CN116661273A - 调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂。一种调色剂,其包括调色剂颗粒和外部添加剂,其中调色剂颗粒包括包含树脂A的核和在核的表面上的包含树脂B的壳,外部添加剂包括水滑石颗粒A,在调色剂的STEM‑EDS映射分析的线分析中,水滑石颗粒A的内部存在氟和铝,并且通过调色剂的STEM‑EDS映射分析中的水滑石颗粒A的主组分映射确定的水滑石颗粒A中的氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)为0.01至0.60。
Description
技术领域
本公开涉及用于如电子照相法等图像形成方法的调色剂。
背景技术
近年来,对如多功能装置和打印机等电子照相图像形成设备要求使用寿命更长并且消耗更少的电力。从实现调色剂的长使用寿命的角度来看,调色剂需要表现出耐久性,使得在长时间使用时可以稳定地获得高品质图像。另外,从消耗更少的电力的角度来看,对可以使用更少的热量来实施调色剂定影的所谓的低温定影调色剂的需求增加。
为了解决该问题,日本专利申请公开No.2007-322953公开了一种调色剂,该调色剂通过聚集具有核-壳型结构的树脂颗粒而获得,其中构成核的树脂的玻璃化转变点与构成壳的树脂的玻璃化转变点之差为20℃以上。
日本专利申请公开No.2015-011077公开了一种调色剂,其中调色剂核颗粒的表面覆盖有壳层,该壳层包括包含源自热固性树脂的单体的单元和源自热塑性树脂的单元的树脂。
发明内容
然而,在为了提高耐久性而形成壳层的情况下,如在上述文献中公开的调色剂中那样,调色剂的耐久性提高,但是在定影时调色剂中脱模剂的渗出趋于不发生。结果,由于发生起泡(blistering)或冷污损(cold offsetting)等,低温定影性易于劣化。
已知的是,具有核-壳型结构的调色剂可以抑制调色剂中的蜡和低熔点组分在调色剂表面露出,并且表现出改进的耐久性。与不具有核-壳型结构的调色剂相比,可以预期具有核-壳型结构的调色剂能够在保持耐久性的同时实施低温定影。
然而,在通过形成壳而抑制定影时蜡向调色剂层表面的渗出的情况下,调色剂层与如定影膜等定影构件之间的粘合强度提高,并且可以发生低温定影期间的图像缺陷,例如冷污损和起泡。在为了改进耐久性而增大壳的厚度的情况下,易于发生低温定影期间的图像缺陷,例如冷污损和起泡。在从低温定影性的角度出发而将壳制成较薄或在壳中设置部分间隙的情况下,蜡和低分子量组分向调色剂颗粒表面的渗出趋于发生,并且外部添加剂易于变为嵌入(embedded)。
结果,调色剂的带电性能和流动性降低,显影性能会降低,并且会发生构件污染。具有核-壳型结构的调色剂有助于实现耐久性和定影性能之间的平衡,但是在长期使用期间定影性能和显影性能之间仍然存在权衡,可以说,在实现低温定影性和耐久性之间的高度平衡方面仍然存在问题。
本公开提供一种其中可以高度兼顾低温定影性和耐久性的调色剂。
本公开涉及一种调色剂,其包括调色剂颗粒和外部添加剂,其中
调色剂颗粒包括:
包含树脂A的核,和
在核的表面上的包含树脂B的壳,
外部添加剂包含水滑石颗粒A,
在调色剂的STEM-EDS映射分析的线分析中,水滑石颗粒A的内部存在氟和铝,和
通过调色剂的STEM-EDS映射分析中的水滑石颗粒A的主组分映射确定的、水滑石颗粒A中的氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)为0.01至0.60。
本公开可以提供一种其中可以高度兼顾低温定影性和耐久性的调色剂。
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显而易见。
附图说明
图1A和图1B为观察到的调色剂截面的实例;和
图2A至图2C为STEM-EDS映射分析中EDS线分析的示意图。
具体实施方式
在本公开中,表示数值范围的术语“从XX至YY”和“XX至YY”是指包括作为范围的端点的下限和上限的数值范围。在分段表述数值范围的情况下,数值范围的上限和下限可以任意地组合。
在本公开中,术语“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”。
本发明的发明人研究了在保持耐久性的同时改进低温定影性的方法。具体而言,为了弥补定影时调色剂层和定影构件之间的不充分的脱模性,本发明的发明人研究了使用除蜡从核渗出以外的手段赋予脱模性。另外,本发明的发明人发现,通过使用下述调色剂可以解决上述问题。
本公开涉及一种调色剂,其包括调色剂颗粒和外部添加剂,其中
调色剂颗粒包括:
包含树脂A的核,和
在核的表面上的包含树脂B的壳,
外部添加剂包含水滑石颗粒A,
在调色剂的STEM-EDS映射分析的线分析中,水滑石颗粒A的内部存在氟和铝,并且
通过调色剂的STEM-EDS映射分析中的水滑石颗粒A的主组分映射确定的、水滑石颗粒A中的氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)为0.01至0.60。
调色剂包括:具有核-壳型结构的调色剂颗粒,该核-壳型结构具有包含树脂A的核和在核的表面上的包含树脂B的壳;以及外部添加剂。调色剂包括水滑石颗粒A作为外部添加剂。
调色剂颗粒具有如上述的核-壳型结构的事实意味着调色剂颗粒的表面被覆有不同于蜡组分的树脂组分。此外,壳不一定需要被覆整个核,核的一部分可以露出。通过使用透射电子显微镜(TEM)观察调色剂的截面,可以确认是否存在核-壳型结构。
在调色剂颗粒具有核-壳型结构的情况下,调色剂截面的透射电子显微镜(TEM)照片中,存在于调色剂表面附近的蜡的量低。具体地,在使用透射电子显微镜(TEM)观察的调色剂的截面中,其中在距离调色剂颗粒的表面0.1μm的区域内至少部分存在面积为1.0×10-14m2以上的蜡的域(domains)的调色剂颗粒的个数比优选为15%以下、更优选10%以下、并且进一步优选8%以下。
通过将水滑石颗粒A外部添加至具有核-壳型结构的调色剂颗粒,可以在长期使用期间保持显影性能的同时,显著改进低温定影性。这里,水滑石颗粒A在颗粒的内部包含氟和铝。认为可以在保持显影性能的同时实现低温定影性的改进效果的机制如下。
现在将考虑在定影时纸上分层的调色剂熔融以形成调色剂层的情况。在纸上熔融的调色剂层与如定影膜等定影构件接触,如果调色剂层和定影构件之间的脱模性不充分,则当定影构件与纸分离时,调色剂层被拉向定影构件。这样,调色剂层和纸之间的粘合性降低,并且易于发生如起泡和冷污损等定影缺陷。
因为调色剂颗粒具有壳,所以当在定影时施加热或压力时,水滑石颗粒A不太可能嵌入调色剂层的表面中并且易于扩散开。即,核-壳型结构的存在可以防止水滑石颗粒A在定影时嵌入调色剂层的表面中。
因为水滑石颗粒A包含氟,所以可以减少水滑石颗粒的附着性。因此,扩散在调色剂层表面的水滑石颗粒A有助于定影构件和调色剂层之间的脱模性,从而改进低温定影时的脱模性。由于通过该配置降低调色剂层朝向定影构件侧的张力,因此保持调色剂层和纸之间的粘合性,并且低温定影性得到改进。
具有核-壳型结构的调色剂的表面在热和机械变化方面受到抑制,并且存在于颗粒表面的外部添加剂不太可能变为嵌入。这种趋势对于调色剂定影温度的下限尤其显著,认为这是本公开的调色剂在低温定影时的脱模性得到改进的原因。另外,通过壳的存在易于改进贮存性。
另外,水滑石为层状化合物,当水滑石颗粒在调色剂颗粒表面受到压力时发生层间滑移,从而增大水滑石颗粒的表面积。不仅水滑石颗粒A在定影时未嵌入调色剂颗粒表面中地存在,而且认为通过层间滑移增大表面积显著有助于赋予脱模性。另外,通过阴离子交换,氟离子容易引入(插入)水滑石中的层之间。由于氟处理容易并且能够进行均匀的处理,因此认为可以表现出优异的脱模效果。
水滑石颗粒中是否存在氟和铝可以通过调色剂的STEM-EDS映射分析来确认。在调色剂的STEM-EDS映射分析的线分析中,水滑石颗粒A的内部必须存在氟和铝。
另外,通过在调色剂的STEM-EDS映射分析中对水滑石颗粒A的主组分映射确定的水滑石颗粒A中氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al元素比)必须为0.01至0.60。如果F/Al比小于0.01,则通过氟赋予脱模性的效果低且无效。如果F/Al比超过0.60,则水滑石颗粒A容易从调色剂颗粒脱离,并且转印至纸上的调色剂不太可能留在纸上。结果,无法实现赋予脱模性的效果。
水滑石颗粒A中的氟相对于铝的F/Al元素比优选为0.02至0.60,更优选为0.04至0.60,并且进一步优选0.04至0.30。如果该比值为0.02以上,则存在充分的氟以赋予脱模性,并且可以实现优异的脱模效果。如果该比值为0.60以下,则水滑石颗粒趋于留在调色剂颗粒上,并且在定影时的脱模性和调色剂带电性能得到改进。
当生产水滑石颗粒A时,可以通过调节氟的浓度来控制F/Al比。水滑石颗粒A中的氟的原子数浓度优选为0.05至3.00原子%,更优选0.10至2.80原子%。水滑石颗粒A中的铝的原子数浓度优选为1.50至10.00原子%,更优选2.0至8.0原子%,进一步优选4.00至7.00原子%。
因此,认为由于具有核-壳型结构的调色剂颗粒与含氟水滑石颗粒A之间的极高的协同效应,使得可以在低温定影时实现良好的脱模效果。
用于赋予脱模性的外部添加剂为水滑石颗粒A的原因从显影性能的角度来看是重要的。在如蜡细颗粒等具有赋予脱模性的效果的其它材料外部添加至调色剂的情况下,调色剂带电性能易于降低,并且易于发生如起雾等缺陷。众所周知,水滑石具有改进调色剂的带电性能的效果,并且通过使用水滑石颗粒A,可以获得表现出良好定影性能而不会导致耐久性降低的调色剂。
现在将更详细地说明构成调色剂的各组分的生产方法和调色剂的生产方法。
调色剂颗粒具有核-壳型结构,该核-壳型结构具有包含树脂A的核和在核的表面上的包含树脂B的壳。由于调色剂颗粒具有核-壳型结构,因此可以抑制水滑石颗粒A在定影时变为嵌入调色剂颗粒中,并且可以实现水滑石颗粒A的脱模效果。调色剂颗粒具有核-壳型结构的事实意味着调色剂颗粒的表面被覆有与蜡组分不同的树脂组分,如上所述。
另外,调色剂颗粒优选包含蜡。另外,在使用透射电子显微镜(TEM)观察的调色剂的截面中,在距离调色剂颗粒的表面0.1μm的区域内至少部分存在面积为1.0×10-14m2以上的蜡的域的调色剂颗粒的个数比优选为15%以下。该值更优选为10%以下,进一步优选8%以下。该值的下限没有特别地限制,但是为0%以上。可以通过调节用作壳的树脂的添加量来控制该个数比。
在调色剂颗粒的比例(其中在调色粉颗粒表面上形成壳,并且在调色剂颗粒表面上存在具有至少一定尺寸的蜡域)落在上述范围内的情况下,显影时不太可能发生构件的污染。结果,水滑石颗粒A易于在调色剂显影之后保留在调色粉颗粒表面上。另外,在定影时水滑石颗粒A在调色剂颗粒中的嵌入易于得到抑制,并且通过水滑石颗粒A易于更好地表现出充分的脱模效果。
选择1.0×10-14m2以上作为蜡域的尺寸的原因是从水滑石颗粒的尺寸的角度考虑的。在蜡域与水滑石颗粒的尺寸相比充分小的情况下,不太可能发生如上述的不利影响。
这里,在距离调色剂颗粒表面0.1μm的区域不一定规定了壳的厚度,而是指从下方支承壳所需的厚度。壳的厚度可以小于或大于0.1μm。壳的厚度优选为0.1μm以下。壳的厚度更优选50nm以下。壳的厚度优选为1nm以上。
下面给出分析壳的厚度的方法的一个实例。
使用飞行时间二次离子质谱法进行测量:在测量深度分布的情况下,将源自壳的信号与源自核的信号之比为1:1的深度取作壳的厚度。壳的厚度可以通过改变在生产调色剂颗粒时添加的壳中使用的原料的添加量来控制。
粘结剂树脂
核包含树脂A作为粘结剂树脂。对于树脂A,以下树脂和聚合物可以作为聚酯树脂、乙烯基系树脂和其它粘结剂树脂的实例给出。其实例包括苯乙烯丙烯酸系树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂以及这些的混合树脂和复合树脂。
