CN115145131A - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂。一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂的调色剂颗粒,其中粘结剂树脂包含第一树脂和第二树脂,第一树脂为结晶性树脂,第二树脂为非结晶性树脂,并且在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,(i)当面积比A(面积%)表示每个调色剂颗粒的截面中由第一树脂占据的面积的比例时,面积比A的平均值为30至75面积%,和(ii)当X表示面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数并且Z表示观察到的调色剂颗粒的截面的总数时,则X/Z的值为0.15以上。
Description
技术领域
本公开涉及用于电子照相系统、静电记录系统、静电印刷系统和调色剂喷射系统等的调色剂。
背景技术
近年来,随着电子照相全色复印机的激增,对更高的打印机速度和更大的能源节约的需求也在增加。为了实现高速打印,已经研究了在定影步骤中使调色剂更快速地熔融的技术。还研究了用于减少作业期间和作业之间的各种控制时间以提高生产性的技术。作为节能的策略,已经研究了使调色剂在较低温度下定影以减少定影步骤中的能量消耗的技术。
已知使用具有迅速熔融性的结晶性树脂作为调色剂的粘结剂树脂的主要组分,与主要组分为非结晶性树脂的调色剂相比,实现了优异的低温定影性。已经提出了一种调色剂,其中结晶性聚酯或结晶性乙烯基树脂用作具有迅速熔融性的树脂。
例如,日本专利申请公开No.2014-130243提出了一种通过使用侧链结晶性丙烯酸酯树脂同时实现低温定影性和耐热贮存稳定性二者的调色剂。该文献中公开的调色剂可以同时实现低温定影性和耐热贮存稳定性二者。
然而,发现其中使用结晶性乙烯基系树脂作为粘结剂树脂的调色剂在高温区域的粘度过低,因此,产生热污损和包裹,并且可以定影的温度范围窄。
结果,已经对将非结晶性树脂添加至结晶性树脂中以提高熔融后调色剂的粘度进行了研究。例如,日本专利申请公开No.2014-142632提出了一种使用包含结晶性乙烯基系树脂和非结晶性树脂二者的粘结剂树脂获得的调色剂。
发明内容
日本专利申请公开No.2014-142632中公开的调色剂可以确保一定的定影温度范围,但是已经发现在图像耐久性等方面需要进一步的改善。本公开提出了一种调色剂,其表现出在高速打印期间的低温定影性、和耐热污损性二者,并且还表现出良好的图像耐久性。
一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂的调色剂颗粒,其中
粘结剂树脂包含第一树脂和第二树脂,
第一树脂为结晶性树脂,
第二树脂为非结晶性树脂,和
在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,
(i)当面积比A(面积%)表示每个调色剂颗粒的截面中由第一树脂占据的面积的比例时,面积比A的平均值为30至75面积%,和
(ii)当X表示面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数且Z表示观察到的调色剂颗粒的截面的总数时,则X/Z的值为0.15以上。
根据本公开,可以提供一种调色剂,其表现出在高速打印期间的低温定影性、和耐热污损性二者,并且还表现出良好的图像耐久性。从以下示例性实施方案的描述中,本发明的进一步特征将变得显而易见。
具体实施方式
除非另有说明,否则本公开中如“从XX至YY”或“XX至YY”等数值范围的描述包括该范围的上限和下限的数值。在本公开中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。当分阶段描述数值范围时,每个数值范围各自的上限和下限可以任意组合。术语“单体单元”描述聚合物中单体材料的反应形式。例如,将聚合物中聚合的乙烯基单体的主链中的一个碳-碳键合部分作为一个单元给出。乙烯基单体可以由下式(Z)表示:
在式(Z)中,Z1表示氢原子或烷基(优选C1-3烷基,或更优选甲基),和Z2表示任意取代基。结晶性树脂为在差示扫描量热计(DSC)测量中表现出明确的吸热峰的树脂。
本公开涉及一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂的调色剂颗粒,其中
粘结剂树脂包含第一树脂和第二树脂,
第一树脂为结晶性树脂,
第二树脂为非结晶性树脂,和
在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,
(i)当面积比A(面积%)表示每个调色剂颗粒的截面中由第一树脂占据的面积的比例时,面积比A的平均值为30至75面积%,和
(ii)当X表示面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数且Z表示观察到的调色剂颗粒的截面的总数时,则X/Z的值为0.15以上。
本发明的发明人发现,在大量使用结晶性树脂作为粘结剂树脂的情况下以及在还使用非结晶性树脂的情况下,耐热污损性不一定得到改善。据了解,在某些情况下,低温定影性和耐热污损性二者均降低。
另外,在通过用如碳酸钙或粘土等无机物质涂布纸的表面而获得的通常称为涂布纸的纸上涂布的图像,存在如由图像与其它涂布纸之间的摩擦导致的图像剥离等问题。在研究结晶性树脂和非结晶性树脂的类型和比例期间,本发明的发明人发现,在使用具有不同含量的结晶性树脂和非结晶性树脂的调色剂颗粒的情况下,可以实现优异的低温定影性和定影宽容度(fixing latitude)并且图像耐久性趋于改善。上述调色剂通过在这些发现的基础上进行进一步深入的研究而得到。
调色剂的特征在于,其包括作为第一树脂的结晶性树脂和作为第二树脂的非结晶性树脂。进一步,调色剂的特征在于,在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,当面积比A(面积%)表示每个调色剂颗粒的截面中由第一树脂占据的面积的比例时,面积比A的平均值为30至75面积%。
面积比A示出调色剂颗粒中作为第一树脂的结晶性树脂的存在比。如果面积比A的平均值为30至75面积%,则表现出源自结晶性树脂的迅速熔融性的有利效果,并且形成表现出优异的低温定影性和耐热污损性的调色剂。如果面积比A的平均值小于30面积%,则低温定影性劣化。然而,如果面积比A的平均值超过75面积%,则耐热污损性劣化。面积比A的平均值优选为38至73面积%。
另外,调色剂的特征在于,当X表示面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数并且Z表示观察到的调色剂颗粒的截面总数时,则X/Z的值为0.15以上。这表明其中结晶性树脂的存在比高的调色剂颗粒以一定量以上存在于调色剂中。这样,如果在调色剂中存在一定量以上的面积比A高于面积比A的平均值的调色剂颗粒,则可以实现优异的低温定影性和耐热污损性并且改善涂布纸上的图像耐久性。如果X/Z的值小于0.15,则不能实现优异的低温定影性和耐热污损性,并且图像耐久性劣化。X/Z的值优选为0.17以上。X/Z的值的上限没有特别地限制,但是优选为0.45以下,更优选为0.37以下。
本发明的发明人认为其机理如下。由于调色剂的面积比A的平均值为30至75面积%,因此可以说调色剂颗粒包含一定量的结晶性树脂和非结晶性树脂。可以期待由于结晶性树脂的迅速熔融性而改善低温定影性的效果和由于非结晶性树脂而实现耐热污损性的效果,但是上述效果不是单独通过此来实现。这被认为是因为存在于调色剂颗粒中的结晶性树脂在定影时不能达到预期的迅速熔融性,因为也存在于同一调色剂颗粒中的非结晶性树脂抑制迅速熔融性。
然而,在面积比A为90面积%以上的调色剂中,该调色剂颗粒中的非结晶性树脂的存在比低。结果,整体调色剂颗粒表现出高的迅速熔融性并在其它调色剂颗粒之前熔融。认为由此产生在调色剂颗粒之间嵌入空隙的效果,用作绝热层的空气的比例减少,因此整体调色剂表现出改善的低温定影性。此外,认为由于形成图像中的由存在于调色剂颗粒之间的空隙引起的空隙的数量减少,因此当施加外力时应力集中的位置的数量减少并且图像耐久性得到改善。
作为其中面积比A落在上述范围内的调色剂的生产方法的实例,可以给出以下方法。通过控制结晶性树脂和非结晶性树脂的比例来生产其中面积比A的平均值落在30至75面积%的范围内的调色剂颗粒群(称为调色剂颗粒群1)。另外,还生产包含面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的另一调色剂颗粒群(称为调色剂颗粒群2)。接着,可以通过混合在上述范围内的调色剂颗粒群1和调色剂颗粒群2来生产调色剂。
此外,认为在使用如熔融捏合法、乳化凝聚法、溶解悬浮法和乳化聚合法等通常的调色剂生产方法生产的调色剂颗粒中,产生面积比A的一定的分布。然而,在使用常规已知的生产方法生产调色剂的情况下,面积比A的变化在平均值的±5面积%的范围内。
从改善图像光泽性的观点,面积比A的平均值为30至75面积%的调色剂颗粒的截面优选具有由包含第一树脂的基体和包含第二树脂的域构成的基体-域结构。这种情况下,域的长轴的数均长度(域的长轴的数均直径)优选为0.1至2.0μm,更优选为0.5至1.4μm。
调色剂包含作为结晶性树脂的第一树脂。通过包含结晶性树脂改善低温定影性。作为调色剂中使用的结晶性树脂,可以使用公知的结晶性树脂。
合适的实例包括结晶性聚酯树脂、结晶性乙烯基系树脂、结晶性聚氨酯树脂和结晶性聚脲树脂。其它实例包括乙烯共聚物,例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物等。
其中,从低温定影性的角度,优选结晶性聚酯树脂和结晶性乙烯基系树脂。此外,可以使用其中乙烯基系树脂和聚酯树脂相互结合的杂化树脂。另外,乙烯基系树脂是包含如乙烯基键等具有烯属不饱和键的基团的化合物的聚合物或共聚物。具有烯属不饱和键的基团的实例包括乙烯基、(甲基)烯丙基和(甲基)丙烯酰基。
结晶性聚酯树脂优选为包含碳原子数为2~22的脂肪族二醇和碳原子数为2~22的脂肪族二羧酸作为主要组分的单体组合物的缩聚产物。结晶性聚酯树脂更优选为包含选自碳原子数为6~12的脂肪族二醇中的醇组分作为主要组分的单体与包含选自原子数为6~12的脂肪族二羧酸化合物中的羧酸组分作为主要组分的单体的缩聚产物。
对碳原子数2~22(更优选碳原子数6~12)的脂肪族二醇没有特别地限制,但是优选为链状(更优选直链状)的脂肪族二醇,其实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-丁二烯二醇、三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基乙二醇、八亚甲基二醇、九亚甲基二醇、十亚甲基二醇、十二亚甲基二醇和新戊二醇。其中,1,6-己二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇是优选的。
术语“主要组分”是指含量为50质量%以上的组分。该含量优选为70质量%以上,更优选为90质量%以上。可以使用除了上述脂肪族二醇以外的多元醇单体。在多元醇单体当中,二元醇单体的实例包括如聚氧乙烯改性双酚A和聚氧丙烯改性双酚A等芳香族醇等;和1,4-环己烷二甲醇。
在这些多元醇单体当中,三元以上的醇单体的实例包括如1,3,5-三羟甲基苯等芳香族醇;和如季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷等脂肪族醇。
此外,可以使用一元醇,只要不损害结晶性聚酯树脂的性质即可。一元醇的实例包括如正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正己醇、正辛醇、月桂醇、2-乙基己醇、癸醇、环己醇、苯甲醇和十二烷醇等单官能醇。
然而,对碳原子数为2~22(更优选碳原子数为6~12)的脂肪族二羧酸化合物没有特别地限制,但是优选为链状(更优选直链状)脂肪族二羧酸。其具体实例包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、戊烯二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二酸、1,10-癸二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、中康酸、柠康酸和衣康酸,并且还包括通过使它们的酸酐和低级烷基酯水解而得到的化合物。更优选的实例包括己二酸、癸二酸和1,10-癸二羧酸。
可以使用碳原子数为2~22的脂肪族二羧酸化合物以外的其它多元羧酸。在这些其它多元羧酸单体当中,二元羧酸的实例包括如间苯二甲酸和对苯二甲酸等芳香族羧酸;如正十二烷基琥珀酸和正十二碳烯基琥珀酸等脂肪族羧酸;和如环己烷二羧酸等脂环族羧酸,并且还包括它们的酸酐和低级烷基酯。
