下面,将对本发明进行详细说明。
静电图像显影调色剂的分散液
通过制备由可缩聚单体在水性介质中的直接缩聚而得到的缩聚树脂 颗粒可以获得本发明的用于静电图像显影调色剂的树脂颗粒分散液(下 文简称为本发明的树脂颗粒分散液)。此外,通过制备由可缩合化合物在 水性介质中的直接缩合而得到的缩合化合物颗粒可以获得本发明的用于 静电图像显影调色剂的缩合化合物颗粒分散液(下文简称为本发明的缩 合化合物颗粒分散液)。在所述分散液中,以约为0.05微米~2.0微米的 中值粒径将缩聚树脂颗粒及缩合化合物颗粒乳化并分散在水性介质中。
由于缩聚树脂/缩合化合物颗粒以这样的方式在水性介质中直接缩 聚,以使缩聚树脂/缩合化合物颗粒具有约为0.05微米~2.0微米的中值 粒径,因此可以以低能耗制造本发明的这些分散液中的缩聚树脂/缩合化 合物颗粒。另外,其中各个缩聚树脂/缩合化合物颗粒在水性介质中彼此 分离的这些分散液,对于直到用于生产调色剂的利用凝结剂启动缩聚凝 结操作的延长时期是稳定的。仅当聚集操作之后以高度控制的方式形成 了聚集颗粒。因此,本发明的分散液的使用导致了对调色剂的粒径分布 及调色剂颗粒的组成和结构的均匀性更有利的控制,从而提供了具有满 意的调色剂特性的调色剂。
缩聚树脂/缩合化合物颗粒的中值粒径(平均直径)约为0.05微米~ 2.0微米,优选为0.1微米~1.5微米,更优选为0.1微米~1.0微米。如 上所述,具有上述中值粒径范围的缩聚树脂/缩合化合物颗粒在稳定状态 下分散在水性介质中。包含粒径过度小于中值粒径的颗粒的分散液会在 调色剂的制造过程中造成诸如制造颗粒时凝结效率的劣化、游离树脂颗 粒的产生
频率增加、体系粘度的增大等问题,使得很难控制调色剂的粒 径。另一方面,包含粒径过度大于中值粒径的颗粒的分散液会由于因粗 颗粒的易于生成而导致的粒径分布的扩大以及游离缩合化合物颗粒及诸 如蜡等释放剂颗粒的产生频率的增加,从而导致诸如在定影步骤中出现 剥离或释放污损温度降低等问题。
缩聚树脂/缩合化合物颗粒的中值粒径可以例如通过使用激光衍射粒 径分析仪(商品名:LA-920,Horiba Ltd.生产)来测定。
另外,在本发明的分散液中,缩聚树脂/缩合化合物颗粒中超细和超 粗颗粒的含量优选较小。即,相对于缩聚树脂/缩合化合物颗粒的总重量, 分散液中中值粒径约为0.03微米或更小或约为5.0微米或更大的缩聚树 脂/缩合化合物颗粒的重量比优选为约10%或更小,更优选为约5%或更 小。该比值可以通过将积分频率相对于由激光衍射粒径分布分析仪所测 定的粒径来绘图,并测定0.03微米或更小或5.0微米或更大的颗粒的积 分频率来计算。
下文将对本发明的分散液的制造方法进行描述。为制造本发明的分 散液,首先,将可缩聚单体或可缩合化合物,所需颗粒的原料,例如通 过机械剪切力或
超声波乳化并分散在水性介质中。同时如果需要可以将 诸如催化剂(缩合催化剂/缩聚催化剂)和表面活性剂等添加剂加入至水 性介质中。然后例如通过加热由此得到的溶液来进行可缩聚单体的缩聚 反应或可缩合化合物的脱水缩合反应。
可缩聚单体的缩聚反应及可缩合化合物的脱水缩合反应均是伴随着 脱水的反应因而原则上不在水性介质中进行。然而,例如,如果可缩聚 单体或可缩合化合物在水性介质中与可在水性介质中形成胶束的表面活 性剂一起乳化,由于单体进入胶束的微观疏水环境中,因此可以发生脱 水反应。通过将所生成的水排出胶束并进入水性介质中可以进行缩聚反 应或缩合反应。在此方式中,可以以低能耗得到乳化并分散在水性介质 中的缩聚树脂或缩合化合物颗粒的分散液。
用于将由此得到的缩聚树脂/缩合化合物颗粒的中值粒径控制在上述 范围内并减小具有大于或小于中值粒径的缩聚树脂/缩合化合物颗粒的比 率的方法的优选例包括下列方法。
1)不直接将缩聚树脂/缩合化合物颗粒加入至水性介质中,而是首先 与其他一种或多种添加剂(其例子包括催化剂及表面活性剂)混合并熔 融。然后将所得油性溶液加入至水性介质中,通过第一次搅拌(如使用 均质器)及第二次搅拌(如使用
超声波)使混合物乳化并分散。
2)将可聚合单体/可缩合化合物与其他一种或多种添加剂(其例子包 括催化剂及表面活性剂)混合并熔融;搅拌由此得到的溶液并在加热至 例如约100℃的水性介质中进行粗乳化(如使用均质器)然后进行更精细 的乳化(如使用Yoshida Kikai Co.,Ltd制造的nanomizer)。
3)将可聚合单体/可缩合化合物与其他一种或多种添加剂(其例子包 括催化剂及表面活性剂)混合并熔融;在加入少量的溶剂(如乙酸乙酯 等)之后,将混合物在水性介质中搅拌并粗乳化(如使用均质器)然后 进行更精细的乳化(如使用Yoshida Kikai Co.,Ltd提供的nanomizer);然 后,在搅拌混合物并加热至约60℃的同时除去溶剂。
4)将可聚合单体/可缩合化合物与其他一种或多种添加剂(其例子包 括催化剂及表面活性剂)混合并熔融;将由此得到的油性溶液与逐渐加 入的加热至例如约100℃的水性介质一起搅拌并乳化(如使用均质器); 另外,通过加入水性介质使混合物进行相转化乳化,如果需要还可以选 择性地加入表面活性剂。
另外,其范围包括缩聚催化剂/缩合催化剂的催化剂通常用于低温下 的可缩聚单体/可缩合化合物的缩聚反应/缩合反应。在低温具有活性的催 化剂的优选例包括具有表面活性的酸、含稀土金属的催化剂和水解酶。 通过使用这些催化剂,使得缩聚反应/缩合反应可以在水性介质中在诸如 约100℃或更低的常规温度下进行。为了加快缩聚/缩合反应的
进程或为 了使用更宽范围的单体,缩聚/缩合可以在加热至约100℃或更高温度的 水性介质中进行。
具有表面活化剂性质的酸是同时具有乳化功能及催化功能的酸,所 述酸具有由疏水基团及至少部分具有
质子酸结构的亲水基团所构成的化 学结构。具有表面活性剂性质的酸的优选例包括诸如十二烷基苯磺酸、 异丙基苯磺酸、
煤油烷基苯磺酸或樟脑磺酸等烷基苯磺酸;烷基
硫酸; 烷基二磺酸;烷基
苯酚磺酸;烷基
萘磺酸;烷基萘满磺酸;烷基烯丙基 磺酸;石油磺酸;烷基苯并咪唑磺酸;高级醇醚磺酸;烷基二苯基磺酸; 单丁基苯基苯酚磺酸;二丁基苯基苯酚磺酸;诸如十二烷基硫酸酯等高 级
脂肪酸硫酸酯;高级醇硫酸酯;高级醇醚硫酸酯;高级脂肪酰胺烷基 化硫酸酯;高级脂肪酰胺烷基化硫酸酯;萘次甲基醇硫酸;硫
酸化脂肪 酸;磺基
琥珀酸酯;各种脂肪酸;磺化高级脂肪酸;高级烷基
磷酸酯; 树脂酸;树脂酸醇硫酸;环烷酸;及其盐等。这些具有表面活性剂性质 的酸可以根据需要组合使用。
含稀土金属的催化剂中所包含的元素的例子包括镧系元素如镧 (La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、 钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、 镥(Lu)等。含稀土金属的催化剂的特别优选例包括烷基苯磺酸盐、烷 基硫酸酯盐和具有三氟甲磺酸盐结构的化合物。该金属三氟甲磺酸盐优 选为由结构式X(OSO2CF3)3所表示的化合物,其中X是钪(Sc)、钇(Y)、 镱(Yb)或钐(Sm)等。
镧系三氟甲磺酸盐还有利地作为含稀土金属的催化剂。在 J.Soc.Syn.Org.Chem.第53卷(5),第44~54页中对镧系三氟甲磺酸盐进 行了详细描述。
只要能够催化酯合成反应,则对水解酶不作特别限定。水解酶的例 子包括分类于EC(酶代码)3.1组中的酯酶,诸如羧基酯酶、脂肪酶、 磷酯酶、乙酰酯酶、果胶酯酶、胆固醇酯酶、丹宁酶、单酰基甘油脂肪 酶、内酯酶或脂蛋白脂肪酶(参看“Enzyme Handbook”Maruo和Tamiya 编著,Asakura Publishing Company Ltd.(1982)或其他文献);与糖基化合物 反应的分类于EC3.2组中的水解酶,诸如葡糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄 糖苷酸酶或木糖苷酶;分类于EC3.3组中的水解酶,诸如环
氧化物水化 酶;与肽键反应的分类于EC3.4组中的水解酶,诸如
氨肽酶、胰凝乳蛋 白酶、胰朊酶、血
纤维蛋白溶酶或旋光枯草杆菌蛋白酶;分类于EC3.7 组中的水解酶,诸如根皮素水化酶,等等。
在这些酯酶中,能够水解甘油酯并释放出脂肪酸的酶特称为脂肪酶。 脂肪酶具有包括在
有机溶剂中的高
稳定性、以高产率催化酯合成反应的 高活性和低成本的可得性等许多优点。因而,从产率和成本的
角度考虑, 对于有利地作为下述根据本发明的缩聚树脂/缩合化合物颗粒的材料的聚 酯的生产,优选使用脂肪酶。
可以使用各种来源的脂肪酶。其优选例包括得自诸如假单胞菌、产
碱菌、无色菌、假丝
酵母、曲霉菌、根霉属菌或毛霉菌等
微生物的脂肪 酶;由得自各种
植物种子的脂肪酶;得自动物组织的脂肪酶;胰液素、 胰酯酶等。其中,优选使用得自假单胞菌、假丝酵母或霉菌等微生物的 脂肪酶。
这些催化剂可以单独使用也可以两种或两种以上组合使用。
脱水缩合过程中所使用的可缩合化合物的优选例包括
羧酸及醇。通 过羧酸与醇间的脱水缩合得到的可缩合化合物的典型例子是酯蜡(酯化 合物)。
羧酸的优选例包括单羧酸及多元羧酸。单羧酸的例子包括肉豆蔻酸、 棕榈酸、
硬脂酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸、蜡酸、
褐煤酸、蜂花酸等。
多元羧酸是在其分子中含有两个或两个以上羧基的化合物。其中, 二元羧酸是在其分子中含有两个羧基的化合物,其例子包括
草酸、丁二 酸、
马来酸、
己二酸、β-甲基己二酸、
壬二酸、癸二酸、壬烷二羧酸、癸 烷二羧酸、十一烷二羧酸、十二烷基二羧酸、富马酸、柠康酸、二甘醇 酸、环己烷-3,5-二烯-1,2-羧酸、马来酸、
柠檬酸、六氢化对苯二
甲酸、丙 二酸、庚二酸、
酒石酸、半乳糖二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯 二甲酸、四氯邻苯二甲酸、氯代邻苯二甲酸、硝基邻苯二甲酸、对羧基 苯乙酸、对苯二乙酸、间苯二甘醇酸、对苯二甘醇酸、邻苯二甘醇酸、 二苯基乙酸、二亚苯基-对,对二羧酸、萘-1,4-二羧酸、萘-1,5-二羧酸、萘 2,6-二羧酸、蒽二羧酸等。另外,除了二元酸之外的多元羧酸的例子包括 苯偏三酸、苯均四酸、萘三羧酸、萘四羧酸、芘三羧酸、芘四羧酸等。
另一方面,醇包括一元醇及二元醇或多元醇。一元醇的例子包括肉 豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇、山嵛醇、二十四醇、二十六醇、二 十八醇、三十醇等。
另外,二元醇的例子包括乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、 1,5-戊二醇、1,6-己二醇、环己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,14- 十四烷二醇、1,16-十六烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,20-二十烷二醇、1,30- 三十烷二醇、二乙二醇、二丙二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、新戊二醇、 1,4-环己二甲醇、螺二醇(spiroglycol)、1,4-苯二醇、双酚A、氢化双酚 A等。三元醇的例子包括1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、2-甲基-1,2,4-丁三 醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟乙基乙烷、三羟甲基丙 烷、1,3,5-三羟甲基苯等。四元醇的例子包括1,2,3,6-己四醇、季戊四醇等。 五元醇的例子包括
葡萄糖等,六元醇的例子包括二季戊四醇等。
此外,除了上述二元醇(多元醇)之外的多元醇的例子包括六羟甲 基三聚氰胺、六羟乙基三聚氰胺、四羟甲基苯代三聚氰胺和四羟乙基苯 代三聚氰胺等。
脱水缩合反应中所使用的可缩合化合物的优选例包括胺。胺与上述 的一元羧酸中的一种发生脱水反应可以生成作为缩合化合物的结晶型酰 胺。
胺的例子包括下述的各种一元胺及二元胺。二元胺的例子包括乙二 胺、二乙二胺、三乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,4-丁 烯二胺、2,2-二甲基-1,3-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,4-环己二胺 和1,4-环己二甲胺等。
所得到的缩合化合物优选为晶体;其熔点优选约为50℃~120℃,更 优选约为50℃~100℃,进一步优选约为60℃~90℃。如果缩合化合物 具有过高的熔点,则对于调色剂在低温下的定影性能、从定影辊上的分 离效率、耐热污损性等方面将会劣化。此外,如果缩合化合物具有过低 的熔点,则会发生使粘联效率劣化的
粘合剂树脂的塑化,并使从定影辊 上的分离效率及耐热污损性进一步劣化。
缩聚中所使用的可缩聚单体的例子包括多元羧酸、多元醇及多元胺。 可缩聚单体的特别优选例包括那些含有多元羧酸及多元醇以提供聚酯的 物质。
作为可缩聚单体的多元羧酸的例子包括那些已例举的在脱水缩合中 所使用的多元羧酸。
用作可缩聚单体的多元羧酸的优选例包括壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷 二羧酸、1,10-十亚甲基二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、 对苯二甲酸、苯偏三酸和苯均四酸等。这些多元羧酸难溶于水或不溶于 水,因此酯合成反应是在由多元羧酸分散在水中所形成的悬浮液中进行。
在用作可缩聚单体的多元醇中,二元醇的优选例包括乙二醇、丙二 醇、丁二醇、二乙二醇、己二醇、环己二醇、辛二醇、癸二醇和十二烷 烷二醇等。除了二元醇以外用作可缩聚单体的多元醇的优选例包括丙三 醇、季戊四醇、六羟甲基三聚氰胺、六羟乙基三聚氰胺、四羟甲基苯代 三聚氰胺和四羟乙基苯代三聚氰胺等。
用作可缩聚单体的多元醇的特别优选例包括诸如1,8-辛二醇、1,10- 癸二醇和1,12-十二烷二醇等二元醇。这些多元醇难溶于水或不溶于水, 因而酯合成反应是在由多元醇分散在水中所形成的悬浮液中进行。
