CN110597028A - 磁性调色剂和磁性调色剂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁性调色剂和磁性调色剂的制造方法。提供一种磁性调色剂,其具有包含粘结剂树脂和磁性体的调色剂颗粒,其中所述粘结剂树脂包含具有第一单体单元和第二单体单元的聚合物A,第一聚合性单体为选自由具有C18‑36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,基于聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数,第一单体单元的含量和第二单体单元的含量分别为5.0至60.0mol%和20.0至95.0mol%,并且假设第一单体单元和第二单体单元的SP值分别取作SP11(J/cm3)0.5和SP21(J/cm3)0.5,则满足3.00≤(SP21‑SP11)≤25.00,并且磁性体的吸油量为5至40ml/100g。
Description
技术领域
本发明涉及用于电子照相法、静电记录法和磁记录法等的磁性调色剂(以下,有时简称为"调色剂"),和该磁性调色剂的制造方法。
背景技术
近年来,在使用电子照相系统的图像形成设备中,对节能的要求正在提高,并且需要具有优异的低温定影性的调色剂以减少用于定影的热量。
对良好的图像品质的需求也仍然高。改进低温定影性的一种方法为在调色剂中包含结晶性树脂。结晶性树脂在熔点处塑化,与粘结剂树脂快速相容并且促进调色剂的熔融变形。
由此,低温定影性可以通过包含大量结晶性树脂而大大改进。然而,结晶性树脂还具有低电阻,并且包含大量结晶性树脂的调色剂具有差的电荷保持性和带电均匀性,减损显影性能。
在磁性调色剂的情况下,显影性能的损失特别明显,因为具有低电阻的磁性体(magnetic bodies)为电荷泄漏源。这导致图像问题,如其中具有低电荷量的调色剂在感光构件的非图像区域上显影的"起雾",和其中在横线图像的后端部的调色剂承载量(laid-onlevel)较多的"拖尾(tailing)"。
在包含大量结晶性树脂的调色剂中,还需要高结晶度以确保耐热贮存稳定性(heat-resistant storage stability)。
为了改进低温定影性、显影性能和耐热贮存稳定性的目的,日本专利申请特开No.2017-223895提出了一种磁性调色剂,其包含承载在结晶性聚酯树脂上的电荷控制剂。
为了同样的目的,日本专利申请特开No.2016-53654提出了一种调色剂,其包含结晶性聚酯和具有高度疏水性的松香骨架的非结晶性聚酯。
发明内容
然而,已经发现,对于日本专利申请特开No.2017-223895中记载的静电潜像显影用调色剂,当添加大量结晶性聚酯树脂时,电荷控制剂无法充分确保带电均匀性,难以实现低温定影性和显影性能二者。
同时,尽管日本专利申请特开No.2016-53654中记载的电子照相用调色剂在改进耐热贮存稳定性方面具有一定效果,但是难以提高调色剂的电阻,并且带电性能不令人满意。
鉴于这些问题,本发明提供低温定影性、显影性能和耐热贮存稳定性全部令人满意的磁性调色剂,以及提供该磁性调色剂的制造方法。
本发明涉及一种磁性调色剂,其包括:
调色剂颗粒,该调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,
其中
粘结剂树脂包含具有源自第一聚合性单体的第一单体单元和源自与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的第二单体单元的聚合物A,
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
聚合物A中第一单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
聚合物A中第二单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%,和
假设第一单体单元的SP值取作SP11(J/cm3)0.5和第二单体单元的SP值取作SP21(J/cm3)0.5,则满足式(1):
3.00≤(SP21-SP11)≤25.00 (1),并且
磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
本发明还涉及一种磁性调色剂,其包括:
调色剂颗粒,该调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,其中
粘结剂树脂包含聚合物A,该聚合物A为源自含有第一聚合性单体和与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的组合物的聚合物,
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
组合物中第一聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
组合物中第二聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%,和
假设第一聚合性单体的SP值取作SP12(J/cm3)0.5和第二聚合性单体的SP值取作SP22(J/cm3)0.5,则满足式(2):
0.60≤(SP22-SP12)≤15.00 (2),并且
磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
本发明还涉及上述磁性调色剂的制造方法,其包括以下步骤:
将包含粘结剂树脂和磁性体的混合物熔融捏合以获得捏合产物;和,
将捏合产物粉碎以获得粉碎产物。
本发明可以提供低温定影性、显影性能和耐热贮存稳定性全部令人满意的磁性调色剂,和该磁性调色剂的制造方法。
从以下示例性实施方案的描述,本发明的进一步特征将变得显而易见。
具体实施方式
除非另有说明,否则本发明中数值范围的描述如"从XX至YY"或"XX至YY"包括在范围的上限和下限处的数值。
本发明中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
本发明中,"单体单元"是指聚合物中的单体物质的反应形态。
结晶性树脂为在差示扫描量热测定(DSC)中显示明确的吸热峰的树脂。
因为结晶性树脂和磁性体具有低电阻,因而它们提高了从调色剂颗粒表面的电荷泄漏的可能性。
因此,当为了改进低温定影性的目的在磁性调色剂包含大量结晶性树脂时,电荷保持性和带电均匀性降低,并且很可能产生如起雾和拖尾等图像问题。
因此,为了在包含结晶性树脂的磁性调色剂中改进低温定影性的同时实现良好的显影性能,必要的是,使用具有强带电性能的结晶性材料,同时防止具有比结晶性树脂低的电阻的磁性体在调色剂颗粒表面露出。
此外,包含大量结晶性树脂的调色剂也必须具有高结晶度以确保耐热贮存稳定性。
本发明人发现,即使在磁性调色剂中,也可以通过将具有控制的表面疏水性的磁性体与包含具有结晶性部位(crystalline segment)和非结晶性部位的聚合物的粘结剂树脂组合来改进低温定影性、显影性能和耐热贮存稳定性。
该磁性调色剂为包括调色剂颗粒的磁性调色剂,该调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,其中
粘结剂树脂包含具有源自第一聚合性单体的第一单体单元和源自与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的第二单体单元的聚合物A,
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
聚合物A中第一单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
聚合物A中第二单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%,和
假设第一单体单元的SP值取作SP11(J/cm3)0.5和第二单体单元的SP值取作SP21(J/cm3)0.5,则满足式(1):
3.00≤(SP21-SP11)≤25.00 (1),并且
磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
磁性调色剂还涉及一种磁性调色剂,其包括:
调色剂颗粒,该调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,其中
粘结剂树脂包含聚合物A,该聚合物A为包含第一聚合性单体和与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的组合物的聚合物,
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
组合物中第一聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
组合物中第二聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%,和
假设第一聚合性单体的SP值取作SP12(J/cm3)0.5和第二聚合性单体的SP值取作SP22(J/cm3)0.5,则满足式(2):
0.60≤(SP22-SP12)≤15.00 (2),并且
磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
认为聚合物A具有包含源自第一聚合性单体的第一单体单元的结晶性部位和包含源自第二聚合性单体的第二单体单元的高极性部位(或非结晶性部位)。
这些部位很可能采取嵌段聚合物的形态。结晶性部位也很可能显示疏水性,而高极性部位很可能显示亲水性。
因为聚合物A具有显示亲水性的部位,因而聚合物A的带电性能得到改进。
此外,当包含聚合物A的粘结剂树脂与具有控制的吸油量和疏水化的表面的磁性体组合时,认为聚合物A的疏水性结晶性部位很可能与磁性体的疏水化的表面相互作用,使得磁性体的表面涂覆有聚合物A。
当磁性体涂覆有聚合物A时,磁性体在调色剂颗粒表面上的露出得到控制,并且从带电的调色剂颗粒的电荷泄漏减少。结果,电荷保持性和带电均匀性(以下,有时统称为"带电性能")得到改进,并且获得良好的显影性能。
粘结剂树脂包含具有源自第一聚合性单体的第一单体单元和源自与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的第二单体单元的聚合物A。
粘结剂树脂包含聚合物A,该聚合物A为包含第一聚合性单体和与第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的组合物的聚合物。
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体。因为其具有第一单体单元,因而聚合物A为显示结晶性的树脂。
如果碳数在上述范围内,则聚合物A的熔点为50℃至80℃,产生良好的低温定影性和耐热贮存稳定性。
聚合物A中第一单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%。
第一单体单元的含量优选为10.0mol%至60.0mol%,或者更优选20.0mol%至40.0mol%。
如果该含量小于5.0mol%,则低温定影性降低;而如果其超过60.0mol%,则显影性能降低。
此外,组合物中第一聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%。
第一聚合性单体的含量优选为10.0mol%至60.0mol%,或者更优选20.0mol%至40.0mol%。
如果该含量小于5.0mol%,则低温定影性降低;而如果其超过60.0mol%,则显影性能降低。
聚合物A中第二单体单元的含量为聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%。
第二单体单元的含量优选为40.0mol%至95.0mol%,或者更优选40.0mol%至70.0mol%。
此外,组合物中第二聚合性单体的含量为组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%。
第二聚合性单体的含量优选为40.0mol%至95.0mol%,或者更优选40.0mol%至70.0mol%。
如果含量在上述范围内,则聚合物A中的第一单体单元的结晶度得到改进,产生改进的低温定影性和耐热贮存稳定性。高极性部位也可以保持充分的带电性能,并且显影性能得到改进。
当聚合物A具有两种以上的源自各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯的单体单元时,第一单体单元的含量表示这些单体单元的总摩尔比。此外,当用于聚合物A的组合物包含两种以上的各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯时,第一聚合性单体的含量表示这些(甲基)丙烯酸酯的总摩尔比。
此外,当聚合物A中存在两种以上的满足式(1)的源自第二聚合性单体的单体单元时,第二单体单元的比率表示这些单体单元的总摩尔比。此外,当用于聚合物A的组合物包含两种以上的第二聚合性单体时,第二聚合性单体的含量表示这些第二聚合性单体的总摩尔比。.
