CN101008795A - 制备调色剂的方法和使用该方法制备的调色剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了制备调色剂的方法，包括：混合活性乳化剂和着色剂制备着色剂分散体；通过将包括亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体、至少一种可聚合单体及链转移剂与着色剂分散体混合而制备调色剂组合物；在介质中乳液聚合调色剂组合物；和分离并干燥聚合的调色剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节着色剂颗粒的构型。本发明还提供了使用该方法制备的调色剂、使用该调色剂的成像方法，及使用该调色剂的成像装置。根据所述方法，容易控制调色剂颗粒的尺寸和构型。此外，该方法将表面活性剂的使用减至最少，并减少了污水和废水，这在环境上是非常有利的。

Description

制备调色剂的方法和使用该方法制备的调色剂

根据35U.S.C.§119(a)，本申请要求2006年1月19日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2006-0005851的权益，在此将其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及制备调色剂的方法和使用该方法制备的调色剂。更具体地，本发明涉及一种通过调节活性乳化剂和大分子单体的含量来控制调色剂颗粒的构型而制备调色剂的方法，以及得到的调色剂。本发明还提供了使用该调色剂的成像方法，以及使用该调色剂的成像装置。

背景技术

在电子照相工艺或静电记录工艺中，用于形成静电图像或静电潜像的显影剂可以是由调色剂和载体颗粒形成的双组分显影剂或仅由调色剂形成的单组分显影剂。单组分显影剂可以是具有磁性性能的磁性单组分显影剂或不具有磁性性能的非磁性单组分显影剂。增塑剂如胶体硅石通常独立地被加入非磁性单组分显影剂中以增加调色剂的流动性。一般，将通过在粘结树脂中分散着色剂，如炭黑，或其它添加剂而得到的着色颗粒用于调色剂。

制备调色剂的方法包括粉碎或聚合。在粉碎方法中，调色剂这样得到：将合成树脂与着色剂和，如果需要，其它添加剂熔融混合，粉碎该混合物和将颗粒分级直至得到所需颗粒尺寸。在聚合方法中，可聚合单体组合物通过均匀溶解或分散可聚合单体，着色剂，聚合引发剂和，如果需要，各种添加剂如交联剂和抗静电剂而制成。然后，使用搅拌器将可聚合单体组合物分散在包括分散稳定剂的含水分散介质中以形成微小液滴颗粒。随后，将温度升高并进行悬浮聚合以得到具有所需尺寸的着色聚合物颗粒的聚合调色剂。

在成像装置如电子照相装置或静电记录装置中，静电潜像通过在均匀带电的感光体(photoreceptor)的表面上曝光而形成。调色剂附着于静电潜像上，并将所得调色剂图像通过几种工艺如加热、压制、溶剂汽蒸(solventsteaming)等转印至转印介质如纸上。在大多数定影(fixing)工艺中，具有调色剂图像的转印介质通过定影辊和压制辊，调色剂图像通过加热和压制而熔化至转印介质上。

通过成像装置如电光复印机而形成的图像需满足高清晰性和细微性的要求。通常，用于成像装置的调色剂常通过粉碎调色剂材料而得到。当使用粉碎方法时，可能形成具有宽范围颗粒尺寸的着色颗粒。因此，为了得到令人满意的显影剂性能，需要将通过粉碎得到的着色颗粒根据尺寸分级以减小颗粒尺寸分布。但是，在制造适用于电子照相工艺或静电记录工艺的调色剂颗粒时，使用常规混合/粉碎工艺难以精确地控制颗粒尺寸分布。而且在制备细小颗粒调色剂时，由于分级工艺而导致调色剂制备产率低。另外，对用于得到理想的带电和定影性能的调色剂设计的变化/调整存在限制。因此，下述聚合调色剂最近受到关注，其中颗粒的尺寸容易控制且无需经过复杂的制造工艺如分级。

当通过聚合制备调色剂时，无需进行粉碎或分级就得到所需的颗粒尺寸分布。

U.S.专利No.6,033,822(Hasegawa等人)公开了一种在分子中包括由着色聚合物颗粒形成的核和覆盖该核的壳的聚合调色剂，其中聚合调色剂通过悬浮聚合制备。但是，使用该工艺仍难以调节调色剂的形状和颗粒尺寸。另外，该工艺还造成宽的颗粒尺寸分布。

U.S.专利No.6,258,911(Michael等人)公开了一种具有窄的多分散性的双官能聚合物和用于制造在其每个端部共价键接有自由基的聚合物的乳液缩聚方法。但是，即使在使用该方法时，表面活性剂也会造成不利影响，并且难以控制胶乳颗粒的尺寸。

