CN111433683B - 静电图像显影用调色剂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含有着色树脂颗粒的静电图像显影用调色剂,上述着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述增稠剂为包含氮原子的树脂,上述氮原子的含量相对于上述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电图像显影用调色剂及其制造方法,该调色剂能够用于复印机、传真机和打印机等利用电子照相法的图像形成装置的显影。
背景技术
在电子照相装置、静电记录装置和静电印刷装置等图像形成装置中,通过使用静电图像显影用调色剂,将形成在感光体上的静电潜像显影,从而形成期望的图像,上述这样的方法已经得到广泛的应用,这样的方法在复印机、打印机、传真机和将它们组合的机器等之中均适用。
例如,在使用电子照相法的电子照相装置中,一般在通过各种手段使由光导电性物质形成的感光体的表面均匀地带电后,在该感光体上形成静电潜像,接下来,使用调色剂将该静电潜像显影(显影工序),根据需要,在纸张等记录材料上转印调色剂图像(转印工序)后,通过加热等使调色剂定影在记录材料上(定影工序),得到印刷物。
在上述图像形成的工序中,在定影工序中,定影时通常需要将定影辊的温度加热至150℃以上,作为能量的来源,会消耗大量的电力。对此,近年来,对于上述图像形成装置,进一步要求其消耗能量的降低化和印刷的高速化,要求设计即使在低定影温度、也能够维持高定影率的调色剂(低温定影性优异的调色剂)。
作为具有优异的低温定影性和在高温区域稳定的定影性的调色剂,例如,在专利文献1中公开了如下技术:在至少含有着色剂、脱模剂和粘结树脂的调色剂中,作为粘结树脂,组合使用结晶性聚酯树脂、玻璃化转变温度为-60℃以上且小于10℃的具有氨基甲酸酯键和/或脲键的非结晶性聚酯树脂、以及玻璃化转变温度为30℃以上且小于70℃的具有氨基甲酸酯键和/或脲键的非结晶性聚酯树脂。
另一方面,近年来,积极地进行着将通过复印机、打印机等电子照相方式得到的图像应用在专业领域的努力,需要从至今为止的打印文字的用途,转变为更美丽地输出照片、图片等图像。因此,强烈希望其输出图像具有比之前更高的光泽性(High Glossiness)。
与此相对,上述专利文献1记载的调色剂即使在降低定影温度的情况下,在高温区域也显示稳定的定影性,然而,使用在专利文献1记载的调色剂得到的输出图像的光泽度低、光泽性差,因此,基于高光泽性的观点,期望对此进行改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-145369号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于提供一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂可得到高光泽度,且在高温区域显示稳定的定影性。
用于解决问题的方案
本发明人为了实现上述目的进行了研究,结果发现,在含有着色树脂颗粒、且该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂的静电图像显影用调色剂中,通过使用包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物作为粘结树脂,且使着色树脂颗粒以氮原子的量相对于静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm来包含特定的具有氮原子的树脂,由此,能够得到显示高光泽性、且在高温区域能够实现稳定的定影性的静电图像显影用调色剂,以至完成了本发明。
即,根据本发明的第1观点,可提供一种含有着色树脂颗粒的静电图像显影用调色剂,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述增稠剂为包含氮原子的树脂,上述氮原子的含量相对于上述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
在本发明的第1观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述增稠剂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂。
在本发明的第1观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述增稠剂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。
在本发明的第1观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述增稠剂的含量相对于100质量份的上述粘结树脂为0.2~5.0质量份。
此外,根据本发明的第2观点,可提供一种含有着色树脂颗粒的静电图像显影用调色剂,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂,上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述共聚物通过交联剂进行交联,上述交联剂包含交联性树脂,上述交联性树脂为包含氮原子的树脂,上述氮原子的含量相对于上述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
在本发明的第2观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂。
在本发明的第2观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。
在本发明的第2观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酰基的树脂。
在本发明的第2观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述交联剂的含量相对于100质量份的上述粘结树脂为0.3~5.0质量份。
此外,在本发明的第1和第2观点涉及的静电图像显影用调色剂中,优选上述粘结树脂以60~90质量%的比例含有上述苯乙烯系单体单元,以10~40质量%的比例含有上述(甲基)丙烯酸酯系单体单元。
进而,根据本发明,可提供一种制造上述本发明的第1观点涉及的静电图像显影用调色剂的方法,该方法包含通过使聚合性单体组合物分散在水系分散介质中形成液滴后进行聚合、得到着色树脂颗粒的工序,该聚合性单体组合物含有聚合性单体、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,25℃的粘度为100~1000mPa·s,上述聚合性单体至少包含苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体,上述增稠剂为包含氮原子的树脂,上述氮原子的含量相对于上述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
在本发明的第1观点涉及的静电图像显影用调色剂的制造方法中,优选上述聚合性单体进一步含有交联性的聚合性单体,上述交联性的聚合性单体的使用量在总量100质量份的上述聚合性单体中为2.0质量份以下。
此外,根据本发明,可提供一种制造上述本发明的第2观点涉及的静电图像显影用调色剂的方法,该方法包含通过使聚合性单体组合物分散在水系分散介质中形成液滴后进行聚合、得到着色树脂颗粒的工序,该聚合性单体组合物含有聚合性单体、着色剂、电荷控制剂和交联剂,上述聚合性单体至少包含苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体,上述交联剂包含交联性树脂,上述交联性树脂为包含氮原子的树脂,上述氮原子的含量相对于上述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
进而,根据本发明,作为另外的观点涉及的发明,也能够提供一种含有着色树脂颗粒的静电图像显影用调色剂,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,
上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述增稠剂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂。
此外,根据本发明,作为另外的观点涉及的发明,也能够提供一种含有着色树脂颗粒的静电图像显影用调色剂,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂,
上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述共聚物通过交联剂进行交联,上述交联剂包含交联性树脂,上述交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。
发明效果
根据本发明,能够提供一种静电图像显影用调色剂及其制造方法,上述静电图像显影用调色剂可得到高光泽性、且在高温区域显示稳定的定影性。
具体实施方式
<第1实施方式>
首先,本发明的第1实施方式涉及的静电图像显影用调色剂(以下,有时仅称为“调色剂”)含有着色树脂颗粒,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元(指丙烯酸酯单体单元和/或甲基丙烯酸酯单体单元。下同)的共聚物,上述增稠剂为包含氮原子的树脂,且其含量为使氮原子的量相对于静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm的量。
首先,对构成第1实施方式的着色树脂颗粒的制造方法进行说明。
构成第1实施方式的调色剂的着色树脂颗粒的制造方法大致分为粉碎法等干式法和乳液聚合凝聚法、分散聚合法、悬浮聚合法和溶解悬浮法等湿式法,由于容易得到图像再现性等印字特性优异的调色剂,故优选湿式法。在湿式法中,由于容易得到微米级的比较小的粒径分布,更优选乳液聚合凝聚法、分散聚合法和悬浮聚合法等聚合方法,在它们中,进一步优选悬浮聚合法。
上述乳液聚合凝聚法为如下方法:将乳化的聚合性单体聚合,得到树脂微粒,使其与着色剂等凝聚,制造着色树脂颗粒。此外,上述溶解悬浮法为如下方法:通过将粘结树脂、着色剂等调色剂成分溶解或分散在有机溶剂中,形成溶液,将该溶液分散在水系介质中,从而形成液滴,接着除去有机溶剂,由此制造着色树脂颗粒,此外,也能够分别使用公知的方法。
