CN1619427A - 用于带正电的调色剂的助剂 - Google Patents

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Abstract

提供正性液体电记录调色剂组合物,该组合物包括具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体和分散在该液体载体中的很多带正电的调色剂颗粒。调色剂颗粒包括含至少一种两亲接枝共聚物的聚合物粘结剂,该两亲接枝共聚物包括一个或多个S物质部分或一个或多个D物质部分。该调色剂组合物还包括酸或碱电荷控制助剂。这些组合物具有令人吃惊的体积导电率和单位质量电荷性能,特别是在印刷操作期间调色剂颗粒从调色剂组合物中消耗时。

Description

用于带正电的调色剂的助剂
                           技术领域
本发明涉及用于调色剂组合物的助剂。本发明更具体地涉及用于包括带正电的调色剂颗粒的液体调色剂组合物的助剂。
                           背景技术
在电照相(electrophotographic)和静电印刷(electrostatic printing)工艺(统称为电照相工艺)中,分别在光感受元件或介电元件表面上形成静电图像。该光感受元件或介电元件可以为最终调色图像的中间传递转鼓或带子或基材,如下面的文献中描述的:Schmidt,S.P.和Larson,J.R.,Handbook ofImaging Materials Diamond,A.S.,Ed:Marcel Dekker:New York;Chapter 6,pp227-252,以及US4,728,983,4,321,404和4,268,598.
在静电印刷中,潜影一般通过如下方法形成:将一带电图像通过静电书写笔或其等同物置于静电元件(通常为接受基材)上选取的元件区域内,(2)将调色剂涂于该带电荷的图像上和(3)固定该调色图像。这种方法的一个例子描述于US 5,262,259中。
在电照相印刷(也指静电复印)中,使用电照相技术以在最终的图像接受器,如纸张、胶片等上产生图像。在很多装置(包括影印机、激光印刷机、传真机等)中都包括电照相技术。
电照相通常涉及将可再使用的光敏性临时图像感受器(称为光感受器)用于在最终的永久性图像感受器上产生电照相图像。一种代表性的电照相方法(放电区域显影)涉及在感受器上产生图像的一系列步骤,包括充电、曝光、显影、转移、熔化、清洁和擦除。
在充电步骤中,光感受器一般通过电晕或充电辊用所需极性的电荷基本上均匀覆盖,以获得第一负或正电位。在曝光步骤中,光学体系(通常为激光扫描器或二极管组)以相当于在最终图像接受器上形成所需图像的方式,通过对光感受器的充电表面选择性放电达到第二电势,形成潜像。在显影步骤中,一般将合适极性的调色剂颗粒与光感受器上的潜像接触,通常使用电偏向于与调色剂极性相同极性的电势的显影剂及电势处于第一和第二电势之间。调色剂颗粒迁移至光感受器并通过静电力选择性地与潜像附着,在光感受器上形成调色图像。
在转移步骤中,调色图像自光感受器转移至所需的最终图像感受器;有时使用中间转移元件,以进行调色图像自光感受器的转移,随后转移至最终的图像感受器。该图像借助物理压力并接触调色剂而转移,与转移该图像的表面相比,它选择性地与目标中间体或最终的图像感受器粘附。此外,该调色剂可使用静电力在液体体系中转移(将在下面更详细地讨论)。在熔化步骤中,将最终图像感受器上的调色图像以软化或熔化调色剂颗粒,由此将调色图像熔化到最终的感受器上。一种替换的熔化方法涉及将调色剂在加压下在加热或不加热下固定到最终的感受器上。在清洗步骤中,除去残留在光感受器上的残余调色剂。
最后,在擦除步骤中,借助暴露于特定波长的光下,将光感受器的电荷降至基本上均匀低的值,由此除去原始潜在图像的残余物并制备用于下一成像循环的光感受器。
有两类调色剂,在商业上广泛使用:液体调色剂和干燥调色剂。术语“干燥”并不是指完全无任何液体成份的干燥调色剂,而是指该调色剂颗粒不含任何明显量的溶剂,例如通常低于10重量%的溶剂(一般干燥调色剂是指将调色剂干燥至溶剂含量为合理的实际量),并且能够带上摩擦电荷。这样将干燥调色剂颗粒与液体调色剂颗粒相区别。
典型的液体调色剂组合物一般包括悬浮或分散于液体载体中的调色剂颗粒。液体载体一般为不导电的分散剂,以避免静电潜像放电。一般将液体调色剂颗粒在液体载体(或载体液体)中溶剂化至一定程度,通常为低极性、低介电常数的基本上非水载体溶剂的50重量%以上。液体调色剂颗粒一般用在载体溶剂中解离的极性电荷来化学带电,但在液体载体中溶剂化和/或分散时不带摩擦电荷。液体调色剂颗粒一般比干燥剂调色剂颗粒小。因其在亚微米至约5微米范围内的很小的颗粒尺寸,液体调色剂颗粒能够产生非常高分辨率的调色图像。
用于液体调色剂组合物的典型调色剂颗粒包括视觉增强添加剂(例如,着色颜料颗粒)和聚合物粘结剂。该聚合物粘结剂在电照相工艺期间和之后起到填充作用。考虑到可加工性,粘结剂的特性影响调色剂颗粒的带电和电荷稳定性、流动性和熔化特性。这些特性对于在显影、转移和熔化期间实现良好的性能是重要的。在终止的接受器上形成图像后,粘结剂的性质(例如玻璃转化温度、熔体粘度和分子量)和熔化条件(例如温度、压力和熔化构型)影响耐久性(例如耐粘连和擦除性能)、与接受器的粘结力、光泽等。
除了聚合物粘结剂和视觉增强添加剂外,液体调色剂组合物可非必要地包括其它添加剂。例如可加入电荷导子以在调色剂颗粒的表面上赋予静电荷。可加入分散剂提供胶体稳定性、图像辅助固定并提供颗粒表面的带电荷点。通常将分散剂加入液体调色剂组合物中,因为调色剂颗粒浓度高(颗粒之间的距离小),仅双层带电不能充分稳定与聚集或附聚相关的分散体。可将脱模剂用于防止调色剂与熔化辊(当使用时)附着。其它添加剂包括抗氧剂、紫外线稳定剂、杀真菌剂、抗菌剂、流动助剂等。
Alexandrovich等人的US 4,547,449公开了液体电记录显影剂,包括绝缘液体载体、调色剂、电荷控制剂和带电荷试剂。该电荷控制剂为季铵盐单体、具有-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能团的单体和可溶剂化单体的载体可溶加成共聚物,其中R为氢或烷基。带电荷的试剂为载体可溶的加成极性共聚物。公开的显影剂据说显示改进的再装满性能,通过使用和重复再填充过程中降低电荷累积证实。具体地,该专利提到,经多次复印顺序使用,现有技术显示的缺点涉及其电荷的稳定性。特别地,现有技术的分散调色剂单位质量显影剂电荷增加,显示季铵电荷控制共聚物以低于调色剂的速率沉积到静电图像上。这种不均匀消耗速率和显影剂中单位质量电荷的相应增加显示显影剂再填充困难并且造成每次复印的不均匀图像密度。这里描述的发明确信稳定单位质量的显影剂电荷,这样在使用一段时间后,每单位质量的电荷累积明显降低。据信,当显影剂组合物中的铵盐电荷控制聚合物包含具有选自-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能团的酸官能团时的不溶性单体时获得这种稳定性,其中R为氢或烷基。
包括电荷导子的某些季铵盐公开于Beyer的US 3,417,019和Tsuneda的US 3,977,983中(对于液体显影剂)。
Pan等人的US5,627,002公开了带正电荷的液体显影剂,由非极性液体、热塑性树脂颗粒、颜料、电荷控制剂和电荷导子组成,电荷导子由含一个或多个有机碱性氨基的环糊精或环糊精衍生物组成。该专利指出中空内部提供具有能够配位的这些环分子,或包含或捕捉多种分子或离子,如带正电荷的离子,如含疏水阳离子的苯环,已知它们本身插入环糊精空穴中。
Fuller的US5,411,834公开了一种由热塑性树脂颗粒、任选的颜料、电荷导子和不溶性电荷助剂组成的带负电的液体显影剂,不溶性电荷助剂由链烯与不饱和酸衍生物的共聚物组成。该酸衍生物包含侧氟烷基或侧氟芳基,电荷助剂与所述树脂和所述非必要的颜料缔合或结合。在某些实施方案中,指出“重要的是热塑性树脂、具有这里描述氟代侧基的共聚物和任选的第二种电荷助剂充分相容,即它们不形成分离的颗粒,并且该电荷助剂在烃中不溶到这样的程度,即不多于0.1%k可溶于非极性溶剂中”。参见第8栏第44-50行。
Caruthers的US 6,018,636公开了成像系统,其中调色剂在液体调色剂系统中的调色显影性能变化通过测定罐中的调色剂浓度和液体调色剂体积测定并补偿,基于罐中的调色剂浓度和调色剂质量。基于由调色剂和/或试验印刷图像构成的测量值,可进行调节,如形成新的电压差或将液体载体材料加入罐中。
Caruthers的US 5,722,017公开了一种液体显影材料补充系统,其中液体显影材料包括用于将操作液体显影材料源提供该显影装置的仪器,并且液体显影材料供给源与液体显影材料贮罐连接,该贮罐对液体显影材料贮罐提供液体显影浓缩物源,该液体显影材料贮罐补充液体显影贮罐中的可操作液体显影材料源。与具有很小量的印刷图像面积或单色的显影图像相比,具有大比例的印刷图像区域或具有基本上单一颜色的显影图像造成颗粒和/或电荷导子在液体显影材料供料贮罐中更大的消耗。该专利解释,尽管补充液体显影材料的速率可通过简单监测液体显影剂在供给贮罐116中的量控制,在前面的体系中,补充液体显影材料的液体载体、标志颗粒和/或电荷导子组分的速率以更精确的方式控制,由此保持标志颗粒和电荷袋子在贮存于贮罐116中的操作溶液中的浓度。这样性质的补充体系的一个例子包括测量操作液体显影材料的导电性和将选取量的电荷导子化合物加入起到测量导电性功能的贮罐中,如US 4,860,924中公开的,这里作为参考引入。这种性质的另一系统共同受让的US专利申请08/551,381中,该专利这里也作为参考引入,该专利描述了控制载体液体、电荷导子和/或标志颗粒在液体显影材料贮罐中的量,以响应从其中消耗的起到构成各显影图像的象素数值作用的各组的量。参见14栏48行至15栏3行。
Simms等人的US 4,860,924公开一种复印机,其中将电荷导子液体显影剂,以响应其导电测量值。将电荷导子中的调色剂浓缩物不足供给液体显影剂以响应其透光率测量值。导电率通过一对浸入显影剂中的空间上分开的电极测量,在电极之间施加可变的交流电。一可变电容器中和电极的固有电容。对相敏感检测器提供具有与由电容效应引起的相变相同的相变的参考电压。校准导电测量值以响应显影剂温度测量值。
El-Sayed的US 4,935,328公开了据信具有改进的带负电特性的静电液体显影剂,该显影剂基本上由以主要量存在的具有Kauri-butanol值低于30的非极性液体(A)、具有平均面积颗粒尺寸低于10μm的热塑性树脂颗粒(B)、电荷导子化合物(C)和具有通式RnNH3-n的至少一种可溶性固体或液体有机单官能胺化合物(D)组成,其中R为烷基、环烷基或亚烷基或取代烷基,该烷基、环烷基、亚烷基或取代烷基具有1至50个碳原子,n为1至3的整数。该静电液体显影剂可用于复印、制备证据,包括数字彩色证据、平版印刷板和抗蚀剂。
                          发明内容
常规液体调色剂的导电性通常随着印刷次数增加,并因此降低图像的光学密度。通常在2000至3000次印刷后,调色剂的导电性变得太高,以至于不能产生良好的图像。现已令人吃惊地发现,将酸或碱性的带电荷助剂加入包括含两亲接枝共聚物的粘结剂的带正电液体电记录调色剂组合物中,可防止在印刷期间调色剂导电性的这种增加,并在调色剂筒的使用寿命期间保持图像的所需光学密度。
本发明涉及正性液体电记录调色剂组合物,包括具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体,分散在该液体载体中的很多带正电的调色剂颗粒,其中调色剂颗粒包括含至少一种两亲接枝共聚物的聚合物粘结剂,该两亲接枝共聚物包括一个或多个S物质部分或一个或多个D物质部分;和酸或碱电荷控制助剂。
电荷控制助剂优选选自烷基胺和烷基羧酸。这里使用的术语“两亲”是指具有多部分组合的一种接枝共聚物,这些部分在用于制备共聚物和/或在制备液体调色剂颗粒的过程中的所需液体载体中具有不同的溶解和分散特性。液体载体(有时又称为“载体液体”)按这样的方式选取:共聚物的至少一部分(这里又称为S物质或嵌段)更容易被载体溶剂化,而共聚物的至少另一部分(这里又称为D物质或嵌段)构成在载体中的更多分散相。
                          附图说明
图1为显示作为调色剂组合物中的酸电荷控制助剂的量和助剂胶束直径的函数的调色剂体积导电率图。
图2为显示作为另外的调色剂组合物中的酸电荷控制助剂的量的函数的调色剂体积导电率图。
图3为显示作为调色剂组合物中的碱电荷控制助剂的量的函数的调色剂体积导电率图。
图4为显示作为调色剂组合物中的酸电荷控制助剂的碳链长度和量的函数的调色剂体积导电率图。
图5为显示作为调色剂组合物中的酸电荷控制助剂的碳链长度和量的函数的单位质量电荷图。
图6为显示作为调色剂组合物中的碱电荷控制助剂的碳链长度和量的函数的调色剂体积导电率图。
图7为显示作为调色剂组合物中的碱电荷控制助剂的碳链长度和量的函数的单位质量电荷图。
                       具体实施方式
包括两亲共聚物的调色剂颗粒稳定分散在液体调色剂中,一般不需要在调色剂组合物加入表面活性剂或其它类似改性剂。向这里描述的带正电荷调色剂颗粒中加入酸或碱组分提供意想不到的电荷控制效果。尽管不受理论约束,但据信这里描述的助剂选择性地与调色剂组合物中的抗衡离子(可能包括预先与电荷导子结合的抗衡离子,该电荷导子与调色剂颗粒结合)配位。令人吃惊的是,电荷控制助剂降低调色剂组合物的体积导电率并优选同时降低调色剂颗粒的单位质量电荷。这种对于体积导电率和单位质量电荷的电荷效果在印刷期间是特别有益的,它在调色剂系统中提供优良的电荷平衡,即使调色剂浓度变化甚至调色剂耗尽。
电荷控制助剂可为单体、低聚物或聚合物物质,只要它包括足够的酸或碱官能团以显示这里描述的所需电荷控制贡献即可。电荷控制助剂在液体载体中的存在量应高于其在液体载体中的溶解度,或换言之,在该体系中应存在未溶解的电荷控制剂。电荷控制剂在液体载体中优选应具有溶解度约0.1至约10mg/g。令人吃惊的是,电荷控制助剂在液体载体中需要具有非常低的溶解度。微溶性聚合物电荷控制剂对于提供所需的电荷控制性能具有令人吃惊的效果。因此,已令人吃惊地发现,这里描述的聚合物制品可与调色剂组合物的液体载体在印刷过程中的一些点接触,结果观察到电荷控制剂的益处。在本发明的一个方面中,调色剂组合物接触的结构可由聚合物控制助剂形成,结果观察到电荷控制剂的益处。
当电荷控制助剂为碱时,它优选选自胺。胺官能团可为伯、仲或叔胺。在本发明的一个实施方案中,电荷控制助剂可为胺官能聚合物,如具有胺官能团(如胺烷基侧链官能团)的硅氧烷聚合物,或为可具有胺官能团的碳基聚合物(如包括胺官能团的丙烯酸酯、聚酯、环氧或聚醚聚合物)。这种聚合物的一个例子是AnGP530,购自Genesee Polymers,Flint,Michigan。在本发明的另一实施方案中,电荷控制助剂可为羟基官能聚合物,如牌号SCX-804或578的JoncrylTM聚合物,购自S.C.Johnson Polymers,Racine,WI。
在本发明优选的实施方案中,电荷控制助剂选自烷基胺,最优选在烷基胺的烷基的烷基部分具有6至60个碳原子的烷基胺。在特别优选的实施方案中,电荷控制助剂为在烷基胺的烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基胺。具体优选的电荷控制助剂的例子包括己胺、辛胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺和其混合物。
当电荷控制助剂为酸时,它选自羧酸和磺酸。在本发明一个实施方案中,电荷控制助剂可为酸官能聚合物,如具有酸官能团的硅氧烷聚合物,或为可具有酸官能团的碳基聚合物(如包括酸官能团的丙烯酸酯、聚酯、环氧或聚醚聚合物)。这些聚合物的例子包括具有羧基官能团的苯乙烯丙烯酸树脂,如购自Image Polymers Co.,Wilmington,MA的‘ALMACRYL B-1504”,和购自S.C.Johnson Polymers,Racine,WI的牌号为67,586,611,678,690,SCX-815,SCX-817,SCX-819,SCX-835和SCX-839的JoncrylTM聚合物。进一步的例子包括乙烯乙酸乙烯酯三元聚合物如牌号4260,4310,4320和4355的ELVAX聚合物。
在本发明一个优选的实施方案中,电荷控制助剂选自烷基酸,最优选在烷基酸的烷基的烷基部分具有6至60个碳原子的烷基酸。在特别优选的实施方案中,电荷控制助剂为在烷基酸的烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基酸该酸优选为烷基苯磺酸或烷基羧酸。具体优选的电荷控制助剂的例子包括己酸、辛酸、十二烷基酸、十四烷基酸、十六烷基酸、十八烷基酸、己基苯磺酸、辛基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸和其混合物。在一个优选的实施方案中,电荷控制助剂为ABSA,一种包括C11,C12和C13碳链长度烷基部分的共混物的烷基苯磺酸。
电荷控制助剂优选以在液体载体中的浓度约0.5mg/g至约5mg/g存在于调色剂组合物中。
酸或碱电荷控制助剂优选在调色剂组合物的液体载体中显示有限的溶解度,这样可对调色剂组合物提供过量的电荷控制助剂,而不是所有的荷控制助剂都进行溶解中。在该实施方案中,当图像自调色剂组合物印刷时,消耗掉调色剂颗粒,并且组合物的电荷发生变化。在印刷工艺前或期间存在与调色剂组合物接触的另外的电荷控制助剂,并通过溶解获得。被动加入(passive addition)的电荷控制助剂在体系中提供合适的电荷平衡,如此进一步有利于印刷操作。电荷控制助剂按照用于常规分散的调色剂筒中所需的位置或构型提供,这是所述领域的熟练技术人员知道的。具体的构型与同日申请的名称为“电荷助剂输送系统和方法”的共同受让US专利申请10/677,094中描述的相同,该申请这里引入作为参考。电荷控制助剂在液体载体中优选具有溶解度约0.1mg/g至约10mg/g。
在特别优选的实施方案中,电荷控制助剂能够在液体载体中形成胶束。电荷控制助剂最优选以具有尺寸约5至约50nm的胶束形式存在于组合物中。
调色剂包括两亲接枝共聚物,该共聚物已分散于液体载体中形成有机溶胶,然后与其它组分混合形成液体调色剂组合物。有机溶胶一般通过非水分散聚合可聚合化合物(例如单体)形成分散于低介电烃溶剂(载体液体)中的共聚粘结剂颗粒的方式合成。这些分散的共聚物颗粒通过被载体液体溶解的空间稳定剂(例如接枝稳定剂)与在聚合时形成的分散的芯颗粒化学键合,而对于聚集具有空间稳定性。这种空间稳定化的机理的细节描述于Napper,D.H.,“Polymeric Stabilization of Colloidal Dispersions,”AcademicPress,New York,N.Y.,1983中。合成自稳定有机溶胶的工艺描述于“Dispersion Polymerization in Organic Media,”K.E.J.Barrett,ed.,John Wiley:NewYork,N.Y.,1975中。
当有机溶胶形成时,可根据需要加入一种或多种添加剂。例如,可加入一种或多种视觉增强添加剂或电荷导子(charge director)。然后可将该组合物施加一种或多种混合工艺,如均化、微流化、球磨、超微磨碎机研磨、高能量珠粒(砂子)研磨、篮式研磨或本领域已知的其它工艺以降低分散体中的颗粒尺寸。该混合工艺(若存在)可起到将团聚的视觉增强添加剂颗粒破碎至主颗粒(具有直径0.05至5微米),并可将分散的共聚物粘结剂部分撕碎为片断,这些片断可与视觉增强添加剂的表面结合。
按照这一实施方案,分散的共聚物或衍生自该共聚物的片断,通过吸附或粘附到视觉增强添加剂的表面的方式与视觉增强添加剂结合,由此形成调色剂颗粒。结果是具有体积平均直径(用激光散射测定)约0.05至约50微米、更优选约3至约10微米、最优选约1.5至约5微米的调色剂颗粒的空间稳定非水分散体。若需要,可在混合前或混合后,加入一种或多种电荷导子。
有机溶胶的非水液体载体优选按这样的方式选取:两亲共聚物的至少一部分(这里又称为S物质或部分)被载体更多溶剂化,而共聚物的至少另一部分(这里又称为D物质或部分)构成分散相在载体中的更多分散相。换言之,本发明的优选共聚物包括在所需液体介质中具有相互足够不同的相应溶解度的S和D物质,这样S嵌段趋于被载体更多溶剂化,而D嵌段趋于更多分散于载体中。S嵌段更优选可溶于液体载体中,而D嵌段不可溶。在特别优选的实施方案中,D物质相与液体载体分离,形成分散颗粒。
从透视图中可以观察到,分散在液体介质中的聚合物颗粒具有核/壳结构,其中D物质趋向于在核中,而S物质趋向于在壳中。S物质如此起到分散助剂、空间稳定剂或接枝共聚物稳定剂的作用,以有助于稳定共聚物颗粒在液体介质中的分散体。因此,S物质这里又可称为“接枝稳定剂”。当这些颗粒干燥后加入液体调色剂颗粒中时,粘结剂颗粒的核/壳结构趋于保持。
物质或物质的一部分如共聚物部分可用术语Hildebrand溶解度参数定性和定量表征。Hildebrand溶解度参数是指由物质的内聚能密度的平方根表示的溶解度参数(具有单位(压力)1/2),等于(ΔH-RT)1/2/V1/2,其中ΔH为物质的摩尔蒸发焓,R为通用气体常数,T为绝对温度,V为溶剂的摩尔体积。溶剂的Hildebrand溶解度参数在Barton,A.F.M., Handbook of Solubility and Other Cohesion Parameters,2d Ed.CRC Press,Boca Raton,Fla.,(1991)中列表给出,单体和相应的聚合物的Hildebrand溶解度参数在 Polymer Handbook,3rd Ed.,J.Brandrup & E.H.Immergut,Eds.John Wiley,N.Y.,pp519-557(1989)中列表给出,很多市购聚合物的Hildebrand溶解度参数在Barton,A.F.M.,Handbook of Polymer-Liquid Interaction Parameters and Solubility Parameters,CRC Press,Boca Raton,Fla.,(1990)中列表给出。
物质或其一部分在液体载体中的溶解度参数可由该物质或其一部分与液体载体之间的Hildebrand溶解度参数绝对差值预测。当物质或其一部分与液体载体之间的Hildebrand溶解度参数绝对差值低于约1.5MPa1/2时,该物质或其一部分将充分溶解或至少处于高溶剂化状态。另一方面,当Hildebrand溶解度参数绝对差值超过约3.0MPa1/2时,物质或其一部分将趋于与液体载体相分离,形成分散体。当Hildebrand溶解度参数绝对差值处于1.5MPa1/2至3.0MPa1/2之间时,认为该物质或其一部分可弱溶剂化或在液体介质中或多或少地不溶。
因此,在优选的实施方案中,共聚物的S部分与液体介质之间的Hildebrand溶解度参数绝对差值低于约3.0MPa1/2,优选低于约2.0MPa1/2,更优选低于约1.5MPa1/2。此外,优选的是,共聚物的D部分与液体介质之间的Hildebrand溶解度参数绝对差值大于约2.3MPa1/2,优选大于约2.5MPa1/2,更优选大于约3.0MPa1/2,条件是S与D部分之间的相应Hildebrand溶解度参数差为至少约0.4MPa1/2,更优选至少约1.0MPa1/2。由于物质的Hildebrand溶解度可随温度而变化,因此这种溶解度参数在合适的参照温度如25℃下测定。
本领域熟练技术人员知道,共聚物或其部分的Hildebrand溶解度参数可用各单体的单独Hildebrand溶解度参数的体积分数加权计算(包括共聚物或其部分),如二元共聚物在Barton A.F.M., Handbook of Solubility Parameters and Other Cohesion Parameters,CRC Press,Boca Raton,p12(1990)中描述的。还知道聚合物物质的Hildebrand溶解度参数值基本上不依赖于聚合物的重均分子量,参见Barton,pp446-448。因此,为达到所需的溶剂化或分散特性,给定聚合物将具有优选的分子量范围。类似地,该混合物的Hildebrand溶解度参数可用混合物各组分的单独Hildebrand溶解度参数的体积分数加权计算
此外,我们已通过用基团贡献法获得的单体和溶剂的计算溶解度参数定义本发明,该方法由Small,P.A.提出:J.Appl.Chem.,3,71(1953),使用Polymer Handbook,3rd Ed.,J.Brandrup & E.H.Immergut,Eds.John Wiley,New York,(1989)第VII/525页的表2.2中列出的Small基团贡献(groupcontribution)值。我们使用该方法定义本发明,以避免因使用按照不同实验方法获得的溶解度参数值导致的含糊不清。此外,Small基团贡献值将产生与来源于蒸发焓测量值一致的溶解度参数值,并因此与Hildebrand溶解度参数的定义表达式完全一致。由于实际上不能测量聚合物的蒸发热,因此单体是合理的替代物。
为进行说明,表I列出了用于电照相调色剂的一些常用溶剂的Hildebrand溶解度参数和用于合成有机溶胶的一些常用单体的玻璃转化温度(基于其高分子量均聚物)。
                     表I
                 Hildebrand溶解度参数溶剂值,在25℃下
 溶剂名称     Kauri-Butanol值,通过ASTMMethod D1133-54T(ml)测得   Hildebrand溶解度参数(MPa1/2)
 NorparTM 15     18   13.99
 NorparTM 13     22   14.24
 NorparTM 12     23   14.30
 IsoparTM V     25   14.42
 IsoparTM G     28   14.60
 ExxsolTM D80     28   14.60
来源:由Polymer Handbook,3rd Ed.,J.Brandrup E.H.Immergut,Eds.John Wiley,NY,p.VII/522(1989)的方程#31计算。
   溶剂值,在25℃下
单体名称   Hildebrand溶解度参数(MPa1/2)     玻璃转化温度(℃)*
甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己基酯   16.73     125
甲基丙烯酸异冰片酯   16.90     110
丙烯酸异冰片酯   16.01     94
丙烯酸正二十二醇酯   16.74     <-55(58m.p.)**
甲基丙烯酸正十八烷基酯   16.77     -100(45 m.p.)**
丙烯酸正十八烷基酯   16.82     -55
甲基丙烯酸月桂基酯   16.84     -65
丙烯酸月桂基酯   16.95     -30
甲基丙烯酸2-乙基己酯   16.97     -10
丙烯酸2-乙基己酯   17.03     -55
甲基丙烯酸正己基酯   17.13     -5
甲基丙烯酸叔丁基酯   17.16     107
甲基丙烯酸正丁基酯   17.22     20
丙烯酸正己基酯   17.30     -60
丙烯酸正丁基酯     17.45     -55
甲基丙烯酸乙酯     17.62     65
丙烯酸乙酯     18.04     -24
甲基丙烯酸甲酯     18.17     105
苯乙烯     18.05     100
使用Small基团贡献法计算,Small,P.A.Journal ofApplied Chemistry 3 p.71(1953)。使用PolymerHandbook,3rd Ed.,J.Brandrup & E.H.Immergut,Eds.John Wiley,New York,(1989)第VII/525页的表2.2中列出的基团贡献(group contribution)值。列出的Tg为相应单体的均聚物的Tg**m.p.,选取的可聚合可结晶化合物的熔点。
液体载体基本上为非水溶剂或其共混物。换言之,液体载体的仅少量组分(通常低于25重量%)包括水。基本上非水液体载体包括低于20重量%的水,更优选低于10重量%的水,进一步更优选低于3重量%的水,最优选低于1重量%的水。载体液体可选自本领域已知的各种物质,或这些物质的组合,但优选具有Kauri-butanol值低于30ml。该液体优选为在各种条件下亲油的、化学稳定的并且电绝缘的。电绝缘是指具有低介电常数和高电阻的分散剂液体。该液体分散剂具有介电常数优选低于5;更优选低于3。载体液体的电阻通常大于109Ohm-cm;更优选大于1010Ohm-cm。此外,该液体载体在针对用于配制调色剂颗粒的组分的大多数实施方案中合适地为化学惰性的。
合适的液体载体的例子包括脂族烃(正戊烷、己烷、庚烷等)、环脂族烃(环戊烷、环己烷等)、芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)、卤代烃溶剂(氯代链烷、氟代链烷、氯氟烃等)、硅油和这些溶剂的混合物。优选的载体液体包括支化石蜡族溶剂共混物,如IsoparTM G、IsoparTM H、IsoparTM K、IsoparTM L、IsoparTM M和IsoparTM V(购自Exxon Corporation,NJ),最优选的载体为脂族烃溶剂共混物如NorparTM 12,NorparTM 13和NorparTM 15(购自ExxonCorporation,NJ)。特别优选的载体液体具有Hildebrand溶解度参数约13至约15MPa1/2.
本发明调色剂组合物的液体载体优选与用作制备两亲共聚物的溶剂相同。此外,聚合可在任何合适的溶剂中进行,并且可进行溶剂交换以对调色剂组合物提供所需的液体载体。
这里使用的术语“共聚物”同时包括低聚物和聚合物物质,并且包括含两种或多种单体的聚合物。这里使用的术语“单体”是指具有一个或多个可聚合基团的相对低分子量(即通常具有分子量低于约500道尔顿)物质。“低聚物”是指包括两种或多种单体并且通常具有分子量约500至高达约10,000道尔顿的相对中间尺寸分子。“聚合物”是指包括形成两种或多种单体、低聚物和/或聚合物成分的亚结构并具有分子量大于约10,000道尔顿的相对庞大的物质。
术语“单体”或“大单体”是指具有末端可聚合部分的低聚物或共聚物。“可聚合可结晶化合物”或“PCC”是指能够进行聚合生产共聚物的化合物,其中共聚物的至少一部分在可再生和明确规定的温度范围内能够进行可逆结晶(即该共聚物显示熔点和冰点,例如通过差示扫描量热法测得)。PCC包括能够进行聚合形成共聚物的单体、功能低聚物、功能预聚物、大单体或其它化合物。在整个说明书中使用的术语“分子量”是指重均分子量,除非另有说明。
本发明的两亲共聚物的重均分子量可在宽范围内变化,并可影响成像性能。共聚物的多分散性还可影响所得液体调色剂物质的成像和转移性能。由于测量两亲共聚物的分子量困难,而分散共聚物(有机溶胶)的颗粒尺寸可与所得液体调色剂物质的成像和转移性能相关。通常,分散接枝共聚物颗粒的体积平均直径(Dv)(通过激光衍射颗粒尺寸测量法)应为0.1-100微米,更优选0.5-50微米,进一步更优选1.0-20微米,最优选2-10微米。
此外,在接枝共聚物的可溶剂化或可溶解S部分的分子量与所得调色剂的成像和转移性能存在相关性。共聚物的S部分一般具有重均分子量1000至约1,000,000道尔顿,优选5000至400,000道尔顿,更优选50,000至300,000道尔顿。通常需要保持共聚物的S部分的多分散度(重均分子量与数均分子量的比例)低于15,更优选低于5,最优选低于2.5。本发明的显著优点是:可按照这里描述的实践,特别是其中共聚物在液体介质中就地形成的那些实施方案,可容易制备其S部分具有如此低多分散度特性的共聚物颗粒。
共聚物中S和D部分的相对量可影响这些部分的溶剂化和分散特性。例如,若存在太少的S部分,则该共聚物对于需要的聚集具有太低的空间稳定有机溶胶的稳定效果。若存在太低的D部分,则少量的D物质太容易溶于液体载体中,这样在液体载体中形成明显的颗粒分散相的驱动力不足。同时存在溶剂化和分散相有助于颗粒本身的组分就地聚集,而在分离的颗粒之间具有意想不到的均匀性。考虑到它们之间的平衡,D物质与S物质的优选重量比为1∶20至20∶1,优选1∶1至15∶1,更优选2∶1至10∶1,最优选4∶1至8∶1。
玻璃转化温度Tg是指(共)聚合物或其部分从硬玻璃态物质变为橡胶态或粘性物质(相当于在共聚物加热时其自由体积突然增加)时的温度。(共)聚合物或其部分的Tg可用高分子量均聚物的已知Tg值(参见表1)和下面给出的Fox方程计算:
                 1/Tg=w1/Tg1+w2/Tg2+...wi/Tgi
其中wn为单体″n″的重量分数,各Tgn为单体″n″的高分子量均聚物的绝对玻璃转化温度(单位:Kelvin),如Wicks,A.W.,F.N.Jones & S.P.Pappas,Organic Coatings 1,John Wiley,NY,pp 54-55(1992)中描述的。
在本发明实践中,共聚物的D或S部分的Tg值用上面的Fox方程测定,尽管共聚物作为整体的Tg可用差示扫描量热进行实验测定。S和D部分的玻璃转化温度(Tg’)可在宽范围内变化,并可独立地选取以增强所得液体调色剂颗粒的可制造性和/或性能。S和D部分的Tg在很大程度上取决于构成该部分的单体的类型。所以,为提供具有较高Tg的共聚物物质,可选取具有对其中使用单体的共聚物部分(D或S)类型具有合适溶解度特征的一种或多种较高Tg的单体,相反,为提供具有较低Tg的共聚物,可选取对其中使用的单体的部分类型具有合适溶解度特性的一种或多种较低Tg的单体。
对于可用于液体调色剂的共聚物,共聚物的Tg优选应不太低,否则用该调色剂印刷的接受器将经受过度的粘连。相反,当共聚物Tg提高时,软化或熔化调色剂颗粒足以使其与最终图像接受器粘附所需的最低熔化温度将升高。因此,共聚物的Tg优选远高于印刷接受器的预期最高贮存温度,然而不能太高以至要求熔化温度接近最终图像接受器将被破坏的温度,即接近用作最终图像接受器的纸张的自燃温度。在本发明的一些优选的实施方案中,调色剂颗粒的共聚物优选具有Tg大于约30℃,优选约30至约125℃。显示该Tg的调色剂在电照相工艺中是特别优选的,其中软质共聚物将损害图像转移。在本发明的其它优选实施方案中,调色剂颗粒的共聚物优选具有Tg低于约30℃,优选约-25至约25℃。显示该Tg的调色剂对于交替印刷工艺是特别优选的,其中软质共聚物因其自固定性能和对该特定工艺有利的其它性能是合适的。
在该共聚物中加入可聚合可结晶化合物(PCC)一般可允许使用较低共聚物Tg,并因此降低熔化温度,而不会发生在低于PCC熔化温度的贮存温度下图像粘连的危险。
在本发明一个方面中,共聚物合适地具有Tg25°-100℃,更优30°-80℃,最优选40°-70℃.
对于其中D部分包括共聚物主要部分的共聚物,D部分的Tg将主导整个共聚物的Tg。对于可用于液体调色剂的这些共聚物,优选D部分的Tg范围为30°-105℃,更优选40°-95℃,最优选50°-85℃,因为S部分通常显示比D部分低的Tg,因此,较高Tg的D部分是抵销可溶剂化的S部分的Tg降低效果所需的。对此,在共聚物的D部分中加入可聚合可结晶化合物(PCC)通常允许使用较低Tg的D部分,并因此降低熔化温度,而不会发生在低于PCC熔化温度的贮存温度下图像粘连的危险。
涉及S部分材料的粘连并非如此重要的问题,因为优选的共聚物包括大量的D部分材料。结果,D部分材料的Tg将主导共聚物整体的有效Tg。然而,若S部分的Tg太低,则颗粒趋于聚集。另一方面,若Tg太高,则所需的熔化温度太高。考虑到平衡,将S部分材料优选配制为具有Tg至少0℃,优选至少20℃,更优选至少40℃。为此,将可聚合可结晶化合物(PCC)加入共聚物的S部分中通常将可能使用较低Tg的S部分。应注意,对液体调色剂自固定特性的要求将在很大程度上依赖于成像过程的性质。例如,在电照相工艺中可不要求或甚至需要调色剂形成粘结膜的快速自固定,若图像随后不转移到最终接受器上,或若转移通过不要求在临时图像接受器(例如光感受器)上形成调色剂膜的装置进行(例如静电转移)。
本发明的优选共聚物可用一种或多种可辐射固化单体或其混合物配制,其有助于自由基可聚合组合物和/或所得固化组合物满足一个或多个所需性能标准。例如,为促进硬度和耐磨性能,操作人员可加入一种或多种可自由基聚合的单体(以下称为“高Tg组分”),该单体的存在使可聚合材料或其一部分与无此高Tg组分的其它相同材料相比,具有较高的玻璃转化温度。高Tg组分的优选单体成分包括其均聚物在固化状态下具有Tg至少约50℃,优选至少约60℃,更优选至少约75℃的单体,条件是在该组合中,共聚物的D组分具有这里讨论的最小Tg
适合加入高Tg组分的趋于具有相对高Tg特性的可辐射固化单体的一类例子一般包括,至少一可辐射固化的(甲基)丙烯酸酯部分和至少一非芳族无环、脂环和/或非芳族杂环部分。(甲基)丙烯酸异冰片酯是这类单体的一个具体例子。由丙烯酸异冰片酯形成的固化均聚物,例如具有Tg 110℃。该单体本身具有分子量222g/摩尔,在室温下以透明液体存在,在25℃下具有粘度9厘泊,在25℃下具有表面张力31.7达因/cm。此外,1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯是具有高Tg特性的单体的另一例子。
用于两亲共聚物的D部分的特别优选的单体包括甲基丙烯酸三甲基环己基酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯。用于两亲共聚物的S部分中的特别优选的单体包括甲基丙烯酸月桂基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、二甲基-间-异丙烯基苄基异氰酸酯、甲基丙烯酸三甲基环己基酯和甲基丙烯酸乙基己基酯。
若需要,可将宽范围的一种或多种不同的单体、低聚物和/或聚合物物质独立地加入S和D部分中。合适物质的代表性例子包括自由基聚合物质(在一些实施方案中又称为乙烯基共聚物或(甲基)丙烯酸类共聚物)、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、氟聚合物、聚砜、这些聚合物的混合物等。优选的S和D部分衍生自可自由基聚合的物质。在本发明实践中,“自由基可聚合”是指具有通过自由基机理参与聚合反应的自单体、低聚物或聚合物主链的直接或间接官能侧基的单体、低聚物和/或聚合物(根据情况而定)。这种官能团的代表性;例子包括(甲基)丙烯酸酯基团、烯烃双键基团、烯丙氧基基团、α-甲基苯乙烯基团、(甲基)丙烯酰胺基团、氰酸酯基团、乙烯基醚基团、这些基团的组合等等。这里使用的术语“(甲基)丙烯酰基”包括丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
自由基可聚合单体、低聚物和/或聚合物被有利地用于形成共聚物的原因在于,如此多的不同类型可市购,并且可在有助于提供一种或多种所需操作特性的宽范围所需特性中选取。适合实施本发明的自由基可聚合单体、低聚物和/或聚合物可包括一种或多种可自由基聚合的部分。
单官能可自由基聚合的单体的代表性例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、取代苯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺/乙烯基萘、烷基化乙烯基萘、烷氧基乙烯基萘、N-取代(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸辛酯、壬基酚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸异壬基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、环脂族环氧化物、α-环氧化物、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯腈、马来酸酐、衣康酸、(甲基)丙烯酸异癸基酯、(甲基)丙烯酸月桂基(十二烷基)酯、(甲基)丙烯酸硬脂基(十八烷基)酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正丁基酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、N-乙烯基己内酰胺、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、羟基官能己内酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟甲基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯、(甲基)丙烯酸羟异丙基酯、(甲基)丙烯酸羟丁基酯、(甲基)丙烯酸羟异丁基酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯乙酸乙烯酯、它们的混合物、等等。
腈官能团可因各种原因有利的引入共聚物中,这些原因包括改进耐久性、增强与视觉增强添加剂如着色颗粒的相容性等等。为提供具有侧腈基的共聚物,可使用一种或多种腈官能单体。这些单体的代表性例子包括(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸β氰乙基酯、(甲基)丙烯酸2-氰基乙氧基乙基酯、对-氰基苯乙烯、对-(氰甲基)苯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
为提供具有侧羟基的共聚物,可使用一种或多种羟基官能单体。共聚物的羟基侧基不仅促进配方中的分散性和与颜料的相互作用,而且促进溶解、固化、与其它反应物的反应性和与其它反应剂的相容性。该羟基可为伯、仲或叔羟基,尽管优选伯和仲羟基。当使用时,羟基官能单体构成用于配制共聚物的单体的约0.5至30,更优选1至约25wt%,该范围受下面给出的接枝共聚物的优选重量范围限制。
合适羟基官能单体的代表性例子包括α,β-不饱和羧酸与二元醇的酯,如(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯或(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯;1,3-二羟丙基-2-(甲基)丙烯酸酯;2,3-二羟丙基-1-(甲基)丙烯酸酯;α,β-不饱和羧酸与己内酯的加成物;链烷醇乙烯基醚如2羟乙基乙烯基醚;4-乙烯基苄基醇;烯丙醇;对羟甲基苯乙烯等。
多官能自由基反应物质还可用于增强所得调色剂颗粒的一种或多种性能,包括交联密度、硬度、粘性、抗擦伤性能等。这些高官能单体的例子包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、和新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、它们的混合物等等。
可用于本发明的合适自由基反应性低聚物包括但不限于(甲基)丙烯酸酯化的氨基甲酸酯(即氨基甲酸酯基(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化的环氧化物(即环氧(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化的聚酯(即聚酯(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化的甲基丙烯酸类、(甲基)丙烯酸酯化的硅氧烷、(甲基)丙烯酸酯化的聚醚(即聚醚(甲基)丙烯酸酯)、乙烯基(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯化的油。
本发明的共聚物可通过本领域已知的自由基聚合方法,包括但不限于本体、溶液、和分散体聚合方法。所得共聚物可具有各种结构,包括线性、支化、三维网状化、接枝结构化和其组合。优选的实施方案是接枝共聚物,包括与低聚物或聚合物主链连接的一个或多个低聚物和/或聚合物侧链。在接枝共聚物实施方案中,S和D部分物质(根据情况而定)可引入侧链和/或主链中。
本领域熟练技术人员已知的很多反应可用于制备具有接枝结构的自由基聚合共聚物。常用的接枝方法包括无规接枝多官能自由基;单体与大单体共聚;开环聚合环醚、酯、酰胺或缩醛;环氧化;羟基或氨基链转移剂与末端不饱和基团反应;酯化反应(即甲基丙烯酸缩水甘油酯进行与甲基丙烯酸的叔胺催化酯化);和缩聚。
形成接枝共聚物的代表性方法描述于US 6,255,363、6,136,490和5,384,226,以及日本专利公开05-119529中,这些专利这里作为参考引入。接枝方法的代表性例子也描述第3.7和3.8节,Dispersion Polymerization inOrganic Media,K.E.J.Barrett,ed.,(John Wiley;New York,1975)pp.79-106中,该文献这里也作为参考引入。
接枝方法的代表性例子也使用固着基团。固着基团的作用是在共聚物的核部分(D物质)与可溶壳部分(S物质)之间提供共价连接。含固着基团的合适单体包括:链烯基二氢唑酮共聚单体与含羟基、氨基或巯基的不饱和亲核试剂的加成物,如甲基丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸3-羟丙基酯、丙烯酸2-羟乙基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、4-羟丁基乙烯基醚、9-十八烯-1-醇、肉桂醇、烯丙基硫醇、甲基烯丙基胺,和二氢唑酮如2-链烯基-4,4-二烷基二氢唑酮。
这里描述的优选形态实现通过烯属不饱和异氰酸酯与羟基连接以提供自由基活性固着基团的方式接枝(例如二甲基-间-异丙烯基苄基异氰酸酯,TMI,购自CYTEC Industries,West Paterson,NJ;或甲基丙烯酸异氰酸酯乙基酯,IEM)。
形成本发明接枝共聚物的优选方法涉及在合适的基本上非水液体载体中进行的三个反应步骤,在该非水液体介质中所得S物质可溶,而D物质被分散或不溶。
在第一个优选步骤中,由一种或多种单体形成羟基官能自由基聚合低聚物或聚合物,其中至少一种单体具有侧羟基官能团。侧羟基官能团构成用于形成第一步骤的低聚物或聚合物的单体的约1至约30%,优选约2至约10%,最优选3至约5%重量。该第一步骤优选通过溶液聚合在其中单体和所得聚合物可溶的基本上非水溶剂中进行。例如,使用表1中给出的Hildebrand溶解度数据,当使用亲油溶剂如庚烷等时,单体如甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸月桂基酯和甲基丙烯酸月桂基酯适于该第一步骤。
在第二步骤中,可溶聚合物的所有或部分羟基与烯属不饱和脂族异氰酸酯(例如间-异丙烯基二甲基苄基异氰酸酯,通常称为TMI,或甲基丙烯酸异氰酸酯乙基酯,通常称为IEM)催化反应形成通过聚氨酯键与低聚物或聚合物连接的侧链自由基可聚合官能团。该反应可在与第一步骤相同的溶剂、因此相同的反应器中进行。所得双键官能聚合物通常在反应溶剂中保持可溶并构成所得共聚物的S部分材料,它最终构成所得摩擦带电颗粒的可溶剂化部分的至少一部分。
所得自由基活性官能团提供D物质和非必要的另外的S物质与聚合物连接的接枝点。在第三步骤中,这些接枝点用于通过与一种或多种自由基活性单体、低聚物或聚合物反应使该物质与聚合物共价接枝,所述自由基活性单体、低聚物或聚合物开始时可溶于溶剂,接着随着接枝共聚物的分子量增加而变得不可溶。例如使用表1中给出的Hildebrand溶解度数据,当使用亲油溶剂如庚烷等时,单体如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯和苯乙烯适于该第三步骤。
第三反应步骤的产品通常包括分散在反应溶剂中的所得共聚物的有机溶胶,所述反应溶剂构成有机溶胶的基本上非水液体载体。在此阶段,据信共聚物趋于以具有分散(例如基本上不溶、相分离)部分和溶剂化(例如基本上可溶)部分的分离的单分散颗粒形式存在于液体载体中。这样,溶剂化部分有助于空间稳定颗粒在液体载体中的分散体。可理解共聚物因此有利于在液体载体中现场形成。
在进一步加工之前,共聚物颗粒可保留在反应溶剂中,此外,这些颗粒也可以任何合适的方式转入相同或不同的新溶剂中,只要共聚物在该新鲜溶剂中溶剂化并变为分散相即可。在每种情况下,所得有机溶胶接着通过与至少一种视觉增强添加剂混合转化为调色剂颗粒。在与视觉增强颗粒组合前和/或后,还可将一种或多种其它所需成份非必要地与有机溶胶混合。在此组合期间,据信包括视觉增强添加剂和聚合物的成份将趋于自组装为具有这样的结构的复合颗粒,即在该结构中,分散相部分通常趋于与视觉增强添加剂颗粒结合(例如,通过与颗粒必须物理和/或化学相互作用),而溶剂化相部分有助于促进在载体中的分散。
如上所述,调色剂颗粒为带正电的。该电荷优选通过加入一种或多种电荷导子(又称为电荷控制添加剂或“CCA”)。该电荷导子可以单独成份加入和/或以粘结剂聚合物的一个或多个官能部分加入。该电荷导子起到增强可带电性和/或赋予调色剂颗粒电荷的作用。
该电荷导子可用各种方法加入调色剂颗粒中,这些方法的例子是合适的单体与用于形成共聚物的其它单体共聚,电荷导子与调色剂颗粒化学反应,电荷导子化学或物理吸附到调色剂颗粒(树脂或颜料)上,或电荷导子与引入调色剂颗粒中的官能团螯合。
电荷导子起到将选定极性的电荷施加到调色剂颗粒上的作用。可使用本领域描述的各种电荷导子。例如电荷导子可以由多价金属离子和作为抗衡离子的有机阴离子组成的金属盐的形式提供。合适的金属离子包括但不限于Ba(II),Ca(II),Mn(II),Zn(II),Zr(IV),Cu(II),Al(III),Cr(III),Fe(II),Fe(III),Sb(III),Bi(III),Co(II),La(III),Pb(II),Mg(II),Mo(III),Ni(II),Ag(I),Sr(II),Sn(IV),V(V),Y(III)和Ti(IV)。合适的有机阴离子包括衍生自脂族或芳香族羧酸或磺酸,优选脂族羧酸如硬脂酸、二十二烷酸、新癸酸、二异丙基水杨酸、辛酸、松香酸、萘酸、月桂酸、tallic acid等的羧酸盐或磺酸盐。
优选的正电荷导子包括金属皂,特别是金属羧酸盐,如US3,411,936(这里作为参考引入)中描述的。金属皂的金属优选选自锆、锡和钛。特别优选的正电荷导子为四辛酸锆(以Zirconium HEX-CEM,购自OMG ChemicalCompany,Cleveland,OH)。
对于给定调色剂的优选电荷导子的量取决于很多因素,包括聚合物粘结剂的组成、用于制备调色剂组合物的颜料和粘结剂与颜料的比例。此外,优选的电荷导子量将取决于电照相成像工艺的性质。电荷导子的量可按照现有技术已知的这里列出参数调节。电荷导子的量,按100重量份调色剂固体计,通常为0.01至10重量份,优选0.1至5重量份。
液体调色剂组合物的导电性可用于描述调色剂在显影电照相图像中的效果。本领域熟练技术人员认为有利的范围是1×10-11mho/cm至3×10-10mho/cm。高导电性一般表明电荷在调色剂颗粒上不能有效结合,并且说明电流密度与在显影期间沉积的调色剂之间的低相关性。低导电性表明调色剂颗粒未带电或很少带电。使用与调色剂颗粒上的吸附位匹配的电荷导子是确保与各调色剂颗粒的足够电荷结合。
一般在调色剂颗粒中加入视觉增强添加剂如着色剂(例如颜料或染料和其组合),视觉增强添加剂的存在使潜像可见,尽管在某些应用中并不需要。存在的着色剂例如颜料的量,可以高达约60%重量,按树脂重量计。着色剂的量可根据使用的显影剂而变化。颜料的例子是:MonastralTM Blue G(C.I.Pigment Blue 15 C.I.No.74160)、Toluidine Red Y(C.I.Pigment Red 3)、QuindoTM Magenta(Pigment Red 122)、IndoTM Brilliant Scarlet(Pigment Red123 C.I.No.71145)、Toluidine Red B(C.I.Pigment Red 3)、WatchungTM Red B(C.I.Pigment Red 48)、Permanent Rubine F6B13-1731(Pigment Red 184)、HansaTM Yellow(Pigment Yellow 98)、DalamarTM Yellow(Pigment Yellow 74,C.I.No.11741),Toluidine Yellow G(C.I.Pigment Yellow 1)、MonastralTM BlueB(C.I.Pigment Blue 15)、MonastralTM Green B(C.I.Pigment Green 7)、Pigment Scarlet(C.I.Pigment Red 60)、Auric Brown(C.I.Pigment Brown 6)、MonastralTM Green G(Pigment Green 7)、Carbon Black,Cabot Mogul L(blackPigment C.I.No.77266)和Sterling NS N 774(Pigment Black 7,C.I.No.77266).
细颗粒尺寸氧化物,如氧化硅、氧化铝、二氧化钛等,优选尺寸为0.5mu.m或更低,可分散于液化树脂中。这些氧化物可单独或与着色剂组合使用。还可加入金属。
也可按照惯例将其它添加剂加入配料中。这些添加剂包括UV稳定剂、模抑制剂(mold inhibitors)、杀菌剂、杀真菌剂、抗静电剂、光泽改进剂、其它聚合物或低聚物、抗氧剂等中的一种或多种。
所得带电颗粒的颗粒尺寸将影响包括该颗粒的调色剂组合物的成像、熔化、分辨和转移性能。颗粒的体积平均粒径(用激光衍生测定)为约0.05至约50微米,更优选约3至约10微米,最优选约1.5至约5微米。
如上所述,在电照相中,潜像一般通过如下形成:(1)将一带电图像通过静电书写笔或其等同物置于静电元件(通常为接受基材)上选取的元件区域内,(2)将调色剂涂于该带电荷的图像上和(3)固定该调色图像。这种方法的一个例子描述于US 5,262,259中。通过本发明形成的图像可为单色或多色图像。多色图像可通过重复充电和调色剂施加步骤制备。
在电照相中,静电图像一般通过如下方法在涂布光感受元件的转鼓或带子上形成:(1)在施加电压下使光感受元件均匀充电,(2)用辐射源使光感受元件部分曝光和均匀放电以形成潜像,(3)将调色剂施于潜像上形成调色图像,和(4)将调色图像经一个或多个步骤转移到最终的接受器片上。在某些应用中,有时需要使用加热的压力辊或本领域已知的其它方法固定调色图像。
本发明的这些和其它优点将在下面的说明性实施例中证明。
实施例
试验方法和仪器
在下面的实施例中,共聚物溶液和有机溶胶和油墨分散体的固体百分含量使用卤素灯干燥方法按重量分析测定,卤素灯干燥烘箱与精确分析天平(Mettler Instruments,Inc.,Highstown,N.J.)连接。每次用这种样品干燥方法测定固体百分含量中使用约2g样品。
在本发明实践中,分子量一般用重均分子量表示,而分子量多分散度通过重均分子量与数均分子量的比例给出。分子量参数通过使用四氢呋喃作为载体溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)测定。绝对重均分子量用Dawn DSP-F光散射检测器(Wyatt Technology Corp.,Santa Barbara,Calif.)测定,而多分散度通过测得的重均分子量与数均分子量的比例评估,数均分子量用Optilab 903微分折射计检测器测得(Wyatt Technology Corp.,Santa Barbara,Calif.)。
有机凝胶和调色剂的颗粒尺寸分布通过使用Horiba LA-900激光衍生颗粒尺寸分析仪(Horiba Instruments,Inc.,Irvine,Calif.)的Laser DiffractionLaser Diffraction Light Scattering Method测得。将样品稀释约1/500(体积),并在150瓦特和20kHz下超声处理一分钟,然后测量。颗粒尺寸同时用数均直径(Dn)和体积平均直径(Dv)表示,以同时提供功能(主要)颗粒尺寸和存在聚集或附聚物的指示。
液体调色剂导电率(体积导电率kb)在约18Hz下用ScientificaModel627导电率测量仪(Scientifica Instruments,Inc.,Princeton,N.J.)测定。此外,还测定不存在调色剂颗粒时的游离(液体分散剂)相导电率(kf)。将调色剂颗粒通过在Jouan MR1822离心机(Winchester,VA)中在5℃下在6,000rpm(6,110,相对离心力)下离心1-2小时从液体介质中除去。然后小心滗出上层清液,用Scientifica Model 627导电率测量仪测量该液体的导电率。然后测定游离相导电率相对于调色剂体积导电率的百分比,即100%(kf/kb)。
单位质量的电荷测量值(Q/M)用由金属板、涂布氧化铟锡(ITO)的玻璃板、高压电源、静电计和用于数据收集的个人计算机(PC)构成的仪器测量。将1%油墨溶液置于导电板和涂有ITO的玻璃板之间。在涂有ITO的玻璃板与金属板之间施加已知极性和大小的电势,在板之间产生电流并通过电线与高压电源连接。每秒测量电流100次,测量20秒,并用PC记录。施加的电势使带电颗粒向具有与该带电调色剂颗粒的极性相反的极性的板(电极)迁移。通过控制施加在涂有ITO的玻璃板上的电压的极性,可使调色剂颗粒向该板迁移。
将涂有ITO的玻璃板从仪器中取出并放在50℃下的烘箱中约30分钟,以使板上的油墨完全干燥。干燥后,将包含干燥油墨膜的涂有ITO的玻璃板称重。然后用浸有NorparTM 12的抹布将油墨从涂布ITO的玻璃板上除去,并再次称重该清洁的ITO玻璃板。将干燥油墨涂布玻璃板与清洁玻璃板之间的质量差作为在20秒电镀期间沉积的油墨颗粒的质量(m)。使用这些电流值通过用曲线拟合程序(例如购自Systat Software Inc.的TableCurve 2D)对电流-时间图下面的面积积分,获得20秒电镀时间内调色剂颗粒所带的总电荷(Q),然后用调色剂颗粒所带的总电荷除以干燥的镀层油墨质量,得到单位质量电荷(Q/m)。
现在转到附图,图1给出酸助剂(烷基苯磺酸,ABSA)的量对消耗掉的调色剂的体积导电率的影响,调色剂的体积导电率随ABSA在消耗掉的调色剂中的增加量而降低。因此,通过控制调色剂中的助剂量可将调色剂的导电率保持所需的且稳定的值。
已注意到,调色剂导电率在ABSA浓度1.0(mg/g调色剂溶液)下达到最低值。进一步的研究表明该最小值相当于ASBA在NorparTM12中的CMC。在ASBA的CMC之后调色剂导电率增加归因于在其NorparTM12中形成胶束。ABSA中的CMC在NorparTM12中的CMC通过动态散射光技术测定。测量相对于ABSA在NorparTM12中的浓度的胶束尺寸,在浓度低于1.0(mg/g调色剂溶液)时,未检测到胶束。在浓度等于和高于1.0(mg/g调色剂溶液)时,ABSA形成尺寸6至8nm的胶束。
图2给出酸助剂(ABSA)对黄色、品红、青色和黑色(“YMCK”)调色剂的调色剂体积导电率的影响。
图3给出碱助剂(十二烷基胺,DDA)的浓度对调色剂导电率的影响。YMCK调色剂的导电率随DDA浓度增加而降低。这说明DDA可用于在印刷期间保持调色剂导电率,以实现图像良好且稳定的光学密度。
图4和图5给出各种羧酸的碳链长度分别对调色剂的体积导电率和调色剂颗粒的Q/M值的影响,表明随着羧酸的碳链长度增加,助剂的影响增加。
图6和图7给出胺的碳链长度分别对调色剂的体积导电率和调色剂颗粒的Q/M值的影响,表明助剂的效果可通过改变胺的碳链长度而变化。
                            实施例
制备液体调色剂
本实验中使用的液体调色剂为基于有机溶胶的通过四辛酸锆带正电的调色剂。制备此类液体调色剂涉及合成有机溶胶粘结剂和研磨该有机溶胶粘结剂和颜料。有机溶胶合成涉及用溶液聚合进行接枝稳定剂合成和用分散体聚合进行有机溶胶合成。
本实施例中使用的物质具有如下简称:
EA:丙烯酸乙酯
EHMA:甲基丙烯酸2-乙基己酯
MMA:甲基丙烯酸甲酯
HEMA:甲基丙烯酸2-羟乙基酯
TMI:二甲基-间异丙烯基苄基异氰酸酯
V-601:引发剂,2,2’-偶氮二异丁酸二甲基酯
DBTDL:催化剂,二月桂基二丁基锡
1)接枝稳定剂的合成
在装有冷凝器、与数字温度控制器连接的热电偶、与干燥氮气源连接的氮气入口管和磁搅拌器的一个5000ml 3-颈圆底烧瓶中,投入2557gNorparTM 12、849g EMHA、26.8g 98%HEMA和13.13g V-601的混合物。在搅拌该混合物下,将反应烧瓶用干燥氮气在流速约2l/min下净化30分钟。然后将一中空玻璃塞子插入冷凝器的开口端内,并将氮气流降至约0.5l/min。将该混合物加热至70℃,加热16小时。转化是定量的。将该混合物加热至90℃并在此温度下保持约1小时以破坏所有残余的V-601,然后冷却回到70°C。除去氮气入口管,并将13.6g 95%DBTDL加入该混合物中,接着加入41.1g TMI。在搅拌混合物下在约5分钟内滴加该TMI。再装上氮气入口管,并取下冷凝器中的中空玻璃塞,将反应烧瓶用干燥氮气在流速约2l/min下净化30分钟。然后将中空玻璃塞子再插入冷凝器的开口端内,并将氮气流降至约0.5l/min。将该混合物在70℃下反应6小时,此时转化是定量的。冷却后的混合物为粘稠的透明溶液,不含可见的不溶物。
用上述卤素干燥法测定该液体混合物的固体百分含量为24.72%。随后用上述GPC方法测定分子量;该共聚物具有Mw 131,600Da和Mw/Mn 2.3,基于两个独立的测量值。
2)有机溶胶合成
在装有冷凝器、与数字温度控制器连接的热电偶、与干燥氮气源连接的氮气入口管和磁搅拌器的一个5000ml 3-颈圆底烧瓶中,投入2937gNorparTM 12、91.6g MMA、91.6g EA、188.8g 24.72%聚合物固体的上述接枝稳定剂混合物和4.20g V-601的混合物。在搅拌该混合物下,将反应烧瓶用干燥氮气在流速约2l/min下净化30分钟。然后将一中空玻璃塞子插入冷凝器的开口端内,并将氮气流降至约0.5l/min。将该混合物加热至70℃,加热16小时。转化是定量的。将该混合物冷却至室温,得到不透明的白色分散体。
将约350g正庚烷加入冷却的有机溶胶中,并用装有干冰/丙酮冷凝器的旋转蒸发器在温度90℃和真空度约15mm Hg下汽提出所得混合物中的残留单体。将已汽提的有机溶胶在室温下冷却,得到不透明的白色分散体。
用上述卤素干燥法测得有机溶胶分散体的固体百分含量为14.60%。随后用上述激光衍射分析测定平均颗粒尺寸;该溶胶具有体积平均直径0.24μm。
3)调色剂配方
                           对比例1
这是以有机溶胶共聚物与颜料重量比为5(O/P比例)制备黄色液体调色剂的实施例。将205g在NorparTM 12中14.60%(w/w)固体的上述有机溶胶与88g NorparTM 12、5.4g Pigment Yellow 138和0.6g Pigment Yellow83(Sun Chemical Company,Cincinnati,Ohio)和0.79g 6.11%ZirconiumHEX-CEM溶液(OMG Chemical Company,Cleveland,Ohio)在8盎司玻璃缸中混合。然后将该混合物在0.5升垂直球磨机(Model 6TSG-1/4,Amex Co.,Led.,Tokyo,Japan)中研磨并投入390g 1.3mm直径的Potters玻璃珠(Potters Industries,Inc.,Parsippany,NJ)。将该磨在无冷却水通过研磨室冷却夹套循环下在2,000rpm下运行1.5小时。
12%(w/w)固体调色剂浓缩物显示如下性能(用上述测试方法测定):
体积平均颗粒尺寸:1.0微米
体积导电率:984picoMhos/cm
百分游离相导电率:3.8%
动态迁移率:2.28E-10(m2/Vsec)
将该调色剂进一步稀释至3%并在电照相印刷机上印刷。约2000至3000次印刷后,调色剂的导电率太高,以至不能获得合适的图像光密度。
                           对比例2
这是以有机溶胶共聚物与颜料重量比为5(O/P比例)制备品红液体调色剂的实施例。将205g在NorparTM 12中14.60%(w/w)固体的上述有机溶胶与88g NorparTM 12、6g Pigment Red 81:4(Magruder Color Company,Tucson,AZ)和0.98g 6.11%Zirconium HEX-CEM溶液(OMG ChemicalCompany,Cleveland,Ohio)在8盎司玻璃缸中混合。然后将该混合物在0.5升垂直球磨机(Model 6TSG-1/4,Amex Co.,Led.,Tokyo,Japan)中研磨并投入390g 1.3mm直径的Potters玻璃珠(Potters Industries,Inc.,Parsippany,NJ)。将该磨在无冷却水通过研磨室冷却夹套循环下在2,000rpm下运行1.5小时。
12%(w/w)固体调色剂浓缩物显示如下性能(用上述测试方法测定):
体积平均颗粒尺寸:1.1微米
体积导电率:949picoMhos/cm
百分游离相导电率:3.7%
动态迁移率:2.08E-11(m2/Vsec)
将该调色剂进一步稀释至3%并在电照相印刷机上印刷。约2000至3000次印刷后,调色剂的导电率太高,以至不能获得合适的图像光密度。
                           对比例3
这是以有机溶胶共聚物与颜料重量比为8(O/P比例)制备青色液体调色剂的实施例。将219g在NorparTM 12中14.60%(w/w)固体的上述有机溶胶与88g NorparTM 12、4g Pigment Blue 15:4(PB:15:4,249-3450,SunChemical Company,Cincinnati,Ohio)和1.64g 6.11%Zirconium HEX-CEM溶液(OMG Chemical Company,Cleveland,Ohio)在8盎司玻璃缸中混合。然后将该混合物在0.5升垂直球磨机(Model 6TSG-1/4,Amex Co.,Led.,Tokyo,Japan)中研磨并投入390g 1.3mm直径的Potters玻璃珠(PottersIndustries,Inc.,Parsippany,NJ)。将该磨在无冷却水通过研磨室冷却夹套循环下在2,000rpm下运行1.5小时。
12%(w/w)固体调色剂浓缩物显示如下性能(用上述测试方法测定):
体积平均颗粒尺寸:1.5微米
体积导电率:406picoMhos/cm
百分游离相导电率:1.4%
动态迁移率:1.56E-10(m2/Vsec)
将该调色剂进一步稀释至3%并在电照相印刷机上印刷。约2000至3000次印刷后,调色剂的导电率太高,以至不能获得合适的图像光密度。
                           对比例4
这是以有机溶胶共聚物与颜料重量比为6(O/P比例)制备黑色液体调色剂的实施例。将211g在NorparTM 12中14.60%(w/w)固体的上述有机溶胶与88g NorparTM 12、5g Cabot Monarch 120 Black和7.58g 6.11%Zirconium HEX-CEM溶液(O(Cabot Corporation,Billerica,Massachusetts)andMG Chemical Company,Cleveland,Ohio)在8盎司玻璃缸中混合。然后将该混合物在0.5升垂直球磨机(Model 6TSG-1/4,Amex Co.,Led.,Tokyo,Japan)中研磨并投入390g 1.3mm直径的Potters玻璃珠(Potters Industries,Inc.,Parsippany,NJ)。将该磨在无冷却水通过研磨室冷却夹套循环下在2,000rpm下运行1.5小时。
12%(w/w)固体调色剂浓缩物显示如下性能(用上述测试方法测定):
体积平均颗粒尺寸:0.6微米
体积导电率:1052picoMhos/cm
百分游离相导电率:4.3%
动态迁移率:3.2E-10(m2/Vsec)
将该调色剂进一步稀释至3%并在电照相印刷机上印刷。约2000至3000次印刷后,调色剂的导电率太高,以至不能获得合适的图像光密度。
                           实施例1
将0.75g烷基苯磺酸(ABSA,包括C11,C12和C13碳链长度烷基部分的共混物的烷基苯磺酸)@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例1的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至244至118pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                        实施例2
将0.75 g烷基苯磺酸@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例2的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至349至108pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                        实施例3
将0.75g烷基苯磺酸@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例3的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至121至71pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                        实施例4
将1.875g烷基苯磺酸@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例4的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至398至251pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                        实施例5
将3.75g十二烷基胺@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例1的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至244至119pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                         实施例6
将7.5g十二烷基胺@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例2的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至349至200pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                         实施例7
将0.75g十二烷基胺@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例3的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至121至80pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
                        实施例8
将0.75g十二烷基胺@10%NorparTM 12溶液加入750g来自对比例4的消耗调色剂中。将该溶液平衡1小时。发现调色剂的导电率降至398至241pMho/cm。将该调色剂倒回电照相印刷机中,获得良好的图像光学密度。
    调色剂    助剂(mg/g调色剂溶液)     导电率(pMho/cm)     OD
    对比例1    0     244     低
    对比例2    0     349     低
    对比例3    0     121     低
    对比例4    0     398     低
    实施例1    0.1(ABSA)     118     良好
    实施例2    0.1(ABSA)     108     良好
    实施例3    0.1(ABSA)     71     良好
    实施例4    0.25(ABSA)     251     良好
    实施例5    0.5(DDA)     119     良好
    实施例6    1.0(DDA)     200     良好
    实施例7    0.1(DDA)     80     良好
    实施例8    0.1(DDA)     241     良好
与不含本发明电荷控制助剂的对比调色剂组合物相比,包括本发明教导的电荷控制助剂的调色剂组合物提供显示优良光学密度的图像。
这里引用的所有专利、专利文献和公开出版物,若是单独引入的,则作为参考引入。除非另有说明,所有份数和百分比按重量计,所有分子量为重均分子量。前面的详细说明仅为清楚理解而给出。本发明不限于所给出和描述的准确细节,因为对本领域熟练技术人员显而易见的各种变化将包括在权利要求定义的本发明内。

Claims (21)

1.一种正性液体电记录调色剂组合物,包括
a)具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体;
b)分散在该液体载体中的多个带正电的调色剂颗粒,其中调色剂颗粒包括含至少一种两亲接枝共聚物的聚合物粘结剂,该两亲接枝共聚物包括一个或多个S物质部分或一个或多个D物质部分;和
c)为酸或碱的电荷控制助剂。
2.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自伯胺、仲胺和叔胺的碱。
3.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自烷基胺和氨基官能聚合物的碱。
4.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自在烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基胺的碱。
5.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自己胺、辛胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺和其混合物的碱。
6.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自磺酸和羧酸的酸。
7.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自烷基苯磺酸、烷基羧酸和酸官能聚合物的酸。
8.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自在烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基苯磺酸和烷基羧酸的酸。
9.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂包括选自己酸、辛酸、十二烷基酸、十四烷基酸、十六烷基酸、十八烷基酸、己基苯磺酸、辛基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸和其混合物的酸。
10.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂能够在液体载体中形成胶束。
11.根据权利要求10的调色剂组合物,其中电荷控制助剂以具有尺寸约5至约50nm的胶束形式存在于组合物中。
12.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂在液体载体中具有溶解度约0.1至约10mg/g。
13.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂以在液体载体中浓度约0.5mg/g至约5mg/g存在于调色剂组合物中。
14.根据权利要求1的调色剂组合物,其中电荷控制助剂在调色剂组合物中的存在量高于电荷控制助剂在液体载体中的溶解度。
15.根据权利要求1的调色剂组合物,其中带正电的调色剂颗粒包括选自金属皂的电荷导子组分。
16.根据权利要求1的调色剂组合物,其中带正电的调色剂颗粒包括选自金属羧酸盐的电荷导子组分。
17.根据权利要求15的调色剂组合物,其中金属皂的金属选自锆、锡和钛。
18.根据权利要求1的调色剂组合物,其中带正电的调色剂颗粒包括至少一种视觉增强添加剂。
19.根据权利要求18的调色剂组合物,其中一种视觉增强添加剂为颜料。
20.根据权利要求1的调色剂组合物,其中粘结剂的Tg大于约30℃。
21.根据权利要求1的调色剂组合物,其中粘结剂的Tg低于约30℃。
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