調色劑製備方法,由其製備的調色劑,使用該調色劑的成像方法及包含該調色劑的成像設備的製作方法

2023-05-31 06:46:41 2

專利名稱：調色劑製備方法,由其製備的調色劑,使用該調色劑的成像方法及包含該調色劑的成像設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製備調色劑的方法及利用該方法製備的調色劑。更具體 地，本發明涉及一種製備兼具基於聚酯的單體和基於乙烯基的單體的優異性 能的調色劑的方法。該調色劑具有優異的光澤度、耐久性、低溫定影性 (low-temperature flising property)以及穩定性。該方法可以用於容易地控制調 色劑的類型和大小。本發明還涉及使用該調色劑的成像方法，以及包含該調 色劑的成像設備。
背景技術：
在電子照相方法或靜電記錄方法中，利用顯影劑使得靜電電荷圖案或靜 電潛像顯現出來。顯影劑可以分為由調色劑和載體顆粒組成的雙組分顯影 劑，和基本上僅由調色劑組成的單組分顯影劑。單組分顯影劑可以分為包括 磁性組分的磁性單組分顯影劑，以及不包括磁性組分的非磁性單組分顯影 劑。在許多情形下，流動活性劑如膠體二氧化矽等通常獨立地加入到非磁性 單組分顯影劑中以增加調色劑流動性。 一般地，調色劑包括將顏料如碳黑和 其它添加劑分散到粘合樹脂中形成顆粒所得的著色劑顆粒。調色劑可以使用粉碎法或聚合法製備。在粉碎法中，調色劑是通過將合 成樹脂和顏料以及根據需要的其它添加劑熔融混合，粉碎，然後配製(dispense) 以得到具有所需粒徑的顆粒而製得的。在聚合法中，將顏料、聚合引發劑以 及根據需要的其它添加劑如交聯劑和電荷控制劑溶解或均勻分散在可聚合 單體中得到可聚合單體組合物，該組合物利用攪拌器分散到包含分散穩定劑 的水性分散介質中，從而形成可聚合單體組合物的細液滴顆粒(fme dr叩letparticle)。隨後，使細液滴顆粒升溫並懸浮聚合，得到著色的聚合物顆粒作 為具有所需粒徑的化學方法製備的調色劑(CPT)。在成像設備如電子照相設備、靜電記錄設備等中，將均勻充電的感光體 暴露在光源下形成靜電潛像，調色劑附著到靜電潛像上，從而形成調色劑圖 像。將調色劑圖像轉移至轉印材料如轉印紙上，然後用各種方法如加熱、加 壓、溶劑蒸氣等的方法將未定影的調色劑圖像定影到轉印材料上。在定影步 驟中，其上轉印有調色劑圖像的轉印材料通常經熔化輥和壓力輥之間通過， 將調色劑熱壓以定影到轉印材料上。需要對利用成像設備如靜電複印機等形成的圖像的精度和解析度進行 改進。成像設備中常用的調色劑主要用粉碎法製備。然而，用粉碎法製備的 著色劑顆粒可能具有寬的粒徑分布。為了得到所需的顯影性能，需要配製粉 碎產物以將粒徑分布控制在窄的範圍內。然而，在電子照相過程或靜電記錄 過程中使用的調色劑的製備過程的常規捏合/研磨方法中，難以精確控制粒徑 和粒徑分布。用配製方法製備小粒徑調色劑時產率常下降。而且，也限制了 對調色劑的充電和定影性能的改變/控制。因此，最近CPT已經引起了注意， 因為易於控制CPT顆粒的粒徑，並且在CPT的製備中不需要繁瑣的步驟如 配製步驟等。基於聚酯的單體的使用使調色劑獲得高光澤度和高顆粒均勻性，因此它 們主要用於粉碎法製備調色劑中。然而，難以將基於聚酯的單體溶解在溶劑 中以及使其在溶液中聚合。因此，在調色劑顆粒的樹脂中使用常規的可聚合 單體如苯乙烯單體，而基於聚酯的單體卻^[艮少用在聚合法中。因此，需要在聚合過程中有效地利用基於聚酯的單體的方法以提供具有 優異的物理性能的調色劑，以產生與粉碎法製備的調色劑相比具有更好特性 的CPT。發明內容本發明提供一種製備兼具基於聚酯的單體和基於乙烯基的單體的優異 性能的調色劑的方法。該調色劑具有優異的光澤度、耐久性、低溫定影性和 穩定性。該方法可以用於容易地控制調色劑的類型和大小。本發明還提供使用該方法製備的調色劑。本發明還提供一種調色劑，其類型和調色劑顆粒的大小可以容易地通過所述製備方法控制，其中調色劑具有優異的光澤度、耐久性、低溫定影性和 穩定性。本發明還提供一種成像方法，該方法能夠用於使用這樣的調色劑實現高 質量圖像的低溫定影，該調色劑的類型和調色劑顆粒的大小可容易地控制， 並且其中調色劑具有優異的光澤度、耐久性、低溫定影性和穩定性。本發明還提供一種包含調色劑的成像設備，該設備用於實現高質量圖像 的4氐溫定影，所述調色劑的類型和調色劑顆粒的大小可容易地控制，並且具 有優異的光澤度、耐久性、低溫定影性和穩定性。根據本發明的一個方面，製備調色劑的方法包括提供包含在聚酯的分子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單體(macromonomer)、至少一種可聚合單體 和顏料的調色劑組合物；通過混合分散介質和穩定劑製得穩定劑分散體，然 後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴(droplet);及熱處 理該液滴以聚合調色劑組合物。根據本發明的另 一方面，提供調色劑，該調色劑是通過以下方式製備的 提供包含具有引入到分子鏈末端的雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合 單體和顏料的調色劑組合物；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散 體，然後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理 該液滴以聚合調色劑組合物。