專利名稱：制備調(diào)色劑的方法和使用該方法制備的調(diào)色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備調(diào)色劑的方法和使用該方法制備的調(diào)色劑。更具體地，本發(fā)明涉及一種制備具有核/殼結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑的方法，其中，核由聚酯樹脂、著色劑和大分子單體形成。殼通過可聚合單體、大分子單體和非離子活性乳化劑的聚合而形成。所述調(diào)色劑是使用本發(fā)明的方法制備的。
背景技術(shù)：
在電子照相工藝或靜電記錄工藝中，用于形成靜電圖像或靜電潛像的顯影劑可以是由調(diào)色劑和載體顆粒形成的雙組分顯影劑或僅由調(diào)色劑形成的沒有載體顆粒的單組分顯影劑。單組分顯影劑可以是具有磁性性能的磁性單組分顯影劑或不具有磁性性能的非磁性單組分顯影劑。增塑劑如膠體硅石通常獨立地被加入非磁性單組分顯影劑中以增加調(diào)色劑的流動性。一般，將通過在粘結(jié)樹脂中分散著色劑，如炭黑，或其它添加劑而得到的著色顆粒用于調(diào)色劑。
制備調(diào)色劑的方法包括粉碎或聚合。在粉碎方法中，調(diào)色劑這樣得到將合成樹脂與著色劑和，如果需要，其它添加劑熔融混合，粉碎該混合物和將顆粒分級直至得到所需顆粒尺寸。在聚合方法中，可聚合單體組合物通過均勻溶解或分散可聚合單體，著色劑，聚合引發(fā)劑和，如果需要，各種添加劑如交聯(lián)劑和抗靜電劑而制成。然后，使用攪拌器將可聚合單體組合物分散在包括分散穩(wěn)定劑的含水分散介質(zhì)中以形成微小液滴顆粒。隨后，將溫度升高并進行懸浮聚合以得到具有所需尺寸的著色聚合物顆粒的聚合調(diào)色劑。
在成像裝置如電子照相裝置或靜電記錄裝置中，靜電潛像通過在均勻帶電的感光體(photoreceptor)的表面上曝光而形成。調(diào)色劑附著于靜電潛像上，并將所得調(diào)色劑圖像通過幾種工藝如加熱、壓制、溶劑汽蒸(solventsteaming)等轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)如紙上。在大多數(shù)定影(fixing)工藝中，具有調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印介質(zhì)通過定影輥和壓制輥。調(diào)色劑圖像通過加熱和壓制而熔化至轉(zhuǎn)印介質(zhì)上。
需要改進通過成像裝置如電光復(fù)印機而形成的圖像的清晰性和細微性。通常，用于成像裝置的調(diào)色劑常使用粉碎方法而得到。當(dāng)使用粉碎方法時，可能形成具有寬范圍顆粒尺寸的著色顆粒。因此，為了得到令人滿意的顯影劑性能，需要將通過粉碎得到的著色顆粒根據(jù)尺寸分級以獲得窄的顆粒尺寸分布。但是，在制造適用于電子照相工藝或靜電記錄工藝的調(diào)色劑顆粒時，使用常規(guī)混合/粉碎工藝難以精確地控制顆粒尺寸分布。而且在制備細小顆粒調(diào)色劑時，由于分級工藝而導(dǎo)致調(diào)色劑制備產(chǎn)率低。另外，對用于得到理想的帶電和定影性能的調(diào)色劑設(shè)計的變化/調(diào)整存在限制。因此，下述聚合調(diào)色劑最近受到關(guān)注，其中顆粒的尺寸容易控制且無需經(jīng)過復(fù)雜的制造工藝如分級。
當(dāng)使用聚合制備調(diào)色劑時，無需進行粉碎或分級就得到所需的顆粒尺寸分布。
Hasegawa等人的U.S.專利No.6,033,822公開了一種包括由著色聚合物顆粒形成的核和覆蓋該核的殼的聚合調(diào)色劑，其中聚合調(diào)色劑通過懸浮聚合制備。但是，仍難以調(diào)節(jié)調(diào)色劑的形狀和顆粒尺寸。該工藝還造成寬的顆粒尺寸分布。
Michael等人的U.S.專利No.6,258,911公開了一種具有窄的多分散性的雙官能聚合物和用于制造在其每個端部共價鍵接有自由基的聚合物的乳液縮合聚合工藝。但是，即使在使用該方法時，表面活性劑也會造成不利影響，并且難以控制膠乳的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制備調(diào)色劑的方法，在該方法中可以隨意控制調(diào)色劑顆粒的大小，獲得窄的顆粒尺寸分布，并且所得調(diào)色劑的耐久性優(yōu)異。
本發(fā)明還提供了一種具有小顆粒尺寸和優(yōu)異存儲性能及耐久性的調(diào)色劑。借助本發(fā)明的方法，在高產(chǎn)率下可以容易地控制調(diào)色劑的顆粒尺寸。
本發(fā)明還提供了一種成像方法，其中高質(zhì)量圖像可在低溫下通過使用在顆粒尺寸控制、儲存性能和耐久性方面具有優(yōu)異性能的調(diào)色劑而熔化。
本發(fā)明還提供了一種成像裝置，其中高質(zhì)量圖像可在低溫下通過使用在顆粒尺寸控制，儲存性能和耐久性方面具有優(yōu)異性能的調(diào)色劑而熔化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制備調(diào)色劑的方法，包括通過將聚酯樹脂和著色劑，具有親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合以形成殼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種制備調(diào)色劑的方法，包括組合聚酯樹脂和著色劑，形成第一混合物；將第一混合物與第二混合物組合以形成核顆粒的分散體，第二混合物為大分子和非離子活性乳化劑的混合物；將至少一種可聚合單體和聚合引發(fā)劑添加至所述分散體中并聚合所述單體，形成殼和調(diào)色劑顆粒，其中所述大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合反應(yīng)以形成殼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了以下方法獲得的調(diào)色劑通過將聚酯樹脂和著色劑，具有親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合以形成殼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了成像方法，包括通過將上述調(diào)色劑布置在其上形成靜電潛像的感光體表面上而形成可見圖像；和將該可見圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種成像裝置，包括有機感光體；在有機感光體表面上形成靜電潛像的成像元件；包含上述調(diào)色劑的調(diào)色劑盒；向有機感光體表面提供調(diào)色劑以使有機感光體表面上的靜電潛像顯影成調(diào)色劑圖像的調(diào)色劑供給元件；和將有機感光體表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)上的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印元件。
根據(jù)本發(fā)明，使用簡易的制備工藝獲得了具有優(yōu)異儲存性能、耐久性和顆粒尺寸調(diào)節(jié)性的調(diào)色劑。
本發(fā)明的這些和其它方面根據(jù)以下公開本發(fā)明各種實施方案的本發(fā)明的詳細描述將變得顯而易見。


本發(fā)明的以上和其它特征和優(yōu)點通過參考附圖詳細描述其示例性實施方案將變得更加顯而易見，其中圖1是使用調(diào)色劑的成像裝置的示意圖，所述調(diào)色劑是使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的方法制備的。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施方案提供了一種制備調(diào)色劑的方法，包括通過將聚酯樹脂和著色劑，具有親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合以形成殼。
根據(jù)本發(fā)明，由聚酯樹脂和著色劑形成的核可以通過使用大分子單體和非離子活性乳化劑由可聚合單體包衣。通過使用核中的聚酯樹脂，可以獲得光澤，這適合于低溫定影和圖片印刷。同樣，通過使用可聚合單體包衣調(diào)色劑顆粒的表面，可以改進調(diào)色劑顆粒的儲存性和充電性能。特別是，在包衣工藝中，在顆粒形成反應(yīng)期間，使用大分子單體和非離子活性乳化劑將非離子活性乳化劑固定(anchor)在膠乳樹脂上，這樣由于調(diào)色劑中保留的反應(yīng)性乳化劑不發(fā)生遷移而改進了調(diào)色劑的性能。
具體地，將聚酯樹脂和著色劑溶解或分散在有機溶劑中并注入反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中，大分子單體和非離子活性乳化劑溶解在水中。當(dāng)注入時，還可以選擇性地注入選自蠟、電荷控制劑和脫模劑的至少一種物質(zhì)。使用均質(zhì)器或超聲均質(zhì)器分散混合物幾分鐘，并在合適溫度下充分攪拌，除去有機溶劑，以形成核。當(dāng)充分除去有機溶劑時，將反應(yīng)器內(nèi)的溫度升高到最佳水平，注入至少一種可聚合單體，并注入引發(fā)劑用于引發(fā)自由基反應(yīng)形成殼。
在殼的聚合反應(yīng)期間，可以加入電解質(zhì)如NaCl或離子鹽調(diào)節(jié)反應(yīng)性介質(zhì)的離子強度。通過該工序可以調(diào)節(jié)最終調(diào)色劑顆粒的尺寸。為了調(diào)節(jié)調(diào)色劑顆粒的尺寸和結(jié)構(gòu)，可以實施聚集工藝。分離聚合反應(yīng)后得到的調(diào)色劑顆粒并在過濾工藝之后進行干燥。最后，在加入添加劑之后將干燥的調(diào)色劑用于成像裝置。
聚酯樹脂的重均分子量可以為5,000-120,000，優(yōu)選為20,000-50,000。當(dāng)聚酯樹脂的重均分子量小于5,000時，調(diào)色劑的耐久性下降，而當(dāng)其超過120,000時，調(diào)色劑的定影性(fixation)下降。
聚酯樹脂的量基于100重量份著色劑為1,000-10,000重量份。當(dāng)聚酯樹脂的量小于1,000重量份時，調(diào)色劑的耐久性下降，而當(dāng)其超過10,000重量份時，調(diào)色劑的著色效率下降。聚酯樹脂是本領(lǐng)域公知的通常用于調(diào)色劑組合物的那些。
本發(fā)明通過使用大分子單體在反應(yīng)期間或反應(yīng)之后穩(wěn)定所述顆粒。本發(fā)明的大分子單體是同時具有親水基團和疏水基團的兩性物質(zhì)，以及具有至少一個反應(yīng)性官能團的聚合物或低聚物。所述親水基團與介質(zhì)反應(yīng)，改善了單體的水分散性，所述疏水基團通過位于著色劑顆粒的表面而促進乳液聚合。該大分子單體可以通過以各種方式如接枝、支化或交聯(lián)與調(diào)色劑組合物中的可聚合單體結(jié)合而形成共聚物。通過使用本發(fā)明實施方案的大分子單體，調(diào)色劑顆粒的耐久性和抗偏移性可以得到改進。另外，在乳液聚合期間，該大分子單體通過形成穩(wěn)定化膠束充當(dāng)穩(wěn)定劑。
大分子單體的重均分子量為100-100,000，優(yōu)選為1,000-10,000。當(dāng)大分子單體的重均分子量小于100時，調(diào)色劑的性能可能不能得到改進，或者大分子單體不能適當(dāng)?shù)爻洚?dāng)穩(wěn)定劑。同樣，當(dāng)大分子單體的重均分子量大于100,000時，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可能很低。
本發(fā)明的大分子單體可以是，例如，選自以下的物質(zhì)，但不限于此聚乙二醇(PEG)-甲基丙烯酸酯、PEG-乙醚甲基丙烯酸酯、PEG-二甲基丙烯酸酯、PEG-改性氨基甲酸乙酯(urethane)、PEG-改性聚酯、聚丙烯酰胺(PAM)、PEG-羥乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、樹枝狀聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性環(huán)氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。
本發(fā)明的非離子活性乳化劑可以由選自以下的一種或多種物質(zhì)形成，但不限于此聚乙氧基丙烯酸烷基酯(alkyl polyethoxy acrylate)、聚乙氧基甲基丙烯酸烷基酯，聚乙氧基丙烯酸芳酯和聚乙氧基甲基丙烯酸芳酯。
本發(fā)明使用非離子活性乳化劑。在顆粒構(gòu)建反應(yīng)期間，非離子活性乳化劑固定在膠乳樹脂上，使得乳化劑對調(diào)色劑性能的不利影響可最小化，因為殘留的乳化劑不發(fā)生遷移。由于本發(fā)明不使用乳液聚合用的常規(guī)乳化劑，可以使制備的調(diào)色劑顆粒在分離和過濾工藝期間的清潔工藝最小化。因此，簡化了制備過程，降低了生產(chǎn)成本，減少了污染水和廢水的產(chǎn)生，這在環(huán)境上是非常有利的。此外，可以改進諸如低摩擦電荷和低調(diào)色劑儲存穩(wěn)定性的多種特性，并且可以防止因乳化劑引起的圖像劣化。
本發(fā)明的電子照相顯影劑可以包括著色劑。對于黑色調(diào)色劑，該著色劑可以是炭黑或苯胺黑。另外，用本發(fā)明實施方式的非磁性調(diào)色劑容易制備彩色調(diào)色劑。對于彩色調(diào)色劑，碳黑可以用作黑色著色劑。進一步包括黃色著色劑、品紅著色劑和青色著色劑作為各種顏色的著色劑。
黃色著色劑可以是縮合的氮化合物、異吲哚啉酮(isoindolinone)化合物、蒽醌類化合物、偶氮金屬絡(luò)合物或芳基酰亞胺化合物。例如，可以使用C.I.顏料黃12，13，14，17，62，74，83，93，94，95，109，110，111，128，129，147，168，180等。
品紅著色劑可以是縮合的氮化合物、蒽醌類、喹吖酮化合物，堿性染料的色淀類顏料、萘酚類化合物、苯并咪唑類化合物、硫靛化合物或二萘嵌苯化合物。例如，可以使用C.I.顏料紅2，3，5，6，7，23，48:2，48:3，48:4，57:1，81:1，122，144，146，166，169，177，184，185，202，206，220，221，254等。
青色著色劑可以是銅酞菁化合物或其衍生物，蒽醌類化合物，或堿性染料的色淀類顏料。例如，可以使用C.I.顏料藍1，7，15，15:1，15:2，15:3，15:4，60，62，66等。
這些著色劑可以單獨使用或者兩種或多種組合使用。鑒于顏色、飽和度、亮度、耐候性和在調(diào)色劑中的可分散性，選擇所需的著色劑。
基于100重量份可聚合單體，著色劑的量可以為0.1-20重量份。對于著色劑的量沒有特別限制，只要它足以使調(diào)色劑著色。當(dāng)著色劑的量小于0.1重量份時，著色不充分。當(dāng)著色劑的量超過20重量份，調(diào)色劑的制造成本增加，調(diào)色劑不能獲得足夠的摩擦電荷。
用于本發(fā)明的殼的可聚合單體可以由選自以下的至少一種物質(zhì)形成，但不限于此苯乙烯類單體，例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯；丙烯酸和甲基丙烯酸；(甲基)丙烯酸衍生物，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯；酰胺的(甲基)丙烯酸衍生物，選自丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；烯鍵式不飽和單烯烴，例如乙烯、丙烯和丁烯；鹵代乙烯基，例如氯乙烯、偏二氯乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯基醚，例如乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；乙烯基酮，例如乙烯基甲基酮和甲基異丙烯基酮；以及含有氮原子的乙烯基化合物，例如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。優(yōu)選可聚合單體由苯乙烯類單體(例如苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯)形成。
在本發(fā)明的實施方案中使用的可聚合單體的量基于100重量份調(diào)色劑組合物為3-50重量份。當(dāng)可聚合單體的量基于100重量份調(diào)色劑組合物小于3重量份時，產(chǎn)率低。當(dāng)可聚合單體的量基于100重量份調(diào)色劑組合物超過50重量份時，調(diào)色劑組合物的穩(wěn)定性低。
本發(fā)明的大分子單體不僅可以充當(dāng)共聚單體，而且還可以充當(dāng)穩(wěn)定劑。初始自由基和單體之間的反應(yīng)形成低聚物自由基，并提供原位穩(wěn)定效應(yīng)。在水溶液中，引發(fā)劑通過熱分解形成自由基，和單體單元反應(yīng)，形成低聚物自由基，并增加疏水性。低聚物自由基的疏水性促進了膠束內(nèi)部的擴散，加速了與可聚合單體的反應(yīng)，并有助于與大分子單體的共聚反應(yīng)。
由于兩性大分子單體的親水性，在調(diào)色劑顆粒表面附近會更容易發(fā)生共聚反應(yīng)。位于顆粒表面的大分子單體的親水部分通過提供空間穩(wěn)定性增加了調(diào)色劑顆粒的穩(wěn)定性，并且根據(jù)注入的大分子單體的量或分子量可以控制顆粒尺寸。另外，在顆粒表面反應(yīng)的官能團可以改進調(diào)色劑的摩擦電性。
調(diào)色劑組合物中的自由基由引發(fā)劑形成，且該自由基可以與可聚合單體反應(yīng)。自由基與可聚合單體及大分子單體的反應(yīng)性官能團反應(yīng)，形成共聚物。
自由基聚合引發(fā)劑的實例包括過硫酸鹽，例如過硫酸鉀、過硫酸銨等；偶氮化合物，例如4，4-偶氮雙(4-氰基戊酸)、二甲基-2，2′-偶氮雙(2-甲基丙酸酯(鹽))、2，2-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2，2-偶氮二-2-甲基-N-1，1-二(羥基甲基)-2-羥基乙基丙酰胺、2，2′-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮二異丁腈、1，1-偶氮二(1-環(huán)己烷甲腈)等；過氧化物，如過氧化甲基乙基、過氧化二叔丁基、過氧化乙?；?、過氧化二枯基、過氧化月桂酰、過氧化苯甲酰、過氧化-2-乙基己酸叔丁基酯(t-butylperoxide-2-ethylhexanoate)、過氧二碳酸二異丙基酯、過氧間苯二甲酸二叔丁基酯等。而且，還可以使用氧化-還原引發(fā)劑，它是聚合引發(fā)劑和還原劑的組合。
本發(fā)明的調(diào)色劑組合物可以包括至少一種選自蠟、鏈轉(zhuǎn)移劑、電荷控制劑和脫模劑的物質(zhì)。
脫模劑保護感光體并防止顯影性能劣化，從而可以用于獲得高品質(zhì)的圖像。本發(fā)明實施方案的脫模劑可以使用高純度的固體脂肪酸酯材料。具體地，可以使用低分子量聚烯烴，例如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、低分子量聚丁烯等；石蠟；或者多官能酯化合物，等等。在本發(fā)明實施方案中使用的脫模劑可以是由具有至少三個官能團的醇和羧酸形成的多官能酯化合物。
電荷控制劑可以由選自以下的物質(zhì)形成包含金屬如鋅或鋁的水楊酸化合物、雙二苯基羥基乙酸的硼絡(luò)合物，和硅酸鹽。更具體地，可以使用二烷基水楊酸鋅，或硼的雙(1，1-二苯基-1-氧-乙?；淃})(borobis(1，1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt))。
可以使用給最終調(diào)色劑化合物提供所需特性的適宜的蠟。所述蠟可以是聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、硅蠟、石蠟、酯蠟、巴西棕櫚蠟或金屬茂蠟，但不限于此。蠟的熔點可以為約50至約150℃。蠟組分物理吸附在調(diào)色劑顆粒上，而不與調(diào)色劑顆粒共價連接。在低的定影溫度下，調(diào)色劑定影在最終圖像接受體上，并具有優(yōu)異的最終圖像耐久性和耐摩擦性。
本發(fā)明的另一實施方案提供由以下步驟獲得的調(diào)色劑通過將聚酯樹脂和著色劑、包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而形成殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合。
在調(diào)色劑組合物中的自由基由引發(fā)劑形成，該自由基可以與可聚合單體、大分子單體的反應(yīng)性官能團，以及活性乳化劑反應(yīng)形成共聚物。共聚物的重均分子量可以為2,000-200,000。
根據(jù)本發(fā)明制備的調(diào)色劑顆粒的體積平均顆粒尺寸(average volumetricparticle size)可以為0.5-20μm，優(yōu)選為5-10μm。
調(diào)色劑還可以包括至少一種選自蠟、電荷控制劑和脫模劑的物質(zhì)，其詳細情況如上所述。
本發(fā)明的另一實施方案提供了一種成像方法，包括通過在形成有靜電潛像的感光體表面上布置調(diào)色劑形成可視圖像；和將該可視圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)，其中所述調(diào)色劑是由以下步驟制備的通過將聚酯樹脂和著色劑，包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而形成殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合。
一種電子照相成像方法，包括充電工藝、曝光工藝、顯影工藝、轉(zhuǎn)印工藝、熔合工藝、清潔工藝和擦除工藝，它們是在圖像接受體上形成圖像的一系列工藝。
在充電工藝中，通過電暈放電或充電輥將感光體覆蓋以所需極性(正或負)的電荷。在曝光工藝中，光學(xué)體系(一般為激光掃描儀或二極管陣列)，通過選擇性釋放感光體的充電表面上的電荷，以成影像(imagewise)的方式在圖像接受體上形成與最終可視圖像相應(yīng)的潛像。電磁輻射(下文的“光”)可以包括紅外輻射、可見光線和紫外輻射。
在顯影工藝中，通常，具有適當(dāng)極性的調(diào)色劑顆粒接觸感光體上的潛像，并且通常使用具有和調(diào)色劑極性相同的電勢的電偏壓(electrically biased)顯影劑。調(diào)色劑顆粒向感光體移動，通過靜電選擇性地附著在潛像上并在感光體上形成調(diào)色劑圖像。
在轉(zhuǎn)印工藝中，調(diào)色劑圖像從感光體轉(zhuǎn)印到所需的最終圖像接受體上。有時使用中間轉(zhuǎn)印元件完成調(diào)色劑圖像從感光體至最終圖像接受體的轉(zhuǎn)印。
在熔化工藝中，通過加熱最終圖像接受體上的調(diào)色劑圖像來熔融或軟化調(diào)色劑顆粒，從而將調(diào)色劑圖像熔化在最終圖像接受體上?；蛘撸梢栽诩訜峄蛭醇訜釙r在高壓下將調(diào)色劑定影在最終圖像接受體上。在清潔工序中，除去殘留在感光體上的調(diào)色劑顆粒。在擦除工藝中，將感光體上的電荷暴露于特定波長的光，使電荷顯著減少到均勻的低值。隨后，除去殘留的潛像，為下一輪成像循環(huán)準備感光體。
本發(fā)明的另一實施方案提供了成像裝置，包括有機感光體；將有機感光體的表面充電的元件；包含調(diào)色劑的元件，該調(diào)色劑通過以下步驟制備通過將聚酯樹脂和著色劑，包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而形成殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合；以及將調(diào)色劑供應(yīng)至有機感光體表面，以便將有機感光體表面上的靜電潛像顯影成調(diào)色劑圖像的元件；以及將有機感光體表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)的元件。
圖1是使用利用本發(fā)明方法制備的調(diào)色劑的非接觸顯影型成像裝置的示意圖。下面說明該成像裝置的工作原理。
通過輸送輥6將非磁性單組分顯影劑即顯影劑8供應(yīng)至顯影輥5，輸送輥6由彈性材料如聚氨酯泡沫(form)和海綿形成。供應(yīng)至顯影輥5的顯影劑8在顯影輥5轉(zhuǎn)動時到達顯影輥5和顯影劑調(diào)節(jié)刮刀(regulation blade)7之間的接觸點。顯影劑調(diào)節(jié)刮刀7由彈性材料如金屬、橡膠等形成。當(dāng)顯影劑8通過顯影輥5和顯影劑調(diào)節(jié)刮刀7之間的接觸點時，將顯影劑8弄平形成薄層并使顯影劑8充分充電。顯影輥5將顯影劑8的薄層轉(zhuǎn)移至顯影區(qū)域，在該區(qū)域，顯影劑8在感光體1的靜電潛像上顯影，該感光體1是潛像載體。
顯影輥5和感光體1以恒定的距離彼此面對而沒有接觸。顯影輥5逆時針旋轉(zhuǎn)，而感光體1順時針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)移至顯影區(qū)域的顯影劑8根據(jù)電荷強度在感光體1上形成靜電潛像，該電荷強度是由于施加至顯影輥5的電壓和感光體1的潛像電勢之間的差異而產(chǎn)生的。
在感光體1上顯影的顯影劑8在感光體1轉(zhuǎn)動時到達轉(zhuǎn)印裝置9。當(dāng)打印紙13借助轉(zhuǎn)印裝置9經(jīng)過感光體1和轉(zhuǎn)印裝置9之間時，在感光體1上顯影的顯影劑8經(jīng)電暈放電或通過輥轉(zhuǎn)印至打印紙13，由此形成圖像，該轉(zhuǎn)印裝置9施加有與顯影劑8極性相反的高電壓。
轉(zhuǎn)印至打印紙13的圖像經(jīng)過提供高溫和高壓的熔化裝置(未示出)，當(dāng)顯影劑8熔化在打印紙13上時，該圖像熔化在打印紙13上。同時，在顯影輥5上未顯影的殘留的顯影劑8被與顯影輥5接觸的輸送輥6取回。重復(fù)上述步驟。
現(xiàn)參考以下實施例更詳細地描述本發(fā)明。下列實施例僅僅為了說明的目的，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
實施例實施例1在1,000ml容器中，引入200g聚酯樹脂、10g青色顏料PB 15:3，7g酯蠟和200g四氫呋喃并在室溫下攪拌，以制備聚酯混合物。在另一個安裝了均質(zhì)器的1,000ml容器中，將8g聚乙二醇甲基丙烯酸酯(得自Aldrich)和2g非離子活性乳化劑，RN-10(得自DAI-ICHI Seiyaku Co.，Ltd)溶解在200ml超高純度水中，引入聚酯混合物并在10,000RPM下均質(zhì)化3分鐘，形成分散體。將該分散體移至反應(yīng)器，該反應(yīng)器中安裝了槳式攪拌器，在反應(yīng)器的內(nèi)部在80℃下用氮氣吹掃，攪拌分散體直到四氫呋喃被除去。在充分除去四氫呋喃時，將0.3g過硫酸鉀加入反應(yīng)器。制備7∶2∶1的苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的20g混合物并在約1小時內(nèi)通過滴液漏斗緩慢加入反應(yīng)器中。總反應(yīng)時間為3小時，在反應(yīng)之后，攪拌產(chǎn)物并自然冷卻。所制備的調(diào)色劑顆粒的體積平均顆粒尺寸為7.0μm。
實施例2本實施例和實施例1相同，不同的是，使用8g聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯代替聚乙二醇甲基丙烯酸酯。所制備的調(diào)色劑顆粒的平均體積顆粒尺寸為7.4μm。
實施例3本實施例和實施例1相同，不同的是，分別使用4g聚乙二醇甲基丙烯酸酯和4g RN-10代替8g聚乙二醇甲基丙烯酸酯和2g RN-10。所制備的調(diào)色劑顆粒的平均體積顆粒尺寸為6.5μm。
實施例4本實施例和實施例3相同，不同的是，使用4g聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯代替聚乙二醇甲基丙烯酸酯。所制備的調(diào)色劑顆粒的平均體積顆粒尺寸為7.1μm。
對比實施例-常規(guī)乳化/聚集法膠乳的制備將0.5g十二烷基硫酸鈉(SDS)作為陰離子表面活性劑混合在400g脫氧的超高純水中。將水溶液加入反應(yīng)器中并加熱至80℃。當(dāng)溫度達到80℃時，添加引發(fā)劑，其為0.2g過硫酸鉀在30g超高純水中的溶液。在10分鐘之后，在大約30分鐘內(nèi)滴加苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸共計105.5g(各自分別為81g，22g，2.5g)。在反應(yīng)發(fā)生4小時之后，停止加熱并使產(chǎn)物自然冷卻。移出30g得到的種子溶液并加入351g超高純水，將所得物加熱至80℃。加熱17g酯蠟，并和18g單體苯乙烯、7g丙烯酸丁酯、1.3g甲基丙烯酸和0.4g十二烷硫醇單體溶解在一起。將制備的蠟/混合單體添加至220g已溶有1g SDS的超高純水中，將所得物在超聲均質(zhì)器中均質(zhì)化約10分鐘。將均質(zhì)化的乳化溶液引入反應(yīng)器中，約15分鐘之后，混合5g引發(fā)劑和40g超高純水并加入反應(yīng)器中。此時，保持反應(yīng)溫度為82℃，之后使反應(yīng)繼續(xù)進行2小時30分鐘。在反應(yīng)進行2小時30分鐘后，連同用于形成殼層的單體一起再次添加1.5g引發(fā)劑和60g超高純水。該單體由56g苯乙烯，20g丙烯酸丁酯，4.5g甲基丙烯酸和3g十二烷硫醇組成。將單體在約80分鐘內(nèi)滴加至反應(yīng)器中。在反應(yīng)進行2小時之后，停止反應(yīng)并使產(chǎn)物自然冷卻。
調(diào)色劑聚集/熔融工藝將上述制備的318g膠乳顆粒和已溶有0.5g SDS乳化劑的超高純水混合。加入18.2g由SDS乳化劑分散的顏料顆粒(青色15:3，40固體％)，得到分散有膠乳顏料的水溶液。當(dāng)在250RPM下攪拌時，使用10％NaOH緩沖溶液將分散有膠乳顏料的水溶液的pH滴定至pH為10。將10g MgCl2聚集劑溶解在30g超高純水中，所得物在約10分鐘內(nèi)滴加至膠乳顏料水溶液中。以1℃/min的速度升高所得物的溫度至95℃。在加熱約3小時之后，停止反應(yīng)，使產(chǎn)物自然冷卻。平均體積顆粒尺寸大約為6.5μm。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點。
首先，采用核/殼結(jié)構(gòu)制備方法，通過使用聚酯樹脂，核具有優(yōu)異的低溫定影性和出色的圖像性能，而殼具有出色的耐久性和出色的充電性能。因此，使用本發(fā)明調(diào)色劑的成像裝置可以在低溫下高速印刷高品質(zhì)的圖像。
其次，通過使用大分子單體和非離子活性乳化劑，清潔工藝得以簡化，減少產(chǎn)生的污染水和廢水，這在環(huán)境上是非常有利的。
第三，容易調(diào)節(jié)調(diào)色劑顆粒的形式和大小，調(diào)色劑的抗偏移性、摩擦電荷性和儲存穩(wěn)定性出色，這使得能夠印刷出高品質(zhì)的圖像。
盡管參考其示例性實施方案已經(jīng)具體顯示并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認識到，在不偏離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進行各種形式和細節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.制備調(diào)色劑的方法，其包括通過將聚酯樹脂和著色劑與包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合反應(yīng)以形成殼。
2.權(quán)利要求1的方法，其中聚酯樹脂的重均分子量為5,000-120,000。
3.權(quán)利要求1的方法，其中聚酯樹脂的量基于100重量份著色劑為1,000-10,000重量份。
4.權(quán)利要求1的方法，其中大分子單體的重均分子量為100-100,000。
5.權(quán)利要求1的方法，其中大分子單體是由選自以下的物質(zhì)形成的聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇改性氨基甲酸乙酯、聚乙二醇改性聚酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸羥乙酯、六官能聚酯丙烯酸酯、樹枝狀聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性環(huán)氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。
6.權(quán)利要求1的方法，其中非離子活性乳化劑是由一種或多種選自聚乙氧基丙烯酸烷基酯、聚乙氧基甲基丙烯酸烷基酯、聚乙氧基丙烯酸芳酯和聚乙氧基甲基丙烯酸芳酯的物質(zhì)形成的。
7.權(quán)利要求1的方法，其中可聚合單體包括至少一種選自以下的物質(zhì)苯乙烯類單體，選自苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯；丙烯酸；甲基丙烯酸；(甲基)丙烯酸衍生物，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基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯；酰胺的(甲基)丙烯酸衍生物，選自丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；烯鍵式不飽和單烯烴，選自乙烯、丙烯和丁烯；鹵代乙烯基，選自氯乙烯、偏二氯乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，選自乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯基醚，選自乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；乙烯基酮，選自乙烯基甲基酮和甲基異丙烯基酮；以及含有氮原子的乙烯基化合物，選自2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。
8.權(quán)利要求1的方法，其中可聚合單體是由苯乙烯類單體形成的，所述苯乙烯類單體包括苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯。
9.權(quán)利要求1的方法，其中著色劑包括選自黃色、品紅、青色和黑色顏料的物質(zhì)。
10.權(quán)利要求1的方法，其還包括添加一種或多種選自蠟、鏈轉(zhuǎn)移劑、電荷控制劑和脫模劑的物質(zhì)。
11.一種調(diào)色劑，其通過以下步驟獲得將聚酯樹脂和著色劑與包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合反應(yīng)以形成殼。
12.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其中調(diào)色劑顆粒的平均體積顆粒尺寸為0.5-20μm。
13.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其中聚酯樹脂包括聚酯部分和兩個或多個選自乙烯基、丙烯酸酯基團和甲基丙烯酸酯基團的反應(yīng)性基團。
14.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其中非離子活性乳化劑是由一種或多種選自聚乙氧基丙烯酸烷基酯、聚乙氧基甲基丙烯酸烷基酯、聚乙氧基丙烯酸芳酯和聚乙氧基甲基丙烯酸芳酯的物質(zhì)形成的。
15.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其中大分子單體的重均分子量為100-100,000。
16.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其中大分子單體選自聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇改性氨基甲酸乙酯、聚乙二醇改性聚酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇羥乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、樹枝狀聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性環(huán)氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。
17.權(quán)利要求11的調(diào)色劑，其還包括一種或多種選自蠟、鏈轉(zhuǎn)移劑、電荷控制劑和脫模劑的物質(zhì)。
18.一種成像方法，其包括通過在具有靜電潛像的感光體的表面布置權(quán)利要求11的調(diào)色劑形成可視圖像；和將可視圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)。
19.一種成像裝置，其包括有機感光體；成像元件，其在有機感光體的表面形成靜電潛像；調(diào)色劑盒，其含有權(quán)利要求11的調(diào)色劑；調(diào)色劑供給元件，其將調(diào)色劑供應(yīng)至有機感光體表面，以便將有機感光體表面上的靜電潛像顯影為調(diào)色劑圖像；以及調(diào)色劑轉(zhuǎn)印元件，其將有機感光體表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至轉(zhuǎn)印介質(zhì)。
20.一種制備調(diào)色劑的方法，其包括組合聚酯樹脂和著色劑，形成第一混合物；將第一混合物與第二混合物組合以形成核顆粒的分散體，第二混合物為大分子和非離子活性乳化劑的混合物；將至少一種可聚合單體和聚合引發(fā)劑添加至所述分散體中并聚合所述單體，形成殼和調(diào)色劑顆粒，其中所述大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合反應(yīng)以形成殼。
21.權(quán)利要求20的方法，其中將所述聚酯樹脂和著色劑在有機溶劑中混合；以及將所述大分子單體和非離子活性乳化劑在水中混合，所述方法包括在添加所述可聚合單體和聚合引發(fā)劑之前除去所述有機溶劑。
22.權(quán)利要求20的方法，其中所述大分子單體具有親水基團、憎水基團和至少一個反應(yīng)性官能團。
23.權(quán)利要求20的方法，其中以滴加方式添加所述至少一種可聚合單體。
24.權(quán)利要求20的方法，其中聚酯樹脂的重均分子量為5,000-120,000。
25.權(quán)利要求20的方法，其中聚酯樹脂的添加量基于100重量份著色劑為1,000-10,000重量份。
26.權(quán)利要求20的方法，其中大分子單體的重均分子量為100-100,000。
27.權(quán)利要求20的方法，其中大分子單體選自聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇改性氨基甲酸乙酯、聚乙二醇改性聚酯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇羥乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、樹枝狀聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性環(huán)氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。
28.權(quán)利要求20的方法，其中非離子活性乳化劑選自聚乙氧丙烯酸烷基酯，、聚乙氧甲基丙烯酸烷基酯、聚乙氧丙烯酸芳酯、聚乙氧甲基丙烯酸芳酯，及其混合物。
29.權(quán)利要求20的方法，其中可聚合單體選自苯乙烯類單體，選自苯乙烯、乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯；丙烯酸；甲基丙烯酸；(甲基)丙烯酸衍生物，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、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯；酰胺的(甲基)丙烯酸衍生物，選自丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；烯鍵式不飽和單烯烴，選自乙烯、丙烯和丁烯；鹵代乙烯基，選自氯乙烯、偏二氯乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，選自乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯基醚，選自乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；乙烯基酮，選自乙烯基甲基酮和甲基異丙烯基酮；以及含有氮原子的乙烯基化合物，選自2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮；及其混合物。
30.權(quán)利要求20的方法，其中可聚合單體是苯乙烯類單體，所述苯乙烯類單體選自苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯，及其混合物。
31.權(quán)利要求20的方法，其還包括添加一種或多種選自蠟、鏈轉(zhuǎn)移劑、電荷控制劑和脫模劑的物質(zhì)。
全文摘要
提供了制備調(diào)色劑的方法，該方法包括通過將聚酯樹脂和著色劑、包含親水基團、憎水基團和一個或多個反應(yīng)性官能團的大分子單體，以及非離子活性乳化劑混合而制備核；和通過使用一種或多種可聚合單體和引發(fā)劑聚合核的外表面而制備殼，其中大分子單體和非離子活性乳化劑參與聚合。使用該方法制備的調(diào)色劑。提供了使用該調(diào)色劑的成像方法和成像裝置。使用所述方法，所述成像裝置可以在低溫下高速印刷高品質(zhì)的圖像，因為所述調(diào)色劑的核具有優(yōu)異的低溫定影性和出色的圖像性能，而且，調(diào)色劑的殼具有優(yōu)異的耐久性和優(yōu)異的充電性能。此外，使用非離子活性乳化劑，制備了具有所需尺寸的穩(wěn)定的調(diào)色劑顆粒。
文檔編號G03G9/10GK1991598SQ20061016864
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者鄭旻泳, 連卿烈, 洪昌國, 李晙榮 申請人:三星電子株式會社