聚合調色劑及其制備方法

專利名稱：聚合調色劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚合調色劑(polymerized toner)及其制備方法。更具體地,本發明涉及一種聚合調色劑及其制備方法，其中所述調色劑可實現優良的膠印特性、高轉印效率和均勻的圖像并因此可在高速復印、轉印照片顯影等領域的應用中展現出優良的性能。本申請要求2010年2月22日提交到韓國知識產權局的第10-2010-0015895號韓國專利申請的優先權和權益，其全部內容以引用的方式納入本文中。
背景技術：
調色劑用于電子圖片、靜電打印機、復印機等的顯影，并且可定義為能夠轉印到并固定于承印體上以形成所需圖案的涂料。隨著近年來電腦更普遍地用于文字處理，對于成像設備(如打印機)的需求快速增長，導致調色劑的使用量也增長。通常，調色劑使用一種粉碎方法或一種聚合方法而制備。最為公知的是通過使用粉碎的制備方法，其中樹脂和顏料一起置于熔融混合(melt-mixing)過程中，熔融混合或擠出，然后粉碎并分類以得到調色劑顆粒。但是，這種方法的缺陷在于由此得到的調色劑顆粒具有很寬的粒徑分布和極不規則的形狀，因此包括尖銳的邊緣導致較差的荷電率(chargeabiIity)或流動性。為解決上述問題，提出了一種通過使用聚合方法制備球形調色劑顆粒的方法。對于這種通過使用聚合制備調色劑的方法，本領域內已知乳液聚合(凝結方法)和懸浮聚合。優選通過使用懸浮聚合制備調色劑的方法，因為乳液聚合難以控制粒徑分布并且難以再現所得調色劑的品質。在懸浮聚合中，粘合劑樹脂用單體和各種添加劑(包括顏料、蠟、電荷控制劑、引發劑等)均勻地分散以制備單體混合物，其隨后分散在水性分散液中并進行聚合反應以得到直徑約為6至10 μ m的顆粒，所述顆粒適合作為調色劑顆粒。由這種懸浮聚合制備的調色劑顆粒含有添加劑(如蠟等)，其用以在定影過程中使用定影輥改善脫模特性。但是，這些添加劑會降低調色劑表面上的電荷量，在印刷過程中導致如損害轉印效率或膠印特性。

發明內容
待解決的問題本發明提供了一種聚合調色劑，其可實現優良的膠印特性、高轉印效率以及均勻的圖像，并因此可在高速復印、轉印照片顯影等領域的應用中展現出優良性能。本發明還提供了一種制備所述聚合調色劑的方法。技術手段本發明提供了一種包含調色劑顆粒的聚合調色劑，所述調色劑顆粒含有粘合劑樹月旨，以及顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟，其全部分散于所述粘合劑樹脂中，其中在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的5至20%。另外，本發明提供了一種制備聚合調色劑的方法，其包括以下步驟形成一種含有分散劑的水性分散液；形成一種包含粘合劑樹脂用單體、顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟的單體混合物；以及通過將所述單體加入所述水性分散液并將其進行懸浮聚合而形成調色劑顆粒，其中所述懸浮聚合包括在50至70°C下反應8至12小時和在升溫至80至100°C之后反應30分鐘至4小時的步驟。在下文中，根據一個實施方案的聚合調色劑及其制備方法將具體闡述。本發明的一個實施方案可提供一種包含調色劑顆粒的聚合調色劑，所述調色劑顆粒含有粘合劑樹脂，以及顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟，其全部分散于所述粘合劑樹脂中，其中在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的5至20%。本文所用表述“最長直徑”是指在連接在顆粒的最外層表面上的任意兩個點并且 穿過圓形、球形或類似的多邊形調色劑顆粒的中心的直線中最長直線的長度。另外，表述“在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內”是指離調色劑顆粒表面距離為最長直徑的長度的15%以內的區域。