从廉价且易于获得并且表现出优异的低温定影性的角度来看,树脂A优选为聚酯树脂、苯乙烯丙烯酸系树脂或这些的杂化树脂,并且更优选为聚酯树脂或苯乙烯丙烯酸系树脂。
聚酯树脂可以通过使用常规的已知方法,如酯交换法或缩聚法,通过从多元羧酸、多元醇和羟基羧酸等中选择并组合合适的材料来获得。
多元羧酸为每个分子具有2个以上的羧基的化合物。其中,二元羧酸为每个分子具有2个羧基的化合物,并且优选使用。
二元羧酸的实例包括草酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、己二酸、β-甲基己二酸、壬二酸、癸二酸、壬烷二羧酸、癸烷二羧酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸、富马酸、柠康酸、二甘醇酸、环己烷-3,5-二烯-1,2-羧酸、六氢化对苯二甲酸、丙二酸、庚二酸、辛二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、氯代邻苯二甲酸、硝基邻苯二甲酸、对羧基苯乙酸、对苯二乙酸、间苯二乙酸、邻苯二乙酸、二苯乙酸、二苯基-p,p’-二羧酸、萘-1,4-二羧酸、萘-1,5-二羧酸、萘-2,6-二羧酸、蒽二羧酸和环己烷二羧酸。
上述二羧酸以外的多元羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸、萘三羧酸、萘四羧酸、芘三羧酸、芘四羧酸、衣康酸、戊烯二酸、正十二烷基琥珀酸、正十二烯基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸和正辛烯基琥珀酸。可以单独使用这些多元羧酸中的一种或者使用其两种以上的组合。
多元醇为每个分子具有2个以上的羟基的化合物。其中,二醇为每个分子具有2个羟基的化合物,并且优选使用。
具体实例包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,7-庚烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,9-壬烷二醇、1,10-癸烷二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、1,4-环己烷二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-丁烯二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二醇、聚四亚甲基二醇、氢化双酚A、双酚A、双酚F、双酚S和这些双酚化合物的环氧烷(环氧乙烷、环氧丙烷、和环氧丁烷等)加合物。
其中,优选具有2至12个碳原子的亚烷基二醇和双酚化合物的环氧烷加合物,特别优选双酚化合物的环氧烷加合物、以及双酚化合物的环氧烷加合物和具有2至12个碳原子的亚烷基二醇的组合。
三元以上的多元醇的实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、六羟甲基三聚氰胺、六羟乙基三聚氰胺、四羟甲基苯并胍胺、四羟乙基苯并胍胺、山梨糖醇、三苯酚PA、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆和上述三元以上的多酚化合物的环氧烷加合物。可以单独使用这些三元以上的多元醇中的一种或者使用其两种以上的组合。另外,聚酯树脂可以为含脲基的聚酯树脂。聚酯树脂优选为末端等处的羧基未被封端的聚酯树脂。
苯乙烯丙烯酸系树脂的实例包括包含以下列出的聚合性单体的均聚物,通过组合这些聚合性单体的两种以上获得的共聚物,和这些的混合物。
苯乙烯系单体,如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、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、对甲氧基苯乙烯和对苯基苯乙烯;
(甲基)丙烯酸系单体,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、磷酸二甲酯(甲基)丙烯酸乙酯、磷酸二乙酯(甲基)丙烯酸乙酯、磷酸二丁酯(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯甲酰氧基乙酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸和马来酸;
乙烯基醚系单体,如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚;以及乙烯基酮系单体,如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮;
乙烯、丙烯和丁二烯等的聚烯烃类。
苯乙烯丙烯酸系树脂可以根据需要使用多官能聚合性单体而获得。多官能聚合性单体的实例包括甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2’-双(4-((甲基)丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、二乙烯基萘和二乙烯基醚。
另外,为了控制聚合度,可以进一步添加已知的链转移剂和聚合抑制剂。
用于获得苯乙烯丙烯酸系树脂的聚合引发剂的实例包括有机过氧化物系引发剂和偶氮系聚合引发剂。
有机过氧化物系引发剂的实例包括过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二-α-枯基、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环十二烷、过氧化马来酸叔丁酯、间苯二甲酸二(叔丁基过氧化)酯、过氧化甲基乙基酮、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化碳酸二异丙酯、氢过氧化枯烯、2,4-二氯过氧化苯甲酰和过氧化新戊酸叔丁酯。
偶氮型引发剂的实例包括2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二异丁腈、1,1’-偶氮双(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮双(甲基丁腈)和2,2’-偶氮双-(异丁酸甲酯)。
另外,通过将氧化性物质与还原性物质组合而获得的氧化还原型引发剂可以用作聚合引发剂。
氧化性物质的实例包括如过氧化氢和过硫酸盐(钠盐、钾盐和铵盐)等无机过氧化物,以及如四价铈盐等氧化性金属盐。
还原性物质的实例包括还原性金属盐(二价铁盐、一价铜盐和三价铬盐),氨,如低级胺(具有1至6个碳原子的胺,如甲胺和乙胺)和羟胺等氨基化合物,如硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠和醛次硫酸酯(aldehyde sulfoxylates)等还原性硫化合物,低级醇(具有1至6个碳原子),抗坏血酸,及其盐和低级醛(具有1至6个碳原子)。
聚合引发剂参照10小时半衰期分解温度来选择,并且可以为单一聚合引发剂或其混合物。聚合引发剂的添加量根据目标聚合度而变化,但相对于100.0质量份聚合性单体,通常为0.5质量份至20.0质量份的量。
树脂A可以包含结晶性聚酯。结晶性聚酯的实例包括脂肪族二醇和脂肪族二羧酸的缩聚产物。
结晶性聚酯树脂优选为具有2至12个碳原子的脂肪族二醇和具有2至12个碳原子的脂肪族二羧酸作为主要组分的缩聚产物。具有2至12个碳原子的脂肪族二醇的实例包括下列化合物。1,2-乙烷二醇、1,3-丙烷二醇、1,4-丁烷二醇、1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,7-庚烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,9-壬烷二醇、1,10-癸烷二醇、1,11-十一烷二醇和1,12-十二烷二醇等。
另外,可以使用具有双键的脂肪族二醇。具有双键的脂肪族二醇的实例包括下列化合物。2-丁烯-1,4-二醇、3-己烯-1,6-二醇和4-辛烯-1,8-二醇。
具有2至12个碳原子的脂肪族二羧酸的实例包括下列化合物。草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、以及这些脂肪族二羧酸的低级烷基酯和酸酐。
其中,癸二酸、己二酸、1,10-癸烷二羧酸、以及这些的低级烷基酯和酸酐是优选的。可以单独使用这些脂肪族多元羧酸中的一种,或者使用其两种以上的混合物。
另外,可以使用芳香族二羧酸。芳香族二羧酸的实例包括下列化合物。对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸和4,4'-联苯二羧酸。其中,从如易于获得和易于形成低熔点聚合物的角度来看,优选对苯二甲酸。
另外,可以使用具有双键的二羧酸。具有双键的二羧酸可以通过双键使整个树脂交联,并且可以有利地用于抑制定影时的热污损。
此类二羧酸的实例包括富马酸、马来酸、3-己烯二酸和3-辛烯二酸。另外,还可以使用这些的低级烷基酯和酸酐。其中,更优选富马酸和马来酸。
结晶性聚酯的生产方法没有特别地限制,并且可以通过其中二羧酸组分与二醇组分反应的普通聚酯聚合方法来生产结晶性聚酯。例如,可以使用直接缩聚法或酯交换法,根据所用单体的类型,可以使用这些方法中的任一种来生产结晶性聚酯。
结晶性聚酯的含量相对于100质量份粘结剂树脂优选为1.0质量份至30.0质量份,并且更优选3.0质量份至25.0质量份。
从低温定影性的角度来看,使用差示扫描量热仪(DSC)测量的结晶性聚酯的最大吸热峰的峰值温度优选为50.0℃至100.0℃,更优选为60.0℃至90.0℃。
树脂A的分子量使得峰值分子量Mp优选为5000至100000,更优选10000至40000。树脂A的玻璃化转变温度Tg优选为40℃至70℃,更优选40℃至60℃。树脂A的含量相对于调色剂颗粒中的树脂组分的总量优选为50质量%以上。另外,粘结剂树脂中树脂A的含量优选为50质量%至100质量%。
壳包含树脂B。对于树脂B,可以给出与上述这些树脂A类似的材料作为聚酯树脂、乙烯基系树脂和其它粘结剂树脂的实例。从廉价且易于获得并且表现出优异的低温定影性的角度来看,树脂B优选为聚酯树脂、苯乙烯丙烯酸系树脂或这些的杂化树脂,并且更优选为聚酯树脂或苯乙烯丙烯酸系树脂。
作为树脂B,可以使用在材料类型方面与树脂A相同或不同的材料。例如,可以使用苯乙烯丙烯酸系树脂作为树脂A和树脂B,使用聚酯树脂作为树脂A和树脂B,或者使用苯乙烯丙烯酸系树脂作为树脂A并且使用聚酯树脂作为树脂B。
优选的是,树脂A包含苯乙烯丙烯酸系树脂,并且树脂B包含苯乙烯丙烯酸系树脂。另外,优选的是,树脂A包含聚酯树脂,并且树脂B包含聚酯树脂。另外,优选的是,树脂A包含苯乙烯丙烯酸系树脂,并且树脂B包含聚酯树脂。
树脂B的分子量使得Mp值优选为5000至100000,更优选15000至80000。
树脂B的玻璃化转变温度Tg优选为50至100℃,更优选55至80℃,进一步优选60至80℃。从抑制定影时水滑石颗粒A嵌入调色剂颗粒中的角度来看,优选的是,选择具有比树脂A更高的Tg值的材料作为树脂B。
树脂B的含量相对于调色剂颗粒中的树脂组分的总量优选为1质量%至30质量%。
交联剂
为了控制构成调色剂颗粒的粘结剂树脂的分子量,也可以在聚合性单体的聚合期间添加交联剂。
实例包括乙二醇二甲基丙烯酸酯,乙二醇二丙烯酸酯,二甘醇二甲基丙烯酸酯,二甘醇二丙烯酸酯,三甘醇二甲基丙烯酸酯,三甘醇二丙烯酸酯,新戊二醇二甲基丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,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-丁烷二醇二丙烯酸酯,1,5-戊烷二醇二丙烯酸酯,1,6-己烷二醇二丙烯酸酯,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的二丙烯酸酯,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 Co.,Ltd.),和用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯的那些。
