CN107678256A - 调色剂、制造该调色剂的方法、双组分显影剂和图像形成设备 - Google Patents

调色剂、制造该调色剂的方法、双组分显影剂和图像形成设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种调色剂,其包括:结晶性树脂;非结晶性树脂;和着色剂,其中所述调色剂具有海‑岛结构,所述海‑岛结构包括包含所述结晶性树脂的海和包含所述非结晶性树脂和所述着色剂的岛,其中所述岛的畴直径为1.0μm或更小,和其中所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小。

Description

调色剂、制造该调色剂的方法、双组分显影剂和图像形成设备
本申请是国际申请日为2013年3月7日、申请号为201380013871.0、发明名称为“调色剂、制造该调色剂的方法、双组分显影剂和图像形成设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及调色剂、其制造方法、双组分显影剂和图像形成设备。
背景技术
常规地,在电子照相图像形成设备等中,通过电子照相调色剂(下文中简称为“调色剂”)而使以电方式或以磁方式形成的潜像可见。例如,在电子照相方法中,在感光体上形成静电图像(潜像),然后通过调色剂使该潜像显影以形成调色剂图像。所述调色剂图像通常被转印到转印材料例如纸上,然后被定影在所述转印材料例如纸上。在期间将调色剂图像定影在转印纸上的定影步骤中,热定影方法例如加热辊定影方法和加热带定影方法由于其优异的能量效率而已经被广泛使用。
近年来,市场上对图像形成设备的更高速和更大能量节约的需求一直在增加。因此,需要低温定影性优异并且还能够提供高品质图像的调色剂。为了实现调色剂的低温定影性,必须降低调色剂的粘合树脂的软化温度。然而,如果粘合树脂在该粘合树脂的软化温度方面是低的,则可容易地出现所谓的反印(下文中也称作“热反印”),其中当定影时调色剂图像部分地粘附至定影部件的表面并且因此,粘附的图像然后被转印至复印纸上。此外,将发生所谓的粘连,其中调色剂的耐热存储稳定性降低并且调色剂粒子彼此熔合,特别是在高温环境中。此外,已经发现这样的问题:在显影装置中,调色剂在显影装置和载体内熔合而污染,并且在感光体的表面上容易出现调色剂成膜。
用于解决以上问题的技术是已知的,例如使用结晶性树脂作为调色剂的粘合树脂。即,结晶性树脂能够在树脂的熔点处快速软化并且因此能够在保证在低于熔点的温度下的耐热存储稳定性的同时,将调色剂的软化温度降低至接近所述熔点。因此,可同时获得耐热存储稳定性和低温定影性。
作为使用结晶性树脂的调色剂,公开了,例如,使用通过将结晶性聚酯用二异氰酸酯伸长而制备的结晶性树脂作为粘合树脂的调色剂(参见PTL 1和2)。
此外,提出了这样的调色剂:其使用含有磺酸基团的通过不饱和键而具有交联结构的结晶性树脂(参见PTL 3)。该调色剂与常规技术相比在耐热反印性方面得到改善。还公开了如下技术:其中为了制造低温定影性和耐热存储稳定性优异的树脂粒子,规定了软化温度对熔融热的峰温度的比率以及粘弹性特性(参见PTL 4)。
还公开了如下技术:其中,规定了结晶性树脂的肖氏硬度(durometer hardness),并且将无机细粒子包含到调色剂中以改善调色剂的耐应力性(参见PTL 5)。
另一方面,与其中使用结晶性树脂作为粘合树脂的主要组成的上述已知技术不同,公开了许多其中将结晶性树脂和非结晶性树脂组合使用的技术(例如,参见PTL 6和7)。
然而,调色剂中包含的颜料可不均匀地分布在调色剂的表面上或者可由于与所用材料的相容性而产生大的聚集体。因此,例如,如PTL 8中所公开的,通常采用这样的方法:使用颜料分散剂将颜料均匀地分散在调色剂内部。
然而,颜料分散剂中的许多是非结晶性的。当包含结晶性树脂时且特别是当使用结晶性树脂作为主要粘合剂时,相容性差,并且因此导致如下情形:颜料和其分散剂产生大的聚集体或者不均匀地分布在调色剂的表面上。结果,不是得到颜料均匀地分散在调色剂内部的效果,而是调色剂表面上的颜料不利地影响调色剂的带电性。因此,当显影或转印时在机器中出现缺陷,这导致差的图像例如白化。
如上所述,当使用结晶性树脂作为调色剂的粘合树脂时,即使可改善定影温度、耐热存储稳定性和耐应力性,也无法顺利地改善其中包含的颜料的状态。结果,调色剂的使用品质不足。
此外,在使用结晶性树脂作为粘合树脂时,造成这样的问题:颜料的分散性减低而导致降低的图像浓度。例如,提出了通过如下步骤制造的具有母粒子的调色剂:其中,例如,将至少包含可溶于有机溶剂中的聚酯作为主要组成的粘合树脂、包含着色剂和着色剂分散树脂的着色剂母料、和其中脱模剂溶解或分散在所述有机溶剂中的调色剂组成液在其中分散有细树脂粒子的水性介质中乳化或分散(参见PTL 9)。在该提议中,作为着色剂分散树脂,使用的是重均分子量(Mw)为5000或更大但是为50,000或更小的具有酰胺键结构的溶解性差的聚酯。此外,所述调色剂包含在有机溶剂中的溶解性差的结晶性聚酯作为粘合树脂。但是,期望进一步改善图像光泽水平。
引文列表
专利文献
PTL 1:日本专利申请公布(JP-B)No.04-024702
PTL 2:JP-B No.04-024703
PTL 3:日本专利(JP-B)No.3910338
PTL 4:日本专利申请特开(JP-A)No.2010-077419
PTL 5:JP-B No.3360527
PTL 6:JP-B No.3949526
PTL 7:JP-B No.4513627
PTL 8:JP-B No.4079257
PTL 9:JP-A No.2011-203704
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供在耐热反印性和图像光泽水平方面优异的调色剂、用于制造所述调色剂的方法、包含所述调色剂的双组分显影剂、以及使用所述显影剂的图像形成设备。
问题的解决方案
作为用于解决上述问题的手段的本发明的调色剂包括:结晶性树脂;非结晶性树脂;和着色剂,
其中所述调色剂具有海-岛结构,所述海-岛结构包括:包含所述结晶性树脂的海;和包含所述非结晶性树脂和所述着色剂的岛,
其中所述岛的畴直径为1.0μm或更小,和
其中所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小。
发明的有益效果
本发明能够提供在耐热反印性和图像光泽水平方面优异的调色剂、用于制造所述调色剂的方法、包含所述调色剂的双组分显影剂、和使用所述显影剂的图像形成设备。
附图说明
图1为显示本发明的图像形成设备中使用的显影单元的一个实例的示意图。
图2为显示本发明的图像形成设备的一个实例的示意图。
图3为显示图2中所示的各图像形成元件的一个实例的放大视图。
图4为显示本发明中使用的处理卡盒的一个实例的示意图。
图5为显示本发明的调色剂的横截面的一个实例的视图。
图6为显示对比例的调色剂的横截面的一个实例的视图。
图7A为显示调色剂的X-射线衍射光谱的一个实例的视图。
图7B为其中对图7A进行曲线拟合的视图。
具体实施方式
(调色剂)
本发明的调色剂包含结晶性树脂、非结晶性树脂和着色剂,并且还酌情包含其它组分。
粘合树脂包含结晶性树脂和非结晶性树脂并且还酌情包含其它树脂。
所述调色剂具有海-岛结构,所述海-岛结构包括:包含结晶性树脂的海;和包含非结晶性树脂和着色剂的岛,其中岛的畴直径为1.0μm或更小,和其中所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小。
岛的畴直径为1.0μm或更小且优选为50nm-200nm。当岛的畴直径超过1.0μm时,图像光泽水平可降低。当畴直径小于50nm时,所述调色剂的制造可为困难的。
此处,着色剂在调色剂中的分散状态以及海-岛结构可通过观察调色剂的横截面而确认,所述观察例如通过使用透射电子显微镜(TEM)而进行。此时,当使用四氧化钌来对非结晶性树脂进行染色时,可得到对比度。
所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小、优选1.0×103Pa-1.6×104Pa、且更优选5.0×103Pa-1.0×104Pa。当所述调色剂在160℃的储能弹性模量小于1.0×103Pa时,所述调色剂的耐热反印性可降低。当储能弹性模量超过1.7×104Pa时,图像光泽水平将降低。
所述调色剂在160℃的储能弹性模量可通过使用,例如,动态粘弹性测量装置而测量。
对粘合树脂中结晶性树脂的含量没有特别限制并且取决于意图,可适宜选择任何含量。含量优选为50质量%或更大、更优选为65质量%或更大、还更优选为80质量%或更大、且特别优选为95质量%或更大。
当粘合树脂中结晶性树脂的含量小于50质量%时,可能难以同时获得所述调色剂的低温定影性和耐热存储稳定性。
可将两种或更多种结晶性树脂组合使用。例如,将第一结晶性树脂和重均分子量Mw大于第一结晶性树脂大的第二结晶性树脂组合使用,由此使得可扩展作为整体的调色剂的分子量分布。可同时实现低分子量树脂向纸中的浸渍和通过高分子量树脂抑制热反印,这是优选的。改性的结晶性树脂可用作第二结晶性树脂并且在制造所述调色剂的过程中进行伸长或交联反应。
在此情况下,用于颜料表面处理的结晶性树脂在表面处理时熔合和捏合。因此,优选使用在熔融温度和粘度方面更接近的第一结晶性树脂。当使用重均分子量Mw更大的第二结晶性树脂来提供对颜料的表面处理时,由于非结晶性树脂之间的熔融温度和粘度方面的差异,得不到结晶性树脂、非结晶性树脂和颜料的充分混合。此外,在捏合时未施加充分的剪切力,从而导致着色剂中颜料粒子的聚集状态。结果,颜料聚集或不均匀地分布在调色剂内部,这导致图像的颜色再现范围劣化以及对定影性的不利影响。
对结晶性树脂的熔融热的最大峰温度没有特别限制并且取决于意图,可适宜选择任何温度。然而,就同时实现低温定影性和耐热存储稳定性而言,该温度优选为45℃-70℃、更优选为53℃-65℃、且特别优选为58℃-62℃。当最大峰温度小于45℃时,低温定影性变得有利,但是耐热存储稳定性可劣化。另一方面,当最大峰温度超过70℃时,耐热存储稳定性变得有利,但是低温定影性可劣化。
对结晶性树脂的软化温度对熔融热的最大峰温度的比率(软化温度/熔融热的最大峰温度)没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何比率。所述比率优选为0.8-1.55、更优选为0.85-1.25、还更优选为0.9-1.2、且特别优选为0.9-1.19。随着所述比率(软化温度/熔融热的最大峰温度)变得更小,树脂倾向于更急剧地软化。就同时实现低温定影性和耐热存储稳定性而言,这是合意的。
关于结晶性树脂的粘弹性特性,对于在(熔融热的最大峰温度)+20℃处的储能弹性模量G’没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何储能弹性模量。所述储能弹性模量优选为5.0×106Pa·s或更小、优选为1.0×101Pa·s-5.0×105Pa·s、和还更优选为1.0×101Pa·s-1.0×104Pa·s。
此外,对在(熔融热的最大峰温度)+20℃处的损耗弹性模量G”没有特别限制并且取决于意图,可适宜选择任何损耗弹性模量。所述损耗弹性模量优选为5.0×106Pa·s或更小、更优选为1.0×101Pa·s-5.0×105Pa·s且还更优选为1.0×101Pa·s-1.0×104Pa·s。关于本发明的调色剂的粘弹性特性,就定影强度和耐热反印性而言优选的是:在(熔融热的最大峰温度)+20℃处的G’和G”的值优选为1.0×103Pa·s-5.0×106Pa·s。当考虑到着色剂分散在粘合树脂中而使G’和G”提高的事实时,结晶性树脂的粘弹性特性优选在上述范围内。
结晶性树脂的所述粘弹性特性可通过调节构成树脂的结晶性单体与非结晶性单体的比率、所述树脂的分子量等等而实现。例如,结晶性单体的百分数的提高将降低G’(Ta+20)的值。
所述树脂和所述调色剂的动态粘弹性特性值(储能弹性模量G’和损耗弹性模量G”)可通过使用动态粘弹性测量装置(例如,由TA Instruments Japan Inc.制造的ARES)测量。在1Hz频率的条件下进行测量。即,所述测量可以以这样的方式进行:将样品制成直径8mm且厚度1mm-2mm的丸粒(pellet)并且固定在直径8mm的平行板上,之后,将所述丸粒在40℃稳定并且在频率为1Hz(6.28rad/s)且变形(distortion)量为0.1%(变形量控制模式)的条件下以2.0℃/分钟的升温速率加热至200℃。
对结晶性树脂的重均分子量Mw没有特别限制并且取决于意图,可适宜选择任何重均分子量。就定影性而言,重均分子量优选为2,000-100,000、更优选为5,000-60,000、且特别优选为8,000-30,000。当重均分子量小于2,000时,耐热反印性倾向于劣化。当重均分子量超过100,000时,低温定影性倾向于劣化。
结晶性树脂的重均分子量Mw可通过,例如,凝胶渗透色谱法(GPC)例如GPC-8220GPC(由Tosoh Corporation制造)测量。作为柱,使用长度15cm的TSKgel Super HZM-H的三联(triple)柱(由Tosoh Corporation制造)。将待测量的树脂溶解在包含稳定剂的四氢呋喃(THF)(由Wako Pure Chemical Industries Ltd.制造)中以得到0.15质量%的溶液。在将该溶液通过使用0.2μm过滤器过滤之后,使用其滤液作为样品。将由此制备的THF样品溶液以100μL的量供给到测量装置中并且在40℃的温度以0.35mL/分钟的流速测量。样品的分子量可通过参照借助若干类型的单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的对数和计数值之间的关系而测量。所述聚苯乙烯标准样品包括Std.No S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580(由Showa Denko K.K.制造的ShowdexSTANDARD)和甲苯。作为检测器,可使用RI(折射率)检测器。
<<聚酯树脂>>
对聚酯树脂没有特别限制并且取决于意图,可适宜选择任何聚酯树脂。聚酯树脂包括,例如,由多元醇和多元羧酸合成的缩聚聚酯树脂、内酯开环聚合产物、和聚羟基羧酸。在这些物质中,就展现结晶性而言,使用二醇和二羧酸的缩聚聚酯树脂是优选的。
-多元醇-
多元醇包括,例如,二醇、三元到八元的多元醇和更高元的多元醇。
对二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二醇。二醇包括,例如,脂族二醇例如直链脂族二醇和支化的脂族二醇;具有4-36的碳数的亚烷基醚二醇;具有4-36的碳数的脂环族二醇;脂环族二醇的环氧烷烃(下文中简写为AO)(alkylene oxide of thealicyclic diol(hereinafter,abbreviated as AO));双酚的AO加合物;聚内酯二醇(polylactone diol);聚丁二烯二醇;具有羧基的二醇、具有磺酸基团或氨基磺酸基团的二醇和具有其它官能团的二醇例如其盐。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。在这些物质中,具有2-36的链碳数的脂族二醇是优选的,并且直链脂族二醇是更优选的。
对相对于整个二醇的直链脂族二醇的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为80摩尔%或更大、且更优选为90摩尔%或更大。80摩尔%或更大的含量是优选的,因为树脂的结晶性改善,并且可顺利地同时实现低温定影性和耐热存储稳定性,并且树脂硬度倾向于改善。
对直链脂族二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二醇。直链脂族二醇包括,例如,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1,20-二十烷二醇。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。在这些物质中,就可获得性而言,优选的是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
对具有2-36的链碳数的支化的脂族二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何支化的脂族二醇。支化的脂族二醇包括,例如,1,2-丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇、和2,2-二乙基-1,3-丙二醇。
对具有4-36的碳数的亚烷基醚二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何亚烷基醚二醇。所述亚烷基醚二醇包括,例如,二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、和聚四亚甲基醚二醇。
对具有4-36的碳数的脂环族二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何脂环族二醇。所述脂环族二醇包括,例如,1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A。
对脂环族二醇的环氧烷烃(下文中简写为AO)没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何环氧烷烃。所述环氧烷烃包括,例如,例如环氧乙烷(下文中简写为EO)、环氧丙烷(下文中简写为PO)和环氧丁烷(下文中简写为BO)的加合物(加成摩尔数:1-30)。
对双酚没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何双酚。双酚包括,例如双酚A、双酚F和双酚S,例如AO(EO、PO、BO等)加合物(加成摩尔数:2-30)。
对聚内酯二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何聚内酯二醇。聚内酯二醇包括,例如,聚ε-己内酯二醇。
对具有羧基的二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二醇。所述二醇包括,例如,具有6-24的碳数的二羟烷基链烷酸例如2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基庚酸、和2,2-二羟甲基辛酸。
对具有磺酸基团或氨基磺酸基团的二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二醇。所述二醇包括,例如,氨基磺酸二醇例如N,N-二(2-羟基乙基)氨基磺酸或N,N-二(2-羟基乙基)氨基磺酸PO 2摩尔加合物、[N,N-二(2-羟基烷基)氨基磺酸(烷基具有1-6的碳数)、或其AO加合物(EO或PO作为AO,AO具有1-6的加成摩尔数);和二(2-羟基乙基)磷酸酯。
对具有中和碱的二醇的中和碱没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何中和碱。所述中和碱包括,例如,具有3-30的碳数的叔胺(例如三乙基胺)和碱金属(例如钠盐)。
在这些物质中,优选的是具有2-12的碳数的亚烷基二醇、具有羧基的二醇、双酚的AO加合物、以及其组合。
此外,对三元到八元或更高元的多元醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何多元醇。所述多元醇包括,例如,链烷烃多元醇、其分子内或分子间脱水物(例如,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、脱水山梨糖醇和聚甘油)、具有3-36的碳数的三元到八元或更高元的脂族醇例如糖和其衍生物(例如,蔗糖和甲基葡糖苷);三酚(例如三酚PA)的AO加合物(2-30的加成摩尔数);线型酚醛清漆树脂(例如苯酚线型酚醛清漆和甲酚线型酚醛清漆)的AO加合物(2-30的加成摩尔数);和丙烯酰基多元醇例如(甲基)丙烯酸羟基乙酯与其它乙烯基单体的共聚产物。这些物质之中,优选的是三元到八元或更高元的脂族醇、以及线型酚醛清漆树脂的AO加合物,且更优选的是线型酚醛清漆树脂的AO加合物。
-多元羧酸-
对多元羧酸没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何多元羧酸。多元羧酸包括,例如,二羧酸、和三元到六元或更高元的多元羧酸。
对二羧酸没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二羧酸。二羧酸包括,例如,脂族二羧酸例如直链脂族二羧酸和支化的脂族二羧酸;和芳族二羧酸。在这些物质中,更优选的是直链脂族二羧酸。
对脂族二羧酸没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何脂族二羧酸。脂族二羧酸包括,例如,具有4-36的碳数的链烷烃二羧酸例如琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二羧酸、十八烷二羧酸和癸基琥珀酸;具有4-36的碳数的链烷烃二羧酸,例如,烯基琥珀酸例如十二碳烯基琥珀酸、十五碳烯基琥珀酸和十八碳烯基琥珀酸、和马来酸、富马酸、柠康酸;和具有6-40的碳数的脂环族二羧酸例如二聚体酸(二聚亚油酸)。
对芳族二羧酸没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何芳族二羧酸。芳族二羧酸包括,例如,具有8-36的碳数的芳族二羧酸例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、和4,4’-联苯二羧酸。