在这些其它羧酸单体当中,三元以上的多元羧酸的实例包括如1,2,4-苯三羧酸(偏苯三酸)、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸和均苯四酸等芳香族羧酸;如1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸和1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷等脂肪族羧酸,以及它们的衍生物如酸酐和低级烷基酯。
此外,可以包含一元羧酸,只要不损害结晶性聚酯树脂的性质即可。一元羧酸的实例包括如苯甲酸、萘甲酸、水杨酸、4-甲基苯甲酸、3-甲基苯甲酸、苯氧基乙酸、联苯甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、癸酸、十二烷酸和硬脂酸等一元羧酸。
结晶性聚酯树脂可以使用通常的聚酯合成法来生产。例如,通过使上述羧酸单体和醇单体进行酯化反应或酯交换反应,然后在减压下或引入氮气后使用常规方法进行缩聚反应,可以获得所期望的结晶性聚酯树脂。
酯化或酯交换反应可以根据需要使用如硫酸、丁醇钛、二丁基氧化锡、乙酸锰或乙酸镁等常规的酯化催化剂或酯交换催化剂进行。另外,缩聚反应可以使用常规的聚合催化剂,例如,如丁醇钛、二丁基氧化锡、乙酸锡、乙酸锌、二硫化锡、三氧化锑和二氧化锗等公知的催化剂来进行。对聚合温度和催化剂的量没有特别地限制,并且应酌情决定。
为了提高在酯化反应、酯交换反应或缩聚反应中获得的结晶性聚酯树脂的强度,可以一次加入所有单体或使用如首先使二元单体反应以减少低分子量组分的量,然后加入三元以上的单体并使其反应的方法。
另外,第一树脂更优选为乙烯基系树脂,并且优选包含由下式(1)表示的第一单体单元。更优选地,由式(1)表示的第一树脂是具有由下式(1)表示的第一单体单元的乙烯基系树脂。另外,第一树脂中的第一单体单元的含量优选为20.0~100.0质量%。在该范围内,趋向于实现低温定影性和耐热污损性。第一树脂的重均分子量(Mw)优选为5000~100,000,更优选为15,000~70,000。
在式(1)中,RZ1表示氢原子或甲基,并且R表示碳原子数为18~36的烷基。R优选为碳原子数为18~30的烷基。另外,该烷基优选具有直链结构。
由式(1)表示的第一单体单元在侧链中具有由R表示的碳原子数为18~36的烷基,通过具有该部分,第一树脂倾向于表现出结晶性。如果第一树脂中的第一单体单元的含量为20.0~100.0质量%,则第一树脂表现出结晶性并且低温定影性倾向于进一步改善。该含量优选为40.0质量%以上,更优选为50.0质量%以上。对该含量的上限没有特别地限制,但是在包含后述的其它单体单元的情况下,优选为90.0质量%以下,更优选为80.0质量%以下。
另外,与作为过去公知的结晶性树脂的结晶性聚酯相比,具有由式(1)表示的第一单体单元的结晶性树脂在高温高湿环境下表现出优异的带电保持性,这可能是因为在侧链显示结晶性的结构。
由式(1)表示的第一单体单元优选为源自选自由碳原子数为18~36的烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种的单体单元。
各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括各自具有C18-36直链烷基的(甲基)丙烯酸酯[(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸二十一烷基酯、(甲基)丙烯酸山萮酯、(甲基)丙烯酸二十四烷基酯、(甲基)丙烯酸二十六烷基酯、(甲基)丙烯酸二十八烷基酯、(甲基)丙烯酸三十烷基酯、(甲基)丙烯酸三十二烷基酯等]和各自具有C18-36支链烷基的(甲基)丙烯酸酯[(甲基)丙烯酸2-癸基十四烷基酯等]。
其中,从调色剂的低温定影性的观点,选自由具有碳原子数为18~36的直链烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种是优选的,选自由具有碳原子数为18~30的直链状烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种是更优选的,并且选自由直链状(甲基)丙烯酸硬脂酯和(甲基)丙烯酸山萮酯组成的中的至少一种甚至是更优选的。作为形成第一单体单元的单体,可以单独使用一种,或者可以以组合使用两种以上。
除了由式(1)表示的第一单体单元之外,第一树脂还可以包含其它单体单元。在第一树脂为乙烯基系树脂的情况下,用于形成该其它单体单元的聚合性单体的实例包括以下列出的那些。另外,形成其它单体单元的聚合性单体可以是单一单体,或者可以是两种以上的组合。
含腈基单体;例如,丙烯腈和甲基丙烯腈。
含羟基单体;例如,(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯。
具有酰胺基的单体;例如,丙烯酰胺和通过已知方法使碳原子数为1~30的胺与具有2~30个碳原子和烯属不饱和键的羧酸(丙烯酸和甲基丙烯酸等)反应而获得的单体。
具有脲基的单体;例如,通过使碳原子数为3~22的胺[伯胺(正丁胺、叔丁胺、丙胺、和异丙胺等)、仲胺(二正乙胺、二正丙胺和二正丁胺等)、苯胺、和环己胺等]通过已知方法与具有2至30个碳原子和烯属不饱和键的异氰酸酯反应而获得的单体。
具有羧基的单体;例如,甲基丙烯酸、丙烯酸和(甲基)丙烯酸2-羧乙酯。
乙烯基酯类;例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯(vinyl caprylate)、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、肉豆蔻酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和辛酸乙烯酯(vinyl octanoate)。
另外,苯乙烯及其衍生物,如苯乙烯和邻甲基苯乙烯;(甲基)丙烯酸酯类,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯等不饱和单烯;和如丁二烯和异戊二烯等不饱和多烯。
芳香族二乙烯基化合物;通过烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类;由含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类;通过包括芳香族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物类;聚酯型二丙烯酸酯化合物类;和多官能交联剂。此类芳香族二乙烯基化合物的实例包括二乙烯基苯和二乙烯基萘。
此类通过烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括乙二醇二丙烯酸酯、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和其中上述化合物中的丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯部分取代的化合物。
其中,优选使用具有腈基、酰胺基、氨基甲酸酯基、羟基或脲基的单体。更优选地,具有烯属不饱和键和选自由腈基、酰胺基、氨基甲酸酯基、羟基和脲基组成的组中的至少一种官能团的单体是优选的。通过使用这些单体,可以进一步改善低湿度环境下的带电上升性能。
第一树脂优选包含通过使苯乙烯聚合获得的由下式(A)表示的单体单元和通过使(甲基)丙烯酸聚合获得的由下式(B)表示的单体单元。由式(A)表示的单体单元的含量优选为5.0~80.0质量%,更优选为8.0~70.0质量%。由式(B)表示的单体单元的含量优选为0.1~5.0质量%,更优选0.2~2.0质量%。
在式中,R3表示氢原子或甲基。在第一树脂为乙烯基系树脂的情况下,可以使用上述聚合性单体和聚合引发剂来生产树脂。从效率的观点,聚合引发剂可以相对于100质量份聚合性单体为0.05~10质量份的量来使用。
聚合引发剂的实例包括下列类型。2,2'-偶氮二异丁腈,2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈),2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈),二甲基-2,2'-偶氮二异丁酸酯,1,1'-偶氮双(1-环己腈),2-氨基甲酰基偶氮异丁腈,2,2'-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷),2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈,2,2'-偶氮双(2-甲基丙烷),酮过氧化物如过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮和过氧化环己酮,2,2-二(叔丁基过氧)丁烷,叔丁基过氧化氢,氢过氧化枯烯,1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物,过氧化二叔丁基,过氧化叔丁基枯基,过氧化二枯基,α,α’-双(叔丁基过氧异丙基)苯,过氧化异丁基,过氧化辛酰,过氧化癸酰,过氧化月桂酰,3,5,5-三甲基己酰过氧化物,过氧化苯甲酰,过氧化间甲苯酰,过氧化二碳酸二异丙酯,过氧化二碳酸二-2-乙基己酯,过氧化二碳酸二正丙酯,过氧化碳酸二-2-乙氧基乙酯,过氧化二碳酸二甲氧基异丙酯,过氧化碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯,过氧化乙酰环己基磺酰,过氧化乙酸叔丁酯,过氧化异丁酸叔丁酯,过氧化新癸酸叔丁酯,过氧化-2-乙基己酸叔丁酯,过氧化月桂酸叔丁酯,过氧化苯甲酸叔丁酯,过氧化异丙基碳酸叔丁酯,过氧化间苯二甲酸二叔丁酯,过氧化烯丙基碳酸叔丁酯,过氧化-2-乙基己酸叔戊酯,过氧化六氢对苯二甲酸二叔丁酯和过氧化壬二酸二叔丁酯。
粘结剂树脂包含第二树脂,并且第二树脂为非结晶性树脂。公知的非结晶性树脂可以用作非结晶性树脂。其实例包括下面列出的类型。
聚(氯乙烯)、酚醛树脂、天然树脂改性的酚醛树脂、天然树脂改性的马来酸树脂、聚(乙酸乙烯酯)树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚(乙烯醇缩丁醛)树脂、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂、石油系树脂和乙烯基系树脂。其中,第二树脂优选包含选自由其中乙烯基系树脂和聚酯树脂相互结合的杂化树脂、聚酯树脂和乙烯基系树脂组成的组中的至少一种树脂。
作为聚酯树脂,可以优选使用通常用于调色剂的聚酯树脂。聚酯树脂中使用的单体包括多元醇(二元或三元以上的醇)、多元羧酸(二元或三元以上的羧酸)、它们的酸酐或它们的低级烷基酯。
多元醇的实例包括以下。二元醇的实例包括以下双酚衍生物。聚氧丙烯-(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯-(3.3)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯-(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯-(2.0)-聚氧乙烯-(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)-丙烷、和聚氧丙烯-(6)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等。
其它多元醇的实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁烯二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和1,3,5-三羟甲基苯。这些多元醇可以单独使用或以两种以上的组合使用。
多元羧酸的实例包括以下。二元羧酸的实例包括马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、正十二碳烯基琥珀酸、异十二碳烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、异辛烯基琥珀酸、异辛基琥珀酸、这些酸的酸酐及其低级烷基酯。其中,优选使用马来酸、富马酸、对苯二甲酸和正十二碳烯基琥珀酸。
三元以上的羧酸、其酸酐或其低级烷基酯的实例包括以下。1,2,4-苯三羧酸(偏苯三酸)、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-环己烷三羧酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、均苯四酸、Empol三聚酸、其酸酐或其低级烷基酯。
其中,优选使用如1,2,4-苯三羧酸(偏苯三酸)或其酸酐等衍生物,因为其成本低、反应控制容易。这些多元羧酸可以单独使用或以两种以上的组合使用。