交联剂的添加量相对于100质量份聚合性单体优选为0.001至15.000质量份。
脱模剂
已知的蜡可以用作调色剂中的脱模剂。
其具体实例包括如石蜡、微晶蜡和凡士林等石油系蜡及其衍生物,褐煤蜡及其衍生物,使用费-托法获得的烃蜡及其衍生物,如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡等聚烯烃蜡及其衍生物,以及如巴西棕榈蜡和小烛树蜡等天然蜡及其衍生物。衍生物包括氧化物、与乙烯基单体形成的嵌段共聚物和接枝改性产物。
其它实例包括高级脂肪醇;如硬脂酸和棕榈酸等脂肪酸,以及这些酸的酰胺、酯和酮;氢化蓖麻油及其衍生物,植物蜡和动物蜡。可以单独使用这些脱模剂中的一种或其组合。
其中,使用烃蜡或酯蜡易于改进显影性能和定影性能,因此是优选的。即,蜡优选包括烃蜡和酯蜡。此外,可以向这些蜡中添加抗氧化剂,只要调色剂的特性不受不利影响即可。
另外,从与粘结剂树脂的相分离和结晶温度的角度来看,优选的实例包括如山萮酸山萮酯和癸二酸二山萮酯等高级脂肪酸酯。另外,酯蜡也可以有利地用作稍后描述的增塑剂。
脱模剂的含量相对于100.0质量份粘结剂树脂优选为1.0质量份至30.0质量份。
脱模剂的熔点优选为30℃至120℃,更优选60℃至100℃。通过使用熔点为30℃至120℃的脱模剂,有效地实现脱模效果,并且确保更宽的定影范围。
增塑剂
优选使用结晶性增塑剂以改进调色剂的迅速熔融性。增塑剂没有特别地限制,并且可以使用如以下列出的那些等调色剂中使用的已知的增塑剂。
其实例包括如山萮酸山萮酯、硬脂酸硬脂酯和棕榈酸棕榈酯等一元醇和脂肪族羧酸的酯以及一元羧酸和脂肪族醇的酯;如乙二醇二硬脂酸酯、二山萮醇癸二酸酯和己烷二醇二山萮酸酯等二元醇和脂肪族羧酸的酯以及二元羧酸和脂肪族醇的酯;如甘油三山萮酸酯等三元醇和脂肪族羧酸的酯以及三元羧酸和脂肪族醇的酯;如季戊四醇四硬脂酸酯和季戊四醇四棕榈酸酯等四元醇和脂肪族羧酸的酯以及四元羧酸和脂肪族醇的酯;如二季戊四醇六硬脂酸酯和二季戊四醇六棕榈酸酯等六元醇和脂肪族羧酸的酯以及六元羧酸和脂肪族醇的酯;如山萮酸聚甘油酯等多元醇和脂肪族羧酸的酯以及多元羧酸和脂肪族醇的酯;以及如巴西棕榈蜡和米蜡等天然酯蜡。可以单独使用这些增塑剂中的一种或其组合。
着色剂
调色剂颗粒可以包含着色剂。可以使用已知的颜料或染料作为着色剂。从优异的耐候性的角度来看,优选颜料作为着色剂。
青色系着色剂的实例包括铜酞菁化合物及其衍生物、蒽醌化合物和碱性染料色淀化合物。
其具体实例包括以下。C.I.颜料蓝1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62和66。
品红色系着色剂的实例包括缩合偶氮化合物、二酮吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物和苝化合物。
其具体实例包括以下。C.I.颜料红2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221和254,和C.I.颜料紫19。
黄色系着色剂的实例包括缩合偶氮化合物、异吲哚啉酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属配合物、次甲基化合物和烯丙基酰胺化合物。
其具体实例包括以下。C.I.颜料黄12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185、191和194。
黑色系着色剂的实例包括炭黑和使用上述黄色系着色剂、品红色系着色剂和青色系着色剂调色为黑色的材料。
可以单独使用这些着色剂中的一种或其组合,并且这些可以以固溶体的形式使用。
着色剂的含量相对于100.0质量份粘结剂树脂优选为1.0质量份至20.0质量份。
电荷控制剂和电荷控制树脂
调色剂颗粒可以包含电荷控制剂或电荷控制树脂。可以使用已知的电荷控制剂,并且特别优选具有快速摩擦带电速度并且能够稳定地保持一定摩擦带电量的电荷控制剂。此外,在使用悬浮聚合法生产调色剂颗粒的情况下,特别优选表现出低聚合抑制性并且基本上不溶于水系介质的电荷控制剂。
赋予调色剂颗粒负带电性的电荷控制剂的实例包括单偶氮金属化合物,乙酰丙酮金属化合物,基于芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸、羟基羧酸和二羧酸的金属化合物,芳香族羟基羧酸、芳香族单羧酸和多羧酸及其金属盐、酸酐和酯类,如双酚等苯酚衍生物类,脲衍生物,含金属水杨酸系化合物,含金属萘甲酸系化合物,硼化合物,季铵盐,杯芳烃和电荷控制树脂。
可以使用具有磺酸基、磺酸盐基或磺酸酯基的聚合物或共聚物作为电荷控制树脂。特别优选具有磺酸基、磺酸盐基或磺酸酯基的聚合物以2质量%以上、更优选5质量%以上的共聚比包含含磺酸基的丙烯酰胺系单体或含磺酸基的甲基丙烯酰胺系单体。
电荷控制树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为35℃至90℃,峰值分子量(Mp)为10000至30000和重均分子量(Mw)为25000至50000。在使用其的情况下,可以赋予优选的摩擦带电特性,而不会对调色剂颗粒所需的热特性产生不利影响。此外,如果电荷控制树脂包含磺酸基,则电荷控制树脂本身在聚合性单体组合物中的分散性和着色剂等的分散性得到改进,着色强度、透明性和摩擦带电特性可以得到进一步改进。
可以单独添加这些电荷控制剂或电荷控制树脂中的一种,或者使用其两种以上的组合。
电荷控制剂或电荷控制树脂的添加量相对于100.0质量份粘结剂树脂优选为0.01质量份至20.0质量份,并且更优选0.5质量份至10.0质量份。
外部添加剂
调色剂包含水滑石颗粒A作为外部添加剂。
水滑石颗粒可以为由以下结构式(1)表示的物质。
式(1):M2+ yM3+ x(OH)2An- (x/n)·mH2O
这里,0<x≤0.5,y=1-x,和m≥0。
M2+和M3+分别表示二价金属和三价金属。
M2+优选为选自由Mg、Zn、Ca、Ba、Ni、Sr、Cu和Fe组成的组中的至少一种二价金属离子。
M3+优选为选自由Al、B、Ga、Fe、Co和In组成的组中的至少一种三价金属离子。
An-为具有n价的阴离子,其实例包括CO3 2-、OH-、Cl-、I-、F-、Br-、SO4 2-、HCO3 -、CH3COO-和NO3 -,这些中的一种可以单独存在,或者可以存在其多种。
水滑石颗粒A至少包含Al作为M3+,并且至少包含F作为An-。另外,水滑石颗粒A优选至少包含Mg作为M2+。水滑石颗粒A优选进一步包含镁。
即,水滑石颗粒A包含氟和铝。另外,水滑石颗粒A优选包含氟、铝和镁。
其具体实例包括Mg8.6Al4(OH)25.2F2CO3·mH2O和Mg12Al4(OH)32F2CO3·mH2O。
水滑石颗粒可以为包含多种不同元素的固溶体。另外,水滑石颗粒可以包含少量一价金属。
通过在调色剂的STEM-EDS映射分析中的水滑石颗粒A的主组分映射确定的、水滑石颗粒A中的镁相对于铝的原子数浓度比(Mg/Al元素比)优选为1.5至4.0,更优选1.6至3.8。
当生产水滑石时,可以通过调节原料的量来控制Mg/Al比。镁的原子数浓度优选为3.00至20.00原子%,更优选4.00至16.00原子%,进一步优选9.00至14.00原子%。
另外,水滑石颗粒A优选在分子中包含水,并且优选在式(1)中0.1<m<0.6。
水滑石颗粒A的一次颗粒的数均粒径优选为60至1000nm,更优选60至800nm,进一步优选200至600nm。
如果该数均直径为1000nm以下,则调色剂的流动性趋于得到改进,并且长期使用期间的带电性能得到改进。
可以使用表面处理剂对水滑石颗粒进行疏水化处理。高级脂肪酸、偶联剂、酯类和如硅油等油类可以用作表面处理剂。其中,优选使用高级脂肪酸,这些脂肪酸的具体实例包括硬脂酸、油酸和月桂酸。
水滑石颗粒A的含量没有特别地限制,但是相对于100质量份调色剂颗粒优选为0.01至3.00质量份,并且更优选0.05至0.50质量份。水滑石颗粒A的含量可以使用由标准样品制备的校准曲线通过X射线荧光分析定量测定。
另外,通过调色剂的STEM-EDS映射分析测量的在EDS测量视野中水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比优选为0.07至0.54%,更优选0.25至0.50%,并且进一步优选0.35至0.45%。上述面积比表示水滑石颗粒相对于调色剂颗粒的丰度比。
在上述范围内,可以容易地实现水滑石颗粒的效果。该面积比可以通过改变添加至调色剂颗粒中的水滑石颗粒的量来控制。
调色剂颗粒优选具有选自由铝、镁、钙和铁组成的组中的至少一种多价金属元素,更优选包含铝。认为由于水滑石颗粒中的氟被调色剂颗粒中的多价金属元素捕获,因此可以在定影时实现更高的脱模效果。如果调色剂颗粒中的碳原子数取为100,则调色剂颗粒中的多价金属元素的含量(原子数浓度)优选为0.01至0.09,更优选0.01至0.06。调色剂颗粒中多价金属元素的含量可以使用稍后描述的STEM-EDS映射分析从调色剂颗粒的主组分映射测量。
调色剂颗粒更优选包含铝作为多价金属元素。另外,在调色剂的STEM-EDS映射分析中调色剂颗粒的主组分映射中,如果调色剂颗粒中的碳的原子数浓度取为100,则调色剂颗粒中铝的含量优选为0.01至0.07。该含量更优选为0.02至0.05。在上述范围内,可以实现优异的定影性能和耐久性。
另外,在调色剂的STEM-EDS映射分析中的调色剂颗粒的主组分映射和水滑石颗粒A的主组分映射中,水滑石颗粒A中氟的含量相对于调色剂颗粒中多价金属元素的含量的比值(氟/多价金属元素)优选为2.0至100.0,更优选3.0至95.0,并且进一步优选4.0至60.0。如果该比值在上述范围内,则在定影时实现优异的脱模性。认为由于水滑石颗粒A中的氟被调色剂颗粒中的多价金属元素有效地捕获,因此可以在定影时实现高脱模效果。
多价金属元素优选通过分散在调色剂颗粒表面和调色剂颗粒的内部而存在。因为多价金属元素存在于调色剂颗粒的内部,所以赋予调色剂颗粒表面的电荷可以积聚在调色剂颗粒的内部。由于该配置,调色剂带电特性不太可能波动,水滑石颗粒A从调色剂颗粒的脱离得到抑制,并且可以稳定地实现脱模效果。
将多价金属元素引入至调色剂颗粒内部的手段没有特别地限制。例如,在使用粉碎方法生产调色剂颗粒的情况下,可以预先将多价金属元素引入至原料树脂中,或者在原料熔融捏合时添加多价金属元素,以将多价金属元素引入至调色剂颗粒中。在使用如悬浮聚合法或乳液聚集法等湿式生产法生产调色剂颗粒的情况下,可以将多价金属元素引入至原料中或者在生产过程中经由水系介质添加多价金属。
在乳液聚集法中,在某些情况下添加金属离子作为絮凝剂。在这种情况下,水系介质中的金属离子可以以电离状态引入至调色剂颗粒中,并且从均匀化的角度来看,这是优选的。此外,在某些情况下,在使用乳液聚集法生产的调色剂中,羧基存在于构成粘结剂树脂的分子链中。由于添加金属离子作为与羧基配位的絮凝剂,可以形成到树脂细颗粒的优异的导电路径。在这种情况下,三价铝以比可以具有多种价态的二价镁、钙和铁更少的量与羧基配位,并且易于实现优异的带电特性。
树脂A优选具有羧基。在树脂A中引入羧基的手段没有特别地限制。在树脂A为苯乙烯丙烯酸系树脂的情况下,应当使用如(甲基)丙烯酸等含羧基单体。
调色剂的生产方法
调色剂颗粒的生产方法没有特别地限制,并且可以为已知的方法,并且可以使用捏合粉碎法或湿式生产法。从粒径均匀性和形状控制性以及容易获得具有核-壳结构的调色剂颗粒的角度来看,优选湿式生产法。湿式生产法的实例包括悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳液聚合和聚集法以及乳液聚集法,其中从使多价金属元素分散在调色剂颗粒表面和调色剂颗粒内部的角度来看,乳液聚集法是更优选的。
