CN104932213A - 调色剂和双组分显影剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂和双组分显影剂。本发明为包括包含粘结剂树脂和电荷控制剂的调色剂颗粒的调色剂,其中粘结剂树脂包括具有聚酯单元的树脂,所述聚酯单元在其末端缩合有至少一种脂肪族化合物,所述至少一种脂肪族化合物选自由各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组;并且电荷控制剂包括特定化合物(吡唑啉酮单偶氮金属化合物)。
Description
技术领域
本发明涉及使静电潜像(静电荷图像)显影(可视化)的调色剂和双组分显影剂。
背景技术
近几年,已要求如复印机和打印机等电子照相图像形成设备(电子照相设备)具有能够稳定地输出具有高图像品质的图像的显影性和耐久稳定性,并且同时要求应对节能。
为了实现高图像品质和高显影性的目的,调色剂要求的性能包括高带电量和窄的带电量分布。
作为调色剂的带电量的控制方法,已知通过使用电荷控制剂来控制的方法。日本专利3986488描述作为电荷控制剂,单偶氮铁配合物在带电的升高方面令人满意。
调色剂的带电量受调色剂颗粒中的粘结剂树脂的性能显著影响。日本专利申请特开2012-215857描述了,作为调色剂颗粒的粘结剂树脂,使用70mol%以上的比例的具有高吸湿性的脂肪族多元醇的聚酯树脂的使用,以及作为电荷控制剂,具有低吸湿性的吡唑啉酮单偶氮金属化合物的使用。根据上述专利文献的描述,以该方式,可获得其中即使在高湿环境下带电量也几乎不降低的调色剂。
这些电荷控制剂的使用使得获得带电量相对高的调色剂。
为了实现如复印机和打印机等图像形成设备的节能的目的,调色剂的定影温度的降低也是有效的。因此,为了改进调色剂的低温定影性的目的,迄今已进行用于调色剂颗粒的粘结剂树脂的改进。
日本专利5132913描述了通过使用在具有与酸或醇反应的官能团和长链烷基的化合物的存在下合成的聚酯树脂作为调色剂颗粒的粘结剂树脂来改进低温定影性的技术。在该聚酯中,上述化合物作为构成单元而引入。
然而,日本专利3986488和日本专利申请特开2012-215857中所述的电荷控制剂带电能力高,因此调色剂的带电量分布倾向于宽。当调色剂的带电量分布宽时,特别是,在低温低湿环境下,调色剂的“飞散”倾向于发生。如这里所指的“飞散”指其中过量的带电调色剂飞散于图像部(用调色剂显影的部分)周边的非图像部(本来不用调色剂显影的部分)中的状态。
还存在所谓的选择显影开始显著的趋势,在所述选择显影中,在调色剂颗粒中,选择使用具有倾向于具有高带电量的相对小粒径的颗粒用于显影和具有相对大粒径的颗粒不用于显影并积累在显影单元中。
当调色剂的带电量分布宽时,难以如实地再现静电潜像。因此,干扰半色调图像的均匀性,调色剂的颗粒感显著,并且图像倾向于经受粗糙的发生。
此外,如日本专利5132913中所述,通过使聚酯具有长链烷基,调色剂的带电量倾向于降低。因此,当通过设定相同的显影对比度进行显影时,相对于实心黑色部的调色剂的承载量,线部的调色剂的承载量较大,并且线/实心比有时恶化(偏离预定值)。
发明内容
本发明的目的是提供低温定影性优异、抑制飞散和粗糙并且抑制选择显影和线/实心比恶化的调色剂和双组分显影剂。
本发明为包括包含粘结剂树脂和电荷控制剂的调色剂颗粒的调色剂,其中粘结剂树脂包括具有聚酯单元的树脂,所述聚酯单元在其末端缩合有至少一种脂肪族化合物,所述至少一种脂肪族化合物选自由各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组;和电荷控制剂包括由下式[1]表示的化合物:
式[1]
(其中,在式[1]中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子;B1表示氢原子或烷基;M表示铁原子、铬原子或铝原子;和X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子。)
本发明还为包括上述调色剂和载体的双组分显影剂。
根据本发明,可提供低温定影性优异、抑制飞散和粗糙并且抑制选择显影和线/实心比的恶化的调色剂和双组分显影剂。
从以下示例性实施方案的描述中,本发明的进一步特征将变得显而易见。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的优选实施方案。
本发明人研究了在追求改进调色剂的低温定影性的同时能够实现高图像品质的调色剂。作为所述研究的结果,本发明人发现,高图像品质的实现和低温定影性的改进可通过以下来进行:使用具有在其末端缩合有至少一种脂肪族化合物的聚酯单元的树脂作为调色剂颗粒的粘结剂树脂,并且使用由下式[1]表示的化合物作为调色剂颗粒的电荷控制剂,所述至少一种脂肪族化合物选自由具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组。
式[1]
在式[1]中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子;B1表示氢原子或烷基;M表示铁原子、铬原子或铝原子;和X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子,并且其中,氢离子是优选的。
本发明人推测关于具有如上所述的构成的调色剂实现优异效果的事实的原因如下。
如上所述,根据本发明的调色剂颗粒的粘结剂树脂包括具有在其末端缩合有至少一种脂肪族化合物的聚酯单元的树脂,所述至少一种脂肪族化合物选自由具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组。
这意味着,作为聚酯单元的末端基团的羧基或羟基用脂肪族化合物封端。在该情况下,当聚酯单元具有支化结构时,此处所指的“末端”包括支化部的末端。
在脂肪族化合物中,重要的是官能团(羧基或羟基)为单价。通过为单价,脂肪族化合物将与聚酯单元的末端缩合。因此,电荷控制剂可均匀地微分散于调色剂颗粒中并且可改进调色剂的带电均匀性。因此,抑制粗糙并且可抑制选择显影的恶化。
另一方面,由式[1]表示的化合物为配合物,因此在通过聚酯单元的官能团(羟基、羧基、酯基)具有的偶极矩之间可发挥库仑力。特别是,认为由式[1]表示的化合物比其它电荷控制剂的带电能力高,因此可增强与粘结剂树脂的相互作用。
聚酯单元的末端基团具有比酯基更强的库仑力。因此,当具有聚酯的未封端的末端的树脂用作调色剂颗粒的粘结剂树脂时,认为电荷控制剂与粘结剂树脂的末端基团强烈地相互作用。因此,推测电荷控制剂的显微偏析发生,并且显微带电量的不均匀性(带电不均匀性)发生。
在本发明的构成中,聚酯单元的末端基团用相对大的脂肪族化合物封端,因此电荷控制剂分散于粘结剂树脂中,从而使得与聚酯单元中的酯基有效地相互作用。因此,认为获得调色剂的高带电量和带电均匀性,因此抑制飞散和线/实心比的恶化。
用于根据本发明的调色剂颗粒的粘结剂树脂中使用的具有聚酯单元的树脂的脂肪族化合物的碳原子数为30以上且102以下,并且优选50以上且80以下。通过将脂肪族化合物的碳原子数设定在30以上,可充分减弱与聚酯单元的未封端的末端基团的相互作用。因此,改进调色剂的低温定影性。于是,电荷控制剂可有效地分散于粘结剂树脂中,改进显微带电均匀性,并且抑制飞散。另一方面,通过将脂肪族化合物的碳原子数设定在102以下,即使在使用少量脂肪族化合物的情况下也可使聚酯单元的末端有效封端。因此,可抑制脂肪族化合物的显微相分离。因此,在不损害调色剂的低温定影性和电荷控制剂与粘结剂树脂之间的相互作用的情况下,可改进调色剂的带电均匀性并且抑制飞散。
对于根据本发明的调色剂颗粒的粘结剂树脂,使用具有聚酯单元的树脂。本发明中所指的“聚酯单元”指源自聚酯的单元。“具有聚酯单元的树脂”除了所谓的聚酯树脂以外,还包括其中聚酯单元和其它聚合物单元(树脂单元)彼此化学键合的杂化树脂。构成其它聚合物单元的树脂的实例包括:乙烯基系聚合物(乙烯基系树脂)、聚氨酯(聚氨酯树脂)、环氧系聚合物(环氧树脂)和酚系聚合物(酚醛树脂)。其中,乙烯基系聚合物(乙烯基系聚合物单元)是优选的。
在本发明中,对于调色剂颗粒的粘结剂树脂,除了具有聚酯单元的树脂以外,可组合使用其它树脂。其它树脂的实例包括乙烯基系树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂。
在本发明中,从获得酯基与电荷控制剂之间的有效相互作用的观点,调色剂颗粒的粘结剂树脂优选为全部聚酯树脂并且更优选全部具有聚酯单元的树脂。
以下,描述构成聚酯单元的组分。以下组分可单独使用或其两种以上组合使用。
构成聚酯单元的二元酸组分的实例包括以下二羧酸或其衍生物:
如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等苯二羧酸类,或其酸酐或者其低级烷基酯;
如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸等烷基二羧酸类,或其酸酐或者其低级烷基酯;
具有1个以上且50个以下的碳原子的烯基琥珀酸类或烷基琥珀酸类,或其酸酐或者其低级烷基酯;和
如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸等不饱和二羧酸类,或其酸酐或者其低级烷基酯。
构成聚酯单元的二元醇组分的实例包括以下:
乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、氢化双酚A,和由下式(I)表示的双酚或其衍生物,以及由下式(II)表示的二醇类:
(在式(I)中,R表示亚乙基或亚丙基;x和y各自独立地为0以上的整数,和x+y的平均值为0以上且10以下。),
(在式(II)中,R'表示x'和y'各自独立地为0以上的整数,和x'+y'的平均值为0以上且10以下。)
作为构成根据本发明的聚酯单元的组分,除了上述二元羧酸化合物和上述二元醇化合物以外,还可使用三元以上的羧酸化合物和三元以上的醇化合物。
三元以上的羧酸化合物的实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐和苯均四酸。三元以上的醇化合物的实例包括三羟甲基丙烷、季戊四醇和甘油。
构成根据本发明的聚酯单元的醇组分优选以1mol%以上且30mol%以下的含量,并且更优选以5mol%以上且30mol%以下的含量包含脂肪族多元醇。通过将脂肪族多元醇的含量设定在1mol%以上且30mol%以下,可以使聚酯单元中的酯基的浓度高。因此,更有效地获得酯基与电荷控制剂之间的相互作用。
根据本发明的聚酯单元的制造方法的实例包括以下方法。
首先,将二元羧酸化合物和二元醇化合物与脂肪族一元羧酸或脂肪族一元醇同时放入反应器中。然后,酯化反应、酯交换反和缩合反应等使这些化合物聚合以制造聚酯单元。聚合温度优选落在180℃以上且290℃以下的范围内。在聚合聚酯单元时,可使用如钛系催化剂、锡系催化剂、乙酸锌、三氧化二锑和二氧化锗等聚合催化剂。在本发明中,聚酯单元优选为通过在钛系催化剂的存在下缩聚获得的聚酯单元。
钛系催化剂的实例包括:
双(三乙醇胺化)二异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2],
双(二乙醇胺化)二异丙醇钛[Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2],
双(三乙醇胺化)二戊醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2],
双(三乙醇胺化)二乙醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2],
双(三乙醇胺化)二羟基辛醇钛[Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2],
双(三乙醇胺化)二硬脂醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2],
三乙醇胺化三异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3],
三(三乙醇氨胺化)单丙醇钛[Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)1],
钛酸四正丁酯[Ti(C4H9O)4],
钛酸四丙酯[Ti(C3H7O)4],
钛酸四硬脂酯[Ti(C18H37O)4],
钛酸四肉豆蔻酯[Ti(C14H29O)4],
钛酸四辛酯[Ti(C8H17O)4],
钛酸二辛基二羟基辛基酯[Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2]和
钛酸二肉豆蔻基二辛基酯[Ti(C14H29O)2(C8H17O)2].