此外,酌情使用的三元到六元或更高元的多元羧酸包括,例如,具有9-20的碳数的芳族多元羧酸例如偏苯三甲酸和均苯四甲酸。
注意,所述二羧酸和所述三元到六元或更高元的多元羧酸可包括上述物质的酸酐和具有1-4的碳数的低级烷基酯(例如甲酯、乙酯和异丙酯)。
在上述的二羧酸之中,特别优选的是,仅使用脂族二羧酸(优选地,己二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等)。还优选使用的是芳族二羧酸(优选地,对苯二甲酸、间苯二甲酸、叔丁基间苯二甲酸等;芳族二羧酸的低级烷基酯)与脂族二羧酸的共聚产物。
对与芳族二羧酸的共聚的程度没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何程度。所述程度优选为20摩尔%或更少。
-内酯开环聚合产物-
对内酯开环聚合产物没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何内酯开环聚合产物。内酯开环聚合产物包括,例如,通过将内酯例如具有3-12的碳数的单内酯(环中酯基的数量为1)例如β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯通过使用催化剂例如金属氧化物和有机金属化合物进行开环聚合而获得的内酯开环聚合产物;和在其末端处具有羟基并且通过将具有3-12的碳数的单内酯通过使用二醇(例如,乙二醇和二甘醇)作为引发剂进行开环聚合而获得的内酯开环聚合产物。
对具有3-12的碳数的单内酯没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何单内酯。然而,就结晶性而言,ε-己内酯是优选的。
此外,作为内酯开环聚合产物,可使用市售产品。市售产品包括,例如,高结晶性的聚己内酯,例如,由Daicel Corporation制造的PLACCEL系列的H1P、H4、H5和H7。
-聚羟基羧酸-
对制备聚羟基羧酸的方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何方法。所述方法包括,例如,其中将羟基羧酸例如羟基乙酸和乳酸(L体、D体、外消旋体等)直接脱水和缩合的方法,和其中使与羟基羧酸的两个或三个分子之间的脱水缩合产物对应的具有4-12的碳数的环状酯(环中酯基的数量为2或3)例如乙交酯和丙交酯(L体、D体、外消旋体等)通过使用催化剂例如金属氧化物和有机金属化合物而进行开环聚合的方法。这些方法之中,就调节分子量而言,开环聚合方法是优选的。
在环状酯之中,就结晶性而言,优选的是L-丙交酯和D-丙交酯。此外,可将聚羟基羧酸改性以在末端处具有羟基或羧基。
<<<聚氨酯树脂>>>
聚氨酯树脂包括由二醇、多元醇例如三元到八元或更高元的多元醇、二异氰酸酯、和多异氰酸酯例如三元或更高元的多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂。这些树脂之中,优选的是由二醇和二异氰酸酯合成的聚氨酯树脂。
所述二醇和三元到八元或更高元的多元醇包括与在聚酯树脂中给出的二醇和三元到八元或更高元的多元醇类似的那些。
-多异氰酸酯-
多异氰酸酯包括,例如,二异氰酸酯和三元或更高元的多异氰酸酯。
对二异氰酸酯没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二异氰酸酯。二异氰酸酯包括,例如,芳族二异氰酸酯、脂族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、以及芳族和脂族二异氰酸酯。在这些物质中,包括了将NCO基团中的碳除外具有6-20的碳数的芳族二异氰酸酯、具有2-18的碳数的脂族二异氰酸酯、具有4-15的碳数的脂环族二异氰酸酯、具有8-15的碳数的芳族和脂族二异氰酸酯、这些二异氰酸酯的改性产物(包含氨基甲酸酯基团、碳二亚胺基团、脲基甲酸酯基团、脲基团、缩二脲基团、脲二酮基团、脲亚胺基团、异氰脲酸酯基团、唑烷酮基团等的改性产物)以及它们的两种或更多种的混合物。此外,可酌情组合使用三元或更高元的异氰酸酯。
对芳族二异氰酸酯没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何芳族二异氰酸酯。芳族二异氰酸酯包括,例如,1,3-和/或1,4-苯二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、粗制TDI、2,4’-和/或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗制MDI[粗制二氨基苯基甲烷的光气化产物[甲醛和芳族胺(苯胺)或者具有其混合物的缩合产物;二氨基二苯基甲烷与少量三元或更高官能的多元胺(例如,5质量%-20质量%)的混合物]:多烯丙基多异氰酸酯(PAPI)]、1,5-萘二异氰酸酯、4,4’,4”-三苯基甲烷三异氰酸酯、和间-和对-异氰酸酯苯基磺酰基异氰酸酯。
对脂族二异氰酸酯没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何脂族二异氰酸酯。脂族二异氰酸酯包括,例如,亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯、富马酸二(2-异氰酸酯乙基)酯、碳酸二(2-异氰酸酯乙基)酯、和2,6-二异氰酸酯己酸2-异氰酸基乙基酯(2-isocyanateethyl-2,6-diisocyanate hexanoate)。
对脂环族二异氰酸酯没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何脂环族二异氰酸酯。脂环族二异氰酸酯包括,例如,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(氢化MDI)、亚环己基二异氰酸酯、甲基亚环己基二异氰酸酯(氢化TDI)、4-亚环己基-1,2-二羧酸二(2-异氰酸基乙基酯)、和2,5-和2,6-降莰烷二异氰酸酯。
对芳族和脂族二异氰酸酯没有特别限制,取决于意图,可适宜选择任何芳族和脂族二异氰酸酯。芳族和脂族二异氰酸酯包括,例如,间-和对-亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、和α,α,α’,α’-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)。
此外,对二异氰酸酯的改性产物没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何改性产物。二异氰酸酯的改性产物包括,例如,包含氨基甲酸酯基团、碳二亚胺基团、脲基甲酸酯基团、脲基团、缩二脲基团、脲二酮基团、脲亚胺基团、异氰脲酸酯基团和唑烷酮基团的改性产物。更具体地,所述改性产物包括经改性的MDI例如经氨基甲酸酯改性的MDI、经碳二亚胺改性的MDI、经三烃基磷酸酯改性的MDI、二异氰酸酯的改性产物例如经氨基甲酸酯改性的TDI例如包含异氰酸酯的预聚物;以及这些二异氰酸酯的改性产物的两种或更多种的混合物(例如,经改性的MDI和经氨基甲酸酯改性的TDI组合使用)。
这些二异氰酸酯之中,优选的是将NCO基团中的碳除外具有6-15的碳数的芳族二异氰酸酯、具有4-12的碳数的脂族二异氰酸酯、和具有4-15的碳数的脂环族二异氰酸酯。特别地,优选的是TDI、MDI、HDI、氢化MDI、和IPDI。
<<<聚脲树脂>>>
聚脲树脂包括由二胺、多元胺例如三元或更高元的多元胺、二异氰酸酯和多异氰酸酯例如三元或更高元的多异氰酸酯合成的聚脲树脂。这些树脂之中,优选的是由二胺和二异氰酸酯合成的聚脲树脂。
所述二异氰酸酯和三元或更高元的多异氰酸酯包括与在聚氨酯树脂中给出的二异氰酸酯和三元或更高元的多异氰酸酯类似的那些。
-多元胺-
多元胺包括,例如,二胺和三元或更高元的多元胺。
对二胺没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二胺。二胺包括,例如,脂族二胺和芳族二胺。这些二胺之中,优选的是具有2-18的碳数的脂族二胺和具有6-20的碳数的芳族二胺。此外,可酌情使用三元或更高元的胺。
对具有2-18的碳数的脂族二胺没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何脂族二胺。所述脂族二胺包括,例如,具有2-6的碳数的亚烷基二胺例如乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺;具有4-18的碳数的多亚烷基胺例如二亚乙基三胺、亚氨基-二丙基胺、二(六亚甲基)三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺;亚烷基二胺例如二烷基氨基丙基胺、三甲基六亚甲基二胺、氨基乙基乙醇胺、2,5-二甲基-2,5-六亚甲基二胺和甲基亚氨基二丙基胺、或者具有1-4的碳数的烷基的多亚烷基二胺、或者具有2-4的碳数的羟基烷基取代物;具有4-15的碳数的脂环族二胺例如1,3-二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、薄荷烯二胺(menthene diamine)、4,4-’亚甲基二环己烷二胺(氢化亚甲基二苯胺);具有4-15的碳数的杂环二胺例如哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、1,4-二氨基乙基哌嗪、1,4-二(2-氨基-2-甲基丙基)哌嗪和3,9-二(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷;和具有8-15的碳数的含芳族环的脂族胺例如亚二甲苯基二胺和四氯对亚二甲苯基二胺。
对具有6-20的碳数的芳族二胺没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何芳族二胺。所述芳族二胺包括,例如,未取代的芳族二胺例如1,2-、1,3-和1,4-苯二胺、2,4’-和4,4’-二苯基甲烷二胺、粗制二苯基甲烷二胺(多苯基多亚甲基多元胺)、二氨基二苯基砜、联苯胺、硫代二苯胺、二(3,4-二氨基苯基)砜、2,6-二氨基吡啶、间氨基苄基胺、三苯基甲烷-4,4’,4”-三胺和萘二胺;具有拥有1-4的碳数的核取代烷基的芳族二胺例如2,4-和2,6-甲苯二胺、粗制甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、4,4’-二(邻-甲苯胺)、联茴香胺、二氨基二甲苯基砜(diaminoditrylsulfone)、1,3-二甲基-2,4-二氨基苯、1,3-二甲基-2,6-二氨基苯、1,4-二异丙基-2,5-二氨基苯、2,4-二氨基均三甲苯、1-甲基-3,5-二乙基-2,4-二氨基苯、2,3-二甲基-1,4-二氨基萘、2,6-二甲基-1,5-二氨基萘、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,5-二乙基-3’-甲基-2’,4-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二乙基-2,2’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’,5,5’-四乙基-4,4’-二氨基二苯基醚、和3,3’,5,5’-四异丙基-4,4’-二氨基二苯基砜;所述未取代的芳族二胺或者具有拥有1-4的碳数的核取代烷基的芳族二胺异构体的各种比率的混合物;亚甲基-二-邻-氯苯胺、4-氯-邻-苯二胺、2-氯-1,4-苯二胺、3-氨基-4-氯苯胺、4-溴-1,3-苯二胺、2,5-二氯-1,4-苯二胺、5-硝基-1,3-苯二胺和3-二甲氧基-4-氨基苯胺;具有核取代吸电子基团(卤素例如Cl、Br、I和F;烷氧基例如甲氧基和乙氧基;和硝基)的芳族二胺例如4,4’-二氨基-3,3’-二甲基-5,5’-二溴-二苯基甲烷、3,3’-二氯联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、二(4-氨基-3-氯苯基)醚、二(4-氨基-2-氯苯基)丙烷、二(4-氨基-2-氯苯基)砜、二(4-氨基-3-甲氧基苯基)癸烷、二(4-氨基苯基)硫醚、二(4-氨基苯基)碲醚、二(4-氨基苯基)硒醚、二(4-氨基-3-甲氧基苯基)二硫化物、4,4’-亚甲基-二(2-碘苯胺)、4,4’-亚甲基-二(2-溴苯胺)、4,4’-亚甲基-二(2-氟苯胺)和4-氨基苯基-2-氯苯胺;具有仲氨基的芳族二胺例如4,4’-二(甲基氨基)二苯基甲烷和1-甲基-2-甲基氨基-4-氨基苯[所述未取代的芳族二胺、所述具有拥有1-4的碳数的核取代烷基的芳族二胺、以及其异构体以各种混合比率的混合物、以及其中所述具有核取代吸电子基团的芳族二胺的伯胺基团部分地或全部地通过低级烷基例如甲基和乙基而被取代成仲氨基的那些]。
此外,二胺包括,例如,聚酰胺多元胺,例如,通过二羧酸(二聚体酸等)与过量(对于1摩尔酸为两摩尔或更多)的多元胺(例如亚烷基二胺和多亚烷基多元胺)的缩合获得的低分子量聚酰胺多元胺;聚醚多元胺例如氰乙基化的聚醚多元醇(聚亚烷基二醇等)的氢化物。
<<<聚酰胺树脂>>>
聚酰胺树脂包括由二胺、多元胺例如三元或更高元的多元胺、二羧酸和多元羧酸例如三元到六元或更高元的多元羧酸合成的聚酰胺树脂。所述聚酰胺树脂之中,优选的是由二胺和二羧酸合成的聚酰胺树脂。
所述二胺和三元或更高元的多元胺包括与在聚脲树脂中给出的二胺和三元或更高元的多元胺类似的那些。
所述二羧酸和三元到六元或更高元的多元羧酸包括与在聚酯树脂中给出的二羧酸和三元到六元或更高元的多元羧酸类似的那些。
<<<聚醚树脂>>>
对聚醚树脂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何聚醚树脂。聚醚树脂包括,例如,结晶性聚环氧烷烃多元醇。
对制造结晶性聚环氧烷烃多元醇的方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何方法。所述方法包括,例如,其中使手性的AO通过使用在AO的聚合中通常使用的催化剂而进行开环聚合的方法(例如,参见Journal of the American Chemical Society,1956,Vol.78,no.18,pp.4787-4792)和其中将低价(low-priced)手性的AO通过使用在化学结构上是空间上大体积的且特异(special)的络合物作为催化剂而进行开环聚合的方法。
作为其中使用特异的络合物的方法,已知如下方法:其中使用通过将镧系元素络合物与有机铝进行接触而获得的化合物作为催化剂的方法(例如,参见JP-A No.11-12353)和其中容许双金属μ-氧桥烷氧化物和羟基化合物预先反应的方法(例如,参见JP-ANo.2001-521957)。
作为用于获得全同立构规整度相当高的结晶性聚环氧烷烃多元醇的方法,已知如下方法:其中使用salen络合物作为催化剂的方法(例如,参见Journal of the AmericanChemical Society,2005,Vol.127,No.33,pp.11566-11567)。当例如使用手性的AO并且对于其开环聚合使用二醇或水作为引发剂时,获得在末端处具有羟基并且全同立构规整度为50%或更高的聚环氧烷烃二醇。
所述全同立构规整度为50%或更高的聚环氧烷烃二醇可为改性成在其末端处具有羧基的。注意,当全同立构规整度为50%或更高时,所述聚环氧烷烃二醇通常是结晶性的。所述二醇包括,例如,二元醇。在羧基改性中使用的羧酸包括,例如,二羧酸。
用于制造所述结晶性聚环氧烷烃多元醇的AO包括具有3-9的碳数的那些,并且它们是,例如,PO、1-氯氧杂环丁烷、2-氯氧杂环丁烷、1,2-二氯氧杂环丁烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、1,2-BO、甲基缩水甘油基醚、1,2-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷、3-甲基-1,2-环氧丁烷、环氧环己烷、1,2-环氧己烷、3-甲基-1,2-环氧戊烷、2,3-环氧己烷、4-甲基-2,3-环氧戊烷、烯丙基缩水甘油基醚、1,2-环氧庚烷、氧化苯乙烯、和苯基缩水甘油基醚。在所述AO中,优选的是PO、1,2-BO、氧化苯乙烯和环氧环己烷,且更优选的是PO、1,2-BO和环氧环己烷。此外,所述AO可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
此外,对所述结晶性聚环氧烷烃多元醇的全同立构规整度没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何全同立构规整度。就由此获得的结晶性聚醚树脂的快速熔融性质和抗粘连性而言,全同立构规整度优选为70%或更高、更优选80%或更高、特别优选90%或更高且最优选95%或更高。
全同立构规整度可通过Macromolecules,Vol.35,No.6,pp.2389~2392(2002)中所述的方法计算,并且更具体地,如下测定。
称取待测定样品(约30mg)于用于13C-NMR的直径为5mm的样品管中并且通过加入约0.5mL氘代溶剂而溶解,从而作为分析样品给出。此处,对氘代溶剂没有特别限制,并且可适宜选择任何溶剂,只要其能够溶解所述样品。所述溶剂包括,例如,氘代氯仿、氘代甲苯、氘代二甲亚砜和氘代二甲基甲酰胺。得自次甲基的三个13C-NMR信号分别在75.1ppm附近(其为间同立构值(S))、在75.3ppm附近(其为杂同立构值(H))和在75.5ppm附近(其为全同立构值(I))观察到。
全同立构规整度可通过下式1计算。
<式1>
全同立构规整度(%)=[I/(I+S+H)]×100
在式1中,I表示全同立构信号的积分值;S表示间同立构信号的积分值;和H表示杂同立构信号的积分值。
<<<乙烯基树脂>>>
对乙烯基树脂没有特别限制,只要其具有结晶性。并且取决于意图,可适宜选择任何乙烯基树脂。优选的是这样的乙烯基树脂:其具有拥有结晶性的乙烯基单体和酌情不具有结晶性的乙烯基单体作为构成单元。
对拥有结晶性的乙烯基单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何乙烯基单体。所述乙烯基单体包括,例如,其中烷基具有12-50的碳数的(甲基)丙烯酸直链烷基酯(具有12-50的碳数的直链烷基为结晶性基团)例如(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯和(甲基)丙烯酸山萮酯。
对没有结晶性的乙烯基单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何没有结晶性的乙烯基单体。优选的是具有1000或更小的分子量的乙烯基单体。所述乙烯基单体包括,例如,苯乙烯类、(甲基)丙烯酰基单体、含羧基的乙烯基单体、其它乙烯基酯单体、和基于脂族烃的乙烯基单体。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
对于苯乙烯类没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何苯乙烯类。所述苯乙烯类包括,例如,苯乙烯、和其中烷基具有1-3的碳数的烷基苯乙烯。
对(甲基)丙烯酰基单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何(甲基)丙烯酰基单体,其包括例如,其中烷基具有1-11的碳数的(甲基)丙烯酸烷基酯例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和其中烷基具有12-18的碳数的(甲基)丙烯酸支化烷基酯;其中烷基具有1-11的碳数的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯例如(甲基)丙烯酸羟基乙酯;和其中烷基具有1-11的碳数的含烷基氨基的(甲基)丙烯酸酯,例如(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。
对含羧基的乙烯基单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含羧基的乙烯基单体。含羧基的乙烯基单体包括,例如,具有3-15的碳数的单羧酸例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸;具有4-15的碳数的二羧酸例如(无水)马来酸、富马酸、衣康酸和柠康酸;二羧酸单酯例如二羧酸的单烷基(1-18的碳数)酯,例如,马来酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、衣康酸单烷基酯、和柠康酸单烷基酯。
对所述其它乙烯基酯单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何其它乙烯基酯单体。所述其它乙烯基酯单体包括,例如,具有4-15的碳数的脂族乙烯基酯例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和乙酸异丙烯酯;不饱和羧酸多元(二元到三元或更高元)醇的酯(具有8-50的碳数)例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯;和具有9-15的碳数的芳族乙烯基酯例如4-乙烯基苯甲酸甲酯(methyl-4-vinyl benzoate)。
