CN1858658A - 含有表面添加剂的调色剂组合物 - Google Patents

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Abstract

包括基料、着色剂和表面添加剂组配物的调色剂组合物，该表面添加剂组配物包括表面处理的二氧化硅、表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁。

Description

含有表面添加剂的调色剂组合物
技术领域
本公开内容总体上涉及具有改进性能的调色剂组合物，该改进性能由改进的表面添加剂提供。更具体地，本公开内容涉及调色剂和显影剂组合物，其中调色剂粒子含有处理的二氧化硅、处理的二氧化钛和硬脂酸镁的外部添加剂混合物。公开内容也涉及包含这种调色剂的显影剂，制备这种调色剂和显影剂的方法，和采用这种调色剂和显影剂产生显影图像的方法。
背景技术
在电子照相中，首先通过均匀地使在导电层上包含光电导绝缘层的感光体的表面带静电荷而使其成像。然后将感光体暴露于活化电磁辐射如光的图案。辐射选择性地消散在光电导绝缘层的受照区域中的电荷同时在未受照区域中留下静电潜像。然后可以通过将细分的调色剂粒子沉积在光电导绝缘层的表面上显影此静电潜像以形成可见图像。然后可以将获得的可见图像从光电导体转印到载体，如透明物或纸。此成像过程可以重复许多次。
用于这种印刷系统的各种调色剂组合物是本领域公知的，并且已经生产出具有宽范围添加剂和构成材料的组合物。然而，通常调色剂粒子包括一种结合材料如树脂、着色剂如染料和/或颜料和任何各种添加剂以向调色剂粒子提供特定的性能。
一种这样通常使用的调色剂添加剂是硬脂酸锌。将硬脂酸锌通常加入到调色剂粒子作为内部或外部添加剂，例如作为润滑剂、流动助剂、传导性助剂等。然而，已经发现在一些调色剂组合物中硬脂酸锌导致较早的调色剂和显影剂故障，如通过与其它调色剂或显影剂组分或其它机器组件反应引起机器故障。例如，已经发现在调色剂或显影剂组合物中存在的硬脂酸锌可以与熔凝器油反应，产生导致熔凝辊污染和剥离故障的反应产物。
美国专利5,545,501描述了包括载体粒子和调色剂粒子的静电摄影显影剂组合物，所述调色剂粒子的调色剂粒度分布的体积平均粒度(T)为4μm≤T≤12μm，并且在与载体粒子摩擦电接触之后以飞库仑/10μm(CT)计的按直径的平均电荷(绝对值)为1f/10μm≤CT≤10fC/10μm，并且其中(i)载体粒子的以特斯拉(T)表示的饱和磁化值Msat为Msat≥0.30 T；(ii)载体粒子的体积平均粒度(Cavg)为30μm≤Cavg≤60μm；(iii)载体粒子基于体积的粒度分布含有至少90％颗粒直径C为0.5Cavg≤C≤2Cavg的粒子；(iv)载体粒子基于体积的粒度分布包括小于b％小于25μm的粒子，其中b＝0.35×(Msat)2×P，Msat为饱和磁化值，Msat以T和P表示，是以kA/m计的磁显影极的最大场强度，和(v)载体粒子包括由树脂涂料以数量(RC)涂覆的核粒子使得0.2％w/w≤RC≤2％w/w，参见摘要。此专利表明当采用细发磁刷显影潜像时其显影剂可得到图像。
然而，继续需要由调色剂和载体构成的成套显影剂，该显影剂具有组合性能使得当用于在感光体的表面上，优选在图像叠图像的设备中，和更具体地在也采用混合无清除显影系统的这种设备中显影潜像时，产生的彩色图像显示类似于在胶版平版印刷中达到的质量。此外，需要调色剂和显影剂，其中调色剂添加剂基本不与熔凝器油、熔凝辊等相互作用，因此，例如增加熔凝设备如熔凝辊的可使用寿命，例如从约200,000拷贝到约1,000,000拷贝，并且其中调色剂及其显影剂具有优异的摩擦电、导电性和显影性特性。
公开了包括如下物质的调色剂和显影剂组合物：任选数量为约85-约99wt％的至少一种基料，任选数量为约0.5-约15wt％的至少一种着色剂和任选数量为约0.05-约2wt％的硬脂酸钙。
描述了改进的调色剂和显影剂组合物。调色剂组合物包括基料，着色剂和表面添加剂组配物(package)，该组配物包括聚二甲基硅氧烷表面处理的二氧化硅、表面处理的二氧化钛和硬脂酸钙。其描述就横跨A、B和J区的摩擦电荷的变化(感光度)的窄范围而言，相对于硬脂酸锌硬脂酸钙的改进益处。
然而，已经发现硬脂酸钙作为表面添加剂，在提供相对于现有调色剂组合物的显著改进结果的同时，导致它自身的一些问题。例如，已经发现硬脂酸钙可导致LCM和给体辊导线污染。LCM表示侧向电荷迁移，是一种其中图像的电荷渗出到侧面引起图像变模糊的状况。