其中,双(三乙醇胺化)二异丙醇钛、双(二乙醇胺化)二异丙醇钛、双(三乙醇胺化)二戊醇钛、钛酸四硬脂酯、钛酸四肉豆蔻酯、钛酸四辛酯、钛酸二辛基二羟基辛基酯是优选的。
这些可例如,通过使卤化钛和对应于目的产物的醇彼此反应来获得。
钛系催化剂优选包含芳香族羧酸钛化合物。
芳香族羧酸钛化合物优选为通过使芳香族羧酸与钛醇盐彼此反应获得的产物。
芳香族羧酸优选为二元以上的芳香族羧酸(即,具有两个以上的羧基的芳香族羧酸)和/或芳香族羟基羧酸。
二元以上的芳香族羧酸的实例包括:
如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸等二羧酸类,或其酸酐;和如偏苯三酸、二苯甲酮二羧酸、二苯甲酮四羧酸、萘二羧酸和萘四羧酸等多元羧酸类,或其酸酐或者其酯化合物。
其中,间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸和萘二羧酸是优选的。
芳香族羟基羧酸的实例包括水杨酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、没食子酸、扁桃酸和托品酸。
如上所述,在本发明中,具有聚酯单元的树脂包括其中聚酯单元和其它聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂。在杂化树脂中,其中聚酯单元和乙烯基系聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂是优选的。
构成杂化树脂中的乙烯基系聚合物单元的乙烯基系单体的实例包括苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸系单体。其中,苯乙烯系单体是优选的,并且苯乙烯是更优选的。苯乙烯的分子结构中的芳香环的比例大,因此苯乙烯更加改进调色剂的耐久稳定性。乙烯基系单体中的苯乙烯的含量优选为70mol%以上且更优选85mol%以上。
苯乙烯系单体的实例包括:
苯乙烯;和苯乙烯衍生物如
邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯和对硝基苯乙烯。
丙烯酸系单体的实例包括:
丙烯酸和如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯等丙烯酸酯类;
甲基丙烯酸和如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯和甲基丙烯酸苯酯等甲基丙烯酸酯类;
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等α-亚甲基脂肪族一元羧酸及其酯类(甲基丙烯酸的氨基酯类);和
如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺等丙烯酸或甲基丙烯酸的衍生物。
构成乙烯基系聚合物单元的单体的实例包括:
如丙烯酸2-羟基-乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基-乙基酯和甲基丙烯酸2-羟基-丙基酯等丙烯酸或甲基丙烯酸的酯类;和
如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯等含羟基单体。
对于乙烯基系聚合物单元,还可使用除了上述单体以外的能够进行乙烯基聚合的单体。
除了上述单体以外的能够进行乙烯基聚合的单体的实例包括:如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯等乙烯系不饱和单烯烃类;
如丁二烯和异戊二烯等不饱和多烯类;
如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯等卤代乙烯基类;
如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯类;
如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类;
如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类;
如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物;
乙烯基萘类;
如马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸、富马酸和中康酸等不饱和二元酸;
如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和烯基琥珀酸酐等不饱和二元酸的酸酐;
如马来酸甲基半酯、马来酸乙基半酯、马来酸丁基半酯、柠康酸甲基半酯、柠康酸乙基半酯、柠康酸丁基半酯、衣康酸甲基半酯、烯基琥珀酸甲基半酯、富马酸甲基半酯和中康酸甲基半酯等不饱和二元酸半酯;
如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯等不饱和二元酸酯;
如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸等α,β-不饱和酸的酸酐;
α,β-不饱和酸与低级脂肪酸之间的酸酐;和
如烯基丙二酸酯、烯基戊二酸酯、烯基己二酸酯或这些的酸酐或单酯等含羧基的单体。
对于乙烯基系聚合物单元,还可使用交联单体。
交联单体的实例包括:芳香族二乙烯基化合物、与烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类、与含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类、与芳香族基团和含醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物类、聚酯型二丙烯酸酯类和多官能交联剂。
芳香族二乙烯基化合物的实例包括二乙烯基苯和二乙烯基萘。
与烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括:乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,5-戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和新戊二醇二甲基丙烯酸酯。
与含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括:二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、双丙甘醇二丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇#400二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇#600二甲基丙烯酸酯和双丙甘醇二甲基丙烯酸酯。
与芳香族基团和含醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括:聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯和聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷二甲基丙烯酸酯。
聚酯型二丙烯酸酯的实例包括由Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的MANDA(商品名)。
多官能交联剂的实例包括:季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、低聚酯甲基丙烯酸酯、氰脲酸三烯丙酯和偏苯三酸三烯丙酯。
乙烯基系聚合物单元可以为通过使用聚合引发剂制备的聚合物。聚合引发剂的使用量,从聚合效率的观点,相对于100质量份乙烯基系单体优选为0.05质量份以上且10质量份以下。
聚合引发剂的实例包括:2,2'-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双异丁酸二甲酯、1,1’-偶氮双(1-环己烷甲腈)、2-氨基甲酰基偶氮异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈和2,2’-偶氮双(2-甲基丙烷);如甲基乙基酮过氧化物、乙酰丙酮过氧化物和环己酮过氧化物等酮过氧化物类;2,2-双(叔丁基过氧化)丁烷、叔丁基过氧化氢、枯烯氢过氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基异丙苯过氧化物、二枯基过氧化物、α,α'-双(叔丁基过氧化异丙基)苯、异丁基过氧化物、过氧化辛酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酰、过氧化间甲苯酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化碳酸二-2-乙氧基乙酯、过氧化二碳酸二甲氧基异丙酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化碳酸酯、乙酰基环己基磺酰基过氧化物、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化间苯二甲酸二-叔丁酯、过氧化烯丙基碳酸叔丁酯、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧六氢对苯二甲酸二叔丁酯和过氧化壬二酸二叔丁酯。
在制造其中聚酯单元和乙烯基系聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂时,优选通过使用能够与构成两种聚合物的两种单体分别反应的化合物(以下,也表示为“双反应性化合物”)进行聚合。
双反应性化合物的实例包括:富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠康酸、马来酸和富马酸二甲酯。其中,富马酸、丙烯酸和甲基丙烯酸是优选的。
其中聚酯单元和乙烯基系聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂的制造方法的实例包括以下方法。
具体地,杂化树脂可通过以下来制造:使构成聚酯单元的单体与构成乙烯基系聚合物单元的乙烯基系单体同时彼此反应,或者可选地使两种单体彼此顺次地反应。当使乙烯基系单体进行加成聚合反应,然后使构成聚酯单元的单体进行缩聚反应时,杂化树脂的分子量的控制容易。
在其中聚酯单元和乙烯基系聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂中,聚酯单元与乙烯基系聚合物单元的质量比,从分子水平的交联结构的控制的观点,优选为50/50以上且90/10以下。质量比更优选为50/50以上且80/20以下。杂化树脂中以50质量%以上的含量包含聚酯单元改进调色剂的低温定影性。杂化树脂中以10质量%以上的含量包含乙烯基系聚合物单元改进带电均匀性。
根据本发明的脂肪族化合物为选自由具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组的至少一种。作为脂肪族一元羧酸和脂肪族一元醇,可使用伯、仲和叔的任意一种。
脂肪族一元羧酸的实例包括蜂花酸、三十二烷酸、四十烷酸和五十烷酸。
