TWI403867B - 化學碳粉組成物及其製法 - Google Patents

化學碳粉組成物及其製法 Download PDF

Info

Publication number
TWI403867B
TWI403867B TW97133048A TW97133048A TWI403867B TW I403867 B TWI403867 B TW I403867B TW 97133048 A TW97133048 A TW 97133048A TW 97133048 A TW97133048 A TW 97133048A TW I403867 B TWI403867 B TW I403867B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
resin latex
molecular weight
preparation
monomer
toner composition
Prior art date
Application number
TW97133048A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201009522A (en
Inventor
Kuei Ying Chiu
Kuo Tong Huang
Ju Feng Liao
I Jein Cheng
Jui Fa Chang
Chien Sheng Huang
Yi Ling Liu
Original Assignee
Trend Tone Imaging Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trend Tone Imaging Inc filed Critical Trend Tone Imaging Inc
Priority to TW97133048A priority Critical patent/TWI403867B/zh
Priority to US12/314,728 priority patent/US8822117B2/en
Publication of TW201009522A publication Critical patent/TW201009522A/zh
Priority to US13/441,968 priority patent/US8557496B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI403867B publication Critical patent/TWI403867B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0802—Preparation methods
    • G03G9/0804—Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/087—Binders for toner particles
    • G03G9/08702—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08724—Polyvinylesters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/087—Binders for toner particles
    • G03G9/08702—Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08726—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof
    • G03G9/08728—Polymers of esters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/087—Binders for toner particles
    • G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08791—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by the presence of specified groups or side chains
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/087—Binders for toner particles
    • G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08795—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/087—Binders for toner particles
    • G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature

Description

化學碳粉組成物及其製法
本發明係關於一種化學碳粉組成物及其製法，尤指一種適用於改善吸濕現象且有效控制碳粉粒徑大小之化學碳粉組成物及其製法。
過去以來，碳粉業界大量採用粉碎法製造碳粉，粉碎法碳粉之特性為粒徑尺寸較大且碳粉粒徑的分佈較寬，碳粉的形狀亦不相同。製程中易造成粉塵、小分子化合物和噪音污染等對環境負面的影響。對於工業安全上，則有粉塵爆炸的危險，因此，粉碎法於製程上仍待改善。
目前碳粉業者為解決上述問題，紛紛改採化學合成方法來製造碳粉，化學合成法係在液相中完成，可製造出具較低熔融溫度的碳粉，適用於低溫固著，滿足現代技術對節能和環保的要求。化學合成方法可通過調節界面活性劑的用量、攪拌速度、聚合時間和溶液的濃度來控制碳粉粒徑，達到成分均一、顏色鮮明、透明度高之特性。藉由化學合成法製得之碳粉具有完好的粒形、較細的粒徑、較窄的粒徑分佈和較好的流動性，據此，可滿足高速、高分辦率、彩色等現代化印刷技術的要求。
