CN106164128B - 调色剂用聚酯树脂、调色剂、显影剂和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
提供了调色剂用聚酯树脂,其包括源自醇组分的链段(骨架)和源自羧酸组分的链段,所述醇组分包含至少三元的脂族醇,且所述调色剂用聚酯树脂满足以下表达式(1)‑(3):4,000≤重均分子量(Mw)≤25,000…表达式(2);0.5≤(至少三元的脂族醇的量)≤6.5…表达式(3)。表达式(1)和(3)中的至少三元的脂族醇的量为所述至少三元的脂族醇相对于醇组分的总量的摩尔%。
Description
技术领域
本发明涉及调色剂用聚酯树脂、调色剂、显影剂和图像形成装置。
背景技术
近年来,调色剂已需要具有以下性质:即,用于给予输出图像较高品质的较小粒径和耐热偏移性;用于节约能源的低温定影性;和用于在制造后的存储或运输期间抵抗高温高湿环境的耐热存储稳定性。特别地,低温定影性的改善是非常重要的,因为定影的能量消耗占整个图像形成过程的能量消耗的大部分。
迄今为止,已经使用通过捏合和粉碎方法制造的调色剂。通过捏合和粉碎方法制造的调色剂具有以下问题:其粒径难以减小;其无定形的形状和宽的粒径分布导致输出图像的不令人满意的品质;和需要大量能量用于定影。当为了改善定影性而在捏合和粉碎方法中向所述调色剂添加蜡(即脱模剂)时,大量的所述蜡存在于调色剂表面上,因为在粉碎期间经捏合的产物在具有所述蜡的界面处破裂。结果,尽管呈现出脱模效果,但是调色剂倾向于在载体、感光体和刮板上沉积(即成膜)。因此,存在这样的问题:从整体性能来看,所述调色剂是不令人满意的。
为了克服上述的与捏合和粉碎方法相关的问题,已经提出了通过聚合方法制造调色剂的方法。通过聚合方法制造的调色剂可容易地使其具有较小的粒径、可具有比通过粉碎方法制造的调色剂尖锐的(sharp)粒度分布、且可包封脱模剂。作为通过聚合方法制造调色剂的方法,为了改善低温定影性和耐热偏移性,已经提出使用氨基甲酸乙酯改性的聚酯的伸长反应产物作为调色剂粘合剂来制造调色剂的方法(参见例如专利文件1)。
此外,已经提出这样的调色剂的制造方法:其在耐热存储稳定性、低温定影性和耐热偏移性上均是优异的,而且当该调色剂具有小的粒径时在粉末流动性和转印性上是优异的(参见例如专利文件2和3)。
此外,已经提出制造调色剂的方法,该方法包括用于制造具有稳定的分子量分布的调色剂粘合剂和实现低温定影性和耐热偏移性两者的意图的老化步骤(参见例如专利文件4和5)。
然而,从实现近年来一直要求的高水平的低温定影性来看,所提出的这些技术是不令人满意的。
为了实现高水平的低温定影性,已经提出这样的调色剂:其包括蜡和包括结晶性聚酯树脂的树脂,且具有由于树脂和蜡之间的不相容性而导致的海-岛状(sea-island)、相分离的结构(参见例如专利文件6)。
另外,已经提出包含结晶性聚酯树脂、脱模剂和接枝聚合物的调色剂(参见例如专利文件7)。
所提出的这些技术可实现低温定影,因为结晶性聚酯树脂比非结晶性聚酯树脂更快熔融。尽管所得的调色剂可具有低温定影性和耐热存储稳定性两者,但是存在这样的问题:当在高速设备中使用所述调色剂时,在显影装置中施加于所述调色剂的应力增加而导致调色剂聚集体的形成和清洁刮刀的阻塞,在输出的调色剂图像上产生调色剂的空白(转印之后的空白)。此外,包含结晶性聚酯树脂的调色剂具有与在高温高湿环境下形成调色剂聚集体有关的问题。
此外,近年来,由于对更高品质的需求,存在对在图像光泽方面优异的调色剂的需要。
因此,存在对提供能够形成这样的调色剂的调色剂用聚酯树脂的需要:其同时实现令人满意的低温定影性和令人满意的耐高温高湿的存储稳定性、阻止出现转印之后的空白、且形成在抗粘连性和图像光泽上优异的调色剂图像。
引文列表
专利文件
专利文件1:日本未审专利申请公布No.11-133665
专利文件2:日本未审专利申请公布No.2002-287400
专利文件3:日本未审专利申请公布No.2002-351143
专利文件4:日本专利No.2579150
专利文件5:日本未审专利申请公布No.2001-158819
专利文件6:日本未审专利申请公布No.2004-46095
专利文件7:日本未审专利申请公布No.2007-271789
发明内容
技术问题
本发明旨在解决以上存在的问题和实现以下目的。即,本发明具有提供能够形成这样的调色剂的调色剂用聚酯树脂:其同时实现令人满意的低温定影性和令人满意的耐高温高湿的存储稳定性、阻止出现转印之后的空白、且形成在抗粘连性和图像光泽上优异的调色剂图像。
问题的解决方案
用于解决以上问题的手段如下。
本发明的调色剂用聚酯树脂包括源自醇组分的链段和源自羧酸组分的链段。所述醇组分包括三元以上的脂族醇。所述调色剂用聚酯树脂满足以下表达式(1)-(3):
4,000≤重均分子量(Mw)≤25,000…表达式(2);和
0.5≤(三元以上的脂族醇的量)≤6.5…表达式(3)。
在表达式(1)和(3)中,三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
发明效果
本发明可解决以上存在的问题且可提供能够形成这样的调色剂的调色剂用聚酯树脂:其同时实现令人满意的低温定影性和令人满意的耐高温高湿的存储稳定性、阻止出现转印之后的空白、且形成在抗粘连性和图像光泽上优异的调色剂图像。
附图说明
图1是说明根据本发明的一个示例性图像形成装置的示意性构造视图;
图2是说明根据本发明的另一个示例性图像形成装置的示意性构造视图;
图3是说明根据本发明的另一个示例性图像形成装置的示意性构造视图;
图4是图3的局部放大视图;和
图5是说明一个示例性处理卡盒的示意性构造视图。
具体实施方式
(调色剂用聚酯树脂)
本发明的调色剂用聚酯树脂包括源自醇组分的链段和源自羧酸组分的链段。
所述醇组分包括三元以上的脂族醇。
所述调色剂用聚酯树脂满足以下表达式(1)-(3):
4,000≤重均分子量(Mw)≤25,000…表达式(2);和
0.5≤(三元以上的脂族醇的量)≤6.5…表达式(3)。
在表达式(1)和(3)中,三元以上的脂族醇的量(下文可称之为“分支组分的量”)表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
当两种或更多种类型的三元以上的脂族醇包含于醇组分时,“三元以上的脂族醇的元数”表示根据三元以上的脂族醇的摩尔分数确定的平均元数。例如,三元以上的脂族醇包括50摩尔%的三元脂族醇和50摩尔%的四元脂族醇,“三元以上的脂族醇的元数”如下确定:3×0.5+4×0.5=3.5。同时,例如,三元以上的脂族醇包括60摩尔%的三元脂族醇和40摩尔%的六元脂族醇,“三元以上的脂族醇的元数”如下确定:3×0.6+6×0.4=4.2。
调色剂用聚酯树脂满足表达式(1)-(3),使得可改善所述调色剂的低温定影性、抗应力性和所得调色剂图像的抗粘连性。
表达式(1)的以下部分表示聚酯树脂的分支之间的平均距离(下文可称之为“分支间的距离”)。
调色剂用聚酯树脂满足表达式(1)且优选地满足以下的表达式(1-1):
在表达式(1-1)中,三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
当所述分支间距离大于4,000时,熔体粘度几乎不下降,其在低温定影性方面是不利的。当所述分支间距离小于500时,所得调色剂的抗应力性降低,因为分子尺寸随着所述分支间距离的缩短而减小。另外,在从高温状态冷却时更缓慢地引发分子缠结,导致输出的调色剂图像较低的抗粘连性。
具有分支结构的聚酯树脂可在保持玻璃化转变温度的同时降低高温区域中的熔体粘度,其使得可改善低温定影性和耐热存储稳定性。同时,聚酯树脂由于聚酯树脂中分支组分的量的增加而具有稠密(dense)的三维结构部分。结果,甚至当对聚酯树脂施加大的应力时也可阻止聚酯树脂形变。据认为这是所得调色剂的抗应力性优异的原因。
调色剂用聚酯树脂的重均分子量满足表达式(2)且优选地满足以下的表达式(2-1):
8,000≤重均分子量(Mw)≤20,000…表达式(2-1)。
当调色剂用聚酯树脂的重均分子量小于4,000时,所得调色剂的耐高温高湿存储稳定性和抗应力性劣化。当调色剂用聚酯树脂的重均分子量大于30,000时,熔体粘度过度增大,使得所得调色剂不能呈现出低温定影性。
调色剂用聚酯树脂满足表达式(3)且优选地满足以下的表达式(3-1)。
2.0≤(三元以上的脂族醇的量)≤4.0…表达式(3-1)
在表达式(3-1)中,三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
当“三元以上的脂族醇的量”(分支组分的量)小于0.5摩尔%时,所得调色剂的耐高温高湿存储稳定性和抗成膜性劣化。当所述分支组分的量大于6.5摩尔%时,所得调色剂的图像光泽和低温定影性劣化。
调色剂用聚酯树脂的制造方法优选地为其中使包括三元以上的脂族醇的醇组分和羧酸组分进行反应的方法。因此,可形成具有分支结构的聚酯树脂。
所述调色剂用聚酯树脂的玻璃化转变温度没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是优选地为30℃-80℃、更优选地为40℃-70℃。当所述玻璃化转变温度小于30℃时,所得调色剂的存储稳定性劣化,潜在地导致调色剂的聚集。当所述玻璃化转变温度大于80℃时,聚酯树脂的熔体粘度增加,使得所得调色剂可呈现出不令人满意的低温定影性。
<醇组分>
醇组分的实例包括二元醇和三元以上的醇。
醇组分包括三元以上的脂族醇。
二元醇的实例包括脂族二醇、包括氧化烯基的二醇、脂环族二醇、脂环族二醇和环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物、双酚、以及双酚和环氧烷烃的加合物。
脂族二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁烷二醇、3-甲基-1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,10-癸烷二醇和1,12-十二烷二醇。
包括氧化烯基的二醇的实例包括二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇(聚丁二醇,polytetramethylene glycol)。
脂环族二醇的实例包括1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A。
双酚的实例包括双酚A、双酚F和双酚S。
双酚和环氧烷烃的加合物的实例包括双酚和环氧烷烃例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的加合物。
三元以上的醇的实例包括三元以上的脂族醇。
三元以上的脂族醇的实例包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇和二季戊四醇。
三元以上的脂族醇优选地为三元的或四元的脂族醇。
<羧酸组分>
羧酸组分的实例包括二元羧酸和三元以上的羧酸。也可使用二元羧酸或者三元以上的羧酸的酸酐、与低级烷基(alkyls)(即具有1-3个碳原子的烷基)的酯化产物、或者卤化物。
二元羧酸的实例包括脂族二羧酸和芳族二羧酸。
脂族二羧酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂族二羧酸的实例包括丁二酸、己二酸、癸二酸、癸烷二酸、马来酸和富马酸。
芳族二羧酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。芳族二羧酸的实例包括包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸。
三元以上的羧酸的实例包括偏苯三酸和苯均四酸。
这些羧酸组分可单独地或者以组合的方式使用。
(调色剂)
本发明的调色剂至少包括本发明的调色剂用聚酯树脂(下文可称之为“第一聚酯树脂”),优选地包括第二聚酯树脂;且如果需要,还包括其它组分。
调色剂在差示扫描量热法(DSC)中的第一次加热时的玻璃化转变温度[Tg1st(调色剂)]没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是优选地为20℃或更高但是50℃或更低。
调色剂在差示扫描量热法(DSC)中的第二次加热时的玻璃化转变温度[Tg2nd(调色剂)]没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是优选地为5℃或更高但是35℃或更低。
如果本领域内已知的调色剂的玻璃化转变温度(Tg)降低至约50℃或更低,则在该调色剂于假如夏天或者热带区域的条件下运输或存储期间该调色剂由于温度变化而倾向于彼此凝集。结果,调色剂在调色剂瓶中凝固且粘着于显影装置内部。而且,由于调色剂在调色剂瓶中的堵塞而引起的供给失败和由于调色剂在显影装置内部的粘着而引起的有缺陷图像有可能发生。
当作为调色剂中的低Tg组分的第二聚酯树脂是非线性的时,本发明的调色剂甚至当本发明的调色剂具有比本领域内已知的调色剂低的Tg时也可保持耐热存储稳定性。特别是在其中第二聚酯树脂具有拥有高内聚力的氨基甲酸乙酯键或者脲键的情形中,本发明的调色剂更显著地呈现保持耐热存储稳定性的效果。
当[Tg1st(调色剂)]低于20℃时,耐热存储稳定性可劣化,或者在显影装置内的堵塞和在感光体上的成膜可发生。当[Tg1st(调色剂)]高于50℃时,所得调色剂的低温定影性可降低。
调色剂优选地包括不溶于四氢呋喃(THF)的物质。
不溶于THF的物质优选地包括第二聚酯树脂。
注意,第二聚酯树脂不同于调色剂用聚酯树脂(第一聚酯树脂)。
第一聚酯树脂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为40质量份-70质量份、更优选地为45质量份-65质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当所述量小于40质量份时,所得调色剂的耐热存储稳定性和抗应力性可劣化。当所述量大于70质量份时,所得调色剂的低温定影性可劣化。落在较优选范围内的量在改善低温定影性、耐热存储稳定性和抗应力性方面上是有利的。
<第二聚酯树脂>
第二聚酯树脂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要第二聚酯树脂不同于所述调色剂用聚酯树脂。
第二聚酯树脂包含作为构成组分的二醇组分和二羧酸组分,且优选地包含交联组分。
第二聚酯树脂的组分优选地包括二醇组分和交联组分。
二醇组分优选地包括50摩尔%或更多的具有3至10个碳原子的脂族二醇。
交联组分优选地包括三元以上的羧酸和三元以上的醇的至少一种,更优选地包括三元以上的醇,且尤其优选地包括三元以上的脂族醇。
从在记录介质例如纸上实现更优异的粘着的观点来看,第二聚酯树脂优选地包含氨基甲酸乙酯键和脲键的至少一种,且更优选地包含氨基甲酸乙酯键和脲键两者。当第二聚酯树脂包含氨基甲酸乙酯键和脲键的至少一种时,氨基甲酸乙酯键或脲键表现得像假支化点(pseudo-branched point)以增强第二聚酯树脂的类橡胶(rubber-like)性质,从而导致更优异的调色剂的耐热存储稳定性和更优异的调色剂的耐热偏移性。
-反应性前体-
第二聚酯树脂优选地由反应性前体和固化剂之间的反应获得。
反应性前体没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要反应性前体为具有能与固化剂反应的基团的聚酯树脂(下文可称之为“预聚物”)。
