CN1912756A - 调色剂组合物 - Google Patents
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Abstract
提供含有粒子的调色剂组合物,该粒子具有所需的圆形度和尺寸。
Description
技术领域
本公开内容总体上涉及调色剂和调色剂方法,并且更具体地涉及包含小的球形粒子的调色剂组合物。
背景技术
在电子照相中,图像由如下方式产生:在具有转鼓或带形状的感光体等表面上形成静电潜像,采用调色剂显影静电潜像以获得调色剂图像,直接或通过中间转印元件将调色剂图像静电转印到记录介质如纸上,并通过加热等将调色剂熔凝到记录纸表面上。
考虑到高图像质量的近来需求,具有小粒度,例如约1-约10微米,和窄粒度分布的调色剂对用于成像的设备是需要的。当粒度分布宽时,可以增加具有小粒度的调色剂相对于具有大粒度的调色剂的比例,反之亦然。这可能引起某些问题,例如在包括调色剂和载体的双组分显影剂情况下,由于调色剂可容易粘附到载体上,调色剂保持电荷的能力劣化。相反,在其中存在更大数量大粒子的调色剂情况下,存在诸如由于调色剂转印到记录介质上的效率低而使图像质量劣化的倾向的问题。
小粒度和窄粒度分布的调色剂可以由乳液聚集方法生产。制备乳液聚集(EA)类型调色剂的方法是已知的并且调色剂可以通过聚集着色剂与胶乳聚合物而形成,该胶乳聚合物由间歇或半连续乳液聚合形成。例如,美国专利5,853,943涉及通过首先形成种子聚合物制备胶乳的半连续乳液聚合方法。特别地,′943专利描述了包括如下步骤的方法:(i)进行反应前单体乳化,该乳化包括单体、链转移剂、一种或多种二磺酸酯表面活性剂和任选但优选的引发剂的聚合试剂的乳化,其中乳化在例如约5℃-约40℃的低温下完成;(ii)由混合物的含水乳液聚合制备种子粒子胶乳,该混合物由如下物质组成:(a)一部分单体乳液,占在(i)中制备的单体乳液的约0.5-约50wt%或约3-约25wt%,和(b)自由基引发剂,占在约35℃-约125℃的温度下用于制备胶乳聚合物的总引发剂的约0.5-约100wt%,或约3-约100wt%,其中自由基引发剂和单体的反应产生由胶乳树脂组成的种子胶乳,其中粒子由表面活性剂稳定;(iii)加热和向形成的种子粒子中加入剩余单体乳液,占在(i)中制备的单体乳液的约50-约99.5wt%,或约75-约97wt%,和任选的自由基引发剂,占在约35℃-约125℃的温度下用于制备胶乳聚合物的总引发剂的约0-约99.5wt%,或约0-约97wt%;和(iv)在反应器中在约35℃-约125℃的温度下保持以上内容物有效的时间,例如约0.5-约8小时,或约1.5-约6小时,以形成胶乳聚合物随后冷却。制备调色剂的乳液/聚集/聚结方法的其它例子说明于美国专利5,290,654、5,278,020、5,308,734、5,370,963、5,344,738、5,403,693、5,418,108、5,364,729和5,346,797中。其它方法公开于美国专利5,348,832、5,405,728、5,366,841、5,496,676、5,527,658、5,585,215、5,650,255、5,650,256和5,501,935中。
由乳液聚集方法获得的调色剂具有小粒度如约5-约7微米,其中基本球形粒子形状的圆形度为例如约0.93-约0.98,在一些情况下圆形度为约0.94-约0.97,如由Malvern Sysmex Flow Particle图像分析仪FPIA-2100测量。
