調(diào)色劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于記錄方法如電子照相法中的調(diào)色劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來尋求在電子照相裝置中調(diào)色劑的低溫定影性的進(jìn)一步改善以便實現(xiàn)更大 的節(jié)能。另一方面，增加打印速度的努力也在進(jìn)行中，并且對于低溫定影性的改善，期望其 與打印速度的相應(yīng)增加良好平衡地共存。
[0003] 經(jīng)常使用顯示出優(yōu)異的功能性的低熔點蠟以便改善低溫定影性。該低熔點蠟是具 有60. 0°C至90. 0°C的熔點的結(jié)晶性材料，并且這里的實例包括脂族烴蠟和酯蠟。
[0004] 該低熔點蠟在定影期間通過在其熔點下自身快速熔融并且還通過使作為主要粘 結(jié)劑的無定形樹脂塑化而帶來低溫定影性的改善。
[0005] 然而，低熔點蠟具有低的分子量，并且由于此，它們傾向于在施加熱下?lián)]發(fā)。結(jié)果， 當(dāng)含有低熔點蠟的調(diào)色劑在定影過程期間加熱時容易產(chǎn)生揮發(fā)組分。該揮發(fā)性組分，在與 圖像形成設(shè)備內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件接觸時并且特別是在與定影單元的低溫區(qū)域接觸時，冷卻并析 出，定影單元的污染由于析出物的堆積而容易出現(xiàn)。
[0006] 關(guān)于定影單元的該污染，特別是隨著打印速度增加，存在污染更容易出現(xiàn)的趨勢。 這是由于以下原因：在高打印速度的定影過程中，考慮到帶來在定影輥隙內(nèi)的調(diào)色劑的瞬 間熔融的必要性，設(shè)定相對高的定影溫度，結(jié)果過量的熱容易施加到調(diào)色劑。
[0007] 為了抑制揮發(fā)組分和抑制定影單元污染，日本專利申請?zhí)亻_No. 2012-78810提出 了當(dāng)烴蠟在200°C下加熱10分鐘時產(chǎn)生的組分的總量的規(guī)定。其記載了，通過這樣做，可以 抑制蠟組分的揮發(fā)并且可以改善定影單元周圍的污染的狀態(tài)。
[0008] 類似地，日本專利申請?zhí)亻_No. 2012-215859提出了通過規(guī)定改性蠟與酯蠟之間 的比例來抑制粉塵產(chǎn)生。
[0009] 另一方面，也作出了關(guān)于其中使用用作低熔點蠟的長鏈烷基組分來化學(xué)結(jié)合至為 主要粘結(jié)劑的無定形樹脂的技術(shù)的提議。
[0010] 在定影期間揮發(fā)組分的產(chǎn)生可以通過將低熔點組分這樣結(jié)合至主要粘結(jié)劑來抑 制，這是因為增加表觀分子量，同時低熔點蠟的功能性還存在。
[0011] 日本專利申請?zhí)亻_No. H7-175263提出了含有已通過在末端位置具有羥基或羧基 且具有C22 1(：2長鏈烷基的化合物至少部分改性的聚酯樹脂的靜電圖像顯影用調(diào)色劑。曰本 專利申請?zhí)亻_No. 2013-97262提出了使用通過具有16至102個碳的長鏈醇、多元醇和多元 羧酸的反應(yīng)獲得的聚酯單元的調(diào)色劑。日本專利申請?zhí)亻_No. 2007-133391提出了含有聚 酯樹脂的調(diào)色劑粘結(jié)劑樹脂，所述聚酯樹脂含有具有能夠與酸或醇反應(yīng)的官能團和具有至 少30個碳的長鏈烷基的化合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問題
[0013] 根據(jù)由本發(fā)明人的研究的結(jié)果，日本專利申請?zhí)亻_No. 2012-78810和 No. 2012-215859中記載的調(diào)色劑，在更高的打印速度下和在高定影溫度環(huán)境中的使用期間 在抑制定影單元污染方面需要進(jìn)一步改善。
[0014] 關(guān)于日本專利申請?zhí)亻_ Νο· Η7-175263、Νο· 2013-97262 和 No. 2007-133391 發(fā)現(xiàn)了 以下問題。在這些文獻(xiàn)的實施例中，例如，改性聚酯樹脂通過在碳鏈長度為50的一元長鏈 烷基醇的聚酯聚合期間的添加而獲得。長的碳鏈長度的醇或酸單體，例如在此使用的碳鏈 長度為50的一元長鏈烷基醇通過以下過程來獲得。
[0015] 例如，在碳鏈長度為50的一元長鏈烷基醇的情況下，將碳鏈長度為約50的脂族烴 (石蠟）氧化?水解從而獲得醇改性物。
[0016] 然而，通過該改性反應(yīng)提供的常規(guī)改性的醇產(chǎn)物具有約50至70%的改性率，并且 未改性的脂族烴大量存在。
[0017] 醇改性的脂族烴組分在聚合反應(yīng)期間與聚酯樹脂反應(yīng)并且被引入聚酯樹脂中。另 一方面，未改性的脂族烴組分不含有可與主要粘結(jié)劑反應(yīng)的位點，結(jié)果則以在主要粘結(jié)劑 中的游離狀態(tài)存在，并且這可以在定影期間作為揮發(fā)組分產(chǎn)生。由于此，從烴組分的低改性 率的角度，這些文獻(xiàn)中公開的技術(shù)是仍存在改善空間的技術(shù)。
[0018] 根據(jù)前述，本發(fā)明的課題是提供甚至在高速、長時間運行使用的環(huán)境中也顯示優(yōu) 異的低溫定影性和很少的如定影單元等構(gòu)件的污染的調(diào)色劑。
[0019] 本發(fā)明涉及一種調(diào)色劑，其包括含有聚酯樹脂組合物的調(diào)色劑顆粒，其中聚酯樹 脂組合物含有：
[0020] i)在末端具有源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇和平均碳數(shù)為27-50的長鏈 烷基單羧酸的至少之一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂；和
[0021] 平均碳數(shù)為27-50的脂族烴，和
[0022] ii)所述脂族烴、源自所述長鏈烷基單醇的結(jié)構(gòu)和源自所述長鏈烷基單羧酸的結(jié) 構(gòu)的總含量相對于所述聚酯樹脂組合物的質(zhì)量為2. 5質(zhì)量％至10. 0質(zhì)量％，
[0023] 其中，在通過差示掃描量熱法（DSC)測量的所述聚酯樹脂組合物的吸熱曲線中，
[0024] 所述聚酯樹脂組合物的吸熱峰的峰值溫度為60. 0°C至90. 0°C，和
[0025] 所述吸熱峰的吸熱量是0· 10J/g至1. 90J/g。
[0026] 本發(fā)明可以提供甚至在高速、長時間運行使用的環(huán)境中也顯示優(yōu)異的低溫定影性 和很少的如定影單元等構(gòu)件的污染的調(diào)色劑。
[0027] 本發(fā)明的進(jìn)一步特征將從以下示例性實施方案的描述中變得顯而易見。
【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明的調(diào)色劑是包括含有聚酯樹脂組合物的調(diào)色劑顆粒的調(diào)色劑，其中
[0029] i)聚酯樹脂組合物包含在末端具有源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇和平 均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單羧酸的至少之一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂；和平均碳數(shù)為27-50的 脂族烴。
[0030] ii)平均碳數(shù)為27-50的脂族烴、源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇的結(jié)構(gòu)和 源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單羧酸的結(jié)構(gòu)的總含量相對于聚酯樹脂組合物的質(zhì)量 為2. 5質(zhì)量％至10. 0質(zhì)量％。
[0031] 另外，在通過差示掃描量熱法（DSC)測量的聚酯樹脂組合物的吸熱曲線中，聚酯 樹脂組合物中的吸熱峰的峰值溫度典型地為60. 0°C至90. 0°C，聚酯樹脂組合物中的吸熱 峰的吸熱量典型地是0. l〇J/g至1. 90J/g。
[0032] 苯乙烯-丙烯酸類樹脂和聚酯樹脂是已知的調(diào)色劑的主要粘結(jié)劑（粘結(jié)劑樹脂）， 但是聚酯樹脂因為其優(yōu)異的耐久性和優(yōu)異的低溫定影性而優(yōu)選用于本發(fā)明的調(diào)色劑中。
[0033] 本發(fā)明中，聚酯樹脂表示其中樹脂的構(gòu)成組分的至少50質(zhì)量％是由聚酯樹脂或 聚酯鏈段組成的樹脂。
[0034] 作為為了提供甚至在高速、長時間運行使用的環(huán)境中也具有優(yōu)異的低溫定影性和 很少的如定影單元等構(gòu)件的污染的調(diào)色劑而深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了前述問題可 以通過以下構(gòu)成來解決。即，聚酯樹脂組合物含有規(guī)定量的平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基 組分。另外，在通過差示掃描量熱測量獲得的聚酯樹脂組合物的吸熱曲線中，吸熱峰的峰值 溫度是60. 0°C以上且90. 0°C以下，吸熱峰的吸熱量是0. 10J/g以上且1. 90J/g以下。