尽管进行了为提供高质量拷贝结果而提供调色剂和显影剂组合物的各种尝试，但问题仍然存在。例如，当需求更高质量拷贝的最终用户增加时，和当印刷设备用于更宽种类环境时，对印刷设备及调色剂和显影剂组合物产生增加的需求。因此，尽管设计特定的印刷设备及调色剂和显影剂组合物以在宽范围的用户工作类型和操作条件下提供适当的结果，但这些参数正在被拓宽以增加性能需求。
一种这样的需求是调色剂和显影剂组合物的摩擦电荷值。通常可接受的显影剂摩擦电荷值的范围为约25-约50μC/g。此范围在下限受宏观均匀性(半色杂点)、污物、发射物、喷溅物、间隙和捕获物缺陷限制；而在上限受转印图像质量缺陷限制。尽管此范围为大比例的最终用户提供高质量拷贝结果，但在两端存在最终用户的“拖尾”，其中操作条件提供不太优异的拷贝结果。这些拖尾操作条件主要由机器和所生产的组合物中的固有变化，以及显影剂调色剂浓度、环境温度和相对湿度条件中的变化，和显影剂组分的使用时间驱动。相对湿度可以在一定程度上由如下方式控制：在印刷腔中使用环境单元以除湿印刷腔和控制高端的湿度，和在容纳印刷设备的房间中使用增湿器以控制低端的湿度。然而，为最终用户提供湿度控制的这种要求在一些情况下是困难的并因此是不希望的。
发明内容
本公开内容通过提供调色剂和显影剂组合物解决了一些或所有以上问题和其它问题，其中调色剂组合物包括新颖的添加剂组配物以控制摩擦带电到所需范围内。本公开内容因此涉及调色剂、包含调色剂的显影剂、其方法、和产生例如高拷贝质量的显影图像的方法。
本公开内容的特征是提供具有成套性能的调色剂和显影剂组合物，使得包含这种调色剂的显影剂可达到具有高拷贝质量的静电复印产生的图像。
公开内容的另外特征是提供具有某些一致性和可预测性能的调色剂和显影剂的制备方法。
此外，本公开内容的另一个特征涉及作为调色剂及其显影剂的润滑剂组分的硬脂酸镁的选择，与外部添加剂组配物的其它组分结合，优化对调色剂和显影剂使用时间的摩擦带电响应，和提供足够高的摩擦电荷以允许通过适当的载体选择达到显影剂的合理性。
更具体地，在实施方案中，本公开内容提供调色剂组合物，该组合物包括：
基料，
着色剂，和
表面添加剂组配物，该组配物包括表面处理的二氧化硅、表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁。
在实施方案中，所述调色剂组合物包括：
约1-约5wt％表面处理的二氧化硅，
约0.2-约1.5wt％表面处理的二氧化钛，和
约0.05-约0.5wt％硬脂酸镁。
在实施方案中，所述调色剂组合物包括：
约2.3-约4.3wt％表面处理的二氧化硅，
约0.4-约0.9wt％表面处理的二氧化钛，和
约0.1-约0.2wt％硬脂酸镁。
在实施方案中，其中所述表面处理的二氧化硅包括聚二甲基硅氧烷表面处理的二氧化硅。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化硅存在的数量为约1-约10wt％。
在实施方案中，其中所述表面处理的二氧化硅是在添加剂共混工艺期间引入调色剂组合物的仅表面处理的二氧化硅。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化硅是在调色剂组合物中存在的仅静电复印活性的二氧化硅。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化硅包括两种不同的表面处理的二氧化硅。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化钛是疏水性表面处理的二氧化钛。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化钛由选自如下的材料表面处理：癸基硅烷、癸基三甲氧基硅烷和异丁基三甲氧基硅烷。
在实施方案中，所述表面处理的二氧化钛存在的数量为约0.1-约5wt％。
在实施方案中，其中所述硬脂酸镁的纯度大于85％。
在实施方案中，所述硬脂酸镁存在的数量为约0.01-约10wt％。
在实施方案中，所述硬脂酸镁是调色剂组合物中存在的唯一金属羧酸盐。
在实施方案中，所述硬脂酸镁是调色剂组合物中存在的唯一金属硬脂酸盐。
在实施方案中，所述调色剂组合物具有摩擦电荷约10μC/g-约60μC/g。
本公开内容也提供包括这种调色剂组合物的显影剂，及制备和使用这种调色剂和显影剂组合物的方法。
附图简述
图1是显示作为模拟的调色剂使用时间的函数，对照显影剂和根据本公开内容的实施方案的显影剂的测量摩擦电荷的图。
图2是显示作为模拟的调色剂使用时间的函数，对照显影剂和根据本公开内容的另一个实施方案的显影剂的测量摩擦电荷的图。
图3是显示各种硬脂酸盐在氨基油中溶解度的图。
图4是显示由各种硬脂酸盐在氨基油中形成的硬脂酰胺基团数量的图。
具体实施方式
根据本公开内容，提供至少包括基料、着色剂和表面添加剂组配物的调色剂。表面添加剂组配物包括表面处理的二氧化硅、表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁。添加剂组配物用作调色剂组合物的外部添加剂。即，调色剂粒子自身首先形成，随后混合调色剂粒子与添加剂组配物的材料。结果是添加剂组配物通常涂覆或粘合到调色剂粒子的外表面，而不是引入到色剂粒子的本体中。
添加剂组配物的第一组分是表面处理的二氧化硅。在实施方案中，可以使用任何合适的表面处理的二氧化硅，并且许多种类是本领域已知的和可得到的。这种表面处理的二氧化硅可以单独使用作为唯一一种表面处理的二氧化硅，或可以结合使用例如两种或多种表面处理的二氧化硅。在两种或多种表面处理的二氧化硅结合使用的情况下，优选(尽管不要求)一种表面处理的二氧化硅是聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅。优选，聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅的二氧化硅是煅烧的二氧化硅。
常规表面处理的二氧化硅材料是已知的并包括例如具有8纳米粒度和六甲基二硅氮烷表面处理的来自Cabosil Corporation的TS-530；从DeGussa/Nippon Aerosil Corporation获得的用HMDS涂覆的NAX50；从Cabot Corporation获得的由表面积为90m2/g并由DTMS涂覆的煅烧二氧化硅芯构成的DTMS(癸基三甲氧基硅烷)二氧化硅；从Wacker Chemie获得的由氨基官能化有机聚硅氧烷涂覆的H2050EP等。将这种常规的表面处理的二氧化硅应用于调色剂表面用于调色剂流动、摩擦电荷增强、掺合控制、改进的显影和转印稳定性和更高的调色剂粘连温度。
然而，本发明人发现特殊的表面处理的二氧化硅、由聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅当在添加剂组配物中与表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁结合使用时，出乎意料地为最终的调色剂组合物提供优异的性能结果。具体而言，本发明人发现聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅，当在添加剂组配物中与表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁结合使用时，在不同的温度/湿度环境中提供较高的摩擦电荷，和在印刷环境中提供不同和所需的性能响应。
合适PDMS-表面处理的二氧化硅的具体例子包括但不限于例如RY50、NY50、RY200、RY200S和R202，都购自Nippon Aerosil等。
聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅优选存在的数量为约1-约10wt％，基于没有添加剂的调色剂粒子重量(即采用的数量为约1-约10重量份添加剂每100重量份调色剂粒子)。更优选，在实施方案中，PDMS表面处理的二氧化硅存在的数量为约1.5或约2到约5.5或约6wt％，如约2.3或约2.5到约4.3或约4.5wt％。然而如需要，可以使用在这些范围以外的重量百分比。
优选，根据实施方案，聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅是调色剂组合物中存在的唯一表面处理的二氧化硅。或者，例如在将少量其它二氧化硅引入调色剂组合物用于其它目的，如协助调色剂粒子分类和分离的情况下，聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅是调色剂组合物中存在的唯一静电复印活性的表面处理二氧化硅。任何其它偶然存在的二氧化硅因此不显著影响任何静电复印性能。优选，聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面处理的二氧化硅是施加到调色剂组合物的添加剂组配物中存在的唯一表面处理的二氧化硅。
添加剂组配物的第二组分是表面处理的二氧化钛。优选，用于实施方案的表面处理的二氧化钛是疏水性表面处理的二氧化钛。
常规表面处理的二氧化钛材料是已知的并包括例如金属氧化物如TiO2，例如来自Tayca Corp.具有16纳米粒度和癸基硅烷表面处理的MT-3103；从Tayca Corporation获得的由DTMS涂覆的结晶二氧化钛芯MT500B构成的SMT5103；来自Degussa Chemicals没有表面处理的P-25；从Titan Kogyo Kabushiki Kaisha(IK InabataAmerica Corporation，纽约)获得的异丁基三甲氧基硅烷(I-BTMS)处理的疏水性二氧化钛等。将这种表面处理的二氧化钛施加到调色剂表面用于改进的相对湿度(RH)稳定性、摩擦电荷控制和改进的显影和转印稳定性。
然而，本发明人发现特殊的表面处理的二氧化钛材料对最终调色剂组合物出乎意料地提供优异的性能结果。因此，尽管任何表面处理的二氧化钛可用于外部添加剂组配物，但在实施方案中优选材料是“大”表面处理的二氧化钛(即平均粒度为约30-约50nm，或约35-约45nm，特别地约40nm)。特别地，本发明人发现优选的表面处理的二氧化钛在调色剂外壳中老化之后提供调色剂的一种或多种更好的内聚稳定性，和更高的调色剂电导率，这增加体系消散调色剂表面上电荷斑片的能力。
合适的表面处理的二氧化钛的具体例子包括但不限于例如从Titan Kogyo Kabushiki Kaisha(IK Inabata America Corporation，纽约)获得的异丁基三甲氧基硅烷(I-BTMS)处理的疏水性二氧化钛；从Tayca Corporation获得的由DTMS(癸基三甲氧基硅烷)涂覆的结晶二氧化钛芯MT500B构成的SMT5103等。异丁基三甲氧基硅烷(I-BTMS)处理的疏水性二氧化钛在一些实施方案中是特别优选的。
二氧化硅和二氧化钛应当更具体具有初级粒度大于约30纳米，优选至少为40纳米，初级粒度例如由透射电镜(TEM)测量或从气体吸收或BET表面积的测量计算(假定球形粒子)。发现在宽范围的面积覆盖率和工作运行长度内二氧化钛特别有助于保持显影和转印。将二氧化硅和二氧化钛更具体地施加到调色剂表面，调色剂的总覆盖率为例如低至约60％或约70％到高至约200％理论表面积覆盖率(SAC)，优选约70％或约100％到约200％理论表面积覆盖率(SAC)，其中假定如下条件计算理论SAC(以下称为SAC)：所有的调色剂粒子是球形的并且直径等于如在标准库乐尔特颗粒计数器方法中测量的调色剂的体积中值直径，并且添加剂粒子作为初级粒子以六角形密闭堆叠结构分布在调色剂表面上。对于每种二氧化硅和二氧化钛粒子等，涉及添加剂数量和尺寸的另一种量度是“SAC×尺寸”(表面积覆盖率乘以纳米计的添加剂初级粒度)的总和，为此所有添加剂的总SAC×尺寸应当更具体地为例如约2,400-约8,000，优选在实施方案中约4,500-约7,200。二氧化硅与二氧化钛粒子的比例通常为约50％二氧化硅/50％二氧化钛到约85％二氧化硅/15％二氧化钛(在重量百分比基础上)，尽管比例可以大于或小于这些数值，条件是达到公开内容的特征。
表面处理的二氧化钛优选存在的数量为约0.1-约5wt％，基于调色剂粒子的总重量。更优选，在实施方案中，表面处理的二氧化钛存在的数量为约0.2或约0.3到约1.0或约2.0wt％。然而如需要，可以使用在这些范围以外的重量百分比。
优选，根据实施方案，仅一种表面处理的二氧化钛在调色剂组合物存在。即在一些实施方案中，优选仅一类表面处理的二氧化钛存在，而不是两种或多种不同表面处理的二氧化钛的混合物。
添加剂组配物的第三组分是硬脂酸镁。
硬脂酸镁用于本公开内容的添加剂组配物主要用于提供润滑性能。同样，硬脂酸镁可提供显影剂导电性和摩擦电荷增强，两者均源于它的润滑性质。此外，发现硬脂酸镁能够通过增加在调色剂和载体粒子之间的接触数目而达到更高的调色剂电荷和电荷稳定性。
任何合适的硬脂酸镁可用于添加剂组配物。然而，优选硬脂酸镁，优选市售的硬脂酸镁具有大于约85％的纯度，例如约85-约100％的纯度。例如，85％纯硬脂酸镁优选含有小于12 wt％氧化镁和游离脂肪酸，和小于3wt％水分含量。硬脂酸镁的平均颗粒直径也优选为约7微米。满足这些优选参数的合适硬脂酸镁是MM-2，购自NOFCorporation。最优选是大于95％纯度(小于0.5wt％氧化镁和游离脂肪酸，和小于4.5wt％水分含量)的市售硬脂酸镁，并且该硬脂酸镁的平均颗粒直径为约2微米和从NOF Corporation(东京，日本)以MM-2购得。
硬脂酸镁优选存在的数量为约0.01-约10wt％，基于调色剂粒子的总重量。更优选，在实施方案中，硬脂酸镁存在的数量为约0.05或约0.1到约2.5或约5.0wt％。然而，如需要，可以使用在这些范围以外的重量百分比。
优选，根据实施方案，硬脂酸镁是调色剂组合物中存在的唯一金属羧酸盐，或至少唯一金属硬脂酸盐。因此，例如，优选在一些实施方案中没有其它金属羧酸盐如硬脂酸锌或硬脂酸钙在调色剂组合物中存在。
选择添加剂组配物的组分以能够实现优异的调色剂流动性能，高调色剂电荷和电荷稳定性。可以调节在二氧化硅和二氧化钛上的表面处理、二氧化硅和二氧化钛的相对数量(例如约90％二氧化硅：约10％二氧化钛(所有百分比按重量)到约10％二氧化硅：约90％二氧化钛)和硬脂酸镁的数量，以提供调色剂电荷值的范围。例如，可以提供约10μC/g-约60μC/g的调色剂电荷值，如由标准法拉第笼技术测量的那样。
因此，例如在实施方案中，调色剂包含例如约1-约5wt％PDMS表面处理的二氧化硅、约0.2-约1.5wt％表面处理的二氧化钛和约0.05-约0.5wt％硬脂酸镁。例示的调色剂组合物可因此包括例如约3.3wt％PDMS表面处理的二氧化硅、约0.9 wt％表面处理的二氧化钛和约0.1wt％硬脂酸镁，或约4.3wt％PDMS表面处理的二氧化硅，约0.9wt％表面处理的二氧化钛和约0.1或0.2wt％硬脂酸镁。当然，这些范围仅是例示的，并且在这些范围以外的数值可用于实施方案。
为进一步增强调色剂显影剂组合物的带正电荷特性，并且作为任选组分可以在引入到调色剂中或在它的表面上引入电荷增强添加剂，该电荷增强添加剂包括卤代烷基吡啶；有机硫酸盐或磺酸盐组合物；二硬脂基二甲基硫酸铵；硫酸氢盐等，和其它类似的已知电荷增强添加剂。同样，可以选择负电荷增强添加剂，如铝络合物，如BONTRON E-88等。这些添加剂可以采用约0.1wt％-约20wt％，和更具体地约1-约3wt％的数量引入到调色剂中。
本公开内容的调色剂组合物，除包括上述添加剂组配物以外，通常还包括至少调色剂树脂和着色剂。此外，调色剂组合物可以包括一种或多种常规添加剂，包括但不限于任选的电荷增强添加剂和任选的蜡，特别是Mw为例如约1,000-约20,000的低分子量蜡。合适的调色剂组合物可以被改性以包括本公开内容的上述外部添加剂组配物，该组合物包括在例如美国专利6,004,714，6,017,668，6,071,665，6,087,059，6,103,440和6,124,071，和美国专利公开20040063018中公开的那些调色剂组合物。调色剂组合物可以通常由任何已知的技术制备，如在合适的调色剂挤出设备，如购自WernerPfleiderer的ZSK58中掺合和加热树脂粒子、着色剂和上述表面添加剂以外的任选添加剂，随后从设备中除去形成的调色剂组合物。在冷却之后，采用例如Sturtevant微化机将调色剂组合物进行研磨，目的在于得到所需体积中值直径为例如小于约25微米，和优选约6-约12微米的调色剂粒子，该直径由库乐尔特颗粒计数器测定。随后，可采用例如Donaldson B型分级机将调色剂组合物分级，目的在于除去细粒，细粒是体积中值直径小于约4微米的调色剂粒子。其后，可以通过共混添加剂与获得的调色剂粒子，将上述外部添加剂组配物和其它任选表面添加剂加入调色剂组合物。
作为调色剂(或基料)树脂，可以使用任何常规调色剂树脂。这种合适调色剂树脂的说明性例子包括例如热塑性树脂如一般而言的乙烯基树脂或具体而言的苯乙烯树脂，和聚酯。合适热塑性树脂的例子包括但不限于苯乙烯甲基丙烯酸酯；聚烯烃；苯乙烯丙烯酸酯，如从Hercules-Sanyo Inc.获得的PSB-2700；聚酯、苯乙烯丁二烯；交联的苯乙烯聚合物；环氧类；聚氨酯；包括两种或多种乙烯基单体的均聚物或共聚物的乙烯基树脂；和二羧酸与包括二酚的二元醇的聚合酯化产物。其它合适的乙烯基单体包括但不限于苯乙烯；对氯苯乙烯；不饱和单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等；饱和单烯烃如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯；乙烯基酯如单羧酸酯，该单羧酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯；丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺；其混合物等。此外，可以选择交联的树脂，该交联的树脂包括苯乙烯聚合物的聚合物、共聚物和均聚物。
例如，作为一种调色剂树脂，可以选择二羧酸和包括二酚的二元醇的酯化产物。这些树脂说明于例如美国专利3,590,000中。其它具体的调色剂树脂包括但不限于苯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物，和苯乙烯/丁二烯共聚物；Pliolites；悬浮聚合的苯乙烯丁二烯，参考美国专利4,558,108；从双酚A和环氧丙烷的反应，随后获得的产物与富马酸进行反应获得的聚酯树脂；和从对苯二甲酸二甲酯、1，3-丁二醇、1，2-丙二醇和季戊四醇的反应获得的支化聚酯树脂；反应挤出的树脂，特别是具有如在美国专利5,352,556中说明的交联的挤出聚酯；苯乙烯丙烯酸酯及其混合物。同样，分子量Mw为约1,000-约20,000的蜡，如聚乙烯、聚丙烯和石蜡可以包括在调色剂组合物之中或之上作为熔凝辊脱模剂。
调色剂树脂通常以任何足够但有效的数量存在。例如，调色剂树脂通常存在的数量为调色剂组合物的约50-约95wt％。更优选，调色剂树脂通常存在的数量为约调色剂组合物的70-约90wt％。
调色剂组合物也通常包括着色剂。按照需要，着色剂可以是染料、颜料、染料和颜料的混合物、或它们中两种或多种的混合物。作为着色的颜料，可以选择例如各种已知的青色、品红色、黄色、红色、绿色、棕色或蓝色着色剂或其混合物。颜料的具体例子包括但不限于酞菁HELLOGEN蓝L6900TM，D6840TM，D7080TM，D7020TM，PYLAM油蓝TM，PYLAM油黄TM，颜料蓝1TM，购自Uhlich &Company，Inc.，颜料紫1TM，颜料红48TM，柠檬铬黄DCC 1026TM，E.D.甲苯胺红TM和BON红CTM，购自Dominion Color Corporation，Ltd.，Toronto，Ontario，NOVAPERM黄FGLTM，HOSTAPERM粉红ETM，购自Hoechst，CINQUASIA MAGENTATATM，购自E.I.DuPont de Nemours & Company，颜料黄180，颜料黄12，颜料黄13，颜料黄14，颜料黄17，颜料蓝15，颜料蓝15:3，颜料红122，颜料红57:1，颜料红81:1，颜料红81:2，颜料红81:3等。
通常，可以选择的着色染料和颜料是青色、品红色或黄色颜料及其混合物。可以选择的品红色颜料的例子包括例如2，9-二甲基-取代的喹吖啶酮和在染料索引中标识为CI 60710的蒽醌染料，CI分散红15，在染料索引中标识为CI 26050的重氮染料，CI溶剂红19等。可以选择的青色颜料的说明性例子包括铜四(十八烷基磺酰氨基)酞菁，在染料索引中列举为CI 74160的x-铜酞菁颜料，CI颜料蓝，和在染料索引中标识为CI 69810的Anthrathrene蓝，特殊蓝X-2137等。可以选择的黄色颜料的说明性例子是二芳基化物黄3，3-二氯benzidene乙酰乙酰苯胺，在染料索引中标识为CI 12700的单偶氮颜料，CI溶剂黄16，在染料索引中标识为Foron黄SE/GLN的硝基苯基胺磺酰胺，CI分散黄33，2，5-二甲氧基-4-磺基苯胺苯基偶氮-4′-氯-2，5-二甲氧基乙酰乙酰苯胺，和永久黄FGL。如需要也可以使用其它溶解性染料，如红色、蓝色、绿色染料等。
通常，着色剂采用已知的数量包含在调色剂组合物中用于所需的颜色强度。例如，上述染料和颜料及其它的物质可以采用任何合适的数量，如占调色剂组合物约1-约20wt％包含在调色剂组合物中。优选，着色剂的包含数量为调色剂组合物的约2-约10wt％。
如需要，例如为了向调色剂组合物提供磁性性能，磁铁矿也可以包括在调色剂组合物中，因为它们具有磁性性能，或着色剂性能，或两者。可用于本公开内容的调色剂组合物的合适磁铁矿包括但不限于氧化铁的混合物(FeO.Fe2O3)，包括以MAPICO BLACKTM购得的那些。磁铁矿可以在调色剂组合物中采用任何各种有效的数量，如占调色剂组合物约10wt％-约75wt％的数量存在。优选，磁铁矿存在的数量为调色剂组合物的约30％-约55wt％。
可以在本公开内容的调色剂组合物中采用各种有效数量，如占调色剂组合物约1-约15，和优选约1-约3wt％的数量包括在此所示的电荷添加剂。这种合适的电荷添加剂可包括上述外部添加剂组配物，或本领域公知的其它电荷添加剂。
此外，本公开内容的调色剂组合物也由于它们已知的效果可包括合适的蜡。合适的蜡包括但不限于从Allied Chemical and PetroliteCorporation购得的聚丙烯和聚乙烯；购自Eastman ChemicalProducts，Inc.的Epolene N-15；Viscol 550-P，购自Sanyo Kasei K.K.的低重均分子量聚丙烯；其混合物等。选择的市售聚乙烯的重均分子量为例如约1,000-约1,500，而据信采用的市售聚丙烯的重均分子量为约4,000-约7,000。用于本公开内容的许多聚乙烯和聚丙烯组合物说明于英国专利1,442,835中。
蜡可以在本公开内容的调色剂组合物中采用各种数量存在。然而，通常这些蜡在调色剂组合物中存在的数量为约1wt％-约15wt％，且优选数量为约2wt％-约10wt％，基于调色剂组合物的重量。
本公开内容的调色剂也可以在实施方案中包含聚合物醇，如UNILINSTM，参考美国专利4,883,736，UNILINSTM产品购自PetroliteCorporation。
显影剂组合物可以通过混合调色剂与已知载体粒子而制备，该载体粒子包括但不限于涂覆的载体，如钢、铁氧体等。通常混合调色剂组合物和载体粒子以包括约2％调色剂浓度到约8％调色剂浓度。载体可包括在其上的涂料，如在以上提及的美国专利4,937,166和4,935,326专利中说明的那些，和其它已知的涂料。可以选择单一涂料聚合物，或聚合物的混合物。另外，聚合物涂料中可包含数量为例如约10-约70wt％，且优选约20-约50wt％的导电组分，如炭黑。涂料的具体例子是氟碳聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、硅氧烷聚合物等。
用于实施方案以制备显影剂组合物的特别优选的涂覆载体由80μm用约0.2％(基于重量)甲基硅倍半硅氧烷树脂涂覆的钢芯粒子(如由Hoeganaes North America Corporation提供的那些)和约1.0％(基于重量)PMMA形成。
也考虑采用本公开内容的调色剂的成像方法。采用调色剂粒子的合适成像方法是本领域已知的并包括但不限于例如在此提及的各种专利。
根据本公开内容制备的调色剂组合物在静电摄影印刷操作中提供优异的结果。特别地，包括处理的二氧化硅气凝胶粒子的调色剂组合物具有良好的摩擦电荷性能和良好的掺合时间。
以下给出实施例并举例说明可用于实施本公开内容的不同组合物和条件。除非另外说明，所有的比例均按重量计。然而，显然的是本公开内容可以采用许多类型的组合物实施并且可具有根据以上公开内容和以下所示的许多不同用途。
实施例
对比例1-采用硬脂酸锌的青色调色剂：
通过在凝胶含量为约8wt％的丙氧基化双酚A富马酸酯树脂中，将PB15:3颜料和聚酯树脂的12.7wt％分散体(3.8wt％颜料总加载量)熔融混合在一起制备青色调色剂。调色剂也包括外表面添加剂组配物，该组配物包括3.36wt％的40纳米平均颗粒直径的HMDS处理的二氧化硅、1.93wt％的40纳米平均颗粒直径的癸基三甲氧基硅烷(DTMS)处理的二氧化钛(SMT-5103，购自Tayca Corporation)和购自Ferro Corporation的0.5wt％硬脂酸锌L。
调色剂的体积中值粒度为约8.3μm，由库乐尔特颗粒计数器测量的小于5μm的细粒的数目百分比不大于15％。
通过在200℃下与载体结合将此调色剂形成为显影剂，该载体由用1wt％PMMA(由Soken供应)涂覆的80μm钢芯(由HoeganaesNorth America Corporation供应)构成。
实施例1-采用硬脂酸镁的青色调色剂：
按照对比例1的过程制备青色调色剂，区别在于它包含0.5wt％购自日本NOF Corporation的硬脂酸镁MM-2，而不是硬脂酸锌。
对比例2-采用硬脂酸钙的青色调色剂：
通过在凝胶含量为约8wt％的丙氧基化双酚A富马酸酯树脂中，将PB15:3颜料和聚酯树脂的12.7wt％分散体(3.8wt％颜料总加载量)熔融混合在一起制备青色调色剂。调色剂也包括外表面添加剂组配物，该组配物包括4.3wt％的40纳米平均颗粒直径的聚二甲基硅氧烷(PDMS)处理的二氧化硅(RY50，购自Nippon Aerosil)、0.9wt％的40纳米平均颗粒直径的异丁基三甲氧基硅烷(I-BTMS)处理的二氧化钛和0.1wt％硬脂酸钙。
调色剂的体积中值粒度为约8.3μm，由库乐尔特颗粒计数器测量的小于5μm的细粒的数目百分比不大于15％。
通过在200℃下与载体结合将此调色剂形成为显影剂，该载体由用1 wt％PMMA(由Soken供应)涂覆的80μm钢芯(由HoeganaesNorth America Corporation供应)构成。
实施例2-采用硬脂酸镁的青色调色剂：
按照对比例2的过程制备青色调色剂，区别在于它包含0.1wt％硬脂酸镁而不是硬脂酸钙。
对调色剂使用时间的摩擦电荷敏感性
也将摩擦电荷在调色剂粒子上的稳定性作为模拟的调色剂使用时间的函数测定。作为调色剂使用时间或静电复印外壳中停留时间的替代物，将显影剂在油漆振荡器(Red Devil 5400，改进以在600和650RPM之间操作)中剧烈地混合5、10、20、30和40分钟的时间。测量在B区，即70和50％相对湿度下调理的显影剂的摩擦电荷。结果见图1和2。
对比例1与实施例1的结果比较显示，使用硬脂酸镁的外部添加剂组配物替代使用硬脂酸锌的外部添加剂组配物提供了轻微降低的摩擦电荷。然而，相信实施例1的显影剂的摩擦电荷可以由组分数量的轻微改变而增加。对比例2与实施例2的结果比较显示使用硬脂酸镁的外部添加剂组配物替代使用硬脂酸锌的外部添加剂组配物提供了可比的摩擦电荷。
实施例3-硬脂酸盐反应性的比较：
为定量测定各种硬脂酸盐的反应性，和因此它们对熔凝器故障的可能贡献，使各种硬脂酸盐与购自Wacker-Chemie的氨基官能化硅油反应，它用于静电复印熔凝器以协助在熔凝之后的纸脱除。特别地，将氨基油分别与硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸镁和单硬脂酸铝混合。
在第一个测试中，评定硬脂酸盐在氨基油中的溶解度。溶解度首先在室温(25℃)下测量，并随后在高温(160℃)下过夜测量。结果见图3。
在第二个测试中，通过测量形成的硬脂酰胺基团的数量(它直接涉及材料的反应)间接测量硬脂酸盐与氨基油的反应性。结果见图4。
此测试显示硬脂酸镁与氨基油的反应性不如硬脂酸或通常使用的硬脂酸锌。结果也显示硬脂酸镁的相对反应性非常接近于硬脂酸钙的相对反应性。在实际机器测试中，当与硬脂酸锌比较时硬脂酸钙显示为改进熔凝辊寿命。其原因在于硬脂酸钙与氨基官能化油的反应性更小。

Claims (10)

1.一种调色剂组合物，包括：
基料，
着色剂，和
表面添加剂组配物，该组配物包括表面处理的二氧化硅，表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁。
2.根据权利要求1的调色剂组合物，其中该调色剂组合物包括：
约1-约5wt％表面处理的二氧化硅，
约0.2-约1.5wt％表面处理的二氧化钛，和
约0.05-约0.5wt％硬脂酸镁。
3.根据权利要求1的调色剂组合物，其中该调色剂组合物包括：
约2.3-约4.3wt％表面处理的二氧化硅，
约0.4-约0.9wt％表面处理的二氧化钛，和
约0.1-约0.2wt％硬脂酸镁。
4.根据权利要求1的调色剂组合物，其中所述表面处理的二氧化硅包括聚二甲基硅氧烷表面处理的二氧化硅。
5.根据权利要求1的调色剂组合物，其中所述表面处理的二氧化硅存在的数量为约1-约10wt％。
6.根据权利要求1的调色剂组合物，其中着色剂选自黑色、青色、品红色、黄色、红色、橙色、绿色和紫色着色剂。
7.一种显影剂，包括：
权利要求1的调色剂组合物，和
载体。
8.一种制备调色剂组合物的方法，包括：
混合树脂和着色剂以形成调色剂粒子，和
向所述调色剂粒子的外表面施加包括表面处理的二氧化硅、表面处理的二氧化钛和硬脂酸镁的表面添加剂组配物。
9.一种电记录图像显影设备，包括权利要求1的调色剂组合物。
10.一种电记录图像显影设备，包括权利要求7的显影剂组合物。
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