CN106325012A - 用于使静电荷图像显影的调色剂及其制备方法 - Google Patents
用于使静电荷图像显影的调色剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106325012A CN106325012A CN201610516123.XA CN201610516123A CN106325012A CN 106325012 A CN106325012 A CN 106325012A CN 201610516123 A CN201610516123 A CN 201610516123A CN 106325012 A CN106325012 A CN 106325012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- toner
- resin
- range
- polyester resin
- amorphous polyester
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/093—Encapsulated toner particles
- G03G9/0935—Encapsulated toner particles specified by the core material
- G03G9/09357—Macromolecular compounds
- G03G9/09371—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08742—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- G03G9/08755—Polyesters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0802—Preparation methods
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0802—Preparation methods
- G03G9/0804—Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08795—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/093—Encapsulated toner particles
- G03G9/09307—Encapsulated toner particles specified by the shell material
- G03G9/09314—Macromolecular compounds
- G03G9/09328—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/093—Encapsulated toner particles
- G03G9/09392—Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
本发明涉及用于使静电荷图像显影的调色剂及其制备方法。所述用于使静电荷图像显影的调色剂具有优异的在低温下的定影性和优异的保存性并降低调色剂制造中的能量消耗量,且包括选自铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的三种或更多种元素,其中各元素的含量和所述基于无定形聚酯的树脂的特性如在说明书中所描述的。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月2日在日本知识产权局提交的日本专利申请No.2015-133331以及2016年1月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0011958的优先权和权益,将它们二者的全部内容引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及用于使静电荷图像显影的调色剂、以及其制造方法。
背景技术
目前在多种领域中使用通过利用静电荷图像将图像信息可视化的方法。这样的方法的实例为电子照相方法,在电子照相方法中,在使感光体表面均匀地带电之后,在感光体表面上形成静电荷图像,和通过使用显影剂将静电潜像显影。显影剂可包括调色剂,并且经显影的图像称为调色剂图像。将该调色剂图像转印并且定影至记录介质以形成图像。作为显影剂,可使用包括调色剂和载体的双组分显影剂。替代地,可使用仅包括磁性调色剂或非磁性调色剂的单组分显影剂。近年来,为了降低功率消耗和为了节能,常常将调色剂图像在低温下定影。为了将调色剂图像在低温下定影,可使用降低调色剂的粘合剂树脂的玻璃化转变温度的方法。此外,根据制造调色剂的方法,可使用捏合和研磨方法,其中将热塑性树脂与着色剂例如颜料、电荷控制剂、以及脱模剂例如蜡一起熔融-捏合,并且在冷却之后碾磨和分级。然而,在通常的捏合和研磨方法中,调色剂形状和调色剂表面结构是不规则的。结果,通过如下导致可靠性恶化:由于显影剂的电荷恶化、调色剂飞散、和显影性恶化引起的显示品质恶化。因此,近年来,已经提出了通过能够强地控制调色剂形状和调色剂表面结构的乳液聚合聚集方法制造调色剂的方法(例如,专利文献1和专利文献2)。根据所述调色剂制造方法,至少,将通过乳液聚合制造的树脂粒子分散溶液和其中将着色剂分散在溶剂中的着色剂颗粒分散溶液混合,并且形成与调色剂粒度对应的聚集材料。接着,将所述聚集材料加热以使其熔化(熔合,fuse)和聚结,并且获得期望粒度的调色剂颗粒。根据该制造方法,不仅促进调色剂颗粒的小的粒度,而且获得在颗粒分布方面优异的调色剂。作为调色剂的粘合剂树脂,已经通常使用具有优异的定影性和持久性的聚酯树脂。通常,必须在超过200℃的高温下合成聚酯树脂,且最近,从降低环境影响的观点来看,为了降低调色剂制造过程中消耗的能量,已经研究了聚酯树脂在低温下的聚合。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)日本专利公布No.1988-282752
(专利文献2)日本专利公布No.1994-250439
该背景部分中公开的以上信息仅用于增强本发明的背景的理解并且因此其可包含不形成在本国对于本领域普通技术人员来说已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
如上所述,为了在低温下定影,已经提出了降低调色剂粘合剂树脂的玻璃化转变温度的方法,然而,如果降低调色剂粘合剂树脂的玻璃化转变温度,则由于调色剂在印刷机内或者在运输期间聚集,保存性恶化。
此外,如上所述,已经研究了聚酯树脂在低温下的聚合,然而,在使用常规的低温聚合聚酯树脂的调色剂中,低温定影性和保存性可得不到满足。
因此,示例性实施方式提供如下的用于使静电荷图像显影的调色剂、以及其制造方法:其具有优异的低温定影性和优异的保存性并且降低制造所述调色剂时的能量消耗。
通过反复研究,本发明人通过控制用作粘合剂树脂的聚酯树脂的芳族环浓度、重均分子量和玻璃化转变温度以及调色剂中的金属量而得到了具有优异的低温定影性和优异的保存性的用于使静电荷图像显影的调色剂。此外,在用作粘合剂树脂的聚酯树脂的合成中,通过调节单体种类(类型)和组合比率、以及催化剂的种类,从而将合成温度降低至低于150℃,发现可显著降低粘合剂树脂合成中的能量消耗。
已经根据该发现完成了示例性实施方式并且示例性实施方式具有以下配置。
配置1
用于使静电荷图像显影的调色剂包括:选自包括铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的组的三种或更多种元素,其中当被包括时,铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内,且氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内;和粘合剂树脂,其包括基于无定形聚酯的树脂,其中:
(1)所述基于无定形聚酯的树脂的芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,
(2)所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,
(3)所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,和
(4)如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足方程1,和如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足方程2:
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
配置2
在配置1的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述基于无定形聚酯的树脂可具有多元羧酸组分(成分)作为结构单元,和所述多元羧酸组分可具有对应于三个或更多个羧基的取代基。
配置3
在配置1或2的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述基于无定形聚酯的树脂可包括由选自化学式1到7的任一个表示的结构单元:
(化学式1)
(在化学式1中,
R1为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,
R2为羰基、磺酰基、或氧原子,
B为二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团、二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团、二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团、二价的取代或未取代的芳族烃基团、取代或未取代的二苯基亚甲基、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键的二价官能团、或者在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团),
(化学式2)
(在化学式2中,Cy为饱和的4-6原子环、不饱和的4-6原子环、或者联苯基,并且R1和B与化学式1中相同),
(化学式3)
(在化学式3中,一个R3为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,另一个R3为羧基,并且B与化学式1中相同),
(化学式4)
(在化学式4中,R3与化学式3中相同,并且B与化学式1中相同),
(化学式5)
(在化学式5中,R3和B与化学式4中相同),
(化学式6)
(在化学式6中,R3和B与化学式4中相同),和
(化学式7)
(在化学式7中,D为其至少一个氢原子被羧基代替的二价的饱和或不饱和的直链或支化的脂族烃基团,并且B与化学式1中相同)。
配置4
在配置3的用于使静电荷图像显影的调色剂中,当B具有取代基时,其取代基为具有1-10的碳数的烃基。
配置5
在配置3或4的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述基于无定形聚酯的树脂中的所述结构单元的含量可在0.02mol/kg-0.35mol/kg的范围内。
配置6
在配置1-5的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述粘合剂树脂可包括结晶性聚酯树脂
(A)通过差示扫描量热法(DSC)测定的所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量可在2.0-10.0W/g的范围内,
(B)所述结晶性聚酯树脂的重均分子量可在5,000-15,000的范围内,
(C)在差示扫描量热仪测量的吸热曲线中,在升高温度时的所述结晶性聚酯树脂的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内,
(D)所述结晶性聚酯树脂可包括硫元素、氟元素、或这两者,
(E)所述结晶性聚酯树脂的具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量可在1至小于10%的范围内。
配置7
在配置1-6任一项的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述用于使静电荷图像显影的调色剂包括提供到外表面的包覆层,和
所述包覆层可包括所述基于无定形聚酯的树脂。
配置8
在配置7的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述包覆层可具有0.2-1.0μm的厚度。
配置9
在配置1-8任一项的用于使静电荷图像显影的调色剂中,所述用于使静电荷图像显影的调色剂可具有3-25mgKOH/g的酸值。
配置10
在配置1-9任一项的用于使静电荷图像显影的调色剂中,体均粒度可在3-9μm的范围内,
具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量可在3数量%或更少的范围内,和
所述具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有作为数均粒度的1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率在2.0-4.0的范围内。
配置11
制造用于使静电荷图像显影的调色剂的方法包括:
基于无定形聚酯的树脂合成过程,其中使第一多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在150℃或更低的温度下脱水缩合,其中(i)通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长(扩链,extend),然后通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,从而合成所述基于无定形聚酯的树脂,或者(ii)通过脱水缩合获得的树脂通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,然后在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,使得合成所述基于无定形聚酯的树脂;
形成所述基于无定形聚酯的树脂的胶乳的基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程;
结晶性聚酯树脂合成过程,其中使脂族多元羧酸组分和脂族多元醇组分在催化剂的存在下在100℃或更低的温度下脱水缩合,从而合成结晶性聚酯树脂;
形成所述结晶性聚酯树脂的胶乳的结晶性聚酯树脂胶乳形成过程;
将至少所述基于无定形聚酯的树脂胶乳和所述结晶性聚酯树脂胶乳混合以形成混合溶液的混合溶液形成过程;
第一聚集颗粒形成过程,其中通过向所述混合溶液添加絮凝剂而使所述基于无定形聚酯的树脂和所述结晶性聚酯树脂聚集以形成第一聚集颗粒;
包覆的聚集颗粒形成过程,其在所述第一聚集颗粒的表面上提供由所述基于无定形聚酯的树脂形成的包覆层以形成包覆的聚集颗粒;和
熔化合并(fusion unity)过程,其使所述包覆的聚集颗粒在比所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下熔化合并,
(1)所述基于无定形聚酯的树脂的芳族环浓度可在4.5-5.8mol/kg的范围内,
(2)所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)可在7,000-50,000的范围内,
(3)所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度(Tg)可在50-70℃的范围内,
(4)如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则可满足方程1,和如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则可满足方程2,和
(A)通过差示扫描量热法测定的所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量可在2.0-10.0W/g的范围内,
(B)所述结晶性聚酯树脂的重均分子量可在5,000-15,000的范围内,
(C)对于差示扫描量热法的吸热曲线,在升高温度时的所述结晶性聚酯树脂的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值可在3-5℃的范围内,
(D)所述结晶性聚酯树脂可包括硫元素、氟元素、或这两者,
(E)所述结晶性聚酯树脂的具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内,
所述催化剂可包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素,和
所述絮凝剂可包括铁元素和硅元素。
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
如上所述,根据本发明,所述用于使静电荷图像显影的调色剂包括通过至少包括来自包括铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的组的铁元素、硅元素和硫元素而选择的三种或更多种元素,其中铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内,当包括氟元素时,氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,并且所述粘合剂树脂至少包括基于无定形聚酯的树脂。对于所述基于无定形聚酯的树脂,(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足方程1,和如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足方程2:
