装入超声分散器的水槽中,向该水相中加入2ml的“Contaminon N”。
(4)上述(2)的烧杯设在超声分散器的烧杯固定孔中,操作超声分散器。然后,调整烧杯的高度位置,以使烧杯中的电解水溶液的液面出于最大的共振 状态。
(5)在用超声波照射上述(4)的烧杯中的电解水溶液时,向电解水溶液中逐渐加入10mg的调色剂并在其中分散。接着,进一步继续超声分散处理60秒。此外,在超声分散中,水槽中的水温适当地调整在10℃至40℃的范围内。
(6)在设置在样品台中的上述(1)的圆底烧杯中使用吸液管滴加分散有调色剂的上述(5)的电解水溶液,将测量浓度调整为5%。另外,进行测量直至测量50,000个颗粒。
(7)用设备附带的专用软件对测量数据进行分析,计算重均粒径(D4)和数均粒径(D1)。当专用软件设置为图表/体积%时,“分析/体积统计值(算术平均)”画面上的“平均粒径”为重均粒径(D4),当专用软件设置为图表/数量%时,“分析/数量统计值(算术平均)”画面上的“平均粒径”为数均粒径(D1)。
实施例
下文中,将参考实施例详细描述本发明;然而,本发明限于此。在下面的实施例中,“份”表示“质量份”
将描述式(1)所示的芳香族化合物的合成例。
芳香族化合物A-1的合成例
步骤1
将2,5-二羟基苯甲酸100g和80%的硫酸1,441g混合到一起,同时加热到50℃后,向上述混合物中加入144g叔丁醇,在50℃下搅拌30分钟。然后,将向混合物中加入144g叔丁醇,在50℃下搅拌30分钟,操作三次。冷却至室温后,将反应液逐渐加到1.00kg的冰水中,过滤析出物。析出物用水洗,然后进一步用己烷洗。将由此得到的析出物溶解在200ml的甲醇中,用3.60升的水进行再沉淀。进行过滤后,将由此制得的析出物在80℃下干燥,从而得到了74.9g由下式(24)所示的水杨酸中间体。
式24
步骤2
接着,将25.0g所得的水杨酸中间体溶解在150ml的甲醇中。向该溶液中加入36.9g的碳酸钾,加热该溶液至65℃。将18.7g4-(氯甲基)苯乙烯和100ml的甲醇混合到一起形成溶液并将该溶液滴入含水杨酸中间体的溶液中后,在65℃下反应3小时。所得反应液冷却后,进行过滤,将滤液中的甲醇在减压下蒸馏掉,从而获得残渣。将由此获得的残渣分散到1.50升用盐酸调节pH值为2的水中,然后通过加入乙酸乙酯进行萃取。接着,进行水洗后,用硫酸镁进行干燥,然后在减压下将乙酸乙酯蒸馏掉,从而得到残渣。将该残渣用己烷洗涤后,用甲苯/乙酸乙酯进行重结晶,从而得到20.1g由下式(A-1)所示的芳香族化合物A-1。
芳香族化合物A-2的合成例
将100.0g2,5-二羟基苯甲酸溶解于2升甲烷,向其中加入88.3g的碳酸钾,进行加热至67℃。经22分钟向该溶液中加入102.0g4-(氯甲基)苯乙烯,在67℃下进行反应12小时。所得反应液冷却后,将甲醇在减压下蒸馏掉,从而获得残渣。向获得的残渣中加入己烷以洗涤。进行过滤后,将残渣溶解于甲醇,然后滴入到水中以再沉淀,从而得到析出物。由此得到的析出物通过过滤回收。该再沉淀操作重复两次,将由此所得的析出物在80℃下干燥,从而得到48.7g具有下式(A-2)所示结构的化合物A-2。
芳香族化合物A-3的合成例
除了将144g叔丁醇改为253g2-辛醇之外,通过与合成芳香族化合物A-1(步骤1)相同的方法得到水杨酸中间体。此外,除了采用32g由此获得的水杨酸中间体外,通过与合成芳香族化物A-1(步骤2)相同的方法获得下式(A-3)所示的芳香族化合物A-3。
芳香族化合物A-4的合成例
除了将式(24)的水杨酸中间体改成22g2,5-二羟基-3-甲氧基苯甲酸之外,下式(A-4)所示的芳香族化合物A-4通过与合成芳香族化合物A-1(步骤2)相同的方法得到。
芳香族化合物A-5的合成例
将78.6g2,4-二羟基苯甲酸溶解于400ml甲烷,向其中加入152.0g的碳酸钾,然后进行加热至60℃。将87.9g溶解在100ml甲醇中的4-(氯甲基)苯乙烯滴入到该溶液中。滴加完成后,在60℃下进行反应2.5小时。反应液冷却后,通过过滤得到析出物。用甲醇洗涤由此所得的析出物。
将所得的析出物分散到1升用盐酸调节pH值为1的水中。通过过滤得到析 出物,然后水洗。将所得的析出物在80℃下干燥,从而得到55.7g下式(A-5)所示的芳香族化合物A-5。
芳香族化合物A-6的合成例
将53.9g的2,3-二羟基苯甲酸溶解在280ml的甲醇中,向其中加入106g的碳酸钾,在65℃下进行搅拌30分钟。向该溶液中,经1小时以上,滴入61.7g4-(氯甲基)苯乙烯。滴加完成后,在回流条件下进行反应3小时,然后将温度降至室温。接着,过滤析出物,然后用甲醇洗涤。在减压下将滤液中的甲醇去除,从而得到棕色半固体。将该棕色半固体分散于乙酸乙酯和水中,用盐酸调节其pH为1。用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层后,用硫酸镁进行干燥,在减压下去除溶剂,从而得到124.3g浅黄固体。用甲苯使该浅黄固体重结晶,从而得到54.5g下式(A-6)所示的芳香族化合物A-6。
芳香族化合物A-7的合成例
将78.6g的2,4-二羟基苯甲酸溶解在400ml的甲醇中后,向其中加入152.0g的碳酸钾,在65℃下搅拌30分钟。向该溶液中,经1小时以上,滴入83.5g3-(氯甲基)苯乙烯和4-(氯甲基)苯乙烯溶解于50ml甲醇的混合物(商品名:“CMS-P”,AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.制)。在回流条件下反应3小时后,然后将温度降至室温。接着,过滤析出物,然后用甲醇洗涤。在将析出物添加至1升水中并用盐酸调节pH为1,进行搅拌30分钟,接着过滤后,用水进行洗涤。在80℃下干燥48小时,从而得到76.2g下式(A-7)所示的芳香族化合物A-7(混合物)。
芳香族化合物A-8的合成例
除了将4-(氯甲基)苯乙烯改成4-(3-氯丙基)苯乙之外烯,下式(A-8)所示的芳香族化合物A-8通过与合成芳香族化合物A-1(步骤2)相同的方法得到。
下文中,将描述具有乙烯基的金属化合物的合成例。
具有乙烯基的金属化合物CA-1
将70.4g的浓度为20%的氢氧化钠水溶液加入到400ml的水中后,然后向其中加入40.0g的芳香族化合物A-1,然后进行加热至90℃。经30分钟向所得溶液加入通过将60.0g浓度为25.7%的硫酸铝水溶液加入到340ml的水中、然后加热到90℃得到的溶液,然后在95℃下进行加热2小时。接着,进行过滤后,水洗直至洗涤水的电导率达到300μS/cm以下,在80℃下干燥48小时,从而得到40.1g具有乙烯基的金属化合物CA-1。
具有乙烯基的金属化合物CA-1的量通过荧光X-射线分析定量测定,从而定量测定铝相对于芳香族化合物的含量。铝的含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-2
