CN106032404A - 色调剂用聚酯树脂、色调剂和静电荷图像显影剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种色调剂用聚酯树脂、色调剂和静电荷图像显影剂。所述色调剂用聚酯树脂含有源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元和源自由下式(1)表示的二醇的重复单元,在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基;L1表示选自由醚基、链状亚烷基、环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团;L2和L3各自独立地表示选自由羰基、酯基、醚基、磺酰基、链状亚烷基、环状亚烷基、亚芳基及其组合组成的组中的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3可以形成环;A1和A2各自独立地表示来源于氢化松香的松香酯基。
Description
技术领域
本发明涉及色调剂用聚酯树脂、静电荷图像显影用色调剂和静电荷图像显影剂。
背景技术
专利文献1公开了一种作为色调剂用聚酯树脂的聚酯树脂,其分子中具有源自松香的结构。
专利文献2公开了一种作为色调剂用聚酯树脂的聚酯树脂,其分子中具有源自松香的结构。
专利文献3公开了一种作为色调剂用聚酯树脂的聚酯树脂,其分子中具有源自松香的结构。
专利文献4公开了一种色调剂用粘合剂树脂,其包含具有呋喃环的非晶性聚酯,其中所述非晶性聚酯通过对羧酸组分和醇组分进行缩聚而获得,并且所述羧酸组分包括松香化合物。
专利文献5公开了一种色调剂,其包含含有多元醇和酸性聚呋喃的聚酯树脂、任意元素的蜡以及任意元素的着色剂,其中所述多元醇包括松香酸。
[专利文献1]日本特开2013-134496号公报
[专利文献2]日本特开2010-020170号公报
[专利文献3]日本特开2007-137910号公报
[专利文献4]日本特开2013-159737号公报
[专利文献5]日本特开2014-118566号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种色调剂用聚酯树脂,其中,与具有源自由式(1)表示的二醇的重复单元的聚酯树脂中仅具有源自对苯二甲酸的重复单元作为源自多元羧酸的重复单元的情况相比,能够抑制高温高湿条件(例如,30℃和85%的相对湿度)下的带电性降低。
根据本发明的第一方面,提供了一种色调剂用聚酯树脂,其含有源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元和源自由下式(1)表示的二醇的重复单元:
其中,在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基;L1表示选自由醚基、链状亚烷基、环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团;L2和L3各自独立地表示选自由羰基、酯基、醚基、磺酰基、链状亚烷基、环状亚烷基、亚芳基及其组合组成的组中的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3可以形成环;并且A1和A2各自独立地表示来源于氢化松香的松香酯基。
根据本发明的第二方面,在如第一方面所述的色调剂用聚酯树脂中,所述具有呋喃环的二羧酸为2,5-呋喃二羧酸。
根据本发明的第三方面,提供了一种静电荷图像显影用色调剂,其包含色调剂颗粒,所述色调剂颗粒含有第一方面所述的色调剂用聚酯树脂。
根据本发明的第四方面,提供了一种静电荷图像显影剂,其包含第三方面所述的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第一方面,能够提供一种色调剂用聚酯树脂,其中,与具有源自由式(1)表示的二醇的重复单元的聚酯树脂中仅具有源自对苯二甲酸的重复单元作为源自多元羧酸的重复单元的情况相比,抑制了高温高湿下的带电性降低。
根据本发明的第二方面,能够提供一种色调剂用聚酯树脂,其中,与具有呋喃环的二羧酸(作为源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元)为2,4-呋喃二羧酸的情况相比,改善了热保存性。
根据本发明的第三方面,能够提供一种静电荷图像显影用色调剂,其中,与具有源自由式(1)表示的二醇的重复单元的聚酯树脂中仅具有源自对苯二甲酸的重复单元作为源自多元羧酸的重复单元的情况相比,抑制了高温高湿度下的带电性降低。
根据本发明的第四方面,能够提供一种静电荷图像显影剂,其中与适用的静电荷图像显影用色调剂采用了具有源自由式(1)表示的二醇的重复单元的聚酯树脂且其中具有源自对苯二甲酸的重复单元作为源自多元羧酸的重复单元的情况相比,抑制了高温高湿下的带电性降低。
附图说明
现将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,在附图中:
图1是本示例性实施方式的图像形成设备的实例的构造示意图;和
图2是本示例性实施方式的处理盒的实例的构造示意图。
具体实施方式
下文中,将对作为本发明实例的示例性实施方式进行详细描述。
色调剂用聚酯树脂
本示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂含有源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元和源自由下式(1)表示的二醇的重复单元。
在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基。L1表示选自由醚基、链状亚烷基、环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团,L2和L3各自独立地表示选自由羰基、酯基、醚基、磺酰基、链状亚烷基、环状亚烷基、亚芳基及其组合组成的组中的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3可以形成环。A1和A2各自独立地表示来源于氢化松香的松香酯基。
此处,“氢化松香”是一种松香,其中松香经历氢化反应并由此消除了分子中不稳定的共轭双键。氢化松香主要是四氢松香酸和二氢松香酸的混合物。
“松香酯基”是从松香所包含的羧基中去除了氢原子的残基。“来源于氢化松香的松香酯基”是从氢化松香所包含的羧基中去除了氢原子的残基。下文中,“来源于氢化松香的松香酯基”称为“氢化松香酯基”。
另外,“来源于歧化松香的松香酯基”和“来源于纯化松香的松香酯基”分别称为“歧化松香酯基”和“纯化松香酯基”。
此外,“松香二醇”是具有至少一个松香酯基的二元醇。
下文中,由上述式(1)表示的“二醇”称为“特定的松香二醇”。本示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂称作“特定的聚酯树脂”。不具有乙烯式碳碳双键的二羧酸称为“饱和二羧酸”,而具有乙烯式碳碳双键的二羧酸称为“不饱和二羧酸”。不饱和二羧酸中包含不饱和的脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸。
如上所述,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂含有源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元和源自特定的松香二醇的重复单元。换言之,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂由下述缩聚材料形成,所述材料包括包含具备呋喃环的二羧酸单体的多元羧酸组分以及包含特定的松香二醇单体的多元醇组分。
根据上述构造,本示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂能够防止色调剂的带电性在高温高湿条件(例如,30℃和85%的相对湿度)下降低。尽管原因尚不清楚,不过可考虑以下原因。
色调剂用聚酯树脂例如由下述缩聚材料形成,所述缩聚材料包含诸如二羧酸等多元羧酸组分以及诸如二醇等多元醇组分。
作为构成色调剂用聚酯树脂的二羧酸常用单体的实例,可使用对苯二甲酸。作为使用对苯二甲酸的一个优点,可包括下述优点:由于玻璃化转变温度提高而可获得色调剂的热保存性。然而,在使用特定的松香二醇作为单体合成聚酯树脂时,对苯二甲酸与特定的松香二醇的相容性较低,由此反应性容易降低。出于此原因,在合成的聚酯树脂中,对苯二甲酸残留为未反应的单体。当残留有未反应的对苯二甲酸的聚酯树脂适用作色调剂颗粒中的粘合剂树脂时,带电性在高温高湿条件下可能发生降低。据认为这是由于对苯二甲酸具有羧基,并因此容易夹带水分。
另一方面,本示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂采用具有呋喃环的二羧酸作为二羧酸单体。与对苯二甲酸相比,具有呋喃环的二羧酸与其他单体的相容性较高,由此容易且有效地在采用特定的松香二醇作为单体合成聚酯树脂的过程中反应。出于此原因,未反应二羧酸单体的残留量减少。作为其结果,据认为当本示例性实施方式的色调剂用聚酯树脂适用作色调剂颗粒中的粘合剂树脂时,可防止色调剂的带电性在高温高湿下降低。
此外,在二羧酸单体中,可使用具有呋喃环的二羧酸而不使用对苯二甲酸,或者具有呋喃环的二羧酸可以与对苯二甲酸一起使用。在此情况下,未反应残余单体的量减少,由此可防止色调剂的带电性在高温高湿下降低。
在下文中,将详细描述构成本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的各组分。
多元羧酸组分
具有呋喃环的二羧酸