对基于脂族烃的乙烯基单体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何基于脂族烃的乙烯基单体,包括,例如,具有2-10的碳数的烯烃例如乙烯、丙烯、丁烯和辛烯;以及具有4-10的碳数的二烯例如丁二烯、异戊二烯和1,6-己二烯。
<<<经改性的结晶性树脂(粘合树脂前体)>>>
对经改性的结晶性树脂没有特别限制,只要其为具有能够与活性氢基团反应的官能团的结晶性树脂。取决于意图,可适宜选择任何经改性的结晶性树脂并且其包括,例如,具有能够与活性氢基团反应的官能团的结晶性聚酯树脂、结晶性聚氨酯树脂、结晶性聚脲树脂、结晶性聚酰胺树脂、结晶性聚醚树脂、和结晶性乙烯基树脂。在制造调色剂的过程中,使经改性的结晶性树脂与具有活性氢基团的树脂和具有活性氢基团的化合物例如具有活性氢基团的伸长剂和交联剂反应,通过其可提高所述树脂的分子量而得到粘合树脂。因此,在制造调色剂时,可使用经改性的结晶性树脂作为粘合树脂前体。
粘合树脂前体涵盖构成粘合树脂的单体和低聚物、具有能够与活性氢基团反应的官能团的改性树脂、以及包含容许进行伸长或交联反应的低聚物的化合物。当满足这些条件时,粘合树脂前体可为结晶性树脂或非结晶性树脂。这些树脂之中,作为粘合树脂前体,优选的是在其末端处至少具有异氰酸酯基团的经改性的结晶性树脂。还优选的是,粘合树脂通过当在水性介质中分散或乳化以造粒出调色剂粒子时由与活性氢基团的反应得到的伸长或交联反应而形成。
作为用粘合树脂前体形成的粘合树脂,优选的是通过对具有能够与活性氢基团反应的官能团的改性树脂和具有活性氢基团的化合物进行伸长或交联反应而获得的结晶性树脂。特别优选的是通过对在其末端处具有异氰酸酯基团的聚酯树脂和多元醇进行伸长或交联反应而获得的经氨基甲酸酯改性的聚酯树脂,和通过对在其末端处具有异氰酸酯基团的聚酯树脂和胺进行伸长或交联反应而获得的经脲改性的聚酯树脂。
对能够与活性氢基团反应的官能团没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何官能团。所述官能团例如包括,例如如下的官能团:异氰酸酯基团、环氧基团、羧酸、和酰氯基团。这些官能团之中,就反应性和稳定性而言,异氰酸酯基团是优选的。
对具有活性氢基团的化合物没有特别限制,只要所述化合物具有活性氢基团。取决于意图,可适宜选择任何化合物,当能够与活性氢基团反应的官能团为异氰酸酯时,所述化合物包括,例如,具有羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基作为活性氢基团的化合物。这些化合物之中,就反应速率而言,特别优选的是具有氨基的化合物(即,胺)。
对所述胺没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何胺。所述胺包括,例如,苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异佛尔酮二胺、乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、乙醇胺、羟乙基苯胺、氨基乙基硫醇、氨基丙基硫醇、氨基丙酸、和氨基己酸。所述胺还包括其中将所述胺的氨基用酮(例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)封闭的酮亚胺化合物、和唑啉酮(oxazolizone)化合物。
<<非结晶性树脂>>
对非结晶性树脂没有特别限制,只要其为非结晶性的,并且可适宜从任何已知树脂选择任何非结晶性树脂。非结晶性树脂包括,例如,苯乙烯例如聚苯乙烯、聚对苯乙烯和聚乙烯基甲苯或其取代物的单一聚合物;基于苯乙烯的共聚物例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲基酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁基酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异丙基共聚物、和苯乙烯-马来酸酯共聚物;聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯基缩丁醛树脂、聚丙烯酸类树脂、松香树脂、改性松香树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、脂族或芳族烃树脂、芳族石油树脂、以及具有能够与活性氢基团反应的官能团的改性树脂。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。这些树脂之中,特别优选的是非结晶性聚酯。
非结晶性树脂优选为具有与结晶性树脂类似的构成单元的树脂。
还优选的是,非结晶性树脂在乙酸乙酯中的溶解性差。
此外,将如下事实定义为在乙酸乙酯中溶解性差:在使非结晶性树脂的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时之后,在1cm光程长度中在500nm波长处光的透射率为50%或更小。
用于合成非结晶性聚酯的二醇优选为直链或支化的脂族二醇。
对所述直链或支化的脂族二醇没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二醇。所述二醇包括,例如,乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇、和2,2-二乙基-1,3-丙二醇。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
对用于合成非结晶性聚酯的二羧酸没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何二羧酸。所述二羧酸包括,例如,芳族二羧酸例如间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸;脂族二羧酸例如富马酸和琥珀酸。
<<嵌段共聚物>>
优选的是,粘合树脂另外包含具有结晶性嵌段和非结晶性嵌段的嵌段共聚物。由此可容易地形成由包含结晶性树脂的海和包含非结晶性树脂和着色剂的岛构成的海-岛结构。
优选的是,所述结晶性嵌段和所述非结晶性嵌段为具有分别与结晶性树脂和非结晶性树脂类似的构成单元的树脂。
对所述嵌段共聚物的玻璃化转变温度没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何玻璃化转变温度。所述玻璃化转变温度优选为30℃或更低、且更优选20℃或更低。当所述嵌段共聚物的玻璃化转变温度低于30℃时,图像光泽水平可降低。
对粘合树脂中所述嵌段共聚物的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为5质量%-20质量%。当粘合树脂中结晶性树脂的含量小于5质量%时,可能难以形成海-岛结构。当所述含量超过20质量%时,存在岛的畴直径可超过1.0μm的情形。
对所述结晶性嵌段对所述非结晶性嵌段的质量比没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何质量比。所述质量比优选为1/9或更大但是为9或更小,并且更优选为0.25-4。当所述结晶性嵌段对所述非结晶性嵌段的质量比小于1/9时或者当其超过9时,可能难以形成海-岛结构。
对所述嵌段共聚物没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何嵌段共聚物。所述嵌段共聚物包括,例如,聚酯、聚氨酯、聚脲、聚酰胺、聚醚和乙烯基树脂。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。这些嵌段共聚物之中,聚酯是优选的。
优选的是,所述嵌段共聚物在乙酸乙酯中的溶解性差。
此处,将如下事实定义为在乙酸乙酯中的溶解性差:在使所述嵌段共聚物的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时之后,在1cm光程长度中在500nm波长处光的透射率为50%或更小。
当所述嵌段共聚物为聚酯时,所述嵌段共聚物可通过使非结晶性聚酯与结晶性树脂反应而合成。
在本发明中,作为着色剂,使用通过“溶解性差的树脂”进行表面处理的颜料。
可使用的以上“溶解性差的树脂”为,例如,(i)溶解性差的非结晶性树脂,(ii)结晶性树脂和溶解性差的非结晶性树脂的混合物,或者(iii)溶解性差的包含结晶性嵌段和非结晶性嵌段的的嵌段共聚物。
在以下描述中,将用于对颜料进行表面处理的树脂称作“表面处理用树脂”。
注意,本发明中所涉及的“溶解性差”将如下定义。
“溶解性差”指的是,当将40质量份表面处理用树脂添加至100质量份乙酸乙酯并且与其混合时,混合物在50℃产生白色混浊,或者即使当该混合物在50℃变成透明溶液而不产生白色混浊时,在使该混合物在50℃静置12小时之后该混合物也产生白色混浊。
上述表面处理用树脂定义为“溶解性差”。
下文中,将提供对通过使用溶解性差的表面处理用树脂对作为着色剂的颜料的表面进行表面处理的理由的描述。
使颜料均匀地分散在调色剂中以提高作为整体的调色剂的流变学、粘性和弹性。结果,调色剂的耐应力性改善,从而消除了与图像转印有关的将在热定影之后在重结晶时出现的瑕疵(flaw)并且解决了输出图像的不足硬度。此外,使颜料均匀地分散在调色剂中,从而使得可获得其中即使在将调色剂定影在介质上的状态下颜料也均匀地分散的高品质图像。在其中颜料不是均匀地分散在调色剂内部而是不均匀地分布在调色剂表面上的调色剂中,定影图像内部的颜料因此是局部存在的,从而导致颜色的变化和图像品质的劣化例如图像浓度和彩度的降低。
为了使得调色剂的颜料分散性提高,将颜料的表面优选地通过溶解性差的表面处理用树脂处理,所述调色剂图像品质高、耐应力性大并且能够消除与图像转印有关的在将调色剂热定影时在重结晶时出现的瑕疵以及解决输出图像的不足硬度且其中使用结晶性树脂作为主粘合剂。由于表面处理用树脂是溶解性差的,在调色剂造粒时已经在溶剂中形成的细树脂粒子、以及颜料粒子由于较高的吸附性而粘附至调色剂的表面。作为主粘合剂的结晶性树脂在其上进行造粒,从而包封颜料。此时,所述溶解性差的树脂保持一定的尺寸,并且调色剂是在颜料粒子在调色剂内部保持处于一定或较大间隔的情况下造粒的。由此,调色剂可以按颜料均匀分散的状态造粒。
此外,优选的是,表面处理用树脂为在50℃溶解性差的。当温度低于50℃时,所用树脂的一些的溶解速率降低并且可能得不到恰当评价。还进一步地,当温度为50℃或更高时,所使用的有机溶剂的挥发性提高,这可使得浓度的调节困难。
在本发明中,作为表面处理用树脂,使用通过将非结晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂混合而获得的树脂用于对颜料的表面处理。可通过调节混合比率而控制所述树脂以提供期望水平的在溶剂中差的溶解性。此外,在其中将非结晶性聚酯树脂单独地在结晶性聚酯粘合剂中使用的调色剂中,表面处理用树脂由于在调色剂造粒时与调色剂差的相容性而未均匀地分散在粘合剂中,从而导致颜料未能均匀地分散。然而,混合结晶性树脂以预先进行表面处理,由此不相溶的非结晶性聚酯树脂在主粘合剂中的分散可提高。
此外,当将具有低温定影性的结晶性树脂与非结晶性树脂一起引入到调色剂中时,存在可能未提供期望的低温定影性或耐热存储稳定性可能劣化(发生粘连)的情况。然而,将结晶性树脂和非结晶性树脂预先捏合,由此结晶性树脂是以适当的尺寸分散的。因此,颜料可均匀地分散在调色剂内部,同时提供耐热存储稳定性和低温定影性。
关于非结晶性聚酯树脂的结构,优选的是,用作单体的二醇具有直链碳结构。使用直链脂族二醇以提高与作为主粘合剂的结晶性聚酯的相容性,结果,可将颜料均匀地分散在调色剂中。
用于将颜料分散在调色剂中的方法可包括如下方法:其中使用通过在溶剂中将表面处理用树脂与颜料混合而获得的树脂溶液作为用于调色剂造粒的着色剂。当不存在通过树脂对颜料进行表面处理的步骤时,聚集的颜料粒子未被充分除去或者颜料未有效地分散。
对着色剂中使用的表面处理用树脂中非结晶性聚酯树脂对结晶性聚酯树脂的比率(质量比)没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何比率。所述比率优选为30:70-90:10。当所述非结晶性聚酯树脂的百分数小于30质量%或高于90质量%时,主粘合剂与所述结晶性聚酯的相容性可为差的。
此外,优选的是,着色剂为用表面处理用树脂进行表面处理的颜料,其中颜料和表面处理用树脂之间的质量比以颜料:表面处理用树脂计为50:50-20:80。当表面处理用树脂的质量比率低于50质量%时,在调色剂造粒时颜料未有效地分散。并且颜料可经历聚集或者可不均匀地分布在表面上。当表面处理用树脂的质量比率高于80质量%时,调色剂的总内容物增加,这可影响调色剂的热物理性质,从而在调色剂定影时导致缺陷。
还进一步地,优选地是,使用通过将非结晶性聚酯与结晶性聚酯混合而获得的树脂作为用于对颜料提供表面处理的表面处理用树脂。可通过调节其混合比而控制所述树脂以提供期望水平的在溶剂中差的溶解性。此外,在其中将非结晶性聚酯树脂单独地在结晶性聚酯粘合剂中使用的调色剂中,表面处理用树脂由于在调色剂造粒时差的相容性而未均匀地分散在粘合剂中,从而导致颜料未能均匀分散。然而,混合结晶性树脂以提供表面处理,由此不相溶的非结晶性聚酯在主粘合剂中的分散可提高。
关于非结晶性聚酯树脂的结构,优选的是,用作单体的二醇具有直链碳结构。使用直链脂族二醇以提供与作为主粘合剂的结晶性聚酯的相容性。结果,可将颜料均匀地分散在调色剂中。
<表面处理用树脂>
所有的结晶性和非结晶性树脂聚酯均可用作表面处理用树脂中使用的结晶性聚酯和非结晶性聚酯。这些聚酯之中,优选的是其中使用直链或支化的脂族二醇作为二醇组分的那些。它们包括,例如,乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二烷二醇、十四烷二醇、新戊二醇、和2,2-二乙基-1,3-丙二醇。
<用于表面处理的方法>
表面处理用树脂和颜料可通过熔融捏合方法或者通过在制造所谓的母料的方法之后的熔融捏合而进行表面处理。处理方法包括能够通过熔融捏合将树脂与颜料混合的所有已知方法。可使用以下机器:连续型双轴挤出机(例如,由Kobe Steel Ltd.制造的KTK双轴挤出机、由Toshiba Machine Co.Ltd.制造的TEM双轴挤出机、由Ikegai Corp.制造的PCM双轴挤出机和由Kurimoto Ltd.制造的KEX双轴挤出机)、和热捏合机例如连续型单轴捏合机(例如,由Buss AG制造的共捏合机和由KCK Inc.制造的捏合机)、和直接开放式炼胶机(open roll)型连续捏合机Kneadex(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造的开放式炼胶机连续捏合造粒机)。
在通过使用由Buss AG制造的单轴捏合机(共捏合机)进行混合和捏合时,优选的是将输入口的温度温度控制为50℃-120℃;将排出口的温度控制为40℃-70℃;将螺杆的温度控制为30℃-40℃;将螺杆的转数控制为80rpm,和将进料速度控制为5kg/h。
此外,当通过使用直接开放式炼胶机型连续捏合机Kneadex(由Mitsui MiningCo.,Ltd.制造)进行熔融捏合时,优选的是,将前辊输入口的温度控制为50℃-100℃;将前辊排出口的温度控制为40℃-70℃;将后辊输入口的温度控制为30℃-50℃和将后辊排出口的温度控制为10℃-30℃。
还进一步地,表面处理用树脂和颜料可通过使用湿式分散机与有机溶剂一起进行表面处理。表面处理可通过例如珠磨机(由Imex Co.,Ltd.制造的Ultravisco Mill)、油漆搅拌器(paint shaker)(由Asada Iron Works Co.,Ltd.制造)和纳化机(nanomizer)(NM2-L200AR-D,由Yoshida Kikai Co.,Ltd.制造)进行。<用于确认颜料分散性的方法>
颜料存在于调色剂中的状态可通过如下如下程序确认:其中,将通过将调色剂粒子包埋在环氧树脂等中而制备的样品用切片机或超薄切片机切割并且将调色剂的横截面在扫描型电子显微镜(SEM)下观察。当使用SEM观察调色剂时,优选地通过背散射电子图像进行确认。这是优选的,因为可以清晰的对比度观察到颜料的存在。此外,可使用FIB-STEM(由Hitachi,Ltd.制造的HD-2000)以用离子束对通过将调色剂粒子包埋在环氧树脂等中而获得的样品进行切割,由此观察调色剂的横截面。在此情况下,就可视性而言,通过背散射电子图像进行确认也是优选的。
此外,本发明中的调色剂的表面附近被定义为这样的区域:当对调色剂横截面的图像进行观察时,调色剂中从调色剂的最外表面起的0nm-300nm,所述调色剂通过使用切片机、超薄切片机或FIB-STEM切割其中将调色剂粒子包埋在环氧树脂等中的样品而获得的。
<颜料或染料>
对着色剂中使用的颜料或染料没有特别限制,并且取决于意图,可从任何已知的染料和颜料适宜选择任何颜料和染料。它们包括,例如,炭黑、苯胺黑染料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、雌黄、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)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、氧化铁红、铅丹、朱砂红、镉红、镉汞红、锑红、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON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、硫靛蓝栗、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)、靛青、深蓝、铁蓝、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、氧化锌和锌钡白。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
对颜料或染料的颜色没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何颜料或染料,包括,例如,用于黑色的颜料或染料,以及用于品红色、青色和黄色颜色的颜料或染料。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
用于黑色的颜料或染料包括,例如,炭黑(C.I.颜料黑7)例如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽法炭黑;金属例如铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛;有机颜料例如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。
用于品红色的颜料或染料包括,例如,C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、48:2、48:3、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、184、202、206、207、209、211、238、269、282;C.I.颜料紫19;C.I.紫1、2、10、13、15、23、29和35。
用于青色的颜料或染料包括,例如,C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.蝙蝠蓝6;C.I.酸性蓝45、其中1-5个邻苯二甲酰亚胺甲基被取代至酞菁骨架的酞菁铜颜料、绿7、和绿36。
用于黄色的颜料或染料包括,例如,C.I.颜料黄0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、155、174、180、185;C.I.蝙蝠黄1、3、20、和橙36。
对调色剂中着色剂(颜料)的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为1质量%-15质量%、且更优选3质量%-10质量%。当所述含量小于1质量%时,调色剂的着色力降低。当所述含量超过15质量%时,颜料可差地分散在调色剂中而导致着色力的降低以及调色剂的电特性的降低。
<其它组分>
本发明的调色剂可酌情包含其它组分例如脱模剂、带电控制剂、外部添加剂、流动性改进剂、清洁改进剂和磁性材料,只要它们不会损害本发明的效果。
<<脱模剂>>
对脱模剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜从已知脱模剂选择任何脱模剂,包括,例如,蜡例如含羰基的蜡、聚烯烃蜡和长链烃。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。这些蜡之中,含羰基的蜡是优选的。
含羰基的蜡包括,例如,多链烷酸酯、多链烷醇酯、多链烷酸酰胺、多烷基酰胺和二烷基酮。
所述多链烷酸酯包括,例如,巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯。所述多链烷醇酯包括,例如,偏苯三甲酸三硬脂基和二硬脂基马来酸酯。所述多链烷酸酰胺包括,例如,二山萮基酰胺。所述多烷基酰胺包括,例如,偏苯三甲酸三硬脂基酰胺。所述二烷基酮包括,例如,二硬脂基酮。这些含羰基的蜡之中,多链烷酸酯是特别优选的。
