调色剂和双组分显影剂的制作方法_3

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a)
[0161] 预热时间:300秒
[0162] 模头孔径:1. 0mm
[0163] 模头长度:1. 0_
[0164]粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg),从调色剂的贮存稳定性的观点,优选为45°C 以上。此外,粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg),从低温定影性的观点,优选为75°C以下并 且更优选65°C以下。
[0165] 调色剂颗粒的粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)通过使用由TA Instruments Japan Inc.制造的差示扫描量热计(DSC)(商品名:MDSC-2920,),根据ASTM D3418-82在 常温常压下测量。以3mg的量精确称量测量试样,即,树脂(粘结剂树脂)以使用。将称量 的树脂放入铝盘中,并且空铝盘用作参考。将测量温度范围设定为30°C以上且200°C以下; 以10 °C /min的升温速度将温度从30 °C-次升高至200 °C,然后以10 °C /min的降温速度将 温度从200°C降低至30°C,然后以10°C /min的升温速度将温度再次升高至200°C。在二次 升温过程中获得的DSC曲线中,绘制比热变化发生前后基线之间的中间点的线,从而获得 与DSC曲线的交点;将交点处的温度取作作为测量试样的树脂(粘结剂树脂)的玻璃化转 变温度(Tg)。
[0166] 根据本发明的电荷控制剂包括由下式[1]表示的化合物:
[0167] 式[1]
[0168]
[0169] 在式[1]中,AU2和A3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子,并且其中,卤素 原子是优选的,特别是,氯原子是优选的;B 1表示氢原子或烷基,并且其中,优选烷基,特别 是,甲基是优选的。M表示铁原子、铬原子或铝原子,并且其中,铁原子是优选的;X+表示氢 离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的混合离子,并且其中, 氢离子是优选的。
[0170] 由式[1]表示的化合物(吡唑啉酮单偶氮金属化合物)可通过例如,以下制造方 法来制造。
[0171] 首先,向如4-氯-2-氨基苯酚等胺组分中,添加如盐酸或硫酸等无机酸;当溶液 温度为5°C以下时,在溶液温度维持在10°C以下的同时,将溶解于水中的亚硝酸钠滴加至 溶液中。搅拌反应液并且使得在l〇°C以下反应30分钟以上且3小时以下,并且通过使 4-氯-2-氨基苯酚重氮化获得重氮化合物。然后,将氨基磺酸添加至反应液中,并且用碘化 钾淀粉试纸,确认没有过剩的亚硝酸残存。
[0172] 然后,将作为偶联组分的3-甲基_1_(3, 4-二氯苯基)_5_吡唑啉酮、氢氧化钠水 溶液、碳酸钠和有机溶剂混合,并且在室温下搅拌以溶解可溶组分。将所得重氮化合物添加 至所得反应液中,并且在室温下搅拌所得反应液几个小时,从而使偶联反应进行。搅拌后, 将间苯二酚添加至反应液中,确认重氮化合物与间苯二酚之间的反应的完成,由此,反应终 止。反应终止后,将水添加至反应液中;充分搅拌反应液,使静置,然后进行液体分离。此 外,将氢氧化钠水溶液添加至分离液中,并且搅拌分离液以洗涤,并且使所得溶液进行液体 分离。以该方式,获得单偶氮化合物溶液。用于偶联反应的有机溶剂的实例包括一元醇、二 元醇和酮系有机溶剂。
[0173] -元醇的实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊醇、 异戊醇和乙二醇单烷基(碳原子数:1以上且4以下)醚。
[0174] 二元醇的实例包括乙二醇和丙二醇。
[0175] 酮系有机溶剂的实例包括甲基乙基酮和甲基异丁基酮。
