TWI463278B - 調色劑 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種使用於影像形成方法之調色劑,用以使電子照相中之靜電潛像變成可見。
採用電子照相之影像形成裝置嚴格尋求更高速度且更高可信度。例如,該裝置已開始亦使用於高畫質影像諸如圖像設計之印刷,且進一步用於輕載印刷(使用於隨選印刷(POD),能夠進行多種類及小體積之印刷,其中當然可編輯文件,而且亦可藉由個人電腦複印且裝訂),此需要更可信。
再者,作為要使用之輸送材料,近來使用各式各樣紙張,諸如具有高表面不勻性之再生紙及具有光滑表面之塗被紙。為了克服該種輸送材料之表面性質的問題,較佳係使用固定組合件,此組合件擁有如同軟式滾筒或帶式滾筒之寬幅固定軋壓寬度。然而,將固定寬度放寬增大調色劑與固定滾筒間之接觸面積,易造成熔融調色劑沾黏於固定滾筒的所謂高溫偏移。因為影像形成裝置亦使用於書籍裝訂及如同POD的諸如此類用途,故亦極期望雙面印制。即,期望可在各種輸送材料上且於其兩面上皆可複製高品質影像的複印機。
為符合該種需求,特別重要的是改善調色劑之固定性能。
已知係為調色劑動態黏彈性特徵的儲存彈性模數(G’)及損耗彈性模數(G”)及定義為前者對後者之比例的損耗正切值tanδ(G”/G’)係為主控調色劑固定性能之物性之一。
在PTL 1中,為了保持調色劑不造成高溫偏移並保持輸送材料不會捲繞在固定滾筒周圍,有提議指定固定寬度區之形狀,亦提議將調色劑控制在溫度120℃下具有1.7至5.0之tanδ。然而,為配合更多樣之影像形成裝置及輸送材料,僅在此種單點溫度120℃下控制黏彈性特徵並不夠充分。
在PTL 2中,亦有提議將調色劑之G’及tanδ值的比例指定於複數個溫度範圍內的技術,用以改善調色劑之固定性能及抗高溫偏移性。然而,PTL2所揭示之調色劑具有致使調色劑柔軟的高tanδ絕對值,因此,為配合更多樣之影像形成裝置及輸送材料,存在改善之空間。
在PTL 3中,亦有提議一種技術,其中調色劑利用由結晶狀聚酯與非結晶狀聚酯之混合物形成之樹脂作為黏合劑樹脂,控制調色劑在120℃溫度下具有一tanδ及G’以改善固定性能與高溫偏移之間的平衡。然而,因結晶狀聚酯與非結晶狀聚酯係以混合物狀態使用,故可能發生所能容受結晶狀聚酯的程度有所差異,因為熱歷程之差異,尤其是在具有不勻表面之輸送材料的兩面上形成影像時,造成表面上之影像及背面上之影像之間的固定不均一。
即,在前述調色劑中,為配合更多樣之影像形成裝置及輸送材料,仍存有改良之空間。
PTL 1:日本專利公開申請案編號2004-264483
PTL 2:日本專利公開申請案編號2007-183382
PTL 3:日本專利公開申請案編號2002-318471
本發明之目的是提供一種克服前述問題的調色劑。
更具體的說,本發明之目的係提供一種調色劑,其可保持即使是使用各種影像形成裝置及輸送材料,仍可防止發生其對套筒(顯影套筒)之熔體膠黏性及高溫偏移。
本發明另一目的係提供一種調色劑,其在輸送材料兩面上皆形成影像時,可在表面及背面兩者上皆得到高品質影像。
用以解決前述問題之本發明關注的是一種包含調色劑粒子之調色劑,每一粒子各含有黏合劑樹脂及著色劑,其中該黏合劑樹脂係包含藉樹脂(A)與樹脂(B)反應所形成之樹脂:
i)樹脂(A)具有70℃至105℃之軟化點TA(℃)且以差示掃描熱量計測量之DSC曲線具有55℃至120℃之吸熱波峰頂部,
ii)樹脂(B)具有120℃至160℃之軟化點TB(℃)且以差示掃描熱量計測量之DSC曲線具有55℃至120℃之吸熱波峰頂部;且其中於6.28 rad/sec頻率測量之調色劑黏彈性特徵:
I)調色劑在溫度180℃之儲存彈性模數(G’180)係3.0×103
Pa至3.0×104
Pa,其中;
II)在以溫度為x軸且損耗正切值tanδ為y軸的圖表中,
a)損耗正切值tanδ具有至少一個具有在50℃至70℃範圍內之波峰頂部的波峰;
b)當產生波峰頂部之波峰頂部溫度係由T(℃)表示時,位於T+10(℃)處之損耗正切值[tanδ(T+10)]係為1.0至1.5;且
c)tanδ(T+10)相對於在110℃下之損耗正切值[tanδ(110)],tanδ(T+10)/tanδ(110),係0.8至1.5。
根據本發明,可提供一種調色劑,即使在使用各種影像形成裝置及輸送材料下,其仍可保持不會發生熔融膠黏於套筒及高溫偏移之情況。
亦可提供一種調色劑,其在輸送材料兩面上皆形成影像時,可在表面及背面兩者上皆得到高品質影像。
由以下參照附圖之例示具體實施態樣描述將昭顯本發明之其他特色。
本發明者所進行之研究已顯露可藉由使用兩類型之特定樹脂且將調色劑黏彈性控制在寬幅溫度範圍中而解決前述問題。
首先,順著固定的調色劑之流動來描述調色劑之黏彈性行為。
保持於輸送材料上之未固定調色劑影像藉熱熔融且藉壓力固定,主要是在固定組合件中於固定寬度區。由於調色劑之黏彈性於固定起始階段在一溫度範圍中被加以平衡,熱及壓力容易均勻的施加,因此可保持不會發生任何非均勻固定。而且,在保持於輸送材料上之未固定調色劑影像已通經固定寬度區且輸送材料與固定元件諸如固定滾筒分離的時間點下,使加熱至高溫且壓抵住固定滾筒之調色劑傾向黏住滾筒,因此,在固定後期控制高溫狀態中之黏彈性對於保持不會發生任何高溫偏移而言實屬必需。
再者,當執行雙面印刷時,遵循著已先固定於輸送材料之調色劑再次通經該固定步驟,因此表面與背面之間易發生光澤度差異,或易發生偏移。因此,極重要的是平衡在熔融時的黏彈性。
對於具有前述性質之調色劑的研究已取得一項發現,滿足以下特徵對於調色劑而言極為重要。
即,重要的是調色劑具有(於頻率6.28 rad/sec測得之黏彈性特徵中)在180℃溫度下儲存彈性模數(G’180)係3.0×103
Pa至3.0×104
Pa,其中,在以溫度為x軸且以損耗正切值tanδ為y軸之圖表中,損耗正切值tanδ具有至少一個在50℃至70℃之範圍內具有波峰頂部的波峰,當產生波峰頂部之波峰頂部溫度係由T(℃)表示時,在T+10(℃)之損耗正切值[tanδ(T+10)]係為1.0至1.5且tanδ(T+10)相對於在110℃之損耗正切值[tanδ(110)]之比例,tanδ(T+10)/tanδ(110),係為0.8至1.5。
損耗正切值tanδ係為損耗彈性模量(G")對儲存彈性模數(G')之比例(G"/G')。一般,儲存彈性模數(G’)係表示彈性,且係為材料在因接收外力而變形時用以回復原始狀態所儲存之能量的指數。另一方面,損耗彈性模數(G”)係材料因所接收外力而變形時以熱流形式損耗之能量的指數。而且,tanδ係為表示黏度與彈性間之平衡的指數,顯示tanδ愈接近1,黏度與彈性之間的平衡愈佳。
因為任何之彈性降低皆稍加安定化,出現波峰之處的溫度可說是在整體樹脂中完成自玻璃態變成為超冷液體的相轉變溫度,結果產生tanδ的波峰。是故,將tanδ波峰頂部溫度T(℃)視為調色劑開始顯現分子運動且開始進行固定之溫度。本發明中,調色劑需要使此波峰位在50℃至70℃範圍內。若波峰超出70℃,則該固定可能受阻而造成非均一之固定。若低於50℃,則調色劑可能變軟而造成高溫偏移。
再者,需控制tanδ在T+10(℃)至110℃之間;前者是稍高於開始固定溫度的溫度,而後者是低柔軟性組份[主要樹脂(A)]被視為完全熔融之溫度。即,tanδ(T+10)/tanδ(110)之值愈接近1,則愈多調色劑可享有在促成固定之溫度範圍中黏度與彈性間的平衡,而且,在固定時施加至調色劑之熱及壓力間的作用平衡愈佳。詳言之,tanδ(T+10)/tanδ(110)之值係0.8至1.5時,可達到良好固定。若此值小於0.8,則認為在100℃之黏度高至無法均勻施加壓力,導致非均一之固定。另一方面,若此值大於1.5,則認為在110℃之彈性高至無法均勻施加熱,導致非均一之固定。
當輸送材料通經固定寬度區時,調色劑處於高溫,其中,為保持調色劑不會黏附於固定滾筒,高溫區之彈性可加以控制,且此舉可保持不會發生高溫偏移。更具體的說,調色劑在溫度180℃之儲存彈性模數(G’180)需為3.0×103
Pa至3.0×104
Pa。若調色劑具有低於3.0×103
Pa之儲存彈性模數(G’180),則可能造成高溫偏移,若具有高於3.0×104
Pa之儲存彈性模數(G’180),則其固定性能可能受阻而造成非均一之固定。
其次描述調色劑粒子中所含黏合劑樹脂。
本發明調色劑中欲含有之黏合劑樹脂含有藉樹脂(A)與樹脂(B)反應所形成的樹脂。樹脂(A)具有70℃至105℃(較佳為75℃至90℃)之軟化點TA(℃)且於DSC 曲線中具有55℃至120℃之吸熱波峰的波峰頂部。樹脂(B)具有120℃至160℃(較佳為130℃至150℃)之軟化點TB(℃)且於DSC曲線中具有55℃至120℃之吸熱波峰的波峰頂部。
若樹脂(A)具有低於70℃之軟化點TA,則產生tanδ波峰之溫度降低,調色劑亦在tanδ位於波峰時具有高黏度。結果,調色劑可能在顯影時熔融黏附於顯影套筒。另一方面,若樹脂(A)具有高於105℃之軟化點TA,則調色劑在110℃具有強彈性,導致小值之tanδ(110)。結果,調色劑傾向造成非均一性固定。
若樹脂(B)具有低於120℃之軟化點TB,調色劑亦具有小值之G’180,因此傾向造成高溫偏移。另一方面,若樹脂(B)具有高於160℃之軟化點TB,則調色劑可能具有結果導致不均一固定的G’180之大值。
本發明黏合劑樹脂係為含有藉樹脂(A)與樹脂(B)反應所形成之樹脂、具有前述特徵性特色者,且係為在兼具有兩樹脂之特色的情況下使之具有高分子量者,藉以進一步改善該調色劑之抗高溫偏移性。
接著描述黏合劑樹脂以差示掃描熱量計測量之DSC曲線的吸熱波峰。在一般使用於調色劑中之黏合劑樹脂中所觀察到之吸熱波峰係為因焓鬆弛所致或因為結晶狀組份之熔融熱所致。
可在聚合物已進行自玻璃態成為超冷液體之相轉變後立即見到焓鬆弛,其分子移動因而被定向,在樹脂中可見到其分子鏈傾向被定向。亦取決於該聚合物自超冷液體冷卻成玻璃之冷卻速度,有一個傾向係波峰大多出現在冷卻速度較高時。
如結晶狀聚酯或蠟中所熟知,結晶狀組份之熔融熱係為打破均勻定向的配置之分子之間的相互作用所必需的能量,以使聚合物進行自結晶態成為液態的相轉變。
即,本發明中DSC曲線之吸熱波峰顯示黏合劑樹脂組份已發生相轉變。如所考慮的,相轉變之發生加速黏合劑樹脂之分子鏈的分子運動。黏合劑樹脂具有該等吸熱波峰使得能夠在分子層級下控制熔融,且如所考慮,已能夠控制本發明調色劑之黏彈性特徵。
下文將詳細描述藉差示掃描熱量法進行之測量。本發明吸熱波峰係有關當黏合劑樹脂先加熱至200℃熔融,之後,在冷卻硬化後,再次加熱熔融所觀察到的吸熱熱量。第二次加熱之過程中亦出現吸熱波峰顯示本發明黏合劑樹脂係為具有強結晶性且隨時可進行分子定向的樹脂。因該種樹脂之故,當樹脂被併入調色劑中時,其仍可保持吸熱波峰,即使已經由熔融捏合製成調色劑亦然。因為其第二次DSC曲線中具有吸熱波峰,故調色劑已通經固定組合件兩次時亦可得到如同第一次之性能,可在輸送材料之兩面上得到高品質影像。
本發明吸熱波峰表示吸熱熱量為0.20 J/g或更高之波峰。吸熱熱量為0.20 J/g或更高之吸熱波峰的存在被視為促使快速發生分子運動,且此情況使得可進一步保持不要發生非均一固定。
本發明特徵之調色劑黏彈性可藉由控制樹脂(A)對樹脂(B)之質量比及其凝膠含量而加以調整。然則,若即使是使用產生所述吸熱波峰之樹脂仍無法滿足調色劑之黏彈性特徵,則調色劑可能造成非均一固定及/或高溫偏移,而使得無法得到任何高品質影像。另一方面,若使用在DSC曲線中未產生所述吸熱波峰之樹脂,則即使已可控制調色劑之黏彈性特徵,但輸送材料在雙面印刷期間已第二次通經固定組合件之側面仍可能發生不均一之固定,而無法得到任何高品質影像。
在進行本發明樹脂(A)與樹脂(B)之反應時,樹脂之質量比(A:B)可較佳地處於60:40至95:5之範圍內。只要在此範圍內,調色劑即可在保持其抗高溫偏移性之情況下充分保持tanδ之平衡。
再者,黏合劑樹脂較佳可具有10至30質量%之THF不溶物。黏合劑樹脂中THF不溶物意指在樹脂(A)與樹脂(B)混合後進行之Soxhlet萃取所分離之THF不溶物。THF不溶物可含於樹脂(A)或可含於樹脂(B)中。THF不溶物亦可能是在樹脂(A)與樹脂(B)混合時因交聯反應所產生。
只要黏合劑樹脂中之THF不溶物係落在前述範圍內,則調色劑皆可完全保持不造成高溫偏移。
再者,樹脂凝膠可較佳地藉由一種將樹脂(A)與樹脂(B)混合以施以交聯反應的方法來製備。此兩樹脂可藉濕式法參與交聯,此法使黏合劑樹脂之均勻性改善,使得可輕易控制調色劑之黏彈性,顯示一種遠較有利於保持不會發生不均一固定及高溫偏移的傾向。
本發明所要使用之黏合劑樹脂可包括下列樹脂:苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、多元醇樹脂、聚氯乙烯樹脂、酚樹脂、經天然樹脂修飾之酚樹脂、經天然樹脂修飾之順丁烯二酸樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、聚矽氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、呋喃樹脂、環氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯基丁醛樹脂、萜樹脂、香豆酮茚樹脂及石油樹脂。尤其,較有利於使用之樹脂為苯乙烯-丙烯酸樹脂、聚酯樹脂及藉由混合聚酯樹脂與乙烯基樹脂之混合物或藉由兩者之部分反應所形成的混合樹脂。
因為黏合劑樹脂可能在第二次加熱過程中輕易發生本發明特徵之焓鬆弛,故以直鏈黏合劑樹脂較佳。再者,因為黏合劑樹脂可能在第二次加熱過程中輕易產生結晶波峰,故使用可輕易發展結晶性之單體的黏合劑樹脂較佳。尤其,使用分子間相互作用強,足以在即使一旦熔融仍能恢復某一程度之結晶性的單體遠較有利。就將結晶組份導入其中之準備就緒程度而言,聚酯樹脂特佳。
較有利於使用於本發明的聚酯樹脂具有下文所列之組份。
作為二元羧酸組份,可包括下列二羧酸及其衍生物:苯二甲酸,諸如鄰苯二甲酸、對苯二甲酸及異苯二甲酸或其酐或低碳烷酯;烷基二羧酸,諸如琥珀酸、己二酸、癸二酸及壬二酸或其酐或低碳烷酯;烯基琥珀酸或烷基琥珀酸,諸如正十二烯基琥珀酸及正十二基琥珀酸或其酐或低碳烷酯;不飽和二羧酸,諸如反丁烯二酸、順丁烯二酸、檸康酸及依康酸或其酐或低碳烷酯。
為了將黏合劑樹脂之一部分高分子鏈定向以使其具有結晶性,較佳係使用芳族二羧酸,具有堅固之平面結構且藉π電子系統而未被定域化之電子的數目大至樹脂可藉π-π相互作用而隨時進行分子定向。對苯二甲酸及異苯二甲酸特佳,因為可輕易具有直鏈結構。此芳族羧酸在構成聚酯樹脂之酸組份中,較佳含量可為50 mol%或更高,遠較佳之70 mol%或更高,且特佳係80 mol%或更高。該種情況使得可立即得到結晶性樹脂,且使得可輕易控制吸熱波峰溫度。
作為二元醇組份,其可包括下列者:乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,4-環己烷二甲醇(CHDM)、氫化雙酚A、下式(1)所示之雙酚衍生物:
其中R係表示伸乙基或伸丙基,x及y各為0或更大之整數,x+y之平均值係0至10;
及其衍生物,及式(2)所示之二醇:
其中,就黏合劑樹脂分子經定向部分使其具有結晶性的觀點而言,脂族醇因為較不會造成立體障礙而佔優勢,且具有2至6個碳原子之脂族醇較佳。
若單獨使用可具有直鏈結構之醇之黏合劑樹脂,則黏合劑樹脂具有高度結晶,因此可能非期望的損失其非晶性。是故,當應使黏合劑樹脂具有適當之鬆弛結晶結構時,可使用新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、環己烷二甲醇或諸如此類者,其側鏈具有取代基而可以在保持直鏈結構下立體地鬆弛結晶性。該種醇組份較佳含量在整體醇組份中可為20 mole%至50 mole%,更佳係25 mole%至40 mole%。
有利於本發明使用之聚酯樹脂可在除前述二羧酸化合物及二羥基醇化合物之外另含有單元羧酸化合物、單羥基醇化合物、三元或更多元羧酸化合物或三羥基或更多羥基之醇化合物作為成份。
單元羧酸化合物可包括具有30或更少個碳原子之芳族羧酸,諸如苯甲酸及對-甲基苯甲酸;及具有30或更少個碳原子之脂族羧酸,諸如硬脂酸及萮樹酸。單羥基醇化合物亦可包括具有30或更少個碳原子之芳族醇,諸如苯甲醇;及具有30或更少個碳原子之脂族醇,諸如月桂醇、鯨蠟醇、硬脂醇及萮樹醇。三元或更多元之羧酸化合物可包括偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐及苯均四酸。三羥基或更多羥基之醇化合物亦可包括三羥甲基丙烷、異戊四醇及甘油。
順道一提,當合成樹脂(B)時,可藉由設定聚合溫度或聚合時間較合成樹脂(A)者高或長,而令其具有較高分子量及較高軟化點。
對於如何製造可作為黏合劑樹脂之聚酯樹脂沒有特別限制,可使用任何已知方法。例如,前述羧酸化合物及醇化合物可一起進行加工處理,隨後使之至經由酯化反應或酯交換反應進行聚合,及縮合反應,以製造聚酯樹脂。聚酯樹脂之聚合中,可使用聚合觸媒,諸如四丁醇鈦、氧化二丁基錫、乙酸錫、乙酸鋅、二硫化錫、三氧化銻及二氧化鍺。
就固定性能及儲存安定性之觀點而言,聚酯樹脂之樹脂(A)亦可較佳地具有40℃或更高至60℃或更低的玻璃態化溫度,樹脂(B)同樣可具有50℃或更高至70℃或更低之玻璃態化溫度。
樹脂(A)及樹脂(B)亦可在藉凝膠滲透層析(GPC)測量之THF可溶物分子量分布中極具優勢地在下列分子量區段中具有波峰。就固定性能及儲存安定性之觀點而言,樹脂(A)可極具優勢地在3,000至10,000分子量區段中具有至少一個波峰。就較有效的保持不發生非均一固定之觀點而言,樹脂(B)可極具優勢地在12,000至18,000分子量區段中具有至少一個波峰。
本發明中,可視情況使用脫模劑,以將脫模性提供給調色劑。作為脫模劑,以脂族烴蠟為佳。該種脂族烴蠟包括下列者:在高壓下藉自由基聚合將烯聚合或於Ziegler觸媒存在下於低壓下使烯聚合所得的低分子量烯聚合物;將高分子量烯聚合物熱分解所得之烯聚合物;藉Arge方法自含有一氧化碳及氫之合成氣所得之烴的蒸餾殘留物製得之合成烴蠟,及藉將合成烴蠟氫化所得之合成烴蠟;及藉壓製發汗方法、溶劑分餾或真空蒸餾將此等脂族烴蠟分級所得之任何此等脂族烴蠟。
作為前述脂族烴蠟之基質的烴可包括下列者:藉由一氧化碳與氫於金屬氧化物型觸媒(許多情況下係兩種或更多種觸媒的多重系統)存在下進行反應所合成者(例如,藉Synthol方法或Hydrocol方法(使用流體化觸媒床)合成之烴化合物);及最多具有約數百個碳原子且藉Arge方法製得之烴,許多蠟烴係藉可得到大量蠟狀烴的Arge方法製得(使用固定觸媒床);及藉Ziegler觸媒使烯諸如乙烯進行聚合製得的烴。在此等烴中,於本發明中,可較佳的為較少且小型分支、飽和長直鏈烴。尤其,藉由不倚賴烯聚合之方法合成之烴因為其分子量分布而較佔優勢。
例如,該種烴可明確的包括下列者:VISCOL(註冊商標)330-P、550-P、660-P、TS-200(購自Sanyo Chemical Industries,Ltd.);HIWAX 400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P及110P(購自MitsuiChemicals,Inc.);SASOL H1、H2、C80、C105及C77(購自Schumann Sasol Co.);HNP-1、HNP-3、HNP-9、HNP-10、HNP-11及HNP-12(購自Nippon Seiro Co.,Ltd.);UNILIN(註冊商標)350、425、550、700;UNICID(註冊商標)350、425、550及700(購自Toyo-Petrolite Co.,Ltd.);及木蠟(Japan wax)、蜂蠟、稻蠟、堪帶蠟(candelilla wax)及卡拿巴蠟(carnauba wax)(購自CERARICA NODA Co.,Ltd.)。
烴蠟可視情況與一或兩種或更多種脫模劑組合使用。可組合使用之脫模劑可包括下列者:脂族烴蠟之氧化物,諸如聚環氧乙烷蠟或其嵌段共聚物;主要由脂肪酯構成之蠟,諸如卡拿巴蠟、SASOL蠟及二十八酸酯蠟;將脂肪酯部分或完全脫氧化處理所得者,諸如脫氧化卡拿巴蠟;飽和直鏈脂肪酸,諸如棕櫚酸、硬脂酸及二十八酸;不飽和脂肪酸,諸如反芥子酸、桐酸及十八碳四烯酸;飽和醇,諸如硬脂醇、芳烷基醇、二十二烷醇、二十四烷醇、蠟醇及蜜蠟醇;多羥基醇,諸如山梨醇;脂肪酸醯胺,諸如亞油酸醯胺、油酸醯胺及月桂酸醯胺;飽和脂肪酸雙醯胺,諸如亞甲基雙(硬脂酸醯胺)、伸乙基雙(己酸醯胺)、伸乙基雙(月桂酸醯胺)及六亞甲基雙(硬脂酸醯胺);不飽和脂肪酸醯胺,諸如伸乙基雙油酸醯胺、六亞甲基雙油酸醯胺、N,N'-二油基己二酸醯胺及N,N'-二油基癸二酸醯胺;芳族雙醯胺,諸如間-苯二甲基雙硬脂酸醯胺及N,N'-二硬脂基異苯二甲酸醯胺;脂肪酸金屬鹽(俗稱金屬皂),諸如硬脂酸鈣、月桂酸鈣、硬脂酸鋅及硬脂酸鎂;以乙烯基單體諸如苯乙烯及丙烯酸接枝之蠟;多羥基醇以脂肪酸部分酯化之產物,諸如山艸俞酸單甘油酯;及藉將植物酯及油氫化得到具有羥基之甲基酯化產物。
作為脫模劑之添加時機,可在調色劑製造期間熔融捏合時添加,或可在製造黏合劑樹脂時添加。該時機可適當的選自任何存在之方法。此等脫模劑中任一種皆可單獨或與其兩種或更多種類組合使用。
脫模劑較佳添加量可為以100質量份黏合劑樹脂計為1質量份或更高至20質量份或更低。
本發明調色劑可為磁性調色劑及非磁性調色劑。
當用為磁性調色劑時,其較佳可含磁性材料。作為磁性材料,可使用諸如磁鐵礦、磁赤鐵礦及亞鐵鹽之鐵氧化物。為改善磁性材料於調色劑粒子中之微分散性,亦可較佳的在製造時對漿液施以施加剪切的處理,以先使磁性材料之任何附聚物崩解。磁性材料可較佳的以25質量%或更高至45質量%或更低之量含於調色劑粒子中,更佳是30質量%或更高至45質量%或更低。
當施加795.8 kA/m磁場時,該種磁性材料的磁性質是具有1.6 kA/m或更高至12.0 kA/m或更低之抗磁力,50.0 Am2
/kg或更高至200.0 Am2
/kg或更低(較佳50.0 Am2
/kg或更高至100.0 Am2
/kg或更低)之飽和磁化。更佳的可為具有2.0 Am2
/kg或更高至20.0 Am2
/kg或更低之殘留磁化。磁性材料之磁性質可使用振動型磁力計,例如VSM P-1-10(由Toei Industry Co.,Ltd.製造)測量。
當使用作為非磁性調色劑時,可使用碳黑或其他已知顏料或染料中之一或兩種或更多種作為著色劑。著色劑之量以100.0質量份樹脂組份計,較佳含量可為0.1質量份或更高至60.0質量份或更低,更佳係0.5質量份或更高至50.0質量份或更低。
本發明調色劑中,可較佳的使用電荷控制劑以將調色劑之帶電性能穩定下來。電荷控制劑一般含量以100質量份黏合劑樹脂計可為0.1質量份或更高至10質量份或更低,且更佳係0.1質量份或更高至5質量份或更低,視其類型及其他調色劑成份材料之物性而可不同。
作為電荷控制劑,具有中心金屬之有機金屬錯合物或鉗合化合物是有效的。作為其實例,可包括單偶氮基金屬化合物、乙醯基丙酮金屬化合物、芳族羥基羧酸及芳族羥基羧酸或芳族二羧酸之金屬錯合物或金屬鹽。亦可使用已知之電荷控制樹脂。此等脫模劑中任一種皆可單獨或其中兩種或更多種類組合使用。
當應在調色劑內導入藉由與羧基相互作用形成之任一種金屬交鏈時,可使用能產生金屬交鏈的電荷控制劑,以水楊酸鋁化合物為例。
可用為電荷控制劑者可包括作為其特定實例之SPILON BLACK TRH、T-77、T-95(購自Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)及BONTRON(註冊商標)S-34、S-4、S-4、E-84、E-88、E-89(購自Orient Chemical Industries Ltd.)。
本發明調色劑中,較佳係將具有小值之初級粒子數量平均粒徑且BET比表面積由50 m2
/g或更高至300 m2
/g或更低的流動改善劑以無機細粒形式外加至調色劑粒子。作為流動改善劑,可使用任何用劑,只要可藉由將其外加至調色劑粒子來改善調色劑流動性,如比較其添加前後所見。
例如,可包括下列者:氟樹脂粉末,諸如偏二氟乙烯細粉及聚四氟乙烯細粉、二氧化矽細粉諸如濕式製程二氧化矽及乾式製程二氧化矽及藉由以矽烷偶合劑、鈦偶合劑或聚矽氧油對此等二氧化矽粉末施以表面處理所得之經處理二氧化矽粉末。較佳之流動改善劑係稱為乾式製程二氧化矽或煙霧狀二氧化矽者。例如,其係採用四氯化矽氣體於氧及氫中之熱分解氧化反應,反應式列示如下:
SiCl4
+2H2
+O2
→SiO2
+4HCl
流動改善劑亦可為二氧化矽與其他金屬氧化物之複合細粉,其係藉由在前述製造步驟中使用其他金屬鹵化物諸如氯化鋁或氯化鈦連同該矽鹵化物而製得。
至於其粒徑,較佳係使用平均初級粒徑介於0.001 μm或更高至2μm或更低範圍內之二氧化矽細粉,且特佳係在0.002μm或更高至0.2μm或更低之範圍內。
再者,較佳係使用經處理之二氧化矽細粉作為流動改善劑,該流動改善劑係藉著將鹵化矽以氣相氧化製得之前述二氧化矽細粉疏水化而製得。經處理之二氧化矽細粉中,二氧化矽細粉特佳,其已經處理使得其以甲醇滴定試驗所測之疏水性顯示在30或更高至80或更低範圍內之值。
作為製造疏水性之方法,疏水性係藉由以能與二氧化矽細粉反應或物理性吸附於其上的有機矽化合物進行化學處理所提供。作為較佳方法,藉鹵化矽之氣相氧化所製得之二氧化矽細粉可以有機矽化合物加以處理。
該種有機矽化合物之實例係包括:六甲基二矽胺烷、三甲基矽烷、三甲基氯矽烷、三甲基乙氧基矽烷、二甲基二氯矽烷、甲基三氯矽烷、烯丙基二甲基氯矽烷、烯丙基苯基二氯矽烷、苄基二甲基氯矽烷、溴甲基二甲基氯矽烷、α-氯乙基三氯矽烷、β-氯乙基三氯矽烷、氯甲基二甲基氯矽烷、三有機矽基硫醇、三甲基矽基硫醇、丙烯酸三有機矽酯、二甲基乙醯氧基矽烷、二甲基乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、1-六甲基二矽氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷、1,3-二苯基四甲基二矽氧烷、及每個分子具有2至12個矽氧烷單元且位於末端之每一單元各含有最多達一個鍵結於Si的羥基之二甲基聚矽氧烷。此等材料可單獨使用或以二或更多種之混合物的形式使用。
無機細粉可以聚矽氧油處理,亦可與前述疏水化處理結合處理。
較佳聚矽氧油,使用具有在25℃不低於30 mm2
/s但不高於1,000 mm2
/s之黏度的聚矽氧油。例如,二甲基聚矽氧油、甲基苯基聚矽氧油、α-甲基苯乙烯改性的聚矽氧油、氯苯基聚矽氧油及氟改性的聚矽氧油特佳。
作為用以聚矽氧油處理之方法,可使用下列者:一種其中經矽烷偶合劑及聚矽氧油處理之二氧化矽粉末係藉混合器諸如Henschel混合器直接混合的方法,一種其中聚矽氧油係噴灑於作為基質之二氧化矽細粉上的方法,及一其中聚矽氧油先溶解或分散於適當之溶劑中,接著混合二氧化矽細粉,之後移除溶劑的方法。更佳係已經聚矽氧油處理之二氧化矽細粉係於惰性氣體中加熱至200℃或更高溫度(較佳係250℃或更高)以使表面塗層安定。
作為較佳矽烷偶合劑,可包括六甲基二矽胺烷(HMDS)。
本發明中,較佳的是已藉一種其中二氧化矽預先以偶合劑處理且之後以聚矽氧油處理之方法或一種其中二氧化矽同時以偶合劑及聚矽氧油處理之方法處理者。
無機細粉可外加之量以100質量份調色劑粒子計,較佳可為0.01質量份或更高至8質量份或更低,更佳係0.1質量份或更高至4質量份或更低。
其他外來添加劑亦可視情況添加至本發明調色劑。例如,其係電荷助劑、導電性提供劑、流動性提供劑、防結塊劑及在熱滾筒固定時作為脫模劑、潤滑劑或研磨劑之樹脂細粒或無機細粒。
潤滑劑可包括聚氟乙烯粉末、硬脂酸鋅粉末及聚偏二氟乙烯粉末,尤其是聚偏二氟乙烯粉末較佳。研磨劑可包括氧化鈰粉末、碳化矽粉末及鈦酸鍶粉末。此等外來添加劑可藉混合機諸如Henschel混合器與調色劑粒子充分混合。
本發明調色劑可藉混合機諸如Henschel混合器或球磨機例如充分混合黏合劑樹脂與著色劑、及視情況使用之其他添加劑,之後藉熱捏合機諸如熱滾筒、捏合器或擠塑機而熔融捏合形成之混合物,接著藉研磨機粉碎,之後藉分級器分級,以得到調色劑粒子,進一步藉混合機諸如Henschel混合器充分混合調色劑粒子與外加添加劑而製得。
作為混合機,可包括下列者:Henschel混合器(Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd.製造);Super混合器(Kawata MFG Co.,Ltd.製造);Conical Ribbon混合器(Y.K. Ohkawara Seisakusho製造);Nauta Mixer、Turbulizer及Cyclomix(Hosokawa Micron Corporation製造);Spiral Pin混合器(Pacific Machinery & Engineering Co.,Ltd.製造);及Rhedige混合器(Matsubo Corporation製造)。
作為捏合機,可包括下列者:KRC捏合機(Kurimoto,Ltd.製造);Buss-捏合機(Coperion Buss Ag.製造);TEM-型擠塑機(Toshiba Machine Co.,Ltd.製造);TEX雙螺桿擠塑機(The Japan Steel Works,Ltd.製造);PCM捏合機(Ikegai Corp.製造);三輥研磨機、混合滾筒研磨機及捏合機(Inoue Manufacturing Co.,Ltd.製造);Kneadex(Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd.製造);MS-型加壓捏合器及Kneader-Ruder(Moriyama Manufacturing Co.,Ltd.製造);及Banbury混合器(Kobe Steel,Ltd.製造)。
作為研磨機,可包括下列者:Counter噴射研磨機、Micron Jet及Inomizer(Hosokawa Micron Corporation製造);IDS-型研磨機及PJM噴射研磨機(Nippon Pneumatic MFG Co.,Ltd.製造);Cross噴射研磨機(Kurimoto,Ltd.製造);Ulmax(Nisso Engineering Co.,Ltd.製造);SK噴射O型研磨機(Seishin Enterprise Co.,Ltd.製造);Criptron(Kawasaki Heavy Industries,Ltd製造);Turbo研磨機(Turbo Kogyo Co.,Ltd.製造);及Super Rotor(Nisshin Engineering Inc.製造)。
作為分級器,可包括下列者:Classyl、Micron Classifier及Spedic Classifier(Seishin Enterprise Co.,Ltd.製造);Turbo Classifier(Nisshin Engineering Inc.製造);Micron Separator、Turboprex(ATP)及TSP Separator(Hosokawa Micron Corporation製造);Elbow Jet(Nittetsu Mining Co.,Ltd.製造);Dispersion Separator(Nippon Pneumatic MFG Co.,Ltd.製造);及YM Microcut(Yasukawa Shoji K.K.製造)。
作為篩除粗粒粉末之篩子,可包括下列者:Ultrasonics(Koei Sangyo Co.,Ltd.製造);Rezona Sieve及Gyro Sifter(Tokuju Corporation製造);Vibrasonic Sifter(Dulton Company Limited製造);Sonicreen(Shinto Kogyo K.K.製造);Turbo-Screener(Turbo Kogyo Co.,Ltd.製造);Microsifter(Makino mfg. co.,Ltd.製造);及圓形振動篩。
黏合劑樹脂之軟化點係以固定負載擠塑型毛細管流變計“Flow Characteristics Evaluation Instrument FLOW TESTER CFT-500D”(Shimadzu Corporation製造)根據儀器所附之手冊測量。此儀器中,藉活塞自測量試樣上方施加固定負載,期間填在機筒中之測量試樣藉升高其溫度(加熱)而熔融。熔融之測量試樣自位在機筒底部之模口擠塑出來,此處可得到顯示活塞降低位準與溫度間之關係的流動曲線。本發明中,根據“流動特徵評估儀器FLOW TESTER CFT-500D”所附使用手冊,將“1/2製程中之熔融溫度”設定為軟化點。
此情況下,於“1/2製程中之熔融溫度”之值係以下列方式計算。首先,發現1/2之值係試樣完全流出時活塞下降位準Smax與試樣開始流出時活塞下降位準Smin之間的差值[此值以X代表]。X=(Smax-Smin)/2]。因而,流動曲線之溫度在活塞下降位準來到流動曲線中X與Smin之和時的溫度係為“1/2製程中之熔融溫度”(流動曲線之圖係顯示於圖式中)。
作為測量試樣,使用直徑約8mm之圓柱形試樣,其係藉由在25℃環境中,使用壓錠機(例如NT-100H,NPa System Co.,Ltd.製造)於約10 MPa下壓縮模塑約1.0 g調色劑歷經約60分鐘而得到。
使用CFT-500D測量之條件出示於下文。
試驗模式:加熱法
開始溫度:30℃
最終溫度:200℃
測量間隔:1.0℃
加熱速率:4.0℃/min
活塞載面積:1.000 cm2
試驗負載(活塞負載):10.0 kgf(0.9807 MPa)
預熱時間:300秒
塑模孔徑:1.0 mm
塑模長度:1.0 mm
吸熱波峰溫度係使用差示掃描熱量法分析器“Q1000”(TA Instruments Japan Ltd.製造)根據ASTM D3418-82測量。該儀器之偵測部分的溫度係以銦及鋅之熔點校正,熱量係以銦之熔融熱校正。
明確的說,精稱出約5 mg樹脂,置入鋁製盤中,使用鋁製空盤作為參考值。於30℃至200℃測量溫度範圍內在10℃/min加熱速率下進行測量。此情況下,在測量中,樹脂先加熱至200℃,隨之以10℃/min冷卻速率冷卻至30℃,之後再以10℃/min加熱速率加熱。本發明所指明之物性係於此二次加熱過程中於30℃至200℃溫度範圍內自DSC曲線中吸熱波峰決定。此等吸熱波峰之吸熱量ΔH係各別自DSC曲線及基線所環繞之區(吸熱波峰)的積分值決定。
藉以下方式測量本發明調色劑之黏彈特徵:使用旋轉平盤型流變計ARES(TA Instruments製造)作為測量儀器。
在25℃環境下,藉由打錠機,將調色劑加壓模塑成直徑7.9 mm且厚度2.0±0.3 mm的盤狀所製備之試樣用以作為測量試樣。
試樣配置於平行板,以15分鐘時間自室溫(25℃)加熱至100℃,其中,在調整試樣形狀後,將其冷卻至開始測量黏彈性的溫度,隨之開始測量。此情況下,重要的是如此設定之試樣係設定成在起始階段之正向力成為0。而且,在之後的測量期間,如下文所述,正向力之任何效應皆可藉由將自動張力調整置於開始(on)狀態而消去。
於以下條件執行測量。
(1)使用直徑7.9 mm之平行板。
(2)頻率設定為6.28 rad/sec(1.0 Hz)。
(3)施加應變之起始值(strain)係設定於0.1%。
(4)於加熱速率(斜率)為2.0℃/min在30℃及200℃之間測量。此情況下,在測量中,使其條件設定於以下自動調整模式。以自動應變調整模式進行測量。
(5)最大施加應變係設定於20.0%。
(6)最大容許轉矩係設定於200.0 g‧cm,且最小容許轉矩係設定於0.2 g‧cm。
(7)應變調整係設定於目前應變的20.0%。測量中,使用自動張力調整模式。
(8)自動張力方向係設定於壓縮。
(9)起始靜電力(Initial Static Force)係設定於10.0 g,且自動張力敏感性(Automatic Tension Sensitivity)係設定於40.0 g。
(10)自動張力係於1.0×103
Pa或更高的試樣模數之條件下操作。
黏合劑樹脂中THF不溶物係依以下方式測定。
先稱出約1.0 g之黏合劑樹脂(W1 g),隨後置入圓筒濾紙(例如,商標編號86R,尺寸28 mm×100 mm,購自Advantec MFS,Inc.),此物置放於Soxhlet萃取器上。之後使用200 ml四氫呋喃(THF)作為溶劑進行16小時以萃取。此時,在使得溶劑萃取週期為約每5分鐘一次之回流速度下執行萃取。
完成萃取後,取出圓筒濾紙並風乾,之後於40℃真空乾燥8小時,以測量含有萃取殘留物之圓筒濾器的質量,其中萃取殘留物之質量(W2 g)係藉由扣除圓筒濾器質量來計算。
之後,如下式(1)所示般的計算,以決定THF不溶物:
THF不可溶物(質量%)=(W2/W1)×100 (1)
THF-可溶物分子量分布之測量:
黏合劑樹脂之分子量分布係依下述方式藉凝膠滲透層析(GPC)測得。
首先,於室溫以24小時之時間將樹脂溶於四氫呋喃(THF)。之後,以孔徑0.2μm之抗溶劑膜濾器“MAISHORIDISK”(購自Tosoh Corporation)過濾所得溶液,以構成試樣溶液。此情況下,將試樣溶液控制在可溶於THF中之組份係為約0.8質量%的濃度。使用此試樣溶液,於以下條件執行測量。
儀器:HLC8120 GPC(偵測器:RI)(Tosoh Corporation製造)。
管柱:結合七支管柱:SHODEX KF-801、KF-802、KF-803、KF-804、KF-805、KF-806及KF-807(購自Showa Denko K.K.)。
溶離劑:四氫呋喃(THF)
流速:1.0 mL/min
爐溫:40.0℃
試樣注射量:0.10 ml
為計算試樣分子量,使用以標準聚苯乙烯樹脂製備之分子量校正曲線(例如,商標“TSK Standard Polystyrene 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”,購自Tosoh Corporation)。
酸值係將1g試樣所含之酸中和所需的氫氧化鉀毫克數。黏合劑樹脂之酸值係根據JIS K 0070-1992測量。明確說來,根據以下方法測量。
(1)試劑製備
1.0 g之酚酞溶於90 ml乙醇(95 vol%)中,添加離子交換水,加到100 ml以得到酚酞溶液。
將7 g之優級純氫氧化鉀溶於5 ml水中,添加乙醇(95 vol%)以得到1升溶液。為了不要暴露於二氧化碳等物下,此溶液置入抗鹼性容器,且保持置放3日,之後過濾以得到氫氧化鉀溶液。所得氫氧化鉀溶液儲存於抗鹼性容器中。由於氫氧化鉀溶液之因數,將25 ml之0.1 mole/l鹽酸置入錐形瓶中,於其中添加數滴酚酞溶液,以進行氫氧化鉀溶液滴定,自中和所需之氫氧化鉀的數量決定該因數。使用根據JIS K 8001-1998製備者用作為0.1 mole/l鹽酸。
(2)操作
(A)常態操作:
精稱出2.0 g已經粉碎之黏合劑樹脂置入200 ml錐形瓶中,添加100 ml甲苯-乙醇(2:1)混合溶劑,以在5小時之時間使前者溶於後者中。其次,在所得溶液中添加數滴酚酞溶液作為指示劑,以前述氫氧化鉀溶液進行滴定。此情況下,滴定終點係指示劑之淺深紅色持續存在約30秒的時間點。
(B)空白操作:
以如同前述操作之方式執行滴定,不同處係不使用試樣(即,僅使用甲苯-乙醇(2:1)混合溶液)。
(3)所得結果代入下式,計算酸值。
A=[(C-B]×f×5.61]/S
其中A係酸值(mgKOH/g),B係空白操作中氫氧化鉀溶液的量(ml),C係常態操作中氫氧化鉀溶液的量(ml),f:氫氧化鉀溶液之因數,S係試樣(g)。
下文藉由提供實施例而更詳述地描述本發明。然而,本發明不限於此等實施例。
對苯二甲酸 70莫耳份
反丁烯二酸 30莫耳份
1,6-己二醇 80莫耳份
新戊二醇 20莫耳份
以100質量份所有前述酸組份計為0.03質量份之氧化二丁基錫添加至前述單體中,且於220.0℃在氮流中攪拌下進行反應。藉黏度偵測反應進行的程度,控制反應時間以使樹脂具有得到黏合劑樹脂A-1所需之熔點。所得樹脂之物性係出示於表2。附帶一提,黏合劑樹脂A-1不含任何THF不溶物。
黏合劑樹脂A-2至A-9、A-13至A-15係以如同黏合劑樹脂A-1之製造的方式製造,不同處係單體變成表1中所列者。此情況下,適當的控制反應時間,使各樹脂具有所需熔點。
表1中,“進一步添加之單體”意指在220.0℃於氮流中在攪拌下進行反應期間,酸值來到5 mgKOH/g時所進一步添加之單體(苯偏三酐)。所得樹脂之物性係出示於表2。黏合劑樹脂A-2至A-9及A-13至A-15皆不含任何THF不溶物。
表1中,長鏈二醇中“C”及“Mn”係個別代表碳原子數目及數量平均分子量。而且,長鏈二醇之莫耳份係藉由以Mn值作為分子量而計算得到。
表1中;
BPA-PO:雙酚-A氧化丙烯加成產物(加成平均莫耳數:2.2莫耳)
BPA-EO:雙酚-A氧化乙烯加成產物(加成平均莫耳數:2.2莫耳)
TPA:對苯二甲酸
TMA:苯偏三酸酐
FA:反丁烯二酸
NPG:新戊二醇
EG:乙二醇
長鏈二醇A:C30,Mn400,熔點80℃
長鏈二醇B:C50,Mn700,熔點105℃
長鏈二醇C:C70,Mn1000,熔點117℃
對苯二甲酸 32莫耳份
對苯二甲酸 8莫耳份
雙酚-A氧化丙烯加成產物(2.2-莫耳加成產物) 34莫耳份
雙酚-A氧化乙烯加成產物(2.2-莫耳加成產物) 26莫耳份
將前述聚酯單體連同酯化觸媒一起饋入四頸燒瓶內,於燒瓶裝上真空裝置、水分離器、氮氣饋入口、溫度測量裝置及攪拌器,其中饋入之材料於135℃在氮氛圍中攪拌。以4小時自滴液漏斗將乙烯基共聚物(苯乙烯83莫耳份;丙烯酸2-乙基己酯15莫耳份)與2莫耳份作為聚合起始劑之過氧化苯甲醯之混合物逐滴添加於所得混合物中。之後,反應於135℃進行5小時,之後縮聚時之反應溫度升高至230℃,以進一步進行縮聚反應。反應完成後,自反應容器取出反應產物,之後冷卻,隨以粉碎以得到黏合劑樹脂A-10。所得黏合劑樹脂A-10係為混合樹脂,其中乙烯基樹脂單元及聚酯樹脂單元在化學上仍可彼此組合。其物性係出示於表2。附帶一提,黏合劑樹脂A-10不含任何THF不溶物。
黏合劑樹脂A-9(波峰分子量8,000係分子量之代表值,用以計算其莫耳數) 70莫耳份
1,4-丁二醇 15莫耳份
對苯二甲酸 15莫耳份
以所有前述酸組份計為0.03質量份之氧化二丁基錫添加至前述單體中,於220.0℃在氮流中攪拌下進行反應,以得到黏合劑樹脂A-11。其物性係出示於表2。附帶一提,黏合劑樹脂A-11不含任何THF不溶物。
以如同製造黏合劑樹脂A-1之方式得到黏合劑樹脂A-12,不同處係分別添加100莫耳份1,6-己二醇及100莫耳份對苯二甲酸。其物性係出示於表2。附帶一提,黏合劑樹脂A-10不含任何THF不溶物。
黏合劑樹脂B-1至B-9係以如同製造黏合劑樹脂A-1之方式製造,不同處係使用表3所示之單體,且控制反應時間以使其熔點到達表4所示之值。此情況下,苯偏三酐係在酸值達5 mgKOH/g時添加,而反應係於220.0℃在氮流中於攪拌下進行。所得樹脂之物性係出示於表4。附帶一提,黏合劑樹脂B-1至B-9不含任何THF不溶物。
表3中,長鏈二醇中“C”及“Mn”係個別代表碳原子數目及數量平均分子量。而且,長鏈二醇之莫耳份係藉由以Mn值作為分子量而計算得到。
表3中;
BPA-PO:雙酚-A氧化丙烯加成產物(加成平均莫耳數:2.2莫耳)
BPA-EO:雙酚-A氧化乙烯加成產物(加成平均莫耳數:2.2莫耳)
TPA:對苯二甲酸
TMA:苯偏三酸酐
FA:反丁烯二酸
EG:乙二醇
1,4-CHDM:1,4-環己烷二甲醇
長鏈二醇C:C70,Mn 1000,熔點117℃
在裝置有氮進料管、脫水管、攪拌器及熱偶的2公升四頸燒瓶中,將80質量份之黏合劑樹脂A-1及20質量份黏合劑樹脂B-1混合,所得混合物溶解於300質量份甲苯中。接著,將1.0質量份之過氧化苯甲醯添加至形成之溶液中。接著,在將所得混合物溶液加熱並回流下,進行自由基聚合,以使黏合劑樹脂A與黏合劑樹脂B交聯。之後,控制反應時間以得到具有20質量%含量之THF不溶物的黏合劑樹脂C-1。黏合劑樹脂A與黏合劑樹脂B彼此反應之事實係由產生THF不溶物之事實確認。
含有表5所示含量之THF不溶物的黏合劑樹脂C-2至C17依如同製備黏合劑樹脂C-1的方式製得,不同處係如表5所示般的改變黏合劑樹脂並控制反應時間。黏合劑樹脂A與黏合劑樹脂B彼此反應之事實係由產生THF不溶物之事實確認。
80質量份之黏合劑樹脂A-4、20質量份之黏合劑樹脂B-6及1.0質量份之過氧化苯甲醯藉加熱至150℃之雙螺桿捏合擠塑機熔融捏合。排放出之熔融捏合產物經冷卻,隨後乾燥,之後粉碎至得到黏合劑樹脂C-18。其THF不溶物之含量係20質量%。黏合劑樹脂A與黏合劑樹脂B彼此反應之事實係由產生THF不溶物之事實確認。
含有表5所示含量之THF不溶物的黏合劑樹脂C-2至C17依如同製備黏合劑樹脂C-1的方式製得,不同處係如表5所示般的改變黏合劑樹脂並控制反應時間。黏合劑樹脂A與黏合劑樹脂B彼此反應之事實係由產生THF不溶物之事實確認。
黏合劑樹脂C-1 100質量份
磁性氧化鐵粒子 90質量份
(平均粒徑0.20μm)
聚乙烯蠟 4質量份
(PW2000,購自Baker Petrolite Corporation;熔點120℃)
電荷控制劑 2質量份
(T-77,購自Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)
前述材料預先藉Henschel混合器混合,之後藉雙軸捏合擠塑機加以捏合。所得捏合產物經冷卻、藉錘磨機壓碎且藉噴射研磨機研磨。所得之壓碎產物藉噴射研磨機精細粉碎。所得經粉碎產物利用Coanda效應藉多重分級器分級,得到重量平均粒徑(D4)為6.8μm且具有摩擦帶負電性質的調色劑粒子。
在100份調色劑粒子中,藉外加混合0.8質量份之二氧化矽細粉(未經處理材料之BET比表面積300 m2
/g;以六甲基二矽胺烷處理)及3.0質量份之鈦酸鍶(數量平均粒徑:1.2μm),接著以150μm篩孔之篩網過篩以得到調色劑1。所得調色劑1之物性出示於表6中。
複印機(iRC6880N,CANON INC.製造)之固定組合件自主體卸下,以下述方式轉換成外部固定組合件。
其轉換點有三點:i)固定組合件之製程速度調成可視需要設定,ii)滾筒壓力係針對固定寬度控制為13 mm,及iii)固定溫度係設定於200℃。
為製備用以評估之實心黑色未固定調色劑,使用市售複印機(iR5075N,CANON INC.製造),自該複印機卸下其固定組合件。其顯影組合件中載有300 g調色劑1,其中於500張紙上形成實心白色影像,之後,製備實心黑色之未固定調色劑影像(調色劑鋪量係設定為0.6 mg/cm2
)。
實心黑色未固定調色劑影像係形成於再生紙輸送紙張上(A4尺寸,基礎重量75 g/m2
),隨後於600 mm/sec處理速度下藉外部固定組合件固定。接著,於影像已固定之輸送紙張的背面形成類似之實心黑色未固定調色劑影像。經由外部固定組合件,使10張通過,讓固定滾筒溫度接近連續固定調色劑影像時之溫度,之後,形成於背面之實心黑色未固定調色劑影像經由外部固定組合件加以固定。使用所得試樣,對非均一固定進行評估。
作為評估方式,無論是否發生在紙張兩側上目測到之任何非均一固定,但表面及背面間之光澤度差係以光澤度計測量。順道一提,該表面係通經固定組合件兩次的面,背面為係為通經固體組合件一次的面。
A(極佳):兩面(表面及背面)上皆見到任何非均一固定,光澤度差低於0.05。
B(良好):兩面皆見到任何非均一固定,光澤度差係0.05或更高至低於0.10。
C(平均):兩面皆見到任何非均一固定,光澤度差係0.10或更高。
D(稍差):非均一固定係以可目測之水準發生於表面上。
E(差):兩面上皆可目測發生非均一固定。
之後,外部固定組合件之處理速度設定於100 mm/sec。距輸送材料前緣5 cm之整體面積上為實心黑色未固定調色劑影像(調色劑於紙上之顯影量係設定在0.6 mg/cm2
),而其他面積上為實心白色。此情況下,在調色劑影像固定後,目測在輸送材料白色背景面積中出現的任何高溫偏移標記及固定滾筒的任何沾染,以根據以下準則加以評估。
A(極佳):看見已發生任何高溫偏移。
B(佳):輸送材料白色背景區無問題,但固定滾筒稍被沾染。
C(平均):在輸送材料背景區的邊緣部分見到已稍有發生高溫偏移之標記。
D(稍差):在輸送材料白色背景區中見到已發生高溫偏移之標記。
E(差):在調色劑影像固定以沾染滾筒後,清楚見到熔融調色劑與影像相符的黏著於固定滾筒。
稱量300 g份量之調色劑1,連同市售複印機(iR5075N,CANON INC.製造)一起留置於高溫及高濕度環境(30℃/80%RH)中歷經12小時,該複印機已轉換成使可改變處理速度。之後,在其顯影組合件中載入調色劑1,此顯影組合件在600 mm/sec處理速度條件下閒置1小時。其閒置完成後,目測觀察到在顯影組合件上由於發生調色劑熔融膠黏所致之任何條紋,根據以下準則進行評估。
A(極佳):未見到任何熔體膠黏至套筒。
B(佳):一或更多至二或較少個條紋出現於套筒上。
C(平均):三或更多至五或更少個條紋出現於套筒上。
D(稍差):六或更多至十或更少個條紋出現於套筒上
E(差):十一或更多個條紋出現於套筒上。
依與調色劑1之製造相同的方式得到調色劑2至31,不同處係黏合劑樹脂係如表6所示般改變。表6一起列出所得調色劑之物性。
使用所得調色劑2至31,亦依如同實施例1之方式評估此等化合物。評估結果列於表7。
雖已參考例示具體實施態樣描述本發明,但應明瞭本發明不受限於所揭示之例示具體實施態樣。以下申請專利之範圍符合最廣義之闡釋,以涵蓋所有該等修飾及等效結構及功能。
本發明主張2010年12月28日申請之日本專利申請案編號2010-293013的權利,該案在此以整體引用之方式併入本文。
[圖式]圖1為流動曲線圖。
Claims (1)
- 一種調色劑,其包含調色劑粒子,每一粒子各含有黏合劑樹脂及著色劑,其中該黏合劑樹脂包含藉樹脂(A)及樹脂(B)以60:40至95:5之質量比(A:B)反應所形成之樹脂,該樹脂(A)及該樹脂(B)分別為聚酯樹脂,i)樹脂(A)具有70℃至105℃之軟化點TA(℃)且以差示掃描熱量計測量之DSC曲線具有55℃至120℃之吸熱波峰頂部,ii)樹脂(B)具有120℃至160℃之軟化點TB(℃)且以差示掃描熱量計測量之DSC曲線具有55℃至120℃之吸熱波峰頂部,及其中在6.28rad/sec頻率下測量之調色劑黏彈性特徵:I)調色劑在溫度180℃之儲存彈性模數(G’180)係3.0×103 Pa至3.0×104 Pa,其中;II)在溫度為x軸且損耗正切值tan δ為y軸的圖表中,a)損耗正切值tan δ具有至少一個具有在50℃至70℃範圍內之波峰頂部的波峰;b)當產生波峰頂部之波峰頂部溫度係由T(℃)表示時,位於T+10(℃)處之損耗正切值〔tan δ(T+10)〕係為1.0至1.5;且c)tan δ(T+10)相對於在110℃下之損耗正切值〔tan δ(110)〕,tan δ(T+10)/tan δ(110),係 0.8至1.5。
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