雙組份顯影劑:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求

《雙組份顯影劑》是湖北鼎龍化學股份有限公司於2011年5月17日申請的發明專利，該專利申請號為2011101272067，公布號為CN102193354A，專利公布日為2011年9月21日，發明人是朱順全、王玉賓。該發明涉及電子照相方式的複印機及印表機中使用的雙組分顯影劑，與具有高清、耐久性優良性能的雙組分顯影劑相關。

《雙組份顯影劑》解決了2011年5月之前雙組分顯影劑帶摩擦起電性能較差的問題。所述調色劑由向凝集、融合了含著色劑的樹脂粒子和含蠟的樹脂粒子。該發明可以克服由聚合法調色劑與矽樹脂塗層載體構成的雙組分顯影劑所具有的缺點，長期維持高摩擦起電性特性，而且能夠維持高鮮銳性圖像。

2017年12月11日，《雙組份顯影劑》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

基本介紹

中文名：雙組份顯影劑
公布號：CN102193354A
公布日：2011年9月21日
申請號：2011101272067
申請日：2011年5月17日
申請人：湖北鼎龍化學股份有限公司
地址：湖北省武漢市漢口江漢北路8號金茂大樓19樓
發明人：朱順全、王玉賓
代理機構：武漢開元智慧財產權代理有限公司
代理人：塗潔、樊戎
Int.Cl.：G03G9/08（2006.01）I、G03G9/09（2006.01）I、G03G9/113（2006.01）I
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

2011年5月前，在靜電印刷術領域，一般將調色劑與載體混合起來，用作雙組分顯影劑。該雙組分顯影劑，由於載體的使用而使得調色劑帶電，是一種讓帶電的調色劑顯像的產品，作為向調色劑附加帶電性質的方法現在被廣泛使用。

載體與調色劑摩擦帶電，會給予調色劑以必要的電荷。也就是說，載體表面要設計成為具有能夠產生與調色劑具有相反極性的電荷的能力。載體以磁性材料為核心，該磁性材料本身可以作為載體而單獨使用，還可以為了賦予該磁性材料的帶電性等功能而對其施加了樹脂表面塗層。在前者的磁性材料單獨作為載體使用時，載體可以簡單的進行調整，但是，由於表面是由磁性材料所構成，因此與由樹脂構成的調色劑相比，其硬度較高，載體表面附著調色劑時，可能會產生帶電性降低等問題。另外，由於表面狀態受磁性材料所限，使得帶電性控制較難，且由於表面具有導電性，因此很容易出現濕度依存性問題。為了解決磁性材料單獨使用時存在的硬度、磁性以及導電性等問題。21世紀以來，樹脂塗層型載體得到普遍套用。

用於在磁性材料上施加塗層的樹脂種類有很多種，不過為了實現良好的載體耐久性，一般偏向於使用調色劑不容易附著，且塗層樹脂不容易摩耗的種類。此類樹脂中，發明人首推矽氧樹脂。理由如下，矽氧樹脂是一種含矽樹脂，臨界表面張力低，調色劑成分不易附著。此外，由於容易形成交鏈結構，因此表面硬度會變高，而且不易摩耗，這是它的顯著特徵。

另一方面，2011年前後，也有很多方案試圖開發出通過聚合法調製的調色劑，其中，將樹脂粒子凝集、熔融球形化後形成的乳化聚合法調色劑由於粒子徑易調整，形狀可任意調整，因而逐步加以實用。特開昭63—186253公報中記載的乳化聚合法調色劑主要是一種將樹脂粒子與著色劑粒子在水系介質中通過凝集、熔融球形化來製備調色劑的方法。這種調色劑由於粒子表面均一，帶電性也均一等，因此從帶電性角度講，受到廣泛歡迎。然而，該乳化聚合法調整的調色劑由於表面均一性高，因此當與前述的施加矽氧樹脂塗層的載體相組合形成雙組分顯影劑時，摩擦起電性能較差，帶電量也無法太高，這是問題所在。