根據本發明的再一方面，提供成像方法，該成像方法包括將調色劑附 著到其上形成有靜電潛像的感光體表面以形成可見圖像，並將該可見圖像轉 印至轉印材料上，該調色劑是通過以下方式製備的提供包含在分子鏈末端 具有雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料的調色劑組合物； 通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定劑分 散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合調色劑組合物。根據本發明的又一方面，提供一種成像設備，該成像設備包括有機感 光體；用於在感光體表面上形成靜電潛像的成像單元；用於容納調色劑的調 色劑接收單元；提供調色劑至有機感光體表面以將有機感光體表面的靜電潛 像顯影為調色劑圖像的調色劑供應單元；及將調色劑圖像從有機感光體表面 轉印至轉印材料上的調色劑轉印單元，該調色劑是通過以下方式製備的提供包含在分子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏 料的調色劑組合物；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚 合調色劑組合物。本發明的這些方面和其它方面通過以下揭示了本發明的各種實施方式 的詳細描述而顯而易見。


通過參照附圖詳述其示例性實施方式，本發明的上述以及其它特徵和優點變得更明顯，其中圖1是非接觸顯影型成像設備的示意圖，該設備包括由根據本發明實施方式的方法製備的調色劑；圖2是實施例1中製備的調色劑的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；圖3是實施例1中製備的調色劑的粒徑-微分體積(differential volume)的曲線圖；圖4是實施例1中製備的調色劑的差示掃描量熱法(DSC)的數據圖。
具體實施方式
以下，將通過參考附圖對本發明實施方式進行解釋來詳細描述本發明。 根據本發明的實施方式，製備調色劑的方法包括提供包含在聚酯的分 子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料的調色劑 組合物；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的 穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合調色劑組 合物。根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法可以用於以簡單的聚合 方法製備化學方法製備的調色劑，並且可以提供使用聚酯而獲得諸多優點，度。通過使用根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法，可以獲得CPT, 該CPT可用於低溫定影高速印表機，獲得高質量圖像，並且顯示優異的物 理性能如穩定性、耐久性、定影性。根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法迄今還沒人嘗試。在該方 法中，通過向聚酯的分子鏈末端引入雙鍵對聚酯化學改性而獲得聚酯大分子 單體，該大分子單體的末端具有雙鍵。所得的聚酯大分子單體以及至少一種可聚合單體懸浮在有機溶劑中形成懸浮液。之後，進行在水性溶液中的懸浮 聚合或在有機溶劑中分散聚合以獲得調色劑顆粒。在懸浮聚合方法中，在基於聚合物的穩定劑的存在下，用水作為分散介質，使非水溶性的單體和油溶性的引發劑反應製備聚合物膠乳(polymer latex)。在分散聚合方法中，用單一溶劑如乙醇或曱醇，或諸如曱苯、苯和 2-曱氧基乙醇的溶劑與其它溶劑或帶有少量水的助溶劑(cosolvent)的混合物 作為分散介質，在基於聚合物的穩定劑的存在下，使非水溶性的單體和油溶 性的引發劑反應，其中單體、引發劑和穩定劑可溶於分散介質中。這裡使用的術語大分子單體指的是其鏈的末端部分被至少一種反應性 官能團取代的聚合物。大分子單體在聚合物製備過程中作為單體參與聚合反 應，從而得到化學結合在其上的具有不同性質的不同類型聚合物鏈的結構， 用混雜樹脂表示。由於不同類型的聚合物的存在，聚合物的不同的物理性能 可能綜合體現出來。而且，化學上不同的聚合物之間的結合可以增加它們之 間的相容性，從而提高它們的化學、機械和熱性能。此外，由於聚酯大分子單體和可聚合單體之間的化學反應導致的結晶聚 酯的相容性的增加，促進了結晶聚酯加入到反應中，從而可以顯著地提高最 終調色劑的低溫定影性。聚酯大分子單體不僅起共聚單體的作用，而且還起懸浮聚合或分散聚合 過程中的膠體穩定劑的作用。本發明的當前實施方式中使用的基於聚酯的樹脂是指在其主鏈上有酯 鍵(-COO-)的聚合物，其是例如通過使二元醇如雙酚A與對苯二曱酸、偏苯 三酸肝、富馬酸或琥珀酸衍生物聚合製得的。儘管聚酯是通過聚合單體製備的聚合物，但是在本發明的實施方式中， 聚酯用作一類與至少一種其它可聚合單體反應的單體來製備CPT。在本發明 的實施方式中，聚酯可以是用於製備調色劑的任意類型的聚酯。