预聚物中的能与固化剂反应的基团的实例包括能与活性氢基团反应的基团。能与活性氢基团反应的基团的实例包括异氰酸酯基团、环氧基团、羧酸基团和酰氯基团。在它们之中,异氰酸酯基团因氨基甲酸乙酯键或脲键可被引入到第二聚酯树脂中而是优选的。
预聚物优选是非线性的。非线性的是指具有通过三元以上的醇和三元以上的羧酸的至少一种提供的支化结构。
预聚物优选地为包含异氰酸酯基团的聚酯树脂。
--包含异氰酸酯基团的聚酯树脂--
包含异氰酸酯基团的聚酯树脂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。包含异氰酸酯基团的聚酯树脂的实例包括包含活性氢基团的聚酯树脂和多异氰酸酯之间的反应产物。包含活性氢基团的聚酯树脂可例如通过二醇组分、二羧酸组分、以及三元以上的醇和三元以上的羧酸中的至少一种之间的缩聚而获得。三元以上的醇和三元以上的羧酸给予包含异氰酸酯基团的聚酯树脂以支化结构。
---二醇组分---
二醇组分的实例包括脂族二醇、包含氧化烯基的二醇、脂环族二醇、脂环族二醇与环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物、双酚、以及双酚与环氧烷烃的加合物。
脂族二醇的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁烷二醇、3-甲基-1,5-戊烷二醇、1,6-己烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,10-癸烷二醇和1,12-十二烷二醇。
包含氧化烯基的二醇的实例包括二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇。
脂环族二醇的实例包括1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A。
双酚的实例包括双酚A、双酚F和双酚S。
双酚与环氧烷烃的加合物的实例包括双酚与环氧烷烃(例如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。
---二羧酸组分---
二羧酸组分的实例包括脂族二羧酸和芳族二羧酸。也可使用脂族二羧酸和芳族二羧酸的酸酐、与低级烷基(即具有1-3个碳原子的烷基)的酯化产物、或者卤化物。
脂族二羧酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂族二羧酸的实例包括丁二酸、己二酸、癸二酸、十二烷二酸、马来酸和富马酸。
芳族二羧酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。芳族二羧酸的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸。
---三元以上的醇---
三元以上的醇的实例包括三元以上的脂族醇。
三元以上的醇的另外实例包括三元的或者四元的醇。
从低温定影性、耐高温高湿存储稳定性和抗应力性的观点来看,三元以上的脂族醇优选地为三元的或四元的脂族醇。
三元的或四元的脂族醇没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。三元的或四元的脂族醇的实例包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
---三元以上的羧酸---
三元以上的羧酸的实例包括三元的或四元的羧酸。三元的或四元的羧酸的实例包括偏苯三酸和苯均四酸。
包含作为构成组分的三元以上的羧酸或三元以上的醇的第二聚酯树脂呈现出类橡胶弹性且在抗粘连性上更优异。另外,第二聚酯树脂在可定影温度范围内在保持树脂的高热变形性的同时可呈现类橡胶弹性,使得所得调色剂的低温定影性和抗粘连性更优异。
在三元的或四元的羧酸和三元的或四元的醇中,从更优异的低温定影性的观点来看,三元的或四元的醇是优选的。
---多异氰酸酯---
多异氰酸酯没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。多异氰酸酯的实例包括二异氰酸酯和三元以上的异氰酸酯。
二异氰酸酯的实例包括脂族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、芳族二异氰酸酯、芳族脂族二异氰酸酯、异氰脲酸酯和以上列出的二异氰酸酯用例如苯酚衍生物、肟或己内酰胺的封端产物。
脂族二异氰酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂族二异氰酸酯的实例包括四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯和四甲基己烷二异氰酸酯。
脂环族二异氰酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂环族二异氰酸酯的实例包括异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯。
芳族二异氰酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。芳族二异氰酸酯的实例包括亚苄基二异氰酸酯、二异氰酸基二苯基甲烷、1,5-亚萘基二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸基联苯、4,4’-二异氰酸基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二异氰酸基-3-甲基二苯基甲烷和4,4’-二异氰酸基二苯基醚。
芳族脂族二异氰酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。芳族脂族二异氰酸酯的实例包括α,α,α',α'-四甲基二甲苯二异氰酸酯。
异氰脲酸酯没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。异氰脲酸酯的实例包括三(异氰酸基烷基)异氰脲酸酯和三(异氰酸基环烷基)异氰脲酸酯。
这些多异氰酸酯可单独地或者以组合的方式使用。
-固化剂-
固化剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要固化剂可与所述预聚物反应。固化剂的实例包括包含活性氢基团的化合物。
--包含活性氢基团的化合物--
包含活性氢基团的化合物中的活性氢基团没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。活性氢基团的实例包括羟基(例如醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基和巯基。这些活性氢基团可单独地或者以组合的方式使用。
包含活性氢基团的化合物没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为胺,因为胺可形成脲键。
胺没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。胺的实例包括二胺、三元以上的胺、氨基醇、氨基硫醇、氨基酸和其中以上列出的胺中的氨基被封端的化合物。这些胺可单独地或者以组合的方式使用。
在它们之中,二胺和二胺与少量三元以上的胺的混合物是优选的。
二胺没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。二胺的实例包括芳族二胺、脂环族二胺和脂族二胺。芳族二胺没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。芳族二胺的实例包括亚苯基二胺、二乙基甲苯二胺和4,4'-二氨基二苯基甲烷。脂环族二胺没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂环族二胺的实例包括4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛尔酮二胺。脂族二胺没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。脂族二胺的实例包括亚乙基二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺。
三元以上的胺没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。三元以上的胺的实例包括二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。氨基醇的实例包括乙醇胺和羟乙基苯胺。
氨基硫醇没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。氨基硫醇的实例包括氨基乙基硫醇和氨基丙基硫醇。
氨基酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。氨基酸的实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
包含封端的氨基的化合物没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。该化合物的实例包括其中氨基用酮(例如丙酮、甲乙酮、和甲基异丁基酮)封端的酮亚胺化合物和唑啉化合物。
第二聚酯树脂的分子结构可通过溶液态或固态NMR、X-射线衍射、GC/MS、LC/MS或IR光谱法而确认。在一种可利用的常规方法中,检测如下物质作为第二聚酯树脂:其在红外吸收光谱中在965±10cm-1和990±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收。
第二聚酯树脂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为5质量份-25质量份,更优选地为10质量份-20质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当所述量小于5质量份时,所得调色剂的低温定影性和耐热偏移性可劣化。当所述量大于25质量份时,所得调色剂的耐热存储稳定性可劣化,且定影图像的光泽度可降低。落在更优选范围内的量是有利的,因为低温定影性、耐热偏移性和抗粘连性均是优异的。
<其它组分>
其它组分的实例包括结晶性聚酯树脂、脱模剂、着色剂、电荷控制剂、外添加剂、流动性改进剂、清洁改进剂和磁性材料。
<<结晶性聚酯树脂>>
具有高结晶性的结晶性聚酯树脂呈现出其中粘度在定影开始温度周围的温度下快速降低的热融合(thermofusion)性质。具有上述性质的结晶性聚酯树脂和第一聚酯树脂的联用形成这样的调色剂:其直至刚低于熔融开始温度的温度由于结晶性而保持优异的耐热存储稳定性,但是在熔融开始温度下由于结晶性聚酯树脂的熔融其粘度快速降低(尖锐的熔融性质)。随着由于熔融而引起的粘度的快速降低,结晶性聚酯树脂与第一聚酯树脂均匀地混合。因此,结晶性聚酯树脂和第一聚酯树脂的粘度快速降低,由此被定影。这使得可获得耐热存储稳定性和低温定影性优异的调色剂。另外,调色剂在可脱模宽度(最低定影温度和耐热偏移性发生的温度之间的差)方面给出优异结果。
结晶性聚酯树脂由多元醇和多元羧酸或多元羧酸的衍生物(例如多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸酯)获得。
注意,在本发明中,结晶性聚酯树脂是指如上所述的由多元醇和多元羧酸或多元羧酸的衍生物(例如多元羧酸、多元羧酸的酸酐和多元羧酸酯)获得的那些。改性的聚酯树脂,例如所述预聚物和通过使所述预聚物经历交联反应和伸长反应的至少一个而获得的树脂,不属于所述结晶性聚酯树脂。结晶性聚酯树脂不同于第一聚酯树脂或者第二聚酯树脂。
-多元醇-
多元醇没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。多元醇的实例包括二醇和三元以上的醇。
二醇的实例包括饱和脂族二醇。饱和脂族二醇的实例包括直链的饱和脂族二醇和支链的饱和脂族二醇。在它们之中,直链的饱和脂族二醇是优选的,且具有2个或更多但是12个或更少的碳原子的直链的饱和脂族二醇是更优选的。当饱和脂族二醇为支链的饱和脂族二醇时,结晶性聚酯树脂的结晶性可降低并因此其熔点可降低。当饱和脂族二醇中的碳原子数量大于12时,实践中难以获得这样的材料。因此,碳原子数量优选为12个或更少。
饱和脂族二醇的实例包括乙二醇、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、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,14-廿烷癸烷二醇(eicosanedecanediol)。在它们之中,乙二醇、1,4-丁烷二醇、1,6-己烷二醇、1,8-辛烷二醇、1,10-癸烷二醇和1,12-十二烷二醇是优选的,因为结晶性聚酯树脂具有高的结晶性和优异的尖锐的熔融性质。
三元以上的醇的实例包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
这些三元以上的醇可单独地或者以组合的方式使用。
-多元羧酸-
多元羧酸没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。多元羧酸的实例包括二元羧酸和三元以上的羧酸。
二元羧酸的实例包括饱和脂族二羧酸,例如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸;和二元酸的芳族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、丙二酸和中康酸。也可使用以上列出的二元羧酸的酸酐或者与低级烷基(即具有1-3个碳原子的烷基)的酯。
三元以上的羧酸的实例包括1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、以上列出的三元以上的羧酸的酸酐和以上列出的三元以上的羧酸与低级烷基(即具有1-3个碳原子的烷基)的酯。
除饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸之外,多元羧酸可包括包含磺酸基团的二羧酸。而且,除饱和脂族二羧酸或芳族二羧酸之外,多元羧酸可包括包含双键的二羧酸。
这些不同于饱和脂族二羧酸和芳族二羧酸的二羧酸可单独地或者以组合的方式使用。
结晶性聚酯树脂优选地包括具有4个或更多但是12个或更少的碳原子的直链的饱和脂族二羧酸和具有2个或更多但是12个或更少的碳原子的直链的饱和脂族二醇。
即,结晶性聚酯树脂优选地包含源自具有4个或更多但是12个或更少的碳原子的饱和脂族二羧酸的构成单元和源自具有2个或更多但是12个或更少的碳原子的饱和脂族二醇的构成单元。这是因为所得调色剂具有高的结晶性和优异的尖锐的熔融性质,且因此能够呈现出优异的低温定影性。
结晶性聚酯树脂的熔点没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为60℃或更高但是80℃或更低。当熔点低于60℃时,结晶性聚酯树脂在低温下趋于熔融,潜在地导致调色剂的耐热存储稳定性不足。当熔点高于80℃时,结晶性聚酯树脂在定影期间加热的情况下熔融不充分,潜在地导致调色剂的低温定影性不足。
