KR0180733B1 - 챠지디렉터 혼합물 및 안정화를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챠지디렉터가 솔벤트와 극성모노머종들과 혼합되고, 중합화반응이 개시되고, 완료를 위한 진행이 허용되므로써, 챠지디렉터용액을 안정화하기 위한 방법 및 이 방법에 의해 만들어진 챠지디렉터 혼합물(제1도)에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

챠지디렉터 혼합물 및 안정화를 위한 방법

[발명의 배경]

본 발명은 정전기적 사진 복사에 대한 액체 현상제에 관한 것으로써, 특히 챠지디렉터용액을 안정화하는 방법과 새로운 안정화된 챠지디렉터 혼합물에 관한 것이다.

정전기적 상들을 형성하고, 기질에 대한 정전기적 챠지패턴들로써 존재하기 위한 프로세스들은 잘 알려져 있다. 정전기적 프린팅 혹은 복사에서, 광전도전성 영상 표면은 전통적으로 일정한 속도로 챠지코로나를 통과하여 영상표면을 이동시키므로서 먼저 일정한 정전기적 챠지가 준비된다.

다음에 영상표면은 복사되기 위하여 오리지널 광학영상에 노출된다. 이 광학 영상은 숨은 정전기적 영상을 형성하기 위한 형태로 영상표면을 선택적으로 방전한다.

밝은 바탕에 대해 어두운 복사를 낳는 오리지널의 경우에, 이 숨은 영상은 빛의 노출에 의해 실질적으로 방전되었던 바탕 중에 오리지널의 사실적 사항에 대응하여 실질적으로 방전되지 않는 프린트 영역들로 구성한다.

숨은 영상은 오리지널의 그것에 대응하는 패턴으로 숨은 영상의 프린트 영역들을 놓는, 반대로 챠지되고 착색된 토너입자들에 노출되므로서 현상된다.

액체현상제 사진복사기에서, 이 대전된 토너입자들은 캐리어액, 토너입자들 및, 챠지디렉터들을 포함하는 액체현상제에 드리워진다. 전체 정전기적 숨은 영상은 액체현상제 저장통으로부터 액체현상제의 얇은 필름으로 덮어진다.

액체현상제에서 대전된 토너입자들은 광전도성 표면에 관한 패턴을 형성하기 위하여 숨은 영상의 반대로 대전된 프린트영역들로 이동한다. 이 패턴과 대응하는 토너입자들은 잘 보이는 영상을 생산하기 위하여 다음에 종이로 전달된다. 이 과정후 광전도성 표면위에 남아있는 액체현상제는 액체현상제 저장통으로 되돌아간다.

챠지디렉터는 위에 언급된 현상과정에서 중요한 역할을 한다.

챠지디렉터는 토너입자들에 대전하고 극성을 조절하기 위해 작용하는 분자로서 아니면 이온으로서의 화학적 종이다. 챠지디렉터는 토너입자들이 저장되고 영상표면에 관하여 바람직한 영상을 형성하기 위한 방법으로 이동하는 것을 확실하게 하기위해 영상물질의 대전을 일으키는 대전된 종들을 발생시킨다.

반대성질의 이온들은 전체에 걸쳐 실질적, 전기적으로 중성의 액체현상제를 유지하는 것을 또한 야기시킨다.

본 발명은 레시틴과 바륨 침투 등의 어느정도의 대전디렉터들로써 실행 될 수 있다. 챠지디렉터들로서 사용된 물질에 관한 중요한 문제들중 하나는 정전기적 현상 과정동안 발생되는 전기장의 적용하에 대전수행종들의 저하이다.

대전수행종들의 저하는 또한 챠지디렉터의 희석에 기인하여 캐리어 액체로써 현상제의 공급동안에 또한 발생한다. 대전수행종들의 저하는 전기적으로 액체현상제들의 안정을 떨어뜨린다. 액체현상제의 안정된 전기적특성은 높은 질의 영상을 성취하는데 중요하고, 특히 많은 영향이 액체현상제 분산을 변화시킴이 없이 생산될 때 대전수행종들의 저하는 나쁜 복사의 질을 가져온다. 많은 액체현상제들에서 챠지디렉터 분자들은 반대의 마이쎌들을 형성한다고 믿어진다.

이 마이쎌들의 예가 제1도에 나타나 있다.