在调色剂的显影和转印性能中,细粒子的含量通常显示对性能和可靠性的影响较大。即如已知的那样,含有小直径粒子的调色剂具有大粘附力并因此难以静电控制,由此当用作双组分显影剂的一部分时易于保留在载体上。当重复施加机械力时,它引起载体污染,结果加快载体的劣化。此外,由于具有小直径的调色剂具有大粘附力,它引起显影效率的劣化,结果形成图像缺陷。在转印步骤中,难以在感光体上转印显影的调色剂的小直径组分,因此损害转印效率,并由此增加调色剂废物和图像质量的劣化。
许多成像设备具有清洁设备,例如清洁叶片以从包括图像保持元件的系统中去除残余调色剂。令人遗憾地,对于小于约6微米,约0.1微米-约6微米的调色剂尺寸,难以采用清洁设备如清洁叶片去除残余调色剂。例如,由于不能采用叶片完全清洁小粒子球形调色剂,所以调色剂在叶片下通过。调色剂因此在图像保持元件和接触充电器的接触部分之间通过并通过接触充电器变形和粘附到图像保持组件的表面。由于调色剂的重复粘附,调色剂在图像保持元件的表面上定影,它可对图像质量具有不利影响,例如更暗的图像和印刷物上的条纹。因此,随着图像的显影,如果粒子尺寸太大或太小,图像质量可由于低效率的清洁和/或转印而变差。
因此,调色剂形状和尺寸影响成像设备的性能如显影性、转印和清洁。可以提高叶片清洁,其中采用更大和更小的球形粒子,而转印组件可采用更球形的粒子而表现更好以通过最小化接触区域而最小化粒子对感光体的粘附力。因此,提供具有小尺寸粒子的调色剂组合物是有利的,该粒子由乳液聚集方法制备,该方法提供在显影、转印和清洁之间的平衡。
发明内容
本公开内容提供调色剂组合物,该组合物包括尺寸为约2微米.约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
本公开内容也提供包括带电组件、成像组件、显影组件、转印组件和定影组件的静电复印系统。显影组件包括调色剂组合物,该组合物含有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
在实施方案中,粒子的圆形度为约0.93-约0.98。
在实施方案中,上述系统进一步包括清洁叶片组件。
在实施方案中,清洁的最小叶片负荷是约11克每厘米-约39克每厘米。
在实施方案中,清洁的最小叶片负荷是约12克每厘米-约30克每厘米。
在实施方案中,显影组件包括调色剂组合物,该组合物包括尺寸为约2.25微米-约3.75微米存在数量为总调色剂组合物的约14wt%-约18wt%和圆形度为约0.94-约0.97的粒子。
在实施方案中,本公开内容描述了静电复印方法,该方法包括在静电潜像上沉积调色剂组合物,调色剂组合物含有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子;将图像转印到载体表面;和将图像附加到载体表面。
在实施方案中,粒子的圆形度为约0.93-约0.98。
在实施方案中,调色剂的转印效率为约75%-约100%。
在实施方案中,在约100V-约400V的显影电压下附加的图像的实心区域图像密度为约12-约30L*单位。
在实施方案中,在约150V-约390V的显影电压下附加的图像的实心区域图像密度为约19-约22L*单位。
也描述了包括载体粒子和调色剂的显影剂组合物,该调色剂具有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
在实施方案中,粒子的圆形度为约0.93-约0.98。
在实施方案中,调色剂包括至少一种聚合物、至少一种着色剂和一种或多种选自如下的组分:表面活性剂、凝结剂、蜡、表面添加剂和任选的其混合物。
在实施方案中,粒子的尺寸为约2.25微米-约3.75微米,存在数量为总调色剂组合物的约14wt%-约18wt%,和圆形度为约0.94-约0.97。
附图说明
图1是说明本公开内容的调色剂粒子的组分和这种调色剂最终粒子性能的表;
图2是显示在三种不同尺寸范围中显影电压和本公开内容调色剂的调色剂细粒含量的关系图;和