结晶性聚酯树脂的分子量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。尽管具有尖锐的分子量分布和低分子量的结晶性聚酯树脂的低温定影性是优异的,但是包含大量低分子量组分的调色剂具有不足的耐热存储稳定性。鉴于此,结晶性聚酯树脂的能溶于邻二氯苯的物质具有通过GPC测量的20,000-30,000的重均分子量(Mw)、5,000-10,000的数均分子量(Mn)和1.0-10的Mw/Mn比。当所述分子量为20,000或更小时,耐热存储稳定性和耐高温高湿存储稳定性由于残留的低聚物而是不令人满意的。当所述分子量为30,000或更大时,可损害低温定影性。
结晶性聚酯树脂的酸值没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是考虑到纸和树脂之间的亲和性,为了实现期望的低温定影性,其优选地为5mgKOH/g或更大、更优选地为10mgKOH/g或更大。同时,为了改善耐热偏移性,所述酸值优选地为45mgKOH/g或更小。
结晶性聚酯树脂的羟值没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是为了实现期望的低温定影性和优异的充电性质,其优选地为0mgKOH/g-50mgKOH/g、更优选地为5mgKOH/g-50mgKOH/g。
结晶性聚酯树脂的分子结构可通过溶液态或固态NMR、X-射线衍射、GC/MS、LC/MS或IR光谱法而确认。在一种可利用的常规方法中,检测如下物质作为第二聚酯树脂:其在红外吸收光谱中在965±10cm-1和990±10cm-1处不具有基于烯烃的δCH(面外弯曲振动)的吸收。
结晶性聚酯树脂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为3质量份-20质量份、更优选地为5质量份-15质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当所述量小于3质量份时,结晶性聚酯树脂具有不充分的尖锐的熔融性质,潜在地导致调色剂的低温定影性不足。当所述量大于20质量份时,所得调色剂的耐热存储稳定性可劣化,且图像模糊可趋于发生。落在较优选范围内的量是有利的,因为所得调色剂的图像品质和低温定影性是优异的。
<<脱模剂>>
脱模剂没有特别限制且可从本领域已知的那些中选择。
充当脱模剂的蜡的实例包括:天然蜡,例如植物蜡(例如巴西棕榈蜡、棉蜡、日本蜡和米蜡)、动物蜡(例如蜂蜡和羊毛脂)、矿物蜡(例如地蜡(ozokerite)和纯地蜡(ceresin))和石油蜡(例如石蜡、微晶蜡和矿脂)。
除以上天然蜡之外,可使用合成烃蜡(例如费-托(Fischer-Tropsch)蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)和合成蜡(例如酯蜡、酮蜡和醚蜡)。
另外,可使用脂肪酸酰胺化合物,例如12-羟基硬脂酰胺、硬脂酰胺、邻苯二甲酸酐酰亚胺和氯化烃;低分子量的结晶聚合物树脂,例如丙烯酸类均聚物(例如聚甲基丙烯酸正硬脂基酯和聚甲基丙烯酸正月桂基酯)和丙烯酸类共聚物(例如丙烯酸正硬脂基酯-甲基丙烯酸乙基酯共聚物);和具有长烷基作为侧链的结晶聚合物。
在它们之中,烃蜡例如石蜡、微晶蜡、费-托蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡是优选的。
脱模剂的熔点没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为60℃或更高但是80℃或更低。当所述熔点低于60℃时,脱模剂在低温下趋于熔融,潜在地导致调色剂的耐热存储稳定性不足。在其中熔点高于80℃的情形中,甚至当在定影温度范围内的树脂熔融时,脱模剂熔融不充分而导致定影偏移,潜在地导致部分缺失的图像。
脱模剂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为2质量份-10质量份、更优选地为3质量份8质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当所述量小于2质量份时,所得调色剂在定影期间的耐热偏移性和低温定影性可劣化。当所述量大于10质量份时,所得调色剂的耐热存储稳定性可劣化,且图像模糊可趋于发生。落在较优选范围内的量是有利的,因为可改善图像品质和定影稳定性。
<<着色剂>>
着色剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。着色剂的实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、巴尔干坚牢玉红B、亮猩红G、立索玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、罗丹明色淀B、罗丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛蓝、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌和锌钡白。
着色剂可作为如下的母料使用:其为着色剂和树脂的复合物。在母料的制造中或者与母料一起捏合的树脂的实例包括,除第一结晶性聚酯树脂之外,苯乙烯或取代的苯乙烯的聚合物(例如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯);苯乙烯的共聚物(例如苯乙烯-对氯苯乙烯的共聚物、苯乙烯-丙烯的共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯的共聚物、苯乙烯-乙烯基萘的共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯的共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯的共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯-丙烯腈的共聚物、苯乙烯-甲基乙烯基酮的共聚物、苯乙烯-丁二烯的共聚物、苯乙烯-异戊二烯的共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚的共聚物、苯乙烯-马来酸的共聚物和苯乙烯-马来酸酯的共聚物);聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯基酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡、和石蜡。这些可单独地或者以组合的方式使用。
所述母料可通过在施加高剪切的情况下将用于母料的着色剂与树脂混合和捏合而制备。在混合和捏合中,为了增强着色剂和树脂之间的相互作用,可使用有机溶剂。优选地使用所谓的闪速方法(flushing method)。在闪速方法中,将包含着色剂的含水糊料与树脂和有机溶剂混合和捏合,着色剂被转移到树脂,然后将水和有机溶剂除去。闪速方法的使用是优选的,因为原样使用着色剂的湿饼,且不需要干燥着色剂的湿饼。关于混合和捏合,优选使用高剪切分散器(例如三辊磨机)。
着色剂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为1质量份-15质量份、更优选地为3质量份-10质量份,相对于100质量份的所述调色剂。
<<电荷控制剂>>
电荷控制剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。电荷控制剂的实例包括苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、罗丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷化合物、钨、钨化合物、氟活化剂、水杨酸的金属盐、以及水杨酸衍生物的金属盐。电荷控制剂的具体实例包括BONTRON03(苯胺黑染料)、BONTRON P-51(季铵盐)、BONTRON S-34(含金属的偶氮染料)、E-82(基于羟基萘甲酸的金属络合物)、E-84(基于水杨酸的金属络合物)和E-89(酚缩合物)(其全部可从ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD得到);TP-302和TP-415(季铵盐钼络合物)(其全部可从Hodogaya Chemical Co.,Ltd.得到);LRA-901;LR-147(硼络合物)(可从JapanCarlit Co.,Ltd.得到);酞菁铜;苝;喹吖啶酮;偶氮颜料;和包含例如磺酸基团、羧基、和季铵盐作为官能团的聚合物化合物。
电荷控制剂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为0.1质量份-10质量份、更优选地为0.2质量份-5质量份,相对于100质量份的所述调色剂。当所述量大于10质量份时,所得的调色剂具有过高的带电性。结果,降低电荷控制剂的主要效果且增大对显影辊的静电吸引力,潜在地导致较低的显影剂的流动性和较低的所得图像的图像浓度。这些电荷控制剂可与母料和树脂熔融捏合,然后溶解和分散在有机溶剂中。可替代地,不用赘述,可将电荷控制剂直接添加到有机溶剂中以将其溶解和分散,或者可在制造调色剂之后固定于调色剂粒子的表面上。
<<外添加剂>>
外添加剂可为氧化物粒子或者氧化物粒子与无机粒子或疏水化无机粒子的组合。疏水化无机粒子的平均一次粒径优选地为1nm-100nm、更优选地为5nm-70nm。
外添加剂优选地包括至少一种或多种类型的具有20nm或更小的平均一次粒径的疏水化无机粒子和至少一种类型的具有30nm或更大的平均一次粒径的疏水化无机粒子。
外添加剂优选地具有20m2/g-500m2/g的通过BET方法测量的比表面积。
外添加剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。外添加剂的实例包括二氧化硅粒子、疏水性二氧化硅、脂肪酸金属盐(例如硬脂酸锌和硬脂酸铝)、金属氧化物(例如二氧化钛、氧化铝、氧化锡和氧化锑)和含氟聚合物。
合适的添加剂的实例包括疏水化二氧化硅粒子、疏水化二氧化钛粒子、疏水化钛氧化物粒子和疏水化氧化铝粒子。二氧化硅粒子的实例包括R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812(其全部可从Nippon Aerosil Co.、Ltd.得到)。二氧化钛粒子的实例包括P-25(可从Nippon Aerosil Co.,Ltd.得到);STT-30和STT-65C-S(其两者可从TitanKogyo,Ltd.得到);TAF-140(可从Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.得到);和MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A(其全部可从TAYCA CORPORATION得到)。
疏水化钛氧化物粒子的实例包括T-805(可从Nippon Aerosil Co.,Ltd.得到);STT-30A和STT-65S-S(其两者可从Titan Kogyo,Ltd.得到);TAF-500T和TAF-1500T(其两者可从Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.得到);MT-100S和MT-100T(其两者可从TAYCACORPORATION得到);和IT-S(可从ISHIHARA SANGYO KAISHA,LTD.得到)。
疏水化氧化物粒子、疏水化二氧化硅粒子、疏水化二氧化钛粒子和疏水化氧化铝粒子可例如通过用硅烷偶联剂(例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷)对疏水性粒子进行处理而获得。而且,无机粒子或者通过任选地在加热的情况下用硅油处理无机粒子而获得的经硅油处理的氧化物粒子也是合适的。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢硅油、烷基改性的硅油、氟改性的硅油、聚醚改性的硅油、醇改性的硅油、氨基改性的硅油、环氧改性的硅油、环氧/聚醚改性的硅油、苯酚改性的硅油、羧基改性的硅油、巯基改性的硅油、甲基丙烯酰基改性的硅油和α-甲基苯乙烯改性的硅油。
无机粒子的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、和氮化硅。在它们之中,二氧化硅和二氧化钛是尤其优选的。
无机粒子的平均一次粒径没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为100nm或更小、更优选地为3nm或更大但是70nm或更小。当平均一次粒径小于上述范围时,无机粒子嵌入到调色剂粒子中,使得无机粒子难以有效地起作用。具有大于上述范围的平均一次粒径的无机粒子不是优选的,因为这些无机粒子不均匀地破坏感光体的表面。
外添加剂的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为0.1质量份-5质量份、更优选地为0.3质量份-3质量份,相对于100质量份的所述调色剂。
<<流动性改进剂>>
流动性改进剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要通过用流动性改进剂进行表面处理而增大疏水性,甚至在高湿度下也可阻止调色剂的流动性质和带电性质劣化。流动性改进剂的实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、包含氟烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸酯偶联剂、铝偶联剂、硅油和改性硅油。尤其优选地用流动性改进剂对二氧化硅和氧化钛进行表面处理而以疏水性二氧化硅或疏水性氧化钛使用。
<<清洁性改进剂>>
清洁性改进剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要为了在转印后除去残留在感光体或一次转印部件上的显影剂的意图,向调色剂添加清洁性改进剂。清洁性改进剂的实例包括脂肪酸金属盐,例如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸;和通过无皂乳化聚合而制造的聚合物粒子,例如聚甲基丙烯酸甲酯粒子和聚苯乙烯粒子。聚合物粒子优选地具有相对窄的粒度分布,且聚合物粒子适宜地具有0.01μm-1μm的体均粒径。
<<磁性材料>>
磁性材料没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。磁性材料的实例包括铁粉末、磁铁矿和铁氧体。在它们之中,磁性材料在色调方面优选为白色。
调色剂的熔点没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为60℃或更高但是80℃或更低。
调色剂的体均粒径没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为3μm或更大但是7μm或更小。体均粒径对数均粒径的比率优选地为1.2或更小。调色剂优选地以1数量%或更大但是10数量%或更小的量包含具有2μm或更小的体均粒径的组分。
<用于计算和分析调色剂和调色剂组分的各种性质的方法>
可各自测量第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、结晶性聚酯树脂和脱模剂的Tg、酸值、羟值、分子量和熔点。可替代地,可对通过例如凝胶渗透色谱法(GPC)从实际调色剂中分离的各调色剂组分进行以下描述的分析方法以计算Tg、分子量、熔点和质量比。
例如,调色剂组分可如下通过GPC进行分离。