脂肪族一元醇的实例包括三十烷醇和四十烷醇。
对于根据本发明的脂肪族化合物,还可使用通过酸改性或醇改性脂肪族烃系蜡获得的改性蜡。改性蜡有时包括零价改性蜡、一价改性蜡和二价以上的改性蜡;在改性蜡的混合物中,一价改性蜡(一元羧酸或一元醇)的含量优选50质量%以上。
酸改性的芳香族烃系蜡的实例包括:用如丙烯酸等一元不饱和羧酸改性的聚乙烯或聚丙烯。
在醇改性的脂肪族烃系蜡中,伯醇改性的脂肪族烃系蜡可通过例如,以下方法来制造。首先,通过用齐格勒催化剂使乙烯聚合获得聚乙烯。聚合完成后,使反应混合物氧化,从而在催化剂金属与聚乙烯之间生成醇盐,然后使氧化的反应混合物水解,由此可制造伯醇改性的脂肪族烃系蜡。
在醇改性的脂肪族烃系蜡中,仲醇改性的脂肪族烃系蜡可通过例如,以下方法来制造。仲醇改性的脂肪族烃系蜡在硼酸和无水硼酸的存在下,通过脂肪族烃系蜡用含分子状氧的气体的液相氧化来获得。获得的仲醇改性的脂肪族烃系蜡可进一步通过加压发汗法进行纯化,通过使用溶剂纯化,氢化处理和用硫酸洗涤后用活性粘土的处理。作为催化剂,还可使用由硼酸和无水硼酸组成的混合物。硼酸与无水硼酸的摩尔比(硼酸/无水硼酸)优选为1.0/1.0以上且2.0/1.0以下,并且更优选1.2/1.0以上且1.7/1.0以下。随着无水硼酸的比例的提高,使得由于硼酸的过大比例导致的聚集现象更难发生。随着无水硼酸的比例的降低,源自反应后生成的无水硼酸的粉末量降低,另外难以有助于反应的无水硼酸比例降低。
由硼酸和无水硼酸组成的混合物的使用量以由该混合物换算的硼酸的量计,相对于1摩尔作为原料的脂肪族烃系蜡,优选为0.001摩尔以上且10摩尔以下,并且更优选0.1摩尔以上且1摩尔以下。
除了硼酸/无水硼酸以外的催化剂的实例包括偏硼酸和焦硼酸。
与醇形成酯的酸的实例包括硼的含氧酸、磷的含氧酸和硫的含氧酸。更具体的实例包括硼酸、硝酸、磷酸和硫酸。
含分子状氧的气体的实例包括氧气、空气或通过用惰性气体稀释这些气体获得的气体。含分子状氧的气体中的氧浓度优选为1体积%以上且30体积%以下并且更优选3体积%以上且20体积%以下。
液相氧化反应通常在不使用任何溶剂的情况下以作为原料的脂肪族烃系蜡的熔融状态进行。反应温度优选为120℃以上且280℃以下,并且更优选150℃以上且250℃以下。反应时间为1小时以上且15小时以下。
优选将硼酸和无水硼酸以彼此初步混合的状态添加至反应体系中。通过初步混合硼酸和无水硼酸,使硼酸的脱水反应难以发生。
由硼酸和无水硼酸组成的混合催化剂的添加温度(添加至反应体系时的温度)优选为100℃以上且180℃以下,并且更优选110℃以上且160℃以下。当混合催化剂的添加温度为100℃以上时,使得水分难以残存在反应体系内,因此由于水分导致的无水硼酸的催化活性的降低难以发生。
反应完成后,通过将水添加至反应混合物中使制得的脂肪族烃系蜡的硼酸酯水解,并且纯化制得的脂肪族烃系蜡,从而获得醇改性的脂肪族烃系蜡。
在根据本发明的脂肪族化合物中,使用具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和/或具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇;其中,具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇是优选的。在作为聚酯单元的末端基团的羧基和羟基中,羧基倾向于形成比羟基更强的氢键。因此,通过用脂肪族一元醇使羧基封端,可以更有效地减弱聚酯单元的末端基团与电荷控制剂之间的相互作用。因此,可抑制电荷控制剂的显微偏析,并且进一步改进调色剂的带电均匀性。
通过使脂肪族化合物与聚酯单元的末端缩合,源自脂肪族化合物的部分能够使聚酯单元部分塑化,因此可改进调色剂的低温定影性。
脂肪族化合物与聚酯单元的末端的缩合方法的实例包括以下方法。此处引用以下方法:其中在制造具有聚酯单元的树脂时,在将脂肪族化合物与用于构成树脂具有的聚酯单元的单体一起添加的条件下进行缩聚。通过采用该方法,脂肪族化合物可以与树脂具有的聚酯单元的末端充分地缩合。
脂肪族化合物的使用量相对于100质量份调色剂颗粒的粘结剂树脂的总质量,优选为0.1质量份以上且10质量份以下,更优选1质量份以上且10质量份以下并且进一步更优选2质量份以上且7质量份以下。落在上述范围内的脂肪族化合物的量提高对粘结剂树脂的塑化效果,并且进一步改进低温定影性。
对于根据本发明的调色剂颗粒的粘结剂树脂,还可组合使用除了具有聚酯单元的树脂以外的树脂。从获得本发明的充分效果的观点,所述其它树脂优选为聚酯树脂以及其中聚酯单元和其它聚合物单元彼此化学键合的杂化树脂。
除了具有聚酯单元的树脂以外的树脂优选为具有在其末端缩合有与上述脂肪族化合物相同的脂肪族化合物的聚酯单元的树脂。除了具有聚酯单元的树脂以外的树脂中源自脂肪族化合物的部分的存在提高树脂之间的相互相容性。因此,进一步改进调色剂的低温定影性,并且电荷控制剂也可以均匀地微分散于调色剂颗粒中。
当组合使用除了具有聚酯单元的树脂以外的树脂时,优选以聚酯单元的比例相对于粘结剂树脂为60质量%以上的方式使用其它树脂。粘结剂树脂中的60质量%以上的聚酯单元的比例使聚酯单元中的酯基和电荷控制剂彼此有效地相互作用,从而进一步改进调色剂的带电均匀性。
在作为粘结剂树脂组合使用多种树脂的体系中,高软化点树脂的软化点(Tm)优选为120℃以上且170℃以下;并且低软化点树脂的软化点(Tm)优选为70℃以上且120℃以下。
优选地,作为粘结剂树脂组合使用多种树脂使调色剂颗粒中粘结剂树脂的分子量分布的设计容易进行,并且使调色剂具有宽的定影区域。
当单独使用一种树脂作为粘结剂树脂时,树脂的软化点(Tm)优选为95℃以上且170℃以下,并且更优选120℃以上且160℃以下。当粘结剂树脂的软化点(Tm)落在120℃以上且160℃以下的范围内时,调色剂的耐高温污损性与低温定影性之间的平衡更令人满意。
在本发明中,如下测量软化点。
树脂的软化点的测量通过使用恒定负荷挤出型毛细管流变仪(商品名:流变性评价设备,Flow Tester CFT-500D,由Shimadzu Corp.制造),根据流动性评价设备附带的手册来进行。在流变性评价设备中,在从测量试样的上部施加恒定负荷的同时,填充在料筒内的测量试样可提高温度以熔融。从料筒底部的模头,挤出熔融的测量试样,并且可以获得表示该挤出时活塞的下降位移(downward displacement)与温度之间的关系的流变曲线。
在本发明中,将流变性评价设备附带的手册中所述的“1/2法中的熔融温度”取作软化点。如下计算1/2法中的熔融温度。
开始时,求得流出完成时的活塞的下降位移Smax与流出开始时的活塞的下降位移Smin之间的差的1/2(差的1/2由X表示;X=(Smax-Smin)/2)。在流变曲线中,活塞的下降位移为X和Smin的之和处的温度为1/2法中的熔融温度(Tm)(=软化点)。
作为树脂的软化点(Tm)的测量试样,使用通过将1.0g测量试样通过使用由NPa System Co.,Ltd.制造的片剂成型压缩机(商品名:NT-100H),在25℃的环境下、10MPa的压力下压缩成型60秒为圆柱状获得的直径为8mm的圆柱状试样。
流变性评价设备的测量条件如下。
测试模式:升温法
开始温度:50℃
目标温度:200℃
测量间隔:1.0℃
升温速度:4.0℃/min
活塞的截面积:1.000cm2
试验荷重(由活塞施加的荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
预热时间:300秒
模头孔径:1.0mm
模头长度:1.0mm
粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg),从调色剂的贮存稳定性的观点,优选为45℃以上。此外,粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg),从低温定影性的观点,优选为75℃以下并且更优选65℃以下。
调色剂颗粒的粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)通过使用由TAInstruments Japan Inc.制造的差示扫描量热计(DSC)(商品名:MDSC-2920,),根据ASTM D3418-82在常温常压下测量。以3mg的量精确称量测量试样,即,树脂(粘结剂树脂)以使用。将称量的树脂放入铝盘中,并且空铝盘用作参考。将测量温度范围设定为30℃以上且200℃以下;以10℃/min的升温速度将温度从30℃一次升高至200℃,然后以10℃/min的降温速度将温度从200℃降低至30℃,然后以10℃/min的升温速度将温度再次升高至200℃。在二次升温过程中获得的DSC曲线中,绘制比热变化发生前后基线之间的中间点的线,从而获得与DSC曲线的交点;将交点处的温度取作作为测量试样的树脂(粘结剂树脂)的玻璃化转变温度(Tg)。
根据本发明的电荷控制剂包括由下式[1]表示的化合物:
式[1]
在式[1]中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子,并且其中,卤素原子是优选的,特别是,氯原子是优选的;B1表示氢原子或烷基,并且其中,优选烷基,特别是,甲基是优选的。M表示铁原子、铬原子或铝原子,并且其中,铁原子是优选的;X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子,并且其中,氢离子是优选的。
由式[1]表示的化合物(吡唑啉酮单偶氮金属化合物)可通过例如,以下制造方法来制造。
首先,向如4-氯-2-氨基苯酚等胺组分中,添加如盐酸或硫酸等无机酸;当溶液温度为5℃以下时,在溶液温度维持在10℃以下的同时,将溶解于水中的亚硝酸钠滴加至溶液中。搅拌反应液并且使得在10℃以下反应30分钟以上且3小时以下,并且通过使4-氯-2-氨基苯酚重氮化获得重氮化合物。然后,将氨基磺酸添加至反应液中,并且用碘化钾淀粉试纸,确认没有过剩的亚硝酸残存。
然后,将作为偶联组分的3-甲基-1-(3,4-二氯苯基)-5-吡唑啉酮、氢氧化钠水溶液、碳酸钠和有机溶剂混合,并且在室温下搅拌以溶解可溶组分。将所得重氮化合物添加至所得反应液中,并且在室温下搅拌所得反应液几个小时,从而使偶联反应进行。搅拌后,将间苯二酚添加至反应液中,确认重氮化合物与间苯二酚之间的反应的完成,由此,反应终止。反应终止后,将水添加至反应液中;充分搅拌反应液,使静置,然后进行液体分离。此外,将氢氧化钠水溶液添加至分离液中,并且搅拌分离液以洗涤,并且使所得溶液进行液体分离。以该方式,获得单偶氮化合物溶液。用于偶联反应的有机溶剂的实例包括一元醇、二元醇和酮系有机溶剂。
一元醇的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊醇、异戊醇和乙二醇单烷基(碳原子数:1以上且4以下)醚。
二元醇的实例包括乙二醇和丙二醇。
酮系有机溶剂的实例包括甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
接下来,进行金属化反应。将水、水杨酸、正丁醇和碳酸钠添加至单偶氮化合物溶液中并且搅拌单偶氮化合物溶液。当将铁原子用作配位金属原子时,添加氯化铁水溶液和碳酸钠。
提高溶液温度使得落在30℃以上且40℃以下的范围内,并且通过TLC(薄层色谱(Thin-Layer Chromatography))追踪反应。在经过5小时至10小时的时间后,确认原料的斑点的消失,然后反应终止。反应终止后,停止搅拌,使反应液静置,并且进行液体分离。将水、正丁醇和氢氧化钠水溶液添加至分离液中,并且进行溶液的碱洗涤。接下来,将溶液过滤,并且取出滤饼并用水洗涤。