所述最長直徑可通過使用一種設備如流動顆粒圖像分析儀(Flow particle image amalyzer, FPIA-1000, Toa Iyou Denshi Κ. K.)等儀器來測量。另外，本文所用表述“在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒”是指所述蠟顆粒的最外層部分位于所述區域以內的情況。通過用電子顯微鏡觀察調色劑顆粒的橫截面可以確定所述蠟顆粒是否位于離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的長度的15%以內。另外，在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的長度的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例可由通過用電子顯微鏡觀察得到的所述調色劑顆粒和總調色劑顆粒的數目計算。本發明人已確定，當通過在制備聚合調色劑的步驟過程中控制懸浮聚合的反應溫度和時間使得在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內(優選10%以內)含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的5至20% (優選7至17%)時，可實現高轉印效率以及優良的膠印特性，并完成了本發明。另外，如后述的實施例所示，當在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例小于5%或超過20%，可以確定轉印效率降低或膠印特性變差。如果在離調色劑顆粒表面距離為最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例在5至20%范圍內，合適量的蠟可存在于調色劑的表面，使得可防止膠印現象(其中調色劑在定影過程中粘附于輥上)，并且此外可防止過量的蠟存在于調色劑表面上所導致的調色劑表面上的荷電率下降的問題，以能實現高轉印效率。如果在調色劑顆粒最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例小于5%，在定影過程中賦予脫模特性的蠟未被充分曝露并因此將無法展現其性能，導致膠印特性變差。另外，如果所述調色劑顆粒的比例超過20%,調色劑顆粒的荷電率(chargabi Iity)會下降,從而導致轉印效率降低。此外，在本發明的一個實施方案中，所述調色劑顆粒可包括一種粘合劑樹脂，以及顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟顆粒，所有這些分散于所述粘合劑樹脂中。另外，所述調色劑顆粒可包括20至90wt%的粘合劑樹脂、I至20wt%的所述顏料、2至30wt%的所述臘顆粒、O. I至20wt%的所述電荷控制劑和O. I至20wt%的所述顏料穩定劑。所述粘合劑樹脂可包括苯乙烯單體、丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、二烯單體、酸性烯烴單體、堿性烯烴單體或其混合物的聚合物。但是，并不限于此，并且可使用已知用于通過聚合制備的調色劑的合成中的各種單體而不受特殊限制。也即，作為用于聚合調色劑的粘合劑樹脂的聚合物或共聚物可由這些單體形成。另外，所述粘合劑樹脂可包括一種(a)苯乙烯單體；(b) 一種或多種選自丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體和二烯單體的單體的共聚物，并且所述共聚物可包括一種由30至95重量份的所述(a)的單體和5至70重量份的所述(b)的單體(基于100重量份的所述(a)的單體和所述(b)的單體的結合計)的共聚合得到的產物。這種共聚物也可為一種由一種或多種選自酸性烯烴單體和堿性烯烴單體的單體(C)與所述(a)的單體和(b)的單體一起共聚合得到的產物。此處，所述(c)的單體可以O. I至30重量份的量共聚合，基于100重量份的所述(a)的單體和所述(b)的單體的結合計。