專利名稱：一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法。
背景技術(shù)：
采用加熱輥和類似物的傳統(tǒng)接觸熔融定影方法已被廣泛用于將墨粉定影。提供了 帶有加熱輥和壓力輥的接觸熔融定影方法所用的定影裝置。當(dāng)帶有墨粉圖像的記錄紙張穿 過加熱輥和壓力輥之間的壓力接觸部分(夾部)時(shí)，該定影裝置將墨粉圖像熔融并定影在 記錄紙張上。迄今，在用于通過電子照相系統(tǒng)獲取彩色圖像的記錄設(shè)備中，基本三原色對(duì)應(yīng)于 各自圖像信息而顯影，且依次疊加產(chǎn)生的墨粉圖像以獲取彩色圖像。目前，彩色復(fù)印機(jī)、彩 色打印機(jī)、彩色傳真機(jī)和彩色印刷機(jī)上使用的彩色墨粉通常是化學(xué)合成的聚合墨粉。這種 化學(xué)聚合墨粉主要由乳液、顏料和交聯(lián)劑等其它輔料制成。其制備方法是先將乳液、顏料和 交聯(lián)劑等其它輔料放在一起，經(jīng)均勻攪拌，制成顆粒狀物料，然后，對(duì)顆粒狀物料進(jìn)行清洗， 洗去顆粒狀物料上的浮料。之后，對(duì)經(jīng)清洗過的顆粒狀物料進(jìn)行干燥處理。最后，在經(jīng)處理 過的顆粒狀物料中加入二氧化硅等輔料，并均勻混合而制成。其缺點(diǎn)是在聚合反應(yīng)后，由 于分子之間有粘合成團(tuán)的趨勢，分子會(huì)抱成團(tuán)狀，團(tuán)狀與團(tuán)狀之間又會(huì)粘結(jié)在一起，變成大 團(tuán)狀體，導(dǎo)致化學(xué)聚合后的顆粒狀物料體積過大，墨粉的粒度分布寬，使廢粉率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種成品率高和粉碎均勻的 彩色碳粉化學(xué)合成方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法，其特 征在于包括以下步驟a.將乳膠聚合高分子樹脂、彩色著色劑、電荷控制劑、去離子水和蠟放在一起，攪 拌均勻，制成混合溶液；b.加熱至45 70°C，加入交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并 保持10 20分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用8 10倍去離子水清洗、過濾、干燥，制 成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入外添加劑，經(jīng)均勻混合，制成
彩色墨粉。所述的添加劑為二氧化硅、六甲基二氯硅烷或二甲基二氯硅烷中的一種或幾種的 任意混合。所用的交聯(lián)劑為高分子聚合物。采用上述技術(shù)方案后，在物料充分聚合后，利用磁共振把大顆粒粉碎成細(xì)顆粒，從而使大部分顆粒都幾種在4微米 10微米之間，降低廢粉率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一(制作藍(lán)色墨粉)a.將30份乳膠聚合高分子樹脂、5份酞箐藍(lán)、2份電荷控制劑、70份去離子水和5 份蠟放在一起，攪拌均勻，制成混合溶液； b.加熱至45°C，加入1份交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)，所用的交聯(lián)劑為高分子聚合物；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并 保持10分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用9倍去離子水清洗、過濾、干燥，防止共振擊碎 后的微團(tuán)粒重新粘結(jié)在一起形成大團(tuán)狀顆粒，從而制成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入12份二氧化硅，經(jīng)均勻混 合，制成藍(lán)色墨粉。實(shí)施例二(制作紅色墨粉)a.將20份乳膠聚合高分子樹脂、10份亮堅(jiān)牢猩紅、1. 5份電荷控制劑、80份去離 子水和6份聚丙烯蠟放在一起，攪拌均勻，制成混合溶液；b.加熱至55°C，加入1. 5份交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)，所用的交聯(lián)劑為高分子聚合物；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并 保持15分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用8倍去離子水清洗、過濾、干燥，防止共振擊碎 后的微團(tuán)粒重新粘結(jié)在一起形成大團(tuán)狀顆粒，從而制成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入0. 5份六甲基二氯硅烷和 0. 