在乳液聚集法中,首先制备如粘结剂树脂的细颗粒和着色剂等材料的分散液。根据需要,将分散稳定剂添加至这些材料的所得分散液中,并且分散和混合。接着,添加絮凝剂以将分散液聚集至期望的调色剂颗粒的粒径,并且在聚集期间或之后树脂细颗粒彼此熔合。然后,根据需要,通过使用热进行形状控制来形成调色剂颗粒。
这里,粘结剂树脂的细颗粒可以形成由包括具有不同组成的树脂的两层以上的多个层形成的复合颗粒。例如,调色剂颗粒可以使用乳液聚合法、微乳液聚合法或相反转乳化法等,或者通过组合这些方法中的几种来生产。在调色剂颗粒包含内部添加剂的情况下,内部添加剂可以包含在树脂细颗粒中,或者可以单独制备仅包含内部添加剂的内部添加剂细颗粒分散液,然后在内部添加剂细颗粒与树脂细颗粒聚集时进行聚集。另外,可以通过在聚集期间的不同时间添加具有不同组成的树脂细颗粒来进行聚集,从而生产具有其中各层具有不同组成的配置的调色剂颗粒。可以聚集包含树脂A的树脂细颗粒以形成核部,然后通过在不同时间添加包含壳形成用树脂B的树脂细颗粒进行聚集以形成壳部。
具体地,调色剂的生产方法具有壳形成步骤,所述壳形成步骤在聚集步骤中形成包含树脂A的聚集颗粒(核颗粒)之后进行,并且包括进一步添加包含壳形成用树脂B的树脂细颗粒以引起聚集并且形成壳。壳形成用树脂B可以为具有与核形成用树脂A相同的组成的树脂,或者为具有不同组成的树脂。相对于核颗粒中包含的粘结剂树脂100质量份,壳形成用树脂的添加量优选为1.0至10.0质量份,并且更优选2.0至7.0质量份。
在这种情况下,调色剂的生产方法优选具有以下步骤。
(1)分散步骤,制备包含如树脂A等粘结剂树脂的粘结剂树脂细颗粒的分散液,
(2)聚集步骤,聚集粘结剂树脂细颗粒的分散液中包含的粘结剂树脂细颗粒以形成聚集体,
(3)壳形成步骤,进一步将包含壳形成用树脂的树脂细颗粒添加至包含聚集体的分散液中,使树脂细颗粒聚集,并且形成具有壳的聚集体,和
(4)熔合步骤,加热和熔合聚集体。
另外,调色剂的生产方法优选具有(5)热球形化步骤,在步骤(4)期间或在步骤(1)至(4)之后进一步提高聚集体的温度。
另外,调色剂的生产方法更优选在步骤(5)之后具有以下步骤(6)和(7)。
(6)冷却步骤,以0.1℃/sec以上的冷却速率冷却聚集体。
(7)退火步骤,在冷却步骤之后,在不低于粘结剂树脂的结晶温度或玻璃化转变温度的温度下加热并且保持聚集体。
下列物质可以用作分散稳定剂。
已知的阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂可以用作表面活性剂。
无机分散稳定剂的实例包括磷酸三钙、磷酸镁、磷酸锌、磷酸铝、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅和氧化铝。
另外,有机分散稳定剂的实例包括聚(乙烯醇)、明胶、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠和淀粉。
除了具有与上述分散稳定剂中使用的表面活性剂相反极性的表面活性剂以外,无机盐和二价以上的无机金属盐可以有利地用作絮凝剂。由于多价金属元素在水系介质中电离,从便于控制聚集性和调色剂带电性能的角度来看,无机金属盐是特别优选的。
优选的无机金属盐的具体实例包括如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铁、氯化铝和硫酸铝等金属盐;和如多氯化铁、多氯化铝、多氢氧化铝和多硫化钙等无机金属盐聚合物。其中,铝盐及其聚合物是特别优选的。为了获得更窄的粒度分布,通常优选无机金属盐的化合价为二价而非一价,以及三价以上而非二价,并且无机金属盐聚合物更适合于给定的化合价。
从高图像精度和分辨率的角度来看,调色剂颗粒的基于体积的中值直径优选为3.0μm至10.0μm。
调色剂的生产方法
调色剂包含水滑石颗粒A作为外部添加剂。根据需要,可以添加其它外部添加剂。在这种情况下,包括水滑石颗粒的如无机细颗粒和有机细颗粒等外部添加剂的含量相对于100质量份调色剂颗粒,优选为总计0.50至5.00质量份。
用于将外部添加剂外部添加至调色剂颗粒的混合机没有特别地限制,并且可以使用已知的混合机,而不管其是湿式混合机还是干式混合机。其实例包括FM混合机(从NipponCoke and Engineering Co.,Ltd.可得),超级混合机(从Kawata Co.,Ltd.可得),Nobilta(从Hosokawa Micron Corp.可得)或Hybridizer(从Nara Machinery Co.,Ltd.可得)。可以通过调节外部添加设备的旋转速度、处理时间、夹套水温度或水量以控制外部添加剂的覆盖状态来制备调色剂。
另外,能够在外部添加后用于筛选出粗颗粒的分级设备的实例包括Ultrasonic(从Koei Sangyo Co.,Ltd.可得);Rezona Sieve或Gyro Sifter(从Tokuju Co.,Ltd.可得);Vibrasonic System(从Dalton可得);Soniclean(从Sinto Kogyo可得);TurboScreener(从Turbo Kogyo可得);和Micron Sifter(从Makino Mfg.Co.,Ltd.可得)。
现在将解释用于测量调色剂和材料的物理性质的方法。
水滑石颗粒的识别方法
作为外部添加剂的水滑石颗粒可以通过将使用扫描电子显微镜(SEM)获得的形状观察与使用能量色散X射线分析(EDS)的元素分析相结合来识别。
使用S-4800扫描电子显微镜(由Hitachi,Ltd.生产)在放大最大50,000倍的视野内观察调色剂。显微镜聚焦于调色剂颗粒表面,观察待识别的外部添加剂。可以对待识别的外部添加剂进行EDS分析,并且从元素峰的类型识别水滑石颗粒。
对于元素峰,如果观察到选自由可构成水滑石颗粒的金属Mg、Zn、Ca、Ba、Ni、Sr、Cu和Fe组成的组中的至少一种金属的元素峰和选自由Al、B、Ga、Fe、Co和In组成的组中的至少一种金属的元素峰,则可以推断出包含这两种金属的水滑石颗粒的存在。
分别制备由EDS分析推断的水滑石颗粒的标准样品,并进行EDS分析和SEM形状观察。基于标准样品的分析结果与待区分颗粒的分析结果是否匹配,可判断待区分颗粒是否为水滑石颗粒。
水滑石颗粒中的元素比和调色剂颗粒中的多价金属元素的元素比的测量方法
使用扫描透射电子显微镜(STEM)通过调色剂的EDS映射测量来测量水滑石颗粒中的元素比和调色剂颗粒中的多价金属元素的元素比。在EDS映射测量中,分析区域中的每个像素都具有光谱数据。通过使用具有大检测元件面积的硅漂移检测器,可以以高灵敏度进行EDS映射测量。
通过对使用EDS映射测量获得的像素的光谱数据进行统计分析,可以获得其中提取具有相似光谱的像素的主组分映射,并且特定组分的映射是可行的。
使用以下程序制备观察样品。
通过称量出0.5g调色剂并在直径为8mm的圆柱形模具中使用Newton Press在40kN的负载下静置2分钟,制备直径为8mm并且厚度为约1mm的圆柱形调色剂丸粒。使用超微切片机(FC7,由Leica生产)由调色剂丸粒制备厚度为200nm的薄片。
使用以下设备和条件进行STEM-EDS映射分析。
扫描透射电子显微镜:JEM-2800,由JEOL Ltd.生产
EDS检测器:JED-2300T,由JEOL Ltd.生产;干燥SD100GV检测器(检测元件面积:100mm2)
EDS分析仪:NORAN System 7,由Thermo Fisher Scientific生产
STEM-EDS条件
·STEM加速电压:200kV
·放大倍率:20,000倍
·探针尺寸:1nm
STEM图像尺寸:1024×1024像素(在相同位置获得EDS元素映射图像)
EDS映射尺寸:256×256像素,停留时间:30μs,累积次数:100帧
基于多变量分析,通过以下方式确定水滑石颗粒中的元素比和调色剂颗粒中的多价金属元素的元素比的计算。
使用上述STEM-EDS分析设备获得EDS映射。接下来,在上述NORAN System 7的测量命令部分中,使用COMPASS(PCA)模式对获取的光谱映射数据进行多变量分析,并且提取主组分映射图像。
此过程中的预设值如下。
·内核尺寸:3×3
·量化映射设置:高(慢)
·滤镜适配类型:高精度(慢)
使用该程序同时计算EDS测量视野中提取的主组分的面积比。使用Cliff Lorimer方法对主组分映射中获得的EDS光谱进行定量分析。
调色剂颗粒部分和水滑石颗粒基于所获得的STEM-EDS主组分映射的定量分析结果而区分。所述颗粒可以根据颗粒尺寸、颗粒形状、如铝和镁等多价金属的含量及其数量比识别为水滑石颗粒。
另外,当通过下述手段使水滑石颗粒的内部存在氟和铝时,可以将颗粒确定为水滑石颗粒A。
水滑石颗粒中氟和铝的分析方法
基于从使用上述方法获得的STEM-EDS映射分析导出的映射数据,分析水滑石颗粒中的氟和铝。具体地,通过在相对于水滑石颗粒的周边的法线方向上进行EDS线分析,分析存在于颗粒内部的氟和铝。
图2A示出线分析的示意图。对于与调色剂颗粒1和调色剂颗粒2相邻的水滑石颗粒3,在相对于水滑石颗粒3的周边的法线方向上,即在虚线5上的箭头方向上进行线分析。此外,4表示调色剂颗粒之间的边界。
使用矩形选择工具选择获取的STEM图像中存在水滑石颗粒的区域,并且使用以下条件进行线分析。
线分析条件
STEM放大倍率:800,000倍
线长度:200nm
线宽度:30nm
线分割数:100(每2nm测量一次强度)
在水滑石颗粒的EDS光谱中氟或铝的元素峰强度为背景强度的至少1.5倍的情况下,和在线分析中水滑石颗粒的两个边缘(图2A中的点a和b)处的氟或铝的元素峰强度不超过点c处的峰强度的3.0倍的情况下,评估所述元素包含在水滑石颗粒的内部。此外,点c为线a-b上的中点(即,颗粒的两个边缘之间的中点)。
使用线分析获得的氟和铝的X射线强度的实例示于图2B和图2C中。在水滑石颗粒的内部包含氟和铝的情况下,由峰值强度归一化的X射线强度的曲线图具有如图2B所示的形状。在水滑石颗粒包含源自表面处理剂的氟的情况下,如图2C所示,由峰值强度归一化的X射线强度的曲线图在氟的曲线图中的边缘a和b附近具有峰。通过在线分析中确认源自氟和铝的X射线强度,可以确认水滑石颗粒的内部包含氟和铝。
水滑石颗粒A中氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al元素比)的计算方法
如通过在上述STEM-EDS映射分析中源自水滑石颗粒A的主组分映射所确定的,水滑石颗粒A中氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)是针对多个视野获得的,并且通过确定100个以上的所述颗粒的算术平均值,测定水滑石颗粒A中氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)。
水滑石颗粒A中镁相对于铝的原子数浓度比(Mg/Al元素比)的计算方法使用与上述用于计算水滑石颗粒A中氟相对于铝的原子数浓度比(F/Al)的方法类似的方法来计算水滑石颗粒A中镁相对铝的原子数浓度比(Mg/Al元素比)。
调色剂颗粒中多价金属元素的含量的计算方法
调色剂颗粒中多价金属元素和碳的元素量(原子数浓度)可以从上述STEM-EDS映射分析中源自调色剂颗粒的主组分映射获得。如果碳元素的量(原子数浓度)取作100,则铝等的量(原子数浓度)取作“调色剂颗粒中多价金属元素的含量”。上述映射数据是针对多个视野获取的,通过确定100个以上调色剂颗粒的算术平均值来计算“调色剂颗粒中多价金属元素的含量”。
水滑石颗粒A中氟的含量相对于调色剂颗粒中多价金属元素的含量之比的计算方法
从上述STEM-EDS映射分析中源自水滑石颗粒A的主组分映射,定量测定在可以构成水滑石颗粒A的元素当中可以使用EDS检测到的Mg、Zn、Ca、Ba、Ni、Sr、Cu、Fe、Al、B、Ga、Co、In、C、O和氟的元素的量。确定氟和其它元素的量(原子数浓度)。