在使用四氢呋喃(THF)作为流动相的GPC测量中获得的洗脱物借助级分收集器进行分级。在对应于洗脱曲线的总面积的级分中,合并对应于期望分子量的级分。
将由此合并的洗脱物用例如蒸发器进行浓缩和干燥。然后,将所得的固体内容物溶解于氘代溶剂(例如氘代氯仿和氘代THF)和进行1H-NMR测量。由各元素的积分比,计算包含在洗脱组分中的树脂的构成单体的比率。
可替代地,将洗脱物浓缩,且然后用例如氢氧化钠进行水解。所得的水解产物通过例如高效液相色谱法(HPLC)进行定性和定量分析以计算构成单体的比率。在该情形中,优选的是预先确认与通过1H-NMR测量获得的数值的互换性。当通过HPLC获得的数值不同于通过1H-NMR测量获得的数值时,优选的是确定在通过HPLC获得的数值和通过1H-NMR测量获得的数值之间的换算表。
注意,在其中制造调色剂的方法形成调色剂母粒子(同时通过非线性的反应性前体和固化剂之间的伸长反应和交联反应中的至少一个制造第二聚酯树脂)的情形中,第二聚酯树脂可通过例如GPC从实际调色剂中分离而测量其Tg。可替代地,第二聚酯树脂可通过非线性反应性前体和固化剂之间的伸长反应和交联反应的至少一个独立地合成,且可测量由此合成的第二聚酯树脂的Tg。
<<调色剂组分的分离手段>>
下面将详细描述用于在调色剂分析时分离调色剂组分的一个示例性手段。
首先,向100mL的THF中添加1g的调色剂,且在25℃搅拌30分钟而获得能溶于THF的物质溶解于其中的溶液。
然后,将所述溶液通过0.2μm的膜过滤器进行过滤而获得调色剂中的能溶于THF的物质。
接着,将能溶于THF的物质溶解于THF中,且使用该溶液作为GPC测量的样品。将所述样品注射到GPC中用于上述各树脂的分子量的测量。
同时,将级分收集器设置于GPC的洗脱物出口以每预定计数对洗脱物进行分级。从洗脱曲线上的洗脱开始(该曲线的上升)起按面积比每5%获得洗脱物。
然后,对于各经洗脱的级分,将30mg的样品溶解于1mL的氘代氯仿中。添加0.05体积%的四甲基硅烷(TMS)作为标准物质。
向用于NMR测量的玻璃管(直径:5mm)中填入所得的溶液,且借助核磁共振设备(JNM-AL 400,可从JEOL Ltd.得到)通过在23℃-25℃的温度下积分128次而获得谱图。
包含于调色剂中的第一聚酯树脂、第二聚酯树脂和结晶性聚酯树脂的单体组成和单体比可由所获得的谱图的峰积分比获得。
例如,用以下方式对峰进行指认,且由各积分比确定构成单体的组分比。
例如,可对峰进行指认,使得:
约8.25ppm:源自偏苯三酸的苯环(对于一个氢原子);
约8.07ppm-约8.10ppm:源自对苯二甲酸的苯环(对于四个氢原子);
约7.1ppm-约7.25ppm:源自双酚A的苯环(对于四个氢原子);
约6.8ppm:源自双酚A的苯环(对于四个氢原子)和源自富马酸的双键(对于两个氢原子);
约5.2ppm-约5.4ppm:源自双酚A环氧丙烷加合物的次甲基(对于一个氢原子);
约3.7ppm-约4.7ppm:源自双酚A环氧丙烷加合物的亚甲基(对于两个氢原子)和源自双酚A环氧乙烷加合物的亚甲基(对于四个氢原子);和
约1.6ppm:源自双酚A的甲基(对于六个氢原子)。
由这些结果,例如,可将在级分中收集的其中第一聚酯树脂占90%或更大的提取物作为第一聚酯树脂进行处理。
类似地,可将在级分中收集的其中第二聚酯树脂占90%或更大的提取物作为第二聚酯树脂进行处理。可将在级分中收集的其中结晶性聚酯树脂占90%或更大的提取物作为结晶性聚酯树脂进行处理。
<<羟值和酸值的测量方法>>
可通过根据JIS K0070-1966的方法测量羟值。
具体地,首先,将0.5g的样品精确称量到100mL的测量烧瓶中,向测量烧瓶中添加5mL的乙酰化试剂。接着,将所得物在加热浴中在100±5℃加热1小时-2小时。然后,从加热浴中取出所述烧瓶并使其静置冷却。然后,向所述烧瓶中添加水,且摇动所述烧瓶以使乙酸酐分解。然后,为了使乙酸酐完全分解,将所述烧瓶在加热浴中再次加热10分钟或更长且使其静置冷却。然后,用有机溶剂对所述***壁彻底地进行洗涤。
使用电位差自动滴定装置DL-53TITRATOR(可从Mettler Toledo InternationalInc.得到)和电极DG113-SC(可从Mettler Toledo International Inc.得到)在23℃测量羟值,且使用分析软件LABX LIGHT VERSION 1.00.000进行分析。
为了校准滴定装置,使用甲苯(120mL)和乙醇(30mL)的混合溶剂。
在该情形中,测量条件如下。
[测量条件]
搅拌
速度[%]25
时间[s]15
EQP滴定
滴定剂/传感器
滴定剂CH3ONa
浓度[mol/L]0.1
传感器DG115
度量单位mV
预配制到的体积
体积[mL]1.0
等待时间[s]0
滴定剂的添加动态的
dE(设定)[mV]8.0
dV(最小)[mL]0.03
dV(最大)[mL]0.5
测量模式控制平衡
dE[mV]0.5
dt[s]1.0
t(最小)[s]2.0
t(最大)[s]20.0
识别
阈值100.0
仅最陡处跳转 否
范围 否
趋势 无
终点
以最大体积[mL]10.0
以电势 否
以斜率 否
在EQP次数之后 是
n=1
组合终点条件 否
评价
程序标准
电位1 否
电位2 否
停止以进行再评价 否
通过根据JIS K0070-1992的方法测量酸值。
具体地,首先,将0.5g的样品(能溶于乙酸乙酯的物质:0.3g)添加至120mL甲苯中。将所得物在23℃搅拌约10小时以使所述样品溶解于甲苯中。接着,向所得物添加30mL的乙醇以制备样品溶液。值得注意地,当所述样品不溶于甲苯时,使用另一种溶剂例如二氧杂环己烷或四氢呋喃。然后,使用电位自动滴定装置DL-53TITRATOR(可从Mettler-Toledo K.K.获得)和电极DG113-SC(可从Mettler-Toledo K.K.获得)在23℃测量酸值。使用分析软件LABX LIGHT VERSION 1.00.000进行分析。注意,为了校准滴定装置,使用甲苯(120mL)和乙醇(30mL)的混合溶剂。
在该情形中,测量条件和关于羟值所描述的测量条件相同。
可用上述方式测量酸值。具体地,用预标准化的0.1N的氢氧化钾/醇溶液滴定所述样品溶液,且使用以下表达式由滴定量(滴定度,titer)计算所述酸值:酸值[mgKOH/g]=滴定量(mL)×N×56.1[mg/mL]/样品[g],其中N表示0.1N的氢氧化钾/醇溶液的因子。
<<熔点和玻璃化转变温度(Tg)的测量方法>>
在本发明中,熔点和玻璃化转变温度(Tg)可例如通过差示扫描量热仪(DSC)***(“Q-200”,可从TA Instruments Japan Inc.得到)测量。
具体地,可用以下方式测量目标样品的熔点和玻璃化转变温度。
首先,将装有约5.0mg的目标样品的铝制样品容器放置于托架单元上,然后将托架单元置于电炉中。接着,将所述样品在氮气气氛下以10℃/分钟的加热速率从-80℃加热至150℃(第一次加热)。然后,将样品以10℃/分钟的冷却速率从150℃冷却至-80℃,且然后以10℃/分钟的加热速率再次加热到150℃(第二次加热)。借助差示扫描量热仪(“Q-200”,可从TA Instruments Japan Inc.得到)产生第一次加热和第二次加热的DSC曲线。
借助存储于Q-200***中的分析程序从所得的DSC曲线中选取第一次加热的DSC曲线,且因此可确定目标样品在第一次加热中的玻璃化转变温度。类似地,选取第二次加热的DSC曲线,且因此可确定目标样品在第二次加热中的玻璃化转变温度。
借助存储于Q-200***中的分析程序从所得的DSC曲线中选取第一次加热的DSC曲线,且可将目标样品在第一次加热中的吸热峰顶部温度确定为熔点。类似地,选取第二次加热的DSC曲线,且可将目标样品在第二次加热中的吸热峰顶部温度确定为熔点
这里,当使用调色剂作为目标样品时,将第一次加热中的玻璃化转变温度指定为Tg1st,且将第二次加热中的玻璃化转变温度指定为Tg2nd。
而且,这里,关于第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、结晶性聚酯树脂和其它组分(例如脱模剂)各自的玻璃化转变温度和熔点,分别将第二次加热中的吸热峰顶部温度和Tg确定为样品的熔点和Tg,除非另外声明。
<<粒度分布的测量方法>>
调色剂的体均粒径(D4)、数均粒径(Dn)和体均粒径对数均粒径的比率(D4/Dn)可例如借助COULTER COUNTER TA-II或者COULTER MULTI SIZER II(其两者均可从BeckmanCoulter,Inc.得到)测量。在本发明中,使用COULTER MULTISIZER II。下面将对测量方法进行描述。
首先,向100mL-150mL体积的电解质水溶液中添加0.1mL-5mL体积的充当分散剂的表面活性剂(优选地聚氧化乙烯烷基醚(非离子表面活性剂))。这里,电解质水溶液为使用一级氯化钠制备的1质量%的NaCl水溶液。例如,可使用ISOTON-II(可从Beckman Coulter,Inc.获得)。以2mg-20mg的量向所得的溶液中添加所要测量的样品。其中悬浮所述样品的所得电解质水溶液借助超声波分散器分散约1分钟至约3分钟。使用具有100μm孔径的上述测量装置测量调色剂粒子或调色剂的体积和数量以计算体积分布和数量分布。由所得的分布,可确定调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(Dn)。
使用以下13个通道作为通道:2.00μm或更大但是小于2.52μm;2.52μm或更大但是小于3.17μm;3.17μm或更大但是小于4.00μm;4.00μm更大但是小于5.04μm;5.04μm或更大但是小于6.35μm;6.35μm或更大但是小于8.00μm;8.00μm或更大但是小于10.08μm;10.08μm或更大但是小于12.70μm;12.70μm或更大但是小于16.00μm;16.00μm或更大但是小于20.20μm;20.20μm或更大但是小于25.40μm;25.40μm或更大但是小于32.00μm;以及32.00μm或更大但是小于40.30μm。具有2.00μm或更大但是小于40.30μm的直径的粒子是所述测量的目标。
<<分子量的测量>>
可例如用以下方式测量调色剂的各组分的分子量。
凝胶渗透色谱法(GPC)测量装置:GPC-8220GPC(可从TOSOH CORPORATION得到)
柱:TSKgel SuperHZM-H 15cm,三联柱(可从TOSOH CORPORATION得到)
温度:40℃
溶剂:THF
流速:0.35mL/分钟
样品:注射0.4mL的0.15质量%的样品
样品的预处理:将调色剂溶解于四氢呋喃(THF)(包含稳定剂,可从Wako ChemicalIndustries,Ltd.得到)以具有0.15质量%的浓度,且然后通过0.2μm的过滤器进行过滤。使用所得的滤出液作为样品。通过注射100μL的样品的THF溶液进行测量。为了测量样品的分子量,由从若干种单分散聚苯乙烯标准样品制备的校准曲线的对数值和计数之间的关系计算样品的分子量分布。作为用于制备校准曲线的标准聚苯乙烯样品,使用SHOWDEXSTANDARD Std.No.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0和S-0.580(其全部可从SHOWA DENKO K.K.得到)。使用折射率(RI)检测器作为所述检测器。
<<不溶于THF的物质和能溶于THF的物质的提取方法>>
可如下提取调色剂的不溶于THF的物质和能溶于THF的物质。首先,将1g的调色剂和100g的THF混合。将所得的混合物回流12小时。然后,将所得物分离成不溶于THF的物质(固体内容物)和能溶于THF的物质(液体组分)。
将能溶于THF的物质去溶剂、在常压下在40℃干燥20小时、且然后在减压下在23℃干燥20小时。因此,获得能溶于THF的物质。
将不溶于THF的物质的固体内容物在常压下在40℃干燥20小时,且然后在减压下在23℃干燥20小时。因此,获得不溶于THF的物质。
调色剂的能溶于THF的物质包含本发明的调色剂用聚酯树脂(第一聚酯树脂)。不溶于THF的物质包含第二聚酯树脂。
<<粘弹性的测量方法>>
调色剂的储能模量(G')可借助例如动态粘弹计(ARES,可从TA Instruments Inc.得到)测量。以1Hz的频率进行所述测量。
具体地,使所要测量的样品成形为丸粒(直径:8mm且厚度:1mm-2mm),且将所述丸粒固定于平行板(直径:8mm)上。然后,将丸粒在与调色剂的Tg1st相差10℃-15℃以内的温度下紧密粘着至所述平行板上,并且在该温度下保持15分钟。然后,在保持从所述板施加到所述样品的负荷恒定的同时将所述丸粒冷却到30℃,且在30℃保持48小时。通过将如此制备的样品在测量开始时以0.1%的应变量(以应变量控制模式)在2.0℃/分钟的加热速率下加热至200℃而测量储能模量。
<<TMA%的测量方法>>
通过具有3mm直径的压片模具(可从Shimadzu Corporation获得)使调色剂粒子(5mg)成形为小片(片剂,tablet)。使所得的小片经历热机械分析仪(EXSTAR7000,可从SIINanoTechnology Inc.得到)。在70%相对湿度下以2℃/分钟将小片从0℃加热至80℃的同时以压缩模式进行测量。该测量中使用的压缩力设置为100mN。在样品的温度相对于样品的压缩位移(变形率)的图上,读取在40℃的压缩位移(变形率)并将其确定为TMA%。
<调色剂的制造方法>
调色剂的制造方法没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。例如,调色剂优选地通过将油相分散于水性介质中而造粒,所述油相包含第一聚酯树脂、第二聚酯树脂和结晶性聚酯树脂,且如果需要,还包含例如脱模剂和着色剂。
调色剂优选地通过将油相分散于水性介质中而造粒,所述油相包含非线性反应性前体、第一聚酯树脂和结晶性聚酯树脂,且如果需要,还包含例如固化剂、脱模剂和着色剂。
调色剂的制造方法的实例包括本领域已知的溶解悬浮方法。
作为调色剂的制造方法的一个实例,下面将描述这样的方法:其中在通过非线性反应性前体和固化剂之间的伸长反应和交联反应的至少一个制造第二聚酯树脂的同时形成调色剂母粒子。在这样的方法中,进行水性介质的制备、包含调色剂材料的油相的制备、调色剂材料的乳化或分散和有机溶剂的去除。
<<水性介质(水相)的制备>>
水相的制备可例如通过将树脂粒子分散于水性介质中而制备。向水性介质中添加的树脂粒子的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为0.5质量份-10质量份,相对于100质量份的水性介质。
水性介质没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。水性介质的实例包括水、能与水混溶的溶剂、以及水和能与水混溶的溶剂的混合物。这些可单独地或者以组合的方式使用。
在它们之中,水是优选的。
能与水混溶的溶剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。能与水混溶的溶剂的实例包括醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂和低级酮。醇没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。醇的实例包括甲醇、异丙醇和乙二醇。低级酮没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。低级酮的实例包括丙酮和甲乙酮。