本示例性实施方式的特定的聚酯树脂包含源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元,并包含作为聚合组分的具有呋喃环的二羧酸。呋喃环具有刚性分子结构,由此具有呋喃环的聚酯树脂具有与使用对苯二甲酸时相同的玻璃化转变温度。出于此原因,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂可获得色调剂的热保存性。
此处,呋喃为由下式(2)表示的5元环结构。那么,在本示例性实施方式中,具有呋喃环的二羧酸是呋喃环中具有两个羧基的化合物及其衍生物,并包含酸酐和酸烷基(具有1~3个碳原子)酯。具有呋喃环的二羧酸没有特别限制,但考虑到获取的容易性,优选为由下式(3)表示的化合物及其衍生物。作为具有呋喃环的二羧酸,例如包括2,5-呋喃二羧酸、2,4-呋喃二羧酸、2,3-呋喃二羧酸、3,4-呋喃二羧酸;其酸酐、其酸烷基(具有1~3个碳原子)酯等。可使用这些具有呋喃环的二羧酸中的一种或两种以上。其中,考虑到聚酯树脂的制造性(未反应单体残留性质)、色调剂的热保存性和获取的容易性,特别优选使用2,5-呋喃二羧酸。
在本示例性实施方式的特定的聚酯树脂中,除了源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元之外,还可包含源自其他多元羧酸的重复单元。考虑到聚酯树脂的制造性(未反应单体残留性质)、色调剂的热保存性和色调剂的带电性,相对于源自多元羧酸的全部重复单元,源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元在源自多元羧酸的重复单元中的含量优选大于或等于5重量%至95重量%。所述含量更优选为10重量%~90重量%,进而更优选为15重量%~85重量%。
另外,在本示例性实施方式的特定的聚酯树脂中,考虑到聚酯树脂的制造性(未反应单体残留性质)、色调剂的热保存性和色调剂的带电性,相对于全部特定的聚酯树脂,来源于具有呋喃环的二羧酸的重复单元在特定的聚酯树脂中的含量优选为3重量%~50重量%。所述含量更优选为5重量%~45重量%,进而更优选为10重量%~45重量%。
其他羧酸
在本示例性实施方式中,除了具有呋喃环的二羧酸之外,可以使用其他二羧酸。作为二羧酸,具体而言,可使用选自由芳香族二羧酸和脂肪族二羧酸组成的组中的一种或两种以上。
作为其他二羧酸,具体而言,例如包括芳香族二羧酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二羧酸和2,6-萘二羧酸;脂肪族二羧酸,如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、二聚酸、具有支链且碳原子数为1~20个的烷基琥珀酸和具有支链且烯基的碳原子数为1~20个的烯基琥珀酸;其酸酐、酸烷基(具有1~3个碳原子)酯等。
其中,考虑到色调剂的耐久性和定影性、着色剂的分散性和获取的容易性,优选芳香族羧酸,如间苯二甲酸和对苯二甲酸;以及脂肪族羧酸,如琥珀酸、癸二酸和壬二酸。作为其他二羧酸,这些芳香族羧酸和脂肪族羧酸可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
另外,在不损害本示例性实施方式效果的范围内,可使用三元以上的芳香族羧酸。作为三元以上的羧酸,包括偏苯三酸、苯均四酸、萘三羧酸、苯甲酮四羧酸、联苯四羧酸以及其酸酐等,并且这些羧酸可单独使用,其两种以上也可以组合使用。作为三元以上的芳香族羧酸,考虑到获取的容易性和反应性,优选偏苯三酸酐。
多元醇组分
特定的松香二醇
本示例性实施方式的特定的聚酯树脂包含源自由上述式(1)表示的二醇(特定的松香二醇)的重复单元,并包含作为聚合组分的特定的松香二醇。
在上述式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基。R1和R2可彼此相同,也可彼此不同,优选的是R1和R2彼此相同。
在上述式(1)中,L1表示选自由醚基、链状亚烷基、环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团。所述链状亚烷基和环状亚烷基可包含芳基以外的取代基。
在上述式(1)中,L2和L3各自独立地表示选自由羰基、酯基、醚基、磺酰基、链状亚烷基、环状亚烷基、亚芳基及其组合组成的组中的二价连接基团。所述链状亚烷基、环状亚烷基和亚芳基可包含取代基。L2和L3可彼此相同,也可彼此不同,优选的是L2和L3彼此相同。L1与L2、或L1与L3可以形成环。
作为由L1、L2和L3表示的链状亚烷基,例如包括具有1~10个(优选为1~6个)碳原子的直链或支链亚烷基。
作为由L1、L2和L3表示的环状亚烷基,例如包括具有3~7个(优选为3~6个)碳原子的环状亚烷基。
作为由L2和L3表示的亚芳基,例如包括亚苯基、亚萘基和蒽基。
作为链状亚烷基、环状亚烷基和亚芳基中的取代基的实例,可包括具有1~8个碳原子的烷基和芳基等,并且优选直链、支链或环状烷基。具体而言,包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基、1-甲基丁基、异己基、2-乙基己基、2-甲基己基、环戊基、环己基和苯基等。
作为L1,优选-C-O-L4-O-C-。L4表示包含醚基、链状亚烷基、环状亚烷基或其组合的二价连接基团。作为由L4表示的链状亚烷基,例如包括具有1~8个(优选为1~6个)碳原子的直链或支链亚烷基。作为由L4表示的环状亚烷基,例如包括具有3~6个碳原子的环状亚烷基。
作为L2和L3,优选的是选自由具有1~10个(优选为1~6个)碳原子的直链或支链亚烷基、具有3~7个(优选为3~6个)碳原子的环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团,并且更优选具有1~4个碳原子的直链或支链亚烷基。
在上述式(1)中,A1和A2各自独立地表示来源于氢化松香的松香酯基。换言之,特定的松香二醇为在一个分子中含有两个氢化松香酯基的二醇。优选的是,A1和A2各自独立地为来源于四氢松香酸的松香酯基或来源于二氢松香酸的松香酯基。A1和A2可彼此相同,也可彼此不同。考虑到低温定影性,A1和A2优选为来源于四氢松香酸的松香酯基。
本示例性实施方式的特定的松香二醇通过用已知方法进行合成而获得。例如,通过二官能性环氧化合物与氢化松香之间的反应合成特定的松香二醇。作为二官能性环氧化合物,包括脂肪族二醇的二缩水甘油醚、脂环族二醇的二缩水甘油醚和脂环族环氧化合物等。
作为脂肪族二醇的二缩水甘油醚的代表性实例,包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇等作为脂肪族二醇。
作为脂环族二醇的二缩水甘油醚的代表性实例,包括氢化双酚A、诸如氢化双酚A的聚氧化烯加合物等氢化双酚A的衍生物和环己烷二甲醇等作为脂环族二醇。
作为脂环族环氧化物的代表性实例,包括二氧化萜二烯。
在本示例性实施方式中,松香与该二官能性环氧化合物之间的反应主要通过松香的羧基与二官能性环氧化合物的环氧基之间的开环反应进行。此时,作为反应温度,优选大于或等于两种成分的融化温度的温度或者该成分能够均匀混合的温度,具体而言,通常为60℃~200℃。在反应时,可以添加促进环氧基的开环反应的催化剂。
作为催化剂,包括胺,如乙二胺、三甲胺和2-甲基咪唑;季铵盐,如三乙基溴化铵、三乙基氯化铵和丁基三甲基氯化铵;和三苯基膦等。
例如,在间歇式反应中,将松香和二官能性环氧化合物放入包含冷却管、搅拌装置、惰性气体入口和温度计等的烧瓶中,加热,并由此进行反应。反应的进行程度能够根据反应物酸值的降低来确认,并且反应可基于反应达到化学计量反应终点或其附近的点的时间点结束。
在本示例性实施方式中,从木材中获得的树脂酸统称为松香,其主要成分是来源于天然产物的物质,其包含作为三环双萜类的一种的松香酸及其异构体。作为特定组分,除了松香酸之外,例如还包括长叶松酸、新松香酸、海松酸、脱氢松香酸、异海松酸或山达海松酸等,并且本示例性实施方式中所用的松香是其混合物。
根据提取方法分类,松香可广义地分为三类松香,比如包含木浆作为原料的妥尔松香、包含未加工松木树脂作为原料的脂松香和包含松木残枝作为原料的木松香。本示例性实施方式中所用的松香容易获得,因此优选脂松香或妥尔松香。
优选的是,将松香纯化,并且纯化松香通过去除据认为由未纯化松香中所含的树脂酸的过氧化物产生的高分子量物质或未纯化松香中所含的不可皂化物而获得。纯化方法没有特别限制,并且可选自各种已知的纯化方法。
在本示例性实施方式中,纯化松香表明对松香进行了纯化处理,并且包含松香酸作为主要成分。
在本示例性实施方式中,歧化松香表明松香在歧化催化剂的存在下进行加热,由此消除分子中的不稳定共轭双键,并且其是脱氢松香酸和二氢松香酸的混合物。
歧化松香通过例如在歧化催化剂的存在下加热未纯化松香或纯化松香而获得。作为歧化催化剂,包括如钯碳、铑碳和铂碳等负载型催化剂、如镍和铂等金属粉末、如碘和碘化亚铁等碘化物和磷化合物等已知催化剂。相对于松香,催化剂的用量通常为0.01重量%~5重量%,优选为0.01重量%~1重量%。另外,反应温度为100℃~300℃,更优选为150℃~290℃。
氢化松香例如通过在氢增压下于氢化催化剂的存在下加热未纯化松香或纯化松香而获得,其中压力通常为10kg/cm2~200kg/cm2,优选为50kg/cm2~150kg/cm2。作为氢化催化剂,包括如钯碳、铑碳和铂碳等负载型催化剂、如镍和铂等金属粉末以及如碘和碘化亚铁等碘化物等已知催化剂。相对于松香,催化剂的用量通常为0.01重量%~5重量%,优选为0.01重量%~1重量%。另外,反应温度为100℃~300℃,更优选为150℃~290℃。
本示例性实施方式中所用的松香可以是通过将松香聚合得到的聚合松香、在松香中加成不饱和羧酸而得的不饱和羧酸改性松香或酚改性松香。作为用于制备不饱和羧酸改性松香的不饱和羧酸,例如包括马来酸、马来酸酐、富马酸、丙烯酸和甲基丙烯酸等。