对聚酯树脂的生产方法没有特别地限制,可以使用公知的方法。例如,聚酯树脂可以通过同时加入上述多元醇和多元羧酸,然后通过酯化反应、酯交换反应或缩合反应进行聚合来生产。另外,对聚合温度没有特别地限制,但是优选为180℃~290℃的范围。在使聚酯树脂聚合时,可以使用如钛系催化剂、锡系催化剂、乙酸锌、三氧化锑或二氧化锗等聚合催化剂。用于非结晶性树脂的聚酯树脂优选通过使用钛系催化剂和/或锡系催化剂的缩聚而获得。
用作第二树脂的乙烯基系树脂的实例包括具有烯属不饱和键的聚合性单体的聚合物。烯属不饱和键是能够自由基聚合的碳-碳双键,其实例包括乙烯基、丙烯基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
聚合性单体的实例包括下列类型。如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯和对硝基苯乙烯等苯乙烯系单体;例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯等丙烯酸和丙烯酸酯类;例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等α-亚甲基脂肪族一元羧酸及其酯类;以及丙烯腈、甲基丙烯腈、和丙烯酰胺等。
此外,例如丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯等丙烯酸和甲基丙烯酸酯类;和如4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯、4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯等含羟基的聚合性单体。可以单独使用这些聚合性单体中的一种或其多种类型的组合。
根据需要,除了上述单体之外,还可以在乙烯基系树脂中另外使用多种能够乙烯基聚合的聚合性单体。此类聚合性单体的实例包括以下列出的类型。如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯等不饱和单烯烃类;例如丁二烯和异戊二烯等不饱和多烯类;如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯等卤代乙烯基化合物;如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯类;如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类;如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类;如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物;乙烯基萘化合物;如马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸化合物、富马酸和中康酸等不饱和二元酸;如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和烯基琥珀酸酐化合物等不饱和二元酸酐;如马来酸甲酯半酯、马来酸乙酯半酯、马来酸丁酯半酯、柠康酸甲酯半酯、柠康酸乙酯半酯、柠康酸丁酯半酯、衣康酸甲酯半酯、烯基琥珀酸甲酯半酯、富马酸甲酯半酯和中康酸乙酯半酯等不饱和二元酸的半酯;如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯等不饱和二元酸酯;如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸等α,β-不饱和酸的酸酐;这些α,β-不饱和酸和低级脂肪酸的酸酐;如烯基丙二酸化合物、烯基戊二酸化合物、烯基己二酸化合物、它们的酸酐和单酯等含羧酸基聚合性单体。
另外,根据需要,乙烯基系树脂可以是使用如以下示例的那些可交联的聚合性单体交联的聚合物。可交联的聚合性单体的实例包括下列类型。芳香族二乙烯基化合物;由烷基链连接的二丙烯酸酯化合物;由含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物;由包括芳香族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物;聚酯型二丙烯酸酯化合物;和多官能交联剂。此类芳香族二乙烯基化合物的实例包括二乙烯基苯和二乙烯基萘。
此类由烷基链连接的二丙烯酸酯化合物的实例包括乙二醇二丙烯酸酯、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和其中上述化合物中的丙烯酸酯部分被甲基丙烯酸酯部分取代的化合物。
乙烯基系树脂优选为包含选自由以下组成的组中的至少一种的聚合性单体的聚合物:苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯、对硝基苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯,甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯。
另外,乙烯基系树脂可以是选自上述组中的至少一种聚合性单体和选自由以下组成的组中的至少一种可交联的聚合性单体的共聚物:二乙烯基苯、二乙烯基萘、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、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,5-戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯和新戊二醇二甲基丙烯酸酯。单体中可交联的单体的含量可以为大约0.5~5.0质量%。
乙烯基系树脂可以使用聚合引发剂来生产。从效率的观点,聚合引发剂可以以相对于100质量份聚合性单体为0.05~10质量份的量使用。聚合引发剂的实例包括下列类型。
2,2'-偶氮二异丁腈,2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈),2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈),2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈),二甲基-2,2'-偶氮二异丁酸酯,1,1'-偶氮双(1-环己腈),2-氨基甲酰基偶氮异丁腈,2,2'-偶氮双(2,4,4-三甲基戊烷),2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈,2,2'-偶氮双(2-甲基丙烷),如过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮和过氧化环己酮等酮过氧化物,2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷,叔丁基过氧化氢,氢过氧化枯烯,1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物,过氧化二叔丁基,过氧化叔丁基枯基,过氧化二枯基,α,α’-双(叔丁基过氧异丙基)苯,过氧化异丁基,过氧化辛酰,过氧化癸酰,过氧化月桂酰,3,5,5-三甲基己酰过氧化物,过氧化苯甲酰,过氧化间甲苯酰,过氧化二碳酸二异丙酯,过氧化二碳酸二-2-乙基己酯,过氧化二碳酸二正丙酯,过氧化碳酸二-2-乙氧基乙酯,过氧化二碳酸二甲氧基异丙酯,过氧化碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯,过氧化乙酰环己基磺酰、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯,过氧化异丙基碳酸叔丁酯,过氧化间苯二甲酸二叔丁酯,过氧化烯丙基碳酸叔丁酯,过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化六氢对苯二甲酸二叔丁酯和过氧化壬二酸二叔丁酯。
与用作第二树脂的那些类似的乙烯基系树脂和聚酯树脂可以用作用于形成其中乙烯基系树脂和聚酯树脂相互结合的杂化树脂的乙烯基系树脂和聚酯树脂。
其中乙烯基系树脂和聚酯树脂相互结合的杂化树脂的制造方法的一个实例是包括使用能够与生产这两种树脂的单体反应的化合物(以下称为“双反应性化合物”)聚合的方法。
双反应性化合物的实例包括如富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠康酸、马来酸和富马酸二甲酯等化合物。其中,可以有利地使用富马酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。
在使用其中乙烯基系树脂和聚酯树脂相互结合的杂化树脂的情况下,杂化树脂中的乙烯基系树脂的含量优选为10质量%以上、20质量%以上、40质量%以上、60质量%以上或80质量%以上,并且优选为100质量%以下或90质量%以下。
从改善高温高湿环境下的带电性能的观点,第二树脂的酸值AVa优选为50.0mgKOH/g以下,更优选30.0mgKOH/g以下。对其下限没有特别地限制,但是优选为0mgKOH/g以上,从提高带电上升性能的观点,优选为0.5mgKOH/g以上,更优选为1.0mgKOH/g以上。
在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察时,面积比B(面积%)表示在调色剂颗粒的截面中由第二树脂占据的面积的比例。当Y表示面积比B为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数时,Y/Z的值优选为0.10以上,更优选0.14以上。对Y/Z值的上限没有特别地限制,但是优选为0.25以下,更优选为0.20以下。如果Y/Z的值为0.10以上,则其中作为第二树脂的非结晶性树脂的比例高的调色剂颗粒充当图像中的填料,结果,图像的强度得到改善,因此,图像耐久性得到进一步提高。另外,面积比B的平均值优选为25~70面积%,更优选为27~62面积%。
作为其中面积比B落在上述范围内的调色剂的生产方法的实例,可以给出以下方法。通过控制结晶性树脂和非结晶性树脂的比例,生产其中面积比A的平均值落在30~75面积%的范围内的调色剂颗粒群(称为调色剂颗粒群1)。另外,还生产包含面积比A为90面积%以上的调色剂颗粒的另一调色剂颗粒群(称为调色剂颗粒群2)。进一步,生产包含面积比B为90面积%以上的调色剂颗粒的另一调色剂颗粒群(称为调色剂颗粒群3)。然后,混合调色剂颗粒群1至3以达到上述范围。
为了改善颜料分散性的目的,粘结剂树脂可以在不损害本公开的效果的范围内包含除了第一树脂和第二树脂之外的第三树脂。此类树脂的实例包括以下。聚氯乙烯、酚醛树脂、天然树脂改性的酚醛树脂、天然树脂改性的马来酸树脂、聚乙酸乙烯酯、有机硅树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂和石油系树脂。
调色剂颗粒可以包含蜡。蜡的实例包括以下:如微晶蜡、石蜡和费-托蜡等烃系蜡;如聚氧化乙烯蜡等烃系蜡的氧化物,以及它们的嵌段共聚物;如主要由脂肪酸酯组成的巴西棕榈蜡等蜡类;如由部分或完全脱氧的脂肪酸酯组成的脱氧巴西棕榈蜡等蜡类。
其它实例包括以下:如棕榈酸、硬脂酸和褐煤酸等饱和直链脂肪酸类;如巴西烯酸、桐酸和十八碳四烯酸等不饱和脂肪酸类;如硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、蜡醇和蜂花醇等饱和醇类;如山梨糖醇等多元醇类;脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸、山萮酸和褐煤酸等脂肪酸类与如硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、蜡醇和蜂花醇等醇类的酯类;如亚油酰胺、油酰胺和月桂酰胺等脂肪酸酰胺类;如亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺和六亚甲基双硬脂酰胺等饱和脂肪酸双酰胺类;如亚乙基双油酰胺、六亚甲基双油酰胺、N,N'-二油基己二酰胺、N,N'-二油基癸二酰胺等不饱和脂肪酸酰胺类;如间二甲苯双硬脂酰胺和N,N'-二硬脂基间苯二甲酰胺等芳香族双酰胺类;如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁等脂肪族金属盐(通常称为金属皂);通过将如苯乙烯和丙烯酸等乙烯基单体接枝到脂肪烃蜡上而获得的蜡类;多元醇与脂肪酸的部分酯化产物,如山萮酸单甘油酯;以及通过植物性油脂的氢化得到的具有羟基的甲基酯化合物。
相对于100质量份粘结剂树脂,蜡的含量优选为2.0质量份至30.0质量份。
调色剂颗粒还可以包含着色剂。着色剂的实例包括以下。
