Тонер, проявитель, аппарат формирования изображения и технологический картридж

Тонер, проявитель, аппарат формирования изображения и технологический картридж

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к тонеру, проявителю, аппарату формирования изображения и технологическому картриджу.

Уровень техники

Формирование электрофотографического изображения обычно осуществляют в последовательном процессе формирования электростатического скрытого изображения на фотопроводнике, проявления электростатического скрытого изображения проявителем с формированием тонерного изображения, переноса тонерного изображения на среду записи, такую как бумага, и закрепления на ней.

В качестве проявителей известны однокомпонентные проявители, выполненные только из магнитного тонера или немагнитного тонера, и двухкомпонентные проявители, выполненные из тонера и носителя.

Обычно используемый способ закрепления тонерного изображения представляет собой способ с нагревательным валиком, в котором тонерное изображение непосредственно прижимают и закрепляют на среде записи посредством нагревательного валика, поскольку этот способ является энергоэффективным.

Однако проблема состоит в том, что способ с нагревательным валиком требует большого количества электричества для того, чтобы закреплять тонерное изображение.

Таким образом, необходимо увеличение способности тонера к низкотемпературному закреплению.

В PTL 1 раскрыт тонер для формирования изображения, который содержит красящее вещество, связующую смолу и смазочное вещество, где связующая смола содержит полиэфирные смолы двух типов, а именно полиэфирную смолу A и полиэфирную смолу B. Сложный полиэфир A представляет собой кристаллическую алифатическую полиэфирную смолу, которая имеет по меньшей мере один дифракционный пик в положении 2θ=20-25° на ее порошковой рентгенодифрактограмме. Полиэфирная смола B представляет собой некристаллическую полиэфирную смолу, которая имеет температуру размягчения [T(F_1/2)] выше, чем температура размягчения [T(F_1/2)] полиэфирной смолы A. Полиэфирная смола A и полиэфирная смола B несовместимы друг с другом.

Однако необходимо предотвратить возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

[PTL 1] Выложенная японская заявка на патент (JP-A) № 2003-167384

Сущность изобретения

Техническая проблема

Ввиду этой проблемы известного уровня техники, один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить тонер, который обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.

Решение проблемы

В одном аспекте настоящего изобретения на захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах среза тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 50% площади до 80% площади.

На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах поверхности тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 10% площади до 40% площади.

Полезные эффекты изобретения

По одному из аспектов настоящего изобретения возможно предоставить тонер, который обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.

Краткое описание рисунков

На фиг. 1 представлен пример изображения поверхности тонера в отраженных электронах.

На фиг. 2 представлен пример изображения среза тонера в отраженных электронах.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение, показывающее пример устройства проявления.

На фиг. 4 представлено схематическое изображение, показывающее пример технологического картриджа.

Описание вариантов осуществления

Далее, со ссылкой на рисунки будут объяснены варианты осуществления настоящего изобретения.

(Тонер)

Раскрытый тонер содержит кристаллическую смолу и некристаллическую смолу.

На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах среза тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 50% площади до 80% площади, предпочтительно от 60% площади до 75% площади. Если доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера меньше, чем 50% площади, будет возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если эта доля больше, чем 80% площади, будет снижаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.

Возможно вычислять содержание некристаллической смолы в тонере посредством измерения доли окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера, поскольку содержащаяся в тонере некристаллическая смола избирательно окрашивается тетроксидом рутения. Чем выше доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера, тем выше содержание некристаллической смолы в тонере.

На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах поверхности тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 10% площади до 40% площади, предпочтительно от 20% площади до 30% площади. Если доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах меньше, чем 10% площади, будет возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если эта доля больше, чем 40% площади, будет снижаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.

Возможно вычислять содержание некристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера посредством измерения доли окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах, поскольку содержащаяся в тонере некристаллическая смола избирательно окрашивается тетроксидом рутения. Чем выше доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах, тем выше содержание некристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера.

Когда сканирующий электронный микроскоп используют для захвата изображения поверхности тонера в отраженных электронах, возможно наблюдать область вблизи поверхности тонера, которая достигает глубины в несколько десятков нм от поверхности.

Способ окрашивания содержащейся в тонере некристаллической смолы тетроксидом рутения конкретно не ограничен, но может заключаться в погружении тонера в водный раствор тетроксида рутения или в воздействии на тонер атмосферой паров водного раствора тетроксида рутения.

