专利名称：具有低带电元件污染的颜色调色剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非磁性单组分颜色调色剂，更具体地，涉及一种具有窄电荷分布、良好带电率、优良的环境独立性、极佳的图像特性、高转印效率和极优的长期稳定性和图像质量的非磁性单组分颜色调色剂。
背景技术：
近来，使用如电子照相的图像形成方法的硬复印和打印技术正从黑白朝全色方向快速发展。尤其，彩色打印机市场正非常快速地扩展。通常，使用能再生所有颜色的包括蓝绿、红紫和黄色的三种颜色，或者进一步包括黑色的四种颜色进行利用全色电子照相的彩色图像的形成。在该快速发展的全色市场中，强烈地要求高图像质量、优良的可靠性、致密性、轻质、低价、高速、以及进一步的如低能耗、可回收性等的环保特性。满足这些要求的图像形成方法和调色剂的改进和发展正广泛地进行。
通常，电子照相中的图像形成包括以下步骤使鼓表面均匀地带电、使鼓表面曝光并形成静电潜像、利用在显影辊的表面上形成的调色剂在鼓表面上显影潜相并获得调色剂图像、转印调色剂图像、固定调色剂图像、以及去除由转印步骤残留在鼓表面上的调色剂的清除步骤。
电子照相中的图像形成过程的各步骤需要调色剂的以下基本特性。显影步骤需要调色剂的适当带电、电荷维持性、和环境独立性。转印步骤需要良好的转印特性。沉积步骤需要低温固定和抗胶印性(offset resistance)的特性。并且最后，清除步骤需要优良的清理性能和抗污染性。近来，随高清晰度、高速度和全色的趋势，上述特性已变得更重要。
关于用于重复打印的图像质量的长期稳定性，有在转印步骤中、在光电导鼓中直接混合四种颜色的方法。并且近来，在全色打印机中已主要使用间接转印图像形成，因为其能够提供高速和优良的图像质量。在间接转印图像形成中，鼓表面上的各颜色的调色剂图像被反复转印到中间转印带，然后图像整体地被转印到纸上。
然而，由于间接转印图像形成需要较多的调色剂转印步骤，所以带电元件更易污染，从而难以获得精确的转印性能。
为了获得稳定的长期和高质量全色图像，需要关于添加剂、调色剂形状、表面结构控制等的研究，从而获得较高的带电稳定性、并使带电元件的污染最小。
关于清除步骤，减少转印后残余调色剂、和降低清洁剂的大小对于改善环境独立性是重要的任务。
为了克服转印和清除步骤中的这些问题，维持均一带电是重要的。为此所需的特性之一是防止由带电元件的污染所引起的带电的破坏。为此，最好不使用污染带电元件的物质，但是当该物质为必须的时候，可以使用通过降低带电元件的吸附力而使清理更容易的添加剂。尽管前一情况是理想的，但是，在实际的调色剂制备过程中，不可能总使用具有所需特性的物质，因此，后者是常见的情况。此外，降低残留调色剂的量、从而改善和维持调色剂的转印效率是重要的。
可以向调色剂中加入如二氧化硅的细颗粒，从而降低其对光导鼓的附着性。然而，当使用细二氧化硅颗粒时，该细二氧化硅颗粒介入调色剂和鼓之间，从而降低了调色剂对鼓的附着性、并且提高其转印效率，因此，为了获得优良转印效率，调色剂表面被颗粒涂覆的程度必须高。结果，细颗粒的加入量增加则调色剂带电特性变差。而且，细颗粒可能粘附于静电潜相载体，并且可能发生成膜或固定问题。尤其，由于二氧化硅颗粒是高环境依赖性的，所以，其可能引起在低温和低湿度下的图像密度不均匀、和在高温和高湿度下的非图像区域污染的问题。
韩国专利公开号No.1996-0024716公开了一种用于电子照相的调色剂，该调色剂包括表面被疏水性二氧化硅处理的细粉末脂肪酸金属盐、或表面被疏水性二氧化硅处理的脂肪酸金属盐和树脂的熔融混合物的细粉。此外，韩国专利公开号No.2003-0056152公开了一种单组分磁性调色剂组合物，该单组分磁性调色剂组合物包括磁性调色剂的母颗粒、具有20～80m2/g比表面积的疏水性二氧化硅、具有130～230m2/g比表面积的疏水性二氧化硅和金属氧化物细粉。然而，该文献没有公开为本发明的必要组分的球形有机细粉。
