电子照相调色剂及其制备方法

专利名称：电子照相调色剂及其制备方法
技术领域：
本公开内容大体上涉及电子照相调色剂以及用于制备电子照相调色剂的方法。
背景技术：
在电记录或者静电方法中用于使静电图像或者静电潜像显现的显影剂可分为双 组分显影剂和单组分显影剂。双组分显影剂包括调色剂和载体颗粒，而单组分显影剂仅由 调色剂组成。单组分显影剂还可进一步分为磁性和非磁性显影剂。为了增加调色剂的流动 性，非磁性单组分显影剂经常包含流化剂，例如胶态二氧化硅。典型地，调色剂包括通过在 胶乳中分散着色剂例如炭黑或其它添加剂得到的着色颗粒。用于制备调色剂的方法包括粉碎和聚合方法。在所述粉碎方法中，通过将合成树 脂与着色剂和任选的其它添加剂熔化和混合而获得调色剂。粉碎后，该混合物经历分选， 直到获得所需尺寸的颗粒。相反，在所述聚合方法中，通过将各种添加剂例如着色剂、聚合 引发剂与任选的交联剂和抗静电剂均勻地溶解或者分散在能聚合的单体中得到调色剂。然 后，利用搅拌器将所述能聚合的单体组合物分散在包括分散稳定剂的含水分散介质中以使 微小液滴颗粒成形。随后，升高组合物的温度，并进行悬浮聚合以获得具有所需尺寸的着色 聚合物颗粒的聚合调色剂。通常，在成像装置中使用的调色剂是通过粉碎得到的。但是，在粉碎中，难以精确 地控制调色剂的粒度、几何尺寸分布以及结构，因此难以独立地控制调色剂的主要特性，例 如带电特性、定影性、流动性以及保存特性。最近，由于无需分选颗粒的较简单的制造方法以及容易控制颗粒尺寸，聚合调色 剂的使用已增多。当通过聚合方法制备调色剂时，不需要粉碎或分选可获得具有所需粒度 和粒度分布的聚合调色剂。为了在聚合方法中将调色剂的粒度和形状控制为均勻的，通过 使用金属盐例如MgCl2等或者聚合物材料例如聚合氯化铝(PAC)可使用用于制备聚集调色 剂的聚集方法。通过使用基于金属盐的凝结剂，可控制调色剂的粒度和粒度分布或者可再现地形 成具有壳的胶囊结构。但是，难以均勻地控制调色剂的粒度和形状。换句话说，在调色剂的 粒度分布的中点以上的粒度是高度可控的。但是，在粒度分布的中点以下的较小调色剂颗 粒趋于比所需的更为球形，且在电子照相方法期间在刮刀清洁中可产生问题。当使用PAC 时，可均勻地控制调色剂的粒度和形状并且调色剂具有较强的聚集力。但是，由于铝物质对 于环境的影响，铝物质的使用受到限制。因此，在本领域中仍需要新的电子照相调色剂及其 制备方法。

发明内容
本公开内容提供电子照相调色剂及制备该电子照相调色剂的方法。在一个方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，包括胶乳、着色剂和脱模剂，其 中所述电子照相调色剂包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比为约5.0X10_2 到约2.0，和[Si]/[Fe]比为约5. OXlO-4到约.OX 10_2，其中[Zn]、[Fe]和[Si]分别表示 通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其具有在约0.70X IO1到约
0.90X IO1 范围内的 IogG' (60)和约 Ι.ΟΧΙΟ—1 到约 2.0X10—1 ^logG'(8Q)
值，其中G' (60)和G' (80)表示在6. 28弧度/秒的角速度、2. 0°C/分钟的温度斜坡速 率和0. 3%的初始应变率下测量该电子照相调色剂的动态粘弹性时分别在60°C和80°C的 温度下的电子照相调色剂的储能模量(Pa)。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其具有约0到约5. 0X10—2的 loI^ill0)⑶lQgG'(140)值，其中G‘ (120)和G' (140)表示在6. 28弧度/秒的角速度、
1.O0C /分钟的温度斜坡速率和0. 3%的初始应变率下测量该电子照相调色剂的动态粘弹 性时分别在120°C和140°C的温度下的电子照相调色剂的储能模量(Pa)。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其中Si和Fe各自的量可在约3 到约30000ppm的范围内。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其中胶乳可包括至少两种不同 的聚酯树脂。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其中电子照相调色剂的平均粒 径在约3到约9μπι的范围内。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其中所述电子照相调色剂的平 均圆度为约0. 