黑色着色剂的实例包括炭黑和通过共混黄色、品红色和青色着色剂获得的黑色着色剂。颜料可以单独用作着色剂,但从全色图像的图像品质的角度,希望将染料和颜料组合以提高鲜明度。
品红色调色剂用颜料的实例包括C.I.颜料红1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48:2,48:3,48:4,49,50,51,52,53,54,55,57:1,58,60,63,64,68,81:1,83,87,88,89,90,112,114,122,123,146,147,150,163,184,202,206,207,209,238,269和282;C.I.颜料紫19;和C.I.还原红1,2,10,13,15,23,29和35。
品红色调色剂用染料的实例包括C.I.溶剂红1,3,8,23,24,25,27,30,49,81,82,83,84,100,109和121;C.I.分散红9;C.I.溶剂紫8,13,14,21,27;油溶性染料,如C.I.分散紫1,和C.I.碱性红1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39和40;和碱性染料,如C.I.碱性紫1,3,7,10,14,15,21,25,26,27和28。
青色调色剂用颜料的实例包括C.I.颜料蓝2,3,15:2,15:3,15:4,16和17;C.I.还原蓝6;和C.I.酸性蓝45和在酞菁骨架中具有1至5个邻苯二甲酰亚氨基甲基取代基的铜酞菁颜料。青色调色剂用染料的实例包括C.I.溶剂蓝70。
黄色调色剂用颜料的实例包括C.I.颜料黄1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,23,62,65,73,74,83,93,94,95,97,109,110,111,120,127,128,129,147,151,154,155,168,174,175,176,180,181和185;和C.I.还原黄1,3和20。黄色调色剂用染料的实例包括C.I.溶剂黄162。相对于100质量份粘结剂树脂,着色剂含量优选为0.1质量份至30.0质量份。
根据需要,调色剂颗粒可以包含电荷控制剂。作为电荷控制剂,可以使用已知的物质,但是无色、调色剂的带电速度快、并且能够稳定地保持一定带电量的芳香族羧酸的金属化合物是特别优选的。
负电荷控制剂的实例包括水杨酸的金属化合物、萘甲酸的金属化合物、二羧酸的金属化合物、在侧链中具有磺酸或羧酸的高分子型化合物、在侧链中具有磺酸盐或磺酸酯化产物的高分子型化合物、在侧链中具有羧酸盐或羧酸酯化产物的高分子型化合物、硼化合物、脲化合物、硅化合物和杯芳烃。
电荷控制剂可以内部或外部添加至调色剂颗粒中。电荷控制剂的含量优选为0.2质量份至10.0质量份。
调色剂可以包含外部添加剂。例如,可以通过将外部添加剂外部添加至调色剂颗粒来获得调色剂。作为外部添加剂,优选如二氧化硅细颗粒、氧化钛细颗粒、和氧化铝细颗粒等无机细颗粒。作为用于改善流动性的外部添加剂,优选比表面积为50~400m2/g的无机细颗粒,并且为了实现耐久性,优选比表面积为10~50m2/g的无机细颗粒。
为了改善流动性和耐久性二者,可以使用比表面积落在上述范围内的无机细颗粒的各种类的组合。相对于100质量份调色剂颗粒,外部添加剂的含量优选为0.1~10.0质量份。当将调色剂颗粒与外部添加剂混合时,可以使用公知的混合机例如亨舍尔混合机。
调色剂也可以用作单组分显影剂,但从长期提供稳定的图像的角度,优选的是,调色剂用作与磁性载体混合的双组分显影剂以进一步改善点再现性。即,优选包含调色剂和磁性载体的双组分显影剂,其中调色剂为上述调色剂。
磁性载体可以是一般公知的载体,如铁粉或表面氧化的铁粉;如铁、锂、钙、镁、镍、铜、锌、钴、锰、铬或稀土类元素等金属的颗粒,或这些金属的合金或氧化物的颗粒;如铁氧体等磁性材料;或者磁性材料分散树脂载体(所谓的树脂载体),其包含磁性材料和以分散状态保持磁性材料的粘结剂树脂。在将调色剂用作与磁性载体混合的双组分显影剂的情况下,双组分显影剂中的调色剂的含量优选为2~15质量%,更优选为4~13质量%。
对调色剂颗粒的生产方法没有特别地限制,并且可以使用如悬浮聚合法、乳化聚集法、熔融捏合法、和溶解悬浮法等公知的生产方法。现在将使用熔融捏合法作为实例给出说明,但是调色剂颗粒的生产方法不限于这些。
首先,在原料混合工序中,称重规定量的第一树脂和第二树脂或包含第一树脂和第二树脂的粘结剂树脂,根据需要的如蜡、着色剂、电荷控制剂等其它组分作为构成调色剂颗粒的材料,共混并混合。混合装置的实例包括双锥混合机、V型混合机、鼓式混合机、超级混合机、亨舍尔混合机、Nauta混合机和Mechano Hybrid(由Nippon Coke and EngineeringCo.,Ltd.生产)。
接着,将混合材料熔融捏合,以将其它组分分散在包含第一树脂和第二树脂的粘结剂树脂中。在熔融捏合步骤中,可以使用如加压捏合机或班伯里密炼机等间歇式捏合机,或者连续式捏合机,并且从能够连续生产的观点,单螺杆和双螺杆挤出机已经成为主流。其实例包括KTK型双螺杆挤出机(由Kobe Steel Ltd.生产)、TEM型双螺杆挤出机(由ToshibaMachine Co.,Ltd.生产)、PCM捏合机(由Ikegai Corp.生产)、双螺杆挤出机(由KCK生产)、共捏合机(由Buss生产)和Kneadex(由Nippon Coke&Engineering Co.,Ltd.生产)。另外,通过熔融捏合得到的树脂组合物使用双辊辊轧机等辊压,并且可以在冷却步骤中通过水等来冷却。
第一树脂和第二树脂的分散状态、和域的数均直径等可以通过调节熔融捏合步骤中的捏合温度和螺杆转速等来控制。
然后,将树脂组合物的冷却产物在粉碎步骤中粉碎至期望的粒径。在粉碎步骤中,在用如破碎机、锤磨机、或削磨机等粉碎机粗粉碎之后,进一步用例如Cryptron系统(由Kawasaki Heavy Industries,Ltd.制造)、SuperRotor(由Nisshin Engineering Co.,Ltd.制造)、涡轮磨机(由Turbo Industries Co.,Ltd.制造)或空气喷射系统进行细粉碎。
之后,根据需要,通过使用如惯性分级型Elbow Jet(由Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造)、离心力分级型Turboplex(由Hosokawa Micron Corporation制造)、TSP分离器(由Hosokawa Micron Corporation制造)和Faculty(由Hosokawa Micron Corporation制造)等分级机或筛子进行分级,可以得到调色剂颗粒。
另外,现在将说明使用乳化聚集法生产调色剂颗粒的情况。在乳化聚集法中,通过进行以下步骤来生产调色剂:用于生产包含调色剂的构成材料的细颗粒分散液的分散步骤;用于使包含调色剂的构成材料的细颗粒聚集以控制粒径直到达到调色剂的粒径的聚集步骤;使所得到的聚集颗粒中所含的树脂进行熔融粘附的熔合步骤;之后的冷却步骤;用于过滤获得的调色剂并去除过量的多价金属离子的金属去除步骤;用于过滤获得的调色剂并且用离子交换水等洗涤的过滤/洗涤步骤;和从洗涤后的调色剂中除去水并干燥的步骤。
树脂细颗粒分散液的制备步骤(分散步骤)
树脂细颗粒分散液可以使用公知的方法来制备,但不限于这些方法。公知的方法的实例包括乳化聚合法、自乳化法、其中向溶解在有机溶剂中的树脂溶液中添加水系介质以使树脂乳化的相转化乳化法、或其中树脂在水系介质中经受高温处理而不使用有机溶剂以使树脂强制乳化的强制乳化法。
具体地,将如第一树脂和第二树脂等粘结剂树脂溶解这些树脂溶解在其中的有机溶剂中,并且根据需要,添加表面活性剂或碱性化合物。在这种情况下,如果粘结剂树脂为具有熔点的结晶性树脂,则树脂可以在加热到至少其熔点之后溶解。接着,通过在借助均化器等搅拌的同时缓慢添加水系介质,使树脂细颗粒析出。然后,通过加热或降低压力以除去溶剂来制备树脂细颗粒分散水溶液。
作为用于溶解树脂的有机溶剂,可以使用能够溶解上述树脂的任意溶剂,但从抑制粗颗粒的生成的观点,优选使用如甲苯等与水形成均匀相的有机溶剂。
对表面活性剂的种类没有特别地限制,但是其实例包括如硫酸酯盐类、磺酸盐类、羧酸盐类、磷酸酯类和皂类等阴离子性表面活性剂;如胺盐和季铵盐等阳离子性表面活性剂;和如聚乙二醇类、环氧乙烷与烷基酚的加合物类和多元醇类等非离子性表面活性剂。可以单独使用这些表面活性剂中的一种,或者以其两种以上的组合使用。
碱性化合物的实例包括如氢氧化钠和氢氧化钾等无机碱,以及如氨、三乙胺、三甲胺、二甲氨基乙醇和二乙氨基乙醇等有机碱。可以单独使用这些碱性化合物的一种,或者可以使用其两种以上的组合。
另外,树脂细颗粒分散水溶液中的树脂细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)优选为优选为0.05~1.00μm,更优选0.05~0.40μm。通过将基于体积的50%粒径(D50)调节在上述范围内,容易获得对于调色剂颗粒为合适的重均粒径的直径为3~10μm的调色剂颗粒。此外,可以使用动态光散射粒度分布分析仪(Ninotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)来测量基于体积的50%粒径(D50)。
着色剂细颗粒分散液的制备
根据需要使用的着色剂细颗粒分散液可以使用以下给出的公知的方法来制备,但不限于这些方法。着色剂细颗粒分散液可以通过使用如搅拌机、乳化机或分散机等公知的混合机混合着色剂、水系介质和分散剂来制备。作为该情况下使用的分散剂,可以使用如表面活性剂或高分子分散剂等公知的分散剂。无论分散剂是表面活性剂还是高分子分散剂,都可以通过后述的洗涤步骤除去分散剂,但从洗涤效率的观点,优选表面活性剂。
表面活性剂的实例包括如硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸酯类和皂类等阴离子性表面活性剂;如胺盐和季铵盐等阳离子性表面活性剂;和如聚乙二醇型表面活性剂类、环氧乙烷与烷基酚的加合物类和多元醇型表面活性剂类等非离子性表面活性剂。
其中,优选非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂。此外,可以组合使用非离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂。可以单独使用这些表面活性剂中的一种,或者使用两种以上的组合。水系介质中的表面活性剂的浓度优选为0.5~5质量%。对着色剂细颗粒分散液中的着色剂细颗粒的含量没有特别地限制,但是相对于着色剂细颗粒分散液的总质量,优选为1~30质量%。
另外,从着色剂在最终得到的调色剂颗粒中的分散性的观点,着色剂细颗粒分散水溶液中的着色剂细颗粒的分散粒径优选为使得基于体积的50%粒径(D50)为0.50μm以下。基于同样的理由,基于体积的90%体积粒径(D90)优选为2μm以下。此外,分散在水系介质中的着色剂细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)可以使用动态光散射粒度分布分析仪(Ninotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.制造)测量。
在水系介质中分散着色剂时使用的如搅拌机、乳化机和分散机等公知的混合机的实例包括超声波均质机、喷射磨机、加压均质机、胶体磨、球磨机、砂磨机和油漆搅拌器。可以单独使用这些混合机中的一种,或者使用它们的组合。
蜡细颗粒分散液的制备
根据需要,可以使用蜡细颗粒分散液。蜡细颗粒分散液可以使用以下给出的公知的方法来制备,但不限于该公知的方法。可以通过将蜡添加到包含表面活性剂的水系介质中,加热至蜡的熔点以上的温度,使用剪切力强的均质器(例如,“Clearmix W-Motion”,由MTechnique Co.,Ltd.生产)或者压力排出型分散机(例如,“Gaulin homogenizer”,由Gaulin生产)以颗粒状分散,然后,冷却至低于蜡的熔点的温度来制备蜡细颗粒分散液。
另外,蜡细颗粒分散液中的蜡细颗粒的分散粒径为使得基于体积的50%粒径(D50)优选为0.03~1.0μm,更优选0.10~0.50μm。另外,优选不存在直径为1μm以上的粗蜡颗粒。
如果蜡细颗粒分散液中的分散粒径落在上述范围内,则蜡可以微细地分散在调色剂颗粒中,在定影时可以最大程度地表现外迁移效果,并且可以实现良好的分离性。此外,分散在水系介质中的蜡细颗粒分散液的基于体积50%粒径(D50)可以使用动态光散射粒度分布仪(Nanotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)来测量。
混合步骤
在混合步骤中,通过混合第一树脂细颗粒分散液、第二树脂细颗粒分散液以及根据需要的蜡细颗粒分散液和着色剂细颗粒分散液等来制备混合液。可以使用如均化器或混合机等公知的混合设备。
用于形成聚集颗粒的步骤(聚集步骤)
