CN1778827A - 生产聚酯的方法、生产静电显影调色剂的方法及静电显影调色剂 - Google Patents
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Abstract
在本发明的方法中,聚酯通过将疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多元醇和疏水参数(Log(P))为-0.5~20的疏水物质在水性介质中进行乳化或分散,然后在疏水物质的存在下,将多价酸成分与多元醇成分进行缩聚而获得。然后将该聚酯树脂微粒应用于乳液聚合凝结法以生产调色剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产用作种静电显影调色剂(下文也称为电子照相调色剂)的组成材料的聚酯的方法,和利用该聚酯生产静电显影调色剂的方法。本发明还涉及利用这些生产方法所得到的静电显影调色剂。
背景技术
作为世界范围的节能趋势的一部分,社会上越来越需要解决如何在工业领域提供能够降低能耗且减小环境负担的生产方法和产品的问题。在这些情况下,工艺发展正在积极地进行,包括,例如,通过利用使用具有聚酯结构的缩聚树脂作为调色剂树脂的低温定影技术,在照相工艺中降低先前具有大量能耗的定影中的能量。
并且,在生产该聚酯树脂的方法中,由于该树脂通常通过温度超过150℃的缩聚反应生产,因此存在对使用低能(低温)的聚合及生产工艺的需求。在此情况下,关于低温下的聚酯树脂的聚合工艺,目前已经发现通过使用含有诸如钪等稀土元素的聚合催化剂,聚合可以在低于100℃的温度下进行(Macromolecules,2003,36,1772~1774)。
目前正在对以下方面开展深入的研究,例如,关于使用这些新聚合催化剂聚合的聚酯树脂的催化化学、机理、副反应和残留催化剂的影响。然而,这些研究进展并没有超出初步工艺研究阶段。为了使其能够实际应用,工业所面临的重大挑战是能否将这些研究投入工业应用、与常规方法所获得的树脂有何区别以及可以控制何种性能。
同时,伴随着目前迅速传播的数字技术,来自普通家庭、办公室以及出版业等领域的用户日益需要诸如打印和复印等高质量的图像输出。为了满足这种对高质量的需求,已知一个重要的工艺方法,在该方法中通过减小调色剂的粒径,在分辨率上对电子照相中所使用的调色剂进行了特别地改善。目前,这些调色剂的粒径已经减小到约为5μm。在此方面,当减小调色剂的粒径时,从生产能量与成本来看,使用制备常规调色剂中所使用的捏合研磨法,对于电子照相调色剂很难贯彻必要的标准以获得小于或等于6μm的直径且充分控制粒度分布以保持令人满意的性能,目前,生产方法正在转移到应用化学生产方法的调色剂生产方法上来,例如在水性介质中进行的悬浮聚合法、溶解悬浮法或乳液聚合凝结法。
因此,更优选的情况是,可以对这些水性介质应用上述低温定影树脂和低温缩聚工艺,所述低温缩聚工艺结合了低能量和低环境负担工艺。然而,在上述工艺领域中,这种缩聚机理是基本原理,因此据认为在水性介质中采用直接聚合法是困难的。
当将这些树脂开发至化学生产法的调色剂时,通常将它们通过本体聚合法或溶液聚合法预先缩聚以形成高分子量聚合物,然后在水性介质中分散乳化。在此情况下,必须如上所述极其精确地控制颗粒的直径和分布,以提供高质量调色剂所需的满意性能。然而,对通过本体聚合等获得了高分子量的树脂进行分散乳化是非常困难的,并且这样做在最终处理中需要使用有机溶剂、在高温下加热熔化、使用高剪切能量的分散或需要大量能量的分级操作。在通过使用低温定影树脂的电子照相工艺中和在调色剂树脂的生产工艺中,很难同时获得能量的降低。即使通过低温定影等能够在电子照相工艺中使能量降低,但在树脂的生产中却需要比常规情况下更大的能量。当考虑到材料的生产到产品的使用的总能量的平衡时,不能有任何把握认为能够实现能量的降低。
具体地,考虑到调色剂生产将来所面临的挑战,在例如电子照相的低温定影中,以及在使用化学生产方法的调色剂的生产方法(该方法实际上是为了满足例如近年来电子照相所需的更高质量图像的需要)中,为了理想地获得低环境负担和低能量的工艺,据认为,能够很容易生产前述缩聚树脂的水性分散液的工艺是必不可少的。
作为一个值得注意的解决这些挑战的发现,有报告称可以实现先前认为难以进行的聚酯在水性介质中的缩聚(参见Saam JC,Chou YJ.美国专利4355154;1982)。在该报告中,例如,聚酯在具有磺酸基团的催化剂的存在下在水性介质中缩聚。
然而,关于以前所报导的在水性介质中聚酯的缩聚方法中聚合机理的许多要点仍然不清楚,该方法还在生产和性能方面具有重大缺陷,即,当将水性介质中的聚酯缩聚方法应用到用于调色剂的聚酯的生产时,该文献单独所介绍的工艺不足以在聚合后在水性介质中获得颗粒的分散性和乳液的稳定性,或获得足以达到调色剂所需的令人满意的图像强度的分子量。并且,目前粒径的分布、充电特性和树脂充电的环境依赖性不能令人满意,并且图像质量特性和图像可靠性非常低。
如上所讨论的,很难获得能够满足电子照相调色剂所需特性的高分子量聚合物,此外,目前的工艺还没有达到将聚合物应用于调色剂的水平,因为来自该聚合物的调色剂无法获得与诸如粒度分布特性和充电特性等高质量图像特性的相容性。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种生产聚酯的方法,该方法包括:
在水性介质中对疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数为(Log(P))为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数(Log(P))为-0.5~20的疏水物质进行乳化或分散;和
将所述多价酸成分与所述多元醇成分在所述疏水物质的存在下进行缩聚。
根据本发明的第二方面,提供一种生产静电显影调色剂的方法,该方法包括:
在水性介质中对疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数为(Log(P))为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数(Log(P))为-0.5~20的疏水物质进行乳化或分散;和
将所述多价酸成分与所述多元醇成分在所述疏水物质的存在下进行缩聚以获得聚酯树脂颗粒的分散液;
在至少分散有这些树脂颗粒的树脂分散液中凝结树脂颗粒,以获得凝结的颗粒;和
通过加热熔融这些凝结的颗粒。
根据本发明的第三方面,提供一种至少含有着色剂和树脂的静电显影调色剂,其中所述树脂包含聚酯树脂,所述聚酯树脂通过在水性介质中对疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数为(Log(P))为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数(Log(P))为-0.5~20的疏水物质进行乳化或分散,然后将所述多价酸成分与所述多元醇成分在所述疏水物质的存在下进行缩聚而获得。
具体实施方式
本发明的发明人进行了各种研究以提供前述各种问题的解决方法,所述问题涉及在水性介质中聚酯的缩聚工艺对调色剂的应用,结果发现这些工艺可以工业性地应用到电子照相调色剂中。下面将对研究内容进行详细解释。
(生产聚酯的方法)
本发明中生产聚酯的方法包括在水性介质中对多价酸成分、多元醇成分和疏水物质进行乳化或分散,然后将所述多价酸成分与所述多元醇成分在所述疏水物质的存在下进行缩聚的步骤,其中作为这些多价酸成分、多元醇成分和疏水物质,可以使用疏水参数(Log(P))为-0.5~20的多价酸成分、多元醇成分和疏水物质。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,多价酸成分、多元醇成分和疏水物质各自均具有高疏水性,因此据认为在水性介质(水相)中可以使更多的成分存在于反应区(油相)中。除此之外,据认为如果使具有高疏水参数的疏水物质存在于作为其反应区的油相中,当多元酸成分与多元醇成分缩聚时,聚合缩合中所生成的H2O可以有效地从反应区(油相)排出(移动)到水性介质(水相)中。并且,由于使用了具有高疏水参数的多价酸成分和多元醇成分,因此据认为H2O从反应区的排出可以更有效地进行。从这些事实可以认为多价酸成分与多元醇成分间的聚合缩合反应在反应区(油相)容易进行,并且用低能量可以获得具有高分子量的聚酯。并且,由于H2O可以有效地从油相(反应区)中排出,因此可以获得这样的聚酯颗粒,所述聚酯颗粒能够确保在水性介质中颗粒分散液的稳定性和乳液的稳定性。
然后,通过利用这种方法所获得的聚酯颗粒生产调色剂使得可以获得完全满足调色剂特性的调色剂,诸如韧性(调色剂强度,图像质量强度)、粒径分布、充电特性和充电的环境依赖性。因此,根据本发明的生产聚酯的方法最适合作为生产用于静电显影调色剂的聚酯的方法。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,使用疏水参数(Log(P))大于或等于-0.5的多价酸、多元醇和疏水物质作为多价酸成分、多元醇成分和疏水物质。疏水参数(Log(P))优选大于或等于1.0,更优选大于或等于1.5。当疏水参数(Log(P))小于-0.5时,在水性介质中聚合缩合后的聚酯的分子量不能令人满意,并且所得聚酯具有很多低分子量成分,使得聚酯在调色剂特性方面很差,所述调色剂特性为诸如韧性(调色剂强度,图像质量强度)、粒径分布、充电特性和充电环境依赖性。并且,在本发明中,优选这些疏水参数(Log(P))越高越好。然而,实际存在的物质的上限约为20。
这里,疏水参数(Log(P))所具有的含义是疏水参数(Log(P))越大,则疏水性越高,并且通常用下述公式表示(单体或物质对1-辛醇/水的分布系数的对数值)。
公式:Log(P)=Log(Co/Cw)
(在该公式中,Co表示在测定温度下1-辛醇中的单体或物质的浓度,Cw表示在测定温度下水中的单体或物质的浓度)。
本发明中的疏水参数(Log(P))是通过Ghose-Pritchett-Crippen等的“Atom Typing Scheme(Journal of Computational Chemistry,第9卷,第1期,第80~90页,1988)”中的方法进行计算,它是一种计算化学原子基团贡献的方法。
在本发明的生产聚酯的方法中,用多价酸成分(例如脂肪族、脂环族或芳香族多价羧酸或这些羧酸的烷基酯)和多元醇成分(例如多元醇或其酯化合物)通过酯化反应或酯交换反应直接进行缩聚。
通过缩聚得到的聚酯可以是无定型(非晶体)聚酯、半结晶树脂和结晶树脂中的任何一种形态或这些形态的混合物。特别是当以低温定影调色剂为目标的情况下,优选包含熔点为40℃~150℃的结晶聚酯。
作为用以获得该结晶聚酯的上述聚酯原料的成分的实例如下。多价酸成分中的二价羧酸的实例包括例如己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二酸、1,10-癸二酸、1,12-十二烷二酸、1,14-十四烷二酸、1,18-十八烷二酸等脂肪族二羧酸和诸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘-2,6-二酸等芳香族二羧酸。而且,也可以例举这些酸的酸酐或低级烷基酯,尽管可以用在本发明的二价羧酸并不局限于这些化合物。于三价或三价以上的羧酸的实例包括1,2,4-苯三酸、1,2,5-苯三酸和1,2,4-萘三酸和这些酸的无水物质。这些化合物可以单独使用也可以两种或两种以上组合使用。除了上述的脂肪族二羧酸和芳香族二羧酸外,也可以包含具有双键的二羧酸成分。由于具有双键的二羧酸能够以自由基方式交联,因此优选将其用于防止定影期间的热污损。二羧酸的实例包括但不限于马来酸和富马酸。还可以例举这些酸的低级酯和酸酐。
另一方面,多元醇成分中的二元醇的实例包括但不限于1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷二醇、双酚A的环氧乙烷加成物和双酚A的环氧丙烷加成物。并且,含有三价或三价以上的醇的实例包括三羟甲基丙烷。
这些化合物可以单独使用也可以两种或两种以上组合使用。尽管单体成分的实例作为这些成分各自给出,但优选用低聚物(包括二聚物)作为部分或全部成分以制备高分子聚酯。具体地,在将各个单体在水性介质中乳化或分散之前,对其进行预聚合缩合以将部分或全部单体缩聚以形成低聚物(包括二聚物)(将聚酯本体聚合或溶液聚合以形成具有低分子量的前体),然后将该前体作为起始材料在水性介质中乳化或分散以缩聚成聚酯。这些低聚物的重均分子量优选小于或等于3,000。低聚物的存在导致成分疏水性的提高(油相疏水性提高),这促使聚酯的缩聚更有效,因此提高了聚酯的分子量。
当这些单体单独使用时,还存在Log(P)为小于或等于-0.5的情况。当单体的Log(P)小于或等于0.5时,该单体与具有更大Log(P)的单体预先共聚以制备低分子量衍生物,由此使该单体的使用成为可能。例如,如上所述,将通过本体聚合或溶液聚合预先聚合的低聚物(包括二聚物)用作水性缩聚的起始材料。也就是说,即使将Log(P)为小于或等于-0.5的成分用作单体,通过预先将该成分与其他单体共聚也可以将Log(P)调整为大于或等于-0.5,由此可以提高共聚物组成的自由度。在此情况下,作为Log(P),使用基于用于低聚物聚合的各个单体的Log(P)的重量平均的Log(P)。于是,得到了该Log(P)和后来用于扩链的单体的Log(P)的重量平均值。本发明中,只要求所得的Log(P)值满足本发明的需要。
并且,多价酸成分的疏水参数(Log(P)COOH)与多元醇成分的疏水参数(Log(P)OH)间的差的绝对值(|Log(P)COOH-Log(P)OH|)优选为小于或等于5.0,更优选小于或等于4.7,更加优选小于或等于3.0。如果疏水参数间的差的绝对值(最大值)落入上述范围之内,则多价酸成分和多元醇成分的疏水程度(在水中的溶解程度)就几乎相同,由此使对于水相/油相的分布系数几乎相同,这使二者的化学当量很容易调整,以促使聚酯更加有效地缩聚,由此可以获得高分子量聚酯。需要指出,由于多价酸成分的疏水参数(Log(P)COOH)与多元醇成分的疏水参数(Log(P)OH)间的差的绝对值(|Log(P)COOH-Log(P)OH |)优选越小越好,这包括二者间没有差别的情况,因此该值的下限为0。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,上述聚合缩合在疏水参数为-0.5~20的疏水物质的存在下进行。疏水物质的实例包括聚合性单体和有机溶剂(例如甲苯、二甲苯、甲乙酮和甲基异丁基酮)。在这些物质中,有机溶剂是不理想的,因为必须进行除去溶剂的操作,因此存在生产成本升高的顾虑。另一方面,在聚合性单体的情况下,尤其是在自由基聚合性单体的情况下,它与聚酯聚合形成杂化树脂,因此不需要去除溶剂,所以聚合单体是优选的。在这些单体中,自由基聚合性单体是最优选的。
在本发明中,当将疏水物质与聚酯原料一起添加到水性介质中以进行在疏水物质存在下的聚酯缩聚反应时,聚酯原料被夹带在自由基聚合性单体中,并且缩聚反应可以更有效地进行,由此可以获得高分子量聚酯。
自由基聚合性单体的实例包括芳香族乙烯基单体、(甲基)丙烯酸酯单体、乙烯酯单体、乙烯醚单体、单烯烃单体、二烯烃单体和卤代烯烃单体。芳香族乙烯基单体的实例包括苯乙烯单体,例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯代苯乙烯、对乙基苯乙烯、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、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯和3,4-二氯苯乙烯,以及它们的衍生物。(甲基)丙烯酸酯单体的实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯、乙基-β-羟基丙烯酸酯、丙基-γ-氨基丙烯酸酯、硬脂酰基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯和甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯。乙烯基酯单体的实例包括乙酸乙烯酯、乙烯丙酸酯和苯甲酸乙烯酯。乙烯基醚单体的实例包括乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基异丁基醚合和乙烯基苯基醚。单烯烃单体的实例包括乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯和4-甲基-1-戊烯。二烯烃单体的实例包括丁二烯、异戊二烯和氯丁二烯。卤代烯烃单体的实例包括氯乙烯、偏二氯乙烯和溴乙烯。这些单体可以单独使用也可以两种或两种以上组合使用。
并且,如果这些自由基聚合性单体被聚合,可以获得与聚酯组合的杂化树脂(它们的颗粒)。该聚合可以与聚酯的缩聚的同时或相继进行。并且,在聚酯聚合之后通过添加新单体,这些自由基聚合性单体可以进一步聚合。
当单独使用时,这些自由基聚合性单体有时具有小于或等于-0.5的Log(P)。在Log(P)为小于或等于-0.5的情况下,该单体与具有更大Log(P)的单体共聚以制备聚合性低分子体衍生物。这使得可以使用这些聚合性单体。
在本发明的生产聚酯的方法中,使用Brφnsted缩聚催化剂或酶催化剂以获得低温下的缩聚尤其有效。通过在水性介质中与聚酯原料一起以0.1ppm~10,000ppm的比例预先添加这些催化剂中的一种或者多种,缩聚反应可以在150℃或低于150℃的温度下进行(优选为100℃或低于100℃)。
Brφnsted催化剂的实例包括无机酸、有机酸和稀土元素催化剂。考虑到在低温下实现缩聚,作为Brφnsted催化剂,优选使用以选自Y、Sc、Yb和Sm的稀土元素作为其组成成分的稀土元素催化剂。
无机酸的实例包括硫酸、盐酸和氢溴酸。在这些酸中,优选具有磺酸基团的无机酸。
有机酸的实例包括具有磺酸机基团的有机酸,例如十二烷基苯磺酸和聚苯乙烯基磺酸以及这些酸的苯乙烯共聚物。
稀土元素催化剂优选包含至少一种选自特别是Y、Sc、Yb和Sm的元素,催化剂形态的优选实例包括三氟甲磺酸盐形态或三(十二烷基)硫酸形态。所述形态的具体实例包括三(十二烷基硫酸)钪。
同时,酶催化剂的具体实例包括脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶。这些酶物质的具体实例包括来源于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence)的酶、来源于cepasia假单胞菌(Pseudomonas cepasia)的酶、来源于猪胰腺(Porcine pancreas)的酶、来源于玫瑰念珠菌(Candida rugosa)的酶、来源于黑曲霉(Aspergillus niger)的酶、来源于delemer根霉(Rhizopusdelemer)的酶和来源于日本根霉(Rhizopus japonicus)的酶。
这些催化剂通常单独使用。然而,根据需要可以用多种催化剂。并且,在上述催化剂化合物和表面活性剂型催化剂中,从所使用的催化剂的量的角度考虑,优选更加疏水并具有较高分子量的催化剂,因为据认为所述催化剂与聚酯乳液或颗粒一起分布在水性介质中。表面活性剂型催化剂是特别优选的。表面活性剂型催化剂的优选实例包括三(十二烷基硫酸)钪。
这里,表面活性剂型催化剂,即具有表面活性的催化剂意味着具有包括疏水基团和亲水基团的化学结构的催化剂。尽管催化剂通常倾向于向水移动,但表面活性剂型催化剂吸附至树脂颗粒的表面并易于参与到油相中的聚合反应,因此可以促使聚合反应更加有效。
作为上述自由基聚合性单体的聚合方法,可以采用已知的聚合方法,例如使用自由基聚合引发剂的方法、使用加热的自聚法和使用紫外线辐射的方法。在此情况下,对于使用自由基引发剂的方法,自由基聚合引发剂包括油溶型和水溶型,这两种类型均可以使用。
自由基引发剂的实例包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、2,2-偶氮二[2-甲基丙酰胺基]二盐酸、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过新戊酸异丙苯酯、过氧化月桂酸叔丁基酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化辛酰、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基异丙苯基、过氧化二异丙苯基、2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二(4-甲氧基-二甲基戊腈)、1,1-二(过氧化叔丁基)3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、1,4-二(叔丁基过氧化羰基)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧化)辛烷、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、1-3-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、二叔丁基二过氧化间苯二酸酯、2,2-二(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷、过氧化-α-甲基丁二酸二叔丁酯、二叔丁基过氧化二甲基戊二酸酯、二叔丁基过氧化六氢对苯二酸酯、过氧化壬二酸二叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二乙二醇-二(叔丁基过氧化碳酸酯)、二叔丁基过氧化三甲基己二酸酯、三(叔丁基过氧化)三嗪、乙烯基三(叔丁基过氧化)硅烷、二盐酸2,2′-偶氮二(2-甲基乙酮脒)(2,2′-azobis(2-methylpropioneamidine))、2,2′-偶氮二[N-(2-羧乙基)-2-甲基乙酮脒]和4,4′-偶氮二(4-氰戊酸)。
在本发明的生产聚酯的方法中,优选将所得聚酯的酸值调整为0.5mgKOH/g~40mgKOH/g。为了使聚酯能够作为高质量调色剂的原料投入实际应用,需要并必须控制水性介质中的颗粒直径和分布。在酸值小于0.5mgKOH/g的情况下,只能获得不满意的粒径和分布,因此会存在图像质量和生产率出现问题的情况。而且,对于调色剂的充电特性,当酸值小于0.5mgKOH/g时只能获得调色剂的充电特性不足的情况。另一方面,当酸值超过40mgKOH/g时,在缩聚中将可能很难获得理想的可以获得调色剂所需的图像质量强度的足够大的分子量,并且在高湿度下调色剂充电的环境依赖性较大,这会大幅降低图像的可靠性。
这里,关于本发明中的酸值,用按照JIS K0070的电势滴定法测量。
在本发明的生产聚酯的方法中,通过例如机械剪切或超声波的方式将前述每种材料乳化或分散在水性介质中。这此情况下,可以将单体直接乳化或分散,或者在预先进行本体聚合或溶液聚合形成具有低分子量的前体后进行乳化或分散。在该乳化或分散中,可以将自由基聚合性单体进行混合以使上述乳化分散和缩聚反应容易进行。在该乳化和分散中,可以根据需要在水性介质中添加例如表面活性剂、高分子分散剂和无机分散剂。
这里所使用的表面活性剂的实例包括阴离子表面活性剂,例如硫酸盐型、磺酸盐型和磷酸盐型;阳离子表面活性剂,例如胺盐型和季铵盐型;非离子表面活性剂,例如聚乙二醇型、烷基酚乙烯氧化物加成物型和多元醇型。在这些表面活性剂中,优选阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。上述非离子表面活性剂优选与上述阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。这些表面活性剂可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。阴离子表面活性剂的实例包括十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、芳烷基聚醚磺酸钠、3,3-二砜二苯基脲-4,4-重氮-二-氨基-8-萘酚-6-磺酸钠、邻羧基苯-偶氮-二甲苯胺、2,2,5,5-四甲基-三苯甲烷-4,4-重氮基-二-β-萘酚-6-磺酸钠、二烷基磺基丁二酸钠、十二烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠、辛基磺酸钠、油酸钠、月桂酸钠、癸酸钠、辛酸钠、己酸钠、硬脂酸钾和油酸钙。阳离子表面活性剂的实例包括烷基苯二甲基氯化铵、烷基三甲基氯化铵和二硬脂基氯化铵。非离子表面活性剂的具体实例可以包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丙烷和聚环氧乙烷的组合、聚乙二醇和高级脂肪酸的酯、烷基酚基聚环氧乙烷、高级脂肪酸和聚乙二醇的酯、高级脂肪酸和聚环氧丙烷的酯和山梨聚糖的酯。另外,高分子分散剂的具体实例可以包括聚羧酸钠和聚乙烯醇。无机分散剂的具体实例可以包括碳酸钙。这些实例并非试图限制本发明。常常混合有由庚醇和辛醇代表的高级醇和由十六烷代表的高级脂肪烃作为稳定剂辅剂,以防止单体乳化颗粒通常在水性介质中的奥斯特瓦尔德熟化现象。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,通常为调色剂所需的成分如着色剂和诸如蜡等定影辅剂和其他充电辅剂可以与聚酯的原料一起预先混合在单体中。并且,当将自由基聚合性单体进行自由基聚合以获得杂化树脂(其颗粒)时,在聚酯缩聚之后可以进一步将微量自由基聚合性单体添加到水性介质中。通过该处理可以改善聚合颗粒的表面并控制酸值。作为该自由基聚合性单体,可以用同样的方式使用上述乙烯基单体。例如,诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸和衣康酸等酸性乙烯基单体对于改善颗粒表面和最终聚合物的酸值是特别有用的。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,在水性介质中所获得的聚酯具有颗粒形态。按照其体心粒径,其最终平均粒径优选小于或等于10μm,更优选小于或等于1μm,最优选小于或等于0.7μm。当该粒径超过10μm时,当将聚酯用作调色剂时,在分辨率和图像质量特性方面是不理想的。此外,当粒径超过10μm时,分子量的增长及聚合和缩聚的增长率不足,在图像定影后关于图像质量强度会出现问题。
如上所述,推荐采用在通常的水性介质中的多相聚合形式,该形式可以通过例如悬浮聚合法、溶液悬浮法、细乳液法或微乳液法作为聚合方法获得。并且,在此情况下,诸如细乳液法和微乳液法等聚合方法可以提供直径小于或等于1μm的亚微米颗粒作为其最终形式,这些聚合方法更优选作为可以获得粒径小于或等于0.7μm的生产工艺,所述小于或等于0.7μm的粒径是粒径最优选的形态,这是因为缩聚反应和特别是最终分子量和聚合速率依赖于上述的最终颗粒的粒径。
在试图获得特别用作调色剂的粒径为大于或等于1μm的调色剂颗粒的情况下,可以通过对含有着色剂颗粒的颗粒进行凝结和熔融的方法调节调色剂的粒径和分布(当预先在最终聚酯颗粒中添加着色剂时,这些聚酯颗粒本身是着色剂颗粒),例如已知的乳液聚合法。
在根据本发明的生产聚酯的方法中,如上所述,将疏水物质(特别是乙烯基单体)与聚酯原材料(缩聚单体)一起预先加入到水性介质中以在水性介质中在疏水物质(特别是乙烯基单体)的存在下进行缩聚反应,结果促进了缩聚,以便获得高分子聚酯。并且,通过聚合作为疏水物质的乙烯基单体可以获得杂化树脂(其颗粒)。
另外,为在较高的聚合速率易于控制水性介质中的聚合以获得更高的分子量,通过本体聚合和溶液聚合由聚酯原材料生成低分子量聚合物(低聚物),然后乳化或分散在水性介质中,随后进一步进行缩聚反应以制备具有最终分子量的聚酯。并且,在此情况下,可以将疏水物质(特别是乙烯基单体)与低分子量聚酯(低聚物)混合,然后乳化或分散。并且,优选组合使用上述可以控制最终聚合物酸值的方法和这些措施。并且,可以使用这样的措施:其中组合使用自由基聚合性单体和聚酯的预聚合法。
(生产静电显影调色剂方法)。
根据本发明生产静电显影调色剂的最优选的方法至少包括:在分散有树脂颗粒的分散液中凝结树脂颗粒,以获得凝结颗粒的步骤(凝结步骤);和加热凝结的颗粒以熔融这些颗粒的步骤(熔融步骤)。在被称为乳化聚合凝结法的生产方法中,树脂颗粒是通过按照本发明的生产聚酯的方法而获得。
在凝结步骤中,按照本发明的上述生产聚酯的方法而得到的聚酯颗粒(树脂颗粒)在水性介质中制备,因此照原样作为树脂分散液而使用。并且,该树脂颗粒分散液可以与着色剂颗粒分散液和离型剂颗粒分散液混合,并进一步将凝结剂添加至所得到的混合液中,由此使这些颗粒杂化凝结,由此可以形成具有调色剂直径的凝结颗粒。并且,在这些颗粒以此方式凝结以生成第一凝结颗粒之后,可以进一步添加聚酯颗粒或单独的聚合物分散液,以在第一颗粒表面生成第二壳层。需要指出,虽然在此实例中着色剂分散液是单独制备的,但是当预先将着色剂混合在聚酯颗粒中时,则着色剂分散液不是必需的。
此后,在熔融步骤中,将所得溶液加热到玻璃化转变温度或聚酯颗粒的熔点以上的温度以熔融或粘合已凝结的颗粒,随后根据需要洗涤和干燥,由此可以获得调色剂。
至于调色剂的形状,优选使用无定形形态到球形形态。并且,除了表面活性剂,还优选使用无机盐和二价或二价以上的金属盐作为凝结剂。考虑到诸如凝结能力控制和调色剂充电特性等特性,优选使用金属盐。
下面将介绍关于所用调色剂的组成成分。
首先,着色剂的实例包括各种颜料,例如,诸如炉黑、槽法炭黑、乙炔黑和热裂法炭黑等炭黑;诸如氧化铁红、铁蓝和氧化钛等无机颜料;诸如坚牢黄、双偶氮黄、吡唑啉酮红、螯合红(chelate Red)、亮洋红(Brilliant Carmine)和帕拉胶褐(para Brown)等偶氮颜料;诸如铜酞菁和不含金属的酞菁等酞菁颜料以及诸如阴丹士林黄(flavanthroneYellow)、二溴蒽酮橙(dibromoanthrone Orange)、苝红(perylene Red)、喹吖啶酮红(quinacridone Red)和二噁嗪紫等稠合多环颜料。着色剂的其他实例包括铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、阴丹士林黄、喹啉黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙(Vulcan Orange)、色淀红、永久红、杜邦油红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、孟加拉玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、Chalcoil Blue、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、酞菁绿、草酸孔雀绿(Malachite Green Oxalate)、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄17、C.I.颜料蓝15:1和C.I.颜料蓝15:3。这些颜料可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。
离型剂的实例包括但不限于诸如巴西棕榈蜡、米蜡和小烛树蜡等天然蜡;诸如低分子聚丙烯、低分子聚乙烯、sazole蜡、微晶蜡、费托蜡(Fisher-Tropsch wax)、石蜡和褐煤蜡等合成或矿物/石油蜡;诸如脂肪酸酯和褐煤酸酯等酯类蜡。并且,这些离型剂可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。从保存特性看,离型剂熔点优选大于或等于50℃,更优选大于或等于60℃,并且从抗污损特性的角度看,优选小于或等于110℃,更优选小于或等于100℃。
除上述以外,可以添加诸如内用添加剂、电荷控制剂、无机粉末(无机微粒)和有机微粒等各种成分。内用添加剂的实例包括磁性材料,例如,诸如铁酸盐、磁铁矿、还原铁、钴、镍和锰等金属和合金以及含有这些金属的化合物。电荷控制剂的实例包括季铵盐化合物、苯胺黑类化合物、含有铝、铁或铬的络合物的染料和三苯甲烷类颜料。并且,主要为了调整调色剂的粘弹性而添加无机粉末,无机粉末的实例包括所有的无机微粒,诸如硅石、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙和二氧化铈,它们作为外部添加剂而添加到调色剂的表面。
将通过如上所述的根据本发明的生产静电显影调色剂的方法获得的调色剂用作静电显影剂。只要它包含该静电图像显影调色剂,则该显影剂没有特别的限制,并且显影剂可以根据目的具有所需的成分组成。当静电显影调色剂单独应用时,将其作为单成分型静电图像显影剂而制备,而当它与载体组合使用时,将其作为双成分型静电图像显影剂而制备。
对载体没有特别的限制,载体的具体实例包括已知的载体和例如,诸如日本专利申请公开(JP-A)第62-39879号公报和第56-11461号公报中各自描述的树脂涂覆载体等已知的载体。
下述树脂涂覆载体作为载体的具体实例而给出。即,核心颗粒的实例包括通常的铁粉、铁酸盐和磁铁矿颗粒,且颗粒的平均粒径约为30μm~200μm。用于涂覆上述核心颗粒的树脂包括诸如苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯等苯乙烯类物质;诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己基酯等α-亚甲基脂肪酸单羧酸;诸如甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯等含氮丙烯酰类物质;诸如丙烯腈和甲基丙烯腈等烯腈类物质;诸如2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶等乙烯基吡啶类物质;诸如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类物质;诸如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮等乙烯基酮类物质;诸如聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃;诸如甲基硅酮和甲苯基硅酮等硅酮类物质;诸如二氟乙烯、四氟乙烯和六氟乙烯等乙烯类含氟单体的共聚物;含双酚、二醇等的聚酯;环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂。这些树脂可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。涂覆树脂的量基于载体约为0.1~10份,优选0.5~3.0份。在上述载体生产中,可以使用加热型捏合机、加热型亨舍尔混合机、UM混合器等。依赖于上述涂覆树脂的量,可能会用到加热型流体滚动床和加热型干燥炉等。
对静电显影剂中静电显影调色剂和载体的混合比例没有特别限制,混合比例可以根据目的任意选择。
并且,静电显影剂(静电显影调色剂)可以用在通常的静电显影系统(电子照相系统)成像方法中。本发明的成像方法具体涉及静电潜像形成步骤、调色剂成像步骤、转印步骤和清洁步骤。前述各个步骤本身都是普通的步骤,并各自描述于例如JP-A第56-40868号公报和第49-91231号公报中。使用本发明的静电显影调色剂的成像方法可以用已有的诸如复印机或传真机等成像设备来实施。前述静电潜像形成步骤是在静电潜像载体上形成静电潜像的步骤。前述调色剂成像步骤是通过显影剂载体上的显影剂层使上述静电潜像显影,以形成调色剂图像的步骤。对上述显影剂层没有特别的限制,只要它包括含有本发明的静电图像显影调色剂的静电图像显影剂即可。前述转印步骤是将上述调色剂图像转印到转印体的步骤。前述清洁步骤是除掉残留在静电潜像载体上的静电图像显影剂的步骤。在使用本发明的静电图像显影剂的成像方法中,优选实施方式中还包含回收步骤。回收步骤是把在清洁步骤所回收的静电图像显影调色剂转移到显影剂层的步骤。包含回收步骤的该实施方式的成像方法可以用诸如调色剂回收系统型复印机和传真机等成像设备而实施。并且,该成像方法可以应用于当显影图像时同时回收调色剂的实施方式的回收系统中。
实施例
本发明将通过实施例进行详细介绍。然而,下述实例不应构成对本发明范围的限制。在下述介绍中,除非另外指出,所有术语“份”均表示“质量份”。
(测量粒径和粒度分布的方法)
下面将对本发明中粒径和粒度分布的测量进行介绍。当本发明中待测量的颗粒的大小大于或等于2μm时,使用TA-II型库尔特颗粒计数器(Beckmann Coulter Company生产)作为测量设备,并用ISOTON-II(Beckmann Coulter Company生产)作为电解液。
对于测量方法,将0.5mg~50mg的测量样品加入至2ml的作为分散剂的表面活性剂的5%的水溶液中,并且所述表面活性剂优选烷基苯磺酸钠。将该溶液加入至100ml~150ml的电解质中。
将其中悬浮有样品的电解质加入超声波分散机以进行约1分钟的分散处理,由此通过利用上述具有孔径为100μm的孔的TA-II型库尔特颗粒计数器测量尺寸为2μm~60μm的颗粒的粒度分布,由此得到体积平均分布和数量平均分布。所测量的颗粒的数量为50000。
并且,通过下列方法得到本发明中调色剂的粒度分布。基于所测得的粒度分布,将各个分离的尺寸范围(通道)中的体积平均分布从较小颗粒侧开始累积以描绘曲线。将累积达到16%和50%处的体积平均粒径分别定义为D16和D50。另外,将累积达到84%处的体积平均粒径定义为D84。
本发明中体积平均粒径为D50且GSD通过下面公式算得。
公式:GSD=(D84/D16)0.5
类似地,基于所测量的粒度分布,将各个分离的尺寸范围(通道)中的数量平均分布从较小颗粒侧开始累积以描绘曲线。将累积达到50%处的粒径定义为数量平均粒径。
并且,当本发明中待测量的颗粒的尺寸小于2μm时,这些颗粒用激光衍射粒度分布测量设备(商品名:LA-700,Horiba,Ltd.生产)进行测量。作为测量方法,制备分散溶液状态的样品,使固体含量约为2g。向分散液中加入离子交换水,使其体积约为40ml。将所得溶液装入测定池中直至合适的浓度。当两分钟后测定池中的浓度基本稳定时,对样品进行测量。所获得的每个通道的体积平均粒径从较小的体积平均粒径侧累积,将累积达到50%处的体积平均粒径定义为体积平均粒径。
(调色剂重均分子量的测量方法)
静电图像显影调色剂的重均分子量在下述条件下测量。用仪器(商品名:HLC-8120 GPC,SC-8020,Tosoh公司生产)、两个柱子(TSK凝胶,Super HM-H,Tosoh公司生产,6.0mm内径×15cm)并以THF(四氢呋喃)作为洗提剂来进行凝胶渗透色谱法(GPC)。测试在下列条件下进行:样品浓度:0.5%,流率:0.6ml/min(毫升/分钟),注射样品量:10μl,测量温度:40℃,使用红外线检测器。标准曲线由10个样品得到,即“聚苯乙烯标准样品TSK基准,Tosoh公司生产”:“A-500”、“F-1”、“F-10”、“F-80”、“F-380”、“A-2500”、“F-4”、“F-40”、“F-128”和“F-700”。
(调色剂的熔点和玻璃化转变温度的测量方法)
调色剂的熔点和玻璃化转变温度由按照ASTMD 3418-8测量的主最大峰来得到。
可以利用PerkinElmer日本有限公司生产的DSC-7来测量主最大峰。以铟和锌的熔点作为该设备测试部分的温度标定,以铟的熔融热作为热量的标定。将铝盘用于样品,并设置用于对照的空盘以在10℃/分钟的升温速率下进行测量。
(结晶度的测量)
用下述使用JIS K7121中的熔融温度的定义的方式来确定本发明的树脂是否具有结晶度。以下情形下,认为树脂具有结晶度:在用上述方法测量的热吸收曲线中,以下两个点的温差在50℃以内,并且该曲线不显示如JIS K7121中所示的阶梯形态,其中的一个点为将低温侧基线向高温侧延长所得到的线与熔融峰(热吸收峰)的低温侧曲线上斜率达到最大的点所作的切线的交点(熔融起始温度),另一个点为将高温侧基线向低温侧延长所得到的线与熔融峰(热吸收峰)的高温侧曲线上斜率达到最大的点所作的切线的交点(熔融终止温度)。
(实施例1)
聚酯树脂(1)的聚合
在三口烧瓶中装入80份1,9-壬二醇(Log(P)=1.86)、115.2份1,10-十二烷二酸(Log(P)=2.7)、156.1份苯乙烯单体(Log(P)=2.67)、39.1份丙烯酸丁酯单体(Log(P)=1.88)、2份十六烷(Log(P)=7.18)和2份十二烷硫醇(Log(P)=5.14),然后将其在80℃充分混合并冷却到环境温度。然后,将2.0份三氟甲基磺酸钪[Sc(OSO2CF3)3]作为催化剂添加到混合物中并溶解。
将混合物倒入1377份离子交换水中,该离子交换水中溶解了11份十二烷基苯磺酸钠和4份三(十二烷基硫酸)钪。将溶液通过超声波进行预分散并进一步利用超高压均化器(商品名:Nanomizer,Yoshida KikaiKogyo Co.生产)在80℃进行乳化分散,以获得体积平均粒径为0.2μm的乳状液。
将该乳状液注入到配备有搅拌器的3L压力型反应器中,在氮气气氛下在100℃使聚合反应进行12小时,以获得树脂微粒分散液(1)。反应产品保持稳定的乳状液状态并且体积平均粒径为0.2μm。体积平均粒径与数量平均粒径的SD比(体积平均粒径/数量平均粒径)为1.3。
反应完成后取出少量样品在环境温度下干燥。用甲醇洗涤留下的非挥发性固体,过滤并在炉中干燥以取出聚合的聚合物。该聚合物的重均分子量是25,000。并且,通过利用氘代氯仿的质子NMR(Varian公司生产,300MHz),检测了聚合物中诸如聚苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物等自由基聚合性聚合物与聚酯的组成比,结果,苯乙烯或丙烯酸丁酯及其共聚物小于或等于2%。此时,可以认为几乎所有的聚合物成分均为聚酯。另外,在溶解在THF中后,通过利用氢氧化钾乙醇溶液获得了该聚合物组合物(聚酯树脂)的酸值,测量发现酸值是10mgKOH/g。
另外,还测量了该树脂的热特性和结晶度,结果,发现该树脂是熔点为71℃的结晶树脂。
自由基聚合性单体(1)的聚合
将3.9份丙烯酸加入到上述获得的树脂分散液(1)中,将混合物放置在80℃下并搅拌以使丙烯酸充分分散到树脂微粒中。将通过把2.0份过硫酸铵溶解在10份离子交换水中的所得到溶液加入到上述树脂溶液中,在氮气气氛下在80℃将混合物再聚合5小时,以获得体积平均粒径为0.2μm且SD为1.3的稳定的树脂微粒分散液(2)。
聚合后,取出少量样品并在环境温度下干燥以除水。然后,用与上述聚酯聚合同样的方式,将样品用甲醇洗涤,进行过滤和干燥。然后,通过质子NMR来得到聚合物中聚酯与自由基聚合性聚合物之比,由此得到自由基聚合性聚合物的产率,结果是混合的自由基单体参与了聚合反应,自由基聚合性聚合物的产率大于或等于99%。并且,由乳化液的气相色谱分析,发现剩下的未反应的自由基单体成分的总量小于或等于200ppm。而且,当通过GPC来测量自由基单体成分的分子量时,重均分子量是31,000,与先前聚合的聚酯几乎相同。自由基聚合性聚合物展现出了落入了几乎与至少上述聚酯树脂相同范围的分子量。另外,聚酯的熔点保持在71℃。
调色剂颗粒(1)的制备
颜料分散液的制备
利用高压冲击型分散机Ultimizer(商品名:HJP 30006,(株)SuginoMachine生产)将100份青色颜料(cyan pigment)(商品名:颜料蓝15:3,Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产)、15份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen R,Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.生产)与900份离子交换水混合、溶解并分散约1小时,以制备青色颜料分散液。经分散的青色颜料的平均粒径为0.15μm,着色剂颗粒浓度为23重量%。
酯蜡分散液的制备
将50份酯蜡(商品名:WE-2,熔点:65℃,Nippon Oil & Fats Co.,Ltd.生产)、5份阴离子表面活性剂(商品名:Neogen RK,Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.生产)和200份离子交换水加热到95℃,并利用均化器(商品名:Ultraturrax T50,IKA Co.生产)进行分散。然后,将混合物用Manton Gohlin高压均化器(Gohlin公司)进行分散处理,以制备平均粒径为0.23μm和颗粒浓度为20重量%的酯蜡分散液。
调色剂颗粒(1)的制备:乳液聚合凝结法
向2L圆筒形不锈钢容器中加入400份通过聚合前述自由基聚合性单体而得到的树脂微粒分散液(2)、34.4份上述颜料分散液、33份酯蜡分散液和265份离子交换水,并通过Ultraturrax在8000rpm施加剪切力对这些成分进行分散和混合。然后,逐滴加入0.18份多氯化铝的10%的硝酸水溶液作为凝结剂。此时,通过加入0.1N的氢氧化钠水溶液和0.1N的硝酸水溶液,将原料分散液的pH值调整为2.8~3.2。
然后,在配备有搅拌器和温度计的不锈钢聚合釜(商品名:TA-II型,Coulter Counter生产,孔径:50μm)中,通过搅拌原料分散液,将树脂颗粒、颜料颗粒和蜡颗粒逐步加热并凝结,以将体积平均粒径调整到6.0μm。然后,将分散液的pH值调整到至多9.0并升温到95℃,在此条件下保持3小时,以获得平均粒径为6.0μm和体积平均粒径分布(GSDv)为1.23的马铃薯状调色剂颗粒。然后,冷却这些调色剂颗粒,用45目筛进行筛分,并用水反复充分洗涤,随后用冷冻干燥机进行干燥以获得调色剂颗粒(1)。
显影剂(1)的制备与评价
将1份胶体二氧化硅(商品名:R972,Nippon Aerosil Co.,Ltd生产)作为外部添加剂添加到100份所得调色剂颗粒(1)中,并用亨舍尔混合机(Henschel mixer)混合这些成分,以获得静电图像显影调色剂。将100份铁酸盐颗粒(Powdertech Co.生产,体积平均粒径:50μm)和1份甲基丙烯酸酯树脂(Mitsubishi Rayon Co.Ltd.生产,分子量:95,000)与500份甲苯一起注入到压力捏合机中。在环境温度下将这些成分混合15分钟,然后升温到70℃减压混合。蒸馏出甲苯后,冷却混合物,并利用105μm的筛子进行分级,以制备铁酸盐载体(树脂涂覆载体)。将该铁酸盐载体与前述静电图像显影调色剂混合,以生产调色剂浓度为7重量%的双成分型静电图像显影剂。
使用该静电图像显影剂,对该显影剂的充电特性、定影特性和图像质量特性进行如下评价,结果如表1和表2所示。
电荷保持能力
通过使用电荷排放量测量设备(blow-off charge amount measuringdevice)(Toshiba Chemical Co.,Ltd.生产)测量初始电荷量和样品在80%的相对湿度和28℃的环境中放置1周后的电荷量,来评价电荷保持能力。
评价标准如下。
“G1”:初始电荷量:大于或等于30μC/g,老化1周后电量的保持能力:大于或等于98%。
“G2”:初始电荷量:大于或等于25μC/g并小于30μC/g,老化1周后电量的保持能力:大于或等于85%并小于98%。
“G3”:初始电荷量:小于25μC/g,老化1周后电量的保持能力:小于85%。
定影特性、图像质量特性
定影特性和图像质量特性通过下述方式进行评价。具体地,用改装的富士施乐公司生产的DocuCentre Color 500 CP在富士施乐公司生产的J-纸(J-paper)上形成图像,使得其上所负载的调色剂的量为10.5g/m2,然后,使用定影温度可变的外部定影设备来测量定影温度,由此评价初始图像的质量。
这里,定影温度的标准是基于冷污损温度(一种由于施加到整个调色剂上的热不足,因此使调色剂粘结到加热表面的现象)和热污损温度(一种对整个调色剂进行加热以降低粘合力,由此使调色剂粘结到加热表面的现象)之间的差,即基于可定影的温度范围。
“G1”:可定影的温度范围:大于或等于50℃。
“G2”:可定影的温度范围:大于或等于30℃并小于50℃。
“G3”:可定影的温度范围:小于30℃。
并且,关于图像质量特性,对图像质量均匀性(不均匀性)和图像强度进行了测量,表中对一个低级例进行了描述。
对于图像均匀性(不均匀性),由例如由于较宽的尺寸分布产生的调色剂颗粒的电荷分布所导致的转印不均匀性可以目视观测。
评价标准如下。
“G1”:未目测到转印不均匀性。
“G2”:尽管观察到轻微的转印不均匀性,但不存在实用问题。
“G3”:观察到明显的转印不均匀性,因此具有实用问题。
另外,根据JIS K5400的铅笔刮划试验机法来评价图像强度。具体地,在试验中使用硬度为“H”的铅笔(商品名:UNI,Mitsubishi PencilCo.,Ltd.生产),在恒定针端压力下以45度角刮划经定影的图像,刮划后对图像上的刮痕进行目测。
评价标准如下。
“G1”:未观察到图像刮痕,图像具有足够的图像强度。
“G2”:尽管观察到轻微的图像刮痕,但图像具有不存在实用问题的图像强度。
“G3”:观察到清晰的图像刮痕,因此图像强度存在实用问题。
(实施例2)
聚酯树脂(2)的制备
在三口烧瓶中装入144.2份环己二甲醇(Log(P)=0.9)、230.3份1,10-十二烷二酸(Log(P)=2.7)和2份作为催化剂的三氟甲基磺酸钪[Sc(OSO2CF3)3]。然后,通过抽真空操作减少容器中大气含量并用氮气来惰性化。在此条件下,将混合物在120℃机械搅拌下回流3小时,并最终成为粘稠态。通过GPC来确认反应溶液的分子量,发现重均分子量是5,300。并且,用与实例1相同的方式来测量该树脂的酸值,发现为40mgKOH/g。因此,首次以此方式生成了多元醇成分与多价酸成分的低聚物。
将156.1份苯乙烯单体(Log(P)=2.67)、39.1份丙烯酸丁酯单体(Log(P)=1.88)、2份十六烷(Log(P)=7.18)和2份十二烷硫醇(Log(P)=5.14)在80℃与195份该粘稠液体混合,然后在环境温度下取出该混合物。将该混合物注入到1377份离子交换水中,其中溶解有11份十二烷基苯磺酸钠。通过超声波对该溶液进行预分散,并利用超高压均化器(商品名:Nanomizer,Yoshida Kikai Kogyo Co.生产)在50℃进行进一步的乳化分散,以获得体积平均粒径为0.3μm的乳化液。将该乳化液注入到配备有搅拌器的3L的压力型反应器中,在氮气气氛下在100℃使聚合反应进行8小时,以获得树脂微粒分散液(3)。反应产品保持稳定的乳化液状态并且体积平均粒径为0.3μm且SD为1.3。
反应完成后取出少量样品,用与实例1中相同的方式进行下述各种分析。该聚合物的重均分子量是21,000。通过质子NMR测定聚合物中自由基聚合性聚合物的产率小于或等于2%。此时,可以认为几乎所有的聚合物成分均为聚酯。另外,测量了该聚合物组合物(聚酯树脂)的酸值,发现其酸值是15mgKOH/g。
此外,对该树脂的热特性进行了测量,结果发现该树脂是熔点为70℃的结晶树脂。
自由基聚合性单体(2)的聚合
将3.9份丙烯酸加入到上述获得的树脂微粒分散液(3)中,将混合物放置在80℃下搅拌1小时以使丙烯酸充分分散到树脂微粒中。将通过把2.0份过硫酸铵溶解在10份离子交换水中的所得到溶液加入到上述树脂溶液中,并在氮气气氛下在80℃将混合物再聚合5小时,以获得体积平均粒径为0.3μm且SD为1.3的稳定的树脂微粒分散液(4)。聚合后,取出少量样品,通过NMR来测量自由基聚合性单体的聚合比,发现其大于或等于99%。另外,利用GPC测量的树脂微粒分散液的分子量为31,000,且树脂微粒中的结晶聚酯的熔点是70℃。
调色剂颗粒(2)的制备
除了使用前述树脂微粒分散液(4)以外,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1相同的方式制备,然后凝结并加热到95℃以熔融这些颗粒,由此获得最终的调色剂。所得调色剂的体积平均粒径和体积平均尺寸分布(GSDv)分别为5.5μm和1.23。该调色剂是马铃薯状的调色剂颗粒(2)。显影剂(2)的制备和评价
除了使用调色剂颗粒(2)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(2)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性为大于或等于35μC/g,显影剂老化后的保持充电特性的能力为大于或等于99%。并且,对于显影剂的定影能力,该显影剂表现出了优异的图像质量特性,它在100℃具有良好的定影性能并具有足够的可定影温度范围。
(实施例3)
聚酯树脂(3)的聚合
除了用66份对苯二酸(Log(P)=1.15)和23份十二烷二酸(Log(P)=2.7)混合物作为多价羧酸以外,通过用与实例1相同的方式进行聚合来获得树脂微粒分散液(5)。所获得的树脂微粒的粒径为0.15μm,SD为1.3。聚酯树脂的重均分子量是20,000,熔点为73℃,酸值为8mgKOH/g。
自由基聚合性单体(3)的聚合
除了使用树脂微粒分散液(5)以外,通过用与实施例1中生产树脂微粒分散液(2)相同的方式来获得树脂微粒分散液(6)。所得到的树脂微粒分散液(6)的粒径为0.15μm,SD为1.3。自由基聚合性单体的聚合产率大于或等于99%。树脂微粒(6)的重均分子量为25,000,熔点为83℃。
调色剂颗粒(3)的制备
除了使用前述树脂微粒分散液(6)以外,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1同样的方式制备,然后凝结并加热到95℃以熔融这些颗粒,由此获得最终的调色剂。所得调色剂的体积平均粒径和体积平均尺寸分布(GSDv)分别为5.0μm和1.25。该调色剂是球形的调色剂颗粒(3)。显影剂(3)的制备和评价
除了使用调色剂颗粒(3)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(3)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性为大于或等于35μC/g,显影剂老化后的保持充电特性的能力为大于或等于99%。并且,对于显影剂的定影能力,该显影剂表现出了优异的图像质量特性,它在100℃具有良好的定影性能并具有足够的可定影温度范围。
(实施例4)
聚酯树脂(4)的聚合
除了用58.1份富马酸(Log(P)=-0.36)作为多价羧酸以及用179.2份双酚A的环氧丙烷加成物(Log(P)=4.19)作为多元醇以外,通过用与实施例1相同的方式进行聚合来获得树脂微粒分散液(7)。所获得的树脂颗粒的粒径为0.25μm,SD为1.3。聚酯树脂的重均分子量是12,000,Tg(第二玻璃化转变温度)为63℃,酸值为10mgKOH/g。
自由基聚合性单体(4)的聚合
除了使用树脂微粒分散液(7)以外,通过用与实施例1中的生产树脂微粒分散液(4)相同的方式来获得树脂微粒分散液(8)。所得到的树脂微粒分散液(8)的粒径为0.25μm,SD为1.3。自由基聚合性单体的聚合产率为大于或等于99%。树脂微粒(8)的重均分子量为28,000,Tg为58℃。
调色剂颗粒(4)的制备
除了使用前述树脂颗粒分散溶液(8)以外,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1同样的方式制备,然后凝结并加热到78℃以熔融这些颗粒,由此获得最终的调色剂。所得调色剂的体积平均粒径和体积平均尺寸分布(GSDv)分别为5.0μm和1.22。该调色剂是球形的调色剂颗粒(4)。
显影剂(4)的制备和评价
除了使用调色剂颗粒(4)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(4)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性为大于或等于35μC/g,显影剂老化后保持充电特性的能力为大于或等于99%。并且,对于显影剂的定影能力,该显影剂表现出了优异的图像质量特性,它在130℃具有良好的定影性能并具有足够的可定影温度范围。
(实施例5)
聚酯树脂(5)的聚合
除了用十二烷基苯磺酸来代替三氟甲基磺酸钪作为聚合催化剂,并且不使用三(十二烷基硫酸)钪以外,通过用与实施例1相同的方式进行聚合来获得树脂微粒分散液(9)。所获得的树脂颗粒的粒径为0.15μm,SD为1.3。聚酯树脂的重均分子量是25,000,Tg为70℃,酸值为8mgKOH/g。
自由基聚合性单体(5)的聚合
除了使用树脂微粒分散液(9)以外,通过用与实施例1中的生产树脂颗粒分散液(2)相同的方式来获得树脂微粒分散液(10)。所得到的树脂微粒分散液(10)的粒径为0.15μm,SD为1.3。自由基聚合性单体的聚合产率为大于或等于99%。树脂颗粒(10)的重均分子量为28,000,该树脂中结晶聚酯的熔点是69℃。
调色剂颗粒(5)的制备
除了使用前述树脂微粒分散液(10)以外,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1同样的方式制备,然后凝结并加热到95℃以熔融这些微颗粒,由此获得最终的调色剂。所得调色剂的体积平均粒径和体积平均尺寸分布(GSDv)分别为5.2μm和1.25。该调色剂是球形的调色剂颗粒(5)。
显影剂(5)的制备和评价
除了使用调色剂颗粒(5)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(5)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性为大于或等于35μC/g,显影剂老化后保持充电特性的能力为大于或等于99%。并且,对于显影剂的定影能力,该显影剂表现出了优异的图像质量特性,它在100℃具有良好的定影性能并具有足够的可定影温度范围。
(实施例6)
聚酯树脂(6)的聚合
除了用200份甲基异丁基酮(Log(P)=1.6)代替实施例4中的苯乙烯单体、丙烯酸丁酯、十二烷硫醇和十六烷以外,通过用与实施例4相同的方式进行聚合获得树脂微粒分散液(11)。此外,将该树脂微粒在减压下加热至85℃,以通过蒸馏除去甲基异丁基酮,来获得树脂微粒(12)。所获得的树脂微粒的粒径为0.15μm,SD为1.3。聚酯树脂的重均分子量是10,000,Tg为58℃,酸值为12mgKOH/g。
调色剂颗粒(6)的制备
除了使用前述树脂微粒分散液(12)以外,,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1同样的方式制备,然后向混合物中加入1.0份十二烷基苯磺酸钠,然后将其凝结并加热至95℃以熔融这些颗粒,从而获得最终的调色剂。所得调色剂的体积平均粒径和体积平均尺寸分布(GSDv)分别为5.0μm和1.22。该调色剂是球形的调色剂颗粒(6)。
显影剂的制备和评价(6)
除了使用调色剂颗粒(6)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(6)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性为大于或等于35μC/g,显影剂老化后保持充电特性的能力为大于或等于99%。并且,对于显影剂的定影能力,该显影剂表现出了优异的图像质量特性,它在130℃具有良好的定影性能并具有足够的可定影温度范围。
(比较例1)
通过常规的本体共聚由聚酯直接聚合得到的聚合物在水性介质中的分散、通过该分散方法进行的调色剂的生产和调色剂的特性作为比较例而显示,以证明本发明的聚酯树脂具有更优异的分散特性、以及源自该树脂的调色剂在充电特性和图像质量特性方面更加优异。
聚酯树脂(7)的制备
在三口烧瓶中装入230.3份十二烷二酸(Log(P)=2.7)、160.0份1,9-壬二醇(Log(P)=1.86)和2份作为催化剂的氧化二丁基锡。然后,通过抽真空操作减少容器中的大气,并通过用氮气使其变成惰性。在此条件下,将混合物在机械搅拌下在180℃回流12小时,最终成为粘稠态。通过GPC确认反应溶液的分子量,发现重均分子量是28,000。并且,用与实施例1相同方式测量该树脂的酸值,发现它是5mgKOH/g。该树脂的熔点是70℃。
将该树脂注入到1377份离子交换水中,其中溶解有11份十二烷基苯磺酸钠。将该溶液利用均化器(商品名:Ultraturrax T50,IKA公司生产)进行预分散,并进一步利用超高压均化器(商品名:Nanomizer,YoshidaKikai Kogyo公司生产)在150℃进行乳化分散。结果,当乳化液的体积平均粒径为0.9μm且SD为4.5时,乳化液的粒径和尺寸分布很宽并达到饱和,无法使该分散液具有更小的粒径并具有更窄的颗粒分布。将该树脂分散液称为聚酯树脂微粒分散液(13)。
调色剂颗粒(7)的生产
除了使用前述树脂微粒分散液(13)以外,颜料分散液和酯蜡分散液用与实施例1相同的方式制备,然后凝结并加热到95℃以熔融这些颗粒,由此获得最终的调色剂。所得调色剂是略微方形的调色剂颗粒,该颗粒的体积平均粒径为1.3μm、体积平均尺寸分布(GSDv)为1.5,并具有1μm~10μm的较宽的分布范围。
显影剂(7)的制备和评价
除了使用调色剂颗粒(7)以外,用与实施例1相同的方式制备显影剂(7)并评价其充电特性、定影特性和图像质量特性。结果如表1和表2所示。本实施例中的显影剂具有以下特性:显影剂的初始充电特性在10μC/g~30μC/g的大范围内变化,显影剂老化后保持充电特性的能力为小于或等于50%,这对于再现性和保持能力存在严重的应用问题。尽管该显影剂的定影温度是120℃,但在该显影剂的图像质量特性上存在巨大的图像质量不均匀性,并且对于图像质量强度,存在部分易碎部分,导致巨大的应用问题。
(比较例2)
聚酯树脂(8)的聚合
在实施例(1)的聚酯树脂的聚合中,没有使用包括苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体、十六烷和十二烷硫醇的疏水物质,但将壬二醇和十二烷二酸在90℃完全混合,并将2.0份三氟甲基磺酸钪作为催化剂快速溶解在混合物中,然后将其在80℃用与实施例1相同的方式快速乳化,以获得体积平均粒径为0.5μm的乳液,随后使该聚酯聚合。该树脂微粒的粒径为0.55μm,SD为1.3,该聚酯树脂的重均分子量是3,500,酸值是55mgKOH/g,本实施例无法获得能够实际应用的分子量。
(比较例3)
聚酯树脂(9)的聚合
在实施例1中,除了用乙二醇(Log(P)=-0.79)来代替1,9-壬二醇以外,乳化操作用与实施例1相同的方式进行,以获得体积平均粒径为0.23μm的乳化液。然后,将该乳化液用与聚酯树脂(1)的聚合相同的方式进行聚合。该树脂微粒的粒径为0.25μm、SD为1.3,聚酯树脂的重均分子量是2,500,酸值是56mgKOH/g,本实施例无法获得能够实际应用的分子量。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | ||
聚酯颗粒分散液 | 多价酸成分(Log(P)) | 十二烷二酸(2.7) | 十二烷二酸(2.7) | 对苯二酸(1.15)十二烷二酸(2.7) | 富马酸(-0.36) |
多元醇成分(Log(P)) | 壬二醇(1.86) | 环己二甲醇(0.9) | 壬二醇(1.86) | 双酚A的环氧丙烷加成物(4.19) | |
|Log(P)COOH-Log(P)OH| | 0.84 | 1.80 | 对苯二酸与多元醇成分的差(0.71)十二烷二酸与多元醇成分的差(0.84) | 4.55 | |
疏水物质(Log(P)) | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | |
乳化前通过多价酸成分与多元醇成分聚合的低聚物的制备 | 未生成 | 生成 | 未生成 | 未生成 | |
催化剂 | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | Sc(OSO2CF3)3 | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | |
聚酯树脂,重均分子量 | 25,000 | 21,000 | 20,000 | 12,000 | |
酸值(mgKOH/g) | 10 | 15 | 8 | 10 | |
体积平均粒径(μm) | 0.20 | 0.30 | 0.15 | 0.25 | |
SD值 | 1.30 | 1.30 | 1.30 | 1.30 | |
调色剂 | 体积平均粒径(μm) | 6.0 | 5.5 | 5.0 | 5.0 |
体积平均颗粒尺寸分布(GSDv) | 1.23 | 1.23 | 1.25 | 1.22 | |
充电特性 | G1 | G1 | G1 | G1 | |
定影温度 | G1 | G1 | G2 | G2 | |
图像质量特性 | G1 | G1 | G2 | G2 |
表2
实施例5 | 实施例6 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | ||
多价酸成分(Log(P)) | 十二烷二酸(2.7) | 富马酸(-0.36) | 十二烷二酸(2.7) | 十二烷二酸(2.7) | 十二烷二酸(2.7) | |
聚酯颗粒分散液 | 多元醇成分(Log(P)) | 壬二醇(1.86) | 双酚A的环氧丙烷加成物(4.19) | 壬二醇(1.86) | 壬二醇(1.86) | 乙二醇(-0.79) |
|Log(P)COOH-Log(P)OH| | 0.84 | 4.55 | (0.84) | (0.84) | 3.49 | |
疏水物质(Log(P)) | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | 甲基异丁基酮(1.6) | 无 | 无 | 苯乙烯单体(2.67)丙烯酸丁酯单体(1.88)十二烷基硫醇(5.14)十六烷(7.18) | |
乳化前通过多价酸成分与多元醇成分聚合的低聚物的制备 | 未生成 | 未生成 | 生成 | 未生成 | 未生成 | |
催化剂 | 十二烷基苯磺酸 | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | Bu2(OSn) | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | Sc(OSO2CF3)3三(十二烷基硫酸)钪 | |
聚酯树脂,重均分子量 | 25,000 | 10,000 | 28,000 | 3,500(不完全聚合) | 2,500(不完全聚合) | |
酸值(mgKOH/g) | 8 | 12 | 5 | 55 | 56 | |
体积平均粒径(μm) | 0.15 | 0.15 | 0.9 | 0.55 | 0.25 | |
SD值 | 1.3 | 1.3 | 4.5 | 1.3 | 1.3 | |
调色剂 | 体积平均粒径(μm) | 5.2 | 5.0 | 1.3 | - | - |
体积平均颗粒尺寸分布(GSDv) | 1.25 | 1.22 | 1.5 | - | - | |
充电特性 | G1 | G1 | G3 | - | - | |
定影温度 | G1 | G2 | G3 | - | - | |
图像质量特性 | G1 | G2 | G3 | - | - |
在比较例2和3中,未获得调色剂所需的分子量,使得无法形成调色剂,因而无法评价调色剂的充电特性、定影温度和图像质量特性。
从上述结果可以理解,由于在本实施例中高度疏水的聚酯原料在高度疏水物质(具体地,乙烯基单体)的存在下缩聚,因此可以获得增大了分子量的聚酯。并且,还发现所得微粒具有良好的颗粒直径和分布。然后,还发现利用这些微粒获得的调色剂足以满足诸如韧性(调色剂强度和图像质量强度)、粒径分布、充电特性和充电的环境依赖性等调色剂特性。并且,还发现低聚物的形成和自由基聚合性单体的使用对于获得增大的分子量是非常有利的。
特别是在实例1、2、3和5中发现,由于前述疏水参数比较小,因此|Log(P)COOH-Log(P)OH|的值下降,在单体的化学计量可聚合特性方面是高效的,当在同样条件下聚合时,通过降低了上述疏水参数的组合,可以获得更高的分子量。
另一方面,在比较例中发现,增大聚酯的分子量是非常困难的,即使能够获得较高的分子量,也需要非常高的能量。还发现所得到的树脂微粒(调色剂)尺寸非常大且粒径分布很差。
如上所述,可以理解,在使聚酯在水性介质中聚合的方法中建立了降低环境负担以生产高质量聚酯调色剂的方法,该方法曾经被期待在生产率和环境负担(能量)方面进行改善。结晶聚酯树脂在低能量电子照相技术中很重要,其中低温定影能力目前变得越来越重要。特别是在结晶聚酯树脂的情况下,很难使粒径减小,该粒径的减小对于获得高质量特性是最为重要的。为了实现粒径的减小,已经使用了需要大量能耗并利用据认为对环境不利的有机溶剂的生产工艺。应当认为已经发现了该问题的解决方案,使高性能聚酯树脂调色剂的生产与低环境负担的生产方法能够高度相容。
因此,在本发明中,以高度相容的方式同时获得了高性能聚酯树脂调色剂的生产和低环境负担的生产方法,并且可以获得通过应用低能量在低环境负担下制备的电子照相调色剂,该电子照相调色剂可以应用于高质量图像以及低能量工艺,并且是高度可靠的。
Claims (24)
1.一种生产聚酯的方法,该方法包括:
在水性介质中对疏水参数Log(P)为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数Log(P)为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数Log(P)为-0.5~20的疏水物质进行乳化或分散;以及
在疏水物质的存在下,将所述多价酸成分与多元醇成分进行缩聚。
2.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中所述疏水物质是自由基聚合性单体。
3.如权利要求2所述的生产聚酯的方法,其中所述自由基聚合性单体是乙烯基单体。
4.如权利要求2所述的生产聚酯的方法,所述方法还包括聚合自由基聚合性单体。
5.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中所述多价酸成分的疏水参数Log(P)COOH与所述多元醇成分的疏水参数Log(P)OH之差的绝对值|Log(P)COOH-Log(P)OH|为0~5.0。
6.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中部分或全部所述多元酸成分和所述多元醇成分是低聚物。
7.如权利要求6所述的生产聚酯的方法,其中所述低聚物的重均分子量为小于或等于3,000。
8.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,所述方法还包括向水性介质中添加自由基聚合性单体。
9.如权利要求8所述的生产聚酯的方法,其中所述自由基聚合性单体选自芳香族乙烯基单体、丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体、乙烯基酯单体、乙烯醚单体、单烯烃单体、二烯烃单体和卤代烯烃单体。
10.如权利要求8所述的生产聚酯的方法,其中所述自由基聚合性单体是酸性乙烯基单体。
11.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中缩聚中使用至少一种选自的Brфnsted催化剂和酶催化剂的催化剂。
12.如权利要求11所述的生产聚酯的方法,其中所述Brфnsted催化剂是含有选自Y、Sc、Yb和Sm的稀土元素作为组成成分的稀土元素催化剂。
13.如权利要求11所述的生产聚酯的方法,其中所述Brфnsted催化剂是十二烷基苯磺酸。
14.如权利要求11所述的生产聚酯的方法,其中所述催化剂具有表面活性功能。
15.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中所述多价酸成分和多元醇成分是用于获得晶体聚酯的成分。
16.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中所述多价酸成分选自己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二酸、1,10-癸二酸、1,12-十二烷二酸、1,14-十四烷二酸、1,18-十八烷二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二酸、1,2,4-苯三酸、1,2,5-苯三酸、1,2,4-萘三酸、马来酸和富马酸,以及这些酸的酸酐或低级烷基酯;所述多元醇成分选自1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷二醇、三羟甲基丙烷、双酚A的环氧乙烷加成物和双酚A的环氧丙烷加成物。
17.如权利要求1所述的生产聚酯的方法,其中所述聚酯的酸值为0.5mgKOH/g~40mgKOH/g。
18.一种生产静电显影调色剂的方法,该方法包括:
将疏水参数Log(P)为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数Log(P)为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数Log(P)为-0.5~20的疏水物质在水性介质中进行乳化或分散;
在疏水物质的存在下,将所述多价酸成分与多元醇成分进行缩聚以获得聚酯树脂颗粒分散液;
在至少分散有所述树脂颗粒的分散液中凝结树脂颗粒以获得凝结的颗粒;和
通过加热熔融凝结的颗粒。
19.如权利要求18所述的生产静电显影调色剂的方法,其中所述疏水物质是自由基聚合性单体。
20.如权利要求19所述的生产静电显影调色剂的方法,其中所述自由基聚合性单体是乙烯基单体。
21.如权利要求19所述的生产静电显影调色剂的方法,该方法还包括在所述多价酸成分与所述多元醇成分缩聚的同时或之后聚合所述自由基聚合性单体。
22.一种静电显影调色剂,该静电显影调色剂至少含有着色剂和树脂,其中所述树脂包含聚酯树脂,所述聚酯树脂通过以下方法得到:将疏水参数Log(P)为-0.5~20的多价酸成分、疏水参数Log(P)为-0.5~20的多元醇成分和疏水参数Log(P)为-0.5~20的疏水物质在水性介质中进行乳化或分散,然后在疏水物质的存在下,将所述多价酸成分与所述多元醇成分进行缩聚。
23.如权利要求22所述的静电显影调色剂,其中所述疏水物质是自由基聚合性单体。
24.如权利要求22所述的静电显影调色剂,其中所述自由基聚合性单体是乙烯基单体。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102033442A (zh) * | 2009-10-02 | 2011-04-27 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 调色剂制造方法 |
CN101165077B (zh) * | 2006-10-19 | 2011-05-11 | 富士施乐株式会社 | 聚酯树脂及其制造方法、静电图像显影用调色剂、显影设备、处理盒、成像设备以及微反应设备 |
CN102245659A (zh) * | 2008-12-10 | 2011-11-16 | 花王株式会社 | 调色剂用结晶树脂 |
CN105223790A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 天津市合成材料工业研究所有限公司 | 一种墨粉用粘结树脂及制备方法 |
CN107203107A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 佳能株式会社 | 调色剂及调色剂制造方法 |
CN115066452A (zh) * | 2020-02-17 | 2022-09-16 | 东洋纺株式会社 | 芳香族聚酯及其制造方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007025449A (ja) | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液、静電荷像現像トナー、それらの製造方法、現像剤及び画像形成方法 |
US7541126B2 (en) * | 2005-12-13 | 2009-06-02 | Xerox Corporation | Toner composition |
US7476480B2 (en) * | 2005-12-13 | 2009-01-13 | Xerox Corporation | Processes for producing toner by treatment with enzyme |
US8309290B2 (en) * | 2006-09-15 | 2012-11-13 | Ricoh Company, Ltd. | Toner and method of manufacturing the same |
JP4973129B2 (ja) * | 2006-11-02 | 2012-07-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
US8073376B2 (en) * | 2009-05-08 | 2011-12-06 | Xerox Corporation | Curable toner compositions and processes |
US8192912B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-06-05 | Xerox Corporation | Curable toner compositions and processes |
US8722299B2 (en) * | 2009-09-15 | 2014-05-13 | Xerox Corporation | Curable toner compositions and processes |
US20110143275A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-16 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Producing method of water dispersion of polyester resin particles, resin composition, producing method of resin composition and electrophotographic toner |
CN105005183B (zh) * | 2015-08-11 | 2019-11-22 | 湖北鼎龙控股股份有限公司 | 苯丙树脂/聚酯树脂复合型静电荷图像调色剂制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4355154A (en) * | 1981-10-06 | 1982-10-19 | Dow Corning Corporation | Method for preparing condensation polymers by emulsion polymerization |
US5346797A (en) * | 1993-02-25 | 1994-09-13 | Xerox Corporation | Toner processes |
US6380281B1 (en) * | 1996-08-13 | 2002-04-30 | Georgia Tech Research Corporation | Water-borne polyester coatings by miniemulsion polymerization |
US6972315B2 (en) * | 2002-07-19 | 2005-12-06 | Gross Richard A | Enzyme-catalyzed polycondensations |
WO2005005522A1 (ja) * | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | 樹脂粒子及びその製造法 |
US7455944B2 (en) * | 2005-03-25 | 2008-11-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Toner for developing electrostatic latent images and manufacturing method thereof, developer for developing electrostatic latent images, image forming method, and method for manufacturing dispersion of resin particles |
-
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101165077B (zh) * | 2006-10-19 | 2011-05-11 | 富士施乐株式会社 | 聚酯树脂及其制造方法、静电图像显影用调色剂、显影设备、处理盒、成像设备以及微反应设备 |
CN102245659A (zh) * | 2008-12-10 | 2011-11-16 | 花王株式会社 | 调色剂用结晶树脂 |
US8802342B2 (en) | 2008-12-10 | 2014-08-12 | Kao Corporation | Crystalline resins for toners |
CN102033442A (zh) * | 2009-10-02 | 2011-04-27 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 调色剂制造方法 |
CN105223790A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-06 | 天津市合成材料工业研究所有限公司 | 一种墨粉用粘结树脂及制备方法 |
CN105223790B (zh) * | 2015-11-05 | 2020-05-12 | 天津市合成材料工业研究所有限公司 | 一种墨粉用粘结树脂及制备方法 |
CN107203107A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 佳能株式会社 | 调色剂及调色剂制造方法 |
CN115066452A (zh) * | 2020-02-17 | 2022-09-16 | 东洋纺株式会社 | 芳香族聚酯及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US20060110674A1 (en) | 2006-05-25 |
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