在将16.2g的浓度为20.5%的氢氧化钠水溶液加入到130ml的水中后,向其中加入10.8g的芳香族化合物A-2,然后加热至90℃。经30分钟向所得溶液加入通过将77.2g浓度为25.7%的硫酸铝水溶液加入到440ml的水中并加热到95℃得到的溶液,然后在95℃下加热2小时。然后,冷却至室温后,过滤析出物,水洗直至洗涤水的电导率达到300μS/cm以下。所得析出物在80℃下干燥12小时,从而得到10.5g具有乙烯基的金属化合物CA-2。具有乙烯基的金属化合物CA-2的铝的量通过荧光X-射线分析定量测定。铝的含量示于表3中。
具有乙烯基的金属化合物CA-3
除了将芳香族化合物A-1变为芳香族化合物A-3之外,具有乙烯基的金属化合物CA-3通过与具有乙烯基的金属化合物CA-1的方法类似的方法获得。具有乙烯基的金属化合物CA-3的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-4
除了将芳香族化合物A-1变为芳香族化合物A-4之外,具有乙烯基的金属化合物CA-4通过与具有乙烯基的金属化合物CA-1的方法类似的方法获得。具有乙烯基的金属化合物CA-4的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-5
将90.6g的浓度为25.7%的硫酸铝水溶液加入到519ml的水中后,然后加热至95℃。经25分钟向该溶液加入通过将73.7g浓度为20%的氢氧化钠溶液和50.0g芳香族化合物A-5依次加入到500ml的水中、然后加热到95℃而得到的溶液,然后在95℃下反应3小时。然后,反应完成后,首先冷却至室温,过滤析出物,然后水洗直至洗涤水的电导率达到300μS/cm以下。所得析出物在80℃下干燥48小时,从而得到57.2g具有乙烯基的金属化合物CA-5。具有乙烯基的 金属化合物CA-5的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-6
除了将芳香族化合物A-2变为芳香族化合物A-6之外,具有乙烯基的金属化合物CA-6通过与具有乙烯基的金属化合物CA-2的方法类似的方法获得。具有乙烯基的金属化合物CA-6的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-7
除了将芳香族化合物A-2变为芳香族化合物A-7之外,具有乙烯基的金属化合物CA-7通过与具有乙烯基的金属化合物CA-2的方法类似的方法获得。具有乙烯基的金属化合物CA-7的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-8
向400ml水中,依次加入70.4g浓度为20%的氢氧化钠水溶液和40.0g芳香族化合物A-1,然后加热由此所得的混合物至95℃。经30分钟向所得溶液加入通过将43.0g浓度为25.7%的硫酸铝水溶液加入到340ml的水中、然后加热到90℃得到的溶液,然后在90℃下反应2小时。然后,反应结束后,首先冷却至室温,过滤析出物,然后水洗直至洗涤水的电导率达到300μS/cm以下。所得析出物在80℃下干燥48小时,从而得到37.2g具有乙烯基的金属化合物CA-8。具有乙烯基的金属化合物CA-8的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-9
向500ml水中,依次加入16.2g浓度为20.5%的氢氧化钠水溶液和10.8g芳香族化合物A-2(乙烯基单体),然后加热该混合物至90℃。经30分钟向该溶液加入59.4g加热到90℃的浓度为26.8%的氯化锌水溶液,然后在95℃下反应2小时。然后,冷却至室温后,过滤析出物,水洗直至洗涤水的电导率达到 300μS/cm以下。所得析出物在80℃下干燥24小时,从而得到13.1g具有乙烯基的金属化合物CA-9。具有乙烯基的金属化合物CA-8的锌含量通过荧光X-射线分析定量测定。锌含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-10
向500ml水中,加入16.2g浓度为20.5%的氢氧化钠水溶液和10.8g芳香族化合物A-2,然后加热该混合物至90℃。经30分钟向所得溶液滴入84.9g浓度为26.8%的硫酸铬水溶液,在温度上升到95℃后,反应2小时。然后,在冷却至室温后,过滤,水洗直至洗涤水的电导率达到300μS/cm以下。所得析出物在80℃下干燥一晚,从而得到12.9g具有乙烯基的金属化合物CA-10。具有乙烯基的金属化合物CA-10的铬含量通过荧光X-射线分析定量测定。铬含量如表2所示。
具有乙烯基的金属化合物CA-11
除了将芳香族化合物A-1变为芳香族化合物A-8之外,具有乙烯基的金属化合物CA-11通过与具有乙烯基的金属化合物CA-1的方法类似的方法获得。具有乙烯基的金属化合物CA-11的铝含量通过荧光X-射线分析定量测定。铝含量如表2所示。
[表2]
下面将描述具有结构B的聚合物的合成例。
具有式(25)所示的结构B的单体
作为具有结构B的单体,采用式(25)所示的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
具有式(26)所示的结构B的单体的合成例
在装配有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气引入管的反应容器中,加入1,500g的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2,060g的原甲酸三甲酯和1.5g的对苯醌,在80℃下反应5小时。随后,将反应混合物冷却,然后真空浓缩。在析出的晶体过滤后,将晶体加入到5升的水中,分散,洗涤。然后,将晶体过滤,用2.5升的水洗涤两次。将如此获得的晶体通过在30℃顺风干燥处理,然后分散并用4升的己烷洗涤,随后进行过滤。所得的晶体在30℃下真空干燥,从而得到1,063g的下式(26)所示的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷甲基磺酸酯。
具有式(27)所示的结构B的单体的合成例
在装配有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气引入管的反应容器中,加入788g的2-氨基-5-甲氧基苯磺酸,642g的三乙胺和4升的四氢呋喃,并将352g的甲基丙烯酰氯在5℃以下经15分钟滴入。将如此所得的混合物维持在5℃以下的同时,搅拌6小时。将反应混合物维持在5℃以下的同时,进一步向其中加入800ml浓盐酸和12.8升的水,然后分离如此所得的液体。用6.4升的浓度为2%的盐酸洗涤有机层后,用6.4升的水洗涤三次。真空浓缩所得的溶液,从而得到晶体。将如此所得的晶体加入到装配有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气引入管的反应容器中后,加入1,680g的原甲酸三甲酯和1.5g的对苯醌,在80℃下反应10小时。冷却反应混合物,然后真空浓缩。析出的晶体过滤后,将晶体加入到5升的水中,分散,洗涤。然后,将晶体过滤,用2.5升的水洗涤两次。由此得到的晶体通过在30℃下顺风风干燥处理,然后采用柱色谱法(5kg硅胶,移动相:己烷/乙酸乙酯=1/1)纯化,从而得到383g的下式(27)所示的2-丙烯酰胺基-5-甲氧基苯甲基磺酸酯。