用于合成所述粘合劑樹脂的苯乙烯單體可包括苯乙烯、單氯苯乙烯、甲基苯乙烯、 二甲基苯乙烯等，并且丙烯酸酯單體可包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯等。甲基丙烯酸酯單體可包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等。二烯單體可包括丁二烯、異戊二烯等。另外，具有羧基的α，β -乙烯化合物等可用作所述酸性烯烴單體，而具有胺基或季銨基的脂肪醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、乙烯基胺、二烯丙基胺及其銨鹽等可用作堿性烯烴單體。所述顏料包括金屬粉末顏料、金屬氧化物顏料、碳顏料、硫化物顏料、鉻顏料、氰亞鐵酸鹽顏料、偶氮顏料、酸性染料顏料、堿性染料顏料、媒染料顏料、酞菁顏料、喹吖酮顏料、二氧雜環己烷顏料或其混合物。但是，顏料不限于以上，并且可使用任何已知可用于聚合調色劑的顏料而不受特殊限制。用于所述蠟顆粒的蠟可包括石油加工蠟如石蠟、微晶蠟、地蠟等；天然蠟如巴西棕櫚蠟等；合成蠟如聚酯蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟等，或其混合物。所述電荷控制劑可包括陽離子電荷控制劑、陰離子電荷控制劑或其混合物。作為所述陽離子電荷控制劑，可提及苯胺黑染料、高級脂肪族金屬鹽、烷氧基胺、螯合物、季銨鹽、烷基酰胺、氟處理過的活化劑、萘酸金屬鹽或其混合物。作為所述陰離子電荷控制劑，可提及氯化石蠟、氯化聚酯、具有酸的聚酯、銅酞菁的磺酰胺、磺酸基或其混合物。另外，優選使用具有磺酸基的共聚物作為所述電荷控制劑，更優選使用重均分子量為2，000至200，000的具有磺酸基的共聚物。更加優選地，可使用酸值為I至40mgK0H/g且玻璃化轉變溫度為30至120°C的具有磺酸基的共聚物。如果酸值小于1，其無法作為電荷控制劑。而如果酸值為40或更高，可能會影響單體混合物的界面特性而使其聚合穩定性降低。如果其玻璃化轉變溫度低于30°C，由于暴露于表面的電荷控制劑的玻璃化轉變溫度低，在印刷過程中會發生調色劑與調色劑的摩擦熔化而導致粘連現象。而如果玻璃化轉變溫度超過120°C，調色劑表面變得過硬而無法具有在涂布性能和穩固性方面的有利特性。如果重均分子量小于2000，會降低表面濃度并且電荷控制劑由于與粘合劑樹脂的高相容性而無法發揮有效作用。此外，200，000或更高的重均分子量不利于聚合穩定性和粒徑分布，因為單體混合物由于高的分子量而粘度增加。作為具有磺酸基的共聚物的具體實例，可提及具有磺酸基的苯乙烯-丙烯酸共聚物、具有磺酸基的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物或其混合物，但不限于此。作為顏料穩定劑，可使用重均分子量為2，000至200，000的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物。優選地，可使用苯乙烯與丁二烯含量的重量比為10-90 90-10的共聚物。如果苯乙烯含量超過90%，丁二烯的嵌段長度變短并因此共聚物由于與粘合劑樹脂的高相容性而不足以用作穩定劑。此外，如果苯乙烯含量少于10%，共聚物足以用作穩定劑但是其由于苯乙烯嵌段長度短而不足以控制顏料對顏料的作用。如果分子量小于2，000，共聚物由于與粘合劑樹脂的高相容性而不足以用作顏料。另外，如果分子量為200，000或更大，單體混合物的粘度變得很高而使得分散穩定性和聚合穩定性下降并最終顯現出使粒徑分布變寬的缺點。另外，在本發明的一個實施方案中，一些添加劑如反應引發劑、交聯劑、潤滑劑、分子量控制劑、偶聯劑等可另外分散于粘合劑樹脂中。所述調色劑顆粒可另外包含0.01至5wt%、優選O. I至2wt%的所述反應引發劑；0. 001至10wt%的所述交聯劑；或O. 001至8wt% 的所述分子量控制劑。所述反應弓I發劑可包括油溶性引發劑和水溶性引發劑。具體地，可提及偶氮弓I發齊U，如偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈等；有機過氧化物如苯甲酰過氧化物、月桂酰過氧化物等；和通常使用的水溶性引發劑如過硫酸鉀、過硫酸銨等，并且可使用選自其中的兩種以上的混合物。