氟的测定量(原子数浓度)取作“水滑石颗粒A中氟的含量”。对于多个视野获取上述映射数据,并且通过确定100个以上水滑石颗粒的算术平均值来计算水滑石颗粒A中氟的含量。
将其中将“水滑石颗粒A中氟的含量”作为分子并且将“调色剂颗粒中多价金属的含量”作为分母的值计算为“水滑石颗粒A中氟的含量相对于调色剂颗粒中多价金属元素的含量之比”。
水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比的计算方法
EDS测量视野中提取的主组分的面积比可以基于从使用上述方法获得的调色剂的STEM-EDS映射分析导出的映射数据来计算。将其中将“水滑石颗粒的面积”作为分子并且将“水滑石颗粒的面积和调色剂颗粒的面积之和”作为分母的值计算为水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比。
对多个视野获取该映射数据,并且计算EDS测量视野中水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比。将30个视野的算术平均值取作水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比。
水滑石颗粒的一次颗粒的数均粒径的测量方法
通过将由“S-4800”扫描电子显微镜(由Hitachi,Ltd.生产)获得的元素分析与能量色散X射线分析(EDS)相结合,测量水滑石颗粒的数均粒径。观察外部添加了外部添加剂的调色剂,并且以200,000倍的最大放大倍率在视野中拍摄水滑石颗粒。从拍摄的图像中选择水滑石颗粒,测量随机选择的100个水滑石颗粒的一次颗粒的长度,并且测定数均粒径。根据外部添加剂的尺寸适当调节放大倍率。这里,将在观察中能够视为单个颗粒的颗粒评估为一次颗粒。
树脂的玻璃化转变温度(Tg)的测量方法
根据ASTM D3418-97测量树脂的玻璃化转变温度。
具体地,精确称量通过干燥获得的10mg树脂,并且将其置于铝盘中。空铝盘用作参照。使用差示扫描量热仪(DSC6220,由SII Technologies生产),根据ASTM D 3418-97在0至150℃的测量温度范围内以10℃/min的升温速率测量所称量的树脂的玻璃化转变温度。
使用透射电子显微镜(TEM)观察调色剂的截面和评价蜡域的方法
使用透射电子显微镜(TEM),以下述方式观察调色剂的截面并且评价蜡域。
使用钌对调色剂的截面染色,获取具有清晰对比度的结晶性材料。与非结晶性材料相比,作为结晶性材料的蜡的染色较弱。认为这是因为由于密度差等,染色材料对结晶性材料的渗透比对非结晶性材料的渗透弱。
因为染色程度的差异意味着钌原子的量的差异,所以大量的钌原子存在于强染色部分中,由于电子束的透射困难,这些强染色部分在观察图像中变黑。然而,在弱染色部分中,钌原子的数量低,由于电子束容易透射,这些弱染色部分在观察图像中呈现白色。另外,在调色剂中所包含的结晶性材料当中,可以通过晶体结构将如结晶性聚酯等高分子量结晶和如蜡等低分子量结晶彼此区分开来。具体地,在高分子量结晶的情况下,在观察图像中看到层状结构,而在低分子量结晶的情形下,在观察图像中没有看到层状结构。
通过使用锇等离子镀膜机(OPC80T,由filgen生产)将锇膜(5nm)和萘膜(20nm)作为保护膜施加至调色剂上,嵌入光固化性树脂(D800,由JEOL Ltd.生产),然后使用超声波超微切片机(UC7,由Leica生产),以1mm/s的切割速度制备厚度为60nm的调色剂截面。
使用真空电子染色设备(VSC4R1H,由filgen生产)在500Pa RuO4气体气氛下对获得的截面染色15分钟,然后使用TEM(JEM2800,由JEOL生产)的STEM模式进行STEM观察。STEM探针尺寸为1nm,并且获取尺寸为1024像素×1024像素的图像。使用“Image-Pro Plus”图像编辑软件(由Media Cybernetics制作)使获得的图像二值化(阈值120/255级)。结晶域可以通过二值化来提取。
提取其中调色剂颗粒的截面长度在使用下述测量确定的调色剂的基于体积的中值直径的±10%以内的域。作为调色剂颗粒中的蜡域,提取尺寸为1.0×10-14m2以上的域。接下来,绘制一条线以标记从调色剂颗粒的表面(截面轮廓)向内0.1μm的区域的界线,计数在距离表面0.1μm范围内至少部分存在蜡域的调色剂颗粒的个数,并且计算这些调色剂颗粒的数量相对于观察到的调色剂颗粒的数量之比。
图1A和图1B示出调色剂颗粒截面的示意图。实线表示截面的轮廓,虚线标记从截面轮廓向内0.1μm的区域的界线。图1A示出其中蜡域不存在于表面的0.1μm内的实例,图1B示出其中蜡域存在于表面的0.1μm内的实例。
除了粒径之外,还对随机提取的至少100个调色剂颗粒进行测量,并且计算调色剂颗粒的个数比率。
调色剂中域的识别
(1)从调色剂中分离蜡的方法
首先,使用热分析设备(DSC Q2000,由TA Instruments Japan生产)测量调色剂中蜡的熔点。将3.0mg调色剂样品放置在作为铝盘(KIT NO.0219-0041)的样品容器中,将样品容器放置在保持器单元中,并且将保持器单元放置在电炉中。使用差示扫描量热仪(DSC)通过在氮气气氛中以10℃/min的升温速率从30℃加热至200℃,测量DSC曲线,并且计算调色剂样品中蜡的熔点。
接下来,将调色剂分散在作为调色剂的不良溶剂的乙醇中,并且将温度升高至高于蜡熔点的温度。根据需要,可以在此点施加压力。由于该过程超过了蜡的熔点,使得蜡熔融并提取到乙醇中。在施加热和压力的情况下,可以通过在施加压力的同时进行固液分离而将蜡从调色剂中分离。接下来,可以通过干燥/固化提取液来获得蜡。
(2)通过热解GCMS识别蜡
通过热解GCMS识别蜡的具体条件如下。
质谱仪设备:ISQ,由Thermo Fisher Scientific生产
GC设备:Focus GC,由Thermo Fisher Scientific生产
离子源温度:250℃
电离方法:EI
质量范围:50至1000m/z
柱:HP-5MS[30m]
热解设备:JPS-700,由Japan Analytical Industry Co.,Ltd.生产
将使用萃取程序分离的少量蜡和1μL氢氧化四甲基铵(TMAH)在590℃下添加至焦箔(pyrofoil)中。在上述条件下对制备的样品进行热解GCMS测量,并且获得源自蜡的峰。在蜡为酯化合物的情况下,获得源自醇组分和羧酸组分的峰。通过作为甲基化剂的TMAH的作用作为甲基化产物而检测到醇组分和羧酸组分。分析得到的峰,并且可以通过识别酯化合物的结构来确定分子量。
粘结剂树脂的组成分析
·从调色剂中分离粘结剂树脂的方法
将100mg调色剂溶解于3mL氯仿中。接下来,通过使用配备有样品处理过滤器(孔径为0.2μm至0.5μm,例如由Tosoh Corporation生产的Mishoridisk H-25-2)的注射器对获得的溶液进行抽吸过滤,去除不溶性组分。将可溶性组分引入至制备型HPLC设备(LC-9130NEXT,由Japan Analytical Industry Co.,Ltd.生产,制备柱[60cm],排除限值:20000和70000,2个连接柱),并且用氯仿洗脱液冲洗柱。如果可以确认所获得的色谱图上显示的峰,则用单分散聚苯乙烯标准样品分馏对应于2000以上的分子量的保留时间。通过干燥/固化所获得的馏分的溶液而获得粘结剂树脂。
粘结剂树脂组分的识别和通过核磁共振(NMR)测量质量比
向20mg调色剂中添加1mL氘代氯仿,并且测量溶解的粘结剂树脂的质子NMR光谱。由获得的NMR光谱计算单体的摩尔比和质量比,并且可以确定如苯乙烯丙烯酸系树脂等粘结剂树脂中的构成单体单元的含量值。例如,在苯乙烯-丙烯酸系共聚物的情况下,可以由源自苯乙烯单体的6.5ppm附近的峰和源自丙烯酸系单体的3.5至4.0ppm附近的峰计算组成比和质量比。另外,在聚酯树脂和苯乙烯丙烯酸系树脂的共聚物的情况下,由源自构成聚酯树脂的单体的峰和源自苯乙烯-丙烯酸系共聚物的峰计算摩尔比和质量比。
NMR设备:JEOL RESONANCE ECX500
观察核:质子,测量模式:单脉冲,基准峰:TMS
通过飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)识别壳形成用树脂B的组分
因为可以在飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)中获得距离调色剂颗粒表面几纳米的数据,所以可以指定接近调色剂颗粒最外表面的组成材料。由Ulvac-Phi生产的TRIFT-IV用于使用TOF-SIMS识别存在于调色剂颗粒表面的壳形成用树脂。分析条件如下。
样品制备:调色剂沉积在铟片上。
样品预处理:无
二次离子:Au离子
加速电压:30kV
电荷中和模式:开启
测量模式:负
光栅:100μm
存在于调色剂颗粒表面的树脂的组成由峰来识别,并且计算树脂的丰度比。例如,S211为源自双酚A的峰。另外,例如,S85为源自丙烯酸丁酯的峰。
源自乙烯基树脂的峰的强度(S85)的计算:将由Ulvac-Phi(Win Cadense)生产的标准软件中的总质量计数84.5至85.5取作峰强度(S85)。
源自非晶性聚酯的峰的强度(S211)的计算:将Ulvac-Phi(Win Cadense)生产的标准软件中的总质量计数210.5至211.5取作峰强度(S211)。
调色剂(颗粒)的平均圆形度的测量方法
为了测量调色剂或调色剂颗粒的平均圆形度,在校准操作测量/分析条件下使用“FPIA-3000”流动颗粒图像分析仪(由Sysmex Corporation生产)进行测量。
通过向20mL离子交换水中添加适量的表面活性剂和烷基苯磺酸盐作为分散剂,然后添加0.02g测量样品,然后使用振荡频率为50kHz、电输出为150W的台式超声波清洁分散器(“VS-150”,由Velvo-Clear生产)进行分散处理2分钟,获得测量用分散液。此时,将分散液适当冷却到10℃至40℃的温度。
使用配备有标准物镜(10倍放大倍率)的流动颗粒图像分析仪进行测量,颗粒鞘“PSE-900A”(由Sysmex Corporation生产)用作鞘液。将使用上述步骤制备的分散液置于流动颗粒图像分析仪中,在总计数模式下以HPF测量模式测量3000个调色剂(颗粒),通过将当分析颗粒时的二值化阈值设置为85%并将分析颗粒的直径限制为1.98μm至19.92μm的圆当量直径来确定调色剂(颗粒)的平均圆形度。
当进行测量时,在使用标准胶乳颗粒(例如,通过用离子交换水稀释由DukeScientific生产的5100A获得的颗粒)开始测量之前,进行自动调焦。此后,优选从测量开始起每2小时进行一次调焦。
重均分子量Mw、数均分子量Mn和峰值分子量的测量
树脂等的分子量分布(重均分子量Mw、数均分子量Mn和峰值分子量)通过凝胶渗透色谱(GPC)以下述方式来测量。
首先,将样品在室温下经24小时溶解在四氢呋喃(THF)中。然后,通过使用孔径为0.2μm的耐溶剂膜过滤器(“Mishoridisk”,由Tosoh Corporation生产)过滤所获得的溶液来获得样品溶液。此外,调节样品溶液,使THF可溶性组分的浓度为0.8质量%。使用该样品溶液在以下条件下进行测量。
设备:HLC8120 GPC(检测器:RI)(从Tosoh Corporation可得)
·柱:七个Shodex柱(KF-801、802、803、804、805、806和807,由Showa DenkoKabushiki Kaisha生产)的组合
洗脱液:四氢呋喃(THF)
·流速:1.0mL/min
·烘箱温度:40.0℃
·注入量:0.10mL
当计算样品的分子量时,使用标准聚苯乙烯树脂(例如,由Tosoh Corporation生产的产品“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和A-500”)制备分子量校准曲线。
熔点的测量方法