通过组合这些可缩聚单体可以很容易制造无定形树脂和结晶型树 脂。
在制备结晶型聚酯或聚酰胺时所使用的多元羧酸的例子包括草酸、
丙二酸、琥珀酸、
戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、 马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、正十二烷基琥珀酸、异 十二烷基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、 及其酸酐或酸性氯化物。
在制备结晶型聚酯树脂时所使用的多元醇的例子包括乙二醇、二乙 二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-丁烯二醇、 新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、二 丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、双酚A、双酚Z和氢 化的双酚A等。
在制备聚酰胺时所使用的多胺的例子包括乙二胺、二乙二胺、三乙 二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,4-丁烯二胺、2,2-二甲基-1,3- 丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,4-环己二胺和1,4-环己二甲胺等。
由可缩聚单体缩聚得到的缩聚树脂优选为晶体。结晶型缩聚树脂的 使用可以使调色剂的低温定影更加容易。
该结晶型聚酯树脂的例子包括由1,9-壬二醇与1,10-十亚甲基二羧酸 反应或由环己二醇与己二酸反应所得到的聚酯;由1,6-己二醇与癸二酸反 应所得到的聚酯;由乙二醇与琥珀酸反应所得到的聚酯;由乙二醇与癸 二酸反应所得到的聚酯;及由1,4-丁二醇与琥珀酸酯反应所得到的聚酯。 其中,更优选由1,9-壬二醇与1,10-十亚甲基二羧酸反应所得到的聚酯和 由1,6-己二醇与癸二酸反应所得到的聚酯。
结晶型缩聚树脂的熔点Tm的范围约为50℃~120℃,优选约为55 ℃~90℃。由于粘合剂树脂本身在高温范围内的粘合力下降,因此Tm低 于50℃的树脂会导致定影过程中释放效率的劣化。Tm高于120℃的树脂 会导致熔融不充分,这会导致最低定影温度的升高。
在本发明中,根据已知方法可由输入-补偿示差扫描热量计(DSC) 在以每分钟10℃的程序升温速率从室温升至150℃的过程中所测定的峰 值熔融温度来确定结晶型树脂的熔点。结晶型树脂通常具有多个熔融峰, 然而,在本发明中,将DCS测量中的最大峰视为熔点。此外,无定形树 脂的
玻璃态转化温度是通过如ASTM D3418-82中所详解的示差扫描热量 计(DSC)所测定的值。
另一方面,无定形缩聚树脂颗粒的玻璃态转化温度Tg优选约为50 ℃~80℃,更优选约为50℃~65℃。由于粘合剂树脂本身在高温范围内 粘合力的劣化,因此Tg低于约50℃的树脂会在定影过程中导致频繁的热 污损。Tg高于约80℃的树脂会因熔融不充分而导致最低定影温度的升高。
通过可缩聚单体的缩聚制得的缩聚树脂的重均分子量的范围约为 1500~60000,优选约为3000~40000。由于粘合剂与树脂间的粘合力的 下降,重均分子量低于1500的树脂会导致热污损性质的劣化。重均分子 量高于60000的树脂具有良好的热污损性质但会导致最低定影温度的升 高。缩聚树脂可以包括部分分支结构和交联结构等,这取决于所用单体 的羧酸和醇的元数。
通过可缩聚单体的缩聚反应制得的缩聚树脂的中值粒径优选约为10 微米或更小,更优选约为7微米或更小;最优选约为1微米或更小。当 用作调色剂时,由于包括分辨率的图像质量性质的劣化,因此粒径大于 约10微米的树脂是不利的。另外,由于制备期间分子量和速度的增加不 足,并且考虑到定影后图像的质量及强度,粒径大于约10微米的树脂是 不利的。
为了在水性介质中制造具有所定粒径的缩聚树脂颗粒,常用的水性 介质中的多相聚合体系,诸如悬浮聚合法、增溶分散法、微乳液法、微 乳法、巨乳法(macroemusion method)、多级膨胀法或包括种子聚合的乳 液聚合法可以用作聚合方法。此外,在此情况下,由于其制造方式可以 获得直径为1微米或更小的颗粒,因此可以提供直径为1微米或更小的 亚微米尺寸颗粒的诸如微乳液法或微乳法等聚合方法是更优选的,所述 粒径是最优选的,这是因为缩聚反应的结果,特别是最终分子量和聚合 速率,取决于如上所述的颗粒的最终粒径以及生产过程中的效率。
当可缩聚单体/可缩合化合物的缩聚反应/脱水缩合反应在水性介质 中进行时,通过使
用例如机械剪切力或超声波可以使上述各个材料乳化 并分散在水性介质中。根据需要在乳化及分散过程中,可以将表面活性 剂、
聚合物分散剂或无机分散剂等加入至水性介质中。
本发明中所使用的表面活性剂的例子包括诸如硫酸酯盐、磺酸盐或 磷酸酯等阴离子表面活性剂;诸如胺盐或季胺盐等阳离子表面活性剂; 诸如聚乙二醇、烷基苯酚环氧乙烷加成物或多元醇等非离子表面活性剂。 其中,优选阴离子及阳离子表面活性剂。非离子表面活性剂优选与阴离 子型及阳离子型表面活性剂组合使用。表面活性剂可以单独使用或两种 或两种以上组合使用。阴离子表面活性剂的例子包括十二烷基苯磺酸钠、 烷基萘磺酸钠、芳基烷基聚醚磺酸钠、3,3-二磺基-二苯脲-4,4-重氮基-二- 氨基-8-萘酚-6-磺酸钠、邻羧基苯-偶氮-二甲基苯胺、2,2,5,5-四甲基-三苯 基甲烷-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 硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月 桂酸钠、癸酸钠、辛酸钠、己酸钠、硬脂酸
钾和油酸
钙等。阳离子表面 活性剂的例子包括氯化烷基苯基二甲基铵、氯化烷基三甲铵和氯化二(十 八烷基)铵等。非离子表面活性剂的例子包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、 聚环氧丙烷与聚环氧乙烷的组合、得自聚乙二醇和高级脂肪酸的酯、烷 基苯酚聚环氧乙烷、得自高级脂肪酸和聚乙二醇的酯、得自高级脂肪酸 和聚环氧丙烷的酯和山梨聚糖酯等。另外,聚合物分散剂的例子包括聚 羧酸钠和聚乙烯醇等;无机分散剂的例子包括
碳酸钙等,但是本发明并 不局限于此。为防止水性介质中单体乳化液颗粒的奥斯特瓦尔德熟化现 象,可以加入由庚醇和辛醇所代表的高级醇、由十六烷所代表的高级脂 肪
烃等作为稳定添加剂。
当在水性介质中进行可缩聚单体的缩聚反应时,可以将诸如着色剂、 诸如蜡等定影助剂、带电添加剂等调色剂中通常所使用的成分预先加入 至水性介质中并随着缩聚过程掺入至缩聚树脂颗粒中。
静电图像显影调色剂的生产方法
本发明的静电图像显影调色剂的生产方法包括:通过凝结其中至少 含有本发明的缩聚树脂颗粒的树脂颗粒分散液或本发明的缩合化合物颗 粒及树脂颗粒的分散液中的颗粒来聚集颗粒(聚集过程);通过加热来凝 结已聚集的颗粒(凝结过程)。所述制造法归入通常称为乳液聚合聚集的 方法。
在聚集过程中,将根据本发明的缩聚树脂颗粒或根据本发明的缩合 化合物颗粒在水性介质中生产,因而所得产品可以直接用作分散液。在 必要的情况下,通过将所述颗粒分散液与着色剂颗粒分散液或释放剂颗 粒分散液混合,向其中添加凝结剂并使这些颗粒杂凝结,可以制得具有 适用于调色剂的直径的聚集颗粒。另外,通过在上述方式中形成第一聚 集颗粒,然后向其中加入根据本发明的树脂颗粒分散液或其它树脂颗粒 分散液,可以用壳层来
覆盖所述颗粒。虽然在这个例子中着色剂颗粒分 散液是单独制备的,但是如果将着色剂预先加入至缩聚树脂颗粒中,则 该着色剂分散液不是必需的。
在完成聚集之后,在高于树脂颗粒的玻璃态转化温度的温度下通过 加热来凝结已聚集的颗粒,按需要进行清洗,并在凝结中进行干燥(熔 融/凝结过程),以生产调色剂。
在完成凝结后,在任意的清洗过程、固-液分离过程及干燥过程中加 工所需的调色剂颗粒;考虑到所得调色剂的带电性质,优选用离子交换 水彻底洗涤该颗粒。对固-液分离过程不作特别限定,但从生产率的观点 出发,优选在吸引或加压下过虑。此外,对干燥过程不作特别限定,但 从生产率的观点出发,优选
冷冻干燥、闪喷干燥、
流化床干燥和振动流 化床干燥等。
下面,将对调色剂的各个成分(生产所使用的材料)进行描述。
除了表面活性剂以外,优选用无机盐或二价或二价以上的金属盐作 为凝结剂。特别是,考虑到聚集控制及调色剂带电的效率,优选使用金 属盐。另外,可以将表面活性剂用于诸如树脂的乳液聚合、颜料的分散、 树脂颗粒的分散、释放剂的分散、聚集和己聚集颗粒的稳定等。具体地, 将诸如硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯或肥皂等阴离子表面活性剂或诸如胺 盐或季铵盐等阳离子表面活性剂与诸如聚乙二醇、烷基苯酚环氧乙烷加 成物或多元醇等非离子表面活性剂组合使用是有效的,诸如旋转剪切均 质器、采用介质的
球磨机、砂磨机或戴诺磨(Dynomill dynomill)等任何 一种常用的分散手段均可用作分散手段。
具体地,当使用根据本发明的缩聚树脂颗粒分散液时,例如通过已 知的乳液聚合法制备的附加的聚合树脂颗粒分散液可以与缩聚树脂颗粒 分散液组合使用。
用于生产这些树脂颗粒分散液的附加的可聚合单体的例子包括乙烯 基单体的均聚物及共聚物,其例子包括诸如苯乙烯或对氯苯乙烯等苯乙 烯类物质;诸如乙烯萘、氯乙烯、溴乙烯、氟乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸 乙烯酯、
苯甲酸乙烯酯或丁酸乙烯酯等乙烯酯;诸如
丙烯酸甲酯、丙烯 酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正辛 酯、丙烯酸-2-氯代乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸-α-氯代乙酯、甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯等亚甲基脂肪族羧酸酯;丙烯 腈;甲基丙烯腈;丙烯酰胺;诸如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚或乙烯 基异丁基醚等乙烯基醚;诸如包括N-乙烯吡咯、N-乙烯咔唑、N-乙烯吲 哚、和N-乙烯吡咯啉的N-乙烯基化合物等具有含N极性基团的单体;诸 如甲基丙烯酸、丙烯酸、
肉桂酸或丙烯酸羧乙基酯等乙烯基羧酸,等等。 另外,还可以将各种蜡与之组合使用。
当使用附加的聚合单体时,树脂颗粒分散液可以在离子型表面活性 剂的存在下通过乳液聚合来制备;或替代性地,当使用另一种树脂时, 通过将树脂溶于油性溶剂(当树脂相对不溶于水而溶于油性溶剂时),并 通过使用诸如均质器等分散器将树脂与离子型表面活性剂或聚合物
电解 质以颗粒的形式分散在水性介质中,然后通过加热或减压除去溶剂来生 产树脂颗粒分散液。
具体地,为了达到低温定影的目的,优选使用结晶型树脂作为含有 根据本发明的缩合化合物颗粒及树脂颗粒的颗粒分散液中的树脂颗粒所 使用的树脂(粘合剂树脂)。
结晶型树脂优选为结晶型聚酯树脂,更优选为具有适宜熔点的脂肪 族结晶型聚酯树脂。下文中将以结晶型聚酯树脂作为例子进行描述。
结晶型脂肪族聚酯包括诸如通过开环聚合制造的聚己酸内酯等聚 酯;然而,许多聚酯是由酸(二羧酸)成分和醇(二醇)成分制备的。 在本发明中,术语“酸衍生成分”是在制备由其所制得的聚酯树脂之前 是酸的成分,术语“醇衍生成分”是在制备由其所制得的聚酯树脂之前 是醇的成分。
如果聚酯树脂是非结晶型的,即,无定形,则在保持适宜的低温定 影性质的同时,无法为调色剂提供适宜的调色剂耐粘连性及所存贮图像 的稳定性。因此,在本发明中,“结晶型聚酯树脂”为在示差扫描热量计 (DSC)中的热吸收中,具有显著的吸热峰,而不是阶梯式变化的树脂, 如果将附加成分共聚至结晶型聚酯的主链中,则附加成分含量为小于或 等于约50重量%的共聚物也称为结晶型聚酯。
酸衍生成分优选为脂肪族二羧酸,特别是直链羧酸。其优选例包括 但不限于草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、 壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、 1,12-十二烷二羧酸、1,13-十三烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,16-十六 烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸及其低级烷基酯或酸酐。
除了脂肪族二羧酸衍生成分之外的酸衍生成分的优选例包括具有双 键的二羧酸衍生成分和具有一个或多个磺酸基团的二羧酸衍生成分等。
具有双键的二羧酸衍生成分的例子包括衍生自具有双键的二羧酸的 成分和衍生自具有双键的二羧酸的低级烷基酯或酸酐的成分等。另外, 具有磺酸基团的二羧酸衍生成分的例子包括衍生自具有磺酸基团的二羧 酸的成分和衍生自具有磺酸基团的二羧酸的低级酯或酸酐的成分等。
由于利用双键能够使全体树脂交联,因此优选使用具有双键的二羧 酸来防止定影中的热污损。该二羧酸的例子包括但不限于富马酸、马来 酸、3-己烯二酸、3-辛烯二酸、其低级烷基酯和其酸酐等。其中,从成本 的角度考虑,优选富马酸和马来酸等。
具有磺酸基团的二羧酸可以有效分散诸如颜料等着色剂。如下所述, 当通过将颗粒在水中乳化或分散来制备调色剂颗粒时,磺酸基团的存在 能够促使乳化或分散而无需使用表面活性剂。具有磺酸基团的二羧酸的 例子包括但不限于2-磺基对苯酸钠、5-磺基邻苯二甲酸钠、磺基琥珀酸 钠、其低级烷基酯和其酸酐等。其中,考虑到成本,优选使用5-磺基邻 苯二甲酸钠等。
除了脂肪族二羧酸衍生成分外的酸衍生成分(即,具有双键的二羧 酸衍生成分及/或具有磺酸基团的二羧酸衍生成分)相对于酸衍生成分的 含量比优选约为1构成摩尔%~20构成摩尔%,更优选约为2构成摩尔 %~10构成摩尔%。
当含量小于约1构成摩尔%时,则由于诸如颜料的不充分分散和乳化 颗粒的直径增大等问题,会使通过凝结来控制调色剂的直径变得困难。 另一方面,当含量超过20构成摩尔%时,则由于聚酯树脂结晶度的下降 和熔点降低等问题而出现图像牢固性的劣化,以及由于其过小的直径所 造成的乳化颗粒在水中增溶而无法制造胶乳。
