專利名稱：帶正電被涂覆的電照相調(diào)色劑顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電照相調(diào)色劑。更特別地，本發(fā)明涉及具有包含帶正電的顏料的涂層的帶正電調(diào)色劑顆粒。
背景技術(shù)：
在電子照相和靜電印刷法中(統(tǒng)稱為電照相法)，分別在感光元件或電介質(zhì)元件的表面上形成靜電圖像。如Schmidt，S.P.和Larson，J.R.在Handbookof Imaging Materials Diamond，A.S.，EdMarcel DekkerNew York；第六章，pp 227-252以及US專利4,728,983、4,321,404和4,268,598中的描述，感光元件或電介質(zhì)元件可為媒介傳輸鼓或帶或用于最后調(diào)色圖像本身的基底。
在靜電印刷中，通常通過如下方法形成潛像，(1)用靜電書寫探針或它的等價(jià)物將電荷圖像放置在電介質(zhì)元件(通常為接收基底)的選定區(qū)域上，從而形成電荷圖像，(2)對(duì)電荷圖像施加調(diào)色劑，和(3)固定調(diào)色圖像。該類型方法的一個(gè)實(shí)施例描述在專利US 5,262,259中。
在也被稱靜電復(fù)印法的電子照相印刷中，使用電子照相技術(shù)在諸如紙張、薄膜等的最終圖像受體上產(chǎn)生圖像。電子照相技術(shù)被引入到包括復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)、傳真機(jī)等大量的設(shè)備中。
在最終、永久圖像受體上產(chǎn)生電子圖像的過程中，電子照相通常涉及使用稱之為感光器的可重復(fù)使用的、感光的、臨時(shí)圖像接收器。典型的電子照相過程涉及在受體上產(chǎn)生圖像的一系列步驟，包括充電、曝光、顯影、傳遞、定影(fusing)和清潔，以及擦除。
在充電步驟中，通常使用電暈或充電輥，用具有所要求極性(為負(fù)性或正性)的電荷覆蓋感光器。在曝光步驟中，以對(duì)應(yīng)于形成在最終圖像受體上的要求圖像的影像方式，通過感光器充電表面的選擇性放電，用通常為激光掃描器或二極管陣列的光學(xué)系統(tǒng)形成潛像。在顯影步驟中，通常使用與調(diào)色劑極性相反的電偏向電壓顯影劑，使具有適當(dāng)極性的調(diào)色劑顆粒通常與感光器上的潛像相接觸。調(diào)色劑顆粒遷移到感光器上，并通過靜電力選擇性地附著到潛像上，從而在感光器上形成調(diào)色圖像。
在傳遞步驟中，從感光器上將調(diào)色圖像傳遞到所要求的最終圖像受體上；有時(shí)使用中間體傳遞元件來影響調(diào)色圖像從感光器上，隨后向最終圖像受體的傳遞。在定影步驟中，加熱在最終圖像受體上的調(diào)色圖像，以軟化或熔化調(diào)色劑顆粒，從而將調(diào)色圖像定影在最終受體上。另一種定影方法包括在高壓，有熱量或沒有熱量的情況下，將調(diào)色劑固定在最終受體上。在清潔步驟中，除去殘留在感光器上的殘留調(diào)色劑。
最后，在擦除步驟中，通過在特定波長(zhǎng)的光進(jìn)行曝光，將感光器電荷減少到基本上均勻的很低值，從而除去了最初潛像的殘余物，并準(zhǔn)備感光器用于下次的圖像循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供獨(dú)特的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，該調(diào)色劑顆粒包含大量的基本不含帶正電的顏料的聚合物粘合劑顆粒和涂料材料，該涂料材料包含至少一種涂覆在聚合物粘合劑顆粒外表面的帶正電的顏料。在一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒的大部分荷質(zhì)比來自帶正電的顏料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒基本上不含另外的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑。
這里描述的調(diào)色劑顆粒具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其中帶正電的顏料是位于調(diào)色劑顆粒的表面上，而不是處于聚合物粘合劑顆粒主體內(nèi)。通過使用帶正電的顏料，并將其設(shè)置于調(diào)色劑顆粒的表面上，在最終產(chǎn)品中能提供驚奇的性能特性。令人驚訝地，得到的調(diào)色劑顆粒的極性大部分或完全由調(diào)色劑顆粒的顏料組分提供，且調(diào)色劑顆粒在用于靜電印刷過程中時(shí)驚人地有效。
雖然不想用理論來限制，但人們相信帶正電的顏料位于調(diào)色劑顆粒表面上促進(jìn)了顏料電荷提供調(diào)色劑顆粒的整體極性。而且，顏料處于粘合劑顆粒表面上能提供更好的顏色飽和度，因此，與現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)色劑相比，能提供更高的光密度，而并沒有增大調(diào)色劑顆粒中視覺增強(qiáng)添加劑的總量。令人驚訝地，視覺增強(qiáng)添加劑和任選的其他組分處于粘合劑顆粒表面上，并沒有不利地影響成像過程中調(diào)色劑顆粒與最終基底上的附著力。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒中的基本上所有的視覺增強(qiáng)添加劑都處于調(diào)色劑顆粒的表面上。
在另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，從包含至少一種兩親接枝共聚物的粘合劑來制備本發(fā)明的調(diào)色劑顆粒，該接枝共聚物包含一種或多種S材料部分和一種或多種D材料部分。這種兩親接枝共聚物能提供特別有用的共聚物的獨(dú)特幾何形態(tài)，該幾何形態(tài)能特別促進(jìn)涂料在聚合物粘合劑顆粒的涂覆。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，兩親接枝共聚物的S部分具有相對(duì)低的Tg，而D部分比S部分有著較高的Tg。該實(shí)施方案提供了聚合物粘合劑顆粒，該粘合劑顆粒的表面對(duì)涂覆材料的涂覆有很高的接受能力，而聚合物粘合劑顆粒的整個(gè)Tg都沒有低到使調(diào)色劑顆粒在儲(chǔ)存或使用過程中出現(xiàn)結(jié)塊或粘連。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，包含具有選取的聚合物材料的粘合劑顆粒的調(diào)色劑顆粒驚訝得到固有產(chǎn)生的正性調(diào)色劑顆粒。這些粘合劑顆粒易于提供帶正電的調(diào)色劑顆粒，這里通過選擇帶正電的顏料使其位于調(diào)色劑顆粒表面上而增大電荷。有利地，包含由選擇的兩親接枝共聚物制備的粘合劑顆粒的調(diào)色劑顆粒產(chǎn)生了固有生成的正性調(diào)色劑顆粒。
在一個(gè)替代實(shí)施方案中，可從包含選取的聚合物材料的粘合劑顆粒來制備本發(fā)明的調(diào)色劑顆粒，該聚合物材料并沒有產(chǎn)生固有生成正性的調(diào)色劑顆粒。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別地，不產(chǎn)生固有生成正性的調(diào)色劑顆粒的聚合物材料的可能類別是無規(guī)取向聚合物。驚奇地，這些粘合劑顆粒固有的負(fù)電荷，可通過選擇帶正電的顏料以提供整體有正電荷的調(diào)色劑顆粒來克服。在該替代實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案中，固有產(chǎn)生負(fù)性粘合劑顆?？赏ㄟ^在顆粒表面涂層中加入帶正電的顏料，同時(shí)在粘合劑顆粒或涂層或兩者中使用帶正電荷的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑，使其提供整體帶正電的調(diào)色劑顆粒。在該替代實(shí)施方案的另一個(gè)實(shí)施方案中，可通過在顆粒表面上的涂層中加入帶正電的顏料使固有產(chǎn)生負(fù)性粘合劑顆粒變?yōu)檎?，其中調(diào)色劑顆粒基本上不含另外的帶正電荷的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑。
具體實(shí)施例方式
帶正電的顏料選自能提供調(diào)色劑顆粒的視覺增強(qiáng)，同時(shí)使調(diào)色劑顆粒帶正電荷的任何合適材料。這里所描述的，這些功能性的組合對(duì)調(diào)色劑顆粒的制備和使用提供了很高的效率和益處。優(yōu)選的帶正電的顏料選自三氨基三苯基甲烷、若丹明紅、陽離子染料、苯胺黑顏料、二噁嗪和它們的結(jié)合。帶正電的顏料的實(shí)例包括色淀若丹明洋紅(C.I.Pigment Red 81:1，81:2，81:3和81:4)和黑色顏料例如Aztech EK 8200。
其他優(yōu)選的帶正電的顏料是已經(jīng)用堿性官能化合物進(jìn)行了表面處理的顏料。例如，其他的用季銨鹽進(jìn)行表面處理的中性顏料。
基于100重量份的調(diào)色劑固體，帶正電的顏料的量?jī)?yōu)選為0.01-10重量份，更優(yōu)選0.1-5重量份。
本發(fā)明的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒優(yōu)選在涂層中包含足夠的顏料，以基本上覆蓋了粘合劑顆粒的表面。更優(yōu)選地，顆粒在涂層中包含了足夠的顏料以完全覆蓋粘合劑顆粒表面。涂料使用量取決于通過添加涂料和涂層厚度而尋求的所要求性能。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面中，作為干燥材料來提供涂料。當(dāng)為微粒形狀時(shí)，涂料可為任何的多種多樣的形狀，例如球狀、薄片和不規(guī)則形狀。
通常地，通過激光衍射粒度法來測(cè)定調(diào)色劑顆粒的體積平均粒徑(Dv)，該粒徑優(yōu)選在約0.05-約50.0微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約3-約10微米的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在約5-約7微米的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，粘合劑顆粒與涂層顆粒的直徑之比為大于約20。
商業(yè)上廣泛使用兩種類型的調(diào)色劑液體調(diào)色劑和干燥調(diào)色劑。為了成像過程中的最終應(yīng)用，本發(fā)明的調(diào)色劑顆?？捎糜谝后w調(diào)色劑組合物或干燥調(diào)色劑組合物。術(shù)語“干燥”并不是指干燥調(diào)色劑完全不含任何液體組分，而是意味著調(diào)色劑顆粒并不含有顯著量的溶劑，例如，通常小于10重量％溶劑(通常地，按照溶劑含量，干燥調(diào)色劑如合理實(shí)用的一樣干燥)，并能夠攜帶摩擦電荷。這是干燥調(diào)色劑顆粒與液體調(diào)色劑顆粒區(qū)別。
在電照相法期間和之后，調(diào)色劑組合物的粘合劑履行著多種功能。關(guān)于加工性能，粘合劑的特性影響了調(diào)色劑顆粒的摩擦充電和充電滯留特性、流動(dòng)和定影性能。這些性能在顯影、傳遞和定影期間對(duì)獲得良好性能是非常重要的。在最終受體上形成圖像后，粘合劑的本性(例如玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度、熔體粘度、分子量)和熔化條件(例如溫度、壓力和熔凝器結(jié)構(gòu))影響了圖像耐久性(例如，模塊化和抗擦除)、在接收器上的附著力、光澤等。
如這里所用的，術(shù)語“共聚物”包含低聚體材料和聚合物材料，并包含引入兩種或多種單體的聚合物。如這里所用的，術(shù)語“單體”是指具有一個(gè)或多個(gè)可聚合基團(tuán)的相對(duì)低分子量的材料(即，通常具有小于約500道爾頓的分子量)?！暗途垠w”是指包含兩個(gè)或多個(gè)單體的相對(duì)中等大小的分子，并通常具有從約500-約10,000道爾頓的分子量?！熬酆衔铩笔侵赴蓛蓚€(gè)或多個(gè)單體、低聚體和/或聚合物的組分所形成的亞結(jié)構(gòu)的相對(duì)大材料，并通常具有大于約10,000道爾頓的分子量。
玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg是指在該溫度時(shí)，聚合物(共聚物)或它的一部分從堅(jiān)硬的玻璃質(zhì)材料變成橡膠狀或粘稠的材料，相當(dāng)于加熱聚合物(共聚物)時(shí)的自由體積的顯著增加。使用用于高分子量均聚物的已知Tg值和如下的Fox方程，可計(jì)算出聚合物(共聚物)的Tg1/Tg＝w1/Tg1+w2/Tg2+…wi/Tgi其中每個(gè)wn是單體“n”的重量分?jǐn)?shù)，每個(gè)Tgn是單體“n”的高分子量均聚物的絕對(duì)玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(絕對(duì)溫度)，如Wicks，A.W.，F(xiàn).N.Jones & S.P.Pappas，Organic Coatings 1，John Wiley，NY，pp 54-55(1992)中的描述。
雖然可在實(shí)驗(yàn)上的使用例如差示掃描量熱法來確定共聚物整體的Tg，在本發(fā)明的實(shí)踐中，可使用上面的Fox方程來確定用于粘合劑或其部分(例如接枝共聚物的D或S部分)的聚合物的Tg值。S和D部分的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可在寬范圍內(nèi)進(jìn)行變化，并可獨(dú)立地選擇以提高工藝性和/或所得調(diào)色劑顆粒的性能。在很大程度上，S和D部分的Tg依賴于組成該部分的單體類型。因此，為了提供具有較高Tg的聚合物材料，可以選擇一種或多種對(duì)于其中使用了單體的共聚物部分(D或S)的類型具有適當(dāng)可溶性特征的較高Tg單體。相反地，為了提供具有較低Tg的聚合物材料，可以選擇一種或多種對(duì)于其中使用了單體的共聚物部分(D或S)的類型具有適當(dāng)可溶性特征的較低Tg單體。
如這里所描述的，當(dāng)用作聚合物粘合劑顆粒組合物的一部分時(shí)，可選擇多種合適的調(diào)色劑樹脂與涂料一起用于涂覆。典型樹脂的示例性實(shí)例包括聚酰胺、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、乙烯基樹脂、聚碳酸酯、聚酯等，以及它們的混合物?？蛇x擇包括兩種或多種乙烯基單體的均聚物或共聚物的任何適當(dāng)?shù)囊蚁┗鶚渲?。該乙烯基單體單元的典型實(shí)例包括苯乙烯；乙烯基萘；烯鍵式不飽和的單烯，例如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯等；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等；烯鍵式不飽和的二烯烴，例如丁二烯、異戊二烯等；不飽和單羧酸的酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等；丙烯腈；甲基丙烯腈；乙烯基醚，例如乙烯基甲基醚、乙烯基異丁基醚、乙烯基乙基醚等；乙烯基酮，例如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基異丙基酮等；以及它們的混合物。而且，可以選擇混合有一種或多種其他樹脂的多種乙烯基樹脂作為調(diào)色劑樹脂，優(yōu)選能確保具有良好摩擦帶電性能和對(duì)物理降解有均一抗性的其他乙烯基樹脂。此外，也可使用非乙烯基類型的熱塑性樹脂，其包括樹脂改性的苯酚甲醛樹脂、油改性的環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素樹脂、聚醚樹脂、聚酯樹脂以及它們的混合物。
該聚合物粘合劑顆?？捎啥喾N多樣的制造技術(shù)來制備。一種普及的制造技術(shù)包括熔化混合成分、粉碎固體共混物形成顆粒，然后對(duì)得到的顆粒進(jìn)行分類以除去粒度不合乎要求的細(xì)粉和較大材料。
優(yōu)選地，聚合物粘合劑顆粒包含接枝兩親共聚物。聚合物粘合劑顆粒包含聚合物粘合劑，該聚合物粘合劑包含具有一種或多種S材料部分和一種或多種D材料部分的至少一種兩親共聚物。
如這里所用的，術(shù)語“兩親”是指具有各部分相組合的共聚物，各部分在用于形成共聚物的所要求的液體載體中具有明顯不同的溶解性和分散性。優(yōu)選地，選擇液體載體(有時(shí)也稱為“載液”)以使共聚物的至少一部分(這里相當(dāng)于S材料或單元)通過載體更易被溶劑化，而共聚物的至少另一部分(這里相當(dāng)于D材料或單元)在載體中組成大部分分散相。
從一種觀點(diǎn)來看，當(dāng)聚合物顆粒分散在液體載體中時(shí)，該聚合物顆粒可被看作具有核/殼層結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，D材料趨向于在核中而S材料趨向于在殼中。因此，S材料起到分散助劑、空間穩(wěn)定劑、接枝共聚物穩(wěn)定劑的作用以幫助穩(wěn)定聚合物顆粒在液體載體中的分散體。因此，這里，S材料也被稱為“接枝穩(wěn)定劑”。當(dāng)對(duì)粘合劑顆粒進(jìn)行干燥并將其合并到液體調(diào)色劑顆粒中時(shí)，粘合劑顆粒的核/殼層結(jié)構(gòu)趨于保持。
通常地，通過可聚合化合物(例如單體)的非水分散聚合作用來合成有機(jī)溶膠，以形成分散在低電介質(zhì)烴類溶劑(載液)中的共聚物粘合劑顆粒。相對(duì)于通過化學(xué)鍵合的空間穩(wěn)定劑(例如接枝穩(wěn)定劑)的聚集體，這些分散的共聚物顆粒是空間穩(wěn)定的，相對(duì)于在聚合作用中形成的分散內(nèi)核顆粒，這些分散的共聚物顆粒是被載液溶劑化的。該空間穩(wěn)定化作用的詳細(xì)機(jī)理描述在Napper D.H.，“溶膠分散體的聚合穩(wěn)定化”，Academic Press，New York，N.Y.，1983。用于合成自身穩(wěn)定的有機(jī)溶膠的方法描述在“有機(jī)媒介中的分散聚合作用”，K.E.J.Barrett，ed.，John WileyNew York，N.Y.，1975。
優(yōu)選選擇聚合物粘合劑顆粒的材料以提供固有正性的調(diào)色劑顆粒。作為通則，許多丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基聚合物能產(chǎn)生固有正性的調(diào)色劑顆粒。優(yōu)選的該聚合物包括由包含一種或多種丙烯酸或甲基丙烯酸單體的C1-C18酯形成的聚合物。優(yōu)選引入用于粘合劑顆粒的兩親共聚物的特別丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(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)丙烯酸山崳基酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯，它們的組合等。
可替代地，可以使用能夠固有產(chǎn)生負(fù)性顆粒的聚合物粘合劑顆粒的聚合物。作為通則，該聚合物包括苯乙烯、苯乙烯丙烯酸丁酯、苯乙烯甲基丙烯酸丁酯以及特定的聚酯。當(dāng)用于聚合物粘合劑顆粒中的聚合物的整體趨向能產(chǎn)生負(fù)性調(diào)色劑顆粒時(shí)，可選擇顏料，并以足夠的量來提供顏料以向調(diào)色劑顆粒給予整體的正電荷。任選地，可在涂覆材料中引入另外的帶正電荷的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑以幫助向調(diào)色劑顆粒提供整體正電荷。該帶正電荷的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑包括具有季銨官能性和其他帶正電官能性的化合物。另外的該帶正電荷的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑包括微粒添加劑或顏料諸如硅石等。
如上所述，本發(fā)明的調(diào)色劑顆粒可用于干燥調(diào)色劑組合物或液體調(diào)色劑組合物。聚合物粘合劑材料的選擇部分地由使用調(diào)色劑顆粒的最后成像過程來確定。為了在熔化后得到良好的抗結(jié)塊性，在干燥調(diào)色劑顆粒中適用的聚合物粘合劑材料通常具有至少為約50-65℃的高玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，然而，為了軟化或熔化調(diào)色劑顆粒，還通常要求約200-250℃的高熔化溫度從而充分地將調(diào)色劑熔化到最終圖像受體上。由于與高溫熔化有關(guān)的長(zhǎng)加熱時(shí)間和較高能量消耗，以及由于與在接近紙張的自燃溫度(233℃)下將調(diào)色劑熔化到與紙張有關(guān)的著火危險(xiǎn)，對(duì)干燥調(diào)色劑來說，高熔化溫度是不利的。
此外，已知使用高Tg聚合物粘合劑的一些干燥調(diào)色劑，在高于或低于最佳熔化溫度的溫度下從最終圖像受體到熔凝器表面時(shí)，顯示出了不希望的調(diào)色圖像的部分遷移(偏移量)，要求在熔凝器的表面上使用低表面能材料或應(yīng)用熔凝器油以防止偏移量。或者，在制備過程中將多種潤(rùn)滑劑或蠟物理混合到干燥調(diào)色劑顆粒中以用作釋放劑或滑爽劑；然而，由于這些蠟并不是化學(xué)鍵合到聚合物粘合劑上，它們可能不利地影響調(diào)色劑顆粒的摩擦充電，或者從調(diào)色劑顆粒中遷移并污染對(duì)電子照相法起決定作用的感光器、中間媒介傳送元件、熔凝器元件或其他表面。
在液體調(diào)色劑組合物中適用的聚合物粘合劑材料可利用稍微不同的聚合物組分選擇以得到要求的Tg和溶解性能。例如，因?yàn)樵谡辰Y(jié)劑傳遞成像法中使用的液體調(diào)色劑顆粒必須“成膜”并且顯影后在感光器上具有粘著性能，所以液體調(diào)色劑組合物能大大地改變所使用的傳遞類型，然而，在靜電傳遞成像法中使用的液體調(diào)色劑在感光器上顯影后，必須保留為明顯的帶電顆粒。
在粘結(jié)劑傳遞法中有用的調(diào)色劑顆粒通常具有低于約30℃的有效玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，且體積平均粒徑為約0.1-約1微米。由于該相對(duì)低的Tg值，該顆粒并不適用于這里所描述的方法，因?yàn)闉楦稍镄螤畹脑擃w粒的儲(chǔ)存和加工存在著為了避免結(jié)塊和顆粒互相粘連的專門處理問題。在該實(shí)施方案中可考慮使用專門的處理方法，例如在低于發(fā)生結(jié)塊或粘連的溫度下的干燥形狀時(shí)，維持顆粒的周圍環(huán)境溫度。此外，對(duì)粘結(jié)劑傳遞法中使用的液體調(diào)色劑來說，載液通常具有足夠高的蒸汽壓力，以保證在調(diào)色劑沉積到感光器、傳遞帶和/或接收器薄片上之后溶劑的快速蒸發(fā)。這對(duì)其中相繼沉積和覆蓋多種顏色以形成單一圖像的情況來說是特別正確的，因?yàn)樵谡辰Y(jié)劑傳遞體系中，具有高粘附強(qiáng)度(通常稱為“成膜”)的干燥劑調(diào)色圖像能促進(jìn)傳遞。通常地，為了讓“成膜”表現(xiàn)出足夠良好的粘附傳遞，應(yīng)將調(diào)色圖像干燥到高約68-74體積百分?jǐn)?shù)固體。US專利6,255,363描述了適用于粘結(jié)劑傳遞成像過程的液體電子照相調(diào)色劑的配制。
與此相比，在靜電傳遞法中有用的調(diào)色劑顆粒通常具有高于約40℃的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，且體積平均粒徑為約3-約10微米。對(duì)用于靜電傳遞法中的液體調(diào)色劑來說，為了良好的轉(zhuǎn)印，調(diào)色圖像優(yōu)選最多為約30％重量/重量的固體。因此，快速蒸發(fā)載液并不適合于靜電傳遞成像法。US專利4,413,048描述了適用于靜電傳遞成像法的一類液體電子照相調(diào)色劑的配制。
用于粘合劑顆粒的優(yōu)選接枝兩親共聚物描述在如下文獻(xiàn)中用于干燥調(diào)色劑組合物的US系列號(hào).10/612,243，Qian等，2003年6月30日提交，題目包含兩親共聚粘合劑的有機(jī)溶膠及使用該有機(jī)溶膠制備用于電子照相應(yīng)用的干燥調(diào)色劑；和US系列號(hào)10/612,535，Qian等，2003年6月30日提交，題目包含具有結(jié)晶材料的兩親共聚粘合劑的有機(jī)溶膠，以及使用該有機(jī)溶膠制備用于電子照相應(yīng)用的干燥調(diào)色劑；和用于液體調(diào)色劑組合物的US系列號(hào)10/612,534，Qian等，2003年6月30日提交，題目包含具有結(jié)晶組分的兩親共聚粘合劑的有機(jī)溶膠液體調(diào)色劑；US系列號(hào)10/612,765，Qian等，2003年6月30日提交，題目包含高Tg兩親共聚粘合劑的有機(jī)溶膠和用于電子照相應(yīng)用的液體調(diào)色劑；US系列號(hào)10/612,533，2003年6月30日提交，題目與可溶性高Tg單體制備的包含兩親共聚粘合劑的有機(jī)溶膠和用于電子照相應(yīng)用的液體調(diào)色劑，這些在此引做參考。用于粘合劑顆粒中的特別優(yōu)選接枝兩親共聚物包含使用Fox方程(排除接枝點(diǎn)組分)計(jì)算出的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度為至少約90℃，更優(yōu)選為約100℃-約130℃的S部分。
任選地，可在粘合劑顆粒中或在涂覆材料中提供附加視覺增強(qiáng)添加劑，以進(jìn)一步增強(qiáng)調(diào)色劑顆粒的視覺表現(xiàn)。優(yōu)選地，附加視覺增強(qiáng)添加劑具有中性電荷。任選地，附加視覺增強(qiáng)添加劑可為帶負(fù)電的，但在這種情況下，只能以不能中和調(diào)色劑顆粒的正電荷的程度來提供該添加劑。視覺增強(qiáng)添加劑通常包含任何的一種或多種流體和/或微粒材料，當(dāng)在受體上印刷混合了這些材料的調(diào)色劑顆粒時(shí)，這些材料能提供所期望的視覺效果。實(shí)例包括一種或多種著色劑、熒光材料、珠光材料、閃光材料、金屬材料、觸發(fā)顏料、硅石、聚合物珠粒、反射和無反射玻璃珠、云母及它們的結(jié)合等。涂覆在粘合劑顆粒上的視覺增強(qiáng)添加劑的量可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化。在一個(gè)代表性實(shí)施方案中，共聚物對(duì)視覺增強(qiáng)添加劑的合適重量比例為1/1-20/1，優(yōu)選為2/1-10/1，最優(yōu)選為4/1-8/1。
有用的著色劑在本領(lǐng)域是熟知的，并包括列于Society of Dyers andColourists(Bradford，英國(guó))出版的Colour Index中的材料，包括染料、著色劑和顏料。優(yōu)選的著色劑是能夠與包含粘合劑聚合物的成分相結(jié)合，從而形成具有這里所描述結(jié)構(gòu)的干燥調(diào)色劑顆粒的顏料，該著色劑至少名義上不溶于載液中并不與載液反應(yīng)，且使?jié)撿o電圖像可見方面是有用和有效的?？梢岳斫猓曈X增強(qiáng)添加劑在物理和/或化學(xué)上能彼此相互作用，形成的視覺增強(qiáng)添加劑的聚集體和/或凝塊也與粘合劑聚合物有相互作用。合適的著色劑實(shí)例包括酞菁藍(lán)(C.I.顏料藍(lán)15:1、15:2、15:3和15:4)、單芳基黃(C.I.顏料黃1、3、65、73和74)、二芳基黃(C.I.顏料黃12、13、14、17和83)、芳基酰胺(Hansa)黃(C.I.顏料黃10、97、105和111)、異二氫吲哚黃(C.I.顏料黃138)、偶氮紅(C.I.顏料紅3、17、22、23、38、48:1、48:2、52:1和52:179)、喹吖啶酮洋紅(C.I.顏料紅122、202和209)、色淀(laked)若丹明洋紅(C.I.顏料紅81:1、81:2、81:3和81:4)和黑色顏料，例如細(xì)分散碳(Mogul L，CabotMonarch 120，Cabot Regal 300R，Cabot Regal 350R，Vulcan X72和Aztech EK8200)等。
本發(fā)明的調(diào)色劑顆?？闪硗獍环N或多種所要求的添加劑。附加添加劑包括，例如，UV穩(wěn)定劑、抗霉劑、殺菌劑、殺真菌劑、抗靜電劑、光澤改性劑、其他聚合物或低聚物材料、抗氧劑等。
可在涂覆之前將這些添加劑引入粘合劑顆粒，或引入涂覆材料，或引入兩者中。當(dāng)在涂覆前將添加劑引入粘合劑顆粒時(shí)，粘合劑顆粒與所希望的添加劑結(jié)合，然后將得到的組合物進(jìn)行一種或多種混合處理，例如均化作用、微流體化、球磨、立式球磨、高能量珠(砂)磨、籃式研磨或本領(lǐng)域中用來在分散體中減小粒度的已知其他工藝。如果存在混合過程，則混合過程將聚集的添加劑顆粒分解成初級(jí)顆粒(優(yōu)選具有直徑為約0.005-約5微米，更優(yōu)選具有直徑為約0.05-約3微米，最優(yōu)選具有直徑為約0.1-約1微米)，并也部分地將粘合劑切碎成可與添加劑聯(lián)合的碎片。根據(jù)本實(shí)施方案，共聚物或來自共聚物的碎片然后與添加劑相結(jié)合。任選地，可將一種或多種視覺增強(qiáng)添加劑引入到粘合劑顆粒內(nèi)部，也可涂覆在粘合劑顆粒的外面。
當(dāng)最終調(diào)色劑組合物是干燥調(diào)色劑時(shí)，如果需要，可在該混合過程之前或之后加入一種或多種電荷控制劑。
制備了聚合物粘合劑顆粒后，則制備用于涂覆的顆粒。在本發(fā)明優(yōu)選的涂覆過程中，干燥粘合劑顆粒用于涂覆。分散體的干燥方式影響了得到的調(diào)色劑顆粒凝塊或聚集的程度。在優(yōu)選實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒在載氣中被流化、抽吸、懸浮或輸送(總稱為“流化”)時(shí)，干燥顆粒，以使在顆粒干燥時(shí)，聚集或附聚作用最小。在實(shí)際效果中，在低密度條件下干燥流態(tài)化顆粒。該最小的顆粒間碰撞允許顆粒彼此之間相對(duì)隔離地被干燥?？墒褂谜駝?dòng)能、靜電能、移動(dòng)氣體或它們的結(jié)合等來實(shí)現(xiàn)該流態(tài)化。載氣可包含一種或多種通常惰性的氣體(例如氮?dú)狻⒖諝?、二氧化碳、氬氣??？商娲?，載氣可包含一種或多種活性組分。例如，如果需要可使用氧化和/或還原組分。有利地，流化干燥的產(chǎn)物組成了具有窄粒度分布的自由流動(dòng)干燥調(diào)色劑顆粒。
作為使用流化床干燥器的一個(gè)實(shí)例，可過濾或離心液體調(diào)色劑成為濕濾餅。濕濾餅可放于流化床干燥器(例如購自Niro Aeromatic，Niro Corp.，Hudson，WI)的圓錐形干燥室中?？蓪⒓s35-50℃，或優(yōu)選低于共聚物的Tg的環(huán)境空氣以足夠的流速通過室(從下至上)以輸送任何干燥粉末并保持粉末降落在容器內(nèi)部的空中(即，流化粉料床)?？蓪?duì)空氣進(jìn)行加熱或其他預(yù)處理。容器中的袋濾器允許空氣離開干燥容器，而粉末依舊包含在其中?？捎猛ㄟ^過濾器的周期性反向氣流吹空積累在袋濾器上的任何調(diào)色劑。取決于溶劑的本性(例如沸點(diǎn))、初始溶劑含量和干燥條件，可在任何地方干燥樣品10-20分鐘至數(shù)小時(shí)。
如上所述，可通過這里描述的磁力輔助涂覆法來制備獨(dú)特的帶正電的調(diào)色劑顆粒，并更完全地描述在Qian等，題目為“帶正電被涂覆電照相調(diào)色劑顆粒和加工”，申請(qǐng)日與本申請(qǐng)為同一日期的未審US專利申請(qǐng)系列號(hào)10/841,040中。在另一方法中，可通過通常描述在這里的振動(dòng)輔助界面涂覆法來制備獨(dú)特的帶正電的調(diào)色劑顆粒，并更完全描述在Tokarski等，題目為“涂覆顆粒方法”，申請(qǐng)日與本申請(qǐng)為同一日期的未審US專利申請(qǐng)系列號(hào)10/841,754中。可替代地，可使用能夠提供帶正電被涂覆調(diào)色劑顆粒的其他涂覆方法，該帶正電被涂覆調(diào)色劑顆粒是通過包含至少一種帶正電的顏料的涂覆材料來涂覆聚合物粘合劑顆粒的外表面。例如，如熟練技術(shù)人員現(xiàn)在所理解的，可使用諸如噴涂法、溶劑蒸發(fā)涂覆法或其他能夠提供這里所描述的層的方法。
在優(yōu)選的磁力輔助涂覆法中，可提供涂料和聚合物粘合劑顆粒的共混物，其中共混物包含磁性元件。該共混物暴露于方向隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，因此，磁場(chǎng)中磁性元件的運(yùn)動(dòng)提供了能引起涂料附著到聚合物粘合劑顆粒表面的足夠力量，從而形成帶正電被涂覆調(diào)色劑顆粒。
通過涂覆材料或粘合劑顆粒的作用如果有磁性，或通過在變化的磁場(chǎng)中另外磁性元件的作用，可將涂料涂覆到粘合劑顆粒上，該變化的磁場(chǎng)引起了涂覆材料敲擊到粘合劑顆粒上。當(dāng)涂覆材料和微粒粘合劑顆粒都無磁性時(shí)，變化的磁場(chǎng)引起磁性元件撞擊到涂料中，在敲擊作用下，該撞擊驅(qū)使材料附著到粘合劑顆粒上。
可替代地，可以液體形式來提供涂覆材料。在該實(shí)施方案中，可將液體單獨(dú)地引入將被涂覆的微粒粘合劑顆粒組合物中(例如，通過噴射、注入、滴加、在其他顆粒上負(fù)載和可將液體提供到室中的任何其他方法，在磁性顆粒的運(yùn)動(dòng)開始之前、之后或期間加入，在引入即將被涂覆的任何非磁性顆粒之前、同時(shí)或之后加入，從而通過運(yùn)動(dòng)的顆粒，液體可相互接觸并分布到整個(gè)涂覆室中)或與顆粒材料(例如，可用液體對(duì)磁性或非磁性顆粒進(jìn)行預(yù)處理或預(yù)涂覆，及顆粒運(yùn)動(dòng)過程開始或被涂覆，或者以相同或不同的進(jìn)料方式同時(shí)加入)一起引入組合物中?？稍陬w粒運(yùn)動(dòng)之前或期間提供預(yù)處理(預(yù)涂覆)的磁性顆粒。在顆粒運(yùn)動(dòng)之前或期間加入非磁性顆粒。所有需要實(shí)施以在床內(nèi)完成顆粒的液體涂覆是保證在顆粒運(yùn)動(dòng)期間的某一時(shí)刻，涂覆液體和需要被涂覆的顆粒都在體系之中。如果顆粒和液體保持在體系內(nèi)適當(dāng)時(shí)間，在體系內(nèi)操作的物理力可保證液體平坦地覆蓋顆粒。體系平衡時(shí)間為幾秒種到數(shù)分鐘，部分地依賴于液體粘度。液體粘度越高，液體覆蓋顆粒表面的花費(fèi)時(shí)間越長(zhǎng)。該時(shí)間因素可很容易地通過常規(guī)試驗(yàn)來確定，并可從粘度、粒徑、液體對(duì)顆粒表面的相對(duì)濕潤(rùn)能力和體系的其他易于觀測(cè)特征來進(jìn)行評(píng)價(jià)和關(guān)聯(lián)。
在一個(gè)可替代涂覆方法中，使用振動(dòng)力將包含帶正電的顏料的涂覆材料涂覆在聚合物粘合劑顆粒上。在該方法中，在涂覆容器中提供了包含涂覆材料和聚合物粘合劑顆粒的共混物。包含共混物的涂覆容器遭受足夠的振動(dòng)力，從而導(dǎo)致涂覆材料和聚合物粘合劑顆粒以足夠的力量進(jìn)行碰撞，導(dǎo)致涂覆材料附著到聚合物粘合劑顆粒的表面上。如上所述，可以以微粒或液體形式來提供涂覆材料。
在用包含視覺增強(qiáng)添加劑的涂覆組合物對(duì)粘合劑顆粒進(jìn)行涂覆后，通過另外的涂覆處理或諸如球狀化、火焰處理和閃光燈處理的表面處理，可對(duì)得到的調(diào)色劑顆粒任選地做進(jìn)一步處理。然后，提供準(zhǔn)備應(yīng)用，作為調(diào)色劑組合物的調(diào)色劑顆粒，或與另外成分進(jìn)行混合形成調(diào)色劑組合物。
任選地，可通過在液體載體中懸浮或分散調(diào)色劑顆粒來提供作為液體調(diào)色劑組合物的調(diào)色劑顆粒。液體載體通常為不導(dǎo)電的分散劑，以避免將潛靜電圖像進(jìn)行放電。在某種程度上，在液體載體(或載液)中，通常在大于50重量％的低極性、低介電常數(shù)、基本上非水的載體溶劑中，液體調(diào)色劑顆粒通常被溶劑化。通常使用能解離在載體溶劑中的極性基團(tuán)，對(duì)液體調(diào)色劑顆粒進(jìn)行化學(xué)充電，但該液體調(diào)色劑顆粒在液體載體中溶劑化和/或分散時(shí)并不攜帶摩擦電荷。液體調(diào)色劑顆粒通常小于干燥調(diào)色劑顆粒。由于它們的從約5微米-亞微米的小粒度，液體調(diào)色劑能產(chǎn)生高分辨率的調(diào)色圖像，因此優(yōu)選用于高分辨率、多彩色印刷應(yīng)用。
液體調(diào)色劑組合物的液體載體優(yōu)選為基本上非水的溶劑或溶劑混合物。換言之，只有液體載體的少量組分(通常小于25重量％)包含水。優(yōu)選地，基本上非水的液體載體包含小于20重量％，更優(yōu)選小于20重量％，更特別優(yōu)選小于3重量％，最優(yōu)選小于1重量％的水。載液可選自本領(lǐng)域內(nèi)寬范圍的多種材料或這些材料的結(jié)合，但優(yōu)選具有小于30ml的貝殼杉脂丁醇值。液體優(yōu)選親油、在各種條件下化學(xué)穩(wěn)定并電學(xué)絕緣。電學(xué)絕緣是指分散劑液體具有低介電常數(shù)和高電阻率。優(yōu)選地，液體分散劑具有小于5，更優(yōu)選小于3的介電常數(shù)。載液的電阻率通常大于109歐姆-厘米，更優(yōu)選大于1010歐姆-厘米。此外，相對(duì)于用于配制調(diào)色劑顆粒的組分，在大量實(shí)施方案中，希望液體載體是化學(xué)惰性的。
合適的液體載體的實(shí)例包括脂肪族烴(正戊烷、己烷、庚烷等)、環(huán)脂肪烴(環(huán)戊烷、環(huán)己烷等)、芳香烴(苯、甲苯、二甲苯等)、鹵代烴溶劑(氯化烷、氟化烷、氯氟烴等)、硅油和這些溶劑的混合物。優(yōu)選的載液包括支化石蠟族溶劑混合物，例如IsoparTMG、IsoparTMH、IsoparTMK、IsoparTML、IsoparTMM和IsoparTMV(購自Exxon Corporation，NJ)，最優(yōu)選的載體是脂肪烴溶劑共混物，例如NorparTM12、NorparTM13和NorparTM15(購自Exxon Corporation，NJ)。特別優(yōu)選的載液具有約13-約15MPa1/2的Hildebrand溶解參數(shù)。
用來制備本發(fā)明的優(yōu)選干燥調(diào)色劑的全部組合物的示例性特征描述在，例如Qian等的申請(qǐng)中，US系列號(hào)10/612,243，2003年6月30日提交和US系列號(hào)10/612,535，2003年6月30日提交。
用來制備本發(fā)明的優(yōu)選液體調(diào)色劑的全部組合物的示例性特征描述在，例如Qian等的申請(qǐng)中，US系列號(hào)10/612,534，2003年6月30日提交；US系列號(hào)10/612,765，2003年6月30日提交和US系列號(hào)10/612,533，2003年6月30日提交。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的調(diào)色劑用來在包括電子照相法和靜電法的電照相法中形成圖像。
在也被稱靜電復(fù)印法的電子照相印刷中，使用電子照相技術(shù)在諸如紙張、薄膜等的最終圖像受體上產(chǎn)生圖像。電子照相技術(shù)被引入到包括復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)、傳真機(jī)等大量的設(shè)備中。
在最終、永久圖像受體上產(chǎn)生電子圖像的過程中，電子照相通常涉及使用稱之為感光器的可重復(fù)使用的、感光的、臨時(shí)圖像接收器。典型的電子照相過程涉及在受體上產(chǎn)生圖像的一系列步驟，包括充電、曝光、顯影、傳遞、定影和清潔，以及擦除。
在充電步驟中，通常使用電暈或充電輥，用具有所要求極性(為負(fù)性或正性)的電荷覆蓋感光器。在曝光步驟中，以對(duì)應(yīng)于形成在最終圖像受體上的要求圖像的影像方式，通過感光器充電表面的選擇性放電，用通常為激光掃描器或二極管陣列的光學(xué)系統(tǒng)形成潛像。在顯影步驟中，通常使用與調(diào)色劑極性相反的電偏向電壓顯影劑，使具有適當(dāng)極性的調(diào)色劑顆粒通常與感光器上的潛像相接觸。調(diào)色劑顆粒遷移到感光器上，并通過靜電力選擇性地附著到潛像上，從而在感光器上形成調(diào)色圖像。
在傳遞步驟中，從感光器上將調(diào)色圖像傳遞到所要求的最終圖像受體上；有時(shí)使用中間體傳遞元件來影響調(diào)色圖像從感光器上，隨后向最終圖像受體的傳遞。在定影步驟中，加熱在最終圖像受體上的調(diào)色圖像，以軟化或熔化調(diào)色劑顆粒，從而將調(diào)色圖像定影在最終受體上。另一種定影方法包括在高壓，有熱量或沒有熱量的情況下，將調(diào)色劑固定在最終受體上。在清潔步驟中，除去殘留在感光器上的殘留調(diào)色劑。
最后，在擦除步驟中，通過在特定波長(zhǎng)的光進(jìn)行曝光，將感光器電荷減少到基本上均勻的很低值，從而除去了最初潛像的殘余物，并準(zhǔn)備感光器用于下次的圖像循環(huán)。
通過參考下面的非限定實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地描述。
實(shí)施例測(cè)試方法和裝置在下面的調(diào)色劑組合物實(shí)施例中，使用熱-重法—通過在160℃下在鋁稱量盤中將初始稱重樣品干燥4小時(shí)，稱量干燥的樣品，在扣除(accounting for)鋁稱量盤的重量后，計(jì)算出干燥樣品重量與初始樣品重量的百分比—測(cè)定了接枝穩(wěn)定劑溶液和有機(jī)溶膠和液體調(diào)色劑分散體的固體含量百分?jǐn)?shù)。在使用該熱-重方法的固體含量百分?jǐn)?shù)的每次測(cè)定中使用大約2克樣品。
在本發(fā)明的實(shí)際操作中，分子量通常用術(shù)語“重均分子量”來表示，而分子量聚合度分布性通過重均分子量與數(shù)均分子量的比率給出。使用四氫呋喃作為載體溶劑的凝膠滲透色譜法(GPC)來測(cè)定分子量參數(shù)。使用Dawn DSP-F光散射檢測(cè)器(Wyatt Tachnology Corp.，Santa Barbara，Calif.)來測(cè)定絕對(duì)重均分子量，而用測(cè)定的重均分子量與用Optilab 903差示折光檢測(cè)器(WyattTechology Corp.，Santa Barbara，Calif.)測(cè)定的數(shù)均分子量的比例來評(píng)價(jià)聚合度分布性。
使用Horiba LA-900或LA-920激光衍射粒度分析儀(Horiba Instruments，Inc.，Irvine，Calif.)通過激光衍射光散射法來測(cè)定有機(jī)溶膠和液體調(diào)色劑粒度分布。根據(jù)廠家說明書，在粒度分析儀中進(jìn)行測(cè)定之前，在NorparTM12中稀釋液體樣品為約1/10體積，并在150瓦特和20kHz下進(jìn)行聲處理一分鐘。將干燥調(diào)色劑樣品分散在含有1％Triton X-100表面活性劑作為潤(rùn)濕劑的水中。為了提供基礎(chǔ)(初級(jí))粒度以及存在聚集體和結(jié)塊的指示，粒度被表示為數(shù)值平均直徑(Dn)和體積平均直徑(Dv)。
靜電復(fù)印調(diào)色劑的一個(gè)重要特征是以庫侖/克為單位給出的調(diào)色劑的靜電充電性能(或荷質(zhì)比)。下面使用噴射(blow-off)摩擦測(cè)試儀(Toshiba ModelTB200 Blow-Off Charge測(cè)定裝置，具有在四氫呋喃中預(yù)洗滌并在氮?dú)庵懈稍锏某叽鐬?400目的不銹鋼篩，Toshiba Chemical Co.，Tokyo，Japan)確定每個(gè)調(diào)色劑的荷質(zhì)比。為了使用該裝置，首先將調(diào)色劑與載體粉末相結(jié)合以進(jìn)行靜電充電。載體通常為涂覆有聚合物外殼的鐵氧體粉末。調(diào)色劑和被涂覆的載體顆粒匯集在塑料容器中形成顯影劑。當(dāng)使用US Stoneware粉碎攪拌機(jī)溫和攪拌顯影劑時(shí)，摩擦充電產(chǎn)生了獲得相等和相反靜電電荷的兩種組分粉末，其數(shù)量由調(diào)色劑的性質(zhì)，以及有意加入調(diào)色劑中以影響充電的任何化合物(例如，電荷控制劑)所確定。
一旦被充電，將顯影劑混合物放于噴射摩擦-測(cè)試器內(nèi)部的小型支架上。連接到靈敏電容計(jì)上的支架作為電荷測(cè)量法拉第筒(Faraday cup)。該筒具有連接到壓縮干燥氮?dú)夤芫€上的線路，并在底部有尺寸能保留較大的載體顆粒但允許較小的調(diào)色劑顆粒通過的細(xì)篩。當(dāng)氣體管線增壓時(shí)，氣體流過筒并驅(qū)使調(diào)色劑顆粒通過細(xì)篩而離開筒。載體顆粒保留在法拉第筒內(nèi)。測(cè)試器中的電容計(jì)測(cè)量載體的電荷；被移走的調(diào)色劑上的電荷在數(shù)量上相等在符號(hào)上相反。調(diào)色劑質(zhì)量損失的測(cè)量產(chǎn)生了調(diào)色劑荷質(zhì)比，微庫/克顯影劑。
對(duì)于現(xiàn)在的測(cè)量，使用了平均粒度為約150微米的聚偏二氟乙烯(PVDF)涂覆的鐵氧體載體(Canon 3000-4000載體，K101，Type TefV150/250，Japan)。向載體粉末中加入調(diào)色劑，得到在顯影劑中調(diào)色劑的含量為5重量％。在噴射測(cè)試之前，使用US Stoneware粉碎攪拌機(jī)溫和攪拌該顯影劑5分鐘、15分鐘和30分鐘間隔。對(duì)每個(gè)調(diào)色劑的荷質(zhì)比測(cè)量重復(fù)至少三次以獲得平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果從載體珠球中噴射出了幾乎所有的調(diào)色劑質(zhì)量，則認(rèn)為測(cè)試有效。剔除低質(zhì)量損失的測(cè)試。
使用配備有DSC制冷冷卻系統(tǒng)(最低溫度極限為-70℃)、干燥氦氣和氮?dú)饨粨Q氣的TA Instruments Model 2929差示掃描量熱計(jì)(New Castle，DE)來收集用于合成調(diào)色劑材料的熱轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。量熱計(jì)在版本為8.10B軟件的Thermal Analyst 2100工作站運(yùn)行。用空鋁盤作為基準(zhǔn)。通過將6.0-12.0mg的試驗(yàn)材料放置在鋁樣品盤中，并卷曲上面的蓋子以形成用于DSC測(cè)試的密封樣品，從而制得樣品。將結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化到每份質(zhì)量的基準(zhǔn)上。使用在每次加熱或冷卻斜線的末尾具有5-10分鐘等熱浴的10℃/分鐘的加熱和冷卻速度，來評(píng)價(jià)每個(gè)樣品。將試驗(yàn)材料加熱5次第一次加熱斜線除去樣品的在前熱史，并以10℃/分鐘的冷卻處理來替代，隨后使用加熱斜線來獲得穩(wěn)定的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度值，該值是從第三次或第四次加熱斜線中記錄的。
材料以下的縮寫用于實(shí)施例中EMA甲基丙烯酸乙酯(購自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)，HEMA甲基丙烯酸2-羥乙酯(購自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)，TCHMA甲基丙烯酸三甲基環(huán)己酯(購自Ciba Specialty Chemical Co.，Suffolk，Virginia)，TMI二甲基-間-異丙烯基芐基異氰酸酯(購自CYTEC Industries，WestPaterson，NJ)，V-6012，2’-偶氮雙異丁酸二甲酯(引發(fā)劑V-601，購自WAKO ChemicalsUSA，Richmond，VA)，DBTDL二月桂酸二丁錫(催化劑，購自Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，WI)。
命名法在下面的實(shí)施例中，通過對(duì)形成共聚物的單體百分重量求比值以概括每種共聚物的組合物細(xì)節(jié)。如同該情況，以包含共聚物或共聚物前體的單體的重量百分比來表示接枝位置組合物。例如，接枝穩(wěn)定劑(共聚物的S部分的前體)被標(biāo)記為TCHMA/HEMA-TMI(97/3-4.7)，且基于相對(duì)基準(zhǔn)，由97重量份TCHMA和3重量份HEMA進(jìn)行共聚合作用而制得，以及該羥基功能性聚合物與4.7重量份的TMI進(jìn)行反應(yīng)。
類似地，標(biāo)記為TCHMA/HEMA-TMI//EAM(97/3-4.7//100)的接枝共聚物有機(jī)溶膠是通過標(biāo)記的接枝穩(wěn)定劑(TCHMA/HEMA-TMI(97/3-4.7))(S部分或殼)與標(biāo)記的核單體EMA(D部分或核)，以記錄在實(shí)施例中的相對(duì)重量確定的D/S(核/殼)的特定比例進(jìn)行共聚合而制得。
1.有機(jī)溶膠顆粒的制備實(shí)施例1在裝配有冷凝器、連接到數(shù)字溫度控制器上的熱電偶、連接到干燥氮?dú)庠吹牡獨(dú)馔ㄈ牍艿篮蛿嚢杵鞯?0加侖反應(yīng)釜中，投入201.9磅的NorparTM12、66.4磅的TCHMA、2.10磅98％的HEMA和0.86磅的WakoV-601的混合物。在攪拌混合物的同時(shí)，用流速約為2升/分鐘的干燥氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器30分鐘，然后氮?dú)饬魉贉p小到約0.5升/分鐘。加熱混合物4小時(shí)到75℃。轉(zhuǎn)化是定量的。
將混合物加熱到100℃并在該溫度下保持1小時(shí)以破壞掉任何殘留的V-601，然后冷卻回70℃。然后移走氮?dú)馔ㄈ牍艿?，向混合物中加?.11磅95％的DBTDL，然后加入3.23磅的TMI。在攪拌混合物的同時(shí)，以大于約5分鐘的過程滴加入TMI?；旌衔镌?0℃下反應(yīng)2小時(shí)，期間轉(zhuǎn)化是定量的。
然后混合物冷卻到室溫。冷卻的混合物是粘稠的透明液體，不包含可視不溶物。使用上述的鹵素干燥法(Halogen Drying Method)測(cè)定液體混合物的固體百分含量為25.7％。隨后，使用上述的GPC法進(jìn)行了分子量的測(cè)定；基于兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量，共聚物具有299,100的Mw和2.6的Mw/Mn。產(chǎn)物是TCHMA和含有TMI的無規(guī)側(cè)鏈的HEMA的共聚物，這里標(biāo)記為TCHMA/HEMA-TMI(97/3-4.7％w/w)，該產(chǎn)物可用來制備有機(jī)溶膠。
在裝配有冷凝器、連接到數(shù)字溫度控制器上的熱電偶、連接到干燥氮?dú)庠吹牡獨(dú)馔ㄈ牍艿篮蛿嚢杵鞯?60加侖反應(yīng)釜中，投入1596.5磅的NorparTM12、203磅的EMA、98.6磅的來自上面的接枝穩(wěn)定劑混合物@25.7％聚合物固體和2.28磅的V-601的混合物。在攪拌混合物的同時(shí)，用流速約為2升/分鐘的干燥氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器30分鐘，然后氮?dú)饬魉贉p小到約0.5升/分鐘。加熱混合物4小時(shí)到70℃。轉(zhuǎn)化是定量的。
然后向冷卻的有機(jī)溶膠中加入約190磅的正庚烷，使用裝配有干冰/丙酮冷凝器，并在90℃溫度下和真空度為約15mmHg下進(jìn)行操作的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，從剩余單體中剝離得到的混合物。將剝離下的有機(jī)溶膠冷卻到室溫，得到不透明的白色分散體。
該凝膠有機(jī)溶膠標(biāo)記為TCHMA/HEMA-TMI//EMA(97/3-4.7//100％w/w)。在剝離后，使用上面的鹵素干燥法測(cè)定有機(jī)溶膠分散體的固體百分量為12.5％。隨后，使用上述的光散射法進(jìn)行平均粒度的測(cè)定；有機(jī)溶膠具有體積平均直徑為13.8μm。
在5000rpm下將有機(jī)溶膠離心1小時(shí)，并除去NorparTM12。在室溫下，于具有高空氣循環(huán)量的通風(fēng)櫥中托盤干燥濃縮的有機(jī)溶膠。如上所述，使用DSC測(cè)定玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。有機(jī)溶膠顆粒具有為62.7℃的Tg。
2.通過VAIC在有機(jī)溶膠顆粒上涂覆顏料的干燥調(diào)色劑實(shí)施例2如上通常所述，通過使用振動(dòng)輔助界面涂覆(VAIC)工藝對(duì)固體粘合劑顆粒進(jìn)行涂覆。涂覆步驟如下步驟1)將下面的裝料加到干凈的薄鋁矩形托盤上81g干燥有機(jī)溶膠粘合劑、9g黑色EK8200顏料和200g 0.8-1.2mm結(jié)晶玻璃珠(Hi Bea Ceram C-20，0.8-1.2mm直徑，Hv硬度880Kgf/mm，比重度3.18g/cm3，獲自O(shè)hara Corp.New Jersey，USA)。在該情況下，所有的裝料應(yīng)在流態(tài)化之前加入?？梢岳斫?，相對(duì)于流態(tài)化，添加順序和添加時(shí)間可以改變。
2)托盤被擱置在兩個(gè)揚(yáng)聲器(speakers)的頂部，沒有使用托盤支架。
3)通過目測(cè)檢查，選擇頻率和振幅以獲得材料和媒介的最大量的流態(tài)化，而在托盤的邊上沒有材料損失。注意可使用蓋子，從而可以防止材料從托盤中選出。在操作點(diǎn)上的最佳發(fā)生器頻率是34.5Hz。設(shè)置增幅器為最大輸出。每10-15分鐘，用刮鏟攪拌樣品對(duì)調(diào)色劑進(jìn)行再分布，以確保調(diào)色劑在VAIC涂覆揚(yáng)聲器上均勻暴露。
4)在連續(xù)2小時(shí)的操作后，使用8-英寸直徑，No.35，US標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定篩(500μm標(biāo)稱開口，315μm標(biāo)稱金屬絲直徑，獲自VWR Scientific，USA)對(duì)樣品進(jìn)行篩分，除去被涂覆的調(diào)色劑材料中的玻璃媒介珠。
表1樣品情況介紹

3.調(diào)色劑顆粒評(píng)價(jià)1)通過噴射測(cè)試儀的Q/M將從實(shí)施例2獲得的VAIC涂覆樣品(每個(gè)樣品0.5g)中與載體粉末(9.5g，Canon 3000-4000載體，K101，Type TefV 150/250，Japan)相混合。在低速混合5、15和30分鐘后，使用Toshiba Blow-off測(cè)試儀對(duì)0.2g調(diào)色劑/載體顯影劑進(jìn)行分析，得到每個(gè)顯影劑的荷質(zhì)比(為微庫/克)。至少進(jìn)行三次這樣的測(cè)量，得到平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。為了質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，即，目測(cè)觀察在測(cè)定期間，幾乎所有的調(diào)色劑被從載體中吹掉。對(duì)已知電荷性質(zhì)的調(diào)色劑也進(jìn)行如同測(cè)試校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行。
2)調(diào)色劑粒度將從實(shí)施例2獲得的VAIC涂覆樣品分散在含有1％Aerosol OT(磺基丁二酸二辛酯鈉，鈉鹽，F(xiàn)isher Scientific，F(xiàn)airlawn，NJ)的蒸餾DDI(蒸餾的且去離子的)水中。如上所述，使用Horiba LA-900激光衍射粒度儀來測(cè)定調(diào)色劑粒度。
表2，通過VAIC的干燥調(diào)色劑

如同單獨(dú)地被引做參考一樣，這里所引用的全部專利、專利文件和出版物都引做參考。除非另有陳述，所有的份數(shù)和百分?jǐn)?shù)都為重量，且所有的分子量為重均分子量。上文中給出的詳細(xì)描述僅用于清楚理解。從中可以理解并無不必要的限制。本發(fā)明并不局限于所顯示和描述的準(zhǔn)確細(xì)節(jié)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，明顯的變化也將被包括在權(quán)利要求所定義的本發(fā)明之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，該顆粒包括a)大量聚合物粘合劑顆粒，該顆?；旧喜缓瑤д姷念伭?；和b)涂覆材料，該材料包含至少一種涂覆在聚合物粘合劑顆粒外表面上的帶正電的顏料；其中，調(diào)色劑顆粒的大部分荷質(zhì)比來自帶正電的顏料。
2.帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，該顆粒包括a)大量的聚合物粘合劑顆粒，該顆?；旧喜缓瑤д姷念伭?；和b)涂覆材料，該材料包含至少一種涂覆在聚合物粘合劑顆粒外表面上的帶正電的顏料，所述調(diào)色劑顆?；静缓硗獾碾姾蓪?dǎo)子或電荷控制添加劑。
3.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，其中帶正電的顏料選自三氨基三苯基甲烷、若丹明紅、陽離子染料、苯胺黑顏料、二噁嗪和它們的組合。
4.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，其中帶正電的顏料是已用堿功能化合物進(jìn)行表面處理的顏料。
5.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，其中帶正電的顏料是已用季銨鹽進(jìn)行表面處理的顏料。
6.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，其中聚合物粘合劑顆粒由無規(guī)聚合物形成。
7.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，其中聚合物粘合劑顆粒由包含至少一種兩親接枝共聚物的聚合物粘合劑形成，該兩親接枝共聚物包含一種或多種S材料部分和一種或多種D材料部分。
8.權(quán)利要求1的帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，該調(diào)色劑顆粒在涂覆材料中進(jìn)一步包含另外的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑，其中聚合物粘合劑顆粒基本不含另外的電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑。
9.干燥的正性電照相調(diào)色劑組合物，該組合物包含大量的權(quán)利要求1的帶正電的調(diào)色劑顆粒。
10.權(quán)利要求9的干燥正性電照相調(diào)色劑組合物，其中帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒包含磁性元件。
11.權(quán)利要求9的干燥的正性電照相調(diào)色劑組合物，其中帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆?；旧喜缓判栽?。
12.液體正性液體電照相調(diào)色劑組合物，該組合物包括a)具有貝殼杉脂丁醇值小于約30mL的液體載體；b)分散在液體載體中的大量權(quán)利要求1的帶正電的調(diào)色劑顆粒。
13.權(quán)利要求12的液體正性液體電照相調(diào)色劑組合物，其中帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒包含磁性元件。
14.權(quán)利要求12的液體正性液體電照相調(diào)色劑組合物，其中帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆?；静缓判栽?。
全文摘要
本發(fā)明提供了帶正電被涂覆的調(diào)色劑顆粒，該調(diào)色劑顆粒包含大量聚合物粘合劑顆粒和涂料，該調(diào)色劑顆?；旧喜缓瑤д姷念伭?，該涂覆材料包含至少一種涂覆在聚合物粘合劑顆粒外表面上的帶正電的顏料。在一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒的大部分荷質(zhì)比來自帶正電的顏料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，調(diào)色劑顆粒基本上不含另外電荷導(dǎo)子或電荷控制添加劑。本發(fā)明還提供了包含這些顆粒的電照相組合物。
文檔編號(hào)G03G9/097GK1693999SQ20051006672
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者茲比格紐·托卡斯基, 羅納德·J·莫德賴 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社