940到约0. 980。在另一方面中，本公开内容提供电子照相调色剂，其中所述电子照相调色剂的体 均粒度分布系数(GSDv)为约1.30或更小，和所述电子照相调色剂的数均粒度分布系数 (GSDp)为约1. 30或更小。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，包括以下步骤a) 将第一胶乳颗粒、着色剂分散体和脱模剂分散体混合以提供混合溶液；b)将凝结剂添加到 所述混合溶液中以提供第一聚集调色剂；和c)用第二胶乳颗粒覆盖所述第一聚集调色剂 以提供第二聚集调色剂，其中所述第二胶乳颗粒是通过聚合至少一种能聚合单体制备的， 其中所述电子照相调色剂包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比为约5.0X10_2 到约2.0，和[Si]/[Fe]比为约5.0ΧΚΓ4到约5.0ΧΚΓ2，其中[Zn]、[Fe]和[Si]分别表 示通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中所述第一胶乳 颗粒和所述第二胶乳颗粒可各自使用单独的聚酯树脂或使用聚酯树脂与通过聚合至少一 种能聚合单体制备的聚合物的混合物来制备。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中所述第一胶乳
颗粒和所述第二胶乳颗粒可各自使用至少两种不同的聚酯树脂制备。
在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，还包括用第三胶乳 颗粒覆盖所述第二聚集调色剂。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中脱模剂分散体 包括基于石蜡的蜡和基于酯的蜡的混合物；或者含有酯基团的基于石蜡的蜡。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中根据基于石蜡 的蜡和基于酯的蜡的总重量，基于酯的蜡的量为约5 约39重量％。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中所述凝结剂包 括含Si和Fe的金属盐。在另一方面中，本公开内容提供制备电子照相调色剂的方法，其中所述凝结剂包 括聚硅酸铁。在另一方面中，本公开内容提供调色剂供应单元，包括a)存储调色剂的调色剂 罐；b)从所述调色剂罐的内表面伸出以从所述调色剂罐排出调色剂的供应部分；和C)可旋 转地设置在所述调色剂罐内部以在调色剂罐的包括在所述供应部分的顶面上的空间的几 乎全部内部空间中搅动调色剂的调色剂搅动部件，其中所述调色剂包括任意上述的电子照 相调色剂。


通过参照附图详细描述本公开内容的若干实施方式，本公开内容的各种特征和优 点将变得更为明晰，其中图1为根据本公开内容的实施方式的调色剂供应单元的透视图；和图2为根据本公开内容的实施方式的调色剂成像装置的示意图。
具体实施例方式现在将参照本公开内容的若干实施方式和附图更充分地描述本公开内容。根据本公开内容的一个方面，提供电子照相调色剂，其包括胶乳、着色剂和脱模 剂，和还包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比为约5. 0 X 10_2到约2. 0，和 [Si]/[Fe]比为约5. OXlO-4到约5. OX 10_2，其中[Zn]、[Fe]和[Si]分别表示通过X射线 荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。这里使用的[Zn]对应于在聚合调色剂的胶乳即聚酯树脂中用作催化剂的含Zn化 合物中所包含的Zn的量。如果[Zn]太低，聚合效率可显著地低，且可花费较长的时间来完 成反应。另一方面，如果[Zn]太大，反应速率可太高而无法控制，和分子量可显著增加，使 得可不能在低温下将所得调色剂定影。另外，如果[Zn]太大，可不利地影响最终调色剂的 电特性。因此，[Zn]将控制在合适的范围内。这里使用的[Fe]对应于在制备调色剂时用于使胶乳、着色剂和脱模剂聚集的凝 结剂中所包含的Fe的量。因此，[Fe]可影响聚集调色剂的聚集性能、颗粒分布和粒度。在 这点上，聚集调色剂可为用于制备最终调色剂的前体。这里使用的[Si]对应于在用于制备调色剂的凝结剂中所包含的Si的量，或在外 部添加以确保调色剂流动性的二氧化硅颗粒中所包含的Si的量。因此，[Si]可影响聚集 调色剂的聚集性能、颗粒分布和粒度，如[Fe] 一样，并且还可影响调色剂的流动性。
