專利名稱：調(diào)色劑組合物的制作方法
技術領域：
本公開內(nèi)容涉及調(diào)色劑組合物，并更特別地涉及特別適用于高速打印機的乳液聚集黑色調(diào)色劑組合物，并進一步更特別地涉及具有優(yōu)化的炭黑顏料含量用于改進圖像質(zhì)量以及降低或消除與感應帶電相關的不希望效應的乳液聚集調(diào)色劑。
背景技術：
對于黑色和彩色印刷物兩者，已知小粒度調(diào)色劑改進印刷物的圖像質(zhì)量。高速黑白打印機要求調(diào)色劑顆?？稍跓o油熔凝器系統(tǒng)中以低最小定影溫度(MFT)提供無光澤潤飾以能夠?qū)崿F(xiàn)高速打印和同時在獲得的印刷產(chǎn)品中達到優(yōu)異的圖像質(zhì)量。
已知包含炭黑或其它導電顏料的調(diào)色劑易于在高電場中發(fā)生感應帶電。結(jié)果是產(chǎn)生大量錯誤標志的調(diào)色劑，該調(diào)色劑在受光體上導致過多的背景，特別是采用接觸雙組分顯影的機器時。此感應的背景具有低的轉(zhuǎn)印效率并引起兩個基本問題由于轉(zhuǎn)移到介質(zhì)上一些背景調(diào)色劑而使圖像質(zhì)量差，和由于將大多數(shù)未轉(zhuǎn)移的背景調(diào)色劑直接導引到廢瓶中而得到過量的廢調(diào)色劑。在最嚴格的條件下，多至約80％所消耗的總調(diào)色劑可能損失到感應背景中。

發(fā)明內(nèi)容
描述了包括基本沒有交聯(lián)的樹脂(在此也稱為非交聯(lián)的樹脂)；交聯(lián)的樹脂或凝膠；蠟；和導電著色劑的調(diào)色劑組合物。描述了制備調(diào)色劑的方法，該方法包括在蠟、著色劑和凝結(jié)劑存在下混合基本沒有交聯(lián)的樹脂和交聯(lián)的樹脂以提供調(diào)色劑尺寸聚集體；向形成的聚集體中加入另外的基本沒有交聯(lián)的樹脂由此在形成的聚集體上提供；加熱殼覆蓋的聚集體以形成調(diào)色劑；和非必要地分離調(diào)色劑。在實施方案中，加熱包括在基本沒有交聯(lián)的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下的第一加熱和在基本沒有交聯(lián)的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的第二加熱；著色劑是存在數(shù)量為約4wt％-約18wt％的導電著色劑，基于調(diào)色劑組合物的重量；存在數(shù)量為約6wt％-約10wt％或約8wt％-約9wt％的導電著色劑，基于調(diào)色劑組合物的重量；著色劑的體積平均粒徑為約50-約300納米；著色劑是導電顏料、黑顏料或炭黑。在此使用的導電著色劑表示例如電導率為約1×10-6西門子每厘米(S/cm)-約1×104S/cm或約1×10-2S/cm-約100S/cm或約0.1S/cm-約10S/cm的著色劑。電導率由任何合適的方法例如導電材料電阻率的ASTM標準測試方法ASTM B193-02或ASTM動力電阻率測試WK5909測量。在實施方案中，調(diào)色劑組合物提供例如公稱轉(zhuǎn)印調(diào)色劑單位面積質(zhì)量(TMA)為約0.35-約0.55mg/cm2的乳液聚集調(diào)色劑；公稱TMA定義為使所得圖像具有所需的顏色密度水平；例如，對于單色(黑白)圖像所需的發(fā)光度水平可以為約19-約25或約20-約23；調(diào)色劑組合物提供調(diào)色劑，例如斑點等級為約25-約35，粒狀斑點等級為約4-約5的乳液聚集調(diào)色劑，公稱顯影電壓為約200V-約300V的乳液聚集調(diào)色劑。顯影電壓定義為在要求產(chǎn)生對應公稱TMA的受光體的顯影劑和圖像區(qū)域之間靜電電勢之差。在進一步的實施方案中，調(diào)色劑組合物提供例如對于單色應用受光體背景小于約60粒/mm2的乳液聚集調(diào)色劑；在各方面提供滿足復印機要求的特性如最小定影溫度、寬熔凝范圍、良好的脫除性能、低光澤、牢固顆粒、所需的摩擦電性能和在高速度如150ppm(即字母尺寸單側(cè)印刷每分鐘)和以上的速度下的顯影；提供著色劑范圍，例如導電顏料如炭黑，該著色劑例如可用于單色應用的雙組分磁性刷顯影以提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量而同時最小化或消除與感應帶電相關的不希望效果。
在實施方案中，提供包括本組合物和載體的顯影劑，采用本組合物制備圖像的設備，例如包括充電組件、成像組件、光電導組件、顯影組件、轉(zhuǎn)印組件和熔凝組件的靜電復印設備，其中顯影組件包括本顯影劑，包括高速打印機、黑白高速打印機、彩色打印機或其結(jié)合的設備。
具體實施例方式
包括非交聯(lián)的樹脂，交聯(lián)的樹脂或凝膠，蠟，和著色劑的調(diào)色劑組合物具有優(yōu)化的著色劑含量以提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量以及減輕或消除與感應帶電相關的不希望效果。進一步提供調(diào)色劑方法，該方法包括在蠟、著色劑和凝結(jié)劑存在下混合非交聯(lián)的樹脂和交聯(lián)的樹脂或凝膠；其中著色劑存在的數(shù)量足以提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量以及減輕或消除與感應帶電相關的不希望效果；向形成的聚集體中加入另外的非交聯(lián)膠乳由此在形成的聚集體上提供殼；加熱殼覆蓋的聚集體以形成調(diào)色劑；和非必要地分離調(diào)色劑。
該方法在實施方案中提供數(shù)量為約0.01wt％-約20wt％的陰離子表面活性劑，基于反應混合物的總重量；其中陰離子表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘硫酸鈉、二烷基苯烷基硫酸鹽、磺酸鹽、己二酸、十六烷基二苯基氧化物二磺酸鹽或其混合物；調(diào)色劑方法，其中殼的厚度為約0.3-約0.8微米；成像方法包括采用在此所述的調(diào)色劑組合物在受光體上顯影圖像。
在此使用的基本沒有交聯(lián)的樹脂表示例如基本含有0％交聯(lián)到小于約0.1％交聯(lián)的樹脂。在實施方案中，交聯(lián)樹脂或凝膠包括含有例如約0.3％-約20％交聯(lián)的交聯(lián)樹脂或凝膠。
在實施方案中，調(diào)色劑組合物包括約68wt％-約75wt％基本沒有交聯(lián)的樹脂、約6wt％-約13wt％交聯(lián)的樹脂、約6wt％-約12wt％蠟和約4wt％-約18wt％導電著色劑，基于組合物的總重量并且其中所述組分的總和是約100％；著色劑是存在數(shù)量為約4wt％-約18wt％，或約6wt％-約10wt％，或約8wt％-約9wt％的顏料，例如導電顏料如炭黑，基于調(diào)色劑組合物的重量；調(diào)色劑組合物提供公稱轉(zhuǎn)印調(diào)色劑單位面積質(zhì)量(TMA)為約0.35-約0.55mg/cm2的乳液聚集調(diào)色劑；調(diào)色劑組合物提供斑點等級為約25-約35的乳液聚集調(diào)色劑；調(diào)色劑組合物提供粒狀斑點等級為約4-約5的乳液聚集調(diào)色劑；調(diào)色劑組合物提供公稱顯影電壓為約200V-約300V的乳液聚集調(diào)色劑；調(diào)色劑組合物提供受光體背景小于約60粒/mm2的乳液聚集調(diào)色劑。
選擇用于非交聯(lián)的樹脂和交聯(lián)的樹脂或凝膠的膠乳樹脂或聚合物的說明性例子包括已知聚合物如苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯甲基丙烯酸酯、丁二烯、異戊二烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、聚酯、聚(苯乙烯-丁二烯)、聚(甲基苯乙烯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸乙酯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸丙酯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸丁酯-丁二烯)、聚(丙烯酸甲酯-丁二烯)、聚(丙烯酸乙酯-丁二烯)、聚(丙烯酸丙酯-丁二烯)、聚(丙烯酸丁酯-丁二烯)、聚(苯乙烯-異戊二烯)、聚(甲基苯乙烯-異戊二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯)、聚(甲基丙烯酸乙酯-異戊二烯)、聚(甲基丙烯酸丙酯-異戊二烯)、聚(甲基丙烯酸丁酯-異戊二烯)、聚(丙烯酸甲酯-異戊二烯)、聚(丙烯酸乙酯-異戊二烯)、聚(丙烯酸丙酯-異戊二烯)、聚(丙烯酸丁酯-異戊二烯)、聚(苯乙烯-丙烯酸丙酯)、聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯)、聚(苯乙烯-丁二烯-丙烯酸)、聚(苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸)、聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)、聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)、聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈)、聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈-丙烯酸)和苯乙烯/丙烯酸丁酯/羧酸三元共聚物等或其混合物；苯乙烯/丙烯酸丁酯/羧酸三元共聚物。
例如，在實施方案中選擇的樹脂以各種有效數(shù)量例如調(diào)色劑的約62wt％-約83wt％存在，并且在由Brookhaven納米尺寸顆粒分析儀測量的平均體積直徑中膠乳粒度是約0.05微米-約1微米?？梢栽趯嵤┓桨钢羞x擇膠乳顆粒的其它尺寸和有效量。
在實施方案中，選擇的膠乳樹脂由乳液聚合方法制備，并且單體包括例如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丁二烯、異戊二烯、丙烯腈、丙烯酸和甲基丙烯酸，盡管不是限制性的。已知的鏈轉(zhuǎn)移劑，例如有效量為例如約0.1-約10％的十二烷硫醇，和/或有效量為約0.1-約10％的四溴化碳也可用于控制聚合期間的樹脂分子量。獲得例如約0.05微米-約1微米的樹脂顆粒的其它方法可以選自聚合物微懸浮方法，如在美國專利3,674,736中公開的方法，聚合物溶液微懸浮方法，如在美國專利5,290,654中公開的方法，或其它已知方法。
在實施方案中，非交聯(lián)的樹脂和交聯(lián)的樹脂或凝膠的至少一種包括數(shù)量為約0.05-約10wt％的羧酸，基于非交聯(lián)的樹脂或交聯(lián)的樹脂或凝膠的總重量。
在實施方案中數(shù)量例如為反應混合物的約0.01-約20wt％，或約0.1-約15wt％的表面活性劑包括例如非離子表面活性劑如購自Rhone-Poulenc的二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇。在實施方案中非離子表面活性劑的有效濃度是例如反應混合物的約0.01-約10wt％，或約0.1-約5wt％。
陰離子表面活性劑的例子包括例如十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘硫酸鈉、二烷基苯烷基硫酸鹽和磺酸鹽、己二酸等。通常采用的陰離子表面活性劑的有效濃度是例如反應混合物的約0.01-約10wt％，或約0.1-約5wt％。
用于增加pH和因此電離聚集體顆粒并由此提供穩(wěn)定性和防止聚集體尺寸增加的堿的例子選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化銫等。
可以在聚結(jié)之前或期間非必要地隨增加的溫度加入聚集體懸浮液以例如防止聚集體尺寸增加或穩(wěn)定聚集體尺寸的另外的表面活性劑的例子可以選自陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘硫酸鈉、二烷基苯烷基硫酸鹽和磺酸鹽、己二酸等。這些表面活性劑也可以選自非離子表面活性劑如聚乙烯醇、聚丙烯酸、methalose、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、聚氧乙烯鯨蠟基醚、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、聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇。通常用作聚集體尺寸穩(wěn)定劑的陰離子或非離子表面活性劑的有效量是例如反應混合物的約0.01wt％-約10wt％或約0.1wt％-約5wt％。
可以采用的酸的例子包括例如硝酸、硫酸、鹽酸、乙酸、檸檬酸、三氟乙酸、琥珀酸、水楊酸等，并且該酸在實施方案中以水的約0.5-約10wt％或水的約0.7-約5wt％的稀釋形式采用。
例如，適于本調(diào)色劑組合物的蠟包括但不限于具有約1-約25個碳原子的亞烷基蠟，包括例如聚乙烯、聚丙烯或其混合物。蠟的例子包括在此說明的那些，如上述共同未決申請的那些，購自AlliedChemical and Petrolite Corporation的聚丙烯和聚乙烯，購自Michaelman Inc.and Daniels Products Company的蠟乳液，購自Eastman Chemical Products，Inc.的Epolene N-15TM、Viscol 550-PTM，購自Sanyo Kasei K.K.的低重均分子量的聚丙烯和相似材料。相信市售的聚乙烯的分子量(Mw)為1,000-約5,000，并相信市售聚丙烯的分子量為約4,000-約10,000。官能化蠟的例子包括胺、酰胺、氟化蠟、混合的氟化酰胺蠟、酰亞胺、酯、季胺、羧酸或丙烯酸類聚合物乳液、氯化聚丙烯和聚乙烯。
在實施方案中，蠟包括分散體形式的蠟，該分散體包括體積平均粒徑為約100納米-約500納米的蠟、水和陰離子表面活性劑。蠟的含量是例如約3-約30wt％或約5-約15wt％，基于組合物的總重量。在實施方案中，蠟包括聚乙烯蠟顆粒，盡管公開內(nèi)容不限于此，粒徑為約100-約500納米。在實施方案中用于分散蠟的表面活性劑是陰離子表面活性劑，盡管不限于此。
適于本調(diào)色劑方法的導電著色劑或顏料的例子包括但不限于顏料、染料、顏料和染料的混合物、顏料混合物、染料混合物等。導電著色劑可具有例如黑色(如炭黑)、青色、黃色、品紅色、藍色、或其混合的顏色。在實施方案中，導電著色劑包括顏料、染料、炭黑、磁鐵礦、黑著色劑、青著色劑、品紅色著色劑、黃色著色劑、紅色著色劑、綠色著色劑、藍色著色劑、棕色著色劑、其混合物，數(shù)量例如為約1％-約25wt％，基于組合物的總重量，其中組分的總和是約100％。
可以使用的導電著色劑的例子包括但不限于磁鐵礦和表面處理的磁鐵礦?？梢允褂玫暮线m黑顏料是例如炭黑如REGAL 330TM等。作為有色顏料，可以選擇青色、品紅色、黃色、紅色、綠色、棕色、藍色或其混合的顏料。著色劑也可以由預分散的顏料組成如是市購的。示例顏料分散體包括來自Sun Chemical的FLEXIVERSE系列和SUNSPERSE系列顏料分散體。
例如，在實施方案中，著色劑包括黑顏料。在另外的實施方案中，著色劑包括炭黑。在另外的實施方案中，顏料包括形狀因子為約120-約140、圓形度為約0.900-約0.980的黑調(diào)色劑顆粒，或其組合。
另外的有用著色劑包括在水基分散體中的顏料如購自SunChemical的那些等或其混合物。
用于本方法的凝結(jié)劑包括聚金屬鹵化物，如聚氯化鋁(PAC)或聚磺基硅酸鋁(PASS)。凝結(jié)劑提供金屬含量為例如約400-約10,000份每百萬份的最終調(diào)色劑。在另一個特征中，凝結(jié)劑包括聚氯化鋁，提供鋁含量為約400-約10,000份每百萬份的最終調(diào)色劑。
包括在此稱為單體A、B和C的苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸β-羧基乙酯(β-CEA)單體的非交聯(lián)膠乳是例如在引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA)和表面活性劑存在下由乳液聚合制備的。例如，各單體的組組在實施方案中是約70％-約90％苯乙烯，約73％-約85％苯乙烯，或約76.5％苯乙烯，約10％-約30％丙烯酸丁酯，約15％-約27％丙烯酸丁酯，或約23.5％丙烯酸丁酯，和約0.5％-約10％β-CEA，約1.0％-約5％β-CEA，或約3％β-CEA，盡管不限于這些特定類型的單體或范圍。
引發(fā)劑可以是例如但不限于過硫酸鈉或過硫酸銨，并且存在的范圍為約0.5-約3.0％，基于單體的重量，盡管不是限制性的。CTA存在的數(shù)量例如為約1.5-約3.0wt％，基于單體A和B的組合重量，盡管不是限制性的。表面活性劑例如是存在范圍為約0.7-約5.0wt％的陰離子表面活性劑，基于水相的重量，盡管不限于此類型或范圍。
例如，在如美國專利5,444,140和5,455,315提及的貧進料條件下聚合單體，以提供尺寸為約100-約300納米的膠乳樹脂顆粒。膠乳樹脂的分子量是約30,000-約37,000，盡管不限于此范圍。開始玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(TG)不受限制但可以為例如約46℃-約60℃或約51℃。在實施方案中，羧酸基團的數(shù)量是約0.05-約4.0份每百份樹脂單體A和B。獲得的聚合物樹脂的開始Tg是約51℃，盡管不限于此，分子量(Mw)是約30,000-約37,000或約34,000，分子數(shù)(Mn)是約5,000-約20,000或約11,000，盡管不限于此，以提供pH為約1.0-約4.0或約2.0的非交聯(lián)膠乳。
例如，交聯(lián)膠乳是在引發(fā)劑如過硫酸鹽、CTA和表面活性劑存在下由乳液聚合從包括在此稱為單體A、B、C和D的苯乙烯、丙烯酸丁酯、β-CEA和二乙烯基苯的非交聯(lián)膠乳制備的。在實施方案中單體組成包括約60％-約75％苯乙烯或約65％苯乙烯，約25％-約40％丙烯酸丁酯或約35％丙烯酸丁酯，約3％-約5％β-CEA或約3％β-CEA，和約3％-約5％二乙烯基苯或約1％二乙烯基苯，盡管組成不限于這些數(shù)量。交聯(lián)膠乳的Tg(開始)是約40℃-約55℃或約42℃且交聯(lián)程度是約0.3-約20％，盡管不限于此，這是由于二乙烯基苯濃度的增加會增加交聯(lián)。在實施方案中交聯(lián)膠乳的可溶性部分的Mw為約135,000而Mn為約27,000，但不限于此。交聯(lián)膠乳的粒度是約50納米，盡管不是限制性的，并且可以為約20-約250納米。表面活性劑可以是任何表面活性劑，例如但不限于陰離子表面活性劑如Neogen RK或TAYCAPOWDER BN 2060。膠乳的pH是約1.5-約3.0或約1.8。
在實施方案中，蠟為分散體形式，該分散體包括粒徑為約100納米-約500納米的蠟、水和陰離子表面活性劑。例如，制備蠟分散體，其中蠟在實施方案中包括聚乙烯蠟顆粒，如購自Baker Petrolite的Polywax 850，盡管不限于此，粒徑為約100-約500納米，盡管不是限制性的。在各方面，用于分散蠟的表面活性劑是陰離子表面活性劑，盡管不限于此，例如購自Tayca Corporation的TAYCAPOWER BN 2060。
在實施方案中，著色劑包括顏料分散體，該分散體包括體積平均粒徑為約50-約300納米的顏料顆粒、水和陰離子表面活性劑。例如，如在陰離子表面活性劑中采用市售的Regal 330TM和非必要的非離子分散體制備炭黑以提供尺寸為約50納米-約300納米的顏料顆粒。用于分散炭黑的表面活性劑在實施方案中是陰離子表面活性劑如Neogen RKTM或Taycapowder，盡管不限于此。Ultimizer型設備用于提供顏料分散體，盡管也可以使用介質(zhì)磨或其它裝置。
在實施方案中，調(diào)色劑方法包括在蠟和顏料分散體存在下混合非交聯(lián)膠乳與一定數(shù)量的交聯(lián)膠乳，向顏料分散體中加入聚金屬鹵化物如聚氯化鋁的凝結(jié)劑，同時在高速下如用polytron共混，形成調(diào)色劑顆粒。通過加熱到低于樹脂Tg的溫度聚集pH為約2.0-約3.0的所得混合物以提供調(diào)色劑尺寸聚集體。向形成的聚集體中加入另外的非交聯(lián)膠乳，在形成的聚集體上提供殼。然后通過加入氫氧化鈉溶液改變混合物的pH直到達到約7.0的pH。當混合物達到約7.0的pH時，羧酸電離以在聚集體上提供另外的負電荷，由此提供穩(wěn)定性并防止顆粒進一步生長或當在膠乳樹脂的Tg以上加熱時尺寸分布的增加。然后將混合物的溫度升高到約95℃。在約30分鐘之后，將混合物的pH降低到當進一步加熱時足以聚結(jié)或熔凝聚集體以提供復合顆粒的數(shù)值，如約4.5。例如采用Sysmex FPIA 2100分析儀測量熔凝顆粒的形狀因子或圓形度，直到達到需要的形狀。
允許混合物冷卻到室溫并洗滌該混合物。例如在約10的pH和約63℃的溫度下進行第一次洗滌，隨后在室溫下進行去離子水(DIW)洗滌。在此之后在約4.0的pH和約40℃的溫度下洗滌，隨后進行最后的DIW水洗滌。然后干燥調(diào)色劑。
在包括非交聯(lián)膠乳、交聯(lián)膠乳、蠟和顏料的本調(diào)色劑組合物中，交聯(lián)的膠乳主要用于增加熱污損(offset)，而蠟用于提供剝離特性。選擇非交聯(lián)膠乳與交聯(lián)膠乳的比例、蠟含量與著色劑含量的比例以控制調(diào)色劑的流變。在實施方案中，調(diào)色劑包括約62％-約82％的非交聯(lián)樹脂，約6％-約13％的交聯(lián)樹脂或凝膠，約6％-約12％的蠟，和約6％-約13％的著色劑，或約71wt％的非交聯(lián)樹脂，約10wt％的交聯(lián)樹脂，約9wt％的蠟，和約10wt％的顏料，基于組合物的總重量。在另外的實施方案中，調(diào)色劑包括約120-約140的形狀因子(形狀因子＝100×最大直徑2/(面積×π/4))；約0.900-約0.980的顆粒圓形度；復合調(diào)色劑顆粒的分子量為約25,000-約40,000或約35,000，分子數(shù)為約9,000-約13,000或約10,000，且開始Tg為約48℃-約62℃或約54℃；非交聯(lián)的樹脂包括約76.5wt％苯乙烯、約23.5wt％丙烯酸丁酯和約3.0wt％β-CEA，基于非交聯(lián)樹脂的總重量并且交聯(lián)膠乳包括約65wt％苯乙烯、約35wt％丙烯酸丁酯、約3wt％β-CEA和約1.0wt％二乙烯基苯，基于交聯(lián)樹脂的總重量。
例如，稱為EP5的膠乳乳液如下制備，該乳液包括從苯乙烯，丙烯酸正丁酯和β-CEA的乳液聚合產(chǎn)生的聚合物顆粒。通過在不銹鋼儲存罐中混合約10分鐘制備由約605克DowfaxTM2A1陰離子乳化劑和約387kg去離子水組成的表面活性劑溶液。然后在轉(zhuǎn)移入反應器之前采用氮氣吹掃儲存罐約5分鐘。然后將反應器采繼續(xù)用氮氣吹掃同時在約100rpm下攪拌。然后將反應器在受控速率下加熱到約75℃并在約75℃下保持整個反應直到冷卻或是對于反應主要部分為約6-約7小時。單獨地，將約6.1kg過硫酸銨引發(fā)劑溶于約30.2kg去離子水。如下單獨制備單體乳液。將約311.4kg苯乙烯、約95.6kg丙烯酸丁酯、約12.21kgβ-CEA、約2.88kg 1-十二烷硫醇、約1.42kgADOD、約8.04kg Dowfax 2A1TM陰離子表面活性劑和約193kg去離子水混合以形成乳液。然后在約75℃下將約1％形成的乳液緩慢加入包含表面活性劑水相的反應器中以形成晶種同時采用氮氣吹掃。然后將引發(fā)劑溶液緩慢加入到反應器中。在約20分鐘之后，使用計量泵以約0.5毫升/分鐘的速率連續(xù)向反應器中加入剩余的乳液。一旦將所有的單體乳液加入到主反應器中，將溫度保持在約75℃下另外3小時以完成反應。然后進行完全冷卻并將反應器溫度降低到約35℃。將獲得的產(chǎn)物收集入儲存罐并隨后干燥。在干燥之后膠乳的分子性能如下Mw＝35,419；Mn＝11,354；開始Tg＝51.0℃。
例如，如下制備稱為EA15-8的膠乳乳液，該乳液包括從苯乙烯、丙烯酸正丁酯、二乙烯基苯和β-CEA的半連續(xù)乳液聚合產(chǎn)生的聚合物凝膠顆粒。通過在不銹鋼儲存罐中混合約10分鐘制備由約1.75千克Neogen RKTM陰離子乳化劑和約145.8千克去離子水組成的表面活性劑溶液。然后在轉(zhuǎn)移入反應器之前采用氮氣吹掃儲存罐約5分鐘。然后繼續(xù)用氮氣吹掃反應器同時在約300rpm下攪拌。然后將反應器在受控速率下加熱到約75℃的溫度并保持恒定。在單獨的容器中，將約1.24千克過硫酸銨引發(fā)劑溶于約13.12千克去離子水中。在第二個單獨的容器中，如下制備單體乳液。將約47.39千克苯乙烯、約25.52千克丙烯酸正丁酯、約2.19千克β-CEA、約729克55％等級二乙烯基苯、約4.08千克Neogen RKTM陰離子表面活性劑和約78.73千克去離子水混合物以形成乳液。苯乙烯單體與丙烯酸正丁酯單體的比例是約65-約35wt％。在約75℃下在氮氣吹掃下將約1％形成的乳液緩慢加入到包含表面活性劑水相的反應器以形成晶種。然后將引發(fā)劑溶液緩慢加入到反應器中并靜置約20分鐘。在約20分鐘靜置之后，使用計量泵將剩余的乳液連續(xù)加入反應器。一旦將所有的單體乳液加入主反應器，將溫度保持在約75℃下另外4小時以完成反應。然后進行完全冷卻并將反應器溫度降低到約35℃。在通過1微米過濾墊過濾之后將產(chǎn)物收集入儲存罐中。在干燥一部分膠乳之后，分子性能測量如下Mw＝134,700；Mn＝27,300；開始Tg＝43℃。采用盤式離心機測量的膠乳的平均粒度是約48納米。由氣相色譜測量的殘余單體對于苯乙烯小于約50份每百萬份而對于丙烯酸正丁酯小于約100份每百萬份。
將約191.4克固體含量為約41.4wt％的EP5膠乳和約55.22克固體含量為約30.07wt％的EAWax-91蠟乳液(Polywax 850)加入在容器中的約478.6克去離子水中并采用在約4,000rpm下操作的IKAUltra TurraxT50均化器攪拌。其后，將約113.51克固體含量為約17wt％的黑顏料分散體Sun Pigment WA 1945(Regal 330)、約75克固體含量為24wt％的EA15-8膠乳凝膠和約9.91克1wt％氯化鈣溶液加入到上述混合物中，然后滴加約30.6克包含約3.06克聚氯化鋁混合物和約27.54克0.02摩爾濃度(M)硝酸溶液的絮狀混合物。在滴加絮狀混合物時，將均化器速度增加到約5,200rpm并均化另外5分鐘。其后，將混合物以1℃每分鐘加熱升溫到約49℃并保持約1.5-約2小時，得到由庫樂爾特粒度計測量的體積平均粒徑為約5微米。在加熱期間，攪拌器在約250rpm下運行。在達到49℃的設定溫度之后約10分鐘，將攪拌器速度降低到約220rpm。將另外124.6克EP5膠乳加入到反應器混合物中并在約49℃下聚集另外約30分鐘，得到約5.7微米的體積平均粒徑。采用1.0M氫氧化鈉溶液將反應器混合物的pH調(diào)節(jié)到約7。然后將反應器混合物以約1℃每分鐘加熱升溫到約95℃。然后采用0.3M硝酸溶液將混合物的pH調(diào)節(jié)到約3.7。將反應器混合物在約95℃下輕微攪拌約5小時以聚結(jié)和球形化顆粒。然后關閉反應器加熱器并使混合物以約1℃每分鐘的速率冷卻到室溫。獲得的調(diào)色劑混合物由約16.7wt％調(diào)色劑、約0.25wt％陰離子表面活性劑和約82.9wt％水組成。此混合物的調(diào)色劑包括約71wt％苯乙烯/丙烯酸酯非交聯(lián)聚合物、約10wt％EA15-8凝膠、約10wt％Regal 330顏料、約9wt％PW850蠟、約150份每百萬份氯化鈣，并且體積平均粒徑為約5.7微米，GSD為約1.19。洗滌顆粒6次，第一次洗滌在約10的pH和約63℃下進行，隨后采用去離子水在室溫下進行3次洗滌，隨后在約4.0的pH和約40℃下洗滌一次，并采用去離子水在室溫下進行最后的洗滌。
在實施方案中，通過使用例如約2％調(diào)色劑濃度到約8％調(diào)色劑濃度混合采用本方法獲得的調(diào)色劑與已知載體顆粒制備顯影劑組合物，所述載體顆粒包括涂覆的載體，如鋼、鐵氧體等；也可包含在聚合物涂料中分散的導電化合物，如導電炭黑并且該導電化合物以各種合適的數(shù)量，如約15-約65wt％，或約20-約45wt％存在；提供顯影劑方法，該方法包括制備顯影劑，該顯影劑包括在此在實施方案中公開的組合物和載體；制備圖像的方法包括在圖像形成設備中采用本組合物；制備圖像的方法包括在圖像形成設備中采用本組合物，該設備包括高速打印機、黑白高速打印機、或其結(jié)合；調(diào)色劑，優(yōu)選乳液聚集調(diào)色劑包括非交聯(lián)的樹脂、交聯(lián)的樹脂或凝膠、蠟和導電著色劑，其中導電著色劑存在的數(shù)量為約4wt％-約18wt％，或約6wt％-約10wt％，或約8wt％-約9wt％，基于調(diào)色劑組合物的重量；調(diào)色劑的公稱轉(zhuǎn)印調(diào)色劑單位面積質(zhì)量(TMA)為約0.35-約0.55mg/cm2；調(diào)色劑的斑點等級為約25-約35；調(diào)色劑的粒狀斑點等級為約4-約5；調(diào)色劑的公稱顯影電壓為約200V-約300V；調(diào)色劑的受光體背景小于約60粒/mm2；導電顏料存在的數(shù)量為約6wt％-約10wt％，或約8wt％-約9wt％，并且提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量并同時降低或消除不希望的帶電效果。盡管不希望受理論約束，但范圍的下限與在公稱TMA下提供優(yōu)異的圖像質(zhì)量有關；即為成本效率而最小化公稱TMA，而范圍的上限與感應帶電效果以及與摩擦電電荷中不希望的降低相關。
在實施方案中，調(diào)色劑組合物的分子量為約25,000-約40,000。此外，調(diào)色劑組合物在實施方案中的分子數(shù)為約9,000-約13,000。
根據(jù)以上描述的過程制備如下實施例以舉例說明包括優(yōu)化顏料含量的各方面?；A顆粒包括重量比為約76.5％苯乙烯、23.5％丙烯酸丁酯和約3％β-CEA的苯乙烯丙烯酸丁酯β-CEA，10％交聯(lián)凝膠膠乳，9％PW850蠟，0.17pph聚氯化鋁(PAC)聚集劑和約6-約10％炭黑顏料，如表1所列。
表1

在表1中，SDC-EP28表示由SDC提供的乳液聚合膠乳批號SDC-DP28，EA15-8表示以上所述的凝膠膠乳批號(由乳液聚合的交聯(lián)膠乳制備)，Sun分散體WA1945表示來自SUN Chemical的炭黑分散體批號，Cavitron分散體PD-K7表示購自XRCC的炭黑分散體批號PD-K7。D50表示平均粒度，GSDv表示體積幾何標準偏差，GSDn表示數(shù)目幾何標準偏差。
采用在實施例1-7中描述的每種調(diào)色劑制備顯影劑包(package)，包括粉末涂覆的載體和表面添加劑包，所述載體包括35微米球形鎂-鍶鐵氧體磁心(Powdertech Corp.，日本)，所述表面添加劑包包括約1.71％疏水性50納米煅燒的二氧化硅、約0.74％120納米疏水性溶膠-凝膠二氧化硅和約0.37％疏水性40納米二氧化鈦。
將約400克載體和約24克調(diào)色劑的混合物放入Xerox DC12打印機的顯影劑外殼內(nèi)。通過吹掉未熔凝的調(diào)色劑和將含有和不含有調(diào)色劑的襯底稱重測量TMA。在電荷光譜儀中通過目視測量從零場點位置調(diào)色劑偏離的上下限測量q/d。在粘合帶上收集在受光體上的背景，并使用實驗室光學顯微鏡計數(shù)每mm2的顆粒數(shù)目。
采用DC12打印機在Xerox 4024紙襯底上制備尺寸為1英寸×2英寸的未熔凝實心區(qū)域和半色圖像。將這些圖像在Xerox DT120熔凝器中熔凝。將加工速度設定為829mm/s并使尖端寬度保持在13.5mm。采用設定到185℃的輥溫度熔凝所有的樣品。
Xerox Corporation IQAF(Xerox Corporation專用圖像質(zhì)量分析包)用于測量實心區(qū)域密度、斑點和粒度。圖像質(zhì)量結(jié)果歸納在表2中。
表2

在表2中，使用以上電荷光譜方法評價以飛姆托-庫侖每微米計的q/d，A區(qū)＝85％RH和28℃，而C區(qū)＝15％RH和10℃。
所有的調(diào)色劑具有非常相似的充電特性。q/d變化的范圍是-1.32到-0.26，然而甚至在炭黑(CB)著色劑的最高含量下也在-0.2fC/微米的目標值以下。斑點低，在約25-約35范圍(可見斑點是40-50和更高)。受光體背景隨CB含量增加(由于電感應)；然而在最高達約10％CB時仍保持在＜60粒/mm2的范圍。因此，約6-約9％的CB含量范圍已足夠低可以防止摩擦電電荷中的不希望的降低和不希望的感應背景，并且對于良好圖像質(zhì)量是足夠高的。
權利要求
1.一種調(diào)色劑組合物，包括基本沒有交聯(lián)的樹脂；交聯(lián)的樹脂；蠟；和導電著色劑。
2.權利要求1的調(diào)色劑組合物，其中導電著色劑存在的數(shù)量為約4wt％-約18wt％，基于調(diào)色劑組合物的總重量，并且其中組分的總和是約100％。
3.權利要求1的調(diào)色劑組合物，其中導電著色劑的體積平均粒徑為約50-約300納米。
4.權利要求1的調(diào)色劑組合物，其中導電著色劑包括存在數(shù)量為約6wt％-約10wt％的炭黑，基于調(diào)色劑組合物的總重量，并且其中組分的總和是約100％。
全文摘要
描述了包括基本沒有交聯(lián)的樹脂；交聯(lián)的樹脂；蠟；和導電著色劑的調(diào)色劑組合物。
文檔編號G03G9/12GK1782891SQ200510128939
公開日2006年6月7日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權日2004年12月3日
發(fā)明者V·斯科羅克霍德, W·F·巴什爾, M·N·V·麥杜加爾, S·S·秋 申請人:施樂公司