Возможно вычислять долю окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза и поверхности тонера с помощью обработки изображений.

На фиг. 1 представлен пример изображения поверхности тонера в отраженных электронах. На фиг. 1 белые участки представляют собой области, окрашенные тетроксидом рутения. Области, окрашенные тетроксидом рутения, выглядят белыми, поскольку электроны могут с меньшей легкостью проходить через такие области.

На фиг. 1 можно видеть, что содержание кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера велико.

На фиг. 2 представлен пример изображения среза тонера в отраженных электронах. На фиг. 2 белые участки представляют собой области, окрашенные тетроксидом рутения. Области, окрашенные тетроксидом рутения, выглядят белыми, поскольку электроны могут с меньшей легкость проходить через такие области.

На фиг. 2 можно видеть, что содержание некристаллической смолы в тонере велико.

Как видно из приведенного выше, тонер содержит некристаллическую смолу в большом количестве и одновременно содержит кристаллическую смолу в большом количестве в области вблизи его поверхности. Это делает возможным увеличение способности к низкотемпературному закреплению, не вызывая рассеивания тонера или смазывания фона из-за снижения количества электростатического заряда тонера.

При перемешивании композиции, содержащей кристаллическую смолу и некристаллическую смолу, возможно изменять количественное соотношение между кристаллической смолой и некристаллической смолой в области вблизи поверхности тонера посредством управления числом оборотов месильного валика. В частности, возможно увеличивать содержание кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера посредством увеличения числа оборотов валика. Кроме того, более высокая средневесовая молекулярная масса кристаллической смолы способствует более высокому разделению фаз между кристаллической смолой и некристаллической смолой, что ведет к более высокому содержанию кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера.

Способ увеличения средневесовой молекулярной массы кристаллической смолы конкретно не ограничен, но может представлять собой введение уретановой связи.

Предпочтительно, чтобы отношение обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из некристаллической смолы, составляло 0,10 или менее, где интенсивности измеряют посредством времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов (TOF-SIMS). Если отношение обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из некристаллической смолы, составляет больше чем 0,10, может возникать рассеивание тонера и смазывание фона.

TOF-SIMS позволяет анализировать область вблизи поверхности тонера, которая достигает глубины от 1 нм до 2 нм от поверхности, которая представляет собой область, намного более близкую к поверхности тонера, чем можно анализировать посредством сканирующего электронного микроскопа.

Для того чтобы вычислять обнаруживаемую интенсивность вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы и некристаллической смолы, с помощью TOF-SIMS, необходимо идентифицировать элементарные звенья кристаллической смолы и некристаллической смолы, содержащихся в тонере. Возможно анализировать элементарные звенья содержащихся в тонере кристаллической смолы и некристаллической смолы посредством GC-MS и ЯМР. Кроме того, возможно вычислять соотношение между кристаллической смолой и некристаллической смолой посредством измерения кристалличности по спектрам рентгеновской дифракции. В этом случае возможно определять элементарные звенья содержащихся в тонере кристаллической смолы и некристаллической смолы, основываясь на том, совпадают ли они с соотношением между кристаллической смолой и некристаллической смолой.

С увеличением средневесовой молекулярной массы кристаллической смолы уменьшается угол наклона для обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы.

При температуре плавления кристаллическая смола претерпевает изменение кристаллической структуры и имеет вязкость расплава, которая круто снижается от вязкости в твердом состоянии, тем самым демонстрируя свойство закрепления на среде записи.

С другой стороны, постепенное снижение вязкости расплава некристаллической смолы происходит с ростом температуры от точки стеклования, и имеется разность в несколько десятков градусов Цельсия между ее точкой стеклования и температурой, при которой ее вязкость расплава снижается достаточно, чтобы демонстрировать свойство закрепления, причем последняя температура представляет собой, например, температуру размягчения.

Следовательно, для того чтобы повышать способность к низкотемпературному закреплению тонера, содержащего некристаллическую смолу, но не кристаллическую смолу, необходимо снижать температуру размягчения некристаллической смолы посредством снижения точки стеклования или молекулярной массы некристаллической смолы, что, однако, приведет к недостаточной стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему офсету.

Таким образом, некристаллическую смолу можно комбинировать с кристаллической смолой, что делает возможным повышение способности к низкотемпературному закреплению без снижения стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему офсету.