如上所述，儘管聚酯單體的使用帶來調色劑的高光澤度以及高顆粒均勻 度等，但是在製備CPT時並未經常使用聚酯單體，因為難以將聚酯單體溶 於溶劑中並使它們在溶液中聚合。因此，在本發明的實施方式中，為了在CPT製備方法中用聚酯製備調 色劑組合物，將雙鍵引入聚酯單體或聚酯大分子單體。根據本發明的當前實施方式的製備調色劑的方法中使用的聚酯大分子單體將解釋如下。製備聚酯大分子單體中使用的聚酯可以在其鏈的末端部分包含作為向 其中引入雙鍵所必需的反應性基團的羥基。作為用於CPT的樹脂組合物中聚合單體，聚酯可以具有約1000-100000的重均分子量和約40-80。C的玻璃 化轉變溫度(Tg)。該聚酯可以是聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)。 PET是飽和聚酯，其一般 通過對苯二甲酸和乙二醇進行縮聚(縮合聚合)製備。包含雙鍵的化合物可以是任何可與聚酯上的反應性基團反應將雙鍵？ 1入聚酯的化合物。由於聚合反應發生在樹脂組合物的製備過程中，所以任何含聚合所需的雙鍵的具有反應性基團的化合物可以^ 1入聚酯末端。該雙鍵可以是基於乙烯基的雙鍵。由於引入有雙鍵的聚酯與基於苯乙烯 的單體聚合製備具有聚酯和苯乙烯的優點的樹脂組合物，所以該雙鍵可以是可與基於苯乙烯的單體中的乙烯基聚合的基於乙烯基的雙^:。在本發明的實施方式中，聚酯大分子單體可以通過向聚酯中依次加入包 含二異氰酸酯基的化合物以及包含雙鍵的單體製備。為了在聚酯分子鏈的末端部分引入雙鍵，使聚酯與包含二異氰酸酯基的 化合物反應，以在聚酯的末端部分引入異氰酸酯基。之後，使所得的含異氰 酸酯基的聚酯與包含雙鍵的單體反應，用單體的雙鍵取代引入的異氰酸酯 基。通過這種方式，將雙鍵引入到聚酯的末端部分。方案l說明了將雙鍵引入到聚酯中的方法的實例。在該實例中，聚酯是formula see original document page 10在方案l中，作為聚酯的PET與六亞曱基二異氰酸酉旨(HDI)反應，用異 氰酸酯基取代PET末端部分的羥基。之後，向反應中加入作為第二基於乙烯基的單體的曱基丙烯醯胺 (MAAm)，用MAAm末端部分的乙烯基取代PET的異氰酸酯基。因而，源 自MAAm的乙烯基(a和a')存在於PET的末端部分。即，得到其中引入了基 於乙烯基的雙鍵的所需的PET。包含二異氰酸酯基的化合物可以選自六亞曱基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞曱基二環己基異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、亞曱基二苯基異氰 酸酯及其混合物。包含雙鍵的單體可以選自基於丙烯醯胺的單體，其選自丙烯醯胺、曱 基丙烯醯胺和羥曱基丙烯醯胺；基於羥基丙烯酸酯的單體，其選自羥曱基丙 烯酸酯、羥乙基丙烯酸酯、羥乙基曱基丙烯酸酯、羥曱基曱基丙烯酸酯、羥 基苯氧基丙基丙烯酸酯、羥丙基丙烯酸酯和羥丙基曱基丙烯酸酯；及基於芳 胺的單體。與聚酯反應的包含雙鍵的單體可以是矽烷偶聯劑。矽烷偶聯劑的實例可以包括基於氨基的矽烷偶聯劑、基於環氧的矽烷偶 聯劑、基於丙烯酸的矽烷偶聯劑、基於乙烯基的矽烷偶聯劑和其它矽烷偶聯 劑。基於氨基的矽烷偶聯劑包含有機官能團，其包括氨基和可水解的基團如 烷氧基。基於環氧、基於丙烯酸、基於乙烯基和其它矽烷偶聯劑包含可水解 的基團如烷氧基，和有機基團如丙烯酸基、環氧基、乙烯基或巰基。因而， 這些矽烷偶聯劑可以有助於有機材料如樹脂等與無機材料如二氧化矽、玻璃 或金屬等的結合，從而提高這些材料的物理特性。矽烷偶聯劑可以包含基於乙烯基的雙鍵。該矽烷偶聯劑可以是基於乙烯 基的矽烷偶聯劑。方案2說明了通過使用包含雙鍵的矽烷偶聯劑將雙鍵引入聚酯的方法 的實例。在這個實例中，聚酯是PET。formula see original document page 12
在方案2中，使PET與甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)反 應；以用乙烯基(b和b')取代PET末端部分的羥基。作為用於CPT的樹脂組合物的聚合單體的聚酯可以具有約1000-100000 的重均分子量和約40-80。C的玻璃化轉變溫度。在本發明的實施方式中，聚酯大分子單體的重均分子量可以為約 1000-100000,優選為5000-30000。如果聚酯大分子單體的重均分子量低於 1000，不能提高所得的調色劑的物理性能，或者聚酯大分子單體不能充分地 發揮穩定劑的作用。如果聚酯大分子單體的重均分子量高於100000，反應的 轉化率可能下降。根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法中，調色劑組合物中包含 的可聚合單體可以選自基於乙烯基的單體、具有氛基的極性單體、具有不飽 和基於聚酯基的單體以及具有脂肪酸基的單體。