图3是说明本公开内容的调色剂粒子的组分和这种调色剂最终粒子性能的表。
具体实施方式
根据本公开内容,提供包括调色剂粒子的组合物,该调色剂粒子具有窄范围的粒度和粒子圆形度。
在本公开内容的实施方案中产生的调色剂组合物包括例如体积平均直径为约2微米-约4微米,和在实施方案中约2.25微米-约3.75微米,数量为总调色剂组合物的约12%-约25%,和在实施方案中约14%-约18wt%的粒子。
本公开内容的调色剂可含有圆形度为约0.93-约0.98,和在实施方案中约0.94-约0.97的粒子。当球形调色剂粒子具有此范围中的圆形度时,在图像保持元件表面上保留的球形调色剂粒子在成像保持元件和接触充电器的接触部分之间通过,变形调色剂的数量小,并因此可以防止调色剂成膜的产生使得可以在长时间内获得稳定的图像质量而没有缺陷。本公开内容的调色剂组合物特别用于静电成像工艺,其中叶片清洁用于从感光体表面去除不希望的调色剂粒子。当采用约11克每厘米(g/cm)-约39g/cm,和在实施方案中约12g/cm-约30g/cm的清洁最小叶片负荷调色剂在清洁叶片下通过时,本公开内容调色剂的圆形度使得能够清洁调色剂。
本公开内容的粒子具有转印和显影效率两者并且能够产生一致质量的图像而不形成暗点和/或条纹。当用于成像工艺时,本公开内容的调色剂组合物在约100V-约400V的显影电压下实心区域图像密度约12-约30L*单位,和在实施方案中在约150V-约390V的显影电压下约19-约22L*单位。(L*单位表示人眼对显影图像的不同响应和用作密度变化的度量)。调色剂组合物的转印效率进一步为约75%-约100%,和在实施方案中为约95%-约100%。
在实施方案中,调色剂是由如下物质的聚集和熔凝制备的乳液聚集型调色剂:胶乳树脂粒子与着色剂,和一种或多种添加剂如表面活性剂、凝结剂、蜡、表面添加剂和任选的其混合物。在实施方案中,一种或多种为约1-约20和在实施方案中为约3-约10。
在实施方案中,可以采用的胶乳包括例如以体积平均直径测量的尺寸范围为例如约50-约500纳米和在实施方案中为约100-约400纳米的亚微米非交联树脂粒子,例如由Brookhaven纳米尺寸粒子分析仪测量。非交联树脂通常在调色剂组合物中存在量为调色剂或调色剂固体的约75wt%-约98wt%,和在实施方案中约80wt%-约95wt%。表述固体在实施方案中可表示胶乳、着色剂、蜡和调色剂组合物的任何其它任选添加剂。
在本公开内容的实施方案中,胶乳中的非交联树脂衍生自单体的乳液聚合,该单体包括但不限于苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或丙烯酸β羧基乙酯(β-CEA)等。
在实施方案中,胶乳的非交联树脂可包括至少一种聚合物。在实施方案中,一种或多种为约1-约20和在实施方案中为约3-约10。
在实施方案中,胶乳可以由间歇或半连续聚合制备,导致在包含表面活性剂的水相中悬浮的亚微米非交联树脂粒子。可用于胶乳分散体的表面活性剂可以是离子或非离子表面活性剂,数量为固体的约0.01-约15,和在实施方案中约0.01-约5wt%。
可以采用的阴离子表面活性剂包括硫酸盐和磺酸盐如十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、二烷基苯烷基硫酸盐和磺酸盐、松香酸(abitic acid)和NEOGEN牌阴离子表面活性剂。在实施方案中合适的阴离子表面活性剂是NEOGEN RK,购自Daiichi Kogyo Seiyaku Co.Ltd.或TAYCA POWER BN2060,购自Tayca Corporation(日本),它们是支化十二烷基苯磺酸钠。