[0035] 以下將詳細(xì)地描述本發(fā)明的構(gòu)成。
[0036] 聚酯樹脂組合物的第一個典型特征是
[0037] i)它含有在末端具有源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇和平均碳數(shù)為27-50 的長鏈烷基單羧酸的至少之一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂，并且還含有平均碳數(shù)為27-50的脂族 烴。
[0038] 根據(jù)前述，通過在末端位置具有源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇和平均碳 數(shù)為27-50的長鏈烷基單羧酸的至少之一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂的使用，傾向于形成揮發(fā)組分 的脂族烴組分則可以結(jié)合至主要粘結(jié)劑，并且可以抑制諸如定影單元等的污染。
[0039] 另外，脂族烴組分（長鏈烷基組分）嵌入主要粘結(jié)劑中，比其中長鏈烷基組分和主 要粘結(jié)劑單獨地存在的構(gòu)成，支持更快速的出現(xiàn)塑化效果。由于這樣，對高打印速度系統(tǒng)， 長鏈烷基組分以高轉(zhuǎn)化率嵌入主要粘結(jié)劑是關(guān)鍵的。
[0040] 為了獲得這些效果，長鏈烷基組分中的碳數(shù)的平均值是27至50。碳數(shù)的平均值大 致對應(yīng)于長鏈烷基組分的熔點。熔點優(yōu)選為60. 0°C以上且90. 0°C以下，以便有效地顯示低 溫定影性。對應(yīng)于本發(fā)明中該熔點范圍的平均碳數(shù)是27至50。
[0041] 當(dāng)平均碳數(shù)小于27時，則長鏈烷基組分的熔點很可能落在低于60. 0°C并且調(diào)色 劑將傾向于在其貯存穩(wěn)定性方面遭受劣化。另一方面，當(dāng)平均碳數(shù)超過50時，則熔點很可 能超過90. 0°C并且這將難以產(chǎn)生低溫定影性的效果。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的聚酯樹脂組合物特征在于包含在末端具有源自具有前述的平均碳 數(shù)的長鏈烷基單醇和長鏈烷基單羧酸的至少之一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂，并且還包含具有前述 的平均碳數(shù)的脂族烴。這里，該在末端具有源自長鏈烷基單醇和長鏈烷基單羧酸的至少之 一的結(jié)構(gòu)的聚酯樹脂表示其中長鏈烷基組分通過反應(yīng)嵌入作為主要粘結(jié)劑組分的聚酯樹 脂中的樹脂。另一方面，具有前述平均碳數(shù)的脂族烴組分表示未改性組分一在長鏈烷基組 分改性為醇或酸時一也存在。
[0043] 即，這里的意思是本發(fā)明的聚酯樹脂組合物含有其中長鏈烷基組分已經(jīng)嵌入的聚 酯樹脂，并且還含有為長鏈烷基組分的未改性形式的脂族烴組分。
[0044] 長鏈烷基組分中的平均碳數(shù)通過本發(fā)明中的以下方法來確定。
[0045] 長鏈烷基組分中碳數(shù)的分布通過氣相色譜法（GC)如下測量。將10mg樣品精確稱 量出并且引入樣品小瓶中。將lOmg精確稱量的己烷添加至該樣品小瓶中并且放上蓋子，接 著在熱板上加熱至150°C的溫度并混合。這之后，并且在其中長鏈烷基組分尚未析出的狀態(tài) 下，將該樣品注入氣相色譜的注入口，并且進(jìn)行分析，從而獲得其中橫軸是碳數(shù)和縱軸是信 號強度的圖。然后，使用所得圖，計算在各碳數(shù)下的組分的峰面積相對于所有檢出的峰的總 面積的百分比，并且將這看作是單個烴化合物的存在比率（面積％ )。碳數(shù)分布圖是在橫軸 上畫出碳數(shù)和在縱軸上畫出烴化合物的存在比率（面積％)作圖而作成的。
[0046] 本發(fā)明中，平均碳數(shù)是指在碳數(shù)的分布圖中峰值的碳數(shù)。
[0047] 測量儀器和測量條件如下。
[0048] GC :6890GC，購自 Hewlett-Packard
[0049] 柱：ULTRA ALL0Y-lP/N:UAl-30m_0· 5F(購自 Frontier Laboratories Ltd.)