发明内容

本发明提供了一种制备调色剂的方法，在该方法中可以随意控制调色剂颗粒的尺寸和构型或形状。该方法还制备了具有优异性能如存储性能及耐久性等的调色剂。

本发明还提供了具有优异存储性能及耐久性的调色剂，其中可以容易地控制调色剂的颗粒尺寸和构型。

本发明还提供了一种成像方法，其中高质量图像可在低温下通过使用在颗粒尺寸和构型控制、储存性能和耐久性方面具有优异性能的调色剂而熔化(fused)。

本发明还提供了一种成像装置，其中高质量图像可在低温下通过使用在颗粒尺寸和构型控制，储存性能和耐久性方面具有优异性能的调色剂而熔化。

根据本发明的一个方面，提供了制备调色剂的方法，包括：混合活性乳化剂和着色剂制备着色剂分散体，通过将包括亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，至少一种可聚合单体及链转移剂与着色剂分散体混合而制备调色剂组合物；在介质中乳液聚合调色剂组合物；和分离并干燥聚合的调色剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节着色剂颗粒的构型。

根据本发明的另一方面，提供了包括乳液聚合的调色剂组合物的调色剂，该调色剂组合物包含在活性乳化剂和着色剂的着色剂分散体中的具有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，至少一种可聚合单体和链转移剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节调色剂颗粒的构型。

根据本发明的另一方面，提供了成像方法，包括：将使用上述方法形成的调色剂布置在其上形成静电潜像的感光体表面上而形成可视图像；和将该可视图像转印至转印介质上。

根据本发明的另一方面，提供了成像装置，包括：有机感光体；在有机感光体表面上形成静电潜像的成像单元；包含使用上述方法制备的调色剂的调色剂盒；向有机感光体表面提供调色剂以使有机感光体表面上的静电潜像显影成调色剂图像的调色剂提供单元；和将有机感光体表面上的调色剂图像转印至转印介质上的调色剂转印单元。

根据本发明，可以制备具有优异存储性能及耐久性的调色剂。可以容易地控制调色剂的颗粒尺寸。该调色剂是环境友好的，且可以通过简化的工艺制备。因此，制造成本低。

本发明的这些和其它方面将从以下本发明的详细描述中变得显而易见。

附图说明

本发明的以上和其它特征和优点通过参考附图详细描述其示例性实施方案将变得更加显而易见，其中：

图1是使用本发明实施方案的方法制备的调色剂颗粒的照片；和

图2是利用了使用本发明实施方案的方法制备的调色剂的成像装置的示意图。

具体实施方式

本发明提供了制备调色剂的方法，包括以下步骤：混合活性乳化剂和着色剂制备着色剂分散体；通过将大分子单体、可聚合单体及链转移剂与着色剂分散体混合而制备调色剂组合物；乳液聚合调色剂组合物。

乳液聚合调色剂组合物包括：使用活性乳化剂分散着色剂，通过添加单体、蜡和其他调色剂成分而聚合所得的分散体，以制备包含着色剂和蜡的胶乳颗粒。该胶乳颗粒用于制备调色剂，以使残留的乳化剂对着色剂性能的负面影响最小化。

着色剂的分散不涉及常规乳化剂的使用，但涉及活性乳化剂的使用。因此，在颗粒构型反应中活性乳化剂固定(anchor)在胶乳树脂上，从而提高了调色剂的性能，因为在调色剂中不发生残留乳化剂的迁移。

乳液聚合调色剂组合物不涉及常规乳化剂的使用，因此，反应后所制备的调色剂颗粒的分离和过滤工艺期间的清洁处理减至最低。通过使清洁处理减至最低，简化了制备工艺，可以降低制造成本。另外，由于减少了污水和废水，该方法在环境上是非常有利的。此外，可以防止诸如低摩擦电荷、图像劣化的问题，且可以显著地改进调色剂的储存稳定性。

活性乳化剂可以包括聚氧乙烯烷基苯基醚部分和至少一种具有选自乙烯基、丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基的反应性基团的阴离子活性乳化剂。

活性乳化剂的重均分子量可以为100-1,000。当活性乳化剂的重均分子量低于100时，该活性乳化剂作为乳化剂的功能劣化。当活性乳化剂的重均分子量大于1,000时，反应活性低。

活性乳化剂的量基于100重量份着色剂可以为5-50重量份，且优选为10-20重量份。当活性乳化剂的量低于5重量份时，着色剂和胶乳的可分散性及颗粒构型率(configuration rate)低。当活性乳化剂的量大于50重量份时，活性乳化剂和单体的反应活性劣化。