Описанный выше тонер, который содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона. В частности, в описанном выше тонере, который содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, кристаллическая смола и некристаллическая смола демонстрируют свои собственные конкретные характеристики. Некристаллическая смола препятствует возникновению рассеивания тонера и смазывания фона, тогда как кристаллическая смола улучшает способность к низкотемпературному закреплению.

Возможно подтвердить, что тонер содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, с помощью описанного ниже способа.

(1) Эндотермические пики ДСК тонера при первом подъеме температуры

При измерении методом ДСК эндотермических пиков тонера при первом подъеме температуры обнаружили эндотермические пики, которые свойственны некристаллической смоле и кристаллической смоле соответственно. Эндотермический пик, свойственный некристаллической смоле, имеет вершину пика при 40-70°C. Эндотермический пик, свойственный кристаллической смоле, имеет вершину пика при 60-80°C.

(2) Спектр рентгеновской дифракции тонера

При измерении спектра рентгеновской дифракции тонера дифракционный пик, свойственный кристаллической смоле, обнаружили при 2θ=20-25°

Удельное объемное электрическое сопротивление тонера типично составляет от 10^10,7 Ом·см до 10^11,2 Ом·см, предпочтительно от 10^10,9 Ом·см до 10^11,15 Ом·см. Если удельное объемное электрическое сопротивление тонера составляет меньше чем 10^10,7 Ом·см, может возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если удельное объемное электрическое сопротивление тонера составляет больше чем 10^11,2 Ом·см, может ухудшаться плотность изображения.

Удельное объемное электрическое сопротивление тонера представляет собой удельное объемное электрическое сопротивление таблетки, получаемой прессованием тонера.

Чем ниже содержание кристаллической смолы в тонере или чем выше сдвиг при перемешивании, тем выше удельное объемное электрическое сопротивление тонера.

Описанный выше тонер типично имеет «море-островную» структуру, которая содержит моря, содержащие кристаллическую смолу, и острова, содержащие некристаллическую смолу.

Можно подтверждать «море-островную» структуру с помощью наблюдения среза тонера. При этом можно придавать контраст посредством окрашивания некристаллической смолы тетроксидом рутения.

<Кристаллическая смола>

Примеры кристаллической смолы включают, но не ограничиваясь этим, кристаллический сложный полиэфир, кристаллический полиуретан, кристаллическую полимочевину, кристаллический полиамид, кристаллический простой полиэфир, кристаллическую виниловую смолу, модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир и модифицированный мочевиной кристаллический сложной полиэфир. Два или более из них можно использовать в комбинации. Среди них предпочтительными являются кристаллические смолы, которые имеют уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи. Кристаллическая смола, которая имеет уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, образует «море-островную» структуру, поскольку она не совместима растворением с некристаллической смолой. Кроме того, кристаллическая смола, которая имеет уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, имеет увеличенную твердость, поскольку содержит уретановую связь, карбамидную связь или их обе. Это делает более вероятным то, что тонер будет превращаться в порошок по тем участкам некристаллической смолы, которые присутствуют между участками кристаллической смолы, тем самым имея поверхность, покрытую некристаллической смолой, хотя он содержит кристаллическую смолу в области вблизи поверхности.

Примеры кристаллических смол, которые имеют уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, включают кристаллический полиуретан, кристаллическую полимочевину, модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир и модифицированный мочевиной кристаллический сложный полиэфир.

Возможно синтезировать модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир посредством введения группы изоцианата в конец кристаллического сложного полиэфира и последующей реакции кристаллического сложного полиэфира с полиолом.

Возможно синтезировать модифицированный мочевиной кристаллический сложный полиэфир посредством введения группы изоцианата в конец кристаллического сложного полиэфира и последующей реакции кристаллического сложного полиэфира с полиамином.

Возможно синтезировать кристаллический сложный полиэфир посредством поликонденсации полиола и поликарбоновой кислоты, посредством полимеризации лактона с раскрытием кольца, посредством поликонденсации гидроксикарбоновой кислоты или посредством полимеризации C₄-C₁₂ циклического сложного эфира с раскрытием кольца, что соответствует дегидратированному продукту конденсации двух или трех молекул гидроксикарбоновой кислоты. Среди них поликонденсация диола и карбоновой кислоты является предпочтительной.

Полиол можно использовать отдельно или можно использовать в комбинации с трехатомным или высшим спиртом.