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
所述用于使静电荷图像显影的调色剂的制造方法包括:基于无定形聚酯的树脂合成过程,其中使第一多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在150℃或更低的温度下脱水缩合,其中(i)通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,然后通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,从而合成所述基于无定形聚酯的树脂,或者(ii)通过脱水缩合获得的树脂通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,然后在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,使得合成所述基于无定形聚酯的树脂;形成所述基于无定形聚酯的树脂的胶乳的基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程;结晶性聚酯树脂合成过程,其中使脂族多元羧酸组分和脂族多元醇组分在催化剂的存在下在100℃或更低的温度下脱水缩合,从而合成所述结晶性聚酯树脂;形成所述结晶性聚酯树脂的胶乳的结晶性聚酯树脂胶乳形成过程;将至少所述基于无定形聚酯的树脂胶乳和所述结晶性聚酯树脂胶乳混合以形成混合溶液的混合物溶液形成过程;第一聚集颗粒形成过程,其中通过向所述混合溶液添加絮凝剂而使所述基于无定形聚酯的树脂和所述结晶性聚酯树脂聚集以形成第一聚集颗粒;包覆的聚集颗粒形成过程,其在所述第一聚集颗粒的表面上提供由所述基于无定形聚酯的树脂形成的包覆层以形成包覆的聚集颗粒;和熔化合并过程,其使所述包覆的聚集颗粒在比所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下熔化合并,其中对于所述基于无定形聚酯的树脂,(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内则满足方程1,且如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内则满足方程2,和对于所述结晶性聚酯树脂,(A)通过差示扫描量热法测得的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内,(B)重均分子量在5,000-15,000的范围内,(C)对于差示扫描量热法的吸热曲线,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内,(D)包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素,(E)具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内,所述催化剂包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素,和所述絮凝剂包括铁元素和硅元素。因此,可制造这样的用于使静电荷图像显影的调色剂:其具有优异的低温定影性和优异的保存性并且降低调色剂制造中的能量消耗量。
具体实施方式
下文中将详细描述本发明的实施方式。
然而,下面的描述为第一实施方式,并且本发明不限于第一实施方式的配置。
用于使静电荷图像显影的调色剂
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂包括粘合剂树脂。
作为所述粘合剂树脂,可使用具有以下特性(1)-(4)的基于无定形聚酯的树脂。在本说明书中,该聚酯树脂被称为第一聚酯树脂。
(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内;
(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内;
(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内;
(4)如果重均分子量(Mw)为7,000或更大至小于14,000时,则满足方程1,和如果重均分子量(Mw)为14,000或更大至50,000,则满足方程2。
(方程1)Tg=7.26×ln(Mw)+a(其中-19.33≤a≤-4.29)
(方程2)Tg=2.67×ln(Mw)+b(其中21.07≤b≤39.48)。
可通过控制用作单体的多元羧酸组分、多元醇组分和多异氰酸酯组分的种类,或者多元羧酸组分、多元醇组分、和多异氰酸酯组分的组合比率而控制第一聚酯树脂的特性(1)。
第一聚酯树脂的芳族环浓度,如上所述,在4.5-5.8mol/kg、例如4.5-5.5mol/kg的范围内。如果芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,则可获得其低温定影性和保存性优异的用于使静电荷图像显影的调色剂。如果芳族环浓度超过5.8mol/kg,则低温定影性可恶化,使得其不是优选的。如果芳族环浓度小于4.5mol/kg,则保存性可恶化,使得其不是优选的。第一聚酯树脂的芳族环浓度,如稍后描述的,可通过分析紫外线吸收光谱而获得。
可通过选择用作单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类、或者多元羧酸组分和多元醇组分的组合比率而控制第一聚酯树脂的特性(2)。
第一聚酯树脂的重均分子量(Mw),如上所述,在7,000-50,000、例如10,000-43,000的范围内。如果重均分子量在7,000-50,000的范围内,则可获得其低温定影性和保存性优异的用于使静电荷图像显影的调色剂。如果重均分子量(Mw)超过50,000,则低温定影性恶化。如果重均分子量(Mw)小于7,000,则保存性可恶化。
第一聚酯树脂的重均分子量,如稍后描述的,可通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量而获得。
可通过控制用作单体的多元羧酸组分、多元醇组分、和多异氰酸酯组分的种类,或者多元羧酸组分、多元醇组分、和多异氰酸酯组的组合比率而控制第一聚酯树脂的特性(3)。
第一聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg),如上所述,在50-70℃、例如55-65℃的范围内。如果玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,则可获得具有优异的低温定影性和优异的保存性的用于使静电荷图像显影的调色剂。如果玻璃化转变温度(Tg)超过70℃,则低温定影性恶化,使得其不是优选的。如果玻璃化转变温度(Tg)低于50℃,则保存性和电荷性质恶化,使得其不是优选的。
第一聚酯树脂的玻璃化转变温度,如稍后描述的,可由差示扫描量热仪测量的差示扫描量热曲线获得。
可通过控制用作单体的多元羧酸组分、多元醇组分和多异氰酸酯组分的种类,或者多元羧酸组分、多元醇组分、和多异氰酸酯组分的组合比率而控制第一聚酯树脂的特性(4)。
第一聚酯树脂的重均分子量和玻璃化转变温度在重均分子量(Mw)为7,000或更大至小于14,000时满足方程1,和在重均分子量(Mw)为14,000或更大至50,000时满足方程2。当满足方程1或方程2时,可获得具有优异的低温定影性和优异的保存性的用于使静电荷图像显影的调色剂。
(方程1)Tg=7.26×ln(Mw)+a(其中-19.33≤a≤-4.29)
(方程2)Tg=2.67×ln(Mw)+b(其中21.07≤b≤39.48)
第一聚酯树脂可包括由以下化学式1到7中的任一个表示的结构单元。由化学式1到7表示的结构单元在侧链处具有羧基。因此,通过包括由化学式1到7中的任一个表示的结构单元,可将玻璃化转变温度控制在50-70℃的范围内。
(化学式1)
在化学式1中,R1为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,且R2为羰基、磺酰基、或氧原子。B为二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团、二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团、二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团、二价的取代或未取代的芳族烃基团、取代或未取代的二苯基亚甲基、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键的二价官能团、或者在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团。换而言之,B可为二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团、二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团、二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团、二价的取代或未取代的芳族烃基团、或者取代或未取代的二苯基亚甲基(下文中称为第一官能团),可为在两个末端处均具有第一官能团并且在内部(即,在两个末端之间)具有酯键的二价官能团,或者可为在两个末端处均具有第一官能团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团。此外,当B具有取代基时,其取代基可为1-10的碳数的烃基团。
(化学式2)
在化学式2中,Cy为饱和的4-6原子环、不饱和的4-6原子环、或者联苯基,并且R1和B与化学式1中相同。
(化学式3)
在化学式3中,一个R3为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,另一个R3为羧基,并且B与化学式1中相同。
(化学式4)
在化学式4中,R3与化学式3中相同,并且B与化学式1中相同。
(化学式5)
在化学式5中,R3和B与化学式4中相同。
(化学式6)
在化学式6中,R3和B与化学式4中相同。
(化学式7)
在化学式7中,D为其至少一个氢原子被羧基代替的二价的饱和或不饱和的直链或支化的脂族烃基团,并且B与化学式1中相同。
第一聚酯树脂可以0.02-0.35mol/kg、例如0.08-0.3mol/kg的范围包括由化学式1到7表示的结构单元。如果所述结构单元的含量在0.02-0.35mol/kg的范围内,则可将玻璃化转变温度控制在50-70℃的范围内。如果所述结构单元的含量超过0.35mol/kg,则玻璃化转变温度升高,使得其不是优选的。如果所述结构单元的含量低于0.02mol/kg,则玻璃化转变温度降低,使得其不是优选的。
可通过选择用作单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类、或者调节多元羧酸组分和多元醇组分的组合比率而控制第一聚酯树脂的由化学式1到7表示的结构单元的含量。
第一聚酯树脂可如下合成:通过将第一多元羧酸组分和多元醇组分脱水缩合,(i)通过将通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,然后将所述树脂通过第二多元羧酸组分延长,或者(ii)通过将通过脱水缩合获得的树脂通过第二多元羧酸组分延长,然后将所述树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的第一多元羧酸组分,其没有特别限制,然而可使用具有对应于两个羧基的取代基的多元羧酸组分。当具有对应于两个羧基的取代基时,例如,可存在具有两个羧基的情况和具有一个酸酐基团的情况。作为能够用于形成第一聚酯树脂的第一多元羧酸组分,可使用具有对应于两个羧基的取代基的通常的有机多元羧酸例如脂族羧酸、芳族羧酸、以及其酸酐、和其酯例如低级烷基(具有1-4的碳数)酯。作为详细实例,作为(任选地包括局部环的)脂族二羧酸,可使用具有2-50的碳数的链烷烃二羧酸(草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸等)、具有4-50的碳数的链烯烃二羧酸(链烯基琥珀酸例如十二碳烯基琥珀酸、马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸、和戊烯二酸)。作为芳族二羧酸,可使用具有8-36的碳数的芳族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)以及其酸酐和低级烷基(具有1-4的碳数)酯。
能够用于形成第一聚酯树脂的第二多元羧酸组分可为具有对应于三个或更多个羧基的取代基。作为第二多元羧酸组分,当使用对应于三个或更多个羧基的取代基时,在第一聚酯树脂的结构单元中,得自具有对应于三个或更多个羧基的取代基的多元羧酸组分的结构增加。作为具有对应于三个或更多个羧基的取代基的情况,例如,可存在具有三个羧基的情况、具有一个酸酐基团和一个羧基的情况、和具有两个酸酐基团的情况。作为能够用于形成第一聚酯树脂的第二多元羧酸组分,可存在具有对应于三个或更多个羧基的取代基的通常的有机多元羧酸。作为详细实例,可使用偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、4,4’-联邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4-(2,5-二氧代-四氢呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二羧酸酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐、内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、1,3,5-苯三羧酸、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、4,4’-氧基二邻苯二甲酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、或者3,4,9,10-苝四羧酸二酐。如果使用偏苯三甲酸酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用均苯四甲酸二酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用4,4’-联邻苯二甲酸二酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐,则获得包括由化学式1表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用4-(2,5-二氧代-四氢呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氢萘-1,2-二羧酸酐,则获得包括由化学式3表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用萘-1,4,5,8-四羧酸二酐,则获得包括由化学式5表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐,则获得包括由化学式7表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用1,3,5-苯三羧酸,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐,则获得包括由化学式1表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用4,4’-氧基二邻苯二甲酸酐,则获得包括由化学式1表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐,则获得包括由化学式2表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐,则获得包括由化学式4表示的结构单元的第一聚酯树脂。如果使用3,4,9,10-苝四羧酸二酐,则获得包括由化学式6表示的结构单元的第一聚酯树脂。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的多元醇组分,其没有特别限制。例如,可使用具有2-36的碳数的脂族二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2,3-戊二醇、1,6-己二醇、2,3-己二醇、3,4-己二醇、新戊二醇、1,7-庚二醇、十二烷二醇等);具有4-36的碳数的聚亚烷基醚二醇(一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等);具有2-36的碳数的脂族二醇的具有2-4的碳数的环氧烷烃(下文中,简写为AO)[环氧乙烷(下文中,简写为EO)、环氧丙烷(下文中,简写为PO)、环氧丁烷等]加合物(加合摩尔数:2-30);具有6-36的碳数的脂族环型二醇(1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等);所述脂族环型二醇的具有2-4的碳数的AO加合物(加合摩尔数2-30);双酚(双酚A、双酚F、和双酚S等)的具有2-4的碳数的AO加合物(加合摩尔数2-30)。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的用于氨基甲酸酯延长的多异氰酸酯组分,可使用通常的有机多异氰酸酯组分。