所述聚烯烃蜡包括,例如,聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
所述长链烃包括,例如,石蜡和赛索尔蜡。
对脱模剂的熔点没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何熔点。熔点优选为40℃-160℃、更优选为50℃-120℃、且特别优选为60℃-90℃。当熔点小于40℃时,蜡可影响耐热存储稳定性。当熔点超过160℃时,在低温下定影时可容易发生冷反印。
脱模剂的熔点可如下测定;将样品例如通过使用差示扫描量热仪(由SeikoInstruments Inc.制造的DSC 210)加热至200℃,并且从该温度以10℃/分钟的降温速率冷却至0℃,和以10℃/分钟的升温速率加热,从而获得熔融热的最大峰温度作为熔点。
对脱模剂的熔融粘度没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何熔融粘度。当在比所述蜡的熔点高20℃的温度测量时,所述熔融粘度优选为5cp-1,000cp且更优选10cp-100cp。当所述熔融粘度小于5cp时,脱模性可降低。当所述熔融粘度超过1,000cp时,可能不提供关于改善耐热反印性或低温定影性的效果。
对调色剂中脱模剂的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为40质量%或更少,且更优选3质量%-30质量%。当所述含量超过40质量%时,调色剂的流动性可劣化。
<<带电控制剂>>
对带电控制剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜从已知试剂选择任何带电控制剂。由于有色材料的使用可改变色调,因此优选使用无色或接近白色的材料。上述带电控制剂包括,例如,基于三苯基甲烷的染料、钼酸螯合物颜料、基于若丹明的染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷单质或其化合物、钨单质或其合物、氟活化剂、水杨酸的金属盐,和水杨酸衍生物的金属酸。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
带电控制剂可包括市售产品。市售产品包括,例如,Bontron P-51(季铵盐)、E-82(羟基萘甲酸金属络合物)、E-84(水杨酸金属络合物)、E-89(苯酚缩合产物)(其全部由Orient Chemical Industries Ltd.制造),TP-302、TP-415(季铵盐钼络合物)(其全部由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造),Copy Charge PSY VP2038(季铵盐)、Copy Blue PR(三苯基甲烷衍生物),Copy Charge NEG VP2036和Copy Charge NX VP434(季铵盐)(其全部由Hoechst AG制造);LRA-901和LR-147(硼络合物)(Japan Carlit Co.,Ltd.);喹吖啶酮、偶氮颜料、和其它具有官能团例如磺酸基团、羧基和季铵盐的聚合物型化合物。
带电控制剂可在与母料一起熔融捏合之后溶解或分散,在溶解和分散时与调色剂的各种组分一起加入、或者在制造调色剂粒子之后固定至制造调色剂的表面。
调色剂中带电控制剂的含量取决于粘合树脂的类型、存在还是不存在添加剂以及分散方法而变化,并且不能一概而论。相对于100质量份粘合树脂,所述含量优选为,例如,0.1质量份-10质量份,且更优选0.2质量份-5质量份。当所述含量小于0.1质量份时,存在可能得不到静电荷控制的情况。当所述含量超过10质量份时,存在如下情况:调色剂的带电性过大而降低主带电控制剂的作用,由此导致提高的与显影辊的静电吸引力,从而降低显影剂的流动性和图像的浓度。
<<外部添加剂>>
对外部添加剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何外部添加剂。外部添加剂包括,例如,二氧化硅细粒子、疏水化的疏水化的二氧化硅细粒子、脂族酸金属盐(例如,硬脂酸锌和硬脂酸铝);金属氧化物(例如,氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)、疏水化的金属氧化物细粒子、和含氟聚合物。在这些物质中,优选使用疏水化的二氧化硅细粒子、疏水化的氧化钛细粒子和疏水化的氧化铝细粒子。
二氧化硅细粒子包括,例如,HDK H 2000HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK21、和HDK H1303(其全部由Hoechst AG制造);R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(其全部由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)。此外,氧化钛细粒子包括,例如,P-25(Nippon AerosilCo.,Ltd.),STT-30、STT-65C-S(其全部由Titan Kogyo Ltd.制造),TAF-140(FujiTitanium Industry Co.,Ltd.),MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A(其全部由TaycaCorporation制造)。疏水化的氧化钛细粒子包括,例如,T-805(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造);STT-30A、STT-65S-S(其全部由Titan Kogyo Ltd.制造);TAF-500T、TAF-1500T(其全部由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造);MT-100S、MT-100T(其全部由TaycaCorporation制造),和IT-S(由Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.制造)。
疏水化的二氧化硅细粒子、疏水化的氧化钛细粒子和疏水化的氧化铝细粒子可通过将亲水性的细粒子例如二氧化硅细粒子、氧化钛细粒子和氧化铝细粒子用硅烷偶联剂例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷处理而获得。
此外,作为外部添加剂,还优选的是经硅油处理的无机细粒子,其是通过将无机细粒子用硅油(如果必要,通过加热)进行处理而获得的。
所述硅油包括,例如,二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯代苯基硅油、甲基氢硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧-聚醚改性硅油、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰基或甲基丙烯酰基改性硅油、和α-甲基苯乙烯改性硅油。
所述无机细粒子包括,例如,二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。在这些物质中,二氧化硅和二氧化钛是特别优选的。
对外部添加剂的添加量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何量。外部添加剂优选地以0.1质量%-5质量%且更优选以0.3质量%-3质量%添加至调色剂。
对无机细粒子中初级粒子的数均粒径没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何数均粒径。所述数均粒径优选为100nm或更小,且更优选为3nm-70nm。当所述数均粒径小于3nm时,无机细粒子被包埋在调色剂中并且可能未有效地起作用。当所述数均粒径超过100nm时,可不均匀地损害静电潜像承载部件的表面。
作为外部添加剂,可将无机细粒子或疏水化的无机细粒子组合使用。对疏水化的初级粒子的数均粒径没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何数均粒径。所述数均粒径优选为1nm-100nm。更优选包含至少两种或更多种类型的具有5nm-70nm直径的无机细粒子。此外,更优选包含至少两种或更多种类型的其中疏水化的初级粒子的数均粒径为20nm或更小的无机细粒子且包含至少一种类型的其中所述数均粒径为30nm或更大的无机细粒子。还经一步地,对通过BET方法确定的比表面积没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何比表面积。比表面积优选为20m2/g-500m2/g。
对包含氧化物细粒子的外部添加剂的表面处理剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何表面处理剂。所述表面处理剂包括,例如,硅烷偶联剂例如二烷基二卤代硅烷、三烷基卤代硅烷、烷基三卤代硅烷和六烷基二硅氮烷、甲硅烷基化试剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油、和有机硅清漆。
作为外部添加剂,还加入细树脂粒子。这些细树脂粒子包括,例如,通过无皂乳液聚合、悬浮聚合和分散聚合获得的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物;缩聚体系聚合物粒子例如有机硅、苯并胍胺和尼龙;热固性树脂的聚合粒子。将这些细树脂粒子组合使用,由此可增强调色剂的带电性、减少带相反电荷的调色剂和减少糊版。
对所述细树脂粒子的添加量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何添加量。所述细树脂粒子优选地以0.01质量%-5质量%且更优选地以0.1质量%-2质量%添加至调色剂。
<<流动性改进剂>>
流动性改进剂是通过对调色剂进行表面处理而提高疏水性以防止在高湿度下调色剂的流动特性和带电特性劣化的物质。所述改进剂包括,例如,硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸酯的偶联剂、铝偶联剂、硅油和改性硅油。
<<清洁改进剂>>
将清洁改进剂添加至调色剂以除去转印程序之后残留在静电潜像承载部件和中间转印体上的显影剂,包括,例如,脂族酸金属盐例如硬脂酸锌、硬脂酸钙、和硬脂酸;通过无皂乳液聚合而制造的聚合物细粒子例如聚甲基丙烯酸甲酯细粒子和聚苯乙烯细粒子。优选的是,聚合物细粒子的粒度分布相对窄,并且体均粒径为0.01μm-1μm。
[调色剂的特性]
对在本发明的调色剂同时以较高水平实现低温定影性和耐热存储稳定性并且在耐热反印性方面优异的条件没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何条件。当通过差示扫描量热仪测量的调色剂的熔融热的最大峰温度作为Ta(℃)给出且通过恒定负载的孔型流量测试仪测量的软化温度作为Tb(℃)给出时,期望满足如下关系:45≤Ta≤70,0.8≤Tb/Ta≤1.55,且其中调色剂在(Ta+20)℃的储能弹性模量作为G’(Ta+20)(Pa·s)给出,和损耗弹性模量(Ta+20)℃作为G”(Ta+20)(Pa·s)给出,优选满足如下关系:1.0×103≤G’(Ta+20)≤5.0×106,1.0×103≤G”(Ta+20)≤5.0×106
对调色剂的熔融热的最大峰温度(Ta)没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何熔融热的最大峰温度。所述熔融热的最大峰温度优选为45℃-70℃、更优选53℃-65℃、且特别优选58℃-62℃。当Ta为45℃-70℃时,确保调色剂所需要的最低耐热存储稳定性并且还获得具有在常规调色剂中未发现的低温定影性的调色剂是可能的。当Ta低于45℃时,调色剂的低温定影性可提高,但是耐热存储稳定性可降低。当Ta超过70℃时,调色剂的耐热存储稳定性可提高,但是低温定影性可降低。
对调色剂的软化温度(Tb)对熔融热的最大峰温度(Ta)的比率没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何比率。所述比率优选为0.8-1.55、更优选0.85-1.25、特别优选为0.9-1.2、且最优选为0.9-1.19。当Tb变得较小时,树脂将更急剧地软化,这就同时实现低温定影性和耐热存储稳定性而言是优异的。
[调色剂制造方法]
本发明的调色剂是包含结晶性树脂、非结晶性树脂和着色剂的用于电子照相术的调色剂。所述用于电子照相术的调色剂为其中着色剂为这样的颜料的调色剂:在所述颜料中,使用通过非结晶性聚酯树脂的共聚而获得的结晶性聚酯树脂作为表面处理用树脂以提供表面处理且如以下将定义的,所述表面处理用树脂在乙酸乙酯溶液中溶解性差。对方法和其材料没有特别限制,只要它们满足条件,并且可使用任何已知方法和材料。可利用,例如,捏合研磨方法和其中在水性介质中造粒出调色剂粒子的所谓的化学方法。化学方法是优选的,因为所述方法能够实现结晶性树脂容易地造粒并且通过化学方法,颜料可容易和均匀地分散到调色剂中。
对其中在水性介质中造粒出调色剂粒子的化学方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何化学方法。所述化学方法包括,例如,其中使用单体作为起始材料来制造调色剂的悬浮聚合方法、乳液聚合方法、种子聚合方法和分散聚合方法;其中将树脂或树脂前体溶解在有机溶剂中以在水性介质中实施分散或乳化的分散悬浮方法;其中容许通过向由树脂、树脂前体和合适的乳化剂构成的溶液中加入水而发生相反转的相反转乳化方法;和其中将通过任意上述方法获得的树脂粒子以分散在水性介质中的状态聚集并且通过加热、熔融等造粒成具有期望尺寸的粒子的聚集方法。这些方法之中,就由于结晶性树脂而引起的造粒性(控制粒度分布和粒子外形(configuration)的容易性)以及颜料在调色剂的表面层附近的定向而言,通过溶解悬浮方法制造的调色剂是优选的。
下文中,将给出这些制造方法的详细描述。
捏合研磨方法是通过如下程序制造调色剂母粒子的方法:其中,例如,将至少包含着色剂和粘合树脂的调色剂材料熔融和捏合,将由此获得的所得物研磨和分级。
在熔融捏合中,将调色剂材料混合并且将由此获得的混合物供给到熔融捏合机中,然后进行熔融捏合。熔融捏合机包括,例如,单轴或双轴连续型捏合机和装有辊磨机的间歇型捏合机。优选使用的是,例如,由Kobe Steel Ltd.制造的KTK型双轴挤出机、由Toshiba Machine Co.Ltd.制造的TEM型挤出机、由KCK Ceramic Capacitors Ltd.制造的双轴挤出机、由Ikegai Corp.制造的PCM型双轴挤出机、和由Buss AG制造的共捏合机。优选的是,熔融捏合在不导致粘合树脂的分子链的切断的合适条件下操作。更具体而言,熔融捏合温度是通过参照粘合树脂的软化点而设置的,并且当温度比软化点高得多时,链可被大幅地切断,和当温度低得多时,可不进行分散。
在上述研磨中,将通过捏合获得的捏合产物研磨。在研磨中,优选的是,捏合产物首先粗略地研磨,然后精细地研磨。在此情况下,优选使用的是如下方法:其中,使产物通过在射流中与碰撞板的碰撞而研磨,通过容许粒子在射流中一起碰撞而研磨,或者在机械旋转着的转子和定子之间的狭窄间隙处研磨。
在上述分级中,将通过研磨而获得的研磨产物分级并且调节为具有预定粒径的粒子。分级可通过使用旋风分离器、滗析器、离心机等除去细粒子部分而进行。
在研磨和分级完成之后,将研磨产物在空气流中通过离心力等分级,从而使得可制造具有期望粒径的调色剂母粒子。
对化学方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何化学方法。优选的是其中将至少包含结晶性树脂、非结晶性树脂和着色剂的调色剂组合物在水性介质中分散或乳化以造粒出调色剂母粒子的方法。本发明的调色剂优选为通过将至少包含粘合树脂和着色剂的细粒子在水性介质中分散或乳化以造粒出调色剂粒子而获得的调色剂。
此外,作为化学方法,优选的是如下方法:其中将通过将包含粘合树脂和粘合树脂前体的至少一种并且还包含着色剂的调色剂组合物溶解或分散在有机溶剂中而获得的油相在水性介质中分散或乳化以造粒出调色剂母粒子。作为本发明的调色剂,优选的是通过如下程序获得的调色剂:其中将通过将包含粘合树脂和粘合树脂前体的至少一种并且还包含着色剂的调色剂组合物溶解或分散在有机溶剂中而获得的油相在水性介质中分散或乳化以造粒出调色剂粒子。
由于结晶性树脂在抗冲击性方面优异,就能量效率而言,其不适宜在研磨方法中使用。另一方面,本发明中使用的溶解悬浮方法和酯伸长方法能够易于对结晶性树脂进行造粒。这是优选的,因为在水性介质中分散或乳化时,着色剂均匀地排列在调色剂内部。
对制造至少包含粘合树脂的细树脂粒子的方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何方法。所述方法包括,例如,以下(a)-(h);
(a)如下方法:其中,在乙烯基树脂的情况下,使用单体作为起始材料,通过选自悬浮聚合方法、乳液聚合方法、种子聚合方法、和分散聚合方法的任何方法进行聚合反应以直接制造细树脂粒子的水性分散体,
(b)如下方法:其中在聚加成或缩合树脂例如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的情况下,将前体(单体、低聚物等)或其溶剂溶液在合适分散剂的存在下分散在水性介质中,然后通过加热或者加入固化剂而固化,由此制造细树脂粒子的水性分散体,
(c)如下方法:其中,在聚加成或缩合树脂例如聚酯树脂、聚氨酯树脂和环氧树脂的情况下,将合适的乳化剂溶解在前体(单体、低聚物等)或其溶剂溶液(优选地处于液体或者通过加热而变为液体)中,然后加入水以实施相反转乳化,
(d)如下方法:其中,将预先通过聚合反应(任何类型的聚合反应均是可接受的,例如加成聚合、开环聚合、聚加成、加成缩合和缩聚)制备的树脂通过使用机械旋转型或射流型粉碎机研磨,然后分级以获得细树脂粒子,之后将细树脂粒子在合适的分散剂的存在下分散在水中,
(e)如下方法:其中,将预先通过聚合反应(任何类型的聚合反应均是可接受的例如加成聚合、开环聚合、聚加成、加成缩合和缩聚)制备的树脂溶解在溶剂中以得到树脂溶液,将该树脂溶液以雾形式喷射以获得细树脂粒子,之后将细树脂粒子在合适的分散剂的存在下分散在水中,
(f)如下方法:其中将预先通过聚合反应(任何类型的聚合反应均是可接受的例如加成聚合、开环聚合、聚加成、加成缩合和缩聚)制备的树脂溶解在溶剂中以得到树脂溶液,向该树脂溶液中添加溶剂,或者将预先通过加热而溶解在溶剂中的树脂溶液冷却,以沉淀出细树脂粒子,然后,除去溶剂以获得细树脂粒子,之后将细树脂粒子在合适的分散剂的存在下分散在水中,
(g)如下方法:其中将预先通过聚合反应(任何类型的聚合反应是可接受的例如加成聚合、开环聚合、聚加成、加成缩合和缩聚)制备的树脂溶解在溶剂中以得到树脂溶液,将该树脂溶液在合适的分散剂的存在下分散在水性介质中,之后通过加热或者在减压下除去溶剂,和
(h)如下方法:其中将预先通过聚合反应(任何类型的聚合反应均是可接受的例如加成聚合、开环聚合、聚加成、加成缩合和缩聚)制备的树脂溶解在溶剂中以得到树脂溶液,和将合适的乳化剂溶解在该树脂溶液中,之后加入水以实施相反转乳化。
此外,在水性介质中乳化或分散时,可酌情使用表面活性剂、高聚物保护胶体等。
-表面活性剂-
对所述表面活性剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何表面活性剂。所述表面活性剂包括,例如,阴离子型表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯;基于胺盐的阳离子型表面活性剂例如烷基胺盐、氨基-醇脂族酸衍生物、多元胺脂族酸衍生物和咪唑啉、和基于季铵盐的阳离子型表面活性剂例如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苄索氯铵;非离子型表面活性剂例如脂族酸酰胺衍生物和多元醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
此外,可使用具有氟烷基的表面活性剂以便以很小的量提供大的效果。具有氟烷基的表面活性剂包括,例如,具有氟烷基的阴离子型表面活性剂和具有氟烷基的阳离子型表面活性剂。
对具有氟烷基的阴离子型表面活性剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何阴离子型表面活性剂。所述阴离子型表面活性剂包括,例如,具有2-10的碳数的氟烷基羧酸和其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(6-11的碳数)氧基]-1-烷基(3-4的碳数)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(6-8的碳数)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(11-20的碳数)羧酸和其金属盐、全氟烷基羧酸(7-13的碳数)和其金属盐、全氟烷基(4-12的碳数)磺酸和其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(6-10的碳数)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(6-10的碳数)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐、和单全氟烷基(6-16的碳数)乙基磷酸酯.