在本发明中,当各个成分(酸衍生成分或醇衍生成分)的含量由单 位(摩尔)表达时,术语“构成摩尔%”是指聚酯树脂中各个成分的百 分比。
醇成分优选为脂肪族二醇,其优选例包括但不限于乙二醇、1,3-丙二 醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、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、1,18-十八烷二醇和1,20-二十烷二醇等。
当醇衍生成分是脂肪族二醇衍生成分时,相对于全部醇衍生成分, 脂肪族二醇衍生成分的含量比为大于或等于约80构成摩尔%,并且如果 需要还可以含有附加的其他成分。当醇衍生成分是脂肪族二醇衍生成分 时,相对于全部醇衍生成分,脂肪族二醇衍生成分的含量比优选为大于 或等于约90构成摩尔%。
在脂肪族二醇衍生成分的含量低于约80构成摩尔%的情况中,由于 聚酯树脂结晶度的下降和熔点的降低,则调色剂耐粘连性、所存储图像 的稳定性以及低温定影性质均会发生劣化。
根据需要而含有的其他成分的例子包括具有一个或多个双键的二醇 衍生成分、具有一个或多个磺酸基团的二醇衍生成分。
具有一个或多个双键的二醇的例子包括2-丁烯-1,4-二醇、3-丁烯-1,6- 二醇和4-丁烯-1,8-二醇等。具有一个或多个磺酸基团的二醇的例子包括 1,4-二羟基-2-苯磺酸钠、1,3-二羟甲基-5-苯磺酸钠和2-磺基-1,4-丁二醇钠 等。
当加入非直链脂肪族二醇衍生成分的醇衍生成分时,即,当加入具 有双键的二醇衍生成分和/或具有磺酸基团的二醇衍生成分时,相对于全 部醇衍生成分,具有双键的二醇衍生成分和/或具有磺酸基团的二醇衍生 成分的含量比优选约为1构成摩尔%~20构成摩尔%,更优选约为2构 成摩尔%~10构成摩尔%。
当除直链脂肪族二醇衍生成分之外的醇衍生成分相对于全部醇衍生 成分的含量比低于1构成摩尔%时,则由于颜料的不充分分散或乳化颗粒 直径的增加等问题会导致通过聚集来控制调色剂的直径变得困难。另一 方面,当该含量比大于20构成摩尔%时,则由于聚酯树脂结晶度的下降 和熔点降低等问题而出现图像牢固性的劣化,以及由于其过小的直径所 造成的乳化颗粒在水中增溶而无法制造胶乳。
对聚酯树脂的生产方法不作特别限定,可以采用公知利用酸成分与 醇成分的反应的聚酯聚合法。其例子包括直接缩聚和酯交换等,或也可 以根据所用单体的种类来选择。由于酸成分相对于醇成分的摩尔比(酸 成分/醇成分)随所采用的反应条件等而变化,因而通常不能确定其摩尔 比,然而,摩尔比通常约为1/1。
聚酯树脂可以在180℃~230℃的聚合温度内生产。在聚酯树脂生产 过程中,根据需要在减压下除去缩合反应所生成的水和醇,同时进行缩 合反应。
如果单体在反应温度下彼此不溶或不相容,则通过加入作为增溶剂 的高沸点溶剂来进行单体增溶。在将增溶剂蒸出的同时,进行缩聚反应。 如果在共聚反应中存在相容性较差的单体,则在与主要成分发生缩聚之 前,将该相溶性较差的单体预先与将与单体缩聚的酸或醇进行缩合。
生产聚酯树脂时所使用的催化剂的例子包括诸如钠化合物或锂化合 物等碱
金属化合物;诸如镁化合物或钙化合物等碱土金属化合物;诸如 锌、镁、锑、
钛、
锡、锆或锗的化合物等金属化合物;
亚磷酸化合物; 磷酸化合物和胺化合物等。其典型例子包括乙酸钠、碳酸钠、乙酸锂、 碳酸锂、乙酸钙、硬脂酸钙、乙酸镁、乙酸锌、硬脂酸锌、环烷酸锌、 氯化锌、乙酸镁、环烷酸镁、四乙氧基钛、四丙氧基钛、四异丙氧基钛、 四丁氧基钛、三氧化锑、三苯基锑、三丁基锑、甲酸锡、草酸锡、四苯 基锡、二氯化二丁基锡、氧化二丁基锡、氧化二苯基锡、四丁氧基锆、 环烷酸锆、碳酸氧锆、乙酸氧锆、硬脂酸氧锆、辛酸氧锆、氧化锗、亚 磷酸三苯酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、溴化乙基三苯基膦、三乙 胺和三苯胺等。
为了进一步将其改性,可以将额外的其他树脂与上述树脂组合使用, 其作为粘合剂树脂的例子包括乙烯基单体的均聚物和共聚物,其例子包 括诸如乙烯萘、氯乙烯、溴乙烯、氟乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、 苯甲酸乙烯酯或丁酸乙烯酯等乙烯酯;诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正辛酯、丙烯 酸-2-氯代乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸-α-氯代乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯等亚甲基脂肪族羧酸酯;丙烯腈;甲基 丙烯腈;丙烯酰胺;诸如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚或乙烯基异丁基 醚等乙烯基醚;诸如包括N-乙烯吡咯、N-乙烯咔唑、N-乙烯吲哚、或 N-乙烯吡咯啉的N-乙烯基化合物等具有含N极性基团的单体;诸如甲基 丙烯酸、丙烯酸、肉桂酸或丙烯酸羧乙基酯等乙烯基羧酸,等等。另外, 还可以将各种蜡与之组合使用。
如果由乙烯基单体形成其他树脂,则其树脂颗粒分散液可以在离子 型表面活性剂等的存在下通过乳液聚合来生产。如果由除了乙烯基单体 以外的单体形成其他树脂,则当树脂可以溶于相对不溶于水的溶剂时, 其树脂颗粒分散液可以通过将树脂溶于油性溶剂中,在水性介质中利用 诸如均质器等分散器将溶液与离子型表面活性剂或聚合
电解质一起分散 成为微粒状态,然后通过加热或减压除去溶剂来生产。
当树脂颗粒的构成树脂为无定形时,其玻璃态转化温度Tg的范围约 为50℃~80℃,优选约为50℃~65℃。由于粘合剂树脂本身在高温范围 内粘合力的劣化,因此Tg低于约50℃的树脂会在定影过程中导致频繁的 热污损。Tg高于约80℃的树脂会因熔融不充分而导致最低定影温度的升 高。
替代性地,如果树脂颗粒的构成树脂是结晶型的,则树脂的晶体熔 点Tm的范围约为50℃~120℃,优选约为55℃~90℃。当树脂的Tm低 于50℃时,会造成粘合剂树脂本身在高温范围内的粘合力下降,从而导 致定影过程中释放效率的劣化及更频繁的热污损;当树脂的Tm高于120 ℃时,会造成不充分的熔融,从而导致调色剂最低定影温度的升高。
树脂颗粒的平均直径通常约为1微米或更小,优选约为0.01微米~1 微米。当颗粒的平均直径大于约1微米时,由于所得静电图像显影调色 剂颗粒的粒径分布扩展且生成了游离颗粒,因此易于造成调色剂性能及 可靠性的劣化。另一方面,当颗粒具有上述范围内的平均直径时,由于 颗粒没有任何上述问题,各个调色剂颗粒所含有的树脂颗粒的数量差异 减小,树脂颗粒更均匀地分布在各个调色剂颗粒内,因而调色剂的性能 及可靠性的波动更小,因此是有利的。平均直径可以使用诸如库尔特粒 度仪来测定。
树脂颗粒的平均直径(中值粒径)约为1微米或更小,优选约为50 纳米~400纳米,更优选约为70纳米~350纳米。树脂颗粒的平均直径 (中值粒径)可以由诸如激光衍射粒度分析器(商品名:上述的LA-920) 来测定。
树脂颗粒的分散溶剂的例子包括水性介质及有机溶剂。水性介质的 例子包括诸如蒸馏水、离子交换水等水和醇类。这些分散溶剂可以单独 使用或者两种或两种以上组合使用。水性介质优选含有表面活性剂。对 表面活性剂不作特别限定,其例子包括诸如硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯、 或肥皂等阴离子表面活性剂;诸如胺盐或季铵盐等阳离子表面活性剂; 诸如聚乙二醇、烷基苯酚环氧乙烷加成物或多元醇等非离子表面活性剂, 等等。其中,优选阴离子表面活性剂及阳离子表面活性剂。非离子表面 活性剂优选与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。所述表 面活性剂可以单独使用,也可以两种或两种以上组合使用。
阴离子表面活性剂的具体例子包括十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸 钠、烷基萘磺酸钠和二烷基磺基琥珀酸钠等。阳离子表面活性剂的具体 例子包括氯化烷基苯基二甲铵、氯化烷基三甲铵和氯化二(十八烷基铵 等。。
有机溶剂的例子包括乙酸乙酯和
甲苯。有机溶剂根据所使用的粘合 剂树脂适当地选择。
当树脂颗粒是乙烯基树脂时,该乙烯基树脂是诸如具有乙烯基、乙 烯腈、乙烯醚或乙烯
酮等的酯等酯单体的均聚物或共聚物,通过例如在 含有离子型表面活性剂的溶剂中的乙烯基单体的乳液聚合或种子聚合可 以制造在包含离子型表面活性剂的溶剂中含有乙烯基单体(乙烯基树脂) 的均聚物或共聚物的分散液。
如果树脂颗粒为非乙烯基单体的均聚物或共聚物的树脂,如果树脂 可以溶于相对不溶于水的溶剂,通过将树脂颗粒溶于油性溶剂中,在水 性介质中利用均质器等分散器将该溶液与离子型表面活性剂或聚合电解 质一同分散以形成微粒形态,并通过加热或在减压下蒸去油性溶剂来制 备在包含离子型表面活性剂的溶剂中含有非乙烯基树脂的树脂的树脂颗 粒的分散液。
替代性地,如果树脂颗粒是结晶型聚酯或无定形聚酯树脂,则可以 生产由水性介质的作用稳定化的水性分散液,其中树脂颗粒具有通过中 和能够变成阳离子形式的官能团,在水中具有自分散性,并且其部分或 全部亲水官能团可以与碱中和。在结晶型聚酯和无定形聚酯树脂中,通 过中和可以变得亲水的官能团是诸如羧酸或磺酸基的酸性基团。因此, 可以使用的中和剂的例子包括诸如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢
氧化钙、碳酸钠或
氨水等无机碱;诸如二乙胺、三乙胺或异丙胺等有机 碱。
如果将在水中不可分散的聚酯树脂,即,非自水分散性树脂,用作 树脂颗粒时,通过将树脂溶液和/或水性介质与与之易混和的诸如离子型 表面活性剂、聚合的酸或聚合的碱等聚合电解质一同分散,在等于或高 于树脂熔点的温度对混合物进行加热,并用均质器或高压挤出分散机在 高剪切力下加工该混合物,可以很容易制得约1微米或更小的颗粒。当 使用离子表面活性剂或聚合物电解质时,优选以在水性介质中的浓度为 0.5重量%~5重量%的量加入所述离子表面活性剂或聚合电解质。
下列着色剂可以用作着色剂。黑色颜料的例子包括碳黑、氧化
铜、 二氧化锰、苯胺黑、活性碳、非磁性褐
铁矿和
磁铁矿等。黄色颜料的例 子包括铬黄、锌黄、氧化铁黄、镉黄、铬黄、汉萨黄、汉萨黄-10G、联 苯胺黄G、联苯胺黄GR、threne黄、喹啉黄和永久黄NCG等。橙色颜 料的例子包括红铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、弗尔肯橙、联 苯胺橙G、阴丹士林亮橙RK和阴丹士林亮橙GK等。红色颜料的例子包 括铁丹、镉红、铅丹、硫化汞、色淀红、永久红4R、立索红、亮洋红3B、 亮洋红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、若丹明B色淀、色淀红C、玫瑰红、 eoxine红和茜素色淀等。蓝色颜料的例子包括铁蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、 维多利亚蓝色淀、耐晒孔雀蓝(Fast Sky blue)、阴丹士林蓝BC、苯胺蓝、 群青蓝、Calco油蓝、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、酞箐绿和孔雀绿草酸盐等。 紫色颜料的例子包括锰紫、耐晒紫B和甲基紫色淀等。绿色颜料的例子 包括氧化铬、铬绿、色素绿、孔雀绿色淀和终黄绿G(Final yellow green G)等。白色颜料的例子包括锌白、氧化钛、锑白和硫化锌等。增量颜料 的例子包括重晶石粉、碳酸钡、粘土、
硅石、白炭、
云母和矾土白等。 此外,染料的例子包括诸如碱性染料、酸性染料、分散液染料和直接染 料等各种染料,其具体例子包括苯胺黑、亚甲蓝、玫瑰红、喹啉黄和群 青蓝等。
这些着色剂可单独使用或组合使用。着色剂颗粒的分散液可以通过 如下设备制备:诸如旋转剪切均质器、球磨机、砂磨机或
磨碎机等含有 分散介质的分散机;高压对向冲突式分散机等。替代性地,这些着色剂 可以用均质器在具有极性的表面活性剂的存在下分散在水中。
从色相角、色彩
饱和度、
亮度、耐候性、高射投影仪(OHP)透明 度及分散性的角度考虑来适当地选择着色剂。
相对于调色剂中固含量的总重量,着色剂的加入量为4重量%~15 重量%。例外的是,当用磁性颗粒作为黑色着色剂时,相对于调色剂中固 含量的总重量,磁性颗粒的加入量为12重量%~50重量%。
当将调色剂定影时,该着色剂的配合量必须能够确保此时的色彩浓 度。另外,通过将调色剂中的着色剂颗粒的平均直径(中值粒径)调整 为100纳米~330纳米,可以保证所形成图像的OHP透明度及色彩浓度。
可使用诸如激光衍射粒度分析器(商品名:上述的LA-920)来测定 着色剂颗粒的平均直径(中值粒径)。
当用根据本发明的调色剂作为磁性调色剂时,可以向其中加入磁性 粉末。具体地,使用在
磁场中磁化的材料,其例子包括诸如铁、钴和镍 等的铁磁粉;诸如褐铁矿和磁铁矿等化合物。当在水相中制备调色剂时, 要注意磁性材料向水相的迁移。优选通过诸如亲
水处理预先改性磁性材 料的表面。
另外,内用添加剂,例如磁性材料可以选自诸如铁氧体、磁铁矿、 还原铁、钴、镍或镁及其
合金等金属,或含有这些金属的化合物。抗静 电剂,苯胺黑化合物,由
铝、铁或铬的络合物制备的染料或三苯基甲烷 颜料也可以用作内用添加剂,其中所述抗静电剂选自诸如季铵盐等各种 常用的抗静电剂。考虑到对在凝结过程中影响凝结及熔融效率的离子强 度进行控制,并减少
废水污染,内用添加剂优选为几乎不溶于水的材料。
释放剂的具体例子包括各种酯蜡:诸如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯等 低分子量聚烯烃;通过加热出现
软化点的硅酮;诸如油酸酰胺、芥子酸 酰胺、蓖麻酸酰胺或硬脂酸酰胺等脂肪酸酰胺;诸如巴西棕榈蜡、米蜡、 小烛树蜡、野漆树蜡、及加州希蒙得木油等
植物蜡;诸如蜂蜡等
动物蜡; 诸如褐煤蜡、地蜡、纯地蜡、石蜡、
微晶蜡或费托蜡等矿物-