假设第一单体单元的SP值取作SP11(J/cm3)0.5和第二单体单元的SP值取作SP21(J/cm3)0.5,则满足下式(1)。
假设第一聚合性单体的SP值取作SP12(J/cm3)0.5和第二聚合性单体的SP值取作SP22(J/cm3)0.5,则满足下式(2)。
3.00≤(SP21-SP11)≤25.00 (1)
0.60≤(SP22-SP12)≤15.00 (2)
本发明中的SP值以(J/m3)0.5的单位计,但是这些可以使用式1(cal/cm3)0.5=2.045×103(J/m3)0.5换算成(cal/cm3)0.5的单位。
SP21-SP11的值优选为5.00(J/cm3)0.5至22.00(J/cm3)0.5,或者更优选7.00(J/cm3)0.5至20.00(J/cm3)0.5。如果SP11和SP21满足该关系,则聚合物A的嵌段形成度提高,耐热贮存稳定性和显影性能得到改进。
SP22-SP12的值优选为3.50(J/cm3)0.5至12.00(J/cm3)0.5,或者更优选4.00(J/cm3)0.5至11.00(J/cm3)0.5。如果SP12和SP22满足该关系,则聚合物A的嵌段形成度提高,耐热贮存稳定性和显影性能得到改进。
当本发明中聚合物A中存在满足第一单体单元的条件的多种单体单元时,式(1)中的SP11的值为这些单体单元各自的SP值的加权平均值。例如,如果聚合物以满足第一单体单元的条件的全部单体单元的总摩尔数的Amol%的量包含SP值为SP111的单体单元A并且以满足第一单体单元的条件的全部单体单元的总摩尔数的(100-A)mol%的量包含SP值为SP112的单体单元B,则SP值(SP11)变为:
SP11=(SP111×A+SP112×(100-A))/100。
当包含满足第一单体单元的条件的三种以上的单体单元时,计算类似。类似地,SP12也表示基于各第一聚合性单体的摩尔比计算的平均值。
此外,本发明中的第二单体单元对应于具有与通过上述方法计算的SP11值组合满足式(1)的SP21值的全部单体单元。类似地,第二聚合性单体对应于具有与通过上述方法计算的SP12值组合满足式(2)的SP22值的全部聚合性单体。
即,当第二聚合性单体为两种以上聚合性单体时,SP21表示源自各聚合性单体的单体单元的SP值,并且对于源自各第二聚合性单体的单体单元,确定SP21-SP11。类似地,SP22表示各聚合性单体的SP值,并且对于各第二聚合性单体,确定SP22-SP12。
第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体。
各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯的实例包括具有C18-36直链烷基的(甲基)丙烯酸酯[(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸二十一烷基酯、(甲基)丙烯酸山萮酯、(甲基)丙烯酸二十四烷基酯、(甲基)丙烯酸二十六烷基酯、(甲基)丙烯酸二十八烷基酯、(甲基)丙烯酸三十烷基酯、(甲基)丙烯酸三十二烷基酯等],和各自具有C18-36支化烷基的(甲基)丙烯酸酯[(甲基)丙烯酸2-癸基十四烷基酯等]。
其中,从调色剂的贮存稳定性的观点,优选选自由各自具有C18-36直链烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种。更优选各自具有C18-30直链烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种,并且进一步更优选选自由直链的(甲基)丙烯酸硬脂酯和(甲基)丙烯酸山萮酯组成的组中的至少一种。
单独的一种单体或两种以上的单体的组合可以用于第一聚合性单体。
在以下给出的聚合性单体中,例如,满足式(1)或(2)的聚合性单体可以用作第二聚合性单体。单独的一种单体或两种以上的单体的组合可以用于第二聚合性单体。
具有腈基的单体:例如,丙烯腈和甲基丙烯腈等。
具有羟基的单体:例如,(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯等。
具有酰氨基的单体:例如,丙烯酰胺和通过借助已知方法使C1-30胺与具有烯属不饱和键的C2-30羧酸(丙烯酸、甲基丙烯酸等)反应获得的单体。
具有氨基甲酸酯基的单体:例如,通过借助已知方法使具有烯属不饱和键的C2-22醇(甲基丙烯酸2-羟基乙酯、乙烯醇等)与C1-30异氰酸酯[单异氰酸酯化合物(异氰酸苯磺酰酯、异氰酸甲苯磺酰酯、异氰酸苯酯、异氰酸对氯苯酯、异氰酸丁酯、异氰酸己酯、异氰酸叔丁酯、异氰酸环己酯、异氰酸辛酯、异氰酸2-乙基己酯、异氰酸十二烷基酯、异氰酸金刚烷酯、异氰酸2,6-二甲基苯酯、异氰酸3,5-二甲基苯酯和异氰酸2,6-二丙基苯酯等)、脂肪族二异氰酸酯化合物(三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、1,2-亚丙基二异氰酸酯、1,3-亚丁基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯和2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯等)、脂环族二异氰酸酯化合物(1,3-环戊烯二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯和氢化四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯等)和芳香族二异氰酸酯化合物(亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'-甲苯胺二异氰酸酯、4,4'-二苯醚二异氰酸酯、4,4'-二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和苯二亚甲基二异氰酸酯等)等]反应获得的单体,和
通过借助已知方法使C1-26醇(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、戊醇、庚醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、硬脂醇、异硬脂醇、反十八烯醇、油醇、亚油醇、亚麻醇、十九烷醇、二十一烷醇、二十二烷醇、瓢儿菜醇等)与具有烯属不饱和键的C2-30异氰酸酯[2-异氰酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、2-(0-[1'-甲基丙叉基氨基]羧基氨基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-[(3,5-二甲基吡唑基)羰基氨基]乙基(甲基)丙烯酸酯和1,1-(双(甲基)丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯等]反应获得的单体等。
具有脲基的单体:例如,通过借助已知方法使C3-22胺[伯胺(正丁胺、叔丁胺、丙胺和异丙胺等)、仲胺(二乙胺、二正丙胺、二正丁胺等)、苯胺和环氧胺等]与具有烯属不饱和键的C2-30异氰酸酯反应获得的单体等。
具有羧基的单体:例如,甲基丙烯酸、丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羧乙酯。
其中,期望使用具有腈基、酰氨基、氨基甲酸酯基、羟基或脲基的单体。更优选地,第二聚合性单体为具有烯属不饱和键和选自由腈基、酰氨基、羟基、氨基甲酸酯基和脲基组成的组中的至少一种官能团的单体。
作为第二聚合性单体,也可以优选使用如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、肉豆蔻酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯和辛酸乙烯酯等乙烯基酯类。乙烯基酯类为非共轭单体并且可以容易地保持与第一聚合性单体适度的反应性。
认为因此,在聚合物A中源自第一聚合性单体的单体单元更可能聚集并且形成结合状态。
即,通过源自第一聚合性单体的单体单元的嵌段形成度提高,使得更容易提高源自第一聚合性单体的部位的结晶性,并且实现低温定影性和耐热贮存稳定性二者。
第二聚合性单体优选具有烯属不饱和键,并且更优选具有一个烯属不饱和键。
此外,第二聚合性单体优选为选自由下式(A)和(B)组成的组中的至少一种单体。
在式(A)中,
X表示单键或C1-6亚烷基,和
R1表示
腈基(-C≡N);
酰氨基(-C(=O)NHR10,其中R10为氢原子或C1-4烷基);
羟基;
-COOR11(其中R11为C1-6(优选C1-4)烷基或C1-6(优选C1-4)羟烷基);
脲基(-NH-C(=O)-N(R13)2,其中R13各自独立地为氢原子或C1-6(优选C1-4)烷基);
-COO(CH2)2NHCOOR14(其中R14为C1-4烷基);或
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2(其中R15各自独立地为氢原子或C1-6(优选C1-4)烷基),
R3为氢原子或甲基。
在式(B)中,
R2为C1-4烷基,和
R3为氢原子或甲基。
本发明中的单体单元定义为聚合物中的包括聚合的乙烯基单体的主链中的一个碳-碳键合区段(section)。
乙烯基单体可以由下式(Z)表示:
在式(Z)中,RZ1表示氢原子或烷基(优选C1-3烷基,或更优选甲基),和RZ2表示任意的取代基。