对具有氟烷基的阳离子型表面活性剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何阳离子型表面活性剂。所述阳离子型表面活性剂包括,例如,具有氟烷基的脂族伯或仲氨基酸、脂族季铵盐例如全氟烷基(6-10的碳数)磺酰胺丙基三甲基铵盐、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶盐和咪唑啉盐。
-高聚物保护胶体-
对高聚物保护胶体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何高聚物保护胶体。高聚物保护胶体包括,例如,酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、和无水马来酸;具有羟基的(甲基)丙烯酰基单体例如丙烯酸β-羟基乙基、甲基丙烯酸β-羟基乙基、丙烯酸β-羟基丙基、甲基丙烯酸β-羟基丙基、丙烯酸γ-羟基丙基、甲基丙烯酸γ-羟基丙基、丙烯酸3-氯-2-羟基丙基、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙基、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯醇;与乙烯醇的醚例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚;乙烯醇和具有羧基的化合物的酯例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、和其羟甲基化合物;酰氯例如丙烯酰氯、和甲基丙烯酰氯;具有氮原子或其杂环例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙烯亚胺的均聚物或共聚物,聚氧乙烯类例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯、聚氧乙烯壬基苯基酯;和纤维素类例如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素。
-有机溶剂-
用于溶解或分散包含粘合树脂、粘合树脂前体、着色剂、和经有机改性的层状无机矿物的调色剂组合物的有机溶剂就溶剂容易后续除去而言优选为挥发性的,具有小于100℃的沸点。
所述有机溶剂包括,例如,甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、和甲基异丁基酮。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。在这些物质中,优选的是基于酯的溶剂例如乙酸甲酯和乙酸乙酯;芳族溶剂例如甲苯和二甲苯;卤代烃例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳。
通过将包含粘合树脂、粘合树脂前体、着色剂和经有机改性的层状无机矿物的调色剂组合物溶解或分散而获得的油相的基于干固体计的浓度优选为40质量%-80质量%。当浓度过高时,油相难以溶解或分散。此外,油相的粘度提高并且处理困难。当浓度过低时,得到调色剂的量较小。
可将除了树脂之外的调色剂组成例如着色剂和经有机改性的层状无机矿物以及其母料单独地溶解或分散在有机溶剂中并且与树脂溶液或分散溶液混合。
-水性介质-
可仅使用水作为水性介质,但是可组合使用与水混溶的溶剂。对与水混溶的溶剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何溶剂。所述溶剂包括,例如,醇(例如甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(例如甲基溶纤剂)、和低级酮(例如丙酮和甲基乙基酮)。
对100质量份调色剂组合物中使用的水性介质的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为50质量份-2,000质量份且更优选100质量份-1,000质量份。当所述含量小于50质量份时,调色剂组合物的分散差,导致无法获得具有预定粒径的调色剂粒子。此外,当所述含量超过2,000质量份时,无法经济地制造调色剂粒子。
可预先将无机分散剂或有机细树脂粒子分散在水性介质中,这使得粒度分布尖锐。就稳定的分散而言,这也是优选的。
对无机分散剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何无机分散剂。无机分散剂包括,例如,磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅、和羟基磷灰石。
可使用任何能够形成水性分散体的树脂作为形成有机细树脂粒子的树脂,其包括热塑性树脂和热固性树脂。所述树脂包括,例如,乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、苯胺树脂、离聚物树脂和聚碳酸酯树脂。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。这些树脂之中,就容易获得微球形树脂粒子的水性分散体而言,优选使用的是乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂或者它们的组合。
对在水性介质中乳化或分散的方法没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何方法。适用的是如下的任何已知设备:其为低速剪切、高速剪切、摩擦、高压射流或者超声类型的。在所述设备之中,就制造具有小粒径的粒子而言,高速剪切设备是优选的。
当使用高速剪切分散机时,对转数没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何转数。转数优选为1,000rpm-30,000rpm且更优选5,000rpm-20,000rpm。对分散温度没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何温度。温度优选为0℃-150℃(在加压下),且更优选20℃-80℃。
当调色剂组合物包含粘合树脂前体时,可将对于使粘合树脂前体进行伸长或交联反应所需要的具有活性氢基团的化合物在将调色剂组合物分散在水性介质中之前预先在油相中混合,或者可将其在水性介质中混合。
可采用任何已知方法从由此获得的经乳化的分散产物中除去有机溶剂。可采用,例如,其中将整个体系在常压或减压下逐渐加热以将液滴中的有机溶剂完全地以蒸发方式除去的方法。
当在水性介质中使用聚集方法时,将通过上述方法获得的细树脂粒子分散体、着色剂分散体和经有机改性的层状无机矿物分散体以及如果必要,脱模剂分散体混合以同时实施聚集,从而进行造粒。细树脂粒子分散体可单独使用,或者可添加两种或更多种类型的细树脂粒子分散体。它们可一次性地加入或者分开地若干次加入。可以类似方式使用其它分散体。
聚集状态优选地通过如下方法控制:其中,例如,施加热、加入金属盐、或者调节pH。
对所述金属盐没有特别限制。所述金属盐包括,例如,构成盐的一价金属例如钠或钾;构成盐的二价金属盐例如钙或镁;构成盐的三价金属例如铝。
构成上述盐的阴离子包括,例如,氯离子、溴离子、碘离子、碳酸根离子和硫酸根离子。在这些物质中,优选的是氯化镁、氯化铝、其络合物以及其多聚体。
此外,在聚集期间或者在聚集完成之后进行加热,由此可加速细树脂粒子的熔合。就调色剂的均匀性而言,这是优选的。还进一步,可通过加热控制调色剂的外形。在大多数情况下,更大的加热使得调色剂更接近于球形形式。
通过使用已知技术进行对分散在水性介质中的调色剂的母粒子洗涤和干燥的步骤。
即,在使用离心机或压滤机实施固-液分离之后,将由此获得的调色剂饼在约40℃的通常温度在离子交换水中再次分散并且,如果必要,使用酸或碱调节所述饼的pH,从而实施固-液分离。该步骤重复若干次以除去杂质和表面活性剂,并且之后,通过使用闪蒸(flash)干燥器、循环干燥器、真空干燥器、振动流化干燥器等进行干燥以获得调色剂粉末。在此情况下,可进行离心以除去调色剂的细粒子组分。此外,如果必要,在干燥之后,可使用任何已知的分级器以获得期望的粒径分布。
图5为显示调色剂的横截面的显微照片。在图5中,黑点表示颜料。注意,白点是观察时不可避免产生的孔。图5为本发明的调色剂的横截面视图,并且颜料均匀地分散在调色剂中。此外,图6为作为对比例的调色剂的横截面视图,其中颜料不均匀地分布在调色剂的表面上。
将干燥之后的由此获得的调色剂与不同类型的粒子例如静电荷控制细粒子和增塑剂细粒子混合,或者还向混合的粉末施加机械冲击力。由此,调色剂固定并且熔合在表面上,从而使得可防止所述不同类型的粒子从由此获得的复合粒子的表面脱离。
具体手段包括,例如,用于向混合物施加冲击力(例如,通过使用高速旋转的桨叶)的方法,和如下方法:其中,将混合物供给到高速空气流中并且加速,由此容许粒子与其它粒子碰撞,或者容许复合粒子撞向合适的碰撞板。
所述方法中使用的装置包括,例如,Ong磨机(由Hosokawa Micron Corporation制造)、I型磨机(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造)的其中使用于粉碎的空气压力降低的经改造的装置、Hybridization系统(由Nara Machinery Co.,Ltd.制造)、Criptron系统(由Kawasaki Heavy Industries Ltd.制造)和自动研钵。
(显影剂)
本发明的显影剂包含调色剂并且还酌情包含其它组分例如适当选择的承载部件。
所述显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂。当用于适合近年来在信息处理速度方面改进的高速印刷机(打印机)中时,就延长的使用寿命而言,双组分显影剂是优选的。
在其中使用上述调色剂的单组分显影剂中,即使在调色剂收支平衡(即,向显影剂(器)的调色剂供应和调色剂通过显影的消耗)之后,调色剂的粒径也变化较小,在显影辊上没有调色剂成膜,也没有调色剂熔合在层厚调节部件例如用于使调色剂变成薄层的刮板中。当单组分显影剂被显影单元长期使用(搅拌)时,提供有利且稳定的显影性质和图像。
此外,在其中使用所述调色剂的双组分显影剂中,即使在调色剂长时间收支平衡之后,显影剂中调色剂粒子的直径也变化较小,并且还在通过显影单元长期搅拌时提供有利且稳定的显影性质。
<载体>
对载体没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何载体。然而,优选的是,载体具有芯和包覆(涂覆)所述芯的树脂层。
对芯的材料没有特别限制,并且可适宜从已知材料选择任何材料。优选的是,例如,具有50emu/g-90emu/g的基于锰锶(Mn-Sr)的材料,和基于锰镁(Mn-Mg)的材料。就保证图像浓度而言,优选的是高度磁化的材料例如铁粉(100emu/g或更大)、磁铁矿(75emu/g-120emu/g)。就在通过弱化调色剂对静电潜像承载部件(在此处调色剂立起)的碰撞而获得高品质图像方面有利而言,优选的是弱磁化的材料例如基于铜-锌(Cu-Zn)的材料(30emu/g-80emu/g)。它们可单独地使用或者以它们的两种或更多种的组合使用。
对芯的粒径没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何粒径。就平均粒径(体均粒径(D50))而言,优选的是10μm-200μm并且更优选的是40μm-100μm。当平均粒径(体均粒径(D50))小于10μm时,存在如下情况:在载体粒子的分布方面细粉末可增加而降低每个粒子的磁化,从而导致载体飞散。当平均粒径超过200μm时,比表面积可降低而导致调色剂飞散,并且在具有较大的实心部分的全色印刷(打印)中,实心部分特别地可差地再现。
对树脂层的材料没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何树脂。所述树脂包括,例如,氨基树脂、聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤代烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏二氟乙烯与丙烯酰基单体的共聚物、偏二氟乙烯与氟乙烯的共聚物、含氟三元共聚物(氟化的三元(多元)共聚物)例如非氟化单体与四氟乙烯以及偏二氟乙烯的三元共聚物、和有机硅树脂。它们可单独使用或以它们的两种或更多种的组合使用。这些树脂之中,有机硅树脂是特别优选的。
对有机硅树脂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜从通常已知的有机硅树脂选择任何有机硅树脂。所述有机硅树脂包括,例如,仅由有机硅氧烷键组成的纯(straight)有机硅树脂;和用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酰基树脂、氨基甲酸酯树脂等改性的有机硅树脂。
所述有机硅树脂可包括市售产品。市售产品包括,作为纯有机硅树脂,例如,KR271、KR255、KR152(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造);和SR2400、SR2406、SR2410(由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。
作为改性有机硅树脂,可使用市售产品,并且市售产品包括,例如,KR206(经醇酸改性的)、KR5208(经丙烯酰基改性的)、ES1001N(经环氧改性的)和KR305(经氨基甲酸酯改性的)(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造);和SR2115(经环氧改性的)、和SR2110(经醇酸改性的)(由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。
注意,所述有机硅树脂可单独使用,但是也可与进行交联反应的组分或电荷调节用组分一起使用。
树脂层可酌情包括导电粉末等。导电粉末包括,例如,金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。导电层的平均粒径优选为1μm或更小。当导电粉末的平均粒径超过1μm时,可难以控制电阻。
树脂层可通过如下程序形成:其中,例如,将有机硅树脂等溶解在溶剂中以制备包覆溶液,之后,通过已知的包覆方法将所述包覆溶液均匀地包覆在芯的表面上,将所得物干燥和进行印刷。包覆方法包括,例如,浸渍方法、喷射方法和刷涂方法。
对所述溶剂没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何溶剂。所述溶剂包括,例如,甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂和乙酸丁酯。
对所述印刷没有特别限制,并且将进行通过外部加热的印刷或通过内部加热的印刷。可例如,通过使用固定式电炉、流动式电炉、旋转式电炉、燃烧器等的方法,或者通过使用微波的方法进行印刷。
对树脂层中载体的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为0.01质量%-5.0质量%。当所述含量小于0.01质量%,在芯的表面上均匀地形成树脂层可能是不可行的。当所述含量超过5.0质量%时,树脂层可制得太厚而在载体之间造粒,从而导致无法获得均匀的载体粒子。
当所述显影剂为双组分显影剂时,对所述双组分显影剂中载体的含量没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何含量。所述含量优选为,例如,90质量%-98质量%,且更优选为93质量%-97质量%。
对双组分显影剂中调色剂与载体的混合比率没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何比率。然而,优选的是,将1质量份-10.0质量份调色剂与100质量份载体混合。
(图像形成设备)
本发明的图像形成设备具有:静电潜像承载部件;带电单元,其使静电潜像承载部件的表面带电;曝光单元,其使带电的静电潜像承载部件表面曝光以形成静电潜像;显影单元,其用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像;转印单元,其将显影的可视图像转印在记录介质上以形成未定影图像;和定影单元,其将未定影图像定影在记录介质上。所述图像形成设备还具有酌情适当选择的其它单元,例如,清洁单元、除电单元、回收单元和控制单元。
显影单元为这样单元:其中,通过使用调色剂将静电潜像显影以形成可视图像的单元,并且要求所述调色剂为本发明的调色剂。
注意,带电单元和曝光单元有时被总称为静电潜像形成单元。此外,显影单元具有固定于内部的磁场产生单元以及承载和支持本发明的调色剂能够旋转的显影剂承载部件。
<静电潜像承载部件>
对静电潜像承载部件的材料、外形、结构、尺寸等没有特别限制,并且它们中的任何可取决于意图适宜选择。外形包括,例如,鼓、片材和环行带。作为结构,单层结构和层叠结构可为可接受的。大小可取决于图像形成设备的尺寸和规格而适当地选择。材料可包括,例如,无机感光体例如非晶硅、硒、CdS和ZnO;有机感光体(OPC)例如聚硅烷和酞菁甲川。
<带电单元>
带电单元为使静电潜像承载部件表面带电的单元。
对带电单元没有特别限制,只要其能够在静电潜像承载部件的表面上施加电压,从而实现均匀的电荷。并且取决于意图,可适宜选择任何带电单元。带电单元大致分类为(1)与静电潜像承载部件接触而导致带电的接触型带电单元,和(2)不与静电潜像承载部件接触而导致带电的非接触型带电单元。
接触型带电单元(1)包括,例如,导电或半导电的带电辊、磁性刷、毛皮刷、膜和橡胶刮板。在这些物质中,带电辊与电晕放电相比能够大幅减少臭氧产生、其在静电潜像承载部件反复使用时稳定性优异并且在防止图像劣化方面是有效的。
非接触带电单元(2)包括,例如,使用电晕放电的非接触型充电装置或针状电极装置,和固体放电元件;设置成相对于静电潜像承载部件提供小的空隙的导电或半导电的带电辊。
<曝光单元>
曝光单元为使带电的静电潜像承载部件表面曝光以形成静电潜像的单元。
对曝光单元没有特别限制,只要其能够对通过带电单元带电的静电潜像承载部件的表面以待形成的成像方式曝光。取决于意图,可适宜选择任何曝光单元,包括,例如,各种类型的曝光装置例如复制光学系统、棒状透镜阵列系统、激光光学系统、液晶快门光学系统、和LED光学系统。此外,本发明可采用其中从静电潜像承载部件的背面以成像方式进行曝光的背面曝光方法。
<显影单元>
显影单元为这样的单元:其中,通过使用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像,并且要求所述调色剂为本发明的调色剂。
对显影单元没有特别限制,只要可通过使用例如所述调色剂使图像显影。可适宜从已知单元选择任何显影单元。优选的是,例如,这样的显影单元:其容纳所述调色剂并且至少具有能够将所述调色剂以与其接触或不接触的方式赋予静电潜像的显影单元。
显影单元可包括干式显影单元、湿式显影单元、单色显影单元和多色显影单元。优选的是,例如,这样的显影装置:其具有对调色剂摩擦地搅拌以实现带电的搅拌器,以及具有固定在内部的磁场产生单元并且能够旋转以在表面上承载和支持包含所述调色剂的显影剂的显影剂承载部件。
在显影单元内部,例如,将调色剂和载体混合和搅拌,并且通过所产生的摩擦使调色剂带电,并且保持立在旋转着的磁体辊的表面上,从而形成磁性刷。由于磁体辊布置在静电潜像承载部件附近,构成形成于磁体辊的表面上的磁性刷的调色剂由于静电吸引力而部分地移动至静电潜像承载部件的表面。结果,通过所述调色剂使静电潜像显影,并且通过所述调色剂在静电潜像承载部件的表面上形成可视图像。
此处,图1为显示使用由调色剂和磁性载体组成的双组分显影剂的双组分显影装置的一个实例的示意图。在图1中所示的双组分显影装置中,双组分显影剂通过螺杆441搅拌和传送并且被供应至作为显影剂承载部件的显影套筒442。被供应至显影套筒442的双组分显影剂通过充当层厚调节部件的刮刀式刮板443进行调节。要供应的显影剂的量通过刮刀间隙进行控制,所述刮刀间隙为刮刀式刮板43和显影套筒442之间的空隙。当刮刀间隙过小时,显影剂的量过小而导致差的图像浓度。当刮刀间隙过大时,显影剂以过大的量供应,从而导致载体粘附在作为静电潜像承载部件的感光鼓1上,这引起问题。因此,显影套筒442在内部具有磁体作为磁场产生单元,其形成磁场以使显影套筒442的圆周表面上的显影剂立起。使显影剂以链状方式立在显影套筒442上以便沿着从磁体发出的磁力线以法线方向行进,从而形成磁性刷。
显影套筒442和感光鼓1布置成较靠近,并且保持一定空隙(显影间隙),从而在它们彼此相对的部分处形成显影区域。显影套筒442是通过将非磁性体例如铝、黄铜、不锈钢、或导电树脂制成圆筒形状而形成的并且通过旋转驱动机构(未示出)而被旋转。通过显影套筒442的旋转,所述磁性刷被输送至显影区域。从用于显影的电源(未示出)向显影套筒442施加显影电压。并且,磁性刷上的调色剂由于形成于显影套筒442和感光鼓1之间的显影电场而与载体分离并且使感光鼓1上的静电潜像显影。注意,可在显影电压上叠加交流电。
对显影间隙没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何显影间隙。显影间隙优选为显影剂粒径的5倍-30倍大。如果显影剂粒径为50μm,则优选的是,将显影间隙设置为0.25mm-1.5mm。当显影间隙比以上大时,可能难以获得有利的图像浓度。
此外,优选的是,刮刀间隙基本上等于或略大于显影间隙。取决于设备的复制速度和尺寸对感光鼓1的鼓直径和鼓线速度以及显影套筒442的套筒直径和套筒线速度进行调节。套筒线速度对鼓线速度的比率优选为1.1或更大以获得必要的图像浓度。如下也是可能的:在显影之后的位置处设置传感器并且从光学反射系数检测调色剂以控制粘附过程条件。
<转印单元>
转印单元为其中将可视图像转印至记录介质的单元。
转印单元大致分为:其中将静电潜像承载部件上的可视图像直接转印到记录介质上的转印单元,和其中使用中间转印体将可视图像一次转印到中间转印体上和之后将可视图像进一步地二次转印到记录介质上的二次转印单元。对这些转印单元没有特别限制,并且取决于意图,可适宜从已知转印体选择任何转印单元。
<定影单元>
定影单元是将转印到记录介质上的图像定影的单元。
对定影单元没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何定影单元。优选使用的是具有定影部件和用于加热定影部件的热源的定影装置。对定影部件没有特别限制,只要它们彼此接触以形成夹区部。取决于意图,可适宜选择任何定影部件,包括,例如,环形带与辊的组合以及辊与另一辊的组合。就降低预热时间以节约能量而言,优选使用的是环形带与辊的组合,或者其中通过感应加热等对定影部件的表面进行加热的加热方法。
优选的是,在通过定影单元定影时,记录介质以280mm/秒或更大的速度传送。
作为定影单元,包括(1)和(2)中的任一种,其中,(1)为如下模式(内部加热方法):其中定影单元具有辊和带的至少一种,从不与调色剂接触的面进行加热以对转印到记录介质上的图像进行加热和按压,从而使图像定影,和(2)为如下模式(外部加热方法):其中定影单元具有辊和带的至少一种并且从与调色剂接触的面进行加热以对转印到记录介质上的图像进行加热和按压,从而使图像定影。也可使用这些模式的组合。
内部加热方法(1)中使用的定影单元包括,例如,其中定影部件自身在其内部具有加热单元的定影单元。该类型的加热单元包括,例如,热源例如加热器和卤素灯。
外部加热方法(2)中使用的定影单元优选为如下模式:其中,例如,定影部件的至少一个的表面至少部分地通过加热单元加热。对该类型的加热单元没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何加热单元,包括,例如,电磁感应加热单元。对电磁感应加热单元没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何电磁感应加热单元。优选的是,电磁感应加热单元为如下:其具有磁场产生单元和通过电磁感应发热的单元。电磁感应加热单元优选地包括,例如,如下单元:其具有布置成较靠近定影部件(例如加热辊)的感应线圈,其上安装感应线圈的屏蔽层,以及在与屏蔽层安装感应线圈的那面相反的面上安装的绝缘层。在此情况下,加热辊优选为由磁性体组成的模式和作为热管的模式。感应线圈优选为这样的线圈:其布置成至少包围在加热辊的与定影部件(例如压力辊和环形带)接触的部位相反的侧的半圆柱形部分。<其它单元>
对其它单元没有特别限制,并且取决于意图,可适宜选择任何其它单元,包括,例如,清洁单元、除电单元、回收单元和控制单元。
对清洁单元没有特别限制,并且可使用任何清洁单元,只要其能够除去残留在静电潜像承载部件上的调色剂。清洁单元可适宜从已知清洁器选择,包括,例如,磁性刷清洁器、静电刷清洁器、磁性辊清洁器、清洁刮板、刷清洁器和网清洁器。这些清洁器之中,特别优选的是调色剂除去性能高、尺寸小且价格低的清洁刮板。
清洁刮板中使用的橡胶刮板优选地由,例如,氨基甲酸酯橡胶、有机硅橡胶、氟(化)橡胶、氯丁二烯橡胶和丁二烯橡胶制成。在这些物质中,氨基甲酸酯橡胶是特别优选的。
对除电单元没有特别限制,并且可使用任何除电单元,只要其能够向静电潜像承载部件施加静电偏压,并且其可适宜从已知的静电装置选择。优选的是,例如,电荷消除灯。
回收单元为其中使通过清洁单元除去的调色剂被显影单元回收的单元并且包括,例如,任何已知的传送单元。
对控制单元没有特别限制,只要其能够控制各单元的运动(动作)。控制单元可取决于意图适当地选择并且包括,例如,如定序器和计算机的装置。
将参照图2描述通过使用本发明的图像形成设备实施图像形成方法的其它模式。图2中所示的图像形成设备100为串列式彩色图像形成设备。串列图像形成设备100具有复制主体150、供纸台200、扫描仪300和自动文件供给器(ADF)400。
复制主体150在中央处具有环形带型中间转印体50。于是,中间转印体50通过支持辊14、15和16张紧,以便如图2中所示以顺时针方向旋转。在支持辊15附近布置用于除去残留在中间转印体50上的调色剂的中间转印体清洁单元17。在通过支持辊14和支持辊15张紧的中间转印体50上,沿着其传送方向布置串列式显影装置120,其中四个图像形成单元18(黄色、青色、品红色和黑色)对向并置。在串列式显影装置120附近布置曝光单元21。在中间转印体50上的与布置串列式显影装置120的侧相反的侧布置二次转印单元22。在二次转印单元22中,作为环形带的二次转印带24通过一对辊23张紧。在二次转印带24上传送的记录介质可与中间转印体50接触。在二次转印单元22附近布置定影单元25。
注意,在串列图像形成设备100的二次转印单元22和定影单元25附近布置用于将记录介质翻转以在记录介质的两侧形成图像的纸张翻转装置28。
接着,将提供通过使用串列式显影装置120的全色图像形成(彩色复印)的描述。即,首先,将文件设置在自动文件供给器(ADF)400的文件台130上,或者将自动文件供给器400打开以将文件设置在扫描仪300的接触玻璃32上并且关闭自动文件供给器400。
按下启动开关(未示出)将在将文件设置在自动文件供给器400上时在文件被传送和移动至接触玻璃32之后启动扫描仪300,而在将文件设置在接触玻璃32上时将立即启动扫描仪,从而容许第一行进体33和第二行进体34行进。在此情况下,从第一行进体33照射来自光源的光,而且反射自文件表面的光在第二行进体34的镜子上被反射,并且穿过成像透镜35被读取传感器接收,由此读取彩色文件(彩色图像)以得到黑色、黄色、品红色和青色的图像信息。
然后,将黑色、黄色、品红色和青色的图像信息送至串列式显影装置120中的图像形成单元18的每一个(黑色图像形成单元、黄色图像形成单元、品红色图像形成单元和青色图像形成单元),从而通过图像形成单元的每一个形成黑色、黄色、品红色和青色的调色剂图像。即,如图3中所示,串列式显影装置120中的图像形成单元18(黑色图像形成单元、黄色图像形成单元、品红色图像形成单元和青色图像形成单元)分别具有静电潜像承载体10(黑色静电潜像承载部件10K、黄色静电潜像承载部件10Y、品红色静电潜像承载部件10M和青色静电潜像承载部件10C)、用于使静电潜像承载体均匀地带电的充电装置60、用于基于各色图像信息根据与各色图像对应的成像方式使静电潜像承载部件曝光(图3中所示的L)以在静电潜像承载部件上形成与各色图像对应的静电潜像的曝光装置、通过使用各色调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂和青色调色剂)使静电潜像显影以通过各色调色剂形成调色剂图像的显影装置61、用于将调色剂图像转印到中间转印体50上的转印充电器62、清洁单元63、和除电装置64。可基于相应颜色图像信息形成单色图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)的每一个。由此形成的黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像分别作为形成于黑色静电潜像承载部件10K上的黑色图像、形成于黄色静电潜像承载部件10Y上的黄色图像、形成于品红色静电潜像承载部件10M上的品红色图像、和形成于青色静电潜像承载部件10C上的青色图像被顺序转印(一次转印)到通过支持辊14、15和16旋转和移动的中间转印体50上。然后,黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像被叠加在中间转印体50上,从而形成合成彩色图像(彩色转印图像)。
在供纸台200中,选择性地使供纸辊142之一旋转以从在纸库143上以多级方式设置的供纸盒144之一提供记录介质。由此提供的记录介质通过分离辊145逐一分离并且被送至供纸路径146。然后,所述记录介质通过传送辊147传送并且被引导进入到复制主体150内的供纸路径148中并且通过撞向定位辊49而停下。替代地,使供纸辊142旋转以提供位于手动托盘54上的记录介质。如此提供的记录介质通过分离辊52逐一分离并且被放置于手动供纸路径53中并且以类似方式通过将它们撞向定位辊49而停下。注意,定位辊49通常在使用前接地,但是在此情况下,可使用施加有偏压的辊49,以除去记录介质上的粉尘。然后,与中间转印体50上的合成彩色图像(彩色转印图像)同步,使定位辊49旋转,由此将记录介质送至中间转印体50和二次转印单元22之间。该合成彩色图像(彩色转印图像)通过二次转印单元22转印(二次转印)到记录介质上,从而将彩色图像转印和形成于记录介质上。注意,图像转印之后残留在中间转印体50上的调色剂通过中间转印体清洁单元17除去。
其上已经转印和形成有彩色图像的记录介质通过二次转印单元22传送并且被送至定影单元25,由此通过热和压力将合成彩色图像(彩色转印图像)定影在记录介质上。之后,记录介质通过切换爪55进行切换并且通过排放辊56排放并且被堆叠在排放托盘57上。替代地,记录介质通过切换爪55进行切换,通过纸张翻转装置28翻转,并且被再次引导至转印位置以在背面记录图像。之后,将它们通过排放辊56排放并且堆叠在排放托盘57上。<处理卡盒>
本发明中使用的处理卡盒至少具有静电潜像承载部件和显影单元,并且另外具有酌情选择的其它单元例如带电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和除电单元。
显影单元为这样的单元:其中使用调色剂使静电潜像承载部件上承载和支持的静电潜像显影,从而形成可视图像,并且要求所述调色剂为本发明的调色剂。
显影单元至少具有用于容纳调色剂的调色剂容器、和用于承载和传送容纳在调色剂容器内部的调色剂的调色剂承载部件,并且可另外具有用于调节所承载和支持的调色剂层的厚度的层厚调节部件等。优选的是,显影单元至少具有用于容纳双组分显影剂的显影剂容器和用于承载和传送容纳在显影剂容器内部的双组分显影剂的显影剂承载部件。更具体地说,可有利地使用任何在图像形成设备中描述的显影单元。
此外,带电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和除电单元可适宜从图像形成设备中描述的那些选择。
所述处理卡盒能够以可拆卸方式连接至各种类型的电子照相图像形成设备、传真机和打印机。所述处理卡盒优选地以能拆卸的方式连接至本发明的图像形成设备。
在此情况下,所述处理卡盒具有内置的静电潜像承载部件101(例如,示于图4中),包括带电单元102、显影单元104、转印单元108、清洁单元107并且如果必要还具有其它单元。在图4中,数字103和105分别表示通过曝光单元曝光和和记录介质。
接着,将提供通过图4中所示的处理卡盒进行图像形成过程的描述。使静电潜像承载部件101以箭头所示的方向旋转以经由通过带电单元102带电和通过曝光单元(未示出)曝光103而在其表面上形成与曝光图像对应的静电潜像。
将静电潜像通过显影单元104用调色剂显影并且将由此显影的调色剂图像通过转印单元108转印到记录介质105上并且将其印出。然后,图像转印之后的静电潜像承载部件表面通过清洁单元107清洁并且还通过除电单元(未示出)除电。然后,重复以上程序。
实施例
下文中,将通过实施例更详细地描述本发明。然而,不应将本发明限于这些实施例。
<结晶性聚酯C1的合成>
将241质量份癸二酸、31质量份己二酸、215质量份1,6-己二醇和0.75质量份作为缩合催化剂的二羟基二(三乙醇胺)钛(titanium dihydroxy bis(triethanol aminate))置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且之后,容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的水。接着,将所得物逐渐加热至225℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,4-丁二醇。之后,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应4小时,以获得具有重均分子量18,000、58℃的熔点和73℃的软化温度的结晶性聚酯C1。
<结晶性聚氨酯CU1的合成>
将273质量份癸二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基二(三乙醇胺)钛置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且之后,容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的水。接着,将所得物逐渐加热至220℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,6-己二醇。之后,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时以获得具有6,000的重均分子量的聚酯二醇。
将249质量份聚酯二醇、250质量份乙酸乙酯和82质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且容许在氮气流下在80℃反应5小时。接着,在减压下蒸馏掉乙酸乙酯以获得具有20,000的重均分子量、65℃的熔点和78℃的软化温度的结晶性聚氨酯CU1。
<衍生自结晶性聚氨酯的预聚物B1的合成>
将247质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和247质量份乙酸乙酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,之后,向其中加入通过将249质量份结晶性聚氨酯CU1溶解在249质量份乙酸乙酯中而制备的溶液。然后,容许所得物在氮气流下在80℃反应5小时以获得衍生自结晶性聚氨酯的在末端处具有异氰酸酯基团的预聚物B1的50质量%乙酸乙酯溶液。
<非结晶性聚酯A1的合成>
将120质量份1,3-丙二醇、120质量份乙二醇、180质量份对苯二甲酸、46质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯(tetrabutoxy titanate)置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,之后容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的乙醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,3-丙二醇,之后,容许在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时。进一步地,将所得物冷却至180℃,并且向其中加入8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯,并且容许所得物反应1小时。之后,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时以获得具有10,000的重均分子量和57℃的玻璃化转变温度的非结晶性聚酯A1。在此情况下,容许非结晶性聚酯A1的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<非结晶性聚酯A2的合成>
将80质量份1,3-丙二醇、160质量份乙二醇、113质量份对苯二甲酸、113质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且之后容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,3-丙二醇,之后容许在5mmHg-20mmHg的减压下反应1小时。进一步地,将所得物冷却至180℃,并且向其中加入8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯,并且容许所得物反应1小时并且进一步地容许在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时以获得具有10,000的重均分子量和53℃的玻璃化转变温度的非结晶性聚酯A2。在此情况下,容许非结晶性聚酯A2的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率为79%。
<非结晶性聚酯A3的合成>
将120质量份1,4-丁二醇、120质量份乙二醇、160质量份对苯二甲酸、66质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且之后容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,4-丁二醇,并且之后容许在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时。进一步地,将所得物冷却至180℃,向其中加入8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯,并且容许所得物反应1小时。之后,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时以获得具有10,000的重均分子量和50℃的玻璃化转变温度的非结晶性聚酯A3。在此情况下,容许非结晶性聚酯A3的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D1的合成>
将5质量份结晶性聚酯C1、95质量份非结晶性聚酯A3和0.3质量份钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中并且之后容许在氮气流下在180℃反应8小时同时蒸馏所产生的水。然后,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水。之后,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应3小时以获得具有20,000的重均分子量和51℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D1。在此情况下,容许嵌段共聚物D1的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D2的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为10质量份和90质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有20,000的重均分子量和54℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D2。在此情况下,容许嵌段共聚物D2的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D3的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为30质量份和70质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有15,000的重均分子量和36℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D3。在此情况下,容许嵌段共聚物D3的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D4的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为50质量份和50质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有12,000的重均分子量和12℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D4。在此情况下,容许嵌段共聚物D4的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D5的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为70质量份和30质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有11,000的重均分子量和29℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D5。在此情况下,容许嵌段共聚物D5的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D6的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为90质量份和10质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有10,000的重均分子量和44℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D6。在此情况下,容许嵌段共聚物D6的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D7的合成>
除了将结晶性聚酯C1和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为95质量份和5质量份之外,程序以用于嵌段共聚物D1的相同方式进行,从而获得具有10,000的重均分子量和60℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D7。在此情况下,容许嵌段共聚物D7的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<嵌段共聚物D8的合成>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于嵌段共聚物D2的相同方式进行,从而获得具有20,000的重均分子量和57℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D8。在此情况下,容许嵌段共聚物D8的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率为89%。
<嵌段共聚物D9的合成>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于嵌段共聚物D4的相同方式进行,从而获得具有12,000的重均分子量和48℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D9。在此情况下,容许嵌段共聚物D9的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率为84%。
<嵌段共聚物D10>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于嵌段共聚物D6的相同方式进行,从而获得具有10,000的重均分子量和60℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D10。在此情况下,容许嵌段共聚物D10的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率为30%。
<嵌段共聚物D11的合成>
除了使用非结晶性聚酯A1代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于嵌段共聚物D3的相同方式进行,从而获得具有15,000的重均分子量和61℃的玻璃化转变温度的嵌段共聚物D11。在此情况下,容许嵌段共聚物D11的20质量%乙酸乙酯溶液在50℃静置24小时并且之后以1cm的光程长度和500nm的波长测量透射率。所测得的透射率小于1%。
<熔点Ta>
使用差示扫描量热仪(DSC)TA-60WS和DSC-60(由Shimadzu Corporation制造)测量熔点。更具体而言,在130℃熔融之后,将样品以1.0℃/分钟的速率冷却至70℃并且进一步地以0.5℃/分钟的速率冷却至10℃。接着,将样品以20℃/分钟的速率加热以给出在20℃-100℃范围内的吸热峰的温度作为Ta*。当发现多个吸热峰时,将吸热最大的吸热峰的温度作为Ta*给出。进一步地,将样品在(Ta*-10)℃保持6小时,并且,之后,在(Ta*-15)℃保持6小时。然后,将样品以10℃/分钟的速率冷却至0℃并且之后以20℃/分钟的速率加热以给出吸热峰的温度作为熔点Ta。当发现多个吸热峰时,将吸热最大的吸热峰的温度作为熔点Ta给出。
<软化温度Tb>
使用恒定负载的孔型流量测试仪CFT-500D(由Shimadzu Corporation制造)测量软化温度。更具体而言,在将1g样品以6℃/分钟的升温速率加热的同时,通过使用柱塞(plunger)向样品施加1.96MPa的负载。并且,将样品从直径1mm且长度1mm的喷嘴推挤出,从而对相对于温度的流量测试仪的柱塞的下降程度进行绘图。在此情况下,将一半量的样品流出时的温度作为软化温度Tb给出。
<重均分子量>
使用凝胶渗透色谱(GPC)-8220GPC(由Tosoh Corporation制造)和柱TSK gelSuper HZM-H(三联柱)(长度15cm)(由Tosoh Corporation制造)测定重均分子量。更具体而言,将样品溶解于包含稳定剂的四氢呋喃(由Wako Pure Chemical Industries Ltd.制造)中,以得到0.15质量%的溶液。之后,将溶液通过孔径0.2μm的过滤器过滤,并且注入其滤液(100μL)。在此情况下,将滤液在40℃的环境温度以0.35mL/分钟的流速进行测定。注意,样品的分子量是由通过使用单分散聚苯乙烯标准样品制作的校准曲线的对数值和计数值之间的关系计算的。所述单分散聚苯乙烯包括Showdex STANDARD的Std.No S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0、S-0.580(由Showa Denko K.K.制造)。作为检测器,使用RI(折射率)检测器。
<玻璃化转变温度>
使用数字信号控制器(DSC)Q2000(由Texas Instruments Incorporated制造)测量玻璃化转变温度。更具体而言,将5mg-10mg样品装填在铝制样品密封盘中,之后,在以下条件下测定玻璃化转变温度。
第一次加热:以5℃/分钟的速率从30℃到220℃,
保持1分钟,
冷却:在没有温度控制的情况下骤冷至–60℃,
保持1分钟,
第二次加热:以5℃/分钟的速率从–60℃到180℃,
注意,在第二次加热的热谱图中,基于ASTM D3418/82中描述的方法通过参照中点测量玻璃化转变温度。
<在乙酸乙酯中差的溶解性>
使用振荡器(shaker)将10g样品溶解在50℃的40g乙酸乙酯中,并且,之后,容许将其溶液在保持在50℃的温度受控的罐中静置24小时。将该溶液置于光程长度为1cm的玻璃池中并且之后通过使用分光光度计(由JASCO Corporation制造的V-660)测量波长500nm的光的透射率。评价样品的在乙酸乙酯中差的溶解性。
表1显示结晶性树脂的特性。
表1
结晶性树脂 Ta(℃) Tb(℃) Tb/Ta
结晶性聚酯C1 58 73 1.26
结晶性聚氨酯CU1 65 78 1.20
表2显示非结晶性树脂的特性。
表2
表3显示嵌段共聚物的特性。.