[0176] 接下来,进行金属化反应。将水、水杨酸、正丁醇和碳酸钠添加至单偶氮化合物溶 液中并且搅拌单偶氮化合物溶液。当将铁原子用作配位金属原子时,添加氯化铁水溶液和 碳酸钠。
[0177] 提高溶液温度使得落在30°C以上且40°C以下的范围内,并且通过TLC(薄层色谱 (Thin-Layer Chromatography))追踪反应。在经过5小时至10小时的时间后,确认原料的 斑点的消失,然后反应终止。反应终止后,停止搅拌,使反应液静置,并且进行液体分离。将 水、正丁醇和氢氧化钠水溶液添加至分离液中,并且进行溶液的碱洗涤。接下来,将溶液过 滤,并且取出滤饼并用水洗涤。
[0178] 将用水洗涤的滤饼溶解于有机溶剂中。用于该情况的有机溶剂的实例包括二甲基 亚砜、N,N_二甲基甲酰胺、一元醇和二元醇。
[0179] -元醇的实例包括:甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、正戊 醇、异戊醇、乙二醇单烷基(碳原子数:1以上且4以下)醚。
[0180] 二元醇的实例包括乙二醇和丙二醇。
[0181] 将所得溶液的温度升高至50°C,在搅拌下将水添加至溶液中,由此缓慢析出电荷 控制剂(由式[1]表示的化合物)。当消泡剂预先添加至水中时,可去除反应体系内产生的 泡沫,并且可以使电荷控制剂均匀。然后,将溶液冷却并过滤,用水洗涤滤饼,干燥(真空干 燥)滤饼,由此可获得由式[1]表示的化合物(吡唑啉酮单偶氮金属化合物)。
[0182] 由式[1]表示的化合物优选为由下式[2]表示的化合物(单偶氮铁化合物)。
[0183] 式[2]
[0184]
[0185] 在式[2]中,A\A2和A 3各自独立地表示氢原子、硝基或卤素原子;B1表示氢原子 或烷基;和X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两种以上的 混合离子。
[0186] 在由式[1]表示的化合物中,由式[2]表示的化合物为其中式[1]中的M为铁原 子的化合物。采用铁原子作为M(配位金属原子)使得长期赋予调色剂优异的带电稳定性。 因此,可抑制线/实心比的恶化。
[0187] 由式[2]表示的化合物优选为由下式[3]表示的化合物(单偶氮铁化合物)。
[0188] 式[3]
[0189]
[0190] 在式[3]中,X+表示氢离子、碱金属离子、铵离子或烷基铵离子,或者这些离子的两 种以上的混合离子。
[0191] 由式[2]表示的化合物中,由式[3]表示的化合物为其中式[2]中的B1为甲基, A 1、A2和A 3各自为氯原子,并且氯原子的取代位置位于特定位置的化合物。通过采用由式 [3]表示的结构,使调色剂的带电量分布更窄,并且可抑制选择显影的恶化。
[0192] 根据本发明的电荷控制剂的体积平均粒径优选为0. 5ym以上且3. 0ym以下。通 过设定电荷控制剂的体积平均粒径使得落在〇. 5ym以上且3. 0ym以下的范围内,改进电 荷控制剂在粘结剂树脂中的分散性。
[0193] 在本发明中,如下测量电荷控制剂的体积平均粒径(粒径分布)。
[0194] 电荷控制剂的粒径通过使用由Beckman-Coulter,Inc.制造的激光衍射粒径分布 分析仪(商品名:CoulterLS-230粒径分布分析仪)来测量。乙醇用作测量溶剂。粒径分 布分析仪的测量体系的内部用乙醇洗涤几次,测量体系内部的空气用乙醇代替,并且实行 背景功能。
[0195] 接下来,如下获得试样溶液,并且将试样溶液缓慢添加至粒径分布分析仪的测量 体系中。通过以粒径分布分析仪屏幕上的PIDS(浓度)为45%以上且55%以下的方式,调 节测量体系内的试样浓度进行测量,并且从由体积分布计算的分布获得频率比率。
[0196] 通过将乙醇的折射率设定在1.36作为装置系数,并且设定在1.08(实数 部)-0. 〇〇i (虚数部)作为光学模型进行测量。粒径分布分析仪的粒径测量范围为0. 04 y m 以上且2000 ym以下。设定测量温度以落在20°C以上且25°C以下的范围内。