Примеры диола включают, но не ограничиваясь этим, алифатический диол, такой как алифатический диол с неразветвленной цепью и разветвленный алифатический диол, простой алкиленовый эфир гликоля, который имеет 4-36 атомов углерода; алициклический диол, который имеет 4-36 атомов углерода; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 1 до 30) и алициклического диола, такой как его аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и бисфенолов, такой как его аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида; полилактондиол; полибутадиендиол; диол, который имеет карбоксильную группу, диол, который имеет группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, и диол, который имеет другие функциональные группы, например, соль этих групп. Два или более из них можно использовать в комбинации. Среди них предпочтительным является алифатический диол, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, а более предпочтителен алифатический диол с неразветвленной цепью, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи.

Содержание алифатического диола с неразветвленной цепью в диоле типично составляет 80 мол.% или более, предпочтительно 90 мол.% или более. Если содержание алифатического диола с неразветвленной цепью в диоле составляет менее чем 80 мол.%, может быть сложно достигнуть у тонера как способности к низкотемпературному закреплению, так и стабильности термостойкости при хранении.

Примеры алифатического диола с неразветвленной цепью, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1-9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,20-эйкозандиол. Среди них предпочтительны этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,9-нонандиол и 1,10-декандиол.

Примеры разветвленного алифатического диола, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, включают 1,2-пропиленгликоль, бутандиол, гександиол, октандиол, декандиол, додекандиол, тетрадекандиол, неопентилгликоль и 2,2-диэтил-1,3-пропандиол.

Примеры простого алкиленового эфира гликоля, который имеет 4-36 атомов углерода, включают диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленовый простой эфир гликоля.

Примеры алициклического диола, который имеет 4-36 атомов углерода, включают 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A.

Примеры бисфенолов включают бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S.

Примеры полилактондиола включают поли(ε-капролактондиол). Примеры диола, имеющего карбоксильную группу, включают диалкилолалкановую кислоту, которая имеет 6-24 атомов углерода, такую как 2,2-диметилолпропановая кислота, 2,2-диметилолбутановая кислота, 2,2-диметилолгептановая кислота и 2,2-диметилолоктановая кислота.

Примеры диола, имеющего группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают: N,N-бис(2-гидроксиэтил)сульфаминовую кислоту, и N,N-бис(2-гидроксиалкил)сульфаминовую кислоту (алкильная группа, которая имеет 1-6 атомов углерода) и их аддукт алкиленоксида, такой как их аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида (с числом присоединяемых молей от 1 до 6), такой как 2-мольный аддукт пропиленоксида и N,N-бис(2-гидроксиэтил) сульфаминовой кислоты; и бис(2-гидроксиэтил)фосфат.

Примеры основания, используемого для нейтрализации солей диола, имеющего карбоксильную группу, и диола, имеющего группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают третичный амин, который имеет 3-30 атомов углерода (например, триэтиламин) и гидроксид щелочного металла (например, гидроксид натрия).

Среди этих диолов алкиленгликоль, который имеет 2-12 атомов углерода, диол, имеющий карбоксильную группу, и аддукт алкиленоксида и бисфенолов являются предпочтительными.

Примеры трехатомного или высшего полиола включают, но не ограничиваясь этим, алканполиол (например глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит, сорбит, сорбитан и полиглицерин) и их продукты внутримолекулярной или межмолекулярной дегидратации; многоатомный алифатический спирт, который имеет 3-36 атомов углерода, такой как сахар (например, сахароза и метилглюкозид) и производное сахара; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и трисфенолов (например, трисфенол PA); аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и смолы новолак (например, фенолноволак и крезолноволак); и акриловый полиол, такой как сополимер гидроксиэтил(мет)акрилата и другого винилового мономера. Среди них трехатомный или высший многоатомный алифатический спирт и аддукт алкиленоксида и смолы новолак являются благоприятными, а аддукт алкиленоксида и смолы новолак является более благоприятным.

В качестве поликарбоновой кислоты можно использовать только дикарбоновую кислоту или можно использовать дикарбоновую кислоту и трехвалентную или высшую карбоновую кислоту в комбинации.

Примеры дикарбоновой кислоты включают, но не ограничиваясь этим: алифатическую дикарбоновую кислоту, такую как алифатическая дикарбоновая кислота с неразветвленной цепью и алифатическая дикарбоновая кислота с разветвленной цепью; и ароматическую дикарбоновую кислоту. Среди них алифатическая дикарбоновая кислота с неразветвленной цепью является предпочтительной.