可聚合單體可以為選自下列中的至少一種基於苯乙烯的單體，其選自 苯乙烯、乙烯基甲苯和a-曱基苯乙烯；丙烯酸，甲基丙烯酸；(曱基)丙烯酸 ;時生物，其選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯 酸2-乙基己酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、曱基丙烯酸甲酯、曱基丙烯酸乙酯、 曱基丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸二 曱基氨基乙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯醯胺和甲基丙烯醯胺；烯式不飽 和單烯烴，其選自乙烯、丙烯和丁烯；卣代乙烯，其選自氯乙烯、偏二氯乙 烯和氟乙烯；乙烯基酯，其選自乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯基醚，其選 自乙烯基曱基醚和乙烯基乙基醚；乙烯基酮，其選自乙烯基甲基酮和曱基異 丙烯基酮；含氮的乙烯基化合物，其選自2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮，但是不限於此。本發明的當前實施方式中，基於100重量份的可聚合單體，調色劑組合物可以包含約0.1-80重量份、優選約0.1-50重量份、更優選約5-25重量份 的聚酯大分子單體。如果基於100重量份的可聚合單體，聚酯大分子單體的含量少於0.1重 量份，調色劑顆粒的分散穩定性可能下降，並且調色劑顆粒的產量也可能下 降。如果基於100重量份的可聚合單體，聚酯大分子單體的含量大於80重 量份，調色劑的物理性能可能惡化。根據本發明實施方式，調色劑組合物可以包含顏料。黑色調色劑可以包 含碳黑或苯胺黑作為顏料。其為非磁性的根據本發明實施方式的調色劑可用 於製備彩色調色劑。對於彩色調色劑，碳黑或苯胺黑用來製備黑色調色劑， 黃色、品紅色和青色顏料用來製備彩色調色劑。黃色顏料的實例包括稠合的氮化合物、異吲咪酮化合物、蒽醌化合物、 偶氮金屬絡合物和烯丙基醯亞胺化合物。具體地，可以使用C丄顏料黃12、 13、 14、 17、 62、 74、 83、 93、 94、 95、 109、 110、 111、 128、 129、 147、 168、 180等。品紅色顏料的實例包括稠合的氮化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合物、 鹼性染料色澱化合物、萘酚化合物、苯並咪唑化合物、硫靛化合物和二萘嵌 苯化合物。具體地，可以使用C.I.顏料紅2、 3、 5、 6、 7、 23、 48:2、 48:3、 48:4、 57:1、 81:1、 122、 144、 146、 166、 169、 177、 184、 185、 202、 206、 220、 221或254等。青色顏料的實例包括銅酞菁化合物及其衍生物、蒽醌化合物和鹼性染料 色澱化合物。具體地，可以使用C.I.顏料藍1、 7、 15、 15:1、 15:2、 15:3、 15:4、 60、 62或66等。可以單獨^f吏用 一種顏料或將兩種以上的顏料混合使用。顏料根據所需色 調、色度、亮度、耐候性、在調色劑中的分散性等選用。顏料可以足以使調色劑著色的濃度使用。例如，基於100重量份的可聚 合單體，調色劑組合物中顏料的濃度可以為約0.1-20重量份。如果基於100 重量份的可聚合單體，顏料的濃度少於O.l重量份，則不能獲得充分的著色 效果。如果基於100重量份的可聚合單體，顏料的濃度大於20重量份，調 色劑的製造成本上升，並且不能獲得充足的摩擦電荷。穩定劑可以為選自無機穩定劑、水溶性有機聚合物穩定劑和陰離子表面 活性劑中的至少一種。無機穩定劑的實例包括不溶性鉤鹽、不溶性鎂鹽、親水性二氧化矽、疏 水性二氧化矽以及膠體二氧化矽。水溶性有機聚合物穩定劑的實例包括非離子聚合物穩定劑如聚氧乙烯 烷基醚、聚氧化亞烷基烷基苯酚醚、山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化亞烷基脂肪 酸酯、甘油脂肪酸酯、聚乙烯醇、烷基纖維素或聚乙烯基吡咯烷酮，及離子 聚合物穩定劑如聚丙烯醯胺、聚乙烯胺、聚乙烯胺N氧化物(polyvinyl amine N-oxide)、聚乙烯銨鹽、聚二烷基二烯丙基銨鹽、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、 聚丙烯酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽或聚氨基烷基丙烯酸鹽。陰離子表面活性劑的實例包括脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷芳基硫酸酯 鹽、二烷基^^代琥珀酸鹽和烷基磷酸鹽。基於100重量份的可聚合單體，穩定劑的濃度可以為約0.1-20重量份。 如果基於IOO重量份的可聚合單體，穩定劑的濃度少於0.1重量份，則不能 獲得充分的分散。如果基於IOO重量份的可聚合單體，穩定劑的濃度大於20 重量份，則聚合組合物的粘度大大上升，並且難以很好地攪拌聚合組合物。 而且，所得的顆粒過小而不能有效分離。在根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法中，分散介質可以是水 性溶液、有機溶劑或其混合物。將分散介質和穩定劑混合獲得穩定劑分散體。基於100重量份的分散介 質，穩定劑分散體可以包含約l-10重量份的穩定劑。如果基於100重量份 的分散介質，穩定劑的濃度少於1重量份，則難以得到分散體。如果基於100 重量份的分散介質，穩定劑的濃度大於10重量份，則顆粒太小，並且顆粒製備後需要大量溶劑衝洗掉穩定劑。之後，穩定劑分散體與包含聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體以及 顏料的調色劑組合物混合形成液滴。