其中,作为松香,考虑到与具有呋喃环的二羧酸的相容性,可使用氢化松香。
下文中,将示出本示例性实施方式的特定的松香二醇的示例性化合物(1)~(20),但本示例性实施方式不限于此。
在本示例性实施方式中,除源自特定的松香二醇的重复单元之外,可包含源自其他多元醇的重复单元。在本示例性实施方式的特定聚酯树脂中,考虑到色调剂的带电性,相对于全部源自多元醇的重复单元,源自特定的松香二醇的重复单元在源自多元醇的重复单元中的含量优选为50重量%~80重量%。所述含量更优选为55重量%~75重量%,进而更优选为60重量%~70重量%。
另外,在本示例性实施方式的特定的聚酯树脂中,考虑到色调剂的带电性,相对于全部特定的聚酯树脂,来源于特定的松香二醇的重复单元在特定的聚酯树脂中的含量优选为25重量%~55重量%。所述含量更优选为30重量%~50重量%,进而更优选为35重量%~45重量%。
其他醇
本示例性实施方式的特定的聚酯树脂可通过还使用特定的松香二醇以外的其他二醇构成。作为特定的松香二醇以外的其他二醇,包括含有歧化松香酯基的松香二醇、含有纯化松香酯基的松香二醇、脂肪族二醇和醚化二酚等。
作为含有歧化松香酯基的松香二醇和含有纯化松香酯基的松香二醇的实例,包括日本特许5267701号说明书和日本特许5267702号说明书中公开的化合物。
作为脂肪族二醇的实例,例如包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、2-乙基-2-甲基丙烷-1,3-二醇、2-丁基-2-乙基丙烷-1,3-二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲基丙酸酯、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇和聚丙二醇等。这些脂肪族二醇可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
醚化二酚是通过在双酚A和环氧烷烃之间进行加成反应获得的二醇,并且作为环氧烷烃,包括环氧乙烷或环氧丙烷,相对于1摩尔双酚A,所述环氧烷烃的平均加成摩尔数优选为2摩尔~16摩尔。
在不损害本示例性实施方式效果的范围内,可通过使用三元以上的多元醇构成本示例性实施方式的特定的聚酯树脂。作为三元以上的多元醇,包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇等,这些三元以上的多元醇可单独使用,其两种以上也可以组合使用。作为三元以上的多元醇,考虑到获取的容易性和反应性,优选甘油和三羟甲基丙烷。
特定的聚酯树脂的合成
本示例性实施方式的特定的聚酯树脂通过常规制造方法制备,所述方法包含上述的多元羧酸组分和多元醇组分作为原料。作为反应方法,能够适用酯交换反应或直接酯化反应。另外,采用通过增压提高反应温度的方法、降压方法或使惰性气体在常压下流动的方法,可以促进缩聚。根据上述反应,可使用如选自锑、钛、锡、锌、铝和镁中的至少一种金属化合物等常规反应催化剂,由此可促进反应。相对于100重量份的多元羧酸组分和多元醇组分的总量,反应催化剂的添加量优选为0.01重量份~1.5重量份,更优选为0.05重量份~1.0重量份。反应能够在180℃~300℃的温度下进行。
下文中,将描述本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的合成方案的实例。在以下合成方案中,二官能性环氧化物与松香反应,由此合成特定的松香二醇,特定的松香二醇和二羧酸经历脱水缩聚,由此合成本示例性实施方式的特定的聚酯树脂。此外,在表示特定的聚酯树脂的结构式中,虚线围绕的部分对应于本示例性实施方式的松香酯基。
此外,当本示例性实施方式的特定的聚酯树脂进行水解时,特定的聚酯树脂分解为以下单体。所述聚酯树脂是二羧酸和二醇的1:1缩合产物,因此可以从分解材料中估算树脂的组成。
特定的聚酯树脂的物理性质
从色调剂的定影性、保存性和耐久性的角度考虑,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的软化温度优选为80℃~160℃,更优选为90℃~150℃。
从色调剂的定影性、保存性和耐久性的角度考虑,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为35℃~80℃,更优选为40℃~70℃。
通过调节原料单体组成、聚合引发剂、分子量和催化剂量等,或通过选择反应条件,能够容易地调节软化温度和玻璃化转变温度。
从色调剂的带电性角度考虑,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的酸值优选为3mgKOH/g~30mgKOH/g。酸值更优选为9mgKOH/g~21mgKOH/g。根据此范围,能够防止色调剂在特别是高温高湿下的带电性降低。
从色调剂的耐久性和耐热粘连性的角度考虑,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为4,000~1,000,000,更优选为7,000~300,000。
通过下文描述的实施例中所述的方法,可以获得特定的聚酯树脂的软化温度、玻璃化转变温度、酸值、重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的各种性质。
此外,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂可以是改性聚酯树脂。作为改性聚酯树脂,例如包括使用日本特开平11-133668号公报、日本特开平10-239903号公报和和日本特开平8-20636号公报等中公开的方法而接枝或嵌段有酚、氨基甲酸酯和环氧基等的聚酯树脂。
通过使用本示例性实施方式的特定的聚酯树脂作为色调剂用粘合剂树脂,可以获得防止带电性在高温高湿下降低的色调剂。
静电荷图像显影用色调剂
含有本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的静电荷图像显影用色调剂(下文中称为“色调剂”)包含色调剂颗粒以及必要时的外添剂。
色调剂颗粒
构造本示例性实施方式的色调剂的色调剂颗粒包含含有上述特定的聚酯树脂的粘合剂树脂,以及必要时的着色剂、防粘剂以及其他添加剂。
粘合剂树脂
作为粘合剂树脂,可使用上述的特定的聚酯树脂。在不损害本示例性实施方式效果的范围内,还可一起使用已知的粘合剂树脂,例如,诸如乙烯基树脂(如苯乙烯-丙烯酸树脂)、环氧树脂、聚碳酸酯和聚氨酯等其他树脂。在本示例性实施方式中,特定的聚酯树脂在粘合剂树脂中的含量优选为大于或等于60重量%,更优选为大于或等于80重量%,进而更优选为基本上100重量%。
在粘合剂树脂中,除所述特定的聚酯树脂外,必要时,还可包含其他非晶性聚酯树脂。相对于全部粘合剂树脂,本示例性实施方式的特定的聚酯树脂的含量优选为大于或等于60重量%,更优选为大于或等于80重量%,进而更优选为基本上100重量%。
另外,在粘合剂树脂中,从实现低温定影性的角度考虑,除所述特定的聚酯树脂之外,还可包含结晶性聚酯树脂。当一同使用结晶性聚酯树脂时,相对于全部粘合剂树脂,结晶性树脂可在2重量%~40重量%(优选为2重量%~20重量%)的含量范围内使用。
此外,树脂的“结晶性”表明在差示扫描量热法(DSC)中具有明确的热吸收峰,而非呈吸热量的阶梯状变化,具体而言,表明以10(℃/分钟)温度提升速率测量的热吸收峰的半值宽度在10℃以内。
另一方面,树脂的“非晶性”表明当半值宽度超过10℃时,显示出吸热量的阶梯状变化,或无法确认明确的热吸收峰。
现描述优选与本示例性实施方式的特定的聚酯树脂一起使用的结晶性聚酯树脂。
作为结晶性聚酯树脂,例如包括多元羧酸和多元醇的缩聚材料。此外,作为结晶性聚酯树脂,可使用商购品,也可使用合成树脂。
此处,结晶性聚酯树脂容易形成晶体结构,因此优选的是采用具有直链脂肪族系基团(series)的聚合性单体(而非具有芳香族系基团的聚合性单体)的缩聚材料。
作为多元羧酸,例如包括脂肪族二羧酸(例如,草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二甲酸、1,12-十二烷二甲酸、1,14-十四烷二甲酸和1,18-十八烷二甲酸等)、芳香族二羧酸(例如,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸等二元酸)、其酸酐或其低级烷基酯(例如,具有1~5个碳原子)。
多元羧酸可以一同使用具有交联结构或支化结构的三元以上的羧酸与二羧酸。作为三元羧酸,包括例如芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸和1,2,4-萘三甲酸等)、其酸酐或其低级烷基酯(例如,具有1~5个碳原子)。
作为多元羧酸,所述二羧酸可与具有磺酸基团的二羧酸和具有乙烯式双键的二羧酸一起使用。
这些多元羧酸可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
作为多元醇,例如包括脂肪族二醇(例如,主链部分的碳原子数为7~20的直链脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如包括乙二醇、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、1,18-十八烷二醇和1,14-二十烷癸二醇。
多元醇可一同使用具有交联结构或支化结构的三元以上的醇与上述二醇。作为三元以上的醇,例如包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇等。