Примеры алифатической дикарбоновой кислоты включают: алкандикарбоновую кислоту, которая имеет 4-36 атомов углерода, такую как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота, азелаиновая кислота, додекандикарбоновая кислота, октадекандикарбоновая кислота и децилянтарная кислота; алкендикарбоновые кислоты, которые имеют 4-36 атомов углерода, такие как алкенилянтарная кислота, такая как додеценилянтарная кислота, пентадеценилянтарная кислота и октадеценилянтарная кислота; алкендикарбоновую кислоту, которая имеет 4-36 атомов углерода, такую как малеиновая кислота, фумаровая кислота и цитраконовая кислота; и циклоалифатические дикарбоновые кислоты, которые имеют 6-40 атомов углерода, такие как димерная кислота (димерная линолевая кислота).

Примеры ароматической дикарбоновой кислоты включают ароматическую дикарбоновую кислоту, которая имеет 8-36 атомов углерода, такую как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, т-бутилизофталевая кислота, 2,6-нафталиндикарбоновая кислота и 4,4'-бифенилдикарбоновая кислота.

Примеры трехвалентной или высшей поликарбоновой кислоты включают, но не ограничиваясь этим, ароматическую поликарбоновую кислоту, которая имеет 9-20 атомов углерода, такую как тримеллитовая кислота и пиромеллитовая кислота.

Также вместо поликарбоновой кислоты можно использовать ангидрид или сложный алкилов эфир, который имеет 1-4 атома углерода (например, сложный метиловый эфир, сложный этиловый эфир и сложный изопропиловый эфир) поликарбоновой кислоты.

Среди этих дикарбоновых кислот предпочтительной является алифатическая дикарбоновая кислота, и каждая из адипиновой кислоты, себациновой кислоты, додекандикарбоновой кислоты, терефталевой кислоты и изофталевой кислоты является более предпочтительной. Здесь также является предпочтительным использовать алифатическую дикарбоновую кислоту и ароматическую дикарбоновую кислоту в комбинации. Более предпочтительно использовать алифатическую дикарбоновую кислоту в комбинации с терефталевой кислотой, изофталевой кислотой и т-бутилизофталевой кислотой.

Предпочтительно, чтобы содержание ароматической дикарбоновой кислоты в поликарбоновой кислоте составляло 20 мол.% или менее.

Примеры лактона включают, но не ограничиваясь этим, монолактон, который имеет 3-12 атомов углерода, такой как β-пропиолактон, γ-бутиролактон, δ-валеролактон и ε-капролактон. Среди них ε-капролактон является предпочтительным.

При полимеризации лактона с раскрытием кольца возможно использовать катализатор, такой как оксид металла и металлорганическое соединение, или использовать диол, такой как этиленгликоль и диэтиленгликоль, в качестве инициатора.

Примеры коммерчески доступных продуктов полимеризации лактона с раскрытием кольца включают H1P, H4, H5 и H7 серии PLACCEL производства Daicel Co., Ltd.

Примеры гидроксикарбоновой кислоты, используемой для поликонденсации, включают, но не ограничиваясь этим, гликолевую кислоту и молочную кислоту (например, L-форма, D- форма и рацемическая форма).

Примеры гидроксикарбоновой кислоты, используемой для циклического сложного эфира, включают, но не ограничиваясь этим, гликолид и лактид (например, L-форму, D- форму и рацемическую форму). Среди них L-лактид и D-лактид являются предпочтительными.

Катализатор, такой как оксид металла и металлорганическое соединение, можно использовать для полимеризации циклического сложного эфира с раскрытием кольца.

Посредством модификации гидроксикарбоновой кислоты и циклического сложного эфира таким образом, что поликонденсат первого и продукт полимеризации последнего с раскрытием кольца имеют гидроксильную группу или карбоксильную группу на своем конце, возможно синтезировать сложный полиэфир диола или сложный полиэфир дикарбоновой кислоты.

Возможно синтезировать кристаллический полиуретан посредством полиприсоединения полиола и полиизоцианата. Прежде всего, продукт полиприсоединения диола и диизоцианата является предпочтительным.

В качестве полиола можно использовать только диол или можно использовать диол и трехатомный или высший спирт в комбинации.

В качестве полиола можно использовать те же полиолы, которые перечислены в описании кристаллического сложного полиэфира.

В качестве полиизоцианата можно использовать один диизоцианат или можно использовать диизоцианат и трехвалентный или высший изоцианат в комбинации.