石油蜡;及 其改性材料等。
这些蜡在室温附近很难或几乎不溶于诸如甲苯等溶剂。
通过将这些蜡与诸如离子型表面活性剂、聚合酸或聚合碱等聚合电 解质一起分散,将该分散液在高于蜡熔点的温度下加热并通过均质器或 高压挤出分散机(商品名:GAULIN HOMOGENIZER,由APV Gaulin 制造)用高剪切力在分散状态下进行分散,来制造含有约1微米或更小 的颗粒的分散液。
相对于调色剂中固体成分的总量,释放剂的加入量优选为5重量%~ 25重量%,以确保在无油熔融体系中已定影图像的释放能力。
可以使用诸如激光衍射粒度分析器(商品名:上述的LA-920)来测 定分散液中释放剂颗粒的粒径。如果使用了释放剂,则考虑到要确保颗 粒的适宜的静电性质及耐久性,优选首先使树脂颗粒、着色剂颗粒及释 放剂颗粒聚集,然后进一步加入树脂分散液以便使树脂颗粒附着于聚集 颗粒的表面。
由根据本发明的静电图像显影调色剂的制造方法制造的调色剂的累 积体积平均直径D50的范围约为3.0微米~9.0微米,优选为3.0微米~5.0 微米。当调色剂的D50小于3.0微米时,会导致粘合力的增加,由此造成 印刷效率的劣化。当调色剂的D50大于9.0微米时,会导致图像分辨率的 劣化。
所得到的调色剂的体积平均粒径分布指数(GSDv)优选约为1.30或 更小。当调色剂的GSDv大于约1.30时,会导致分辨率的劣化并导致调 色剂的散射及诸如高背景污斑等图像
缺陷。
为了测定累积体积平均直径D50及平均粒径分布指数,通过例如由库 尔特粒度仪TAII(Beckmann Coulter制造)或Multisizer IITM(Beckmann Coulter制造)所测定的,利用根据基于粒径分布而划分的粒度范围(通 道)而分级的调色剂颗粒的体积及数目,从较小侧绘制累积分布曲线; 将累积量为16%时的粒径定义为D16v及D16p,将累积量为50%时的粒径 定义为D50v及D50p,将累积量为84%时的粒径定义为D84v及D84p。体积 平均粒径分布指数(GSDv)由(D84v/D16v)1/2计算,数量平均粒径分布指数 (GSDp)由(D84p/D16p)1/2计算。
考虑到成像性质,所得到的调色剂的形状系数SF1约为100~140, 优选为110~135。形状系数SF1以下述方式确定:将铺展在
载玻片上的 调色剂颗粒的光学显微图像通过视频摄像机插入到Luzex
图像分析仪中; 测量大于或等于50个调色剂颗粒的周长(ML)及投影面积(A);将由 ML2/A(=周长2/投影面积)计算得到的值定义为形状系数SF1。
为达到提供流动性并改善可清洁性的目的,将所得到的调色剂用与 常用调色剂相似的方式进行干燥,然后在干燥状态下在剪切力下加入诸 如硅石、氧化铝、氧化钛、或碳酸钙等无机物颗粒或诸如乙烯基树脂颗 粒、聚酯颗粒或硅酮颗粒等树脂颗粒。
当在水性介质中将无机颗粒附着在调色剂表面上以提供流动性并改 善可清洁性时,无机颗粒的例子包括所有通常用于调色剂表面的诸如硅 石、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁或磷酸三钙等外用添加剂,并且 无机颗粒可以与离子型表面活性剂、聚合酸或聚合碱一起在分散状态下 使用。
可以将根据上述本发明的静电图像显影调色剂制造方法制得的调色 剂用作静电显影剂。对该显影剂不作特别限定,只要其含有根据本发明 的静电图像显影调色剂即可,并且根据其应用目的可以具有任何组成。 当单独使用时将该静电图像显影调色剂作为单成分静电图像调色剂而制 备,而当与载体组合使用时,则作为双成分静电图像显影剂而制备。
另外,该静电图像显影剂(静电图像显影调色剂)可以用在普通的 静电图像显影法(电子照相法)的成像工艺中。具体地,根据本发明的 成像过程包括,例如,静电潜像形成工艺、调色剂成像工艺、转印工艺 和清洁工艺。各个工艺均是常用工艺,并在例如JP-A-56-40868及49-91231 及其他专利中进行了描述。根据本发明的成像法可以通过传统已知的诸 如复印机或传真机等成像设备来完成。静电潜像形成工艺是在静电潜像 载体上形成静电潜像的工艺。调色剂成像工艺是将静电潜像显影并通过 显影剂载体上的显影层形成调色剂图像的工艺。对显影层不作特别限定, 只要其含有根据本发明的静电图像显影剂即可,该显影剂含有根据本发 明的静电图像显影调色剂。转印工艺是将调色剂图像转印到转印体上的 工艺。清洁工艺是除去静电潜像载体上残留的静电图像显影剂的工艺。 在根据本发明的成像工艺中,优选还包括回收工艺的实施方式。回收工 艺是将在清洁工艺中所回收的图像显影调色剂加回到显影层上。根据本 实施方式的包括回收工艺的成像法可以在诸如复印机或传真机等调色剂 回收成像设备上实施。成像法还可以应用于没有清洁工艺且在显影过程 中回收调色剂的回收体系。
将本发明的特别优选方式列于下文,但应当理解,本发明并不局限 于下列实施方式。
(1)一种用于含有缩聚树脂颗粒的静电图像显影调色剂的树脂颗粒 分散液,其中所述缩聚树脂颗粒由可缩聚单体在水性介质中缩聚来制备, 并具有约0.05微米~约2.0微米的中值粒径。
(2)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述树脂颗粒为结晶型,并且 其晶体熔点约为50℃~120℃。
(3)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述缩聚树脂颗粒为非结晶 型,并且其玻璃态转化温度约为50℃~80℃。
(4)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述可缩聚单体至少含有多元 羧酸和多元醇。
(5)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述可缩聚单体在作为缩聚催 化剂的具有表面活性剂性质的酸的存在下进行缩聚反应。
(6)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中可缩聚单体在作为缩聚催化剂 的含稀土金属的催化剂的存在下进行缩聚反应。
(7)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中可缩聚单体在作为缩聚催化剂 的水解酶的存在下进行缩聚反应。
(8)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述中值粒径约为0.1微米~ 1.5微米。
(9)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中所述中值粒径约为0.1微米~ 1.0微米。
(10)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中相对于所述缩聚树脂颗粒的 总重量,所述中值粒径小于或等于约0.03微米的缩聚树脂颗粒的重量比 为小于或等于约10%,相对于所述缩聚树脂颗粒的总重量,所述中值粒 径大于或等于约5.0微米的缩聚树脂颗粒的重量比为小于或等于约10%。
(11)如(1)所述的树脂颗粒分散液,其中相对于所述缩聚树脂颗粒的 总重量,所述中值粒径小于或等于约0.03微米的缩聚树脂颗粒的重量比 为小于或等于约5%,相对于所述缩聚树脂颗粒的总重量,所述中值粒径 大于或等于约5.0微米的缩聚树脂颗粒的重量比为小于或等于约5%。
(12)一种静电图像显影调色剂的制造方法,该方法包括:
在水性介质中缩聚可缩聚单体以得到缩聚树脂颗粒分散液;
聚集所述树脂颗粒分散液中的缩聚树脂颗粒以得到聚集颗粒;和
通过加热凝结已聚集颗粒,
其中所述缩聚树脂颗粒具有约0.05微米~约2.0微米的中值粒径。
(13)如(12)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,所述方法还包 括:
在水性介质中对所述可缩聚单体进行第一乳化或分散以得到乳化分 散液;和
对所述乳化分散液进行第二乳化或分散以得到微粒乳化分散液。
(14)如(13)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中首先将可缩 聚单体与添加剂混合并熔融以得到油性溶液,然后将所述油性溶液乳化 或分散在水性介质中以得到所述乳化分散液。
(15)如(14)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中将所述油性 溶液乳化或分散在经预先加热的水性介质中以得到乳化分散液。
(16)如(14)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中将所述油性 溶液与溶剂一起乳化或分散在水性介质中以得到所述乳化分散液,和
其中该方法还包括通过搅拌并加热所述微粒乳化分散液以除去所述 微粒乳化分散液中的溶剂。
(17)如(14)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,
其中通过向所述油性溶液中逐渐加入经预先加热的水性介质、并通 过进一步添加水性介质和选择性地添加表面活性剂进行相转化乳化,将 所述油性溶液乳化或分散在水性介质中以得到乳化分散液。
(18)一种由静电图像显影调色剂制造方法所制得的静电图像显影调 色剂,该方法包括:
在水性介质中缩聚可缩聚单体以得到缩聚树脂颗粒分散液;
聚集所述缩聚树脂颗粒分散液中的缩聚树脂颗粒以得到聚集颗粒; 和
通过加热凝结已聚集颗粒,
其中所述缩聚树脂颗粒具有约0.05微米~约2.0微米的中值粒径。
(19)如(18)所述的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色 剂的累积体积平均直径约为3.0微米~5.0微米。
(20)一种用于含缩合化合物颗粒的静电图像显影调色剂的缩合化合 物颗粒分散液,其中所述缩合化合物颗粒通过可缩合化合物在水性介质 中的脱水缩合来制备,并具有约为0.05微米~2.0微米的中值粒径。
(21)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述缩合化合物颗粒 为结晶型,且其晶体熔点约为50℃~120℃。
(22)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述可缩合化合物至 少含有多元羧酸和多元醇。
(23)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述可缩合化合物在 作为脱水缩合催化剂的具有表面活性剂性质的酸的存在下进行脱水缩合 反应。
(24)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述可缩合化合物在 作为脱水缩合催化剂的含稀土金属的催化剂的存在下进行脱水缩合反 应。
(25)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述可缩合化合物在 作为脱水缩合催化剂的水解酶的存在下进行脱水缩合反应。
(26)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述中值粒径约为 0.1微米~1.5微米。
(27)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中所述中值粒径约为 0.1微米~1.0微米。
(28)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中相对于所述缩合化合 物颗粒的总重量,所述中值粒径小于或等于约0.03微米的缩合化合物颗 粒的重量比为小于或等于约10%,相对于所述缩合化合物颗粒的总重量, 所述中值粒径大于或等于约5.0微米的缩合化合物颗粒的重量比为小于 或等于约10%。
(29)如(20)所述的缩合化合物颗粒分散液,其中相对于所述缩合化合 物颗粒的总重量,所述中值粒径小于或等于约0.03微米的缩合化合物颗 粒的重量比为小于或等于约5%,相对于所述缩合化合物颗粒的总重量, 所述中值粒径大于或等于约5.0微米的缩合化合物颗粒的重量比为小于 或等于约5%。
(30)一种静电图像显影调色剂的制造方法,该方法包括:
在水性介质中分散树脂以得到树脂颗粒分散液;
在水性介质中分散缩合化合物以得到缩合化合物颗粒分散液;
将所述树脂颗粒分散液与所述缩合化合物颗粒分散液混合以得到混 合分散液,聚集所述混合分散液中的树脂颗粒及缩合化合物颗粒以得到 聚集颗粒;和
通过加热凝结所述已聚集颗粒,
其中所述缩合化合物颗粒分散液通过可缩合化合物在水性介质中的 脱水缩合来制备,并具有约为0.05微米~2.0微米的中值粒径。
(31)如(30)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,所述方法还包 括:
在水性介质中对所述可缩合化合物进行第一乳化或分散以得到乳化 分散液;和
对所述乳化分散液进行第二乳化或分散以得到微粒乳化分散液。
(32)如(31)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中首先将可缩 合化合物与添加剂混合并熔融以得到油性溶液,然后将所述油性溶液乳 化并分散在水性介质中以得到乳化分散液。
(33)如(32)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中将所述油性 溶液与经预先加热的水性介质相混合以得到所述乳化分散液。
(34)如(32)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,其中所述油性溶 液与溶剂一起乳化或分散在水性介质以得到所述乳化分散液,和
其中该方法还包括通过搅拌并加热所述微粒乳化分散液以除去所述 微粒乳化分散液中的溶剂。
(35)如(32)所述的静电图像显影调色剂的制造方法,
通过向所述油性溶液中逐渐加入经预先加热的水性介质、并通过进 一步添加水性介质和选择性地添加表面活性剂进行相转化乳化,将所述 油性溶液乳化或分散在水性介质中以得到乳化分散液。
(36)一种由静电图像显影调色剂制造方法所制得的静电图像显影调 色剂,该方法包括:
在水性介质中分散树脂以得到树脂颗粒分散液;
在水性介质中分散缩合化合物以得到缩合化合物颗粒分散液;