聚合物B-1的合成例
在装配有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气引入管的反应容器中,加入200份的二甲苯,在氮气流中回流。
·2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 6.00份
·苯乙烯 78.0份
·丙烯酸2-乙基己酯 16.0份
·二甲基-2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯) 5.00份
将上述提到的材料混合到一起,边搅拌边滴加至上述反应容器中,保持如此所得的混合物10小时。随后,进行蒸馏以除去溶剂,然后在40℃下减压干燥,从而得到聚合物B-1。聚合物B-1的硫原子含量通过元素分析定量测定。源自聚合物中的磺酸的单元(结构B)的含量如表3所示。
聚合物B-2的合成例
除了采用下述材料外,以与聚合物B-1类似的方式进行合成,从而得到聚合物B-2。
·2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷甲基磺酸酯 12.00份
·苯乙烯 72.0份
·丙烯酸2-乙基己酯 16.0份
·二甲基-2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯) 5.00份
聚合物B-2的硫原子通过元素分析定量测定。源自聚合物中的磺酸甲酯的单元(结构B)的含量如表3所示。
聚合物B-3的合成例
除了采用下述材料外,以与聚合物B-1类似的方式进行合成,从而得到聚合物B-3。
·2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷甲基磺酸酯 16.00份
·苯乙烯 74.0份
·丙烯酸正丁酯 10.0份
·二甲基-2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯) 5.00份
聚合物B-3的硫原子通过元素分析定量测定。源自聚合物中的磺酸甲酯的单元(结构B)的含量如表3所示。
如上所述得到的具有结构B的聚合物的性能如表3所示。
[表3]
下文中将描述用于本发明调色剂的树脂的合成例。
聚酯PES-1的合成例
将下述材料加入到四颈烧瓶并将温度计、搅拌棒、冷凝剂和氮引入管装配至该瓶后,在氮气氛围下在220℃下反应5小时,从而形成聚酯树脂PES-1。
·双酚A/2.2摩尔氧化丙烯加合物 67.8份
·对苯二酸 22.2份
·偏苯三酸酐 10.0份
·二丁基氧化锡 0.005份
苯乙烯-丙烯酸类树脂SA-1的合成例
在装配有搅拌器、冷凝器、温度计和氮引入管的反应容器中,加入200份的二甲苯并在氮气流中回流。
·苯乙烯 78.0份
·丙烯酸正丁酯 20.0份
·甲基丙烯酸 2.0份
·二甲基-2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯) 5.00份
将上述提到的材料混合到一起,边搅拌边滴至上述反应容器,保持如此所得的混合物10小时。随后,蒸馏以除去溶剂,然后在40℃下减压干燥,从而得到苯乙烯-丙烯酸类树脂SA-1。
用于本发明的调色剂的如此所得的树脂的性能如表4所示。
[表4]
实施例1
原料分散浆料的形成
将下述材料在容器中充分预混合,然后保持温度在20℃以下的同时通过珠磨机分散5小时,从而形成原料分散浆料。
含量比
·苯乙烯 80.0份
·C.I.颜料蓝15:3 14.0份
·化合物CA-1 1.00份
调色剂颗粒的形成
将390份浓度为1.0摩尔/升的Na3PO4水溶液加入到1,150份的离子交换水中,然后加热至60℃,通过采用Clearmix(M-Technique Co.,Ltd.制),在11,000rpm下搅拌。向该混合物中加入58份浓度为1.0摩尔/升的CaCl2水溶液,从而形成含Ca3(PO4)2的分散液。
将下述材料加热至60℃,然后熔融和分散以形成单体混合物。进一步,将该混合物保持在60℃的同时,向其中加入5.00份作为聚合引发剂的2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),然后溶解,从而获得单体组合物。
含量比
·上述原料分散浆料 38.0份
(在上述原料分散浆料中,含有0.400份的化合物CA-1。)
·苯乙烯 34.0份
·丙烯酸正丁酯 15.0份
·石蜡(HNP-7,Nippon Seiro Co.,Ltd.制) 8.00份
·聚酯PES-1 5.00份
·聚合物B-1 0.600份
将上述单体组合物加入到上述的分散介质中并60℃下置于氮气氛围后,用Clearmix以10,000rpm搅拌20分钟,从而将单体组合物造粒。随后,在用桨式搅拌叶片搅拌的同时在60℃下反应5小时,在80℃下搅拌5小时,从而完成聚合。冷却至室温后,通过加入盐酸溶解Ca3(PO4)2,过滤,水洗,干燥,从而得到调色剂颗粒。进一步地,将调色剂颗粒分级,并选择尺寸在2至小于10μm的调色剂颗粒,从而得到调色剂颗粒1。
接着,向100份调色剂颗粒中,用亨舍尔混合器外添加1.00份BET比表面积为200m2/g的疏水性二氧化硅细粉,从而得到调色剂1。调色剂1的性能如表6所示。
调色剂带电量的评价
下面描述双组分显影剂的形成。
为了评价带电量,如下所述进行样品制备。将288g的磁性载体F813-300(Powdertech Co.,Ltd.制)和12g待评价的调色剂加入到500cc的有盖塑 料瓶中,用振荡器(YS-LD,Yayoi Co.,Ltd.制)以每秒4个来回的速度振荡1分钟。
调色剂和双组分显影剂评价如下。
在高温高湿下调色剂带电量的评价
为了测定带电量,取样30g的双组分显影剂,在高温和高湿环境(30℃/80%)下静置3整天。随后,将显影剂收入体积为50ml的绝缘塑料容器中,并在200次/分的速度下振荡500次,用图1所示的装置进行测量。根据下述标准评价所测的带电量的绝对值。
等级A:60.0mC/kg以上
等级B:45.0mC/kg至小于60.0mC/kg
等级C:30.0mC/kg小于45.0mC/kg
等级D:15.0mC/kg至小于30.0mC/kg
等级E:小于15.0mC/kg
带电量的测量方法
在底部具有500目的筛3(开口:25μm)的金属测量容器2中,加入0.500g要测定其摩擦带电量的双组分显影剂,并将金属盖4装到金属测量容器2上。在测量中,测量测量容器2的总质量并由W1(g)表示。然后,采用抽吸装置1(其与测量容器2接触的部分至少由绝缘材料形成)经抽吸口7进行抽吸,通过调节流量控制阀6以使得真空计5的压力为250mmAq。在上述状态下,为了通过抽吸除去调色剂,充分进行抽吸,或者优选进行2分钟。
在该阶段的电位计9的电位由V(伏特)表示。此外,附图标记8表示电容器,其电容由C(μF)表示。测定抽吸后的测量容器2的总质量,并由W2(g)表示。在这种情况下调色剂的摩擦带电量通过下式计算。
摩擦带电量(mC/kg)=(C×V)/(W1-W2)。
调色剂带电量的环境依赖性的评价