例如,可使用二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、对-亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二苄基二甲基甲烷p,p'-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、降冰片烯二异氰酸酯等,以及这些二异氰酸酯化合物的异氰脲酸酯化合物即这些二异氰酸酯化合物的加合物。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂使用两种或更多种具有上述特性(1)-(4)的聚酯树脂的混合物作为第一聚酯树脂。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂使用结晶性聚酯树脂以及第一聚酯树脂作为粘合剂树脂。在本说明书中,所述结晶性聚酯树脂被称为第二聚酯树脂。
能够用作粘合剂树脂的所述结晶性聚酯树脂具有以下特性(A)-(E)。
(A)通过差示扫描量热法(DSC)测量测得的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内;
(B)重均分子量在5,000-15,000的范围内;
(C)在差示扫描量热仪测量的吸热曲线中,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内;
(D)包括至少包括选自硫元素和氟元素的硫元素的一种或多种元素;和
(E)具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内。
所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量,如上所述,可在2.0-10W/g、例如2.5-9.0W/g的范围内。如果在熔化中的吸热量在2.0-10W/g的范围内,则可通过较少的热量来促进所述用于使静电荷图像显影的调色剂的熔化并且所述结晶性聚酯树脂可具有高的结晶度。如果在熔化中的吸热量超过10W/g,则需要较大的用于所述结晶性聚酯树脂的熔化的热量,使得其不是优选的。其在熔化中的吸热量低于2.0W/g的结晶性聚酯树脂具有低的结晶度,使得其不是优选的。
所述结晶性聚酯树脂的重均分子量,如上所述,在5,000-15,000的范围内。如果重均分子量低于5,000,则产生与所述无定形聚酯树脂的不相容性,使得可导致调色剂较低的保存性。如果重均分子量超过15,000,则加剧调色剂低温定影性恶化。
所述结晶性聚酯树脂的在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值,如上所述,在3-5℃的范围内。当在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值低于3℃时,则其难以在保证所述树脂的组成的同时被合成。当在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值超过5℃时,调色剂保存性恶化,并且在调色剂长期存储之后保持定影性能可为困难的。
所述结晶性聚酯树脂,如上所述,包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素作为得自用于在100℃下的合成的催化剂的元素。
在所述结晶性聚酯树脂中,具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1-10%的范围内。如果具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量超过10%,则可发生在长期存储之后的调色剂热稳定性恶化并且调色剂定影下限性能恶化。如果具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量低于1%,则调色剂定影下限性能可恶化。
可通过控制用作所述结晶性聚酯树脂的单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类或者调节多元羧酸组分和多元醇组分的组合比率而控制所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量以及在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值。此外,可通过控制制造中的反应温度、时间等而控制所述结晶性聚酯树脂的重均分子量以及具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量。
所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量以及在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值,如稍后描述的,可由通过差示扫描量热仪测量的差示扫描量热曲线得到。此外,所述结晶性聚酯树脂的重均分子量以及具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量,如稍后描述的,可通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量获得。另外,所述结晶性聚酯树脂中的硫元素和氟元素的含量,如稍后描述的,可通过X-射线荧光分析测量。
能够用作粘合剂树脂的所述结晶性聚酯可具有在60-80℃、例如65-75℃范围内的熔点。如果熔点在60-80℃的范围内,则调色剂保存性和定影性可为兼容的。如果熔点超过80℃,则调色剂定影性可恶化。如果熔点低于60℃,则保存性可恶化。
可通过控制用作单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类、或者调节多元羧酸组分和多元醇组分的组合比率而控制所述结晶性聚酯树脂的熔点。
所述结晶性聚酯树脂的熔点,如稍后描述的,可由通过差示扫描量热仪测量的差示扫描量热法曲线得到。
当使用所述结晶性聚酯树脂作为粘合剂树脂时,所述结晶性聚酯树脂的含量可在整个粘合剂树脂的5-20重量%、例如7-15重量%的范围内。当所述结晶性聚酯树脂的含量在5-20重量%的范围内时,调色剂保存性和定影性可为兼容的。如果所述结晶性聚酯树脂的含量超过20重量%,则其保存性可恶化且电特性可恶化。如果所述结晶性聚酯树脂的含量低于5重量%,则定影性可恶化。
能够用作粘合剂树脂的所述结晶性聚酯树脂可通过使多元羧酸组分和多元醇组分脱水缩合而合成。
作为能够用于所述结晶性聚酯树脂的合成的多元羧酸组分,可使用脂族多元羧酸。作为具体实例,可使用草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、癸烷二酸、十二烷二酸等。
作为能够用于所述结晶性聚酯树脂的合成的多元醇组分,可使用脂族多元醇。作为具体实例,可使用乙二醇、1,4-丁二醇、1.6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇等。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂包括在外表面上的由粘合剂树脂形成的包覆层。所述包覆层由具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂形成。
优选的是,所述包覆层具有0.2-1.0μm的厚度。如果厚度低于0.2μm,则可导致调色剂热存储稳定性的恶化。如果厚度超过1.0μm,则调色剂定影下限性能可为差的。
所述包覆层的厚度可通过使用透射电子显微镜的观察测量。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂包括通过至少包括来自包括铁元素、硅元素、硫元素、和氟元素的组的铁元素、硅元素、和硫元素而选择的三种或更多种元素。铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,和硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内。当包括氟元素时,氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内。
铁元素和硅元素为得自稍后描述的絮凝剂的成分,硫元素为得自稍后描述的催化剂的成分,并且氟元素为得自稍后描述的催化剂的成分。因此,在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中,铁元素和硅元素的含量可通过控制所用絮凝剂的种类和量而控制,硫元素的含量可通过控制所用催化剂和絮凝剂的种类和量而控制,并且氟元素的含量可通过控制所用催化剂的种类和量而控制。
在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中,铁元素的含量,如上所述,在1.0×103-1.0×104ppm、例如1,000-5,000ppm的范围内。如果铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,则其可用在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中。如果铁元素的含量超过1.0×104ppm,则调色剂物理性质过度地提高,使得其不是优选的。如果铁元素的含量低于1.0×103ppm,则调色剂结构形成不是充分的,使得其不是优选的。
在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中,硅元素含量,如上所述,在1.0×103-8.0×103ppm、例如1.0×103-5.0×103ppm、例如1,500-4,000ppm的范围内。如果硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,则其可用在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中。如果硅元素的含量超过8.0×103ppm,则调色剂物理性质过度提高,使得其不是优选的。如果硅元素的含量低于1.0×103ppm,则调色剂结构形成不是充分的,使得其不是优选的。
在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中,硫元素的含量,如上所述,在500-3,000ppm、例如1,000-3,000ppm的范围内。如果硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内,则其可用在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中。如果硫元素的含量超过3,000ppm,则其由于调色剂电特性变差而不是优选的。如果硫元素的含量低于500ppm,则由于调色剂结构的形成不是充分的,其不是优选的。
当所述用于使静电荷图像显影的调色剂包括氟元素时,所述用于使静电荷图像显影的调色剂中的氟元素的含量,如上所述,在1.0×103-1.0×104ppm、例如5,000-8,000ppm的范围内。如果氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,则其可用在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中。如果氟元素的含量超过1.0×104ppm,则由于调色剂物理性质过高,其不是优选的。如果氟元素的含量低于1.0×103ppm,则由于调色剂物理性质恶化,其不是优选的。
所述用于使静电荷图像显影的调色剂中的各元素的含量,如稍后描述的,可通过X-射线荧光分析测量。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂包括着色剂。
作为可用于本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的着色剂,已公开的染料和颜料均可使用,例如,炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉(氧化铁黑)、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土(赭石)、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永固黄(NCG)、富尔坎(vulcan)坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、浅橙、镉红、镉汞红、锑朱红、永久红4R、对位红(parared)、拍谢(歹势,paisei)红、对氯邻硝基苯胺红、利索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、利索尔玉红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永固枣红F2K、埃利奥(Helio)枣红BL、枣红10B、bon浅栗、bon中栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、深蓝、暗蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、二氧化钛、锌白、锌钡白、及其混合物。
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂可包括脱模剂、电荷控制剂等。
作为本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的脱模剂,例如,可使用固体石蜡、微晶蜡、米糠蜡、基于脂肪酸酰胺的蜡、基于脂肪酸的蜡、脂族单酮、基于脂肪酸金属盐的蜡、基于脂肪酸酯的蜡、基于部分皂化的脂肪酸酯的蜡、硅清漆、高级醇、巴西棕榈蜡等。此外,可使用聚烯烃例如低分子量聚乙烯、聚丙烯等。
作为可用于本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的电荷控制剂,可使用所有已知的电荷控制剂,例如,基于苯胺黑的染料、基于三苯基甲烷的染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物染料、基于罗丹明的染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、单纯的磷或化合物磷、单纯的钨或化合物钨、基于氟的表面活性剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物金属盐。详细地,可使用用于基于苯胺黑的染料的BONTRON 03、用于季铵盐的BONTRON P-51,用于含金属的偶氮染料的BONTRON S-34、用于基于萘酚酸的金属络合物的E-82,用于基于水杨酸的金属络合物的E-84,用于酚缩合物的E-89(ORIENTCHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.制造),用于季铵盐钼络合物的TP-302和TP-415(HODOGAYACHEMICAL CO.,LTD.制造),用于季铵盐的Copy Charge PSY VP2038,用于三苯基甲烷衍生物的Copy Blue PR,用于季铵盐的Copy Charge NEG VP2036,Copy Charge NX VP434(HOECHST AG制造),硼络合物LRA-901和LR-147(Japan Carlit Co.,Ltd.制造),酞菁铜,苝,喹吖啶酮,基于偶氮的颜料,和具有官能团例如磺酸基团、羧基、或季铵盐的另外的基于聚合物的化合物。
在本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂中,酸值可在3-25mgKOH/g、例如5-20KOH/g的范围内。如果酸值在3-25mgKOH/g的范围内,则可获得具有优异的带电性的用于使静电荷图像显影的调色剂。如果酸值超过25mgKOH/g,则电荷量过度增加,使得其不是优选的。如果酸值低于3mgKOH/g,则难以使其带电,使得其不是优选的。
可通过调节粘合剂树脂酸值而控制所述用于使静电荷图像显影的调色剂的酸值。
所述用于使静电荷图像显影的调色剂的酸值可如稍后描述的通过中和滴定方法测量。
在本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂中,体均粒度可在3-9μm、例如2.5-8.5μm的范围内。如果体均粒度在3-9μm的范围内,则可容易地形成浓的(dense)图像。如果体均粒度超过9μm,则难以产生浓的图像,使得其不是优选的。如果体均粒度低于3μm,则所述用于使静电荷图像显影的调色剂的处理是困难的,使得其不是优选的。
此外,在本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂中,具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量可为3数量%或更少、例如2.5数量%。如果具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量为3数量%或更少,则可获得具有均匀粒度的用于使静电荷图像显影的调色剂。如果具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量超过3数量%,则所述用于使静电荷图像显影的调色剂中的粒度的偏差增加,使得其不是优选的。