聚合物A优选为乙烯基聚合物。乙烯基聚合物可以为例如,包含烯属不饱和键的单体的聚合物。烯属不饱和键为自由基聚合性碳-碳双键,并且实例包括乙烯基、丙烯基、丙烯酰基和甲基丙烯酰基等。
聚合物A也可以包含源自式(1)和式(2)的范围外的第三聚合性单体的单体单元,只要维持源自第一聚合性单体的第一单体单元和源自第二聚合性单体的第二单体单元的摩尔比即可。
此外,包含第一聚合性单体和不同于第一聚合性单体的第二聚合性单体的组合物也可以包含式(1)和式(2)的范围外的第三聚合性单体,只要维持组合物中第一聚合性单体的含量和第二聚合性单体的含量即可。
在作为第二聚合性单体的实例给出的单体中,不满足以上式(1)或式(2)的那些可以用作第三聚合性单体。
也可以使用以下单体,例如:如苯乙烯和邻甲基苯乙烯等苯乙烯以及它们的衍生物,和如(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯类。因为它们缺乏极性基团,因而这些单体具有低的SP值,因而不太可能满足式(1)或式(2)。然而,如果它们满足式(1)或式(2),则它们可以用作第二聚合性单体。
为了改进调色剂的贮存性,第三聚合性单体优选为选自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯组成的组中的至少一种单体。
聚合物A的酸值优选为30.0mgKOH/g以下,或更优选20.0mgKOH/g以下。如果酸值超过30.0mgKOH/g,则可能抑制聚合物A的结晶化,可能导致熔点降低。聚合物A的酸值优选为0mgKOH/g以上。
如通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的聚合物A的四氢呋喃(THF)可溶性组分的重均分子量(Mw)优选为10,000至200,000,或更优选20,000至150,000。
如果该重均分子量(Mw)在该范围内,则容易保持室温附近的弹性。
聚合物A的熔点优选为50℃至80℃,或更优选53℃至70℃。如果该熔点在该范围内,则耐热贮存稳定性和低温定影性得到进一步改进。
调色剂颗粒中包含的粘结剂树脂优选包含不同于聚合物A的聚合物B。
聚合物B的实例包括乙烯基树脂、聚酯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂。其中,乙烯基树脂或聚酯树脂使得更容易控制交联密度,并且从控制高温下的粘弹性的观点是期望的。
从耐热贮存稳定性的观点,聚合物B的玻璃化转变温度(Tg)优选为55℃以上,或更优选60℃以上,或者还更优选65℃以上。从不抑制聚合物A的低温定影性的观点,玻璃化转变温度(Tg)优选为90℃以下,或更优选80℃以下。
在粘结剂树脂中聚合物A的含量优选为50.0质量%以上。如果该含量为50.0质量%以上,则更容易保持调色剂颗粒的迅速熔融性,和改进低温定影性。该含量更优选为60.0质量%至100.0质量%,或者还更优选70.0质量%至90.0质量%。
在粘结剂树脂中聚合物B的含量优选为0.0质量%至40.0质量%,或者更优选10.0质量%至30.0质量%。
可以用于乙烯基树脂的聚合性单体的实例包括可用作上述第一聚合性单体、第二聚合性单体和第三聚合性单体的聚合性单体。可以根据需要组合使用两种以上。
当乙烯基树脂用于聚合物B时,其优选具有通过与具有两个以上的乙烯基的交联剂交联获得的交联结构。在该情况下使用的交联剂的实例包括以下:
芳香族二乙烯基化合物(二乙烯基苯、二乙烯基萘);通过烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类(乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、和这些化合物中的丙烯酸酯用甲基丙烯酸酯代替的化合物);通过包含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物类(例如,二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、和这些化合物中的丙烯酸酯用甲基丙烯酸酯代替的化合物);通过包含芳香族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物类[聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、和这些化合物中的丙烯酸酯用甲基丙烯酸酯代替的化合物];和聚酯型二丙烯酸酯化合物类。
以下为多官能交联剂的实例:季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、和这些化合物中的丙烯酸酯用甲基丙烯酸酯代替的化合物;和氰脲酸三烯丙酯和苯偏三酸三烯丙酯。
可以以相对于100质量份除了交联剂以外的单体组分优选为0.01质量份至10.00质量份,或更优选0.03质量份至5.00质量份的量使用这些交联剂。
在这些交联剂中,从耐污损性和定影性的观点,芳香族二乙烯基化合物(特别是二乙烯基苯)和通过包含芳香族基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物类为可以优选用于粘结剂树脂中的试剂的实例。
此外,当聚酯树脂用于聚合物B时,该聚酯树脂优选具有源自多元醇的单体单元和源自多元羧酸的单体单元。
多元羧酸的实例包括以下化合物:如琥珀酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、丙二酸和十二碳烯基琥珀酸等二元酸,和这些的酸酐和低级烷基酯;以及如马来酸、富马酸、衣康酸和柠康酸等脂肪族不饱和二羧酸;和1,2,4-苯三羧酸,1,2,5-苯三羧酸,以及这些的酸酐和低级烷基酯。可以单独使用这些中的一种或者组合使用两种以上。
多元醇的实例包括以下化合物:亚烷基二醇(乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇);亚烷基醚二醇(聚乙二醇和聚丙二醇);脂环族二醇(1,4-环己烷二甲醇);双酚类(双酚A);和脂环族二醇或双酚类的环氧烷(环氧乙烷和环氧丙烷)加合物。
亚烷基二醇和亚烷基醚二醇的烷基部分可以为直链或支化的。其它实例包括甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。可以单独使用这些中的一种或者组合使用两种以上。
也可以根据需要使用如乙酸或苯甲酸等一元酸或者如环己醇或苯甲醇等一元醇以调节酸值或羟值。
此外,假设聚合物B的SP值取作SP(B),则优选满足以下式(5)和式(6):
0(J/cm3)0.5≤SP21-SP(B)≤4.0(J/cm3)0.5 (5)
SP11≤SP(B)≤SP21 (6)。
如果满足这些式,则聚合物B和聚合物A的亲水性部位更可能相互作用,并且在维持磁性体与聚合物A的疏水性部位之间的相互作用的同时聚合物A的分散性可以得到改进。结果,调色剂的电荷保持性和带电均匀性得到改进,并且获得良好的显影性能。
聚合物B的酸值优选为0.1mgKOH/g至25.0mgKOH/g,或更优选2.0mgKOH/g至20.0mgKOH/g,或者还更优选5.0mgKOH/g至15.0mgKOH/g。
如果聚合物B的酸值在该范围内,则耐湿性得到改进,并且可以获得耐热贮存稳定性和显影性能二者。
磁性体的实例包括如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体等磁性铁氧化物(magnetic ironoxides),和包含其它金属氧化物的磁性铁氧化物;如Fe、Co和Ni等金属;这些金属与如Al、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W和V等金属的合金;和这些的混合物。
磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
吸油量优选为10ml/100g至35ml/100g,或更优选20ml/100g至30ml/100g。
吸油量为用于评估磁性体的结构,或换言之,通过化学和物理结合导致的复杂聚集的程度的指标,但是认为其也可以用于表示对油组分的亲和性,或换言之,磁性体的疏水度。
如果吸油量在上述范围内,则显影性能得到改进,因为磁性体的表面与源自聚合物A中的第一单体单元的疏水性部位之间的相互作用提高,还因为磁性体在粘结剂树脂中具有良好的分散性。
磁性体的数均粒径优选为50nm至400nm,或更优选50nm至150nm。如果数均粒径在该范围内,则在粘结剂树脂中的分散性得到改进,并且显影性能得到进一步改进,因为其容易将吸油量控制在上述范围内。
磁性体的BET比表面积优选为5m2/g至25m2/g,或更优选10m2/g至20m2/g。如果BET比表面积在该范围内,则显影性能得到进一步改进,因为吸油量更容易控制。
通过控制磁性体的形状、和磁性体的数均粒径等可以将BET比表面积调节至上述范围。
磁性调色剂的通过交流阻抗测量得到的体积电阻率优选为1.0×1011Ω·cm以上,或更优选1.0×1012Ω·cm以上。如果满足该条件,则磁性调色剂的电荷保持性和带电均匀性可以得到进一步改进,从而改进显影性能。
体积电阻率优选为1.0×1015Ω·cm以下,或更优选1.0×1014Ω·cm以下。
这些数值范围可以任意地组合。
在磁性调色剂中磁性体的含量相对于100质量份粘结剂树脂优选为30质量份至100质量份,或更优选40质量份至80质量份。
如果磁性体的含量在该范围内,则显影性能得到进一步改进,因为可以将体积电阻率控制在适当水平,和因为可以赋予调色剂适当的磁特性。
磁性体优选包含磁性核颗粒和在磁性核颗粒的表面上的涂覆层。