至於矽氧樹脂塗層載體與粉碎法調整的調色劑相組合時，摩擦起電性能方面沒有問題，而且帶電量也很高。該粉碎法調色劑是使用二軸型擠出機等對樹脂與著色劑進行熔融、混揉，再進行粉碎、分級而得到。調色劑表面由於是破斷面構成的，因此其表面應為不均一狀態。如果處於這種不均一狀態，則與載體摩擦而形成的電荷會在不均一的部分處產生分極化，而變得容易帶電。然而，使用這種粉碎法調色劑時，由於存在粉碎調色劑所持有的特有破碎及超微粉，因此無法抑制載體污染，進而導致好不容易形成的帶電效果卻無法長久維持這一問題。

另一方面，由於矽氧樹脂一般由羥甲基矽氧樹脂構成，樹脂本身具有的極性結構使得其具有難分離性。為此，在與均一性較高的表面摩擦時，極化效果較小，因此帶電的起因部位小，造成摩擦起電過程需要花費較長時間。

發明內容

專利目的

《雙組份顯影劑》旨在提供一種可以克服由聚合法得到的調色劑與矽樹脂塗層載體構成的雙組分顯影劑所具有的缺點，長期維持高摩擦起電性特性，而且能夠長期維持高鮮銳性圖像的雙組分顯影劑。

技術方案

《雙組份顯影劑》發現了一種雙組分顯影劑，其特點為：至少由調色劑與載體構成，所述調色劑由向凝集、融合了含著色劑的樹脂粒子和含蠟的樹脂粒子的著色粒子中添加0.2～2.0重量百分率的疏水性二氧化矽外添劑，及0.01～1.0重量百分率的水滑石類化合物外添劑構成，所述調色劑的形狀係數為0.93～0.99，所述載體至少為在磁性粒子上施加矽氧樹脂塗層，體積平均粒子直徑達20～100微米的載體。此外，該調色劑由聚合物粒子（A）及聚合物粒子（B）在水系介質中融合後得到的著色粒子組成，聚合物粒子（A）內包含有石蠟，聚合物粒子（B）內包含有著色劑。

另外，載體最好擁有以下特點：在磁性粒子表面的矽氧樹脂塗層中含有電荷調節劑，優選在磁性粒子表面施加含有1～20重量百分率電荷調節劑的矽氧樹脂塗層。

在《雙組份顯影劑》中，調色劑由向凝集、融合了樹脂粒子的著色粒子中添加0.2～2.0重量百分率的疏水性二氧化矽外添劑及0.01～1.0重量百分率的水滑石類化合物外添劑構成，調色劑的形狀係數為0.93～0.99。發明者通過添加特定量的水滑石類化合物，找到了可以改善對所謂聚合型調色劑所持有的表面均一性引起的摩擦起電性能受到抑止的情況。截至2011年5月，對該原因尚未明確，但是，發明人考慮其原因應該如下：估計水滑石類化合物正如後述的那樣，由2價及3價的金屬離子製備而成，具有可容易保持離子性能的特點。這種物質以特定量的形態存在於調色劑粒子表面，使得調色劑表面的均一性會在一定程度上下降，最終引起摩擦帶電位置增加，從而改善摩擦起電的性能。形狀係數方面，通過將形狀係數的平均值設定為0.93～0.99及非球體構造，可以確保排除表面形狀不均一化及形狀因子造成的畫質低下等問題。另外，形狀係數如下面的算式，表示測定的形狀係數算術平均值。此處，測定算術平均值時，粒子數最好測定5000～30000粒子。測算公式如下：

形狀係數（圓形度）＝與粒子投影面積相等的圓的周長/粒子投影面的周長＝[2×（A×π）]/PM

上式中，A表示調色劑（調色劑粒子）的投影面積，PM為調色劑（調色劑粒子）投影面的周長。具體數據可通過Flow式粒子圖像分析裝置FPIA3000進行測定。

水滑石類化合物可通過混合2價及3價的混合金屬鹽水溶液與鹼性溶液進行製備。該方法為使得2價與3價金屬離子共同沉澱後進行製備的方法，也稱為共沉法。共沉時的pH根據金屬離子的組合及濃度不同會發生變化。Mg—Al類鋁碳酸鎂化合物中推薦pH＝10±2。這樣的pH（也就是pH＝10±2）中，Mg不會沉澱，此外，在高pH時，氫氧化鋁由於是兩性化合物，因此Al會再次溶解。共沉澱法中，發明人使用混合了多個金屬鹽水溶液的溶液緩緩滴到鹼性水溶液中這一方法。金屬鹽水溶液在滴下時，需要添加氫氧化鈉水溶液等來調節體系的pH在上述pH範圍內。鋁碳酸鎂化合物在用於金屬組合中，不僅限於2元系，還可能包含有4價金屬。如果實現向金屬鹽水溶液中混入各種目的金屬鹽的話，也可以合成多元系或含有4價金屬的鋁碳酸鎂化合物。