除了将双组分显影剂静置于低温和低湿环境(15℃/10%)中外,调色剂的带电量通过与用于评价高温和高湿环境中的调色剂带电量所述的方法类似方法测量。为评价,计算低温和低湿环境中的带电量与高温高湿环境中的带电量的比的绝对值(低温低湿环境中的带电量/高温高湿环境中的带电量),并根据下述标准进行评价。
等级A:小于1.30
等级B:1.30至小于1.50
等级C:1.50至小于2.00
等级D:2.00以上
调色剂带电量上升性能的评价
如下所述形成双组分显影剂。
将270g磁性载体F813-300(Powdertech Co.,Ltd.制)和30g待评价的调色剂加到500cc的有盖塑料瓶中,用振荡器(YS-LD,Yayoi Co.,Ltd.制)以200次/分钟的速度振荡1分钟。然后,将300g的双组分显影剂在高温和高湿环境(30℃/80%)下静置3整天。将该双组分显影剂装入冷激光复印机CLC5500(CANON KABUSHIKI KAISHA制)的显影单元中,用装有外部马达的空旋转机以240rpm进行空气旋转。在旋转进行1分钟(Q1分钟)、进一步1分钟(即,旋转总计2分钟)以及进一步3分钟(Q5分钟)(即,旋转总计5分钟)时取样显影套筒上的双组分显影剂,用图1所示的装置测定其带电量。计算(Q5分钟/Q1分钟)和(Q5分钟/Q2分钟)后,根据下述标准进行评价。
等级A:小于1.20
等级B:1.20至小于1.40
等级C:1.40至小于1.60
等级D:1.60至小于1.80
等级E:1.80以上
贮存在高温高湿环境中带电量变化的评价
称量06.0g待评价的调色剂,加入到50ml的绝缘塑料容器中,将该容器在高温高湿环境中(50℃/95%RH)贮存3天。然后将该容器在常温常湿环境中(23℃/55%RH)下贮存3天后,将调色剂与29.40g的磁性载体F813-300(Powdertech Co.,Ltd.制)混合,然后用振荡器YS-LD:Yayoi Co.,Ltd.制)以200次/分钟的速度振荡1分钟。
以与上述类似的方式,称量0.60g待评价的调色剂,加入到50ml的绝缘塑料容器中,将该容器在常温常湿环境中(23℃/55%RH)贮存3天,而不在高温高湿环境中贮存,将该调色剂与29.4g的磁性载体混合,并与上述情况一样进行振荡。
用图1所示的设备测量如此形成的各带电评价样品的带电量后,计算在高温高湿环境中贮存的样品与未在高温高湿下贮存的样品的电量的比率,根据下述标准评价贮存稳定性。
等级A:0.85以上
等级B:0.80至小于0.85
等级C:0.70至小于0.80
等级D:小于0.70
颜料分散性的评价
为了评价如此形成的调色剂的颜料分散性,用超薄切片机形成调色剂的超薄切片,然后用透射电子显微镜(TEM)观察。如果需要,将该切片例如用氧化钌或锇酸染色。虽然评价标准根据颜料的类型改变,但依据下面的标准,通过观察颜料是否分散成具有一次粒径的颗粒以及颜料是否均匀分布或者出来到调色剂的表面层来进行评价。
等级A:颜料分散成具有一次粒径的颗粒并且在整个调色剂中均匀分布。
等级B:颜料部分聚集并且不均匀地分布。
等级C:颜料聚集并且在调色剂表面上观察到很多颜料颗粒。
半色调的再现性的评价
为了评价,采用上述双组分显影剂和彩色复印机CLC5500(CANON KABUSHIKIKAISHA制)进行该评价。改变在纸(彩色激光复印纸TKCLA4,CANON KABUSHIKI KAISHA制)上承载的调色剂量以具有7个级别,并形成各个定影图象。在纸上的调色剂量为0.10mg/cm2、0.20mg/cm2、0.30mg/cm2、0.40mg/cm2、0.50mg/cm2、0.60mg/cm2和0.70mg/cm2
彩色调色剂的评价
用Gretag Macbeth制的Spectroscan(测量条件:D65,视野角:2°)测量彩色调色剂的各定影图象的CIE a*和b*。通过对于7个级别的每一个的调色剂量绘制色度和画出通过上述点的平滑曲线而获得C*和L*之间的关系。基于该关系,得到L*=70时C*的值和C*=50时L*的值。此外,通过C*=((a*)2+(b*)2)1/2得到C*的值。
等级A:当L*=70时,C*的值为35.0以上,当C*=50时,L*的值为65.0以上(图象色度优良)。
等级B:当L*=70时,C*的值为30.0以上,当C*=50时,L*的值为60.0以上(虽然颜色再现性窄,但是图象好)。
等级C:当L*=70时,C*的值小于30.0,当C*=50时,L*的值小于60.0以上(颜色再现性差)。
黑色调色剂的评价
如上所述,形成与彩色调色剂类似的定影图象。对于黑色调色剂的每个定影图象,用Macbeth反射浓度计(Macbeth制)测量图象浓度。
黑色调色剂的评价标准
使用0.30mg/cm2的调色剂量和0.40mg/cm2的调色剂量之间的图象浓度差 (D0.4-D0.3)与0.7mg/cm2的调色剂量的图象浓度(D0.7)的比率如下所诉进行评价。
等级A:(D0.4-D0.3)/(D0.7)<1.10
等级B:1.10≤(D0.4-D0.3)/(D0.7)<1.25
等级C:1.25≤(D0.4-D0.3)/(D0.7)
实施例2
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-2代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂2。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例3
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-3代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂3。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例4
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-4代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂4。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例5
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-5代替化合物CA-1,以及在调色剂颗粒形成时用5.00份的苯乙烯丙烯酸类树脂SA-1代替聚酯PES-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂5。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例6
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-6代替化合 物CA-1,以及在调色剂颗粒形成时用5.00份的苯乙烯丙烯酸类树脂SA-1代替聚酯PES-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂6。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例7