Примеры диизоцианата включают, но не ограничиваясь этим, ароматические диизоцианаты, алифатические диизоцианаты, алициклические диизоцианаты и ароматические алифатические диизоцианаты. Конкретные примеры этих диизоцианатов включают: ароматический диизоцианат, который имеет 6-20 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алифатический диизоцианат, который имеет 2-18 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алициклический диизоцианат, который имеет 4-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, ароматический алифатический диизоцианат, который имеет 8-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата; модифицированный продукт этих диизоцианатов, который имеет, например, уретановую группу, карбодиимидную группу, аллофанатную группу, группу мочевины, биуретовую группу, уретдионовую группу, уретоиминовую группу, изоциануратную группу или оксазолидоновую группу); и смесь двух или более их типов.

Примеры ароматических диизоцианатов включают 1,3-фенилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 2,4-толилендиизоцианат, 2,6-толилендиизоцианат, неочищенный толилендиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, неочищенный дифенилметандиизоцианат [соединение фосгена и неочищенного бис(аминофенил)метана (продукт конденсации формальдегида и ароматического амина (анилина) или их смесь; и соединение фосгена и смеси бис(аминофенил)метана и малого количества (например, от 5% по массе до 20% по массе) амина, имеющего три или более функциональные группы], 1,5-нафтилендиизоцианат, 4,4',4''-трифенилметантриизоцианат, м-изоцианатофенилсульфонилизоцианат и п-изоцианатофенилсульфонилизоцианат.

Примеры алифатических диизоцианатов включают этилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, 2,6-диизоцианатометилкапроат, бис(2-изоцианатоэтил)фумарат, бис(2-изоцианатоэтил)карбонат и 2-изоцианатоэтил-2,6-диизоцианатогексаноат.

Примеры алициклических диизоцианатов включают изофорондиизоцианат, дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат, циклогексилолдиизоцианат, метилциклогексилолдиизоцианат, бис(2-изоцианатоэтил)-4-циклогексен-1,2-дикарбоксилат, 2,5-норборнандиизоцианат и 2,6-норборнандиизоцианат.

Примеры ароматических-алифатических диизоцианатов включают м-ксилилендиизоцианат, п-ксилилендиизоцианат и α,α,α',α'-тетраметилксилилендиизоцианат.

Примеры модифицированного продукта диизоцианата включают модифицированные продукты диизоцианата, включающие: модифицированные дифенилметандиизоцианаты, такие как модифицированный уретаном дифенилметандиизоцианат, модифицированный карбодиимидом дифенилметандиизоцианат и модифицированный тригидрокарбилфосфатом дифенилметандиизоцианат; и модифицированный уретаном толилендиизоцианат, такой как преполимер, содержащий изоцианатную группу.

Среди этих диизоцианатов предпочтительными являются ароматический диизоцианат, который имеет 6-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алифатический диизоцианат, который имеет 4-12 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, и алициклический диизоцианат, который имеет 4-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата. Более предпочтительными являются толилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, гидрогенизированный дифенилметандиизоцианат и изофорондиизоцианат.

Возможно синтезировать кристаллическую полимочевину посредством полиприсоединения полиамина и полиизоцианата. Прежде всего, предпочтительным является продукт полиприсоединения диамина и диизоцианата.

В качестве полиизоцианата можно использовать только диизоцианат или можно использовать диизоцианат и трехвалентный или высший изоцианат в комбинации.

В качестве полиизоцианата можно использовать те же полиизоцианаты, как те, что перечислены в описании кристаллического полиуретана.

В качестве полиамина можно использовать только диамин или можно использовать диамин и трехвалентный или высший амин в комбинации.

Примеры полиамина включают, но не ограничиваясь этим, алифатические полиамины и ароматические полиамины. Среди них предпочтительными являются алифатический полиамин, который имеет 2-18 атомов углерода, и ароматический полиамин, который имеет 6-20 атомов углерода.