[0197] 本发明的测量试样的制备方法如下:以0. 4g的量称量测量对象的细颗粒,放入含 lOOmL乙醇的烧杯中,通过用搅拌器搅拌1分钟,因此适应于乙醇。将烧杯转移至超声波振 动槽并且将烧杯的内容物处理3分钟,从而制备分散液。处理完成后即刻,将分散液添加至 用乙醇填充的测量部,直到达到测量容许浓度,然后开始测量。
[0198] 作为超声波振动槽,使用由ASONE Corp.(原公司名称:Iuchi Seieido Co.,Ltd.) 制造的Ultrasonic Cleaner VS-150(商品名)(频率:50kHz,最大输出功率:150W)〇
[0199] 测量时的测量试样浓度为适合于观察细颗粒的聚集和分散并能够准确观察细颗 粒的粒径分布的浓度。当测量粒径小或聚集性低的测量试样时,测量试样的量可以设定在 0. 2g并且乙醇的量也可以设定在50mL。
[0200] 在上述粒径分布分析仪中,首先,测定各颗粒的粒径,然后测定的粒径分布于以下 通道。然后,将各通道的中值粒径取作相应通道的代表值,假定具有各代表值作为其直径的 球,并且基于所述球,求得基于体积的粒径分布。
[0201][表 1]

[0203] 根据本发明的电荷控制剂以优选lppm以上且lOOOppm以下,并且更优选lppm以 上且500ppm以下,并且进一步更优选lppm以上且300ppm以下的含量包含乙酸醋。电荷控 制剂中以上述量包含乙酸酯改进调色剂的带电性(获得高带电量)。其原因目前不清楚,并 且解释如下。
[0204] 当调色剂颗粒为通过捏合粉碎法获得的调色剂颗粒时,根据本发明的电荷控制剂 中包含的大多数乙酸酯在制造调色剂颗粒时的捏合步骤(熔融捏合步骤)中挥发。当乙酸 酯挥发时,乙酸酯从包含于调色剂颗粒中的电荷控制剂和粘结剂树脂之间的界面挥发,因 此乙酸酯的挥发起到减弱粘结剂树脂与电荷控制剂之间的粘合性的作用。因此,在捏合步 骤后的粉碎步骤中,捏和物倾向于在粘结剂树脂与电荷控制剂之间的界面被粉碎,并且电 荷控制剂倾向于露出调色剂颗粒的表面。因此,认为更显著地发挥电荷控制剂的效果。
[0205] 乙酸酯的实例包括:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和乙酸己 酯。其中,乙酸丁酯是优选的,并且乙酸正丁酯是更优选的。
[0206] 在本发明中,如下测量电包含于荷控制剂中的乙酸酯的含量。
[0207] 通过基于顶空法(head space method)(加热温度120°C )的有机挥发组分分析换 算为甲苯的调色剂的有机挥发组分的量的测定如下进行。
[0208] 在顶空法用的瓶容器(容积:22mL)中,精确称量50mg电荷控制剂,并且通过使用 封口器(crimper)用螺旋盖(crimp cap)和涂布有氟树脂的专用隔膜密封瓶容器。将瓶容 器放置在顶空取样器中,并且在以下条件下进行气相色谱(GC)分析。通过数据处理计算获 得的GC图中的峰的总面积值。在该情况下,也测量没有用调色剂密封的空的瓶容器作为空 白,并且从调色剂的测量数据中减去空白测量的测量值。
[0209] 准备各自仅精确称量甲苯(0. lyL、0.5yL、1.0yL)的三个瓶容器;调色剂测量 试样测量前,在以下分析条件下各自测量三个瓶容器,然后基于甲苯的放置量和甲苯面积 值绘制校准曲线。
[0210] 如下获得有机挥发组分量换算为甲苯的量:基于校准曲线将有机挥发组分的面积 值换算为甲苯的质量,然后进一步换算为基于调色剂的质量的值。
[0211] (测量设备和测量条件)
[0212] 顶空取样器:TurboMatrixHS40 (商品名),由PerkinElmerJapanCo.,Ltd?制 造
[0213] 烘箱温度:120°C
[0214] 传输线温度:125°C
[0215] 针温度:125°C
[0216] 保温时间:60分钟
[0217] 循环时间:65分钟
[0218] 加压时间:2. 5分钟
[0219] 注射时间:0. 08分钟
[0220] 载气:氦气
[0221] GC:TRACEGCUltra(商品名),由ThermoFischerScientificK. K?制造