现详细描述制备本发明实施方案的调色剂的方法。将活性乳化剂和着色剂与超高纯水混合，所得的混合物使用分散器(disperser)进行分散以制备分散的着色剂溶液。可以使用超声匀化器、珠粒研磨机或微流化器(microfluidizer)来分散着色剂。在反应器用适量水和氮气冲洗之后，将分散的着色剂溶液注入反应器并进行搅拌。通过添加电解质如NaCl或离子盐而控制反应性介质的离子化程度。当反应器内部的温度达到适当值时，将有机溶剂以半连续的方式注入反应器，该有机溶剂为至少一种可聚合单体和大分子单体的混合物。根据该单体和大分子单体的反应时间控制每种物质的注入量和时间。注入的单体从分散的着色剂溶液的中心扩散开来，分散的着色剂溶液的颗粒溶胀以形成包含着色剂的单体液滴。当分散的着色剂溶液的颗粒适当溶胀时，可以将水溶性的自由基引发剂注入反应器以引发自由基反应。

由于根据大分子单体的性质向调色剂组合物注入的大分子单体的类型和量不同，调色剂颗粒的构型发生变化。另外，调色剂的分散包括活性乳化剂的使用。因而，由于在用于构造颗粒的调色剂中残留的乳化剂不发生迁移，调色剂的性能得以提高。因此，清洁处理减至最低。通过使清洁处理减至最低，简化了制备工艺，从而可以降低制造成本。另外，由于减少了污水和废水，该方法在环境上是非常有利的。此外，可以防止诸如低摩擦电荷、图像劣化的问题，且可以显著地改进调色剂的储存稳定性。

本发明实施方案的大分子单体为包括亲水基团和疏水基团的两性物质及包括至少一个反应性官能团的聚合物或低聚物。亲水基团和介质反应以改进单体的水分散性，疏水基团通过存在于调色剂颗粒的表面而促进乳液聚合。该大分子单体可以通过以多种方式例如接枝、支化或交联与可聚合单体结合而形成共聚物，以改进着色剂颗粒的物理性能，例如耐久性等。

着色剂颗粒的物理性能可以用于控制调色剂颗粒的构型。调节注入的大分子单体的量和注入的链转移剂的量和浓度，以控制调色剂颗粒的分子量和树脂的性质，从而控制调色剂颗粒的构型。注入的链转移剂的量和浓度基于调色剂组合物的重量可以为0-20％，可以根据相比于每种单体注入的链转移剂的量和浓度的添加速率而控制调色剂颗粒的构型。当链转移剂的量或浓度下降时，树脂的分子量增加，在聚集/熔融期间球形的调色剂颗粒减少。另一方面，当链转移剂的量和浓度增加时，树脂的分子量降低且球形的调色剂颗粒增加。

图1是使用本发明实施方案的方法制备的调色剂颗粒构型的照片。调色剂颗粒具有椭圆形或马铃薯状构型，其是通过调节调色剂中链转移剂和大分子单体的量而形成的。

根据本发明的方法，可以使用链转移剂调节调色剂颗粒的分子量和构型。另外，通过添加大分子单体可以以不同方式调节调色剂颗粒的表面和构型。如上所述，该大分子单体是包含亲水基团和疏水基团及至少一个反应性官能团的两性物质。因此，可以通过各种结合方式如接枝、支化或交联等来调节调色剂颗粒的分子量和构型。

大分子单体的重均分子量为100-100,000，且优选为1,000-10,000。当大分子单体的重均分子量小于100时，调色剂的性能不能得到改进或者大分子单体不能适当地充当稳定剂。另外，当大分子单体的重均分子量大于100,000时，反应转化率会很低。

本发明实施方案的大分子单体可以为但不限于选自以下的物质：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、PEG-改性聚酯、聚丙烯酰胺(PAM)、PEG-羟乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、树枝状聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。

在本发明实施方案中使用的大分子单体的量基于100重量份调色剂组合物可以为1-50重量份。当大分子单体的量基于100重量份调色剂组合物小于1重量份时，颗粒分布的稳定性低，而当大分子单体的量基于100重量份调色剂组合物超过50重量份时，调色剂的性能劣化。

在本发明实施方案中使用的可聚合单体可以是包含至少一个不饱和基团的单体，选自：乙烯基单体、具有羧基的极性单体、具有不饱和聚酯基团的单体和具有脂肪酸基团的单体。

可聚合单体可以由至少一种选自以下的物质形成，但不限于这些：苯乙烯类单体，例如苯乙烯、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，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、二甲基氨基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯甲酯、甲基丙烯酸酯乙酯、甲基丙烯酸酯丙酯、甲基丙烯酸酯丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯；酰胺的(甲基)丙烯酸衍生物，选自丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；烯键式不饱和单烯烃，例如乙烯、丙烯和丁烯；卤代乙烯基，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异丙烯基酮；以及含氮的乙烯基化合物，例如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。