构成第1实施方式的调色剂的着色树脂颗粒通过湿式法和干式法均能够制造,但是在湿式法中优选采用(A)悬浮聚合法,在干式法中则采用代表性的(B)粉碎法,从而制造着色树脂颗粒,在这样的情况下,通过以下的工序来进行。首先,对(A)悬浮聚合法进行说明。
(A)悬浮聚合法
(1)聚合性单体组合物的制备工序
在(A)悬浮聚合法中,首先,将聚合性单体、着色剂、电荷控制剂、增稠剂、以及根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物进行混合、溶解,进行聚合性单体组合物的制备。例如,在制备聚合性单体组合物时,可以使用介质式分散机进行混合。
在第1实施方式中,聚合性单体是指能够聚合的化合物,聚合性单体通过聚合成为粘结树脂。基于将得到的粘结树脂制成包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物的观点,作为聚合性单体,主要使用苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为苯乙烯系单体,可举出苯乙烯、乙烯基甲苯、甲基苯乙烯、乙基苯乙烯等。这些苯乙烯系单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。在它们之中,优选苯乙烯、乙烯基甲苯和甲基苯乙烯,更优选苯乙烯。
作为(甲基)丙烯酸酯系单体,可举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等。这些(甲基)丙烯酸酯系单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。在它们之中,优选丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯,更优选丙烯酸正丁酯。
在第1实施方式使用的粘结树脂中,苯乙烯系单体单元的含有比例优选为60~90质量%,更优选为65~85质量%,进一步优选为70~80质量%。此外,(甲基)丙烯酸酯系单体单元的含有比例优选为10~40质量%,更优选为15~35质量%,进一步优选为20~30质量%。通过使苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的含有比例为上述范围,能够使得到的调色剂在耐热保存性、低温定影性之间取得优异的平衡。
此外,作为用于得到在第1实施方式使用的粘结树脂的聚合性单体,也可以使用除苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的聚合性单体。作为这样的其它聚合性单体,优选使用交联性的聚合性单体。作为交联性的聚合性单体,只要是具有2个以上的能够聚合的官能团的单体和/或具有能够与能够聚合的官能团交联的官能团的单体即可,能够举出例如二乙烯基苯、二乙烯基萘及它们的衍生物等芳香族二乙烯基化合物;乙二醇二甲基丙烯酸酯和二乙二醇二甲基丙烯酸酯等具有2个以上的羟基的醇与具有碳-碳双键的羧酸以2个以上的酯键进行了键合的酯化合物;N,N-二乙烯基苯胺和二乙烯基醚等其它二乙烯基化合物;具有3个以上乙烯基的化合物等。在它们之中,基于交联性的观点,优选二乙烯基苯。这些交联性的聚合性单体能够分别单独使用或组合使用2种以上。
在第1实施方式中,交联性的聚合性单体的使用量在总量100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体中优选为2.0质量份以下,更优选为0.1~1.0质量份,进一步优选为0.2~0.7质量份,进一步更优选为0.2~0.5质量份。即,在第1实施方式使用的粘结树脂中,交联性的聚合性单体单元的含有比例优选为2.0质量%以下,更优选为0.1~1.0质量%,进一步优选为0.2~0.7质量%,进一步更优选为0.2~0.5质量%。通过使交联性的聚合性单体的使用量和含有比例为上述范围,能够使粘结树脂交联时的交联度低,由此,能够使得到的调色剂在高温区域具有稳定的定影性,并且能够提供高光泽性进一步被提高的输出图像。
此外,作为用于得到在第1实施方式中使用的粘结树脂的其它聚合性单体,可以使用除苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的单乙烯基单体。作为单乙烯基单体,可举出例如丙烯酸和甲基丙烯酸;丙烯腈和甲基丙烯腈等腈化合物;丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺等酰胺化合物;乙烯、丙烯和丁烯等烯烃。这些单乙烯基单体,能够分别单独使用,或组合使用2种以上。在第1实施方式中,除苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的单乙烯基单体的使用量在总量100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体中优选为3质量份以下,更优选为0.1~2.5质量份,进一步优选为0.5~2.0质量份。即,在第1实施方式使用的粘结树脂中的除苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的单乙烯基单体单元的含有比例优选为3质量%以下,更优选为0.1~2.5质量%,进一步优选为0.5~2.0质量%。
此外,在使用大分子单体时,能够在调色剂的保存性和低温定影性之间取得良好的平衡,因此,优选使用任意的大分子单体来作为聚合性单体的一部分。大分子单体是指:在分子链末端具有能够聚合的碳-碳不饱和键的、数均分子量(Mn)通常为1000~30000的、反应性的、低聚物或聚合物。大分子单体优选为:相比于未将大分子单体聚合就得到的聚合物,能够提供具有比上述聚合物的Tg(玻璃化转变温度)更高的Tg的聚合物的大分子单体。
在第1实施方式中有使用着色剂,但是,在制造彩色调色剂(通常可使用黑色调色剂、青色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂这4种调色剂)的情况下,能够分别使用黑色着色剂、青色着色剂、黄色着色剂、品红色着色剂。
作为黑色着色剂,能够使用颜料、染料,例如炭黑、钛黑、以及氧化铁锌、氧化铁镍等磁性粉等。
作为青色着色剂,可使用例如铜酞菁颜料及其衍生物、蒽醌颜料、染料等化合物。具体而言,可举出C.I.Pigment Blue 2、3、6、15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、16、17∶1、60等。
作为黄色着色剂,可使用例如单偶氮颜料和双偶氮颜料等偶氮颜料、缩合多环颜料、染料等化合物。具体而言,可举出C.I.Pigment Yellow 3、12、13、14、15、17、62、65、73、74、83、93、97、120、138、151、155、180、181、185、186、214、219、C.I.Solvent Yellow 98、162、179等。
作为品红色着色剂,可使用例如单偶氮颜料和双偶氮颜料等偶氮颜料、缩合多环颜料、染料等化合物。具体而言,可举出C.I.Pigment Red 31、48、57∶1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、149、150、163、170、184、185、187、202、206、207、209、251、C.I.Solvent Violet 31、47、59和C.I.Pigment Violet 19等。
在第1实施方式中,各种着色剂可以单独使用或组合使用2种以上,着色剂的使用量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为1~10质量份。
作为电荷控制剂,能够使用各种带正电性或带负电性的电荷控制剂。例如,能够使用具有羧基或含氮基团的有机化合物的金属络合物、含金属染料和尼古丁等非树脂的电荷控制剂;含季铵盐结构的共聚物、含磺酸基或磺酸盐结构的共聚物、以及含羧基或羧酸盐结构的共聚物等电荷控制树脂等。在它们之中,由于调色剂的印字耐久性变得良好,因此,作为电荷控制剂,优选使用包含电荷控制树脂的电荷控制剂。在第1实施方式中,作为电荷控制剂,可以并用非树脂的电荷控制剂和电荷控制树脂,也可以单独使用电荷控制树脂,基于调色剂的印字耐久性的观点,更优选单独使用电荷控制树脂。电荷控制剂的使用量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为0.01~10质量份,更优选为0.03~8质量份。
此外,在第1实施方式中,使用包含氮原子的树脂作为增稠剂。作为这样的树脂,优选使用具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂,更优选使用具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。在第1实施方式中,除由包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物形成的粘结树脂、着色剂和电荷控制剂以外,作为增稠剂,以氮原子相对于静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm的量的方式,配合包含氮原子的树脂,由此,能够使得到的调色剂在高温区域具有稳定的定影性,并且能够提供高光泽度的输出图像。特别是可以推测,通过使用具有氮原子的树脂作为增稠剂,且将这样的具有氮原子的树脂以氮原子的量相对于调色剂为150~1500质量ppm的量进行配合,从而能够在包含氮原子的树脂(增稠剂)与粘结树脂之间形成通过氢键的疑似交联点(柔性的交联点),可以认为,通过第1实施方式,由此能够维持交联树脂的弹性并且实现由疑似交联点产生的耐热性的提高,其结果是,能够在高温区域具有稳定的定影性并且能够提供高光泽度的输出图像。
特别地,在将黑色着色剂用作着色剂的情况下,与使用其它着色剂的情况相比,有在高温区域的定影性变低的倾向,然而,根据第1实施方式,通过配合包含氮原子的树脂,其效果不会降低且更加优异,因此优选。
作为包含氮原子的树脂,优选在分子结构中具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂,更优选具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂,进一步优选具有脲键的聚醚树脂。作为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂,可举出例如具有醚键的聚合物或共聚物,例如具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚氧乙烯系聚醚、聚氧丙烯系聚醚、聚氧丁烯系聚醚、由双酚A、双酚F等芳香族多羟基化合物衍生的聚醚等。
氨基甲酸酯键(-NHCOO-键)为通常由异氰酸酯化合物(R-NCO)和羟基化合物反应形成的键,并且脲键(-NHCONH-键)为通常由异氰酸酯化合物(R-NCO)和氨基化合物反应形成的键。而且,基于进一步适当地提高高光泽性和高温区域的定影性的观点,在使用具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂的情况下,在具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂中,来自这样的异氰酸酯化合物的单体单元的含有比例(即氨基甲酸酯键和脲键的含有比例)优选为0.15质量%以上,更优选为0.25~2.5质量%,进一步优选为0.50~2.0质量%。另外,在具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂中,来自这样的异氰酸酯化合物的单体单元的含有比例能够通过例如公知常规的、能够对氮元素进行定量的分析方法求出。
具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂可使用例如聚异氰酸酯、聚醚多元醇、多胺来合成。
作为聚异氰酸酯,可举出脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯等。
作为脂肪族聚异氰酸酯,可举出四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯、3-甲基戊烷-1,5-二异氰酸甲酯等具有链状结构的聚异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯,甲基环己烯二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷等具有环状结构的多异氰酸酯;等。
作为芳香族聚异氰酸酯,可举出甲苯二异氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苄基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、二甲苯基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、α,α,α,α-四甲基二甲苯基二异氰酸酯等。
它们可以单独使用或组合使用2种以上。
作为聚醚多元醇,可举出环氧烷烃与多元醇类的加成聚合物;(聚)亚烷基二醇等二醇类等。
作为环氧烷烃,可举出环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、α-环氧烷等。
此外,作为与环氧烷烃加成聚合的多元醇类,可举出1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、4,4-二羟基苯基丙烷、4,4-二羟基苯基甲烷、氢化双酚A、双酚A、双酚F、双酚S、二羟甲基脲及其衍生物等二元醇;甘油、三羟甲基丙烷、1,2,5-己三醇、1,2,6-己三醇、季戊四醇、三羟甲基三聚氰胺及其衍生物、聚氧化丙烯三醇等三醇等。
作为二醇类,可举出六亚甲基二醇、四亚甲基二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、(聚)四亚甲基二醇、新戊二醇等(聚)亚烷基二醇;乙二醇-丙二醇共聚物等。
它们可以单独使用或组合使用2种以上。
作为多胺,可举出脂肪族多胺、芳香族多胺等。
作为脂肪族多胺,可举出乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,2-环己二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、二环己基甲烷-4,4'-二胺、2-羟乙基乙二胺、2-羟乙基丙基二胺、2-羟乙基丙二胺、二-2-羟乙基乙二胺、二-2-羟乙二胺、二-2-羟乙基丙二胺、(N-氨基乙基)-2-乙醇胺、2-羟丙基乙二胺、二-2-羟丙基乙二胺、二-2-羟丙基乙二胺等。
作为芳香族多胺,可举出1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、1,4-苯二胺、2,4'-二苯甲烷二胺、4,4'-二苯甲烷二胺、粗制二苯甲烷二胺(聚苯基多亚甲基多胺)、二氨基二苯砜、联苯胺、硫代二苯胺、双(3,4-二氨基苯基)砜、2,6-二氨基吡啶、间氨基苄胺、三苯基甲烷-4,4',4”-三胺、萘二胺、2,4-甲苯二胺、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'-二甲基二苯甲烷、4,4'-双(邻甲苯胺)、二苯胺、二氨基二甲苯基砜、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'-二氨基二苯醚、3,3',5,5'-四异丙基-4,4'-二氨基二苯砜等。
它们可以单独使用或组合使用2种以上。
基于容易得到第1实施方式涉及的发明效果的观点,在第1实施方式中使用的包含氮原子的树脂的重均分子量(Mw)优选为800~10000,更优选为1000~5000,进一步优选为1200~3000。重均分子量(Mw)能够使用例如凝胶渗透色谱法进行测定,求出作为聚苯乙烯换算的值,具体的测定条件如下所示。
将精密称量的0.1g的树脂分别放入100mL的玻璃制试样瓶后,分别加入49.9g的四氢呋喃(THF)。接下来,加入搅拌子,使用磁力搅拌器在室温搅拌1小时后,用0.2μm的PTFE制过滤器过滤,得到树脂的THF溶液。最后,分别将100μL的THF溶液注入GPC测定装置,进行GPC测定。重均分子量(Mw)以得到的GPC的洗脱曲线为基础,基于由市售的单分散标准聚苯乙烯得到的标准曲线进行换算。
(GPC测定条件)
GPC:HLC-8220(Tosoh Corporation制)
柱:TSK-GEL MULTIPORE HXL-M 2根串联(Tosoh Corporation制)
洗脱液:THF
流量:1.0mL/min
温度:40℃
此外,基于低温定影性的观点,在第1实施方式中所使用的包含氮原子的树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50~120℃,更优选为60~110℃,进一步优选为70~100℃。
在第1实施方式的调色剂中,来自上述增稠剂的氮原子的含量相对于调色剂为150~1500质量ppm,由此,能够得到高光泽度,且能够在高温区域显示稳定的定影性。来自上述增稠剂的氮原子的含量优选为200~1300质量ppm,更优选为250~1200质量ppm,进一步更优选为400~1000质量ppm。能够通过调节作为增稠剂的树脂中所包含的氮原子的含量和增稠剂的使用量,来调节来自上述增稠剂的氮原子的含量。
上述氮原子的含量能够使用氮测定装置,通过化学发光法进行测定。调色剂可能含有来自增稠剂以外的成分的氮原子,但是上述氮原子的含量只是来自增稠剂的氮原子的含量,因此,需要从通过化学发光法测定的氮原子的含量中减去来自增稠剂以外的成分的氮原子的含量。
作为增稠剂的包含氮原子的树脂的含量相对于100质量份的粘结树脂优选为0.2质量份以上,更优选为0.3质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,并且优选为5.0质量份以下,更优选为4.0质量份以下,更优选为2.2质量份以下,进一步优选为2.0质量份以下。通过使包含氮原子的树脂的含量在上述范围内,能够适当地提高得到的调色剂的高光泽性,并且使高温区域的定影性进一步提高。
另外,在第1实施方式中,在添加作为增稠剂的包含氮原子的树脂时,优选将包含氮原子的树脂溶解在溶剂中,并以溶液的状态添加,由此能够使包含氮原子的树脂的添加效果进一步适当地发挥。作为溶剂,只要是能够溶解包含氮原子的树脂的溶剂即可,没有特别限定,可举出例如二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。在将包含氮原子的树脂溶解在溶剂中并以溶液的状态添加时,溶液中的包含氮原子的树脂的比例没有特别限定,优选为10~60质量%,更优选为30~55质量%。
另外,作为包含氮原子的树脂,例如可以使用市售品,例如,作为具有脲键的聚醚树脂的市售品的例子,可举出产品名:BYK-D410、BYK-410、BYK-D411(以上均为BYK Japan公司制)等,这些具有脲键的聚醚树脂溶解在溶剂中,可以直接使用,或稀释后使用。
此外,作为其它添加物,优选进一步添加脱模剂。通过添加脱模剂,能够在定影时改善调色剂从定影辊的脱模性。作为脱模剂,只要在通常情况下可以用作调色剂的脱模剂,就能够没有特别限制地使用。
作为脱模剂,例如可举出低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、低分子量聚丁烯等低分子量聚烯烃蜡类;分子末端氧化的低分子量聚丙烯、分子末端被环氧基取代的低分子量末端改性聚丙烯以及它们与低分子量聚乙烯的嵌段聚合物、分子末端氧化的低分子量聚乙烯、分子末端被环氧基取代的低分子量聚乙烯以及它们与低分子量聚丙烯的嵌段聚合物等末端改性聚烯烃蜡类;小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠、日本蜡、荷荷巴油等植物系天然蜡;石蜡、微晶蜡、矿蜡(petrolactam)等石油系蜡及其改性蜡;褐煤蜡、精制地蜡、地蜡等矿物系蜡;费托蜡等合成蜡;多元醇的脂肪酸酯化合物;它们的混合物等。
在脱模剂中,由于多元醇的脂肪酸酯化合物可以使调色剂的低温定影性提升且不使印字耐久性恶化,因此优选。作为多元醇的脂肪酸酯化合物,可举出例如季戊四醇四肉豆蔻酸酯、季戊四醇四棕榈酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四月桂酸酯等季戊四醇酯;二季戊四醇六肉豆蔻酸酯、二季戊四醇六棕榈酸酯、二季戊四醇六月桂酸酯等二季戊四醇酯;聚甘油的脂肪酸酯化合物等。其中,优选季戊四醇酯。
相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体,脱模剂的使用量的下限优选为1质量份以上,更优选为3质量份以上,进一步优选为5质量份以上,特别优选为12质量份以上,其上限优选为30质量份以下,更优选为25质量份以下,进一步优选为20质量份以下。
进而,作为其它添加物,可以使用分子量调节剂。作为分子量调节剂,可举出叔十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正辛基硫醇和2,2,4,6,6-五甲基庚烷-4-硫醇等硫醇类;四甲基秋兰姆二硫化物、四乙基秋兰姆二硫化物、四丁基秋兰姆二硫化物、N,N'-二甲基-N,N'-二苯基秋兰姆二硫化物、N,N'-二硬脂基-N,N'-二异丙基秋兰姆二硫化物等秋兰姆二硫化物等。分子量调节剂能够在聚合开始前或聚合中途添加。分子量调节剂的使用量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为0.01~10质量份,更优选为0.1~5质量份。
在第1实施方式中,通过利用介质式分散机等将以上各种成分混合,能够制备聚合性单体组合物。在第1实施方式中,优选使这样制备的聚合性单体组合物在25℃的粘度在100~1000mPa·s的范围内,更优选在150~800mPa·s的范围内,进一步优选在200~700mPa·s的范围内。在第1实施方式中,聚合性单体组合物中含有包含氮原子的树脂作为增稠剂,因而其粘度较高,另一方面,通过使包含氮原子的树脂溶解在溶剂中并以溶液的状态添加,与此同时,调节该溶液中的浓度,由此,能够调节聚合性单体组合物的粘度。通过使聚合性单体组合物在25℃的粘度为上述范围,能够使得到的调色剂在高温区域的定影性更加优异。另外,聚合性单体组合物在25℃的粘度能够通过使用例如B型粘度计测定。
(2)得到悬浮液的悬浮工序(液滴形成工序)
通过上述(1)聚合性单体组合物的制备工序,得到聚合性单体组合物,接下来,能够使该聚合性单体组合物分散、悬浮在水系分散介质中,得到悬浮液(聚合性单体组合物分散液)。在此,悬浮是指在水系分散介质中形成聚合性单体组合物的液滴。用于液滴形成的分散处理能够使用利用管线型乳化分散机(Pacific Machinery&Engineering Co.,Ltd.制,商品名:Milder)、高速乳化/分散机(PRIMIX Corporation制,商品名:T.K.HOMOMIXERMARK II型)等可实现强搅拌的装置来进行。
在第1实施方式中,水系分散介质单独使用水即可,也能够并用低级醇和低级酮等可溶于水的溶剂。
在第1实施方式中,优选使水系分散介质含有分散稳定剂。作为分散稳定剂,可举出例如硫酸钡和硫酸钙等硫酸盐,碳酸钡、碳酸钙和碳酸镁等碳酸盐,磷酸钙等磷酸盐,氧化铝和氧化钛等金属氧化物,氢氧化铝、氢氧化镁和氢氧化铁等金属氢氧化物等金属化合物;聚乙烯醇、甲基纤维素和明胶等水溶性聚合物;阴离子表面活性剂;非离子表面活性剂;两性表面活性剂等有机化合物。
在上述分散稳定剂中,分散稳定剂含有金属化合物、特别是水难溶性的金属氢氧化物的胶体,并能够使着色树脂颗粒的粒径分布变窄,且清洗后的分散稳定剂残存量少,因而,得到的调色剂能够鲜明地再现图像,特别是不会使高温高湿下的图像品质恶化,故优选。
上述分散稳定剂能够使用1种或组合使用2种以上。分散稳定剂的添加量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为0.1~20质量份,更优选为0.2~10质量份。
此外,优选在使聚合性单体组合物分散在水系分散介质中后,在液滴形成前添加聚合引发剂。另外,聚合引发剂也可以在上述(1)聚合性单体组合物的制备工序中进行添加。
作为聚合引发剂,可举出过硫酸钾和过硫酸铵等过硫酸盐;4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮二(2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺)、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)和2,2'-偶氮二异丁腈等偶氮化合物;过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基丁酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化间苯二甲酸二叔丁酯和过氧化异丁酸叔丁酯等有机过氧化物。在这些之中,由于能够减少残留的聚合性单体且印字耐久性优异,因此优选使用有机过氧化物。
聚合引发剂的使用量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为0.1~20质量份,更优选为0.3~15质量份,进一步优选为1.0~10质量份。
(3)聚合工序
通过上述(2)得到悬浮液的工序(液滴形成工序),得到期望的悬浮液(含有聚合性单体组合物的液滴的水系分散介质),对其进行加热,引发聚合,由此,可得到着色树脂颗粒的水分散液。
第1实施方式的聚合温度优选为50℃以上,更优选为60~98℃。此外,第1实施方式的聚合时间优选为1~20小时,更优选为2~15小时。
另外,基于使聚合性单体组合物的液滴稳定分散、并以这样的状态进行聚合的观点,在聚合工序中,在上述(2)得到悬浮液的工序(液滴形成工序)之后,可以在进行使用搅拌的分散处理的同时,进行聚合反应。
在第1实施方式中,可以向这样得到的着色树脂颗粒直接添加外部添加剂,将其用作调色剂,也可以将通过聚合工序得到的着色树脂颗粒作为核层,在其外侧制作与核层不同的壳层,得到所谓的核壳型(或者也称为“胶囊型”)的着色树脂颗粒。通过使由低软化点的物质形成的核层被具有比其更高软化点的物质覆盖,从而,核壳型的着色树脂颗粒能够在调色剂的定影温度的低温化与保存时防止凝聚之间取得平衡。
作为制造上述核壳型的着色树脂颗粒的方法,没有特别限制,能够通过现有公知的方法制造,但是基于制造效率的观点,优选原位聚合法、相分离法。
以下,对利用原位聚合法的核壳型的着色树脂颗粒的制造方法进行说明。
在原位聚合法中,能够通过向分散有着色树脂颗粒的水系分散介质中添加用于形成壳层的聚合性单体(壳用聚合性单体)和壳用聚合引发剂,进行聚合,从而得到核壳型的着色树脂颗粒。
作为壳用聚合性单体,能够使用与上述聚合性单体同样的聚合性单体。其中,优选将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等可得到Tg超过80℃的聚合物的单体单独使用或组合使用2种以上。
作为用于壳用聚合性单体的聚合的壳用聚合引发剂,能够举出过硫酸钾和过硫酸铵等金属过硫酸盐;2,2'-偶氮双(2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺)和2,2'-偶氮双-(2-甲基-N-(1,1-双(羟甲基)2-羟乙基)丙酰胺)等水溶性的偶氮化合物等聚合引发剂。壳用聚合引发剂的使用量相对于100质量份的壳用聚合性单体优选为0.1~30质量份,更优选为1~20质量份。
壳层的聚合温度优选为50℃以上,更优选为60~95℃。此外,壳层的聚合时间优选为1~20小时,更优选为2~15小时。
(4)清洗、过滤、脱水和干燥工序
通过上述(3)聚合工序,得到着色树脂颗粒的水分散液,优选在聚合结束后,对该着色树脂颗粒的水分散液按照常规方法,根据需要,重复数次清洗、过滤、脱水和干燥的一系列操作。
首先,为了除去着色树脂颗粒的水分散液中残存的分散稳定剂,优选对着色树脂颗粒的水分散液添加酸或碱进行清洗。在使用的分散稳定剂为可溶于酸的无机化合物的情况下,优选向着色树脂颗粒的水分散液添加酸,进行清洗,另一方面,在使用的分散稳定剂为可溶于碱的无机化合物的情况下,优选向着色树脂颗粒的水分散液添加碱,进行清洗。
此外,在将可溶于酸的无机化合物用作分散稳定剂的情况下,优选向着色树脂颗粒的水分散液中添加酸,将pH调节为优选6.5以下,更优选6以下。作为添加的酸,能够使用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸和甲酸、乙酸等有机酸,但是,从分散稳定剂的除去效率大、对制造设备的负担小的方面出发,特别优选为硫酸。
(B)粉碎法
此外,在采用粉碎法制造着色树脂颗粒的情况下,通过以下的工艺进行。
首先,使用混合机,例如球磨机、V型混合机、FMMixer(商品名)、高速溶解器、密炼机、Forberg等混合粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和作为增稠剂的包含氮原子的树脂、以及根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物。接着,使用加压捏合机、双轴挤出混炼机、辊等对通过上述得到的混合物进行加热并混炼。使用锤磨机、切割机、辊磨机等粉碎机对得到的混炼物进行粗粉碎。进而,在使用喷磨机、高速旋转式粉碎机等粉碎机进行微粉碎后,使用风力分级机、气流式分级机等分级机分级为期望的粒径,由此,能够通过粉碎法来得到着色树脂颗粒。
另外,作为在粉碎法中使用的粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和作为增稠剂的包含氮原子的树脂、以及根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物,能够使用在上述(A)悬浮聚合法中举出的物质。此外,通过粉碎法得到的着色树脂颗粒与通过上述的(A)悬浮聚合法得到的着色树脂颗粒相同,也能够通过原位聚合法等方法制成核壳型的着色树脂颗粒。
(着色树脂颗粒)
通过上述(A)悬浮聚合法或(B)粉碎法,可以得到着色树脂颗粒。
以下,对构成调色剂的着色树脂颗粒进行描述。另外,下述的着色树脂颗粒包含核壳型着色树脂颗粒和非核壳型着色树脂颗粒这两种。
基于图像再现性的观点,着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv优选为3~15μm,更优选为4~12μm,进一步优选为4~9μm,特别优选为5~8μm。在着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv小于上述范围的情况下,调色剂的流动性会降低,容易发生因灰雾导致的画质的劣化。另一方面,在着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv超过上述范围的情况下,得到的图像的分辨率会降低。
此外,基于图像再现性的观点,作为着色树脂颗粒的体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dp)的比的粒径分布(Dv/Dp)优选为1.0~1.3,更优选为1.0~1.2。在上述着色树脂颗粒的粒径分布(Dv/Dp)超过上述范围的情况下,调色剂的流动性会降低,容易发生因灰雾导致的画质的劣化。另外,着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv和数均粒径Dp能够使用例如粒度分析计(Beckman Coulter,Inc.制,商品名:Multisizer)等测定。
上述着色树脂颗粒可以直接用作调色剂,也可以在着色树脂颗粒中混合载体颗粒(铁素体和铁粉等)后用作调色剂,为了调节调色剂的带电性、流动性、保存性等,可以使用高速搅拌机(例如,商品名:FM mixer(Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制)等)向着色树脂颗粒添加/混合外部添加剂,制成单成分调色剂,也可以进一步混合着色树脂颗粒和外部添加剂、以及载体颗粒,制成双成分调色剂。
作为外部添加剂,可举出由二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锡、碳酸钙、磷酸钙和氧化铈等形成的无机微粒;由聚甲基丙烯酸甲酯树脂、硅树脂和三聚氰胺树脂等形成的有机颗粒等。其中,优选无机微粒,更优选二氧化硅和氧化钛,特别优选二氧化硅。此外,作为外部添加剂,优选并用2种以上的微粒。
期望相对于100质量份的着色树脂颗粒,以优选为0.1~6质量份的比例、更优选为0.2~5质量份的比例使用外部添加剂。
第1实施方式的调色剂通过将包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物用作粘结树脂,并配合包含氮原子的树脂作为增稠剂,从而显示高光泽性,且在高温区域能够实现优异的定影性、具体而言是指能够实现优异的耐热偏移性,并且,即使进行多张的连续印刷,也不易发生因灰雾等导致的画质的劣化,印字耐久性也优异。
<第2实施方式>
本发明的第2实施方式涉及的静电图像显影用调色剂(以下,有时简称为“调色剂”。)含有着色树脂颗粒,该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂,上述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,上述共聚物通过交联剂进行交联,上述交联剂包含交联性树脂,上述交联性树脂为包含氮原子的树脂,且其含量为使氮原子的量相对于静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm的量。
首先,对构成第2实施方式的着色树脂颗粒的制造方法进行说明。
作为构成第2实施方式的调色剂的着色树脂颗粒的制造方法,与上述第1实施方式同样,可举出干式法和湿式法,优选为湿式法,更优选为乳液聚合凝聚法、分散聚合法和悬浮聚合法等聚合法,在这些之中,进一步优选为悬浮聚合法。
构成第2实施方式的调色剂的着色树脂颗粒通过湿式法和干式法均能够制造,但是,在湿式法中优选采用(A)悬浮聚合法,在干式法中则采用代表性的(B)粉碎法,从而制造着色树脂颗粒,在这样的情况下,通过以下的工序进行。首先,对(A)悬浮聚合法进行说明。
(A)悬浮聚合法
(1)聚合性单体组合物的制备工序
在(A)悬浮聚合法中,首先,对聚合性单体、着色剂、电荷控制剂和交联剂、进一步根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物进行混合、溶解,进行聚合性单体组合物的制备。制备聚合性单体组合物时的混合,使用例如介质式分散机进行。
在第2实施方式中,聚合性单体是指可聚合的化合物,聚合性单体通过聚合成为粘结树脂。基于将得到的粘结树脂制成包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物的观点,作为聚合性单体,主要使用苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体。
作为苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体,能够使用与上述第1实施方式同样的单体,粘结树脂中的苯乙烯系单体单元的含有比例和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的含有比例也能够与上述第1实施方式相同。
此外,作为用于得到在第2实施方式中使用的粘结树脂的聚合性单体,可以使用除苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的聚合性单体。作为这样的其它聚合性单体,优选使用交联性的聚合性单体,作为交联性的聚合性单体,能够使用与上述第1实施方式相同的单体,其使用量也能够与上述第1实施方式相同。另外,用于得到在第2实施方式中使用的粘结树脂的聚合性单体的重均分子量(Mw)优选为500以下。
此外,作为用于得到在第2实施方式中使用的粘结树脂的其它聚合性单体,可以使用苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体以外的单乙烯基单体,作为单乙烯基单体,能够使用与上述第1实施方式相同的单体,其使用量也能够与上述第1实施方式相同。
进而,当使用大分子单体作为聚合性单体的一部分时,由于能够在调色剂的保存性和低温定影性之间取得良好的平衡,优选使用任意的大分子单体。作为大分子单体,能够使用与第1实施方式同样的单体。
此外,在第2实施方式的调色剂中,使用通过包含交联性树脂的交联剂进行交联的共聚物,来作为粘结树脂。在第2实施方式中,交联性树脂是指具有交联性基团的树脂,因此,交联性树脂不包含交联性的聚合性单体。交联性树脂优选具有2个以上的交联性基团,更优选具有2~4个交联性基团。
在第2实施方式的调色剂中,使用包含氮原子的交联性树脂作为交联剂,并且,使来自交联性树脂的氮原子相对于第2实施方式的调色剂的含量调节为150~1500质量ppm。
在第2实施方式的调色剂中,在交联共聚物时,通过使氮原子的含量成为上述的范围,并将包含氮原子的交联性树脂作为交联剂使用,从而能够使得到的调色剂在高温区域具有稳定的定影性,并且提供高光泽性的输出图像。特别地,可以推测,通过以特定的量配合包含交联性基团和氮原子、且交联性基团为2个以上的树脂来作为交联性树脂,从而可以在共聚物分子间或共聚物的单一分子内以适当的量形成柔软的交联结构,还可以认为,通过第2实施方式的调色剂,由此能够在维持粘结树脂的弹性的同时,通过交联点实现耐热性的提高,其结果是,能够在高温区域具有稳定的定影性,且能够提供具有高光泽性的输出图像。
特别地,在将黑色着色剂用作着色剂的情况下,与使用其它着色剂的情况相比,有在高温区域的定影性变低的倾向,然而,如果使用第2实施方式的调色剂,则通过配合包含氮原子的交联性树脂,使其效果更好,因此优选。
在第2实施方式的调色剂中,来自上述交联性树脂的氮原子的含量相对于调色剂为150~1500质量ppm,由此,可得到高光泽性,且在高温区域能够显示稳定的定影性。来自上述交联性树脂的氮原子的含量优选为300~1500质量ppm,更优选为350~1200质量ppm,进一步优选为400~900质量ppm。来自上述交联性树脂的氮原子的含量能够通过调节交联性树脂中所包含的氮原子的含量和交联性树脂的使用量进行调节。
上述氮原子的含量能够使用氮测定装置,通过化学发光法进行测定。在第2实施方式的调色剂中,会含有来自交联性树脂以外的成分的氮原子,但,上述氮原子的含量只是来自交联性树脂的氮原子的含量,因此,需要从通过化学发光法测定的氮原子的含量中减去来自交联性树脂以外的成分的氮原子的含量。
作为在第2实施方式中使用的交联性树脂具有的交联性基团,没有特别限定,可举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基(CH2=CH-)、乙烯叉基(Vinylidene)(CH2=C<)、亚乙烯基(Vinylene)(-CH=CH-)等,优选(甲基)丙烯酰基。在本说明书中,(甲基)丙烯酰基是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
作为在第2实施方式中使用的交联性树脂,优选为在分子结构中具有氨基甲酸酯键和/或脲键的树脂,更优选为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。作为具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂,可举出例如具有醚键的聚合物或共聚物,例如具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚氧乙烯系聚醚、聚氧丙烯系聚醚、聚氧丁烯系聚醚、由双酚A、双酚F等芳香族多羟基化合物衍生的聚醚等。
将共聚物交联时,通过将包含具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂的交联性树脂用作交联剂,能够使得到的调色剂在高温区域具有稳定的定影性,并且提供高光泽性输出图像。特别地,可以推测,通过配合具有交联性基团和氨基甲酸酯键和/或脲键、且交联性基团为2个以上的聚醚树脂,从而可以在共聚物分子间或共聚物的单一分子内形成柔软的交联结构,还可以认为,通过使用第2实施方式的调色剂,由此能够在维持粘结树脂的弹性的同时,通过交联点实现耐热性的提高,其结果是,在高温区域具有稳定的定影性,并且能够提供高光泽性的输出图像。
作为在第2实施方式中使用的交联性树脂,优选如下树脂:其中,作为交联性基团,具有2个以上的(甲基)丙烯酰基,且具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂。
特别地,在将黑色着色剂用作着色剂的情况下,与使用其它着色剂的情况相比,会有在高温区域的定影性变低的倾向,然而,通过第2实施方式,配合具有氨基甲酸酯键和/或脲键的交联性树脂,从而使其效果更好,因此优选。
氨基甲酸酯键(-NHCOO-键)通常是由异氰酸酯化合物(R-NCO)与羟基化合物反应形成的键,此外,脲键(-NHCONH-键)通常是由异氰酸酯化合物(R-NCO)与氨基化合物反应形成的键。而且,基于更加适当地提高高光泽性和在高温区域的定影性的观点,在使用具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂的情况下,在具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂中,来自这样的异氰酸酯化合物的单体单元的含有比例(即氨基甲酸酯键和脲键的含有比例)优选为0.15质量%以上,更优选为0.25~2.5质量%,进一步优选为0.50~2.0质量%。另外,在具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂中,来自这样的异氰酸酯化合物的单体单元的含有比例能够通过例如公知的、常规的、能够将氮元素定量的分析方法求出。
在第2实施方式中使用的具有氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂,可使用例如聚异氰酸酯、聚醚多元醇、多胺来合成。
作为聚异氰酸酯,可举出脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯等,作为其具体例子,可举出与上述的第1实施方式所例示的聚异氰酸酯相同的聚异氰酸酯。
作为聚醚多元醇,可举出环氧烷和多元醇类的加成聚合物;(聚)亚烷基二醇等二醇类等,作为其具体例子,可举出与上述的第1实施方式所例示的聚醚多元醇相同的聚醚多元醇。
作为多胺,可举出脂肪族多胺、芳香族多胺等,作为其具体例子,可举出与上述的第1实施方式所例示的多胺相同的多胺。
基于容易得到本申请的效果的观点,在第2实施方式中使用的交联性树脂的重均分子量(Mw)优选为800~10000,更优选为1000~5000,进一步优选为1200~3000。重均分子量(Mw)例如可以通过凝胶渗透色谱法测定,求出作为聚苯乙烯换算的值,具体而言,能够以与上述第1实施方式相同的条件进行测定。
此外,基于低温定影性的观点,在第2实施方式中使用的交联性树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50~120℃,更优选为60~110℃,进一步优选为70~100℃。
交联剂的使用量相对于100质量份的用于得到粘结树脂的聚合性单体优选为0.3~5.0质量份,更优选为0.5~4.0质量份。通过使交联剂的使用量为上述范围,能够适当地提高得到的调色剂的高光泽性,并且能够使高温区域的定影性进一步提高。
另外,在第2实施方式中,在添加交联剂时,优选将交联剂溶解在溶剂中,以溶液的状态进行添加,由此,能够使交联剂的添加效果更加适当地发挥。作为溶剂,只要是能溶解交联剂的溶剂即可,没有特别限定,可举出例如二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲酰吗啉等。在将交联剂溶解在溶剂中并以溶液的状态添加时,溶液中的交联剂的比例没有特别限定,优选为10~60质量%,更优选为30~55质量%。
另外,作为交联剂,可以使用市售品,例如,作为具有(甲基)丙烯酰基以及氨基甲酸酯键和/或脲键的聚醚树脂的市售品的例子,可举出商品名为TA-640BU2(NOFCorporation制)的市售品等。
在第2实施方式中,使用着色剂和电荷控制剂,作为着色剂和电荷控制剂,能够使用与上述的第1实施方式相同的着色剂和电荷控制剂。
此外,作为其它添加物,优选进一步添加脱模剂。作为脱模剂,能够使用与上述的第1实施方式相同的脱模剂,其使用量也能够与上述第1实施方式的使用量相同。
进而,作为其它添加剂,可以使用分子量调节剂。作为分子量调节剂,能够使用与上述的第1实施方式相同的分子量调节剂,其使用量也能够与上述第1实施方式的使用量相同。
在第2实施方式中,通过介质式分散机等将以上各种成分混合,从而能够制备聚合性单体组合物。在第2实施方式中,基于与上述第1实施方式相同的理由,优选使这样制备的聚合性单体组合物的25℃的粘度为与上述的第1实施方式相同的范围。
(2)得到悬浮液的悬浮工序(液滴形成工序)
通过上述(1)聚合性单体组合物的制备工序,得到聚合性单体组合物,接下来,能够使该聚合性单体组合物分散在水系分散介质中,使其悬浮,得到悬浮液(聚合性单体组合物分散液)。在第2实施方式中,使用通过上述(1)聚合性单体组合物的制备工序得到的聚合性单体组合物,除此以外,能够与上述第1实施方式同样地进行,得到悬浮液。
(3)聚合工序
对通过上述(2)得到悬浮液的工序(液滴形成工序)得到的期望的悬浮液(含有聚合性单体组合物的液滴的水系分散介质)进行加热,引发聚合,由此,可得到着色树脂颗粒的水分散液。在第2实施方式中,使用通过上述(2)得到悬浮液的工序得到的悬浮液,除此以外,能够与上述的第1实施方式同样地进行,得到着色树脂颗粒的水分散液。
(4)清洗、过滤、脱水和干燥工序
对于通过上述(3)聚合工序得到的着色树脂颗粒的水分散液,优选在聚合结束后,按照常规方法,根据需要重复数次进行清洗、过滤、脱水和干燥这一系列的操作,它们能够通过与上述的第1实施方式相同的方法进行。
(B)粉碎法
此外,在采用粉碎法制造着色树脂颗粒的情况下,通过以下的工艺进行。
首先,使用与上述第1实施方式相同的混合机混合粘结树脂、着色剂、电荷控制剂、以及根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物。接着,使用上述得到的混合物,通过与上述的第1实施方式相同的方法,能够得到着色树脂颗粒。
另外,在粉碎法中使用的粘结树脂、着色剂、电荷控制剂、以及根据需要使用的脱模剂和分子量调节剂等其它添加物,能够使用在上述(A)悬浮聚合法中举出的物质。此外,通过粉碎法得到的着色树脂颗粒与通过上述的(A)悬浮聚合法得到的着色树脂颗粒相同,能够制成核壳型的着色树脂颗粒。
(着色树脂颗粒)
通过上述的(A)悬浮聚合法或(B)粉碎法,可以得到着色树脂颗粒。
以下,对构成调色剂的着色树脂颗粒进行描述。另外,下述的着色树脂颗粒包含核壳型的着色树脂颗粒和非核壳型的着色树脂颗粒这两种。
基于图像再现性的观点,着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv优选为3~15μm,更优选为4~9μm,进一步优选为5~8μm。在着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv小于上述范围的情况下,调色剂的流动性会降低,容易发生因灰雾等导致的画质的劣化。另一方面,在着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv超过上述范围的情况下,得到的图像的分辨率会降低。
此外,基于图像再现性的观点,作为着色树脂颗粒的体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dp)的比,粒径分布(Dv/Dp)优选为1.0~1.3,更优选为1.0~1.2。在上述着色树脂颗粒的粒径分布(Dv/Dp)超过上述范围的情况下,调色剂的流动性会降低,容易发生因灰雾等导致的画质的劣化。另外,着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv和数均粒径Dp能够通过与上述的第1实施方式相同的方法测定。
上述着色树脂颗粒可以直接用作调色剂,也可以在着色树脂颗粒中混合载体颗粒(铁素体和铁粉等)后用作调色剂,为了调节调色剂的带电性、流动性、保存性等,可以使用高速搅拌机(例如,商品名:FM mixer(Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制)等),向着色树脂颗粒中添加/混合外部添加剂,制成单成分调色剂,也可以进一步混合着色树脂颗粒、外部添加剂、以及载体颗粒,制成双成分调色剂。
作为外部添加剂,能够使用与上述的第1实施方式相同的外部添加剂,其使用量也能够与上述的第1实施方式相同。
第2实施方式的调色剂通过配合包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元、且以特定的条件交联后的共聚物来作为粘结树脂,从而显示高光泽性,且在高温区域能够实现优异的定影性,具体而言,能够实现优异的耐热偏移性。
实施例
以下,举出实施例和比较例进一步具体说明本发明,但本发明并不仅限定于这些实施例。另外,“份”和“%”只要没有特别说明,则为质量基准。
在本实施例和比较例中进行的试验方法如下所述。
(1)调色剂中的来自增稠剂的氮原子含量和调色剂中的来自交联性树脂的氮原子含量的测定
调色剂中的来自增稠剂的氮原子含量和调色剂中的来自交联性树脂的氮原子含量的测定使用氮测定装置,通过化学发光法进行。具体而言,在催化剂存在下,使调色剂样品热分解,将调色剂中的氮成分氧化,得到一氧化氮气体,使得到的一氧化氮气体与臭氧反应,产生化学发光,测定该化学发光的光的强度,使用预先制作的标准曲线对调色剂中的氮原子含量进行定量。将实施例1-1~1-7和比较例1-1~1-4的调色剂的氮原子含量与不使用增稠剂的调色剂(比较例1-1)的氮原子含量的差,作为调色剂中的来自增稠剂的氮原子含量。此外,通过实施例2-1~2-4和比较例2-1~2-3的调色剂的氮原子含量与不使用交联性树脂的调色剂(比较例2-1)的氮原子含量的差,算出调色剂中来自交联性树脂的氮原子含量。
(2)聚合性单体组合物的粘度
聚合性单体组合物的粘度的测定使用B型粘度计(Brookfield,Inc.制,机器名“Digital Rheometer DV-I+”)进行。具体而言,使用恒温水槽使聚合性单体组合物的温度为25℃后,以60rpm的主轴转速,使主轴旋转1分钟,然后,测定粘度。对于上述主轴而言,基于下述的测定粘度范围,可以使用如下的主轴。
小于100mPa·s:主轴No.1
100mPa·s以上且小于200mPa·s:主轴No.2
200mPa·s以上且小于1500mPa·s:主轴No.3
(3)着色树脂颗粒的体积平均粒径Dv和粒径分布Dv/Dp
称量约0.1g的测定试样(着色树脂颗粒),放入烧杯,加入0.1mL的作为分散剂的烷基苯磺酸水溶液(FUJIFILM Corporation制,商品名:DRIWEL)。向该烧杯进一步加入10~30mL的ISOTON II,通过20W的超声波分散机使其分散3分钟后,使用粒径测定机(BeckmanCoulter,Inc.制,商品名:Multisizer),在孔径:100μm、介质:ISOTON II、测定颗粒个数:100000个的条件下,测定着色树脂颗粒的体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dp),算出粒径分布(Dv/Dp)。
(4)光泽度的评价
将市售的非磁性单组分显影方式的打印机改造为能够改变定影辊的温度,使用上述改造的打印机,将其调节为使全黑图像的纸面上的调色剂量为0.30(mg/cm2)后,使定影辊的温度(定影温度)为170℃,将5cm见方的全黑图像印刷在纸张(Xerox公司制,商品名:Vitality)上。使用光泽度计(Japan Denshoku Industries Co.,Ltd制,商品名:VGS-SENSOR),以入射角60°测定得到的5cm见方的全黑图像的光泽度值。另外,光泽度值越大,表示越有光泽感。
(5)热偏移温度
使用与上述(4)光泽度的评价相同的改造打印机,进行热偏移试验。热偏移试验使定影辊部分的温度从150℃起,每次变化5℃,直至230℃,打印具有全黑印字(印字浓度100%)和全白印字(印字浓度0%)的印字区域的印字图案,在各个温度中,在能确认到全白印字(印字浓度0%)的印字区域中有印字污染时,目视观察是否在定影辊上发生调色剂的熔融粘合、即是否发生热偏移现象。在该热偏移试验中,将在定影辊上发生调色剂的熔融粘合的、最低的设定温度作为热偏移温度。
(6)常温常湿(N/N)环境下的印字耐久性试验
使用市售的非磁性单组分显影方式打印机(分辨率600dpi,印刷速度28张/分钟),放置印字用纸,将调色剂填充在显影装置的调色剂盒中,放置印字用纸。在温度23℃、湿度50%RH的常温常湿(N/N)环境的各种环境下放置24小时后,在相同环境以5%印字浓度进行连续印字10000张。每隔500张,进行全黑印字(印字浓度100%),通过反射式图像浓度计(Macbeth公司制,商品名:RD918)测定其全黑印字部分的印字浓度。进而,其后,进行全白印字(印字浓度0%),在全白印字的途中使打印机停止,使显影后的感光体上的非图像部分的调色剂附着在胶带(3M Japan Limited制,产品名:透明胶带810-3-18)上,将其粘贴在印字用纸上。接着,通过白度计(Nippon Denshoku Co.,Ltd.制)测定粘贴有该胶带的印字用纸的白度(B),同样地,仅将未使用的胶带粘贴在印字用纸上,测定其白度(A),将该白度的差(B-A)作为灰雾值。该值越小,表示灰雾越少、越良好。
调查能够维持印字浓度为1.3以上且灰雾值为5以下的画质的连续印字张数,按以下标准进行评价。
〇:能够按上述标准进行印刷的连续印字张数为10000张以上
△:能够按上述标准进行印刷的连续印字张数为7000张以上且小于10000张
×:能够按上述标准进行印刷的连续印字张数小于7000张以下
(实施例1-1)
使用搅拌装置,将作为单乙烯基单体的77份的苯乙烯和23份的丙烯酸正丁酯、0.3份作为交联性的聚合性单体的二乙烯基苯、12份的作为黑色着色剂的炭黑(MitsubishiChemical Corporation制,商品名:#25B)、5.0份的作为电荷控制剂的带正电性电荷控制树脂(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制,商品名:FCA-676P,含季铵盐的苯乙烯/丙烯酸树脂)、1.0份的作为分子量调节剂的叔十二烷基硫醇、0.1份的作为大分子单体的聚甲基丙烯酸酯大分子单体(TOAGOSEI CO.,LTD.制,商品名:AA6、Tg=94℃)、20份的作为脱模剂的季戊四醇四硬脂酸酯、以及0.5份的作为增稠剂的具有脲键的聚醚树脂的50%二甲基亚砜溶液(BYKAdditives&Instruments制,商品名:BYK-D410)(以具有脲键的聚醚树脂换算计为0.25份,氮原子的含量相对于调色剂为153质量ppm的量)进行搅拌、混合,之后,进一步通过介质式分散机使其均匀地分散,得到聚合性单体组合物。然后,对得到的聚合性单体组合物,按照上述方法,进行粘度的测定。聚合性单体组合物的粘度示于表1。
另外,在实施例1-1使用的具有脲键的聚醚树脂的重均分子量(Mw)为1500,玻璃化转变温度(Tg)为94.5℃。
另一方面,在室温,在搅拌下缓慢向将9.0份的氯化镁(水溶性多价金属盐)溶解在250份的离子交换水中得到的水溶液中,添加将7.0份的氢氧化钠(碱金属氢氧化物)溶解在50份的离子交换水中得到的水溶液,制备氢氧化镁胶体(难溶于水的金属氢氧化物胶体)分散液。
向上述得到的氢氧化镁胶体分散液中投入上述得到的聚合性单体组合物,进一步搅拌,向其添加4.4份的作为聚合引发剂的过氧化-2-乙基丁酸叔丁酯后,使用高速乳化/分散机(PRIMIX Corporation制,商品名:T.K.HOMOMIXER MARK II型),以12000rpm的转速进行高速剪切搅拌,进行分散,由此,进行聚合性单体组合物的液滴形成。
接着,从反应器上部投入上述形成了液滴的聚合性单体组合物的水分散液,升温至89℃,进行聚合反应,当聚合转化率达到95%时,添加1份的作为壳用聚合性单体的甲基丙烯酸甲酯、以及溶解在10份的离子交换水中的0.1份的作为水溶性的壳用聚合引发剂的2,2'-偶氮双(2-甲基-N-(2-羟乙基)-丙酰胺)。进一步将温度维持为90℃,继续聚合3小时后,用水冷却,终止反应,得到着色树脂颗粒的水分散液。另外,构成着色树脂颗粒中所包含的粘结树脂的各单体单元的比例与进料量的比例几乎相同(在后述的实施例1-2~1-7、比较例1-1~1-4中也相同。)。
接下来,向上述得到的水分散液中滴加硫酸,使pH变为6.5以下,搅拌并进行酸清洗。然后,通过过滤将水分离,然后,重新加入500份的离子交换水,进行再浆料化,在室温(25℃)重复进行数次水清洗处理(清洗、过滤、脱水),过滤分离得到的固体成分,之后,放入到真空干燥机的容器内,在压力30torr、温度50℃的条件下,真空干燥72小时,由此,得到干燥的着色树脂颗粒。使用得到的着色树脂颗粒,根据上述方法,进行体积平均粒径Dv和粒径分布Dv/Dp的测定。结果示于表1。
接着,通过向100份的上述得到的着色树脂颗粒中添加0.5份的疏水化处理后的数均一次粒径为7nm的二氧化硅微粒和1.2份的疏水化处理后的BET比表面积为50m2/g的二氧化硅微粒,使用高速搅拌机(Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制,商品名:FM mixer),进行混合搅拌,进行外部添加处理,从而制作实施例1-1的静电图像显影用调色剂。然后,使用得到的静电图像显影用调色剂,按照上述方法,进行来自增稠剂的氮原子含量的测定、光泽度的评价、热偏移温度的测定和常温常湿(N/N)环境下的印字耐久性试验。结果示于表1。
(实施例1-2)
将增稠剂的使用量变更为1.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为0.5份、氮原子的含量相对于调色剂为306质量ppm的量),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(实施例1-3)
将增稠剂的使用量变更为1.5份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为0.75份、氮原子的含量相对于调色剂为459质量ppm的量),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(实施例1-4)
将增稠剂的使用量变更为2.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为1.0份、氮原子的含量相对于调色剂为613质量ppm的量),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(实施例1-5)
将增稠剂的使用量变更为3.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为1.5份,氮原子的含量相对于调色剂为920质量ppm的量),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(实施例1-6)
作为增稠剂,使用4.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为2.0份、氮原子的含量相对于调色剂为1227质量ppm的量)的具有脲键的聚醚树脂的50%N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(BYK Japan公司制,商品名:BYK-410),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
另外,在实施例1-6中使用的具有脲键的聚醚树脂的重均分子量(Mw)为1500,玻璃化转变温度(Tg)为94.5℃。
(实施例1-7)
作为增稠剂,使用3.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为1.5份、氮原子的含量相对于调色剂为520质量ppm的量)的具有脲键的聚醚树脂的50%N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(BYK Japan公司制,商品名:BYK-411),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
另外,在实施例1-7中使用的具有脲键的聚醚树脂的重均分子量(Mw)为1800。
(比较例1-1)
不配合增稠剂,除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(比较例1-2)
将二乙烯基苯的配合量变更为0.6份,除此以外,与比较例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(比较例1-3)
将增稠剂的使用量变更为0.2份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为0.1份、氮原子的含量相对于调色剂为61质量ppm的量),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
(比较例1-4)
作为增稠剂,使用9.0份(以具有脲键的聚醚树脂换算计为4.5份,氮原子的含量相对于调色剂为1533质量ppm的量)的具有脲键的聚醚树脂的50%N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(BYK Japan公司制,商品名:BYK-411),除此以外,与实施例1-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表1。
[表1]
表1中,增稠剂的使用量表示的是不包含溶剂的、纯增稠剂的使用量。
(实施例1-1~1-7、比较例1-1~1-4的评价)