在聚集步骤中,使混合步骤中制备的混合液中所含的细颗粒聚集,以形成目标粒径的聚集体。在此,通过根据需要添加和混合絮凝剂并且适当地施加热和/或机械力,通过树脂细颗粒和根据需要的蜡细颗粒和着色剂细颗粒等的聚集形成聚集体。根据需要,可以使用包含二价以上的金属离子的絮凝剂作为絮凝剂。
包含二价以上的金属离子的絮凝剂表现出高的内聚强度,并且即使添加少量也能达到所期望的目的。这些絮凝剂可以离子中和树脂细颗粒分散液、蜡细颗粒分散液和着色剂细颗粒分散液中所含的离子性表面活性剂。由于盐析和离子交联作用,使得树脂细颗粒、蜡细颗粒和着色剂细颗粒容易聚集。
聚集步骤为在水系介质中形成调色剂颗粒尺寸的聚集体的步骤。在聚集步骤中生成的聚集体的重均粒径优选为3~10μm。此外,该重均粒径可以使用利用Coulter原理的粒度分布分析仪(Coulter Multisizer III:由Beckman Coulter,Inc.生产)来测量。
熔合步骤
在熔合步骤中,可以在以与聚集步骤中相同的方式搅拌的同时将聚集停止剂添加到包含聚集步骤中获得的聚集体的分散液中。聚集停止剂的实例包括将表面活性剂中的酸性极性基团的平衡移动到解离侧并且使聚集颗粒稳定化的碱性化合物。其它实例包括部分解离表面活性剂中的酸性极性基团和作为絮凝剂的金属离子之间的离子交联并且与金属离子形成配位键,从而使聚集的颗粒稳定化的螯合剂。
在分散液中的聚集颗粒的分散状态因聚集停止剂的作用而稳定后,可通过加热至粘结剂树脂的玻璃化转变温度或熔点以上的温度使聚集颗粒熔合。可以通过调节熔合步骤中的温度来控制域的数均直径。得到的调色剂颗粒的重均粒径优选为3~10μm。
过滤步骤、洗涤步骤、干燥步骤和分级步骤
接下来,可以通过对调色剂颗粒固体进行过滤步骤以及根据需要进行洗涤步骤、干燥步骤和用于调节粒度的分级步骤来获得调色剂颗粒。获得的调色剂颗粒可以原样用作调色剂。调色剂可以通过将获得的调色剂颗粒与无机细颗粒和根据需要的其它外部添加剂混合来获得。调色剂颗粒、无机细颗粒和其它外部添加剂可以使用如双锥混合机、V型混合机、鼓式混合机、超级混合机、亨舍尔混合机、Nauta混合机、Mechano Hybrid(由NipponCoke and Engineering Co.,Ltd.生产)或Nobilta(由Hosokawa Micron Corp.生产)等混合装置来混合。
现在将说明调色剂和原料的各种物理性质的测量方法。
调色剂截面观察
首先,准备切片作为存在比的参考样品。首先,将第一树脂(结晶性树脂)完全分散在可见光固化性树脂(Aronix LCR系列D800)中,并且通过暴露于短波长光而固化。用配备有金刚石刀的超薄切片机切割所得固化树脂以制备250nm样品切片。以相同方式制备第二树脂(非结晶性树脂)的样品。
将第一树脂和第二树脂以30/70和70/30的比例混合,并熔融捏合以制备捏合混合物。将这些同样地分散在可见光固化性树脂中并切割以制备样品切片。
接着,使用透射电子显微镜(JEOL Ltd.,JEM-2800电子显微镜)通过TEM-EDX观察这些参考样品的截面,并且通过EDX进行元素映射。映射的元素是碳、氧和氮。映射条件如下。
加速电压:200kV
电子束曝光尺寸:1.5nm
使用时限:600sec
死区时间:20~30
映射分辨率:256×256
(氧元素强度/碳元素强度)和(氮元素强度/碳元素强度)基于各元素的光谱强度(10nm见方区域的平均值)来计算,并且对第一和第二树脂的质量比制作校准曲线。当第一树脂的单体单元包含氮时,使用(氮元素强度/碳元素强度)校准曲线进行随后的测定。
然后,分析调色剂样品。首先,将调色剂充分分散在可见光固化性树脂(AronixLCR系列D800)中,然后,通过暴露在短波长光下固化。用配备有金刚石刀的超薄切片机切割所得固化树脂以制备250nm样品切片。然后,使用透射电子显微镜(JEOL Ltd.,JEM-2800电子显微镜)通过TEM-EDX观察切割样品。获得调色剂颗粒的截面图像,并且通过EDX进行元素映射。映射的元素是碳、氧和氮。
此外,以下述方式选择要观察的调色剂颗粒的截面。首先,从调色剂颗粒的截面图像求出调色剂颗粒的截面积,并且求出与该截面积相同面积的圆的直径(圆当量直径)。仅对该圆当量直径与调色剂的重均粒径(D4)之差的绝对值在1.0μm以内的调色剂颗粒的截面图像进行观察。
对于观察到的图像,调色剂颗粒的截面划分为每侧尺寸为10nm的区域。对于每个区域,(氧元素强度/碳元素强度)和/或(氮元素强度/碳元素强度)的值基于元素的光谱强度(10nm见方区域的平均值)来计算,并且第一树脂和第二树脂通过与上述校准曲线进行比较而相互区分。在第一树脂或第二树脂的含量为80质量%以上的情况下,推测该每边尺寸为10nm的区域被第一树脂或第二树脂占据。观察100个调色剂颗粒截面,并且基于这些区域的分析结果计算面积比A、面积比B以及X/Z和Y/Z的值。对于面积比A和B,使用100个截面的算术平均值。此外,使用Image Pro PLUS(由Nippon Roper Kabushiki Kaisha生产)进行二值化和面积比计算。
基体-域结构的确认
以上述方式进行调色剂颗粒截面观察。在100个观察到的调色剂颗粒截面中,确认面积比A为30~70面积%的调色剂颗粒截面的结构。在面积比A为30~70面积%的调色剂颗粒截面当中,在调色剂颗粒的形成有基体-域结构的截面的比例为80个数%以上的情况下,评价为测量的调色剂的调色剂颗粒截面具有基体-域结构。
此外,将作为不连续相的域分散在作为连续相的基体中的状态取作基体-域结构。在此,评价在调色剂颗粒截面中由第一树脂占据的面积或由第二树脂占据的面积的90面积%以上作为一个连续区域存在的情况下,将第一树脂或第二树脂取作连续相。另外,测量域的长轴,并且计算存在于观察到的调色剂颗粒截面中的所有截面的数均直径。
<从调色剂分离各材料的方法>
利用各材料在溶剂中溶解度的差异,可以将调色剂中包含的各材料与调色剂分离。
第一分离:将调色剂溶解在23℃的甲乙酮(MEK)中,将可溶组分(第二树脂)与不溶组分(第一树脂、蜡、着色剂、无机细颗粒等)分离。
第二分离:将第一分离得到的不溶组分(第一树脂、蜡、着色剂、无机微粒等)溶解在100℃的MEK中,将可溶组分(第一树脂、蜡)与不溶组分(着色剂、无机细颗粒等)分离。
第三分离:将第二分离得到的可溶组分(第一树脂、蜡)溶解在23℃的氯仿中,分离成可溶组分(第一树脂)和不溶组分(蜡)。
构成第一和第二树脂的单体单元的识别和含量的测量方法
构成第一和第二树脂的单体单元的识别和含量的测定方法通过1H-NMR在下述条件下进行。
测量设备:FT NMR设备(JNM-EX400,由JEOL Ltd.生产)
测量频率:400MHz
脉冲条件:5.0μs
频率范围:10,500Hz
累积次数:64
测量温度:30℃
样品:将50mg测定样品置于内径为5mm的样品管中,加入氘代氯仿(CDCl3)作为溶剂,将测量样品溶解在40℃的恒温浴中。
从得到的1H-NMR图中归属于第一单体单元的构成元素的峰中,选择独立于归属于其它单体单元的构成元素的峰的峰,并且计算该峰的积分值S1。类似地,在树脂具有第二单体单元的情况下,在归属于第二单体单元的构成元素的峰中,选择独立于归属于其它单体单元的构成元素的峰的峰,并且计算该峰的积分值S2。在树脂还具有第x个单体单元例如第三单体单元的情况下,以同样的方式计算积分值Sx。
第一单体单元的含量使用这些积分值以下述方式来计算。此外,n1、n2和nx表示可归属于对各部位观察到的峰的构成元素中的氢的数量。
第一单体单元的含量(mol%)={(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)···+(Sx/nx))}×100
类似地,以下述方式求得第二单体单元的含量。
第二单体单元的含量(mol%)={(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)···+(Sx/nx))}×100
例如,在第一和第二树脂中使用乙烯基以外的构成元素中不包含氢原子的聚合性单体的情况下,使用13C作为测量原子核,以单脉冲模式进行13C-NMR测量,并且以与1H-NMR测量相同的方式进行计算。可以使用单体单元的分子量将摩尔%转换为质量%。
<使用凝胶渗透色谱法(GPC)测量树脂等的重均分子量(Mw)的方法>
如树脂等四氢呋喃(THF)可溶组分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC)如下测量。
首先,将如树脂等样品在室温下经24小时溶解在四氢呋喃(THF)中。将所得溶液通过孔径为0.2μm的耐溶剂膜过滤器(Maishori Disk,Tosoh Corp.)过滤以获得样品溶液。将样品溶液中的THF可溶组分的浓度调节至约0.8质量%。使用该样品溶液在以下条件下进行测量。
系统:HLC8120 GPC(检测器:RI)(Tosoh Corp.)
柱:Shodex KF-801,802,803,804,805,806,807(总计7)(Showa Denko)
洗脱液:四氢呋喃(THF)
流速:1.0mL/min
烘箱温度:40.0℃
样品注入量:0.10mL
将使用标准聚苯乙烯树脂(产品名称: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,Tosoh Corp.)制成的分子量校准曲线用于计算样品的分子量。
调色剂和树脂等的熔点、吸热峰和吸热量的测量方法
调色剂或树脂等的熔点、吸热峰和吸热量使用DSC Q1000(TA Instruments制造)在以下条件下来测量。
升温速度:10℃/min
测量开始温度:20℃
测量终止温度:180℃
使用铟和锌的熔点进行设备中检测器的温度校准,并且使用铟的熔解热进行热量校准。具体地,称取约5mg的样品,放入铝盘中,并且进行差示扫描量热测量。将一个空的银盘用作参照。熔点取为第一次升温步骤中最大吸热峰的峰值温度。此外,在存在多个峰的情况下,最大吸热峰取作吸热量最大的峰。此外,测定该最大吸热峰的吸热量。可以通过对与上述调色剂分离的各单元材料进行DSC测量而确定峰的归属。
酸值的测量方法
酸值是中和1g样品中包含的酸所需的氢氧化钾的毫克数。酸值根据JIS K0070-1992来测量,但具体使用以下步骤来测量。
(1)试剂的准备
通过将1.0g酚酞溶解在90mL乙醇(95vol%)中并且添加离子交换水至体积为100mL而获得酚酞溶液。将7g特级氢氧化钾溶解在5mL水中,并且添加乙醇(95vol%)至体积为1L。通过将得到的溶液置于耐碱性容器中以免与二氧化碳气体等接触,使溶液静置3天,然后过滤而得到氢氧化钾溶液。将得到的氢氧化钾溶液储存在耐碱性容器中。氢氧化钾溶液的因子测定如下:将25mL 0.1mol/L的盐酸置于锥形瓶中,添加数滴酚酞溶液,用氢氧化钾溶液滴定,由中和所需的氢氧化钾溶液的量来确定因子。0.1mol/L盐酸按照JIS-K8001-1998来生产。
(2)操作
(A)主试验
将2.0g粉碎的样品精确称量到200mL锥形瓶中,添加甲苯/乙醇(2:1)混合溶液100mL,并且使样品经5小时溶解。接着,添加数滴酚酞溶液作为指示剂,使用氢氧化钾溶液进行滴定。此外,将滴定的终点看作是指示剂的淡红色保持约30秒的点。
(B)空白试验
除了不使用样品(即,仅使用甲苯/乙醇(2:1)混合溶液)以外,以与上述操作相同的方式进行滴定。
(3)酸值通过将获得的结果代入下式来计算。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
这里,A表示酸值(mgKOH/g),B表示空白试验中氢氧化钾溶液的添加量(mL),C表示主试验中氢氧化钾溶液的添加量(mL),f表示氢氧化钾溶液的因子,和S表示样品的质量(g)。
<树脂软化温度(Tm)的测量方法>
树脂的软化温度根据所附手册使用恒定负荷挤出型毛细管流变仪(ShimadzuCorporation,CFT-500D Flowtester流动特性评价装置)来测量。使用该装置,将装在料筒中的测量样品的温度升高以熔化样品,同时用活塞从上方对测量样品施加固定负荷,将熔化的测量样品在料筒的底部通过模具挤出,然后可以得到示出此过程期间温度与活塞下降量之间的关系的流动曲线。CFT-500D Flowtester流动特性评价装置的所附手册中记载的“1/2法的熔融温度”作为软化温度给出。
1/2法的熔融温度如下来计算。
确定流出完成时活塞下降量(流出终点,以“Smax”给出)与流出开始时活塞下降量(最小点,以“Smin”给出)之间的差值的一半,并且作为X(X=(Smax-Smin)/2)给出。活塞下降量为X和Smin之和的流动曲线中的温度为1/2法的熔融温度。
对于测定样品,将约1.0g树脂在25℃的环境下用压片成形压缩机(例如NPaSystems Co.,Ltd.,NT-100H)以约10MPa压缩成形约60秒,以获得直径为约8mm的圆柱状样品。
测量的具体操作按照装置手册进行。
CFT-500D测量条件如下。
测量模式:升温法
开始温度:50℃
到达温度:200℃
测量间隔:1.0℃
升温速度:4.0℃/min
活塞截面积:1.000cm2
试验负荷(活塞负荷):10.0kgf/cm2(0.9807MPa)