穩定劑分散體與調色劑組合物的混合可 以用超聲波磨粉機、均化器等實施。調色劑組合物可以進一步包含選自引發劑、鏈轉移劑、電荷控制劑和脫模劑(releasing agent)中的至少 一種組分，因此，液滴還可以進一 步包含選自 引發劑、鏈轉移劑、電荷控制劑和脫模劑中的至少一種。自由基由聚合引發劑產生，其可與可聚合單體反應。自由基可與聚酯大分子單體和可聚合單體的反應性官能團反應形成共聚物。自由基聚合引發劑的實例包括過硫酸鹽如過硫酸鉀和過硫酸銨；偶氮 化合物如4,4-偶氮二(4-氰基戊酸)、二曱基-2,2'-偶氮二(2-曱基丙酸酯)、2,2-偶氮二(2-脒基丙烷)二氫氯化物，2,2-偶氮二-2-甲基-N-l,l-二(羥曱基)-2-羥乙 基丙炔醯胺(hydroxyethylpropioamide)、 2，2'-偶氮二(2,4-二曱基戊腈)、2,2'-偶 氮二異丁基腈和l,l'-偶氮二(l-環己烷腈)；及過氧化物如曱基乙基過氧化物、二叔丁基過氧化物、過氧化乙醯、過氧化二異丙笨、月桂醯過氧化物、苯曱醯過氧化物、叔丁基過氧-2-乙基己酸酯、二異丙基過氧二碳酸酯和二叔丁基過氧間苯二酸酯。而且，可以使用通過將上述聚合引發劑與還原劑結合而獲 得的氧化-還原引發劑。本文中所採用的術語鏈轉移劑指在鏈反應中改變鏈輸送的物質。與原先 的鏈的活性相比，鏈轉移劑可以顯著降低新鏈的活性。通過使用鏈轉移劑， 單體的聚合度會下降，或會引發新鏈的反應。所得產物的分子量分布可以用 鏈轉移劑控制。鏈轉移劑的實例包括，但不限於含硫化合物如十二烷硫醇、巰基乙酸、硫代乙酸或巰基乙醇；亞磷酸化合物如亞磷酸或亞磷酸鈉；次磷酸化合物如 次磷酸或次磷酸鈉；及醇如曱基醇、乙基醇、異丙基醇或正丁基醇。在本發明的當前實施方式中，脫模劑可以保護感光體並阻止顯影性能的 惡化，從而可以合適地用來獲得高質量圖像。脫模劑可以是高純度固體脂肪 酸酯物質。具體地，脫模劑的實例包括低分子量聚烯烴如低分子量聚乙烯、 低分子量聚丙烯和低分子量聚丁烯；石蠟；及多官能的酯化合物等。優選地， 脫模劑可以是由三個或更多官能的醇與羧酸形成的多官能的酯化合物。具有三個或更多官能團的多元醇的實例包括脂肪族醇如丙三醇、季戊 四醇或戊三醇；脂環族醇如氯代多羥糖醇、櫟醇或肌醇；芳香醇如三(羥曱 基)苯；糖如D-赤蘚糖、L-樹膠醛醣、D-甘露糖、D-半乳糖、D-果糖、L-鼠李糖、蔗糖、麥芽糖或乳糖；糖醇如赤蘚醇、D-蘇糖醇、L-阿拉伯糖醇或 阿東糖醇。羧酸的實例包括脂肪族羧酸如乙酸、丁酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、 癸酸、十一烷酸、十二烷酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、十七烷酸、花生酸、蠟酸、 山梨酸、亞油酸、亞麻酸、山茶酸或丁炔酸；脂環族羧酸如環己烷羧酸、六 氬異酞酸、六氬對酞酸或3,4,5,6-四氬酞酸；及芳香族羧酸如苯曱酸、枯酸、酞酸、異酞酸、對酞酸、苯均三酸、苯偏三酸或笨連三酸。電荷控制劑可以選自含金屬如鋅或鋁的水楊酸化合物、雙二苯基乙醇酸的硼糹各合物(boron complex of bisdiphenylglycolic acid)和石圭S交鹽。具體;也，電 荷控制劑可以是二烷基水楊酸鋅或硼雙(l,l-二苯基-l-氧雜-乙醯鉀鹽)。 根據本發明當前實施方式的製備調色劑的方法解釋如下。 首先，將在聚酯分子鏈末端引入雙鍵的聚酯大分子單體溶解在極性溶劑 中，之後將所得產物與至少一種可聚合單體和顏料混合，獲得均勻的調色劑 組合物。隨後，混合分散介質和穩定劑製備穩定劑分散體，所得的穩定劑分 散體與調色劑組合物混合，同時攪拌，例如用超聲波，從而形成聚酯大分子單體和可聚合單體穩定在分散介質中的液滴。之後，在吹入氮氣的同時，對 所得產物升溫，當反應器的內部溫度達到預定水平時，向反應器中加入引發 劑。反應器的內部溫度可以是60-80°C。加入引發劑後，加熱產物，同時以 300 rpm的速度攪拌以進行聚合。在本發明的實施方式中，聚合反應的時間 取決於溫度、實驗條件、反應速率、轉化率等。根據本發明的當前實施方式的製備調色劑的方法可以進一 步包括，在懸 浮聚合後，使用醇或其它合適的清洗液從所得產物中去除殘留的懸浮穩定 劑。在本發明的實施方式中，調色劑組合物可以進一步包含蠟，從而在最終 的調色劑中可以形成蠟層。而且，可以向調色劑組合物中加入抑制劑，以引 起合適的聚合反應，並阻止新的膠乳顆粒(latex particle)的形成。上述蠟層可用任何給最終的調色劑組合物提供所需性能的合適的蠟形 成。蠟的實例包括，但不限於聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、矽酮蠟、石蠟、酯蠟、 巴西棕櫚蠟和茂金屬蠟。蠟的熔點可以為約50-150°C。蠟組分物理粘附到調 色劑顆粒上，但是有利地不與調色劑顆粒共價鍵合。因而，調色劑可以在低 定影溫度下定影到最終的圖像接收體上，並且具有優異的最終圖像耐久性和 抗磨損性。在利用根據本發明的當前實施方式的製備調色劑的方法獲得具有所需 大小和形狀的調色劑顆粒後，將調色劑顆粒過濾、分離並乾燥。諸如二氧化 矽等的外部添加劑可以加入乾燥後的調色劑中，並控制所得產物的電荷量等 以獲得最終的幹調色劑。外部添加劑可以是大的二氧化矽顆粒、小的二氧化 矽顆粒或二氧化鈦。