此外,在本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂中,具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有作为数均粒度的1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率可在2.0-4.0、例如2.5-3.5的范围内。如果具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率在2.0-4.0的范围内,则可减少难以处理的小直径颗粒的存在量且所述用于使静电荷图像显影的调色剂具有小的粒度偏差。如果具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率超过4.0,则难以处理的小直径颗粒的存在量增加,使得其不是优选的。如果具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率低于2.0,则在所述用于使静电荷图像显影的调色剂中粒度的偏差增大,使得其不是优选的。
可通过调节调色剂制造条件而控制所述用于使静电荷图像显影的调色剂的体均粒度。此外,可通过调节调色剂制造条件而控制所述用于使静电荷图像显影的调色剂中的具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量。可通过调节调色剂制造条件而控制具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率。
所述用于使静电荷图像显影的调色剂的体均粒度可如稍后描述的通过孔电阻方法测量。此外,所述用于使静电荷图像显影的调色剂的具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量可如稍后描述的通过孔电阻方法测量。此外,所述用于使静电荷图像显影的调色剂的具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量可通过动态光散射方法测量。
B.用于使静电荷图像显影的调色剂的制造方法
本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的制造方法包括:基于无定形聚酯的树脂合成过程、基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程、结晶性聚酯树脂合成过程、结晶性聚酯树脂胶乳形成过程、混合溶液形成过程、第一聚集颗粒形成过程、包覆的聚集颗粒形成过程、和熔化合并过程。
接下来,将详细描述各过程。
1.基于无定形聚酯的树脂合成过程
基于无定形聚酯的树脂合成过程是这样的过程:其中使第一多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在150℃或更低的温度下脱水缩合,其中(i)通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,然后通过第二多元羧酸组分延长,从而合成第一聚酯树脂,或者(ii)通过脱水缩合获得的树脂通过第二多元羧酸组分延长,然后在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长以合成第一聚酯树脂。
在基于无定形聚酯的树脂形成过程中,作为用于形成第一聚酯树脂的原材料,使用第一多元羧酸组分、第二多元羧酸组分、多元醇组分、和多异氰酸酯组分。
作为具有对应于两个羧基的取代基的能够用于形成第一聚酯树脂的第一多元羧酸组分,如上所述,可使用通常的有机多元羧酸例如脂族羧酸、芳族羧酸、其酸酐、以及其低级烷基(具有1-4的碳数)酯。第一多元羧酸组分可为仅包括一种化合物的成分或者可为两种或更多种化合物的混合物。第一多元羧酸组分的使用量是通过考虑第一聚酯树脂的上述特性(1)-(4)而适当地确定的。详细地,第一多元羧酸组分的使用量可在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的7-35重量%、例如10-30重量%的范围内。如果第一多元羧酸组分的使用量在7-35重量%的范围内,则可合成具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂。如果第一多元羧酸组分的使用量超过35重量%,则所需酸值和分子量的控制是困难的,使得其不是优选的。如果第一多元羧酸组分的使用量低于7重量%,则保证所需分子量是困难的,使得其不是优选的。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的第二多元羧酸组分,如上所述,可使用具有对应于三个或更多个羧基的取代基的通常的有机多元羧酸。第二多元羧酸组分可为一种化合物,或者两种或更多种化合物的混合物。第二多元羧酸组分的使用量是通过考虑第一聚酯树脂的上述特性(1)-(4)而适当地确定的。详细地,第二多元羧酸组分的使用量在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的0.8-7.0重量%、例如1.0-6.6重量%的范围内。如果第二多元羧酸组分的使用量在0.8-7.0重量%的范围内,则可合成具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂。如果第二多元羧酸组分的使用量超过7.0重量%,则带电量过高,使得其不是优选的。如果第二多元羧酸组分的使用量低于0.8重量%,则带电量过低,使得其不是优选的。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的多元醇组分,如上所述,可使用通常的多元醇。所述多元醇组分可为一种化合物,或者两种或更多种化合物的混合物。所述多元醇组分的使用量可通过考虑第一聚酯树脂的上述特性(1)-(4)而适当地确定。详细地,所述多元醇组分的使用量在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的55-80重量%、例如58-75重量%的范围内。
如果所述多元醇组分的使用量在55-80重量%的范围内,则可合成具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂。如果所述多元醇组分的使用量超过80重量%,则保证所需分子量是困难的,使得其不是优选的。如果所述多元醇组分的使用量低于55重量%,则所需酸值和分子量的控制是困难的,使得其不是优选的。
作为能够用于形成第一聚酯树脂的多异氰酸酯组分,如上所述,可使用通常的有机多异氰酸酯。所述多异氰酸酯组分可为一种化合物,或者两种或更多种化合物的混合物。所述多异氰酸酯组分的使用量是通过考虑第一聚酯树脂的上述特性(1)-(4)而适当地确定的。详细地,所述多异氰酸酯组分的使用量在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的3-30重量%、例如4-25重量%的范围内。如果所述多异氰酸酯组分的使用量在3-30重量%的范围内,则可合成具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂。如果所述多异氰酸酯组分的使用量超过30重量%,则电荷量降低,使得其不是优选的。如果所述多异氰酸酯组分的使用量低于3重量%,则难以保证所需分子量,使得其不是优选的。
在基于无定形聚酯的树脂形成过程中,使用催化剂。用于形成第一聚酯树脂的催化剂包括至少包括由硫元素和氟元素组成的组中的硫元素的一种或多种元素。所述催化剂可为一种化合物或者两种或更多种化合物的混合物。作为包括至少包括选自硫元素和氟元素的硫元素的一种或多种元素的催化剂,可使用强酸化合物。详细地,可使用对甲苯磺酸一水合物、双(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟-1-丁磺酰)亚胺、三氟甲磺酸钪(III)、十二烷基苯磺酸、或者硫酸。所述催化剂的使用量是通过考虑硫元素和氟元素的上述含量范围而适当地确定的。详细地,所述催化剂的使用量可例如在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的0.1-2.0重量%、例如0.2-1.0重量%的范围内。如果所述催化剂的使用量在0.1-2.0重量%的范围内,则硫元素和氟元素的含量可在上述范围内。如果所述催化剂的使用量超过2.0重量%,则其由于通过副作用的发展引起的树脂的着色而不是优选的。如果所述催化剂的含量低于0.1重量%,则难以保证所述聚酯树脂的分子量,使得其不是优选的。
基于无定形聚酯的树脂合成过程,例如,包括其中进行第一酯化过程、氨基甲酸酯延长过程、第二酯化过程、和收取过程的第一种情况,以及其中进行第一酯化过程、第二酯化过程、氨基甲酸酯延长过程、和收取过程的第二种情况。
现在,将对于第一种情况和第二种情况描述基于无定形聚酯的树脂合成的各过程。
[第一种情况]
<第一酯化过程>
在第一酯化过程中,首先,将第一多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂置于反应容器中。
在第一酯化过程中,接着,在所述反应容器内形成惰性气氛,并且将第一多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂的混合物加热以使其溶解,从而形成包括第一多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂的混合溶液。
用于加热所述混合物的加热温度是通过考虑用作单体的第一多元羧酸组分和多元醇组分的种类和量而适当地确定的。
在第一酯化过程中,接着,将所述混合溶液的温度升高至150℃或更低的预定温度。该温度是所述聚酯树脂的合成温度。接着,将所述反应容器的内部形成为真空,并且在所述聚酯树脂的该合成温度下,使第一多元羧酸组分和多元醇组分脱水缩合反应预定时间以形成所述聚酯树脂。
通过调节所述单体的种类和组合比率以及调节所述催化剂的种类,可降低所述聚酯树脂的合成温度。所述聚酯树脂的合成温度,如上所述,为150℃或更低、例如80-150℃。如果合成温度为150℃或更低,则在所述聚酯树脂合成中可减少能量消耗量。如果合成温度超过150℃,则由于所述聚酯树脂合成中的能量消耗量增加,其不是优选的。如果合成温度低于80℃,则由于所述聚酯树脂的合成时间长,其不是优选的。
所述聚酯树脂的合成时间是通过考虑合成温度、以及用作单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类和组合比率而适当地确定的。
<氨基甲酸酯延长过程>
在氨基甲酸酯延长过程中,首先,在使反应容器返回到常压之后,向形成有所述聚酯树脂的溶液添加多异氰酸酯组分和有机溶剂。
所述有机溶剂是为了降低反应容器中的混合溶液的粘度而添加的。作为在氨基甲酸酯延长过程中使用的有机溶剂,可使用甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、或乙酸乙酯。有机溶剂的添加量是通过考虑反应容器中的混合溶液的粘度而适当地确定的。
在氨基甲酸酯延长过程中,接着,使反应容器的内部形成有惰性气氛,并且使所述聚酯树脂和多异氰酸酯组分在预定温度下反应预定时间,从而使所述聚酯树脂进行氨基甲酸酯延长。
对于所述聚酯树脂的氨基甲酸酯延长,反应温度是通过考虑保证物理性质所需要的反应时间而适当地确定的。例如,反应温度可在60-100℃的范围内、优选地在80-100℃的范围内。如果反应温度在60-100℃的范围内,则可保证所需要的物理性质,同时降低能量消耗。如果反应温度超过100℃,则能量消耗量增加,使得其不是优选的。如果反应温度低于60℃,则用于保证所需要的物理性质的反应时间是长的使得其不是优选的。
用于所述聚酯树脂的氨基甲酸酯延长的反应时间是通过考虑反应温度、以及用作单体的多元羧酸组分和多元醇组分的种类和组合比率而适当地确定的。
<第二酯化过程>
在第二酯化过程中,首先,将第二多元羧酸组分添加至该形成有经氨基甲酸酯延长的聚酯树脂的溶液。
在第二酯化过程中,接着,在惰性气氛中,在聚酯树脂的合成温度下在预定的时间期间,使第二多元羧酸组分和所述经氨基甲酸酯延长的聚酯树脂脱水缩合反应以通过第二多元羧酸组分延长,从而形成第一聚酯树脂。
<收取过程>
在收取过程中,从形成有第一聚酯树脂的溶液除去在氨基甲酸酯延长过程中使用的有机溶剂以获得第一聚酯树脂。
作为用于除去有机溶剂的方法,可使用蒸发方法。
所获得的第一聚酯树脂为基于无定形聚酯的树脂并且具有以下特性(1)-(4)。
(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内;
(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内;
(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内;和
(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足以下方程1,和如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000的范围内,则满足以下方程2。
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
[第二种情况]
<第一酯化过程>
该过程像第一种情况中的第一酯化过程一样进行。
<第二酯化过程>
在第二酯化过程中,首先,在使反应容器返回到常压之后,将第二多元羧酸组分添加在形成有聚酯树脂的溶液中。
在第二酯化过程中,接着,使反应容器的内部形成有惰性气氛,并且在聚酯树脂的合成温度下以预定的时间使第二多元羧酸组分和聚酯树脂脱水缩合反应,以通过第二多元羧酸组分使聚酯树脂延长。
<氨基甲酸酯延长过程>
在氨基甲酸酯延长过程中,首先,将多异氰酸酯组分和有机溶剂添加至形成有通过第二多元羧酸组分延长的聚酯树脂的溶液。
所述有机溶剂是为了降低反应容器中的混合溶液的浓度而添加的。作为在氨基甲酸酯延长过程中使用的有机溶剂,可使用甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基酮、或者乙酸乙酯。有机溶剂的添加量是通过考虑反应容器中的混合溶液的粘度而适当地确定的。
在氨基甲酸酯延长过程中,接着,在惰性气氛中,并且在预定温度下以预定的时间使通过第二多元羧酸组分延长的聚酯树脂和多异氰酸酯组分反应以进行氨基甲酸酯延长,从而形成第一聚酯树脂。
用于对通过第二多元羧酸组分延长的聚酯树脂进行氨基甲酸酯延长的反应温度是通过考虑保证物理性质所需要的反应时间而适当地确定的。例如,反应温度可在60-100℃、例如80-100℃的范围内。如果反应温度在60-100℃的范围内,则可保证所需要的物理性质,同时降低能量消耗。如果反应温度超过100℃,则能量消耗量增加,使得其不是优选的。如果反应温度低于60℃,则用于保证所需要的物理性质的反应时间是长的,得其不是优选的。
用于对通过第二多元羧酸组分延长的聚酯树脂进行氨基甲酸酯延长的反应时间是通过考虑反应温度、以及用作单体的第一多元羧酸组分、第二多元羧酸组分、和多元醇组分的种类和组合比率而适当地确定的。
<收取过程>
在收取过程中,从形成有第一聚酯树脂的溶液除去在氨基甲酸酯延长过程中使用的有机溶剂以获得第一聚酯树脂。
作为用于除去有机溶剂的方法,可使用蒸发方法。
所获得的第一聚酯树脂为基于无定形聚酯的树脂并且具有以下特性(1)-(4)。
(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内。
(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内。
(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内。
(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足以下方程1,和如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足以下方程2。
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
2.基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程
基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程是形成包括作为所述基于无定形聚酯的树脂的第一聚酯树脂的第一聚酯树脂胶乳的过程。
在基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程中,首先,将第一聚酯树脂和有机溶剂置于反应容器中,并且使第一聚酯树脂溶解在所述有机溶剂中。作为具有上述特性(1)-(4)的第一聚酯树脂,当使用两种或更多种聚酯树脂的混合物时,在该过程中,将两种或更多种聚酯树脂置于反应容器中。
所述包括第一聚酯树脂的溶液中的第一聚酯树脂的含量是通过考虑粘度而适当地确定的。
作为用于基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程的有机溶剂,可使用甲乙酮、异丙醇、乙酸乙酯、或者其混合溶剂。
在基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程中,接着,在搅拌该包括第一聚酯树脂的溶液的同时,缓慢地添加碱性溶液,并且另外以预定的速度添加水以形成液体乳液。
所述碱性溶液是为了中和该包括第一聚酯树脂的溶液而添加的。作为用在基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程中的碱性溶液,可使用由胺化合物构成的氨溶液。所述碱性溶液的添加量是通过考虑该包括第一聚酯树脂的溶液的酸度而适当地确定的。
水的添加量是通过考虑所获得的胶乳的粒径而适当地确定的。水的添加速度是通过考虑所述胶乳的粒径分布而适当地确定的。
在基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程中,接着,从所述液体乳液除去有机溶剂直至固体的第一聚酯树脂达到预定的浓度,并且获得包括第一聚酯树脂的第一聚酯树脂胶乳。
用于除去有机溶剂的方法可使用减压蒸馏方法。
第一聚酯树脂胶乳中的第一聚酯树脂的浓度是通过考虑胶乳粘度、存储稳定性、经济效率等而适当确定的。例如,第一聚酯树脂的浓度可在10-50重量%、例如20-40重量%的范围内。
3.结晶性聚酯树脂合成过程
结晶性聚酯树脂合成过程是使多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在100℃或更低的温度下脱水缩合以合成所述结晶性聚酯树脂的过程。
在结晶性聚酯树脂合成过程中,首先,将多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂置于反应容器中。
作为用于合成第二聚酯树脂的多元羧酸组分,如上所述,可使用脂族多元羧酸。作为具体实例,可使用己二酸、、癸二酸、癸烷二酸、或者十二烷二酸。作为用于合成第二聚酯树脂的多元醇组分,如上所述,可使用脂族多元醇。作为具体实例,可使用1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、或1,10-癸二醇。
用于合成第二聚酯树脂的催化剂包括至少包括选自硫元素和氟元素的硫元素的一种或多种元素。所述催化剂可为一种化合物,或者两种或更多种化合物。所述催化剂可包括至少包括硫元素和氟元素中的硫元素的一种或多种元素,如上所述,可为对甲苯磺酸一水合物、十二烷基苯磺酸、双(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟-1-丁磺酰)亚胺、或者三氟甲磺酰钪(III)。
在结晶性聚酯树脂合成过程中,接着,使反应容器的内部形成有惰性气氛,并且将多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂的混合物加热以使其熔化,从而形成包括多元羧酸组分、多元醇组分、和催化剂的混合溶液。
在结晶性聚酯树脂合成过程中,接着,将混合溶液的温度升高至100℃或更低的预定温度。该温度为所述聚酯树脂的合成温度。随后,将反应容器的内部形成为真空,并且在所述聚酯树脂的合成温度下以预定的时间使多元羧酸组分和多元醇组分脱水缩合反应以形成第二聚酯树脂。
所获得的第二聚酯树脂为结晶性聚酯树脂并且具有以下特性(A)-(E)。
(A)通过差示扫描量热法测得的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内;
(B)重均分子量在5,000-15,000的范围内;
(C)对于差示扫描量热法的吸热曲线,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内;
(D)包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素;和
(E)具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内。
4.结晶性聚酯树脂胶乳形成过程
结晶性聚酯树脂胶乳形成过程是形成包括第二聚酯树脂即结晶性聚酯树脂的第二聚酯树脂胶乳的过程。
在结晶性聚酯树脂胶乳形成过程中,首先将第二聚酯树脂和有机溶剂置于反应容器中,并且将第二聚酯树脂溶解在所述有机溶剂中。
该包括第二聚酯树脂的溶液中的第二聚酯树脂的浓度是通过考虑胶乳粘度、存储稳定性、和经济效率而适当地确定的。
作为可用于结晶性聚酯树脂胶乳形成过程的有机溶剂,可使用甲乙酮、异丙醇、乙酸乙酯、和其混合溶剂。
在结晶性聚酯树脂胶乳形成过程中,接着,在搅拌该包括第二聚酯树脂的溶液的同时,缓慢地添加碱性溶液,并且以预定速度添加水以形成液体乳液。
所述碱性溶液是为了中和该包括第二聚酯树脂的溶液而添加的。作为可用于结晶性聚酯树脂胶乳形成过程的碱性溶液,可使用由氨水或者胺化合物。所述碱性溶液的添加量是通过考虑该包括第二聚酯树脂的溶液的酸度而适当地确定的。
水的添加量是通过考虑所获得胶乳的粒径而适当地确定的。水的添加速度是通过考虑所述胶乳的粒径分布而适当地确定的。
在结晶性聚酯树脂胶乳形成过程中,接着,从所述液体乳液除去有机溶剂直至固体的第二聚酯树脂达到预定的浓度,并且获得包括第二聚酯树脂的第二聚酯树脂胶乳。
用于除去有机溶剂的方法可为减压蒸馏方法。
第二聚酯树脂胶乳中的第二聚酯树脂的浓度是通过考虑胶乳粘度、存储稳定性、经济效率等而适当地确定的。例如,第二聚酯树脂的浓度可在10-50重量%、例如20-40重量%的范围内。
5.混合溶液形成过程
混合溶液形成过程是通过将第一聚酯树脂胶乳、第二聚酯树脂胶乳、如果必要(需要)的包括着色剂的着色剂分散溶液混合而形成混合溶液的过程,如果必要的话,所述分散溶液包括脱模剂。
混合溶液形成过程经历包括如果必要的着色剂分散溶液形成过程、和如果必要的脱模剂分散溶液形成过程的混合过程。
接着,将描述混合溶液形成过程的各过程。
<着色剂分散溶液形成过程>
在着色剂分散溶液形成过程中,首先,将着色剂、阴离子型表面活性剂、和分散介质置于反应容器中。
作为可用于本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的着色剂,已公开的染料和颜料均可使用,例如,炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永固黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、浅橙、镉红、镉汞红、锑朱红、永固红4R、对位红、拍谢红、对氯邻硝基苯胺红、利索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、利索尔玉红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺栗、永固枣红F2K、埃利奥枣红BL、枣红10B、bon淡栗、bon中栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、深蓝、暗蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白、锌钡白、及其混合物。所述着色剂、阴离子型表面活性剂、和分散介质的混合物中的着色剂的含量是通过考虑分散状态等而适当地确定的。
作为在着色剂分散溶液形成过程中使用的阴离子型表面活性剂,可使用烷基苯磺酸盐等。所述着色剂、阴离子型表面活性剂、和分散介质的混合物中的阴离子型表面活性剂的含量是通过考虑分散状态等而适当地确定的。
可使用玻璃珠作为着色剂分散溶液形成过程中的分散介质。所述着色剂、阴离子型表面活性剂、和分散介质的混合物中的分散介质的含量是通过考虑着色剂的分散状态、分散时间等而适当地确定的。
在着色剂分散溶液形成过程中,接着,处理所述着色剂、阴离子型表面活性剂、和分散介质的混合物以使其分散以获得着色剂分散溶液。
作为用于处理-分散所述混合物的方法,可利用使用碾磨浴的方法、使用超声波分散机的方法和使用微流化器的方法。
<脱模剂分散溶液形成过程>
在脱模剂分散溶液形成过程中,首先,将脱模剂、阴离子型表面活性剂、和水置于反应容器中。
作为可用于本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的脱模剂,可使用固体石蜡、微晶蜡、米糠蜡、基于脂肪酸酰胺的蜡、基于脂肪酸的蜡、脂族单酮、基于脂肪酸金属盐的蜡、基于脂肪酸酯的蜡、基于部分皂化的脂肪酸酯的蜡酸、硅清漆、高级醇、巴西棕榈蜡等。此外,可使用聚烯烃例如低分子量聚乙烯、聚丙烯等。所述脱模剂、阴离子型表面活性剂和水的混合物中的脱模剂的含量是通过考虑分散状态而适当地确定的。
可使用烷基苯磺酸盐作为用于脱模剂分散溶液形成过程的阴离子型表面活性剂。所述脱模剂、阴离子型表面活性剂和水的混合物中的阴离子型表面活性剂的含量是通过考虑分散状态等而适当地确定的。
所述脱模剂、阴离子型表面活性剂和水的混合物中的水的含量是通过考虑分散状态、保存性、和经济效率而适当确定的。
在脱模剂分散溶液形成过程中,接着,处理所述脱模剂、阴离子型表面活性剂和水的混合物以使其分散以获得脱模剂分散溶液。
作为处理所述混合物以使其分散的方法,可利用使用均化器的方法。
<混合过程>
在混合过程中,首先,将第一聚酯树脂胶乳、第二聚酯树脂胶乳和水置于反应容器中。接着,在搅拌所述第一聚酯树脂胶乳、第二聚酯树脂胶乳和水的混合物的同时,将如果必要的着色剂分散溶液和如果必要的脱模剂分散溶液添加至所述混合物以形成包括第一聚酯树脂胶乳、第二聚酯树脂胶乳、如果必要的包括着色剂的着色剂分散溶液、和如果必要的脱模剂分散溶液的混合溶液。
第一聚酯树脂胶乳的投入量是通过考虑调色剂物理性质等而适当确定的。
第二聚酯树脂胶乳的投入量是通过考虑调色剂物理性质等而适当确定的。
水的投入量是通过考虑所述混合物的粘度、经济效率等而适当确定的。
着色剂分散溶液的投入量是通过考虑调色剂着色强度等而适当确定的。
脱模剂分散溶液的投入量是通过考虑调色剂物理性质等而适当确定的。
6.第一聚集颗粒形成过程
第一聚集颗粒形成过程是向所述混合溶液添加絮凝剂并且使第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、如果必要的着色剂、和如果必要的脱模剂聚集以形成第一聚集颗粒的过程。
在第一聚集颗粒形成过程中,首先,在搅拌包括第一聚酯树脂胶乳、第二聚酯树脂胶乳、水、如果必要的着色剂分散溶液、和如果必要的脱模剂分散溶液的所述混合溶液的同时,在所述混合溶液中添加絮凝剂和酸性溶液。
作为用于第一聚集颗粒形成过程的絮凝剂,可包括铁元素和硅元素。作为包括铁元素和硅元素的絮凝剂,可使用基于铁的金属盐。详细地,可使用聚硅酸铁或者聚氯化铝。
絮凝剂的添加量是通过考虑铁元素和硫元素的上述含量的范围而适当确定的。例如,絮凝剂的添加量在用于形成第一聚酯树脂的整个原材料的0.5-3.0重量%、且优选地1.0-2.5重量%的范围内。如果絮凝剂的添加量在0.5-3.0重量%的范围内,则铁元素和硫元素的含量可在上述范围内。如果絮凝剂的添加量超过3.0重量%,则调色剂物理性质过度地提高,使得其不是优选的。如果絮凝剂的添加量低于0.5重量%,则调色剂结构形成不是充分的,使得其不是优选的。
所述酸性溶液使所述混合溶液为酸性的并且是为了促进聚集反应而添加的。作为用于第一聚集颗粒形成过程的酸性溶液,可使用硝酸溶液或者盐酸溶液。所述酸性溶液的添加量是通过考虑所述混合溶液的碱度等而适当确定的。
在第一聚集颗粒形成过程中,接着,在对添加絮凝剂和酸性溶液之后的溶液进行处理以使其分散的同时,将所述溶液的温度按照预定的升高速度升高至预定温度。在此情况下,使第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、如果必要的着色剂和如果必要的脱模剂聚集-反应,使得形成预定体均粒度的第一聚集颗粒,并且获得包括第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散溶液。
可通过调节分散过程中的搅拌速度、溶液温度的升高速度、聚集反应时间等而控制所获得的第一聚集颗粒的体均粒度。第一聚集颗粒的体均粒度是通过考虑调色剂粒径等而适当确定的。详细地,第一聚集颗粒的体均粒度在2.5-8.5μm、例如3.0-4.5μm的范围内。
在添加絮凝剂和酸性溶液之后,所述溶液的升温速度是通过考虑第一聚集颗粒直径等而适当确定的。
作为在添加絮凝剂和酸性溶液之后的溶液分散处理方法,可应用使用均化器的方法。
7.包覆的聚集颗粒形成过程
包覆的聚集颗粒形成过程是在第一聚集颗粒的表面上提供由第一聚酯树脂形成的包覆层以形成聚集颗粒包覆层的过程。
在包覆的聚集颗粒形成过程中,首先,在对包括第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散溶液进行分散-处理的同时,将第一聚酯树脂胶乳添加至所述分散溶液,并且在预定的时间期间,通过使第一聚集颗粒和第一聚酯树脂聚集,在所述第一聚集颗粒的表面上提供由第一聚酯树脂形成的包覆层。因此,可获得包括在外表面上具有包覆层的包覆的聚集颗粒的包覆的聚集颗粒分散溶液。
第一聚酯树脂胶乳的添加量是通过考虑调色剂物理性质等而适当确定的。
聚集反应时间是通过考虑调色剂粒径等而适当确定的。
作为对第一聚集颗粒分散溶液进行分散-处理的方法,可应用使用均化器的方法。
在包覆的聚集颗粒形成过程中,接着,向包覆的聚集颗粒分散溶液添加碱性溶液并且调节pH以使聚集停止。
作为用于使聚集停止的碱性溶液,可使用氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液。所述碱性溶液的添加量是通过考虑包覆的聚集颗粒分散溶液的酸度而适当确定的。
8.熔化合并过程
熔化合并过程是使包覆的聚集颗粒在比基于第一聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下熔化合并的过程。
在熔化合并过程中,通过在比基于第一聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下在预定时间期间的处理使包覆的聚集颗粒中的颗粒熔化合并。因此,形成在外表面上具有包覆层的预定体均粒度的调色剂颗粒并且获得包括调色剂颗粒的调色剂颗粒分散溶液。
熔化反应温度是通过考虑调色剂物理性质、形状、经济效率等而适当确定的。熔化反应时间是通过考虑调色剂形状等而适当确定的。
在熔化合并过程之后,将调色剂颗粒从调色剂颗粒分散溶液分离。
作为用于将调色剂颗粒从调色剂颗粒分散溶液分离的方法,可使用过滤方法。
所获得的调色剂颗粒具有以下特性(1)-(6)。
(1)包括通过至少包括来自包括铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的组的铁元素、硅元素和硫元素而选择的三种或更多种元素;
(2)铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,和硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内;和
当包括氟元素时,氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内;
(3)酸值在3-25mgKOH/g的范围内;
(4)体均粒度在3-9μm的范围内;
(5)具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量在3数量%或更少的范围内;
(6)具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率在2.0-4.0的范围内。
C.效果
根据本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂,包括通过至少包括来自包括铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的组的铁元素、硅元素和硫元素而选择的三种或更多种元素,铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,和硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内,当包括氟元素时,氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,粘合剂树脂至少包括基于无定形聚酯的树脂,其中(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内、(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内、(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内、和(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000或更小的范围内,则满足方程1,和如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足方程2。
因此,可获得这样的用于使静电荷图像显影的调色剂:其低温定影性和保存性是优异的,且在所述调色剂制造中能量消耗量减少。
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
此外,本实施方式的用于使静电荷图像显影的调色剂的制造方法包括:基于无定形聚酯的树脂合成过程,其中使第一多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在150℃或更低的温度下脱水缩合,其中(i)通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,然后通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,从而合成所述第一聚酯树脂,或者(ii)通过脱水缩合获得的树脂通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,然后在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,使得合成所述基于无定形聚酯的树脂;形成所述基于无定形聚酯的树脂的胶乳的基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程;结晶性聚酯树脂合成过程,其中使脂族多元羧酸组分和脂族多元醇组分在催化剂的存在下在100℃或更低的温度下脱水缩合,从而合成所述结晶性聚酯树脂;形成所述结晶性聚酯树脂的胶乳的结晶性聚酯树脂胶乳形成过程;将至少的基于无定形聚酯的树脂胶乳和结晶性聚酯树脂胶乳混合以形成混合溶液的混合溶液形成过程;第一聚集颗粒形成过程,其中通过向所述混合溶液添加絮凝剂而使所述基于无定形聚酯的树脂和所述结晶性聚酯树脂聚集以形成第一聚集颗粒;在所述第一聚集颗粒的表面上提供由所述基于无定形聚酯的树脂形成的包覆层以形成聚集颗粒包覆层的包覆的聚集颗粒形成过程;和熔化合并过程,其使包覆的聚集颗粒在比所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下熔化合并,其中对于所述基于无定形聚酯的树脂,(1)芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,(2)重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,(3)玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,(4)如果重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内则满足方程1,如果重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内则满足方程2,和对于所述结晶性聚酯树脂,(A)通过差示扫描量热法的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内,(B)重均分子量在5,000-15,000的范围内,(C)对于差示扫描量热法的吸热曲线,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内,(D)包括至少包括选自硫元素和氟元素的硫元素的一种或多种元素,(E)具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内,所述催化剂包括通过至少包括硫元素和氟元素中的硫元素而选择的一种或多种元素,和所述絮凝剂包括铁元素和硅元素。
因此,可获得这样的用于使静电荷图像显影的调色剂:其低温定影性和保存性是优异的,且在所述调色剂制造中能量消耗量降低。
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
示例性实施方式
接下来,根据示例性实施方式和对比例,将详细地描述本发明。此处,以下示例性实施方式是本发明的一个实例,并且本发明不限于此。
首先,在描述示例性实施方式和对比例之前,将描述各种测量和评价方法。
<芳族环浓度>
聚酯树脂的芳族环浓度是通过分析紫外线吸收光谱而获得的。详细地,用由Hitachi Ltd.制造的光透射可见-紫外光谱仪U-3410,测量在220-340nm的波长范围内的紫外线光谱。连接表示最小强度并且位于230nm和310nm附近的两个点作为基线。从在240-300nm附近的最大吸光度向下绘制垂直于基线的线,并且由该垂直线的长度获得吸光度。由通过使用校准曲线获得的吸光度计算芳族环浓度,所述校准曲线是通过使用已知浓度的苯酚制作的。
<重均分子量>和<具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量>
重均分子量和具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量而获得的。详细地,使用Waters e2695(由Japan Waters Co.,Ltd.制造)设备作为测量仪器,并且将Inertsil CN-325cm 2series(由GL Sciences Inc.制造)设备用于柱子。此外,使用如下的滤液作为样品:其中将30mg的聚酯树脂添加至20mL的四氢呋喃(THF)(包含稳定剂,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)并且搅拌1h,然后通过0.2μm过滤器过滤。将该四氢呋喃(THF)样品溶液以20μL加入所述测量仪器中并且以40℃的温度和1.0mL/分钟的流速的条件测量。
<玻璃化转变温度>
聚酯树脂的玻璃化转变温度(℃)是由通过ASTM D3418-08中规定的差示扫描量热仪测量获得的差示扫描量热法曲线获得的。详细地,通过使用差示扫描量热仪Q2000(由TAInstruments,Inc.制造),在第一次升温过程中,将温度以10℃/分钟的速度从室温升高至150℃,并且在于150℃下保持5分钟之后,通过使用液氮将温度以10℃/分钟的速度降低至0℃。
在于0℃下保持5分钟之后,作为第二次升温过程,将温度以10℃/分钟的速度从0℃升高至150℃,并且由所获得的差示扫描量热法曲线确定玻璃化转变温度。
<结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量>和<在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值>
结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量以及在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度的差值(℃)是由通过ASTM D3418-08中规定的差示扫描量热仪测量(DSC)而获得的差示扫描量热法曲线获得的。详细地,使用差示扫描量热仪Q2000(由TA Instruments,Inc.制造),并且作为第一次升温过程,将温度以10℃/分钟的速度从室温升高至150℃,并且在于150℃下保持5分钟之后,通过使用液氮,将温度以10℃/分钟的速度降低至0℃。在于0℃下保持5分钟之后,作为第二次升温过程,将温度以10℃/分钟的速度从0℃升高至150℃,并且由所获得的差示扫描量热法曲线计算结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量和在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值。
<元素含量>
铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的含量是通过X-射线荧光分析获得的。详细地,使用X-射线荧光分析仪器EDX-720(由SHIMADZU Co.,Ltd.制造),并且应用50kV的X-射线管电压和30.0g的样品成型量的条件。通过使用作为通过荧光X-射线测量得到的量化结果的强度(cps/μA),获得各元素的含量。
<酸值>
酸值(mgKOH/g)是依赖于JIS K 0070-1992“化学产品和皂化的材料的酸值、皂化值、酯值、碘值、和羟基值的测试方法”中规定的酸值测量方法的中和滴定方法而获得的。
<体均粒度>
体均粒度是通过精巧设计的(crafted)电阻方法测量的。详细地,使用Coulter计数器(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为测量仪器,使用ISOTON II(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为电解质溶液,使用100μm的孔径的孔管,并且应用30,000的测量颗粒数的条件。基于所测量颗粒的粒度分布,将由包括在所划分的粒度范围中的颗粒所占据的体积从小直径侧起累计,并且将变成50%的累计的粒径确定为体均粒度Dv50。
<具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量>
具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量是通过精巧设计的电阻方法测量的。详细地,使用Coulter计数器(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为测量仪器,使用ISOTON II(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为电解质溶液,使用100μm的孔径的孔管,并且应用30,000的测量颗粒数的条件。基于所测量颗粒的粒度分布,将具有3μm或更小的粒度的颗粒的数量%确定为具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量。
<具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量>
具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量是通过动态光散射方法测量的。详细地,使用Nano track粒径分布测量仪器(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)作为测量仪器。基于所测量颗粒的粒度分布,将具有1μm或更小的粒度的颗粒的数量%作为具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量。
<定影性评价>
使用带型熔化器(由Samsung Electronics Co.,Ltd.制造的color laser 660型号(产品名)的熔化器),将100%实地图案的测试非定影图像以160mm/s的定影速度和0.08s的定影时间的条件定影至60g纸(由Boise Co.制造的X-9(产品名))的测试纸。在100℃-180℃的范围内的以5℃的间隔的各温度下进行测试非定影图像的定影。
测量定影图像的初始光学密度(OD)。接着,将3M 810胶带粘附至图像部分,并且在500g的重物来回运动5次之后,将胶带除去。在胶带除去之后测量光学密度(OD)。
将以下方程所需要的定影性(%)变成90%或更高时的最低温度作为定影温度。
定影性(%)=(初始光学密度/在胶带除去之后的光学密度)×100
<保存性评价>
在将100g的调色剂放入混合器(由Daewha TECH Co.,Ltd.制造的KM-LS2K(产品名))之后,加入如下的其它添加剂:0.5g的NX-90(由Japan Aerosil Co.,Ltd.制造)、1.0g的RX-200(由Japan Aerosil Co.,Ltd.制造)、和0.5g的SW-100(由Titanium IndustryCo.,Ltd.制造)。接着,通过以8000rpm的搅拌速度搅拌4分钟,使所述其它添加剂粘附至调色剂颗粒。接着,将粘附有所述其它添加剂的调色剂放入显影器(由Samsung ElectronicsCo.,Ltd.制造的color laser 660型号(产品名)的显影器)中,通过使用恒定温度和湿度烘箱,在23℃的温度和55%的相对湿度(常温和常湿)的环境中保持2h,然后在40℃的温度和90%的相对湿度(高温和高湿)的环境中保持48h。
在保持这些条件之后,通过肉眼观察显影器中的调色剂是否存在结块,和当输出100%实地图案时,通过肉眼评估输出图像以如下评价保存性。
○:图像良好,无结块
△:图像差,无结块
×:产生结块
<带电性评价>
将28.5g的磁性材料载体(由KDK公司制造的型号SY129(产品名))和1.5g的调色剂置于60mL玻璃容器中。接着,通过使用管式混合器在23℃的温度和55%的相对湿度(室温和常湿)的环境中进行搅拌。通过每预定的搅拌时间经由电场分离方法测量调色剂的充电量,提供表示调色剂的搅拌时间和充电量之间的关系的充电饱和曲线,并且如下评价带电性。
○:充电饱和曲线平滑,使得在饱和充电之后其波动范围是小的
△:充电饱和曲线少许跳动,或者在饱和充电之后略微产生波动范围(最高达30%)
×:充电不是饱和的,或者在饱和充电之后波动范围大(30%或更大)
接着,将描述在示例性实施方式中使用的包括基于无定形聚酯的树脂的基于无定形聚酯的树脂胶乳的制造实施例1-17和用作对比例的包括基于无定形聚酯的树脂的基于无定形聚酯的树脂胶乳的制造对比例1-13。
制造实施例1.
<第一酯化过程>
在装备有回流冷凝器、除水装置、氮气入口管和基于温度的搅拌器的500mL可拆式(separable)烧瓶中,加入作为多元醇组分Y的291.3g的双酚A的环氧丙烷2mol加合物(由ADEKA公司制造的Adeka聚醚BPX-11(产品名)))、作为第一多元羧酸组分X1的67.1g的马来酸酐(由Tokyo Chemical Industries Co.制造)、和作为催化剂的2.7g的对甲苯磺酸·一水合物(PTSA,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)。接着,将氮气引入到所述烧瓶中,并且在用搅拌器搅拌所述烧瓶的内部(内容物)的同时,将双酚A的环氧丙烷2mol加合物、马来酸酐和对甲苯磺酸一水合物的混合物加热至70℃以使其溶解。在对所述烧瓶的内部进行搅拌的同时,将所述烧瓶中的混合溶液的温度升高至97℃。接着,使所述烧瓶的内部处于真空(10mPa·s或更低)下,并且在将所述烧瓶的内部在97℃的温度下搅拌45h的同时,进行马来酸酐和双酚A的环氧丙烷2mol加合物的脱水缩合反应,从而形成聚酯树脂。
<氨基甲酸酯延长过程>
在使所述烧瓶的内部回到大气压之后,在所述烧瓶中,加入作为多异氰酸酯组分的27.9g的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI,Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)和作为溶剂的40g的甲苯(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)。接着,将氮气引入所述烧瓶内部,并且在将所述烧瓶的内部在97℃的合成温度下搅拌的同时,使由第一酯化过程获得的聚酯树脂和二苯基甲烷二异氰酸酯反应直至未反应的二苯基甲烷二异氰酸酯消失,从而形成经氨基甲酸酯延长的聚酯树脂。未反应的二苯基甲烷二异氰酸酯的消失是通过如下确认的:通过红外光谱仪测量由所述烧瓶部分地获得的溶液,并且确认在2275cm-1附近的得自异氰酸酯的峰的消失。
<第二酯化过程>
在形成经氨基甲酸酯延长的聚酯树脂之后,在所述烧瓶中,将作为第二多元羧酸组分X2的10.9g的均苯四甲酸二酐(Tokyo Chemical Industries Co.制造)添加到所述烧瓶。接着,将氮气引入到所述烧瓶中,并且在将所述烧瓶的内部在97℃的合成温度下搅拌30h的同时,进行均苯四甲酸二酐和经氨基甲酸酯延长的聚酯树脂的脱水缩合反应,从而获得包括由上述化学式2表示的结构单元的聚酯树脂。
<收取过程>
通过从在第二酯化过程中获得的形成有聚酯树脂的溶液蒸发甲苯,获得基于无定形聚酯的树脂P1。
对于所获得的基于无定形聚酯的树脂P1,芳族环浓度为4.6mol/kg,由化学式2表示的结构单元的含量为0.12mol/kg,重均分子量为16,000,玻璃化转变温度为57℃,并且酸值为14mgKOH/g。
<胶乳形成过程(乳化过程)>
将300g的基于无定形聚酯的树脂P1、250g的甲乙酮(MEK)、和50g的异丙醇(IPA)置于3L双夹套反应容器中。接着,在约30℃的环境中,在通过使用半月形叶轮对所述反应容器的内部进行搅拌的同时,使基于无定形聚酯的树脂P1溶解在甲乙酮和异丙醇的混合溶剂中。在对所述反应容器的内部进行搅拌的同时,将26g的5%氨水溶液缓慢且连续地添加到所述反应容器中,并且以20g/分钟的速度添加1,200g的离子交换水以形成液体乳液。接着,通过真空蒸馏方法从所述液体乳液除去甲乙酮和异丙醇的混合溶剂直到固体的基于无定形聚酯的树脂P1的浓度达到20重量%,从而获得基于无定形聚酯的树脂胶乳L1。
制造实施例2-14.
制造实施例2-14,除了如表1中所示地改变制造条件之外,与制造实施例1相同,合成基于无定形聚酯的树脂(P2-P14),并且获得包括基于无定形聚酯的树脂(P2-P14)的基于无定形聚酯的树脂胶乳(L2-L14)。
然而,在制造实施例12和13中,在添加第一多元羧酸组分X1之后,合成时间为2h。此外,在制造实施例14中,在第一酯化过程之后,通过添加第二多元羧酸组分X2进行第二酯化过程,然后进行氨基甲酸酯延长过程和收取过程。
通过制造实施例1-14获得的基于无定形聚酯的树脂P1-P14的制造条件和物理性质示于表1中。此外,包括基于无定形聚酯的树脂P1-P14的基于无定形聚酯的树脂胶乳L1-L14的制造条件示于表1中。
(表1)
此外,在表1中,“BPE-20”表示双酚A的环氧乙烷2mol加合物(Sanyo ChemicalIndustries,Ltd的New Pole BPE-20(产品名),“EG”表示乙二醇,和“Nf2NH”表示二(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟-1-丁磺酰)亚胺(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)。
制造对比例1-13.
制造对比例1-13,除了如表2中所示地改变制造条件之外,与制造实施例1相同,合成基于无定形聚酯的树脂Q1-Q13,并且获得包括基于无定形聚酯的树脂Q1-Q13的基于无定形聚酯的树脂胶乳F1-F13。
然而,在制造对比例9-12中,在添加第一多元羧酸组分X1之后的合成时间为2h。此外,在制造对比例1-3和7中,由于未使用第二多元羧酸组分X2,因此未进行第二酯化过程并且在氨基甲酸酯延长过程之后进行收取过程。
通过制造对比例1-13获得的基于无定形聚酯的树脂Q1-Q13的制造条件和物理性质示于表2中。此外,包括基于无定形聚酯的树脂Q1-Q13的基于无定形聚酯的树脂胶乳F1-F13的制造条件示于表2中。
(表2)
此外,在表2中,“BPE-20”表示双酚A的环氧乙烷2摩尔加合物(Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.的New Pole BPE-20(产品名)),和“EG”表示乙二醇。
接着,将描述在示例性实施方式中使用的包括两种基于无定形聚酯的树脂的基于无定形聚酯的树脂胶乳的制造实施例15。
制造实施例15.
将150g的基于无定形聚酯的树脂P1、150g的基于无定形聚酯的树脂P2、250g的甲乙酮(MEK)、和50g的异丙醇(IPA)置于3L双夹套反应容器中。接着,在约30℃的环境下,在通过使用半月形叶轮搅拌所述反应容器的内部的同时,使基于无定形聚酯的树脂P1和P2溶解于甲乙酮和异丙醇的混合溶剂中。在搅拌所述反应容器的内部的同时,将27g的5%氨水溶液缓慢且连续地添加至所述反应容器,且以20g/分钟速度添加1,200g的离子交换水以形成液体乳液。接着,通过真空蒸馏方法从所述液体乳液除去甲乙酮和异丙醇的混合溶剂直至固体的基于无定形聚酯的树脂P1和P2的浓度达到20重量%,从而获得基于无定形聚酯的树脂胶乳L15。
现在将描述在示例性实施方式和对比例中使用的包括结晶性聚酯树脂的结晶性聚酯树脂胶乳的制造实施例。
制造实施例16.