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-7代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂7。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例8
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-8代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂8。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例9
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-9代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂9。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例10
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时用1.00份的化合物CA-10代替化合物CA-1外,以与实施例1中类似的方式形成调色剂10。所得调色剂的性能如表5所示。以与实施例1中类似的方式对所得的调色剂进行评价,结果如表6所示。
实施例11
颜料分散浆料的形成:
在容器中将以下材料充分预混合在一起,然后在将温度保持在20℃以下的同时通过珠磨机分散4小时,从而形成颜料分散浆料。
含量比
·苯乙烯 80.0份
·炭黑 14.0份
·化合物CA-1 1.00份
调色剂颗粒的形成
将350份浓度为0.1摩尔/升的Na3PO4水溶液添加至1,200份离子交换水中,然后加热至60℃。随后,通过采用Clearmix(M-Technique Co.,Ltd.制),在11,000rpm下进行搅拌。向该混合物中,添加52份浓度为1.0摩尔/升的CaCl2水溶液,从而得到包含Ca3(PO4)2的分散介质。
将以下材料加热至60℃,然后溶解并分散以形成单体混合物。此外,在将该混合物保持在60℃的同时,将5份2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)作为引发剂添加至其中,然后溶解,从而得到单体组合物。
含量比
·上述颜料分散浆料 38.0份
(在上述颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1。)
·苯乙烯 30.0份
·丙烯酸正丁酯 17.0份
·酯蜡 10.0份
(主要成分:C19H39COOC20H41,熔点:68.6℃)
·聚酯PES-1 5.00份
·聚合物B-1 0.600份
将上述单体组合物添加至上述分散介质中并放置在60℃下的氮气气氛中后,使用Clearmix在10,000rpm下搅拌20分钟,从而将所述单体组合物造粒。 随后,在通过桨式搅拌叶片进行搅拌的同时,在60℃下进行反应5小时。接着,在80℃下进行搅拌5小时,从而完成聚合。冷却至室温后,通过添加盐酸溶解Ca3(PO4)2,过滤、水洗并干燥,从而得到调色剂颗粒。进一步地,将调色剂颗粒分级,选择尺寸为2μm至小于10μm的调色剂颗粒,从而得到调色剂颗粒11。另外,如在实施例1中的情况,将疏水性二氧化硅细粉外部添加至调色剂颗粒11中,从而得到调色剂11。调色剂11的性质示于表5。另外,采用与实施例1相似的方式进行上述调色剂的评价,结果示于表6。
实施例12
除了使用14.0份喹吖啶酮(颜料紫19)代替着色剂C.I.颜料蓝15:3之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂12。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例13
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时使用0.600份聚合物B-2代替聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂13。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例14
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时使用0.600份聚合物B-3代替聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂14。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例15
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时使用0.0500份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.0532份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂15。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例16
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时使用0.100份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.106份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂16。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例17
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用0.400份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计使用0.800份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂17。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例18
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用1.60份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计使用2.00份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂18。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例19