例示非离子表面活性剂包括醇、酸、纤维素和醚,例如聚乙烯醇、聚丙烯酸、methalose、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇,从Rhone-Poulenc以IGEPAL CA-210TM、IGEPAL CA-520TM、IGEPAL CA-720TM、IGEPAL CO-890TM、IGEPAL CO-720TM、IGEPAL CO-290TM、IGEPAL CA-210TM、ANTAROX 890TM和ANTAROX 897TM购得。在实施方案中合适的非离子表面活性剂是ANTAROX 897,购自Rhone-Poulenc Inc.,它主要是烷基酚乙氧基化物。
在实施方案中,非交联树脂可以采用引发剂,如水溶性引发剂和有机溶解性引发剂制备。
如果由乳液聚合制备,已知的链转移剂也可用于控制树脂的分子量性能。链转移剂的例子包括十二烷硫醇、十二烷基硫醇、辛烷硫醇、四溴化碳、四氯化碳等,采用各种合适的数量,如单体的约0.1-约20%,和在实施方案中约0.2-约10wt%。
获得树脂粒子的其它方法可以由美国专利3,674,736中公开的聚合物微悬浮方法、美国专利5,290,654中公开的聚合物溶液微悬浮方法和机械研磨方法或其它已知方法生产。
在实施方案中,可以将凝胶胶乳加入在表面活性剂中悬浮的非交联胶乳树脂中。凝胶胶乳可以在实施方案中表示例如交联树脂或聚合物或其混合物,或含交联的非交联树脂的交联树脂。
凝胶胶乳可包括例如以体积平均直径表示的尺寸范围为例如约10-约200纳米,和在实施方案中约20-100纳米的亚微米交联树脂粒子。凝胶胶乳可以在包含表面活性剂的水的水相中悬浮,其中表面活性剂选择的数量为固体的约0.5-约5wt%,和在实施方案中为固体的约0.7-约2wt%。
交联树脂可以是交联聚合物如交联苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯、和/或苯乙烯甲基丙烯酸酯。
交联剂,如二乙烯基苯或其它二乙烯基芳族或二乙烯基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体可用于交联树脂。交联剂存在的数量可以为交联树脂的约0.01wt%-约25wt%,和在实施方案中约0.5-约15wt%。
交联树脂粒子存在的数量可以为调色剂的约0.1-约50wt%,和在实施方案中约1-约20wt%。
在本公开内容的实施方案中,凝胶胶乳可以是交联树脂和非交联树脂的混合物。
可以将胶乳和凝胶胶乳加入到着色剂分散体和蜡分散体中。着色剂分散体包括例如以体积平均直径表示的尺寸范围为例如约50-约500纳米和在实施方案中约100-约400纳米的亚微米着色剂粒子。着色剂粒子可以在包含阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或其混合物的水相中悬浮。在实施方案中,表面活性剂可以是离子的并且占着色剂的约1-约25wt%,和在实施方案中约4-约15wt%。
着色剂包括颜料、染料、颜料和染料的混合物、颜料混合物、染料混合物等。着色剂可以是例如炭黑、青色、黄色、品红色、红色、橙色、棕色、绿色、蓝色、紫色的或其混合物。
在其中着色剂是颜料的实施方案中,颜料可以是例如炭黑、酞菁、喹吖啶酮或RHODAMINE BTM类型、红色、绿色、橙色、棕色、紫色、黄色、荧光着色剂等。
着色剂可以在本公开内容的调色剂中存在的数量为调色剂的约1-约25wt%,在实施方案中数量为调色剂的约2-约15wt%。
适用于本公开内容调色剂的蜡分散体包括例如以体积平均直径表示的尺寸范围为约50-约500纳米,在实施方案中约100-约400纳米,在水和离子表面活性剂、非离子表面活性剂或其混合物的水相中悬浮的亚微米蜡粒子。离子表面活性剂或非离子表面活性剂存在的数量可以为蜡的约0.5-约10wt%,和在实施方案中约1-约5wt%。
根据本公开内容实施方案的蜡分散体包括蜡,例如天然植物蜡、天然动物蜡、矿物蜡和/或合成蜡。
在实施方案中,蜡可以是官能化的。加入以官能化蜡的基团的例子包括胺、酰胺、酰亚胺、酯、季胺和/或羧酸。在实施方案中,官能化蜡可以是丙烯酸类聚合物乳液,例如Joncryl 74、89、130、537和538,都购自Johnson Diversey,Inc,或氯化聚丙烯和聚乙烯,购自Allied Chemical and Petrolite Corporation和Johnson Diversey,Inc。
蜡存在的数量可以为调色剂的约1-约30wt%,和在实施方案中约2-约20wt%。
可以将得到的胶乳分散体、凝胶胶乳分散体、着色剂分散体和蜡分散体的共混物搅拌并加热到约45℃-约65℃,在实施方案中约48℃-约63℃的温度,得到体积平均直径为约5微米-约8微米,和在实施方案中体积平均直径为约5微米-约6.5微米的调色剂聚集体。
在实施方案中,凝结剂可以在聚集胶乳、含水着色剂分散体、蜡分散体和凝胶胶乳期间或之前加入。凝结剂可以在约1-约5分钟,在实施方案中约1.25-约3分钟的时间内加入。
在实施方案中,合适的凝结剂包括聚金属盐,例如聚氯化铝(PAC)、聚溴化铝或聚磺基硅酸铝。聚金属盐可以在硝酸溶液或其它稀酸溶液如硫酸、盐酸、柠檬酸或乙酸中。凝结剂可以加入的数量为调色剂的约0.02-约0.3wt%,和在实施方案中为调色剂的约0.05-约0.2wt%。
任选地可以将第二胶乳加入到聚集粒子中。第二胶乳可包括例如亚微米非交联树脂粒子。第二胶乳可以加入的数量为初始胶乳的约10-约40wt%,和在实施方案中数量为初始胶乳的约15-约30wt%,以在调色剂聚集体上形成壳或涂层,其中壳的厚度为约200-约800纳米,和在实施方案中为约250-约750纳米。
在本公开内容的实施方案中,胶乳和第二胶乳包括相同的非交联树脂。
在实施方案中,胶乳和第二胶乳包括不同的非交联树脂。
一旦采用约5微米-约7微米,和在实施方案中约5.3微米-约6.5微米的体积平均直径达到粒子的所需最终尺寸,则可以采用碱调节混合物的pH到约5-约7,和在实施方案中约6-约6.8的数值。碱可包括任何合适的碱,例如碱金属氢氧化物,例如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵。碱金属氢氧化物加入的数量可以为混合物的约6-约25wt%,在实施方案中为混合物的约10-约20wt%。
随后聚结混合物。聚结可包括在约90℃-约99℃的温度下搅拌和加热约0.5-约6小时,和在实施方案中约2-约5小时的时间。聚结可以由另外的搅拌促进。
然后采用例如酸降低混合物的pH到约3.5-约6和在实施方案中到约3.7-约5.5以聚结调色剂聚集体。合适的酸包括例如硝酸、硫酸、盐酸、柠檬酸或乙酸。加入的酸数量可以为混合物的约4-约30wt%,和在实施方案中为混合物的约5-约15wt%。
将混合物冷却、洗涤和干燥。冷却可以在约20℃-约40℃,在实施方案中约22℃-约30℃的温度下进行约1小时-约8小时,和在实施方案中约1.5小时-约5小时。
在实施方案中,冷却聚结的调色剂浆料包括通过加入冷却介质,例如冰、干冰等骤冷,以进行快速冷却到约20℃-约40℃,和在实施方案中约22℃-约30℃的温度。骤冷对于少量调色剂,例如小于约2升,在实施方案中约0.1升-约1.5升是可行的。对于更大规模工艺,例如尺寸大于约10升,则既不向调色剂混合物中引入冷却介质,也不使用带夹套反应器冷却,调色剂混合物的快速冷却既不可行也不实际。
洗涤可以在约7-约12的pH下,和在实施方案中在约9-约11的pH下进行。洗涤在约45℃-约70℃,和在实施方案中约50℃-约67℃的温度下进行。洗涤可包括过滤和在去离子水中再浆化包括调色剂粒子的滤饼。可以将滤饼由去离子水洗涤一次或多次,或单由去离子水在约4的pH下洗涤,其中将浆料的pH采用酸调节,和随后任选地进行一次或多次去离子水洗涤。
干燥典型地在约35℃-约75℃,和在实施方案中约45℃-约60℃的温度下进行。干燥可以持续直到粒子的水分水平低于约1wt%,在实施方案中小于约0.7wt%的设定目标。
调色剂也可包括数量为调色剂的约0.1-约10wt%,和在实施方案中约0.5-约7wt%的任何已知电荷添加剂。这种电荷添加剂的例子包括卤化烷基吡啶、硫酸氢盐、美国专利3,944,493、4,007,293、4,079,014、4,394,430和4,560,635的电荷控制添加剂、负电荷增强添加剂如铝络合物等。
可以在洗涤或干燥之后将表面添加剂加入到本公开内容的调色剂组合物中。这种表面添加剂的例子包括例如金属盐、脂肪酸金属盐、胶态二氧化硅、金属氧化物、钛酸锶、其混合物等。表面添加剂存在的数量可以为调色剂的约0.1-约10wt%,和在实施方案中约0.5-约7wt%。美国专利6,190,815和6,004,714的涂覆二氧化硅存在的数量也可以为调色剂的约0.05-约5%,和在实施方案中约0.1-约2%,该添加剂可以在聚集期间加入或共混入形成的调色剂产物中。
根据本公开内容的调色剂可用于包括打印机、复印机等的各种成像设备。根据本公开内容产生的调色剂对于成像方法,特别是静电复印方法是优异的,它们可采用超过约90%的调色剂转印效率操作,如采用压实机设计而没有清洁器的那些或设计以提供具有优异图像分辨率、可接受信噪比和图像均匀性的高质量有色图像。此外,本公开内容的调色剂可以选择用于电子照相成像和印刷工艺如数字成像系统和工艺。
成像工艺包括电子印刷设备中图像的产生和其后采用本公开内容的调色剂组合物显影图像。由静电方法在光电导材料表面上形成和显影图像是公知的。基础静电复印方法包括在光电导绝缘层上放置均匀的静电荷,暴露层于光和阴影图像以耗散暴露于光的层区域上的电荷和通过在图像上沉积本领域称为″调色剂″的细分验电器材料显影获得的静电潜像。调色剂通常被吸引到层的放电区域,由此形成对应于静电潜像的调色剂图像。然后可将此粉末图像转印到载体表面如纸上。如通过热转印的图像可随后永久地附加到载体表面上。
显影剂组合物可以由如下方式制备:混合采用本公开内容的实施方案获得的调色剂与已知的载体粒子,包括涂覆的载体,如钢、铁氧体等。参见例如美国专利4,937,166和4,935,326。这种显影剂的调色剂对载体质量比可以为显影剂组合物的约2-约20%,和在实施方案中约2.5-约5%。载体粒子可包括核与在其上的聚合物涂层,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),该涂层含有分散在其中的导电组分如导电炭黑。载体涂层包括硅树脂、含氟聚合物、不与摩擦电系列紧密接近的树脂混合物、热固性树脂和其它已知组分。
显影可通过放电区域显影而进行。在放电区域显影中,使感光体带电和然后使待显影的区域放电。显影场和调色剂电荷使得调色剂被感光体上的带电区域排斥并被吸引到放电区域。此显影工艺用于激光扫描器。
显影可以由美国专利2,874,063中公开的磁刷显影工艺完成。此方法需要包含本公开内容的调色剂和磁性载体粒子的显影剂材料由磁体携带。磁体的磁场引起磁性载体以刷状构型排列,并且此″磁性刷″与带有静电图像的感光体表面接触。调色剂粒子由静电吸引从刷拉到静电图像到感光体的放电区域,并得到图像的显影。在实施方案中,使用导电磁刷工艺,其中显影剂包括导电载体粒子并能够在偏压磁体之间传导电流通过载体粒子到达感光体。
实施例
实施例1
由半连续乳液聚合以约81.7/18.3组成比(按重量)制备苯乙烯/丙烯酸丁酯聚合物胶乳(胶乳1)。聚合物也包含约0.35份每百份(pph)交联剂(二丙烯酸癸二醇酯)并通过包含约3pph丙烯酸β-羧基乙酯而酸官能化。通过向单体混合物中加入十二烷硫醇控制分子量;约0.7pph在第一半单体进料中加入和剩余约2.38pph在第二半单体进料中加入。将单体作为采用Dowfax阴离子表面活性剂制备的水包油乳液加入到反应器中。反应在约75℃下进行和单体在约200分钟内加入。引发剂过硫酸铵以约1.5pph的浓度使用。由凝胶渗透色谱/尺寸排阻色谱测定的胶乳(胶乳1)的最终性能是Mw为约37,600,Mn为约11,200,Tg(开始)为约59.6℃,粒度为约211nm,和固体为约41.6%。
由半连续乳液聚合以约65/35组成比(按重量)制备第二苯乙烯/丙烯酸丁酯聚合物胶乳(凝胶胶乳)。聚合物也包含约1pph交联剂(二乙烯基苯)并通过包含约3pph丙烯酸β-羧基乙酯而酸官能化。将单体作为采用Neogen RK阴离子表面活性剂制备的水包油乳液加入到反应器中。反应在约75℃下进行和单体在约100分钟内加入。引发剂过硫酸铵以约1.7pph的浓度使用。如以上对于胶乳1所述测定的胶乳(胶乳2)的最终性能是Tg(开始)为约42℃,粒度为约46nm,和固体为约25.7%。由于此胶乳的广泛凝胶化,不能可靠地测定分子量性能。
为形成调色剂粒子,将制备的胶乳与炭黑颜料分散体和蜡分散体混合并由聚氯化铝絮凝。将浆料均匀化和然后采用混合加热以控制粒子生长。一旦达到絮凝粒子的适当尺寸(约5或约6微米,依赖于所需的最终尺寸,如在Beckman库乐尔特多级分粒器上测量),则加入第二批次胶乳以形成壳层。一旦达到所需的最终尺寸(约5.7μm或约6.7μm),则通过加入碱调节pH从约5到约7而停止粒子生长。然后将浆料加热到约96℃和允许粒子在约3.5-约6的pH下聚结直到达到所需的粒子形状(约0.95-约0.96的圆形度,如由Malvern’sSysmex FPIA-2100流动粒子图像分析仪测定)。调色剂粒子的配方和最终粒子性能见图1。注意GSD表示几何标准偏差,D50表示中值粒度,和GSDn(L)表示基于分布下端的数几何标准偏差。
通过共混调色剂粒子与表面添加剂组配物(package)制备显影剂。将共混的调色剂在约4pph下与载体混合,该载体包括平均粒度为约55-约75微米的磁铁矿核和由聚甲基丙烯酸甲酯和炭黑混合物组成的涂层。将获得的显影剂载入Xerox DC555显影剂外壳。每单位面积的显影调色剂从约1cm×5cm实心区域片测量以确定实心区域图像密度。标称显影电压(Vdev)确定为在磁性辊和感光体曝光(即放电)区域之间的电势差,它得到约0.5mg/cm2的每单位面积的显影质量(DMA)。调色剂的摩擦电荷对质量比(q/m)保持在约35μC/g(微库仑每克)的恒定水平下。结果总结于表1中。注意到显影剂5、6、7和8分别从调色剂批次物1、3、2和4制备。图2所示的Vdev和细粒含量之间的关系图表示在约2-约3微米和约3-约4微米的范围内Vdev和细粒含量之间的显著关联:Vdev随细粒数量的增加而增加,表示细粒的存在产生对显影的障碍。在Vdev和尺寸小于约2微米的调色剂细粒之间没有显著的关联。注意到对于本公开内容的体系,最希望的Vdev范围是约200V-约350V。
表1
显影剂 | 圆形度 | D50 | 细粒3-4μm(wt%) | 细粒2-3μm(wt%) | 细粒1.3-2μm(wt%) | 细粒1.3-3μm(wt%) | Vdev(q/m=35μC/g) |
5 | 0.959 | 5.54 | 13.2 | 2.9 | 1.7 | 4.6 | 285 |
6 | 0.956 | 5.60 | 14.7 | 3.4 | 2.2 | 5.6 | 300 |
7 | 0.958 | 5.37 | 19.2 | 4.7 | 2.2 | 6.9 | 350 |
8 | 0.950 | 5.65 | 15.2 | 3.6 | 1.6 | 5.2 | 315 |
实施例2
使用实施例1中所述的方法制备另外的乳液聚集调色剂粒子和显影剂,其中变化在于pH和/或聚结时间长度。使用与实施例1中所述相同的配方制备粒子批次物9-11。通过改进pH、聚结温度和时间达到粒子圆形度的差异。对于粒子批次物9和10,在聚结开始时在96℃下将pH调节到4.0-5.0计5小时的目标聚结时间。在聚结阶段期间监测圆形度并且一旦达到所需圆形度则将pH提高到中性值。对于具有最低圆形度的粒子批次物11,将聚结温度降低到89℃5小时,在4.0-5.0的pH下开始。调色剂粒子的性能可见于图3。
将显影剂载入Xerox DC 575打印机。在时刻0(刚制备的)显影剂,和对于老化约30分钟和约60分钟而没有产量的显影剂测量用于良好清洁的最小叶片负荷。结果总结于下表2。对照样品是包含炭黑和蜡与二氧化硅和二氧化钛表面添加剂的约9微米聚酯调色剂。
表2
显影剂老化时间(分钟) | 对照样品(g/cm) | 批次物11(g/cm) | 批次物9(g/cm) | 批次物10(g/cm) |
0 | 11.8 | 11.8 | 13.2 | 25.4 |
30 | 12 | 11.4 | 19 | 27 |
60 | 11.8 | 11.4 | 30.3 | 28.1 |
本体系的标称叶片负荷是约26.7-约45.5g/cm。从表2可见,本公开内容的调色剂保持清洁叶片负荷。
应该认识到,各种以上公开的和其它特征和功能或其替代选择可以按需要结合成许多其它不同的体系或应用。同样其中各种目前未预料或未预期的替代选择、改进、变化或改善可能随后由本领域技术人员做到,它们也拟由如下权利要求包括。
Claims (10)
1.一种调色剂组合物,包括尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
2.根据权利要求1的调色剂组合物,其中粒子的圆形度为约0.93-约0.98。
3.根据权利要求1的调色剂组合物,其中粒子的尺寸为约2.25微米-约3.75微米,存在数量为总调色剂组合物的约14wt%-约18wt%,和圆形度为约0.94-约0.97。
4.根据权利要求1的调色剂组合物,其中调色剂包括聚合物、着色剂和一种或多种选自如下的组分:表面活性剂、凝结剂、蜡、表面添加剂和任选的其混合物。
5.根据权利要求1的调色剂组合物,其中调色剂是乳液聚集调色剂。
6.根据权利要求1的调色剂组合物,其中调色剂的平均粒度为约5微米-约8微米。
7.根据权利要求1的调色剂组合物,其中调色剂的平均粒度为约5微米-约6.5微米。
8.一种静电复印系统,包括带电组件、成像组件、显影组件、转印组件和定影组件,其中显影组件包括调色剂组合物,该组合物含有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
9.一种静电复印方法,包括:
在静电潜像上沉积调色剂组合物,该调色剂组合物含有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子;
将图像转印到载体表面;和
将图像附加到载体表面。
10.一种显影剂组合物,包括载体粒子和调色剂,该调色剂具有尺寸为约2微米-约4微米存在数量为调色剂组合物的约12wt%-约25wt%的粒子。
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PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |