專(zhuān)利名稱(chēng)：彩色磁性色粉及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作彩色磁性色粉、彩色磁墨等的原材料的復(fù)合粉末及其生產(chǎn)方法。
在復(fù)印、印刷等技術(shù)中廣泛采用的電子光學(xué)成象方法包括一種二元顯象方法和一元顯象方法，在二元顯象方法中聯(lián)合使用一種磁性載體和一種色粉作為一種染色劑，在一元顯象方法中用一種本身具有磁性的色粉。
一元顯象方法由于不需要載體而具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如，其顯象設(shè)備簡(jiǎn)單(其尺寸約為二元顯象方法中所用的顯象設(shè)備的二分之一到三分之一)顯象操作簡(jiǎn)單。但是，當(dāng)用這種方法形成彩色圖像時(shí)，應(yīng)該使用深暗磁性色粉，并且不能得到鮮艷色彩的圖像。
其原因如下要想通過(guò)一元顯象方法得到清晰的彩色圖像，磁性色粉本身應(yīng)該是色彩鮮艷的。但是，用作其基體的磁性材料粒子通常為黑色的，因此僅在這種基體粒子表面直接形成一個(gè)彩色膜，導(dǎo)致最終圖像發(fā)暗。
因此，目前采用二元顯象方法形成彩色圖像。然而，由于彩色復(fù)印需要四種顏色，即三基色和黑色，因此顯象設(shè)備必須很大。
此外，還存在顯象器操作、顯象帶來(lái)的載體處理等問(wèn)題。
所以，如果一元顯象方法可獲得鮮艷的顏色，那么優(yōu)先選用這種方法，因?yàn)閺?fù)印機(jī)簡(jiǎn)單緊湊，且有關(guān)顯象器操作和載體處理等問(wèn)題全部消除。然而，至今還沒(méi)有找到適合于一元顯象方法形成彩色圖像的磁性色粉。
鑒于這種情況，本發(fā)明的發(fā)明者曾提出一種方法，該方法包括一種基體顆粒分散在一種金屬醇鹽溶液并水解該醇鹽，從而在基體顆粒表面形成一層厚度為0.01～20μm的均勻的金屬氧化物膜(日本未審查公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.6-228604)；一種表面具有多層交替的金屬氧化物薄膜和金屬薄膜的功能粉末(日本未審查公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.7-90310)；以及一種工藝，該工藝包括加熱表面具有多層金屬氧化物膜的粉末，從而產(chǎn)生一種具有多層包覆的金屬氧化物膜更加致密和穩(wěn)定的粉末(WO96/28169)。
通過(guò)調(diào)節(jié)各層膜的厚度可以使上述具有多層金屬氧化物或金屬膜的粉末具有一種特殊功能。例如，當(dāng)具有不同折射指數(shù)的包覆膜以對(duì)應(yīng)于入射光波長(zhǎng)四分之一的厚度形成于基體顆粒表面時(shí)，就可以得到一種能反射全部入射光的粉末。這就提出了一種可能性，即通過(guò)把這種技術(shù)應(yīng)用于磁性材料的基體顆粒，就可能生產(chǎn)出一種能夠全部反射光線且具有鮮艷白色的磁性色粉的磁性粉末，另外，在這種磁性粉末表面再形成一種彩色層，然后再在其上形成一個(gè)樹(shù)脂層就可能產(chǎn)生一種色彩鮮艷的磁性色粉。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是進(jìn)一步研究發(fā)明者提出的上述技術(shù)，從而提供一種即使用一元顯象方法都能夠得到鮮艷色彩的彩色磁性色粉。
本發(fā)明的上述目的是由按照本發(fā)明形成的下述色粉實(shí)現(xiàn)的(1)一種包括一種磁性材料基體顆粒的彩色磁性色粉，其中，基體顆粒表面形成一個(gè)光干涉多層包覆膜，并且在該光干涉多層包覆膜上形成一個(gè)有機(jī)聚合物膜；(2)根據(jù)上述(1)所述的彩色磁性色粉，其中，上述光干涉多層包覆膜反射可見(jiàn)光區(qū)的光線；(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的彩色磁性色粉，其中，所述的有機(jī)聚合物膜包括一種染色劑；(4)根據(jù)上述(1)至(3)任意一項(xiàng)所述的彩色磁性色粉，其中，所述的光干涉多層包覆膜包括多層金屬化合物膜和/或金屬膜。按照本發(fā)明的下列工藝也能達(dá)到相似的目的。(5)一種用于生產(chǎn)彩色磁性色粉的工藝，包括在一種磁性材料顆粒表面形成一種包括金屬化合物和/或金屬的多層包覆膜；然后再通過(guò)一種聚合法形成一個(gè)有機(jī)聚合物膜。
根據(jù)上述組成，可以通過(guò)以下方式提供一種即使被用于一元系統(tǒng)都可以形成鮮艷色彩圖像的彩色磁性色粉，即根據(jù)膜的組成在一種磁性材料顆粒上形成一個(gè)包括金屬化合物和/或金屬的光干涉多層包覆膜以給予粉末白色或其它所需要的顏色，并且再在其上形成一個(gè)作為結(jié)合層的有機(jī)聚合物膜。
把一種染色劑(colouring agent)結(jié)合進(jìn)上述有機(jī)聚合物膜中，就會(huì)得到更加鮮艷的色彩。
下面將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明的彩色磁色粉。
用作本發(fā)明的磁性色粉的基體的磁性材料顆粒也可以用作現(xiàn)有的磁性色粉的基體的磁性材料顆粒。其典型的例子包括金屬粉末，如鐵、鈷和鎳，它們的合金粉末，以及磁性燒結(jié)粉末，如氮化鐵。
然而，優(yōu)先選用具有高磁化強(qiáng)度的磁性材料，因?yàn)橼呄蛴谑褂幂^小尺寸的磁性顆粒以便得到高的分辨率。優(yōu)先選用磁化強(qiáng)度為90emu/g或更高的磁性材料，當(dāng)給磁性材料粉末施加10Koe的磁場(chǎng)時(shí)，更優(yōu)先選用150emu/g或更高的磁性材料。具有這么高磁化強(qiáng)度的磁性材料可以使原材料粉末成為彩色磁性色粉，得到高達(dá)10到90emu/g(當(dāng)施加10Koe磁場(chǎng)時(shí))的磁化強(qiáng)度，即使當(dāng)它包括一種結(jié)合樹(shù)脂、一種電荷調(diào)節(jié)劑、一染色劑等。
磁性材料顆?？梢詾槿我獾母飨蛲孕螤?，如球形、近球形、規(guī)則的多面體；多面體如平行六面體、球體、菱面體、板、和菱柱體；以及非定形體。
在本發(fā)明中，為了獲得具有鮮艷色彩的彩色磁性色粉，有必要把磁性材料顆粒染色成白色或其它顏色。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在磁性材料顆粒上形成一個(gè)能引起光干涉的多層包覆膜。
光干涉多層包覆膜是通過(guò)疊加多層金屬或金屬化合物薄膜而形成的。在形成多層包覆膜時(shí)，通過(guò)調(diào)整各層膜的厚度或改變膜的疊加順序或膜的結(jié)合就可以賦予其一種反射或吸收一特定波長(zhǎng)范圍的入射光的性能。因此，上述磁性材料顆粒能被染成白色或其它顏色。
用于形成多層包覆膜的金屬化合物的例子包括金屬氧化物、金屬硫化物、金屬硒化物、金屬碲化物，和金屬氟化物。具體的例子包括氧化鋅、氧化鋁、氧化鎘、氧化鈦、氧化鋯、氧化鉭、氧化硅、氧化銻、氧化釹、氧化鑭、氧化鉍、氧化鈰、氧化錫、氧化鎂、氧化鋰、氧化鉛、硫化鎘、硫化鋅、硫化銻、硒化鎘、碲化鎘、氟化鈣、氟化鈉、氟化鋁三鈉、氟化鋰、和氟化鎂。
金屬的優(yōu)選例包括銀、鈷、鎳、鐵、以及它們的合金。
下面將詳細(xì)解釋形成光干涉多層包覆膜的方法。
可用的形成金屬化合物膜和金屬膜的方法有氣相沉積方法，如PVD、CVD和噴涂干燥法，在這些方法中，金屬化合物或金屬膜直接氣相沉積在磁性材料顆粒表面。
就金屬膜而言，也可以使用所謂的化學(xué)鍍法，即把磁性材料顆粒放入金屬鹽的水溶液中，溶液中的金屬鹽被還原，從而在磁性材料顆粒表面沉積金屬。
隨著磁性色粉和磁性材料顆粒為滿足更高分辨率需求而尺寸減少趨勢(shì)的發(fā)展，就必須在磁性材料顆粒表面形成一個(gè)均勻的膜。尤其對(duì)金屬氧化物而言，優(yōu)先選用本發(fā)明的發(fā)明者先前在日本未審查公開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.6-228604或7-90310或WO96/28169提出的成膜方法。
具體地，上述方法包括把磁性材料粉末分散在一種金屬醇鹽溶液中，水解該金屬醇鹽以在磁性材料顆粒表面形成一均勻的金屬氧化物薄膜，干燥被包覆的顆粒，重復(fù)上述步驟。若有必要，形成金屬薄膜的步驟可以在形成金屬氧化物的那些重復(fù)步驟之前或之后或之間進(jìn)行。因而可以獲得一個(gè)只包括金屬氧化物膜或金屬氧化物膜和金屬膜的多層包覆膜。上述金屬醇鹽選自鋅、鋁、鎘、鈦、鋯、鉭、硅、銻、釹、鑭、鉍、鈰、錫、鎂、鋰和鉛的醇鹽。
對(duì)上述多層包覆膜加熱可使其反射率提高，或使其更加致密和穩(wěn)定。
這種金屬醇鹽方法除了可用于形成金屬氧化物膜，還可以用來(lái)形成金屬硫化物膜。
在這樣形成的金屬化合物膜或金屬膜中，通過(guò)調(diào)整各層膜的厚度可以按所需色度染色磁性材料顆粒。例如，當(dāng)按照對(duì)應(yīng)于入射光波長(zhǎng)的四分之一形成具有不同折射指數(shù)的金屬化合物薄膜時(shí)，可以把磁性材料顆粒做成反射全部入射光因而成為白色。
因此，光干涉多層膜中各層的厚度和多層膜的總厚度是這樣確定的，使磁性材料顆粒具有所需的顏色。
在多層包覆磁性材料顆粒表面形成一個(gè)用作結(jié)合層的有機(jī)聚合物膜。這樣就可以得到一種色彩鮮艷的彩色磁性色粉。
關(guān)于有機(jī)聚合物膜的形成，可以通過(guò)PVD、CVD、或噴涂干燥方法等在多層包覆磁性材料顆粒表面直接包覆有機(jī)聚合物膜。
但是，為了增強(qiáng)粘附性本發(fā)明在形成膜時(shí)優(yōu)選用聚合法。
優(yōu)選的聚合法可根據(jù)有機(jī)聚合物的種類(lèi)適當(dāng)?shù)剡x取。具體地，根據(jù)有機(jī)聚合物的種類(lèi)可以選用乳膠聚合法、懸浮聚合法、種子聚合法、原位聚合法，等。對(duì)于某些有機(jī)聚合物，也可以選用相分離法。
用作磁性色粉粘結(jié)樹(shù)脂的有機(jī)聚合物沒(méi)有特別的限制，只要這些聚合物膜可以用上述任意一種聚合法成膜即可。例如，可以使用下列聚合物。
可選用的有機(jī)聚合物的例子包括芳香碳?xì)涞牡途畚锖途酆衔?例如，聚苯乙烯、苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物(styrene-α-methylstyrenecopolymers)、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物(styrene-vinyltoluene copolymers))；烯烴低聚物和聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯)；包括單體的共聚物的乙烯基低聚物和聚合物(例如丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)，甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)，甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)，丙烯腈(acrylonitrile)，聚丙烯酸(polyacrylic acid)，聚甲基丙烯酸(polymethacrylicacid)，乙酸乙烯酸(vinyle acetate))；單純的低聚物(例如，二烯低聚物(dieneoligomers)，如聚丁二烯，聚戊二烯，和聚氯代丁二烯；和酯低聚物)；由上述兩個(gè)或更多單體和低聚物組成的共聚物(例如，烴單體和低聚物、烯烴低聚物，乙烯基單體和低聚物，聚氯代丁二烯單體和低聚物，及酯單體和低聚物)；臘類(lèi)(例如，天然臘，聚乙烯臘)；以及醇酸樹(shù)脂(例如，松香改性的醇酸樹(shù)脂)。
有機(jī)聚合物膜應(yīng)以這樣的量形成，當(dāng)彩色磁性色粉沉積在紙上時(shí)，聚合物膜散開(kāi)以防止色粉顆粒從紙面脫落或分離。然而，從與下面將要描述的染色劑的關(guān)系角度出發(fā)，有機(jī)聚合物膜應(yīng)優(yōu)選以這樣的量形成，當(dāng)色粉沉積在紙上時(shí)，有聚合物應(yīng)散開(kāi)占據(jù)磁性材料顆粒所占據(jù)面積的四倍。
本發(fā)明彩色色粉的特征在于由于形成于磁性材料顆粒表面的光干涉多層包覆膜使入射光產(chǎn)生干涉并呈現(xiàn)一種顏色，因而色粉本身具有鮮艷的色彩。因此，僅作為粘結(jié)劑的有機(jī)聚合物應(yīng)足量，而且它可以是透明的。但是，由于磁性材料顆粒之間存在距離而使彩色色粉沉積在紙面時(shí)產(chǎn)生未被染色區(qū)域，所以?xún)?yōu)選把一種染色劑結(jié)合進(jìn)有機(jī)聚合物膜中，以使由色粉沉積形成的散開(kāi)的有機(jī)聚合物膜可以用來(lái)染色沉積的色粉周?chē)膮^(qū)域。
用于染色有機(jī)聚合物膜的染色劑的例子包括黃色、深紅色、和青綠色染色劑。下面的有機(jī)染料和有機(jī)顏料可用作各種顏色。有機(jī)染料a．黃色單偶氮染料，偶氮次甲基染料，油性染料等等。b．深紅色硫代靛藍(lán)染料，噸染料，2,9-喹吖酮染料，油性染料，等等。c．青綠色銅酞菁染料，油性染料，等等。有機(jī)顏料a．黃色雙偶氮顏料，聯(lián)苯胺顏料，佛爾酮黃顏料，等等。b．深紅色喹吖酮顏料，蒽醌顏料，若丹明顏料，苯酚型不熔性偶氮顏料，等等。c．青綠色酞菁顏料，等等。
上述染色劑優(yōu)選以這樣的數(shù)量包含在有機(jī)聚合物膜中，即當(dāng)彩色磁性色粉沉積在紙面上時(shí)，染色劑上色的面積甚至可能均勻達(dá)到磁性材料顆粒投影面積的2至20倍。
本發(fā)明的彩色磁性色粉包括上述磁性材料顆粒、光干涉多層包覆膜以及有機(jī)聚合物膜等作為其基本組元。除此以外，色粉還可以包括在有機(jī)聚合物膜中的電荷調(diào)節(jié)劑、液化劑和表面潤(rùn)滑劑。
電荷調(diào)節(jié)劑是一種用于調(diào)節(jié)彩色磁性色粉起電特性的添加劑。可作為電荷調(diào)節(jié)劑的可為有機(jī)酸、表面活性劑和介電物質(zhì)?？墒股燮鹫姷碾姾烧{(diào)節(jié)劑的例子包括烷基水楊酸的金屬螯合物，二羧酸的金屬螯合物、多環(huán)水楊酸的金屬鹽，以及脂肪酸的金屬鹽?？墒股燮鹭?fù)電的電荷調(diào)節(jié)劑的例子包括季胺鹽、苯并噻唑衍生物、胍胺衍生物，二丁基錫氧化物，含氮化合物，氯化石臘、以及氯化聚酯。
液化劑是一種用于改善彩色磁性色粉的流動(dòng)性以防止紙面上不必要的色粉顆粒的殘留的添加劑。其例子包括硅膠、氣溶膠、氧化鈦粉末、氧化鉛粉、氧化鋅粉、脂肪酸金屬鹽粉。
表面潤(rùn)滑劑是一種用于防止彩色磁性色粉粘附在固定輥或顯象機(jī)的其它部件上的添加劑。例子包括低分子聚乙烯和低分子聚丙烯。
上述添加劑在有機(jī)聚合物膜中的加入上限優(yōu)選為總重量的約60％。若添加劑加入量超過(guò)上限，就得不到彩色磁性色粉的實(shí)用的性能。
通過(guò)把上述組元結(jié)合起來(lái)，就可以得到一種具有鮮艷色彩的彩色磁性色粉。


圖1是顯示本發(fā)明彩色磁性色粉一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖。如圖所示，該顆粒包括一個(gè)作為基體顆粒的磁性材料顆粒1，一個(gè)形成于該基體顆粒上且包括一個(gè)金屬化合物膜2和疊加于其上的另一金屬化合物膜3的光干涉多層包覆膜，以及一個(gè)覆蓋在最外層的有機(jī)聚合物膜。金屬化合物膜2和金屬化合物膜3其中之一也可以是金屬膜。
通過(guò)參考下面的例子和對(duì)比例，本發(fā)明就會(huì)更加明了。然而下面的例并不限定本發(fā)明的范圍。例1用于形成氧化物包覆粉末的工藝第一層氧化硅包覆把10g平均顆粒直徑為1.8μm的羰基鐵粉(由BASF公司制造)分散在100ml乙醇中。把盛有上述分散液的容器放入油槽加熱于55℃保溫。向其內(nèi)加入6g乙氧基硅，6g29％的氨水和8g水。在攪拌條件下使其反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)之后，用乙醇把反應(yīng)產(chǎn)物烯釋和沖洗并將其過(guò)濾。把濾得的固體物質(zhì)在真空干燥器內(nèi)在110℃下干燥3小時(shí)。經(jīng)干燥之后，把所得粉末放入一個(gè)旋轉(zhuǎn)渦輪爐內(nèi)加熱于650℃保溫3小時(shí)即得到氧化硅包覆的粉末A。
所得到的氧化硅包覆的粉末A的膜厚為75nm。這種粉末具有優(yōu)良的分散性。第二層氧化鈦包覆經(jīng)過(guò)加熱之后，再把10g制得的氧化硅包覆粉末A分散在200ml乙醇中。把盛有該分散液的容器放入油槽中加熱于55℃保溫。向其內(nèi)加入5g乙氧基肽攪拌之。把制備好的30ml乙醇和8.0g水混合的溶液滴入上述混合液中60分鐘，再使其反應(yīng)2小時(shí)。然后在真空條件下干燥所得顆粒并加熱之，得到氧化硅-氧化鈦包覆的粉末B。
上述氧化硅-氧化鈦包覆的粉末B具有優(yōu)良的分散性，并且為互不相干的顆粒。這種氧化硅-氧化鈦包覆的粉末B的氧化鈦膜厚為50nm。
這種粉末的光譜反射曲線上具有一個(gè)445nm的峰值波長(zhǎng)，此處的反射率為40％。為鮮艷的藍(lán)色。
聚苯乙烯復(fù)合物粉末把500g苯乙烯單體分散在600g蒸餾水中。把該混合物加熱至70℃并攪拌，同時(shí)加入十二烷基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)以乳化上述單體。然后，將25g其表面已用甲基丙烯酸親脂化處理過(guò)的氧化硅-氧化鈦包覆粉末B加入上述乳化物中。高速攪拌所得的混合物以充分混合其成分。
將10％的過(guò)硫酸銨水溶液加入以激發(fā)聚合反應(yīng)。攪拌反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)完成之后，用2升蒸餾水烯釋反應(yīng)產(chǎn)物，用沉淀法排棄上層清液以收集沉淀物。在濾紙上干燥該沉淀物以獲得藍(lán)色的聚苯乙烯包覆的粉末。
該藍(lán)色聚苯乙烯包覆的粉末為球形，在10Koe的磁場(chǎng)中具有120emu/g的磁化強(qiáng)度。例2第一層氧化硅包覆將10g平均顆粒直徑為1.8μm的羰基鐵粉(BASF公司制造)分散在100ml乙醇中。把盛有該分散劑的容器放入油槽中加熱于55℃保溫。向其內(nèi)加入6g29％的氨水、6g乙氧基硅，和8g水，攪拌反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)完成之后，用乙醇烯釋和洗滌反應(yīng)產(chǎn)物并過(guò)濾之。把固體物質(zhì)放入真空干燥器內(nèi)加熱于110℃干燥3小時(shí)。干燥之后，把所得粉末放入一個(gè)旋轉(zhuǎn)渦輪爐加熱于650℃保溫30分鐘即得到氧化硅包覆的粉末B。
該氧化硅包覆粉末B的膜厚為70nm，它具有優(yōu)良的分散性。第二層氧化鈦包覆加熱之后，把10g所得的氧化硅包覆的粉末B重新分散在200ml乙醇中，把盛有該分散劑的容器放入油槽加熱于55℃保溫。向其內(nèi)加入4.7g乙氧基肽。攪拌之，由30ml乙醇和8.0g水混合的溶液滴入上述混合物至60分鐘，使所得混合物反應(yīng)2小時(shí)。然后把所得顆粒在真空條件下干燥并加熱即可得到氧化硅-氧化鈦包覆的粉末C。
上述氧化硅-氧化鈦包覆粉末C具有優(yōu)良的分散性且為獨(dú)立顆粒。這種氧化硅-氧化鈦包覆粉末的氧化肽膜厚為45nm。
這種粉末的光譜反射曲線上具有一個(gè)410nm的峰值波長(zhǎng)，此處的反射率為41％。它為鮮艷紫色。第三層氧化硅包覆將10g氧化硅-氧化鈦包覆粉末C分散在100ml乙醇中。把容器放入油槽中加熱于55℃保溫。向其中加入6g乙氧基硅，6g29％的氨水和8g水。在攪拌條件下使該混合物反應(yīng)2小時(shí)。反應(yīng)之后，用乙醇烯釋和洗滌反應(yīng)產(chǎn)物并過(guò)濾之。把所得固體物質(zhì)放在真空干燥器中加熱于110℃保溫3小時(shí)。干燥之后，把所得粉末放入一個(gè)旋轉(zhuǎn)渦輪爐加熱于650℃保溫30分鐘即得到氧化硅-氧化鈦-氧化硅包覆的粉末D。
這種氧化硅-氧化鈦-氧化硅包覆粉末D的膜厚為75nm，它具有優(yōu)良的分散性。第四層氧化鈦包覆經(jīng)過(guò)加熱之后，將10g氧化硅-氧化鈦-氧化硅包覆的粉末D重新分散在200ml乙醇中。把容器放入油槽加熱于55℃保溫。向其內(nèi)加入5.5g乙氧基鈦。攪拌之。由30ml乙醇和8.0g水混合的溶液滴入上述混合物至60分鐘，并使之反應(yīng)2小時(shí)。將所得顆粒在真空條件下干燥并加熱即可得到氧化硅-氧化鈦-氧化硅-氧化鈦包覆的粉末E。
所得的氧化硅-氧化鈦-氧化硅-氧化鈦包覆粉末E具有滿意的分散性并且為獨(dú)立的顆粒。該粉末E上新形成的氧化鈦膜的厚度為53nm。聚苯乙烯復(fù)合物粉末向600g蒸餾水中加入90g苯乙烯單體和10g丙烯酸亞丁基酯。在攪拌條件下將其加熱至70℃，再加入十二烷基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)以乳化上述單體。
然后，將50g氧化硅-氧化鈦-氧化硅-氧化鈦包覆粉末E加入至乳化液中。高速攪拌混合物以充分混合上述成分。
加入10％的過(guò)硫酸銨水溶液以激發(fā)聚合反應(yīng)。在攪拌條件下使之反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)完成之后，用2升蒸餾水烯釋反應(yīng)物，然后用沉淀法把上浮清液棄除。把沉淀物放在濾紙上干燥便得到藍(lán)色聚苯乙烯包覆的粉末。
上述聚苯乙烯包覆粉末的光譜反射曲線具有一個(gè)445nm的峰值波長(zhǎng)，此處的反射率為55％，它為鮮艷的藍(lán)色。這種粉末在10Koe的磁場(chǎng)中的磁化強(qiáng)度為78emu/g。比較例1磁性材料和顏料的單純混合物將平均顆粒直徑為0.2μm、反射峰為445nm、反射率為55％的Turkey藍(lán)(藍(lán)色顏料)與平均顆粒直徑為1.8μm的羰基鐵粉(BASF公司制造)以重量比25g∶25g的比例混合，并使之充分混合均勻。
將這種粉末與90g苯乙烯單體和10g丙烯酸亞丁基酯一起加入至600g蒸餾水中。將該混合物加熱至70℃并攪拌。再向其中加入十二烷基硫酸鈉以乳化上述單體，高速攪拌之以充分混合上述成分。
加入10％的過(guò)硫酸氨水溶液以激發(fā)聚合反應(yīng)。在攪拌條件使混合物反應(yīng)4小時(shí)。
反應(yīng)完成之后，用2升蒸餾水烯釋反應(yīng)產(chǎn)物，用沉淀法把上浮清液棄除，把沉淀物放在濾紙上干燥。最后，即得到由顏料和鐵顆粒組成、完全由聚苯乙烯覆蓋并且相互結(jié)合的球形顆粒。
該聚苯乙烯包覆粉末A為深藍(lán)色，在455nm處具有一個(gè)反射峰并且其反射率降為22％。這種粉末在10Koe磁場(chǎng)中的磁化強(qiáng)度為75emu/g。
從例2和比較例1的比較中顯然可以肯定顏料和磁性材料顆粒及結(jié)合樹(shù)脂的單純混合不會(huì)改善色彩，為了使具有相同磁化強(qiáng)度的彩色磁性色粉在色彩方面更好，磁性材料顆粒自身應(yīng)該如例2那么染色。例3將10g油類(lèi)藍(lán)色有機(jī)染料溶解在20g苯內(nèi)。再將該溶液與90g苯乙烯單體和10g丙烯酸亞丁基酯混合以獲得一種用于彩色樹(shù)脂的起始材料。
將上述用于彩色樹(shù)脂的起始材料加入到600g蒸餾水中，再向其中加入十二烷基硫酸鈉。將該混合物在攪拌條件下加熱至70℃乳化。
然后，將50g按例2所述的方式制備好的氧化硅-氧化鈦包覆粉末E加入到上述溶液中，高速攪拌該混合物使各成分充分混合。
再加入10％的過(guò)硫酸銨水溶液使之進(jìn)行5小時(shí)的聚合反應(yīng)。反應(yīng)完成之后，用2升蒸餾水烯釋反應(yīng)混合物兩次并用上浮清液沖洗。過(guò)濾并洗滌析出物即得到藍(lán)色的聚苯乙烯包覆的粉末B。
該聚苯乙烯包覆粉末B的光譜反射曲線上在455nm波長(zhǎng)處有一個(gè)峰值，其反射率為52％。這種聚苯乙烯包覆粉末B在10Koe的磁場(chǎng)中的磁化強(qiáng)度為75emu/g。
使用一個(gè)涂敷機(jī)，分別用1.7g例3和比較例1制得的聚苯乙烯包覆粉末A和B均勻地施加在一張A4紙上以覆蓋其面積的80％。結(jié)果，例3制得的聚苯乙烯包覆粉末B將紙染成鮮艷的藍(lán)色，而比較例1制得的聚苯乙烯包覆粉末A將紙染成深灰色。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明提供了一種彩色磁性色粉，即使用作一元系統(tǒng)它也能形成鮮艷色彩的圖像，該彩色磁性色粉是這樣形成的在一種磁性材料顆粒上形成一個(gè)包括一種金屬化合物層和/或一種金屬層的光干涉多層包覆膜，以根據(jù)膜的組成給予粉末白色或其它所需的顏色，然后在其上形成一個(gè)作為粘合劑的有機(jī)聚合物膜。
把染色劑結(jié)合進(jìn)上述有機(jī)聚合物膜便得到更加鮮艷的色彩。
結(jié)果，復(fù)印機(jī)可以做得更加簡(jiǎn)單和緊湊，利用同樣的原理在激光復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)上也可以實(shí)現(xiàn)彩色印刷。此外，由于彩色磁性色粉沒(méi)有二元顯象方法所涉及的載體廢物排放問(wèn)題，因此，它不僅降低了成本還有利于保護(hù)環(huán)境。
權(quán)利要求
1．一種包括一種磁性材料基體顆粒的彩色磁性色粉，其中，一個(gè)光干涉多層包覆膜形成于該基體顆粒上，而一個(gè)有機(jī)聚合物膜形成于該光干涉多層包覆膜上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色磁性色粉，其特征在于，上述光干涉多層包覆膜反射可見(jiàn)光區(qū)的光線。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的彩色磁性色粉，其特征在于，上述有機(jī)聚合物膜包含一種染色劑。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的彩色磁性色粉，其特征在于，上述光干涉多層膜包括多層金屬化合物膜和/或金屬膜。
5．一種用于生產(chǎn)彩色磁性色粉的工藝，該工藝包括在一種磁性材料顆粒上形成一個(gè)包括金屬化合物和/或金屬的多層包覆膜；然后用聚合法形成一個(gè)有機(jī)聚合物膜。
全文摘要
一種用作彩色磁性色粉原料的粉末,色粉用于彩色復(fù)印機(jī)等,它被染成白色和其它鮮艷顏色,還提供一種用上述原料制備的干燥的彩色磁性色粉。該干燥彩色磁性色粉包括一種粉末,其包括一個(gè)形成于磁性顆粒上的光干涉多層包覆膜和至少一個(gè)形成于粉末表面的有機(jī)聚合物包覆膜或染色膜。用于生產(chǎn)該干燥彩色磁性色粉的工藝包括包覆其上具有一光干涉多層包覆膜和至少一個(gè)有機(jī)聚合物包覆膜的粉末表面。
文檔編號(hào)G03G9/083GK1225728SQ97196533
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月10日
發(fā)明者新子貴史, 中塚勝人 申請(qǐng)人:日鐵礦業(yè)株式會(huì)社, 中塚勝人