所述交聯劑可包括二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸1，6-六亞甲基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、1，1，I-三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基胺、四烯丙氧基乙烷、或其混合物。所述分子量控制劑可包括叔十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正辛基硫醇、四氯化碳、四溴化碳或其混合物。作為所述潤滑劑和偶聯劑，可使用任何已知可用于制備聚合調色劑的添加劑而不受特殊限制。另一方面，所述調色劑顆粒可另外包括外部添加劑，其包括二氧化硅、二氧化鈦或其混合物。這種外部添加劑可以在所述調色劑顆粒的最外層部分上以涂層的形式存在。所述二氧化硅優選用硅烷化合物(如二甲基二氯硅烷、二甲基聚硅氧烷、六甲基二硅氮烷、氨基娃燒、燒基娃燒、八甲基環四娃氧燒等)表面處理過。所述_■氧化欽可單獨使用或作為在高溫下穩定的金紅石(rutile)結構或在低溫下穩定的脫鈦礦(anatase)結構的混合物使用，并且其具有80至200nm，優選100至150nm的粒徑。根據本發明的其他實施方案，可提供一種用于制備聚合調色劑的方法，其包括以下步驟形成一種含有分散劑的水性分散液；形成一種包括粘合劑樹脂單體、顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟的單體混合物；以及通過將所述單體加入到所述水性分散液中并使其進行懸浮聚合而形成調色劑顆粒，其中所述懸浮聚合包括在50至70°C下反應8至12小時并且在升溫至80至100°C之后反應30分鐘至4小時的步驟。本發明人已發現,如果將通過均勻化(homogenization)以細小液滴的形式分散于水性分散液中的單體混合物在50至70°C下進行懸浮聚合反應8至12小時，并進一步在升溫至80至100°C之后反應30分鐘至4小時，可將在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內(優選10%以內)含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例控制為總調色劑顆粒的5至20%，優選7至17%，并且完成了本發明。另外，如下文實施例中所示，通過實驗已證明，如果使用由根據本發明的一個實施方案的方法制備的調色劑，可實現高轉印效率和優良的光澤度。用于制備聚合調色劑的方法可包括形成含有分散劑的水性分散液的步驟，而這種水性分散液可通過將分散劑與水混合而形成。為了均勻化這種水性分散液，可使用攪拌或施加剪切力的步驟。所述分散劑防止粘合劑樹脂用單體、顏料等的顆粒(在水性介質中以液滴的形式存在)之間的凝結，并使得顆粒均勻地分散。另外，所述分散劑也通過其均勻地粘附至液滴的表面而起到穩定這些液滴顆粒的作用。這種分散劑在聚合反應完成之后可通過酸或堿(alkali)處理、或者用溫水沖洗等方法而溶于水性介質中，然后可以從調色劑顆粒分離。所述分散劑包括無機分散劑、有機分散劑、陰離子分散劑或其混合物。 所述無機分散劑的具體實例包括磷酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、羥基磷灰石(hydroxy apatite)、磷酸鎂、磷酸鋁、磷酸鋅、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化招、偏娃酸1丐、硫酸1丐、硫酸鋇、斑脫土(bentonite)、二氧化娃(silica)、氧化招(alumina)或其混合物等。