涂覆层可以均匀地涂覆磁性核颗粒的表面上的全部区域,或者可以在磁性核颗粒的表面的一部分露出的状态下涂覆。在任何涂覆模式中,涂覆层优选为最外层,并且优选薄薄地涂覆磁性核颗粒的表面。
涂覆层优选包含硅原子和铝原子。
此外,通过X射线光电子能谱测量磁性体的表面时,优选满足以下式(3)和(4),或更优选满足以下式(3)'和(4)'。
0.10≤dSi/dFe≤4.00 (3)
0.50≤dSi/dFe≤2.50 (3)'
0.03≤dAl/dFe≤2.00 (4)
0.10≤dAl/dFe≤1.00 (4)'
在式(3)和式(4)中,dSi表示硅原子的原子%,dAl表示铝原子的原子%,和dFe表示铁原子的原子%。
如果磁性体的表面上的硅原子和铝原子的含量在这些范围内,则显影性能得到进一步改进,因为可以适当地控制磁性体的吸油量,和因为磁性调色剂具有更好的流动性。
涂覆层的形成方法包括用水溶性硅酸盐和水溶性铝盐处理的方法,和用如硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂等偶联剂处理的方法。处理量相对于100质量份处理前的磁性体优选为0.05质量份至20质量份,或更优选0.1质量份至10质量份。
为了便于涂覆层的形成和进一步改进磁特性、分散性和着色力,磁性体优选具有八面体形状。
可以采用常规已知的方法用于控制磁性体的形状和数均粒径。
用于使磁性体具有八面体形状的一种方法为在制造磁性核颗粒时在湿式氧化反应期间的pH为9以上。
磁性体的通过交流阻抗测量得到的体积电阻率优选为1.0×104Ω·cm以上,或更优选1.0×105Ω·cm以上。如果满足该条件,则可以将磁性调色剂的体积电阻率控制在上述范围内,从而改进显影性能。
磁性体的通过交流阻抗测量得到的体积电阻率优选为1.0×108Ω·cm以下,或更优选1.0×107Ω·cm以下。
这些数值范围可以任意地组合。
调色剂颗粒也可以包含蜡。
蜡的种类没有特别地限定,并且可以使用常规已知的蜡。
具体实例包括:
如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚烯烃蜡、微晶蜡、石蜡和费-托蜡等脂肪族烃系蜡;如聚环氧乙烷蜡等脂肪族烃系蜡的氧化物;这些的嵌段共聚物;如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、日本蜡和霍霍巴木蜡等植物系蜡;如蜂蜡、羊毛脂和鲸蜡等动物系蜡;如地蜡(ozokerite)、纯地蜡(ceresin)和凡士林等矿物系蜡;如褐煤酸酯蜡和蓖麻蜡等主要由脂肪族酯构成的蜡类;和如脱氧巴西棕榈蜡等部分或全部脱氧的脂肪族酯。
在调色剂颗粒中蜡的含量优选为1.0质量%至30.0质量%,或更优选2.0质量%至25.0质量%。
调色剂颗粒也可以包含电荷控制剂以使带电性稳定。
有机金属配合物和螯合化合物作为电荷控制剂是有效的,因为中心金属容易与粘结剂树脂的末端的酸基或羟基相互作用。
具体实例包括单偶氮金属配合物,乙酰丙酮金属配合物,和芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物或金属盐。
调色剂颗粒除了磁性体以外还可以包含着色剂。着色剂可以为已知的有机颜料、有机染料或无机颜料,或者作为黑色着色剂的炭黑。
磁性调色剂的制造方法没有特别地限定,并且可以使用如粉碎法、悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳化聚集法或分散聚合法等已知的制造方法。
此处的磁性调色剂优选为熔融捏合的调色剂。
磁性调色剂的制造方法包括熔融捏合包含粘结剂树脂和磁性体的混合物的步骤,和将捏合产物粉碎以获得粉碎产物的步骤。
这里更详细地说明粉碎方法。
(i)用于构成调色剂颗粒的粘结剂树脂和磁性体根据需要与蜡和其它添加剂一起在如亨舍尔混合机或球磨机等混合机中充分混合,以制备包含粘结剂树脂和磁性体的混合物。
(ii)用如双螺杆挤出机、加热辊、捏合机或挤出机等热捏合设备熔融捏合所得混合物,以使树脂类共混同时分散或溶解磁性体和其它添加剂,以制备捏合产物。
(iii)将所得捏合产物冷却和固化、然后粉碎,从而获得粉碎产物。
(iv)将所得粉碎产物分级等,从而获得调色剂颗粒。
该方法还可以包括其中在粉碎和分级之后使调色剂颗粒通过施加连续机械冲击力的表面处理设备的表面处理步骤,以控制调色剂颗粒的形状和表面性质。
调色剂颗粒的表面形状可以通过控制该表面处理步骤的处理时间来控制。
然后调色剂可以根据需要与期望的外部添加剂在如亨舍尔混合机等混合设备中混合,从而获得调色剂。
混合机的实例包括以下:FM混合机(Nippon Coke&Engineering),超级混合机(Kawata),Ribocone(Okawara Mfg.),诺塔混合机(Nauta Mixer),湍流增强器(Turbulizer),Cyclomix(Hosokawa Micron),螺旋销混合机(Spiral Pin Mixer)(PacificMachinery&Engineering)和Mixer(Matsubo)。
捏合机的实例包括以下:KRC捏合机(Kurimoto),Buss共捏合机(Buss),TEM挤出机(Toshiba Machine),TEX双螺杆捏合机(Japan Steel Works),PCM捏合机(Ikegai IronWorks),三辊磨机,混合辊磨机,捏合机(Inoue Mfg.),Kneadex(Mitsui Mining),MS加压捏合机,Kneader-Ruder(Moriyama Seisakusho)和班伯里混合机(Kobe Steel)。
粉碎机的实例包括以下:反喷射磨机(Counter Jet Mill),Micron Jet和Inomizer(Hosokawa Micron),IDS磨机和PJM喷射粉碎机(Nippon Pneumatic),Cross JetMill(Kurimoto),Ulmax(Nisso Engineering),SK Jet-O-Mill(Seishin Enterprise),Kryptron(Kawasaki Heavy Industries),涡轮磨机(Turbo Kogyo)和超级转子(NisshinEngineering)。
分级机的实例包括以下:Classiell,微米分级机(Micron Classifier),Spedic分级机(Seishin Enterprise),涡轮分级机(Nisshin Engineering);微米分离机,Turboplex(ATP);TSP分离机(Hosokawa Micron);Elbow Jet(Nittetsu Mining),分散分离机(Nippon Pneumatic Mfg.)和YM Micro Cut(Yasukawa Shoji)。
表面改性装置的实例包括以下:Faculty(Hosokawa Micron),Mechano Fusion(Hosokawa Micron),Nobilta(Hosokawa Micron),Hybridizer(Nara Machinery),Inomizer(Hosokawa Micron),Theta Composer(Tokuju Corp.)和Mechano Mill(OkadaSeiko)。
用于筛分出粗颗粒的筛分装置的实例包括以下:Ultrasonic(Ryoei Sangyo);共振器筛,Gyro筛粉机(Tokuju Corp.);Hybrasonic系统(Dalton);Soniclean(Sintokogio);涡轮筛分机(Turbo Kogyo);Microsifter(Hino Industry);和圆形振动筛。
磁性调色剂还可以包含外部添加剂。
外部添加剂的实例包括如偏二氟乙烯细粉末和聚四氟乙烯细粉末等氟系树脂粉末;如湿式二氧化硅和干式二氧化硅等二氧化硅细颗粒,氧化钛细颗粒,氧化铝细颗粒,和通过用硅烷化合物、钛偶联剂和硅油表面处理这些获得的经处理的细颗粒;如氧化锌和氧化锡等氧化物;如钛酸锶、钛酸钡、钛酸钙、锆酸锶和锆酸钙等复合氧化物;以及如碳酸镁等碳酸盐化合物。
其中,通过卤化硅化合物的气相氧化生产的二氧化硅细颗粒是优选的。气相氧化的具体实例利用四氯化硅气体在氢氧中的热分解氧化反应,如由以下基本反应式表示:
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl。
在该制造步骤中,二氧化硅与其它金属氧化物的复合细颗粒可以通过将卤化硅化合物与如氯化铝或氯化钛等其它金属卤化物化合物组合使用来获得,并且这些颗粒也认为是二氧化硅细颗粒。
通过卤化硅化合物的气相氧化生产的商购二氧化硅细颗粒的实例包括以下:AEROSIL 130、200、300、380,TT600,MOX170,MOX80,COK84(Nippon Aerosil);Ca-O-SiLM-5,MS-7,MS-75,HS-5,EH-5(Cabot Co.);Wacker HDK N20、V15、N20E、T30、T40(Wacker-ChemieGmbH);D-C细二氧化硅(D-C Fine Silica)(Dow Corning);和Fransol(Fransil Co.)。
外部添加剂的含量相对于100.0质量份调色剂颗粒优选为0.1质量份至4.0质量份,或更优选0.2质量份至3.5质量份。
接下来,说明本发明中的各种物理性质的测量方法。
聚合物A中源自各聚合性单体的单体单元的含量的测量方法
聚合物A中源自各聚合性单体的单体单元的含量通过1H-NMR在以下条件下测量。
·测量装置:FT NMR装置JNM-EX400(JEOL Ltd.)