<<油相的制备>>
包含调色剂材料的油相可通过将调色剂材料溶解或分散于有机溶剂中而制备,所述调色剂材料至少包括非线性反应性前体、第一聚酯树脂和结晶性聚酯树脂,且如果需要,还包括例如固化剂、脱模剂和着色剂。
有机溶剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是从容易去除的观点来看,其优选地为具有低于150℃沸点的有机溶剂。
具有低于150℃沸点的有机溶剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。具有低于150℃沸点的有机溶剂的实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、1,1-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮和甲基异丁基酮。这些可单独地或者以组合的方式使用。
在它们之中,乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳是优选的,且乙酸乙酯是更优选的。
<<乳化或分散>>
调色剂材料的乳化或分散可通过将包含调色剂材料的油相分散于水性介质中而进行。在调色剂材料的乳化或分散时,使固化剂和非线性反应性前体经历伸长反应和交联反应的至少一个。用这种方式,制造第二聚酯树脂。
第二聚酯树脂可例如通过以下方法(1)-(3)中的任一个而制造。
(1)通过将包含非线性反应性前体和固化剂的油相分散于水性介质中、以及使固化剂和非线性反应性前体在水性介质中经历伸长反应和交联反应的至少一个而制造第二聚酯树脂的方法;
(2)通过将包含非线性反应性前体的油相乳化或分散于预先已经将固化剂添加于其中的水性介质中、以及使固化剂和非线性反应性前体在水性介质中经历伸长反应和交联反应的至少一个而制造第二聚酯树脂的方法;和
(3)通过将包含非线性反应性前体的油相分散于水性介质中、向水性介质中添加固化剂、以及使固化剂和非线性反应性前体在水性介质中经历从粒子之间的界面开始的伸长反应和交联反应的至少一个而制造第二聚酯树脂的方法。
注意,当使固化剂和非线性反应性前体经历从粒子之间的界面开始的伸长反应和交联反应的至少一个时,第二聚酯树脂优先在所产生的调色剂粒子的表面上形成。因此,可提供第二聚酯树脂在调色剂粒子中的浓度梯度。
用于制造第二聚酯树脂的反应条件(例如反应时间和反应温度)没有特别限制且可取决于固化剂和非线性反应性前体的组合而适当地选择。
反应时间没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为10分钟-40小时、更优选地为2小时-24小时。
反应温度没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为0℃-150℃、更优选地为40℃-98℃。
用于在水性介质稳定地形成包含非线性反应性前体的分散液的方法没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。例如,可使用如下方法:其中向水性介质相中添加已经通过将调色剂材料溶解或分散于溶剂中而制备的油相,然后用剪切力将其分散。
用于进行分散的分散器没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。分散器的实例包括低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压喷射分散器和超声波分散器。
在它们之中,高速剪切分散器是优选的,因为可将分散质(油滴)的粒径调节至2μm-20μm。
当使用高速剪切分散器时,可取决于预期目的而适当地选择条件(例如转数、分散时间和分散温度)。
转数没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为1,000rpm-30,000rpm、更优选地为5,000rpm-20,000rpm。
分散时间没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是以间歇方式其优选地为0.1分钟-5分钟。
分散温度没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是在压力下其优选地为0℃-150℃、更优选地为40℃-98℃。注意,通常来说,分散在高温下可容易进行。
用于调色剂材料的乳化或分散的水性介质的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为50质量份-2,000质量份、更优选地为100质量份-1,000质量份,相对于100质量份的调色剂材料。
当水性介质的量小于50质量份时,调色剂材料的分散状态劣化,使得可能无法获得具有预定粒径的调色剂母粒子。当水性介质的量大于2,000质量份时,可增加制造成本。
当使包含调色剂材料的油相乳化或分散时,为了稳定化分散质(例如油滴)以使调色剂粒子成形为期望形状且给予调色剂粒子尖锐的粒度分布,优选地使用分散剂。
分散剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。分散剂的实例包括表面活性剂、不溶于水的无机化合物分散剂和聚合物保护性胶体。
这些可单独地或者以组合的方式使用。
在这些之中,表面活性剂是优选的。
表面活性剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。表面活性剂实例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
阴离子表面活性剂没有特别限制且可取决于预期意图而适当地选择。阴离子表面活性剂的实例包括烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸酯。
在它们之中,包含氟烷基的那些是优选的。
在用于制造第二聚酯树脂的伸长反应和交联反应的至少一个中可使用催化剂。
催化剂没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。催化剂的实例包括月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡。
<<有机溶剂的去除>>
用于从分散液(例如乳化淤浆)中除去有机溶剂的方法没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。该方法的实例包括:其中将整个反应体系逐渐加热而蒸发掉油滴中的有机溶剂的方法,和其中将分散液喷雾到干燥气氛中而除去油滴中的有机溶剂的方法。
一旦有机溶剂已经被除去,调色剂母粒子就形成。可将调色剂母粒子进行例如洗涤和干燥,且可进一步地进行例如分级。分级可通过用旋风分离器、滗析器、或者离心分离器除去液体中的细粒子而进行,或者可在干燥之后进行。
所得的调色剂母粒子可与例如外添加剂和电荷控制剂混合。在混合期间施加机械冲击可阻止粒子例如外添加剂从调色剂母粒子的表面脱落。
用于施加机械冲击的方法没有特别限制并可取决于预期目的而适当选择。该方法实例包括:通过高速旋转的刮板向混合物施加冲击力的方法;和将混合物加入到高速空气流中并且使其加速而使所述粒子彼此碰撞或者碰撞到合适的冲击板上的方法。
用于上述方法的装置没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。所述装置的实例包括ANGMILL(可从Hosokawa Micron Corporation得到)、经改造以降低粉碎用空气压力的I型磨机(可从Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.得到)、混杂***(可从NaraMachinery Co.,Ltd.得到)、kryptron***(可从Kawasaki Heavy Industries,Ltd.得到)和自动研钵。
(显影剂)
本发明的显影剂至少包括调色剂;且如果需要,还包括适当选择的其它组分(例如载体)。
相应地,所述显影剂的转印性质和充电性是优异的,且可稳定地形成高品质图像。注意,显影剂可为单组分显影剂或双组分显影剂,但是从在对应于近来在信息处理速度上的改善的高速打印机中使用时延长使用寿命的观点来看,其优选地为双组分显影剂。
当使用显影剂作为单组分显影剂时,甚至在反复供应和消耗调色剂之后,调色剂的直径也小程度变化。此外,调色剂较不可能导致对显影辊的成膜或者融合到用于使调色剂的层厚度变薄的部件例如刮板。此外,甚至当在显影装置中长时间段搅拌显影剂时也可实现优异且稳定的显影性和图像。
当使用显影剂作为双组分显影剂时,甚至在以长时间段重复地供应和消耗调色剂之后,调色剂粒子的直径也小程度地变化。此外,甚至当在显影装置中长时间段搅拌显影剂时也可实现优异且稳定的显影性和图像。
<载体>
载体没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为包含芯和覆盖芯的树脂层的载体。
<<芯>>
芯的材料没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。材料的实例包括锰-锶材料(50emu/g-90emu/g)和锰-镁材料(50emu/g-90emu/g)。为了保证足够的图像浓度,优选使用高磁性材料例如铁粉末(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g-120emu/g)。同时,优选使用低磁性材料例如铜-锌材料(30emu/g-80emu/g),因为可降低由显影剂以刷子形式施加到感光体上的冲击,其对于改善图像品质是有利的。
这些可单独地或者以组合的方式使用。
芯的体均粒径没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为10μm-150μm、更优选地为40μm-100μm。当体均粒径小于10μm时,细载体粒子的量增大而使每个粒子的磁化降低,潜在地导致载体飞散。当体均粒径大于150μm时,载体粒子的比表面积降低,潜在地导致调色剂飞散。特别地,在全色印刷包含许多实心图像部分的图像的情形中,实心图像部分的再现性劣化。
当调色剂用于双组分显影剂时,调色剂可与载体混合。包含于双组分显影剂中的载体的量没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为90质量份-98质量份、更优选地为93质量份-97质量份,相对于100质量份的双组分显影剂。
可通过多种已知的电子照相术例如磁性单组分显影方法、非磁性单组分显影方法和双组分显影方法将本发明的显影剂适宜地用于图像形成中。
(存储显影剂的容器)
本发明的存储显影剂的容器容纳本发明的显影剂。存储显影剂的容器的容器没有特别限制且可从本领域已知的容器中适当地选择。所述容器的实例包括具有容器主体和盖帽(cap)的容器。
容器主体的尺寸、形状、结构和材料没有特别限制。容器主体优选地为例如圆柱体的。尤其优选地,容器具有在内部圆周表面上的螺旋状布置的凹凸部分,可通过旋转容器将容纳于容器中的显影剂转移到出口端口,且螺旋状布置的凹凸部分的一些或全部如下折叠。容器的材料没有特别限制但是优选地具有优异的维度精确性。材料的实例包括聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸、聚碳酸酯树脂、ABS树脂和聚缩醛树脂。
存储显影剂的容器可容易地存放或运输且具有优异的操作性。因此,存储显影剂的容器能可拆卸地安装于例如以下描述的处理卡盒或图像形成设备以补充显影剂。
(图像形成装置和图像形成方法)
本发明的图像形成装置至少包括静电潜像承载体、静电潜像形成手段和显影手段;且如果需要,还包括其它手段。
本发明的图像形成方法至少包括静电潜像形成步骤和显影步骤;且如果需要,还包括其它步骤。
可通过图像形成装置适宜地进行图像形成方法。可通过静电潜像形成手段适宜地进行静电潜像形成步骤。可通过显影手段适宜地进行显影步骤。可通过其它手段适宜地进行其它步骤。
<静电潜像承载体>
静电潜像承载体的材料、结构和尺寸没有特别限制,且可从本领域已知的那些适当地选择。静电潜像承载体的材料的实例包括无机感光体(例如无定形的硅和硒)和有机感光体(例如聚硅烷和酞甲川(phthalopolymethine))。在它们之中,从长的使用寿命的观点来看,无定形的硅是优选的。
无定形的硅感光体可为通过如下制造的感光体:将载体加热至50℃-400℃的温度,和然后通过膜形成方法(例如真空气相沉积、溅射、离子镀、热CVD(化学气相沉积)、光-CVD或等离子体CVD)在所述载体上形成a-Si的感光层。在它们之中,等离子体CVD是适宜的;即,其中通过施加直流或高频率或者通过微波辉光放电而使气态原材料分解以在载体上形成a-Si沉积膜的方法。
静电潜像承载体的形状没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是优选地为圆柱体的。圆柱体静电潜像承载体的外径没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为3mm-100mm、更优选地为5mm-50mm、尤其优选地为10mm-30mm。
<静电潜像形成手段和静电潜像形成步骤>
静电潜像形成手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要静电潜像形成手段配置成在静电潜像承载体上形成静电潜像。静电潜像形成手段的实例包括至少包括如下的手段:配置成对静电潜像承载体的表面充电的充电部件;和配置成使静电潜像承载体以成像方式(imagewise)曝光的曝光部件。
静电潜像形成步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要静电潜像形成步骤为在静电潜像承载体上形成静电潜像的步骤。静电潜像形成步骤可使用静电潜像形成手段通过例如对静电潜像承载体的表面充电和然后使该表面以成像方式曝光而进行。
<<充电部件和充电>>
充电部件没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。充电部件的实例包括本身已知的接触型充电器,其包括导电性的或半导电性的辊、刷、膜、和橡胶刮板;和利用电晕放电的非接触型充电器例如电晕管和栅格(scorotron)。
充电可通过例如使用充电部件对静电潜像承载体的表面施加电压而进行。
充电部件可具有任何形状,例如磁刷或毛刷以及辊。充电部件的形状可根据图像形成装置的规格或配置而选择。
充电部件不限于如上所述的接触型充电部件。然而,优选使用接触型充电部件,因为可制造其中从充电部件产生较少量的臭氧的图像形成装置。
<<曝光部件和曝光>>
曝光部件没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要曝光部件可根据所要形成的图像使已经用充电部件充电的静电潜像承载体的表面以成像方式曝光。曝光部件的实例包括多种曝光部件例如复制光学曝光装置、棒状透镜阵列曝光装置、激光光学曝光装置、和液晶快门曝光装置。
用于曝光部件的光源没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择。光源的实例包括常规的发光装置,例如荧光灯、钨灯、卤素灯、汞灯、钠灯、发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和电致发光(EL)装置。
而且,为了只发射具有期望波长范围的光,可使用各种滤光器。滤光器的实例包括锐截止滤光器、带通滤光器、红外截止滤光器、二向色滤光器、干涉滤光器、和色温转化滤光器。
曝光可通过例如使用曝光部件使静电潜像承载体的表面以成像方式曝光而进行。
注意,在本发明中,可使用背面曝光方法。即,可使静电潜像承载体以成像方式暴光于来自背面的光。
<显影手段和显影步骤>
显影手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要显影手段包括调色剂且配置成使形成于静电潜像承载体上的静电潜像显影以形成可视图像。
显影步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要显影步骤为用调色剂使形成于静电潜像承载体上的静电潜像显影以形成可视图像的步骤。显影步骤可通过显影手段进行。
显影手段可以干法显影方式或者湿法显影方式进行,且可为单色显影手段或多色显影手段。
显影手段优选地包括配置成通过在搅拌期间产生的摩擦使调色剂带电的搅拌器;固定于显影手段内部的磁场产生手段;和配置成在显影剂承载体的表面上承载包含调色剂的显影剂的同时可旋转的显影剂承载体。
在显影手段中,例如,搅拌和混合调色剂和载体,使得通过在搅拌和混合期间产生的摩擦而使调色剂带电。如此带电的调色剂在旋转着的磁辊的表面上以刷子的形态保持而形成磁刷。磁辊邻近静电潜像承载体设置,且因此一部分形成于磁辊表面上的构成磁刷的调色剂通过电吸引力的作用转移到静电潜像承载体的表面上。结果,静电潜像通过调色剂显影而在静电潜像承载体的表面上形成可视的调色剂图像。
<其它手段和其它步骤>
其它手段的实例包括转印手段、定影手段、清洁手段、除电手段、回收手段和控制手段。
其它步骤的实例包括转印步骤、定影步骤、清洁步骤、除电步骤、回收步骤和控制步骤。
<<转印手段和转印步骤>>
转印手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要转印手段配置成将可视图像转印到记录介质上。优选地,转印手段包括:配置成将可视图像转印到中间转印部件上而形成复合转印图像的一次转印手段;和配置成将复合转印图像转印到记录介质上的二次转印手段。
转印步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要转印步骤为将可视图像转印到记录介质上的步骤。优选地,转印步骤包括:将可视图像一次转印到中间转印部件上,和然后将可视图像二次转印到记录介质上。
例如,可使用转印手段通过用转印充电器对感光体充电以转印可视图像而进行转印步骤。
这里,当所要二次转印到记录介质上的图像为由多种颜色的调色剂构成的彩色图像时,可如下进行转印步骤:通过转印手段将所述颜色的调色剂在中间转印部件上顺序叠加到彼此之上以在中间转印部件上形成图像,然后通过中间转印手段将中间转印部件上的图像一次性地二次转印到记录介质上。
中间转印部件没有特别限制,且可取决于预期意图从已知的转印部件中适当地选择。例如,中间转印部件适宜地为转印带。
转印手段(一次转印手段和二次转印手段)优选地至少包括配置成利用剥落带电将形成于感光体上的可视图像转印到记录介质上的转印装置。转印装置的实例包括采用电晕放电的电晕转印装置、转印带、转印辊、加压转印辊、和粘着转印装置。
记录介质没有特别限制且可取决于意图而适当地选择,只要可将经显影的但是未定影的图像转印到记录介质上。典型地,使用普通纸作为记录介质,但是也可使用用于OHP的PET基材(base)。
<<定影手段和定影步骤>>
定影手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要定影手段配置成将已经转印至记录介质上的转印图像定影。定影手段优选地为已知的加热-加压部件。加热-加压部件的实例包括加热辊和加压辊的组合和加热辊、加压辊和环形带的组合。
定影步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要定影步骤为将已经转印至记录介质上的可视图像定影的步骤。定影步骤可每次将各颜色的调色剂图像转印到记录介质上时进行,或者在各颜色调色剂的叠加图像上一次性(即同时)进行。
定影步骤可通过定影手段进行。
加热-加压部件通常优选地在80℃-200℃下进行加热。
注意,在本发明中,取决于预期意图,可使用已知的光定影装置替代所述定影手段,或者除所述定影手段之外可使用已知的光定影装置。
定影步骤中的表面压力没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,但是其优选地为10N/cm2-80N/cm2。
<<清洁手段和清洁步骤>>
清洁手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要清洁手段配置成能够除去残留在感光体上的调色剂。清洁手段的实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮板清洁器、刷清洁器、和网清洁器。
清洁步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要清洁步骤为能够除去残留在感光体上的调色剂的步骤。清洁步骤可通过清洁手段进行。
<<除电手段和除电步骤>>
除电手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要除电手段配置成向感光体施加除电偏压以对感光体进行除电。除电手段的实例包括除电灯。
除电步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要除电步骤为向感光体施加除电偏压以消除电荷的步骤。除电步骤可通过除电手段进行。
<<回收手段和回收步骤>>
回收手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要回收手段配置成将在清洁步骤中已经除去的调色剂回收至显影装置。回收手段的实例包括已知的输送手段。
回收步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要回收步骤为将在清洁步骤中已经除去的调色剂回收至显影装置的步骤。回收步骤可通过回收手段进行。
<<控制手段和控制步骤>>
控制手段没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要控制手段配置成能够控制各以上手段的操作。控制手段的实例包括诸如定序器和计算机的装置。
控制步骤没有特别限制并且可取决于预期意图而适当地选择,只要控制步骤为能够控制各以上步骤的操作的步骤。控制步骤可通过控制手段进行。
下面将参考图1描述通过本发明的图像形成装置形成图像的方法的一方面。图1中说明的彩色图像形成装置100A包括充当静电潜像承载体的感光体鼓10(下文可称之为“感光体10”)、充当充电手段的充电辊20、充当曝光手段的曝光装置30、充当显影手段的显影装置40、中间转印部件50、包括清洁刮板且充当清洁手段的清洁装置60、和充当除电手段的除电灯70。
中间转印部件50是环形带,并被设计成通过三个辊51在由箭头所指的方向上能移动。所述三个辊51设置在所述带的内部且所述带围绕所述三个辊51张紧。三个辊51的一些也起到可向中间转印部件50施加预定的转印偏压(一次转印偏压)的转印偏压辊的作用。在中间转印部件50附近设置包括清洁刮板的清洁装置90。另外,在中间转印部件50附近面向中间转印部件50设置充当转印手段的转印辊80。转印辊80可施加用于将显影图像(调色剂图像)转印(二次转印)到充当记录介质的转印纸95的纸张上的转印偏压。在中间转印部件50周围,在中间转印部件50的旋转方向上在感光体10和中间转印部件50的接触部分与中间转印部件50和转印纸95的纸张的接触部分之间设置配置成向在中间转印部件50上的调色剂图像施加电荷的电晕充电器58。
显影装置40包括充当显影剂承载体的显影带41和在显影带41周围排列的显影单元(黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红色显影单元45M和青色显影单元45C)。注意,黑色显影单元45K包括存储显影剂的容器42K、显影剂供应辊43K和显影辊44K。黄色显影单元45Y包括存储显影剂的容器42Y、显影剂供应辊43Y和显影辊44Y。品红色显影单元45M包括存储显影剂的容器42M、显影剂供应辊43M和显影辊44M。青色显影单元45C包括存储显影剂的容器42C、显影剂供应辊43C和显影辊44C。而且,显影带41为在多个带辊的周围可旋转张紧的且与静电潜像承载体10部分接触的环形带。
在图1中说明的彩色图像形成装置100中,例如,充电辊20使感光体鼓10均匀带电。曝光装置30使感光体鼓10以成像方式曝光而形成静电潜像。形成于感光体鼓10上的静电潜像用供应自显影装置40的调色剂显影而形成调色剂图像。通过由辊51施加的电压将调色剂图像转印(一次转印)到中间转印部件50上,且然后转印(二次转印)到转印纸95的纸张上。注意,通过清洁装置60将残留在感光体10上的残余调色剂除去,且感光体10通过除电灯70一次性除电。
图2说明本发明的另一项示例性图像形成装置。图像形成装置100B具有和图1中说明的图像形成装置100A相同的配置,不同之处在于不包括显影带41且在感光体鼓10周围将黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红色显影单元45M和青色显影单元45C设置成直接面向感光体鼓10。
图3说明本发明的另一个示例性图像形成装置。图2中说明的图像形成装置包括复印机主体150、供纸台200、扫描仪300和自动文件供给器(ADF)400。
环形带类型的中间转印部件50设置于复印机主体150的中央部分。中间转印部件50在支撑辊14、15和16周围张紧且配置成在图3中的顺时针方向上可旋转。用于中间转印部件17的清洁装置设置于支撑辊15附近,且配置成除去残留于中间转印部件50上的残余调色剂。其中黄色、青色、品红色和黑色四个图像形成手段18沿中间转印部件50的输送方向平行排列成面向中间转印部件50的串列式显影装置120设置于在支撑辊14和15周围张紧的中间转印部件50上。充当曝光部件的曝光装置21设置在串列式显影装置120附近。二次转印装置22设置在中间转印部件50的与串列式显影装置120设置于其上的那侧相反的一侧上。二次转印装置22包括作为环形带的二次转印带24,且二次转印带24在一对辊23周围张紧。在该配置中,在二次转印带24和中间转印部件50上输送的转印纸纸张可彼此接触。充当定影手段的定影装置25设置在二次转印装置22附近。定影装置25包括作为环形带的定影带26和设置成压向所述定影带的加压辊27。
注意,在串列式图像形成装置中,纸张翻转装置28设置在二次转印装置22和定影装置25附近。纸张翻转装置28配置成在于转印纸纸张的两面形成图像的情形中翻转转印纸纸张。
接着,下面将描述使用串列式显影装置120形成全色图像(彩色复印)的方法。首先,将文件放置于自动文件供给器(ADF)400的文件台130上。可替代地,打开自动文件供给器400,将文件放置于扫描仪300的接触玻璃32上,和关闭自动文件供给器400。
当按下启动按钮(未示出)时,文件被输送到接触玻璃上且然后在其中文件已经放置于自动文件供给器400上的情况下扫描仪300工作;或者在文件已经放置于接触玻璃32上的情况下扫描仪300立即工作。然后,第一行进体33和第二行进体34行进。此时,文件受到来自第一行进体33中的光源的光的照射。由文件表面反射的光被第二行进体34中的镜子反射,且然后通过成像透镜被读取传感器36所接收。因此,读取彩色文件(彩色图像)而获得黑色、黄色、品红色和青色图像信息。
将黑色、黄色、品红色和青色的图像信息传送至串列式显影装置120中的图像形成手段18(黑色图像形成手段、黄色图像形成手段、品红色图像形成手段和青色图像形成手段)而在图像形成手段中形成黑色、黄色、品红色和青色的调色剂图像。如图4中说明的,串列式显影装置120中的图像形成手段18(黑色图像形成手段、黄色图像形成手段、品红色图像形成手段和青色图像形成手段)包括静电潜像承载体10(黑色静电潜像承载体10K、黄色静电潜像承载体10Y、品红色静电潜像承载体10M和青色静电潜像承载体10C);充当充电手段且配置成使静电潜像承载体10均匀带电的充电装置160;配置成使静电潜像承载体基于各色图像信息以成像方式曝光(图4中的L)以在静电潜像承载体上形成对应于彩色图像的静电潜像的曝光装置;充当显影手段且配置成用有色调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂和青色调色剂)使静电潜像显影以形成各色调色剂的调色剂图像的显影装置61;配置成将调色剂图像转印到中间转印部件50上的转印充电器62;清洁装置63;和除电装置64。图像形成手段18可基于各色的图像信息形成单色图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)。由此形成的黑色图像(即在黑色静电潜像承载体10K上形成的黑色图像)、由此形成的黄色图像(即在黄色静电潜像承载体10Y上形成黄色图像)、由此形成的品红色图像(即在品红色静电潜像承载体10M上形成的品红色图像)和由此形成的青色图像(即在青色静电潜像承载体10C上形成的青色图像)顺序地转印(一次转印)到通过支撑辊14、15和16旋转运动的中间转印部件50。黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像叠加于中间转印部件50上而形成复合彩色图像(彩色转印图像)。
同时,在供纸台200中,选择性地旋转供纸辊142之一以从以多级放置在纸库143中的供纸盒144之一供给纸张(记录纸)。所述纸张通过分离辊145逐一分离且送至供纸路径146。然后,所述纸张通过输送辊147输送、被引导至复印机主体150中的供纸路径148、且通过对位辊49停下。可替代地,旋转供纸辊142以将纸张(记录纸)供给到手动供纸盘54上。所述纸张通过分离辊52逐一分离、被引导至手动供纸路径53、且通过对位辊49停下。注意,对位辊49通常接地使用,但是为了从纸张除去纸屑,对位辊49也可以在其中向对位辊49施加偏压的状态使用。然后,以和形成在中间转印部件50上的复合彩色图像(彩色转印图像)同步地旋转对位辊49,且将纸张(记录纸)供给到中间转印部件50和二次转印装置22之间。因此,通过二次转印装置22将复合彩色图像(彩色转印图像)转印(二次转印)到纸张(记录纸)上而在纸张(记录纸)上形成彩色图像。注意,在图像转印之后残留在中间转印部件50上的残余调色剂通过用于中间转印部件17的清洁装置除去。
已经将彩色图像转印和形成在其上的纸张(记录纸)通过二次转印装置22输送至定影装置25。定影装置25通过热和压力的作用将复合彩色图像(彩色转印图像)定影到纸张(记录纸)上。接着,纸张(记录纸)通过切换爪55切换、通过排出辊56排出、和堆叠在排纸盘57中。可替代地,纸张通过切换爪55切换、通过纸张翻转装置28翻转、和然后再次被引导至转印位置。也将图像记录于纸张的背面,且然后纸张通过排出辊56排出并堆叠在排纸盘57中。(处理卡盒)
本发明的处理卡盒被成型为可拆卸地安装至多种图像形成装置。处理卡盒至少包括:配置成承载静电潜像的静电潜像承载体;和配置成用本发明的显影剂使承载于静电潜像承载体上的静电潜像显影以形成调色剂图像的显影手段。注意,如果需要,本发明的处理卡盒还可包括其它手段。
显影手段至少包括:配置成容纳本发明的显影剂的存储显影剂的容器;和配置成承载和输送容纳于存储显影剂的容器中的显影剂的显影剂承载体。注意,显影手段还可包括例如配置成调节所承载的显影剂的厚度的调节部件。
图5说明本发明的一个示例性处理卡盒。处理卡盒110包括感光体鼓10、电晕充电器52、显影装置40、转印辊80和清洁装置90.
