專利名稱：在低溫條件下具有良好顯影特性的非磁性單組分調(diào)色劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非磁性單組分調(diào)色劑組合物及其制備方法，該調(diào)色劑組合物被用于其中顯影輥和光感受器相互接觸的非磁性單組分顯影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般地，電子照相術(shù)(electrophotography)中的干燥顯影方法可被主要地劃分為使用包括調(diào)色劑和載體的雙組分顯影劑的雙組分顯影系統(tǒng)、和使用僅包括調(diào)色劑的單組分顯影劑的單組分顯影系統(tǒng)。在兩者之間，單組分顯影系統(tǒng)在緊密性、成本和維持性上是有利的。單組分顯影系統(tǒng)根據(jù)使用磁性調(diào)色劑或非磁性調(diào)色劑被進(jìn)一步分類。使用非磁性調(diào)色劑的系統(tǒng)由于彩色打印是可能的因而是有利的。因此，使用非磁性單組分顯影系統(tǒng)的復(fù)印機(jī)和打印機(jī)開始被廣泛使用，并且打印速度顯著得到改進(jìn)。
不同于使用包括幫助調(diào)色劑顆粒轉(zhuǎn)移的載體的雙組分顯影劑的雙組分調(diào)色劑、或利用磁力轉(zhuǎn)移調(diào)色劑顆粒的磁性調(diào)色劑，在非磁性單組分調(diào)色劑中，調(diào)色劑本身的流動(dòng)性大大地影響了轉(zhuǎn)移特性。也就是說，流動(dòng)性是非磁性單組分調(diào)色劑的最重要的物理性質(zhì)。它大大影響復(fù)印和打印圖像的質(zhì)量、圖像密度、圖像不清楚(從非圖像區(qū)域轉(zhuǎn)移的調(diào)色劑而引起的圖像污染)、調(diào)色劑的凈化特性等。如果調(diào)色劑顆粒具有不充分的流動(dòng)性，則在復(fù)印或打印圖像中發(fā)生斷線(stripped line)污染。這是因?yàn)榉谴判詥谓M分調(diào)色劑停滯在顯影輥和用于為顯影輥提供調(diào)色劑的下輥之間的區(qū)域，因此被不順利地轉(zhuǎn)移到顯影輥的表面。
除了流動(dòng)性和調(diào)色劑阻塞外，涉及光感受器的充電裝置的調(diào)色劑的特性也是重要的特性。一般地，復(fù)印或打印的充電裝置被劃分為其中充電器不接觸光感受器的類型(如電暈充電裝置)、和其中充電器接觸光感受器的方法(如輥充電裝置)。在兩者中，棍充電方法由于產(chǎn)生較少的臭氧而被廣泛采用。在棍充電方法中，原充電輥(PCR)與光感受器接觸以給光感受器的表面充電。如果PCR的表面由于附著在其上的調(diào)色劑而被污染，則發(fā)生如模糊和不均勻圖像的圖像污染。特別地，由于流動(dòng)性在低溫下進(jìn)一步地降低，調(diào)色劑易于牢固地附著到PCR的表面上，因而削弱充電特性和輸送效率。
為了改善在低溫下調(diào)色劑的流動(dòng)性和充電能力，易于移動(dòng)的細(xì)顆粒如二氧化硅已被包括在調(diào)色劑中。細(xì)顆粒降低了調(diào)色劑對(duì)鼓的粘著力，因而提高了輸送效率。為了獲得良好的輸送效率，許多細(xì)顆粒不得不被涂覆到調(diào)色劑的表面上，但是這可能引起降低調(diào)色劑的充電能力，細(xì)顆粒對(duì)載體的粘附性降低，從而會(huì)引起靜電潛像等、薄膜形成、固定問題等。特別地，由于二氧化硅顆粒大大地依賴于環(huán)境，不均勻圖像可在低溫和低濕氣下發(fā)生，并且在非圖像區(qū)域的污染可在高溫和高濕氣下發(fā)生。
為了解決調(diào)色劑充電的環(huán)境依賴性，相對(duì)于二氧化硅顆粒具有較低電阻和良好電荷可交換性的無機(jī)細(xì)顆粒如二氧化鈦已被加入。但是，調(diào)色劑的電荷分布在這種情況下可容易地改變。
為了解決該問題，通過用硅烷偶聯(lián)劑等處理無機(jī)細(xì)顆粒表面的增加電阻的方法已被建議。在這種情況下，細(xì)顆粒具有較強(qiáng)的凝結(jié)特性，從而在調(diào)色劑表面的分散性降低且電荷可交換性減少，這可引起調(diào)色劑流動(dòng)性的減小或由自由凝結(jié)顆粒引起的阻塞。
而且，不同于其中調(diào)色劑通過磁引力容易地被運(yùn)送到顯影輥的磁性單組分調(diào)色劑，當(dāng)使用非磁性單組分調(diào)色劑時(shí)，調(diào)色劑層的厚度通過將由金屬或橡膠制成的刀片壓到顯影輥上而被調(diào)節(jié)，并且調(diào)色劑被充電。因此，由于壓力施加到非磁性單組分調(diào)色劑上，所以如果使用時(shí)間很長，則調(diào)色劑可阻塞顯影輥和刀片，這使顯影輥上的調(diào)色劑層的厚度和充電程度不均勻，因而導(dǎo)致圖象不清或陰影。