·测量频率:400MHz
·脉冲条件:5.0μs
·频率范围:10,500Hz
·累积次数:64
·测量温度:30℃
·样品:通过将50mg测量样品放入内径为5mm的样品管中,添加氘代氯仿(CDCl3)作为溶剂,并且将其溶解在40℃的恒温槽内来制备。
在所得1H-NMR谱图中可归属于源自第一聚合性单体的单体单元的构成元素的峰中,选择独立于归属于源自其它的单体单元的构成元素的峰的峰,并且计算该峰的积分值S1。
同样地,从可归属于源自第二聚合性单体的单体单元的构成元素的峰中,选择独立于可归属于源自其它的单体单元的构成元素的峰的峰,并且计算该峰的积分值S2。
当使用第三聚合性单体时,从可归属于源自第三聚合性单体的单体单元的构成元素的峰中,选择独立于可归属于源自其它的单体单元的构成元素的峰的峰,并且计算该峰的积分值S3。
使用积分值S1、S2和S3如下求得源自第一聚合性单体的单体单元的含量。n1、n2和n3为对于各部位观察到的峰所归属的构成元素中的氢原子的个数。
源自第一聚合性单体的单体单元的含量(mol%):
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100。
如下所示以相同的方式求得源自第二聚合性单体和第三聚合性单体的单体单元。
源自第二聚合性单体的单体单元的含量(mol%):
{(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100。
源自第三聚合性单体的单体单元的含量(mol%):
{(S3/n3)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100。
当除乙烯基以外的构成元素中不包含氢原子的聚合性单体用于聚合物A时,使用其中13C作为测量核的13C-NMR以单脉冲模式进行测量,并且以与通过1H-NMR的相同的方式计算比率。
SP值的计算方法
通过由Fedors提出的以下计算方法如下求得SP12和SP22。
对于各聚合性单体的分子结构中的原子或原子团,由"Polym.Eng.Sci.,14(2),147-154(1974)"中记载的表求得蒸发能(Δei)(cal/mol)和摩尔体积(Δvi)(cm3/mol),并且将(4.184×ΣΔei/ΣΔvi)0.5作为SP值(J/cm3)0.5。
对于同一聚合性单体的双键通过聚合而裂开的分子结构中的原子或原子团,通过相同的方法来计算SP11和SP21。
熔点的测量方法
聚合物A的熔点使用DSC Q1000(TA Instruments)在以下条件下测量。
升温速度:10℃/min
测量开始温度:20℃
测量终止温度:180℃
使用铟和锌的熔点用于装置检测部的温度校正,和铟的熔解热用于热值的校正。
具体地,向铝盘中精确称量5mg样品,并且进行差示扫描量热测量。空的银盘用于参照。
在第一次升温期间最大吸热峰的峰温度取作熔点。
当存在多个峰时,最大吸热峰为吸热量最大处的峰。
聚合物A的重均分子量(Mw)的测量方法
聚合物A的四氢呋喃(THF)可溶性组分的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)如下测量。
首先,在室温下经过24小时的过程将样品溶解在四氢呋喃(THF)中。将所得溶液通过孔径为0.2μm的耐溶剂性膜滤器(Maishori Disk,Tosoh Corp.)过滤以获得样品溶液。在样品溶液中THF可溶性组分的浓度调节至约0.8质量%。使用该样品溶液在以下条件下进行测量。
·系统:HLC8120GPC(检测器:RI)(Tosoh Corp.)
·柱:Shodex KF-801、802、803、804、805、806和807的七连柱(ShowaDenko)
·洗脱液:四氢呋喃(THF)
·流速:1.0mL/min
·烘箱温度:40.0℃
·样品注入体积:0.10mL
使用标准苯乙烯树脂(产品名:“TSK标准聚苯乙烯F-850、F-450、F-288、F-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500”,Tosoh Corp.)制作的分子量校准曲线用于计算样品的分子量。
磁性体的吸油量的测量方法
磁性体的吸油量通过JIS K 5101-1978(颜料试验方法)中记载的方法来测量。
具体地,在玻璃板上取100g样品,滴加亚麻籽油,并且当样品变为糊剂时的亚麻籽油的最小量取作吸油量。
磁性体的形状和数均粒径的测量方法
为了测定磁性体的数均粒径,在扫描电子显微镜下以40,000倍的放大倍率观察磁性体,测量200个颗粒的最大费雷特直径(maximum Feret diameters),并且计算的平均值取作数均粒径。
也从观察的图像判断磁性颗粒的形状。Hitachi S-4700用作扫描电子显微镜。
磁性体的BET比表面积的测量方法
根据JIS-Z8830(2001)测量细颗粒的BET比表面积。
具体测量方法如下。
将使用定容法气体吸附测量方法的TriStar 3000自动比表面积和细孔分布测量装置(Shimadzu Corp.)用作测量装置。
对于设定测量条件和分析测量数据,使用该装置所附属的专用软件“TriStar3000Version 4.00”。
将真空泵、氮气配管和氦气配管连接至该装置。
使用氮气作为吸附气体,通过BET多点法计算的值取作本发明中的BET比表面积。
如下计算BET比表面积。
首先,使氮气吸附至磁性体,并且测量此时样品池内的平衡压力P(Pa)和磁性体的氮吸附量Va(mol·g–1)。将样品池内的平衡压力P(Pa)除以氮的饱和蒸气压Po(Pa)以获得相对压力Pr,然后在相对压力Pr绘制在横轴上同时氮吸附量Va(mol·g–1)绘制在纵轴上,以获得吸附等温线。
接下来,通过采用以下BET式求得作为在磁性体的表面上形成单层所需的吸附量的单层吸附量Vm(mol·g–1)。
Pr/Va(1-Pr)=1/(Vm×C)+(C-1)×Pr/(Vm×C)
其中,C为BET参数,其为根据测量样品的种类、吸附气体的种类和吸附温度而变化的变量。
在Pr在X轴上和Pr/Va(1-Pr)在Y轴上的情况下,BET式可以解释为具有(C–1)/(Vm×C)的斜率和1/(Vm×C)的截距的直线(该直线称为BET图)。
直线的斜率=(C-1)/(Vm×C)
直线的截距=1/(Vm×C)
通过在图上绘制Pr的测量值和Pr/Va(1–Pr)的测量值并通过最小二乘法绘制直线,可以计算该直线的斜率和截距。于是可以通过使用这些值以求解斜率和截距的联立方程来计算Vm和C。
基于上式,BET比表面积S(m2/g)也可以由以上计算的Vm和氮分子的分子占据截面积(0.162nm2)来计算。
S=Vm×N×0.162×10-18
其中,N为阿佛加德罗数(mol-1)。
使用该装置的测量根据附属软件“TriStar 3000manual V 4.0”来进行,并且具体步骤如下。
将专用的玻璃样品池(茎直径=3/8英寸,容积5mL)彻底清洗并且干燥,精确称量皮重。然后通过漏斗将约1.5g磁性体添加至样品池中。
将容纳有磁性体的样品池设置在具有附属的真空泵和氮气配管的VacuPrep 061预处理装置(Shimadzu Corp.)中,并且在23℃下连续真空脱气约10小时。在真空脱气期间,通过在调节阀的同时进行脱气,使得磁性体不会被真空泵吸引。随着脱气进行样品池内的压力逐渐下降,最终变为约0.4Pa(约3毫托)。
在真空脱气完成后,逐渐注入氮气以使样品池恢复至大气压,并且将样品池从预处理装置中取出。精确称量该样品池的质量,并且由其与皮重的差计算磁性体的精确质量。在该过程期间,用橡胶塞盖住样品池以使样品池内的磁性体不被大气中的水分等污染。
接下来,将专用的“等温夹套”安装在容纳有磁性体的样品池的茎上。然后将专用的填充棒插入样品池中,并且将样品池设置于先前装置的分析端口中。该等温夹套是其内表面由多孔材料构成且其外表面由不渗透性材料构成使得可以通过毛细管作用将液氮吸起至一定的水平的筒状元件。
接下来,测量包括连接装置的样品池中的自由空间。通过用氦气在23℃下测量样品池的容积来计算自由空间;然后,在用液氮冷却样品池后,使用氦气以相同的方式来测量样品池的容积;并且由这两个容积的差计算自由空间。使用内置于装置的Po管分别自动测量氮的饱和蒸气压Po(Pa)。
接着样品池真空脱气,在用液氮冷却样品池的同时继续真空脱气。然后,将氮气分阶段地引入至样品池,以将氮分子吸附至磁性体。在该过程期间,随时间测量平衡压力P(Pa)以获得上述吸附等温线,并且将该吸附等温线转换为BET图。
用于收集数据的相对压力Pr的点设定为6个点,0.05、0.10、0.15、0.20、0.25和0.30。