将用水洗涤的滤饼溶解于有机溶剂中。用于该情况的有机溶剂的实例包括二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、一元醇和二元醇。
一元醇的实例包括:甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊醇、异戊醇、乙二醇单烷基(碳原子数:1以上且4以下)醚。
二元醇的实例包括乙二醇和丙二醇。
将所得溶液的温度升高至50℃,在搅拌下将水添加至溶液中,由此缓慢析出电荷控制剂(由式[1]表示的化合物)。当消泡剂预先添加至水中时,可去除反应体系内产生的泡沫,并且可以使电荷控制剂均匀。然后,将溶液冷却并过滤,用水洗涤滤饼,干燥(真空干燥)滤饼,由此可获得由式[1]表示的化合物(吡唑啉酮单偶氮金属化合物)。
由式[1]表示的化合物优选为由下式[2]表示的化合物(单偶氮铁化合物)。
式[2]
在式[2]中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子;B1表示氢原子或烷基;和X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子。
在由式[1]表示的化合物中,由式[2]表示的化合物为其中式[1]中的M为铁原子的化合物。采用铁原子作为M(配位金属原子)使得长期赋予调色剂优异的带电稳定性。因此,可抑制线/实心比的恶化。
由式[2]表示的化合物优选为由下式[3]表示的化合物(单偶氮铁化合物)。
式[3]
在式[3]中,X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子。
由式[2]表示的化合物中,由式[3]表示的化合物为其中式[2]中的B1为甲基,A1、A2和A3各自为氯原子,并且氯原子的取代位置位于特定位置的化合物。通过采用由式[3]表示的结构,使调色剂的带电量分布更窄,并且可抑制选择显影的恶化。
根据本发明的电荷控制剂的体积平均粒径优选为0.5μm以上且3.0μm以下。通过设定电荷控制剂的体积平均粒径使得落在0.5μm以上且3.0μm以下的范围内,改进电荷控制剂在粘结剂树脂中的分散性。
在本发明中,如下测量电荷控制剂的体积平均粒径(粒径分布)。
电荷控制剂的粒径通过使用由Beckman-Coulter,Inc.制造的激光衍射粒径分布分析仪(商品名:Coulter LS-230粒径分布分析仪)来测量。乙醇用作测量溶剂。粒径分布分析仪的测量体系的内部用乙醇洗涤几次,测量体系内部的空气用乙醇代替,并且实行背景功能。
接下来,如下获得试样溶液,并且将试样溶液缓慢添加至粒径分布分析仪的测量体系中。通过以粒径分布分析仪屏幕上的PIDS(浓度)为45%以上且55%以下的方式,调节测量体系内的试样浓度进行测量,并且从由体积分布计算的分布获得频率比率。
通过将乙醇的折射率设定在1.36作为装置系数,并且设定在1.08(实数部)-0.00i(虚数部)作为光学模型进行测量。粒径分布分析仪的粒径测量范围为0.04μm以上且2000μm以下。设定测量温度以落在20℃以上且25℃以下的范围内。
本发明的测量试样的制备方法如下:以0.4g的量称量测量对象的细颗粒,放入含100mL乙醇的烧杯中,通过用搅拌器搅拌1分钟,因此适应于乙醇。将烧杯转移至超声波振动槽并且将烧杯的内容物处理3分钟,从而制备分散液。处理完成后即刻,将分散液添加至用乙醇填充的测量部,直到达到测量容许浓度,然后开始测量。
作为超声波振动槽,使用由ASONE Corp.(原公司名称:Iuchi Seieido Co.,Ltd.)制造的Ultrasonic Cleaner VS-150(商品名)(频率:50kHz,最大输出功率:150W)。
测量时的测量试样浓度为适合于观察细颗粒的聚集和分散并能够准确观察细颗粒的粒径分布的浓度。当测量粒径小或聚集性低的测量试样时,测量试样的量可以设定在0.2g并且乙醇的量也可以设定在50mL。
在上述粒径分布分析仪中,首先,测定各颗粒的粒径,然后测定的粒径分布于以下通道。然后,将各通道的中值粒径取作相应通道的代表值,假定具有各代表值作为其直径的球,并且基于所述球,求得基于体积的粒径分布。
[表1]
粒径(μm) | |||
0.040以上且小于0.044 | 0.598-0.657 | 8.944-9.819 | 133.7-146.8 |
0.044-0.048 | 0.657-0.721 | 9.819-10.78 | 146.8-161.2 |
0.048-0.053 | 0.721-0.791 | 10.78-11.83 | 161.2-176.8 |
0.053-0.058 | 0.791-0.869 | 11.83-12.99 | 176.8-194.2 |
0.058-0.064 | 0.869-0.953 | 12.99-14.26 | 194.2-213.2 |
0.064-0.070 | 0.953-1.047 | 14.26-15.65 | 213.2-234.1 |
0.070-0.077 | 1.047-1.149 | 15.65-17.18 | 234.1-256.8 |
0.077-0.084 | 1.149-1.261 | 17.18-18.86 | 256.8-282.1 |
0.084-0.093 | 1.261-1.385 | 18.86-20.70 | 282.1-309.6 |
0.093-0.102 | 1.385-1.520 | 20.70-22.73 | 309.6-339.8 |
0.102-0.112 | 1.520-1.669 | 22.73-24.95 | 339.8-373.1 |
0.112-0.122 | 1.669-1.832 | 24.95-27.38 | 373.1-409.6 |
0.122-0.134 | 1.832-2.010 | 27.38-30.07 | 409.6-449.7 |
0.134-0.148 | 2.010-2.207 | 30.07-33.00 | 449.7-493.6 |
0.148-0.162 | 2.207-2.423 | 33.00-36.24 | 493.6-541.9 |
0.162-0.178 | 2.423-2.660 | 36.24-39.77 | 541.9-594.9 |
0.178-0.195 | 2.660-2.920 | 39.77-43.66 | 594.9-653.0 |
0.195-0.214 | 2.920-3.206 | 43.66-47.93 | 653.0-716.9 |
0.214-0.235 | 3.206-3.519 | 47.93-52.63 | 716.9-786.9 |
0.235-0.258 | 3.519-3.862 | 52.63-57.77 | 786.9-863.9 |
0.258-0.284 | 3.862-4.241 | 57.77-63.41 | 863.9-948.2 |
0.284-0.311 | 4.241-4.656 | 63.41-69.62 | 948.2-1041 |
0.311-0.342 | 4.656-5.111 | 69.62-76.43 | 1041-1143 |
0.342-0.375 | 5.111-5.611 | 76.43-83.90 | 1143-1255 |
0.375-0.412 | 5.611-6.158 | 83.90-92.09 | 1255-1377 |
0.412-0.452 | 6.158-6.761 | 92.09-101.1 | 1377-1512 |
0.452-0.496 | 6.761-7.421 | 101.1-111.0 | 1512-1660 |
0.496-0.545 | 7.421-8.147 | 111.0-121.8 | 1660-1822 |
0.545-0.598 | 8.147-8.944 | 121.8-133.7 | 1822-2000 |
根据本发明的电荷控制剂以优选1ppm以上且1000ppm以下,并且更优选1ppm以上且500ppm以下,并且进一步更优选1ppm以上且300ppm以下的含量包含乙酸酯。电荷控制剂中以上述量包含乙酸酯改进调色剂的带电性(获得高带电量)。其原因目前不清楚,并且解释如下。
当调色剂颗粒为通过捏合粉碎法获得的调色剂颗粒时,根据本发明的电荷控制剂中包含的大多数乙酸酯在制造调色剂颗粒时的捏合步骤(熔融捏合步骤)中挥发。当乙酸酯挥发时,乙酸酯从包含于调色剂颗粒中的电荷控制剂和粘结剂树脂之间的界面挥发,因此乙酸酯的挥发起到减弱粘结剂树脂与电荷控制剂之间的粘合性的作用。因此,在捏合步骤后的粉碎步骤中,捏和物倾向于在粘结剂树脂与电荷控制剂之间的界面被粉碎,并且电荷控制剂倾向于露出调色剂颗粒的表面。因此,认为更显著地发挥电荷控制剂的效果。
乙酸酯的实例包括:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和乙酸己酯。其中,乙酸丁酯是优选的,并且乙酸正丁酯是更优选的。
在本发明中,如下测量电包含于荷控制剂中的乙酸酯的含量。
通过基于顶空法(head space method)(加热温度120℃)的有机挥发组分分析换算为甲苯的调色剂的有机挥发组分的量的测定如下进行。
在顶空法用的瓶容器(容积:22mL)中,精确称量50mg电荷控制剂,并且通过使用封口器(crimper)用螺旋盖(crimp cap)和涂布有氟树脂的专用隔膜密封瓶容器。将瓶容器放置在顶空取样器中,并且在以下条件下进行气相色谱(GC)分析。通过数据处理计算获得的GC图中的峰的总面积值。在该情况下,也测量没有用调色剂密封的空的瓶容器作为空白,并且从调色剂的测量数据中减去空白测量的测量值。
准备各自仅精确称量甲苯(0.1μL、0.5μL、1.0μL)的三个瓶容器;调色剂测量试样测量前,在以下分析条件下各自测量三个瓶容器,然后基于甲苯的放置量和甲苯面积值绘制校准曲线。
如下获得有机挥发组分量换算为甲苯的量:基于校准曲线将有机挥发组分的面积值换算为甲苯的质量,然后进一步换算为基于调色剂的质量的值。
(测量设备和测量条件)
顶空取样器:Turbo Matrix HS40(商品名),由PerkinElmer Japan Co.,Ltd.制造
烘箱温度:120℃
传输线温度:125℃
针温度:125℃
保温时间:60分钟
循环时间:65分钟
加压时间:2.5分钟
注射时间:0.08分钟
载气:氦气
GC:TRACE GC Ultra(商品名),由Thermo Fischer Scientific K.K.制造
MS:ISQ(商品名),由Thermo Fischer Scientific K.K.制造
柱:HP-5MS(内径:0.25mm,膜厚度:0.25μm,柱长度:60m)
升温条件:(1)40℃:保持3分钟,(2)以2℃/min升温至70℃,(3)以5℃/min升温至150℃,(4)以10℃/min升温至300℃,然后保持1分钟。
入口条件
温度:200℃
压力:150kPa
分流:10mL
分流比:7
根据本发明的电荷控制剂在以1质量%的含量分散于离子交换水中的状态下的电导率优选为300μS/cm以下,更优选200μS/cm以下并且进一步更优选100μS/cm以下。电导率表示包含于电荷控制剂中的水溶性离子的含量;电导率越高表示以更大的量包含如这些离子等物质。通过减少包含于电荷控制剂中的水溶性离子的量,使电荷控制剂和粘结剂树脂更有效地彼此相互作用,因此可使得调色剂的带电量更高,由此抑制飞散并改进线再现性。
