[发明专利]聚合物彩色电子照相用有机调色剂组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及微米至亚微米粒度彩色聚合物电子照相用有机调色剂 颗粒，制造此种颗粒的方法及其作为干或液态电子照相用有机调色剂， 以及作为组分在制备双组分电子照相用显影剂中的用途。

电子照相用有机调色剂或双组分电子照相用显影剂被用于例如成 像器具，例如，静电复制器具、激光束打印机或诸如此类。

术语“电子照相用有机调色剂”、“有机调色剂颗粒”和“有机调 色剂”在本发明上下文中一律按相同含义使用。

本发明彩色聚合物电子照相用有机调色剂颗粒也可直接用于粉末 涂布加工中或用于制备粉末涂料组合物。

电子照相用有机调色剂颗粒的关键组分是聚合物基质和着色剂。惯 用的任选成分是电荷控制剂、蜡和/或紫外吸收剂。聚合物基质是占到颗 粒重量的约40％～约99wt％的主要组分。聚合物基质携带着色剂并将 它熔化到基材上。它影响有机调色剂颗粒的毒性、熔化性能、熔体流变 学以及摩擦起电性能。颜料是电子照相用有机调色剂中使用得最广的着 色剂。使用的4种主要颜色是黑、黄、青(cyan)和品红。然而，为改 善色域，目前供应着采用更广范围附加颜色如绿和橙印刷的电子照相用 打印机。颜料在聚合物基质内的分散和浓度影响有机调色剂的色彩、流 变学和摩擦起电性能。一般而言，控制有机调色剂电荷符号和带电程度 的显著改善可通过加入电荷控制剂来取得。适宜地，它们仅以少量存在， 一般介于0.001％～5％，优选0.002～3％，以及最优选0.005％～1wt％， 以有机调色剂颗粒的重量为基准计。有机调色剂颗粒一般在3～15μm 的粒度范围，优选3～11μm，同时粒度分布很窄(95wt％的颗粒在众数 的5μm范围内)。

双组分电子照相用显影剂主要由几个重量百分数的有机调色剂与 粒度较大的载体珠的混合物组成。载体珠起2个作用：它们提供(1)一种 机械运输细有机调色剂颗粒的方法以及(2)给有机调色剂充电的手段。

目前制造的大多数市售供应电子照相用有机调色剂是按照传统熔 融-混合方法生产的。在该方法中，颜料、电荷控制剂和其它活性成分被 机械地分散在熔融聚合物树脂中。随后，冷却所获得的分散体，最后研 磨至要求的粒度，通常采用喷射磨。

由此种研磨方法生产的有机调色剂，其颗粒形状不规则并且粒度分 布宽，致使它不适合高分辨率打印。采用机械研磨方法还降低平均粒度， 从而导致收率很差。此种使用磨的关键粉碎步骤还要求高能量输入，因 此成本极高。因而，生产分散性优良、形状规则、细小并且机械稳定的 颗粒有机调色剂的替代有机调色剂生产方法是有机调色剂制造商们极 感兴趣的。

粒度和粒度分布是显著影响有机调色剂质量的重要参数。较小粒度 连同均一粒度分布能提供电荷在颗粒上均匀得多的分布，这样的颗粒在 转移到纸面上的过程中将变得容易控制。因此，印刷的图像质量将得到 改善。

包封的或化学有机调色剂是通过将原料，例如，颜料、任选的电荷 控制剂和其它成分分散或乳化到分散介质中，随后采用几种不同的颗粒 形成方法之一而制成的有机调色剂。采用化学方法如微囊封，是一种高 效而简单的控制有机调色剂粒度和粒度分布的途径。虽用过多种不同技 术，但是它们中每一种都各有各的缺点：

在Arshady，“Microspheres and Microcapsules：A Survey of Manufacturing Techniques.Part 1：Suspension Cross-Linking”， Polym.Eng.Sci.29，1746-1758[1989]中，公开一种悬浮交联方法，它基于 让聚合物溶液或熔体在不可混溶液体中形成小液滴，随后借助共价交联 硬化这些液滴，从而生成硬化、分立的聚合物颗粒。在电子照相用有机 调色剂胶囊的情况下，某些所需的着色剂和/或任选的电荷控制剂的存在 给交联反应造成问题，从而导致固化不足以及诸如玻璃化转变温度(T_g) 和熔融温度这两个对产品性能至关重要的参数的控制不佳。这限制了成 分的选择并阻碍显著改进的出路。