[发明专利]墨粉、制备墨粉的方法和墨粉的用途

说明书

发明领域

本发明通常涉及用于电子照相用途的墨粉(toner)、制备墨粉的方 法和墨粉在电子照相术中的用途。

背景

电子照相术包括成像技术例如照相复印和激光打印。在这些技术 中，通过在光导元件(例如鼓)的表面形成静电荷并通过使那些部分暴 露于光使光导元件表面的一些部分上的静电荷部分或完全放电，产生 一种潜藏的、静电图像。暴光可来自于自照射的图像反射的光线(照相 复印)或者来自于通常在来自计算机的指令下扫描光导元件的激光 (激光打印)。一旦潜像已经产生，其采用墨粉显像，在光导元件上形 成可见的图像，然后其可被转印到合适的基材(例如纸)上。然后，墨 粉典型地借助于热和/或压力熔融到基材上。这样得到硬拷贝的图像。

可不需磁性载体使用墨粉作为所谓的“单组分”显像剂或者墨粉可 与磁性载体一起使用作为所谓的“双组分”显像剂。在使用期间，在墨 粉颗粒与其载体和/或与打印机装置部件之间的摩擦使墨粉颗粒得到 静电荷(摩擦电荷(tribocharge))，其使得它们显示出潜藏的、静电图像。

墨粉包括一般平均粒度在1-50μm，但是更通常地在2-15μm的 墨粉颗粒。墨粉颗粒通常包含粘合剂树脂、着色剂和任选地包含其它 组分例如蜡、润滑剂和/或电荷控制剂，以改善墨粉性能。树脂的功能 通常是通过加热使树脂熔融到基材上以使墨粉固定于基材。通常为颜 料的着色剂赋予墨粉所需的颜色。墨粉通常也包含与墨粉颗粒混合的 一种或多种表面添加剂，以改善性能包括流动性和极化率。

对墨粉存在许多要求的性能必要条件。例如，墨粉必需具有尽可 能多的以下特性：在低温下对基材的可固定性(例如通过加热溶固滚 筒)，在宽范围的熔化温度和/或速度和/或在宽的墨粉打印浓度范围内， 自熔融滚筒的脱离能力，良好的储藏稳定性，良好的打印透明度，良 好的墨粉充电特性伴随很小甚或没有光电导体的背景显像，避免计量 刮刀和/或显像滚筒(对于单组分装置)或载体珠粒(对于双组分装置)或 者光电导体的薄膜形成，自光电导体到基材或中间传输带或滚筒和自 传输带或滚筒(使用时)到基材的高传输效率，当采用机械清洗装置时 有效清洁处理在图像传输后剩余的任何残留的墨粉。

墨粉中墨粉颗粒的粒度分布影响最终图像的质量。理想地，墨粉 应该能形成具有高分辨率和高图像密度，而没有明显的印刷缺陷例如 图像不清、重像、起斑点和色斑的图像。另外，墨粉应该优选地没有 例如薄膜形成的问题的困扰，这也可能至少部分地与粒度分布有关。

墨粉形态也可影响墨粉的性能例如电荷分布、传输效率和清洗效 率。

墨粉通常通过颜料、树脂及其它墨粉组分的熔混(melt kneading)， 随后碾磨或研磨产生墨粉级颗粒来产生。然后需要分级以产生可接受 的窄粒度分布的墨粉颗粒。墨粉通过趋于具有不规则形状的该常规方 法制备。

新近，当通过研磨过程而未获得合适粒度的墨粉时，注意力已集 中于获得墨粉的化学途径上，从而避免分级步骤的需要。通过避免分 级步骤，材料损耗更少并可得到更高的墨粉收率，尤其是当目标粒度 减小时。较低粒度的墨粉由于多种理由而具有重要意义，包括较好的 印刷分辨率、较低的堆高、自卡式墨夹的较大收率、较快的或较低的 温度熔化，及较低的纸页卷曲。

用于墨粉的几种化学途径已在先有技术中得到例证性说明。这些 包括悬浮聚合、溶液分散方法和所谓的聚集方法。聚集方法尤其可提 供对墨粉形状的良好控制。几种聚集方法是已知的，例如，如在US 4996127、US 5418108、US 5066560和US 4983488及WO 98/50828 中所述。在聚集方法中，分散的树脂颗粒和着色剂颗粒及任选的其他 颗粒和/或组分缔合在一起，形成较大的聚集体颗粒，后者任选地在需 要时进一步处理例如热处理以使聚集体颗粒熔化和/或成形后用作墨 粉颗粒。

然而，仍然迫切需要提供用于制备能够可靠形成具有窄粒度分布 的墨粉的更进一步的方法。而且，如此制备的墨粉应该理想地具有尽 可能多的以上提及的所需墨粉性能。

发明概述