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用3.60份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计使用4.00份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂19。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例20
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用4.60份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计使用5.00份化合物CA-1)之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂20。得到调色剂的性质示 于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例21
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时使用0.0500份聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂21。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例22
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时使用0.100份聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂22。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例23
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时使用2.40份聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂23。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例24
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时使用0.0300份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.0319份化合物CA-1),和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂24。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例25
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时使用0.0500份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.0532份化合物CA-1),和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂25。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例26
除了在实施例1的调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂26。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例27
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用3.60份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计包含4.00份化合物CA-1),和不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂27。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例28
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用4.80份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计包含5.20份化合物CA-1),和不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂28。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例29
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时进一步使用5.60份化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1,总计包含6.00份化合物CA-1),和不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂29。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
实施例30
颜料分散浆料的形成:
在容器中将以下材料充分预混合在一起,然后在将温度保持在20℃以下 的同时通过珠磨机分散5小时,从而形成颜料分散浆料。
含量比
·苯乙烯 80.0份
·C.I.颜料蓝15:3 14.0份
·化合物CA-1 1.00份
调色剂颗粒的形成
将390份浓度为0.1摩尔/升的Na3PO4水溶液添加至1,150份离子交换水中,然后加热至60℃。随后,通过采用Clearmix(M-Technique Co.,Ltd.制),在11,000rpm下进行搅拌。向该混合物中,添加58份浓度为1.0摩尔/升的CaCl2水溶液,从而得到包含Ca3(PO4)2的分散介质。
将以下材料加热至60℃,然后溶解并分散以形成单体混合物。此外,在将该混合物保持在60℃的同时,将5份2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)作为聚合引发剂添加并溶解在所述混合物中,从而得到单体组合物。将上述单体组合物添加至上述分散介质中并放置在60℃下的氮气气氛中后,使用Clearmix在10,000rpm下搅拌20分钟,从而将所述单体组合物造粒。随后,在通过桨式搅拌叶片进行搅拌的同时,在60℃下进行反应1小时。
含量比
·上述颜料分散浆料 38.0份
(在上述颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1。)
·苯乙烯 34.0份
·丙烯酸正丁酯 15.0份