使用差示扫描量热仪(DSC)(Q2000,由TAInstruments生产)在以下条件下测量结晶性材料(结晶性树脂或蜡)的熔点。
升温速率:10℃/min
测量开始温度:20℃
测量终止温度:180℃
使用铟和锌的熔点来进行设备中检测器的温度校准,并且使用铟的熔解热来进行热量校准。
具体地,称出约5mg样品,置于铝盘中,并且进行一次测量。空铝盘用作参照。这里,将最大吸热峰的峰值温度取作熔点。
调色剂的粒径,如基于体积的中值直径的测量方法
调色剂的粒径例如基于体积的中值直径如下计算。使用基于孔电阻法并且配备有100μm口管的"Multisizer 3Coulter Counter"精密粒度分布测量仪(注册商标,BeckmanCoulter,Inc.)与用于设置测量条件和分析测量数据的专用附件"Beckman CoulterMultisizer 3Version 3.51"软件(Beckman Coulter,Inc.)一起作为测量单元。对25,000个有效测量通道进行测量。
测量中使用的电解质水溶液可以为溶解在离子交换水中至约1质量%的浓度的特级氯化钠的溶液,例如,如“ISOTON II”(Beckman Coulter,Inc.)。
在测量和分析之前,对专用软件进行以下设置。
在专用软件的“改变标准测量方法(SOMME)”画面中,将控制模式的总计数设置为50000个颗粒,测量数设置为1次,并且Kd值设置为使用“标准颗粒10.0μm”(BeckmanCoulter,Inc.)获得的值。通过按下“阈值/噪音水平测量”按钮自动设置阈值和噪音水平。将电流设置为1600μA,增益设置为2,和电解质溶液设置为ISOTON II,并且勾选“测量后口管冲洗”。
在专用软件的“设置脉冲至粒径的转换”的画面中,将元件间隔(bin interval)设置为对数粒径,粒径元件(particle diameter bin)设置为256个粒径元件,并且粒径范围设置为2μm至60μm。
具体测量方法如下。
(1)将约200mL的电解质水溶液放入250mL的Multisizer 3专用的圆底玻璃烧杯中,将该烧杯放置在样品架中,并且以24rps的速度进行用搅拌棒的逆时针搅拌。然后,通过专用软件的“口管冲洗”功能去除在口管内的污垢和气泡。
(2)将30mL的相同电解质水溶液放入100mL的平底玻璃烧杯中,并且添加约0.3mL的通过将“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的pH 7中性洗涤剂的10质量%的水溶液,其包含非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和有机助洗剂,由Wako PureChemical Industries,Ltd.制造)用离子交换水稀释约3质量倍的稀释液。
(3)准备具有120W电输出且配备有彼此相位偏移180°的两个振荡频率为50kHz的内置振荡器的超声波分散器"Ultrasonic Dispersion System Tetra150"(Nikkaki BiosCo.,Ltd.)。将约3.3L离子交换水添加至超声波分散器的水槽中,并且将约2mL的Contaminon N添加至该槽中。
(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。调节烧杯的高度位置,以使烧杯内的电解质水溶液的液面的共振状态最大化。
(5)在将约10mg调色剂一点一点地添加至电解质水溶液中时,上述(4)的烧杯内的电解质水溶液暴露于超声波,并且分散。然后,继续超声波分散另外60秒。在超声波分散期间,将该槽中的水温适当地调节为10℃至40℃。
(6)使用移液管,将上述(5)中的其中分散有调色剂的电解质水溶液滴入上述(1)中放置于样品架中的圆底烧杯中,并且将测量浓度调节至约5%。然后,进行测量直到测量的颗粒数达到50000个。
(7)通过使用所附专用软件分析测量数据来计算基于体积的中值直径。
实施例
现在将通过以下实施例和比较例来更详细地说明本发明,但绝不限于这些实施例。除非另有明确说明,否则实施例使用的“份”数是指质量份。
现在将说明调色剂的生产例。
调色剂1的生产例
树脂颗粒分散液1的制备例
·苯乙烯:70.0份
·丙烯酸丁酯:28.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为48℃的树脂颗粒分散液1。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液1中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
树脂颗粒分散液2的制备例
·苯乙烯:78.0份
·丙烯酸丁酯:20.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为60℃的树脂颗粒分散液2。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液2中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。此外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
脱模剂分散液1的制备例
通过将100.0份山萮酸山萮酯(熔点:72.1℃)和15.0份Neogen RK与385.0份离子交换水混合,并且使用湿式喷磨机(JN100,由Jokoh Co.,Ltd.生产)分散约1小时而获得脱模剂分散液1。脱模剂分散液1中的蜡浓度为20.0质量%。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量脱模剂分散液1中所包含的脱模剂颗粒的粒度分布时,所包含的脱模剂颗粒的数均粒径为0.35μm。此外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
脱模剂分散液2的制备例
通过将100.0份烃蜡(HNP-9,由Nippon Seiro Co.,Ltd.生产,熔点:75.5℃)和15份Neogen RK与385.0份离子交换水混合,并且使用湿式喷磨机(JN100,由Jokoh Co.,Ltd.生产)分散约1小时而获得脱模剂分散液2。脱模剂分散液2中的蜡浓度为20.0质量%。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量脱模剂分散液2中所包含的脱模剂颗粒的粒度分布时,所包含的脱模剂颗粒的数均粒径为0.35μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
着色剂分散液1的制备例
通过将50.0份作为着色剂的铜酞菁(颜料蓝15:3)和5.0份Neogen RK与200.0份离子交换水混合并且使用JN100湿式喷磨机分散约1小时,获得着色剂分散液1。着色剂分散液1中的固成分浓度为20.0质量%。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量着色剂分散液1中所包含的着色剂颗粒的粒度分布时,所包含的着色剂颗粒的数均粒径为0.20μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
调色剂颗粒1的制备
·树脂颗粒分散液1:265.0份
·脱模剂分散液1:10.0份
·脱模剂分散液2:8.0份
·着色剂分散液:8.0份
作为核形成步骤,将以上列出的材料放入圆形不锈钢烧瓶中并且混合。接下来,使用均化器(Ultratarax T50,由IKA生产)以5000rpm将获得的混合液分散10分钟。在搅拌的同时,将容器内的温度调节至30℃,并且添加1mol/L氢氧化钠水溶液以将pH调节至8.0。
作为絮凝剂,通过将0.25份氯化铝溶解在10.0份离子交换水中而获得的水溶液在搅拌的同时,在30℃下10分钟内添加。将所得混合物静置3分钟后,开始升温,将温度升高至60℃,并且产生聚集颗粒(核形成)。使用“Coulter Counter Multisizer 3”(注册商标,由Beckman Coulter,Inc.生产)方便地确认形成的聚集颗粒的基于体积的中值直径。在基于体积的中值直径为7.0μm的时间点,作为壳形成步骤,通过引入15.0份树脂颗粒分散液2并搅拌1小时形成壳。
接着,添加1mol/L氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.0,将温度升高至95℃,并且将聚集颗粒球形化。当达到0.980的平均圆形度时,开始降低温度,将所得混合物冷却至室温,从而获得调色剂颗粒分散液1。
向获得的调色剂颗粒分散液1中添加盐酸以将pH调节至1.5以下,将溶液静置1小时,然后使用加压过滤器进行固液分离以获得调色剂饼。使用离子交换水由该调色剂饼形成浆料,以再次形成分散液,并且使用上述过滤器进行固液分离。重复再制浆和固液分离,直到滤液的电导率达到5.0μS/cm以下,并且进行最终固液分离以获得调色剂饼。通过干燥获得的调色剂饼来获得调色剂颗粒1,然后使用分级机来分级,使得基于体积的中值直径为7.0μm。
获得的调色剂颗粒的配方和物理性质示于表1和表2中。
[表1]
在表中,“壳的份数”是指相对于100质量份核颗粒形成用树脂,壳形成用树脂的质量份数。“调色剂个数比”是指其中在距离调色剂颗粒表面0.1μm的区域至少部分存在面积为1.0×10-14m2以上的蜡的域的调色剂颗粒的个数比。
[表2]
水滑石颗粒1的生产
制备包含1.03mol/L氯化镁和0.239mol/L硫酸铝的混合水溶液(溶液A)、包含0.753mol/L碳酸钠的水溶液(溶液B)和包含3.39mol/L氢氧化钠的水溶液(溶液C)。
接下来,使用计量泵将溶液A、溶液B和溶液C以4.5:1的溶液A:溶液B体积比注入反应槽中,使用溶液C将反应液的pH保持在9.3至9.6范围,并且在40℃的温度下进行反应以产生沉淀物。将沉淀物过滤、洗涤并且用离子交换水再乳化以获得原料水滑石浆料。所得水滑石浆料中的水滑石的浓度为5.6质量%。
将所得水滑石浆料在40℃下干燥过夜。通过将NaF以100mg/L的浓度溶解在离子交换水中并且使用1mol/L HCl或1mol/L NaOH将pH调节至7.0来制备溶液,并将干燥的水滑石以0.1%(w/v%)的浓度添加至该溶液中。使用磁力搅拌器,在固定速度下进行搅拌48小时,从而不产生沉淀。然后使用孔径为0.5μm的膜过滤器过滤溶液,然后用离子交换水洗涤。将获得的水滑石在40℃下干燥过夜,然后脱聚集(deagglomerated)。获得的水滑石颗粒1的组成和物理性质在表3中示出。
水滑石颗粒2至13的生产
除了方便地调节溶液A、溶液B和NaF水溶液的浓度以外,以与水滑石颗粒1的生产例相同的方式获得水滑石颗粒2至13。获得的水滑石颗粒2至13的组成和物理性质在表3中示出。
水滑石颗粒14的生产
除了使用离子交换水代替NaF水溶液以外,以与水滑石颗粒1的生产例相同的方式获得水滑石颗粒14。获得的水滑石颗粒14的组成和物理性质在表3中示出。
水滑石颗粒15的生产
除了以相对于95质量份固体组分为5质量份的量添加氟硅油,并且在将获得的包含水滑石化合物的浆料在40℃下真空干燥过夜之前进行表面处理以外,以与水滑石颗粒14的生产例相同的方式获得水滑石颗粒15。获得的水滑石颗粒15的组成和物理性质在表3中示出。
[表3]
Mg/Al比 | F/Al比 | 平均粒径(nm) | 表面处理 | |
水滑石颗粒1 | 2.2 | 0.12 | 400 | 无 |
水滑石颗粒2 | 1.8 | 0.11 | 400 | 无 |
水滑石颗粒3 | 3.8 | 0.12 | 400 | 无 |
水滑石颗粒4 | 1.6 | 0.12 | 400 | 无 |
水滑石颗粒5 | 2.1 | 0.60 | 400 | 无 |
水滑石颗粒6 | 2.1 | 0.32 | 400 | 无 |
水滑石颗粒7 | 2.1 | 0.02 | 400 | 无 |
水滑石颗粒8 | 2.1 | 0.01 | 400 | 无 |