所述水溶性有機分散劑的具體實例包括聚乙烯醇(po I y V i ny I a I coho I )、明膠(gelatin)、甲基纖維素(methyl cellulose)、甲基輕基丙基纖維素(methyl hydroxylpropyl cellulose)、乙基纖維素(ethylcellulose)、竣甲基纖維素(carboxyl methylcellulose)及其鈉鹽、聚丙烯酸及其鹽、淀粉(starch)、其混合物等。所述陰離子表面活性劑的具體實例包括脂肪酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基芳基硫酸鹽、橫基玻拍酸~■燒基酷、燒基憐酸鹽及其混合物等。但是，在用于制備聚合調色劑的方法中使用的分散劑不限于以上，并且可使用任何已知可用于制備聚合調色劑的分散劑而不受特殊限制。可將所述粘合劑樹脂用單體、顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑、蠟等混合并充分溶解以形成所述單體混合物。為了均勻化的目的，可攪拌所述組分或對其施加剪切力。在所述單體混合物中含有的粘合劑樹脂用單體、顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟的具體實例如上文所述。此外，所述單體混合物可包括20至90wt%的所述粘合劑樹脂用單體、I至20wt%的顏料、2至30wt%的所述臘、0. I至20wt%的所述電荷控制劑以及0. I至20wt%的所述顏料穩定劑。在用于制備聚合調色劑的方法中，單體混合物可加入到水性分散液中通過懸浮聚合形成調色劑顆粒。更具體地，用于形成調色劑顆粒的方法可包括以下步驟將所述單體混合物加入水性分散液中；對所述水性分散液和所述單體混合物施加剪切力以使所述單體混合物以液滴的形式均勻化于水性分散液中；以及使均勻化的單體混合物進行懸浮聚合。此夕卜，如上文所述，所述單體混合物和水性分散液可使用均化器進行均化。所述單體混合物可以以細小水滴(液滴)的形式均勻分散于水性分散液中，由此形成具有合適尺寸的球形調色劑顆粒。為了達到以細小水滴的形式分散的目的，可使用均化器對所述單體混合物和水性分散液施加剪切力以均化所述溶液。具體地，單體混合物在水性分散液中使用均化器以5，OOO至20，OOOrpm，優選8，000至17，OOOrpm的速率均勻化以使
所述單體混合物以細小液滴的形式分散于水性分散液中。另一方面，用于制備聚合調色劑的方法可進一步包括移除所述分散劑和干燥所述調色劑顆粒的步驟。移除所述分散劑的步驟可包括控制pH以適于分散劑溶解的步驟。如果通過加入水溶性無機酸(如鹽酸、硝酸等)使得其中形成有調色劑顆粒的分散液的pH控制在2或更小，優選I. 5或更小，所述分散劑可溶解于水溶液中并從調色劑顆粒中移除。在這種移除分散劑的步驟中，合適地控制PH之后，將混合物攪拌5小時或更長時間以充分溶解分散劑，然后使用過濾器可得到含有少于50wt%的水的調色劑漿料。另外，所述移除分散劑的步驟可包括使用離心機分離的步驟。在所述移除分散劑的步驟之后，使用過濾器去除水分和加入過量的蒸餾水可重復數次以更有效地移除分散劑。所述干燥調色劑顆粒的步驟包括將不含有分散劑的調色劑餅(cake)引入真空烘 箱中并在室溫和真空下對其進行干燥的步驟。但是，干燥方法不限于此，并且可使用任何已知常用于聚合調色劑的制備步驟的干燥方法而不受特殊限制。另外，用于制備聚合調色劑的方法可進一步包括用外部添加劑涂覆調色劑顆粒的外部的步驟。在這個涂覆步驟中，調色劑顆粒的表面可用一種其他外部添加劑(例如含有二氧化硅、二氧化鈦或其混合物等的無機粉末)涂覆。這個用這種外部添加劑涂覆的步驟可通過將外部添加劑加入調色劑顆粒然后通過使用亨舍爾(Henschel)混合器在高速率下攪拌而完成。可使用任何已知可用于聚合調色劑的二氧化硅而不受特殊限制。可用于涂覆步驟的無機粉末已在上文中具體闡述，因此在此省略其詳細描述。另一方面，用于形成所述單體混合物的步驟可包括另外加入一種或多種選自反應弓丨發齊 、交聯劑、潤滑齊 、分子量控制劑和偶聯劑的添加劑的步驟。因此，在本發明的一個實施方案中，所述單體混合物可另外包括O. 01至5wt% (優選O. I至2. 0wt%)的所述反應引發劑、O. 001至10wt%的交聯劑，或O. 001至8. 000wt%的分子量控制劑。這些反應引發劑、交聯劑、潤滑劑、分子量控制劑和偶聯劑的具體實例已在上文中描述過。發明效果根據本發明，提供了一種聚合調色劑及其制備方法，其中調色劑可實現優良的膠印特性、高轉印效率和均勻的圖像，因此可以在高速復印、轉印照片顯影等領域的應用中展現出優良的性能。