마이쎌들은 챠지디렉터 분자들 포인트 안쪽의 극성영역들과 시스템의 전체 표면에너지를 감소시키기 위한 무극성 영역들 포인트 바깥쪽의 집합에 의해 형성된다. 이 마이쎌들은 챠지디렉터 분자들의 분열에 의해 발생된 이온들을 용해할 수 있다.

높은 유전율을 가진 미환경의 챠지디렉터 마이쎌들에 의한 이온들의 용해는 마이쎌들의 안쪽과 주변의 형성에 기인한다. 챠지디렉터 마이쎌들에 의한 이온들의 안정화는 그것들의 중심에서 대전된 종들을 포함하는 마이쎌들에서 일어난다. 마이쎌들의 몇몇은 그 중심에서 양의 종들을 가지고, 다른 것들은 그 중심에서 음의 종들을 가진다.

전기이동 현상과정동안 이 마이쎌들은 대전된 광 전도성 표면에 의해 발생된 전기장의 영향하에 파열한다고 믿는다. 파열의 정확한 메카니즘은 알려지지 않고 있다.

마이쎌들의 파열은 그들의 상대적으로 강한 양과 음의 전하들과 캐리어액의 낮은 유전율에 기인하여 전기적으로 중성혼합물들을 형성하기 위하여 서로 재결합하려는 마이쎌들의 중심에서 대전된 종들을 자유롭게 하므로서 액체현상액의 전기적 물성들을 변화시킨다.

이 전기적으로 중성혼합물들의 구성은 액체현상제의 전체 전기적 물성들을 변화시킨다.

액체현상제의 전기적 물성들에서의 변화는 액체현상제에서 토너입자분산과 복사질의 저하를 가져오는 수많은 전하수행 종들을 변화시킨다. 또한 마이쎌들은 사진 복사기에서 액체현상제분산이 새로운 캐리어액을 부가하므로서 보충될 때 파열한다고 믿는다.

이 파열의 효과는 시스템에서 전하수행 종들의 불안정성으로 명백해진다. 되풀이하면 전체의 결과는 복사의 질에서 저하된다. 따라서 본 발명의 하나의 목적은 전기장의 영향하에 감성을 방해할 챠지디렉터 혼합물이다.

본 발명의 또하나의 목적은 액체현상제 분산에서 캐리어액의 보충동안 감성을 방해할 챠지디렉터 혼합물이다. 본 발명의 또다른 하나의 목적은 불안정화를 방해할 챠지디렉터 용액이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 챠지디렉터 마이쎌들의 이상적인 묘사이다.

제2도는 4개의 연속적인 전기적 펄스들에 대한 레시틴 용액에서의 전류를 나타낸 그래프.

제3도는 본 발명의 물질과 레시틴의 희석하에 동적 전도성을 나타낸 그래프.

제4도는 본 발명의 여러 가지 챠지디렉터 혼합물들의 안정성을 나타낸 그래프이다.

제5도는 본 발명의 챠지디렉터와 레시틴에 대해 21% 보상범위 목표에 위한 오랜 현상의 수행동안 전도율에서 절대적 변화를 보여주고 있다.

[발명의 개요]

본 발명은 챠지디렉터와 솔벤트와 포라모노머종들이 혼합된, 결과적으로 모노머분자들이 중합화되므로서 챠지디렉터용액을 안정화시키는 방법이 안내되어 있다.

개시제종들이 중합을 시작하는데 사용되고, 실질적인 완성상태로 진행하기 위해 반응이 허용된다. 그 결과는 극성 폴리머종들의 화학적 결합이 챠지디렉터 마이쎌들의 코아로 된다고 믿어진다. 극성종들은 마이쎌들의 코아를 안정시키고 마이쎌 파열가능성을 줄인다.

본 발명에 따라 챠지디렉터 마이쎌들은 대전된 종들이 더 안정되고 감성에 대해 덜 영향을 받도록 하기 위해 불용성 폴리며 분자들과 회합된다. 액체전개제 혼합물의 대전된 종들의 분해를 축소하므로서, 전개제에 의해 형성된 상들은 대전된 종들의 존재가 전기이동의 상진행에 필수적이기 때문에 장기간 처리에 걸쳐 더 짙어 질 것이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명에서 차지디렉터와 솔벤트와 폴라모노머종들이 혼합되고, 결과적으로 모노머분자들이 중합화된다.