5份二甲基二氯硅烷，經(jīng)均勻混合，制成紅色墨粉。實(shí)施例三(制作綠色墨粉)a.將40份乳膠聚合高分子樹脂、15份顏料綠B、3份電荷控制劑、100份去離子水 和8份聚丙烯蠟放在一起，攪拌均勻，制成混合溶液；b.加熱至55°C，加入2份交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)，所用的交聯(lián)劑為高分子聚合物；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并 保持10分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用10倍去離子水清洗、過濾、干燥，防止共振擊碎 后的微團(tuán)粒重新粘結(jié)在一起形成大團(tuán)狀顆粒，從而制成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入3份六甲基二氯硅烷和3份 二甲基二氯硅烷，經(jīng)均勻混合，制成綠色墨粉。由于分子間的作用力，混合液中的各分子不是以單個(gè)分子的形式存在液體中，而 是許多分子抱成團(tuán)的。這就造成了經(jīng)聚合反應(yīng)后的混合液中帶有大量體積較大的團(tuán)狀體， 這種團(tuán)狀體粒徑都大于10微米。物質(zhì)的基本單位是原子，化學(xué)中講過原子模型，即電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。這些旋轉(zhuǎn) 的電子形成了環(huán)形電流，環(huán)形電流就產(chǎn)生了磁場。從這個(gè)角度講，任何物質(zhì)都有磁性，只不 過由于其內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)方向混亂，各磁場強(qiáng)度互相抵消，所以對(duì)外不顯磁性(磁體除外)。當(dāng)一個(gè)磁體接近將被磁化物體時(shí)，將被磁化物體內(nèi)的電子受到磁體產(chǎn)生的磁場的羅倫茲力的作用而作規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生磁矩，這些規(guī)則運(yùn)動(dòng)的電子形成的電流形成的磁場不再互相 抵消，故對(duì)外顯磁性，即被磁化，磁矩使流體中的分子、原子、與電子重新排列。因?yàn)橐后w電 子能保持較高的自旋狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱之為磁流體記憶效應(yīng)。但在既有靜磁場又有交變磁場的環(huán)境中，混合液中的團(tuán)狀體受到靜磁場的作用而 重新排列被繃緊，同時(shí)交變磁場不停進(jìn)行位置或磁場強(qiáng)度的變化，當(dāng)變化頻率達(dá)到體積較 大團(tuán)狀體(粒徑大于10微米)的共振頻率，同時(shí)又沒有達(dá)到其它團(tuán)狀體的共振頻率時(shí)，體 積較大團(tuán)狀體(粒徑大于10微米)就會(huì)被共振擊碎成更小的顆粒，從而使更多的團(tuán)狀體粒 徑大小落入4 10微米這個(gè)區(qū)間，提高墨粉的提取率，減少廢粉的產(chǎn)生。著色劑著色劑不特別限定，并可基于目的，從己知的染料和顏料中適當(dāng)?shù)剡x擇。其例子包 括萘酚黃S、漢撒黃(10G、5G、G)、鎘黃、黃色氧化鐵、黃赭土、鉻黃、鈦黃、多偶氮黃(Polyazo Yellow)、油黃、漢撒黃(GR、A、RN、R)、顏料黃L、聯(lián)苯胺黃(G、GR)、永固黃(NCG)、硫化堅(jiān) 牢黃(VULCAN FASTYELLOffl (5G, R)、酒石黃色淀、喹啉黃色淀、葸烯黃BGL、異吲哚啉酮黃、 鐵丹、紅鉛粉、紅丹、鎘紅、鎘汞紅、銻紅、永久紅4R、對(duì)位紅、火紅、對(duì)氯鄰硝基苯胺紅、立索 堅(jiān)牢猩紅 G(Lithol Fast Scarlet G)、亮堅(jiān)牢猩紅(Brilliant Fast Scarlet)、亮洋紅 BS (Brilliant Carmine BS)、7戈固紅(F2R、F4R、FRL、FRLL 和 F4RH)、堅(jiān)牢猩紅 VD、硫化堅(jiān)牢 寶石紅B、亮猩紅G、立索寶石紅GX、永固紅F5R、亮洋紅6B、顏料猩紅3B、棗紅5B、甲苯胺紫 紅、永固棗紅F2K、日光棗紅BL、棗紅10B、BON淡紫紅(BON MAROON LIGHT)、BON中度紫紅 (B0NMAR00N MEDIUM)、曙紅色淀、羅丹明色淀B、羅丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛紅B、硫靛紫 紅、油紅、喹吖啶酮紅、吡唑啉酮紅、多偶氮紅、鉻朱紅、聯(lián)苯胺橙、茈橙(perynone orange)、 油橙、鈷藍(lán)、青天藍(lán)、堿性藍(lán)色淀、孔雀藍(lán)色淀、維多利亞藍(lán)色淀、無金屬酞菁藍(lán)、酞菁藍(lán)、堅(jiān) 牢天藍(lán)、陰丹士林藍(lán)(RS和BC)、靛藍(lán)、群青、普魯士藍(lán)、葸醌藍(lán)、堅(jiān)牢紫B、甲基紫色淀、鈷紫、 錳紫、二噁嗪紫、蒽醌紫、鉻綠、鋅綠、氧化鉻、亮綠(viridian)、翡翠綠、顏料綠B、萘酚綠B、 綠金色(Green Gold)、酸性綠色淀、孔雀綠色淀、酞菁綠、蒽醌綠、二氧化鈦、鋅白、鋅鋇白及 其組合。這些可被單獨(dú)或組合使用。洋紅著色劑的例子包括C. I.顏料紅 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、 17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、51:1、54、55、 57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、 207、209、211 :C. I.顏料紫 19 ；C. I.甕紅 1、2、10、13、15、23、29、35。青色著色顏料的例子包括C. I.顏料藍(lán) 2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、 17,60 ；C. I.甕藍(lán)6 ；C. I.酸性藍(lán)45、具有用1_5苯鄰二甲酰亞胺甲基取代的酞菁骨架的銅 酞菁顏料、綠7和綠36。黃色著色顏料的例子包括C. I.顏料黃 0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、 15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180 ；C. I.甕黃 1、3、20 以及橙 36。墨粉中著色劑的含量不受限制，并且可基于用途適當(dāng)?shù)剡x擇。優(yōu)選在質(zhì)量上占
到15%，并更優(yōu)選在質(zhì)量上占3%到10%。當(dāng)含量在質(zhì)量上小于時(shí)，墨粉的著色力可能 會(huì)降低。當(dāng)含量在質(zhì)量上大于15%時(shí)，顏料將不能在墨粉中分散開，著色力可能會(huì)降低，并 且墨粉的電特性可能會(huì)降低。
著色劑也可與樹脂組合用作母料(master batch)。樹脂不受限制并可基于用途從 已知的樹脂中選擇。其例子包括苯乙烯和其取代產(chǎn)物的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯 酸甲酯樹脂、聚甲基丙烯酸丁酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙 烯樹脂、聚酯類樹脂、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧多元醇樹脂(epoxy polyol resin)、聚氨酯樹脂、聚酰 胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚丙烯酸樹脂、松香、改性松香、萜烯樹脂、脂族或脂環(huán)族烴 樹脂、芳族石油樹脂、氯化石蠟和石蠟。這些可以被單獨(dú)或結(jié)合使用。苯乙烯和取代產(chǎn)物的聚合物的例子包括聚酯類樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚(對(duì)氯苯 乙烯)樹脂和聚甲基苯乙烯樹脂。苯乙烯共聚物的例子包括苯乙烯-對(duì)氯苯乙烯共聚物、苯 乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸 甲酯共聚物、苯乙烯_丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯_丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯_丙烯酸辛 酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯_甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯_甲 基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸a-氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯 乙烯_乙烯基 甲基酮共聚物、苯乙烯_ 丁二烯共聚物、苯乙烯_異戊二烯共聚物、以及苯 乙烯_丙烯腈_茚共聚物、苯乙烯_馬來酸共聚物、和苯乙烯_馬來酸酯共聚物。通過在高剪切力下混合或捏合母料用樹脂和著色劑，可以制備母料。在該步驟中， 為了著色劑和樹脂之間較高的相互作用，有機(jī)溶劑被優(yōu)選使用。此外，優(yōu)選采用“擠水轉(zhuǎn)相 法(flushing process)”，其中含有著色劑和水的含水漿與樹脂和有機(jī)溶劑混合或捏合，從 而將所述著色劑轉(zhuǎn)移到所述樹脂成分，然后除去水和有機(jī)溶劑。根據(jù)本方法，著色劑濕塊可 以不經(jīng)干燥直接被使用。高剪切分散裝置例如三輥研磨機(jī)可以被優(yōu)選用于混合或捏合。電荷控制劑電荷控制劑不被具體地限制，并可根據(jù)目的從已知電荷控制劑選擇。所述電荷控 制劑優(yōu)選由具有接近透明和/或白色的顏色的材料制備而成，因?yàn)橛猩牧峡筛淖兩{(diào)。 其例子包括三苯甲烷染料、鉬酸螯合顏料、羅丹明染料、烷氧基胺、季銨鹽例如氟改性季銨 鹽、烷基酰胺、磷單質(zhì)或其化合物、鎢單質(zhì)或其化合物、含氟活性劑、水楊酸的金屬鹽、和水 楊酸衍生物的金屬鹽。這些可以被單獨(dú)或結(jié)合使用。電荷控制劑的例子包括商購可得的產(chǎn)品商標(biāo)名為BontronP-51的季銨鹽、 Bontron E-82的a -萘酚酸金屬配合物、Bontron E-84的水楊酸金屬配合物、Bontron E-89 的酚縮合物(Orient Chemical Industries, Ltd.) ；TP-302 和 FP-415 的季銨鹽鉬金屬配 合物(Hodogaya Chemical Co. ) :CopyCharge PSY VP2038 的季銨鹽、Copy Blue PR 的三 苯甲烷衍生物、以及 CopyCharge NEG VP2036 和 Copy Charge NXVP434 的季銨鹽(Hoechst Ltd.) ； LRA-901和LR-147的硼配合物(Japan Carl it Co.，Ltd.)；喹吖啶酮、偶氮顏料；和 其它具有官能團(tuán)例如磺酸基團(tuán)、羧基基團(tuán)和季銨鹽的高分子量化合物。在與母料熔融捏合后，所述電荷控制劑可以被溶解和/或分散在墨粉材料中。所 述電荷控制劑還可以在溶解和/或分散在有機(jī)溶劑中的時(shí)候與所述墨粉材料一起直接被 加入。此外，所述電荷控制劑可以在墨粉顆粒被制備之后，加到所述墨粉顆粒的表面上。根據(jù)粘合劑樹脂的種類、據(jù)此使用的添加劑的存在與否以及生產(chǎn)墨粉的方法包括 分散方法，確定墨粉中電荷控制劑的含量，并且所述含量不被明確地限定。電荷控制劑的含 量基于按質(zhì)量計(jì)100份的粘合劑樹脂，優(yōu)選為按質(zhì)量計(jì)0. 1份到按質(zhì)量計(jì)10份，并且更優(yōu) 選為0. 2份到按質(zhì)量計(jì)5份。當(dāng)電荷控制劑的含量小于按質(zhì)量計(jì)0. 1份，電荷可能不被合
6適地控制。當(dāng)電荷控制劑的含量大于按質(zhì)量計(jì)10份，電荷控制劑的效應(yīng)被弱化，并且對(duì)顯 影滾筒的靜電吸力被增加，原因在于墨粉的過多充電能力，這可以導(dǎo)致顯影劑的流動(dòng)性或 圖像密度降低。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法，其特征在于包括以下步驟a.將乳膠聚合高分子樹脂、彩色著色劑、電荷控制劑、去離子水和蠟放在一起，攪拌均勻，制成混合溶液；b.加熱至45～70℃，加入交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并保持10～20分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用8～10倍去離子水清洗、過濾、干燥，制成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入外添加劑，經(jīng)均勻混合，制成彩色墨粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法，其特征在于所述的添加劑 為二氧化硅、六甲基二氯硅烷或二甲基二氯硅烷中的一種或幾種的任意混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法，其特征在于所用的交聯(lián)劑 為高分子聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開一種彩色碳粉的化學(xué)合成方法，其步驟是a.將乳膠聚合高分子樹脂、彩色著色劑、電荷控制劑、去離子水和蠟放在一起，攪拌均勻，制成混合溶液；b.加熱至45～70℃，加入交聯(lián)劑，保持兩小時(shí)；c.設(shè)定一既有靜磁場又有交變磁場的磁場環(huán)境，讓溶液流經(jīng)該特定磁場環(huán)境，并保持10～20分鐘，同時(shí)在這特定磁場環(huán)境中使用8～10倍去離子水清洗、過濾、干燥，制成顆粒狀物料；d.對(duì)顆粒狀物料分級(jí)篩選，除去粒徑大于10微米、小于4微米的顆粒；e.把經(jīng)篩選過的顆粒狀物料投入到混合器中，并加入外添加劑，經(jīng)均勻混合，制成彩色墨粉。優(yōu)點(diǎn)是利用磁共振把大顆粒粉碎成細(xì)顆粒，從而使大部分顆粒都集中在4微米～10微米之間，降低廢粉率。
文檔編號(hào)G03G9/08GK101859077SQ20101016485
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者劉江 申請人:劉江