2價與3價的金屬離子中得到的水滑石類化合物可表示為以下所示化學式。

M_8-xM₂（A）_ZmH₂O

此處，M表示2價金屬離子，比如Mg，Fe，Zn，Ca，Ni，Co，Cu；M表示3價金屬離子，比如Al，Fe，Mn。A表示1價或2價陰離子，具體為OH、F、Cl、Br、NO₃、CO₃、SO₄、CH₃COO、C₂O₄、ClO₄、及水楊酸離子等。X為從2到4的有理數，n表示1或2，z表示n＝1時22以下的整數，n＝2時表示11以下的整數。另外，m是指10以下的有理數。

具體來說，可舉出Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃·4H₂O、Mg_4.5Al₂（OH）₁₃CO₃·3.5H₂O、Mg_4.3Al₂（OH）_12.6CO₃·3.5H₂O、Mg₆Mn₂（OH）₁₆CO₃·4H₂O、Mg₆Fe₂（OH）₁₆CO₃·4H₂O、Fe₆Al₂（OH）₁₆CO₃·4H₂O等例子。

這些水滑石類化合物的粒子直徑通過雷射光散射方法測定的平均初始粒子徑數為2微米以下，最好為10～1000納米。此粒子直徑較大時，有時無法發揮出向調色劑賦予的帶電効果，若較小時，向調色劑的附著力會加強，有時無法發揮改善摩擦起電的效果。此外，該類水滑石類化合物的添加量作為調色劑的外添劑時，最好用量為0.01～1.0重量百分率。添加量若是過少，就無法發揮摩擦起電的效果，若是過多，則帶電賦予效果反而變得低下。

《雙組份顯影劑》中使用的調色劑至少為向凝集、熱黏了樹脂粒子的著色粒子中添加有外添劑的物質。特別是，該發明的著色粒子是由將聚合物粒子在水系介質中加以熱黏後得到的著色粒子構成，若是將含有石蠟成分的聚合物粒子（A）與含有著色劑成分的聚合物粒子（B）在水系介質中加以熱黏後得到著色粒子，則可以發揮更好的效果。使用此聚合物粒子（A）與聚合物粒子（B），及在水系介質中熱黏的著色粒子，則石蠟或著色劑很難發生游離，特別是如果使用如該發明中所述雙組分顯影劑時，可以抑制由於向載體上附著調色劑成分而引起的問題，從而確保更高的耐久性。

可以進行以下所示的調整，該調整不限此著色粒子。要形成含有石蠟成分的聚合物粒子（A），可通過以石蠟為種子乳液的聚合法進行調整。《雙組份顯影劑》中用作種子乳液的石蠟可以使用已知的石蠟類中任意一種，具體來說，可使用低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、共聚合聚乙烯等的鏈烴類石蠟、石蠟或微晶蠟等碳化氫系石蠟、山嵛酸二十二烷醇酯、褐煤酸二十二烷醇酯、硬脂酸十八醇脂、具有季戊四醇酯等長鏈脂肪族基的酯類石蠟、棕櫚蠟、蜜蠟等天然物系石蠟、油酸醯胺、硬脂酸醯胺等高級脂肪酸醯胺等。為了提高這些石蠟中的定影性，發明人推薦融點低於100℃的石蠟，最好是融點處於40—90℃，進而控制到60—85℃融點範圍內。

為了將石蠟用作種子乳液，可將上述石蠟分散到水系介質中進行調整，此時必須有從已知的陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子性表面活性劑中選出的至少一個表面活性劑來使用。這些表面活性劑可同時使用2種以上。具體來說，陽離子表面活性劑可以使用雙十二烷基二甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基氯化吡啶、十二烷基溴化吡啶、十六烷基三甲基溴化銨等。

此外，具體來說，陰離子表面活性劑可使用硬脂酸鈉、十二酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等高級脂肪酸的金屬鹽。