[Zn]/[Fe]比可为例如约5. OXlO-2到约2. 0、约1. OXlO-1到约1. 5、或约 2. OXKT1 到约 1. 0。如果[Zn]/[Fe]比小于约5. 0X10_2，那么[Zn]可太低，且聚合速率可太低而不能 合成胶乳。另外，[Fe]相对增加，因此可不利地影响调色剂的聚集性能和带电性能。另一 方面，如果[Zn] / [Fe]比大于约2. 0，那么[Zn]可太高，因此胶乳的分子量可过度增加，或可 不利地影响带电性能。另外，[Fe]的相对降低可导致无效的聚集过程，这又可影响颗粒分 布和/或粒度。[Si]/[Fe]比可为例如约 5. OXliT4 到约 5. 0Χ1(Γ2、约 8. OXliT4 到约 3. 0Χ10_2、 或约 1. OXliT3 到约 1. OXliT2。如果所述[Si]/[Fe]比小于约5. 0X 10_4，那么用作外部添加剂的二氧化硅的量可 太低，因此调色剂的流动性可退化。另一方面，如果所述[Si]/[Fe]比大于约5.0X 10_2，那 么外部添加的二氧化硅的量可太高，可导致其中使用该调色剂的成像装置的内部组件的污
^fe ο所述电子照相调色剂可具有在约0. 70 X IO1到约0. 90 X IO1范围内的IogG' (60) ,log G'(60)-log G'(80)
和约 1. OX 10—1 到约 2. OX 10—1 的 6 20值。所述电子照相调色剂可具有约0到约0. 05的1OgG'(丨20)%logG'(140)值。这里使用的G' (60)、G' (80)、G' (120)和 G' (140)分别是指在 60°C、80°C、 120°C和140°C下的储能模量(Pa)，其通过如下得到使用具有两个圆盘的圆盘型流变仪 (例如，可从美国特拉华的纽卡斯尔的TA Instruments获得的TAARES)在6. 28弧度/秒的 角速度、2. O0C /分钟的温度斜坡速率和0. 3%的初始应变率下测量调色剂的动态粘弹性， 其中在测量期间自动控制应变率。所述调色剂的动态粘弹性可取决于热性质(例如，玻璃化转变温度(Tg))、调色剂 的交联度、分散性能、相容性、粒度分布和所用材料。具体而言，G' (60)和G' (80)，即在 100°C或更低的温度下的粘弹性，取决于胶乳和蜡的玻璃化转变温度Tg和熔化温度Tm、凝 结剂的类型、或着色剂等。另外，G' (120)和G' (140)，即在大于100°C的温度下的粘弹性， 高度取决于调色剂的内分散性能、分子量、交联度以及粒度分布等，而不是胶乳或蜡的热性 质。因此，G' (60)、G' (80)、G' (120)和G' (140)可根据用于制备所述调色剂的原料 例如胶乳、着色剂、脱模剂和凝结剂等的物理特性以及所制备的调色剂的物理特性而确定。另外，G' (60)、G' (80)、G' (120)和G' (140)可用于预测调色剂的熔合相关 的特性。熔合相关的特性可包括例如冷反印、最小熔合温度(MFT)和熔合范围。所述电子照相调色剂可具有例如在约0. 70 X IO1到约0. 90 X IO1、约0. 73 X IO1到 约0.87X 101、或约0.75X IO1到约0.85X IO1范围内的log G' (60)值。如果所述电子照 相调色剂具有在以上范围内的IogG' (60)值，所述调色剂的弹性模量在60°C下可合适地 保持，60°C是熔合过程的初始斜坡温度，因此调色剂在调色剂转印过程中可不变形。另外， 这样的电子照相调色剂可具有优异的在高温下的储存特性和对环境条件不敏感的显影特 性，并且可呈现用于成像装置例如打印机的可接受的耐久性。另外，所述电子照相调色剂可具有在例如约1. OX ICT1到约2. OX ΙΟ—1、约1. 2 X 10—1 到约 1. 8 X 10—1、约 1. 3 X 10—1 到约 1. 7 X 10—1 范围内的·值。
当所述电子照相调色剂具有在以上范围内的值时，调色剂的弹性模
量的斜率在胶乳的熔化温度附近急剧降低，因此调色剂在熔合过程中可充分熔化且因此用 较低量的热在短时间内(即高熔合速度)在低温下熔合。因此，即使通过这样的低温和/ 或高速熔合过程也相对容易地获得稳定的图像。另外，所述电子照相调色剂可具有例如在约0到约5. 0X10_2、约1. 0X10_2到约 4. 0X10—2、或者约 1. 5ΧΙΟ—2 到约 3. 5X10—2 范围内的logG’(120)%IogG'(140)值。当所述
电子照相调色剂具有在以上范围内的l0§ G' 20^log 4())值时，在120-14(TC的高温下