作为用于改善调色剂的环境依赖性的方法，已知添加具有比二氧化硅颗粒低的电阻、和优良起电的无机细颗粒，如氧化钛颗粒。然而，如果使用具有较低电阻的无机细颗粒，则可以容易改变调色剂的电荷分布。并且，可能导致使用中间转印带时的较差的第二转印、或者在多转印过程中的错误标记颜色调色剂机的再转印。
建议通过用无机硅烷偶联剂等处理表面而增加无机细颗粒的电阻的方法解决该问题。然而，细颗粒的粘结很严重，以至于其在调色剂表面上的分散性下降。并且，由于大量的粘结颗粒，从而使调色剂的流动性可能降低，或者可能发生阻塞。
因此，非常需要关于具有窄电荷分布、优良的带电特性、环境独立性和长期稳定性、而无带电元件污染的颜色调色剂的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过降低带电元件的污染而具有极优的图像特性、转印效率、长期稳定性和长期可靠性的非磁性单组分颜色调色剂、及其制备方法。
本发明的发明人致力于通过降低带电元件的污染而制备具有窄电荷分布、高带电率、长期稳定性、和优质图像质量的长期维持性的用于电子照相的颜色调色剂的方法。在此过程中，本发明的发明人意识到，通过降低带电元件的污染，从而使涂覆脂肪酸金属盐、两种具有不同粒度的有机颗粒、和二氧化硅的调色剂母颗粒具有窄电荷分布、高带电率、和图像质量、转印效率和长期稳定性，并且由于电荷维持能力的显著提高而具有长期可靠性。
本发明提供了一种包括调色剂母颗粒及其上的涂层的非磁性单组分颜色调色剂，其中，涂层包括具有0.05～3.0μm平均粒度的脂肪酸金属盐、具有0.3～2.0μm平均粒度的第一有机颗粒、和具有0.05～0.25μm平均粒度的第二有机颗粒、和具有0.006～0.04μm平均粒度的二氧化硅。
该非磁性单组分颜色调色剂为球形的，并且具有20μm或更低的平均粒度、以及0.3～0.8的短半径与长半径的纵横比。
图1为说明本发明的非磁性单组分颜色调色剂的结构的截面图。
具体实施例方式
调色剂的带电性质受在调色剂颗粒表面上形成的涂层的组成影响。通过使在调色剂母颗粒的表面上形成的涂层中包括脂肪酸金属盐、两种具有不同粒度的有机颗粒、和二氧化硅，从而本发明的调色剂颗粒起球形调色剂的作用。本发明的调色剂颗粒在调色剂带电过程、在套筒和带电叶片之间具有降低的摩擦阻力，并且因此防止调色剂在带电叶片上熔化、以及调色剂之间形成牢固粘附。此外，在本发明中，在清理转印至有机光鼓的表面时残留调色剂和释放添加剂的能力方面的提高防止主带电辊(PCR)的污染，从而最终产生稳定的图像。
具体地，在调色剂母颗粒的表面上结合使用脂肪酸金属盐和两种具有不同粒度的有机颗粒降低了调色剂与带电叶片的表面接触的摩擦阻力，并且使清理有机光鼓的能力最大化。
图1为显示根据本发明的颜色调色剂的结构的截面图。该颜色调色剂具有包括调色剂母颗粒20、和在该调色剂母颗粒的表面上形成的涂层30的核-壳型结构。
如图1所示，调色剂母颗粒20是典型的不规则形的颗粒。与常规的双组分显影方法和磁性显影方法相比，本发明的非磁性单组分显影方法不具有任何将调色剂颗粒吸附于套筒的表面上的磁力，因此，为了防止在显影步骤中调色剂颗粒的分散，调色剂表面必须被强电荷化。由于此原因的过量带电引起带电叶片和调色剂颗粒之间的摩擦，并且导致调色剂表面的熔化、和调色剂颗粒的凝结，从而终止了作为调色剂颗粒的功能。此外，常规调色剂的形状不是球形的，并且不规则。当使用不规则形状的调色剂时，母颗粒的突出部分被过度带电，然而，凹陷部分又未被充分地带电，从而在调色剂颗粒上产生不同的电荷分布。
在调色剂母颗粒20上的脂肪酸金属盐10a、两种具有不同粒度的有机颗粒10b、10c和二氧化硅10d的涂覆填充了调色剂母颗粒20的凹陷部分，因此，本发明的调色剂能够显示球形调色剂样的性质。