水滑石颗粒9 | 2.1 | 0.11 | 800 | 无 |
水滑石颗粒10 | 2.1 | 0.11 | 100 | 无 |
水滑石颗粒11 | 3.0 | 0.12 | 60 | 无 |
水滑石颗粒12 | 2.1 | 0.11 | 1000 | 无 |
水滑石颗粒13 | 2.1 | 0.68 | 400 | 无 |
水滑石颗粒14 | 2.1 | 0.00 | 400 | 无 |
水滑石颗粒15 | 2.1 | 0.00 | 400 | 5质量%的氟硅油 |
平均粒径表示数均一次粒径。
调色剂1的生产例
外部添加(0.3份)水滑石颗粒1和(1.5份)二氧化硅颗粒1(RX200;平均一次粒径12nm;经HMDS处理;由Nippon Aerosil Co.,Ltd.生产),并且使用FM10C(由Nippon Cokeand Engineering Co.,Ltd.生产)与(100.0份)获得的调色剂颗粒1混合。外部添加条件如下:下部叶片为A0叶片,与偏转器壁的距离为20mm,调色剂颗粒的装载量为2.0kg,转速为66.6s-1,外部添加时间为10分钟,冷却水的温度为20℃,和冷却水的流速为10L/min。
调色剂1通过开口尺寸为200μm的筛网筛分而获得。获得的调色剂1的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂2至12的生产例
除了如表4所示改变水滑石颗粒的种类和添加量以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂2至12。获得的调色剂2至12的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂13至20的生产例
调色剂颗粒2至9的生产例
除了如表2所示改变絮凝剂的种类和添加量以外,以与调色剂颗粒1的生产例相同的方式获得调色剂颗粒2至9。获得的调色剂颗粒2至9的物理性质在表1和表2中示出。除了由调色剂颗粒2至9代替调色剂颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂13至20。获得的调色剂13至20的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂21至22的生产例
除了如表4所示改变调色剂颗粒和水滑石颗粒以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂21至22。获得的调色剂21至22的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂23至26的生产例
除了如表1所示改变树脂颗粒分散液2的添加量以外,以与调色剂颗粒1的生产例相同的方式获得调色剂颗粒10至13。获得的调色剂颗粒10至13的配方和物理性质在表1和表2中示出。
此外,除了由调色剂颗粒10至13代替调色剂颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂23至26。获得的调色剂23至26的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂27至30的生产例
树脂颗粒分散液3的制备例
·苯乙烯:66.0份
·丙烯酸丁酯:32.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为40℃的树脂颗粒分散液3。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液3中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
树脂颗粒分散液4的制备例
·苯乙烯:90.0份
·丙烯酸丁酯:8.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为80℃的树脂颗粒分散液4。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液4中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
树脂颗粒分散液5的制备例
·苯乙烯:85.0份
·丙烯酸丁酯:13.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为73℃的树脂颗粒分散液5。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液5中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
树脂颗粒分散液6的制备例
·苯乙烯:76.0份
·丙烯酸丁酯:22.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为58℃的树脂颗粒分散液6。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液6中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
树脂颗粒分散液7的制备例
·苯乙烯:72.0份
·丙烯酸丁酯:26.7份
·丙烯酸:1.3份
·正月桂基硫醇:3.2份
将以上列出的材料放入容器中并且通过搅拌而混合。将1.5份Neogen RK(由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)在150.0份离子交换水中的水溶液添加至该溶液中并且分散。
在轻轻搅拌另外10分钟的同时,添加0.3份过硫酸钾在10.0份离子交换水中的水溶液。用氮气吹扫后,在70℃下进行乳液聚合6小时。聚合完成后,将反应液冷却至室温并且添加离子交换水,从而获得固成分浓度为12.5质量%且玻璃化转变温度为51℃的树脂颗粒分散液7。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液7中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
除了如表1所示改变树脂颗粒分散液1和2的种类和添加量以外,以与调色剂颗粒1的生产例相同的方式获得调色剂颗粒14至17。获得的调色剂颗粒14至17的配方和物理性质在表1和表2中示出。
此外,除了由调色剂颗粒14至17代替调色剂颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂27至30。获得的调色剂27至30的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂31的生产例
脱模剂分散液3的制备例
通过将100.0份季戊四醇四山萮酸酯(熔点:84.2℃)和15份Neogen RK与385.0份离子交换水混合,并且使用湿式喷磨机(JN100,由Jokoh Co.,Ltd.生产)分散约1小时,获得脱模剂分散液3。脱模剂分散液3中的蜡浓度为20.0质量%。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量脱模剂分散液3中所包含的脱模剂颗粒的粒度分布时,所包含的脱模剂颗粒的数均粒径为0.35μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
着色剂分散液2的制备例
通过将100.0份作为着色剂的炭黑(“Nipex 35”,由Orion Engineered Carbons生产)和15份Neogen RK与885.0份离子交换水混合,并且使用JN100湿式喷磨机分散约1小时,获得着色剂分散液。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量着色剂颗粒分散液2中所包含的着色剂颗粒的粒度分布时,所包含的着色剂颗粒的数均粒径为0.2μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
使用脱模剂分散液3代替调色剂1的生产例中使用的脱模剂分散液1。另外,使用着色剂颗粒分散液2代替着色剂分散液1,并且添加的份数从8份变为16份。此外,以相同的方式获得调色剂颗粒18。此外,除了由调色剂颗粒18代替调色剂颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂31。获得的调色剂31的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂32的生产例
脱模剂分散液4的制备例
通过将100.0份乙二醇二硬脂酸酯(熔点:75.9℃)和15份Neogen RK与385.0份离子交换水混合,并且使用湿式喷磨机(JN100,由Jokoh Co.,Ltd.生产)分散约1小时,获得脱模剂分散液4。脱模剂分散液4中的蜡浓度为20.0质量%。
当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量脱模剂分散液4中所包含的脱模剂颗粒的粒径分布时,所包含的脱模剂颗粒的数均粒径为0.35μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
使用脱模剂分散液4代替调色剂31的生产例中使用的脱模剂分散液1。此外,以相同的方式获得调色剂颗粒19和调色剂32。获得的调色剂32的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂33的生产例
树脂颗粒分散液8的制备例
聚酯树脂1的合成
·双酚A的环氧乙烷2mol加合物:9摩尔份
·双酚A的环氧丙烷2mol加合物:95摩尔份
·对苯二甲酸:50摩尔份
·富马酸:30摩尔份
·十二烯基琥珀酸:25摩尔份
将上述单体装入配有搅拌器、氮气导入管、温度传感器和精馏塔的烧瓶中,在1小时内将温度升高至195℃,并确认反应体系的内容物已均匀搅拌。以相对于100份单体为1.0份的量引入二硬脂酸锡。在蒸馏掉产生的水的同时,在5小时内将温度从195℃升高到250℃,并且在250℃下再进行另外2小时的脱水缩合反应。
由此获得聚酯树脂1,其玻璃化转变温度为60℃,酸值为16.8mg KOH/g,羟值为28.2mg KOH/g,重均分子量为11200,和数均分子量为4100。
·聚酯树脂1:100份
·甲基乙基酮:50份
·异丙醇:20份
将甲基乙基酮和异丙醇放入容器中。然后通过逐渐添加聚酯树脂1并搅拌以使树脂完全溶解,获得聚酯树脂1溶解液。将装有该聚酯树脂1溶解液的容器的温度设置为65℃,在搅拌的同时逐渐滴加总共5份10%的氨水溶液,然后以10mL/min的速度逐渐滴加230份离子交换水,以实现反相乳化。然后,通过使用蒸发器在减压下除去溶剂,获得聚酯树脂1的树脂颗粒分散液8。
另外,使用离子交换水将树脂颗粒分散液8中的固成分的量调节至20%。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液8中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径为0.15μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
除了由树脂颗粒分散液8代替树脂颗粒分散液2以外,以与调色剂31的生产例相同的方式获得调色剂颗粒20和调色剂33。获得的调色剂33的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂34的生产例
树脂颗粒分散液9的制备例
聚酯树脂2的合成
·双酚A的环氧乙烷2mol加合物:48摩尔份
·双酚A的环氧丙烷2mol加合物:38摩尔份
·双酚A的环氧丙烷3mol加合物:10摩尔份
·对苯二甲酸:65摩尔份
·十二烯基琥珀酸:30摩尔份