实施例
现在将通过以下实施例的方式对本发明进行描述。然而,本发明无论如何不限于所述实施例。除非另有规定,“份”是指“质量份”,且“%”是指“质量%”。
实施例中的测量根据本文所描述的方法测量。注意,例如第一聚酯树脂、第二聚酯树脂和结晶性聚酯树脂的Tg、Tm和分子量是对制造实施例中获得的树脂测量的。
(实施例A)
<第一聚酯树脂A的制造>
<<第一聚酯树脂A-1的合成>>
向装备有氮气引入管、排水管、搅拌器和热电偶的四颈烧瓶中加入双酚A环氧乙烷2摩尔加合物(BisA-EO)、双酚A环氧丙烷3摩尔加合物(BisA-PO)、三羟甲基丙烷(TMP)、对苯二甲酸和己二酸(ADA),使得双酚A环氧乙烷2摩尔加合物、双酚A环氧丙烷3摩尔加合物和三羟甲基丙烷之间的摩尔比(双酚A环氧乙烷2摩尔加合物/双酚A环氧丙烷3摩尔加合物/三羟甲基丙烷)为38.6/57.9/3.5,对苯二甲酸对己二酸的摩尔比(对苯二甲酸/己二酸)为85/15,和羟基对羧基(OH/COOH)的摩尔比为1.12。使所得的混合物与四异丙醇钛(500ppm,相对于树脂组分)在230℃在常压下反应8小时,和在10mmHg-15mmHg的减压下进一步反应4小时。然后,向所述反应容器中以相对于全部树脂组分1摩尔%的量添加偏苯三酸酐,且使其在180℃在常压下反应3小时,从而获得[第一聚酯树脂A-1]。[第一聚酯树脂A-1]的物理性质呈现于表1-1中。
<<第一聚酯树脂A-2至A-18的合成>>
以和合成[第一聚酯树脂A-1]相同的方式获得[第一聚酯树脂A-2]至[第一聚酯树脂A-18],不同之处在于将酸组分、醇组分、OH/COO比、支化组分的类型和支化组分的量改变为表1-1至1-4中呈现的酸组分、醇组分、OH/COO比、支化组分的类型和支化组分的量。[第一聚酯树脂A-2]至[第一聚酯树脂A-18]的物理性质呈现于表1-1至1-4中。
注意,在表1-1至1-4中,支化组分的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。然而,在对比例1中支化组分的量表示偏苯三酸相对于羧酸组分的摩尔百分比。
在表1-1至1-4中,分支间距离是指根据以下表达式计算的值:
在以上表达式中,“三元以上的脂族醇的量”表示相对于所述醇组分的摩尔百分比。
然而,在对比例1中,以上表达式中的“三元以上的脂族醇”替换为偏苯三酸。
(酮亚胺的合成)
向已经设置有搅拌棒和温度计的反应器皿中加入170份的异佛尔酮二胺和75份的甲乙酮。使所得的混合物在50℃反应5小时,从而获得[酮亚胺化合物1]。
发现[酮亚胺化合物1]具有418的胺值。
(预聚物B的制造)
<具有反应性基团的非线性聚酯树脂B-1(预聚物B-1)的合成>
向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应器皿中加入醇组分(97摩尔%的3-甲基-1,5-戊烷二醇和3摩尔%的三羟甲基丙烷(TMP))和酸组分(50摩尔%的己二酸和50摩尔%的对苯二甲酸)以及四异丙醇钛(300ppm,相对于树脂组分),使得羟基对羧基(OH/COOH)的摩尔比为1.1。然后,将所得的混合物加热至200℃(约4小时)和然后加热至230℃(约2小时),且容许其反应直至水不流出。然后,进一步使所得物在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时,从而获得[中间体聚酯B-1]。
接着,向装备有冷凝器、搅拌器和氮气引入管的反应器皿加入[中间体聚酯B-1]和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),使得IPDI中的异氰酸酯基团对中间体聚酯中的羟基的摩尔比为2.1。用乙酸乙酯将所得物进行稀释以得到48%的乙酸乙酯溶液,且使其在100℃反应5小时,从而获得具有反应性基团的非线性聚酯树脂B-1[预聚物B-1]。发现该树脂具有5,800的数均分子量(Mn)、26,000的重均分子量(Mw)和-5℃的Tg。
(结晶性聚酯树脂C的制造)
<结晶性聚酯树脂C-1的合成>
向装备有氮气引入管、排水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶加入癸二酸和1,6-己烷二醇,使得羟基对羧基(OH/COOH)的摩尔比为0.9。使所得的混合物与四异丙醇钛(500ppm,相对于树脂组分)在180℃反应10小时,加热至200℃,容许其反应3小时,然后容许其在8.3kPa的压力下进一步反应2小时,从而获得结晶性聚酯树脂C-1。结晶性聚酯树脂C-1的物理性质呈现于表1-1至1-4中。
(实施例1)
<母料(MB)的制备>
添加水(1,200份)、500份的炭黑(PRINTEX 35,可从Evonik Degussa Japan Co.,Ltd.得到)[DBP吸油量=42mL/100mg,pH=9.5]和500份的第一聚酯树脂A-1,且借助亨舍尔混合器(可从NIPPON COLE&ENGINEERING CO.,LTD.得到)将其混合在一起。借助双辊磨机将所得的混合物在150℃捏合30分钟。将所得的经捏合的产物通过滚动进行冷却且然后通过粉碎机进行粉碎,从而获得[母料1]。
<蜡分散剂的合成>
向装备有温度计和搅拌器的压热反应槽中加入480份的二甲苯和100份的低分子量聚乙烯(SANWAX 151P,可从Sanyo Chemical Industries,Ltd.得到,熔点:108℃,和重均分子量:1,000)。使所得物完全溶解且用氮气进行吹洗。在170℃以3小时向所得物滴加包含805份的苯乙烯、50份的丙烯腈、45份的丙烯酸丁酯、36份的二叔丁基过氧化物和100份的二甲苯的混合溶液以使其聚合。将所得物在该温度下保持30分钟,和使其去溶剂化,从而获得[蜡分散剂]。
发现蜡分散剂中的丙烯酸类树脂具有16,000的重均分子量。
发现蜡分散剂具有18,000的重均分子量、3,300的数均分子量和65℃的Tg。
<蜡分散液的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的器皿中加入300份的充当脱模剂的石蜡(HNP-9,可从Nippon Seiro Co.,Ltd.得到,烃蜡,和熔点:75℃)、150份的[蜡分散剂]和1,800份的乙酸乙酯。在搅拌情况下将所得物加热至80℃、在80℃保持5小时、和以1小时冷却至30℃。借助珠磨机(ULTRA VISCOMILL,可从AIMEX CO.,Ltd.得到)在如下条件下将所得物分散,从而获得[蜡分散液1]:1kg/小时的液体供给速率、6m/s的圆盘圆周速度、具有0.5mm直径的氧化锆珠填充至80体积%、和3遍(次通过)。
<结晶性聚酯树脂分散液的制备>
向已经设置有搅拌棒和温度计的器皿中加入308份的结晶性聚酯树脂C-1和1,900份的乙酸乙酯。在搅拌情况下将所得物加热至80℃、在80℃保持5小时、和以1小时冷却至30℃。借助珠磨机(ULTRA VISCOMILL,可从AIMEX CO.,Ltd.得到)在以下条件下使所得物分散,从而获得[结晶性聚酯树脂分散液1]:1kg/小时的液体供给速率、6m/s的圆盘圆周速度、具有0.5mm直径的氧化锆珠填充至80体积%、和3遍。
<油相的制备>
向器皿中加入190份的[蜡分散液1]、32份的[预聚物B-1]、290份的[结晶性聚酯树脂分散液1]、65份的[第一聚酯树脂A-1]、100份的[母料1]和0.2份的[酮亚胺化合物1]。借助TK均匀混合器(可从PRIMIX Corporation得到)将所得的混合物在7,000rpm下混合60分钟,从而获得[油相1]。
<有机粒子乳液(粒子分散液)的合成>
向已经设置有搅拌棒和温度计的反应器皿中加入683份的水、11份的甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,可从Sanyo Chemical Industries,Ltd.得到)、138份的苯乙烯、138份的甲基丙烯酸和1份的过硫酸铵。将所得物在400rpm下搅拌15分钟而获得白色乳液。加热所得的乳液直至体系温度将变为75℃,且然后使其反应5小时。向所得物添加30份的1%的过硫酸铵水溶液且然后在75℃老化5小时,从而获得[粒子分散液1;即乙烯基树脂(苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物)的水性分散液。
发现[粒子分散液1]具有0.14μm的借助LA-920(可从HORIBA,Ltd.得到)测量的体均粒径。将[粒子分散液1]干燥并从其中分离出树脂组分。
<水相的制备>
混合和搅拌水(990份)、83份的[粒子分散液1]、37份的48.5%的十二烷基二苯基醚二磺酸钠的水溶液(ELEMINOL MON-7,可从Sanyo Chemical Industries Ltd.得到)和90份的乙酸乙酯而获得乳状白色液体,其用作[水相1]。
<乳化和去溶剂化>
向容纳[油相1]的器皿中添加[水相1](1,200份)。借助TK均匀混合器将所得的混合物在8,000rpm下混合20分钟,从而获得[乳化淤浆1]。
向已经设置有搅拌棒和温度计的器皿中加入[乳化淤浆1],在30℃去溶剂化8小时,且然后在45℃老化4小时,从而获得[分散淤浆1]。
<洗涤和干燥>
将100份的[分散淤浆1]在减压下过滤,且然后对所得物进行以下描述的一系列程序(1)-(4)两次,从而获得[滤饼1]:
(1):向所得的滤饼中添加100份的离子交换水、通过TK均匀混合器(以12,000rpm,10分钟)进行混合、且然后进行过滤;
(2):向(1)中获得的滤饼添加100份10%的氢氧化钠水溶液、通过TK均匀混合器(以12,000rpm,30分钟)进行混合、且然后在减压下进行过滤;
(3):向(2)中获得的滤饼添加100份10%的氢氯酸、通过TK均匀混合器(以12,000rpm,10分钟)进行混合、且然后进行过滤;和
(4):向(3)中获得的滤饼添加300份的离子交换水、通过TK均匀混合器(以12,000rpm,10分钟)进行混合、且然后进行过滤。
通过空气循环干燥器将[滤饼1]在45℃干燥48小时,且然后使其穿过具有75-μm的筛目进行筛分,从而制备[调色剂1]。
所得调色剂的组分比和物理性质呈现于表1-1中。
(实施例2)
除了将油相制备成具有表1-1中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂2]。
(实施例3)
除了将油相制备成具有表1-1中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂3]。
(实施例4)
除了将油相制备成具有表1-1中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂4]。
(实施例5)
除了将油相制备成具有表1-1中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂5]。
(实施例6)
除了将油相制备成具有表1-2中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂6]。
(实施例6)
除了将油相制备成具有表1-2中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂6]。
(实施例7)
除了将油相制备成具有表1-2中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂7]。
(实施例8)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂8]。
(实施例9)
除了将油相制备成具有表1-2中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂9]。
(实施例10)
除了将油相制备成具有表1-2中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂10]。
(实施例11)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂11]。