涂层10的脂肪酸金属盐10a在调色剂母颗粒20的表面上，从而使调色剂颗粒具有润滑性质。因此，脂肪酸金属盐10a防止在调色剂附着于有机光鼓的表面的位置处生成膜、叶片的切屑、和调色剂颗粒的磨损。尤其，由于与其它使调色剂颗粒具有润滑性质的物质相比，脂肪酸金属盐10a具有各种粒度、和在调色剂表面上的优良涂覆性质，因此，脂肪酸金属盐10a利于防止调色剂在有机光鼓上的过量粘结。然而，如果过量使用有机酸金属盐10a，则如二氧化硅的其它添加剂的涂覆性质的下降会加速添加剂的释放。添加剂的释放破坏带电率、并且易于增加调色剂对有机光鼓的粘附。因此，需要调节涂层中的脂肪酸金属盐10a的粒度和用量。
脂肪酸金属盐的平均粒度优选地为0.05～3.0μm、更优选为0.5～1.5μm。如果脂肪酸金属盐的粒度小于0.05μm，则过量的细颗粒增加调色剂的润滑性质，但是通过降低清理性质而易于导致生成膜。并且，由于过量的脂肪酸金属盐的细颗粒导致调色剂在套筒表面上的熔解-粘结，因此，图像质量变差。如果粒度超过该范围，则过大的粒度降低了脂肪酸金属盐的涂覆性质，从而变得容易释放。并且，其导致对调色剂的涂覆性质，例如如涂覆脂肪酸金属盐的表面的二氧化硅的其它细添加剂，和长期稳定性的不利影响，并且破坏图像性质。
此外，基于100重量份的调色剂母颗粒，脂肪酸金属盐的量为0.1～0.2重量份、更优选地为0.5～1.5重量份。如果其量低于下限，则不能获得添加脂肪酸金属盐而产生的效果。如果其用量超过上限，则在调色剂颗粒的表面上存在大量的脂肪酸金属盐，从而降低了其它添加剂的涂覆。此其它添加剂的释放更多地污染带电元件、并且降低转印效率和长期可靠性。
对于本发明中的脂肪酸，可以使用C4～C40天然的或具有C4～C40、优选C12～C18的合成脂肪酸的金属盐。
脂肪酸可以是饱和的或不饱和的，并且可以包括羟基、醛、或环氧基。脂肪酸的例子为选自包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸(millistrike oleic acid)、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山萮酸、elchaic acid、褐煤酸、异硬脂酸和环氧硬脂酸的组的一种或多种。金属的例子为选自包括Na、K、Al、Ca、Zn、Mg、Co、Fe、Mn、Ba、Vd和Sn的组的一种或多种。
例如，对于本发明的脂肪酸金属盐，当脂肪酸为硬脂酸时，金属盐包括硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸铝等，脂肪酸金属盐中含有的金属的量等于或小于10wt％、优选为2.0wt％～10wt％。如果金属含量高于10wt％，则其不能使调色剂颗粒具有润滑性质，但是提高了导电性，从而降低了调色剂的带电率及其调色剂母颗粒的涂覆性质。如果金属含量低于2.0wt％，则可以通过脂肪酸金属盐的电荷积累而提高调色剂的带电率，但是不能提供足够的润滑性质、也不能降低污染。限定脂肪酸金属盐中的金属含量的原因为由金属含量引起的不同电荷积累影响调色剂颗粒的带电率、以及调色剂母颗粒的不同涂覆性质影响带电元件的污染。
涂层10所含有的包括第一有机颗粒10b和第二有机颗粒10c的有机颗粒通过在鼓表面充电的过程中接触充电叶片而降低套和充电叶片的调色剂之间相遇的摩擦阻力。因此，有机颗粒防止调色剂牢固地粘附在鼓或辊上。
具体地，第一有机颗粒10b为具有0.3～2.0μm、优选0.4～2.0μm平均粒度的大有机颗粒。第二有机颗粒10c为具有0.05～0.25μm、优选0.1～0.15μm平均粒度的小有机颗粒。
如第一有机颗粒10b的第一有机颗粒通过降低带电过程中在带电叶片和套筒内产生的摩擦热而部分地防止过量的带电，这样改善了均匀电荷分布和长期稳定性。如果大有机颗粒的平均粒度大于2.0μm，则带电叶片和套筒之间增大的间隔使带电不充分，或者另一部分调色剂母颗粒由于高压而易于粘附。如果粒度小于0.3μm，则难以获得降低带电叶片和套筒之间的摩擦的目的功能。
与大有机颗粒不同，如第二有机颗粒10c的小有机颗粒有助于提高调色剂的带电率和均匀的电荷分布，而不降低摩擦热。换句话说，小有机颗粒具有高带电率和大表面积，并且因此导致高于大有机颗粒的带电率。此外，小有机颗粒可以降低清理OPC鼓中的清理刀片的负载。因此，为了利用各粒度的作用，通过结合使用大有机颗粒和小有机颗粒可以获得电荷维持性和长期可靠性。
基于100重量份的调色剂母颗粒，第一有机颗粒10b的量为0.1～2.0重量份、优选0.1～1.5重量份。基于100重量份的调色剂母颗粒，第二有机颗粒10c的量为0.05～2.0重量份、优选0.1～1.5重量份。
如果第一有机颗粒10b的量低于该范围，则由于摩擦力过量降低而难以实现均匀的电荷分布。如果第一有机颗粒的量超过该范围，则可以实现均匀的电荷分布，但是调色剂由于部分大有机颗粒的过度粘合所产生的过量压力而易于粘附。此外，当使用过量的大有机颗粒时，具有较差涂覆性能的大有机颗粒易于从调色剂母颗粒10中脱离，然后污染带电辊。因此，转印效率的降低使其难以实现电荷维持性。
此外，如果第二有机颗粒10c的量低于该范围，则难以从具有高带电率的小有机颗粒而实现高带电率。另一方面，如果第二有机颗粒10c的量超过该范围，则可以获得高带电率，但是从调色剂表面释放过量的小有机颗粒，从而导致打印过程中带电元件和转印带的污染，并且引起图像质量和转印效率的降低。
有机颗粒可以为现有技术中通常使用的聚合物。聚合物的例子为(a)选自包括以下物质的组的一种或多种单体而制备的均聚物和共聚物，所述组包括苯乙烯类，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、氯苯乙烯、己基苯乙烯、辛基苯乙烯、和壬基苯乙烯；乙烯基卤代物，如乙烯基氯和乙烯基氟；乙烯基酯，如乙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、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸苯酯；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；和1，1-二氟乙烯。聚合物的例子包括(b)与选自包括苯乙烯基树脂、环氧基树脂、聚酯基树脂和聚氨酯基树脂的组的树脂混合的选自上述均聚物和共聚物的组的聚合物。
涂层10的二氧化硅由于优良的脱落性而降低了调色剂对鼓的粘附。优选地，二氧化硅具有0.006～0.04μm(6nm～40nm)、优选0.01～0.02μm(10nm～20nm)的平均粒度。如果二氧化硅的粒度超过该范围，则其易于从调色剂母颗粒中释放。如果二氧化硅的粒度低于该范围，则调色剂母颗粒对鼓的附着性的降低不足。
考虑二氧化硅的粒度和调色剂与鼓之间的粘附力而确定二氧化硅的量。优选地，相对于100重量份的调色剂母颗粒含有1.0～4.0重量份的二氧化硅。如果二氧化硅的量大于4.0重量份，则二氧化硅易于从调色剂母颗粒释放，并且由于其环境独立性而导致在低温和低湿度下的不均一的图像、以及在高温和高湿度下的非打印区的严重污染。另一方面，如果二氧化硅的量低于1.0重量份，则难以降低调色剂的粘附力，从而降低转印效率。
由于其自身的性质、或在长期储存过程中降低图像密度的潮湿作用而可以使用疏水性处理的二氧化硅10d。可以通过硅烷化合物，如选自包括二甲基二氯硅烷、二甲基聚硅氧烷、六甲基二硅氮烷、氨基硅烷、C1～C20烷基硅烷和八甲基环四硅氧烷的组的表面改性剂进行二氧化硅表面的疏水性处理。
如图1所示，在本发明中，通过用脂肪酸金属盐10a、两种具有不同平均粒度的有机颗粒10b和10c以及二氧化硅10d涂覆不规则形状的调色剂母颗粒而制备调色剂颗粒，从而提供球形的调色剂颗粒。
涂层的厚度为30nm～2.0μm。脂肪酸金属盐、有机颗粒和二氧化硅填充调色剂母颗粒的凹陷部分，但是没有均匀地涂覆调色剂母颗粒。因此，调色剂颗粒的粒度可以部分地不同于调色剂母颗粒的粒度，但是未均匀分布的涂覆物质不影响调色剂的数目平均粒度。
本发明中所使用的调色剂母颗粒并无特别限制，并且其包括作为必要组分的粘合剂树脂、和着色剂。