圖I示出通過TEM觀察實施例I的調色劑顆粒的結果。實施本發明的最佳方式在下文中，本發明的作用和效果將通過以下實施例進行更詳細地闡述。但是，這些實施例僅用于幫助理解本發明而無意于以任何方式通過其限制本發明的范圍。[實施例I]聚合調色劑的制備O. IM磷酸鈉水溶液^86g)和IM氯化鈣(IOOg)混合于水(500g)中得到一種水性分散液，其中磷酸鈣作為晶體沉淀。將反應溫度升高至70°C并且對反應混合物攪拌20分鐘。所述水性分散液中的磷酸鈣含量調節至3重量份，基于100重量份的下述單體混合物。含有苯乙烯(160g)、丙烯酸正丁酯(36g)和丙烯酸(4g)的粘合劑樹脂單體；甲基丙烯酸烯丙酯(4g)作為交聯劑；正十二烷基硫醇(0.4g)作為分子量控制劑；分子量為10, 000的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物(3g)作為顏料穩定劑；以及苯乙烯/2EHA/陰離子功能單體共聚物(Mw. 16，500，Fujikura Kasei) (4g)作為電荷控制劑混合并充分溶解。向其中加入炭黑(IOg)。混合物在玻珠研磨機中以2000rpm攪拌2小時，然后移除小珠。
然后將不含所述小珠的混合物加熱至70°C。之后加入石蠟(20g)并攪拌約30分鐘以將石臘徹底溶解于所述混合物中。加入偶氮腈(Azonitrile)引發劑(V65, WakoChemical) (5g)并另外攪拌2分鐘以制備單體混合物。單體混合物的重量為246. 4g。所述單體混合物加入到所述水性分散液中，并通過使用均化器(Homogenizer)以13，OOOrpm的速率對所述水性分散液和單體混合物施加剪切力而實施均勻化步驟，從而將所述單體混合物以細小液滴的形式分散于水性分散液中。由此均勻化的混合物在60°C下反應10小時，同時使用槳式攪拌器在200rpm攪拌，然后在升溫至90°C下繼續反應3小時得到聚合調色劑。調色劑顆粒的洗滌和干燥將鹽酸加入到含有上述聚合調色劑的水性分散液中調節pH至小于2，并將磷酸鈣溶解。使用過濾器移除水。然后加入兩倍于總重量的蒸餾水用于稀釋和分散，之后再次移除水。這種稀釋、分散和過濾過程重復5次以從調色劑顆粒的表面移除磷酸鈣。在通過離心分離最終將水分移除之后，將調色劑餅引入到真空烘箱中并在室溫和真空下干燥48小時得到聚合調色劑核。所得聚合調色劑核的體積平均粒徑以及體積平均粒徑與數均粒徑之比(標準偏差)分別測定為7μπι和I. 26。在本文中，所述核的體積平均粒徑是通過Coolter計數器(Multisizer 3, Beckman Coolter)來測量的。外部添加劑的涂覆基于100重量份的聚合調色劑核計，在加入2重量份的二氧化硅之后，使用亨舍爾(Henschel)混合器以5000rpm的高速攪拌混合物7分鐘,從而將外部添加劑涂覆至聚合調色劑核的表面。[實施例2至4]根據與實施例I相同的步驟制備聚合調色劑，不同在于反應溫度如下表I所示。[對比實施例I至4]根據與實施例I相同的步驟制備聚合調色劑，不同在于反應溫度如下表I所示。實驗例I :調色劑轉印效率的測定在向激光打印機(HP4600, Hewlett Pachard制造)用墨盒的給料單元分別裝入實施例I和2以及對比實施例I和2中制備的聚合調色劑之后，測定各給料單元的總重量。在1，000張A4紙上印刷矩形(寬19cm，高1. 5cm)然后再次測定給料單元的重量并且根據以下方程式I計算調色劑的消耗量。方程式I
消耗暈&)=在1，000張印刷之前給料單元的重暈-在1，000張印刷之后給料單
元的重暈另外，在印刷之前和之后稱量可與給料單元分離的硒鼓單元的重量，用于根據以下方程式2計算未轉印到紙上而浪費的調色劑的量。方程式2浪費的調色劑暈&)=在1,000張印刷之后硒鼓單元的重暈-在1,000張印刷之