·石蜡(HNP-7,Nippon Seiro Co.,Ltd.制) 8.00份
·聚酯PES-1 5.00份
接着,将以下材料加热、熔融并分散,从而得到单体混合物。进一步地,在将上述混合物保持在60℃的同时,将0.500份2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈) 作为聚合引发剂溶解,从而得到单体组合物。
·苯乙烯 7.50份
·丙烯酸正丁酯 2.50份
·化合物CA-1 0.400份
通过将该单体组合物添加至上述分散介质中进行聚合。然后,在通过桨式搅拌叶片搅拌的同时,在60℃下反应5小时。接着,在80℃下搅拌5小时,从而完成聚合。冷却至室温后,通过添加盐酸溶解Ca3(PO4)2,过滤、水洗并干燥,从而得到调色剂颗粒。进一步地,将调色剂颗粒分级,选择尺寸为2μm至小于10μm的调色剂颗粒,从而得到调色剂颗粒30。另外,与实施例1的情况相同,将疏水性二氧化硅细粉外部添加至调色剂颗粒30中,从而得到调色剂30。得到调色剂的性质示于表5。另外,采用与实施例1相似的方式进行上述调色剂的评价,结果示于表6。
实施例31
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时使用1.00份化合物CA-11代替化合物CA-1(在38.0份颜料分散浆料中,包含0.400份化合物CA-1),和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂31。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例1
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1,和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例1的调色剂32。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例2
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1之外,采用与 实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例2的调色剂33。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例3
除了在实施例11的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1之外,采用与实施例11相似的方式形成调色剂,从而得到比较例3的调色剂34。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例4
除了在实施例12的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1之外,采用与实施例12相似的方式形成调色剂,从而得到比较例4的调色剂35。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例5
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1,和使用1.00份芳香族羟基羧酸的硼化合物LR-147(Japan Carlit Co.,Ltd.制),和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例5的调色剂36。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例6
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时不使用化合物CA-1,和使用1.00份芳香族羟基羧酸的铝化合物Bontron E-88(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制),和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例6的调色剂37。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例7
通过以下方法合成金属化合物CA-12。
除了将芳香族化合物A-1变为下式(A-9)表示的2-羟基-5-苯氧基苯甲酸之外,采用与用于具有乙烯基的金属化合物CA-1类似的方法得到金属化合物CA-12。通过荧光X-射线分析定量确定金属化合物CA-12的铝的量。铝的含量为5.60质量%。
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时采用1.00份化合物CA-12代替化合物CA-1,和在调色剂颗粒形成时使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例7的调色剂38。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
比较例8
通过以下方法合成金属化合物CA-13。
将25.0g2,3-二羟基苯甲酸溶解在160ml甲醇中后,向其中添加40.00g碳酸钾,然后加热至65℃。向该溶液中,滴加39.9g1-溴丙烷,并在65℃反应12小时。冷却得到的反应液,并将甲醇在减压下蒸馏掉,从而得到残留物。将得到的残留物分散在用盐酸调节pH至2的3升水中,然后通过添加乙酸乙酯萃取至乙酸乙酯相中。随后,水洗并用硫酸镁干燥后,将乙酸乙酯在减压下蒸馏掉,从而得到析出物。将得到的析出物用己烷洗涤,并用甲苯/乙酸乙酯重结晶,从而得到22.1g下式(A-10)所示的芳香族化合物。
式(A-10)
接着,除了将芳香族化合物A-1变为芳香族化合物A-10之外,采用与用于具有乙烯基的金属化合物CA-1类似的方法得到金属化合物CA-13。通过荧光X-射线分析定量确定金属化合物CA-13的量。铝的含量为4.81质量%。
除了在实施例1的颜料分散浆料形成时采用1.00份化合物CA-13代替化合物CA-1,和在调色剂颗粒形成时不使用聚合物B-1之外,采用与实施例1相似的方式形成调色剂,从而得到比较例8的调色剂39。得到调色剂的性质示于表5。采用与实施例1相似的方式进行得到调色剂的评价,结果示于表6。
[表5]
[表6]
在表中,“*”表示通过(D0.4-D0.3)/(D0.7)的比的黑色调色剂评价。
如上所述,发现本发明的调色剂是带电量和带电量上升特性不易受温度和湿度环境变化影响的优异调色剂。
另外,本发明的调色剂是颜料良好分散的优异调色剂
尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明,但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围应基于最宽解释以涵盖所有改进和等同结构及功能
本申请要求2011年9月9日提交的日本专利申请2011-196807的权益,其全文通过引用结合在这里。
附图标记列表