可以通过捏合挤压、悬浮聚合、乳液聚合或乳液凝聚等制备调色剂母颗粒20，或者可以市购获得。调色剂母颗粒可以为球形的或不规则形状的。
粘合剂树脂可以为以下物质中的一种或混合物丙烯酸酯基聚合物，如聚(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)；甲基丙烯酸酯基聚合物，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(甲基丙烯酸月桂酰酯)；丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物；苯乙烯基单体和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物；乙烯基均聚物或共聚物，如聚(醋酸乙烯酯)、聚(丙酸乙烯酯)、聚(丁酸乙烯酯)、聚乙烯和聚丙烯；苯乙烯基共聚物，如苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异丙烯共聚物、苯乙烯-顺丁烯二酸(malerate)共聚物；聚苯乙烯基树脂；聚乙烯醚基树脂；聚乙烯酮基树脂；聚酯基树脂；聚氨甲酸乙酯基树脂；环氧树脂；或硅酮树脂。
优选地，聚合物为至少一种选自包括聚苯乙烯基树脂、聚酯基树脂、聚乙基树脂、聚丙烯树脂、C1～C18苯乙烯丙烯酸烷酯共聚物、苯乙烯甲基丙烯酸烷酯共聚物、苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物和苯乙烯顺丁烯二酸共聚物的组的物质。
着色剂用于以足够的浓度形成可见的图像。在本发明中可以使用彩色打印中通常使用的显示蓝绿色、红紫色、黄色或黑色的磁性染料和颜料。碳黑通常被用作黑色着色剂。
对于蓝绿色着色剂，可以使用苯胺黑染料、苯胺蓝、木炭蓝、亚甲基蓝、酞菁蓝、灯黑、普鲁士蓝、C.I.颜料蓝9、15、15:1和15:3。
对于红紫色着色剂，可以使用杜邦油红、玟瑰红、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红48:4、C.I.颜料红122、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红257和C.I.颜料红296。
对于黄色着色剂，可以使用氯化铬黄、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄16、C.I.颜料黄81、C.I.颜料黄126和C.I颜料黄127。
如果需要，调色剂母颗粒20可以进一步包括如流动性促进剂、释放剂、电荷调节剂等的添加剂。
被六甲基二硅氮烷、二甲基二氯硅烷、辛基三甲氧硅烷等疏水处理过的如SiO2、TiO2、MgO、Al2O3、MnO、ZnO、Fe2O3、CaO、BaSO4、CeO2、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO、K2O·(TiO2)n、和Al2O3·2SiO2的无机氧化物细颗粒可以作为流体促进剂加入到调色剂母颗粒中，其用量选自常规使用的范围。
释放剂用于防止调色剂母颗粒20的偏移。释放剂的例子为本领域中常规使用的石蜡和低分子量的烯烃树脂。典型地，烯烃树脂优选为聚丙烯、聚乙烯和丙烯乙烯共聚物等。
电荷调节剂为含金属的偶氮盐、水杨酸金属络合物、含Cr的有机染料或季铵盐。
为了通过使用上述组分制备非磁性单组分颜色调色剂，将包括粘合剂树脂、着色剂和释放剂的调色剂母颗粒放入如涡轮型搅拌器、亨舍尔混合器(HENSCHEL mixer)、高速混合器、和混杂器的混合器中。
将脂肪酸金属盐、大有机颗粒、小有机颗粒、和二氧化硅以规定的与调色剂母颗粒的重量比加入搅拌器中，然后以10～30m/sec的叶片端速进行机械混合。由于第一和第二有机颗粒附着于调色剂母颗粒需要高剪切力，因此控制混合速度是非常重要的。