개시제종들이 중합을 시작하는데 사용되고, 실질적인 완성상태로 진행하기 위해 반응이 허용된다. 형태가 이루어진 폴리머종들은 용해되지 않고, 본 발명의 모노머종들은 챠지디렉터를 포함하는 솔벤트에 용해되지 않는다.

마이쎌들과 같이 최소한의 부분으로 존재하는 챠지디렉터는 모노머종들의 중합화를 위해 계면활성제로서 작용한다. 모너머종들은 마이쎌에 달라붙고 마이쎌의 코아에서 중합화한다고 믿어진다. 선정된 솔벤트는 필요한 중합화가 발생할 수 있는데에서 어떤 적절한 솔벤트가 될 수 있다.

이소파(엑쏜(Exxon)회사 제품), 이소파라핀, 헥산, 사이클로헥산, 티-부틸벤젠, 2,2,4-트리메틸펜탄 및 노말파라핀들을 포함하는 많은 무극성 솔벤트는 본 발명에서 훌륭하게 작용할 것이다.

선택된 모노머종들은 선택된 솔벤트에서 용해되는 불포화된 모노머가 될 수 있고, 적절한 개시제의 존재에 솔벤트로 중합화한다.

매우 많은 불포화된 분자들은 모노머같이 본 발명에서 만족하게 작용할 것이지만, 1-비닐-2-피롤리돈, 2-비닐 피리딘, 비닐푸란 및 메틸메타크릴레이트를 포함하는 종들은 특히 만족하게 작용해야만 한다고 믿어진다.

개시제는 중합화작용을 개시한 아조비스부티로니트릴, 벤졸 페록사이드, 트리페닐라조벤젠, 쿠몰하이드로페록사이드 및 티-부틸 페라스테이트를 포함하는 수많은 종들중 어느하나가 될 수 있다고 믿어진다.

본 발명의 제기된 하나의 구체예에서, 이소파는 환류응축기로써 갖춰진 반응용기에서 약 50℃로 가열된다. 반응 질소공기하에 수행된다. 레시틴은 이소파에 서서히 첨가된다.

용액은 약 80-90℃로 가열되고 1-비닐-2-피롤리돈이 중합화 개시제, 예를 들면, 아조비스부티로니트릴로써 첨가되고, 따라진다. 온도는 일정하게 유지되고 반응은 약 24시간 진행되는 것이 허용된다. 이 진행에 의해 형성된 챠지디렉터 혼합물은 안정화하는 폴리머분자들이 부족하여 혼합물보다 덜 전하수행 종들의 분해가 되기 쉽다.

이 분해보다 우수한 저항은 전류가 혼합물에 적용될때와 혼합물이 솔벤트(이소파)로써 희석될 때 나타나게 될 것이다.

1-비닐-2-피롤리돈 모노머는 용해되지만 폴리머는 용해되지 않는데에 무극성 솔벤트를 사용하는 것이 제기되어 있다. 솔벤트는 90℃보다 더 높은 온도에서 가열되어서 반응상태하에 여전히 액체로 남게 될 것이다.

중합화 반응 진행들처럼 폴리머분자들은 솔벤트에서 용해되지 않는 임계길이 위에 도달할 것이다. 그리고 솔벤트 효과에서 이 폴리머분자들의 매우 좋은 분산과 챠지디렉터 마이쎌들은 폴리머분자들 주위에 형성된다. 마이쎌들은 차례로 폴리머분자들에 의해 단단해지고 안정화된다.

큰 안정화 효과를 얻기 위하여 요구되는 비닐 피롤리돈 폴리머의 임계율은 챠지디렉터 고체물들에 대하여 중량대 중량을 토대로 하여 약 5∼9%사이에 있다.

9% 혹은 그 이상의 폴리머농도는 대전된 종들의 아주 적은 분해가 솔벤트로써 희석되거나, 전기장의 부과를 발생한다. 그러나 5%폴리머 농도 이하에서는 많은 양의 분해가 생길 것이다.

본 발명은 다음의 예들로써, 그러나 한정되지는 않고 더 증명된다.

[제1예]

질소공기하에, 환류응축기로써 갖춰진 기계적으로 섞여진 4개의 가지가 달린 2리터의 유리 반응장치에서 50℃로 가열되었다.

600그램의 레시틴이 서서히 부가하고 섞어서 이소파-에이치에 용해되었다.