相較於傳統粉碎法，化學合成法之製程較為簡單，且可降低成本及能源的使用，尤其，在加工和使用過程中，化學合成法可減少近40%的二氧化碳、氮化物和硫化物的排 放，降低了環境負荷。此外，化學合成法更可精確地控制尺寸分佈，其可達到極小的尺寸分佈範圍，例如，化學合成法可製成平均粒徑7±2 μm的超細碳粉。更重要的是，化學合成法所製得之化學碳粉於進行低溫顯影時，可大幅提高熱定著效率，降低功率消耗，並可以設計出體積較小的印表機。
依製程不同，化學合成法主要可分為乳化聚合法、包覆法、溶劑研磨法與懸浮聚合法。其中，包覆法與懸浮聚合法雖然製程簡單且無粉塵之危害，但是成本較高、顯像劑粒子形狀僅能為圓形，且難以控制粒子形狀與大小，尤其，包覆法更有使用有機溶劑等問題，而懸浮聚合法則有廢水排放量大所造成之環境污染問題。乳化聚合法係利用化學凝集劑來進行粒子的控制，其具有低製造成本、製程簡單、可控制粒子形狀、無溶劑、無粉塵且廢水排放量小之優點，符合環保與高品質之需求，為目前所有化學碳粉製造方法中成長率最高者。但即使乳化聚合法有較好的優勢，但仍有許多問題需要改善，特別是抗濕性與附著性。
美國專利US5247034揭示，相較於一般離子乳化劑，使用月桂醇肌氨酸銨(ammonium lauryl sarcosinate)作為乳化劑或分散劑可提供較佳之抗濕性及電荷穩定性，然而，使用月桂醇肌氨酸銨作為乳化劑或分散劑卻有碳粉接著性不佳之缺點。
歐洲專利EP0660950B1揭示，以水溶性小分子胺(例如，乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺及異佛樂 酮二胺)作為凝集劑，可有效控制凝集速度，然而，其水溶性太好，因而有吸濕問題。
美國專利US6673500及US6352810係使用有機脂肪銨酯(organic aliphatic amino ester)作為凝集劑，如二乙烯三胺、4－氨基丁基酯(4－aminobutyl ester)、叔氨基酯(tertiary aminoester)、氨基磺酸(aminosulfonate)等，其同樣有水溶性太好導致之吸濕問題。
美國專利US6576389揭示將聚合氯化鋁(polyaluminum chloride,PAC)塗佈於矽砂上作為凝集劑，然而，使用聚合氯化鋁作為凝集劑時，因凝集速度快，不易控制均勻的粒徑分佈，其用量多時雖可減少小粒子，但會造成更多的再聚集而形成大粒子；反之，減少用量可有效控制平均粒徑在範圍內，但小粒徑會增加。
本發明之主要目的係在提供一種化學碳粉組成物，其係使用一種具有較低熔融溫度之高分子分散型凝集劑，以形成具有高度圓度且流動性佳之均勻碳粉粒子，並有效降低吸濕現象。
為達成上述目的，本發明提供一種化學碳粉組成物，包括：樹脂乳膠；顏料分散液；臘分散液；以及高分子分散型凝集劑，其中，該高分子分散型凝集劑為包括有不飽和酯類單體與含胺基單體之共聚物。於本發明所提供之化學碳粉組成物中，此新穎之高分子分散型凝集劑可有效凝 集樹脂乳膠、顏料分散液與臘分散液成一均勻碳粉粒子，且可明顯降低吸濕現象，故可藉此進一步製得特性較佳之化學碳粉。
此外，本發明更提供上述化學碳粉組成物之製備方法，包括：(A)提供包括有樹脂乳膠、顏料分散液、臘分散液、以及高分子分散型凝集劑之一混合溶液，其中，該高分子分散型凝集劑為包括有不飽和酯類單體與胺基單體之共聚物；(B)控制該混合溶液之pH值於4±2；(C)於該樹脂乳膠之玻璃轉化點以下之溫度，進行聚集步驟；以及(D)於該樹脂乳膠之玻璃轉化點以上之溫度，進行融合步驟。其中，該混合溶液可藉由下述方式製得：將樹脂乳膠、顏料分散液及臘分散液混合均勻，並調整pH值至8±2，再加入高分子分散型凝集劑，遂而形成包括有樹脂乳膠、顏料分散液、臘分散液及高分子分散型凝集劑之混合溶液。
於本發明化學碳粉組成物之製備方法中，步驟(C)之聚集步驟較佳係於30℃至60℃之溫度下進行，更佳係於45℃至55℃之溫度下進行。
於本發明化學碳粉組成物之製備方法中，步驟(D)之融合步驟較佳係於80℃至100℃之溫度下進行，更佳係於95℃至99℃之溫度下進行。
具體而言，本發明係利用乳化聚集方式製備碳粉，其藉由提供包括有樹脂乳膠、顏料分散液、臘分散液、以及高分子分散型凝集劑之混合溶液，以進行聚集步驟，形成較大微米粒子，接著再藉由升溫融合步驟，製得具有高度 圓度的均勻碳粉粒子。據此，於冷卻後，再經過濾、清洗及乾燥步驟，便可得到具有均一粒徑的碳粉，其中，製得之碳粉具有高度圓度，且可防止吸濕現象產生，避免帶電量不均的現象。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，該樹脂乳膠係用於提供碳粉定著用，其可由一種含羧酸官能基單體與一種或兩種以上之壓克力單體、苯乙烯單體或甲基苯乙烯等單體共聚合而成。其中，含羰酸官能基單體可提供更佳之紙材附著性，其舉例可包括：甲基丙烯酸或丙烯酸等；可共聚合之烷基酯、苯基酯等不飽合酯類單體，其主要係提供適當之分子量，使樹脂乳膠具有一定特性，如聚集融合特性、紙材附著性及足夠高的玻璃轉化溫度(Tg)等。舉例而言，本發明之樹脂乳膠可為：甲基丙烯酸酯類，如甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸苯基酯(benzyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸－2－羥乙酯(2－hydroxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸羥丙酯(hydroxylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)等；或丙烯酸酯類，如丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸苯基酯(benzyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸－2－羥乙酯(2－hydroxyethyl acrylate)、丙烯酸羥丙酯(hydroxylpropyl acrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)等。