具体地，在制备调色剂颗粒的常规方法中，通过简单混合时的静电吸吸附实现附着，但是，本发明通过机械混合方法将脂肪酸金属盐、有机颗粒、和二氧化硅固定于调色剂母颗粒的表面上。
本发明的非磁性单组分颜色调色剂的平均粒度小于20μm、优选地为3.0～9.0μm，并且为具有0.3～0.8的短半径与长半径的纵横比的圆球形。脂肪酸金属盐、第一有机颗粒和二氧化硅填充调色剂母颗粒的凹陷部分，但没有均匀地涂覆调色剂母颗粒。因此，被涂覆的调色剂颗粒的数量平均粒度相对于调色剂母颗粒没有显著增加，但是形状更圆了。
在本发明的颜色调色剂中，涂层均匀地形成于母颗粒上，因此显示球形样的性质。因此，通过降低带电元件的污染而在转印效率、和长期稳定性方面得到改进，并且获得高带电率、电荷维持性、和清晰的颜色。该调色剂是更环保的，并且能够复制较稳定的图像、且同时满足较高清晰度的需要。
优选地，将具有该性质的颜色调色剂用于在近期的全色和高速趋势中非常流行的高速彩色打印的间接转印方法、或串列方法。
除非特别说明，否则，本发明的说明书中提及的平均粒度为数量平均粒度，所有组分的量为重量份。
以下，通过实施例更详细地描述本发明。然而，以下实施例仅用于理解本发明，但不限定本发明。
<实施例1>
1)红紫色调色剂母颗粒的制备使用亨舍尔混合器混合92重量份的聚酯树脂(分子量＝2.5×104)、5重量份的喹吖二酮红122、1重量份的叔铵盐、2重量份具有低分子量的聚丙烯。熔化并在165℃下使用双熔化捏合机捏合混合物，使用喷射研磨粉碎机碾碎、并使用空气分级机分筛，从而获得具有9.0μm体积平均粒度的调色剂母颗粒。
2)非磁性单组分颜色调色剂的制备如表1所示，相对于100重量份的上述制备的调色剂母颗粒，将5重量份的平均粒度为0.5μm、并包括少于5wt％Mg的脂肪酸金属盐A、0.1重量份的平均粒度为0.1μm且作为第一球形有机颗粒的聚偏氟乙烯(PVDF)、和0.1重量份的平均粒度为2.0μm且作为第二球形有机颗粒的聚四氟乙烯(PTFE)涂覆于调色剂母颗粒上。
以上，将2重量份的平均粒度为12nm的二氧化硅与有机颗粒混合，并以至少20m/s的叶片端速搅拌5分钟，然后涂覆于调色剂母颗粒上，从而制备非磁性单组颜色调色剂。
表1
<实施例2～121>
除使用如表1所示的脂肪酸金属盐和有机颗粒外，根据与实施例1基本相同的方法进行实施例2～121。脂肪酸含有作为金属的Na、K、Al、Ca、Zn、Mg、Co、Fe、Mn、Ba、Vd或Sn；和含有作为脂肪酸的己酸、辛酸、月桂酸、油酸、硬脂酸、异硬脂酸。
表2a
表2b
表2c
表2d
表2e
表2f
PMMA聚甲基丙烯酸甲酯PVDF聚偏二氟乙烯
PTFE聚四氟乙烯对比实施例除脂肪酸金属盐和有机颗粒如表3所示外，以与实施例1基本相同的方法进行对比实施例。
表3a
表3b
表3c
表3d
表3e
表3f
表3g
表3h
表3i
表3j
测试实施例1
在室温和湿度(20℃，55％RH)下，使用接触型的非磁性单组分显色打印机(HP 4600，Hewlett-Packard)，以各实施例1～121和对比实施例1～193中制备的非磁性单组分颜色调色剂打印5000张纸。根据以下方法测试图像密度、打印效率和长期稳定性。结果如以下表4和5所示。
1)带电元件污染根据以下标准观察PCR污染、和套表面(sleeve surface)的熔化和污染。
2)图像密度(I.D.)使用Macbeth反射型显象密度计RD918测量实心区。
A图像密度等于或高于1.4B图像密度等于或高于1.3C图像密度等于或小于1.2D图像密度等于或小于1.03)转印效率在5000张纸中，通过计数每500张纸中的浪费纸的数目而计算打印效率。
A转移率等于或高于80％B转移率为70～80％C转移率为60～70％D转移率为50～60％
4)长期稳定性观察在打印5000张纸后是否保持I.D.和打印效率。
AI.D.≥1.4，且转印效率≥75％；BI.D.≥1.3，且转印效率≥70％；CI.D.≤1.2，且转印效率≥60％；DI.D.≤1.0，且转印效率≥40％；表4A