[0050] 載氣：He
[0051] 烘箱：（1)在100°C的溫度下保持5分鐘，⑵以30°C /分鐘升溫至360°C的溫度， (3)在360°C的溫度下保持60分鐘
[0052] 注入口 ：溫度= 300 °C
[0053] 初始壓力：10. 523psi
[0054] 分流比：50:1
[0055] 柱流量：lmL/min
[0056] 聚酯樹脂組合物的第二個典型特征是
[0057] ii)平均碳數(shù)為27-50的脂族烴、源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單醇的結(jié)構(gòu)和 源自平均碳數(shù)為27-50的長鏈烷基單羧酸的結(jié)構(gòu)的總含量相對于聚酯樹脂組合物的質(zhì)量 是2. 5質(zhì)量％以上且10. 0質(zhì)量％以下。
[0058] 當(dāng)源自長鏈烷基組分的結(jié)構(gòu)的含量相對于聚酯樹脂組合物的質(zhì)量小于2. 5質(zhì) 量％時，難以獲得對低溫定影性的效果。另一方面，當(dāng)超過10. 0質(zhì)量％時，塑化效果太強并 且貯存性傾向于劣化。由于這樣，長鏈烷基組分添加到樹脂中的量必須適當(dāng)?shù)乜刂?。該?量優(yōu)選為3. 5質(zhì)量％至7. 5質(zhì)量％。
[0059] 聚酯樹脂組合物的第三個典型特征是在通過差示掃描量熱測量（DSC)獲得的吸 熱曲線中，聚酯樹脂組合物中吸熱峰的峰值溫度是60. 0°C以上且90. 0°C以下（優(yōu)選70°C 以上且85°C以下）。另外，該吸熱峰的吸熱量（ΛΗ)是〇. l〇J/g以上且1.90J/g以下。ΔΗ 優(yōu)選為〇. 20J/g以上且1. 00J/g以下。
[0060] 本發(fā)明的目的，如上所述，是提供顯示優(yōu)異的低溫定影性且諸如定影單元等構(gòu)件 很少污染的調(diào)色劑。由于這樣，未結(jié)合至聚酯樹脂組分的游離組分，即未改性脂族烴的量必 須最優(yōu)化。
[0061] 在通過差示掃描量熱法（DSC)獲得的吸熱曲線中，該未改性脂族烴顯示吸熱峰。 結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過最優(yōu)化該吸熱峰的吸熱量（A H)，可以提供顯示優(yōu)異的低溫定影 性并且另外還能夠抑制在定影期間未改性脂族烴的揮發(fā)并因而顯示諸如定影單元等構(gòu)件 很少污染的調(diào)色劑。
[0062] 在本發(fā)明中通過DSC觀察的吸熱量Δ Η在給定的范圍內(nèi)的存在表明具有很少的游 離的長鏈烷基組分，即，它嵌入了聚酯樹脂（主要粘結(jié)劑）中。
[0063] 諸如定影單元等構(gòu)件的污染通過長鏈烷基組分有效嵌入聚酯樹脂中來抑制。另一 方面，通過使由A Η表明的未改性脂族烴為規(guī)定量，塑化效果從未改性形式鏈段開始快速 出現(xiàn)。這對于在高打印速度系統(tǒng)中的低溫定影性也是有利的。
[0064] 結(jié)果，可以提供顯示優(yōu)異的低溫定影性并且此外還能夠抑制在定影期間未改性脂 族烴的揮發(fā)并因而顯示諸如定影單元等構(gòu)件很少污染的調(diào)色劑。
[0065] 吸熱峰的峰值溫度和吸熱量（ΔΗ)在本發(fā)明中通過以下方法來測量。通過差示掃 描量熱測量（DSC)的吸熱峰的峰值溫度和吸熱峰量基于ASTM D3418-82使用〃Q2000〃差示 掃描量熱儀（TA Instruments)來測量。儀器檢測部分中的溫度校正使用銦和鋅的熔點來 進(jìn)行，并且熱量使用銦的熔融熱來校正。
[0066] 具體而言，精確稱量出大約5mg測量樣品并且將其引入鋁盤中，使用空鋁盤作為 參比在常溫常濕下在30°C與200°C之間的測量溫度范圍中以10°C/分鐘的升溫速度運行測