本發明所使用之樹脂乳膠係在水溶液中共聚合成，其可使用之起始劑例如有過硫酸銨或過硫酸鉀；此外，為了有效控制分子量分佈，亦可加入鏈轉移劑，如硫醇類。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，該樹脂乳膠之平均聚合度一般可大約控制於1.2至4.3，較佳為1.2至3.8。此外，樹脂乳膠之玻璃轉化溫度與聚集融合及碳粉定著有關，其一般可控制於45~85℃，較佳是50~65℃，更佳是55~65℃。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，為有效達到其定著與防止轉印之特性，該樹脂乳膠可為一低分子量樹脂乳膠與一高分子量樹脂乳膠之混合物，其中，低分子量樹脂乳膠之重量平均分子量較佳約為5000~30000，更佳約為10000~20000；高分子量樹脂乳膠之重量平均分子量較佳約為40000~70000，更佳約為50000~60000。此外，低分子量樹脂乳膠與高分子量樹脂乳膠之混合比例可依不同需求而調整，舉例而言，低分子量樹脂乳膠與高分子量樹脂乳膠之重量比較佳係控制於0.1至0.8，更佳係控制於0.2至0.5。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，顏料較佳係先以界面活性劑或高分子型分散劑進行分散，進而形成顏料分散液，以有效控制粒徑分佈與增加其與樹脂乳膠之相容性。舉例而言，適合之界面活性劑包括：陰離子型界面活性劑，如十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS；sodium lauryl sulfate)、十二烷基苯磺酸鈉(sodium dodecylbenzene sulfonate)、十二烷基萘磺酸鈉(sodium dodecylnaphthalene sulfate)、雙烷基苯烷基硫酸鹽(dialkyl benzenealkyl sulfates)、雙烷基苯烷基磺酸鹽(dialkyl benzenealkyl sulfonates)及己二酸(abitic acid)(供應商：Aldrich)、NEOGEN SC－F(KAO公司)、Lipal 860K(Lion公司)；陽離子型界面活性劑，如烷基苯基二甲基氯化銨(alkylbenzyl dimethyl ammonium chloride)、二烷基苯基二甲基氯化銨(dialkylbenzyl dimethyl ammonium chloride)、十二烷基三甲基氯化銨(lauryl trimethyl ammonium chloride)、烷基苯基甲基氯化銨(alkylbenzyl methyl ammonium chloride)、烷基苯基二甲基溴化銨(alkyl benzyl dimethyl ammonium bromide)、氯化苯二甲烴銨(benzalkonium chloride)、溴化十六烷基吡啶(cetyl pyridium bromide)、Cl2 ,Cl5 ,Cl7 三甲基溴化銨(Cl2 ,Cl5 ,Cl7 trimethyl ammonium bromides)、季銨化聚氧乙基烷胺鹵化鹽(halide salts of quaternized polyoxyethylalkylamines)、十二甲苯三乙基氯化銨(dodecylbenzyl triethyl amrnonium chloride)、SANIZOLTM(氯化苯二甲烴銨,benzalkonium chloride)(供應商KAO Chemical)，Levenol RC－1214(氯化苯二甲烴銨,benzalkonium chloride)(供應商KAO Chemical)；或非離子，如聚氧乙烯十六烷基醚(polyoxyethylene cetyl ether)、聚氧乙烯辛基苯基醚(polyoxyethylene octylphenyl ether)、聚氧乙烯辛基醚(polyoxyethylene octyl ether)、聚氧乙烯油基醚(polyoxyethylene oleyl ether)、聚氧化乙烯山梨糖醇酐單月 桂酸酯(polyoxyethylene sorbitan monolaurate)、聚氧乙烯硬脂醚(polyoxyethylene stearyl ether)、壬基酚聚氧乙烯醚(polyoxyethylene nonylphenyl ether)、二烷基酚聚氧乙烯醚(dialkylphenoxypoly(ethyleneoxy)ethanol)、IGEPAL CA－210、IGEPAL CA－520、IGEPAL CA－720、IGEPAL CO－890、IGEPAL CO－720、IGEPAL CO－290、ANTAROX 890、ANTAROX897(Rhodia)、TERGITOL 15－S－40(DOW Chemical)。適合之高分子型分散劑例如有Solsperse 27000(Avecia)，其中，高分子型分散劑之比例相對於該顏料可為1%~100%，較佳是10~50%。