将电荷控制剂的电导率调节为300μS/cm以下的方法的实例包括其中用充分量的水重复洗涤电荷控制剂并过滤的方法。过滤方法的实例包括压滤和离心过滤,并且还包括使用反渗透膜或半透膜的方法,和基于其中溶解电荷控制剂并且使晶体再析出的晶体析出操作的纯化方法。
在本发明中,如下测量电导率。
通过将1.5g电荷控制剂的干燥品分散于150mL离子交换水中获得分散液。使分散液沸腾15分钟。通过沸腾使离子交换水蒸发,因此分散液的量减少。沸腾后,通过流动水将分散液冷却至室温,用5A滤纸过滤,由此获得滤液。在用离子交换水洗涤滤纸的同时,将离子交换水添加至滤液中,并且最后将离子交换水直接添加至滤液中,从而调节滤液的体积使其为150mL。所得分散液的电导率用由Horiba,Ltd.制造的电导率计(商品名:HORIBA电导率计ES-14)来测量。
根据本发明的电荷控制剂的比表面积优选为3.0m2/g以上且30.0m2/g以下。
使由式[1]表示的化合物包含于调色剂中的方法的实例包括以下方法。
其中将由式[1]表示的化合物与着色剂等一起添加至粘结剂树脂中,捏合并粉碎所得混合物(粉碎调色剂)的方法。由式[1]表示的化合物内部添加至调色剂颗粒中。
其中将由式[1]表示的化合物添加至可聚合单体中,并且通过使单体聚合获得调色剂(聚合调色剂)的方法。将由式[1]表示的化合物内部添加至调色剂颗粒中。
其中预先制造调色剂颗粒,随后将由式[1]表示的化合物添加至调色剂颗粒的表面的方法。将由式[1]表示的化合物外部添加至调色剂颗粒中。
本发明的调色剂可用作磁性单组分调色剂、非磁性单组分调色剂和双组分显影剂用调色剂(非磁性调色剂)。
当本发明的调色剂用作磁性单组分调色剂时,调色剂颗粒的着色剂的实例包括磁性铁氧化物颗粒。
磁性铁氧化物颗粒的实例包括:
如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体等磁性铁氧化物,或额外包含不同于这些的金属氧化物的磁性铁氧化物;
如Fe、Co和Ni等金属,或这些金属与如Al、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W和V等金属的合金;和
这些的混合物。
当本发明的调色剂用作非磁性单组分调色剂或双组份显影剂用调色剂(非磁性调色剂)时,调色剂颗粒的着色剂的实例包括以下。
黑色着色剂的实例包括:
如炉黑、槽法炭黑、乙炔黑、热裂炭黑和灯黑等炭黑。
黑色着色剂的实例还包括磁铁矿和铁氧体的磁性颗粒。
在黄色着色剂中,作为黄色着色剂的颜料的实例包括:
C.I.颜料黄1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,17,23,62,65,73,74,81,83,93,94,95,97,98,109,110,111,117,120,127,128,129,137,138,139,147,151,154,155,167,168,173,174,176,180,181,183,191,
C.I.翁黄1,3,20。
在黄色着色剂中,作为黄色着色剂的染料的实例包括:
C.I.溶剂黄19,44,77,79,81,82,93,98,103,104,112,162。
在青色着色剂中,作为青色着色剂的颜料的实例包括:
C.I.颜料蓝1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,16,17,60,62,66,
C.I.瓮蓝6,
C.I.酸性蓝45。
在青色着色剂中,作为青色着色剂的染料的实例包括:
C.I.溶剂蓝25,36,60,70,93和95。
在品红色着色剂中,作为品红色着色剂的颜料的实例包括:
C.I.颜料红1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,48:2,48:3,48:4,49,50,51,52,53,54,55,57,57:1,58,60,63,64,68,81,81:1,83,87,88,89,90,112,114,122,123,144,146,150,163,166,169,177,184,185,202,206,207,209,220,221,238,254,
C.I.颜料紫19,
C.I.瓮红1,2,10,13,15,23,29,35。
在品红色着色剂中,作为品红色着色剂的染料的实例包括:
C.I.溶剂红1,3,8,23,24,25,27,30,49,52,58,63,81,82,83,84,100,109,111,121,122,
C.I.分散红9,
C.I.溶剂紫8,13,14,21,27,
C.I.分散紫1,
C.I.碱性红1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40,
C.I.碱性紫1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28。
各颜色的着色剂可以各自单独使用或者其两种以上组合使用。
为了赋予调色剂脱模性的目的,调色剂颗粒优选包括脱模剂(蜡)。
从在调色剂颗粒中的分散性和调色剂的脱模性的观点,蜡优选为如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡或石蜡等烃系蜡。
脱模剂可以各自单独使用或者其两种以上组合使用。
脱模剂的实例包括:
如氧化聚乙烯蜡等脂肪族烃系蜡的氧化物或者其嵌段共聚物;
如巴西棕榈蜡、沙索蜡和褐煤酸酯蜡等主要由脂肪酸酯组成的蜡类;
如脱氧的巴西棕榈蜡等脂肪酸酯类的部分或全部脱氧产物;
如棕榈酸、硬脂酸和褐煤酸等饱和直链脂肪酸类;
如巴西烯酸、桐油酸和十八碳四烯酸等不饱和脂肪酸类;
如硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、二十六烷醇和三十烷醇等饱和醇类;
长链烷基醇类;
如山梨醇等多元醇类;
如亚油酸酰胺、油酸酰胺和月桂酸酰胺等脂肪酸酰胺类;
如亚甲基双硬脂酸酰胺、乙烯双癸酸酰胺、乙烯双月桂酸酰胺和六亚甲基双硬脂酸酰胺等饱和脂肪酸双酰胺类;
如乙烯双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N'-二油基己二酸酰胺、N,N-二油基癸二酸酰胺等不饱和脂肪酸酰胺类;
如间亚二甲苯基双硬脂酸酰胺和N,N-二硬脂基间苯二甲酸酰胺等芳香族双酰胺类;
如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁等脂肪酸金属盐(一般,称为金属皂);
通过用如苯乙烯和丙烯酸等乙烯基系单体接枝脂肪族烃系蜡获得的蜡类;
如山萮酸单甘油酯等脂肪酸和多元醇的部分酯化物;和
通过植物脂肪和油的氢化获得的具有羟基的甲基酯化合物。
在本发明中,优选使用烃系蜡,并且其中,更优选使用脂肪族烃系蜡。
脂肪族烃系蜡的实例包括:
通过在高压下使亚烷基自由基聚合获得的,或通过在低压下、用齐格勒催化剂使亚烷基聚合获得的各自具有低分子量的烯烃聚合物;
通过高分子量烯烃聚合物的热分解获得的烯烃聚合物;
从由包含一氧化碳和氢的合成气体通过Arge法获得的烃的蒸馏残留物获得的合成烃系蜡,和通过上述合成烃系蜡的氢化获得的合成烃系蜡;和
通过借助利用加压发汗法、溶剂法或真空蒸馏或分步结晶使这些脂肪族烃系蜡分馏获得的蜡。
脂肪族烃系蜡的原料的实例包括:
使用金属氧化物系催化剂(大多数为两种以上的组分体系,即,多组分体系),通过一氧化碳与氢之间的反应合成的烃(例如,通过合成醇法或海德鲁法(hydrocoal method)(使用流化催化剂床)合成的烃化合物);
使大量蜡状烃通过Arge法(使用固定催化剂床)获得的具有最多几百个碳原子的烃;和
通过如乙烯等烯烃用齐格勒催化剂聚合获得的烃。
脂肪族烃系蜡的具体实例包括:
Viscol 330-P、550-P、660-P和TS-200(商品名),由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制造;
Hi-Wax 400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P和110P(商品名),由Mitsui Chemicals,Inc.制造;
Sazol H1、H2、C80、C105和C77(商品名),由Sazol Ltd.制造;
HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11和HNP-12(商品名),由NipponSeiro Co.,Ltd.制造;
Unilin 350、425、550和700,Unicid 350、425、550和700(商品名),由Toyo ADL Corp.(原公司名称:Toyo Petrolite Co.,Ltd.)制造;和
日本蜡、蜂蜡、米蜡、小烛树蜡和巴西棕榈蜡(商品名),由Cerarica NODACo.,Ltd.制造。
当通过捏合粉碎法制造调色剂颗粒时,可以在捏合步骤(熔融捏合步骤)或调色剂颗粒的粘结剂树脂的制造步骤中添加脱模剂。
脱模剂在调色剂颗粒中的含量,相对于100质量份调色剂颗粒中的粘结剂树脂,优选为1质量份以上且20质量份以下。
在本发明中,对于调色剂颗粒的电荷控制剂,除了根据本发明的电荷控制剂以外,可组合使用其它电荷控制剂。此类其它电荷控制剂的实例包括:偶氮系铁化合物、偶氮系铬化合物、偶氮系锰化合物、偶氮系钴化合物、偶氮系锆化合物、羧酸衍生物的铬化合物、羧酸衍生物的锌化合物、羧酸衍生物的铝化合物和羧酸衍生物的锆化合物。
作为上述羧酸衍生物,芳香族羟基羧酸是优选的。作为其它电荷控制剂,还可使用电荷控制树脂。
当组合使用根据本发明的电荷控制剂和其它电荷控制剂时,其它电荷控制剂的含量,相对于100质量份调色剂颗粒中的粘结剂树脂,优选为0.1质量份以上且10质量份以下。
本发明的调色剂可以与载体混合以用作双组分显影剂。
载体的实例包括:如铁氧体和磁铁矿等载体;树脂涂布的载体;和通过将磁性颗粒分散于树脂中制备的粘结剂型载体。
树脂涂布的载体为主要由载体核颗粒和覆盖(涂布)载体核颗粒表面的树脂(涂布材料)组成的载体。
用作涂布材料的树脂的实例包括:
如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物等苯乙烯-丙烯酸系树脂;
如丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸酯共聚物等丙烯酸系树脂;
如聚四氟乙烯、一氯三氟乙烯聚合物和聚偏二氟乙烯等含氟树脂;
硅酮树脂;
聚酯(聚酯树脂);
聚酰胺(聚酰胺树脂);
聚乙烯醇缩丁醛;
氨基丙烯酸酯树脂;
离聚物树脂;和
聚苯硫醚(聚苯硫醚树脂)。
作为涂布材料的树脂可以各自单独使用或者其两种以上组合使用。
在本发明中,从改进调色剂的带电稳定性、显影性、流动性和耐久性的观点,优选将二氧化硅细颗粒外部添加至调色剂颗粒中。相对于100质量份调色剂颗粒,优选以0.01质量份以上且8.00质量份以下的量并且更优选以0.10质量份以上且5.00质量份的量使用二氧化硅细颗粒。
二氧化硅细颗粒优选具有30m2/g以上且500m2/g以下,并且更优选50m2/g以上且400m2/g以下的通过基于氮吸附的BET法测量的比表面积(BET比表面积)。二氧化硅细颗粒的BET比表面积可通过使用例如以下仪器并且通过使氮气吸附至二氧化硅细颗粒的表面,并且使用BET多点法来计算:
比表面积计,Autosope 1(商品名),由Quantachrome Instruments,Inc.(原公司名称:Yuasa-ionics Co.,Ltd.)制造,
GEMINI 2360/2375(商品名),由Micromeritics Corp.制造,或
TriStar 3000(商品名),由Micromeritics Corp.制造。
二氧化硅细颗粒,从疏水化和摩擦带电性的控制的观点,优选用处理剂处理。二氧化硅细颗粒的处理剂的实例包括:未改性的硅酮清漆、各种改性的硅酮清漆、未改性的硅油、各种改性的硅油、硅烷偶联剂、含官能团的硅烷化合物和其它有机硅化合物。
如果需要,其它添加剂可以外部添加至本发明的调色剂中。其它外部添加剂的实例包括:带电助剂、导电性赋予剂、流动性赋予剂、结块防止剂、热辊定影时的脱模剂、润滑剂和作用研磨剂等的树脂细颗粒或无机细颗粒。
润滑剂的实例包括:聚氟乙烯颗粒、硬脂酸锌颗粒和聚偏二氟乙烯颗粒。
研磨剂的实例包括氧化铈颗粒、碳化硅颗粒和钛酸锶颗粒。其中,钛酸锶颗粒是优选的。
本发明的调色剂的制造方法的实例包括以下方法。
在开始时,通过将粘结剂树脂和电荷控制剂,以及如果需要的着色剂、蜡和其它添加剂,用如亨舍尔混合机或球磨机等混合机混合获得混合物。然后,通过用如双螺杆捏合挤出机、加热辊、捏合机和挤出机等加热捏合机熔融捏合混合物获得捏合产物(熔融捏合产物)。在熔融捏合时,可添加蜡、磁性铁氧化物颗粒和含金属化合物等。然后,使捏合产物冷却并固化,然后通过使用粉碎机粉碎捏合产物,并且通过使用分级机分级,从而获得调色剂。如果需要,可通过用如亨舍尔混合机等混合机混合调色剂颗粒和外部添加剂获得调色剂。
混合机的实例包括:
由Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.(原公司名称:Mitsui Mining Co.,Ltd.)制造的亨舍尔混合机(商品名),
由Kawata MFG Co.,Ltd.制造的Supermixer(商品名),
由Okawara MFG.Co.,Ltd.制造的Ribocorn(商品名),
由Hosokawa Micron Corp.制造的Nauta Mixer(商品名)、Tabulizer(商品名)和Cyclomix(商品名),
由Pacific Machinery&Engineering Co.,Ltd.制造的Spiral Pin Mixer(商品名),和
由Matsubo Corp.制造的Loedige Mixer(商品名)。
捏合机的实例包括:
由Kurimoto,Ltd.制造的KRC捏合机(KRC Kneader)(商品名),
由Buss Co.,Ltd.制造的Buss共捏合机(Buss Co-kneader)(商品名),
由Toshiba Machine Co.,Ltd.制造的TEM型挤出机(TEM-type Extruder)(商品名),
由Japan Steel Works,Ltd.制造的TEX双螺杆捏合机(TEX Twin ScrewKneader)(商品名),
由Ikegai Corp.(原公司名称:Ikegai Iron Works,Ltd.)制造的PCM捏合机(PCM Kneader)(商品名),
由Inoue Mfg.,Inc.制造的三辊磨机(Three Roll Mill)(商品名)、混合辊磨机(Mixing Roll Mill)(商品名)和捏合机(商品名),
由Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.(原公司名称:Mitsui Mining Co.,Ltd.)制造的Kneadex(商品名),
由Nihon Spindle Manufacturing Co.,Ltd.(原公司名称:Moriyama Co.,Ltd.)制造的Ms型加压捏合机(Ms-type Pressure Kneader)(商品名)和KneaderRuder(商品名),和
由Kobe Steel,Ltd.制造的班伯里型混合机。
粉碎机的实例包括:
由Hosokawa Micron Corp.制造的Counter Jet Mill(商品名)、Micron Jet(商品名)和Inomizer(商品名),
由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造的IDS型磨机(商品名)和PJM Jet粉碎机(商品名),
由Kurimoto,Ltd.制造的Cross Jet Mill(商品名),
由Nisso Engineering Co.,Ltd.制造的Ulmax(商品名),
由Seishin Enterprize Co.,Ltd.制造的SK Jet-O-Mill(商品名),
由Earthtechnica Co.,Ltd.(原公司名称:Kawasaki Heavy Industries,Ltd.)制造的Kryptron(商品名),
由Freund Turbo Corp.(原公司名称:Turbo Industries Co.,Ltd.)制造的涡轮磨机(Turbo Mill)(商品名),和
由Nisshin Engineering Inc.制造的Super Rotor(商品名)。
分级机的实例包括:
由Seishin Enterprize Co.,Ltd.制造的Classiel(商品名)、MicronCalssifier(商品名)和Spedic Classifier(商品名),
由Nisshin Engineering Inc.制造的Turbo Classifier(商品名),
由Hosokawa Micron Corp.制造的Micron Separator(商品名)、TurboPlex(ATP)(商品名)和TSP Separator(商品名),
由Nittesu Mining Co.,Ltd.制造的Elbow Jet(商品名),
由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造的Dispersion Separator(商品名),和
由Uras Techno Co.,Ltd.(原公司名称:Yasukawa Shoji Co.,Ltd.)制造的YM Microcut(商品名)。
用于筛分粗颗粒的筛分设备的实例包括:
由Koei Sangyo Co.,Ltd.制造的Ultrasonic(商品名),
由Tokuju Corp.制造的Resona Sieve(商品名)和Gyro Shifter(商品名),
由Dalton Co.,Ltd.制造的Vibrasonic System(商品名),
由Sintokogio,Ltd.制造的Sonicreen(商品名),
由Freund Turbo Corp.(原公司名称:Turbo Industries Co.,Ltd.)制造的Turbo Screener(商品名),
由Makino Mfg.Co.,Ltd.制造的Microshifter(商品名),和
圆形振动筛。
在本发明中,如下测量调色剂的粒径(粒径分布)。
[调色剂的重均粒径(D4)的测量]
调色剂的重均粒径(D4)通过使用由Beckman Coulter,Inc.制造的精确粒径分布测量设备(商品名:Coulter Counter Multisizer 3),和附属的专用软件(商品名:Beckman-Coulter Multisizer 3,Version 3.51)来测量。精确粒径分布测量设备安装有100-μm口管,并且为基于孔电阻法的测量设备。将有效测量通道数设定在25,000,并且进行测量数据的分析,从而计算重均粒径(D4)。
作为用于测量的电解质水溶液,可使用通过将特级氯化钠溶解于离子交换水中使得溶液的浓度为1质量%制备的溶液。此类电解质水溶液的实例包括由Beckman-Coulter,Inc.制造的ISOTON II(商品名)。
进行测量和分析前,如下进行专用软件的设定。
在专用软件的“改变标准操作方法(SOM)的画面”中,将控制模式的总计数设定为50,000个颗粒,测量次数设定为1,Kd值设定为通过使用“10.0-μm标准颗粒”(由Beckman-Coulter,Inc.制造)获得的值。通过按下阈值/噪音水平测量按钮,自动设定阈值和噪音水平。将电流设定为1600μA,增益设定为2,电解质溶液设定为ISOTON II,并且标记测量后的口管的冲洗。
在专用软件的“将脉冲设定为粒径变换的画面”中,将元件间隔设定为对数粒径,粒径元件设定为256个粒径元件,并且粒径范围设定在2μm-60μm的范围内。
具体测量方法如下。
(1)在Multisizer 3专用的250-ml圆底玻璃烧杯中,装入约200mL电解质水溶液,将烧杯放置在试样台上,并且将溶液用搅拌棒以逆时针方式、以24转/秒搅拌。关于分析软件的“口管的冲洗”的功能,去除口管内的污物和气泡。
(2)在100-mL平底玻璃烧杯中,装入约30mL电解质水溶液,并且在该烧杯中,作为分散剂,添加约0.3mL通过用离子交换水将由Wako Pure ChemicalIndustries Ltd.制造的Contaminon N(商品名)稀释3质量倍制备的稀释液,Contaminon N为由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂组成的pH为7的用于洗涤精确测量装置的中性洗涤剂的10质量%水溶液。
(3)将预定量的离子交换水放入由Nikkaki Bios Co.,Ltd.制造的超声波分散装置(商品名:Ultrasonic Dispension System Tetora 150)的水槽内,并且将2mL Contaminon N添加至水槽内。Ultrasonic Dispension System Tetora 150安装有两个其间具有180°的相位偏移的50kHz的振荡频率的内部振荡器,并且具有120W的电输出功率。
(4)将(2)的烧杯放置在超声波分散装置的烧杯固定孔中,然后使超声波分散装置进行操作。然后,以烧杯内的电解质水溶液的液面的共振状态达到最大的方式调节烧杯的高度。
(5)在用超声波照射(4)的烧杯内的电解质水溶液的条件下,将10mg调色剂以每次少量地添加并分散于电解质水溶液中。然后,使溶液持续进行超声波分散处理额外60秒。在进行超声波分散时,水槽的水温适当地调节为10℃以上且40℃以下。
(6)向试样台上放置的(1)中所述的圆底烧杯中,通过使用移液管滴加其中分散有调色剂的(5)的电解水溶液,并且将测量浓度调节为5%。然后,进行测量,直到测量的颗粒数达到50000。
(7)用安装至设备的专用软件分析测量数据d,从而计算重均粒径(D4)。当设定专用软件的图/体积%时,画面的分析/体积统计值(算术平均)的“平均直径”为重均粒径(D4)。
实施例
以下,参考实施例详细描述本发明。
<粘结剂树脂A-1的制造例>
·双酚A-环氧乙烷(2.2摩尔加合物):45.0摩尔份
·双酚A-环氧丙烷(2.2摩尔加合物):40.0摩尔份
·乙二醇:15.0摩尔份
·对苯二甲酸:100.0摩尔份
将95质量份构成聚酯单元的单体的混合物和5质量份具有50个碳原子的脂肪族一元醇(在聚乙烯的一个末端具有羟基的蜡)一起放入具有500ppm的钛酸四丁酯的5-L高压釜中。将回流冷凝器、水分离器、氮气导入管、温度计和搅拌器安装至高压釜中,并且在将氮气导入至高压釜中的同时,在230℃下进行缩聚反应。调节反应时间使得获得的树脂的软化点为预定值。反应完成后,从容器中取出反应产物、冷却并粉碎,从而获得粘结剂树脂A-1。
<粘结剂树脂A-2至A-8的制造例>