大的二氧化矽顆粒保證調色劑顆粒的可流動性和充電性說明書第13/16頁能，小的二氧化矽顆粒保證調色劑顆粒的充電性能。二氧化鈦保證調色劑顆 粒的充電穩定性。根據本發明的另一個實施方式，調色劑通過如下方法製備製備包含在 聚酯分子鏈末端引入雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料的調色劑組合物；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，之後混合所 得的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混 合物。調色劑可以具有約3-20 iim、優選約5-8 (im的體積平均粒徑。聚酯大分子單體可以通過向聚酯中依次添加含二異氰酸酯基的化合物 和包含雙鍵的單體來製備。根據本發明的另一個實施方式，成像方法包括將調色劑附著到其上形 成有靜電潛像的感光體表面，形成可見圖像，並將該可見圖像轉印至轉印材 料上，調色劑通過如下方法製備提供包含在聚酯分子鏈末端引入雙鍵的聚 酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料的調色劑組合物；通過混合分散 介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑 組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混合物。典型的電子照相成像方法包括充電、曝光、顯影、轉印、定影、清潔和 消電等一系列過程以在接收體上成像。在充電過程中，通過電暈或充電輥用具有所需極性的電荷(負電荷或正 電荷)對感光體充電。在曝光過程中，通過以成像方式選擇性地對感光體的 帶電錶面放電，光學系統(通常是雷射掃描儀或二極體陣列)形成相應於在圖 像接收體上待形成的最終可視圖像的潛像。電磁輻射，也被稱為"光"，可 以包括紅外光、可見光和紫外光。在顯影過程中， 一般而言，具有合適極性的調色劑顆粒與感光體上的潛 像接觸，典型地，使用施加電偏壓的顯影劑，其電勢的極性與調色劑的極性 相同。調色劑顆粒移動至感光體，通過靜電作用選擇性地附著到潛像上，並 在感光體上形成調色劑圖像。在轉印過程中，調色劑圖像從感光體轉印至所需的最終圖像接收體上。 有時，使用中間轉印元件幫助調色劑圖像從感光體轉印至最終圖像接收體 上。在定影過程中，通過加熱最終圖〗象接收體上的調色劑圖像熔化或軟化調色劑顆粒，將調色劑圖像定影至最終的圖像接收體上。作為選擇，在加熱或 不加熱的同時，調色劑可以在高壓下定影至最終圖像接收體上。 在清潔過程中，除去殘留在感光體上的調色劑顆粒。在消電過程中，感光體上的電荷曝光於一定波段的光下，電荷基本上降 低至均勻的低值。從而，除去殘留潛像，並為下一成像循環準備感光體。根據本發明的另一實施方式，成像設備包括有機感光體；用於在感光 體表面上形成靜電潛像的成像單元；用於容納調色劑的調色劑接收單元；提 供調色劑至有機感光體表面以將有機感光體表面的靜電潛像顯影為調色劑 圖像的調色劑供應單元；和將調色劑圖像從有機感光體表面轉印至轉印材料 上的調色劑轉印單元，該調色劑通過以下方式製備提供包含在聚酯分子鏈 末端引入雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料的調色劑組合 物；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定 劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混合物。圖1是非接觸顯影型成像設備的示意圖，該設備包括利用根據本發明的 實施方式的方法製備的調色劑。圖1所示的非接觸顯影型成像設備的工作原 理-沈明如下。參照圖1，通過由彈性材料如聚氨酯泡沫或海綿形成的進料輥6，將顯 影單元4的非磁性單組分顯影劑8進料給顯影輥5。隨著顯影輥5轉動，在 顯影輥5上的非磁性單組分顯影劑8到達顯影輥5上的顯影劑調節刮刀7接 觸顯影輥5的位置。顯影劑調節刮刀7可由金屬或彈性材料如橡膠形成。當 顯影劑8通過顯影輥5上顯影劑調節刮刀7接觸顯影輥5的位置時，在顯影 輥5上形成了均勻厚度的顯影劑8的薄層並充分充電。顯影劑8的薄層被傳 送至潛像支撐體，即感光體l的顯影區域，其中顯影劑8在感光體1上形成 的靜電潛像上顯影。靜電潛像通過用光3掃描感光體1形成。顯影輥5放置在感光體1的對面，與感光體1以一定距離分開。顯影輥 5以逆時針方向旋轉，感光體1以順時針方向旋轉。轉印到感光體1的顯影區域的顯影劑8通過電能在感光體1的靜電潛像 上顯影，該電能由施加在顯影輥5上的DC疊加的AC電壓和通過充電裝置 2充電的感光體1上的潛像的電勢之間的電勢差產生，由此形成調色劑圖像。通過感光體1的轉動，在感光體1上顯影的顯影劑8到達轉印裝置9的 位置。當印刷紙13通過感光體1和轉印裝置9之間時，在感光體1上顯影的顯影劑8通過電暈放電或施加到圓筒狀轉印裝置9上的與顯影劑8極性相 反的高電壓轉印至印刷紙13上，從而形成圖像。當印刷紙13在高溫高壓下通過定影裝置(未顯示)時，轉印至印刷紙13 上的圖像定影在印刷紙13上。殘留在顯影輥5上未顯影的顯影劑8'由接觸 顯影輥5的進料輥6回收，殘留在感光體1上未顯影的顯影劑8'通過清潔刮 刀IO回收。上述過程重複進行。