由所得测量数据通过最小二乘法绘制直线,并且由该直线的斜率和截距计算Vm。该Vm值如上所述也用于计算磁性体的BET比表面积。
体积电阻率的测量方法
将约1g调色剂(可根据样品的比重变化)在25℃下用片剂压缩成形机在20MPa下压缩成形60秒,从而获得直径为25mm和高度为0.95mm至1.05mm的圆盘。
Solartron Co.1260型频率响应分析仪(FRA)和来自同一公司的1296型介电常数测量接口用作阻抗测量单元。
使用来自Solartron的SMaRT阻抗测量软件,自动测量阻抗。使用SMaRT,对于预定频率f的复阻抗可以由频率f的正弦电压和对于正弦电压的响应电流来测量:
Z(ω)=Re[Z(ω)]+iIm[Z(ω)]
其中,Re[Z(ω)]为阻抗的实部,和iIm[Z(ω)]为阻抗的虚部。此外,ω为角频率,其与频率f的关系为ω=2πf。
测量条件如下。
电极面积;0.00031m2
DC电压:0V
AC电压:1Vp-p
荷重:10N
ω:100Hz
体积电阻率(R,单位:Ω·cm)由下式(7)而求得:
R=(Re[Z]2+Im[Z]2)×S/(Re[Z]×d) (7)
其中,Re[Z]为100Hz下阻抗的实部,Im[Z]为100Hz下阻抗的虚部,d为样品厚度(cm),和S为电极面积(cm2)。
X射线光电子能谱(ESCA)测量方法
磁性体的表面上存在的元素的量通过使用ESCA的表面组成分析来计算。
ESCA装置和测量条件如下。
装置:Ulvac-Phi Inc.Quantum 2000
分析方法:窄分析(Narrow analysis)
测量条件
X射线源:Al-Kα
X射线条件:100μm,25W,15kV
光电子摄取角(uptake angle):45°
通能(Pass Energy):58.70eV
测量角度;
在上述条件下进行测量,并且将源自碳1s轨道的C-C键的峰校正至285eV。然后计算在以下范围内检测到的峰的面积。
·在94eV至114eV检测到峰顶的硅2p轨道的SiO键的峰
·在68eV至78eV检测到峰顶的铝2p轨道的AlO键的峰
·在705eV至720eV检测到峰顶的铁2p轨道的FeO键的峰
·在278eV至298eV检测到峰顶的碳1s轨道的CO键的峰
·在524eV至542eV检测到峰顶的氧1s轨道的O键的峰
相对于构成元素的总量的铁原子的原子%(dFe)、铝原子的原子%(dAl)和硅原子的原子%(dSi)使用由Ulvac-Phi提供的相对灵敏度因子由各峰面积来计算。
酸值的测量方法
酸值为中和1g样品中包含的酸所需要的氢氧化钾的毫克数。
本发明中的聚合物A的酸值依照JIS K 0070-1992来测量,并且具体测量步骤如下。
(1)试剂的准备
通过将1.0g酚酞溶解在90mL乙醇(95体积%)中并且添加离子交换水直到总计100mL获得酚酞溶液。
将7g特级氢氧化钾溶解在5mL水中,并且通过添加乙醇(95体积%)使其达到1L。将其放入耐碱性容器中同时避免与二氧化碳等接触,放置3天并且过滤,从而获得氢氧化钾溶液。
将所得氢氧化钾溶液贮存在耐碱性容器中。由当将25mL 0.1mol/L的盐酸引入至锥形瓶中、滴加数滴酚酞溶液、和用氢氧化钾溶液进行滴定时中和所需要的氢氧化钾溶液的量来求得该氢氧化钾溶液的因子。0.1mol/L的盐酸依照JIS K 8001-1998来制备。
(2)操作
(A)主试验
向200mL锥形瓶中精确称量2.0g样品(例如,粉碎的聚合物A),添加100mL甲苯:乙醇(2:1)混合溶液,并且经5小时的过程溶解样品。
然后,添加数滴酚酞溶液作为指示剂,并且使用氢氧化钾溶液进行滴定。将滴定终点看作指示剂的淡红色保持30秒。
(B)空白试验
除了不使用任何样品(即,仅使用混合的甲苯:乙醇(2:1)混合溶液)以外,通过与上述操作相同的操作进行滴定。
(3)通过将获得的结果代入下式中来计算酸值:
A=[(C-B)×f×5.61]/S
其中,A为酸值(mgKOH/g),B为空白试验中氢氧化钾溶液的添加量(mL),C为主试验中氢氧化钾溶液的添加量(mL),f为氢氧化钾溶液的因子,和S为样品(g)。
[实施例]
以下使用实施例和比较例详细地说明本发明,但是本发明不限于此。除非另有说明,否则以下配方中的份基于质量。
具有氨基甲酸酯基的单体的制备
将50.0份甲醇放入反应器中,然后,在搅拌下在40℃下滴加5.0份KarenzMOI[2-异氰酸乙酯甲基丙烯酸酯](Showa Denko)。在滴加完成后,在将温度保持在40℃的情况下将其搅拌2小时。然后在蒸发仪中除去未反应的甲醇,从而制备具有氨基甲酸酯基的单体。
具有脲基的单体的制备
将50.0份二丁胺放入反应器中,然后,在搅拌下在室温下滴加5.0份KarenzMOI[2-异氰酸乙酯甲基丙烯酸酯]。在滴加完成后,将其搅拌2小时。然后在蒸发仪中除去未反应的二丁胺,从而制备具有脲基的单体。
聚合物A1的制造例
将以下材料在氮气气氛下添加至装配有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导入管的反应器中。
将反应器内容物在200rpm下搅拌,加热至70℃并且聚合12小时,从而获得单体组合物的聚合物溶解在甲苯中的溶液。
接下来,将该溶液冷却至25℃,并且在搅拌下添加至1,000.0份甲醇中以使甲醇-不溶性组分沉淀。
将所得甲醇-不溶性组分滤出,用甲醇洗涤,并且在40℃下真空干燥24小时,从而获得聚合物A1。聚合物A1具有20,100的重均分子量、0.0mgKOH/g的酸值和62℃的熔点。
该聚合物A1的NMR分析显示,其包含28.9mol%的源自丙烯酸山萮酯的单体单元,53.8mol%的源自甲基丙烯腈的单体单元和17.3mol%的源自苯乙烯的单体单元。
聚合物A2至A30的制造例
除了如表1所示改变单体配方以外,与聚合物A1的制造例相同地获得聚合物A2至A30。聚合物A1至A30的物理性质在表2中示出。
[表1]
[表2]
聚合物B1的制造例
将该聚酯单体混合物放入5L高压釜中,并且相对于聚酯单体混合物的总量,添加0.05质量%的钛酸四异丁酯。安装回流冷凝器、水分分离器、氮气导入管、温度计和搅拌器,并且将氮气导入高压釜中,同时在230℃下进行缩聚反应。调节反应时间,从而获得表4中示出的重均分子量。在反应完成后,将内容物从容器中取出、冷却并且粉碎,从而获得聚合物B1。所得聚合物B1的酸值为9.6mgKOH/g。
聚合物B2至B4的制造例
除了如表3所示改变单体配方以外,与聚合物B1的制造例相同地获得聚合物B2至B4。聚合物B1至B4的物理性质在表4中示出。
[表3]
[表4]
磁性体C1的制造例
(1)磁性核颗粒的制造
添加92L Fe2+浓度为1.79mol/L的硫酸亚铁水溶液和88L 3.74mol/L的氢氧化钠水溶液、混合并搅拌。该溶液的pH为6.5。
将该溶液保持在89℃、pH为9至12,同时以20L/min的速度吹入空气以引起氧化反应并且生成核颗粒。一旦氢氧化亚铁完全消耗,就停止空气吹入以终止氧化反应。所得磁性核颗粒由具有八面体形状的磁铁矿构成。
(2)涂覆层的形成
将2.50L 0.70mol/L的硅酸钠水溶液和2.00L 0.90mol/L的硫酸亚铁水溶液混合,添加水以使水溶液为5.00L,并且pH保持在7至9,同时将其添加至包含13,500g磁性核颗粒的来自先前反应的浆料中。然后以10L/min吹入空气直至浆料中不残存Fe2+。
接下来,将0.70L 1.50mol/L的硫酸铝水溶液和2.00L 0.90mol/L的硫酸亚铁水溶液混合,添加水以使水溶液为5.00L,并且同时pH保持在7至9,将其添加至包含磁性核颗粒的来自先前反应的浆料中。
然后以10L/min吹入空气直至浆料中不残存Fe2+。
浆料的温度保持在89℃。在混合和搅拌30分钟之后,将浆料过滤、洗涤和干燥,从而获得磁性体C1。
磁性体C1为八面体形状,并且具有120nm的数均粒径(D1)。其吸油量为25ml/100g。所得磁性体C1的物理性质在表5中示出。
磁性体C2至C9的制造例
除了适当地调节磁性核颗粒的制造条件使得所得磁性体的数均粒径和形状如表5中所示以外,与磁性体C1的制造例相同地获得磁性核颗粒。
调节的制造条件为各溶液的浓度和添加量、在氧化反应期间的温度和pH、以及吹入空气的速度和量。
然后在表6中所示的条件下形成涂覆层,从而获得磁性体C2至C9。物理性质在表5中示出。
[表5]
[表6]
在上表中,“Conc.”表示“浓度”。
调色剂1的制造例
通过粉碎法的调色剂的制造
(费-托蜡C105,Sasol)
·电荷控制剂 2.0份
(T-77:Hodogaya Chemical Co.)