為了阻止調(diào)色劑阻塞，在調(diào)色劑母顆粒中含有的粘合劑樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和其分子量已被增加。但是，這不可避免地使調(diào)色劑的熔化特性和凝合影像(fused image)的平穩(wěn)度變得更壞，并且使得圖像不均勻。盡管該方法防止在高溫下調(diào)色劑在顯影輥上的阻塞是有利的，但是由于沒有除去殘留在光感受器表面上的調(diào)色劑，低溫重像問題在低溫下、尤其在省略清潔過程的非磁性單組分顯影系統(tǒng)中發(fā)生。
因此，對(duì)于其中顯影輥接觸光感受器、且清潔過程被省略的非磁性單組分顯影系統(tǒng)，抵抗環(huán)境的改變、且能夠解決低溫重像問題的非磁性單組分調(diào)色劑是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種具有良好流動(dòng)性的非磁性單組分調(diào)色劑，從而可流暢地供應(yīng)調(diào)色劑、降低了PCR污染和圖像質(zhì)量的惡化、使在顯影輥上形成均勻的調(diào)色劑層并同時(shí)防止在顯影輥的刀片上的阻塞、以及解決在低溫下非圖像區(qū)域中的低溫雙影像問題。
具體實(shí)施例方式
在以下詳細(xì)的描述中，本發(fā)明的實(shí)施例通過說明實(shí)施本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為最優(yōu)的模式而被描述和說明?？梢岳斫猓景l(fā)明可以在許多方面被修改，所有這些修改不脫離本發(fā)明。因此，說明書被認(rèn)為是在本質(zhì)上的說明，而不是限制性的。
為了獲得該技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種非磁性單組分調(diào)色劑組合物包括a)包括粘合劑樹脂、著色劑和電荷調(diào)節(jié)劑的調(diào)色劑母顆粒；b)基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，含有0.05～2.5重量份、優(yōu)選0.1～2.0重量份的具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm、優(yōu)選100～300nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒；c)基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，含有0.5～1.5重量份的具有20～80m2/g、優(yōu)選30～50m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅；和d)基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，含有0.3～2.5重量份、優(yōu)選0.5～2.0重量份的具有50～500nm、優(yōu)選60～300nm的平均粒度的金屬氧化物細(xì)顆粒。
更具體地，非磁性單組分調(diào)色劑組合物包括
a)100重量份的包括100重量份的粘合劑樹脂、3～20重量份的著色劑和0.5～5重量份的電荷調(diào)節(jié)劑的調(diào)色劑母顆粒；b)0.05～2.5重量份的具有(Mw)250,000～1,600,000的重量平均分子量和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒；c)0.5～1.5重量份的具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅；和d)0.3～2.5重量份的具有50～500nm的平均粒度的金屬氧化物細(xì)顆粒。
本發(fā)明還提供制備非磁性單組分調(diào)色劑的方法，包括步驟混合、捏合、碾碎和篩分粘合劑樹脂、著色劑和電荷調(diào)節(jié)劑以制備調(diào)色劑母顆粒(步驟1)；和使用攪拌器將調(diào)色劑母顆粒與i)具有(Mw)250,000～1,600,000的重量平均分子量和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒；ii)具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅，和iii)具有50～500nm的平均粒度的金屬氧化物細(xì)顆?；旌?步驟2)。