前硒鼓單元的重暈 在如上所述計算消耗和浪費的調色劑的量之后，根據以下方程式3計算轉印效率。方程式3轉印效率(%) = {(調色劑的消耗暈-浪費暈)/消耗暈丨*100實驗例2 :膠印特性的測定在一張A4紙上以5cm的間隔用激光打印機(HP4600, HewlettPachard制造)印刷五個圖像(寬1cm,長5cm)。然后通過測定在矩形印刷品中以5. 7cm(定影棍的周長)間隔是否在紙上殘留余像(afterimage)來評估膠印特性。通過顯微鏡觀察余像的殘留程度以計算在Icm長和Icm寬的區域內以點(spot)的形式存在的余像中的點(spot)的數目。當點的數目為20或更多時膠印特性測定為“X”，當數目為10-20時為“〇”，且當數目少于10時為“ ◎”。實驗例3 :光澤度的測定在一張A4紙的正面上用激光打印機(HP4600，Hewlett Pachard制造)印刷。然后使用光澤度測量儀(RD918，Macbeth)測量其光澤度。對于根據所述實施例1-3和對比實施例1-4制備的聚合調色劑的平均粒徑、在O. 15d內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例(相對于調色劑顆粒總數的對比％)、轉印效率、膠印特性和光澤度的評估結果分別表示于下表I中。在本文中，使用透射電子顯微鏡(TEM)得到調色劑顆粒的直徑(d)和在離調色劑顆粒的表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例。如果所述蠟顆粒的最外層部分處于離調色劑顆粒表面為最長直徑的15%以內，則所述蠟顆粒被確定為包含在所述區域中。通過TEM觀察所述實施例I的調色劑顆粒的結果展示于圖I中。[表I]實驗例I至3的結果
權利要求
1.一種包含調色劑顆粒的聚合調色劑，所述調色劑顆粒含有粘合劑樹脂，以及顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟，其全部分散于所述粘合劑樹脂中，其中在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的5至20%ο
2.權利要求I的聚合調色劑，其中在離所述調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的10%以內含有一個或多個蠟顆粒的調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的7至17%。
3.權利要求I的聚合調色劑，其中所述調色劑顆粒包含20至90wt%的所述粘合劑樹月旨、I至20wt%的所述顏料、2至30wt%的所述臘顆粒、O. I至20wt%的所述電荷控制劑和O. I至20wt%的所述顏料穩定劑。
4.權利要求I的聚合調色劑，其中所述粘合劑樹脂包括選自苯乙烯單體、丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、二烯單體、酸性烯烴單體和堿性烯烴單體中的一種或多種的聚合物。
5.權利要求I的聚合調色劑，其中所述粘合劑樹脂包括一種(a)苯乙烯單體；和(b)一種或多種選自丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體和二烯單體的單體的共聚物。
6.權利要求5的聚合調色劑，其中所述共聚物由30至95重量份的所述(a)的單體和5至70重量份的所述(b)的單體的共聚合得到，基于100重量份的單體(a)和單體(b)的結合計。
7.權利要求4的聚合調色劑，其中所述共聚物由所述(a)苯乙烯單體、(b)—種或多種選自丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體和二烯單體的單體和(C) 一種或多種選自酸性烯烴單體和堿性烯烴單體的單體的共聚合得到。
8.權利要求7的聚合調色劑，其中所述單體(c)以O.I至30重量份共聚合，基于100重量份的所述(a)的單體和(b)的單體的結合計。