表3
<颜料母料E1的制备>
将120质量份黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)、80质量份非结晶性聚酯A3和36质量份离子交换水混合并且之后通过使用开放式炼胶机型捏合机Knedex(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)捏合以获得颜料母料E1。更具体而言,颜料的捏合从100℃开始并且将颜料逐渐冷却至50℃。
<颜料母料E2的制备>
除了将黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为100质量份和100质量份之外,程序以用于颜料母料E1的相同方式进行,从而获得颜料母料E2。
<颜料母料E3的制备>
除了将黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为70质量份和130质量份之外,程序以用于颜料母料E1的相同方式进行,从而获得颜料母料E3。
<颜料母料E4的制备>
除了将黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为40质量份和160质量份之外,程序以用于颜料母料E1的相同方式进行,从而获得颜料母料E4。
<颜料母料E5的制备>
除了将黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)和非结晶性聚酯A3的添加含量分别改变为20质量份和180质量份之外,程序以用于颜料母料E1的相同方式进行,从而获得颜料母料E5。
<颜料母料E6的制备>
除了使用品红色颜料C.I.颜料红122(由Clariant AG制造)代替黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)之外,程序以用于颜料母料E4的相同方式进行,从而获得颜料母料E6。
<颜料母料E7的制备>
除了使用青色颜料C.I.颜料蓝15:3(由Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制造)代替黄色颜料C.I.颜料黄185(由BASF Japan Ltd.制造)之外,程序以用于颜料母料E4的相同方式进行,从而获得颜料母料E7。
<颜料母料E8的制备>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于颜料母料E2的相同方式进行,从而获得颜料母料E8。
<颜料母料E9的制备>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于颜料母料E3的相同方式进行,从而获得颜料母料E9。
<颜料母料E10的制备>
除了使用非结晶性聚酯A2代替非结晶性聚酯A3之外,程序以用于颜料母料E4的相同方式进行,从而获得颜料母料E10.
表4显示母料的颜料配方。
表4
(实施例1-1)
将20质量份具有75℃的熔点的石蜡HNP-9(由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)和80质量份乙酸乙酯置于装有冷却管、温度计和搅拌器的容器中,加热至78℃并且溶解。之后,将所得物在搅拌的情况下用1小时冷却至30℃。然后,将所得物通过使用Ultrvisco Mill(由Imex Co.,Ltd.制造)在以下条件下进行湿法研磨:进料速度,1.0kg/h;圆盘的圆周速度,10m/s;具有0.5mm粒径的氧化锆珠的装载量,80体积%;和遍数计划表,6次,从而获得蜡分散体。
将60质量份结晶性聚酯C1、10质量份嵌段共聚物D2、10质量份颜料母料E1和80质量份乙酸乙酯置于装有温度计和搅拌器的容器中,并且之后加热至60℃以进行溶解。接着,在添加25质量份所述蜡分散体之后,将所得物在50℃通过使用TK型均混器(由PrimixCorporation制造)以10,000rpm搅拌以获得混合物溶液。
将70质量份所述混合物溶液以及30质量份预聚物B1的50质量%乙酸乙酯溶液置于用不锈钢制成的500mL烧杯中,并且之后在保持为40℃-50℃的油浴中通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以3,000rpm搅拌1分钟,从而获得第一液体。
将90质量份离子交换水、4质量份48.5质量%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠(dodecydiphenyl ether sodium disulphonate)水溶液ELEMINOL MON-7(由SanyoChemical Industries Ltd.制造)和10质量份乙酸乙酯置于装有搅拌器和温度计的容器中,并且之后在40℃进行搅拌,从而获得水性介质。
将50质量份的保持在50℃的第一液体加入至保持在40℃的水性介质中,并且之后,在40℃-50℃通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以13,000rpm搅拌1分钟,从而获得第二液体。
将第二液体置于装有搅拌器和温度计的容器中,并且之后,在60℃从其除去溶剂6小时,从而获得淤浆。
将100质量份所述淤浆在减压下过滤。接着,向滤饼中加入100质量份离子交换水并且将所得物通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以6,000rpm搅拌5分钟,并且之后过滤。进一步地,向滤饼中加入100质量份10质量%氢氧化钠水溶液并且通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以6,000rpm搅拌10分钟,并且之后在减压下过滤。然后,向滤饼中加入100质量份10质量%盐酸并且通过使用TK型均混器(由PrimixCorporation制造)以6,000rpm搅拌5分钟并且之后,过滤。还进一步地,向滤饼中加入离子交换水(300质量份)并且通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以6,000rpm搅拌5分钟。之后,重复过滤两次。
使用循环干燥器将滤饼在45℃干燥48小时。之后,将该滤饼通过具有75μm的孔的筛网筛分以获得母粒子。
使用Henschel混合器将100质量份母粒子与疏水性二氧化硅即1质量份HDK-2000(由Wacker Chemie AG制造)混合以获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.2μm并且在160℃的储能弹性模量为1.5×104Pa的调色剂。
(实施例1-2)
除了使用结晶性聚氨酯CU1代替60质量份结晶性聚酯C1之外,程序以实施例1-1中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.7μm并且在160℃的储能弹性模量为8.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-3)
除了使用58质量份结晶性聚酯C1和12质量份颜料母料E2代替60质量份结晶性聚酯C1和10质量份颜料母料E1之外,程序以实施例1-1中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.5μm并且在160℃的储能弹性模量为1.0×104Pa的调色剂。
(实施例1-4)
除了使用53质量份结晶性聚酯C1和17质量份颜料母料E3代替60质量份结晶性聚酯C1和10质量份颜料母料E1之外,程序以实施例1-1中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.7μm并且在160℃的储能弹性模量为9.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-5)
除了使用40质量份结晶性聚酯C1和30质量份颜料母料E4代替60质量份结晶性聚酯C1和10质量份颜料母料E1之外,程序以实施例1-1中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.8μm并且在160℃的储能弹性模量为6.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-6)
除了使用20质量份结晶性聚酯C1和60质量份颜料母料E5代替60质量份结晶性聚酯C1和10质量份颜料母料E1之外,程序以实施例1-1中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.9μm并且在160℃的储能弹性模量为1.1×103Pa的调色剂。
(实施例1-7)
除了使用嵌段共聚物D1代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为5.6×103Pa的调色剂。
(实施例1-8)
除了使用嵌段共聚物D3代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为5.1×103Pa的调色剂。
(实施例1-9)
除了使用嵌段共聚物D4代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为5.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-10)
除了使用嵌段共聚物D5代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为4.2×103Pa的调色剂。
(实施例1-11)
除了使用嵌段共聚物D6代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为3.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-12)
除了使用嵌段共聚物D7代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为2.3×103Pa的调色剂。
(实施例1-13)
除了使用48质量份结晶性聚酯C1和2质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为6.5×103Pa的调色剂。
(实施例1-14)
除了使用45质量份结晶性聚酯C1和5质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为6.3×103Pa的调色剂。
(实施例1-15)
除了使用33质量份结晶性聚酯C1和17质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为4.6×103Pa的调色剂。
(实施例1-16)
除了使用25质量份结晶性聚酯C1和25质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为3.8×103Pa的调色剂。
(实施例1-17)
除了使用20质量份结晶性聚酯C1和30质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.9μm并且在160℃的储能弹性模量为3.0×103Pa的调色剂。
(实施例1-18)
除了使用颜料母料E6代替颜料母料E4之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为0.9μm并且在160℃的储能弹性模量为6.2×103Pa的调色剂。
(实施例1-19)
除了使用颜料母料E7代替颜料母料E4之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.0μm并且在160℃的储能弹性模量为5.7×103Pa的调色剂。
(对比例1-1)
除了使用非结晶性聚酯A1代替结晶性聚酯C1之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得调色剂。在此情况下,不可能观察到岛或者测量在160℃的储能弹性模量。
(对比例1-2)
除了使用55质量份结晶性聚酯C1和0质量份嵌段共聚物D2代替40质量份结晶性聚酯C1和10质量份嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.6μm并且在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa的调色剂。
(对比例1-3)
除了使用颜料母料E8代替颜料母料E2之外,程序以实施例1-3中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.2μm并且在160℃的储能弹性模量为3.0×104Pa的调色剂。
(对比例1-4)
除了使用颜料母料E9代替颜料母料E3之外,程序以实施例1-4中描述的相同方式进行,从而获得在160℃的储能弹性模量为2.8×104Pa的调色剂。在此情况下,非结晶性树脂和颜料是不均匀地分布的。
(对比例1-5)
除了使用颜料母料E10代替颜料母料E4之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在160℃的储能弹性模量为2.0×104Pa的调色剂。在此情况下,非结晶性树脂和颜料是不均匀地分布的。
(对比例1-6)
除了使用嵌段共聚物D8代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在160℃的储能弹性模量为5.2×104Pa的调色剂。在此情况下,非结晶性树脂和颜料是不均匀地分布的。
(对比例1-7)
除了使用嵌段共聚物D9代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在160℃的储能弹性模量为5.0×104Pa的调色剂。在此情况下,非结晶性树脂和颜料是不均匀地分布的。
(对比例1-8)
除了使用嵌段共聚物D10代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.3μm并且在160℃的储能弹性模量为4.3×104Pa的调色剂。
(对比例1-9)
除了使用嵌段共聚物D11代替嵌段共聚物D2之外,程序以实施例1-5中描述的相同方式进行,从而获得在海-岛结构中的岛的畴直径为1.7μm并且在160℃的储能弹性模量为2.1×104Pa的调色剂。
表5总述了调色剂的组成等。
表5
<结晶性树脂C2的制造>
将241质量份癸二酸、31质量份己二酸、164质量份1,4-丁二醇和0.75质量份作为缩合催化剂的二羟基二(三乙醇胺)钛置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的水。接着,将所得物逐渐加热至225℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,4-丁二醇。进一步地,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应,直至重均分子量Mw达到约18,000,从而获得具有58℃的熔点的结晶性树脂C2(结晶性聚酯树脂)。
<结晶性树脂C3的制造>
将283质量份癸二酸、215质量份1,6-己二醇和1质量份作为缩合催化剂的二羟基二(三乙醇胺)钛置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的水。接着,将所得物逐渐加热至220℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,6-己二醇。进一步地,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应,直至Mw达到约6,000。
将249质量份由此获得的结晶性树脂转移至装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐,并且向其中加入250质量份乙酸乙酯和82质量份六亚甲基二异氰酸酯(HDI),并且容许在氮气流下在80℃反应5小时。然后,在减压下蒸馏掉乙酸乙酯,从而获得具有约20,000的重均分子量Mw和65℃的熔点的结晶性树脂C3(结晶性聚氨酯树脂)。
<非结晶性树脂A4的制造>
将240质量份1,3-丙二醇、180质量份对苯二甲酸、46质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏所产生的水和1,2-丙二醇。进一步地,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应1小时并且冷却至180℃。之后,将8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯置于其中并且容许反应1小时。之后,进一步容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应,直至重均分子量Mw达到约7,000,从而获得具有熔点61℃的非结晶性树脂A4(非结晶性聚酯树脂)。
<非结晶性树脂A5的制造>
将240质量份1,3-丙二醇、113质量份对苯二甲酸、113质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏所产生的水和1,2-丙二醇。进一步地,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应1小时并且冷却至180℃。之后,将8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯置于其中并且容许反应1小时。之后,进一步容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应,直至重均分子量Mw达到约7,000,从而获得具有熔点60℃的非结晶性树脂A5(非结晶性聚酯树脂)。
<非结晶性树脂A6的制造>
将240质量份1,3-丙二醇、113质量份对苯二甲酸、113质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,2-丙二醇。进一步容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应1小时并且冷却至180℃。之后,将8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯置于其中并且容许反应1小时。然后,进一步容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应,直至重均分子量Mw达到约100,000,从而获得具有熔点63℃的非结晶性树脂A6(非结晶性聚酯树脂)。非结晶性树脂A6的重均分子量为120,000。
<非结晶性树脂A7的制造>
将240质量份1,3-丙二醇、113质量份对苯二甲酸、113质量份间苯二甲酸和0.64质量份作为缩合催化剂的钛酸四丁酯置于装有冷却管、搅拌器和氮气引入管的反应罐中,并且容许在氮气流下在180℃反应8小时,同时蒸馏掉所产生的甲醇。接着,将所得物逐渐加热至230℃并且容许在氮气流下反应4小时,同时蒸馏掉所产生的水和1,2-丙二醇。进一步地,容许所得物在5mmHg-20mmHg的减压下反应1小时并且冷却至180℃,之后,将8质量份无水偏苯三甲酸和0.5质量份钛酸四丁酯置于其中并且容许反应1小时。然后,进一步容许所得物在1mmHg的减压下反应,直至重均分子量Mw达到约500,000,从而获得具有64℃的熔点的非结晶性树脂A7(非结晶性聚酯树脂)。
由此获得的非结晶性树脂A7的重均分子量Mw为440,000。
(着色剂的制造例)
着色剂F1-F9为实施例中使用的着色剂,而着色剂F10-F13为对比例中使用的着色剂。
<着色剂F1的制造>
将70质量份结晶性树脂C2、30质量份非结晶性树脂A4、100质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)和30质量份离子交换水通过使用开放式炼胶机型捏合机(由Mitsui MiningCo.,Ltd.制造的Knedex)充分混合和捏合。将该混合物从10℃的温度起捏合,并且逐渐冷却至50℃。由此,制备着色剂F1,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为70:30并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F2的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2和50质量份非结晶性树脂A4之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F2,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F3的制造>
除了使用30质量份结晶性树脂C2和70质量份非结晶性树脂A4之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F3,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为30:70并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F4的制造>
除了使用10质量份结晶性树脂C2和90质量份非结晶性树脂A4之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F4,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为10:90并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F5的制造>
除了使用90质量份结晶性树脂C2和10质量份非结晶性树脂A4之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F5,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为90:10并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F6的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2、50质量份非结晶性树脂A4和25质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F6,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为80:20。
<着色剂F7的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2、50质量份非结晶性树脂A4和15质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F7,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为85:15。