本發明之顏料最主要的功能是提供碳粉顯色用，其在化學碳粉組成物中之重量比可約為1~25%，較佳為3~15%。一般而言，顏料以黑色、黃色、洋紅(magenta)與青色(cyan)為主，但為調色目的，其組成上可有兩種以上顏料相混使用，以提高色飽合度及色度。本發明化學碳粉組成物中之顏料可使用有機顏料，例如，洋紅色顏料：顏料紅122(C.I.Pigment Red 122)、顏料紅202(C.I.Pigment Red 202)、顏料紅206(C.I.Pigment Red 206)、顏料紅209(C.I.Pigment Red 209)、顏料紅177(C.I.Pigment Red 177)、顏料紅254(C.I.Pigment Red 254)、顏料紅269(C.I.Pigment Red 269)；黃色顏料：顏料黃13(C.I.Pigment Yellow 13)、顏料黃155(C.I.Pigment Yellow 155)、顏料黃119(C.I.Pigment Yellow 119)、顏料黃138(C.I.Pigment Yellow 138)、顏料黃139(Pigment Yellow 139)、顏料黃168(C.I.Pigment Yellow 168)；青色顏料：顏料藍15：3(C.I.Pigment Blue 15：3)、顏料藍15：4(C.I.Pigment Blue 15：4)、顏料藍15：6(C.I.Pigment Blue 15：6)；黑色顏料：顏料黑7(Pigment Black 7)，可用之商品如三菱化學生產商品LFF－MA7、LFF－MA100、HCF－#2650、MCF－88，德固薩生產商品名為Special 4A、FW－18，卡伯特生產商品名為S90B、Mogul L、330R，哥倫比亞生產商品名為RAVEN1200、RAVEN2000。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，臘較佳係分散於界面活性劑(如陰離子型或陽離子型界面活性劑)中，以形成臘分散液，其易由商品取得，如Petrolite1417(購自Baker Petrolite)；此外，臘可為PE臘、米臘或棕櫚臘，較佳為米臘或棕櫚臘。
於本發明之化學碳粉組成物及其製備方法中，該高分子分散型凝集劑係利用合成方式，將油性單體(如甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯等不飽合酯類單體)與含胺基單體在水溶液中進行共聚合，此外，亦可加入苯乙烯、甲基苯乙烯等單體進行共聚合。舉例而言，甲基丙烯酸酯類包括甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸苯基酯(benzyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸－2－羥乙酯(2－hydroxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸羥丙酯(hydroxylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)等；丙烯酸酯類包括丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸苯基酯(benzyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸－2－羥乙酯(2－hydroxyethyl acrylate)、丙烯 酸羥丙酯(hydroxylpropyl acrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)等。此外，含胺基單體可為含胺基之丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單體，例如，二甲基甲基胺甲基丙烯酸酯、二甲基乙基胺甲基丙烯酸酯、及2－(二甲基乙基胺)乙基丙烯酸酯(2－(dimethylethylamino)ethylmerhacrylate)。
本發明所使用之高分子分散型凝集劑可利用油性單體與含胺基單體比例來調整其在水中形態，例如，將甲基丙烯酸酯(油性單體)與二甲基甲基胺甲基丙烯酸酯(含胺基單體)比例控制在1/15以下，則為水溶液，若比例控制在1/10以上，則呈現為膠態奈米粒子分散液。於本發明中，該高分子分散型凝集劑之粒徑範圍大約為10nm至1 μm。
綜上所述，本發明係藉由化學凝集方式，使用特殊高分子分散型凝集劑，製得具有高度圓度之均勻碳粉粒子，並有效降低吸濕現象。亦即，本發明混合奈米或次微米之樹脂乳膠、顏料分散液與臘分散液，以特定的化學凝集方式，利用pH調整與加熱方式，並使用特殊之高分子分散型凝集劑，將上述粒子凝集成較大微米粒子，再以高於樹脂乳膠玻璃轉化點溫度融合成具有高度圓度的均勻碳粉粒子。
 《製備例1－1》低分子量界面活性劑型樹脂乳膠之製備
首先，將去離子水586.77公克及十二烷基硫酸鈉(購自SHOWA Co.)2.02公克加至2000毫升反應瓶中，並於反應瓶 內通氮氣。另外，於1000毫升塑膠燒杯內，混合1.435公克之十二烷基硫酸鈉及399.23公克之去離子水、441.21公克之苯乙烯(購自ECHO Co.)、121.04公克之丙烯酸丁酯(購自ACROS)、13.89公克之甲基丙烯酸(購自SHOWA)及15.30公克之十二硫醇(dodecyl mercaptan，購自ACROS)，以形成單體溶液，再藉由高速攪拌機，充分攪拌10分鐘。取99.21公克之前述單體溶液加入反應器中，溫度由室溫升至70℃時，再加入已預先溶解好的起始劑過硫酸胺(SHOWA Co.)8.05公克和去離子水40公克，剩餘的單體溶液進料速率控制在兩個小時完成，反應溫度控制在80℃，此步驟完成後，再繼續反應4小時，結束後慢慢降至室溫。再分別測得其粒徑為84nm，分子量Mw為14,010，Mn為1,987，固含量為36.96%，玻璃轉化點(Tg)為55.8℃。
《製備例1－2》高分子量界面活性劑型樹脂乳膠之製備
該高分子量界面活性劑型樹脂乳膠之合成步驟大致與製備例1－1相同，惟不同處在於，使用鏈轉移劑為1.5公克之十二硫醇(dodecyl mercaptan，購自ACROS)，起始劑為1.0公克之過硫酸胺(購自SHOWA Co.)。反應完成後，測得其粒徑為94nm，分子量Mw為53,649，Mn為14,132，固含量為38.96%，玻璃轉化點(Tg)為57.8℃。
《製備例1－3》低分子量非界面活性劑型樹脂乳膠之製備