在本发明实施方案中使用的可聚合单体的量基于100重量份调色剂组合物为3-50重量份。当可聚合单体的量基于100重量份调色剂组合物小于3重量份时，则产率低。当可聚合单体的量基于100重量份调色剂组合物超过50重量份时，调色剂组合物的稳定性低。

本发明实施方案中使用的介质可以是水溶液或水和有机溶剂的混合物。

两性大分子单体不仅可以充当共聚单体，而且还可以充当稳定剂。在初始自由基和单体之间的反应形成低聚物自由基，并提供原位稳定效应。引发剂通过热分解形成自由基，在水溶液中和单体单元反应，形成低聚物自由基，并增加低聚物自由基的疏水性。低聚物自由基的疏水性促进了胶束内部的扩散，加速了和可聚合单体的反应，并有助于和大分子单体的共聚反应。

由于两性大分子单体的亲水性，在调色剂颗粒表面附近会更容易发生共聚反应。位于颗粒表面的大分子单体的亲水部分通过提供空间稳定性增加调色剂的稳定性，并且根据注入的大分子单体的量或分子量可以控制颗粒尺寸。另外，在颗粒表面反应的官能团可以改进调色剂的电摩擦性。

调色剂组合物中的自由基由引发剂形成，自由基可以和可聚合单体反应。自由基和可聚合单体及大分子单体的反应性官能团反应，形成共聚物。

自由基聚合引发剂的实例包括：过硫酸盐，例如过硫酸钾、过硫酸铵等；偶氮化合物，如4，4-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2，2′-偶氮二(丙酸2-甲酯)、2，2-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2-偶氮二-2-甲基-N-1，1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基丙酰胺、2，2′-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮二异丁腈、1，1’-偶氮二(1-环己烷甲腈)等；过氧化物，如过氧化甲基乙基、过氧化二叔丁基、过氧化乙酰基、过氧化二枯基、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁基酯(t-butylperoxide-2-ethylhexanoate)、过氧二碳酸二异丙基酯、过氧间苯二甲酸二叔丁基酯等。另外，可以使用氧化还原引发剂，它是聚合引发剂和还原剂的组合。

本发明实施方案的显影剂可以包括着色剂，对于黑色调色剂，该着色剂可以是炭黑或苯胺黑。另外，容易制备本发明实施方案的非磁性彩色调色剂。对于彩色调色剂，碳黑可以用作黑色着色剂，还包括黄色着色剂、品红着色剂和青色着色剂作为彩色着色剂。

黄色着色剂可以是缩合的氮化合物、异吲哚啉酮(isoindolinone)化合物、蒽醌类化合物、偶氮金属络合物或芳基酰亚胺化合物。例如，可以使用C.I.颜料黄12，13，14，17，62，74，83，93，94，95，109，110，111，128，129，147，168，180等。

品红着色剂可以是缩合的氮化合物、蒽醌类、喹吖啶酮化合物，碱性染料的色淀类颜料、萘酚类化合物、苯并咪唑类化合物、硫靛化合物或二萘嵌苯化合物。例如，可以使用C.I.颜料红2，3，5，6，7，23，48:2，48:3，48:4，57:1，81:1，122，144，146，166，169，177，184，185，202，206，220，221，254等。

青色着色剂可以是铜酞菁化合物或其衍生物，蒽醌类化合物，或碱性染料的色淀类颜料。例如，可以使用C.I.颜料蓝1，7，15，15:1，15:2，15:3，15:4，60，62，66等。

这些着色剂可以单独使用或者两种或多种组合使用。考虑颜色、饱和度、亮度、耐候性和在调色剂中的可分散性而选择所需的着色剂。

着色剂的量基于100重量份可聚合单体可以为0.1-20重量份。对于着色剂的量没有特别限制，只要它足以使调色剂着色。当着色剂的量小于0.1重量份时，着色不充分。当着色剂的量超过20重量份，调色剂的制造成本增加，调色剂不能获得足够的摩擦电荷。

本发明实施方案的调色剂组合物可以包括至少一种选自蜡、电荷控制剂和脱模剂的物质。

脱模剂保护感光体并防止显影性能劣化，从而可以用于获得高质量的图像。本发明实施方案的脱模剂可以使用高纯度的固体脂肪酸酯材料。例如，可以使用低分子量聚烯烃，如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、低分子量聚丁烯等；石蜡；或者多官能酯化合物，等等。在本发明实施方案中使用的脱模剂可以是由具有至少三个官能团的醇和羧酸形成的多官能酯化合物。

电荷控制剂可以由选自以下的物质形成：包含金属如锌或铝的水杨酸化合物、双二苯基羟基乙酸的硼络合物，和硅酸盐。更具体地，可以使用二烷基水杨酸锌，或硼的双(1，1-二苯基-1-酮基-乙酰基钾盐)(borobis(1，1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt))。

可以使用给最终调色剂化合物提供所需特性的适宜的蜡。所述蜡可以是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硅蜡、石蜡、酯蜡、巴西棕榈蜡或金属茂蜡，但不限于此。蜡的熔点可以为约50至约150℃。蜡组分物理吸附在调色剂颗粒上，而不与调色剂颗粒共价连接。在低的定影温度下，调色剂定影在最终图像接受体上，并具有优异的最终图像耐久性和耐摩擦性。

根据温度，聚合反应可以进行3-12小时。过滤、分离和干燥获得的反应产物颗粒。此时，可以进行聚集工艺以控制颗粒尺寸、还可以将添加剂加至用于激光打印机的干燥调色剂。本发明实施方案制备的调色剂的平均体积颗粒尺寸可以为0.5-20μm，优选为5-10μm。

本发明提供由乳液聚合调色剂组合物获得的调色剂，该调色剂组合物包括具有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，在着色剂分散体中的至少一种可聚合单体，以及在活性乳化剂和着色剂的着色剂分散体中的链转移剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节着色剂颗粒的构型。

由引发剂形成的自由基与可聚合单体和大分子单体的反应性官能团反应，并可以形成共聚物。该共聚物可以通过共聚至少一种选自以下的单体形成：乙烯基单体、具有羧基的极性单体、具有不饱和聚酯基团的单体和具有脂肪酸基团的单体。该共聚物的重均分子量为2,000-200,000。

大分子单体的重均分子量可以为100-100,000，优选为1,000-10,000。大分子单体可以由选自以下的物质形成，但不限于这些：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、PEG-改性聚酯、聚丙烯酰胺(PAM)、PEG-羟乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、树枝状聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。

所得调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸可以为0.5-20μm，优选为5-10μm。

调色剂组合物还可以包括至少一种选自蜡、电荷控制剂和脱模剂的物质。其详细情况如上所述。

本发明提供了成像方法，包括：通过在形成有静电潜像的感光体表面上布置调色剂形成可视图像；和将该可视图像转印至转印介质，其中所述调色剂含有通过乳液聚合调色剂组合物而获得的活性乳化剂和可聚合单体的共聚物，该调色剂组合物包括在着色剂分散体中的含有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，和至少一种可聚合单体，其中着色剂分散体是活性乳化剂和着色剂的混合物。

电子照相成像方法包括：充电工艺、曝光工艺、显影工艺、转印工艺、熔化工艺、清洁工艺和擦除工艺，它们是在图像接受体上形成图像的一系列工艺。

在充电工艺中，通过电晕放电或充电辊将感光体覆盖所需极性(正或负)的电荷。在曝光工艺中，光学体系(一般为激光扫描仪或二极管阵列)通过选择性放电感光体的充电表面，以成影像(imagewise)的方式形成与将在图像接受体上形成的最终可视图像相应的潜像。电磁辐射(下文的“光”)可以包括红外辐射、可见光线和紫外辐射。

在显影工艺中，通常，具有适当极性的调色剂颗粒接触感光体上的潜像，并且通常使用具有和调色剂极性相同的电位的电偏压(electrically biased)显影剂。调色剂颗粒向感光体移动，通过静电选择性地附着在潜像上并在感光体上形成调色剂图像。

在转印工艺中，调色剂图像从感光体转印到所需的最终图像接受体上。有时使用中间转印元件完成调色剂图像从感光体至最终图像接受体的转印。

在熔化工艺中，通过加热最终图像接受体上的调色剂图像来熔融或软化调色剂颗粒，从而将调色剂图像熔化在最终图像接受体上。或者，可以将调色剂在加热或未加热时在高压下定影在最终图像接受体上。在清洁工艺中，除去残留在感光体上的调色剂颗粒。在擦除工艺中，将感光体上的电荷暴露于特定波长的光，使电荷基本上减少到一致低的值。随后，除去残留的潜像，为下一轮成像循环准备感光体。

本发明还提供成像装置，包括：有机感光体；用于充电有机感光体表面的单元；在有机感光体表面上形成静电潜像的成像单元；包含调色剂的调色剂盒；向有机感光体表面提供调色剂以使静电潜像显影成调色剂图像的调色剂提供单元；和将有机感光体表面上的调色剂图像转印至转印介质上的调色剂转印单元。在该成像装置中使用的调色剂包含通过乳液聚合调色剂组合物而获得的活性乳化剂和可聚合单体的共聚物，该调色剂组合物包括在着色剂分散体中的具有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，和至少一种可聚合单体，以及在活性乳化剂和着色剂的着色剂分散体中的链转移剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节着色剂颗粒的构型。

图2是使用以本发明实施方案的方法所制备的调色剂的非接触显影型成像装置的示意图。下面说明该成像装置的工作原理。

将显影剂8(一种非磁性单组分显影剂)通过由弹性材料(如聚氨酯泡沫和海绵)形成的进料辊6提供到显影辊5上。提供到显影辊5上的显影剂8随着显影辊5旋转而到达显影辊5与显影剂调节叶片7之间的接触点。显影剂调节叶片7由弹性材料(如金属、橡胶等)形成。当显影剂8经过显影辊5与显影剂调节叶片7之间的接触点时，显影剂8被平滑化以形成被充分充电的薄层。显影辊5将显影剂8的薄层转印至显影区域，其中显影剂8的薄层在感光体1(其为潜像载体)的静电潜像上显影。

显影辊5和感光体1两者之间以恒定距离彼此相对。显影辊5逆时针旋转而感光体1顺时针旋转。转印至显影区域上的显影剂8根据电荷的强度而在感光体1上形成静电潜像，所述电荷由于施加到显影辊5上的电压与感光体1的潜像电势之间的差异而产生。

在感光体1上显影的显影剂8随着感光体1旋转而到达转印设备9。在感光体1上显影的显影剂8随着印刷纸13在感光体1与转印设备9之间经过而通过电晕放电或通过辊转印至印刷纸13上。转印设备9接受与显影剂8极性相反的高电压，并因此形成图像。

转印至印刷纸13上的图像经过提供高温和高压的熔化设备(未示出)，并且图像随着显影剂8熔化至印刷纸13上而被熔化至印刷纸13上。同时，显影辊5上没有被显影的剩余显影剂8被送回与显影辊5接触的加料辊6。重复以上过程。

现参考以下实施例更详细地描述本发明。下列实施例仅仅为了说明的目的，而不意图限制本发明的范围。

实施例

实施例1

将16gPB15:3作为青色颜料和4gBS-10(得自DAT-ICHI KOGYO)作为活性乳化剂混合在100g用超高纯氮除氧的超高纯水中，将所得的混合物在分散混合器(Dispermat Milling)中在5,000RPM下旋转约1小时以制备着色剂分散体。将75g苯乙烯、15g丙烯酸丁酯和5g甲基丙烯酸酯的单体混合物；1g作为链转移剂的巯基丙酸异辛酯(IOMP)；3g作为大分子单体的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEG-MA)，与10g作为脱模剂的酯蜡加热并混合。此时，加热温度不超过60℃。制备在500g超高纯水中溶解并混合有1gNaCl和5g聚乙二醇甲基丙烯酸酯而得的水溶液并将其注入反应器中。将50g上述过程得到的着色剂分散体用600g超高纯水稀释并注入1升反应器中，使用匀化器匀化。在7,000RPM下进行匀化2分钟。将匀化的颜料溶液在300RPM下进行搅拌并加热至80℃。当反应器的内部温度达到适当值时，加入1g过硫酸钾和0.5g偶氮酰胺(azoamide)作为引发剂，并用氮气冲洗反应器。立即向反应器缓慢滴加比例为7∶1.5∶0.5∶1的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯的单体混合物，持续约1小时。进行反应3小时，在3小时之后，将溶解在20g超高纯水中的2gNaCl滴加至反应器中。在1小时内向反应器添加110g上述比例的单体化合物。此时，反应进行了6小时，在反应完成后，使产物自然冷却。通过该方法得到的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为5.8μm，调色剂颗粒的构型不规则。

实施例2

以和实施例1相同的方式制备调色剂组合物，不同的是，使用2gIOMP代替1gIOMP作为链转移剂，使用4gPEG-MA代替3gPEG-MA作为大分子单体。所得的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为6.5μm，调色剂颗粒的构型为介于不规则构型和马铃薯状构型之间的中间构型。

实施例3

以和实施例1相同的方式制备调色剂组合物，不同的是，使用3gIOMP代替1gIOMP作为链转移剂，使用5gPEG-MA代替3gPEG-MA作为大分子单体。所得的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为6.3μm，调色剂颗粒的构型为马铃薯状构型。图1是具有马铃薯形构型的颗粒的构型照片。

实施例4

以和实施例1相同的方式制备调色剂组合物，不同的是，使用5gIOMP代替1gIOMP作为链转移剂，使用5gPEG-MA代替3gPEG-MA作为大分子单体。所得的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为6.2μm，调色剂颗粒的构型为球形。

实施例5

以和实施例1相同的方式制备调色剂组合物，不同的是，使用7gIOMP代替1gIOMP作为链转移剂，使用5gPEG-MA代替3gPEG-MA作为大分子单体。所得的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为6.1μm，调色剂颗粒的构型为球形。

实施例6

以和实施例1相同的方式制备调色剂组合物，不同的是，不使用链转移剂。所得的调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为6.5μm，调色剂颗粒的构型为团块。

比较例1-常规乳化/聚集法

胶乳的制备

将0.5g作为阴离子表面活性剂的十二烷基硫酸钠(SDS)混入400g脱氧的超高纯水中。将苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸(均为单体)一起混合并加入滴液漏斗内。将水溶液加入反应器并加热至80℃。当温度达到80℃时，加入0.2g过硫酸钾引发剂在30g超高纯水中的溶液。在10分钟之后，在约30分钟内滴加30g混合单体。在反应发生4小时之后，停止加热并使产物自然冷却。取出30g所得种子溶液并加入到351g超高纯水中，并且将所得混合物加热至80℃。将17g酯蜡加热并与18g单体苯乙烯、7g丙烯酸丁酯、1.3g甲基丙烯酸和0.4g十二烷硫醇一起溶解。将所制备的蜡/混合单体加入220g其中溶解1gSDS的超高纯水中，并将所得物在超声匀化器中匀化约10分钟。将匀化的乳化溶液放入反应器中并在约15分钟之后，将5g引发剂和40g超高纯水混合并加入反应器中。在此过程中，反应温度保持在82℃并且反应随后继续进行约2小时30分钟。在反应进行2小时30分钟之后，将1.5g引发剂和60g超高纯水再次与用于形成壳层的单体一起加入。该单体由56g苯乙烯、20g丙烯酸丁酯、4.5g甲基丙烯酸和3g十二烷硫醇组成。将单体在约80分钟内滴加至反应器中。在反应进行2小时之后，停止反应并使产物自然冷却。

调色剂聚集/熔化工艺

将318g如上所述制备的胶乳颗粒与其中溶解0.5gSDS乳化剂的超高纯水混合。加入18.2g通过SDS乳化剂分散的颜料颗粒(青色15:3，40％固体率(solidity))以得到分散有胶乳颜料的水溶液。在250RPM下搅拌所得物的同时，将该分散有胶乳颜料的水溶液的pH使用10％NaOH缓冲溶液滴定至pH10。将10g作为聚集剂的MgCl₂溶解在30g超高纯水中，并将所得物在约10分钟内滴加至胶乳颜料水溶液。所得物的温度以1℃/min的速率升至95℃。在加热约3小时之后，停止反应并使产物自然冷却。平均体积颗粒尺寸为约6.5μm。

上述实施例的结果示于下面的表1。

[表1]

实施例	链转移剂的量	大分子单体(PEG-MA)的量	分子量	调色剂颗粒的构型
					实施例1	1	3	100,000-500,000	不规则
实施例2	2	4	50,000-100,000	中间形状
					实施例3	3	5	40,000-50,000	马铃薯状
实施例4	5	5	20,000-40,000	球形
					实施例5	7	5	20,000	球形
实施例6	0	3	500,000-1,000,000	团块
					比较例1	0	0	30,000-100,000	马铃薯状

根据上述结果，随着链转移剂的量增加，调色剂颗粒的构型更趋于球形，且分子量下降。另外，当大分子单体的量增加时，分子量下降，调色剂颗粒的构型因链转移剂变得几乎为球形。

根据本发明，可以容易地控制调色剂颗粒的构型和尺寸，因活性乳化剂的使用，清洁工艺得以简化，污水和废水的产生下降，这在环境上是非常有利的。调色剂的抗偏移性能、摩擦电荷性能和储存稳定性优异，并因此可打印高质量图像。而且，具有优异性能的聚合调色剂可在高湿度条件下制备。

尽管本发明已参考其示例性实施方案具体加以显示和描述，但本领域普通技术人员可以理解，可在不背离由权利要求书所确定的本发明实质和范围的情况下作出形式和细节上的各种变化。

Claims (28)

1.制备调色剂的方法，包括：

通过混合活性乳化剂和着色剂制备着色剂分散体；

通过将包括亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体、至少一种可聚合单体及链转移剂与着色剂分散体混合而制备调色剂组合物；

在介质中乳液聚合调色剂组合物；和

分离并干燥聚合的调色剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节着色剂颗粒的构型。

2.权利要求1的方法，其中当大分子单体的量增加时，调色剂颗粒的构型从不规则形状变为球形。

3.权利要求1的方法，其中当链转移剂的量增加时，调色剂颗粒的构型从不规则形状变为球形。

4.权利要求1的方法，其中活性乳化剂包括聚氧乙烯烷基苯基醚部分和至少一种具有选自乙烯基、丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基的基团的阴离子活性乳化剂。