이소파-에이치/레시틴 용액이 다음에 80℃로 가열되었고, 그다음 102그램의 1-비닐-2-피롤리돈이 용액에 부가되었다.

10∼20밀리의 이소파-에이치에 떠있는 3그램의 아조비스부티로니트릴이 다음에 부가되었고, 반응이 완료되기 위해 24시간 동안 진행되도록 허용된다.

[제2예]

500그램의 이소파-에이치와 10그램의 레시틴과 1.7그램의 1-비닐-2-피롤리돈이 N₂공기하에 4개의 가지가 달린 유리로된 바닥이 둥근 플라스크내 90℃에서 섞여졌다. 0.5그램의 아조비스부티로니트릴이 20그램의 이소파에서 분산되고 부가되었다.

반응은 17시간 30분동안 진행이 허용되었다.

결과로서 생기는 용액은 맑았고 이소파에서 레시틴의 용액보다 다소 검은색이었다.

본 발명의 장점들은 다음의 실험결과들에 의해 증명된다.

표1(본원명세서 뒷부분에 첨부되어 있음)과 제2도는 공통 불안정한 챠지디렉터, 레시틴 및 용액에 적응된 전기장의 효과에 관한 실험결과를 보여주고 있다.

실험에서 DC 800V의 펄스가 4시간동안 레시틴용액을 포함하는 쎌에 계속해서 적용되었고, 각 펄스에 대해 레시틴용액의 전하이동이 측정되었다.

표1은 각 펄스에 대해 용액에서 전하이동을 보여주고 있다.

제2도는 펄스의 주기동안 랜턴용액에서의 전류를 그래프로 보여주고 있다.

표1과 제2도에서 나타나 있듯이 챠지디렉터용액에 전기적 펄스의 적용은 용액의 전기적 성질을 변화시킨다. 실험에서 적용된 전기적 펄스는 복사진행동안 발생된 전기장과 유사하다. 그래서 레시틴용액에 대한 전기적 펄스의 효과는 액체 전개제용액의 복사 진행동안 발생된 전기장 효과와 유사하다.

제3도는 레시틴조절에 비유하여 본 발명에 따라 이소파 에이치와 같은 그런 캐리어 액체를 부가한 후 두경우에서, 챠지디렉터 고체물에 대하여 중량에 의해 17%의 모노머 안정화된 종들을 혼합물의 전도성을 보여주고 있다.

제3도에 나타나 있는것처럼 이소파에서 안정화된 혼합물의 전도성은 상대적으로 일정한 시간을 유지하는 반면, 제어에 있어서는 시간이 감소한다. 그래서 본 발명의 안정화된 혼합물은 전도성이 상당한 시간동안 변하지 않을 것이기 때문에 사진 복사기에 사용하는데 유리하다.

제4도는 본 발명에 따른 여러 가지 안정된 챠지디렉터 혼합물들에 관한 유사한 실험결과들을 보여주고 있다.

이 실험에서 DC 800V의 펄스들이 연속하여 챠지디렉터 용액을 포함하는 쎌에 적용되었고, 쎌에서 전체 전하이동은 각 펄스에 대해 측정되었다.

조절 챠지디렉터 용액은 위에서 언급된 실험에서 사용되었듯이 불안정화된 레시틴용액이었다. 본 발명에 따라 만들어진 5가지 안정화된 챠지디렉터 용액들이 또한 테스트되었다.

각 챠지디렉터용액은 모노머 안정화종들의 여러 가지 퍼센트로써 만들어졌다.

제4도에서 나타난 것처럼 챠지디렉터는 높은 정도의 전하 이동 불변성을 성취하기 위하여 더 많은 모너머 안정화종들 혹은 챠지디렉터 고체물들에 관하여 중량에 대해 5∼9% 사이에 포함되어야 한다.

또한 제4도에 나타난 것처럼 전하이동에서 약간의 분해가 챠지디렉터 고체물들에 관하여 중량에 대해 17%의 모노머 안정화종들을 포함하는 챠지디렉터 혼합물에 의해 유지된다.

제5도는 종이를 공급하지 않고 연속하는 전자사진 복사기 동작동안 챠지디렉터용액의 전도성에서의 감소에 관한 실험결과들을 보여주고 있다.

챠트에 나타난 레시틴 챠지디렉터용액이다.