而非離子性表面活性劑方面，發明人可具體舉出以下例子，如葵醇聚氧乙烯醚、hexadecyl Polyoxyethylene ether（聚環氧乙烷十六醚）、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯、甘露糖等。將這些石蠟類物質分散到表面活性劑的水溶液中形成乳膠，用於種子乳液聚合。石蠟乳膠的平均粒徑推薦10～1000納米，最好是30～500納米。此外，平均粒徑可通過貝克曼庫爾特公司生產的LS230進行測定。

石蠟乳膠的平均粒徑大於1000納米時，通過種子乳液聚合得到的聚合物粒子平均粒子直徑會過大，使得在製備調色劑時調色劑的粒徑分布很難變得狹窄，為了製備小粒子直徑調色劑，不推薦使用大粒徑的石蠟乳膠。此外，石蠟乳膠的平均粒徑若小於10納米，則種子乳液聚合後的聚合物粒子中石蠟含有量很容易變少，有可能會引起低溫保存效果降低等問題。

至於分散石蠟的方法方面，沒有進行特別的限定，發明人認為可以使用例如CLEARMIX這樣的裝置，通過高速旋轉進行剪斷，通過空穴作用進行分散；也可以使用如TK均值攪拌器這樣的裝置，通過高速旋轉進行剪斷並分散；使用SC碾磨機或sandglider砂磨機這樣的裝置手段進行分散等。

在有石蠟乳膠的存在下，進行種子乳液聚合的方法中，逐次向石蠟乳膠中添加聚合單體，將石蠟粒子製成種子乳液的這種進行自由基聚合的方法值得推薦。此時，聚合引發劑可事先向石蠟乳膠中添加，也可以在添加完聚合單體後再添加，此外，也可在組合後添加。通過追加表面活性劑進行添加也可。

《雙組份顯影劑》中使用的自由基聚合單體推薦使用苯乙烯、α—甲基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、p—tert—丁基苯乙烯、p—n—丁基苯乙烯、p—n—壬基苯乙烯等苯乙烯類，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙基丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸—2—羥乙基酯、丙烯酸—2—乙基己酯、異丁烯酸甲基酯、異丁烯酸乙基酯、異丁烯酸丙基酯、異丁烯酸n—丁基酯、異丁烯酸異丁基酯、異丁烯酸羥乙基酯、異丁烯酸乙基已基酯等（meta）丙烯酸酯等。其中，發明人推薦苯乙烯、丙烯酸丁酯等。

可使用擁有極性基團的自由基聚合單體，作為擁有酸性極性基基團的自由基聚合單體，可使用丙烯酸、異丁烯酸、順式丁烯二酸、富馬酸、桂皮酸等擁有羧基的自由基聚合單體、擁有磺化苯乙烯等磺酸基的自由基聚合單體等，特別是發明人推薦使用丙烯酸及異丁烯酸。

此外，作為擁有鹼性極性基的自由基聚合單體，氨基苯乙烯及其季銨鹽基團、乙烯基吡啶、乙烯吡咯烷酮等含氮雜環的自由基聚合單體、乙烯基結構的季銨鹽、2—（二乙氨基）乙基異丁烯酸酯等含氨基的（META）丙烯酸酯及，含有將這些氨基季銨鹽基團化銨鹽的（META）丙烯酸酯，特別是丙烯醯胺、N—丙基丙烯醯胺、N，N—二甲基丙烯醯胺、N，N—二丙基丙烯醯胺、N，N—二丁基丙烯醯胺、丙烯酸醯胺等。

自由基聚合單體可單獨或混合使用，不過此時，聚合物的玻化溫度最好處於40—70℃範圍內。玻化溫度若超過70℃，則穩定溫度變得太高，會發生在紙張上的定著性差等問題。而若聚合物的玻化溫度低於40℃，則調色劑的保存安定性會變得很差，並導致凝集等問題的產生。

作為聚合引發劑，可使用過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等過硫酸鹽的水溶性聚合引發劑及由這些過硫酸鹽與酸性亞硫酸納、抗壞血酸等的還原劑組合起來的氧化還原聚合引發劑、過氧化氫、4，4‘—4，4′—偶氮雙（4—氰基戊酸）、叔丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯等水溶性聚合引發劑以及與這些水溶性聚合性引發劑、二價鐵鹽或抗壞血酸等的還原劑組合的氧化還原聚合引發劑等。這些聚合引發劑可在自由基聚合單體添加前、添加的同時或添加後的任何一個時期添加到聚合系中，可根據需要，選擇適宜的添加方法。