由表1可知,含有着色树脂颗粒、且该着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和作为增稠剂的包含氮原子的树脂、上述粘结树脂由包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物形成、来自增稠剂的氮原子的含量相对于静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm,通过使用上述这样的静电图像显影用调色剂,可得到高光泽性,且热偏移温度高,在高温区域显示出稳定的定影性,并且印字耐久性也良好(实施例1-1~1-7)。
另一方面,在不配合作为增稠剂的包含氮原子的树脂的情况下,其结果是,热偏移温度低,在高温区域的定影性差(比较例1-1),此外,当为了提高热偏移温度而增加交联性的聚合性单体的使用量时,其结果是,虽然热偏移温度变高,但是高光泽性差(比较例1-2)。
进而,在增稠剂所包含的氮原子的含量小于150质量ppm的情况下,其结果是,热偏移温度低,在高温区域的定影性差(比较例1-3),在增稠剂所包含的氮原子的含量比1500质量ppm高的情况下,其结果是印字耐久性差(比较例1-4)。
(实施例2-1)
通过搅拌装置,将作为单乙烯基单体的77份的苯乙烯和23份的丙烯酸正丁酯、0.7份作为交联剂的具有氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酰基的聚醚树脂的交联性树脂(NOFCORPORATION制,商品名:TA-640BU2,具有3个(甲基)丙烯酰基)、12份的作为黑色着色剂的炭黑(Mitsubishi Chemical Corporation制,商品名:#25B)、5.0份的作为电荷控制剂的带正电性电荷控制树脂(FUJIKURA KASEI CO.,LTD.制,商品名:FCA-676P,含季铵盐的苯乙烯/丙烯酸树脂)、1.0份作为分子量调节剂的叔十二烷基硫醇、0.1份的作为大分子单体的聚甲基丙烯酸酯大分子单体(TOAGOSEI CO.,LTD.制,商品名:AA6、Tg=94℃)、20份的作为脱模剂的季戊四醇四硬脂酸酯进行搅拌、混合,进一步通过介质式分散机使其均匀地分散,得到聚合性单体组合物。
另外,在实施例2-1中使用的具有氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酰基的聚醚树脂的重均分子量(Mw)为2300。
另一方面,在室温,在搅拌下缓慢向将9.0份的氯化镁(水溶性多价金属盐)溶解在250份的离子交换水中得到的水溶液中,添加将7.0份的氢氧化钠(碱金属氢氧化物)溶解在50份的离子交换水中得到的水溶液,制备氢氧化镁胶体(难溶于水的金属氢氧化物胶体)分散液。
向上述得到的氢氧化镁胶体分散液中,投入上述得到的聚合性单体组合物,进一步搅拌,向其添加4.4份的作为聚合引发剂的过氧化-2-乙基丁酸叔丁酯后,使用高速乳化/分散机(PRIMIX Corporation制,商品名:T.K.HOMOMIXER MARK II型),以12000rpm的转速进行高速剪切搅拌,进行分散,由此,进行聚合性单体组合物的液滴的形成。
接着,从反应器上部投入上述形成液滴后的聚合性单体组合物的水分散液,升温至89℃,进行聚合反应,当聚合转化率达到95%时,添加1份的作为壳用聚合性单体的甲基丙烯酸甲酯、以及溶解在10份的离子交换水中的0.1份的作为水溶性的壳用聚合引发剂的2,2'-偶氮双(2-甲基-N-(2-羟乙基)-丙酰胺)。进一步将温度维持在90℃,继续聚合3小时后,用水冷却,终止反应,得到着色树脂颗粒的水分散液。另外,构成着色树脂颗粒中所包含的粘结树脂的各单体单元的比例与进料量的比例几乎相同(后述的实施例2-2~2-4、比较例2-1~2-3也相同)。
接下来,通过向在上述得到的水分散液中滴加硫酸,使pH变为6.5以下,搅拌并同时进行酸清洗。然后,通过过滤将水分离,之后,重新加入500份的离子交换水,进行再浆料化,在室温(25℃)重复进行数次水清洗处理(清洗、过滤、脱水),过滤分离得到的固体成分,然后,放入到真空干燥机的容器内,在压力30torr、温度50℃的条件下,进行真空干燥72小时,由此,得到干燥的着色树脂颗粒。使用得到的着色树脂颗粒,根据上述方法,进行体积平均粒径Dv和粒径分布Dv/Dp的测定。结果示于表2。
接着,在100份的上述得到的着色树脂颗粒中,添加作为外部添加剂的0.5份的进行疏水化处理后的数均一次粒径为7nm的二氧化硅微粒和1.2份进行疏水化处理后的BET比表面积为50m2/g的二氧化硅微粒,使用高速搅拌机(Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.制,商品名:FM mixer),进行混合搅拌,进行外部添加处理,从而制作实施例2-1的静电图像显影用调色剂。然后,使用得到的静电图像显影用调色剂,按照上述方法,进行来自交联性树脂的氮原子含量的测定、光泽度的评价和热偏移温度的测定。结果示于表2。
(实施例2-2)
将交联剂的使用量变更为1.0份,除此以外,与实施例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
(实施例2-3)
将交联剂的使用量变更为1.3份,除此以外,与实施例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
(实施例2-4)
将交联剂的使用量变更为1.6份,除此以外,与实施例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
(比较例2-1)
作为交联剂,不使用交联性树脂,而是使用0.3份的二乙烯基苯作为交联性的聚合性单体,除此以外,与实施例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
(比较例2-2)
将二乙烯基苯的配合量变更为0.6份,除此以外,与比较例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
(比较例2-3)
作为交联剂,使用2份交联性树脂,该交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酰基的、氢化聚丁二烯树脂(Nippon Soda Co.,Ltd.制,商品名:TEAI-1000,具有2个(甲基)丙烯酰基),除此以外,与实施例2-1同样地进行,得到静电图像显影用调色剂,同样地进行评价。结果示于表2。
[表2]
(实施例2-1~2-4、比较例2-1~2-3的评价)
由表2可知,含有着色树脂颗粒、且上述着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂、上述粘结树脂由包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元且在特定条件下由交联剂进行交联的共聚物形成,通过使用上述这样的静电图像显影用调色剂,可得到高光泽性、且热偏移温度高,在高温区域显示出稳定的定影性(实施例2-1~2-4)。
另一方面,在不配合在特定条件下由交联剂进行交联的共聚物所形成的粘结树脂的情况下,其结果是,不能兼顾高光泽性和高热偏移温度(比较例2-1、2-2)。
在比较例2-3中,其结果是,虽然高光泽性优异,但是热偏移温度差。
Claims (7)
1.一种静电图像显影用调色剂,其含有着色树脂颗粒,所述着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,
所述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元、(甲基)丙烯酸酯系单体单元和交联性的聚合性单体单元的共聚物,
所述交联性的聚合性单体单元为芳香族二乙烯基化合物单元,所述粘结树脂中的所述交联性的聚合性单体单元的含有比例为0.2~0.5质量%,
所述增稠剂为包含氮原子的树脂,所述氮原子的含量相对于所述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm,
所述增稠剂为具有脲键的聚醚树脂,所述增稠剂的含量相对于100质量份的所述粘结树脂为0.2~2.2质量份。
2.一种静电图像显影用调色剂,其含有着色树脂颗粒,所述着色树脂颗粒包含粘结树脂、着色剂和电荷控制剂,
所述粘结树脂为包含苯乙烯系单体单元和(甲基)丙烯酸酯系单体单元的共聚物,所述共聚物通过交联剂进行交联,所述交联剂包含交联性树脂,所述交联性树脂为包含氮原子的树脂,所述氮原子的含量相对于所述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm,
所述交联性树脂为具有氨基甲酸酯键和(甲基)丙烯酰基的聚醚树脂,
所述交联剂的含量相对于100质量份的所述粘结树脂为0.3~1.6质量份。
3.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中,所述粘结树脂以60~90质量%的比例含有所述苯乙烯系单体单元,且以10~40质量%的比例含有所述(甲基)丙烯酸酯系单体单元,所述粘结树脂中的各单体单元的合计为100质量%。
4.根据权利要求2所述的静电图像显影用调色剂,其中,所述粘结树脂以60~90质量%的比例含有所述苯乙烯系单体单元,且以10~40质量%的比例含有所述(甲基)丙烯酸酯系单体单元。
5.一种静电图像显影用调色剂的制造方法,其是制造权利要求1或3所述的静电图像显影用调色剂的方法,
所述制造方法包含通过使聚合性单体组合物分散在水系分散介质中形成液滴后进行聚合来得到着色树脂颗粒的工序,
所述聚合性单体组合物含有聚合性单体、着色剂、电荷控制剂和增稠剂,在25℃的粘度为100~1000mPa・s,
所述聚合性单体至少包含苯乙烯系单体、(甲基)丙烯酸酯系单体和交联性的聚合性单体单元,
所述增稠剂为包含氮原子的树脂,所述氮原子的含量相对于所述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
6.根据权利要求5所述的静电图像显影用调色剂的制造方法,其中,所述交联性的聚合性单体的使用量在总量100质量份的所述聚合性单体中为2.0质量份以下。
7.一种静电图像显影用调色剂的制造方法,其是制造权利要求2或4所述的静电图像显影用调色剂的方法,
所述制造方法包含通过使聚合性单体组合物分散在水系分散介质中形成液滴后进行聚合来得到着色树脂颗粒的工序,
所述聚合性单体组合物含有聚合性单体、着色剂、电荷控制剂和交联剂,
所述聚合性单体至少包含苯乙烯系单体和(甲基)丙烯酸酯系单体,
所述交联剂包含交联性树脂,所述交联性树脂为包含氮原子的树脂,所述氮原子的含量相对于所述静电图像显影用调色剂为150~1500质量ppm。
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