다른 챠지디렉터는 챠지디렉터 고체물들에 관하여 중량에 대해 17%의 모노머 안정화종들을 포함하는 본 발명의 예1에 따라 만들어진다.

앞서 토론된 바와 같이 전자사진 기술의 진행중, 챠지디렉터 마이쎌들의 파열은 많은 수의 전하종들에서 감소를 야기시켜서 그래서 액체 전개제의 전도성 크기에서 감소와 복사의 질에서 감성을 발생시키므로서 불안정화된다고 믿어진다.

제5도에 나타난 바와 같이 안정화된 레시틴용액은 전자사진 복사기의 동작동안 전도성에서 18picomho/cm의 감소를 가졌다. 그러나 챠지디렉터 고체물에 관하여 중량에 대해 17%의 모노머 안정화종들을 포함하는 본 발명의 예1에 따라 만들어진 용액은 연속하는 전자사진 복사기동작동안 전도성에서 단지 4picomho/cm감소를 보여주었다.

앞에서의 기술된 설명은 단지 예를 들기 위한 것이고, 본 발명을 따르는 청구범위내에 일어나는 모든 변화들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (25)

1. 챠지디렉터를 캐리어 액내 모두 용해되는 모노머 종들과 혼합하고, 상기의 모노머 종들의 분자들 간에 중합화 반응을 개시하고, 상기 폴리머 반응이 완성되어 그로인해 형성된 폴리머와 상기의 챠지디렉터를 회합하고 그렇게 하므로서 상기의 향상된 챠지디렉터 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 챠지 디렉터 용액을 안정화시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 극성모노머종들이 1-비닐-2-피롤리딘인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 챠지디렉터가 레시틴인 것을 특징으로 하는방법.
4. 제1항에 있어서, 솔벤트가 화합물의 혼합물을 포함하는 무극성 유기화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서 상기 무극성 유기 솔벤트가 이소파르-에이치인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 반응이 아조비스부티로니트릴을 첨가함으로써 개시되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 반응이 질소, 아르곤 또는 다른 불활성 가스의 공기하에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 최소한 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 5∼9중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 10∼17중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 캐리어액, 상기 캐리어액내 용해되지 않는 극성폴리머 및 극성폴리머와 결합되어 안정화된 상기 캐리어액내에서 용해되는 챠지디렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
12. 제11항에 있어서, 솔벤트 및 극성모노머종들과 챠지디렉터를 혼합하는 단계, 상기 모노머종들의 분자들 사이에서 중합화 반응을 개시하는 단계, 및 상기 중합 반응을 완료될 때까지 진행시켜서 그결과 형성된 폴리머와 상기 챠지디렉터를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 솔벤트가 무극성 유기화합물 또는 화합물들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
14. 제13항에 있어서, 상기 솔벤트가 이소파르-에이치인 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
15. 제11항에 있어서, 챠지디렉터가 레시틴인 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
16. 제11항에 있어서, 상기 폴리머가 폴리비닐피롤리돈인 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
17. 제12항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 최소한 5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
18. 제17항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 5∼9중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
19. 제17항에 있어서, 극성모노머종들을 챠지디렉터 고체물들과 관련하여 10∼17중량%를 포함 하는 것을 특징으로 하는 챠지디렉터 조성물.
20. 챠지디렉터가 캐리어액 내에서 용해되지 않는 중합체와 관련하여 안정화되는 것을 특징으로 하는 캐리어액 토너입자 및 캐리어 액내 용해되는 챠지디렉터를 포함하는 액체 현상제.
21. 제20항에 있어서, 챠지디렉터가 레시틴인 것을 특징으로 하는 액체 현상제.
22. 제20항에 있어서, 폴리머가 폴리비닐피롤리돈인 것을 특징으로 하는 액체 현상제.
23. 제20항 내지 제22항중 어느 한 항에 있어서, 캐리어액, 토너입자들, 및 솔벤트 및 극성 모노머 종과 챠지디렉터를 혼합하고 난후 중합반응을 개시하여 완료될 때까지 진행시킴에 의해 형성된 안정화된 챠지디렉터 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 현상제.
24. 제23항에 있어서, 챠지디렉터가 적어도 부분적으로 마이셀 형태로 존재하고 모노머종의 중합용 계면활성제로 작용하는 것을 특징으로 하는 액체 현상제.
25. 제23항에 있어서, 솔벤트가 캐리어액인 것을 특징으로 하는 액체 현상제.