Примеры алифатических полиаминов, которые имеют 2-18 атомов углерода, включают: алкилендиамин, который имеет 2-6 атомов углерода, такой как этилендиамин, пропилендиамин, триметилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин; полиалкиленполиамин, который имеет 4-18 атомов углерода, такой как диэтилентриамин, иминобис(пропиламин), бис(гексаметилен)триамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин и пентаэтиленгексамин; заместитель алкилендиамина или полиалкилендиамина алкильной группой, которая имеет 1-4 атома углерода или гидроксиалкильной группой, которая имеет 2-4 атома углерода, такой как диалкиламинопропиламин, триметилгексаметилендиамин, аминоэтилэтаноламин, 2,5-диметил-2,5-гексаметилендиамин и метилиминобис(пропиламин); алициклический диамин, который имеет 4-15 атомов углерода, такой как 1,3-диаминоциклогексан, изофорондиамин, ментендиамин и 4,4'-метилендициклогександиамин (гидрогенизированный метилендианилин); гетероциклический диамин, который имеет 4-15 атомов углерода, такой как пиперазин, N-аминоэтилпиперазин, 1,4-диаминоэтилпиперазин, 1,4-бис(2-амино-2-метилпропил)пиперазин, 3,9-бис(3-аминопропил)-2,4,8,10'тетраоксаспиро[5.5]ундекан; и алифатические диамины с ароматическим кольцом, которое имеет 8-15 атомов углерода, такие как ксилилендиамин и тетрахлор-п-ксилилендиамин.

Примеры ароматических диаминов, которые имеют 6-20 атомов углерода, включают незамещенные ароматические диамины, такие как 1,2-фенилендиамин, 1,3-фенилендиамин, 1,4-фенилендиамин, 2,4'-дифенилметандиамин, 4,4'-дифенилметандиамин, неочищенный дифенилметандиамин (полифенилполиметиленполиамин), диаминодифенилсульфон, бензидин, тиодианилин, бис(3,4-ди-аминофенил)сульфон, 2,6-диаминопиридин, м-аминобензиламин, трифенилметан-4,4',4''-триамин и нафтилендиамин; ароматические диамины, которые имеют замещенную в цикле алкильную группу, которая имеет 1-4 атомов углерода, таких как 2,4-толилендиамин, 2,6-толилендиамин, неочищенный толилендиамин, диэтилтолилендиамин, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 4,4'-бис(о-толуидин), дианизидин, диаминодитолилсульфон, 1,3-диметил-2,4-диаминобензол, 1,3-диметил-2,6-диаминобензол, 1,4-диизопропил-2,5-диаминобензол, 2,4-диаминомезитилен, 1-метил-3,5-диэтил-2,4-диаминобензол, 2,3-диметил-1,4-диаминонафталин, 2,6-диметил-1,5-диаминонафталин, 3,3',5,5'-тетраметилбензидин, 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,5-диэтил-3'-метил-2',4-диаминодифенилметан, 3,3'-диэтил-2,2'-диаминодифенилметан, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминобензофенон, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифениловый простой эфир и 3,3',5,5'-тетраизопропил-4,4'-диаминодифенилсульфон; метиленбис(о-хлоранилин), 4-хлор-о-фенилендиамин, 2-хлор-1,4-фенилендиамин, 3-амино-4-хлоранилин, 4-бром-1,3-фенилендиамин, 2,5-дихлор-1,4-фенилендиамин, 5-нитро-1,3-фенилендиамин и 3-диметокси-4-аминоанилин; галогеновые группы, такие как группа хлора, группа брома, группа йода и группа фтора, такие как 4,4'-диамино-3,3'-диметил-5,5'-дибромдифенилметан, 3,3'-дихлорбензидин, 3,3'-диметоксибензидин, бис(4-амино-3-хлорфенил)оксид, бис(4-амино-2-хлорфенил)пропан, бис(4-амино-2-хлорфенил)сульфон, бис(4-амино-3-метоксифенил)декан, бис(4-аминофенил)сульфид, бис(4-аминофенил)теллурид, бис(4-аминофенил)селенид, бис(4-амино-3-метоксифенил)дисульфид, 4,4'-метиленбис(2-йоданилин), 4,4'-метиленбис(2-броманилин), 4,4'-метиленбис(2-фторанилин) и 4-аминофенил-2-хлоранилин; алкоксильные группы, такие как метоксигруппа и этоксигруппа, ароматические диамины, которые имеют замещенную в цикле электроноакцепторную группу, такую как нитрогруппа; и ароматические диамины, которые имеют вторичную аминогруппу, такие как 4,4'-бис(метиламино)дифенилметан и 1-метил-2-метиламино-4-аминобензол [часть или все первичные аминогруппы незамещенного ароматического диамина, ароматического диамин, который имеет замещенную в цикле алкильную группу, которая имеет 1-4 атома углерода, и ароматического диамина, который имеет замещенную в цикле электроноак