更具體地，該制備方法包括步驟混合、捏合、碾碎和篩分100重量份的粘合劑樹脂、3～20重量份的著色劑和0.5～5重量份的電荷調(diào)節(jié)劑以制備調(diào)色劑母顆粒(步驟1)；和使用攪拌器將100重量份的調(diào)色劑母顆粒與i)具有(Mw)250,000～1,600,000的重量平均分子量和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒、ii)0.5～1.5重量份的具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅、和iii)0.3～2.5重量份的具有50～500nm的平均粒度的金屬物細(xì)顆粒混合(步驟2)。
調(diào)色劑母顆粒具有5～25μm的平均粒度，但并沒有限制到該范圍，并且調(diào)色劑母顆?？赏ㄟ^熔化捏合、碾碎、聚合等被制備。調(diào)色劑母顆粒可進(jìn)一步包括隔離劑以阻止顆粒的偏移。
本發(fā)明的發(fā)明人致力于使顯影輥能夠與光感受器接觸的非磁性單組分調(diào)色劑，該非磁性單組分調(diào)色劑能抵抗其中清潔步驟省略的非磁性單組分顯影系統(tǒng)中的環(huán)境改變、且能夠解決低溫雙影像問題。在此過程中，他們發(fā)現(xiàn)在包括粘合劑樹脂、著色劑和電荷調(diào)節(jié)劑的調(diào)色劑母顆粒表面上包括具有(Mw)250,000～1,600,000的重量平均分子量和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒、疏水性二氧化硅和金屬氧化物細(xì)顆粒的非磁性單組分調(diào)色劑組合物由于良好的流動(dòng)性而確保流暢地供應(yīng)調(diào)色劑、降低了PCR污染和圖像質(zhì)量的惡化、使在顯影輥上形成均勻的調(diào)色劑層、并防止了在顯影輥的刀片上的阻塞、同時(shí)解決了在低溫下在非圖像區(qū)域的低溫雙影像的問題。
在下面將給出本發(fā)明詳細(xì)的描述。
粘合劑樹脂可是任何涂料用樹脂。具體地，粘合劑樹脂可由醇和羧酸的聚合而獲得。
醇可是二元醇或多元醇，如乙二醇、二乙二醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、環(huán)己烷二甲醇、二甲苯二醇、雙酚A、雙酚A環(huán)氧乙烷、雙酚A環(huán)氧丙烷、山梨糖醇、和甘油、醇的衍生物或及其混合物。羧酸可是二元羧酸或多元羧酸，如馬來酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、三聚酸(trimeritic acid)、環(huán)戊烷二羧酸、琥珀酸酐、三聚酸酐(trimeriticacid anhydride)、和馬來酸酐、羧酸衍生物、羧酸酸酐或及其混合物。
粘合劑樹脂的例子為丙烯酸酯聚合物如聚酯、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、和聚(丙烯酸月桂酯)；甲基丙烯酸酯聚合物如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸己酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、和聚(甲基丙烯酸月桂酯)；丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物；苯乙烯單體和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物；乙烯聚合物如聚(醋酸乙烯酯)、聚(丙酸乙烯酯)、聚(乳酸乙烯酯)、聚乙烯、和聚丙烯、及其共聚物；苯乙烯共聚物如苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、和苯乙烯-馬來酸共聚物；聚(乙烯醚)；聚(乙烯酮)；聚酯；聚酰胺；聚氨酯；橡膠；環(huán)氧樹脂；聚(乙烯丁縮醛)樹脂；改性樹脂；酚醛樹脂；及其混合物。其中，特別優(yōu)選聚酯。
著色劑的含量應(yīng)當(dāng)是充足的，以便可獲得充足的可見圖像。優(yōu)選地，每100重量份的粘合劑樹脂含有3～20重量份的著色劑。
碳黑優(yōu)選作為黑色著色劑，黃色、品紅和青色顏料優(yōu)選作為彩色著色劑。
對(duì)于黃色著色劑，縮合的氮化合物、異吲哚滿酮化合物、蒽化合物、偶氮金屬絡(luò)合物、烯丙胺化合物等可被使用。具體地優(yōu)選C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I顏料黃14、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃62、C.I.顏料黃74、C.I顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I顏料黃94、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃111、C.I.顏料黃128、C.I.顏料黃129、C.I.顏料黃147、C.I.顏料黃168等。
對(duì)于品紅著色劑，縮合的氮化合物、蒽、喹吖啶酮化合物、堿性染料色淀化合物(basic dye lake compound)、萘酚化合物、苯并咪唑、硫靛化合物、二萘嵌苯化合物等可被使用。具體地特別優(yōu)選C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅5、C.I顏料紅6、C.I顏料紅7、C.I.顏料紅23、C.I.顏料紅48:2、C.I.顏料紅48:3、C.I.顏料紅48:4、C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅81:1、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅169、C.I.顏料紅177、C.I顏料紅184、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅221、C.I顏料紅254等。
對(duì)于青色著色劑，銅酞菁化合物及其衍生物、蒽化合物、堿性染料色淀化合物等可被使用。具體地特別優(yōu)選C.I.顏料藍(lán)1、C.I.顏料藍(lán)7、C.I.顏料藍(lán)15、C.I.顏料藍(lán)15:1、C.I顏料藍(lán)15:2、C.I.顏料藍(lán)15:3、C.I.顏料藍(lán)15:4、C.I.顏料藍(lán)60、C.I.顏料藍(lán)62、C.I.顏料藍(lán)66等。
著色劑可單獨(dú)或結(jié)合使用。著色劑也可以固溶體狀態(tài)使用?？紤]著色劑的色調(diào)、色品、亮度、耐候性、OHP透明度、分散性等而選擇著色劑。
電荷調(diào)節(jié)劑可是用于負(fù)電荷充電的含金屬偶氮染料、水楊酸化合物等，和用于正電荷充電的苯胺黑、季銨鹽等。雖然沒有特別地限制，但基于每100重量份的粘合劑，含有0.5～5重量份的電荷調(diào)節(jié)劑。
當(dāng)僅有疏水性二氧化硅用在非磁性單組分調(diào)色劑中時(shí)，流動(dòng)性被顯著改善，但是，調(diào)色劑在長時(shí)間使用后可能遭到阻塞，而且對(duì)PCR污染沒有改善。因此，具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒和疏水性二氧化硅一起被加入。
當(dāng)如本發(fā)明球狀有機(jī)細(xì)顆粒和疏水性二氧化硅一起使用時(shí)，調(diào)色劑的充電行為受到調(diào)色劑顆粒表面上存在的球狀有機(jī)細(xì)顆粒和有機(jī)顆粒周圍的二氧化硅的影響。而且，在套筒和充電刀片之間的充電過程中，施加到調(diào)色劑的摩擦阻力降低，從而在充電刀片上的調(diào)色劑的熔化或固體粘附可被阻止。因此，可長時(shí)間地獲得穩(wěn)定的圖像。
在本說明書中，術(shù)語“球狀”是指通過下面等式計(jì)算的R(圓度的平均值)值至少為0.92R＝L0/L1(1)其中，L1為有機(jī)細(xì)顆粒的投影影象的周長(nm)，L0為具有與有機(jī)細(xì)顆粒的投影面積相同面積的圓周的周長(nm)。
因此，當(dāng)R＝1.0時(shí)，獲得精確的圓。該情況可被稱作精確的球狀。
球狀有機(jī)細(xì)顆粒優(yōu)選具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm、更優(yōu)選100～300nm的平均粒度。如果重量平均分子量低于250,000，則顆粒可能熔化并附著到熔化輥，因而引起污染。另一方面，如果重量平均分子量大于1,600,000，則調(diào)色劑的摩擦充電被中斷，這會(huì)引起背景污染和不均勻圖像的惡化。另外，如果平均粒度低于50nm，則在調(diào)色劑母顆粒的表面上會(huì)有不足的有機(jī)細(xì)顆粒，從而在低溫下發(fā)生調(diào)色劑阻塞。另一方面，如果平均粒度超過500nm，則有機(jī)細(xì)顆?？蓮恼{(diào)色劑母顆粒分離，這使調(diào)色劑顆粒的熔化特性不完全。
基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，優(yōu)選含有0.05～2.5重量份、更優(yōu)選0.1～2.0重量份的球狀有機(jī)細(xì)顆粒。如果含量低于0.05重量份，則有益效果僅微不足道。另一方面，如果含量超過2.5重量份，則過量的球狀有機(jī)細(xì)顆?？梢餚CR污染、鼓污染和輸送效率的降低。
球狀有機(jī)細(xì)顆粒具有聚合物結(jié)構(gòu)并可由下面的單體制備，如苯乙烯類，如苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、苯基苯乙烯、氯代苯乙烯、己基苯乙烯、辛基苯乙烯和壬基苯乙烯；乙烯基鹵化物，如乙烯基氯和乙烯基氟；乙烯基酯，如醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸苯酯；丙烯酸衍生物，如丙烯腈和甲基丙烯腈；丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸苯酯；四氟乙烯；和1，1-二氟乙烯，它們可單獨(dú)或結(jié)合使用。單體可用在苯乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或聚氨酯樹脂的混合物中。
疏水性二氧化硅具有20～80m2/g、優(yōu)選30～50m2/g的比表面積。疏水性二氧化硅防止調(diào)色劑阻塞刀片。如果二氧化硅具有小于20m2/g的比表面積，則調(diào)色劑可阻塞刀片并且被剝離的圖案可能出現(xiàn)在打印的圖像中。另外，二氧化硅的比表面積超過80m2/g，則疏水性二氧化硅可嵌入調(diào)色劑顆粒的表面中，因而引起在刀片處的調(diào)色劑阻塞和削弱耐久性。僅當(dāng)疏水性二氧化硅與球狀有機(jī)細(xì)顆粒一起使用時(shí)，疏水性二氧化硅才阻止了在刀片處的調(diào)色劑阻塞。
這里，疏水性二氧化硅的比表面積是指根據(jù)BET方法測(cè)量的值。例如，比表面積可使用市售可得的高精度自動(dòng)氣體吸收儀測(cè)量。惰性氣體、特別是氮?dú)獗挥米魑諝怏w以測(cè)定在疏水性二氧化硅表面形成單分子層所需要的氣體吸收量。BET比表面積(S，m2/g)是由測(cè)量確定的。
優(yōu)選地，基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，疏水性二氧化硅以0.5～1.5重量份附著于調(diào)色劑顆粒上。如果二氧化硅的附著量低于0.5重量份，則調(diào)色劑的流動(dòng)性變小，這會(huì)引起PCR污染、不均勻的圖像和調(diào)色劑在刀片處的阻塞。另一方面，如果二氧化硅的附著量超過1.5重量份，則過量的二氧化硅降低熔化特性。
二氧化硅偶聯(lián)劑，硅酮油等可施用到或附著于二氧化硅顆粒使，其疏水化。
對(duì)于硅烷偶聯(lián)劑，二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三氯硅烷、芳基苯基二氯硅烷、苯甲基二甲基氯硅烷、溴代甲基二甲基氯硅烷、p-氯代苯基三氯硅烷、3-氯代苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、二乙烯基氯硅烷、環(huán)己烷二硅氨烷可被使用。
對(duì)于硅酮油，在25℃具有50～10000cps(厘泊)的粘性的硅酮油，如二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油、甲基氫硅酮油、烷基改性的硅酮油、氟改性的硅酮油、醇改性的硅酮油、氨改性硅酮油、環(huán)氧基改性的硅酮油、環(huán)氧聚乙烯改性的硅酮油、苯酚改性的硅酮油、羧基改性的硅酮油、和巰基改性的硅酮油可被使用。
使用硅酮油的疏水性處理沒有被特別限制，只要硅酮油附著到無機(jī)顆粒上。例如，二氧化硅在混合槽中在攪拌的同時(shí)被混合、通過噴射用溶劑稀釋的硅酮油而被加入、加熱，并干燥，。
疏水性二氧化硅使用如渦輪型攪拌器、亨舍爾混合機(jī)(Henschelmixer)或超攪拌器的攪拌器或使用表面改性設(shè)備(“Nara混成系統(tǒng)(NaraHybridization System)”，Nara機(jī)械有限公司)而被附著到調(diào)色劑顆粒。疏水性二氧化硅可松散地附著到調(diào)色劑顆?；蚱湟徊糠挚汕度氲秸{(diào)色劑顆粒的表面中。
金屬氧化物細(xì)顆粒具有50～500nm、優(yōu)選60～300nm的平均粒度。如果金屬氧化物細(xì)顆粒的平均粒度小于50nm或大于500nm，則流動(dòng)性和PCR污染的改善是不夠的。僅當(dāng)金屬氧化物細(xì)顆粒與球狀有機(jī)細(xì)顆粒和疏水性二氧化硅一起使用時(shí)，金屬氧化物細(xì)顆粒改善流動(dòng)性和PCR污染。
對(duì)于金屬氧化物細(xì)顆粒，二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鈰、氧化鐵、氧化銅、氧化錫等可被使用?？紤]到改性和可用性，優(yōu)選二氧化鈦。
基于每100重量份的調(diào)色劑母顆粒，以0.3～2.5重量份、更優(yōu)選0.5～2重量份的金屬氧化物細(xì)顆粒附著到調(diào)色劑母顆粒上。如果附著量低于0.3重量份，則PCR污染沒有被改善。另一方面，如果附著量超過2.5重量份，則熔化特性變差。
對(duì)于隔離劑，其具有小分子量的隔離劑，如具有小分子量的聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、烯烴樹脂可被使用。此外，脂肪酸金屬鹽可被使用。對(duì)于具有小分子量的烯烴樹脂，聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯的共聚物等可被使用。對(duì)于脂肪酸，具有4～40個(gè)碳原子的飽和或不飽和的、且可具有羥基、醛基或環(huán)氧基的天然脂肪酸或合成脂肪酸可被使用。例如，己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、山俞酸(behenic acid)、芥酸(erucic acid)、褐煤酸(montanic acid)、異硬脂酸、9，10-環(huán)氧硬脂酸等可被使用?；诿?00重量份的粘合劑樹脂優(yōu)選含有0.05～5重量份的隔離劑。特別地，優(yōu)選聚丙烯。
在下文中，將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述。但是，下面的實(shí)施例僅用于理解本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1
1)調(diào)色劑母顆粒的制備使用亨舍爾混合機(jī)混合下面表1中列出的組分?；旌衔镌?55℃下使用雙擠壓機(jī)被熔化和捏合，使用噴射研磨粉碎機(jī)被碾碎，并且使用空氣分級(jí)器被分篩，從而獲得具有8.9μm的體積-平均粒度的調(diào)色劑母顆粒。
表1

2)非磁性單組分調(diào)色劑組合物的制備基于每100重量份的制備的調(diào)色劑母顆粒，使用亨舍爾混合機(jī)將0.1重量份的具有250,000的重量平均分子量(Mw)和50nm的平均粒度的作為有機(jī)細(xì)顆粒的聚苯乙烯-甲基丙烯酸n-丁酯(PS/BMA)、0.5重量份的具有60m2/g的比表面積的作為疏水性二氧化硅的疏水性二氧化硅、和1.0重量份的具有100nm的平均粒度的作為金屬氧化物細(xì)顆粒的二氧化鈦與調(diào)色劑母顆粒混合和并攪拌5分鐘，從而獲得非磁性單組分調(diào)色劑。
實(shí)施例2～96和對(duì)比實(shí)施例1～16除了聚苯乙烯-甲基丙烯酸n-丁酯有機(jī)細(xì)顆粒、疏水性二氧化硅和氧化金屬細(xì)顆粒的用量改為以下表2～4中所示的量外，以與實(shí)施例1相同的方法制備非磁性單組分調(diào)色劑。
表2

表3



表4


實(shí)施例89除了用1.5重量份的具有1,000,000的重量平均分子量(Mw)和0.1μm的平均粒度的聚(甲基丙烯酸甲酯有機(jī)細(xì)顆粒(PMMA粉末)代替PS/BMA之外，以與實(shí)施例1相同的方法制備非磁性單組分調(diào)色劑。
對(duì)比實(shí)施例21除了用1.5重量份的具有600,000的重量平均分子量(Mw)和0.15μm的平均粒度的包含苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸酯的非球狀(R＝0.54)有機(jī)細(xì)顆粒(St/BA/MMA粉末)代替球狀的PS/BMA之外，以與實(shí)施例89相同的方法制備非磁性單組分調(diào)色劑。
<測(cè)試實(shí)施例1>
在5℃溫度和20％的相對(duì)濕度下，實(shí)施例1～89和對(duì)比實(shí)施例1～21制備的非磁性單組分調(diào)色劑組合物被應(yīng)用于接觸型非磁性單組分顯影打印機(jī)(ML5300，Samsung Electronics)，以打印5000張紙。打印在標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度(20℃，55％RH)下進(jìn)行。調(diào)色劑的特性測(cè)試如下。
1、低溫雙影像在低溫和潮濕(5℃，20％RH)下在預(yù)定張數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)紙上打印圖案后，用裸眼觀察是否在非圖像區(qū)域有任何打印圖像。
低溫?zé)o雙像(優(yōu)良)在非圖像區(qū)域無圖案被打印。
低溫有雙影像(差)在非圖像區(qū)域圖案被打印。
2、調(diào)色劑阻塞在打印預(yù)定張數(shù)的紙后，打印出全(實(shí)心)黑色。觀察是否在打印圖像上有任何由調(diào)色劑在顯影刀片處的阻塞而導(dǎo)致被剝離的圖案。
無調(diào)色劑的阻塞(優(yōu)良)沒有被剝離的圖案。
調(diào)色劑的阻塞(差)在實(shí)心圖像上觀察的被剝離的圖案。
3、熔化特性在打印預(yù)定張數(shù)的紙后，打印圖像觀察是否由于不完全的熔化而在在非圖像區(qū)域打印相同的圖案。
沒有熔化不完全(優(yōu)良)沒在非打印區(qū)域打印。
熔化不完全(差)在非打印區(qū)域打印。
由實(shí)施例1～89制備的非磁性單組分調(diào)色劑組合物未顯示出低溫雙影像、調(diào)色劑阻塞或熔化問題。
對(duì)比實(shí)施例1～21的測(cè)試結(jié)果如下表5所示。


因此，證實(shí)本發(fā)明的非磁性單組分調(diào)色劑組合物(實(shí)施例1～89)較對(duì)比實(shí)施例1～21的非磁性單組分調(diào)色劑組合物在低溫雙影像、調(diào)色劑阻塞和熔化特性方面是優(yōu)良的。在對(duì)比實(shí)施例21中，不同于使用球狀有機(jī)細(xì)顆粒的情況，鑒別出刀片的調(diào)色劑阻塞。而且鑒別出PCR污染的增加。
由以上描述顯然可知，本發(fā)明的非磁性單組分調(diào)色劑組合物由于良好的流動(dòng)性而確保在其中顯影輥接觸光感受器的非磁性單組分顯影過程中的調(diào)色劑的順利供應(yīng)，并且降低了PCR污染和圖像質(zhì)量的惡化、使在顯影輥上形成均勻的調(diào)色劑層、阻止在顯影輥的刀片處的阻塞、以及解決了在低溫下非圖像區(qū)域的低溫雙影像的問題。因此，它可用于采用其中顯影輥接觸光感受器的非磁性單組分顯影系統(tǒng)的圖像打印設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種非磁性單組分調(diào)色劑組合物，包括a)包括粘合劑樹脂、著色劑和電荷調(diào)節(jié)劑的調(diào)色劑母顆粒；b)具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒；c)疏水性二氧化硅；和d)金屬氧化物細(xì)顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，包括a)100重量份的調(diào)色劑母顆粒，所述調(diào)色劑母顆粒包括100重量份的粘合劑樹脂、3～20重量份的著色劑和0.5～5重量份的電荷調(diào)節(jié)劑；b)0.05～2.5重量份的具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒；c)0.5～1.5重量份的具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅；和d)0.3～2.5重量份的具有50～500nm平均粒度的的金屬氧化物細(xì)顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，其中調(diào)色劑母顆粒a)進(jìn)一步含有0.05～5重量份的隔離劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，其中球狀有機(jī)細(xì)顆粒b)為由選自包括下面物質(zhì)的組的單體而制備的聚合物苯乙烯類，如苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、苯基苯乙烯、氯代苯乙烯、己基苯乙烯、辛基苯乙烯和壬基苯乙烯；乙烯基鹵化物，如乙烯基氯和乙烯基氟；乙烯基酯，如醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸苯酯；丙烯酸衍生物，如丙烯腈和甲基丙烯腈；丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸苯酯；四氟乙烯；1，1-二氟乙烯；及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，其中疏水性二氧化硅c)被硅烷偶聯(lián)劑或硅酮油疏水化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，其中硅酮油在25℃下具有50～10,000cps的粘度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非磁性單組分調(diào)色劑組合物，其中金屬氧化物細(xì)顆粒d)為至少一種選自包括二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鈰、氧化鐵、氧化銅和氧化錫的組的金屬氧化物。
8.一種制備非磁性單組分調(diào)色劑的方法，包括步驟混合、捏合、碾碎和篩分粘合劑樹脂、著色劑和電荷調(diào)節(jié)劑以制備調(diào)色劑母顆粒(步驟1)；和使用攪拌器將調(diào)色劑母顆粒與i)具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒、ii)具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅、和iii)具有50～500nm的平均粒度的金屬氧化物細(xì)顆?；旌?步驟2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括步驟混合、捏合、碾碎和篩分100重量份的粘合劑樹脂、3～20重量份的著色劑和0.5～5重量份的電荷調(diào)節(jié)劑以制備調(diào)色劑母顆粒(步驟1)；和使用攪拌器將100重量份的調(diào)色劑母顆粒與i)具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒、ii)0.5～1.5重量份的具有20～80m2/g的比表面積的疏水性二氧化硅、和iii)0.3～2.5重量份的具有50～500nm的平均粒度的金屬氧化物細(xì)顆?；旌?步驟2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，在步驟1中使用亨舍爾混合機(jī)進(jìn)行混合，使用雙擠壓機(jī)進(jìn)行捏合，使用噴射研磨粉碎機(jī)進(jìn)行碾碎，及使用空氣分級(jí)器進(jìn)行分篩。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，在步驟1中0.05～5重量份的隔離劑被進(jìn)一步加入到調(diào)色劑母顆粒中。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，步驟2的球狀有機(jī)細(xì)顆粒b)為由選自包括下面物質(zhì)的組的單體而制備的聚合物苯乙烯類，如苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、苯基苯乙烯、氯代苯乙烯、己基苯乙烯、辛基苯乙烯和壬基苯乙烯；乙烯基鹵化物，如乙烯基氯和乙烯基氟；乙烯基酯，如醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯；甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸苯酯；丙烯酸衍生物，如丙烯腈和甲基丙烯腈；丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸苯酯；四氟乙烯；1，1-二氟乙烯；及其混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中步驟2的疏水性二氧化硅被硅烷偶聯(lián)劑或硅酮油疏水化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中硅酮油在25℃下具有50～10,000cps的粘度。
15.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中步驟2的金屬氧化物細(xì)顆粒為至少一種選自包括二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鈰、氧化鐵、氧化銅和氧化錫的組的金屬氧化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非磁性單組分調(diào)色劑組合物及其制備方法。本發(fā)明公開了一種通過將具有250,000～1,600,000的重量平均分子量(Mw)和50～500nm的平均粒度的球狀有機(jī)細(xì)顆粒、疏水性二氧化硅和金屬氧化物細(xì)顆粒涂覆到調(diào)色劑母顆粒上而制備的非磁性單組分調(diào)色劑組合物。本發(fā)明的非磁性單組分調(diào)色劑組合物由于良好的流動(dòng)性而確保調(diào)色劑的流暢供應(yīng)、降低了PCR污染和圖像質(zhì)量的惡化，使得在顯影輥上形成均勻的調(diào)色劑層、防止在顯影輥的刀片處的阻塞、并解決了在低溫下非圖像區(qū)域的低溫雙影像問題。因此，它可用于采用其中顯影輥接觸光感受器的非磁性單組分顯影系統(tǒng)的圖像打印設(shè)備。
文檔編號(hào)G03G9/08GK1742237SQ200480002802
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者李源涉, 李昶淳, 林仁熙 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社