下面將參考下列實施例更詳細地描述本發明。然而，這些實施例僅用 於說明目的，並不意味著限制本發明的範圍。 實施例製備實施例-製備具有雙鍵的聚酯大分子單體 製備實施例'1將lg作為聚酯的聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)溶於50 ml的曱基乙基酮 (MEK)溶劑中，然後向溶液中加入0.12 g六亞曱基二異氰酸酯。混合物在 65。C下反應6小時，得到兩端由異氰酸酯基團取代的PET。將0.05g甲基丙烯醯胺加入到所得產物中，在25。C下反應24小時，得 到兩端由基於乙烯基的不錄和烴(雙鍵)取代的聚酯大分子單體。在這一過程， 為防止異氰酸酯基和OH基之間的副反應，要向反應中加入少量的二丁基錫 二月桂酸鹽(DBTDL)。製備實施例2將1 g PET溶於50 ml的曱苯中，然後將0.18 g作為矽烷偶聯劑的曱基 丙烯醯氧丙基三曱氧基矽烷(MPTMS)加入溶液中。混合物在70 °C下反應24 小時。將MPTMS雙鍵引入PET的反應也可在室溫下進行。作為選擇，可在 50。C或更高的溫度下向反應加入少量作為聚合抑制劑的氫醌，使得不因在50 。C或更高的溫度下聚合而失去MPTMS的雙鍵。實施例-製備調色劑 實施例1將lg在製備實施例1中製得的聚酯大分子單體溶於10 ml的二氯曱烷 溶劑中，然後將所得的溶液與8g苯乙烯和2g丙烯酸丁酯混合。隨後，將0.5 g作為顏料的Mogul-L加入到反應物中以製備均勻的調色劑組合物。接 下來，將lg聚乙烯醇(PVA)與100g蒸餾水混合以得到穩定劑分散體。將所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物混合，同時用超聲波攪拌，由此形成液滴，液滴中PET大分子單體和苯乙烯單體穩定在水性溶液中。當用氮氣進行 吹洗時，所得到的產物的溫度升至70。C。向反應中加入O.l g引發劑偶氮二 異丁腈(AIBN),以350rpm的速度攪拌24小時。在完成聚合反應後，將所得 到的產物冷卻至25。C，即低於所得聚合產物的Tg。然後，調色劑顆粒通過 過濾分離並乾燥。將作為外部添加劑的均是二氧化矽的NX-90 (Nippon Aerosil)、 RX-200 (Nippon Aerosil)和Titania SW-100 (Titan Kogyo)加入幹調 色劑中。基於IOO重量份的調色劑,外部添加劑NX-90、 RX-200和Titania SW-100的比例分別為3.0、 2.1和0.4份。合成的調色劑為球形，具有約5.5 iam的體積平均粒徑。圖2是在實施 例1中製得的調色劑的掃描電鏡(SEM)照片。圖3是表示實施例1中製得的調色劑的粒徑與微分體積的關係圖。圖4 是表示實施例1中製得的調色劑的差示掃描量熱(DSC)數據圖。通過使用根據本發明的製備調色劑的方法，調色劑可以兼具基於聚酯的性和穩定性，並且調色劑的類型和大小可以容易控制。儘管已經參照其示例性實施方式具體給出和描述了本發明，但是本領域 的普通技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所定義的本發明的精神 和範圍的情況下，可以對其做出各種形式和細節上的變更。
權利要求
1.一種製備調色劑的方法，包括提供調色劑組合物，其包含在聚酯分子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混合物。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，基於100重量份的至少一種可聚 合單體，調色劑組合物包含約0.1-80重量份的聚酯大分子單體和約0.1-20重 量份的顏料。
3. 如權利要求1所述的方法，其中聚酯大分子單體製備如下加入包 含二異氰酸酯基的化合物並使其與聚酯反應，隨後使包含雙鍵的單體與聚酯 反應以製備聚酯大分子單體。
4. 如權利要求3所述的方法，其中聚酯的重均分子量為約1000-100000。
5. 如權利要求3所述的方法，其中聚酯的玻璃化轉變溫度為約40-80°C 。
6. 如權利要求3所述的方法，其中聚酯是聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)。
7. 如權利要求3所述的方法，其中包含二異氰酸酯基的化合物選自六 亞曱基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞曱基二環己基異氰酸酯、曱苯 二異氰酸酯、亞曱基二苯基異氰酸酯及其混合物。
8. 如權利要求3所述的方法，其中包含雙鍵的單體選自基於丙烯醯 胺的單體，其選自丙烯醯胺、曱基丙烯醯胺和羥曱基丙烯醯胺；基於羥基丙 烯酸酯的單體，其選自丙烯酸羥曱酯、丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸羥乙酯、 曱基丙烯酸羥曱酯、丙烯酸羥基苯氧基丙酯、丙烯酸羥丙酯和曱基丙烯酸羥 丙酯；及基於芳胺的單體。
9. 如權利要求3所述的方法，其中包含雙鍵的化合物是矽烷偶聯劑。
10. 如權利要求l所述的方法，其中聚酯大分子單體的重均分子量為約 1000-100000。
11. 如權利要求1所述的方法，其中可聚合單體選自基於乙烯基的單體、 具有羧基的極性單體、具有不飽和聚酯基的單體和具有脂肪酸基的單體。
12. 如權利要求l所述的方法，其中可聚合單體選自基於苯乙烯的單體，其選自苯乙烯、乙烯基曱苯和a-曱基苯乙烯；丙烯酸，甲基丙烯酸；(曱 基)丙烯酸^f汙生物，其選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙晞酸丙酯、丙烯酸 丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸二曱基氨基乙酯、曱基丙烯酸曱酯、曱基 丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸丙酯、曱基丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸2-乙基己酯、 曱基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯腈、曱基丙烯腈、丙烯醯胺和曱基丙烯醯 胺；烯式不飽和單烯烴，其選自乙烯、丙烯和丁烯；卣代乙烯，其選自氯乙 烯、偏二氯乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，其選自乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙 烯基醚，其選自.乙烯基甲基醚和乙烯基乙基醚；乙烯基酮，其選自乙烯基曱 基酮和曱基異丙烯基酮；及含氮的乙烯基化合物，其選自2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡咬和N-乙烯基吡咯烷酮。
13. 如權利要求l所述的方法，其中顏料為選自黃色、品紅色、青色和 黑色顏料中的至少一種。
14. 如權利要求l所述的方法，其中穩定劑選自無機穩定劑，其選自 不溶性釣鹽、不溶性鎂鹽、親水性二氧化矽、疏水性二氧化矽以及膠體二氧 化矽；非離子聚合物穩定劑，其選自聚氧乙烯烷基醚、聚氧化亞烷基烷基苯 酚醚、山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化亞烷基脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚乙烯 醇、烷基纖維素和聚乙烯基吡咯烷酮；離子聚合物穩定劑，其選自聚丙烯醯 胺、聚乙烯胺、聚乙烯胺N氧化物、聚乙烯基銨鹽、聚二烷基二烯丙基銨鹽、 聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽和聚氨基烷基丙烯 酸鹽；及陰離子表面活性劑，其選自脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷芳基硫酸 酯鹽、二烷基硫代琥珀酸鹽和烷基磷酸鹽。
15. 如權利要求l所述的方法，其中分散介質是水性溶液、有機溶劑或 其混合物。
16. 如權利要求1所述的方法，其中液滴還包含選自引發劑、鏈轉移劑、 電荷控制劑和脫^^莫劑中的至少一種組分。
17. 用權利要求1所述的方法製備的調色劑。
18. —種調色劑，製備如下提供調色劑組合物，其包含在聚酯分子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單 體、至少一種可聚合單體和顏料；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定 劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混合物。
19. 如權利要求18所述的調色劑，其體積平均粒徑為約3-20pm。
20. 如權利要求18所述的調色劑，其中聚酯大分子單體製備如下加 入包含二異氰酸酯基的化合物並使其與聚酯反應，隨後加入包含雙鍵的單體 並使其反應以製備聚酯大分子單體。
21. 如權利要求18所述的調色劑，其中，還包括加入選自鏈轉移劑、 電荷控制劑和脫模劑中的至少一種組分。
22. —種成像方法，包括將權利要求18的調色劑附著到形成有靜電 潛像的感光體的表面以形成可見圖像，及將可見圖像轉印至轉印材料上。
23. —種成像設備，包括 有機感光體；成像單元，其用於在感光體表面上形成靜電潛像； 調色劑接收單元，其用於容納權利要求18的調色劑； 調色劑供應單元，其用於提供調色劑至有機感光體表面，以將有機感光體表面的靜電潛像顯影為調色劑圖像；及調色劑轉印單元，其用於將調色劑圖像從有機感光體表面轉印至轉印材料上。
全文摘要
本發明提供一種製備調色劑的方法，利用該方法製備的調色劑，使用該調色劑的成像方法，以及包含該調色劑的成像設備。該製備調色劑的方法包括提供調色劑組合物，其包含在聚酯分子鏈末端具有雙鍵的聚酯大分子單體、至少一種可聚合單體和顏料；通過混合分散介質和穩定劑提供穩定劑分散體，然後混合所得到的穩定劑分散體與調色劑組合物以形成液滴；及熱處理該液滴以聚合該混合物。根據本發明的製備調色劑的方法提供了兼具基於聚酯的單體和基於乙烯基的單體的優異性能，以及優異的光澤度、耐久性、低溫定影性和穩定性的調色劑，並且該方法可以容易地控制調色劑的類型和大小。
文檔編號G03G9/08GK101221380SQ20071019626
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月7日 優先權日2007年1月12日
發明者硬 方, 朱惠利, 沈相垠, 申曜多, 鄭旻泳 申請人:三星電子株式會社