1 抽吸装置,2 测量容器,3 筛,4 盖子,5 真空计,6 流量控制阀,7 抽吸口,8 电容器,9 电位计。

Claims (5)

1.一种调色剂,其包含调色剂颗粒,其特征在于,所述调色剂颗粒通过包括下述步骤的方法制得:在水系介质中分散包含可聚合单体和颜料的单体组合物以形成液滴并聚合在所述液滴中的所述可聚合单体,
其中各所述调色剂颗粒包含通过所述可聚合单体与具有乙烯基的金属化合物的聚合反应形成的聚合物,和
所述具有乙烯基的金属化合物是具有如下结构的化合物:源自下式(1)所示芳香族化合物的水杨酸部分或水杨酸衍生物部分的-COOM1和/或-OH的部位键合至金属,
式(1)
其中,在式中,R1表示羟基、羧基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基,
R2表示氢原子、羟基、具有1至18个碳原子的烷基或具有1至18个碳原子的烷氧基,
R3表示氢原子或甲基,
m是1至3的整数,
n是0至3的整数,其中当n为2或3时,各R1独立地选择,和
M1表示氢原子、碱金属、或NH4
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述具有乙烯基的金属化合物包括金属,和所述金属是Zn、Al、Fe、Cr或Zr。
3.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述具有乙烯基的金属化合物包括金属,和所述金属是Zn、Al或Cr。
4.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中源自所述具有乙烯基的金属化合物的金属以相对于1g调色剂为1.00-100μmol的量存在。
5.根据权利要求1或2所述的调色剂,其进一步包含具有式(21)所示的结构B的聚合物:
式(21)
其中,在式中,R13表示氢或具有1-12个碳原子的烷基,
B1表示具有1或2个碳原子的取代或未取代的亚烷基结构、取代或未取代的亚苯基结构、或者取代或未取代的亚萘基结构,
所述亚烷基结构的取代基是羟基、具有1-12个碳原子的烷基、苯基、萘基或具有1-12个碳原子的烷氧基,
所述亚苯基结构和所述亚萘基结构的取代基分别是羟基、具有1-12个碳原子的烷基或具有1-12个碳原子的烷氧基,和
*表示与所述聚合物的主链的键合位置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6035547B2 (ja) * 2011-09-09 2016-11-30 オリヱント化学工業株式会社 荷電制御剤及びその製造方法
JP6047782B2 (ja) * 2012-11-15 2016-12-21 オリヱント化学工業株式会社 アルミニウム含有共重合樹脂及びその製造方法
JP6091173B2 (ja) * 2012-11-15 2017-03-08 キヤノン株式会社 トナー
JP6142322B2 (ja) * 2012-11-15 2017-06-07 オリヱント化学工業株式会社 荷電制御剤及び荷電制御剤の製造方法
JP5995671B2 (ja) * 2012-11-15 2016-09-21 キヤノン株式会社 トナー
CN105585809B (zh) * 2014-10-30 2019-04-16 旭化成株式会社 氢化嵌段共聚物组合物和粘合剂组合物
JP6900209B2 (ja) * 2016-03-18 2021-07-07 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法
NL2020578B1 (en) * 2018-03-13 2019-09-20 Xeikon Mfg Nv A metal compound, use of the metal compound as a charge control agent composition and a chargeable toner composition
CN108441091A (zh) * 2018-04-24 2018-08-24 吴刚 一种光触媒催干聚酯漆的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232809A (en) * 1991-12-20 1993-08-03 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Toner for electrophotography
CN1138709A (zh) * 1995-05-02 1996-12-25 佳能株式会社 静电像显影用调色剂

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3120644B2 (ja) 1993-11-26 2000-12-25 ミノルタ株式会社 静電潜像現像用トナー
JPH086297A (ja) 1994-06-21 1996-01-12 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びそれを用いた電子写真用現像剤
JP2002287429A (ja) 2001-03-28 2002-10-03 Ricoh Co Ltd 二成分系カラー現像剤およびその製造方法
JP2003096170A (ja) 2001-09-26 2003-04-03 Nippon Zeon Co Ltd ポリエステル樹脂およびそれを含有する樹脂組成物
JP2003215853A (ja) 2002-01-28 2003-07-30 Nippon Zeon Co Ltd 帯電制御樹脂及び電子写真用トナー
JP2004219507A (ja) 2003-01-10 2004-08-05 Casio Electronics Co Ltd 静電像現像用トナーおよび現像装置
JP2010185907A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Canon Inc トナーの製造方法
JP5541675B2 (ja) * 2009-12-28 2014-07-09 キヤノン株式会社 トナー
JP5441677B2 (ja) * 2009-12-28 2014-03-12 キヤノン株式会社 トナー
KR20130028661A (ko) * 2011-09-09 2013-03-19 캐논 가부시끼가이샤 토너

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5232809A (en) * 1991-12-20 1993-08-03 Hodogaya Chemical Co., Ltd. Toner for electrophotography
CN1138709A (zh) * 1995-05-02 1996-12-25 佳能株式会社 静电像显影用调色剂

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