專利名稱：載體和顯影劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此公開了載體及其顯影劑組合物，并且更具體地載體包括磁鐵礦，該磁鐵礦在實施方案中具有特定直徑，并且載體具有特定電導率和載體擊穿電壓。同樣，在實施方案中包括顯影劑。在此所述的載體和顯影劑組合物用于許多已知的靜電攝影成像和印刷系統(tǒng)，特別地用于磁圖像特征識別工藝(MICR)。
背景技術(shù)：
在MICR機器中測試的現(xiàn)有顯影劑顯示差的MICR特征，包括差的印刷物特性。此外，已知顯影劑經(jīng)證明展示差的摩擦和At穩(wěn)定性。另外，已知的顯影劑顯示不可接受的顯影劑壽命。此外，已知載體和顯影劑展示不可接受的電導率。
因此，需要顯示優(yōu)異MICR特性的載體和顯影劑，該特性包括改進的印刷物特性。此外，需要顯示改進的摩擦和At穩(wěn)定性的載體和顯影劑。另外，需要具有優(yōu)異顯影劑壽命的載體和顯影劑。此外，需要提供可接受MICR特性的調(diào)色劑。

發(fā)明內(nèi)容
實施方案包括載體組合物，該組合物包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
此外，實施方案包括顯影劑組合物，該組合物包括調(diào)色劑和載體，其中載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-200伏。
實施方案進一步包括顯影劑容納設(shè)備，該容納設(shè)備中包括顯影劑組合物，該組合物包括調(diào)色劑和載體，其中載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
實施方案也包括靜電攝影設(shè)備，該攝影設(shè)備包括顯影劑容納設(shè)備，該容納設(shè)備中包括顯影劑材料組合物，該組合物包括調(diào)色劑和載體，其中載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
具體實施例方式
在此公開了載體組合物，其包括具有載體和調(diào)色劑的顯影劑，其中載體在實施方案中包括具有特定直徑的磁鐵礦，并且其中載體在實施方案中具有特定的載體電導率和載體擊穿電壓。在此所述的載體及其顯影劑在實施方案中顯示改進的MICR特性，包括改進的印刷物特性。此外，此處的載體和顯影劑在實施方案中顯示改進的摩擦和At穩(wěn)定性。另外，此處的載體和顯影劑在實施方案中具有優(yōu)異的顯影劑壽命。此外，此處的載體在實施方案中提供可接受的MICR特性(例如在實施方案中排出速率小于0.5％)。
在實施方案中，調(diào)色劑包括樹脂粒子、磁鐵礦粒子、蠟、電荷增強添加劑和表面添加劑。
更具體地，調(diào)色劑組合物包括樹脂，如苯乙烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯、聚酯等、苯乙烯丁二烯、低分子量蠟，例如約500-約20,000Mw，或約1,000-約7,000Mw(重均分子量)等。在實施方案中，樹脂是苯乙烯丁二烯。樹脂粒子可以采用各種有效數(shù)量存在，如約50-約75wt％，或約60-約70wt％，或約62wt％，包括苯乙烯丁二烯共聚物，如PLIOTONE，并且其中苯乙烯存在的數(shù)量例如為約60-約95wt％，和丁二烯存在的數(shù)量為約5-約30wt％，或約80-約90wt％苯乙烯和約10-約20wt％丁二烯。這些樹脂提供調(diào)色劑，該調(diào)色劑例如不顯示或顯示最小的調(diào)色劑顯影的乙烯基污損(vinyl offset)。
許多合適的顏料可以主要選擇用于增強存在的磁鐵礦的黑顏色。這些顏料包括炭黑，如購自Cabot Corporation and ColumbianChemicals的REGAL330等。炭黑顏料以有效數(shù)量存在，如約1-約5wt％，或約1-約3wt％，基于調(diào)色劑組分的總重量。