将所述树脂颗粒分散液与所述缩合化合物颗粒分散液混合以得到混 合分散液,聚集所述混合分散液中的树脂颗粒及缩合化合物颗粒以得到 聚集颗粒;和
通过加热凝结所述已聚集颗粒,
其中所述缩合化合物颗粒分散液通过可缩合化合物在水性介质中的 脱水缩合来制备,并具有约为0.05微米~2.0微米的中值粒径。
(37)如(36)所述的静电图像显影调色剂,其中所述静电图像显影调色 剂的累积体积平均直径约为3.0微米~5.0微米。
实施例下面,将参考实施例对本发明进行详细的描述,但本发明并不局限 于下列实施例。
在下面的实施例中,分别制备下述颗粒分散液、着色剂颗粒分散液 和释放剂颗粒分散液。聚集颗粒通过对这些分散液以某种比例的混合物 进行搅拌并加入金属盐的聚合物来离子性地中和颗粒而制备。然后向颗 粒中加入无机氢氧化物以将体系的pH从弱酸性调节至中性,并通过加热 至该树脂颗粒的玻璃态转化温度或更高的温度使其凝结。上述反应结束 后,进行充分洗涤、固-液分离及干燥以获得目标调色剂。下面,将对各 个分散液的制造方法进行描述。
树脂颗粒分散液1-(1)的制备
十二烷基苯磺酸:36重量份
1,9-壬二醇:80重量份
1,10-十亚甲基二羧酸:115重量份
离子交换水:1000重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、1,9-壬二醇及1,10-十亚甲 基二羧酸混合并加热至约120℃以使其熔融而获得油性溶液。将该油性溶 液倒入预先加热至约95℃的离子交换水中,通过使用均质器 (ULTRA-T50,由Works,Inc.制造)将所得混合物立即 乳化约5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳化约5分钟, 在搅拌的同时将该乳化液在约70℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(1),其平均粒径(中 值粒径)约为400纳米,熔点约为70℃,重均分子量约为5500,固含量 约为18%。
对于树脂颗粒分散液1-(1)中的颗粒,中值粒径小于或等于约0.03微 米或者大于或等于约5.0微米的颗粒的重量相对于树脂颗粒分散液中颗 粒的总重量的比(下文称为“较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的比”) 约为1.2%。
树脂颗粒分散液1-(2)的制备
十二烷基苯磺酸:36重量份
1,6-己二醇:59重量份
癸二酸:101重量份
离子交换水:1000重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、1,6-己二醇及癸二酸混合, 并通过将混合物加热至约140℃使其熔融以获得油性溶液。将该油性溶液 倒入预先加热至约95℃的离子交换水中,通过使用均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物立即乳化约5分钟,然后,将该 乳化液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在 约70℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(2),其平均粒径(中 值粒径)约为720纳米,熔点约为69℃,重均分子量约为4500,固含量 约为16%。
在树脂颗粒分散液1-(2)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为4.4%。
树脂颗粒分散液1-(3)的制备
十二烷基硫酸:30重量份
1,9-壬二醇:80重量份
壬二酸:94重量份
离子交换水:1000重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、1,9-壬二醇及癸二酸混合, 并通过将混合物加热至约110℃使其熔融以获得油性溶液。将该油性溶液 倒入预先加热至约95℃的离子交换水中,通过使用均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物立即乳化约5分钟。然后,将该 乳化液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在 约70℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(3),其平均粒径(中 值粒径)约为220纳米,熔点约为55℃,重均分子量约为7500,固含量 约为17%。
在树脂颗粒分散液1-(3)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为0.5%。
树脂颗粒分散液1-(4)的制备
异丙基苯磺酸:25重量份
对苯二甲酸:46重量份
聚氧乙烯基(2,4)-2,2-二(4-羟基苯基)丙烷:34重量份
乙二醇:20重量份
离子交换水:500重量份
将上述组成中的异丙基苯磺酸、对苯二甲酸及聚氧乙烯基(2,4)-2,2- 二(4-羟基苯基)丙烷和乙二醇混合,并通过将混合物加热至约110℃使其 熔融以获得油性溶液。将该油性溶液倒入预先加热至约95℃的离子交换 水中,并通过使用均质器(上述的ULTRA-T50)将所得混合 物立即乳化约5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳化约5 分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约90℃的烧瓶中保存约20小时。
以此方式,可以制得非结晶型的聚酯树脂分散液1-(4),其平均粒径 (中值粒径)约为520纳米,玻璃态转化温度约为55℃,重均分子量约 为4500,固含量约为14%。
在树脂颗粒分散液1-(4)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为2.3%。
通过使用稀土金属催化剂制备树脂颗粒分散液1-(5)
十二烷基苯磺酸钪(含稀土金属的催化剂):36重量份
1,9-壬二醇:80重量份
1,10-十亚甲基二羧酸:115重量份
离子交换水:1000重量份
将上述组成中的十二烷基苯磺酸钪(含稀土金属的催化剂)、1,9-壬 二醇及1,10-十亚甲基二羧酸混合,并通过将混合物加热至约120℃使其 熔融以获得油性溶液。将该油性溶液倒入预先加热至约95℃的离子交换 水中,并通过使用均质器(上述的ULTRA-T50)将所得混合 物立即乳化约5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳化约5 分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约80℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(5),其平均粒径(中 值粒径)约为370纳米,熔点约为70℃,重均分子量约为4900,固含量 约为18%。
在树脂颗粒分散液1-(5)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为1.8%。
通过使用酶催化剂制备树脂颗粒分散液1-(6)
十二烷基苯磺酸:12重量份
脂肪酶(假单胞菌种衍生的酶催化剂):50重量份
1,9-壬二醇:80重量份
1,10-十亚甲基二羧酸:115重量份
离子交换水:1000重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、脂肪酶、1,9-壬二醇、及1,10- 十亚甲基二羧酸混合,并通过将混合物加热至约120℃使其熔融以获得油 性溶液。将该油性溶液倒入预先加热至约85℃的离子交换水中,并通过 使用均质器(上述的ULTRA-T50)将所得混合物立即乳化约 5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的 同时将该乳化液在约80℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(6),其平均粒径(中 值粒径)约为1070纳米,熔点约为69℃,重均分子量约为4500,固含 量约为20%。
在树脂颗粒分散液1-(6)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为8.8%。
树脂颗粒分散液1-(7)的制备:比较例
十二烷基苯磺酸:18重量份
1,9-壬二醇:80重量份
1,10-十亚甲基二羧酸:115重量份
离子交换水:1000重量份
首先,将上述组成中的1,9-壬二醇及1,10-十亚甲基二羧酸混合并通 过将混合物加热至约120℃而熔融。将如此得到的溶液倒入室温下的含有 十二烷基苯磺酸的离子交换水中。然后,通过使用均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物乳化约1分钟。在搅拌的同时将 该乳化液在约60℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(7),其平均粒径(中 值粒径)约为2100纳米,熔点约为69℃,重均分子量约为3500,固含 量约为18%。
在树脂颗粒分散液1-(7)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为10.8%。
树脂颗粒分散液1-(8)的制备:比较例
十二烷基苯磺酸:36重量份
1,4-丁二醇:45重量份
壬二酸:94重量份
离子交换水:1000重量份
将上述组成中的壬二酸及1,4-丁二醇混合并通过将混合物加热至约 110℃而熔融。然后,将由此得到的溶液倒入预先加热至约95℃的含有十 二烷基苯磺酸的离子交换水中。然后,通过使用均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物乳化约5分钟。然后,将该乳化 液在超声波槽中进一步乳化约30分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约70 ℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得结晶型的聚酯树脂分散液1-(8),其平均粒径(中 值粒径)约为25纳米,熔点约为48℃,重均分子量约为6500,固含量 约为15%。
在树脂颗粒分散液1-(8)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为12%。
树脂颗粒分散液1-(9)的制备:非结晶型乙烯基树脂胶乳
苯乙烯:460重量份
丙烯酸正丁酯:140重量份
丙烯酸:12重量份
十二烷二醇:9重量份
将上述组成中各个成分混合并溶解以提供溶液。将12重量份的阴离 子表面活性剂(DOWFAXTM,Dow Chemical Company生产)单独地溶解 于250重量份的离子交换水中,并将上述溶液加入至其中以得到混合物。 将该混合物在烧瓶中分散并乳化(单体乳化液A)。另外,将由1重量份 同样的阴离子表面活性剂(上述的DOWFAXTM)在约555重量份的离子 交换水中所形成的溶液置于聚合反应的烧瓶中。随后将该聚合反应烧瓶 紧紧密封,在水浴中逐渐加热至约75℃,并在同样的温度下保存,同时 通入氮气在回流下对该溶液进行缓慢搅拌。
通过恒容量供料
泵在约20分钟内将由约9重量份的过硫酸铵溶于约 43重量份的离子交换水中所形成的溶液逐滴加入至聚合反应烧瓶中,然 后通过恒容量供料泵在200分钟内将单体乳化液A也逐滴加入。
然后,将混合物保存在约75℃的聚合反应烧瓶中同时缓慢搅拌约3 小时,以完成聚合反应。
以此方式,可以制得阴离子树脂颗粒分散液1-(9),其平均粒径(中 值粒径)约为210纳米,玻璃态转化温度约为53.5℃,重均分子量约为 31000,固含量约为42%。
在树脂颗粒分散液1-(9)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为0.2%。
树脂颗粒分散液1-(10)的制备
将约0.05摩尔%的氧化二丁基锡加入至由约40重量份的1,9-壬二醇 与57.5重量份的1,10-十亚甲基二羧酸所形成的混合物中。将由此得到的 混合物在配有乳化或分散
叶片的烧瓶中搅拌并加热至约200℃以在减压 下使聚合反应进行6小时从而制得结晶型聚酯树脂,该树脂的重均分子 量约为6200,熔点约为69℃。将含有约3.2g十二烷基苯磺酸钠的约460 g离子交换水加入至约80g的树脂中。将如此得到的混合物在
不锈钢烧 瓶中在压力下加热至约140℃同时用均质器(上述的ULTRA- T50)乳化约1小时以得到结晶型聚酯树脂颗粒分散液。
以此方式,可以制得树脂颗粒分散液1-(10),其平均粒径(中值粒径) 约为450纳米,熔点约为69℃,固含量约为15%。
在树脂颗粒分散液1-(10)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体颗粒的 比约为4.5%。
着色剂颗粒分散液1-(1)的制备
黄色颜料(商品名:Y74,Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd生 产):50重量份
阴离子表面活性剂(商品名:NEOGEN R,Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd 生产):5重量份
离子交换水:200重量份
将上述组成中的各个成分混和并溶解,并用均质器(上述的 ULTRA-T50)分散约5分钟,然后用超声波槽分散约10分钟, 以得到平均直径(中值粒径)约为240纳米且固含量约为21.5%的黄色颗 粒分散液1-(1)。
着色剂颗粒分散液1-(2)的制备
除了用青色颜料(商品名:铜酞菁B15:3,Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd生产)来代替着色剂颗粒分散液1-(1)的制备中所 使用的黄色颜料之外,用与制备着色剂颗粒分散液1-(1)相似的方式制备 平均直径(中值粒径)约为190纳米且固含量约为21.5%的青色着色剂颗 粒分散液1-(2)。