将这些材料在FM混合机(Nippon Coke&Engineering)中预混合,然后用双螺杆捏合挤出机(Ikegai Iron Works PCM-30)熔融捏合。
将所得捏合产物冷却,在锤磨机中粗粉碎,然后在机械粉碎机(Turbo Kogyo T-250)中粉碎,并且将所得细粉碎粉末用利用附壁效应(Coanda effect)的多级分级器来分级,从而获得重均粒径(D4)为8.0μm的调色剂颗粒1。
对于100份调色剂颗粒,使用FM混合机(Nippon Coke&Engineering FM-75),外部添加和混合1.2份疏水化处理的二氧化硅细颗粒[BET比表面积150m2/g,通过用30份六甲基二硅氮烷(HMDS)和10份二甲基硅油疏水化处理100份二氧化硅细颗粒而获得],然后通过150μm网筛筛分,从而获得调色剂1。
在交流阻抗测量中,计算调色剂1的体积电阻率为2.5×1012Ω·cm。
调色剂2~32和40~47的制造例
除了如表7所示改变配方以外,与调色剂1的制造例相同地获得调色剂2~32和40~47。各调色剂的体积电阻率在表8中示出。
[表7]
[表8]
调色剂33的制造例
通过乳化聚集法的调色剂的制造
聚合物分散液的制备
·甲苯 300.0份
·聚合物A1 100.0份
精确称量这些材料、混合并且在90℃下溶解。
将5.0份十二烷基苯磺酸钠和10.0份月桂酸钠分别添加至700.0份离子交换水中,并且加热以在90℃下溶解。
接下来,将甲苯溶液和水溶液混合在一起,并且用T.K.Robomix超高速混合机(Primix)在7,000rpm下搅拌。
用Nanomizer高压冲击式分散机(Yoshida Kikai)在200MPa的压力下将其进一步乳化。然后用蒸发仪除去甲苯,并且用离子交换水调节浓度,从而获得聚合物细颗粒浓度为20质量%的聚合物分散液。
蜡分散液的制备
·蜡 100.0份
(费-托蜡C105,Sasol)
·阴离子表面活性剂Neogen RK(Daiichi Kogyo) 5.0份
·离子交换水 395.0份
精确称量这些材料,放入具有安装的搅拌装置的混合容器中,加热至90℃,然后通过在Clearmix W-Motion(M Technique)中循环来分散60分钟。分散条件如下。
分散之后,在转子速度为1,000r/min、网筛速度为0r/min、冷却速度为10℃/min的条件下将其冷却至40℃,从而获得蜡细颗粒浓度为20质量%的蜡分散液。
磁性体分散液的制备
·磁性体C1 50.0份
·离子交换水 450.0份
精确称量这些材料、混合并且用Nanomizer高压冲击式分散机(Yoshida Kikai)分散约1小时,从而获得磁性体细颗粒浓度为10质量%的磁性体分散液。
调色剂的制造
将这些材料放入圆底不锈钢烧瓶中并且混合。
然后用Ultra Turrax T50均化器(IKA)在5,000r/min下将其分散10分钟。添加1.0%硝酸水溶液以将pH调节至3.0,其后用搅拌叶片在适当地调节转数使得可以搅拌混合液的同时在热水浴中将混合液加热至58℃。
用Coulter Multisizer III适当地确认所得聚集颗粒的体积平均粒径,并且体积平均粒径为6.0μm的聚集颗粒一旦形成,就用5%的氢氧化钠水溶液将pH调节至9.0。
然后在连续搅拌下将其加热至75℃,并且在75℃下保持1小时,从而使聚集颗粒熔合(fuse)。
然后将其冷却至50℃并且保持3小时,以促进聚合物的结晶。
然后将其冷却至25℃,进行过滤和固-液分离,并且用离子交换水洗涤。
洗涤完成后,用真空干燥机将其干燥,从而获得重均粒径(D4)为6.1μm的调色剂颗粒。
使用FM混合机(Nippon Coke&Engineering FM-75),对于100份调色剂颗粒,外部添加和混合1.2份疏水化处理的二氧化硅细颗粒[BET比表面积150m2/g,通过用30份六甲基二硅氮烷(HMDS)和10份二甲基硅油疏水化处理100份二氧化硅细颗粒而获得],然后通过150μm网筛筛分,从而获得调色剂33。
在交流阻抗测量中,计算调色剂33的体积电阻率为6.0×1012Ω·cm。
调色剂34的制造例
通过悬浮聚合法的调色剂的制造
调色剂颗粒的制造
·单体组合物 100.0份
(单体组合物为以下丙烯酸山萮酯、甲基丙烯腈和苯乙烯以如下比例的混合物)
(费-托蜡C105,Sasol)
·甲苯 100.0份
制备上述组分的混合物,将其放入磨碎机(Nippon Coke&Engineering)中,并且用直径为5mm的氧化锆珠在200rpm下分散2小时,从而获得原料分散液。
同时,将735.0份离子交换水和16.0份磷酸三钠(12-水合物)添加至设置有Homomixer高速搅拌器(Primix)和温度计的容器中,并且在12,000rpm下搅拌,同时将温度升高至60℃。
添加9.0份氯化钙(2-水合物)溶解在65.0份离子交换水中的氯化钙水溶液,并且在温度保持在60℃的情况下,在12,000rpm下搅拌30分钟。添加10%的盐酸以将pH调节至6.0,并且获得包含分散稳定剂的水系介质。
接下来,将上述原料分散液转移至配备有搅拌装置和温度计的容器中,并且在100rpm下搅拌,同时将温度升高至60℃。然后添加8.0份过氧化新戊酸叔丁酯(NOF:Perbutyl PV)作为聚合引发剂,并且在温度保持在60℃的情况下,在100rpm下搅拌5分钟,其后,将混合物添加至水系介质中,同时用高速搅拌器在12,000rpm下搅拌介质。然后将温度保持在60℃,同时用高速搅拌器在12,000rpm下继续搅拌20分钟,从而获得造粒液。
将该造粒液转移至配备有回流冷凝器、搅拌器、温度计和氮气导入管的反应器中,并且在氮气气氛下在150rpm下搅拌,同时将温度升高至70℃。然后在温度保持在70℃的情况下,在150rpm下进行聚合反应10小时。然后从反应器中取出回流冷凝器,将反应溶液的温度升高至95℃,并且在温度保持在95℃的情况下在150rpm下搅拌溶液5小时以除去甲苯,并获得调色剂颗粒分散液。
将所得调色剂颗粒分散液在150rpm下搅拌的同时冷却至20℃,其后,保持搅拌,同时添加稀盐酸以使pH为1.5并且溶解分散稳定剂。
过滤出固体,并且用离子交换水彻底洗涤后,将其在40℃下真空干燥24小时,从而获得调色剂颗粒。
使用FM混合机(Nippon Coke&Engineering FM-75),对于100份调色剂颗粒,外部添加和混合1.2份疏水化处理的二氧化硅细颗粒[BET比表面积150m2/g,通过用30份六甲基二硅氮烷(HMDS)和10份二甲基硅油疏水化处理100份二氧化硅细颗粒而获得],然后通过150μm网筛筛分,从而获得调色剂34。
在交流阻抗测量中,计算调色剂34的体积电阻率为6.6×1012Ω·cm。
调色剂35~39、48和49的制造例
除了如表7改变配方以外,与调色剂34的制造例相同地获得调色剂35~39、48和49。各调色剂的体积电阻率在表8中示出。
实施例1
如下评价调色剂1。评价结果在表9中示出。
将HP LaserJet Enterprise M609dn的处理速度改造为410mm/sec用于评价。
取出该评价装置的定影单元并且改造,以使得可以随意设定温度并且处理速度为410mm/se,从而获得外部定影单元。
评价纸为Vitality(Xerox,基重75g/cm2,信纸尺寸)。
实施例2~39
使用调色剂2~39,进行与实施例1相同的评价。评价结果在表9中示出。
比较例1~10
使用调色剂40~49,进行与实施例1相同的评价。评价结果在表9中示出。
低温定影性的评价
使用上述装置在23℃、60%RH的环境下,使每单位面积的调色剂承载量为0.5mg/cm2的实心黑色未定影图像通过已经调节至设定温度的定影单元。
所得定影图像在4.9kPa(50g/cm2)的负荷下用Silbon纸来回摩擦五次,并且摩擦试验后浓度下降率为10%以下的温度取作定影温度。
评价标准
A:定影温度小于120℃
B:定影温度为120℃以上且小于130℃
C:定影温度为130℃以上且小于140℃
D:定影温度为140℃以上
起雾的评价
使用上述装置,在设定为使得在作业与作业之间在下一次作业开始前机器将停止的模式下,在低温低湿环境(15℃,10%RH)下以2张/1次作业输出总计10,000张打印率为1%的横线图案。
在输出10,000张实心白色图像之后,根据以下标准评价起雾。
使用Model TC-6DS反射仪(Tokyo Denshoku)进行测量,图像形成后的白底反射浓度最差的值取作Ds和图像形成前的评价纸的平均反射浓度取作Dr,使用Dr-Ds作为起雾的量来评价起雾。
因此,较小的值表示起雾已经得到抑制。
评价标准
A:起雾小于1.0
B:起雾为1.0以上且小于2.0
C:起雾为2.0以上且小于3.0
D:起雾为3.0以上且小于4.0
E:起雾为4.0以上
拖尾的评价
轻敲填充有调色剂的盒300次,并且在严苛的环境(40℃,95%RH)下静置30天。然后,在低温低湿环境(15℃,10%RH)下静置1天。
在设定为使得在作业与作业之间在下一次作业开始前机器将停止的模式下,以2张/1次作业输出总计20,000张打印率为2%的横线图案。
然后,在PET OHP上打印出通过激光曝光在电子照相感光体的表面上以1cm的间隔绘制的由600dpi、8-点纵和横线图案潜像(静电潜像的线宽度为420μm)组成的一张图像,并且用作拖尾图像。