調(diào)色劑也可包括磁鐵礦，如針形、八面體、球狀或針形磁鐵礦。磁鐵礦包括氧化鐵(FeO、Fe2O3)的混合物。磁鐵礦在調(diào)色劑組合物中存在的數(shù)量為約20-約40wt％，或約24-約26wt％，或約25-約26wt％。當在1000奧斯特場強下在振動磁強計如VSM155或可比設(shè)備中測量時，調(diào)色劑的剩磁為約7-約14，或約8-約13，或約9-約12.5，或約9-約10emu/g調(diào)色劑。同樣，可以選擇表面處理的磁鐵礦，如購自Toda Kogyo Inc.的那些。這些處理的磁鐵礦可包含涂料，如磷酸鹽、鈦或硅烷偶合劑組分，數(shù)量例如為約0.5-約2wt％?？梢赃x擇的未處理和處理的磁鐵礦的具體例子包括Magnox CorporationMAGNOX B-350和B-353；ISK Magnetics MO-4232、HX-3204、MCX-2096、MO-7029和MO-4431％，或Toda Kogyo CorporationMTA-740或MTA-230。表面處理的磁鐵礦的例子包括7029和4431。在本發(fā)明的實施方案中，磁鐵礦是Magnox B-353。
蠟的分子量為約500-約20,000，并且包括聚乙烯、聚丙烯等、和石蠟等。具體蠟的例子包括重均分子量為約1,000-約3,000的結(jié)晶聚乙烯蠟，例如從Petrolite Corporation獲得的POLYWAX 1,000、2,000和3,000。這些蠟以各種有效數(shù)量存在，例如約3-約9％，或約3-約5％，或約4-約5％。合適蠟的具體例子是比重等于或大于0.93的高度結(jié)晶聚乙烯蠟，并且該蠟購自Petrolite Corporation。
調(diào)色劑可包括電荷控制添加劑。合適電荷控制添加劑的例子是包括如下物質(zhì)的添加劑若丹明6G的不溶性鹽、苯甲酸、2-[6-(乙基氨基)-3-(乙基亞氨基)-3H-呫噸-9-基]乙基酯。
若丹明鹽電荷控制添加劑可以從BASF以FANAL PINK 4830、4680、5460、5480等獲得。電荷添加劑存在的數(shù)量為約0.5-約2wt％，或約0.7-約1wt％。在實施方案中，電荷控制添加劑是FANAL PINK4830，其中X是硅鉬酸鹽。
外表面添加劑混合物包括膠態(tài)二氧化硅，如AEROSIL，或處理的二氧化硅、鈦酸鍶和聚偏二氟乙烯。每種添加劑在調(diào)色劑上存在的數(shù)量為約0.4-約2.0wt％，或約0.45-約1wt％。例子包括WackerHDK 2050 EP，鈦酸鍶如SrTiO3代碼No.218，從Ferro Corporation獲得，并且由庫樂爾特顆粒計數(shù)器測量的平均直徑尺寸為1.3微米；和聚偏二氟乙烯，如購自Autochem的KYNAR 210F或310F。
調(diào)色劑組合物由已知的熔體共混方法，或由擠出制備，通過在制備之后噴射和分級使得調(diào)色劑粒子的平均體積直徑為約5-約12微米，或約8-約10微米，或約9-約9.5微米，或約9.25微米。
對于顯影劑組合物，將調(diào)色劑粒子與載體粒子混合，并且在實施方案中，載體能夠電摩擦呈現(xiàn)與調(diào)色劑組合物相反的極性。因此，可以選擇載體粒子為負極性的，使帶正電的調(diào)色劑粒子能夠粘附到和圍繞載體粒子。載體粒子的說明性例子包括磁鐵礦、鐵粉、鋼、鎳、鐵、鐵氧體(包括銅鋅鐵氧體)、磁性氧化鐵等。在實施方案中，載體是XM-911(帶有涂層的120微米磁鐵礦并可包含其它未知組分)，來自Kanto Denka Kogyo，日本(KDK)?？梢圆捎脦в谢虿粠в型繉拥倪x擇載體粒子。
此外，形狀可以為非球形的載體粒子的直徑通常為約80-約150微米，或約100-約140微米，或約110-約130微米，或約112-約120微米，或約113.9-約115微米，如由Malvern Instruments MasterSizerX測量。
此外，由Xerox Corporation VB/Conductivity Autometer測量的載體粒子擊穿電壓通常為約20-約200，或約55-約145微米，或約82-約124伏。
可以將載體組分與調(diào)色劑組合物采用各種合適的組合混合，例如約2-約6份，或約3-約5重量份調(diào)色劑每約100重量份載體。
載體電導率為約10-8-約10-11，或約10-9-約10-11，或約10-10-約10-11(ohm-cm)-1，如由Xerox Corporation VB/Conductivity Autometer在10伏下測量。
顯影劑在此在Hall流動計上測量的顯影劑流量為約1.54-約2.14，或約1.69-約1.99，或約1.74-約1.94克/秒。
顯影劑電導率為約10-14-約10-10，或約10-14-約10-13，或約3.31×10-14-約1.91×10-14(ohm-cm)-1，如由Xerox CorporationVB/Conductivity Autometer在10伏下測量。
實施例實施例1制備調(diào)色劑通過在班伯里設(shè)備和橡膠密煉機中共混，隨后機械磨擦制備調(diào)色劑，該調(diào)色劑包含61.75wt％苯乙烯丁二烯共聚物，該共聚物包含90wt％乙烯和10wt％丁二烯，從Goodyear Chemicals Corporation以PLIOTONE獲得，和26wt％針形磁鐵礦MAGNOX B-353，數(shù)量為5wt％的高度結(jié)晶聚乙烯蠟POLYWAX 2000，1.0wt％電荷控制劑FANAL PINK 4830，從BASF獲得的若丹明的磷鉬酸鹽，和3wt％從Cabot Corporation獲得的REGAL 330炭黑。在AFG FluidizerBed Jet Mill中的微粉化使調(diào)色劑粒子的體積中值直徑為9.25微米，如由庫樂爾特顆粒計數(shù)器測量。其后，將上述調(diào)色劑粒子在Donaldson B型分級機中分級以除去細粒子，即體積中值直徑小于4微米的那些。獲得的調(diào)色劑粒子的平均體積尺寸或直徑為9.25微米。
隨后，通過在Lodige共混機中共混向獲得的調(diào)色劑粒子表面中加入1.0wt％的WackerChemie GmbH HDK H2050 EP疏水性帶正電二氧化硅、1wt％從Ferro Corporation獲得的鈦酸鍶(代碼218)和0.45wt％聚偏二氟乙烯、從Atochem Inc.of North America獲得的KYNAR 201。
實施例2制備顯影劑組合物通過在4.0％調(diào)色劑濃度，即4重量份調(diào)色劑每100重量份載體下，混合上述配制的調(diào)色劑組合物與載體(120微米磁鐵礦)制備顯影劑組合物。
調(diào)色劑在上述顯影劑中的摩擦帶電由如下方式確定在油漆混合器中振蕩在8盎司廣口瓶中的100克顯影劑15分鐘，然后在法拉第籠設(shè)備中測量調(diào)色劑上的電荷。調(diào)色劑上的電荷測定為正10微庫侖/克。然后向顯影劑中加入另外2.0wt％調(diào)色劑并振動顯影劑15秒，其后在xerox Corporation調(diào)色劑電荷光譜儀設(shè)備中測量調(diào)色劑的電荷分布。電荷譜顯示單一窄峰，表明加入的2.0wt％不帶電調(diào)色劑與現(xiàn)有的調(diào)色劑在15秒或更短時間內(nèi)混合。調(diào)色劑平均電荷分布(Q/D)是0.554 fC/微米，其中Q是調(diào)色劑粒子或粒子上的電荷并且D是粒子直徑。通過Q/D的標準偏差除以Q/D測定的分布寬度是0.684。
實施例3在機器環(huán)境中測試顯影劑組合物上述顯影劑組合物用于將在Xerox Corporation ContinuousFeed DP525/1050 MX Printer設(shè)備中產(chǎn)生的潛像顯影到紙襯底并將圖像熔凝到紙計1.4百萬次復印，每個的面積覆蓋率為4-30％。此外，此測試在60-80和20-80％相對濕度的溫度和濕度條件下進行。顯影劑帶電性能(At)為約30-約50范圍，并且在整個測試中任何給定的環(huán)境中基本恒定，即1.4百萬次復印，如由調(diào)色劑摩擦電荷和調(diào)色劑在顯影劑中的濃度的周期性測量確定。例如，在整個此測試中從如下計算確定的At值保持為約30-約50，即一加調(diào)色劑濃度(TC)乘電荷Q/M的積，At＝(1+TC)*Q/M。例如，約8微庫侖/克的電荷和約4％的調(diào)色劑濃度得到約40的At值。
熔凝的圖像，即在其上具有磁性特征的個人檢查，具有優(yōu)異的質(zhì)量，即檢查特征具有約1.0-約1.3的高光學密度(實心區(qū)域圖像光學密度)，如在Macbeth Densitometer上測量和調(diào)色劑在背景區(qū)域中的非常低顯影，即最小背景沉積物。感光體的周期性目視顯微鏡檢查表明沒有調(diào)色劑影響感光體的證據(jù)，如在一毫米或更小的小條紋中，即對于1.4百萬次復印不存在不希望的彗星狀物。Xerox Corporation測試打印機清潔子系統(tǒng)的檢查表明沒有其組件的過度磨損。
當從上述顯影劑制備的500個檢驗物(check)通過IBM 3890閱讀器/分類器時，到書寫和閱讀頭上保護箔的調(diào)色劑污損不存在，如由目視顯微鏡檢查證明，并且在檢驗物上不存在圖像玷污。這些檢驗物重復通過IBM 3890另外19次，其后在保護箔的檢查時，證明僅存在輕微污染。
權(quán)利要求
1.一種載體組合物，其包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中所述載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的載體組合物，其中所述直徑為約100-約140微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的載體組合物，其中所述載體電導率為約10-9-約10-11(ohm-cm)-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的載體組合物，其中所述載體組合物進一步包括涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的載體組合物，其中所述載體擊穿電壓為約55-約145伏。
6.一種包括調(diào)色劑和載體的顯影劑組合物，其中所述載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中所述載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的顯影劑組合物，其中所述調(diào)色劑包括苯乙烯丁二烯樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的顯影劑組合物，其中所述載體和所述調(diào)色劑存在的數(shù)量為約2-約6重量份調(diào)色劑每約100重量份載體。
9.一種顯影劑容納設(shè)備，其中包括顯影劑組合物，該顯影劑組合物包括調(diào)色劑和載體，其中所述載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中所述載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
10.一種包括顯影劑容納設(shè)備的靜電攝影設(shè)備，該顯影劑容納設(shè)備中包括顯影劑組合物，該顯影劑組合物包括調(diào)色劑和載體，其中所述載體包括直徑為約80微米-約150微米的磁鐵礦，并且其中所述載體的載體電導率為約10-8-約10-11(ohm-cm)-1和載體擊穿電壓為約20-約200伏。
全文摘要
含有直徑為約80微米－約150微米的磁鐵礦的載體組合物，并且其中載體的電導率為約10
文檔編號G03G15/00GK1916776SQ200610114948
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者P·K·安格拉, M·L·格蘭德, Z·M·馬蘇茨, J·H·羅維, J·S·沃爾特斯 申請人:施樂公司