為了調整聚合物分子量，可根據需要使用鏈轉移劑。此鏈轉移劑具體可使用甲苯二胺、正十二碳硫醇、2—巰基乙醇、異丙基黃原酸、四氯化碳、三氯溴甲烷等。鏈轉移劑可單獨使用，也可同時並用兩種以上，對於自由基聚合單體來說，可最多使用5重量百分率。使用量若過多，則除了分子量降低外，自由基聚合單體的殘留增多，可能產生臭氣等問題。

石蠟與自由基聚合單體的比例方面，如果以自由基聚合單體為100重量份，則石蠟為1～40重量份，推薦2～35重量份，最好選用5～30重量份。添加量過少時，穩定時的離型性不足，可能會產生所謂的不均勻現象。此外，若添加量過多時，就很容生成石蠟單獨粒子，石蠟附著在載體等上，降低耐久性等問題可能會由此發生。

聚合物粒子（A）的平均粒徑推薦在50納米～1500納米範圍內，最好為70～700納米。此外，平均粒徑可通過貝克曼庫爾特公司生產的LS230進行測定。該平均粒徑若不足50納米，則石蠟含有量會降低，也就是出現所謂的離型效果發揮程度降低的問題。此外，若大於1500納米時，對調色劑粒子的直徑控制會比較困難，使得粒子直徑分布過廣等問題發生。

為了形成具有包含著色劑成分的聚合物粒子（B），可在以著色劑為種子乳液的聚合法中進行製備。將著色劑作為種子乳液用於聚合時的著色劑可使用無機或有機顏料、有機染料中的一種，也可以將它們組合後使用。在具體實施例子中，可使用碳黑、磁鐵礦、鈦黑、苯胺黑、苯胺黑染料等作為黑著色劑。氰基用著色劑中，發明人可使用C.I.顏料藍15:3，C.I.顏料藍15:4等。此外，黃色用著色劑中，發明人推薦使用C.I.顏料黃14，C.I.顏料黃17，C.I.顏料黃93，C.I.顏料黃94，C.I.顏料黃138，C.I.顏料黃150，C.I.顏料黃155，C.I.顏料黃180，C.I.顏料黃185，C.I.溶劑黃19，C.I.溶劑黃44，C.I.溶劑黃77，C.I.溶劑黃162等。而紅色苯胺染料用著色劑中，發明人推薦C.I.顏料紅5，C.I.顏料紅48:1，C.I.顏料紅48:2，C.I.顏料紅48:3，C.I.顏料紅53:1，C.I.顏料紅57:1，C.I.顏料紅122等。

這些著色劑通常以對樹脂粘合劑為3～20∶100重量份的比例進行使用。這些著色劑與前述的石蠟相同，在表面活性劑的存在下分散到水系介質中，用於種子乳液聚合。分散的著色劑平均粒徑推薦為50～1000納米，最好選用80～500納米。此外，平均粒徑可使用日機裝公司生產的數字氣體質量流量計和調節儀Micro—TrakUPA進行測定，也可通過貝克曼庫爾特公司生產的LS230進行計測。分散的著色劑平均粒徑大於1000納米時，通過種子乳液聚合得到的聚合物粒子平均粒子直徑就會太大，在製備調色劑時，很難讓粒子直徑分布變得狹小，不利於小粒子直徑調色劑的製備。此外，分散的著色劑平均粒徑若小於50納米，則種子乳液聚合後的聚合物粒子中著色劑含有量會很容易減少，可能很難保持圖像濃度。

分散著色劑的方法一般不會特意限定，發明人認為可以使用例如CLEARMIX這樣的裝置，通過高速旋轉進行剪斷，通過空穴作用進行分散；也可以使用如TK均值攪拌器這樣的裝置，通過高速旋轉進行剪斷並分散；使用SC碾磨機或sandglider砂磨機這樣的裝置手段進行分散等。