表4B
表4C
表5A
表5B
表5C
表5D
表5E
如表4和5所示，与对比实施例1～193的颜色调色剂相比，通过涂覆组合物而制备的实施例1～121的颜色调色剂在带电元件的污染、图像密度、转印效率和长期稳定性方面具有优势，其中涂覆的组合物包括具有0.05～3.0μm平均粒度的脂肪酸金属盐、具有0.3～2.0μm平均粒度的第一有机颗粒、具有0.05～0.25μm平均粒度的第二球形有机颗粒、和二氧化硅。。已证实脂肪酸金属盐通过改善OPC鼓的清理性能而使OPC和PCR的表面的污染降低，并且证实将具有不同平均粒度的有机颗粒涂覆于调色剂母颗粒上，从而降低调色剂母颗粒的粘附，导致调色剂颗粒的球样的性质。
如上所述，本发明的非磁性单组分颜色调色剂在带电元件的污染、窄电荷分布、高带电率、极优的图像质量和转印效率、长期稳定性、以及长期可靠性方面具有优点。
权利要求
1.一种非磁性单组分颜色调色剂，其包括调色剂母颗粒和在调色剂母颗粒上形成的涂层，其中，所述涂层包括具有0.05～3.0μm平均粒度的脂肪酸金属盐、具有0.3～2.0μm平均粒度的第一有机颗粒、具有0.05～0.25μm平均粒度的第二有机颗粒、和具有0.006～0.04μm平均粒度的二氧化硅。
2.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述颜色调色剂具有3.0μm～20μm的平均粒度、和0.3～0.8的短半径对长半径的纵横比。
3.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中涂层的厚度为30nm～2.0μm。
4.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述脂肪酸金属盐具有0.5～1.5μm的平均粒度。
5.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述脂肪酸金属盐为以具有4～20个碳原子的脂肪酸、和选自包括Na、K、Al、Ca、Zn、Mg、Co、Fe、Mn、Ba、Vd和Sn的组的金属制备的盐。
6.根据权利要求5的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述脂肪酸为选自包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、millistrike油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸、山萮酸、elchaic acid、褐煤酸、异硬脂酸和环氧硬脂酸的组的至少一种。
7.根据权利要求5的非磁性单组分颜色调色剂，其中，脂肪酸金属盐包括2.0～10wt％的金属。
8.根据权利要求5的非磁性单组分颜色调色剂，其中，相对于100重量份的调色剂母颗粒，含有0.1～2.0重量份的脂肪酸金属盐。
9.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，第一有机颗粒具有0.4～2.0μm的平均粒度。
10.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，第二有机颗粒具有0.1～0.15μm的平均粒度。
11.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，第一有机颗粒和第二有机颗粒为相同或不同的物质。
12.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，第一有机颗粒和第二有机颗粒为(a)由一种或多种选自包括以下物质的组的单体制备的均聚物或共聚物，所述组包括苯乙烯类，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、氯苯乙烯、己基苯乙烯、辛基苯乙烯、和壬基苯乙烯；乙烯基卤代物，如乙烯基氯和乙烯基氟；乙烯基酯，如乙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、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸苯酯；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；和1，1-二氟乙烯；或者(b)选自包括上述均聚物和共聚物的组的聚合物、和选自包括苯乙烯基树脂、环氧基树脂、聚酯基树脂和聚氨酯基树脂的组的树脂的混合物。
13.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，相对于100重量份的调色剂母颗粒，分别含有0.1～1.5重量份的第一有机颗粒和第二有机颗粒。
14.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，二氧化硅具有0.01～0.02μm的平均粒度。
15.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，二氧化硅为普通的二氧化硅，或者通过使用选自包括二甲基二氯硅烷、二甲基聚硅氧烷、六甲基二硅氮烷、氨基硅烷、C1～C20烷基硅烷和八甲基环四硅氧烷的组的改性剂进行表面处理而制备的改性二氧化硅。
16.根据权利要求1的非磁性单组分颜色调色剂，其中，调色剂母颗粒进一步包括粘合剂树脂和着色剂。
17.根据权利要求17的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述粘合剂树脂为至少一种选自包括聚苯乙烯基树脂、聚酯基树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、C1～C18的苯乙烯-丙烯酸烷酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物的组的树脂。
18.根据权利要求16的非磁性单组分颜色调色剂，其中，所述着色剂为一种选自包括青色、品红色、黄色和黑色颜料及染料的组的物质。
19.一种制备非磁性单组分颜色调色剂的方法，包括以下步骤向混合器中加入调色剂母颗粒；和加入具有0.05～3.0μm平均粒度的脂肪酸金属盐、具有0.3～2.0μm平均粒度的第一有机颗粒、具有0.05～0.25μm平均粒度的第二有机颗粒、和具有0.006～0.04μm平均粒度的二氧化硅，并混合，从而在调色剂母颗粒上形成涂层。
20.根据权利要求19的制备非磁性单组分颜色调色剂的方法，其中，所述颜色调色剂包括100重量份的调色剂母颗粒、0.1～2.0重量份的脂肪酸金属盐、0.1～1.5重量份的第一有机颗粒、0.1～1.5重量份的第二有机颗粒、和1.0～4.0重量份的二氧化硅。
21.根据权利要求19的制备非磁性单组分颜色调色剂的方法，其中，混合器选自包括亨舍尔混合器、涡轮型搅拌器、高速混合器、和混杂器的组。
22.根据权利要求19的制备非磁性单组分颜色调色剂的方法，其中，以10～30m/sec的叶片端速进行混合步骤。
全文摘要
本发明涉及一种包括调色剂母颗粒、和在母颗粒上形成的涂层的非磁性单组分调色剂，其中，涂层包括具有0.05～3.0μm平均粒度的脂肪酸金属盐、具有0.3～2.0μm平均粒度的第一有机颗粒、具有0.05～0.25μm平均粒度的第二有机颗粒、和具有0.006～0.04μm平均粒度的二氧化硅。通过显著低降低带电元件的污染，该颜色调色剂具有窄电荷分布、高带电性、低环境依赖性、和极佳的图像质量、转印效率、和长期稳定性。
文档编号G03G9/087GK1774669SQ200580000196
公开日2006年5月17日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月13日
发明者李炯镇, 朴柱镛, 李昶淳 申请人:Lg化学株式会社