着色剂颗粒分散液1-(3)的制备
除了以品红颜料(商品名:PR122,Dainippon Ink and Chemicals,Inc. 生产)来代替着色剂颗粒分散液1-(1)的制备中所使用的黄色颜料之外, 用与制备着色剂颗粒分散液1-(1)相似的方式制备平均直径(中值粒径) 约为165纳米且固含量约为21.5%的着色剂颗粒分散液1-(3)。
着色剂颗粒分散液1-(4)的制备
除了以黑色颜料(商品名:碳黑,Cabot Corporation.生产)来代替着 色剂颗粒分散液1-(1)的制备中所使用的黄色颜料之外,用与制备着色剂 颗粒分散液1-(1)相似的方式制备平均直径(中值粒径)约为170纳米且 固含量约为21.5%的着色剂颗粒分散液1-(4)。
释放剂颗粒分散液的制备
石蜡(商品名:HNP 9,Nippon Seiro Co.,Ltd.生产,熔点:70℃):50重 量份
阴离子表面活性剂(上述的DOWFAXTM):5重量份
离子交换水:200重量份
将上述组成中各个成分的混合物加热至约95℃并用均质器 (ULTRA-T50,Works,Inc.生产)进行彻底分散,并再 用高压挤出均质器(商品名:GAULIN均质器,APV Gaulin生产)进行 分散以得到平均直径(中值粒径)约为180纳米且固含量约为21.5%的释 放剂颗粒分散液。
调色剂实施例1-1
调色剂颗粒的制备
树脂颗粒分散液1-(1):233重量份(树脂:42重量份)
树脂颗粒分散液1-(9):50重量份(树脂:21重量份)
着色剂颗粒分散液1-(1):40重量份(颜料:8.6重量份)
释放剂颗粒分散液:40重量份(释放剂:8.6重量份)
聚氯化铝:0.15重量份
离子交换水:300重量份
用均质器(上述的ULTRA-T50)在圆形不锈钢烧瓶中将 上述组成中各个成分(除了树脂颗粒分散液1-(9)以外)的混合物彻底分 散,然后加热至约42℃并在搅拌的同时在被加热的油浴中将其在同样的 温度下保存约60分钟;然后,向其中加入约50重量份的树脂颗粒分散 液1-(9)(树脂:约21重量份),并缓和地搅拌该混合物。
通过加入0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将混合物的pH调整至6.0,在 搅拌的同时将其加热至约95℃。逐滴加入氢氧化钠水溶液以调节混合物 的pH值使其不会下降至小于或等于约5.5,该pH值在95℃加热的过程 中通常会降到约5.0或更低。
反应之后,将混合物冷却并过滤。用离子交换水彻底洗涤
滤饼并在 减压下通过Nutsche
过滤器将其过滤以进行固-液分离。然后将滤饼在约 40℃再次分散于约3L离子交换水中。将分散液在约300rpm的搅拌速度 下搅拌并洗涤约15分钟。将减压下通过Nutsche过滤器进行的洗涤及过 滤重复5次,然后将固体在
真空下干燥约12小时以得到调色剂颗粒。
以库尔特粒度仪测定的调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.6 微米,其体积平均粒径分布指数GSDv约为1.20。另外,该调色剂颗粒 为类似马铃薯形且用Luzex观测所测定的调色剂颗粒的形状系数SF1为 130。
将约50重量份的调色剂颗粒与约1.2重量份的疏水性硅石(商品名: TS720,Cabot Corporation生产)的混合物在样品研磨机中混合以得到外 用添加剂调色剂。
然后,将平均直径约为50微米且由浓度约为1%的聚甲基丙烯酸甲 酯(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd生产)包被的铁氧体载体与外 用添加剂调色剂以调色剂的浓度约为5%的量用球磨机搅拌约5分钟以得 到显影剂。
调色剂的评价
通过使用上述的显影剂和转印纸(商品名:J Coated Paper,富士施 乐有限公司生产)在改装的打印机(商品名:DOCUCENTER COLOR500, 富士施乐有限公司生产)中在约180mm/s的处理速度下所评估的调色剂 的定影性能显示,在全氟烷氧(PFA)管定影辊上的无油定影性能良好, 其最低定影温度(由图像的布擦拭测试的图像污染结果单独测定)大于 或等于约120℃,图像充分定影,且转印纸无任何阻力而排出。在140℃ 的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有65%比较良好。显影性能 及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图像缺陷的良好的高质量图像 (B级)。即使在200℃的定影温度下也未观测到热污损。
通过剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒分散液1-(1)的稳 定性,即,该法包括:将约100g树脂颗粒分散液置于300ml不锈钢烧 杯中,用均质器(上述的ULTRA-T50)在剪切力下在烧杯中 将该分散液均化约1分钟,通过77微米的尼龙筛眼对该树脂颗粒分散液 进行过滤,观察是否存在聚集物,结果无聚集物生成,表明分散液具有 稳定性(A级)。
调色剂实施例1-2
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液1-(2)取代实施例1-1 中的树脂颗粒分散液1-(1)、用着色剂颗粒分散液1-(2)取代着色剂颗粒分 散液1-(1)、以及在加热至95℃的过程中所保持的pH变为约5.0之外, 用与实施例1-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.40微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.19。其形状系数SF1约为124(微球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为115℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。在150℃的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有 70%比较良好。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图像缺 陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未观测 到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(2)的稳定性,结果无聚集物生成,表明分散液具有稳定性(A 级)。
调色剂实施例1-3
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液1-(3)取代实施例1-1 中的树脂颗粒分散液1-(1)、用树脂颗粒分散液1-(4)取代树脂颗粒分散液 1-(9)、用着色剂颗粒分散液1-(3)取代着色剂颗粒分散液1-(2)、以及聚氯 化铝的用量变为0.12重量份之外,用与实施例1-1相似的方式制备调色 剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.20微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.22,其形状系数SF1约为119(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为100℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。在150℃的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有 85%比较良好。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图像缺 陷的良好的高质量图像(A级)。即使在约200℃的定影温度下也未观测 到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(2)及1-(3)的稳定性,结果无聚集物生成,表明分散液具有稳定 性(A级)。
调色剂实施例1-4
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液1-(5)取代实施例1-1 中的树脂颗粒分散液1-(1),用与实施例1-1相似的方式来制备调色剂颗 粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为3.92微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.22,其形状系数SF1约为135(马铃薯形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为110℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。在150℃的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有 55%比较良好。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图像缺 陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未观测 到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(5)的稳定性,结果无聚集物生成,表明分散液具有稳定性(A 级)。
调色剂实施例1-5
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液6取代实施例1-2中的 树脂颗粒分散液1-(2)以便使所有的树脂颗粒分散液均为树脂颗粒分散液 1-(6),因此不使用树脂颗粒分散液1-(9)以外,用与实施例1-2相似的方 式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为3.50微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.25,其形状系数SF1约为120(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为90℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。在150℃的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有 55%比较良好。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图像缺 陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未观测 到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(6)的稳定性,结果有少量聚集物生成但不会造成实际问题,表 明分散液近似具有稳定性(B级)。
调色剂比较例1-1
根据表1所示的组成,除了以树脂颗粒分散液1-(7)取代实施例1-2 中的树脂颗粒分散液1-(2)以外,用与实施例1-2相似的方式制备调色剂 颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为5.50微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.30,其形状系数SF1约为135(马铃薯形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为120℃或更高,图像充分定影。然而,转 印纸的排出不良,导致图像定影之后纸张的卷曲及卷绕。在约180℃的定 影温度下观测到热污损。在调色剂中存在粗颗粒。此外,观测到了诸如 空白部分等图像缺陷(D级)。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(7)的稳定性,结果产生了大量的聚集物(D级)。
调色剂比较例1-2
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液1-(8)取代实施例1-2 中的树脂颗粒分散液1-(2)以外,用与实施例1-2相似的方式制备调色剂 颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为5.70微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.26,其形状系数SF1约为120(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能不良。其最低定影温度约为90℃或更高。图像充分定影。然而,转 印纸的排出不良,导致图像定影之后纸张的卷曲及卷绕。在约140℃的定 影温度下观测到热污损。此外,观测到了诸如空白部分等图像缺陷(D 级),因而该图像不值得充分评价。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(8)的稳定性,结果产生了一些聚集物(C级)。
调色剂比较例1-3
根据表1所示的组成,除了用树脂颗粒分散液1-(10)取代实施例1-2 中的树脂颗粒分散液1-(2)以外,用与实施例1-2相似的方式制备调色剂 颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为5.95微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.40,其形状系数SF1约为118(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例1-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例1-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能不良。其最低定影温度约为130℃或更高。图像充分定影。然而,转 印纸的排出不良,导致图像定影之后纸张的卷曲及卷绕。在约160℃的定 影温度下观测到热污损。此外,观测到了固态图像的缺陷及调色剂的飞 散,因而确认该调色剂不好(D级)。