在有著色劑粒子的存在下，進行種子乳液聚合的方法中，逐次向著色劑分散液中添加自由基聚合單體，將著色劑粒子製成種子乳液的這種進行自由基聚合的方法值得推薦。此時，聚合引發劑可事先向著色劑分散液中添加，也可以在添加完基聚合單體後再添加，此外，也可在組合後添加。通過追加表面活性劑進行添加也可。

表面活性劑活性劑方面，可使用前述的任一種表面活性劑。此外，自由基聚合單體或聚合引發劑方面，也可使用前述的任一種。為了調整分子量，可添加鏈轉移劑，同樣可使用前述的鏈轉移劑。

聚合物粒子（B）的平均粒徑推薦為50納米～1500納米，最好是70～700納米。此外，平均粒徑可通過貝克曼庫爾特公司生產的LS230進行測定。此平均粒徑若不足50納米，則著色劑的導入就不充分，可能會發生著色劑本身的游離問題。此外，若大於1500納米，則對調色劑粒子直徑的控制較為困難，可能會產生粒子直徑分布過廣等問題。

此外，《雙組份顯影劑》的調色劑中可添加電荷調節劑。作為帶電控制劑，可單獨使用或並用已知的任意一種。正電荷性可選用季銨鹽化合物，負電荷性可選用水楊酸或烷基酚酸的鉻、鋅、鋁等金屬鹽、金屬絡化物或二苯乙醇酸金屬鹽、金屬絡化物、醯胺類化合物、苯酚類化合物、萘酚類化合物、苯酚醯胺類化合物等。其使用量可由調色劑所期望的帶電量決定，不過通常來說，可使用對樹脂粘合劑比例為0.01～10重量份∶100重量份的比例，最好是0.1～10重量份∶100重量份的比例。

作為凝集具有包含石蠟成分的聚合物粒子（A）及包含著色劑成分的聚合物粒子（B）的方法方面，可選擇添加凝集鹽進行凝集，並進一步加熱熱黏的方法以及將聚合物粒子（A）及聚合物粒子（B）在不同極性的表面活性劑中分散後，將兩者混合，使用不均勻凝集法進行凝集，並加熱熱黏的方法。

用於凝集的鹽方面，發明人可以使用1價或多價的金屬鹽。具體來說，1價鹽中，發明人可使用鈉鹽、鉀鹽，比如氯化鈉、氯化鉀等。2價金屬鹽中，發明人可使用氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸鈣等。3價金屬鹽中，發明人可使用氧化鋁、氯化鋁等。

將聚合物粒子（A）與聚合物粒子（B）凝集、加熱並熱黏時，在聚合物粒子的玻化溫度以下加入凝集鹽，之後儘可能迅速的升溫，加熱至將聚合物粒子的玻化溫度以上。在此升溫過程中，最好將時間控制在一小時內。而且快速升溫的升溫速度最好為0.25℃/分以上。雖然沒有特別明確上限，不過為由於瞬間提高溫度的話，鹽析會劇烈進行，此時粒子直徑控制就會變得很難，考慮到這點，最好將溫度控制在5℃/分以下。通過此熱黏工序，聚合物粒子及任意微粒子就會被鹽析/熱黏，從而得到聚合粒子（著色粒子）的分散液。

接下來就可以通過過濾、洗淨來將著色粒子從水系介質中分離開了。此處，過濾、洗淨方法方面，發明人可使用離心分離法、使用布氏漏斗進行的減壓過濾法、使用壓濾機等進行的過濾及洗淨法等，不過不一定只限制這幾種方法。

隨後就是將洗淨處理的著色粒子餅進行乾燥處理，得到乾燥後的著色粒子該工序了。在此工序中使用的乾燥劑方面，發明人推薦平噴霧乾燥機、真空凍結乾燥機、減壓乾燥機等，最好是靜置架乾燥機、移動式架乾燥機、流動層乾燥機、旋轉式乾燥機、攪拌式乾燥機等。乾燥後的著色粒子水分最好小於5重量百分率以下，達到2重量百分率以下更為理想。此外，乾燥處理後的著色粒子之間若因為弱粒子間引力凝集時，該凝集體可進行解碎處理。此處，解碎處理裝置方面，可使用噴射式粉碎機、亨舍爾混合機、咖啡磨、食品加工機等機械式解碎裝置。