除了在粘结剂树脂A-1的制造例中,将乙二醇(以下,也由"EG"表示)的摩尔份、双酚A-环氧乙烷(2.2摩尔加合物)(以下,还表示为"BPA-EO")的摩尔份、脂肪族化合物的质量份和脂肪族化合物的碳原子数变更为表2所示以外,以与粘结剂树脂A-1的制造例相同的方式获得各粘结剂树脂A-2至A-8。
[表2]
<粘结剂树脂A-9的制造例>
·双酚A-环氧乙烷(2.2摩尔加合物):25.0摩尔份
·双酚A-环氧丙烷(2.2摩尔加合物):40.0摩尔份
·乙二醇:35.0摩尔份
·对苯二甲酸:80.0摩尔份
·偏苯三酸酐:20.0摩尔份
将88质量份构成聚酯单元的单体的混合物和12质量份具有40个碳原子的脂肪族一元醇(在聚乙烯的一个末端具有羟基的蜡)一起放入具有0.2质量份氧化二丁基锡的5-L高压釜中。将回流冷凝器、水分离器、氮气导入管、温度计和搅拌器安装至高压釜中,并且在将氮气导入至高压釜中的同时,在230℃下进行缩聚反应。调节反应时间使得获得的树脂的软化点为预定值。反应完成后,从容器中取出反应产物、冷却并粉碎,从而获得粘结剂树脂A-9。发现粘结剂树脂A-9的Tg和Tm分别为60℃和135℃。
<粘结剂树脂B-1的制造例>
(聚酯单元的配方)
·双酚A-环氧乙烷(2.2摩尔加合物):100.0摩尔份
·对苯二甲酸:65.0摩尔份
·偏苯三酸酐:25.0摩尔份
·丙烯酸:10.0摩尔份
将60质量份构成聚酯单元的单体的混合物和5质量份具有50个碳原子的脂肪族一元醇放入四颈烧瓶中。将减压设备、水分离器、氮气导入设备、温度测量设备和搅拌器安装至四颈烧瓶中,并且在氮气气氛下、在160℃下搅拌所得混合物。
将40质量份构成乙烯基系聚合物单元的乙烯基系单体(苯乙烯:90.0摩尔份,丙烯酸2-乙基己酯:10.0摩尔份)和1质量份作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰经过4小时从滴液漏斗滴加至四颈烧瓶中。然后,在160℃下反应进行5小时。
随后,将温度升高至230℃,将相对于构成聚酯单元的单体的总量为0.2质量份的钛酸四丁酯添加至四颈烧瓶中,并且进行聚合反应直到获得的树脂的软化点达到预定值。反应完成后,从容器中取出反应产物、冷却并粉碎,从而获得粘结剂树脂B-1。
<粘结剂树脂B-2至B-6的制造例>
在粘结剂树脂B-2至B-6的各制造例中,将粘结剂树脂B-1的制造例中脂肪族化合物的质量份和碳原子数变更为表3所示。此外,以与粘结剂树脂B-1的制造例相同的方式获得粘结剂树脂B-2至B-6。
[表3]
<粘结剂树脂B-7至B-12的制造例>
在粘结剂树脂B-7至B-12的各制造例中,将粘结剂树脂B-1的制造例中的0.2质量份钛酸四丁酯变更为0.2质量份氧化二丁基锡,并且将脂肪族化合物的质量份、碳原子数和种类变更为表4所示。此外,以与粘结剂树脂B-1的制造例相同的方式获得粘结剂树脂B-7至B-12。
[表4]
<电荷控制剂制造例1>
将57.4质量份4-氯-2-氨基苯酚添加至由580质量份水和84质量份35%盐酸组成的混合溶液中,并且在冷却下搅拌,从而获得盐酸溶液。随后,将盐酸水溶液冰冷却以维持0℃以上且5℃以下的范围内的盐酸水溶液的温度。然后,将28.2质量份溶解于50.7质量份水中的亚硝酸钠滴加至盐酸水溶液中,并且搅拌2小时以进行重氮化。将氨基磺酸添加至反应液中,从而使过量的亚硝酸消失,然后过滤反应液,从而获得重氮溶液。
接下来,将101质量份3-甲基-1-(3,4-二氯苯基)-5-吡唑啉酮添加并溶解于由475质量份水、95质量份碳酸钠和840质量份正丁醇组成的混合溶液中。将重氮溶液添加至所得溶液中,并且在溶液的温度维持在20℃以上且22℃以下的范围内的同时搅拌4小时,从而进行偶联反应。随后,将43.5质量份25%氢氧化钠水溶液添加至溶液中,并且搅拌以清洁,然后去除作为下层的水层,从而获得反应液。
接下来,将226质量份水、29质量份水杨酸、823.7质量份正丁醇和242.4质量份15%碳酸钠水溶液添加至反应液中,并且搅拌反应液。将89.6质量份38%氯化铁水溶液添加至反应液中,将溶液温度升高至30℃,然后将反应液搅拌8小时,从而进行配位反应,并且滤出反应产物,从而获得过滤产物。将用1000质量份水洗涤过滤产物的操作重复五次。接下来,过滤产物在60℃下干燥(真空干燥)24小时,从而获得98.8质量份单偶氮金属化合物。这称为电荷控制剂1。
电荷控制剂1的结构基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱来鉴定,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂1的粒径分布,求得体积平均粒径为5.5μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为73体积%。求得通过将电荷控制剂1以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为560μS/cm。
<电荷控制剂制造例2>
将80质量份电荷控制剂制造例1中获得的电荷控制剂1添加至320质量份二甲基亚砜中并溶解。将由5质量份由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的消泡剂(商品名:KF995,环状二甲基硅酮)、0.005质量份乙酸正丁酯和5000质量份水组成的混合溶液滴加至所得溶液中,从而析出单偶氮金属化合物。滴加完成后,用1000质量份水洗涤获得的析出物,然后在60℃下干燥(真空干燥)析出物24小时,从而获得电荷控制剂2。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂2的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂2的粒径分布,求得体积平均粒径为0.9μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为6体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂2中的含量为9ppm。求得通过将电荷控制剂2以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为21μS/cm。
<电荷控制剂制造例3>
在电荷控制剂制造例2中,将0.005质量份乙酸正丁酯变更为0.001质量份乙酸正丁酯,并且通过滴加速度调节析出速度。此外,以与电荷控制剂制造例2相同的方式获得电荷控制剂3。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂3的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂3的粒径分布,求得体积平均粒径为1.8μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为12体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂3中的含量为2ppm。求得通过将电荷控制剂3以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为17μS/cm。
<电荷控制剂制造例4>
在电荷控制剂制造例2中,将0.005质量份乙酸正丁酯变更为0.3质量份乙酸正丁酯,并且通过滴加速度调节析出速度。此外,以与电荷控制剂制造例2相同的方式获得电荷控制剂4。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂4的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂4的粒径分布,求得体积平均粒径为0.5μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为2体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂4中的含量为550ppm。求得通过将电荷控制剂4以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为33μS/cm。
<电荷控制剂制造例5>
在电荷控制剂制造例2中,将0.005质量份乙酸正丁酯变更为0.0001质量份乙酸正丁酯,并且通过滴加速度调节析出速度。此外,以与电荷控制剂制造例2相同的方式获得电荷控制剂5。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂5的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂5的粒径分布,求得体积平均粒径为2.0μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为13体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂5中的含量为0.1ppm。求得通过将电荷控制剂5以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为14μS/cm。
<电荷控制剂制造例6>
在电荷控制剂制造例5中,将0.0001质量份乙酸正丁酯变更为0.1质量份乙酸正丁酯,5000质量份水变更为500质量份水,并且通过滴加速度调节析出速度。此外,以与电荷控制剂制造例5相同的方式获得电荷控制剂6。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂6的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂6的粒径分布,求得体积平均粒径为2.2μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为16体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂6中的含量为1000ppm。求得通过将电荷控制剂6以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为293μS/cm。
<电荷控制剂制造例7>
在电荷控制剂制造例5中,将0.0001质量份乙酸正丁酯变更为0.1质量份乙酸正丁酯,5000质量份水变更为200质量份水,并且通过滴加速度调节析出速度。此外,以与电荷控制剂制造例5相同的方式获得电荷控制剂7。
基于红外吸收光谱、可见吸收光谱、元素分析(C、H、N)、原子吸收光谱和质谱鉴定电荷控制剂7的结构,因此,确认包含由式(3)表示的化合物(式(3)中的X+为氢离子(H+))。
测量电荷控制剂7的粒径分布,求得体积平均粒径为2.3μm,并且求得具有4.0μm以上的粒径的颗粒的体积基准的比例为18体积%。乙酸正丁酯在电荷控制剂7中的含量为1100ppm。求得通过将电荷控制剂7以1质量%的含量分散于离子交换水中制备的分散液的电导率为365μS/cm。
<实施例1>
(调色剂No.1的制造例)
·粘结剂树脂A-1:30质量份
·粘结剂树脂B-1:70质量份
·费-托蜡(C105(商品名),熔点:105℃,由Sazol Ltd.制造):2质量份
·炭黑:5质量份
·电荷控制剂2:2质量份