此外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前树脂颗粒 分散液1-(10)的稳定性,结果产生了大量的聚集物,大量聚集物残留在尼 龙筛眼之上(D级)。
这些实施例及比较例的结果总结在表1中。在表1中,对树脂颗粒 分散液的稳定性作如下评价:A级:无任何聚集物;B级:有少量聚集 物而不会造成实际问题;C级:有一些聚集物;D级:有大量聚集物。 另外,对图像质量的评价标准如下:A级:极好;B级:良好;D级:有 图像缺陷。
上述结果表明可以有效地生产由缩聚树脂制成的调色剂,并通过如 实施例所示将缩聚树脂颗粒的中值粒径调节至特定范围从而显著地改善 图像质量及调色剂的定影性能,所述缩聚树脂颗粒通过在水性介质中直 接聚合并乳化分散来制备。
相反,可以理解的是,如比较例所示,当缩聚树脂颗粒的中值粒径 未落入特定范围内时,尽管在水性介质中通过直接聚合并乳化分散来制 备缩聚树脂颗粒,或当单独制造缩聚树脂颗粒然后分散在水性介质中时, 尽管缩聚树脂颗粒的中值粒径落在的特定范围内,与实施例中的调色剂 相比,由上述情况所制得的调色剂颗粒的性能劣化。
缩合化合物颗粒分散液2-(1)的制备
十二烷基苯磺酸:23重量份
山嵛酸:104重量份
山嵛醇:100重量份
离子交换水:816重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、山嵛酸及山嵛醇混合并加 热至约90℃以得到油性溶液。将该油性溶液倒入预先加热至约90℃的离 子交换水中,并通过均质器(上述的ULTRA-T50)将所得混 合物乳化约5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳化约5分 钟,在搅拌的同时将该乳化液在约70℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(1),其平均粒径(中 值粒径)约为220纳米,熔点约为69℃,固含量约为20%。
对于缩合化合物颗粒分散液2-(1)中的颗粒,较大颗粒和较小颗粒相 对于全体颗粒的比约为0.5%。
缩合化合物颗粒分散液2-(2)的制备
十二烷基苯磺酸:23重量份
山嵛酸:250重量份
季戊四醇:25重量份
离子交换水:1100重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、山嵛酸及季戊四醇混合并 通过将混合物加热至约250℃而熔融以得到油性溶液。将该油性溶液倒入 预先加热至约90℃的离子交换水中,并通过均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物乳化约5分钟。然后,将该乳化 液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约80 ℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(2),其平均粒径(中 值粒径)约为1820纳米,熔点约为85℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(2)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为8.2%。
缩合化合物颗粒分散液2-(3)的制备
十二烷基苯磺酸:30重量份
棕榈酸:188重量份
季戊四醇:25重量份
离子交换水:852重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、棕榈酸及季戊四醇混合并 通过将混合物加热至约250℃而熔融以得到油性溶液。将该油性溶液倒入 预先加热至约90℃的离子交换水中,并通过均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物乳化约5分钟。然后,将该乳化 液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约70 ℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(3),其平均粒径(中 值粒径)约为640纳米,熔点约为72℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(3)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为1.5%。
缩合化合物颗粒分散液2-(4)的制备
异丙基苯磺酸:30重量份
肉豆蔻酸:188重量份
二季戊四醇:25重量份
离子交换水:640重量份
首先,将上述组成中的异丙基苯磺酸、肉豆蔻酸及二季戊四醇混合 并加热至约210℃而熔融以得到油性溶液。将该油性溶液倒入预先加热至 约95℃的离子交换水中,并通过均质器(上述的ULTRA-T50) 将所得混合物乳化约5分钟。然后,将该乳化液在超声波槽中进一步乳 化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约80℃的烧瓶中保存约18小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(4),其平均粒径(中 值粒径)约为420纳米,熔点约为68℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(4)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为0.9%。
通过使用稀土金属催化剂制备缩合化合物颗粒分散液2-(5)
十二烷基苯磺酸钪(含稀土金属的催化剂):40重量份
硬脂酸:105重量份
硬脂醇:100重量份
离子交换水:820重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸钪、硬脂酸及硬脂醇混合并 通过将混合物加热至约70℃而熔融以得到油性溶液。将该油性溶液倒入 预先加热至约90℃的离子交换水中,并通过均质器(上述的 ULTRA-T50)将所得混合物乳化约5分钟。然后,将该乳化 液在超声波槽中进一步乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化液在约70 ℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(5),其平均粒径(中 值粒径)约为120纳米,熔点约为60℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(5)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为6.8%。
通过使用酶催化剂制备缩合化合物颗粒分散液2-(6)
十二烷基苯磺酸:12重量份
脂肪酶(假单胞菌种衍生的酶催化剂):50重量份
棕榈酸:209重量份
丙三醇:25重量份
离子交换水:960重量份
首先,将上述组成中的十二烷基苯磺酸、脂肪酶(假单胞菌种衍生 的酶催化剂)、棕榈酸及丙三醇混合并加热至约70℃而熔融以得到油性溶 液。将该油性溶液倒入预先加热至约90℃的离子交换水中,并通过均质 器(上述的ULTRA-T50)将所得混合物乳化约5分钟。该乳 化液在超声波浴中继续乳化约5分钟,在搅拌的同时将该乳化物在约70 ℃的烧瓶中保存约15小时。
在该方式中,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(6),其平均粒径(中 值粒径)约为120纳米,熔点约为62℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(6)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为9.0%。
制备作为比较例的缩合化合物颗粒分散液2-(7)
十二烷基苯磺酸:23重量份
山嵛酸:250重量份
季戊四醇:25重量份
离子交换水:1100重量份
首先,将上述组成中的山嵛酸与季戊四醇混合并通过将混合物加热 至约250℃而熔融。将混合溶液在室温倒入预先溶解有十二烷基苯磺酸的 离子交换水中,并通过均质器(上述的ULTRA-T50)将所得 混合物乳化约5分钟。没有用超声波槽进行进一步乳化。在适度搅拌的 同时将该乳化液在约80℃的烧瓶中保存约15小时。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(7),其平均粒径(中 值粒径)约为2120纳米,熔点约为85℃,固含量约为20%。
在缩合化合物颗粒分散液2-(7)中,较大颗粒和较小颗粒相对于全体 颗粒的比约为10.5%。
缩合化合物颗粒分散液2-(8)的制备:比较例
首先,将下列缩合化合物放置在配备有
温度计、供氮管、冷凝管及 搅拌器的烧瓶中。
山嵛酸:104重量份
山嵛醇:100重量份
然后,在氮气流下搅拌该混合物并加热至180℃约12小时,同时在 减压下蒸去反应水。
称取约180g如此得到的缩合化合物。将该混合物添加至约900g约 含2重量%的十二烷基苯磺酸钠的离子交换水中,将该混合物加热至约 80℃,用均质器(上述的ULTRA-T50)进行分散,在约90℃ 用nanomizer(Yoshida Kikai Co.,Ltd生产)进行附加分散。
以此方式,可以制得缩合化合物颗粒分散液2-(8),其平均粒径(中 值粒径)约为820纳米,熔点约为69℃,固含量约为20%。
另外,在缩合化合物颗粒分散液2-(8)中,较大颗粒和较小颗粒相对 于全体颗粒的比约为7.2%。
树脂颗粒分散液2-(1)的制备:结晶型聚酯胶乳
将含有约90.5摩尔%的1,10-十二烷二羧酸、约2摩尔%的间苯二酸 二甲酯-5-磺酸钠及约7.5摩尔%的5-叔丁基间苯二甲酸的酸成分、约100 摩尔%的1,9-壬二醇及催化剂Ti(OBu)4(相对于酸成分约为0.014重量%) 置于烘干的三颈烧瓶中。在减压并提供氮气的条件下对该烧瓶的内部进 行除气。在惰性气氛中在约180℃将该混合物在回流下机械搅拌约6小时。 然后,通过在减压下蒸馏除去多余的乙二醇,将该混合物逐渐加热至220 ℃并在同样的温度下搅拌约2小时直到溶液变得粘稠。当由凝胶渗透色 谱(GPC)所测定的重均分子量达到约11000时,终止减压下的蒸馏, 使混合物在空气中冷却,以得到结晶型聚酯2-(1)。
然后,将约80g的结晶型聚酯2-(1)及约720g的去离子水置于不锈 钢烧杯中并在加热浴中加热至约95℃。从该结晶型聚酯树脂熔融开始用 均质器(上述的ULTRA-T50)以8000rpm的速度对该结晶型 聚酯树脂进行搅拌。然后,随着约20g含1.6g阴离子表面活性剂(商品 名:NEOGEN RK,Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd生产)的稀水溶液的 滴加,所得树脂的乳化分散可以提供平均直径约为0.15微米的结晶型聚 酯树脂分散液2-(1)。
树脂颗粒分散液2-(2)的制备:非结晶型乙烯基树脂胶乳
苯乙烯:460重量份
丙烯酸正丁酯:140重量份
丙烯酸:12重量份
十二烷二醇:9重量份
将上述组成中各个成分混合并溶解以得到溶液。将12重量份的阴离 子表面活性剂(上述的DOWFAXTM)单独溶解于250重量份的离子交换 水中,并将上述溶液加入至其中。将由此得到的混合物在烧瓶中分散并 乳化(单体乳化液A)。然后,将由1重量份同样的阴离子表面活性剂(上 述的DOWFAXTM)在555重量份的离子交换水中所形成的溶液置于聚合 反应的烧瓶中。随后将该聚合反应烧瓶紧紧密封,在水浴中逐渐加热至 约75℃,并在同样的温度下保存,同时通入氮气在回流下对该溶液进行 缓和搅拌。
通过恒容量供料泵在约20分钟内将由约9重量份的过硫酸铵溶于约 43重量份的离子交换水中所形成的溶液逐滴加入至聚合反应烧瓶中。然 后通过恒容量供料泵在200分钟内逐滴加入单体乳化液A。
然后,将混合物保存在约75℃的聚合反应烧瓶中同时缓和搅拌约3 小时,以完成聚合反应。
以此方式,可以制得非结晶型树脂分散液2-(2),其平均粒径(中值 粒径)约为210纳米,玻璃态转化温度约为53.5℃,重均分子量约为31000, 固含量约为42%。
着色剂颗粒分散液2-(1)的制备
黄色颜料(商品名:Y74,Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd 生产):50重量份
阴离子表面活性剂(商品名:上述的NEOGEN R):5重量份
离子交换水:200重量份
将上述组成中的各个成分混和并溶解,并用均质器(上述的 ULTRA-T50)分散约5分钟,然后用超声波槽分散约10分钟, 以得到平均直径(中值粒径)约为240纳米且固含量约为21.5%的黄色颗 粒分散液2-(1)。
着色剂颗粒分散液2-(2)的制备
除了用青色颜料(商品名:铜酞菁B15:3,Dainichiseika Color& Chemicals Mfg.Co.,Ltd生产)来代替着色剂颗粒分散液2-(1)的制备中所 使用的黄色颜料之外,用以与制备着色剂颗粒分散液2-(1)相似的方式制 备平均直径(中值粒径)约为190纳米且固含量约为21.5%的青色着色剂 颗粒分散液2-(2)。
着色剂颗粒分散液2-(3)的制备
除了以品红颜料(商品名:PR122,Dainippon Ink and Chemicals,Inc. 生产)来代替着色剂颗粒分散液2-(1)的制备中所使用的黄色颜料之外, 用与制备着色剂颗粒分散液2-(1)相似的方式制备平均直径(中值粒径) 约为165纳米且固含量约为21.5%的着色剂颗粒分散液2-(3)。
着色剂颗粒分散液2-(4)的制备
除了以黑色颜料(商品名:碳黑,Cabot Corporation.生产)来代替着 色剂颗粒分散液2-(1)的制备中所使用的黄色颜料之外,用与制备着色剂 颗粒分散液2-(1)相似的方式制备平均直径(中值粒径)约为170纳米且 固含量约为21.5%的着色剂颗粒分散液2-(4)。