另外，聚合物粒子（A）與聚合物粒子（B）的混合比為質量比，聚合物粒子（A）∶聚合物粒子（B）＝1∶0.5～1.2。最理想的比值為聚合物粒子（A）∶聚合物粒子（B）＝1∶0.6～1.0。在此範圍內，可保證穩定的離型性與著色力，若聚合物粒子（A）的比率較低，則穩定時的離型性方面會出現問題。此外，聚合物粒子（A）比率若較大，則由於石蠟的影響，可能使得調色劑流動性降低；由於著色劑比率下降，可能使得著色力下降等。

《雙組份顯影劑》中，為了得到聚合物粒子，發明人在使用石蠟的同時，還可將電荷調節劑作為種子進行使用，將電荷調節劑溶解或分散到單體或石蠟中進行使用，不過最好在凝集聚合物粒子的同時，凝集電荷調節劑粒子並形成聚合粒子，作為調色劑。此時，可在水中將電荷調節劑作為平均粒徑10～1000納米的分散液進行使用。添加的時間方面，可在對含有石蠟的聚合物粒子與含有著色劑的聚合物粒子進行凝集的工序中進行同時添加並凝集。

在製作《雙組份顯影劑》的調色劑時，凝集粒子的粒子直徑在實際增長到最終調色劑粒子直徑後，再添加同種或不同種類的樹脂粘合劑乳膠，通過在粒子表面進行附著，可以修飾表面附近的調色劑性狀。此外，在該發明中，除了前述的水滑石類化合物，至少還要添加0.2～2.0重量百分率的疏水性二氧化矽。疏水性二氧化矽需選用平均粒徑為5～100納米，且由分子量法測定的疏水化度超過50以上的產品。疏水性二氧化矽可使用二氯二甲基矽烷、二氯二甲基矽烷、六甲基二矽氮烷、辛基三氯化矽烷等親水性二氧化矽通過表面處理而獲取。

此外，《雙組份顯影劑》的調色劑也可使用磁鐵礦、鐵酸鹽、氧化鈰、鈦酸鍶、疏水性二氧化鈦、導電性二氧化鈦等無機微粉末或苯乙烯樹脂、丙烯樹脂等作為外添劑，也可將滑劑用作外添劑。這些添加劑的使用量可根據所期望的性能進行恰當選擇，一般來說，樹脂粘合劑為樹脂100重量份時，這些添加劑的比例應為0.05～10重量份左右。

這些添加劑的粒子徑中，平均粒徑為10～1000納米。《雙組份顯影劑》的載體至少為在磁性粒子表面施加矽氧樹脂塗層、體積平均粒子直徑為20～100微米的載體，特別是，最好選用在表面塗覆了含電荷調節劑的矽氧樹脂塗層的磁性粒子。

磁性粒子可使用已知的磁性粒子，不過從磁性粒子的可調整磁力角度及可輕量化角度考慮，鐵酸鹽粒子更加適合，最好是含有輕金屬的鐵酸鹽粒子。通過小型輕量化，可以減少顯影器內的壓力，使得雙組分顯影劑的耐久性保持的更長。可使用已知的鐵酸鹽粒子，例如Cu—Zn鐵酸鹽、Ni鐵酸鹽、Ni—Zn鐵酸鹽、Mn—Mg鐵酸鹽、Cu—Mg鐵酸鹽、Mn鐵酸鹽、Mn—Zn鐵酸鹽、Li鐵酸鹽、Mn—Mg—Sr鐵酸鹽等粒子。輕金屬鐵酸鹽可使用含Mg、Li等鹼土類金屬或鹼金屬的物質。鐵酸鹽粒子可通過已知方法製成。例如，混合Fe₂O₃或Mg（OH）₂等鐵酸鹽原料，將此混合粉在加熱爐中加熱並預燒。所得的預燒品冷卻後，通過振動碾磨機粉碎成大約1微米左右的粒子，向粉碎粉中加入分散劑及水，製作黏合液。此黏合液使用濕式球磨機進行濕式粉碎，得到的懸濁液通過噴霧乾燥器進行造粒乾燥，就可以得到鐵酸鹽粒子了。磁性粒子的體積平均粒徑為20～100微米，推薦選用20～80微米，最好為30～60微米。磁性粒子的粒徑可使用HELOS進行測定。

使用電橋法測定磁性粒子時，最好有1×10～1×10歐·厘米的體積電阻率。磁性粒子的體積電阻率若變低，則整個載體的抵抗就會變低，可能由於感應現象等產生曝光等問題。此外，磁性粒子的體積電阻率若變高，則殘留在載體表面的相反電荷會發生界限效果，與調色劑的附著力會變高，使得圖像濃度降低等。磁性粒子的體積電阻率最好在1×10～5×10歐·厘米範圍內。

矽氧樹脂最好使用熱硬化性樹脂。該熱硬化性矽氧樹脂可通過與矽原子連線的氫基團脫水縮聚而得到。

《雙組份顯影劑》中可使用的市場銷售的熱硬化矽氧樹脂方面，可使用例如矽酮漆（東芝株式會公司生產：TSR115、TSR114、TSR102、TSR103、YR3061、TSR110、TSR116、TSR117、TSR108、TSR109、TSR180、TSR181、TSR187、TSR144、TSR165、信越化學工業株式會公司生產：KR271、KR272、KR275、KR280、KR282、KR267、KR269、KR211、KR212）。

為了實現熱硬化矽氧樹脂的交鏈，需要對該樹脂進行加熱處理至150～250℃左右，不過也可向樹脂中添加硬化催化劑。硬化催化劑可使用辛酸、四甲基醋酸銨、正鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、二醋酸二丁基錫、二丁基氧化錫、二月桂酸二丁基錫、γ—氨丙基三乙氧基矽烷、γ—氨丙基三乙氧基矽烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基矽烷、矽烷偶聯劑、N—[3—（二甲氧基甲基矽基）丙基]乙二胺等。

《雙組份顯影劑》的載體中，還推薦向樹脂層中添加電荷調節劑。電荷調節劑方面，可使用2011年前已知的電荷調節劑。為了讓調色劑具有正帶電性，需要讓載體維持負帶電性，可使用水楊酸的金屬絡化物或偶氮類金屬絡化物等。例如，可使用諸如DL—N22、DL—N23、DL—N24、DL—N32、DL—N33（以上為湖北鼎龍化學股份有限公司產品）這樣的商品。

為了讓調色劑具有負帶電性，需要讓載體維持正帶電性，此時推薦使用諸如季銨鹽類的電荷調節劑。以下一般式（1）中表示的季銨鹽最好含有以下一般式（2）中表示的季銨鹽及以下一般式（3）中表示的季銨鹽的一種或2種以上。烷基或芳基置換的季銨鹽對矽氧樹脂來說具有優異的分散性，帶電調節效果也高。

一般式（1）

式中，X表示烷基、環烷基、置換或非置換苯基、或—COR₅（其中R5表示低級烷基），Z表示氫原子、羥基或烷基。R₁及R₃分別獨立表示碳數1～18的烷基或苯甲基，R₂表示碳數1～4的烷基，R₄表示碳數5～18的烷基或苯甲基。）“低級烷基”是指碳數1～4的烷基。

一般式（2）

式中，Z表示氫原子、羥基、置換或非置換烷基、鏈烯基或羧基，k表示1或2的整數，g及h分別表示1～3的整數，k與g、h總計小於6。R1～R₄分別表示碳數1～18的置換、非置換烷基、碳數1～18的鏈烯基、環烷基、置換或非置換苯基、或置換/非置換苯甲基。

一般式（3）

/	初期		10000張後
/	圖像濃度	包覆濃度	圖像濃度	色域範圍 (%)	包覆濃度
顯影劑組合例1	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例2	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例3	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例4	1.40	0.000	1.39	98%	0.001
顯影劑組合例5	1.41	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例6	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例7	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例8	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例9	1.40	0.000	1.39	99%	0.001
顯影劑組合例10	1.41	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例11	1.40	0.000	1.40	100%	0.000
顯影劑組合例12	1.40	0.000	1.36	97%	0.003
比較用顯影劑組合例1	1.38	0.000	1.29	85%	0.011
比較用顯影劑組合例1	1.36	0.000	1.25	79%	0.013

雙組份顯影劑

基本介紹

專利背景

發明內容

專利目的

技術方案

改善效果

技術領域

權利要求

實施方式

榮譽表彰

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