(对比例1)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂12]。
(对比例2)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂13]。
(对比例3)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂14]。
(对比例4)
除了将油相制备成具有表1-3中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂15]。
(对比例5)
除了将油相制备成具有表1-4中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂16]。
(对比例6)
除了将油相制备成具有表1-4中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂17]。
(对比例7)
除了将油相制备成具有表1-4中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂18]。
(对比例8)
除了将油相制备成具有表1-4中所呈现的材料组成和组分比之外,以和实施例1中相同的方式获得[调色剂19]。
<评价>
显影剂由所得的调色剂通过以下方法而制造,且对其进行以下评价。结果呈现于表1-1至1-4中。
<<显影剂>>
-载体的制造-
向100份的甲苯中加入100份有机硅树脂(有机纯的(未改性的,straight)有机硅)、5份的γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷和10份的炭黑,且然后借助均匀混合器分散20分钟,从而制备树脂层涂布液。借助流化床涂布装置将该树脂层涂布液涂布到具有50μm平均粒径的球形磁性粒子(1,000份)的表面上,从而制备载体。
-显影剂的制造-
借助球磨机将各调色剂(5份)和载体(95份)混合,从而制造对应于实施例的调色剂1-11和对比例的调色剂12-19的显影剂1-19。
<<低温定影性和耐热偏移性>>
使用通过对采用TEFLON(注册商标)辊作为定影辊的复印机IMAGIO MF2200(可从Ricoh Company,Ltd.得到)的定影部分进行改造而获得的改造设备对Type 6200纸(可从Ricoh Company,Ltd.得到)的纸张进行复印试验。
具体地,在不同温度的情况下进行定影以确定冷偏移温度(定影下限温度)和热偏移温度(定影上限温度)。
在以下条件下进行定影下限温度的确定:供纸线速度:120mm/sec-150mm/sec;表面压力:1.2kgf/cm2;和挤压宽度:3mm。
在以下条件下进行定影上限温度的确定:供纸线速度:50mm/sec;表面压力:2.0kgf/cm2;和挤压宽度:4.5mm。
<<光泽度>>
使用通过对采用TEFLON(注册商标)辊作为定影辊的复印机MF2200(可从RicohCompany,Ltd.得到)的定影部分进行改造而获得的改造设备对Type6200纸(可从RicohCompany,Ltd.得到)的纸张进行复印试验。具体地,定影温度设置为比在低温定影性的评价中确定的定影下限温度高20℃的温度,且供纸线速度设置为120mm/sec-150mm/sec,表面压力设置为1.2kgf/cm2,和挤压宽度设置为3mm。通过光泽计VG-7000(可从NIPPON DENSHOKUINDUSTRIES Co.,Ltd.得到)测量在复印试验中获得的图像的60-度光泽度,且根据以下评价标准进行评价。
[评价标准]
A:30%或更大
B:25%或更大但是小于30%
C:20%或更大但是小于25%
D:小于20%
<<耐热存储稳定性>>
将各调色剂在50℃存储8小时,和然后使其通过42-筛目的筛网筛分2分钟。测量调色剂在残留在金属筛网上的残余率。调色剂的耐热存储稳定性越好,残余率越低。
注意,根据以下评价标准对耐热存储稳定性进行评价。
[评价标准]
A:残余率低于10%。
B:残余率为10%或更高但是低于20%。
C:残余率为20%或更高但是低于30%。
D:残余率为30%或更高。
<<耐高温高湿存储稳定性>>
将各调色剂(5g)在40℃和70%的环境下存储2周,和然后通过106μm-筛目的筛网筛分5分钟。称量残留在金属筛网上的调色剂的量,且根据以下评价标准进行评价。
[评价标准]
A:残留在金属筛网上的调色剂的量为0mg。
B:残留在金属筛网上的调色剂的量大于0mg但是小于2mg。
C:残留在金属筛网上的调色剂的量为2mg或更大但是小于50mg。
D:残留在金属筛网上的调色剂的量为50mg或更大。
<<转印之后的空白>>
在IMAGIO MP C2802(可从Ricoh Company,Ltd.得到)中各自装入显影剂1-19,且在10,000张纸上连续打印具有5%图像面积比的A4-尺寸的图像。在该试验完成之后,在三张A4-尺寸的纸上打印完全实心图像(调色剂沉积量:0.4mg/cm2),和视觉测量图像中的空白数量。
根据以下标准对三张纸张上的图像中的空白总数进行评级。
A:在三张纸张上没有视觉识别的空白。
B:在光学显微镜下在第三张纸张上的图像中观察到空白,但是这些空白在实际使用中没有处于成问题的水平。
C:在三张纸张上的图像中视觉识别总共1-10个空白,且这些空白在实际使用中处于成问题的水平。
D:在三张纸张上的图像中视觉识别总共大于10个空白,且这些空白在实际使用中处于显著成问题的水平。
<<图像的抗粘连性>>
使用通过对采用TEFLON(注册商标)辊作为定影辊的复印机MF2200(可从RicohCompany,Ltd.得到)的定影部分进行改造而获得的改造设备对Type6200纸(可从RicohCompany,Ltd.得到)的纸张进行复印试验。具体地,定影温度设置为比在评价低温定影性中确定的定影下限温度高20℃的温度,和供纸线速度设置为120mm/sec-150mm/sec,表面压力设置为1.2kgf/cm2,和挤压宽度设置为3mm。将所得的定影图像在一张空白纸上叠加,且然后通过金属板将其夹在中间(夹持)。向所得层状体施加负荷使得被施加10kPa的压力,且然后在50℃存储24小时。然后,将图像从这张空白纸剥落,从而评价抗粘连性。
注意,根据以下标准评价抗粘连性。
[评价标准]
A:图像根本无法剥离,且在剥落时不产生任何声音。
B:图像无法剥离,但是在剥落时产生声音。
C:图像粘着于空白纸纸张,且在剥落时一部分图像缺失。
D:图像粘着于空白纸纸张,且在剥落时大部分图像缺失。
表1-1
表1-2
表1-3
表1-4
在表1-1至1-4中,“组分比(质量%)”表示相对于第一聚酯树脂、第二聚酯树脂B、结晶性聚酯树脂C、脱模剂和着色剂的总量的组分比(质量%)。
“BisA-EO”表示双酚A环氧乙烷2摩尔加合物。
“BisA-PO”表示双酚A环氧丙烷3摩尔加合物。
“TMP”表示三羟甲基丙烷,且“TMA”表示偏苯三酸。
本发明的各方面例如于下。
<1>调色剂用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括:
源自醇组分的链段;和
源自羧酸组分的链段,
其中所述醇组分包括三元以上的脂族醇,且
其中所述聚酯树脂满足以下表达式(1)-(3):
4,000≤重均分子量(Mw)≤25,000…表达式(2);和
0.5≤(三元以上的脂族醇的量)≤6.5…表达式(3),
其中,在表达式(1)和(3)中,所述三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
<2>根据<1>的调色剂用聚酯树脂,
其中所述聚酯树脂满足以下表达式(1-1):
其中,在表达式(1-1)中,所述三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
<3>根据<1>或<2>的调色剂用聚酯树脂,
其中所述三元以上的脂族醇为三元的或四元的脂族醇。
<4>根据<1>至<3>的任一项的调色剂用聚酯树脂,
其中所述聚酯树脂满足以下表达式(3-1):
2.0≤(三元以上的脂族醇的量)≤4.0…表达式(3-1)
其中,在表达式(3-1)中,所述三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
<5>根据<1>至<4>的任一项的调色剂用聚酯树脂,
其中所述聚酯树脂满足以下表达式(2-1):
8,000≤重均分子量(Mw)≤20,000…表达式(2-1)。
<6>调色剂,包括:
根据<1>至<5>的任一项的调色剂用聚酯树脂。
<7>根据<6>的调色剂,
其中所述调色剂具有20℃或更高但是50℃或更低的玻璃化转变温度[Tg1st(调色剂)],所述玻璃化转变温度[Tg1st(调色剂)]是在差示扫描量热法(DSC)中的第一次加热时的玻璃化转变温度。
<8>根据<6>或<7>的调色剂,
其中所述调色剂具有5℃或更高但是35℃或更低的玻璃化转变温度[Tg2nd(调色剂)],所述玻璃化转变温度[Tg2nd(调色剂)]是在差示扫描量热法(DSC)中的第二次加热时的玻璃化转变温度。
<9>根据<6>至<8>的任一项的调色剂,
其中所述调色剂包括不溶于四氢呋喃(THF)的物质,
其中所述不溶于THF的物质包括包括第二聚酯树脂,
其中构成所述第二聚酯树脂的组分包括二醇组分和交联组分,
其中所述二醇组分包括50摩尔%或更多的具有3至10个碳原子的脂族二醇,且
其中所述交联组分包括所述三元以上的脂族醇。
<10>根据<9>的调色剂,
其中所述第二聚酯树脂包括氨基甲酸乙酯键和脲键的至少一种。
<11>显影剂,包括:
根据<6>至<10>的任一项的调色剂;和
载体。
<12>图像形成装置,包括:
静电潜像承载体;
静电潜像形成手段,其配置成在所述静电潜像承载体上形成静电潜像;和
显影手段,其包括调色剂且配置成使形成于所述静电潜像承载体上的所述静电潜像显影以形成可视图像,
其中所述调色剂为根据<6>至<10>的任一项的调色剂。
参考数字的描述
10 静电潜像承载体
21 曝光装置
25 定影装置
61 显影装置
160 充电装置
Claims (8)
1.调色剂用聚酯树脂,所述聚酯树脂包括:
源自醇组分的链段;和
源自羧酸组分的链段,
其中所述醇组分包括三元以上的脂族醇,并且所述三元以上的脂族醇为三元脂族醇,且
其中所述聚酯树脂满足以下表达式(1-1)、(2-1)和(3-1):
8,000≤重均分子量(Mw)≤20,000…表达式(2-1);和
2.0≤(三元以上的脂族醇的量)≤4.0…表达式(3-1),
其中,在表达式(1-1)和(3-1)中,所述三元以上的脂族醇的量表示所述三元以上的脂族醇相对于所述醇组分的摩尔百分比。
2.调色剂,包括:
根据权利要求1的调色剂用聚酯树脂。
3.根据权利要求2的调色剂,
其中所述调色剂具有20℃或更高但是50℃或更低的玻璃化转变温度[Tg1st(调色剂)],所述玻璃化转变温度[Tg1st(调色剂)]是在差示扫描量热法(DSC)中的第一次加热时的玻璃化转变温度。
4.根据权利要求2或3的调色剂,
其中所述调色剂具有5℃或更高但是35℃或更低的玻璃化转变温度[Tg2nd(调色剂)],所述玻璃化转变温度[Tg2nd(调色剂)]是在差示扫描量热法(DSC)中的第二次加热时的玻璃化转变温度。
5.根据权利要求2或3的任一项的调色剂,
其中所述调色剂包括不溶于四氢呋喃(THF)的物质,
其中所述不溶于THF的物质包括第二聚酯树脂,
其中构成所述第二聚酯树脂的组分包括二醇组分和交联组分,
其中所述二醇组分包括50摩尔%或更多的具有3至10个碳原子的脂族二醇,且
其中所述交联组分包括所述三元以上的脂族醇。
6.根据权利要求5的调色剂,
其中所述第二聚酯树脂包括氨基甲酸乙酯键和脲键的至少一种。
7.显影剂,包括:
根据权利要求2-6的任一项的调色剂;和
载体。
8.图像形成装置,包括:
静电潜像承载体;
静电潜像形成手段,其配置成在所述静电潜像承载体上形成静电潜像;和
显影手段,其包括调色剂且配置成使形成于所述静电潜像承载体上的所述静电潜像显影以形成可视图像,
其中所述调色剂为根据权利要求2-6的任一项的调色剂。
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