將55.4公克之苯乙烯(購自Acros Co.)、14.2公克之丙烯酸丁酯(購自Acros Co.)、1.2公克之1－十二硫醇(1－Dodecanethiol，購自Aldrich)、160公克之10%樹脂水溶液(Eastman Chemical AQ 55S)加至500毫升之燒杯中，再以均質機高速攪拌10分鐘備用。另取500毫升四頸反應瓶，裝置冷凝管，通入氮氣，再將141.8公克之去離子水由入料口置入，並加入23公克之上述溶液，攪拌均勻升溫至70℃。接著，加入預先溶好之過硫酸胺水溶液(1.23公克過硫酸胺加40公克去離子水)，反應30分鐘後，升溫至80℃，以定量泵將剩餘上述溶液，於2小時滴入反應，之後於80℃維持4小時後降溫。實驗完成後，測得其粒徑為98nm，固含量為20%，數目平均分子量為19000，玻璃轉化點(Tg)為58℃。
《製備例1－4》高分子量非界面活性劑型樹脂乳膠之製備
該高分子量非界面活性劑型樹脂乳膠之合成步驟大致與製備例1－3相同，惟不同處在於，使用鏈轉移劑為0.12公克之1－十二硫醇(1－dodecyl mercaptan)，起始劑為0.15公克之過硫酸胺。反應完成後，測得其粒徑為110nm，固含量為19.8%，分子量Mw為55,752，Mn為15,112，玻璃轉化點(Tg)為57.8℃。
《製備例2－1》顏料分散液(界面活性劑型)之製備
取250毫升的PE磨罐，加入1/2磨罐體積之1mm直徑鋯球，再將下表一所示之5公克顏料、100公克去離子水、0.5 公克助劑(DEUCHENDP－16)、1公克界面活性劑SANIZOL B50(購自Kao Co.)加至其中，並以紅魔鬼研磨機分散4小時。過濾磨珠取出分散液，並取樣以粒徑分析儀(ELS－800，OTSUKA製)測試其粒徑，結果如下表一所示。
《製備例2－2》顏料分散液(非界面活性劑型)之製備
取250毫升的PE磨罐，加入1/2磨罐體積之1mm直徑鋯球，再將下表二所示之5公克顏料、100公克去離子水、0.5公克助劑(購自DEUCHENDP－16)、1.5公克樹脂(Eastman Chemical AQ 55S)，以紅魔鬼研磨機分散4小時。過濾磨珠取出分散液，並取樣以粒徑分析儀(ELS－800，OTSUKA製)測試其粒徑，結果如下表二所示。
《製備例3－1》溶解型凝集劑之製備
取500毫升四頸反應瓶，裝置冷凝管，通入氮氣，將170.5公克去離子水由入料口置入，並加入0.83公克過硫酸胺，攪拌1分鐘使其溶解。將15.9公克之2－(二甲基乙基胺)乙基丙烯酸酯(2－(dimethylethylamino)ethylmerhacrylate)單體(購自Acros Co.)及6.25公克硝酸加至反應瓶中，並攪拌3分鐘使之混合均勻，再加入1.0公克1－十二硫醇(購自Aldrich)。將反應加熱至90℃恆溫，攪拌速度300rpm，反應4個小時，實驗固含量為11.7%，反應率為95.1%。
《製備例3－2》分散型凝集劑之製備
取500毫升四頸反應瓶，裝置冷凝管，通入氮氣，將170.5公克去離子水由入料口置入，並加入0.83公克過硫酸胺，攪拌1分鐘使其溶解。將15.9公克之2－(二甲基乙基胺)乙基丙烯酸酯(2－(dimethylethylamino)ethylmerhacrylate)單體(購自Acros Co.)及6.25公克硝酸加入反應瓶中，並攪拌3分鐘使之混合均勻，再加入1.0公克1－十二硫醇(購自Aldrich)。將反應加熱至90℃恆溫，攪拌速度300rpm，反應1個小時，再滴入40公克甲基丙烯酸甲酯(購自Aldrich)，反應4個小時。實驗固含量為24.7%，反應率為91.5%。
《實施例1》
將製備例1－3所製得之低分子量樹脂乳膠與製備例1－4所製得之高分子量樹脂乳膠以4/1重量比預先混合，並調整pH至8。稱取26公克之上述混合樹脂乳膠，加至250毫升燒杯中，再加入50公克去離子水，於室溫下，以800rpm繳拌5分鐘。接著，滴加入4.5公克臘分散液(Baker Petrolite1417)，於室溫下，繳拌5分鐘。再加入22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)，於室溫下，繳拌10分鐘。接著，依序加入2.8公克之10%硝酸及3公克分散型凝集劑，攪拌5分鐘後，緩慢升溫至92至95℃，反應5小時。藉由過濾及乾燥，即可得黑色碳粉。結果如下表三所示。
《實施例2》
同實施例1，但將22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)改為藍色顏料分散液(SFC－1)。結果如下表三所示。
《實施例3》
同實施例1，但將22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)改為紅色顏料分散液(SFM－1)。結果如下表三所示。
《實施例4》
同實施例1，但將22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)改為黃色顏料分散液(SFY－1)，且將製備例1－3所製得之低分子量樹脂乳膠改成製備例1－1所製得之低分子量樹脂乳膠，而 製備例1－4所製得之高分子量樹脂乳膠改成製備例1－2所製得之高分子量樹脂乳膠。
《比較例1》
製備例1－3所製得之低分子量樹脂乳膠與製備例1－4所製得之高分子量樹脂乳膠以4/1重量比預先混合，並調整pH至8。稱取26公克之上述混合樹脂乳膠，加至250毫升燒杯中，再將加入50公克去離子水，於室溫下，以800rpm繳拌5分鐘。接著，滴加入4.5公克臘分散液(Baker Petrolite1417)，於室溫下，繳拌5分鐘。再加入22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)，於室溫下，繳拌10分鐘。接著，依序加入2.8公克之10%硝酸及3公克溶解型凝集劑，攪拌5分鐘後，緩慢升溫至92至95℃，反應5小時。藉由過濾及乾燥，即可得黑色碳粉。結果如下表三所示。
《比較例2》
同比較例1，但將22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)改為藍色顏料分散液(SFC－1)。結果如下表三所示。
《比較例3》
將製備例1－1所製得之低分子量樹脂乳膠與製備例1－2所製得之高分子量樹脂乳膠以4/1重量比預先混合，並調整pH至8。稱取26公克之上述混合樹脂乳膠，加至250毫升燒杯中，再加入50公克去離子水，於室溫下，以800rpm繳拌5分鐘。接著，滴加入4.5公克臘分散液(Baker Petrolite1417)，於室溫下，繳拌5分鐘。再加入22公克之黑色顏料分散液(SBk－1)，於室溫下，繳拌10分鐘。依序加入2.8公克之10%硝酸及15公克之10%聚合氯化鋁水溶液(Polyaluminum chloride)，攪拌5分鐘後，緩慢升溫至92至95℃，反應5小時。藉由過濾及乾燥，即可得黑色碳粉。結果如下表三所示。
《比較例4》
同比較例3，但將22公克之黑色顏料分散液(SFBk－1)改為藍色顏料分散液(SC－1)。結果如下表三所示。
由實驗結果發現，高分子分散型凝集劑可有效控制碳粉粒徑大小，且獲得具有較佳圓度之碳粉粒子。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims (36)

  1. 一種化學碳粉組成物，包括：樹脂乳膠；顏料分散液；臘分散液；以及高分子分散型凝集劑，其中，該高分子分散型凝集劑為一包括有不飽和酯類單體與含胺基單體之共聚物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該樹脂乳膠之玻璃轉化點為50℃至65℃。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該樹脂乳膠之玻璃轉化點為55℃至65℃。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該樹脂乳膠之平均聚合度為1.2至4.3。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該樹脂乳膠之平均聚合度為1.2至3.8。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該樹脂乳膠為一低分子量樹脂乳膠與一高分子量樹脂乳膠之混合物，該低分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為5000~30000，而該高分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為40000~70000。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之化學碳粉組成物，其中，該低分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為10000~20000，而該高分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為50000~60000。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之化學碳粉組成物，其中，該低分子量樹脂乳膠與該高分子量樹脂乳膠之重量比為0.1至0.8。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之化學碳粉組成物，其中，該低分子量樹脂乳膠與該高分子量樹脂乳膠之重量比為0.2至0.5。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該顏料分散液係由顏料分散於一界面活性劑或一高分子型分散劑所形成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該臘分散液係由臘分散於一界面活性劑所形成。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該不飽和酯類單體為丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單體。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該含胺類單體為含胺基之丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單體。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該不飽和酯類單體與該含胺類單體之重量比為1/15至1/2。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該不飽和酯類單體與該含胺類單體之重量比為1/10至1/2。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之化學碳粉組成物，其中，該高分子分散型凝集劑之粒徑範圍為10nm至1 μm。
  17. 一種化學碳粉組成物之製備方法，包括：(A)提供包括樹脂乳膠、顏料分散液、臘分散液、以及高分子分散型凝集劑之一混合溶液，其中，該高分子分散型凝集劑為一包括有不飽和酯類單體與含胺基單體之共聚物；(B)控制該混合溶液之pH值於4±2；(C)於該樹脂乳膠之玻璃轉化點以下之溫度，進行聚集步驟；以及(D)於該樹脂乳膠之玻璃轉化點以上之溫度，進行融合步驟。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該樹脂乳膠之玻璃轉化點為50℃至65℃。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該樹脂乳膠之玻璃轉化點為55℃至65℃。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該樹脂乳膠之平均聚合度為1.2至4.3。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該樹脂乳膠之平均聚合度為1.2至3.8。
  22. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該樹脂乳膠為一低分子量樹脂乳膠與一高分子量樹脂乳膠之混合物，該低分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為 5000~30000，而該高分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為40000~70000。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之製備方法，其中，該低分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為10000~20000，而該高分子量樹脂乳膠之重量平均分子量為50000~60000。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之製備方法，其中，該低分子量樹脂乳膠與該高分子量樹脂乳膠之重量比為0.1至0.8。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之製備方法，其中，該低分子量樹脂乳膠與該高分子量樹脂乳膠之重量比為0.2至0.5。
  26. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該顏料分散液係由顏料分散於一界面活性劑或一高分子型分散劑所形成。
  27. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該臘分散液係由臘分散於一界面活性劑所形成。
  28. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該不飽和酯類單體為丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單體。
  29. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該含胺類單體為含胺基之丙烯酸酯類單體或甲基丙烯酸酯類單體。
  30. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該不飽和酯類單體與該含胺類單體之重量比為1/15至1/2。
  31. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該不飽和酯類單體與該含胺類單體之重量比為1/10至1/2。
  32. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，該高分子分散型凝集劑之粒徑範圍為10nm至1 μm。
  33. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，於步驟(C)中，該聚集步驟係於30℃至60℃之溫度下進行。
  34. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，於步驟(C)中，該聚集步驟係於45℃至55℃之溫度下進行。
  35. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，於步驟(D)中，該融合步驟係於80℃至100℃之溫度下進行。
  36. 如申請專利範圍第17項所述之製備方法，其中，於步驟(D)中，該融合步驟係於95℃至99℃之溫度下進行。
TW97133048A 2008-08-29 2008-08-29 化學碳粉組成物及其製法 TWI403867B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW97133048A TWI403867B (zh) 2008-08-29 2008-08-29 化學碳粉組成物及其製法
US12/314,728 US8822117B2 (en) 2008-08-29 2008-12-16 Chemical toner composition and method for preparing the same
US13/441,968 US8557496B2 (en) 2008-08-29 2012-04-09 Chemical toner composition and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW97133048A TWI403867B (zh) 2008-08-29 2008-08-29 化學碳粉組成物及其製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201009522A TW201009522A (en) 2010-03-01
TWI403867B true TWI403867B (zh) 2013-08-01

Family

ID=41725963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW97133048A TWI403867B (zh) 2008-08-29 2008-08-29 化學碳粉組成物及其製法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8822117B2 (zh)
TW (1) TWI403867B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110097668A (ko) * 2010-02-23 2011-08-31 주식회사 엘지화학 중합 토너 및 이의 제조 방법
US20120189956A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Xerox Corporation Solvent-free toner processes
US10913826B2 (en) 2014-09-26 2021-02-09 Henry Company, Llc Powders from wax-based colloidal dispersions and their process of making
US10113094B2 (en) 2014-10-30 2018-10-30 Henry Company, Llc Phase-change materials from wax-based colloidal dispersions and their process of making
CA2961666A1 (en) 2014-12-11 2016-06-16 Henry Company, Llc Phase-change materials from wax-based colloidal dispersions and their process of making
US20170075241A1 (en) 2015-09-14 2017-03-16 King Abdulaziz City For Science And Technology POLYMERIZED TONER MATERIAL COMPRISING SILICON (Si) NANOPARTICLES AND PROCESS FOR ITS PREPARATION

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060177756A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Tsuyoshi Sugimoto Toner and image forming method using the same
US20080187854A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, and image forming apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496676A (en) * 1995-03-27 1996-03-05 Xerox Corporation Toner aggregation processes
US7001702B2 (en) * 2003-08-25 2006-02-21 Xerox Corporation Toner processes
JP4404136B2 (ja) * 2007-12-17 2010-01-27 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060177756A1 (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Tsuyoshi Sugimoto Toner and image forming method using the same
US20080187854A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20100055591A1 (en) 2010-03-04
US20120189957A1 (en) 2012-07-26
US8822117B2 (en) 2014-09-02
US8557496B2 (en) 2013-10-15
TW201009522A (en) 2010-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI403867B (zh) 化學碳粉組成物及其製法
JP4466840B2 (ja) トナーの製造方法
JP4819484B2 (ja) トナー製造法
CN1885177B (zh) 低分子量胶乳和包括该胶乳的调色剂组合物
JP4150221B2 (ja) ラテックスポリマーを調製する方法
JP2005208655A (ja) 顔料含有ラテックスの製造方法
TW200528944A (en) Chemically prepared toner and process therefor
JP2005208653A (ja) 結晶性高分子を含むコア−シェル高分子ラテックスおよびその製造方法
JP2005227780A (ja) トナー製造法
JP4405873B2 (ja) トナー製造プロセス
JPH05265252A (ja) 電子写真用重合トナー及びその製造方法
JP3913502B2 (ja) 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2019109538A (ja) イエロートナーの製造方法
JP2013210456A (ja) トナーおよびトナーの製造方法
JP5500127B2 (ja) トナーの製造方法
KR20110097668A (ko) 중합 토너 및 이의 제조 방법
CN101666985B (zh) 化学碳粉组成物及其制法
KR101243708B1 (ko) 중합토너 및 그의 제조 방법
JP2008083705A (ja) トナー組成物用ラテックスの製造方法およびトナー組成物の製造方法
US8216756B2 (en) Polymerized toner and method of producing the same
JP6221575B2 (ja) トナー用結着樹脂
JP2014182373A (ja) 改良された粒度分布を有する乳化凝集トナー
TWI416286B (zh) 化學顯像劑及其製備方法
KR101255627B1 (ko) 중합토너 및 그의 제조 방법
KR101184969B1 (ko) 중합토너 및 그의 제조방법