释放剂颗粒分散液2-(1)的制备
石蜡(商品名:HNP9,Nippon Seiro Co.,Ltd.生产,熔点:70℃):50重 量份
阴离子表面活性剂(上述的DOWFAXTM):5重量份
离子交换水:200重量份
将上述组成中的各个成分的混合物加热至约95℃并用均质器(上述 的ULTRA-T50)进行彻底分散,并再用高压挤出均质器(商 品名:GAULIN均质器,如上所述)进行分散以得到平均直径(中值粒 径)约为180纳米且固含量约为21.5%的释放剂颗粒分散液。
调色剂实施例2-1
调色剂颗粒的制备
树脂颗粒分散液2-(1):210重量份(树脂:21重量份)
树脂颗粒分散液2-(2):100重量份(树脂:21重量份)
着色剂颗粒分散液2-(1):28重量份(颜料:6重量份)
缩合化合物颗粒分散液2-(1):50重量份(缩合化合物:10重量份)
聚氯化铝:0.15重量份
离子交换水:300重量份
用均质器(上述的ULTRA-T50)在圆形不锈钢烧瓶中将 上述组成中各个成分(除了树脂颗粒分散液2-(2)以外)的混合物彻底分 散,然后加热至约42℃并在搅拌的同时在被加热的油浴中将其在同样的 温度下保存约60分钟;然后,向其中加入约50重量份的树脂颗粒分散 液2-(2)(树脂:约21重量份),并缓慢地搅拌该混合物。
通过加入0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将混合物的pH调整至6.0,在 搅拌的同时将其加热至约95℃。逐滴加入氢氧化钠水溶液以调节混合物 的pH值使其不会下降至小于或等于约5.5,该pH值在95℃加热的过程 中通常会降到约5.0或更低。
反应之后,将混合物冷却并过滤。用离子交换水彻底洗涤滤饼并在 减压下通过Nutsche过滤器将其过滤以进行固-液分离。然后将滤饼在约 40℃再次分散于约3L离子交换水中。将分散液在约300rpm的搅拌速度 下搅拌并洗涤约15分钟。将减压下通过Nutsche过滤器进行的洗涤及过 滤重复5次,然后将固体在真空下干燥约12小时以得到调色剂颗粒。
以库尔特粒度仪测定的调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.8 微米,其体积平均粒径分布指数GSDv约为1.22。另外,该调色剂颗粒 为类似马铃薯形且用Luzex观测所测定的调色剂颗粒的形状系数SF1为 129。
将约50重量份的调色剂颗粒与约1.5重量份的疏水性硅石(商品名: TS720,Cabot Corporation生产)的混合物在样品研磨机中混合以得到外 用添加剂调色剂。
然后,将平均直径约为50微米且用浓度约为1%的聚甲基丙烯酸甲 酯(Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd生产)包被的铁氧体载体与外 用添加剂调色剂以调色剂的浓度约为5%的量用球磨机搅拌约5分钟以得 到显影剂。
调色剂的评价
通过使用上述的显影剂和转印纸(商品名:J Coated Paper,如上所 述)在改装的打印机(商品名:DOCUCENTER COLOR500,如上所述) 中在约180mm/s的处理速度下所评估的调色剂的定影性能显示,在PFA 管定影辊上的无油定影性能良好,其最低定影温度(由来自图像的布擦 拭测试的图像着色单独测定)大于或等于约110℃,图像充分定影,且转 印纸无任何阻力而排出。显影性能及转印性能均良好。即,该调色剂提 供了没有图像缺陷的优异的高质量图像(A级)。即使在200℃的定影温 度下也未观测到热污损。
通过剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合物颗粒分散液2-(1) 的稳定性,即,该法包括:将约100g树脂颗粒分散液置于300ml不锈 钢烧杯中,用均质器(上述的ULTRA-T50)在剪切力下在烧 杯中将该分散液均化约1分钟,通过77微米的尼龙筛眼对该树脂颗粒分 散液进行过滤,观察是否存在聚集物,结果无聚集物生成,表明分散液 具有稳定性(A级)。
调色剂实施例2-2
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(2)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1)、用着色剂颗粒分散液2-(2)取代着色剂颗粒分散液2-(1)、 以及在加热至95℃的过程中所保持的pH变为约5.0之外,用与实施例 2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.60微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.19。其形状系数SF1约为123(微球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为110℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。在150℃的定影温度下所形成的图像的表面光泽度约有 70%比较良好。显影性能及转印性能也良好。该调色剂提供了没有图像缺 陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未观测 到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(2)的稳定性,结果几乎无聚集物生成,表明分散液具有 稳定性(B级)。
调色剂实施例2-3
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(3)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1)、用着色剂颗粒分散液2-(3)取代着色剂颗粒分散液2-(2)、 在加热至95℃的过程中所保持的pH变为约5.0、以及聚氯化铝的量变为 0.12重量份之外,用与实施例2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为3.90微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.22。其形状系数SF1约为120(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为100℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图 像缺陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未 观测到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(2)及2-(3)的稳定性,结果几乎无聚集物生成,表明分散 液具有稳定性(B级)。
调色剂实施例2-4
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(4)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1)之外,用与实施例2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.50微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.22。其形状系数SF1约为135(马铃薯形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为100℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图 像缺陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未 观测到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(4)的稳定性,结果无聚集物生成,表明分散液具有稳定 性(A级)。
调色剂实施例2-5
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(5)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1)且不使用树脂颗粒分散液2-(2),以便仅使用树脂颗粒分 散液2-(1)作为树脂颗粒分散液之外,用与例2-1相似的方式制备调色剂 颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为3.50微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.25。其形状系数SF1约为120(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为90℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图 像缺陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未 观测到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(5)的稳定性,结果无聚集物生成,表明分散液具有稳定 性(A级)。
调色剂实施例2-6
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(6)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1),未使用树脂颗粒分散液2-(1),以便仅使用树脂颗粒分 散液2-(2)作为树脂颗粒分散液、以着色剂颗粒分散液2-(2)取代实施例2-1 中的着色剂颗粒分散液2-(1)、以及进一步加入20重量份的释放剂分散液 之外,用与实施例2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为4.90微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.20,其形状系数SF1约为132(马铃薯形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为130℃或更高,图像充分定影,转印纸无 任何阻力而排出。显影性能及转印性能均良好。该调色剂提供了没有图 像缺陷的良好的高质量图像(B级)。即使在约200℃的定影温度下也未 观测到热污损。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(6)的稳定性,结果有少量聚集物生成,表明分散液近似 具有稳定性(B级)。
调色剂比较例2-1
除了以缩合化合物颗粒分散液2-(7)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(2)之外,用与实施例2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为5.50微米,其体积 平均粒径分布指数GSDv约为1.30,其形状系数SF1约为135(马铃薯形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能良好,其最低定影温度约为120℃或更高,图像充分定影,然而,转 印纸的排出不良,导致图像定影之后纸张的卷曲及卷绕。在约180℃的定 影温度下观测到热污损。在调色剂中存在粗颗粒。此外,观测到了诸如 空白部分等图像缺陷(D级)。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(7)的稳定性,结果产生了大量的聚集物(D级)。
调色剂比较例2-2
除了用缩合化合物颗粒分散液2-(8)取代实施例2-1中的缩合化合物 颗粒分散液2-(1)之外,用与实施例2-1相似的方式制备调色剂颗粒。
该所得调色剂颗粒的累积体积平均直径D50约为5.8微米,其体积平 均粒径分布指数GSDv约为1.35,其形状系数SF1约为120(球形)。
显影剂由外用添加剂调色剂来制备,所述外用添加剂调色剂用与实 施例2-1中相似的方式由调色剂颗粒来制备。用与实施例2-1中相似的方 式所进行的调色剂的定影性能的评价显示在PFA管定影辊上的无油定影 性能不良。此外,关于最低定影温度的评价,转印纸的排出不良,观测 到显著的热污损,因而该图像不值得充分评价。此外,在调色剂中存在 粗颗粒,并观测到了诸如空白部分等图像缺陷(D级)。
另外,通过如上所述的剪切-均质法来评价调色剂的制备前缩合化合 物颗粒分散液2-(8)的稳定性,结果产生了大量的聚集物(D级)。
这些实施例及比较例的结果总结在表2中。在表2中,对缩合化合 物颗粒分散液稳定性的评价标准如下:A级:无任何聚集物;B级:有 少量聚集物而不会造成实际问题;C级:有一些聚集物;D级:有大量 聚集物。另外,对图像质量的评价标准如下:A级:极好;B级:良好; D级:有图像缺陷。
上述结果表明可以有效地生产由缩合化合物制成的调色剂,并通过 如实施例所示将缩合化合物颗粒的中值粒径调节至特定范围从而显著地 改善图像质量及调色剂的定影性能,所述缩合化合物颗粒通过在水性介 质中直接缩合并乳化分散来制备。
相反,可以理解的是,如比较例所示,当缩合化合物颗粒的中值粒 径未落入特定范围内时,尽管在水性介质中通过直接缩合并乳化分散来 制备缩合化合物颗粒,或当单独制造缩合化合物颗粒然后分散在水性介 质中时,尽管缩合化合物颗粒的中值粒径落在的特定范围内,与实施例 中的调色剂相比,由上述情况所制得的调色剂颗粒的性能(诸如图像质 量和定影性能)劣化。
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申请的相互参照
本申请根据35 USC 119要求以日本专利申请2004-363264和 2004-363265为优先权,其所披露内容以参见的形式在此引入。