这些多元醇可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
此处,在多元醇中,脂肪族二醇的含量可以大于或等于80摩尔%,优选大于或等于90摩尔%。
结晶性聚酯树脂的熔化温度优选为50℃~100℃,更优选为55℃~90℃,进而更优选为60℃~85℃。
此外,熔化温度通过JIS K7121-1987中“塑料转变温度测试方法”的熔化温度获得方法中公开的“熔化峰值温度”,由差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线获得。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000~35,000。
结晶性聚酯树脂例如通过已知的制造方法获得。具体而言,例如,当聚合温度为180℃~230℃时,必要时将反应体系减压,并且通过在除去缩合过程中产生的水或醇的同时进行反应的方法获得结晶性聚酯树脂。
此外,当原料的单体在反应温度下不溶或不相容时,可以添加具有高沸点的溶剂并作为增溶剂溶解。在此情况下,在去除增溶剂的同时进行缩聚反应。当共聚反应中存在相容性较差的单体时,相容性差的单体和要与该单体进行缩聚的酸或醇可预先进行缩合,然后可与主要组分进行缩聚。
相对于全部色调剂颗粒,粘合剂树脂的含量例如优选为40重量%~95重量%,更优选为50重量%~90重量%,进而更优选为60重量%~85重量%。
着色剂
作为着色剂,例如包括,诸如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄(threneyellow)、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、耐硫化橙(Vulcan orange)、色淀红、永固红、亮洋红3B、亮洋红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、卡口(calco)油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿和孔雀石绿草酸盐等各种颜料以及诸如吖啶染料、呫吨染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛蓝染料、二噁嗪染料、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛蓝染料、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲炔染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料和噻唑染料等各种染料,等等。
这些着色剂可单独使用,其两种以上也可组合使用。
所述着色剂可在必要时使用经表面处理的着色剂,并且可与分散剂一起使用。另外,多种着色剂可一起使用。
相对于全部色调剂颗粒,着色剂的含量例如为优选1重量%~30重量%,更优选3重量%~15重量%。
防粘剂
作为防粘剂,例如包括:烃蜡;天然蜡,例如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成或矿物/石油蜡,例如褐煤蜡;酯蜡,例如脂肪酸酯和褐煤酸酯;等等。防粘剂并不限于此。
防粘剂的熔化温度优选为50℃~110℃,更优选为60℃~100℃。
此外,上述熔化温度通过JIS K7121-1987中“塑料转变温度测试方法”的熔化温度获得方法中公开的“熔化峰值温度”,由通过差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线获得。
相对于全部色调剂颗粒,防粘剂的含量例如为优选1重量%~20重量%,更优选5重量%~15重量%。
其他添加剂
作为其他添加剂,例如包括已知的添加剂,如磁性介质、电荷控制剂和无机粉末。色调剂颗粒含有所述添加剂作为内添剂。
色调剂颗粒的特性等
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒,或者是具有由芯(芯颗粒)和被覆所述芯的涂层(壳层)构成的所谓芯/壳结构的色调剂颗粒。
此处,具有芯/壳结构的色调剂颗粒优选由例如下述芯和涂层构成:所述芯含有粘合剂树脂,必要时还含有其他添加剂,例如着色剂和防粘剂;所述涂层含有粘合剂树脂。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm~10μm,更优选为4μm~8μm。
此外,色调剂颗粒的各种平均粒径和各种粒径分布指数使用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量,而电解液使用ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量。
测量时,作为分散剂,将0.5mg~50mg测量样品添加至2ml 5%的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)水溶液中。将其添加至100ml~150ml电解液中。
通过超声分散器对悬浮有样品的电解液进行1分钟的分散处理,并通过利用孔径为100μm的孔的Coulter Multisizer II测量粒径为2μm~60μm的颗粒的粒径分布。此外,待取样的颗粒数量为50,000。
相对于所测量的粒径分布划分出粒径范围(区段),从这些粒径范围的最小直径侧开始绘制数量和体积的各自的累积分布,将累积为16%的粒径定义为体积粒径D16v和数量粒径D16p,将累积为50%的粒径定义为体积粒径D50v和数量粒径D50p,将累积为84%的粒径定义为体积粒径D84v和数量粒径D84p。
利用这些值,将体积平均粒径分布指数(GSDv)计算为(D84v/D16v)1/2,将数量平均粒径分布指数(GSDp)计算为(D84p/D16p)1/2。
色调剂颗粒的形状系数SF1优选为110~150,更优选为120~140。
此外,形状系数SF1通过以下表达式获得。
表达式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在上述表达式中,ML表示色调剂的绝对最大长度,A表示色调剂的投影面积。
具体而言,主要通过使用图像分析仪分析显微图像或扫描电子显微镜(SEM)图像来对形状系数SF1进行数字化,并进行如下计算。即,通过摄影机将分散于载玻片表面中的颗粒的光学显微图像输入Luzex图像分析仪中,获得100个颗粒的最大长度和投影面积,通过上述表达式进行计算,并获得其平均值,由此获得形状系数SF1。
外添剂
作为外添剂,例如包括无机颗粒。作为无机颗粒,例如包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4和MgSO4等。
作为外添剂的无机颗粒的表面可经历疏水化处理。疏水化处理例如通过将无机颗粒浸入疏水化剂中等来进行。疏水化剂没有特别限制,其例如包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂等。这些疏水化剂可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
相对于100重量份无机颗粒,疏水化剂的量通常例如为1重量份~10重量份。
作为外添剂,包括树脂颗粒(例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和三聚氰胺树脂颗粒等树脂颗粒)和清洁助剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐和氟类高聚物颗粒)等。
相对于色调剂颗粒,外添剂的添加量为例如优选0.01重量%~5重量%,更优选为0.01重量%~2.0重量%。
色调剂的制备方法
接下来,将描述本示例性实施方式的色调剂的制备方法。
本示例性实施方式的色调剂通过制备色调剂颗粒然后将外添剂添加至色调剂颗粒而获得。
色调剂颗粒可以使用干式制备方法(例如,捏合粉碎法等)和湿式制备方法(例如,凝集融合法、悬浮聚合法和溶解悬浮法等)中的任一种来制备。色调剂颗粒的制备方法不特别限于这些方法,可以采用已知的方法。
其中,色调剂颗粒可通过凝集融合法获得。
捏合粉碎法
捏合粉碎法是下述方法:对包含粘合剂树脂的色调剂材料进行捏合,获得捏合产物,然后将捏合产物粉碎,从而制备色调剂颗粒。必要时,通过离心分级器和惯性分级器等将通过粉碎捏合产物获得的颗粒分级,并且除去细颗粒(粒径小于期望范围的颗粒)和粗颗粒(粒径大于期望范围的颗粒),从而获得色调剂颗粒。
凝集融合法
具体而言,例如,当通过凝集融合法制备色调剂颗粒时,色调剂颗粒通过以下步骤制备:制备分散有由粘合剂树脂形成的树脂颗粒的树脂颗粒分散液的步骤(树脂颗粒分散液制备步骤);通过使所述树脂颗粒分散液中(必要时,在与其他颗粒分散液混合之后的分散液中)的树脂颗粒(必要时,其他颗粒)凝集形成凝集颗粒的步骤(凝集颗粒形成步骤);通过加热分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液并对凝集颗粒进行熔化和融合而形成色调剂颗粒的步骤(融合步骤)。
下文中将详细描述各步骤。
此外,在下文中,描述了获得含有着色剂和防粘剂的色调剂颗粒的方法,但所述着色剂和防粘剂在必要时才使用。显然,除了所述着色剂和防粘剂外,还可使用其他添加剂。
树脂颗粒分散液的制备步骤
首先,例如,将分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液和分散有防粘剂颗粒的防粘剂分散液与分散有树脂颗粒(由粘合剂树脂形成)的树脂颗粒分散液一同制备。
此处,树脂颗粒分散液例如通过利用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中来制备。
作为用于树脂颗粒分散液的分散介质,包括例如水性介质。
作为水性介质,例如包括水(例如蒸馏水和离子交换水)和醇等。这些水性介质可单独使用,其两种以上也可以组合使用。
作为表面活性剂,例如包括:阴离子型表面活性剂,例如硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸盐类和皂类;阳离子型表面活性剂,例如胺盐类和季铵盐类;非离子型表面活性剂,例如聚乙二醇类、烷基酚的氧化乙烯加合物类和多元醇类;等等。特别是,其中,包括阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂可以与阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂一起使用。
这些表面活性剂可以单独使用,其两种以上也可以组合使用。
在树脂颗粒分散液中,作为将树脂颗粒分散在分散介质中的方法,例如包括:诸如旋转剪切型均化器或者具有介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨等常用分散法。另外,根据树脂颗粒的类型,例如可以使用转相乳化法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
此外,转相乳化法是如下方法:将所要分散的树脂溶解在可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中添加碱并去酸化,然后将水介质(W相)投入所述有机连续相中,由此进行树脂由W/O至O/W(所谓的转相)的转变并且形成非连续相,将树脂以颗粒形状分散在水介质中。
树脂颗粒分散液中分散的树脂颗粒的体积平均粒径例如为优选0.01μm~1μm,更优选0.08μm~0.8μm,进而更优选0.1μm~0.6μm。
此外,树脂颗粒的体积平均粒径通过以下方式测量:使用激光衍射型粒径分布测量装置(例如,由Horiba,Ltd.制造的LA-700)获得粒径分布,使用该粒径分布,从划分出的粒径范围(区段)的小直径侧获得按体积的累积分布,并且将累积为颗粒总体的50%的粒径设定为体积平均粒径D50v。此外,以相似的方式测量其他分散液中的颗粒的体积平均粒径。
树脂颗粒分散液中包含的树脂颗粒的含量例如为优选5重量%~50重量%,更优选10重量%~40重量%。
此外,例如,着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液以与树脂颗粒分散液相似的方式制备。即,树脂颗粒分散液中颗粒与着色剂颗粒分散液中分散的着色剂颗粒和防粘剂颗粒分散液中分散的防粘剂颗粒在颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法和颗粒的含量方面是相似的。
凝集颗粒的形成步骤
接下来,将着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液与树脂颗粒分散液混合在一起。
然后,使树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒在混合分散液中异质凝集,从而形成直径接近所期望的色调剂颗粒的直径的包含树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒的凝集颗粒。
具体而言,例如,将凝集剂添加至混合分散液中,并将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5),必要时添加分散稳定剂,然后将该混合分散液加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体而言,例如,从比树脂颗粒的玻璃化转变温度低30℃的温度至比该玻璃化转变温度低10℃的温度),使混合分散液中分散的颗粒凝集,由此形成凝集颗粒。
在凝集颗粒形成步骤中,例如,在通过旋转剪切型均化器搅拌混合分散液的同时于室温(例如,25℃)下添加凝集剂,将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5),必要时向混合分散液中添加分散稳定剂,然后可以进行加热。
作为凝集剂,例如包括表面活性剂、具有相反极性的表面活性剂、无机金属盐以及添加至混合分散液并用作分散剂的二价以上的金属络合物。特别是,当使用金属络合物作为凝集剂时,可减少所使用的表面活性剂的量,并由此提高了带电特性。
必要时,可以使用与凝集剂的金属离子形成络合物或形成类似键合的添加剂。优选使用螯合剂作为该添加剂。
作为无机金属盐,例如包括金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝;无机金属盐聚合物,如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙;等等。
作为螯合剂,可使用水溶性螯合剂。作为螯合剂,例如包括羟基羧酸(例如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸)、亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)等。
相对于100重量份树脂颗粒,螯合剂的添加量例如为优选0.01重量份~5.0重量份,更优选大于或等于0.1重量份且小于3.0重量份。
融合步骤
接下来,将分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液例如在等于或高于树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃~30℃的温度)下加热,使凝集颗粒经历熔化和融合,从而形成色调剂颗粒。
通过上述步骤获得色调剂颗粒。
此外,可通过如下步骤制备色调剂颗粒:获得分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液,然后将凝集颗粒分散液与分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液进一步混合和凝集,使得树脂颗粒附着于凝集颗粒的表面,形成二次凝集颗粒的步骤;加热分散有二次凝集颗粒的二次凝集颗粒分散液,并且对二次凝集颗粒进行融合,形成具有芯/壳结构的色调剂颗粒的步骤。
此处,在完成融合步骤后,使溶液中形成的色调剂颗粒经历已知的清洗步骤、固液分离步骤和干燥步骤,由此获得干燥状态的色调剂颗粒。
作为清洗步骤,从带电性方面考虑,可用离子交换水充分进行置换清洗。另外,固液分离步骤没有特别限制,从生产率方面考虑,可进行抽滤和压滤等作为固液分离步骤。另外,干燥步骤没有特别限制,从生产率方面考虑,可进行冻干、闪喷干燥、流化干燥或振动式流化干燥等作为干燥步骤。
接下来,本示例性实施方式的色调剂例如通过向获得的干燥状态的色调剂颗粒中添加外添剂并将上述组分混合而制备。混合可通过例如V型共混器、亨舍尔混合器或混合器等来进行。此外,必要时可以使用振动筛分器和风力分级器等除去粗色调剂颗粒。
此处,当使用本示例性实施方式的特定的聚酯树脂时,可防止产生大量粗颗粒,或者可防止在通过湿式制备方法(如凝集融合法)制备色调剂时产生沉淀。
如上所述,例如,当采用对苯二甲酸作为二羧酸单体合成聚酯树脂时,对苯二甲酸残留为未反应单体。于是,当合成聚酯树脂中包含未反应的对苯二甲酸时,例如,在通过凝集融合法制备色调剂时聚酯树脂乳化性的稳定性变差。
当通过凝集融合方法制备色调剂时,例如,可采用如下方法:将聚酯树脂溶于可溶性疏水有机溶剂中并通过对有机连续相添加碱来去酸化,然后向其中投入水介质,由此聚酯树脂以颗粒形状分散在水介质中。在将水介质投入溶液并制备树脂颗粒分散液的情况中,当制备出包含未反应对苯二甲酸的聚酯树脂的树脂颗粒分散液时,据认为未反应的对苯二甲酸具有与表面活性作用相似的作用。因此,当将水介质投入溶液并制备树脂颗粒分散液时,据认为聚酯树脂的乳化性不稳定。作为其结果,颗粒凝集,由此形成大量粗颗粒,或形成沉淀。
相比之下,如上所述,具有呋喃环的二羧酸相比于对苯二甲酸与其他单体的相容性较高,因此当合成聚酯树脂时,未反应二羧酸单体的残留量减少。出于此原因,当制备出聚酯树脂颗粒分散液时,据认为防止了聚酯树脂乳化性的脱稳定化。
如上所述,当使用本示例性实施方式的特定的聚酯树脂时,能够防止产生大量粗颗粒,或者防止产生沉淀。
静电荷图像显影剂
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂至少包含本示例性实施方式的色调剂。
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂可以是仅包含本示例性实施方式的色调剂的单组分显影剂,或者是将该色调剂与载体混合的双组分显影剂。
载体没有特别限制,并且作为载体,包括已知载体。作为载体,包括:例如,涂层载体,其中由磁性颗粒形成的芯的表面被覆有涂层树脂;磁性颗粒分散载体,其中磁性颗粒分散并混合在基质树脂中;树脂浸渍载体,其中多孔磁性颗粒浸渍有树脂;等等。
此外,磁性颗粒分散载体和树脂浸渍载体可以是下述载体:其中作为芯的载体的构成颗粒被覆有涂层树脂。
作为磁性颗粒,包括:例如,磁性金属,如铁、镍和钴;磁性氧化物,如铁氧体和磁铁矿;等等。
作为导电性颗粒,包括金属(例如金、银和铜)、炭黑、二氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝和钛酸钾等的颗粒。
作为涂层树脂和基质树脂,例如包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯醚、聚乙烯酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、具有有机硅氧烷键的直链硅树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂和环氧树脂等。
此外,在涂层树脂和基质树脂中,可包含其他添加剂,比如导电性材料。
此处,为了使用涂层树脂被覆芯表面,可使用如下等方法:涂层形成用溶液被覆所述芯,该溶液中将涂层树脂和视需要使用的各种添加剂溶解在适合的溶剂中。所述溶剂没有特别限制,可以根据所要使用的涂层树脂和涂布适当性等来进行选择。
作为特定的树脂的被覆方法,包括:将芯浸渍在涂层形成用溶液中的浸渍法;将涂层形成用溶液喷射在芯表面上的喷射法;在通过流动空气使芯漂浮的状态下喷射涂层形成用溶液的流化床法;将载体的芯和涂层形成用溶液在捏合机和涂布机中混合并除去溶剂的捏合机和涂布机法;等等。
在双组分显影剂中,色调剂与载体之间(色调剂:载体)的混合比(重量比)优选为1:100~30:100,更优选为3:100~20:100。
图像形成设备和图像形成方法
下面将描述本示例性实施方式的图像形成设备和图像形成方法。
本示例性实施方式的图像形成设备包括:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对该图像保持部件的表面充电;静电荷图像形成单元,所述静电荷图像形成单元在图像保持部件的已充电表面上形成静电荷图像;显影单元,所述显影单元包含静电荷图像显影剂,并通过该静电荷图像显影剂使该图像保持部件表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像;转印单元,所述转印单元将该图像保持部件表面上形成的色调剂图像转印至记录介质的表面上;和定影单元,所述定影单元使转印至该记录介质表面上的色调剂图像定影。然后,作为静电荷图像显影剂,适用本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
在本示例性实施方式的图像形成设备中,执行包括下述步骤的图像形成方法(本示例性实施方式的图像形成方法):对图像保持部件的表面进行充电的充电步骤;在该图像保持部件的已充电表面上形成静电荷图像的静电荷图像形成步骤;使用本示例性实施方式的静电荷图像显影剂使该图像保持部件表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像的显影步骤;将该图像保持部件表面上形成的色调剂图像转印至记录介质表面上的转印步骤;和使转印至该记录介质表面上的色调剂图像定影的定影步骤。
对于本示例性实施方式的图像形成设备,可适用已知的图像形成设备,例如直接转印型设备,其将图像保持部件表面上形成的色调剂图像直接转印至记录介质上;中间转印型设备,其将图像保持部件表面上形成的色调剂图像一次转印至中间转印部件的表面上,并将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上;包含清洁单元的设备,所述清洁单元在色调剂图像转印后且图像保持部件充电前清洁图像保持部件的表面;包含擦除单元的设备,所述擦除单元在色调剂图像转印后且图像保持部件充电前通过使用电荷擦除性光照射图像保持部件的表面以擦除电荷。
在中间转印型设备中,转印单元例如包括:中间转印部件,其中色调剂图像被转印到其表面上;一次转印单元,所述一次转印单元将图像保持部件表面上形成的色调剂图像一次转印至中间转印部件的表面上;和二次转印单元,所述二次转印单元将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上。
此外,在本示例性实施方式的图像形成设备中,例如,包括显影单元的部分可以具有可从图像形成设备拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如,优选使用包含容纳本示例性实施方式的静电荷图像显影剂的显影单元的处理盒。
下面,将描述本示例性实施方式的图像形成设备的实例,但本发明不限于此。此外,将描述附图中所示的主要部分,而其他部分的描述将省略。
图1是示出本示例性实施方式的图像形成设备的构造示意图。
图1所示的图像形成设备包括电子照相系统的第一至第四图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元),它们基于分色的图像数据而输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)中各颜色的图像。这些图像形成单元(下文中简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K以预定间隔沿水平方向并行设置。此外,这些单元10Y、10M、10C和10K可以是可从图像形成设备拆卸下来的处理盒。
在图中单元10Y、10M、10C和10K各自的上部,中间转印带20作为中间转印部件经过各单元连续设置。中间转印带20缠绕从左侧方向至右侧方向分开设置并且接触中间转印带20内表面的驱动辊22和支持辊24,并沿从第一单元10Y至第四单元10K的方向行进。此外,通过弹簧等(未示出)在离开驱动辊22的方向上对支持辊24施加力,并且对缠绕在驱动辊22和支持辊24周围的中间转印带20施加张力。另外,在中间转印带20的图像保持部件一侧表面上设置与驱动辊22相对的中间转印部件清洁装置30。
另外,将具有容纳在色调剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色、品红色、青色和黑色四种颜色的色调剂供应至各单元10Y、10M、10C和10K的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K。
第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此,以设置在中间转印带行进方向的上游侧用于形成黄色图像的第一单元10Y作为代表来进行描述。此外,与第一单元10Y中相同的那些部分以带有代替黄色(Y)的品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的附图标记来指示,并由此将省略第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y包括用作图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围,依次设置有:充电辊(充电单元的实例)2Y,其将感光体1Y的表面充电至预定电位;曝光装置(静电荷图像形成单元的实例)3,其基于分色图像信号利用激光束3Y将已充电表面曝光以形成静电荷图像;显影装置(显影单元的实例)4Y,其将带电的色调剂供给至静电荷图像并使静电荷图像显影;一次转印辊(一次转印单元的实例)5Y,其将显影的色调剂图像转印至中间转印带20上;和感光体清洁装置(清洁单元的实例)6Y,其除去一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
此外,一次转印辊5Y位于中间转印带20的内侧并设置在与感光体1Y相对的位置。此外,施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)连接至各一次转印辊5Y、5M、5C和5K。通过控制单元(未示出)的控制,各偏压电源将改变施加于各一次转印辊的转印偏压。
下文中将描述第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在操作之前,通过充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y通过在导电性基板(例如,20℃时的体积电阻率小于或等于1×10-6Ωcm)上层压感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(树脂的一般电阻),并具有下述性质:当用激光束3Y照射感光层时,被激光束照射的部分的比电阻会改变。因此,根据由控制单元(未示出)发出的黄色图像数据,通过曝光装置3将激光束3Y输出至感光体1Y的已充电表面。用激光束3Y照射感光体1Y表面上的感光层,由此在感光体1Y的表面上形成具有黄色图像图案的静电荷图像。
静电荷图像是通过充电而在感光体1Y表面上形成的图像,并且是所谓的负潜像,其通过以下方式形成:由于激光束3Y而降低感光层受照射部分的比电阻,使感光体1Y表面的充电电荷能够流动,并且使激光束3Y未照射部分的电荷能够保留。
随着感光体1Y的行进,感光体1Y上形成的静电荷图像转动至预先确定的显影位置。然后,在显影位置处,显影装置4Y使感光体1Y上的静电荷图像通过显影装置4Y成为可视化图像(显影图像)作为色调剂图像。
在显影装置4Y中,例如,容纳至少包含黄色色调剂和载体的静电荷图像显影剂。黄色色调剂通过在显影装置4Y中搅拌而摩擦带电,包含具有与感光体1Y上的电荷相同极性(负极性)的电荷,并保持在显影剂辊(显影剂保持部件的实例)上。然后,感光体1Y的表面通过显影装置4Y,由此黄色色调剂静电附着于感光体1Y表面上经擦除的潜像部分上,并且通过黄色色调剂使潜像显影。其上形成有黄色色调剂图像的感光体1Y以预定速率继续行进,将感光体1Y上显影的色调剂图像输送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色色调剂图像被传送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,对色调剂图像施加从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力,由此将感光体1Y上的色调剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相反的极性(+),并且,例如,由控制器(未示出)在第一单元10Y中将转印偏压控制为+10μA。
另一方面,感光体清洁装置6Y将感光体1Y上残留的色调剂除去并收集。
另外,还基于第一单元,控制施加于第二单元10M后的一次转印辊5M、5C和5K的一次转印偏压。
因此,在第一单元10Y中转印了黄色色调剂图像的中间转印带20依次输送经过第二至第四单元10M、10C和10K,各颜色的色调剂图像重叠,并由此进行多重转印。
通过第一至第四单元多重转印了四种颜色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部分,所述二次转印部分包括与中间转印带20和中间转印带内表面接触的支持辊24以及设置在中间转印带20的图像保持表面一侧上的二次转印辊(二次转印单元的实例)26。另一方面,通过供给机构以预定的时机将记录纸(记录介质的实例)P供给与二次转印辊26和中间转印带20接触的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时,施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相同的极性(-),从而对色调剂图像施加从中间转印带20指向记录纸P的静电力,并且将中间转印带20上的色调剂图像转印至记录纸P上。而且,在此时,二次转印偏压根据对二次转印部分的电阻进行检测的电阻检测器(未示出)检测的电阻来确定,并且进行电压控制。
之后,将记录纸P输送至定影装置(定影单元的实例)28的一对定影辊的压接部分(辊隙部分),将色调剂图像定影至记录纸P,并形成定影图像。
作为转印色调剂图像的记录纸P,例如包括用于电子照相系统复印机和打印机等的普通纸。作为记录介质,除记录纸P外也可以包括OHP纸等。
为了进一步提高定影后图像表面的光滑性,记录纸P的表面优选是光滑的,例如,优选使用普通纸的表面经树脂等被覆的涂布纸、用于打印的铜版纸等等。
将完成彩色图像定影的记录纸P排至出口部分,由此完成一系列彩色图像形成操作。
处理盒和色调剂盒
现将描述本示例性实施方式的处理盒。
本示例性实施方式的处理盒是一种包含显影单元并且可从图像形成设备拆卸下来的处理盒,其中所述显影单元容纳本示例性实施方式的静电荷图像显影剂,并通过静电荷图像显影剂使图像保持部件表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像。
此外,本示例性实施方式的处理盒不限于上述构造,并且可以包括选自以下部件中的至少一种:显影装置以及必要时的诸如图像保持部件、充电单元、静电荷图像形成单元和转印单元等其他单元。
下面,将描述本示例性实施方式的处理盒的实例,但本发明并不限于此。此外,将描述附图中所示的主要部分,其他部分的描述将省略。
图2是显示本示例性实施方式的处理盒的构造示意图。
图2所示的处理盒200例如通过包含安装轨116和曝光用开口118的箱体117一体化组合并保持感光体107(图像保持部件的实例)和充电辊108(充电单元的实例)、显影装置111(显影单元的实例)和感光体清洁装置113(清洁单元的实例),并由此形成盒形状。
此外,在图2中,“109”是曝光装置(静电荷图像形成单元的实例),“112”是转印装置(转印单元的实例),“115”是定影装置(定影单元的实例),“300”是记录纸(记录介质的实例)。
接下来,将描述本示例性实施方式的色调剂盒。
本示例性实施方式的色调剂盒是容纳本示例性实施方式的色调剂的色调剂盒,并且可以从图像形成设备拆卸下来。色调剂盒容纳补充用色调剂,其供给至设置在图像形成设备中的显影单元。
此外,图1所示的图像形成设备是具有下述构造的图像形成设备:色调剂盒8Y、8M、8C和8K可以从图像形成设备拆卸下来,并且显影装置4Y、4M、4C和4K通过色调剂供给管(未示出)与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒相连。另外,当容纳于色调剂盒中的色调剂减少时,更换色调剂盒。
实施例
下面,将利用实施例详细描述本示例性实施方式,但本示例性实施方式不限于这些实施例。此外,在以下描述中,除非另外指出,否则“份”和“%”均基于重量。
聚酯树脂物理特性的测量方法
软化温度的测量
在模的细孔直径为0.5mm、加压负荷为0.98MPa(10kg/cm2)、温度提升速率为1℃/分钟的条件下,使用高架式流动测试仪CFT-500(由Shimadzu Corporation制造)获得软化温度,当1cm3的样品熔融流出时,软化温度为对应于从流出起点至流出终点的高度的1/2处的温度。
玻璃化转变温度
使用“DSC-20”热分析仪(由Seiko Co.,Ltd.制造),以恒定的升温速率(10℃/分钟)来加热10mg样品,从而测得玻璃化转变温度。
重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测量
使用装置HLC-8120GPC、SC-8020(由Tosoh Corporation制造)和柱TSKgelSuperHM-H(6.0mmID×15cm×2根)(由Tosoh Corporation制造),并使用四氢呋喃(THF)作为洗脱液。在样品浓度为0.5%,流速为0.6ml/分钟,样品注射量为10μl且测量温度为40℃的测量条件下,用RI检测器来进行实验。另外,用由Tosoh Corporation制造的“聚苯乙烯标样TSK标准”的10个样品:"A-500"、"F-1"、"F-10"、"F-80"、"F-380"、"A-2500"、"F-4"、"F-40"、"F-128"和"F-700"制备标准曲线。
酸值的测量
使用中和滴定法根据JIS K0070来测量酸值。即,取适宜量的样品,并添加100ml的溶剂(二乙醚和乙醇的液体混合物)和数滴指示剂(酚酞溶液),在水浴中振荡溶液直至样品溶解。对该溶液用0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液进行滴定,并将指示剂的淡红色持续显示了30秒钟的时间点设为终点。当酸值为A,样品的量为S(g),用于滴定的0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液为B(ml),f为0.1mol/l氢氧化钾乙醇溶液的系数时,酸值计算为A=(B×f×5.611)/S。
二羧酸的残留量
通过高效液相层析(HPLC)将聚酯树脂中残留的二羧酸量量化。作为柱,使用Shim-pack CLC-ODS(由Shimadzu Corporation制造),并以210nm的检测波长将所述量量化。
合成实施例1
特定的松香二醇(1)的合成
将作为二官能性环氧化物的97份新戊二醇二缩水甘油醚(商品名称SR-NPG,由Sakamoto Pharmaceutical Industry制造(145g/eq的环氧当量))、215份氢化松香(商品名称ForalAX,由Pinova制造(3.10×10-3mol/g的酸值))和作为反应催化剂的0.4份四乙基溴化铵(由Tokyo Chemical Industry制造)投入包含搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至160℃,进行羧基和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度下连续进行4小时,并在酸值为0.5mg KOH/g时停止,由此获得表1中所示的特定的松香二醇(1)。
特定的聚酯树脂的合成
将作为多元醇组分的312份特定的松香二醇(1)、133份丙二醇(由Wako PureChemical Industries,Ltd.制造)、作为多元羧酸组分的260份2,5-呋喃二羧酸(由TokyoChemical Industry制造)、69份对苯二甲酸(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)和作为反应催化剂的1.2份钛催化剂(商品名称Orgatics TC-400,由Matsumoto FineChemical Co.,Ltd.制造)投入包含装搅拌装置、加热装置、温度计、分馏装置和氮气导入管的不锈钢反应容器中,在氮气气氛下搅拌的同时,于230℃进行7小时缩聚反应。确认各分子量和各酸值,由此获得聚酯树脂(1)。各分子量、各酸值、各玻璃化转变温度和各软化温度的测量结果在表2中示出。
合成实施例2~8与比较性合成实施例1和3
通过与合成特定的聚酯树脂相同的方法合成聚酯树脂(2)~(8)与(C1)和(C3),不同之处在于使用表2中示出的多元羧酸组分和多元醇组分。各分子量、各酸值、各玻璃化转变温度和各软化温度的测量结果在表2中示出。
此外,表2所示松香二醇编号对应于表1中所示的特定的松香二醇编号。
表1
比较性合成实施例2
比较性松香二醇(1)的合成
将作为环氧化合物的49份缩水甘油(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)、215份氢化松香(商品名称ForalAX,由Pinova制造(3.10×10-3mol/g的酸值))和作为反应催化剂的0.4份四乙基溴化铵(由Tokyo Chemical Industry制造)投入包含搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的不锈钢反应容器中,使温度升至160℃,进行羧基和环氧化合物中的环氧基之间的开环反应。使反应在相同的温度下连续进行4小时,并在酸值为0.5mg KOH/g时停止,由此获得以下比较性松香二醇(1)。
此外,表2中所示的“比较(1)”表示比较性松香二醇(1)。
比较性聚酯树脂(2)的合成
通过与合成特定的聚酯树脂相同的合成方法合成比较性聚酯树脂(C2),不同之处在于使用表2中所示的多元羧酸组分和多元醇组分。
比较性合成实施例4
比较性松香二羧酸(2)的合成
将通过蒸馏进行纯化处理(蒸馏条件:6.6kPa,220℃))的400g脂松香、105g丙烯酸(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)和0.2g叔丁基邻苯二酚添加至包含搅拌装置、加热装置、冷却管和温度计的反应装置中,并在220℃下反应12小时,由此获得以下比较性松香二羧酸(2)。其后,在6.6kPa的降压条件下于220℃进行蒸馏,从而去除未反应的丙烯酸。
此外,表2中的“比较(2)”表示比较性松香二羧酸(2)。
比较性聚酯树脂(4)的合成
通过与合成特定的聚酯树脂相同的合成方法合成比较性聚酯树脂(C4),不同之处在于使用表2中所示的多元羧酸组分和多元醇组分。
实施例1
色调剂颗粒的制备
·聚酯树脂(1) 100份
·品红色颜料(C.I.颜料红57) 3份
·固体石蜡(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造的HNP-9) 10份
将上述材料通过挤出机捏合,并且用表面粉碎型粉碎机进行粉碎。之后,通过风力分级器(由Nisshin Engineering制造的Turbo Classifier TC-15N)将材料分级为细颗粒和粗颗粒,并且将获得中等尺寸的颗粒的步骤重复三次,由此获得体积平均粒径为8μm的品红色色调剂颗粒。
色调剂的制备
通过高速混合机将100份色调剂颗粒和0.5份二氧化硅(由Nippon Aerosil制造的R812)混合,由此获得混合的色调剂(1)。
显影剂的制备
通过翻滚振荡混合器将7份色调剂(1)和100份载体(粒径为50μm的铁氧体经甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物被覆的产物)混合,获得显影剂。
实施例2~4和比较例1~4
通过与实施例1相同的方法获得各实施例的色调剂颗粒、色调剂和显影剂,不同处在于将聚酯树脂(1)变为表2中所示的聚酯树脂(2)~(4)和(C1)~(C4)中任意一项。
此外,实施例2~4和比较例1~4中制备的色调剂分别是色调剂(2)~(4)和(C1)~(C4)。
实施例5
非晶性聚酯树脂颗粒分散液的制备
将200份聚酯树脂(1)投入高温高压乳化装置(由Eurotech制造的CavitronCD1010),并在120℃的温度下加热熔化。另外,制备浓度为0.37重量%的稀氨水溶液(其中氨水溶液通过离子交换水稀释),并将其以0.1升/分钟的速度输送至高温高压乳化装置同时用热交换器以120℃加热。高温高压乳化装置在转子的旋转速率为60Hz和压力为5kg/cm2的条件下运行,由此获得非晶性聚酯树脂颗粒分散液(30重量%的固体含量和160nm的体积平均粒径)。
结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制备
将115份十二烷二酸(由Tokyo Chemical Industry制造)和101份十二烷二醇(由byUbe Industries,Ltd.制造)投入烧瓶中,用1小时将温度升至160℃,并确认将所述材料在反应体系中搅拌,然后将0.02份二丁基氧化锡放入烧瓶中。在去除生成的水的同时用6小时将温度升高至200℃,在200℃下连续进行脱水缩合反应4小时,完成反应。将反应液冷却,然后进行固液分离,并且将固体材料在真空状态下于40℃干燥,由此获得结晶性聚酯树脂。
·结晶性聚酯树脂 50份
·阴离子型表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的Neogen SC) 2份
·离子交换水 200份
将上述材料在120℃下混合并加热,通过均化器(由IKA Company制造的Ultra TurraxT50)分散,然后通过压力排出型均化器进行分散处理。当体积平均粒径为180nm时收集材料,获得固体含量为20重量%的结晶性聚酯树脂颗粒分散液。
着色剂颗粒分散液的制备
·青色颜料(C.I.颜料蓝15:3) 20份
·阴离子型表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的Neogen SC) 2份
·离子交换水 80份
将上述材料混合,并通过高压冲击型分散机(由Sugino Machine Company制造的Ultimizer HJP30006)分散1小时,由此获得着色剂颗粒分散液(20重量%的固体含量和180nm的体积平均粒径)
防粘剂颗粒分散液的制备
·脂肪酸酯(由NOF制造的WEP-5) 50份
·阴离子型表面活性剂(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的Neogen RK) 5份
·离子交换水 200份
将上述材料混合并加热,用均化器(由IKA Company制造的Ultra Turrax T50)分散,然后通过Manton Gaulin高压均化器(由Gaulin Company制造)进行分散处理,从而获得防粘剂颗粒分散液(20重量%的固体含量和180nm的体积平均粒径)。
色调剂颗粒的制备
·非晶性聚酯树脂颗粒分散液 150份
·结晶性聚酯树脂颗粒分散液 50份
·着色剂颗粒分散液 25份
·防粘剂颗粒分散液的制备 40份
·聚氯化铝 0.4份
·离子交换水 100份
将上述材料容纳在圆形不锈钢烧瓶中,并用均化器(由IKA Company制造的UltraTurrax T50)分散,然后在加热用油浴中进行搅拌的同时加热至48℃。将所述材料维持在48℃下60分钟,并且添加70份非晶性聚酯树脂颗粒分散液。其后,用0.5mol/L的氢氧化钠水溶液将反应体系内的pH制备为8.0,然后将不锈钢烧瓶密封,使用磁性密封物将搅拌轴密封,并且在连续搅拌的同时将所述材料加热至90℃并维持3小时。其后,以2℃/分钟的降温速率将所述材料冷却至室温,过滤,并且通过离子交换水充分清洗,然后通过Nutsche型抽滤进行固液分离。将固形物用3L离子交换水在30℃下再次分散,以300rpm搅拌15分钟并清洗。将清洗操作重复六次,当滤液的pH为7.54且电导率为6.5μS/cm时,通过使用No.5A滤纸的Nutsche型抽滤进行固液分离。然后,连续进行12小时真空干燥,由此获得色调剂颗粒。色调剂颗粒的体积平均粒径为5.9μm。
色调剂的制备
将用六甲基二硅氮烷进行了表面疏水处理的二氧化硅颗粒(一次颗粒平均粒径为40nm)和作为偏钛酸与异丁基三甲氧基硅烷的反应产物的偏钛酸化合物颗粒(一次颗粒平均粒径为20nm)添加到色调剂颗粒中以在色调剂颗粒表面上的各覆盖率为40%,并通过亨舍尔混合机进行混合,由此制备色调剂(5)。
显影剂的制备
将色调剂和载体(体积平均粒径为50μm的铁氧体经1重量%的聚甲基丙烯酸酯被覆的产物)混合以使色调剂浓度为5重量%,并且通过球磨机搅拌混合5分钟,由此制备显影剂。
实施例6~10和比较例5~8
通过与实施例5相同的方法获得色调剂颗粒、色调剂和显影剂,不同处在于将聚酯树脂(1)变为表2中所示的聚酯树脂(4)~(8)和(C1)~(C4)中任一项,并且制备非晶性聚酯树脂颗粒分散液。
此外,实施例6~10和比较例5~8中制备的色调剂分别是色调剂(6)~(10)和(C5)~(C8)。
评价
对于通过实施例1~10和比较例1~8中各例中获得的色调剂和显影剂进行下述评价。其结果在表3和表4中示出。
色调剂的带电性
将每种显影剂在30℃的温度和85%的相对湿度环境中保持15小时(15h)和30分钟(30h),然后用由Toshiba制造的排出式带电量测定机测量带电量。
色调剂的热保存性(耐热粘连性)
在丙烯杯上称量各色调剂10g,并在50℃和50%RH的环境中保持17小时,通过以下标准评价粘连(凝集)状态。
A:当倾斜丙烯杯时,色调剂流动;
B:当移动丙烯杯时,色调剂缓慢崩解并流出;
C:生成粘连体,并且当用尖锐物体戳刺粘连体时,所述粘连体破裂;和
D:生成粘连体,并且即使用尖锐物体戳刺粘连体,所述粘连体也几乎不破裂。
颗粒分散液的评价
在实施例1~10和比较例1~8中,在制备色调剂颗粒期间,通过用Beckman-Coulter在非晶性聚酯树脂颗粒分散液的制备步骤中测量分散液的粒径。
A:中间直径为0.120μm~0.190μm,并且不存在粒径大于或等于1μm的颗粒。
B:中间直径为0.090μm~0.240μm(不包括A的范围),并且不存在粒径大于或等于1μm的颗粒。
C:中间直径为0.090μm~0.240μm,并且存在粒径大于或等于1μm的颗粒,以及沉淀。
D:中间直径为1μm,并且存在沉淀。
通过上述结果可知,在色调剂的带电性和热保存性的评价中,与比较例相比,本发明的实施例获得了优异的结果。
提供对本发明的示例性实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。
Claims (4)
1.一种色调剂用聚酯树脂,所述聚酯树脂含有源自具有呋喃环的二羧酸的重复单元和源自由下式(1)表示的二醇的重复单元:
其中,在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢或甲基;L1表示选自由醚基、链状亚烷基、环状亚烷基及其组合组成的组中的二价连接基团;L2和L3各自独立地表示选自由羰基、酯基、醚基、磺酰基、链状亚烷基、环状亚烷基、亚芳基及其组合组成的组中的二价连接基团,并且L1与L2、或L1与L3形成环或不形成环;并且A1和A2各自独立地表示来源于氢化松香的松香酯基。
2.如权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂,其中,所述具有呋喃环的二羧酸为2,5-呋喃二羧酸。
3.一种静电荷图像显影用色调剂,所述色调剂包含色调剂颗粒,所述色调剂颗粒含有权利要求1所述的色调剂用聚酯树脂。
4.一种静电荷图像显影剂,所述显影剂包含权利要求3所述的静电荷图像显影用色调剂。
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