预热时间:300秒
模具孔径:1.0mm
模具长度:1.0mm
<调色剂颗粒的重均粒径(D4)的测量方法>
使用配备有100μm口管的基于孔电阻法的Multisizer(注册商标)3CoulterCounter精密粒度分布分析仪,以及用于设定测量条件和分析测量数据的附属专用BeckmanCoulter Multisizer 3Version 3.51软件(Beckman Coulter,Inc.),对25000个有效测量通道进行测量,并且分析测量数据以计算调色剂颗粒(或调色剂)的重均粒径(D4)。测量中使用的电解质水溶液可以是特级氯化钠溶解在离子交换水中至浓度约1质量%的溶液,例如,ISOTON II(Beckman Coulter,Inc.)。在测量和分析之前,如下进行专用软件设置。
在专用软件的“标准测量方法(SOM)改变”界面上,将控制模式中的总计数设定为50000个颗粒,测量次数设定为1次,并且将Kd值设定为使用“标准颗粒10.0μm”(BeckmanCoulter,Inc.)获得的值。通过按压“阈值/噪声水平测量按钮”自动设定阈值噪声水平。另外,将电流设定为1600μA,增益设定为2,和电解质溶液设定为ISOTON II;并且对测量后冲洗口管进行检查。在专用软件的“从脉冲至粒径的转换设定”界面中,将元件间隔设定为对数粒径,粒径元件设定为256,并且粒径范围设定为2μm至60μm。具体测量方法如下。
(1)将约200mL的电解质水溶液添加至Multisizer3专用的250mL圆底烧杯中,将烧杯放置在样品架中,并且以24转/秒的速度用搅拌棒以逆时针进行搅拌。然后,通过专用软件的“口管冲洗”功能除去在口管中的污物和气泡。
(2)将30mL相同的电解质水溶液放入玻璃制的100mL平底烧杯中,向其中添加0.3mL用离子交换水将“Contaminon N”(由非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂形成的pH为7的精密测量仪器洗涤用中性清洁剂的10质量%水溶液,由Wako PureChemical Industries制造)稀释3质量倍的稀释液。
(3)将具体量的离子交换水放入超声波分散器(Ultrasonic Dispersion SystemTetora 150,Nikkaki Bios)的水槽中,该超声波分散机的电力输出为120W,配备有彼此相位移为180°、振荡频率为50kHz的两个内置的振荡器,并且将约2mL Contaminon N添加至该水槽中。
(4)将上述(2)中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。调整烧杯的高度位置使得烧杯中的电解质水溶液的液面的共振状态最大化。
(5)将上述(4)的烧杯中的电解质水溶液暴露于超声波的同时,将10mg调色剂(颗粒)一点点地添加至电解质水溶液中,并且分散。然后,继续超声分散额外60秒。在超声分散期间,将水槽中的水温适当地从10℃调节至40℃。
(6)使用移液管,将调色剂(颗粒)分散在其中的上述(5)中的电解质水溶液滴加至放置在样品架中的(1)中的圆底烧杯中,并且将测量浓度调节为约5%。然后,进行测量直到测量的颗粒数达到50000个。
(7)用设备所附的专用软件来分析测量数据,并且计算重均粒径(D4)。重均粒径(D4)为当在专用软件中设定图表/体积%时“分析/体积统计值(算术平均)”界面上的“平均直径”。
树脂细颗粒、蜡细颗粒和着色剂细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)的测量方法
使用动态光散射粒度分布分析仪(Ninotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)测量细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)。具体地,使用以下步骤进行测量。为了防止测量样品的聚集,导入通过将测量样品分散在包含Family Fresh(由Kao Corporation生产)的水溶液中而得到的分散液并搅拌。在搅拌之后,将测量样品引入至设备中,然后进行两次测量并且求出平均值。
关于测量条件,测量时间为30秒,样品颗粒的折射率为1.49,分散介质为水,和分散介质的折射率为1.33。测定测量样品的基于体积的粒度分布,并且根据测定结果,将基于体积的粒度分布中从小粒径侧的累积值达到50%的粒径取作细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)。
实施例
现在将使用以下给出的实施例更详细地说明本公开。然而,这些实施例绝不限制本公开。在以下配方中,“份”总是指质量份,除非另有明确说明。
第一树脂1(结晶性树脂1)的生产例
·溶剂:甲苯:100.0份
·单体组合物:100.0份
(单体组合物通过将丙烯酸山萮酯、丙烯酸和苯乙烯以以下示出的比例混合而获得)
(丙烯酸山萮酯:40.0份)
(丙烯酸:1.0份)
(苯乙烯:59.0份)
·聚合引发剂:0.5份
过氧化新戊酸叔丁酯(Perbutyl PV,由NOF Corp.生产)
将上述材料在氮气气氛下放入配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导入管的反应容器中。在以200rpm搅拌的同时,将反应容器的内部加热至70℃,并且进行聚合反应12小时,从而得到其中单体组合物的聚合物溶解在甲苯中的溶液。随后,在溶液的温度降低至25℃后,在搅拌的同时,将溶液倒入1000.0份甲醇中,以使甲醇不溶物沉淀。将得到的甲醇不溶物滤出,进一步用甲醇洗涤,然后,在40℃下真空干燥24小时,从而获得第一树脂1(结晶性树脂1)。
第一树脂2~5(结晶性树脂2~5)的生产例
除了以表1-1所示的方式改变单体和份数以外,通过进行与第一树脂1的生产例中使用的相同反应而获得第一树脂2~12(结晶性树脂2~12)。物理性质在表2中示出。
[表1-1]
表中使用的缩写如下。
BEA:丙烯酸山萮酯
ODA:丙烯酸十八烷基酯
AA:丙烯酸
St:苯乙烯
第一树脂6(结晶性树脂6)的生产例
·1,6-己二醇:33.9份
(相对于多元醇的总摩尔数为100.0mol%)
·十二烷二酸:66.1份
(相对于多元羧酸的总摩尔数为100.0mol%)
·2-乙基己酸锡:0.5份
将上述材料称重到配备有冷凝管、搅拌器、氮气入口管和热电偶的反应容器中。用氮气吹扫烧瓶,在搅拌烧瓶的内容物的同时,逐渐升高温度,并且在140℃的温度下搅拌烧瓶的内容物的同时,使反应进行3小时。接着,将反应容器内的压力降低至8.3kPa,并且在保持200℃的温度的同时进行反应4小时。然后,通过将反应容器内的压力降低至5kPa以下并且在200℃下进行反应3小时而获得第一树脂6(结晶性树脂6)。
第一树脂7~9(结晶性树脂7~9)的生产例
除了将醇组分和羧酸组分改变为表1-2所示的单体以外,通过以与第一树脂6的生产例相同的方式进行生产而获得第一树脂7~9。物理性质在表2中示出。
[表1-2]
表中使用的缩写如下。
EG:乙二醇
BO:丁二醇
HO:己二醇
DA:癸二酸
DDA:十二烷二酸
TDA:十四烷二酸
[表2]
AVc表示酸值和Tp表示熔点。
第二树脂1(非结晶性树脂1)的生产例
在氮气氛中,将下列材料置于配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气入口管的反应容器中。
·聚氧丙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:73.2份(0.25mol;相对于多元醇的总摩尔数为100.0mol%)
·对苯二甲酸:25.1份(0.24mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为95.0mol%)
·四丁氧基钛:2.0份
接着,用氮气吹扫烧瓶,在搅拌烧瓶的内容物的同时,逐渐升高温度,并且在200℃的温度下搅拌烧瓶的内容物并且蒸馏除去生成的水的同时,使反应进行2小时。接着,将反应容器内的压力降低至8.3kPa并且在该压力下保持1小时,然后,将反应容器的内容物冷却至180℃并且使反应容器恢复到大气压(第一反应步骤)。
·偏苯三酸酐:8.2份(0.02mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为5.0mol%)
·叔丁基邻苯二酚(阻聚剂):0.1份
接着,添加上述材料,将反应容器内的压力降低至8.3kPa,在保持150℃的温度的同时进行反应4小时,并且降低温度以终止反应(第二反应步骤),从而获得第二树脂1。物理性质在表4中示出。
第二树脂2(非结晶性树脂2)的生产例
在氮气气氛中,将下列材料置于配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气入口管的反应容器中。
·聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:81.0份(0.20mol;相对于多元醇的总摩尔数为50.0mol%)
·聚氧丙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:115.0份(0.25mol;相对于多元醇的总摩尔数为40.0mol%)
·乙二醇:3.1份(0.05mol;相对于多元醇的总摩尔数为10.0mol%)
·对苯二甲酸:49.8份(0.30mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为60.0mol%)
·己二酸:21.9份(0.15mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为30.0mol%)
·四丁氧基钛:2.5份
将以上列出的材料称重并且引入至配备有冷凝管、搅拌器、氮气入口管和热电偶的反应容器中。接着,用氮气吹扫烧瓶,在搅拌烧瓶的内容物的同时,逐渐升高温度,并且在230℃的温度下搅拌烧瓶的内容物并且蒸馏除去生成的水的同时,使反应进行2小时。接着,在8.3kPa的减压下进行反应1小时,之后将温度升高至180℃,并且使压力恢复至大气压(第一反应步骤)。
·偏苯三酸酐:13.3份(0.05mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为10.0mol%)
·叔丁基邻苯二酚(阻聚剂):1份
接着,添加上述材料,将反应容器内的压力降低至8.3kPa,在保持150℃的温度的同时进行反应4小时,并且降低温度以终止反应(第二反应步骤),从而获得非结晶性树脂2。
第二树脂3(非结晶性树脂3)的生产例
将50.0份二甲苯放入高压釜中,然后,用氮气吹扫,之后在搅拌下在密闭状态下将高压釜的温度升高至185℃。在将高压釜内的温度控制在190℃的同时,在3小时内连续滴加74.6份苯乙烯、24.7份丙烯酸正丁酯、0.7份丙烯酸、1.0份过氧化二叔丁基和20.0份二甲苯的混合溶液并聚合。通过将该温度保持另外1小时以完成聚合并除去溶剂而获得第二树脂3(非结晶性树脂3)。
第二树脂4(非结晶性树脂4)的生产例
在氮气气氛中,将下列材料置于配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气入口管的反应容器中。
·聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:23.0份(0.05mol;相对于多元醇的总摩尔数为10.0mol%)
·聚氧丙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷:182.0份(0.45mol;相对于多元醇的总摩尔数为90.0mol%)
·对苯二甲酸:49.8份(0.30mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为60.0mol%)
·己二酸:21.9份(0.15mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为30.0mol%)
·四丁氧基钛:2.5份
将以上列出的材料称重并且引入至配备有冷凝管、搅拌器、氮气入口管和热电偶的反应容器中。接着,用氮气吹扫烧瓶,在搅拌烧瓶的内容物的同时,逐渐升高温度,并且在230℃的温度下搅拌烧瓶的内容物并且蒸馏除去生成的水的同时,使反应进行2小时。接着,在8.3kPa的减压下进行反应1小时,之后将温度升高至180℃,然后,使压力恢复至大气压(第一反应步骤)。
·偏苯三酸酐:13.3份(0.05mol;相对于多元羧酸的总摩尔数为10.0mol%)
·叔丁基邻苯二酚(阻聚剂):1份
接着,添加以上列出的材料,将反应容器内的压力降低至8.3kPa,在保持150℃的温度的同时使反应进行4小时,并且降低温度以终止反应(第二反应步骤),从而获得非结晶性树脂4。
第二树脂5(非结晶性树脂5)的生产例
(聚酯树脂1的配方)
·环氧乙烷与双酚A的(2.2mol)加合物:50.0摩尔份