将以上列出的单体放入配有搅拌器、氮气导入管、温度传感器和精馏塔的烧瓶中,在1小时内将温度升高至195℃,并且确认反应体系的内容物已均匀搅拌。以相对于100份单体为0.7份的量引入二硬脂酸锡。在蒸馏掉产生的水的同时,在5小时内将温度从195℃升高到240℃,并且在240℃下再进行另外2小时的脱水缩合反应。然后将温度降低至190℃,逐渐添加5摩尔份偏苯三酸酐,并且在190℃下继续反应1小时。
由此获得聚酯树脂2,其玻璃化转变温度为52℃,酸值为13.8mg KOH/g,羟值为21.2mg KOH/g,重均分子量为43000,数均分子量为6400。
·聚酯树脂2:100份
·甲基乙基酮:50份
·异丙醇:20份
将甲基乙基酮和异丙醇放入容器中。然后通过逐渐添加聚酯树脂2并搅拌以使树脂完全溶解,获得聚酯树脂2溶解液。将装有该聚酯树脂2溶解液的容器的温度设置为40℃,在搅拌的同时逐渐滴加总共3.5份10%的氨水溶液,然后以10mL/min的速度逐渐滴加230份离子交换水,以实现反相乳化。然后通过在减压下除去溶剂而获得聚酯树脂2的树脂颗粒分散液9。
另外,使用离子交换水将树脂颗粒分散液9中的固成分的量调节至20%。当使用粒度测量设备(LA-920,由Horiba,Ltd.生产)测量树脂颗粒分散液9中所包含的树脂颗粒的粒度分布时,所包含的树脂颗粒的数均粒径0.15μm。另外,未观察到尺寸大于1μm的粗颗粒。
除了由树脂颗粒分散液9代替树脂颗粒分散液1以外,以与调色剂33的生产例相同的方式获得调色剂颗粒21和调色剂34。获得的调色剂34的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂35的生产例
除了由水滑石颗粒13代替水滑石颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂35。获得的调色剂35的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂36的生产例
除了由水滑石颗粒14代替水滑石颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂36。此外,水滑石颗粒14不包含氟。获得的调色剂36的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂37的生产例
除了由聚四氟乙烯(PTFE)细颗粒(“Fluoro A”,由Shamrock Technologies生产;平均一次粒径0.3μm)代替水滑石颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂37。获得的调色剂37的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂38的生产例
除了由含氟氧化铝颗粒代替水滑石颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂38。获得的调色剂38的物理性质在表4和表5中示出。
通过将BET比表面积为120m2/g的氧化铝放入反应容器中,在氮气气氛中搅拌的同时,将包含8份十七氟癸基三甲氧基硅烷和1.8份六甲基二硅氮烷的混合溶液喷洒至100份氧化铝颗粒上,在220℃下加热并且搅拌150分钟,然后冷却,制作含氟氧化铝颗粒。
调色剂39的生产例
除了不进行壳形成步骤以外,以与调色剂颗粒1的生产相同的方式生产调色剂颗粒22。
此外,除了由调色剂颗粒22代替调色剂颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂39。此外,调色剂颗粒22不具有核-壳型结构,因为没有形成壳。获得的调色剂39的物理性质在表4和表5中示出。
调色剂40的生产例
除了由水滑石颗粒15代替水滑石颗粒1以外,以与调色剂1的生产例相同的方式获得调色剂40。此外,水滑石颗粒15用含氟处理剂进行了表面处理。获得的调色剂40的物理性质在表4和表5中示出。
[表4]
平均粒径表示数均一次粒径。“调色剂中水滑石颗粒的份数”表示相对于100质量份调色剂颗粒的质量份数。
[表5]
在表中,“金属含量”表示多价金属元素的含量(元素相对于碳100的比率),原子%是指由调色剂的STEM-EDS映射分析中的水滑石颗粒A的主组分映射确定的水滑石颗粒A中的所述元素的原子数浓度。另外,※表示对水滑石颗粒内部是否包含氟原子的评价,其中“是”表示在水滑石颗粒的内部包含氟原子,“否”表示在水滑石颗粒的内部不包含氟原子。
在表中,“面积比”表示在EDS测量视野中水滑石颗粒A相对于调色剂颗粒的面积比,“氟/多价金属”表示水滑石颗粒A中氟的含量相对于调色剂颗粒中多价金属元素的含量。
图像评价
使用通过改造市售彩色激光打印机(HP LaserJet Enterprise Color M555dn,由HP生产)的一部分而获得的打印机进行图像评价。由于进行了改造,打印机可以只使用一个彩色处理盒进行操作。另外,对打印机进行改造,使得定影单元的温度可以改变为任意温度。从青色盒中取出调色剂并且用180g待评价的调色剂代替,然后对其进行评价。
定影性能(耐冷污损性)
在转印材料上在不同的定影温度下连续打印三个实心图像(调色剂承载量:0.9mg/cm2),并且使用以下标准评价第三个图像。在常温低湿环境(温度23℃,相对湿度5%)下,通过以10℃的间隔将温度从170℃升高至190℃,在各种温度下获得定影图像。将所获得的定影图像评价耐冷污损性。此外,定影温度是在将纸供给至定影辊之前在定影辊的表面使用非接触式温度计测量的值。使用信纸尺寸的普通纸(XEROX 4200,由XEROX生产,75g/m2)作为转印材料。
根据以下标准,将定影图像目视评价冷污损方面。将C以上的评价评定为良好。
·评价标准
A:170℃时无污损
B:在温度170℃时发生污损
C:在温度180℃时发生污损
D:在温度190℃时发生污损
耐久性
为了测试调色剂的耐久性(带电稳定性),使用下述方法评价高温高湿环境(温度:30℃,相对湿度:80%)下的起雾(HH起雾)。
在高温高湿环境下,在Canon彩色激光复印机用纸(A4;81.4g/m2,下文中除非另有明确说明,否则使用该纸张)上,以2000张/天的速度,以1.0%的打印百分比,以每两张图像2秒的间歇时间,输出总共8000张图像。在初始图像和第8000张图像之后,通过胶带收集并评价盒中鼓上的起雾。
使用反射浓度计(REFLECTOMETER MODEL TC-6DS,由TOKYO DENSHOKU生产)测量起雾。将起雾浓度(%)取为(Ds-Dr)的值,其中Ds表示胶带部分的白色背景部分的反射浓度的最差值,Dr表示纸张的贴胶带部分的白色背景部分的反射浓度平均值。当使用三种类型的滤色器(即绿色、琥珀色和蓝色)进行测量时,将起雾浓度取作最差值。在该评价方法中,在调色剂耐久性劣化且带电性能降低的情况下,鼓上的起雾增加。
使用以下标准评估起雾浓度评价。将C以上的评价评定为良好。
·评价标准
A:起雾浓度小于0.5%
B:起雾浓度为至少0.5%且小于1.5%
C:起雾浓度为至少1.5%且小于3.0%
D:起雾浓度为至少3.0%
贮存性
将5g调色剂放入50mL树脂杯中,并且在温度为50℃且相对湿度为10%的环境下静置3天,并且在将调色剂从环境中取出后,目视检查是否存在聚集块。使用以下标准评价贮存性。将C以上的评价评定为良好。
·评价标准
A:未产生聚集块。
B:产生小的聚集块,但当用手指轻轻按压时,这些聚集块会碎裂。
C:产生聚集块,当用手指轻轻按压时,这些聚集块不会碎裂。
D:完全聚集
实施例1至34
在实施例1至34中,将调色剂1至34用作调色剂,并且进行上述评价。评价结果在表6中示出。
[表6]
比较例1至6
在比较例1至6中,将调色剂35至40用作调色剂,并且进行上述评价。评价结果在表7中示出。
[表7]
对于实施例1至34的所有评价项目都获得了良好的结果。然而,对于一些评价项目,比较例1至6产生了比实施例差的结果。
根据本公开,鉴于上述结果,可以获得表现出优异的低温定影性和良好的耐久性的调色剂。
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。所附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 (14)
1.一种调色剂,其包括调色剂颗粒和外部添加剂,其特征在于,
所述调色剂颗粒包括:
包含树脂A的核,和
在所述核的表面上的包含树脂B的壳,
所述外部添加剂包含水滑石颗粒A,
在所述调色剂的STEM-EDS映射分析的线分析中,所述水滑石颗粒A的内部存在氟和铝,和
通过所述调色剂的STEM-EDS映射分析中的所述水滑石颗粒A的主组分映射确定的、所述水滑石颗粒A中的氟相对于铝的原子数浓度比F/Al为0.01至0.60。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒包括选自由铝、镁、钙和铁组成的组中的至少一种多价金属元素,和
在所述调色剂的STEM-EDS映射分析中的所述调色剂颗粒的主组分映射和所述水滑石颗粒A的主组分映射中,所述水滑石颗粒A中的氟的含量相对于所述调色剂颗粒中的所述多价金属元素的含量的比值为2.0至100.0。
3.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒包括蜡,和
在使用透射电子显微镜观察的所述调色剂的截面中,在距离所述调色剂颗粒的表面0.1μm的区域内至少部分地存在面积为1.0×10-14m2以上的所述蜡的域的调色剂颗粒的个数比为15%以下。
4.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述水滑石颗粒A进一步包含镁。
5.根据权利要求4所述的调色剂,其中通过所述调色剂的STEM-EDS映射分析中的所述水滑石颗粒A的主组分映射确定的、所述水滑石颗粒A中镁相对于铝的原子数浓度的比值Mg/Al为1.5至4.0。
6.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述水滑石颗粒A的一次颗粒的数均粒径为60至1000nm。
7.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒包括铝作为多价金属元素,和
在所述调色剂的STEM-EDS映射分析中的所述调色剂颗粒的主组分映射中,当将所述调色剂颗粒中碳的原子数浓度取作100时,所述调色剂颗粒中铝的含量为0.01至0.07。
8.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中通过所述调色剂的STEM-EDS映射分析测量的、在EDS测量视野中所述水滑石颗粒A相对于所述调色剂颗粒的面积比为0.07至0.54%。
9.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述调色剂颗粒包括蜡,和
所述蜡包含烃蜡和酯蜡。
10.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述树脂A包含苯乙烯丙烯酸系树脂,和
所述树脂B包含苯乙烯丙烯酸系树脂。
11.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述树脂A包含聚酯树脂,和
所述树脂B包含聚酯树脂。
12.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中
所述树脂A包含苯乙烯丙烯酸系树脂,和
所述树脂B包含聚酯树脂。
13.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述树脂B的玻璃化转变温度Tg为55℃至80℃。
14.根据权利要求1或2所述的调色剂,其中所述F/Al的比值为0.02至0.60。
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