[0222] MS:ISQ(商品名),由ThermoFischerScientificK. K?制造
[0223] 柱:HP-5MS (内径:0? 25mm,膜厚度:0? 25 y m,柱长度:60m)
[0224] 升温条件:(1) 40°C:保持3分钟,⑵以2°C /min升温至70°C,(3)以5°C /min升 温至150°C,(4)以10°C /min升温至300°C,然后保持1分钟。
[0225] 入口条件
[0226] 温度:200°C
[0227] 压力:l5〇kPa
[0228] 分流:10mL
[0229] 分流比:7
[0230] 根据本发明的电荷控制剂在以1质量%的含量分散于离子交换水中的状态下的 电导率优选为300 y S/cm以下,更优选200 y S/cm以下并且进一步更优选100 y S/cm以下。 电导率表示包含于电荷控制剂中的水溶性离子的含量;电导率越高表示以更大的量包含如 这些离子等物质。通过减少包含于电荷控制剂中的水溶性离子的量,使电荷控制剂和粘结 剂树脂更有效地彼此相互作用,因此可使得调色剂的带电量更高,由此抑制飞散并改进线 再现性。
[0231] 将电荷控制剂的电导率调节为300 yS/cm以下的方法的实例包括其中用充分量 的水重复洗涤电荷控制剂并过滤的方法。过滤方法的实例包括压滤和离心过滤,并且还包 括使用反渗透膜或半透膜的方法,和基于其中溶解电荷控制剂并且使晶体再析出的晶体析 出操作的纯化方法。
[0232] 在本发明中,如下测量电导率。
[0233] 通过将1. 5g电荷控制剂的干燥品分散于150mL离子交换水中获得分散液。使分散 液沸腾15分钟。通过沸腾使离子交换水蒸发,因此分散液的量减少。沸腾后,通过流动水 将分散液冷却至室温,用5A滤纸过滤,由此获得滤液。在用离子交换水洗涤滤纸的同时,将 离子交换水添加至滤液中,并且最后将离子交换水直接添加至滤液中,从而调节滤液的体 积使其为150mL。所得分散液的电导率用由Horiba,Ltd.制造的电导率计(商品名:HORIBA 电导率计ES-14)来测量。
[0234] 根据本发明的电荷控制剂的比表面积优选为3. 0m2/g以上且30. 0m2/g以下。
[0235] 使由式[1]表示的化合物包含于调色剂中的方法的实例包括以下方法。
[0236] 其中将由式[1]表示的化合物与着色剂等一起添加至粘结剂树脂中,捏合并粉碎 所得混合物(粉碎调色剂)的方法。由式[1]表示的化合物内部添加至调色剂颗粒中。
[0237] 其中将由式[1]表示的化合物添加至可聚合单体中,并且通过使单体聚合获得调 色剂(聚合调色剂)的方法。将由式[1]表示的化合物内部添加至调色剂颗粒中。
[0238] 其中预先制造调色剂颗粒,随后将由式[1]表示的化合物添加至调色剂颗粒的表 面的方法。将由式[1]表示的化合物外部添加至调色剂颗粒中。
[0239] 本发明的调色剂可用作磁性单组分调色剂、非磁性单组分调色剂和双组分显影剂 用调色剂(非磁性调色剂)。
[0240] 当本发明的调色剂用作磁性单组分调色剂时,调色剂颗粒的着色剂的实例包括磁 性铁氧化物颗粒。
[0241] 磁性铁氧化物颗粒的实例包括:
[0242] 如磁铁矿、磁赤铁矿和铁氧体等磁性铁氧化物,或额外包含不同于这些的金属氧 化物的磁性铁氧化物;
[0243] 如 Fe、Co 和Ni等金属,或这些金属与如 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
[0244] 这些的混合物。
[0245] 当本发明的调色剂用作非磁性单组分调色剂或双组份显影剂用调色剂(非磁性 调色剂)时,调色剂颗粒的着色剂的实例包括以下。
[0246] 黑色着色剂的实例包括:
[0247] 如炉黑、槽法炭黑、乙炔黑、热裂炭黑和灯黑等炭黑。
[0248] 黑色着色剂的实例还包括磁铁矿和铁氧体的磁性颗粒。
[0249] 在黄色着色剂中,作为黄色着色剂的颜料的实例包括:
[0250
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