上述材料用亨舍尔混合机初步混合,然后用双螺杆捏合挤出机熔融捏合。在该情况下,以捏合树脂的温度为150℃的方式调节在双螺杆捏合挤出机中的滞留时间。冷却所得捏合产物,并且用锤磨机粗粉碎,然后用涡轮磨机粉碎。获得的微细粉碎颗粒通过使用利用附壁效应的多级分级机(商品名:Elbow Jet Classifier,由Nittesu Mining Co.,Ltd.制造)来分级,并且获得具有7.3μm的重均粒径(D4)的调色剂颗粒。相对于100质量份获得的调色剂颗粒,混合1.0质量份疏水性二氧化硅细颗粒(BET比表面积:140m2/g,作为疏水化处理实施六甲基二硅氮烷处理)和3.0质量份钛酸锶颗粒(体积平均粒径:1.6μm),并且将所得混合物外部添加至调色剂颗粒中。用具有150μm的筛网开孔尺寸的筛来筛选调色剂,从而获得调色剂No.1。
接下来,将8质量份调色剂No.1添加至92质量份磁性载体中,并且通过使用Turbula混合机混合2分钟,从而制备双组分显影剂。
另一方面,将90质量份调色剂No.1添加至10质量份磁性载体中,并且在常温常湿(23℃,50%RH)的环境下通过使用V型混合机混合5分钟,从而获得补给用显影剂(补给用双组分显影剂)。
作为磁性载体,使用由Canon Inc.制造的用于全色复印机imageRUNNERADVANCE C7065的载体。
[评价]
对调色剂No.1进行以下评价。评价结果显示在表6中。
作为评价用纸,使用由Canon Marketing Japan Inc.制造的A4尺寸的具有81.4g/m2的基重的普通纸(商品名:CS-814)。
作为评价用图像形成设备,使用由Canon Inc.制造的全色复印机(商品名:imageRUNNER ADVANCE C7065)的改造设备。具体地,全色复印机以能够改变显影对比度(施加至显影装置的显影套筒的电压的,能够改变直流电压VDC)的方式来改造,并且以能够输出通过定影装置前的调色剂未定影图像的方式改造。
将显影剂放入评价用图像形成设备的黑色用显影装置内。
将在以下100,000张耐久试验中输出的图像设计为打印率为5%的图像。
在低温定影性的评价中,使用评价用图像形成设备,然后使用从由CanonInc.制造的多功能制造机(商品名:imagePRESS C1+)拆卸的外部定影装置(带和辊定影装置)。
[低温定影性]
在评价用图像形成设备中,以在形成FFh图像(实心黑色图像)的情况下调色剂在纸上的承载量为0.5mg/cm2的方式调节直流电压VDC,然后输出未定影的FFh图像。
随后,外部定影装置的定影温度在100℃-200℃的范围内以10℃的间隔调节,并且在各温度下使未定影的FFh图像定影,从而获得定影图像。在该情况下,外部定影装置以300mm/sec的处理速度操作。各获得的定影图像用施加4.9kPa荷重的透镜清洁擦拭纸(商品名:Dusper,由Ozu Corp.制造)往复滑动地摩擦五次,滑动摩擦前后之间的图像浓度下降率为10%以下的温度取作定影温度,并且根据以下评价标准进行评价。
A:定影温度为低于120℃。
B:定影温度为120℃以上且低于130℃。
C:定影温度为130℃以上且低于140℃。
D:定影温度为140℃以上且低于150℃。
E:定影温度为150℃以上。
FFh图像和下述00h图像以及下述30h图像为其中以十六进制计数法表示256灰度(以十进制计数法的0-255分别为以十六进制计数法的00-FF)的图像。FFh、00h和30h中的"h"为“十六进制(hexadecimal)”(具有16的基数的数字系统)的首字母,并且明确地表明以十六进制计数法表示这些标记。00h图像指白底部(实心白色图像,256灰度的第一灰度),并且FFh图像指实心部(实心黑色图像,256灰度的第256灰度)。30h图像为一种半色调图像。
[飞散]
通过使用评价用图像形成设备,在高温高湿环境(30℃/80%RH)下进行100,000张耐久试验。在初期阶段(100,000张耐久试验前)和100,000张耐久试验后,输出由宽度为100μm(静电潜像的宽度)的线形成的网格图案(具有1cm的间隔),并且通过光学显微镜目视观察调色剂的飞散并评价。
(评价标准)
A:线非常窄并且几乎没有发现调色剂的飞散。
B:发现轻微的调色剂的飞散并且线窄。
C:调色剂的飞散程度稍微较高,并且与D相比线更窄。
D:调色剂的飞散程度高,并且线有些模糊。
E:调色剂的飞散程度非常高,并且没有满足D的水平。
[线/实心比]
在高温高湿环境(30℃/80%RH)下进行100,000张耐久试验后,以在FFh图像的调色剂在纸上的承载量为0.5mg/cm2的方式调节直流电压VDC。
接下来,在其中长度1cm×宽度7cm的实心部(实心黑色块)形成于感光鼓上的状态下,停止评价用图像形成设备,并且测量感光鼓表面上的实心部中调色剂的承载(Mb)量。
接下来,在其中在感光鼓上形成长度1cm×宽度7cm的区域内形成的具有宽度为170μm的20条线的条纹部(具有线:实心白色部=4:8的块)的状态下,停止评价用图像形成设备,并且测量感光鼓表面上的条纹部中线的调色剂的承载量(M1)。
此处,纵向为感光鼓的圆周方向,并且横向为感光鼓的轴方向。
计算线的调色剂承载量(Ml/(7×4/12))/实心部的调色剂承载量(Mb/7),并且基于所得值进行评价。值越小,调色剂越优异。
(评价标准)
A:小于1.3
B:1.3以上且小于1.4
C:1.4以上且小于1.5
D:1.5以上
[粗糙]
在常温低湿环境(23℃/5%RH)下进行100,000张耐久试验后,输出半色调图像(30h图像),目视观察输出的图像,并且基于以下标准评价图像的粗糙。
(评价标准)
A:没有感觉到粗糙,并且图像光滑。
B:没有十分感觉到粗糙。
C:轻微感觉到粗糙。
D:明确感觉到粗糙。
[选择显影性]
在高温高湿环境(30℃/80%RH)下进行100,000张耐久试验。在初期阶段(100,000张耐久试验前)和100,000张耐久试验后,测量显影装置(显影单元)内的调色剂的粒径分布,并且基于以下标准评价调色剂的重均粒径的变化。重均粒径的变化越小,调色剂越优异。
调色剂的重均粒径的变化=100,000张耐久试验后的调色剂的重均粒径(μm)-初期阶段的调色剂的重均粒径(μm)
(评价标准)
A:小于0.2μm
B:0.2μm以上且小于0.3μm
C:0.3μm以上且小于0.4μm
D:0.4μm以上
(实施例2-13)
(调色剂No.2-No.13的制造例)
除了将实施例1中调色剂的配方变更为表5所示以外,以与实施例1相同的方式制造调色剂No.2-No.13。然后,以与实施例1相同的方式评价调色剂No.2-13。评价结果显示在表6中。
[表5]
[表6]
低温定影性 | 飞散 | 线/实心比 | 粗糙 | 选择显影性 | |
实施例1 | A | A | A | A | A |
实施例2 | A | A | A | A | A |
实施例3 | A | A | A | A | A |
实施例4 | A | A | A | A | A |
实施例5 | B | A | A | A | B |
实施例6 | B | A | A | A | B |
实施例7 | B | A | A | B | C |
实施例8 | B | A | A | B | C |
实施例9 | B | A | A | C | C |
实施例10 | B | A | B | C | C |
实施例11 | C | B | B | C | C |
实施例12 | C | B | B | C | C |
实施例13 | C | C | B | C | C |
<比较例1-5>
除了将实施例1中调色剂的配方变更为表7所示以外,以与实施例1相同的方式制造调色剂No.14-No.18。然后,以与实施例1相同的方式评价调色剂No.14-18。评价结果显示在表8中。电荷控制剂T77为由下式[4]表示的化合物(单偶氮铁配合物,由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)。
式[4]
在比较例1中,线/实心比的评价结果为C,并且选择显影性的评价结果为D。这可能是因为使用T77作为电荷控制剂代替由式[1]表示的化合物使带电均匀性恶化。
在比较例2和3中,低温定影性的评价结果为D。这可能是因为脂肪族化合物的碳原子数为110或16,因此不能有效获得粘结剂树脂的塑化效果。飞散的评价也为D。这也可能是因为由于脂肪族化合物的碳原子数的影响导致不能有效发展与电荷控制剂的相互作用,并且影响飞散。
在比较例4中,线/实心比和粗糙的评价结果为D。这可能是因为,在比较例3中,通过使用T77作为电荷控制剂代替由式[1]表示的化合物使带电均匀性恶化。
在比较例5中,低温定影性和飞散的评价结果为E。这可能是因为没有使用脂肪族化合物,因此电荷控制剂在粘结剂树脂的末端显微偏析,从而使带电均匀性恶化。
[表7]
[表8]
低温定影性 | 飞散 | 线/实心比 | 粗糙 | 选择显影性 | |
比较例1 | C | C | C | C | D |
比较例2 | D | D | C | C | D |
比较例3 | D | D | C | C | D |
比较例4 | D | D | D | D | D |
比较例5 | E | E | D | D | D |
虽然参考示例性实施方案已描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。以下权利要求书的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。
Claims (10)
1.一种调色剂,其包括调色剂颗粒,所述调色剂颗粒包含:粘结剂树脂和电荷控制剂,
其特征在于,所述粘结剂树脂包括具有聚酯单元的树脂,所述聚酯单元在其末端缩合有至少一种脂肪族化合物,所述至少一种脂肪族化合物选自由各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元羧酸和各自具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇组成的组;以及
所述电荷控制剂包括由下式[1]表示的化合物:
其中,在式[1]中,A1、A2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子;B1表示氢原子或烷基;M表示铁原子、铬原子或铝原子;和X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述聚酯单元为通过在钛系催化剂的存在下缩聚获得的单元。
3.根据权利要求1所述的调色剂,
其中所述聚酯单元为通过以1mol%以上且30mol%以下的含量包含脂肪族多元醇的醇组分和羧酸组分之间的缩聚获得的单元。
4.根据权利要求3所述的调色剂,其中所述醇组分以5mol%以上且30mol%以下的含量包含脂肪族多元醇。
5.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述脂肪族化合物为具有30个以上且102个以下的碳原子的脂肪族一元醇。
6.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述脂肪族化合物的碳原子数为50以上且80以下。
7.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述具有聚酯单元的树脂中的所述聚酯单元相对于所述粘结剂树脂为60质量%以上。
8.根据权利要求1所述的调色剂,其中式[1]中的M为铁原子。
9.根据权利要求1所述的调色剂,其中式[1]中的A1、A2和A3各自为卤素原子并且B1为烷基。
10.一种双组分显影剂,其特征在于,其包括:根据权利要求1-9任一项所述的调色剂和载体。
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