·环氧丙烷与双酚A的(2.2mol)加合物:50.0摩尔份
·对苯二甲酸:65.0摩尔份
·偏苯三酸酐:25.0摩尔份
·丙烯酸:10.0摩尔份
将90份用于生产聚酯树脂1的单体混合物放入四口烧瓶中,将减压装置、水分离装置、氮气引入装置、温度测量装置和搅拌装置连接至烧瓶,并且在氮气氛中在160℃下进行搅拌。接着,经4小时,从滴液漏斗滴加10份用于生产乙烯基系树脂的乙烯基聚合性单体(苯乙烯81.0份、丙烯酸正丁酯17.0份、丙烯酸0.9份、二乙烯基苯1.1份)和1份作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰,在160℃下进行反应5小时。然后,将温度升高至230℃,以相对于用于生产聚酯树脂的单体总量为0.2份的量添加四丁氧基钛,并且进行聚合直至达到105℃的软化点。反应完成后,通过从容器中取出聚合物、冷却和粉碎而获得第二树脂5(非结晶性树脂5)。物理性质在表4中示出。
第二树脂6(非结晶性树脂6)的生产例
·Uniol DA-400(由NOF Corp.生产):60.8份
·二羟甲基丁酸:2.5份
·二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯:38.5份
·二月桂酸二辛基锡:0.04份
将以上列出的单体装入配备有搅拌器、氮气入口管、温度传感器和精馏柱的烧瓶中,通过在130℃下进行反应5小时而得到作为聚氨酯树脂的第二树脂6。物理性质在表4中示出。
[表3]
AVa表示酸值,Tg表示玻璃化转变温度,和Tm表示软化点。
调色剂颗粒1a的生产例
·第一树脂1:50份
·第二树脂1:50份
·烃蜡1(费托蜡;DSC中最大吸热峰的峰值温度:92℃):10.0份
·颜料(青色颜料,颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color and ChemicalsMfg.Co.,Ltd.生产):6.5份
使用亨舍尔混合机(FM-75型,由Nippon Coke and Engineering Co.,Ltd.生产),以20s-1的转速混合以上列出的材料3分钟,然后,使用设定为120℃的温度的双螺杆捏合机(PCM-30型,由Ikegai Corporation生产)以250rpm的螺杆转速和125℃的排出温度捏合。将得到的捏合产物冷却,然后,使用锤磨机粗粉碎至1mm以下的尺寸,从而得到粗粉碎产物。然后,使用机械粉碎机(T-250,由Freund Turbo Corporation制造)将获得的粗粉碎产物细粉碎。然后,通过使用Faculty F-300(由Hosokawa Micron Corp.生产)使细粉碎产物分级而获得重均粒径为约6.0μm的调色剂颗粒1a。操作条件为分级转子的转速为130s-1,和分散转子的转速为120s-1。
调色剂颗粒1b和调色剂颗粒1c的生产例
除了如表4所示改变第一树脂和第二树脂的份数以外,通过以与调色剂颗粒1a的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒1b和调色剂颗粒1c。
调色剂颗粒2a~12a、16a~28a、2b~12b和16b~22b的生产例
除了如表4所示改变第一树脂和第二树脂的种类和份数以外,通过以与调色剂颗粒1a的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒2a~12a、16a~28a、2b~12b和16b~22b。
调色剂颗粒13的生产例
第一树脂6细颗粒分散液的生产例
·甲苯(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产):300份
·第一树脂6:100份
称量出以上列出的材料,混合并且在90℃下溶解。另外,将5.0份十二烷基苯磺酸钠和10.0份月桂酸钠添加至700份离子交换水中,并且通过在90℃下加热而溶解。接着,将上述甲苯溶液和水溶液混合在一起,使用T.K.Robomix超高速搅拌器(由PrimixCorporation生产)以7000rpm搅拌。然后,使用Nanomizer高压冲击分散机(由YoshidaKikai Co.,Ltd.生产)在200MPa的压力下使获得的混合物乳化。然后,通过使用蒸发器除去甲苯并使用离子交换水调节浓度,得到包含浓度为20质量%的第一树脂6的细颗粒的水性分散液(第一树脂6细颗粒分散溶液)。第一树脂6的基于体积的50%粒径(D50)使用动态光散射粒度分布分析仪(Nanotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)来测量,并且求得为0.40μm。
第二树脂4细颗粒分散液的生产例
·四氢呋喃(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产):300份
·第二树脂4:100份
·阴离子性表面活性剂(Neogen RK,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产):0.5份
称量出以上列出的材料,混合并溶解。接着,添加20.0份1mol/L氨水并使用T.K.Robomix超高速搅拌器(由Primix Corporation生产)以4000rpm搅拌。然后,以8g/分钟的速度添加700份离子交换水,以析出第二树脂4的细颗粒。然后,通过使用蒸发器除去四氢呋喃并通过离子交换水调节浓度而获得以20质量%的浓度包含第二树脂4的细颗粒的水性分散液(第二树脂4细颗粒分散液)。第二树脂4细颗粒的基于体积的50%粒径(D50)为0.14μm。
蜡细颗粒分散液的生产例
-烃蜡1 100.0份
(费托蜡;DSC:最大吸热峰的峰值温度92℃)
-阴离子性表面活性剂NEOGEN RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)5份
-离子交换水395份
称量出上述材料,放入配备有搅拌器的混合容器中,加热至90℃,循环至CLEAREMIX W-MOTION(由M-Technique Co.,Ltd.制造),并进行分散处理60分钟。分散处理的条件如下。
-转子外径:3cm
-间隙:0.3mm
-转子转速:19000r/min
-筛网转速:19000r/min
分散处理后,在转子转速1000r/min、筛网转速0r/min和冷却速度10℃/min的冷却条件下冷却至40℃,从而得到蜡细颗粒的浓度为20质量%的水性分散液(蜡细颗粒分散液)。使用动态光散射型颗粒侧分布计NANOTRACK UPA-EX150(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)测量蜡细颗粒的基于体积分布的50%粒径(D50),并且求得为0.15μm。
<着色剂细颗粒分散液的生产例>
-着色剂1 50.0份
(青色颜料:颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&Chem MFG Co.,Ltd.制造)
-阴离子性表面活性剂NEOGEN RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)7.5份
-离子交换水442.5份
称量上述材料、混合、溶解,并且使用高压冲击分散机NANOMIZER(由YoshidaKikai Co.,Ltd.制造)分散约1小时,以获得着色剂分散分散在其中并且着色剂细颗粒的浓度为10质量%的水性分散液(着色剂细颗粒分散液)。使用动态光散射型颗粒侧分布计NANOTRACK UPA-EX150(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)测量着色剂细颗粒的基于体积分布的50%粒径(D50),并且求得为0.20μm。
调色剂颗粒13a的生产例
·第一树脂6细颗粒分散液:300份
·第二树脂4细颗粒分散液:200份
·着色剂细颗粒分散液:65份
·蜡细颗粒分散液:50份
·离子交换水:160份
将以上列出的材料放入圆形不锈钢烧瓶中并混合。接着,使用均化器(UltrataraxT50,由IKA生产)以5000rpm将得到的混合液分散10分钟。添加1.0%硝酸水溶液以将pH调节至3.0,然后,在加热水浴中将混合液加热至58℃,同时适当调节搅拌叶片的转速使得搅拌混合液。使用Coulter Multisizer III适当确认形成的聚集颗粒,当形成重均粒径(D4)为约6.00μm的聚集颗粒时,使用5%氢氧化钠水溶液将pH调节至9.0。
然后,在继续搅拌的同时将溶液加热至75℃。通过保持75℃的温度1小时使聚集颗粒熔合在一起。然后,通过冷却至50℃并保持该温度3小时而促进树脂的结晶化。然后将混合物冷却至25℃,过滤,进行固-液分离,然后用离子交换水洗涤。洗涤完成后,通过用真空干燥机干燥得到重均粒径(D4)为约6.0μm的调色剂颗粒13a。
调色剂颗粒13b的生产例
除了将第一树脂6细颗粒分散液的份数由300份改变为475份并且将第二树脂4细颗粒分散液的份数由200份改变为25份以外,通过以与调色剂颗粒13a的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒13b。
第一树脂8细颗粒分散液的生产例
除了将第一树脂6改变为第一树脂8以外,通过以与第一树脂6细颗粒分散液的生产例相同的方式进行生产而获得第一树脂8细颗粒分散液。使用动态光散射粒度分布分析仪(Nanotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)测量第一树脂6的基于体积的50%粒径(D50),并且求得为0.40μm。
第二树脂3细颗粒分散液的生产例
除了将第二树脂4改变为第二树脂3以外,通过以与第二树脂4细颗粒分散液的生产例相同的方式进行生产而获得第二树脂3细颗粒分散液。使用动态光散射粒度分布分析仪(Nanotrac UPA-EX150,由Nikkiso Co.,Ltd.生产)测量第二树脂3的基于体积的50%粒径(D50),并且求得为0.40μm。
调色剂颗粒15a的生产例
除了将第一树脂6细颗粒分散液改变为第一树脂8细颗粒分散液并且将第二树脂4细颗粒分散液改变为第二树脂3细颗粒分散液以外,通过以与调色剂颗粒13a的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒15a。
调色剂颗粒15b的生产例
除了将第一树脂6细颗粒分散液改变为第一树脂8细颗粒分散液并且将第二树脂4细颗粒分散液改变为第二树脂3细颗粒分散液以外,通过以与调色剂颗粒13b的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒15b。
调色剂颗粒14a的生产例
·第一树脂7:60.0份
·第二树脂1:40.0份
·烃蜡(费托蜡;DSC中最大吸热峰的峰值温度:92℃):10.0份
·颜料蓝15:3(由Dainichiseika Color and Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产):5.0份
·甲苯:150.0份
通过将溶液添加至容器中并且使用均质分散器(由Tokushu Kika Kogyo Co.,Ltd.生产)以2000rpm搅拌/分散5分钟来制备油相。在另一容器中,将390.0份0.1mol/L磷酸钠(Na3PO4)水溶液添加至1152.0份离子交换水中,并且在用Clearmix(由M Technique Co.,Ltd.生产)搅拌的同时将温度升高至70℃。然后,通过添加58.0份的1.0mol/L氯化钙(CaCl2)水溶液并且继续搅拌来制备包含磷酸三钙(Ca3(PO4)2)的分散稳定剂,并且制备水系介质。
接着,将油相添加至水相中,并且通过使用Clearmix(由M Technique Co.,Ltd.生产)在60℃下在氮气气氛中以10,000rpm搅拌10分钟进行造粒。接着,在用桨式搅拌器以150rpm的转速搅拌悬浮液的同时,将得到的悬浮液在减压状态下在80℃的温度和400mbar的压力下经过5小时的时间去溶剂化。然后,通过将悬浮液冷却至25℃并且添加离子交换水使得分散溶液中的固成分浓度为20质量%而获得调色剂浆料14a。将调色剂浆料14a冷却至25℃,添加盐酸直至pH达到1.5,并且将浆料搅拌2小时。然后,通过用离子交换水充分洗涤浆料、过滤、干燥和分级来获得调色剂颗粒14a。
调色剂颗粒14b的生产例
除了将第一树脂7的份数由60.0份改变为95.0份并且将第二树脂1的份数由40.0份改变为5.0份以外,通过以与调色剂颗粒14a的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂颗粒14b。
[表4]
调色剂1的生产例
·调色剂颗粒1a:64份
·调色剂颗粒1b:20份
·调色剂颗粒1c:16份
·二氧化硅细颗粒1:0.5份
(数均一次粒径为15nm的疏水化处理的二氧化硅细颗粒)
·二氧化硅细颗粒2:1.0份
(数均一次粒径为80nm的疏水化处理的二氧化硅细颗粒)