测量打印出的线图像的线宽度。通过使用Kosaka Laboratory表面粗糙度测试仪(商品名:Surfcoder SE-30H)评价拖尾以获得表示所得纵和横线图案图像的纵线和横线的调色剂的承载条件的表面粗糙度轮廓。由该轮廓的宽度求得线宽度,并且计算纵/横线比。因为沿静电潜像承载构件的旋转方向发生拖尾,所以横线的宽度较大,这是因为它们与纵线相比受拖尾影响更大。这导致纵/横线比为1以下,因此认为接近于1的值表示拖尾已经得到抑制。
评价标准
A:纵/横线比为0.95~1.00
B:纵/横线比为0.90以上且小于0.95
C:纵/横线比为0.80以上且小于0.90
D:纵/横线比为0.70以上且小于0.80
E:纵/横线比小于0.70
耐热贮存稳定性的评价
评价耐热贮存稳定性以评价贮存期间的稳定性。
将约5g调色剂放入100mL聚丙烯杯中,并且在50℃、20%RH的环境下放置10天,其后,如下测量调色剂的聚集度并且根据以下标准来评价。
对于测量单元,将数字显示振动计Digivibro Model 1332A(Showa Sokki)连接至粉末测试仪(Powder Tester)(Hosokawa Micron)的振动台侧面部分。
然后将38μm(400目)筛、75μm(200目)筛和150μm(100目)筛以从下向上的顺序设置在粉末测试仪振动台上。在23℃、60%RH下如下进行测量。
(1)预先调节振动台的振动幅度使得数字显示振动计的位移值为0.60mm(峰至峰)。
(2)将已经如上所述放置10天的调色剂预先在23℃、60%RH环境下放置24小时,并且精确称量5g该调色剂并且轻轻地放在最上段的150μm筛上。
(3)将筛振动15秒,测量各筛上残留的调色剂的质量,并且基于下式计算聚集度。评价结果在表9中示出。
聚集度(%)={(150μm筛上的样品质量(g))/5(g)}×100+{(75μm筛上的样品质量(g))/5(g)}×100×0.6+{(38μm筛上的样品质量(g))/5(g)}×100×0.2
评价标准如下。
A:聚集度小于20%
B:聚集度为20%以上且小于25%
C:聚集度为25%以上且小于30%
D:聚集度为30%以上
[表9]
虽然参考示例性实施方案已描述了本发明,但应理解本发明并不局限于公开的示例性实施方案。权利要求的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。
Claims (18)
1.一种磁性调色剂,其特征在于,其包括:
调色剂颗粒,所述调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,其中
所述粘结剂树脂包含具有源自第一聚合性单体的第一单体单元和源自与所述第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的第二单体单元的聚合物A,
所述第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
所述聚合物A中所述第一单体单元的含量为所述聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
所述聚合物A中所述第二单体单元的含量为所述聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol,和
假设所述第一单体单元的SP值取作SP11(J/cm3)0.5和所述第二单体单元的SP值取作SP21(J/cm3)0.5,则满足式(1):
3.00≤(SP21-SP11)≤25.00(1),并且
所述磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
2.根据权利要求1所述的磁性调色剂,其中所述聚合物A中所述第二单体单元的含量为所述聚合物A中的全部单体单元的总摩尔数的40.0mol%至95.0mol%。
3.一种磁性调色剂,其特征在于,其包括:
调色剂颗粒,所述调色剂颗粒包含粘结剂树脂和磁性体,其中
所述粘结剂树脂包含聚合物A,所述聚合物A为源自含有第一聚合性单体和与所述第一聚合性单体不同的第二聚合性单体的组合物的聚合物,
所述第一聚合性单体为选自由各自具有C18-36烷基的(甲基)丙烯酸酯组成的组中的至少一种单体,
所述组合物中所述第一聚合性单体的含量为所述组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的5.0mol%至60.0mol%,
所述组合物中所述第二聚合性单体的含量为所述组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的20.0mol%至95.0mol%,和
假设所述第一聚合性单体的SP值取作SP12(J/cm3)0.5和所述第二聚合性单体的SP值取作SP22(J/cm3)0.5,则满足式(2):
0.60≤(SP22-SP12)≤15.00(2),并且
所述磁性体的吸油量为5ml/100g至40ml/100g。
4.根据权利要求3所述的磁性调色剂,其中所述组合物中所述第二聚合性单体的含量为所述组合物中的全部聚合性单体的总摩尔数的40.0mol%至95.0mol%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述第二聚合性单体为选自下式(A)和(B)的至少一种单体:
在式(A)中,
X表示单键或C1-6亚烷基,和
R1表示
腈基即-C≡N;
酰氨基即-C(=O)NHR10,其中R10为氢原子或C1-4烷基;
羟基;
-COOR11,其中R11为C1-6烷基或C1-6羟烷基;
脲基即-NH-C(=O)-N(R13)2,其中R13各自独立地为氢原子或C1-6烷基;
-COO(CH2)2NHCOOR14,其中R14为C1-4烷基;或
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R15)2,其中R15各自独立地为氢原子或C1-6烷基,和
R3为氢原子或甲基,
在式(B)中,
R2为C1-4烷基,和
R3为氢原子或甲基。
6.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述聚合物A包含源自第三聚合性单体的第三单体单元,所述第三聚合性单体与所述第一聚合性单体和所述第二聚合性单体不同,并且所述第三单体单元为源自选自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯组成的组中的至少一种聚合性单体的单体单元。
7.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体的数均粒径为50nm至400nm。
8.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体的BET比表面积为5m2/g至25m2/g。
9.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体的吸油量为10ml/100g至35ml/100g。
10.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性调色剂的通过交流阻抗测量获得的体积电阻率为1.0×1011Ω·cm以上。
11.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体的含量相对于100质量份所述粘结剂树脂为30质量份至100质量份。
12.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体包含磁性核颗粒和在所述磁性核颗粒的表面上的涂覆层,所述涂覆层包含硅原子和铝原子,并且在所述磁性体的表面通过X射线光电子能谱的测量中,满足式(3)和(4):
0.10≤dSi/dFe≤4.00 (3)
0.03≤dAl/dFe≤2.00 (4)
在式(3)和式(4)中,dSi表示硅原子的原子%,dAl表示铝原子的原子%,和dFe表示铁原子的原子%。
13.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性体的形状为八面体。
14.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述粘结剂树脂进一步包含与所述聚合物A不同的聚合物B,并且假设所述聚合物B的SP值取作SP(B),则满足式(5)和(6):
0(J/cm3)0.5≤SP21-SP(B)≤4.0(J/cm3)0.5 (5)
SP11≤SP(B)≤SP21 (6)。
15.根据权利要求14所述的磁性调色剂,其中所述聚合物B的酸值为0.1mgKOH/g至25.0mgKOH/g。
16.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述聚合物A为乙烯基聚合物。
17.根据权利要求1~4任一项所述的磁性调色剂,其中所述磁性调色剂为熔融捏合的调色剂。
18.一种根据权利要求1~17任一项所述的磁性调色剂的制造方法,其特征在于,其包括以下步骤:
将包含所述粘结剂树脂和所述磁性体的混合物熔融捏合以获得捏合产物;和
粉碎所述捏合产物以获得粉碎产物。
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