存储模量的斜率可为渐进的，并且当在高温下熔合时可发生的调色剂反印可最小化。因此， 可减少光泽斑点的形成和实现能够形成具有优异颜色再现性的图像的高质量、高光泽调色 剂。所述电子照相调色剂中含有的Si和Fe的量可各自为例如约3到约30000ppm、约 30到25000ppm、或约300到20000ppm。在Si和Fe的量在以上范围内时，调色剂可具有改 进的带电特性，和可导致其中使用这样的调色剂的成像装置的内部部分的污染的减少。所述电子照相调色剂的胶乳可仅由聚酯树脂组成或者可包括聚酯树脂与通过聚 合至少一种能聚合单体合成的聚合物的混合物(混杂物)。这种聚酯树脂可通过二元脂肪酸与二元醇的缩合反应得到。可没有限制地使用任 意聚酯树脂，只要它适于制造可在低温下熔合、具有优异的热储存特性和可形成具有颜色 再现性的高质量图像的高光泽电子照相调色剂。例如，这样的聚酯树脂可具有约1.0X104 到约4. OX IO4g/摩尔的重均分子量和约50到70°C的玻璃化转变温度(Tg)。因此，电子照 相调色剂的胶乳可包括至少两种具有不同重均分子量和不同玻璃化转变温度的聚酯树脂。根据本公开内容的电子照相调色剂可具有约3 μ m 约9 μ m、约4 μ m 约8 μ m或 约4. 5 μ m 约7. 5 μ m的体均粒度。通常，调色剂粒度越小，可实现越高的分辨率和越高的 图像质量。但是，当考虑到转印速度和清洁力时，小的调色剂颗粒可不适于所有的应用。因 此，合适的调色剂粒度是重要的考虑因素。调色剂的体均粒径可通过电阻抗分析测量。在所述调色剂的体均粒径大于或等于约3 μ m时，可较容易地清洁光感受器，大规 模生产的产率可改进，并且不由于散射导致对人体的有害影响。另一方面，在所述调色剂的 体均粒径等于或小于约9 μ m时，这可导致均勻带电，可改进调色剂的定影特性，和可更加 容易地使用刮刀调节调色剂层。所述电子照相调色剂可具有约0. 940到约0. 980、约0. 945到约0. 975、或者约 0. 950到约0. 970的平均圆度。所述调色剂的圆度可使用流动颗粒图像分析仪(例如可从日本神户的SYSMEX Corporation得到的FPIA-3000颗粒分析仪)和使用以下方程测量圆度=2X (π X面积)°_5/周长圆度可在0 1的范围内，和随着圆度接近1，调色剂颗粒的形状变得更圆。
当所述电子照相调色剂具有0. 940或更大的平均圆度时，则在转印介质上显影的 图像可具有合适的厚度，因此可减少调色剂的消耗。另外，调色剂颗粒之间的空隙不太大， 因此在转印介质上显影的图像可具有足够的涂覆率。另一方面，当所述电子照相调色剂具 有0. 980或更小的平均圆度时，可防止过量的调色剂供应到显影套筒上，使得可减少可由 其上调色剂的非均勻涂覆产生的显影套筒的污染。调色剂颗粒分布系数可包括体均粒度分布系数(GGSDv)或者数均粒度分布系数 (GSDp)，其可如下测量。首先，由使用颗粒分级和计数分析仪例如可从美国加利福尼亚的富勒敦的 Beckman Coulter, Inc.得到的Multisizer III测量的调色剂粒径得到调色剂粒度分布。 然后将调色剂粒径分布分为预定的粒径范围(通道)。对于各个粒径范围(通道)，测量调 色剂颗粒的累积体积分布和累积数量分布，其中在累积体积分布和数量分布的各个中，各 分布中的粒度在从左到右的方向上增加。将各个累积分布的在16%处的累积粒径定义为体 均粒径D16v和数均粒径D16p。同样地，将各个累积分布的在50%处的累积粒径定义为体 均粒径D50v和数均粒径D50p。同样地，将各个累积分布的在84%处的累积粒径定义为体 均粒径D84v和数均粒径D84p。在这点上，GSDv和GSDp可使用以下关系得到=GSDv定义为(D84v/D16v)5，和 GSDp 定义为(D84p/D16p)0·5。在这点上，GSDv和GSDp可各自为约1. 30或更低、在约1. 15到约1.30范围内、或 者在约1.20到约1.25范围内。在所述GSDv和GSDp各自在以上范围内时，所述电子照相 调色剂可具有均勻的粒径。根据本公开内容实施方式的制备电子照相调色剂的方法可包括a)将第一胶乳 颗粒、着色剂分散体和脱模剂分散体混合以提供混合溶液；b)将凝结剂添加到所述混合溶 液中以提供第一聚集调色剂；和c)用第二胶乳颗粒覆盖所述第一聚集调色剂以提供第二 聚集调色剂，其中所述第二胶乳颗粒是通过聚合至少一种能聚合单体制备的。根据本公开 内容实施方式制备的电子照相调色剂可包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比 为约 5. OXliT2 到约 2.0，和[Si]/[Fe]比为约 5. 0X 1(Γ4 到约 5. 0X 1(Γ2，其中[Zn]、[Fe]和 [Si]分别表示通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。在根据本公开内容实施方式的方法中，第一胶乳颗粒可仅由聚酯树脂构成，或者 可包括聚酯树脂与通过聚合至少一种能聚合单体合成的聚合物的混合物(混杂物)。这种类型的聚酯树脂可通过二元脂肪酸与二元醇的缩合反应得到。可没有限制地 使用任意聚酯树脂，只要它适于制造可在低温下熔合、具有优异的热储存特性和可形成具 有颜色再现性的高质量图像的高光泽的电子照相调色剂。例如，这样的聚酯树脂可具有约 1.0Χ104到约4. OX IO4g/摩尔的重均分子量和约50到70V的玻璃化转变温度(Tg)。另 外，第一胶乳颗粒可由至少两种具有不同重均分子量和不同玻璃化转变温度的聚酯树脂制 备。二元脂肪酸的例子包括，但不限于脂族二羧酸和芳族二羧酸，它们可单独使用或 组合使用。脂族二羧酸的例子可包括，但不限于草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚 二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1，9_壬烷二羧酸、1，10-癸烷二羧酸、1，11-十一烷二羧酸、1，12-十二烷二羧酸、1，13-十三烷二羧酸、1，14-十四烷二羧酸、1，16-十六烷二羧酸、1， 18-十八烷二羧酸、其低级烷基酯或者酸酐等。芳族二羧酸的例子可包括，但不限于对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、叔丁 基间苯二甲酸、2，6_萘二羧酸、4，4’ -联苯二羧酸等。二元醇的例子可包括，但不限于乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、 1,6-己二醇、1，7-庚二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10_ 癸二醇、l，ll-i^一烷二醇、1， 12-十二烷二醇、1，13-十三烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，18-十八烷二醇、1，20- 二十烷二醇等。可用于制备这样的聚酯树脂的催化剂的例子包括，但不限于包括钠(Na)、锂 (Li)等的碱金属化合物；包括镁(Mg)、钙(Ca)等的碱土金属化合物；包括锌(Zn)、锰(Mn)、 锑(Sb)、钛(Ti)、锡(Sn)、锆(&)、锗(Ge)等的金属化合物；亚磷酸化合物；磷酸化合物； 胺化合物等。使用这样的聚酯树脂制备的第一胶乳颗粒可由分散体通过反相(转相)乳化制 备，所述分散体通过在水中分散由缩聚制备的聚酯树脂、碱性化合物和任选的表面活性剂 制备。特别地，第一胶乳颗粒可通过三个过程制备，即溶解、乳化和去溶剂化。开始，在溶 解过程中，通过在有机溶剂中溶解聚酯树脂制备聚酯树脂溶液。可没有限制地使用任意可 溶解聚酯树脂的有机溶剂。在乳化过程中，将碱性化合物和水添加到在溶解过程中制备的 聚酯树脂溶液中，并进行相转化乳化。任选地，可进一步添加表面活性剂。此处，所述碱性 化合物的量基于与从聚酯树脂的酸值计算的羧酸的量的当量比而确定。所得第一胶乳颗粒可具有约1 μ m或更小、在约100到约300nm范围内、或者在约 150到约250nm范围内的体均直径。所述第一胶乳颗粒可由聚酯树脂与通过聚合至少一种能聚合单体制备的聚合物 的混合物制备。在这种情况下，这里使用的至少一种能聚合单体的例子可包括，但不限于选 自如下的至少一种能聚合单体基于苯乙烯的单体例如苯乙烯、乙烯基甲苯或者α -甲基 苯乙烯；丙烯酸、甲基丙烯酸；(甲基)丙烯酸的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、甲基丙烯酸二甲 基氨基乙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；烯属不饱和单烯烃例如乙烯、 丙烯或丁烯；卤代乙烯基例如氯乙烯、偏氯乙烯或氟乙烯；乙烯基酯例如乙酸乙烯酯或丙 酸乙烯酯；乙烯基醚例如乙烯基甲基醚或乙烯基乙基醚；乙烯基酮例如乙烯基甲基酮或甲 基异丙烯基酮；和含氮的乙烯基化合物例如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯 烷酮等。为了至少一种能聚合单体的有效聚合，可进一步使用聚合引发剂和链转移剂。所述聚合引发剂的例子包括，但不限于过硫酸盐例如过硫酸钾或过硫酸铵；偶 氮化合物例如4，4’ -偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基_2，2’ -偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2， 2’_偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物、2，2’_偶氮二-2-甲基-N-l，l-二(羟甲基)_2_羟 乙基丙酰胺、2，2’_偶氮二(2，4_ 二甲基戊腈)、2，2’_偶氮二异丁腈或1，1’_偶氮二(1-环 己烷腈)；和过氧化物例如甲基乙基过氧化物、二叔丁基过氧化物、过氧化乙酰、二枯基过氧化物、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、二异丙基过氧二碳酸 酯或二叔丁基过氧间苯二甲酸酯等。此外，还可将通过组合这些聚合引发剂和还原剂制备 的氧化_还原引发剂用作聚合引发剂。链转移剂是指在链反应发生时改变链载体的类型的材料，和可包括能够将新链的 活性变弱至低于现有链的活性的材料。作为使用链转移剂的结果，可降低能聚合单体的聚 合度，和可引发对于新链的反应。而且，作为使用链转移剂的结果，可控制调色剂的分子量 分布。所述链转移剂的量可为约0. 1到约5重量份、约0. 2-约3重量份、或约0. 5_约 2. 0重量份，基于100重量份的至少一种能聚合单体的重量。如果所述链转移剂的量在以上 范围内，可合适地控制调色剂的分子量，因此调色剂可具有改善的聚集效率和定影特性。所述链转移剂的例子可包括，但不限于含硫化合物例如十二烷硫醇、巯基乙酸、 硫代乙酸和巯基乙醇；亚磷酸化合物例如亚磷酸和亚磷酸钠；次磷酸化合物例如次磷酸和 次磷酸钠；和醇例如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等。所述第一胶乳颗粒可进一步包括电荷控制剂。根据本公开内容实施方式使用的电 荷控制剂可为带负电的电荷控制剂或者带正电的电荷控制剂。带负电的电荷控制剂的例子 可包括，但不限于有机金属络合物例如含铬的偶氮络合物和单偶氮金属络合物、或者螯形 化合物；含金属的水杨酸化合物，其中所述金属可为铬、铁或锌；和芳族羟基羧酸或芳族二 羧酸。另外，带正电型电荷控制剂可为改性产物如苯胺黑及其脂肪酸金属盐和鐺盐包括季 铵盐例如1-羟基-4-萘基磺酸三丁基铵和四氟硼酸四丁基铵。这些电荷控制剂可单独使 用或者以其至少两种的组合使用。所述电荷控制剂可起到用静电力使调色剂稳定地负载于 显影辊上的作用。因此，通过使用所述电荷控制剂可确保稳定且快速的带电。可将如上所述获得的第一胶乳颗粒与着色剂分散体和脱模剂分散体混合以制备 混合溶液。所述着色剂分散体可通过利用超声均化器或微流化器使包括着色剂如黑色着色 剂、青色着色剂、品红色着色剂或黄色着色剂和乳化剂的组合物均勻分散而得到。在用于制备着色剂分散体的着色剂中，黑色着色剂可为炭黑或苯胺黑。对于彩色 调色剂，除了黑色着色剂外，可进一步使用选自黄色着色剂、品红色着色剂和青色着色剂的 至少一种着色剂。黄色着色剂可为缩合氮化合物、异二氢吲哚酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属络合 物或者烷基酰亚胺化合物。黄色着色剂的例子包括，但不限于C. I.颜料黄12、13、14、17、 62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168 和 180。品红色着色剂的例子包括，但不限于缩合氮化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合 物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑化合物、硫靛化合物和茈化合物。具体而 言，品红色着色剂的例子包括，但不限于:C. I.颜料红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 和 254。青色着色剂的例子包括，但不限于铜酞菁化合物及其衍生物、蒽醌化合物、和碱 性染料色淀化合物。具体而言，青色着色剂的例子包括，但不限于c. I颜料蓝1、7、15、 15:1、15:2、15:3、15:4、60、62 和 66。这些着色剂可单独使用或者组合使用，和可考虑颜色、色度、亮度、耐候性、或在调 色剂中的分散性而进行选择。
用于制备着色剂分散体的着色剂的量可为约0. 5重量份 约15重量份、约1重量 份 约12重量份或者约2重量份 约10重量份，基于100重量份的调色剂。当基于100 重量份的调色剂，所述着色剂的量大于或等于0. 5重量份时，可得到充分的着色效果。当基 于100重量份的调色剂，所述着色剂的量小于或等于约15重量份时，可得到充分的带电量， 而没有调色剂制造成本的显著增加。用于制备着色剂分散体的乳化剂可以是本领域技术人员已知的任意乳化剂。例 如，所述乳化剂可为阴离子反应性乳化剂、非离子反应性乳化剂、或者它们的混合物。所述 阴离子反应性乳化剂可为例如HS-10 (可从日本京都的Dai-IchiKogyo Seiyaku Co.，Ltd. 得到)或D0WFAX 2A1 (由美国密歇根的米德兰的TheDow Chemical Company制造)。所述 非离子反应性乳化剂可为RN-10 (可从Dai-IchiKogyo Seiyaku Co.，Ltd.得到)。用于制备所述电子照相调色剂的方法中的脱模剂分散体可包括脱模剂、水或乳化 剂。脱模剂使得调色剂能够在低定影温度下定影至最终的图像受体和具有优异的最 终图像的耐久性和耐磨性。因而，调色剂的特性特别取决于脱模剂的类型和量。合适的脱模剂的例子包括，但不限于基于聚乙烯的蜡、基于聚丙烯的蜡、硅蜡、基 于石蜡的蜡、基于酯的蜡、巴西棕榈蜡和茂金属蜡。所述脱模剂可具有约50°C 约150°C的 熔点。脱模剂以物理方式附着于调色剂颗粒，而不是与调色剂颗粒共价结合，因此使得调色 剂能够在低温下定影到最终图像受体上，和因此提供具有优异的耐久性和耐磨性的最终图 像。所述脱模剂的量可为约1重量份 约20重量份、约2重量份 约16重量份或者 约3重量份 约12重量份，基于100重量份的调色剂。在基于100重量份的调色剂，所述 脱模剂的量大于或等于约1重量份时，调色剂可具有良好的低温特性和充分宽的定影温度 范围。当基于100重量份的调色剂，所述脱模剂的量小于或等于约20重量份时，调色剂可 具有改进的保存特性并可以较低的制造成本制备。脱模剂可为含有酯基的蜡。所述含有酯基的蜡的例子可包括基于酯的蜡和非基于 酯的蜡的混合物；和通过将酯基添加到非基于酯的蜡制备的含有酯基的蜡。由于酯基对于电子照相调色剂的胶乳组分具有高的亲和性，所以所述蜡可均勻分 布在所述调色剂颗粒之中，且因此可有效地起作用。所述非基于酯的蜡对于胶乳具有脱模 效果，且因此可抑制当仅使用基于酯的蜡时发生的过度的塑化反应。因此，调色剂可长时间 地保持令人满意的显影特性。所述基于酯的蜡的例子包括，但不限于C15 C30脂肪酸与一元至五元醇的酯， 例如二十二烷酸二十二烷基酯、硬脂酸硬脂基酯、季戊四醇的硬脂酸酯、或褐煤酸甘油酯。 而且，如果构成所述酯的醇组分为一元醇，其可具有10 30个碳原子。如果构成所述酯的 醇组分为多元醇，其可具有3 10个碳原子。所述非基于酯的蜡可为基于聚乙烯的蜡或基于石蜡的蜡。所述含酯基的蜡的例子包括，但不限于基于石蜡的蜡和基于酯的蜡的混合物； 和含有酯基的基于石蜡的蜡。含酯基的蜡的例子还可包括P-280、P-318和P-319(可从日 本名古屋的Chukyo Yushi Co.，Ltd.得到)。如果所述脱模剂是基于石蜡的蜡和基于酯的蜡的混合物，所述脱模剂中基于酯的蜡的量可为约5重量％ 约39重量％、约7重量％ 约36重量％或者约9重量％ 约33 重量％，基于所述脱模剂的总重量。当基于所述脱模剂的总重量，所述基于酯的蜡的量大于或等于约5重量％时，基 于酯的蜡与第一胶乳颗粒的相容性可充分维持。当基于所述脱模剂的总重量，所述基于酯 的蜡的量小于或等于约39重量％时，调色剂可具有合适的塑化特性，并且因此可长时间保 持令人满意的显影特性。像在所述着色剂分散体中使用的乳化剂一样，可使用本领域中使用的任何乳化 剂作为用于脱模剂的乳化剂。可用于脱模剂分散体的乳化剂的例子包括，但不限于阴离 子反应性乳化剂、非离子反应性乳化剂和它们的混合物。所述阴离子反应性乳化剂可为 HS-IO (Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co. , Ltd.)或 D0WFAX 2A1 (TheDow Chemical Company)。 所述非离子反应性乳化剂可为RN-IO (Dai-Ichi KogyoSeiyaku Co.，Ltd.)。可通过上述方法以调色剂可在低温下定影的方式合适地控制第一胶乳颗粒的分 子量、玻璃化转变温度(Tg)和流变学特性。混合如上所述制备的第一胶乳颗粒、着色剂分散体和脱模剂分散体以获得混合溶 液。然后，将凝结剂添加到所述混合溶液中以制备聚集调色剂。具体而言，在将所述胶乳颗 粒、着色剂分散体和脱模剂分散体混合以得到混合溶液之后，在约ι. O 约4. O的PH下将 凝结剂添加到其中，并在约25到约60°C例如约35到约50°C的温度下进行聚集，所述温度 低于第一胶乳颗粒的玻璃化转变温度(Tg)，然后在约85到约100°C的温度(比Tg高约30 到50°C的温度)下进行熔合，由此形成具有4到7 μ m粒度的第一聚集调色剂。或者，在制备第一聚集调色剂中，可首先制备具有0. 5到3 μ m粒度的微型调色剂， 然后聚集以最后得到具有4到7 μ m粒度的第一聚集调色剂。一旦已制备作为核的第一聚集调色剂，就将作为壳的第二胶乳颗粒添加到其中， 并将体系的PH调节至约6 9的pH，并放置预定的时间直到混合物的粒度保持恒定。然 后，将温度升高到90到98°C，并将pH降低至5到6，以使所述混合物聚结成第二聚集调色 剂。可使用含有Si和Fe的金属盐作为所述凝结剂。当使用这样的含有Si和Fe的金 属盐时，由于提高的离子强度和颗粒间(interparticular)碰撞，第一聚集调色剂可具有 较大的粒度。所述含有Si和Fe的金属盐可包括聚硅酸铁。所述含有Si和Fe的金属盐的 例子包括，但不限于 PSI-025、PSI-050、PSI-085、PSI-100、PSI-200 和 PSI-300，它们是由 Suido Kiko Co.制造的产品。表 1 显示了 PSI-025、PSI-050、PSI-085、PSI-100、PSI-200 和PSI-300的物理性质和组成。表 权利要求
电子照相调色剂，包括胶乳、着色剂和脱模剂，其中所述电子照相调色剂进一步包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比为约5.0×10 2到约2.0，其中[Si]/[Fe]比为约5.0×10 4到约5.0×10 2，其中[Zn]、[Fe]和[Si]分别表示通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。
2.权利要求1的电子照相调色剂，其中该电子照相调色剂具有约0.70ΧIO1到约0.90 X IO1 的 IogG' (60)和约 Ι.ΟΧΙΟ—1 到约 2.0X10—1 的 logG'(60)-^logG'(80),其中G' (60)和G' (80)表示当在6. 28弧度/秒的角速度、2. (TC/分钟的温度斜坡速率和0.3%的初始应变率下测量该电子照相调色剂的动态粘弹性时分别在60°C和80°C的温度 下的电子照相调色剂的储能模量(Pa)。
3.权利要求1的电子照相调色剂，其中该电子照相调色剂具有约0到约5.OX 10_2的logC (120)%logC7(140)值，其中(120)和g, (140)表示当在6. 28弧度/秒的角速度、1.O0C /分钟的温度斜坡速率和0. 3%的初始应变率下测量该电子照相调色剂的动态粘弹 性时分别在120°C和140°C的温度下的电子照相调色剂的储能模量(Pa)。
4.权利要求1的电子照相调色剂，其中Si和Fe各自的量在约3到约30000ppm的范围内。
5.权利要求1的电子照相调色剂，其中所述胶乳包括至少两种不同的聚酯树脂。
6.权利要求1的电子照相调色剂，其中所述电子照相调色剂的平均粒径在约3到约 9 μ m范围内。
7.权利要求1的电子照相调色剂，其中所述电子照相调色剂的平均圆度在约0.940到 约0. 980范围内。
8.权利要求1的电子照相调色剂，其中所述电子照相调色剂的体均粒度分布系数 (GSDv)为约1. 3或更小，和所述电子照相调色剂的数均粒度分布系数(GSDp)为约1. 3或更
9.制备电子照相调色剂的方法，包括将第一胶乳颗粒、着色剂分散体和脱模剂分散体混合在一起由此制备混合溶液； 将凝结剂添加到所述混合溶液中由此制备第一聚集调色剂；和 用第二胶乳颗粒覆盖所述第一聚集调色剂以提供第二聚集调色剂， 其中所述第二胶乳颗粒是通过聚合至少一种能聚合单体制备的，和 其中所述电子照相调色剂包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)，其中[Zn]/[Fe]比为约 5. OXlO-2 到约 2. 0，[Si]/[Fe]比为约 5. OXlO-4 到约 5. OX 10_2，[Zn]、[Fe]和[Si]分别 表示通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。
10.权利要求9的方法，其中所述第一胶乳颗粒和第二胶乳颗粒各自使用单独的聚酯 树脂制备，或者使用聚酯树脂和通过聚合至少一种能聚合单体制备的聚合物的混合物制 备。
11.权利要求9的方法，进一步包括用第三胶乳颗粒覆盖所述第二聚集调色剂。
12.权利要求9的方法，其中所述脱模剂分散体包括基于石蜡的蜡和基于酯的蜡的混 合物或者含有酯基的基于石蜡的蜡。
13.权利要12的方法，其中根据基于石蜡的蜡和基于酯的蜡的总重量，基于酯的蜡的 量在约5重量％到约39重量％的范围内。
14.权利要求9的方法，其中所述凝结剂包括含Si和Fe的金属盐。
15.权利要求9的方法，其中所述凝结剂包括聚硅酸铁。
全文摘要
本公开内容提供电子照相调色剂及其制备方法。具体而言，本公开内容提供包括胶乳、着色剂和脱模剂的电子照相调色剂。该电子照相调色剂可进一步包括锌(Zn)、铁(Fe)和硅(Si)。[Zn]/[Fe]比可为约5.0×10-2到约2.0。[Si]/[Fe]比可为约5.0×10-4到约5.0×10-2。[Zn]、[Fe]和[Si]分别表示通过X射线荧光光谱法测量的Zn、Fe和Si的强度。
文档编号G03G9/097GK101986210SQ20101051055
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者方*, 朴洙范, 李姃炫, 洪溱模, 赵美林, 金宰焕 申请人:三星电子株式会社