将198.8g的1,9-壬二醇(Waco Pure Chemical Industries,Ltd.)、250.8g的十二烷二酸(Waco Pure Chemical Industries,Ltd.)、0.45g的对甲苯磺酸一水合物(PTSA,Waco Pure Chemical Industries,Ltd.)置于500mL可拆式烧瓶中。接着,将氮气引入所述烧瓶内部,并且在通过搅拌器搅拌所述烧瓶的内部的同时,将1,9-壬二醇、十二烷二酸和对甲苯磺酸一水合物加热至80℃以使其溶解。在对所述烧瓶的内部进行搅拌的同时,将所述烧瓶中的混合溶液的温度升高至97℃。然后使所述烧瓶的内部处于真空(10mPa·s或更低)下,并且在将所述烧瓶的内部在97℃的温度下搅拌5h的同时,进行1,9-壬二醇和十二烷二酸的脱水缩合反应,从而获得结晶性聚酯树脂P16。
结晶性聚酯树脂P16具有6,000的重均分子量,并且具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量为7.2%。此外,通过差示扫描量热仪测得的熔点(吸热峰温度)为70.1℃,并且在差示扫描量热法曲线中,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值为4.3℃,并且在熔化中的吸热量为3.4W/g。此外,酸值为9.20mgKOH/g,并且硫含量为186.62ppm。
接着,将300g的结晶性聚酯树脂P16、250g的甲乙酮(MEK)、和50g的异丙醇(IPA)置于3L双夹套反应容器中。接着,在约30℃的环境下,在通过使用半月形叶轮搅拌所述反应容器的内部的同时,使结晶性聚酯树脂P16溶解在甲乙酮和异丙醇的混合溶剂中。在搅拌所述反应容器的内部的同时,将25g的5%氨水溶液缓慢且连续地添加到所述反应容器中,并且以20g/分钟速度添加1,200g的离子交换水,从而形成液体乳液。接着,通过真空蒸馏方法从所述液体乳液除去甲乙酮和异丙醇的混合溶剂直至固体的结晶性聚酯树脂P16的浓度达到20重量%,从而获得结晶性聚酯树脂胶乳L16。
制造实施例17-18.
制造实施例17-18,如表3中所示,除了制造条件之外,与制造实施例16相同,合成结晶性聚酯树脂P17-P18,并且获得结晶性聚酯树脂胶乳L17-L18。
制造实施例16-18中获得的结晶性聚酯树脂P16-P18的制造条件和物理性质示于表3中。
(表3)
此外,在表3中,“1.9-ND”表示1,9-壬二醇的投入量,“DDA”表示十二烷二酸的投入量,“PTSA”表示对甲苯磺酸一水合物的投入量,“Nf2NH”表示双(1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟-1-丁磺酰)亚胺的投入量,和“TBT”表示四正丁氧基钛的投入量。此外,在表3中,“Mw”表示重均分子量,并且“1,000或更小的含量”表示具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量。此外,“吸热峰-吸热开始”表示在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值。另外,“AV”表示酸值,“S”表示硫元素的含量,和“F”表示氟元素的含量。
接着,将描述在示例性实施方式和对比例中使用的包括着色剂的着色剂分散溶液的制造实施例19。
制造实施例19.
将60g的青色颜料(PB 15:3(C.I.编号))和10g的阴离子型反应性表面活性剂(Daiichi Pharmaceutical Industry制造的HS-10(产品名))置于碾磨浴中,并且向其引入400g的具有0.8-1mm直径的玻璃珠。接着,在所述碾磨浴中在室温下进行碾磨,从而获得着色剂分散溶液。
接着,将描述在示例性实施方式和对比例中使用的包括脱模剂的脱模剂分散溶液的制造实施例20。
制造实施例20.
将270g的石蜡(Japan Seiro Co.,Ltd的HNP-9(产品名))、2.7g的阴离子型表面活性剂(Dow Chemical Co.,Ltd.的Dowfax2A 1(产品名))、和400g的离子交换水置于反应容器中。接着,将所述反应容器的内部加热至110℃并且通过使用均化器(IKA公司制造的Ultraturrax T50(产品名))进行分散,并且还通过使用高压均化器(Yoshida MachineryCo.,Ltd.的NanoVater NVL-ES008(产品名))进行分散,从而获得脱模剂分散溶液。
现在将描述示例性实施方式和对比例的用于使静电荷图像显影的调色剂的制造方法。
示例性实施方式1.
将作为用于形成芯的树脂胶乳的600g的基于无定形聚酯的树脂胶乳L1、作为用于形成芯的树脂胶乳的100g的结晶性聚酯树脂胶乳L16、和560g的去离子水置于3L反应容器中。接着,在搅拌所述反应容器的内部的同时,将70g的由制造实施例19获得的着色剂分散溶液和80g的由制造实施例20获得的脱模剂分散溶液添加到所述反应容器中,并且向其添加30g的具有0.3N的浓度的硝酸和25g的聚硅酸铁PSI-100(Suido Kiko Kaisha,Ltd.)。接着,在通过使用均化器(IKA公司制造的Ultraturrax T50(产品名))对所述反应容器的内部进行搅拌的同时,将所述烧瓶中的混合溶液的温度以1℃/分钟速度升高至50℃,并且使基于无定形聚酯的树脂P1、结晶性聚酯树脂P16、着色剂、和脱模剂聚集,直至获得预定体均粒度的第一聚集颗粒,并且将温度以0.03℃/分钟速度升高,从而形成具有5.2μm的体均粒度的第一聚集颗粒。第一聚集颗粒的预定体均粒度是通过如下确认的:从所述反应容器取出部分的混合溶液并且对该溶液中包括的第一聚集颗粒进行分析。
接着,在搅拌所述反应容器的内部的同时,将作为用于形成壳的树脂胶乳的300g的基于无定形聚酯的树脂胶乳L1在30分钟期间添加至所述反应容器,使第一聚集颗粒和基于无定形聚酯的树脂P1聚集,从而在第一聚集颗粒的外表面上形成由基于无定形聚酯的树脂P1制成的包覆层,并且结果,获得包覆的聚集颗粒。接着,将浓度0.1N的氢氧化钠水溶液添加到所述反应容器中,并且将所述反应容器中的混合溶液的pH调节至9.5。在20分钟之后,将所述反应容器中的混合溶液的温度在2h期间升高至83℃,并且所述包覆的聚集颗粒中的颗粒熔化-合并,从而形成在其外表面上包括包覆层的调色剂颗粒。
在将所述反应容器中的混合溶液冷却至28℃或更低之后,通过将所述混合溶液过滤而取出调色剂颗粒,然后将所述调色剂颗粒干燥以获得用于使静电荷图像显影的调色剂1。
对于所获得的用于使静电荷图像显影的调色剂1,硫元素的含量为945ppm,铁元素的含量为2,212ppm,和硅元素的含量为2,212ppm。此外,酸值为12mgKOH/g。此外,体均粒度为5.8μm,具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量为1.9数量%,具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量为0.5数量%,并且具有3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率为3.8。
所获得的用于使静电荷图像显影的调色剂1的定影温度为120℃,保存性评价为○,并且带电性评价为○。此外,包覆层的厚度为0.3μm。
示例性实施方式2-17和对比例1-13.
示例性实施方式2-17和对比例1-13,如表4和表5中所示,除了改变制造条件之外,与示例性实施方式1相同,从而获得用于使静电荷图像显影的调色剂2-30。
然而,在示例性实施方式4和对比例6-9中,不使用结晶性聚酯树脂胶乳作为用于形成芯的树脂胶乳。
另一方面,在示例性实施方式2-17和对比例1-13中,第一聚集颗粒的体均粒度为4-5μm。此外,在形成调色剂颗粒时的熔化反应中的混合溶液的pH为7.5-9.0,熔化反应温度为80-90℃,并且熔化反应时间为3-5h。此外,包覆层的厚度为0.2-1μm。
示例性实施方式1-17和对比例1-13的用于使静电荷图像显影的调色剂1-30的制造条件和物理性质示于表4和表5中。
(表4)
在表4的上部部分中,“蜡分散溶液”表示在形成第一聚集颗粒时使用的蜡分散溶液中的蜡的种类,“青色颜料分散溶液”表示在形成第一聚集颗粒时使用的着色剂分散溶液中的阴离子型反应性表面活性剂的种类,和“PSI”表示在形成第一聚集颗粒时使用的絮凝剂的种类。
(表5)
另一方面,在表5的上部部分中,“蜡分散溶液”表示形在成第一聚集颗粒时使用的蜡分散溶液中的蜡的种类,“青色颜料分散溶液”表示在形成第一聚集颗粒时使用的着色剂分散溶液中的阴离子型反应性表面活性剂的种类,和“PSI”表示在形成第一聚集颗粒时使用的絮凝剂的种类。
如表4中所示,对于示例性实施方式1-17的用于使静电荷图像显影的调色剂1-17,定影温度为130℃或更低,且低温定影性是优异的。此外,对于示例性实施方式1-17的用于使静电荷图像显影的调色剂1-17,由于各保存性评价是○,因此保存性是优异的。此外,对于示例性实施方式1-17的用于使静电荷图像显影的调色剂1-17,由于带电性被评价为○,因此适合用于调色剂的带电性出现。
相反,对于对比例1-3、9和13的用于使静电荷图像显影的调色剂18-20、26和30,由于保存性被评价为×,因此保存性恶化。对于对比例1和2的用于使静电荷图像显影的调色剂18和19,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q1和Q2的玻璃化转变温度为40℃,其低于50℃。此外,对于对比例3的用于使静电荷图像显影的调色剂20,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q3的重均分子量为5,000,其小于7,000。对于对比例9的用于使静电荷图像显影的调色剂26,认为这是由于如下引起的:(1)聚酯树脂Q9的玻璃化转变温度为40℃,其低于50℃,和(2)聚酯树脂Q9的重均分子量为6,000,其低于7,000。对于对比例13的用于使静电荷图像显影的调色剂30,认为这是由于如下引起的:(1)聚酯树脂Q13的芳族环浓度为3.9mol/kg,其低于4.5mol/kg,和(2)聚酯树脂Q13的玻璃化转变温度为45℃,其低于50℃。
对于对比例4的用于使静电荷图像显影的调色剂21,由于150℃的定影温度超过130℃,因此低温定影性恶化。对于对比例4的用于使静电荷图像显影的调色剂21,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q4的重均分子量为70,000,其大于50,000。对于对比例5的用于使静电荷图像显影的调色剂22,由于145℃的定影温度超过130℃,因此低温定影性是差的。对于对比例5的用于使静电荷图像显影的调色剂22,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q5的玻璃化转变温度为68℃,其不满足上述方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b(其中21.07≤b≤39.48)。对于对比例6的用于使静电荷图像显影的调色剂23,由于140℃的定影温度超过130℃,因此低温定影性是差的。对于对比例6的用于使静电荷图像显影的调色剂23,认为这是由于如下引起的:(1)聚酯树脂Q6的芳族环浓度为5.9mol/kg,其大于5.8mol/kg,和(2)聚酯树脂Q6的重均分子量为60,000,其大于50,000。对于对比例8的用于使静电荷图像显影的调色剂25,由于140℃的定影温度超过130℃,因此低温定影性是差的。对于对比例8的用于使静电荷图像显影的调色剂25,认为这是由于如下引起的:(1)聚酯树脂Q8的芳族环浓度为5.9mol/kg,其大于5.8mol/kg,和(2)聚酯树脂的玻璃化转变温度Q8为69℃,其不满足上述方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b(其中21.07≤b≤39.48)。对于对比例10、11和12的用于使静电荷图像显影的调色剂27、28和29,由于作为140℃、140℃和145℃的各定影温度超过130℃,因此低温定影性是差的。对于对比例10、11和12的用于使静电荷图像显影的调色剂27、28和29,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q10、Q11和Q12的各芳族环浓度为5.9mol/kg、6.1mol/kg和5.9mol/kg,其大于5.8mol/kg。
对于对比例1-3、7和9的用于使静电荷图像显影的调色剂18-20、24和26,带电性被评价为△,因此适合用作调色剂的带电性未出现。对于对比例1-3和7的用于使静电荷图像显影的调色剂18-20和24,认为这是由于如下引起的:酸值为2mgKOH/g,其小于3mgKOH/g。对于对比例7的用于使静电荷图像显影的调色剂24,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q7的玻璃化转变温度为64℃,其不满足上述方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a(其中-19.33≤a≤-4.29)。对于对比例9的用于使静电荷图像显影的调色剂26,认为这是由于如下引起的:聚酯树脂Q9的玻璃化转变温度为40℃,其低于50℃。
虽然已经关于当前被认为是实践性的示例性实施方式的内容描述了本发明,但是将理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (15)
1.用于使静电荷图像显影的调色剂,其包括:
选自铁元素、硅元素、硫元素和氟元素的三种或更多种元素,
其中,当被包括时,所述调色剂中的铁元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内时,所述调色剂中的硅元素的含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,所述调色剂中的硫元素的含量在500-3,000ppm的范围内,且氟元素的含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,和
粘合剂树脂,其包括基于无定形聚酯的树脂,其中:
(1)所述基于无定形聚酯的树脂的芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,
(2)所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,
(3)所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,
(4)如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足方程1,和如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足方程2:
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29,
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
2.如权利要求1所述的调色剂,其中:
所述基于无定形聚酯的树脂具有多元羧酸组分作为结构单元,和所述多元羧酸组分具有对应于三个或更多个羧基的取代基。
3.如权利要求1所述的调色剂,其中:
所述基于无定形聚酯的树脂包括由选自化学式1到7的一个表示的结构单元:
化学式1
在化学式1中,
R1为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,
R2为羰基、磺酰基、或氧原子,
B为二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团、二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团、二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团、二价的取代或未取代的芳族烃基团、取代或未取代的二苯基亚甲基、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的直链的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的支化的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的环状的脂族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键的二价官能团、在两个末端处均具有二价的取代或未取代的芳族烃基团并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团、在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键的二价官能团、或者在两个末端处均具有取代或未取代的二苯基亚甲基并且在内部具有酯键和氨基甲酸酯键的二价官能团,
化学式2
在化学式2中,Cy为饱和的4-6原子环、不饱和的4-6原子环、或者联苯基,并且R1和B与化学式1中相同,
化学式3
在化学式3中,一个R3为氢原子、羧基、取代或未取代的直链的脂族烃基、取代或未取代的支化的脂族烃基、取代或未取代的环状的脂族烃基、或者取代或未取代的芳族烃基,另一个R3为羧基,并且B与化学式1中相同,
化学式4
在化学式4中,R3与化学式3中相同,并且B与化学式1中相同,
化学式5
在化学式5中,R3和B与化学式4中相同,
化学式6
在化学式6中,R3和B与化学式4中相同,
化学式7
在化学式7中,D为其至少一个氢原子被羧基代替的二价的饱和或不饱和的直链或支化的脂族烃基团,并且B与化学式1中相同。
4.如权利要求3所述的调色剂,其中:
当B为取代基时,其取代基为具有1-10的碳数的烃基。
5.如权利要求3所述的调色剂,其中:
所述基于无定形聚酯的树脂中的所述结构单元的含量在0.02mol/kg-0.35mol/kg的范围内。
6.如权利要求1所述的调色剂,其中:
所述粘合剂树脂包括结晶性聚酯树脂,和
(A)通过差示扫描量热法(DSC)测定的所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内,
(B)所述结晶性聚酯树脂的重均分子量在5,000-15,000的范围内,
(C)在差示扫描量热仪测量的吸热曲线中,在升高温度时的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内,
(D)所述结晶性聚酯树脂包括硫元素、氟元素、或这两者,和
(E)所述结晶性聚酯树脂的具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内。
7.如权利要求1所述的调色剂,其包括:提供到外表面的包覆层,和所述包覆层包括所述基于无定形聚酯的树脂。
8.如权利要求7所述的调色剂,其中:
所述包覆层具有0.2-1.0μm的厚度。
9.如权利要求1所述的调色剂,其中:
所述用于使静电荷图像显影的调色剂具有3-25mgKOH/g的酸值。
10.如权利要求1所述的调色剂,其中:
体均粒度在3-9μm的范围内,
具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量在3数量%或更少的范围内,和
具有作为数均粒度的3μm或更小的粒度的颗粒的存在量对具有作为数均粒度的1μm或更小的粒度的颗粒的存在量的比率在2.0-4.0的范围内。
11.制造如权利要求1到10任一项所述的用于使静电荷图像显影的调色剂的方法,其包括:
基于无定形聚酯的树脂合成过程,其中使第一多元羧酸组分和多元醇组分在催化剂的存在下在150℃或更低的温度下脱水缩合,其中(i)通过脱水缩合获得的树脂在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,然后通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,从而合成所述基于无定形聚酯的树脂,或者(ii)通过脱水缩合获得的树脂通过具有对应于三个或更多个羧基的取代基的第二多元羧酸组分延长,然后在多异氰酸酯组分的存在下氨基甲酸酯延长,使得合成所述基于无定形聚酯的树脂;
形成所述基于无定形聚酯的树脂的胶乳的基于无定形聚酯的树脂胶乳形成过程;
结晶性聚酯树脂合成过程,其中使脂族多元羧酸组分和脂族多元醇组分在催化剂的存在下在100℃或更低的温度下脱水缩合,从而合成结晶性聚酯树脂;
形成所述结晶性聚酯树脂的胶乳的结晶性聚酯树脂胶乳形成过程;
将至少所述基于无定形聚酯的树脂胶乳和所述结晶性聚酯树脂胶乳混合以形成混合溶液的混合溶液形成过程;
第一聚集颗粒形成过程,其中通过向所述混合溶液添加絮凝剂而使所述基于无定形聚酯的树脂和所述结晶性聚酯树脂聚集以形成第一聚集颗粒;
在所述第一聚集颗粒的表面上提供由所述基于无定形聚酯的树脂形成的包覆层以形成包覆的聚集颗粒的包覆的聚集颗粒形成过程,和
使所述包覆的聚集颗粒在比所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度高的温度下熔化合并的熔化合并过程,
其中:
(1)所述基于无定形聚酯的树脂的芳族环浓度在4.5-5.8mol/kg的范围内,
(2)所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000-50,000的范围内,
(3)所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内,
(4)如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在7,000或更大至小于14,000的范围内,则满足方程1,和如果所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(Mw)在14,000或更大至50,000或更小的范围内,则满足方程2,和
(A)通过差示扫描量热法测定的所述结晶性聚酯树脂的在熔化中的吸热量在2.0-10.0W/g的范围内,
(B)所述结晶性聚酯树脂的重均分子量在5,000-15,000的范围内,
(C)对于通过差示扫描量热法测得的吸热曲线,在升高温度时的所述结晶性聚酯树脂的吸热开始温度和吸热峰温度之间的差值在3-5℃的范围内,
(D)所述结晶性聚酯树脂包括硫元素、氟元素、或这两者,和
(E)所述结晶性聚酯树脂的具有1,000或更小的重均分子量的级分的含量在1%至小于10%的范围内,
所述催化剂包括选自硫元素和氟元素的一种或多种元素,和
所述絮凝剂包括铁元素和硅元素:
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
12.用于使静电荷图像显影的调色剂,所述调色剂包括:
粘合剂树脂,其包括基于无定形聚酯的树脂,所述基于无定形聚酯的树脂具有在4.5-5.8mol/kg范围内的芳族环浓度,所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(MW)在7,000-50,000的范围内,且所述基于无定形聚酯的树脂的玻璃化转变温度(Tg)在50-70℃的范围内;和
包括铁、硅和硫的三种或更多种元素,
其中所述调色剂中的铁元素含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内,所述调色剂中的硅元素含量在1.0×103-8.0×103ppm的范围内,且所述调色剂中的硫元素含量在500-3,000ppm的范围内。
13.如权利要求12所述的调色剂,其中所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(MW)在7,000或更大到小于14,000的范围内,且所述基于无定形聚酯的树脂满足方程1:
方程1:Tg=7.26×ln(Mw)+a,其中-19.33≤a≤-4.29。
14.如权利要求12所述的调色剂,其中所述基于无定形聚酯的树脂的重均分子量(MW)在14,000或更大到50,000或更小的范围内,且所述基于无定形聚酯的树脂满足方程2:
方程2:Tg=2.67×ln(Mw)+b,其中21.07≤b≤39.48。
15.如权利要求12所述的调色剂,其进一步包括氟,
其中所述调色剂中的氟元素含量在1.0×103-1.0×104ppm的范围内。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015133331A JP6542045B2 (ja) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 |
JP2015-133331 | 2015-07-02 | ||
KR10-2016-0011958 | 2016-01-29 | ||
KR1020160011958A KR102552529B1 (ko) | 2015-07-02 | 2016-01-29 | 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106325012A true CN106325012A (zh) | 2017-01-11 |
CN106325012B CN106325012B (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=57683622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610516123.XA Active CN106325012B (zh) | 2015-07-02 | 2016-07-01 | 用于使静电荷图像显影的调色剂及其制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10234780B2 (zh) |
CN (1) | CN106325012B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109716239A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-05-03 | 保德科技股份有限公司 | 电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体、显影剂、电子照相显影剂用磁性芯材的制造方法、电子照相显影剂用载体的制造方法、及显影剂的制造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120196218A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Toner for developing electrostatic charge image, method of preparing the same, device for supplying the same, and apparatus and method for forming image using the same |
CN104844786A (zh) * | 2014-02-19 | 2015-08-19 | 富士施乐株式会社 | 调色剂用聚酯树脂、静电荷图像显影用调色剂和调色剂盒 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2547016B2 (ja) | 1987-05-15 | 1996-10-23 | 日本カーバイド工業株式会社 | 静電荷像現像用トナ− |
US5346797A (en) | 1993-02-25 | 1994-09-13 | Xerox Corporation | Toner processes |
US7695886B2 (en) | 2005-05-19 | 2010-04-13 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Process for producing resin particle liquid dispersion for electrostatic image developing toner, electrostatic image developing toner and production process thereof |
JP4670473B2 (ja) | 2005-05-19 | 2011-04-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法、静電荷像現像トナー及びその製造方法 |
JP4682797B2 (ja) | 2005-10-24 | 2011-05-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
JP4670679B2 (ja) | 2006-02-23 | 2011-04-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法 |
JP4910843B2 (ja) | 2007-04-04 | 2012-04-04 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | トナーの製造方法およびトナー |
JP4431605B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2010-03-17 | シャープ株式会社 | トナーの製造方法、トナー、二成分現像剤、現像装置および画像形成装置 |
KR100940238B1 (ko) * | 2007-12-18 | 2010-02-04 | 삼성정밀화학 주식회사 | 전자사진용 토너 및 이를 채용한 전자사진용 화상 형성장치 |
JP5245453B2 (ja) | 2008-02-27 | 2013-07-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像トナー用ポリエステル樹脂及びその製造方法、静電荷像現像トナー、静電荷像現像剤、画像形成方法、並びに、画像形成装置 |
JP2010175735A (ja) | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置 |
KR101546830B1 (ko) | 2009-02-03 | 2015-08-24 | 삼성전자주식회사 | 전자 사진용 토너 및 그의 제조방법 |
KR101518803B1 (ko) | 2009-02-03 | 2015-05-12 | 삼성전자주식회사 | 전자 사진용 토너 및 그의 제조방법 |
JP2011148913A (ja) | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Konica Minolta Business Technologies Inc | ポリエステルの製造方法、ポリエステル粒子の水分散液の製造方法、樹脂組成物、電子写真用トナー |
US20110143275A1 (en) | 2009-12-16 | 2011-06-16 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Producing method of water dispersion of polyester resin particles, resin composition, producing method of resin composition and electrophotographic toner |
KR101426323B1 (ko) | 2010-04-23 | 2014-08-06 | 닛카카가쿠가부시키가이샤 | 비결정성 폴리에스테르 수지, 정전하상 현상용 토너용 결착 수지, 및 비결정성 폴리에스테르 수지의 제조 방법 |
JP5672095B2 (ja) | 2010-09-30 | 2015-02-18 | 株式会社リコー | 静電荷像現像用トナー及び現像剤 |
JP5500126B2 (ja) | 2011-06-21 | 2014-05-21 | コニカミノルタ株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP6118066B2 (ja) | 2012-10-18 | 2017-04-19 | 花王株式会社 | 静電荷像現像用トナー |
JP6095500B2 (ja) | 2013-06-21 | 2017-03-15 | キヤノン株式会社 | トナー粒子の製造方法 |
JP6367535B2 (ja) | 2013-10-24 | 2018-08-01 | 花王株式会社 | トナー用結着樹脂組成物 |
-
2016
- 2016-07-01 CN CN201610516123.XA patent/CN106325012B/zh active Active
- 2016-07-01 US US15/200,710 patent/US10234780B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120196218A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Toner for developing electrostatic charge image, method of preparing the same, device for supplying the same, and apparatus and method for forming image using the same |
CN104844786A (zh) * | 2014-02-19 | 2015-08-19 | 富士施乐株式会社 | 调色剂用聚酯树脂、静电荷图像显影用调色剂和调色剂盒 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109716239A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-05-03 | 保德科技股份有限公司 | 电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体、显影剂、电子照相显影剂用磁性芯材的制造方法、电子照相显影剂用载体的制造方法、及显影剂的制造方法 |
CN109716239B (zh) * | 2017-08-25 | 2020-07-07 | 保德科技股份有限公司 | 电子照相显影剂用磁性芯材、电子照相显影剂用载体、显影剂 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10234780B2 (en) | 2019-03-19 |
US20170003611A1 (en) | 2017-01-05 |
CN106325012B (zh) | 2021-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103238116B (zh) | 调色剂和显影剂 | |
CN102236275B (zh) | 含有结晶聚酯的调色剂 | |
CN103562799B (zh) | 调色剂 | |
CN103154825B (zh) | 静电图像显影用调色剂和显影剂 | |
CN100524046C (zh) | 静电图像显影用调色剂、静电图像显影用显影剂及成像方法 | |
CN106249558A (zh) | 调色剂 | |
CN102117031A (zh) | 调色剂及其生产方法 | |
CN102334074B (zh) | 品红色调色剂 | |
CN102449555A (zh) | 调色剂的生产方法和调色剂 | |
CN102402145A (zh) | 调色剂、显影剂、成像方法及成像装置 | |
CN107111261A (zh) | 调色剂、调色剂容纳单元和图像形成设备 | |
CN106054545A (zh) | 静电潜像显影用调色剂和静电潜像显影用调色剂的制造方法 | |
CN103576481A (zh) | 静电潜像显影用调色剂和静电潜像显影用调色剂制备方法 | |
US20150362872A1 (en) | Image forming method | |
CN105518535A (zh) | 调色剂、显影剂和图像形成设备 | |
CN101930189A (zh) | 可提高色料性能的纯化聚酯树脂 | |
CN107203104A (zh) | 静电潜像显影用核壳型调色剂、其制造方法及使用该调色剂的图像形成方法 | |
CN101989051A (zh) | 调色剂方法 | |
CN103365136B (zh) | 色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成设备和图像形成方法 | |
CN106325012A (zh) | 用于使静电荷图像显影的调色剂及其制备方法 | |
CN105143989A (zh) | 调色剂和双组分显影剂 | |
JP5822086B2 (ja) | トナー用結晶性ポリエステル樹脂およびトナー | |
KR102552529B1 (ko) | 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법 | |
CN103319703B (zh) | 聚酯树脂、色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成设备和图像形成方法 | |
US10274854B2 (en) | Toner for developing electrostatic charge image and method for preparing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |