CN115029083A - 热熔融粘接剂和接合物的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热熔融粘接剂和接合物的生产方法。一种热熔融粘接剂,其包括热塑性树脂和第一结晶性材料,其中当在热熔融粘接剂的差示扫描量热测量中,Tc(℃)为加热至150℃之后以10℃/分钟的降温过程中观察到的放热峰的最高峰的峰温度,和Tm(℃)为降温过程之后以10℃/分钟的升温过程中观察到的吸热峰的最高峰的峰温度时,Tm‑Tc为20.0至70.0℃,并且热熔融粘接剂的四氢呋喃‑可溶物的通过凝胶渗透色谱测量的重均分子量Mw为100,000至400,000。
Description
技术领域
本公开涉及主要用于接合纸介质的热熔融粘接剂,并且还涉及使用该热熔融粘接剂生产接合物的方法。
背景技术
粘接剂是可以通过物质之间的插入将物质接合的材料。使用粘接剂来接合提供优异的外观,并且还能够在不同种类的材料之间接合并且得到非常耐久的接合物。因此将各种粘接剂用在例如,家具、建筑、土木工程、电气·电子、汽车、包装材料(盒子和层叠体)、医疗产品、和一般家庭等众多领域中。
尽管可以进行各种分类,但粘接剂可以分类为以常用于一般家庭应用的液体胶为代表的液体粘接剂,和以热熔融粘接剂呈现的固体粘接剂。液体粘接剂的一般优点是它们的高粘接强度,而接合需要时间的问题是缺点。其原因如下。
当涂布在被粘物上时,液体粘接剂渗入例如纸等被粘物中的凹凸中,并且由于当粘接剂中存在的水或溶剂蒸发而凝固,因此呈现粘接强度。由于蒸发至干燥固化需要时间,因此呈现粘接强度也需要时间。另一方面,在固化需要时间的同时,由于因渗透入被粘物的凹凸中而呈现锚固效果,因此可以呈现高粘接强度。
相反地,固体粘接剂的一般优点是接合不需要时间,而粘接强度弱的问题是不利的。其原因如下。例如,热熔融粘接剂等固体粘接剂在涂布在被粘物之前或涂布之后立即通过例如加热等来软化,并且然后可以渗透入被粘物中的凹凸中。随后冷却,这引起凝固和呈现粘接强度。结果,通过冷却凝固比蒸发至干燥固化需要更短的时间。由于凝固需要很短的时间,获得接合所需时间很短的优点。然而,由于在渗透入凹凸中之前容易凝固,呈现令人满意的锚固效果会受损,并且也会妨碍呈现高粘接强度。因此需要显示固体粘接剂和液体粘接剂二者的优点的粘接剂,即,可以快速表现出高粘接强度的粘接剂。
在与可以快速表现出高粘接强度的粘接剂相关的技术领域中,例如,日本专利申请特开No.2009-293015公开了涉及通过自由基聚合反应而快速表现出高粘接强度的两包装粘接剂的技术。作为使用从固体粘接剂方面的方法,日本专利申请特开No.2003-277717公开了涉及反应性热熔融粘接剂的技术。
发明内容
发明要解决的问题
如日本专利申请特开No.2009-293015中所述的双组分粘接剂是能够在相对短的时间内呈现高粘接强度的优异技术。然而,该技术在固化期间采用化学反应,最显著的是自由基聚合,并且由于此,可无意地损坏被粘物,例如,可以被自由基攻击而损坏。特别是在纸上的打印物的情况下,除了对纸的损坏之外,损坏还可以延伸至打印的着色剂。另外,尽管接合时间相对较短,但根据日本专利申请特开No.2009-293015中的描述需要几分钟至60分钟的时间间隔,并且因此需要更快速的接合技术。
如日本专利申请特开No.2003-277717中所述的反应性热熔融粘接剂是由于冷却凝固而快速初始接合随后由于湿气而固化,因此显示优异的粘接强度的技术。该技术中,也通过最终接合物显示优异的粘接强度,但由于湿气固化,因此时间是问题。
本公开提供一种显示固体粘接剂和液体粘接剂二者的优点的粘接剂,即,可以在较短的时间内表现出高粘接强度的热熔融粘接剂。本公开还提供一种使用该热熔融粘接剂生产接合物的方法。
一种热熔融粘接剂,其包括热塑性树脂和第一结晶性材料,其中
当在热熔融粘接剂的差示扫描量热测量中,Tc(℃)为加热至150℃之后以10℃/分钟的降温过程中观察到的放热峰的最高峰的峰温度,和
Tm(℃)为降温过程之后以10℃/分钟的升温过程中观察到的吸热峰的最高峰的峰温度时,
Tm-Tc为20.0至70.0℃,和
热熔融粘接剂的四氢呋喃-可溶物的通过凝胶渗透色谱测量的重均分子量Mw为100,000至400,000。
由此本公开可以提供一种显示固体粘接剂和液体粘接剂二者的优点的粘接剂,即,可以在较短的时间内表现出高粘接强度的热熔融粘接剂,并且还可以提供一种使用该热熔融粘接剂生产接合物的方法。参照附图,从以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1为图像形成设备的示意图;
图2为用于说明在图像形成设备的设备主体上安装接合单元的图;
图3A和图3B是示出图像形成设备中的片材的输送路径的图;
图4A至图4F是用于说明折叠过程的详情的图;
图5为示出图像形成设备的外观的透视图;
图6A和图6B为示出通过图像形成设备输出的交付物的图;
图7为处理盒的示意图;
图8为评价样品的的示意图;
图9为评价样品的的示意图;
图10为粘接强度评价的示意图。
具体实施方式
在本公开中,除非另有特别说明,否则示出数值范围的表达“从XX至YY”和“XX至YY”在本公开中是指包括作为端点的下限和上限的数值范围。当分段提供数值范围时,单个数值范围的上限和下限可以以任意组合来组合。
本发明人基于粘接机理进行研究以解决前述问题。如上所述,粘接为两种材料经由插入的粘接剂的接合。此处对于显现高粘接强度,被粘物和粘接剂之间的接合强度也是重要的。本发明人因此对提高被粘物/粘接剂接合强度的技术进行了研究。为了提高接合强度,首先需要使粘接剂渗透入被粘物中。由于被粘物中存在一定程度的凹凸,因此通过使粘接剂渗透并且填充凹凸可以表现出锚固效果,并且然后可以提高接合强度。当被粘物处于常温时,热熔融粘接剂通过被粘物冷却,并且出现热熔融粘接剂在渗透之前容易经历冷却凝固的问题。本发明人因此基于重要的是确保直到热熔融粘接剂渗透入被粘物中的时间的想法而进行研究。
考虑延长直到冷却导致的凝固的时间的策略是将用于使热熔融粘接剂熔融的温度升高至显著高于热熔融粘接剂的熔点来进行熔融。认为这样做可以获得直到熔点的冷却时间。然而,虽然结果是直到凝固的时间有所延长,但仍不能确保足够的渗透时间。认为这是由以下引起的:即使粘接剂不渗透入被粘物中,粘接剂在渗透位点的流动路径细,并且结果小量粘接剂被大量被粘物包围,并且最终发生快速冷却。
本发明人因此进行努力以降低粘接剂经历凝固的凝固点。当完成后,可以确保足够的时间渗透入被粘物中,但在高温环境下不能维持粘接强度,因为接合物周围环境温度小的升高就会达到熔点,并且粘接剂会熔化。因此,由于当热熔融粘接剂的凝固点降低时接合物的耐热性降低的缺点,因此降低凝固点的想法通常是不可行的。本发明人为了解决该缺点而进行了研究,并且发现可以通过引起热熔融粘接剂的滞后行为由此使熔点和凝固点不同来解决该问题。由此认为通过建立当热熔融粘接剂渗透入被粘物中时凝固点低的状态并且建立在渗透和凝固之后的高熔点来解决该问题。
对于通常引入热熔融粘接剂中的物质,发生熔融的熔点和发生冷却凝固的凝固点经常是大约相同的温度。例如,水凝固为冰的温度为0℃并且冰融化成水的温度也为0℃。有机高分子化合物还包括显示熔点和凝固点不同的滞后行为的种类,但该差通常为约10℃。
当在热熔融粘接剂的差示扫描量热测量中,Tc(℃)为加热至150℃之后以10℃/分钟的降温过程中观察到的放热峰的最高峰的峰温度,和Tm(℃)为降温过程之后以10℃/分钟的升温过程中观察到的吸热峰的最高峰的峰温度时,热熔融粘接剂的Tm-Tc必须为20.0至70.0℃。
Tm-Tc必须为20.0℃以上,以便建立熔点和凝固点的大的滞后行为。关于建立此类大的滞后行为的机理,本发明人认为如下。Tm和Tc之间的大的差值通常表示慢的结晶速度。假设,通过使用结晶速度慢的热熔融粘接剂,粘接剂的结晶慢下来,并且结果由于与结晶相关而发热由此维持熔融状态,由此使得可以确保直到渗透的时间间隔。
根据本发明人研究的结果,当Tm-Tc为20.0℃以上时,由于大的滞后行为,因此可以显示出令人满意的粘接强度。另一方面,通过使Tm-Tc为70.0℃以下而使得可以在短时间内接合。Tm-Tc更优选为24.0℃至50.0℃并且Tm-Tc甚至更优选为28.0℃至40.0℃。产生Tm的峰优选为指定第一结晶性材料的峰。产生Tc的峰也优选为指定第一结晶性材料的峰。
对控制Tm-Tc的手段没有特别限制,但是可以示例为将热塑性树脂和结晶性材料引入热熔融粘接剂中并且提高它们的相容性。“结晶性材料”表示通过差示扫描量热法的纯材料的测量中,测量到明显的放热峰或吸热峰(优选放热峰和吸热峰)的材料。此时的测量条件如下:以10℃/分钟从20℃加热至200℃,然后以10℃/分钟从200℃冷却至20℃,并且然后以10℃/分钟从20℃加热至200℃。结晶性材料定义为在这些步骤中的任意者中测量到基于结晶的放热峰或与熔融相关的吸热峰(优选二者)的材料。
具体手段可以首先示例为材料选择,其中对于作为热熔融粘接剂中的主要材料的热塑性树脂和第一结晶性材料,选择高度相容的材料的组合。材料组合优选相当于热塑性树脂和第一结晶性材料的由下式(1)给出的相容度A为50%至100%。
相容度A(%)=100-(100×ΔH(A))/(ΔH(C)×C/100) (1)
ΔH(A)表示根据差示扫描量热测量的、88.1质量%的热塑性树脂和11.9质量%的第一结晶性材料的混合树脂A的放热峰的放热值(J/g)。ΔH(C)表示根据差示扫描量热测量的、第一结晶性材料的放热峰的放热值(J/g)。C表示混合树脂A中第一结晶性材料的质量比(%)并且C为11.9。相容度A更优选为80%至100%,并且还更优选为90%至100%。
优选采用在粘接剂的生产期间使用以下(工序a)和(工序b)的条件对热熔融粘接剂热处理的步骤作为进一步提高热塑性树脂和第一结晶性材料之间的相容性的手段。另外,相容性还可以通过在以下(工序b)之前进行以下(工序a)来提高。当通过后述悬浮聚合法生产热熔融粘接剂时,优选在聚合步骤之后对浆料进行工序a和b。
(工序a):在热塑性树脂和第一结晶性材料的存在下,在高于通过差示扫描量热法对纯的第一结晶性材料测量的熔点的温度下,进行热熔融粘接剂的热处理30分钟以上(优选45分钟至90分钟)的工序。
(工序b):在工序a之后进行的、将热熔融粘接剂快速冷却至比通过差示扫描量热法对纯的第一结晶性材料测量的熔点低10℃以上的温度的工序。
在(工序a)中,通过在高于第一结晶性材料的熔点的温度下进行热处理首先使结晶性材料充分熔融并且使得与热塑性树脂相容。使用Tm1为第一结晶性材料的熔点,该温度优选高于Tm1且为(Tm1+50℃)以下,并且更优选为(Tm1+10℃)至(Tm1+40℃)。当结晶性材料具有高熔点并且升温成问题时,也可以通过延长时间来提高相容性。
在(工序b)中,认为快速冷却至比第一结晶性材料的熔点低10℃以上的温度使得在如急速冷冻等现有的相容性条件下可以凝固,并且可以提高相容性。可以依照选择的材料来自由建立快速冷却期间的温度梯度,但冷却速度优选为1℃/秒以上,并且更优选为3℃/秒以上。对上限没有特别限制,但优选为10℃/秒以下并且更优选为6℃/秒以下。
热熔融粘接剂的四氢呋喃-可溶物的通过凝胶渗透色谱测量的重均分子量Mw必须为100,000至400,000。Mw为100,000以上使得可以获得高粘接强度,因为在粘接剂凝固之后然后获得令人满意的锚固效果。Mw为400,000以下使得可以获得高粘接强度,因为熔融时的粘度低,并且便于渗透入被粘物中。Mw更优选为150,000至350,000,并且还更优选为180,000至300,000。
热熔融粘接剂的数均分子量Mn优选为5,000至50,000,并且更优选10,000至40,000。峰分子量Mp优选为10,000至100,000,并且更优选为15,000至50,000。分子量可以通过构成热熔融粘接剂的原料的分子量来控制。当热熔融粘接剂通过例如,聚合反应来合成时,分子量可以通过调节例如,聚合引发剂的量、和反应温度等聚合条件来控制。
热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg优选为40℃至90℃,并且更优选50℃至65℃。玻璃化转变温度可以通过构成热熔融粘接剂的原料之间的比例来控制。
热熔融粘接剂中热塑性树脂的含量优选为60.0质量%至99.9质量%,更优选70.0质量%至95.0质量%,并且还更优选75.0质量%至92.0质量%。
第一结晶性材料相对于热塑性树脂的质量基准的比例(第一结晶性材料/热塑性树脂)优选为0.05至0.50,更优选0.10至0.40,并且还更优选0.10至0.30。
热熔融粘接剂中,通过使用四氢呋喃(THF)对热熔融粘接剂索式提取16小时而未提取出的四氢呋喃-不溶物的含量优选为20质量%至60质量%。THF-不溶物的含量表示热熔融粘接剂的热塑性树脂中交联聚合物的量。通过例如,可固化粘接剂将交联反应用于强粘接,并且当THF-不溶物含量为20%以上时可以显示出高粘接强度。THF-不溶物的含量为60质量%以下使得可以获得高粘接强度,因为熔融时的粘度低,并且便于渗透入被粘物中。THF-不溶物的含量更优选为30质量%至40质量%。THF-不溶物的含量可以通过调节例如,交联剂的添加量来控制。
热熔融粘接剂优选进一步包含第二结晶性材料。该第二结晶性材料和热塑性树脂的由下式(2)给出的相容度B优选为10%至50%。
相容度B(%)=100-(100×ΔH(B))/(ΔH(C2)×D/100) (2)
ΔH(B)表示根据差示扫描量热测量的、98.1质量%的热塑性树脂和1.9质量%的第二结晶性材料的混合树脂B的放热峰的放热值(J/g)。ΔH(C2)表示根据差示扫描量热测量的、第二结晶性材料的放热峰的放热值(J/g)。D表示混合树脂B中第二结晶性材料的质量比(%)并且D为1.9。相容度B更优选为20%至45%并且还更优选为30%至40%。
与热塑性树脂的相容度低的第二结晶性材料的共引入提供当加热热熔融粘接剂时的快速熔融,并且能够呈现更高的粘接强度。假设这是由于第二结晶性材料形成晶核并且第一结晶性材料变得微细地分散在整体树脂中,并且然后当加热粘接剂时整体树脂会快速熔融。
热熔融粘接剂中第二结晶性材料的含量可以依照所选择的热塑性树脂和第一结晶性材料来自由建立,但优选为优选为0.5质量%至5.0质量%,并且更优选为1.0质量%至3.0质量%。
热熔融粘接剂的Tc优选为20℃至60℃,并且Tm优选为50℃至110℃。通过使Tc为20℃以上使得可以在更短的时间内接合,而使Tc为60℃以下使得不需要在进行接合时使用过量的能量来将热熔融粘接剂熔融。另外,所得的接合物更好的耐热性可以通过使Tm为50℃以上来获得,而使Tm为110℃以下使得不需要在进行接合时使用过量的能量来将热熔融粘接剂熔融。
Tc可以通过所选择的热塑性树脂的种类和第一结晶性材料的种类并且通过提高它们的相容性来控制。提高相容性的具体方式如下所述。Tm可以例如,使用所选择的第一结晶性材料的种类并且通过在前述的(工序b)之后提供结晶性材料的结晶步骤来控制。Tc更优选为30℃至50℃,并且还更优选35℃至45℃。Tm更优选为55℃至90℃,并且还更优选为60℃至80℃。
用基于恒定载荷挤出原理下操作的毛细管式流变仪测量的在100℃下热熔融粘接剂的粘度优选为20,000Pa·s至100,000Pa·s。因为100℃下的粘度在上述范围内,则粘接剂可以具有适合的熔融粘度,并且可以显示出较高的粘接强度。100℃下的粘度更优选为30,000Pa·s至80,000Pa·s,并且还更优选40,000Pa·s至70,000Pa·s。100℃下的粘度可以通过例如,玻璃化转变温度、THF-不溶物的量、和热熔融粘接剂的分子量来控制。
对热熔融粘接剂中所包含的热塑性树脂没有特别限制。
具体实例包括例如聚酯树脂、乙烯基树脂、丙烯酸系树脂、苯乙烯-丙烯酸系树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、和乙烯-丙烯酸共聚物树脂等已知的热塑性树脂。热熔融粘接剂可以包括多种这些树脂。
热塑性树脂优选为非晶性树脂。优选地,热熔融粘接剂中所包含的热塑性树脂包括选自由聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸系树脂组成的组中的至少一种,并且更优选包括苯乙烯-丙烯酸系树脂。热塑性树脂中苯乙烯-丙烯酸系树脂的含量优选为50质量%至100质量%,更优选80质量%至97质量%,并且还更优选90质量%至95质量%。
已知的聚酯树脂可以用作聚酯树脂。
具体实例包括二元酸及其衍生物(羧酸酰卤化物、酯、和酸酐)和二元醇的缩合聚合物。如果需要,可以使用三元以上多元酸及其衍生物(羧酸酰卤化物、酯、和酸酐)、一元酸、三元以上醇、和一元醇。
二元酸的实例包括例如马来酸、富马酸、衣康酸、草酸、丙二酸、丁二酸、十二烷基丁二酸、十二碳烯基丁二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、和癸烷-1,10-二羧酸等脂肪族二元酸;和例如邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、四溴邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、氯菌酸、纳迪克酸(himic acid)、间苯二甲酸、对苯二甲酸、和2,6-萘二羧酸等芳香族二元酸;等。
二元酸衍生物的实例包括上述脂肪族二元酸和芳香族二元酸的羧酸酰卤化物、酯和酸酐。
同时,二元醇的实例包括例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二丙二醇、三甘醇、和新戊二醇等无环脂肪族二醇类;例如双酚A、和双酚F等双酚类;例如双酚A的环氧乙烷加成物、和双酚A环氧丙烷加成物等双酚A的环氧烷加成物;和例如苯二甲基二甘醇等亚芳烷基二醇类;等。
三元以上多元酸及其酸酐的实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、苯均四酸、和苯均四酸酐等。热塑性树脂中聚酯树脂的含量优选为1质量%至10质量%,更优选2质量%至5质量%。
苯乙烯-丙烯酸系树脂为苯乙烯系单体和选自由例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等不饱和羧酸酯组成的组中的至少一种的共聚物。苯乙烯系单体优选包括苯乙烯。由苯乙烯的聚合提供的单体单元在该共聚物中的比例优选为50质量%至90质量%,更优选60质量%至85质量%,并且还更优选70质量%至80质量%。由选自由不饱和羧酸酯组成的组中的至少一种的聚合提供的单体单元在该共聚物中的比例优选为10质量%至50质量%,更优选15质量%至40质量%,并且还更优选20质量%至30质量%。
能够形成苯乙烯-丙烯酸系树脂的聚合性单体的实例包括例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、和二乙烯基苯等苯乙烯系单体;例如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、和甲基丙烯酸2-乙基己酯等不饱和羧酸酯;例如丙烯酸和甲基丙烯酸等不饱和羧酸;例如马来酸等不饱和二羧酸;例如马来酸酐等不饱和二羧酸酐;例如丙烯腈等腈乙烯基单体;例如氯乙烯等含卤素乙烯基单体;和例如硝基苯乙烯等硝基乙烯基单体;等。这些可以单独使用或者以两种以上的组合使用。
不饱和羧酸酯优选为具有碳原子数为1至8(更优选2至6)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。苯乙烯-丙烯酸系树脂优选为包括苯乙烯和具有碳原子数为1至8(更优选2至6)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体的共聚物。苯乙烯-丙烯酸系树脂优选为交联剂、苯乙烯、和具有碳原子数为1至8(更优选2至6)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物。
当生产热塑性树脂时优选添加交联剂。即,热塑性树脂优选具有由交联剂提供的交联结构。热塑性树脂中源自交联剂的结构(交联结构)的量优选为0.01质量%至1.0质量%并且更优选为0.1质量%至0.5质量%。
交联剂的实例包括二乙烯基苯,双(4-丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷,乙二醇二丙烯酸酯,1,3-丁二醇二丙烯酸酯,1,4-丁二醇二丙烯酸酯,1,5-戊二醇二丙烯酸酯,1,6-己二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,四甘醇二丙烯酸酯,聚乙二醇#200、#400和#600的丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,聚丙二醇二丙烯酸酯,聚酯二丙烯酸酯(MANDA,Nippon Kayaku),和以上丙烯酸酯改变为甲基丙烯酸酯。
多官能可交联单体的实例包括季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基-聚乙氧基苯基)丙烷、二丙烯酰基邻苯二甲酸酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯和氯菌酸二芳酯。
对热熔融粘接剂中引入的第一结晶性材料没有特别限制,并且可以使用已知的材料,例如,选自酯蜡和例如硬脂酸锌和硬脂酸铝等脂肪酸金属盐中的至少一种。第一结晶性材料优选包含酯蜡,并且更优选为酯蜡。酯蜡具有极性酯基部位和疏水性烃部位,并且由此可以对宽范围的被粘物显示效果。最显著地,在每个分子中具有一个酯键的单酯化合物和在每个分子中具有两个酯键的二酯化合物,以及例如,在每个分子中具有三个酯键的三元酯化合物、在每个分子中具有四个酯键的四元酯化合物、和在每个分子中具有六个酯键的六元酯化合物等多元酯化合物可以用作酯蜡。
前述之中,第一结晶性材料优选包含选自由单酯化合物和二酯化合物组成的组中的至少一种化合物。单酯化合物可以具体示例为例如,巴西棕榈蜡和褐煤酸酯蜡等主组分为脂肪酸酯的蜡类;例如,脱酸巴西棕榈蜡等来自脂肪酸酯的酸组分的部分或完全脱酸的产物;例如,通过植物油脂的氢化而获得的产物;含羟基的甲基酯化合物;和例如硬脂酸硬脂酯和山萮酸山萮酯等饱和脂肪酸单酯。
二酯化合物可以具体示例为癸二酸二山萮酯、二山萮酸壬二醇酯、四邻苯二甲酸山萮酯、和四邻苯二甲酸硬脂酯。第一结晶性材料可以包含除了上述化合物以外其它已知的蜡。
单酯化合物和二酯化合物倾向于比烃蜡和三元以上酯化合物具有更高的结晶度和更大的吸热量。结果,当热熔融粘接剂在接合步骤期间熔化时,蜡的熔融行为容易匹配并且容易获得由于上述性质的效果。
第一结晶性材料优选包含选自由由下式(3)给出的酯蜡和由下式(4)给出的酯蜡组成的组中的至少一种。
式中,l表示2至12(优选2至4)的正整数,并且n和m各自独立地表示12至20优选14至20)的正整数。p表示2至10(优选2至4)的正整数,并且q和r各自独立地表示11至21(优选14至20)的正整数。由式(3)和(4)给出的酯蜡由于酯基的位置接近而与被粘物中的极性基团强烈相互作用。结果,可以对宽范围种类的被粘物显现效果。
酯蜡更优选为由下式(5)给出的化合物。第一结晶性材料更优选包含由下式(5)给出的酯蜡.
式中的n和m各自独立地表示14至20的正整数。酯蜡的含量相对于100质量份热塑性树脂优选为0.3质量份至30.0质量份,更优选3.0质量份至25.0质量份,并且还更优选5.0质量份至20.0质量份。
第二结晶性材料优选包含烃蜡,例如,石蜡、微晶蜡、和费-托蜡等。烃蜡比上述酯蜡更快速地结晶,并且可以有效地用作酯蜡的结晶成核剂。
对热熔融粘接剂的使用形式没有特别限制,但以粉末形式的使用便于在接合表面处均匀负载,并且由此是优选的。特别地,热熔融粘接剂的重均粒径(D4)优选为0.1μm至100.0μm。其更优选为1.0μm至30.0μm,并且还更优选为3.0μm至15.0μm。
对热熔融粘接剂的生产方法没有特别限制,但优选应用已知的调色剂生产方法以便获得上述粒径范围内的粉末。调色剂生产方法可以示例为粉碎法、悬浮聚合法、乳化聚集法、和溶解悬浮法。
前述当中,从贮存性与热熔融粘接剂的强粘接性共存的观点,悬浮聚合法是优选的。当为了改善热熔融粘接剂的粘接性而通过降低Tg和降低分子量来执行降低热塑性树脂的粘度时,本发明人发现通过使用悬浮聚合法显著改善高温高湿环境下的贮存性。热熔融粘接剂优选为通过悬浮聚合法生产的热熔融粘接剂。
在通过悬浮聚合法生产的热熔融粘接剂中的热塑性树脂的情况下,树脂的伸长与颗粒形成同时发生。本发明人认为此时的分子缠结是有影响的。特别地,当使用交联剂时,呈现显著的贮存性改善的效果。
在悬浮聚合法中,首先通过将第一结晶性材料和任选的第二结晶性材料,另外的热塑性树脂、蜡、交联剂、电荷控制剂、和其它添加剂均匀地分散在可以形成热塑性树脂的聚合性单体中来获得聚合性单体组合物。随后将所得的聚合性单体组合物分散在包含分散稳定剂的连续相(例如,水相)中,以形成聚合性单体组合物的颗粒(造粒),并且通过聚合性单体进行聚合反应,以得到热熔融粘接剂。
热熔融粘接剂可以任选地包含着色剂。关于有机颜料,从提供热熔融粘接剂的更好结晶性的观点,优选在所需范围内以少量使用有机颜料。热熔融粘接剂优选基本上不包含有机颜料。“基本上不包含”是指可以以热熔融粘接剂的生产期间不可避免地微少混合的痕量包含有机颜料。有机颜料的含量优选为0.0质量%至1.0质量%,并且更优选0.0质量%至0.1质量%。
热熔融粘接剂可以根据需要包含例如电荷控制剂、电荷控制树脂和颜料分散剂等已知的材料。当情况可能需要时,热熔融粘接剂可以与外部添加剂等混合,以附着至热熔融粘接剂的表面。外部添加剂的实例包括选自二氧化硅细颗粒、氧化铝细颗粒和二氧化钛细颗粒的无机细颗粒,和上述的复合氧化物。复合氧化物的实例包括二氧化硅氧化铝细颗粒和钛酸锶细颗粒。热熔融粘接剂中外部添加剂的含量优选为0.01质量%至10.0质量%,更优选0.1质量%至4.0质量%。
当以粉末形式使用热熔融粘接剂时,其也可以以含调色剂和粉末粘接剂的电子照相显影剂套装的形式来使用,所述显影剂套装通过利用电子照相系统使静电潜像在记录材料上显影,形成调色剂图像和使用热熔融粉末粘接剂(以下也称为“粉末粘接剂”)的接合区域。电子照相系统的使用能够精细和精确地控制粘接剂涂布区域,并且由此是优选的。将描述使用该含调色剂和粉末粘接剂的电子照相显影剂套装和电子照相系统制造纸袋的方法的实例。
首先在纸上形成基于调色剂的区域和基于粉末粘接剂的接合区域,并且使用电子照相系统显影(显影步骤)。随后加热,以将图像区域和接合区域定影在纸上(定影步骤),并且通过使纸叠置以夹持接合区域,通过加热并且通过将接合区域熔融而接合来制造纸袋(接合步骤)。当这样做时,纸叠置步骤可以是折叠纸或将不同纸张叠置。
以下具体描述可以适当地使用包含调色剂和粉末粘接剂的电子照相显影剂套装的图像形成设备和用于进行纸的接合处理的处理装置的实例。
(整体设备构造)
首先,将参照图1、图2、和图5描述图像形成设备的整体构造。图1为示出包括图像形成设备主体(以下,称为设备主体10)和连接至设备主体10的后处理单元30的图像形成设备1的截面构造的示意图。图像形成设备1为由设置有电子照相打印机构的设备主体10,和作为片材处理装置的后处理单元30构成的电子照相图像形成设备(电子照相系统)。
图5为示出图像形成设备1的外观的立体图。后处理单元30安装在设备主体10的上部。图像形成设备1在底部具有片材盒8,在右侧具有可开/关的托盘20,并且在顶侧具有第一排出托盘13。首先,将描述设备主体10的内部构造。如图1所示,设备主体10设置有作为用于收纳为记录介质的片材P的片材收纳部的片材盒8,作为图像形成手段的图像形成单元1e,作为定影手段的第一定影单元6,和收纳这些单元的壳体19。设备主体10具有通过图像形成单元1e在从片材盒8供给的片材P上形成调色剂图像并且通过第一定影单元6产生进行定影处理的打印物的打印功能。
片材盒8可抽出地插入设备主体10底部的壳体19中,并且收纳大量的片材P。收纳在片材盒8中的片材P通过例如供给辊等供给构件从片材盒8供给,并且在由一对分离辊一张一张分离的状态下通过输送辊8a来输送。也可以一张一张地供给设置在打开的托盘20上的片材(图5)。
图像形成单元1e为串联型电子照相单元,其设置有四个处理盒7n、7y、7m、和7c,扫描单元2,和转印单元3。术语处理盒表示其中图像形成处理中涉及的多个部件一体化且可更换地构成为单元的单元。设备主体10设置有由壳体19支持的盒支持部9,并且处理盒7n、7y、7m、和7c可拆卸地安装在设置于盒支持部9中的安装部9n、9y、9m、和9c上。盒支持部9可以为可从壳体19拉出的托盘构件。
除了四个粉末收纳部104n、104y、104m、和104c中收纳的粉末种类以外,处理盒7n、7y、7m、和7c具有基本相同的构造。即,各处理盒7n、7y、7m、和7c包括作为图像承载构件的感光鼓101,作为充电装置的充电辊102,收纳粉末的粉末收纳部104n、104y、104m、和104c,和使用粉末进行显影的显影辊105。
四个粉末收纳部中,图中右侧的三个粉末收纳部104y、104m、和104c分别收纳黄色、品红色和青色打印调色剂Ty、Tm、和Tc作为用于在片材P上形成可见图像的调色剂(第一粉末)。同时,作为用于在打印后进行接合处理的粉末(第二粉末)的粉末粘接剂Tn收纳在图中最左侧的粉末收纳部104n中。
粉末收纳部104y、104m、和104c均为收纳打印调色剂的第一收纳部的实例,并且粉末收纳部104n为收纳粉末粘接剂的第二收纳部的实例。此外,处理盒7y、7m、和7c均为使用打印调色剂形成调色剂图像的第一处理单元的实例,并且处理盒7n为以预定涂布图案形成粉末粘接剂的图像的第二处理单元的实例。
当打印例如文本等黑色图像时,以重叠黄色(Ty)、品红色(Tm)、和青色(Tc)调色剂的处理黑色来表现图像。然而,例如,可以将使用黑色打印调色剂的第五处理盒添加至图像形成单元1e中,使得黑色图像可以通过黑色打印调色剂来表现。对此类选项没有限制,并且打印调色剂的种类和数量可以根据图像形成设备1的用途来改变。
扫描单元2布置在处理盒7n、7y、7m、和7c下方和片材盒8的上方。扫描单元2为用于用激光G照射各处理盒7n、7y、7m、和7c的感光鼓101并且写入静电潜像的曝光手段。
转印单元3包括作为中间转印体(二次图像承载构件)的转印带3a。转印带3a为卷绕二次转印内辊3b和张紧辊3c的带构件,并且在外周面上面向各处理盒7n、7y、7m、和7c的感光鼓101。
在转印带3a的内周侧上,在与各感光鼓101相对应的位置处布置有一次转印辊4。此外,作为转印手段的二次转印辊5布置在与二次转印内辊3b相对的位置处。二次转印辊5和转印带3a之间的转印辊隙5n为将调色剂图像从转印带3a转印至片材P的转印部(二次转印部)。
第一定影单元6布置在二次转印辊5上方。第一定影单元6为具有作为加热构件的加热辊6a和作为加压构件的加压辊6b的加热定影型定影单元。加热辊6a通过例如卤素灯、陶瓷加热器等发热元件或感应加热式的加热机构来加热。加压辊6b通过例如弹簧等施力构件压向加热辊6a,并且产生对通过加热辊6a和加压辊6b的辊隙部(定影辊隙6n)的片材P加压的加压力。
壳体19设置有作为用于将片材P从设备主体10排出的开口的排出口12(第一排出口),并且排出单元34布置在排出口12中。作为排出手段的排出单元34使用具有第一排出辊34a、中间辊34b、和第二排出辊34c的所谓三重辊。
此外,作为用于切换片材P的输送路径的翼形引导件的切换引导件33设置在第一定影单元6和排出单元34之间。切换引导件33绕轴部33a旋转,使得前端33b沿图中箭头c的方向往复运动。
设备主体10设置有用于进行双面打印的机构。马达(未示出)连接至排出单元34并且构成为使得中间辊34b的旋转方向可以是正向和反向。此外,双面输送路径1r设置为以环状连接至主输送路径1m的输送路径。将在通过主输送路径1m的同时在第一表面上形成图像的片材P用顺时针旋转的切换引导件33通过具有第一排出辊34a和中间辊34b来夹持并且输送。
在片材P的行进方向上的后端通过切换引导件33之后,切换引导件33逆时针旋转,中间辊34b反转,并且将片材P反向输送至双面输送路径1r。然后,在片材P正面和背面反转地再次通过主输送路径1m的同时,在片材P的第二表面上形成图像。
双面打印之后的片材P用逆时针旋转的切换引导件33通过中间辊34b和第二排出辊34c来夹持并且输送,并且从设备主体10排出。此外,在设备主体10中通过输送辊8a、转印辊隙5n、和定影辊隙6n的输送路径构成主输送路径1m,其中在片材P上形成图像。当在图像形成时从主扫描方向(与沿着主输送路径1m输送的片材的输送方向垂直的片材的宽度方向)观察时,主输送路径1m从底部至顶部延伸通过相对于图像形成单元1e的水平方向上的一侧。
换言之,设备主体10为所谓的竖直输送型(竖直路径型)打印机,其中主输送路径1m在基本上竖直的方向上延伸。当在竖直方向上观察时,第一排出托盘13、中间路径15、和片材盒8彼此重叠。因此,当排出单元34沿横向排出片材P时片材的移动方向与当从片材盒8在横向上供给片材P时片材的移动方向相反。
此外,从图1的视点(在图像形成时在主扫描方向上观察),优选排除第二排出托盘35的后处理单元30的主体部的横向占有范围适合于设备主体10的占有范围。通过以该方式使后处理单元30适合设备主体10上方的空间,可以以与通常的竖直路径打印机大约相同的安装空间来安装具有粘接剂打印功能的图像形成设备1。
(接合单元)
如图2中所示,后处理单元30安装至设备主体10的上部。在后处理单元30中,作为折叠手段的折叠装置31和作为粘接剂接合手段的第二定影单元32(第二定影手段)容纳在壳体(第二壳体)39中并且一体化。
此外,后处理单元30设置有用于可旋转地保持托盘切换引导件13a的第一排出托盘13、中间路径15、和第二排出托盘35。第一排出托盘13设置在后处理单元30的上表面上,并且位于整个图像形成设备1的上面(图1)。以下将描述后处理单元30中所包括的各部分的功能。
后处理单元30具有用于将壳体39相对于设备主体10的壳体19(第一壳体)定位的定位部(例如,与壳体19的凹部卡合的凸形状)。此外,后处理单元30设置有从设备主体10分离的驱动源和控制单元,并且后处理单元30的连接器36和设备主体10的连接器37结合在一起,以将后处理单元电连接至设备主体10。结果,后处理单元30通过使用由设备主体10供给的电力基于来自设置在设备主体10中设置的控制单元的指令而处于操作状态。
(处理盒)
如上所述,除了四个粉末收纳部104n、104y、104m、和104c中收纳的粉末种类以外,处理盒7n、7y、7m、和7c具有基本相同的构造。此处,处理盒7n将描述为代表盒。图7为处理盒7n的示意性截面图。处理盒7n包括:包括感光鼓101等的感光构件单元CC,和包括显影辊105等的显影单元DT。
感光鼓101经由轴承(未示出)可旋转地安装至感光构件单元CC。此外,感光鼓101通过接收作为驱动手段(驱动源)(未示出)的驱动马达的驱动力根据图像形成操作在图中的顺时针方向(箭头w)上旋转驱动。此外,在感光构件单元CC中,用于使感光鼓101带电的充电辊102和清洁构件103布置在感光鼓101周围。
显影单元DT设置有作为显影剂承载构件的显影辊105,其与感光鼓101接触,并且在图中的逆时针方向(箭头d)旋转。显影辊105和感光鼓101旋转,使得它们的表面在面向部(接触部)在相同的方向上移动。
此外,作为在图中顺时针方向(箭头e)旋转的显影剂供给构件的显影剂供给辊106(以下,简称为"供给辊")布置在显影单元DT中。供给辊106核显影辊105旋转,使得它们的表面在面向部(接触部)在相同的方向上移动。
供给辊106用作将粉末粘接剂(在处理盒7y、7m、和7c的情况下为打印调色剂)供给在显影辊105上并且将残留在显影辊105上的粉末粘接剂(在处理盒7y、7m、和7c的情况下为打印调色剂)从显影辊105剥离。
此外,作为调节通过供给辊106供给在显影辊105上的粉末粘接剂(在处理盒7y、7m、和7c的情况下为打印调色剂)的层厚度的显影剂调节构件的显影刮板107布置在显影单元DT中。
粉末粘接剂(在处理盒7y、7m、和7c的情况下为打印调色剂)作为粉末贮存在粉末收纳部104n中。此外,可旋转支持的输送构件108设置在粉末收纳部104n中。搅拌构件108在图中的顺时针方向(箭头f)上旋转,以搅拌贮存在粉末收纳部104n中的粉末,并且将粉末输送至设置有显影辊105或供给辊106的显影室109。
此处,感光构件单元CC和显影单元DT也可以构成为分离感光单元盒和显影单元盒,以使其能够可拆卸地安装在图像形成设备主体上。此外,该单元也可以构成为仅具有粉末收纳部104和输送构件108并且从设备主体可拆卸的粉末盒。
(图像形成操作)
接下来,将参照图1至图7描述通过图像形成设备1进行的图像形成操作。图3A和图3B为示出图像形成设备1中片材输送路径的图。图4A至图4F为用于说明折叠过程的详情的图。图6A和图6B为示出通过图像形成设备1输出的交付物的图.
当将待打印的图像数据和打印执行指令输入至图像形成设备1时,图像形成设备1的控制单元开始用于输送片材P以形成图像,和根据需要的用于用后处理单元30进行后处理的一系列操作(图像形成操作)。在图像形成操作中,首先,如图1中所示,片材P从片材盒8一张一张地供给,并且经由输送辊8a朝向转印辊隙5n输送。
处理盒7n、7y、7m、和7c与片材P的供给平行地依次驱动,并且感光鼓101在图的顺时针方向(箭头w)上旋转驱动。此时,感光鼓101通过充电辊102在表面上均匀地带电。此外,扫描单元2用基于图像数据调节的激光束G照射各处理盒7n、7y、7m、和7c的感光鼓101,以在感光鼓101的表面上形成静电潜像。接下来,通过各处理盒7n、7y、7m、和7c的显影辊105上承载的粉末将感光鼓101上的静电潜像显影为粉末图像。
通过显影而在感光鼓101上经由粉末粘接剂Tn形成的粉末粘接剂层与用于在片材P上记录例如图和文本等图像的打印调色剂的调色剂图像(正常的调色剂图像)的不同在于,粉末粘接剂层不是为了传递视觉信息。然而,在以下描述中,为了将粉末粘接剂Tn以预定的涂布图案涂布至片材P上,通过电子照相处理以对应于涂布图案的形状形成的粉末粘接剂Tn的层也作为"调色剂图像"。
转印带3a在图中的逆时针方向(箭头v)上旋转。将在处理盒7n、7y、7m、和7c中形成的调色剂图像通过感光鼓101和一次转印辊4之间形成的电场从感光鼓101一次转印至转印带3a。通过二次转印辊5和二次转印内辊3b之间形成的电场将承载在转印带3a上并且到达转印辊隙5n的调色剂图像二次转印至沿主输送路径1m输送的片材P。
其后,将片材P输送至第一定影单元6以经历热定影处理。即,当片材P通过定影辊隙6n时,将片材P上的调色剂图像加热和加压,使得打印调色剂Ty、Tm、和Tc以及粉末粘接剂Tn熔融并且然后固定,以便获得定影至片材P的图像。无论进行单面打印或双面打印,如图3A和图3B中所示,从设备主体10排出的片材P夹持在中间辊34b和第二排出辊34c之间,并且通过托盘切换引导件13a输送至第一路径R1或第二路径R2。
在图3A中所示的第一路径R1中,已经过第一定影单元6的片材P以不使用后处理单元30的常规打印模式通过排出单元34排出至第一排出托盘13。在图3B中所示的第二路径R2中,已经过第一定影单元6的片材P通过排出单元34、折叠装置31、和第二定影单元32以粘接剂打印模式排出至第二排出托盘35。
中间路径15设置在第二路径R2中的第一定影单元6和折叠装置31之间。中间路径15为经过图像形成设备1的上表面部(顶表面部)并且在第一排出托盘13下方基本上平行于第一排出托盘13延伸的片材输送路径。中间路径15和第一排出托盘13朝向水平方向的折叠装置31沿竖直方向向上倾斜。因此,折叠装置31的入口(以下描述为引导辊对(31c和31d))位于设备主体10的出口(中间辊34b和第二排出辊34c的辊隙)的竖直上方。
折叠装置31具有四个辊:第一引导辊31c、第二引导辊31d、第一折叠辊31a、和第二折叠辊31b,以及引入部31e。第一引导辊31c和第二引导辊31d为夹持和输送从折叠装置31的上游侧的输送路径(本实施方案中的中间路径15)接收的片材P的一对引导辊。第一折叠辊31a和第二折叠辊31b为使片材弯曲的同时供给片材P的一对折叠辊。
沿第二路径R2的片材输送方向上从第二排出辊34c到第一引导辊31c的间隔M(图1)构成为短于片材P在折叠处理之前在输送方向上的总长度L(图4A)。换言之,从第二排出辊34c至第一引导辊31c的间隔M确定可以通过后处理单元30处理的片材在输送方向上长度的下限。通过该构造,将片材P无延迟地从排出单元34递送至引导辊对。
将参照图4A至图4F描述通过折叠装置3进行折叠处理。当执行折叠处理时,第一引导辊31c和第一折叠辊31a在图中顺时针旋转,并且第二引导辊31d和第二折叠辊31b在图中逆时针旋转。
首先,如图4A中所示,将从排出单元34供给的片材P的前端q拉入引导辊对(31c和31d)中。如图4B中所示,片材P的前端q通过引导壁31f向下引导,与第一折叠辊31a接触,在面向彼此的第一折叠辊31a和第二引导辊31d之间拉动,并且与引入部31e的壁31g接触。
随着通过引导辊对(31c和31d)拉入片材P,前端q在与壁31g接触滑动的同时行进至引入部31的后方。最终,如图4C中所示,前端q与引入部31e的端部31h抵接。引入部31e在中间路径15下方形成基本上平行于中间路径15延伸的空间,并且在图4C中所示的阶段,片材P在第二引导辊31d周围卷绕成U形弯曲状态。
在片材P通过引导辊对(31c和31d)从图4C中所示的状态进一步拉入的情况下,如图4D中所示,在中部r中开始发生偏转。最终,如图4E中所示,中部r与第二折叠辊31b接触,由此通过从第二折叠辊31b接收的摩擦力而被拉入折叠辊对(31a和31b)的辊隙部中。然后,如图4F中所示,片材P以将中部r作为折痕的折叠状态通过折叠辊对(31a和31b)在前端处以中部r排出。
此处,将引入部31e的深度N(图4E),即,从折叠辊对(31a和31b)的辊隙部到引入部31e的端部31h的距离设置为片材P的总长度L的一半的长度。结果,折叠装置31可以执行将片材P以一半长度对半折叠的处理(中间折叠)。通过改变引入部31e的深度N,可以任意改变折痕的位置。
上述折叠装置31为折叠手段的实例,并且例如,可以使用通过将叶片压在片材P上并且将其推入辊对的辊隙部中来形成折痕的折叠机构。此外,折叠处理的内容不限于对折,并且例如,可以使用执行Z折叠或三折叠的折叠机构。
由于折叠装置31由旋转辊和固定的引入部31e构成,因此与使用往复叶片的折叠机构相比,可以简化驱动机构。此外,由于折叠装置31除了四个辊以外还可以设置有深度N为片材长度一半的引入部31e,因此可以将后处理单元30小型化。
如图3B中所示,将已经过折叠装置31的片材P输送至第二定影单元32。第二定影单元32具有类似于第一定影单元6的加热定影构造。即,第二定影单元32具有作为加热构件的加热辊32b和作为加压构件的加压辊32a。加热辊32b通过例如卤素灯、陶瓷加热器等发热元件或通过感应加热式的加热机构来加热。
加压辊32a通过例如弹簧等施力构件压向加热辊32a,并且产生对通过加热辊32b和加压辊32a的辊隙部(接合辊隙)的片材P加压的加压力。
由折叠装置31折叠的片材P通过由第二定影单元32进行接合处理(第二加热定影至涂布有粉末粘接剂Tn的图像表面)而在折叠状态下接合。即,当片材P通过接合辊隙时,以再熔化的状态将片材P上的粉末粘接剂Tn加热和加压,使得附着至面向的面(在折叠状态下,面向片材P的其上转印有粉末粘接剂Tn的调色剂图像的图像表面的表面)。然后,当粉末粘接剂Tn冷却和变硬时,使用作为粘接剂的粉末粘接剂Tn将片材P的图像表面和面向的面结合(接合)。
如图3B中所示,将已经通过第二定影单元32经历接合处理的片材P从设置在后处理单元30的壳体39中的排出口32c(第二排出口)排出至图中的左侧。然后将片材贮存在设置于设备主体10的左侧表面的第二排出托盘35(参见图1)中。当片材P沿着第二路径R2输送时,这完成图像形成操作。
折叠片材P的结合位置可以通过片材P上的粉末粘接剂Tn的涂布图案来改变。图6A和图6B示例粉末粘接剂Tn的具有不同涂布图案的交付物(图像形成设备的输出物)。图6A为由接受者打开的交付物(半接合产物)的实例。在图6A中所示的工资单51的情况下,将粉末粘接剂Tn涂布至片材P的一侧的外周部的整个周长51a,并且片材P以折叠状态在中央折痕51b处接合。
图6B示出袋(药袋52)作为用于不预设开口的用途的交付物(完全接合的交付物)的实例。在该情况下,将粉末粘接剂Tn涂布至U形区域52a,使得将包括折叠片材P的折痕52b的三个边结合。尽管在图6B中没有在袋内部形成图像,但可以根据需要形成图像。
此外,图像形成设备1可以以一站式方式输出图6A和图6B中所示的任意交付物,而无需准备预打印的纸。即,可以以预定涂布图案来涂布粉末粘接剂Tn,并且用通过使用打印调色剂在片材P的一侧或两侧上输出与记录图像的操作平行地进行折叠处理和接合处理的交付物。
例如,当输出图6A和图6B的交付物时,用作原纸的片材P的一侧在交付物的外侧上,并且另一侧在交付物的内侧。因此,作为双面打印的第一表面上的图像形成操作,可以用打印调色剂形成用于外表面的图像,并且作为第二表面上的图像形成操作,可以用打印调色剂形成用于内表面的图像,并且粉末粘接剂Tn可以根据预定涂布图案来涂布。
使用打印调色剂通过图像形成设备1记录的图像可以包括使用预打印纸时的格式(不变的部分)和例如个人信息的可变部分。因此,如上所述,可以从不是预打印纸的例如白纸等原纸输出通过接合处理接合的交付物。然而,图像形成设备1也可以用在将预打印纸用作记录介质并且进行可变部分的打印处理和接合处理的用途中。
(接合物(成果物)的生产方法)
接合物的生产方法为其中使用热熔融粘接剂使至少一张纸经由接合区域接合的接合物的生产方法,并且优选具有
使用热熔融粘接剂将接合区域在纸上显影并且通过加热将接合区域定影的接合区域形成步骤,和
接合区域的形成之后,通过将纸叠置以夹持形成的接合区域,通过加热,并且通过将接合区域熔融来将纸接合来获得接合物的接合步骤,
其中定影单元在加热期间的温度Tf(℃)和热熔融粘接剂的熔点Tm(℃)满足70≤Tf-Tm≤200。
另外,接合物可以在纸的至少一侧上具有由电子照相显影剂提供的图像区域,并且接合物的生产方法可以具有形成图像区域和接合区域的步骤,其中在纸的至少一侧上,图像区域通过电子照相显影剂显影,并且接合区域通过热熔融粘接剂显影,并且其中图像区域和接合区域通过施加热来定影。图像区域和接合区域的形成之后,优选以所得的接合区域变得夹持的方式叠置纸,并且如上所述进行加热。
接合物可以为通过将一张纸经由粘接部折叠和接合而获得的形式,或者为通过将两张纸经由粘接部接合而获得的形式。接合物具有例如,小册子、袋状和管状形式等。当纸经由粘接部接合时,其上存在粘接部的表面将存在于接合物的两个表面上,但由粉末粘接剂形成的粘接部可以形成在两个表面的至少之一上。在从单张纸生产接合物的情况下,调色剂的调色剂图像部和粉末粘接剂的粘接部可以形成在纸的至少一个表面上。调色剂图像部可以或可以不形成在纸的另一表面上。
在将两张纸接合在一起以生产接合物的情况下,调色剂图像部和粘接部可以形成在一个纸张上。调色剂图像部或粘接部可以或可以不形成在另一纸张上。可以首先形成调色剂图像部或粘接部的任一者;可选地,调色剂图像部和粘接部二者可以同时形成。可以例如使用上述图像形成设备进行图像部的形成和定影以及粘接部的形成和定影。可以采用已知的电子照相法。
在已经形成调色剂图像部和粘接部之后,在一张纸的情况下,将纸折叠,以夹持粘接部,并且在两张纸的情况下,将这些叠置以夹持粘接部。然后,通过加热使粘接部熔融来将纸接合,并且获得接合物(交付物)。此类接合步骤可以通过使用例如,上述图像形成设备或片材处理装置的上述定影单元来进行。
定影单元在加热期间的温度Tf(℃)和热熔融粘接剂的熔点Tm(℃)优选满足70≤Tf-Tm≤200。通过建立70≤Tf-Tm,热熔融粘接剂可以令人满意地熔融,并且然后可以获得高粘接强度。通过建立Tf-Tm≤200,可以阻碍由定影单元除去热熔融粘接剂的现象(所谓的热污损)的发生,并且由此可以获得高粘接强度。定影单元的温度Tf表示配备有定影单元的加热构件的表面温度。Tf和Tm更优选满足80≤Tf-Tm≤180,并且还更优选满足100≤Tf-Tm≤160。
(接合物)
上述热熔融粘接剂可以用作其中至少一张纸用粘接剂接合的接合物中的粘接剂。该粘接剂是从热熔融粘接剂熔融和变硬的材料。对获得接合物的方式没有特别限制。热熔融粘接剂可以涂布至一张折叠纸上或者叠置的多张纸之间的期望的区域,并且可以施加热和任选地加压。可选地,具有接合区域的纸可以通过施加热和任选地加压通过在纸上期望的区域处负载热熔融粘接剂并且将热熔融粘接剂在纸上定影来获得。接合物还可以通过折叠具有接合区域的纸,或者将具有接合区域的纸与其它纸叠置,并且施加热和任选地加压来获得。
对施加热和任选地加压的方式没有特别限制。可以使用例如,热板或层压机。可以采用电子照相系统中使用的定影处理。当在纸上形成接合区域时,也可以采用电子照相系统中使用的显影处理和定影处理。
当剥离接合物时每1cm2的粘接强度优选为0.5N/cm2至2.5N/cm2,更优选1.0N/cm2至2.5N/cm2,并且特别优选1.3N/cm2至2.5N/cm2。粘接强度的测量可以使用RTG-1225Tensilon Universal Tester(A&D Company,Limited)通过以下(评价用样品的制作)和(粘接强度的评价)中描述的方法来进行。
以下描述各性质的测量方法。
<热塑性树脂和结晶性材料的分子结构的识别,热熔融粘接剂中引入的热塑性树脂含量的测量方法,和热熔融粘接剂中引入的结晶性材料含量的测量方法>
使用热解气相色谱-质谱(以下为热解GC/MS)和NMR,以识别热塑性树脂和结晶性材料的分子结构,测量热熔融粘接剂中引入的热塑性树脂含量,并且测量热熔融粘接剂中引入的蜡含量。在热解GC/MS中,可以确定样品中构成树脂总量的单体,并且确定各单体的峰面积,但对于定量,需要将作为参照的具有已知浓度的样品的峰强度标准化。同时,在NMR中,可以在不使用具有已知浓度的样品的情况下确定和定量构成单体。因此,根据该情况,通过比较NMR和热解GC/MS二者的光谱来确定构成单体。
具体地,当不溶于作为NMR测量时的提取溶剂的氘代氯仿中的树脂组分的量小于5.0质量%时,通过NMR测量进行定量。
同时,当不溶于作为NMR测量时的提取溶剂的氘代氯仿中的树脂组分以5.0质量%以上的量存在时,进行NMR和热解GC/MS测量,并且对氘代氯仿不溶物进行热解GC/MS测量。在该情况下,首先,对氘代氯仿不溶物进行NMR测量,以确定和定量构成单体(定量结果1)。接下来,对氘代氯仿可溶物进行热解GC/MS测量,并且确定归属于各构成单体的峰的峰面积。使用通过NMR测量获得的定量结果1,确定各构成单体的量和热解GC/MS的峰面积之间的关系。
接下来,进行氘代氯仿不溶物的热解GC/MS测量,并且确定归属于各构成单体的峰的峰面积。基于通过测量氘代氯仿可溶物获得的各构成单体的量和热解GC/MS的峰面积之间的关系,将氘代氯仿不溶物中的构成单体定量(定量结果2)。然后,将定量结果1和定量结果2结合,以获得各构成单体的最终定量结果。具体地,进行以下操作。
(1)在8mL玻璃样品瓶中精确称量总计50mg热熔融粘接剂,添加1mL氘代氯仿,关闭盖子,并且通过超声波分散机将组分分散和溶解1h。然后,用孔径为0.4μm的膜过滤器进行过滤,并且收集滤液。此时,氘代氯仿不溶物残存在膜过滤器上。
(2)对滤液进行1H-NMR测量,并且光谱归属于树脂中的各构成单体,以获得定量值。
(3)在需要分析氘代氯仿不溶物的情况下,将其通过热解GC/MS来分析。根据需要,进行例如甲基化等衍生化处理。
(NMR测量条件)
由Bruker Biospin Co.,Ltd.制造的Bruker AVANCE 500。
测量核:1H。
测量频率:500.1MHz。
累积次数:16次。
测量温度:室温。
(热解GC/MS的测量条件)
热解装置:由Nippon Analytical Industry Co.,Ltd.制造的TPS-700
热解温度:400℃至600℃的适当值
GC/MS装置:由Thermo Fisher Scientific Co.,Ltd.制造的ISQ
柱:"HP5-MS"(Agilent/19091S-433),长度30m,内径0.25mm,膜厚度0.25μm。
GC/MS条件。
入口条件:
入口温度:250℃。
分流流量:50mL/分钟。
GC升温条件:40℃(5分钟)→10℃/分钟(300℃)→300℃(20分钟)。
另外,当获得表明热塑性树脂包含多种组分的结果时,将热熔融粘接剂溶解在THF中,并且在减压下从获得的可溶物蒸馏掉溶剂,以得到热熔融粘接剂的THF-可溶物。将从热熔融粘接剂获得的THF-可溶物溶解在氯仿中,以制备浓度为25mg/mL的样品溶液。将3.5mL获得的样品溶液注入下述仪器中,并且使用下述条件如下分级:数均分子量(Mn)小于2,000,2,000以上且小于5,000,5,000以上且小于10,000,10,000以上且小于30,000,和30,000以上的组分。
制备GPC仪器:Model LC-980制备型HPLC,Japan Analytical Industry Co.,Ltd.
制备柱:JAIGEL 3H,JAIGEL 5H(Japan Analytical Industry Co.,Ltd.)
洗脱液:氯仿
流速:3.5mL/分钟
使用聚苯乙烯树脂标准品(例如,商品名“TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500”,TosohCorporation)构建的分子量校准曲线,以确定样品的分子量。
将各组分分级之后,在减压下通过蒸馏除去溶剂,并且将固体通过从丙酮中再结晶来分级,并且在90℃的气氛下在减压下干燥24小时。重复该步骤,直到分别获得约100mg各组分。使用上述识别步骤分析各获得的组分,并且识别各热塑性树脂的结构和确定含量。
<Tc和Tm的测量方法>
使用“Q1000”差示扫描量热仪(TA Instruments)测量Tc和Tm。使用铟和锌的熔点进行仪器检测部分中的温度校准,并且使用铟的溶解热校准热量。具体来说,精确称出1mg热熔融粘接剂,并且将其引入铝盘中;将空铝盘用于参照。以10℃/分钟的升温速度进行从0℃至150℃的加热,并且将150℃维持5分钟。随后以10℃/分钟的降温速度从150℃冷却至0℃。将Tc(℃)指定为该降温过程期间产生的放热峰的最高峰的峰温度。然后,在0℃下维持5分钟之后,以10℃/分钟的升温速度进行从0℃至150℃的加热。将Tm(℃)指定为该过程期间DSC曲线中产生的吸热峰的最高峰的峰温度。
<玻璃化转变温度(Tg)的测量方法>
使用“Q1000”差示扫描量热仪(TA Instruments)测量例如热塑性树脂等树脂的玻璃化转变温度(Tg)。将铟和锌的熔点用于仪器检测部分中的温度校准,并且将铟的溶解热用于热量的校准。具体地,精确称出1mg样品并且引入铝盘中;将空铝盘用于参照。使用调制测量模式,以1℃/分钟的升温速度和±0.6℃/60s的温度调制条件在0℃至100℃的范围内进行测量。因为在升温过程期间获得比热变化,因此玻璃化转变温度(Tg)取为差热曲线与比热变化出现前后基线的中点线的交点。
<Mw、Mp、和Mn分子量的测量方法>
热熔融粘接剂的THF-可溶物的分子量使用凝胶渗透色谱(GPC)如下测量。
首先,将测量样品溶解在四氢呋喃(THF)中。使用孔径为0.2μm的“SamplePretreatment Cartridge”(Tosoh Corporation)耐溶剂膜过滤器将获得的溶液过滤,以获得样品溶液。将样品溶液调节为THF-可溶组分的浓度为0.8质量%。使用该样品溶液在以下条件下进行测量。
仪器:“HLC-8220GPC”高性能GPC仪器[Tosoh Corporation]
柱:2×LF-604[Showa Denko Kabushiki Kaisha]
洗脱液:THF
流速:0.6mL/分钟
烘箱温度:40℃
样品注入量:0.020mL
使用聚苯乙烯树脂标准品(例如,商品名“TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500”,TosohCorporation)构建的分子量校准曲线,以确定样品的分子量。用附属的分析软件从获得的分子量分布计算Mw、Mp和Mn。
<热塑性树脂和结晶性材料的相容度的测量方法>
使用通过差示扫描量热法(DSC)的测量,以测量相容度A和相容度B。将通过将热塑性树脂和结晶性材料混合而提供的树脂用作样品。
(热塑性树脂的生产)
当通过悬浮聚合法生产热熔融粘接剂时,难以仅分离热塑性树脂。结果,当可以以纯的形式获得该材料时,则可以使用,而当其不能以纯的形式获得时,将其单独生产。具体而言,当通过悬浮聚合法生产热熔融粘接剂时,仅使用构成热熔融粘接剂的单体并且使用相同的聚合温度和以与热熔融粘接剂的生产条件中相同量的相同的聚合引发剂来生产树脂;将该树脂用作热塑性树脂。
(其中混合有热塑性树脂和结晶性材料树脂的混合树脂的生产)
将热塑性树脂和结晶性树脂(第一结晶性材料或第二结晶性材料)以C或D的质量比溶解在2mL甲苯中,根据需要加热以生产均匀的溶液。在旋转蒸发器中将该溶液加热至120℃并且逐渐减压以避免暴沸。混合树脂(混合树脂A或B)为通过减压至50mbar并且干燥2小时而提供的产物。
(相容度的测量)
使用“Q1000”差示扫描量热仪(TA Instruments)根据ASTM D3418-82测量相容度A和相容度B。使用铟和锌的熔点进行仪器检测部分中的温度校准,并且使用铟的溶解热校准热量。具体而言,具体地,精确称出2mg混合树脂并且引入铝盘中;将空铝盘用于参照。在0℃至100℃的温度范围内,以10℃/分钟的升温速度进行加热。在100℃下保持15分钟之后,在100℃和0℃之间以10℃/分钟的降温速度进行冷却。测量该冷却过程期间放热曲线中放热峰的放热值ΔH(J/g)。
相容度A和B使用下式计算。
相容度A(%)=100-(100×ΔH(A))/(ΔH(C)×C/100) (1)
ΔH(A)表示根据差示扫描量热测量的、热塑性树脂的和第一结晶性材料的混合树脂A的放热峰的放热值(J/g)。ΔH(C)表示根据差示扫描量热测量的、第一结晶性材料的放热峰的放热值(J/g)。C表示混合树脂A中第一结晶性材料的质量比(%)。
相容度B(%)=100-(100×ΔH(B))/(ΔH(C2)×D/100) (2)
ΔH(B)表示根据差示扫描量热测量的、热塑性树脂和第二结晶性材料的混合树脂B的放热峰的放热值(J/g)。ΔH(C2)表示根据差示扫描量热测量的、第二结晶性材料的放热峰的放热值(J/g)。D表示混合树脂B中第二结晶性材料的质量比(%)。
<THF-不溶物的测量方法>
进行以下测量以测定热熔融粘接剂的通过使用四氢呋喃(THF)索式提取16小时而未提取的THF-不溶物的含量。称出1.0g热熔融粘接剂(W1,g)并且引入预称量的提取用滤纸筒(商品名:No.86R,尺寸28×100mm,Advantec Toyo Kaisha,Ltd.)中,并且然后将其放置在索式提取器中。使用200mL作为溶剂的四氢呋喃(THF)进行提取16小时。提取以使得溶剂提取循环为约每5分钟一次的回流速度进行。
提取完成之后,取出滤纸筒并且风干,随后在40℃下真空干燥8小时,称量包含提取残余物的滤纸筒的质量,并且减去提取滤纸筒的质量,以求得提取残余物的质量(W2,g)。如下式(6)所示,THF-不溶物可以通过减去除了树脂组分以外的组分的含量(W3,g)来求得。
THF-不溶物(质量%)={(W2-W3)/(W1-W3)}×100 (6)
可以使用已知的分析步骤测量除了树脂组分以外的组分的含量。当分析有问题时,除了树脂组分以外的组分的含量(热熔融粘接剂中的焚烧残灰(W3′,g))可以如下进行估计,并且THF-不溶物可以通过减去该含量来确定。使用以下步骤确定热熔融粘接剂中的焚烧残灰。将大约2g热熔融粘接剂称量(Wa,g)在预称量的30mL磁性坩埚中。将坩埚引入电炉中,并且在大约900℃下加热大约3小时,并且使得在电炉中冷却并且在常温下在干燥器中冷却至少一小时。称量包含焚烧残灰的坩埚的质量,并且通过减去坩埚的质量来计算焚烧残灰(Wb,g)。样品W1,g中焚烧残灰的质量(W3′,g)使用下式(7)来计算。
W3′=W1×(Wb/Wa) (7)
该情况下使用下式(8)确定THF-不溶物。
THF-不溶物(质量%)={(W2-W3′)/(W1-W3′)}×100 (8)
<100℃下的粘度的测量方法>
根据用基于恒定载荷挤出原理操作的毛细管式流变仪的测量的在100℃下热熔融粘接剂的粘度使用以下方法来测量。使用作为基于恒定载荷挤出原理操作的毛细管式流变仪“流动试验器CFT-500D流动特性评价仪器”(Shimadzu Corporation)根据仪器提供的手册进行测量。用该仪器,在通过活塞从测量样品的顶部施加恒定载荷的同时,将填充在圆筒中的测量样品加热和熔融,并且将熔融的测量样品从圆筒底部处的模具挤出;在该过程期间,测量活塞冲程和温度之间的关系。
在50℃至200℃下进行测量,并且将在100℃下测定的表观粘度取为热熔融粘接剂在100℃下的粘度(Pa·s)。100℃下的表观粘度η(Pa·s)如下测定。首先从下式(9)计算流量Q(cm3/s)。式中,A(cm2)为活塞的截面积,并且Δt(s)为活塞参照活塞在100℃时间点的位置从上方0.10mm下降至下方0.10mm(距离为0.20mm)所需的时间。
Q=(0.20×A)/(10×Δt) (9)
使用获得的流量Q用下式(10)计算100℃下的表观粘度η。式中,P(Pa)为活塞载荷,B(mm)为模口的直径,并且L(mm)为模具的长度。
η=(π×B4×P)/(128000×L×Q) (10)
使用的测量样品通过在25℃的环境下使用压片成形机(例如,NT-100H,NPaSystem Co.,Ltd.)以10MPa对1.0g热熔融粘接剂进行压缩成形60秒来制备,以提供直径为大约8mm的圆柱形状。CFT-500D的测量条件如下。
试验模式:升温法
开始温度:50℃
饱和温度:200℃
测量间隔:1.0℃
升温速度:4.0℃/分钟
活塞截面积:1.000cm2
试验载荷(活塞载荷):10.0kgf(0.9807MPa)
预热时间:300秒
模口直径:1.0mm
模具长度:1.0mm
<热熔融粘接剂的重均粒径(D4)的测量方法>
重均粒径(D4)如下进行测定。使用的测量仪器为“Coulter Counter Multisizer3”(注册商标,Beckman Coulter,Inc.),其为基于孔电阻法操作并且配备有100μm口管的精密粒径分布测量仪器。使用附属的专用软件,即,“Beckman Coulter Multisizer 3Version 3.51”(Beckman Coulter,Inc.)设定测量条件和分析测量数据。以有效测量通道数为25,000个通道进行测量。用于测量的电解质水溶液通过将特级氯化钠溶解在去离子水中以提供1.0%的浓度来制备,并且例如,可以使用“ISOTON II”(Beckman Coulter,Inc.)。
在执行测量和分析之前如下配置专用软件。在专用软件的“改变标准操作方法(SOMME)”屏幕中,将控制模式中的总计数设定为50,000个颗粒;测量次数设定为1次;并且Kd值设定为使用“标准颗粒10.0μm”(Beckman Coulter,Inc.)获得的值。通过按下“阈值/噪音水平测量按钮”自动设定阈值和噪音水平。另外,将电流设定为1,600μA;增益设定为2;电解质溶液设定为ISOTON II;并且勾选“测量后口管冲洗”。在专用软件的“设定脉冲至粒径转换”屏幕中,将元件间隔设定为对数粒径;粒径元件设定为256个粒径元件;并且粒径范围设定为2μm至60μm。具体测量步骤如下。
(1)将200.0ml电解质水溶液引入Multisizer 3专用的250mL圆底玻璃烧杯中,并且将其放在样品台上,并且用搅拌棒以每秒24转进行逆时针搅拌。通过专用软件的“口管冲洗”功能初步除去口管中的污物和气泡。
(2)将30.0ml电解质水溶液引入100mL平底玻璃烧杯中。向其中添加0.3ml通过用三倍(质量)去离子水稀释"Contaminon N"(包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、和有机助洗剂的清洁精密测量仪器用中性pH 7洗涤剂的10质量%水性溶液,来自Wako PureChemical Industries,Ltd.)制备的稀释液作为分散剂。
(3)准备“Ultrasonic Dispersion System Tetra 150”(Nikkaki Bios Co.,Ltd.);这是电力输出为120W并且配备有两个配置为使得相位偏移180°的振荡器(振荡频率=50kHz)的超声波分散器。将3.3L去离子水引入超声波分散器的水槽中,并且将2.0mLContaminon N添加至该水槽中。
(4)将(2)中描述的烧杯放置在超声波分散器的烧杯固定孔中,并且启动超声波分散器。以使得烧杯中电解质水溶液的表面共振状态最大的此类方式调节烧杯的竖直位置。
(5)在用超声波照射根据(4)设置的烧杯中的电解质水溶液的同时,将10mg测量样品以少量添加至电解质水溶液中,并且进行分散。超声波分散处理继续另外60秒。在超声波分散期间,将水槽中的水温适当地控制为10℃至40℃。
(6)使用移液管,将(5)中制备的含分散的调色剂颗粒的电解质水溶液滴加在如(1)中所述设置在样品台中的圆底烧瓶中,其中调节以提供5%的测量浓度。然后进行测量,直到测量的颗粒数达到50,000个为止。
(7)通过仪器提供的专用软件分析测量数据,并且计算重均粒径(D4)。当用专用软件设定为图表/体积%时,“分析/体积统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”为重均粒径(D4)。
实施例
以下使用实施例具体描述本发明,但本发明不限于这些实例或不受这些实例的限制。除非另有特别说明,否则实施例中的份基于质量。
(结晶性材料1的生产例)
将312.9g(1.1mol)硬脂酸和31g(0.5mol)乙二醇引入安装有温度计、氮气引入管线、搅拌器、和冷凝器的四颈烧瓶中,并且在氮气流下在180℃和常压下进行反应15小时,同时蒸馏掉由反应产生的水。相对于100份通过该反应得到的粗酯化产物添加20份甲苯和4份乙醇;还添加以相对于粗酯化产物的酸值为1.5当量的量包含氢氧化钾的10%氢氧化钾水溶液;并且在70℃下进行搅拌30分钟。在搅拌后静置30分钟之后,通过除去从酯相分离的水相(下层)来用水洗涤粗酯化产物。进行该水洗四次,直到水相的pH达到7为止。然后在180℃和1kPa的减压条件下从水洗的酯相中蒸馏掉溶剂,并且进行过滤以获得结晶性材料1(乙二醇二硬脂酸酯)。当对获得的结晶性材料作为纯材料进行差示扫描量热测量时,观察到明显的放热峰和明显的吸热峰,由此确认存在结晶性。测量的熔点给出在表1中。
[表1]
(结晶性材料2至9)
实施例和比较例中使用的结晶性材料2至9的组成和性质给出在表1中。
<聚酯树脂的生产例>
在配备有搅拌器、温度计、氮气引入管、脱水管和减压装置的反应容器中添加以摩尔比计的1.00mol的对苯二甲酸、0.65mol的双酚A的环氧丙烷2mol加成物和0.35mol的乙二醇作为单体,在搅拌下加热至130℃的温度。其后,将0.52份作为酯化催化剂的2-乙基己酸锡(II)添加至100.00份的以上单体中,升温至200℃,并且进行缩聚至期望的分子量。此外,将3.00份偏苯三酸酐添加至100.00份的以上单体混合物中,以获得聚酯树脂。获得的聚酯树脂的峰分子量为12,000,玻璃化转变温度(Tg)为75℃。
<热熔融粘接剂1的生产例>
·苯乙烯:75.0份
·丙烯酸正丁酯:25.0份
·聚酯树脂:4.0份
·第一结晶性材料:结晶性材料1:14.0份
·第二结晶性材料:结晶性材料6:2.0份
·二乙烯基苯:0.5份
将从混合以上材料所得的混合物保持在60℃下,并且使用T.K.均质混合器(由Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.制造)以500rpm搅拌,以引起均匀溶解并且制备聚合性单体组合物。同时,将850.0份0.10mol/L-Na3PO4水溶液和8.0份10%盐酸添加在设置有高速搅拌装置CLEARMIX(由M Technique Co.Ltd.制造)的容器中,将转数调节为15,000rpm,并且升温至70℃。然后向其中添加127.5份1.0mol/L-CaCl2水溶液,以制备包含磷酸钙化合物的水系介质。
将以上聚合性单体组合物投入水系介质中,随后添加7.0份作为聚合引发剂的过氧化新戊酸叔丁酯,并且在将转数保持在15,000rpm/分钟的同时造粒10分钟。其后,将搅拌器从高速搅拌器改变为螺旋桨搅拌叶片,并且在回流下在70℃下进行反应5小时,其后将液温调节为85℃,并且进一步进行反应2小时。聚合反应完成之后,热处理工序通过将浆料加热至100℃并且保持60分钟来进行。随后是快速冷却工序,其中经由通过Model KSH-1螺旋式热交换器(Kurose Chemical Equipment Co.,Ltd.)以4℃/秒的冷却速度从100℃至40℃进行快速冷却。
通过添加盐酸使通过快速冷却得到的浆料的pH为1.4,并且通过搅拌1小时使磷酸钙盐溶解。然后用三倍水洗涤浆料,随后过滤、干燥、和分级,以得到粉末粘接剂颗粒。将使用二甲基硅油(20质量%)疏水化的2.0份二氧化硅细颗粒(数均一次粒径:10nm,BET比表面积:170m2/g)作为外部添加剂添加至100.0份粉末粘接剂颗粒中,并且使用Mitsui亨舍尔混合机(Mitsui Miike Chemical Engineering Machinery Co.,Ltd.)以3,000rpm混合15分钟,得到的热熔融粘接剂1的重均粒径为6.5μm。所得的热熔融粘接剂的性质给出在表3中。
<热熔融粘接剂2至25和比较热熔融粘接剂1至4的生产例>
除了如表2中所示改变反应条件、结晶性材料的种类、和结晶性材料的添加量以外,如热熔融粘接剂1的生产例中进行获得热熔融粘接剂2至25和比较热熔融粘接剂1至4。所得的热熔融粘接剂的性质给出在表3中。
[表2]
[表3]
<实施例1>
使用以下评价方法来评价热熔融粘接剂1。评价全部在常温常湿环境(25℃,50%RH)下进行,并且将GFC-081(81.0g/m2)(Canon Marketing Japan Inc.)用作纸。
<粘接强度的评价>
(评价用样品的制备)
使用市售的佳能激光束打印机LBP712Ci,以制备评价用样品。通过改变软件,改装打印机以便即使所有盒均未设置也可以工作。另外,可以任意调节热熔融粘接剂和调色剂的承载量(mg/cm2)。取出LBP712Ci的黑色盒中所容纳的调色剂,并且用150g热熔融粘接剂1填充盒,并且放置在黑色台中。
使用该打印机,如图8中所示,通过开出8cm的边距将粉末粘接剂以0.5mg/cm2的承载量打印在4cm的区域上,并且通过开出2cm的边距进一步将调色剂以0.08mg/cm2的承载量打印在4cm的区域上(图像A)。此外,在另一张纸上通过开出8cm的前端边距将粉末粘接剂以0.5mg/cm2的承载量打印在4cm的区域上(图像B)。将获得的图像A裁切为宽度3cm,以获得样品A。类似地,将图像B裁切,以获得的样品B。将LBP712Ci的标准调色剂用作调色剂。
(评价用样品的接合)
如图9中所示,将样品A和样品B面对面放置,其中图像侧在内侧上,将从LBP712Ci取出的外部定影单元的定影单元温度Tf调整为200℃,并且以样品A侧为上侧通过其来进行接合。
(粘接强度和接合速度的评价)
在通过定影单元之后10秒和300秒评价粘合在一起的接合物的粘接强度。使用Tencilon万能试验机RTG-1225(由A&D Co.,Ltd.制造)以评价粘接强度。将平行紧固型钳夹用作夹具,并且设置如图10中所示层叠的样品。将当在50mm/分钟的条件下剥离评价样品时获得的、对横坐标绘出距离(mm)并且对纵坐标绘出应力(N/cm2)图中通过使最大值乘以1/3而获得的、每1cm宽度的应力定义为粘接强度(N/cm2)。该值越大,粘接强度越好。
<实施例2至29和比较例1至4>
除了如表4中所示改变热熔融粘接剂和Tf以外,如实施例1中进行的在实施例2至29和比较例1至4中进行评价。评价结果给出在表4中。
[表4]
从表4清楚的是,本发明可以提供可以快速表现出高粘接强度的粘接剂,并且可以提供相应的接合物的生产方法。
虽然已参照示例性实施方案描述了本发明,但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释以涵盖全部此类修改以及等同的结构和功能。
Claims (9)
1.一种热熔融粘接剂,其包括热塑性树脂和第一结晶性材料,其特征在于,
当在所述热熔融粘接剂的差示扫描量热测量中,Tc℃为加热至150℃之后以10℃/分钟的降温过程中观察到的放热峰的最高峰的峰温度,和
Tm℃为所述降温过程之后以10℃/分钟的升温过程中观察到的吸热峰的最高峰的峰温度时,
Tm-Tc为20.0至70.0℃,和
所述热熔融粘接剂的四氢呋喃-可溶物的通过凝胶渗透色谱测量的重均分子量Mw为100,000至400,000。
2.根据权利要求1所述的热熔融粘接剂,其中,
所述热塑性树脂与所述第一结晶性材料的由下式(1)给出的相容度A为50至100%,当
ΔH(A)表示根据差示扫描量热测量的、88.1质量%的所述热塑性树脂和11.9质量%的所述第一结晶性材料的混合树脂A的放热峰的以J/g计的放热值,
ΔH(C)表示根据差示扫描量热测量的、所述第一结晶性材料的放热峰的以J/g计的放热值,
C表示所述混合树脂A中所述第一结晶性材料的以%计的质量比并且C为11.9时;
相容度A(%)=100-(100×ΔH(A))/(ΔH(C)×C/100) (1)。
3.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
所述热熔融粘接剂中,通过使用四氢呋喃索式提取所述热熔融粘接剂16小时而没有提取出的四氢呋喃-不溶物的含量为20至60质量%。
4.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
所述热熔融粘接剂进一步包含第二结晶性材料,和
所述第二结晶性材料与所述热塑性树脂的由下式(2)给出的相容度B为10至50%,当
ΔH(B)表示根据差示扫描量热测量的、98.1质量%的所述热塑性树脂和1.9质量%的所述第二结晶性材料的混合树脂B的放热峰的以J/g计的放热值,
ΔH(C2)表示根据差示扫描量热测量的、所述第二结晶性材料的放热峰的以J/g计的放热值,
D表示所述混合树脂B中所述第二结晶性材料的以%计的质量比并且D为1.9时;
相容度B(%)=100-(100×ΔH(B))/(ΔH(C2)×D/100) (2)。
5.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
Tc为20至60℃,并且
Tm为50至110℃。
6.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
用基于恒定载荷挤出原理操作的毛细管式流变仪测量的在100℃下所述热熔融粘接剂的粘度为20,000至100,000Pa·s。
7.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
所述第一结晶性材料为酯蜡。
8.根据权利要求1或2所述的热熔融粘接剂,其中,
所述热塑性树脂为非晶性树脂。
9.一种接合物的生产方法,其特征在于,其中使用根据权利要求1至8中任一项所述的热熔融粘接剂将至少一张纸经由接合区域接合,所述接合物的生产方法包括:
使用所述热熔融粘接剂使所述接合区域在所述纸上显影并且通过加热将所述接合区域定影的接合区域形成步骤,和
形成所述接合区域之后,通过将所述纸叠置以夹持形成的接合区域,通过加热并且通过借助将所述接合区域熔融而使所述纸接合来获得所述接合物的接合步骤,
其中定影单元在加热期间的温度Tf℃和所述热熔融粘接剂的熔点Tm℃满足70≤Tf-Tm≤200。
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