5.权利要求1的方法，其中活性乳化剂的重均分子量为100-1,000。

6.权利要求1的方法，其中活性乳化剂的量基于100重量份着色剂为5-50重量份。

7.权利要求1的方法，其中大分子单体的重均分子量为100-100,000。

8.权利要求1的方法，其中大分子单体是选自以下的物质：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、PEG-改性聚酯、聚丙烯酰胺(PAM)、PEG-羟乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、树枝状聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。

9.权利要求1的方法，其中大分子单体的量基于100重量份调色剂组合物为1-50重量份。

10.权利要求1的方法，其中可聚合单体包括至少一种选自以下的单体：乙烯基单体、具有羧基的极性单体、具有不饱和聚酯的单体和具有脂肪酸基团的单体。

11.权利要求1的方法，其中可聚合单体包括至少一种选自以下的物质：苯乙烯类单体，选自苯乙烯、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，选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、二甲基氨基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯甲酯、甲基丙烯酸酯乙酯、甲基丙烯酸酯丙酯、甲基丙烯酸酯丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯；酰胺的(甲基)丙烯酸衍生物，选自丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺；烯键式不饱和单烯烃，选自乙烯、丙烯和丁烯；卤代乙烯基，选自氯乙烯、偏二氯乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，选自乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；乙烯基醚，选自乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；乙烯基酮，选自乙烯基甲基酮和甲基异丙烯基酮；以及含氮的乙烯基化合物，选自2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮。

12.权利要求1的方法，其中着色剂为选自黄色、品红、青色和黑色颜料的物质。

13.权利要求1的方法，其中调色剂组合物使用引发剂产生自由基，且该自由基和可聚合单体反应。

14.权利要求1的方法，其中调色剂组合物还包括至少一种选自蜡、电荷控制剂和脱模剂的物质。

15.通过乳液聚合调色剂组合物而获得的调色剂，所述调色剂组合物包含在活性乳化剂和着色剂的着色剂分散体中的具有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团的大分子单体，至少一种可聚合单体和链转移剂，其中控制大分子单体和链转移剂的量以调节调色剂颗粒的构型。

16.权利要求15的调色剂，其中当大分子单体的量增加时，调色剂颗粒的构型从不规则形状变为球形。

17.权利要求15的调色剂，其中当链转移剂的量增加时，调色剂颗粒的构型从不规则形状变为球形。

18.权利要求15的调色剂，其中调色剂颗粒的平均体积颗粒尺寸为0.5-20μm。

19.权利要求15的调色剂，其中大分子单体的重均分子量为100-100,000。

20.权利要求15的调色剂，其中大分子单体是由选自以下的物质形成的：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、PEG-改性聚酯、聚丙烯酰胺(PAM)、PEG-羟乙基甲基丙烯酸酯、六官能聚酯丙烯酸酯、树枝状聚酯丙烯酸酯、羧基聚酯丙烯酸酯、脂肪酸改性环氧丙烯酸酯和聚酯甲基丙烯酸酯。

21.权利要求15的调色剂，其中调色剂组合物还包括至少一种选自蜡、电荷控制剂和脱模剂的物质。

22.一种成像方法，包括：

通过在形成有静电潜像的感光体表面上布置权利要求15的调色剂形成可视图像；和

将该可视图像转印至转印介质。

23.一种成像装置，包括：

有机感光体；

在有机感光体表面上形成静电潜像的成像单元；

包含权利要求15的调色剂的调色剂盒；

向有机感光体表面提供调色剂以使有机感光体表面上的静电潜像显影成调色剂图像的调色剂提供单元；和

将有机感光体表面上的调色剂图像转印至转印介质上的调色剂转印单元。

24.制备用于电子照相成像装置的调色剂的方法，该方法包括：

混合活性乳化剂和着色剂以制备着色剂分散体；

混合大分子单体、至少一种可聚合单体、链转移剂和着色剂分散体，以获得调色剂组合物，其中，大分子单体具有亲水基团、憎水基团和至少一个反应性官能团；

在介质中乳液聚合调色剂组合物以制备聚合的调色剂颗粒；和

分离并干燥调色剂颗粒，其中引入能够获得具有预定颗粒形状的调色剂颗粒的量的大分子单体和链转移剂。

25.权利要求24的方法，其包括引入能够制备基本上成形的调色剂颗粒的量的大分子单体和链转移剂。

26.权利要求24的方法，其包括引入能够制备椭圆形的调色剂颗粒的量的大分子单体和链转移剂。

27.权利要求24的方法，其中所述调色剂颗粒的颗粒尺寸为约0.5-20μm。

28.权利要求24的方法，其中所述调色剂颗粒的颗粒尺寸为约5.0-10μm。

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