调色剂1通过在FM-10C亨舍尔混合机(由Mitsui Miike Kakoki Corporation生产)中以50s-1的转速和10分钟的旋转时间混合以上列出的材料而获得。物理性质在表5中示出。
调色剂2~28的生产例
除了将调色剂颗粒组合改变为表4所示以外,通过以与调色剂1的生产例相同的方式进行生产而获得调色剂2~28。获得的调色剂的物理性质在表5中示出。
[表5]
域的数均直径为域的长轴的数均长度。
磁性载体1的生产例
·磁铁矿1;数均粒径:0.30μm(1000/4π(kA/m)磁场下的磁化强度为:65Am2/kg)
·磁铁矿2;数均粒径:0.50μm(1000/4π(kA/m)磁场下的磁化强度为:65Am2/kg)
将4.0份硅烷化合物(3-(2-氨基乙基氨基丙基)三甲氧基硅烷)添加至100份以上列出的各材料中,并且在容器中在100℃以上的温度下进行高速混合和搅拌,以处理细颗粒。
·苯酚:10质量%
·甲醛溶液:6质量%(40质量%的甲醛,10质量%的甲醇和50质量%的水)
·用上述硅烷化合物处理的磁铁矿1:58质量%
·用上述硅烷化合物处理的磁铁矿2:26质量%
将100份以上列出的材料、5份28质量%氨水溶液和20份水放入烧瓶中,在搅拌和混合的同时,将温度升高至85℃并且在该温度下保持30分钟,进行聚合反应3小时,并且使获得的酚醛树脂固化。然后,将固化的酚醛树脂冷却至30℃,添加水,除去上清液,并且将所得沉淀物用水洗涤并风干。接着,通过在60℃的温度和减压下(不超过5mmHg)干燥沉淀物,以磁性材料分散体的形式获得球状磁性载体1。磁性载体1的基于体积的50%粒径(D50)为34.2μm。
<双组分显影剂1的生产例>
将总计8.0份调色剂1添加至92.0份磁性载体1中并且用V型混合机(V-20,由Seishin Enterprise Co.,Ltd.制造)进行混合以获得双组分显影剂1。
双组分显影剂2~28的生产例
除了以表6所示的方式改变调色剂以外,通过以与双组分显影剂1的生产例相同的方式进行生产而获得双组分显影剂2~28。
[表6]
双组分显影剂 | 调色剂颗粒 | 载体 |
双组分显影剂1 | 调色剂1 | 载体1 |
双组分显影剂2 | 调色剂2 | 载体1 |
双组分显影剂3 | 调色剂3 | 载体1 |
双组分显影剂4 | 调色剂4 | 载体1 |
双组分显影剂5 | 调色剂5 | 载体1 |
双组分显影剂6 | 调色剂6 | 载体1 |
双组分显影剂7 | 调色剂7 | 载体1 |
双组分显影剂8 | 调色剂8 | 载体1 |
双组分显影剂9 | 调色剂9 | 载体1 |
双组分显影剂10 | 调色剂10 | 载体1 |
双组分显影剂11 | 调色剂11 | 载体1 |
双组分显影剂12 | 调色剂12 | 载体1 |
双组分显影剂13 | 调色剂13 | 载体1 |
双组分显影剂14 | 调色剂14 | 载体1 |
双组分显影剂15 | 调色剂15 | 载体1 |
双组分显影剂16 | 调色剂16 | 载体1 |
双组分显影剂17 | 调色剂17 | 载体1 |
双组分显影剂18 | 调色剂18 | 载体1 |
双组分显影剂19 | 调色剂19 | 载体1 |
双组分显影剂20 | 调色剂20 | 载体1 |
双组分显影剂21 | 调色剂21 | 载体1 |
双组分显影剂22 | 调色剂22 | 载体1 |
双组分显影剂23 | 调色剂23 | 载体1 |
双组分显影剂24 | 调色剂24 | 载体1 |
双组分显影剂25 | 调色剂25 | 载体1 |
双组分显影剂26 | 调色剂26 | 载体1 |
双组分显影剂27 | 调色剂27 | 载体1 |
双组分显影剂28 | 调色剂28 | 载体1 |
<实施例1>
使用双组分显影剂1进行评价。作为图像形成设备,使用用于数字商业打印的改进的佳能打印机imageRUNNER ADVANCE C5560,并且将双组分显影剂1放入青色显影装置中。改造打印机使得可以自由设置定影温度、处理速度、显影剂承载构件的直流电压VDC、静电潜像承载构件的充电电压VD和激光功率。在图像输出评价中,输出具有期望的图像比例的FFh图像(实心图像),调节VDC、VD和激光功率以获得在纸上FFh图像上的期望的调色剂承载量,并且进行下述评价。FFh是以十六进制显示256个灰度的值,00h是256个灰度中的第一个灰度(白色背景部分),和FFh是256个灰度中的第256个灰度(实心部分)。评价基于以下评价方法,结果在表7中示出。
<低温定影性>
-纸:GFC-081(81.0g/m2)
(由Canon Marketing Japan Inc.出售)
-在纸上的调色剂承载量:0.70mg/cm2
(通过显影剂承载构件的直流电压VDC、静电潜像承载构件的充电电压VD和激光功率来调节)
-评价图像:放置在A4纸中央的2cm×15cm图像
-测试环境:低温低湿环境:温度15℃/湿度10%RH(以下简称“L/L”)
-定影温度:140℃
-处理速度:400mm/sec
输出上述评价图像并评价低温定影性。图像浓度降低率用作评价低温定影性的指标。首先使用X-Rite彩色反射浓度计(500系列,由X-Rite生产)测量图像中心部分的图像浓度的图像浓度降低率。接着,在施加4.9kPa(50g/cm2)的负荷的同时,用镜头清洁纸摩擦(往复10次)已测量图像浓度的部分上的定影图像,然后,再次测量图像浓度。接着,使用下式计算摩擦前后的图像浓度降低率。根据以下所示的评价标准评价所获得的图像浓度降低率。
图像浓度降低率=(摩擦前的图像浓度–摩擦后的图像浓度)/(摩擦前的图像浓度)×100
评价标准
A:图像浓度降低率小于1.0%
B:图像浓度降低率为1.0%以上但小于5.0%
C:图像浓度降低率为5.0%以上但小于8.0%
D:图像浓度降低率为8.0%以上
耐热污损性
·纸:CS-064(64.0g/m2)
(由Canon Marketing Japan K.K.出售)
·纸上的调色剂承载量:0.08mg/cm2
(通过改变显影剂承载构件的直流电压VDC、静电潜像承载构件的充电电压VD和激光功率来调节)
·评价图像:将尺寸为2cm×20cm的图像设置在上述A4纸张的通纸方向的长边,使得距纸边缘留出2mm的白边
·测试环境:常温低湿环境(温度:23℃,湿度:5%RH)(以下简称“N/L”)
·定影温度:温度从140℃以5℃增量增加
·处理速度:400mm/sec
输出上述评价图像,并且基于以下标准,考虑不发生热污损的最高定影温度评价耐热污损性。
评价标准
A:170℃以上
B:160℃以上但低于170℃
C:145℃以上但低于160℃
D:低于145℃
图像光泽性
·纸:GFC-081(81.0g/m2)
(由Canon Marketing Japan K.K.出售)
·纸上的调色剂承载量:0.40mg/cm2
(通过改变显影剂承载构件的直流电压VDC、静电潜像承载构件的充电电压VD和激光功率来调节)
·评价图像:将尺寸为2cm×5cm的图像设置在上述A4纸张的中央
·测试环境:温度:23℃,湿度:50%RH
·定影温度:160℃
·处理速度:400mm/sec
输出上述评价图像,并且评价图像光泽性。图像光泽性通过使用手持式光泽计(PG-1M,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.生产)在60°的单角度下测量来评价,并且将该测量值作为光泽值来评价。
图像光泽性的评价标准
A:8以上
B:5以上但小于8
C:2以上但小于5
D:小于2
高温高湿环境下的带电性能(带电保持性)
使用圆筒形金属管和圆筒形过滤器通过抽吸来收集静电潜像承载构件上的调色剂,并且计算调色剂的摩擦带电量。具体地,使用法拉第笼测量静电潜像承载构件上的调色剂的摩擦带电量。法拉第笼是同轴双圆筒,内筒与外筒绝缘。当具有电荷量Q的带电体放置在内筒内部时,似乎是由于静电感应而存在具有电荷量Q的金属圆筒。使用静电计(Keithley 6517A,由Keithley生产)测量该感应电荷量,通过将电荷量Q(mC)除以内筒中的调色剂的质量M(kg)来确定调色剂的摩擦带电量,即(Q/M)。
调色剂的摩擦带电量(mC/kg)=Q/M
首先,在静电潜像承载体上形成用于耐热污损性的评价图像,在将图像转印至中间转印构件之前停止静电潜像承载构件的旋转,通过使用圆筒形金属管和圆筒形过滤器抽吸来收集静电潜像承载构件上的调色剂,并且测量“初始Q/M”。接着,使显影装置在高温高湿(H/H)环境(32℃、80%RH)下在评价设备中放置2周,之后进行与放置前进行的相同的步骤,测量进行放置后的静电潜像承载构件上的每单位质量的电荷(Q/M(mC/kg))。放置前的静电潜像承载构件上的每单位质量的Q/M值表示为“初始Q/M”,放置后的静电潜像承载构件上的每单位质量的Q/M值表示为“放置后的Q/M”表示,计算(“放置后的Q/M”/“初始Q/M”×100)的值作为带电保持率,并且根据以下所示的标准来评估。
评价标准
A:带电保持率为85%以上
B:带电保持率为80%以上但小于85%
C:带电保持率为70%以上但小于80%
D:带电保持率小于70%
耐擦拭性(图像强度)
·评价纸:Image Coat Gloss 158(158.0g/m2)
(由Canon Marketing Japan K.K.出售)
·纸上的调色剂承载量:0.10mg/cm2
(通过改变显影剂承载构件的直流电压VDC、静电潜像承载构件的充电电压VD和激光功率来调节)
·评价图像:将尺寸为3cm×15cm的图像设置在上述A4纸张的中央
·定影测试环境:常温常湿环境(温度:23℃,湿度:50%RH)(以下简称“N/N”)
·定影温度:160℃
·处理速度:400mm/sec
输出上述评价图像,并且评价耐擦拭性。反射率的差用作评价耐擦拭性的指标。首先,使用色牢度摩擦测试仪(AB-301,由Tester Sangyo Co.,Ltd.生产)对评价图像的图像部分施加0.5kgf的负荷,并且摩擦新的评价纸(往复十次)。接着,使用反射计(REFLECTOMETER MODEL TC-6DS,由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.生产),使用新的评价纸测量摩擦部的反射率和非摩擦部的反射率。接着,使用下式计算摩擦前后的反射率的差。根据以下所示的评价标准评价获得的反射率的差。
反射率的差=摩擦前的反射率-摩擦后的反射率
评价标准
A:小于2.0%
B:2.0%以上但小于4.0%
C:4.0%以上但小于6.0%
D:6.0%以上
实施例2~22和比较例1~6
除了使用双组分显影剂2~28代替双组分显影剂1以外,以与实施例1相同的方式进行评价。评价结果在表7中示出。
[表7]
虽然参考示例性实施方案已描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。权利要求的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。
Claims (8)
1.一种调色剂,其包括包含粘结剂树脂的调色剂颗粒,其特征在于,
所述粘结剂树脂包含第一树脂和第二树脂,
所述第一树脂为结晶性树脂,
所述第二树脂为非结晶性树脂,和
在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,
(i)当以面积%计的面积比A表示每个所述调色剂颗粒的截面中由所述第一树脂占据的面积的比例时,所述面积比A的平均值为30至75面积%,和
(ii)当X表示所述面积比A为90面积%以上的所述调色剂颗粒的截面数且Z表示观察到的调色剂颗粒的截面的总数时,则X/Z的值为0.15以上。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中所述第二树脂为选自由聚酯系树脂与乙烯基系树脂结合的杂化树脂、聚酯树脂和乙烯基系树脂组成的组中的至少一种树脂。
4.根据权利要求3所述的调色剂,其中所述第一树脂为具有所述第一单体单元的乙烯基系树脂。
5.根据权利要求3所述的调色剂,其中所述第一树脂中的所述第一单体单元的含量为20.0~100.0质量%。
6.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
在使用透射电子显微镜对所述调色剂颗粒的截面观察中,
所述面积比A为30~70面积%的调色剂颗粒的截面具有由包含所述第一树脂的基体和包含所述第二树脂的域构成的基体-域结构。
7.根据权利要求6所述的调色剂,其中所述域的长轴的数均长度为0.5~1.4μm。
8.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
在使用透射电子显微镜对100个调色剂颗粒的截面观察中,
当以面积%计的面积比B表示在每个所述调色剂颗粒的截面中由所述第二树脂占据的面积的比例,和
Y表示所述面积比B为90面积%以上的调色剂颗粒的截面数时,
则Y/Z的值为0.10以上。
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