9.權利要求I的聚合調色劑，其中所述顏料包括一種或多種選自金屬粉末顏料、金屬氧化物顏料、碳顏料、硫化物顏料、鉻顏料、氰亞鐵酸鹽顏料、偶氮顏料、酸性染料顏料、堿性染料顏料、媒染料顏料、酞菁顏料、喹吖酮顏料和二氧雜環己烷顏料的顏料。
10.權利要求I的聚合調色劑，其中所述蠟顆粒包括一種或多種選自石蠟、微晶蠟(microcrystalline wax)、地臘(Ceresin wax)、巴西掠櫚臘(Camauba wax)、聚酯臘、聚乙烯蠟和聚丙烯蠟的蠟顆粒。
11.權利要求I的聚合調色劑，其中所述電荷控制劑包括一種或多種選自苯胺黑染料、高級脂肪族金屬鹽、烷氧基胺、螯合物、季銨鹽、烷基酰胺、氟處理過的活化劑和萘酸金屬鹽的陽離子電荷控制劑；或一種或多種選自氯化石蠟、氯化聚酯、具有酸的聚酯、銅酞菁的磺酰胺和具有磺酸基的苯乙烯-丙烯酸聚合物的陰離子電荷控制劑。
12.權利要求I的聚合調色劑，其中所述電荷控制劑包括一種具有磺酸基的共聚物，其重均分子量為2，000至200，000，酸值為I至40mgK0H/g且玻璃化轉變溫度為30至120°C。
13.權利要求I的聚合調色劑，其中所述顏料穩定劑包括一種重均分子量為2，000至200，000的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
14.權利要求I的聚合調色劑，其中一種或多種選自反應引發劑、交聯劑、潤滑劑、分子量控制劑和偶聯劑的添加劑另外分散于所述粘合劑樹脂中。
15.一種聚合調色劑的制備方法，其包含以下步驟形成含有分散劑的水性分散液； 形成包括粘合劑樹脂用單體、顏料、顏料穩定劑、電荷控制劑和蠟的單體混合物；以及 通過將所述單體混合物加入到水性分散液中并使其進行懸浮聚合而形成調色劑顆粒， 其中所述懸浮聚合包括在50至70°C下反應8至12小時和在升溫至80至100°C之后反應30分鐘至4小時的步驟。
16.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其中在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的15%以內含有一個或多個蠟顆粒的所述調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的5至20%。
17.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其中在離調色劑顆粒表面距離為其最長直徑的10%以內含有一個或多個蠟顆粒的所述調色劑顆粒的比例為總調色劑顆粒的7至17%。
18.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其中所述形成調色劑顆粒的步驟包括以下步驟 將所述單體混合物加入水性分散液中； 對所述水性分散液和單體混合物施加剪切力以使所述單體混合物以液滴的形式均勻化于水性分散液中；以及 使所述均勻化的單體混合物進行懸浮聚合。
19.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其還包含移除分散劑和干燥所述調色劑顆粒的步驟。
20.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其還包含用外部添加劑涂覆所述調色劑顆粒的外部的步驟。
21.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其中所述分散劑包括一種或多種選自無機分散劑、水溶性有機聚合物分散劑和陰離子表面活性劑的分散劑。
22.權利要求15的聚合調色劑的制備方法，其中所述單體混合物還包含一種或多種選自反應引發劑、交聯劑、潤滑劑、分子量控制劑和偶聯劑的添加劑。
全文摘要
本發明涉及一種聚合調色劑及其制備方法，其中所述聚合調色劑可實現優良的膠印特性、高轉印效率和均勻的圖像，因此可以在高速復印、轉印照片顯影等領域的應用中展現出優良的性能。
文檔編號G03G9/08GK102859445SQ201180020323
公開日2013年1月2日 申請日期2011年2月22日 優先權日2010年2月22日
發明者張旭, 金學秀, 李昶淳 申請人:株式會社Lg化學