<着色剂F8的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2、50质量份非结晶性树脂A5和100质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F2相同的方式制备着色剂F8,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F9的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2、50质量份非结晶性树脂A6和100质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F2相同的方式制备着色剂F9,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F10的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C2、50质量份非结晶性树脂A7和100质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F2相同的方式制备着色剂F10,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F11的制造>
除了使用100质量份结晶性树脂C2之外,以与用于制造着色剂F1相同的方式制备着色剂F11,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为100:0并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F12的制造>
除了使用100质量份非结晶性树脂A4代替结晶性树脂C2之外,以与用于制造着色剂F8相同的方式制备着色剂F12,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为0:100并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F13的制造>
除了使用100质量份非结晶性树脂A5代替结晶性树脂C2之外,以与用于制造着色剂F11相同的方式制备着色剂F13,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为0:100并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
<着色剂F14的制造>
除了使用50质量份结晶性树脂C3、50质量份非结晶性树脂A5和100质量份黄色颜料(C.I.颜料黄185)之外,以与用于制造着色剂F2相同的方式制备着色剂F14,其结晶性聚酯树脂对非结晶性聚酯树脂的比率(质量比)为50:50并且其树脂对颜料的比率(质量比)为50:50。
表6显示上述着色剂F1-F14的配方。表6还显示关于表面处理用树脂在乙酸乙酯中差的溶解性的评价测试(将在下文中描述)的结果。
表6
(实施例2-1)
-蜡分散体的制造-
将20质量份石蜡(HNP-9,熔点:75℃,由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造)和80质量份乙酸乙酯置于装有冷却管、温度计和搅拌器的反应容器中,加热至78℃以充分溶解,然后在搅拌的同时用1小时冷却至30℃。之后,将所得物通过使用ULTRAVISCO Mill(由Imex Co.,Ltd.制造)在以下条件下进行湿法研磨:进料速度,1.0kg/h;圆盘的圆周速度,10m/s;具有0.5mm粒径的氧化锆珠的装载量,80体积%;和遍数计划表,6次,从而获得蜡分散体。
-调色剂母粒子的制造-
将82质量份结晶性树脂C2和82质量份乙酸乙酯置于装有温度计和搅拌器的容器中并且加热至比该树脂的熔点高的温度以充分溶解。向其中加入30质量份蜡分散体、12质量份着色剂F1和47质量份乙酸乙酯并且在50℃通过使用TK型均混器(由PrimixCorporation制造)以10,000rpm搅拌以便充分溶解和分散,从而获得油相2。注意,将油相2在容器中保持在50℃的温度并且在其制造之后5小时内使用以防止结晶。
将90质量份离子交换水、4质量份48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液(由Sanyo Chemical Industries Ltd.制造的ELEMINOL MON-7)和10质量份乙酸乙酯置于另一装有搅拌器和温度计的容器中,在40℃混合和搅拌以形成水溶液。向其中加入50质量份保持在50℃的油相2并且在40℃-50℃通过使用TK型均混器(由Primix Corporation制造)以13,000rpm混合1分钟,从而获得乳化淤浆2。
将乳化淤浆2供给到装有搅拌器和温度计的容器中。在60℃除去溶剂6小时,从而获得淤浆2。
将100质量份由此获得的调色剂母粒子的淤浆2在减压下过滤并且,之后,如下进行洗涤处理。
(1)向滤饼中加入100质量份离子交换水并且通过使用TK型均混器混合(在6,000rpm下5分钟)并且之后将所得物过滤。
(2)向(1)中制备的滤饼中加入100质量份10质量%氢氧化钠水溶液并且通过使用TK型均混器混合(在6,000rpm下10分钟)并且之后将所得物在减压下过滤。
(3)向(2)中制备的滤饼中加入100质量份10质量%盐酸并且通过使用TK型均混器混合(在6,000rpm下5分钟)并且将所得物过滤。
(4)向(3)中制备的滤饼中加入300质量份离子交换水并且通过使用TK型均混器混合(在6,000rpm下5分钟)并且将所得物过滤。以上程序进行两次以获得滤饼1。
将由此获得的滤饼2通过使用循环干燥器在45℃干燥48小时。之后,将该滤饼通过使用具有75μm的孔的筛网筛分以制备调色剂母粒子2。
-外部添加剂的添加-
然后,将1.0质量份疏水性二氧化硅(HDK-2000,由Wacker Chemie AG制造)与100质量份由此获得的调色剂母粒子2通过使用Henschel混合器混合,从而制备实施例2-1的调色剂,其具有5.8μm的体均粒径。
(实施例2-2)到(实施例2-5)
除了分别使用着色剂F2-着色剂F5代替实施例2-1中的着色剂F1之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-2到实施例2-5的调色剂。
(实施例2-6)
除了使用30质量份着色剂F6代替实施例2-1中的着色剂F1并且将结晶性树脂C2的添加含量改变为64质量份之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-6的调色剂。
(实施例2-7)
除了使用50质量份着色剂F7代替实施例2-1中的着色剂F1并且将结晶性树脂C2的添加含量改变为44质量份之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-7的调色剂。
(实施例2-8)
除了将结晶性树脂C2的添加含量改变为61质量份并且添加21质量份非结晶性树脂A4代替82质量份实施例2-1中添加的结晶性树脂C2之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-8的调色剂。
(实施例2-9)
除了将82质量份结晶性树脂C2的添加含量改变为41质量份并且添加41质量份非结晶性树脂A4代替实施例2-1中添加的结晶性树脂C2之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-9的调色剂。
(实施例2-10)
除了将结晶性树脂C2的添加含量改变为21质量份并且添加61质量份非结晶性树脂A4代替82质量份实施例2-1中添加的结晶性树脂C2之外,以与实施例2-1中相同的方式获得实施例2-10的调色剂。
(实施例2-11)
除了将着色剂改变为着色剂F8,代替实施例2-2中添加的着色剂F2之外,以与实施例2-2中描述的相同方式获得实施例2-11的调色剂。
(实施例2-12)
除了将着色剂改变为着色剂F9,代替实施例2-2中添加的着色剂F2之外,以与实施例2-2中描述的相同方式获得实施例2-12的调色剂。
(实施例2-13)
除了将着色剂改变为着色剂F10,代替实施例2-2中添加的着色剂F2之外,以与实施例2-2中描述的相同方式获得实施例2-13的调色剂。
(实施例2-14)
除了将着色剂改变为着色剂F11,代替实施例2-2中添加的着色剂F2之外,以与实施例2-2中描述的相同方式获得实施例2-14的调色剂。
(对比例2-1)到(对比例2-3)
除了分别使用着色剂F12-F14代替实施例2-1中的着色剂F1之外,以与实施例2-1中相同的方式获得对比例2-1到对比例2-3的调色剂。
(对比例2-4)
除了如下之外,以与实施例2-1中相同的方式获得对比例2-4的调色剂:在实施例2-1中,不使用着色剂F1,但是将结晶性树脂C2的添加含量改变为86.2质量份并且添加1.8质量份非结晶性树脂A4以制备油相。
(对比例2-5)
除了将结晶性树脂C2的添加含量改变为21质量份并且添加61质量份非结晶性树脂A4代替82质量份实施例2-1中添加使用的结晶性树脂C2之外,以与实施例2-1中相同的方式获得对比例2-5的调色剂。
表7总述了调色剂的组成等。
表7
<海-岛结构>
在将所制备的调色剂的每一种包埋在环氧树脂中之后,将该树脂通过超薄切片机(ULTRACUT-S,Leica AG)进行切割。接着,使用透射电子显微镜(H7000,由Hitachi,Ltd.制造)观察调色剂的横截面以评价颜料的分散状态。进一步地,将由此切割的树脂的薄切片用四氧化钌染色以类似地对调色剂的横截面以及海-岛结构进行观察以计算岛的畴直径。更具体而言,将20个调色剂中的岛的较长直径之和除以岛的数量。结果示于表8和表9中。
<在160℃的储能弹性模量>
使用动态机械分析(由TA Instruments Japan Inc.制造的ARES)测量在160℃的储能弹性模量。更具体而言,首先,将调色剂成型为具有8mm直径和1mm-2mm的厚度的丸粒并且之后固定到具有8mm直径的平行板上。然后,将所述丸粒在40℃进行稳定并且在1Hz频率(6.28rad/s)和0.1%的变形量(变形量控制模式)的条件下以2.0℃/分钟的升温速率加热至200℃以测量储能弹性模量。结果示于表8和表9中。
<结晶度>
使用装有二维检测器的X-射线衍射仪(具有GADDS的D8DISCOVER,由BrukerCorporation制造)测量调色剂的X-射线衍射光谱。
作为毛细管,使用0.70mm跨度的线指示器(0.70mm-across wire marker)(Lindeman glass)在将调色剂填满至毛细管上部的情况下测量结晶度。当填充调色剂时,进行轻敲100次。
测量在以下详细条件下进行。
-管电流:40mA
-管电压:40kV
-测角器2θ轴:20.0000°
-测角器Ω轴:0.0000°
-测角器轴:0.000°
-检测器的距离:15cm(广角测量)
-测量角度:3.2≤2θ[°]≤37.2
-测量时间:600秒
作为入射光学系统,使用具有1mm-跨度(across)的针孔的准直仪(collimeter)。将由此获得的二维数据通过使用可获得的软件进行积分(3.2°-37.2°的x轴)并且换算成涵盖衍射强度和2θ的一维数据。下文中,将提供基于由此获得的X-射线衍射光谱计算结晶度的方法的描述。
图7A和图7B显示调色剂的X-射线衍射光谱的一个实例。横轴表示2θ和纵轴表示X-衍射的强度,其均为线型轴。在图7A中示出的X-射线衍射光谱中,在2θ=21.3°和24.2°处发现主要的峰(p1,p2)。在包括这两个峰的宽范围内发现晕圈(halo)(h)。在此情况下,所述主要的峰得自结晶性结构和所述晕圈得自非结晶性结构。
所述主要的峰(p1,p2)和(h)通过以下高斯函数表示
fp1(2θ)=ap1exp(-(2θ-bp1)2/(2cp1 2))
fp2(2θ)=ap2exp(-(2θ-bp2)2/(2cp2 2))
fh(2θ)=ah exp(-(2θ-bh)2/(2ch 2))
并且这三个函数的和f(2θ)=fp1(2θ)+fp2(2θ)+fh(2θ)是作为作为整体的X-射线衍射光谱的拟合函数给出的(参照图7B)并且拟合是基于最小二乘法进行的。
存在9个拟合变量,即,ap1、bp1、cp1、ap2、bp2、cp2、ah、bh、和ch。作为各拟合变量的初始值,设置通过如下程序获得的值:其中,将X-射线衍射光谱的峰位置(在图7A中,bp1=21.3,bp2=24.2和bh=22.5)分别输入给bp1、bp2和bh,并且将任何合适的值输入给其它变量以使所述主要的峰和所述晕圈与所述X-射线衍射光谱尽可能多地匹配。拟合可,例如,通过使用Excel 2003(由Microsoft Corporation制造)的求解器进行。
结晶度[%]是通过参照分别针对拟合后的与两个主要的峰(p1,p2)对应的高斯函数fp1(2θ)和f2(2θ)和与所述晕圈对应的高斯函数fh1(2θ)的积分面积(Sp1,Sp2,Sh)由式(Sp1+Sp2)/(Sp1+Sp2+Sh)×100计算的。结果示于表8和表9中。
(显影剂的制备)
将实施例和对比例中制备的调色剂的每一种与图像形成设备(imageo MP C4300,由Ricoh Company Ltd.制造)中使用的载体混合使得调色剂浓度为5质量%以制备各显影剂。
<耐热反印性>
在将各色显影剂(180g)供给到图像形成设备(imageo MP C4300,由RicohCompany Ltd.制造)的各色单元中之后,将定影辊加热以在表面上得到120℃的温度。然后,实心图像(2cm×15cm)输出到T6000 70W的A4尺寸长纹纸(由Ricoh Company Ltd.制造)上,以提供0.40mg/cm2的调色剂粘附量,从而通过以下标准评价耐热反印性。结果示于表8和表9中。
[标准]
以这样的方式进行评价:当实心图像的未显影图像未定影在除了期望部位之外的部位处时,给“A”,和当实心图像的未显影图像定影在除了期望部位之外的部位处时,给“B”。
<图像浓度>
将显影剂供给到图像形成设备(IMAGEO MP C4300,由Ricoh Company Ltd.制造)的黄色单元中使得显影剂各自为180g质量。
使用显影剂的每一种在T6000 70W的A4尺寸长纹纸(由Ricoh Company Ltd.制造)上输出具有2cm×15cm的面积的矩形实心图像,使得调色剂含量为0.40mg/cm2,并且定影辊的表面为120℃。通过使用X-RITE 938(由X-Rite Incorporated制造)以状态A模式通过d50光对于定影图像上的黄色调色剂、青色调色剂和品红色调色剂分别测量黄色的图像浓度(ID)、青色的图像浓度(ID)和品红色的图像浓度(ID)。结果示于表8和表9中。
<图像光泽水平>
将图像形成设备(imageo MP C7500,由Ricoh Company Ltd.制造)以282mm/s的线速度和以在定影辊的表面上160℃使用,通过其在T6000 70W的A4尺寸长纹纸(由RicohCompany Ltd.制造)上输出具有2cm×15cm的面积的实心图像,以提供0.85mg/cm2的调色剂粘附量。然后,对图像光泽水平进行评价。在此情况下,根据JIS-Z8741,使用光泽计(VGS-1D,由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造)以测量在60°/60°下定影图像的光泽水平。基于以下标准进行评价。结果示于表8和表9中。
[标准]
以如下方式进行评价;当光泽水平为10或更大时,给A,当光泽水平为6或更大且小于10时,给B,和当光泽水平小于6时,给C。
<总体评价>
A:耐热反印性为“A”,图像光泽水平为“A”或“B”且图像浓度为1.20或更大。
B:耐热反印性为“B”,图像光泽水平为“C”或图像浓度小于1.20。
表8
*在表8中,对比例1-1和1-4到1-7中的“-”表示“不可测”。
表9
*在表9中,对比例2-1到2-3中的“-”表示“不可测”。
本发明的方面包括,例如,如下。
<1>调色剂,包括:
结晶性树脂;
非结晶性树脂;和
着色剂,
其中所述调色剂具有海-岛结构,所述海-岛结构包括:包含所述结晶性树脂的海;和包含所述非结晶性树脂和所述着色剂的岛,
其中所述岛的畴直径为1.0μm或更小,和
其中所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小。
<2>根据<1>的调色剂,
其中所述调色剂具有15%或更大的结晶度。
<3>根据<1>或<2>的调色剂,
其中所述结晶性树脂在其骨架中包含氨基甲酸酯键、脲键、或其两者。
<4>根据<1>-<3>任一项的调色剂,
其中所述非结晶性树脂在乙酸乙酯中的溶解性差,其中“溶解性差”指的是,当将40质量份所述非结晶性树脂添加至100质量份乙酸乙酯中并与其混合时,所述非结晶性树脂和乙酸乙酯的混合物在50℃产生白色混浊,或者即使当该混合物在50℃变成透明溶液而不产生白色混浊时,在使该混合物在50℃静置12小时之后该混合物也产生白色混浊。
<5>根据<1>-<4>任一项的调色剂,
其中所述非结晶性树脂具有100,000-500,000的重均分子量。
<6>根据<1>-<5>任一项的调色剂,
其中所述调色剂进一步包括包含结晶性嵌段和非结晶性嵌段的嵌段共聚物。
<7>根据<6>的调色剂,
其中所述嵌段共聚物在乙酸乙酯中的溶解性差,其中“溶解性差”指的是,当将40质量份所述嵌段共聚物添加至100质量份乙酸乙酯中并与其混合时,所述嵌段共聚物和乙酸乙酯的混合物在50℃产生白色混浊,或者即使当该混合物在50℃变成透明溶液而不产生白色混浊时,在使该混合物在50℃静置12小时之后该混合物也产生白色混浊。
<8>根据<6>或<7>的调色剂,
其中所述嵌段共聚物具有30℃或更低的玻璃化转变温度。
<9>根据<6>-<8>任一项的调色剂,
其中在全部树脂中所述嵌段共聚物的含量为5质量%-20质量%。
<10>根据<6>-<9>任一项的调色剂,
其中所述嵌段共聚物中非结晶性嵌段对结晶性嵌段的质量比为1/9或更大但是为9或更小。
<11>根据<1>-<10>任一项的调色剂,
其中所述结晶性树脂为结晶性聚酯。
<12>根据<6>-<11>任一项的调色剂,
其中所述非结晶性树脂为非结晶性聚酯,并且所述嵌段共聚物包含结晶性聚酯嵌段和非结晶性聚酯嵌段。
<13>根据<1>-<12>任一项的调色剂,
其中所述结晶性树脂包含第一结晶性树脂和重均分子量比所述第一结晶性树脂大的第二结晶性树脂,和
其中所述第二结晶性树脂是通过将所述第一结晶性树脂伸长而获得的。
<14>双组分显影剂,包括:
根据<1>-<13>任一项的调色剂;和
载体。
<15>图像形成设备,包括:
静电潜像承载部件;
带电单元,其配置成使所述静电潜像承载部件的表面带电;
曝光单元,其配置成使所述静电潜像承载部件的带电表面曝光,从而形成静电潜像;
显影单元,其配置成用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像;
转印单元,其配置成将显影的可视图像转印到记录介质上以形成未定影图像;和
定影单元,其配置成将所述未定影图像定影在所述记录介质上,
其中所述调色剂为根据<1>-<13>任一项的调色剂。
<16>根据<15>的图像形成设备,
其中通过所述定影单元定影时所述记录介质的输送速度为280mm/秒或更高。
标记符号列表
1:静电潜像承载部件(感光鼓)
10:静电潜像承载部件(感光鼓)
10K:用于黑色的静电潜像承载部件
10Y:用于黄色的静电潜像承载部件
10M:用于品红色的静电潜像承载部件
10C:用于青色的静电潜像承载部件
14:支持辊
15:支持辊
16:支持辊
17:中间转印清洁单元
18K,18Y,18M,18C:图像形成单元21:曝光单元
22:二次转印单元
23:辊
24:二次转印带
25:定影单元
26:定影带
27:压力辊
28:纸张翻转装置
32:接触玻璃
33:第一行进体
34:第二行进体
35:成像透镜
36:读取传感器
40:显影装置
49:定位辊
50:中间转印体
52:分离辊
53:手动供纸路径
54:手动托盘
55:切换爪
56:排放辊
57:排放托盘
60:充电装置
61:显影装置
62:转印充电器
63:清洁单元
64:除电装置
100:图像形成设备
101:静电潜像承载部件
102:带电单元
103:曝光单元
104:显影单元
105:记录介质
107:清洁单元
108:转印单元
120:串列式显影装置
130:文件台
142:供纸辊
143:纸库
144:供纸盒
145:分离辊
146:供纸路径
147:转印辊
148:供纸路径
150:复制主体
200:供纸台
220:加热辊
230:压力辊
300:扫描仪
400:自动文件供给器(ADF)
424:显影装置
441:螺杆
442:显影套筒
443:刮刀刮板
L:曝光

Claims (15)

1.调色剂,包括:
结晶性树脂;
非结晶性树脂;和
着色剂,
其中所述调色剂具有海-岛结构,所述海-岛结构包括:包含所述结晶性树脂的海;和包含所述非结晶性树脂和所述着色剂的岛,
其中所述岛的畴直径为1.0μm或更小,
其中所述调色剂在160℃的储能弹性模量为1.7×104Pa或更小,和
其中所述非结晶性树脂具有100,000-500,000的重均分子量。
2.根据权利要求1的调色剂,
其中所述调色剂具有15%或更大的结晶度。
3.根据权利要求1或2的调色剂,
其中所述结晶性树脂在其骨架中包含氨基甲酸酯键、脲键、或其两者。
4.根据权利要求1-3任一项的调色剂,
其中所述非结晶性树脂在乙酸乙酯中的溶解性差,其中“溶解性差”指的是,当将40质量份所述非结晶性树脂添加至100质量份乙酸乙酯中并与其混合时,所述非结晶性树脂和乙酸乙酯的混合物在50℃产生白色混浊,或者即使当该混合物在50℃变成透明溶液而不产生白色混浊时,在使该混合物在50℃静置12小时之后该混合物也产生白色混浊。
5.根据权利要求1-4任一项的调色剂,
其中所述调色剂进一步包括包含结晶性嵌段和非结晶性嵌段的嵌段共聚物。
6.根据权利要求5的调色剂,
其中所述嵌段共聚物在乙酸乙酯中的溶解性差,其中“溶解性差”指的是,当将40质量份所述嵌段共聚物添加至100质量份乙酸乙酯中并与其混合时,所述嵌段共聚物和乙酸乙酯的混合物在50℃产生白色混浊,或者即使当该混合物在50℃变成透明溶液而不产生白色混浊时,在使该混合物在50℃静置12小时之后该混合物也产生白色混浊。
7.根据权利要求5或6的调色剂,
其中所述嵌段共聚物具有30℃或更低的玻璃化转变温度。
8.根据权利要求5-7任一项的调色剂,
其中在全部树脂中所述嵌段共聚物的含量为5质量%-20质量%。
9.根据权利要求5-8任一项的调色剂,
其中所述嵌段共聚物中非结晶性嵌段对结晶性嵌段的质量比为1/9或更大但是为9或更小。
10.根据权利要求1-9任一项的调色剂,
其中所述结晶性树脂为结晶性聚酯。
11.根据权利要求5-10任一项的调色剂,
其中所述非结晶性树脂为非结晶性聚酯,并且所述嵌段共聚物包含结晶性聚酯嵌段和非结晶性聚酯嵌段。
12.根据权利要求1-11任一项的调色剂,
其中所述结晶性树脂包含第一结晶性树脂和重均分子量比所述第一结晶性树脂大的第二结晶性树脂,和
其中所述第二结晶性树脂是通过将所述第一结晶性树脂伸长而获得的。
13.双组分显影剂,包括:
根据权利要求1-12任一项的调色剂;和
载体。
14.图像形成设备,包括:
静电潜像承载部件;
带电单元,其配置成使所述静电潜像承载部件的表面带电;
曝光单元,其配置成使所述静电潜像承载部件的带电表面曝光,从而形成静电潜像;
显影单元,其配置成用调色剂使所述静电潜像显影以形成可视图像;
转印单元,其配置成将显影的可视图像转印到记录介质上以形成未定影图像;和
定影单元,其配置成将所述未定影图像定影在所述记录介质上,
其中所述调色剂为根据权利要求1-12任一项的调色剂。
15.根据权利要求14的图像形成设备,
其中通过所述定影单元定影时所述记录介质的输送速度为280mm/秒或更高。
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