有机调色剂组合物的制作方法

专利名称：有机调色剂组合物的制作方法
背景技术：
这里一般地公开了有机调色剂和显色剂组合物，更具体地说，是有机调色剂组合物，它包括磁性、单一组分、两组分和着色的有机调色剂组合物，后者含有也起着脆化剂作用的增容剂以及至少一种蜡组分，其中脆化剂可以增加有机调色剂组分的粉碎速率，比现行生产有机调色剂的粉碎速率高出多达84％，从而减少了制造费用。增容剂，例如，可以使蜡相基本上充分地分散在树脂相中；当蜡不能很好地分散在有机调色剂中时，它将在加工过程中被除去并包含在最终产物中，但在熔融的亚体系中不能充分展现其剥离功能。在一些实施方案中，这种有机调色剂组合物可包含聚合物、色料、蜡、蜡增容剂/脆化剂、有机调色剂添加剂，诸如电荷增进添加剂、表面添加剂等；还有，有机调色剂中可以含有两种聚合物，并且在一些实施方案中含有大约2至大约10种聚合物，包括例如，第一种树脂、第二种交联的树脂、蜡组分和增容剂组分。在一些实施方案中，有机调色剂组合物包括树脂颗粒，后者包含第一种树脂和第二种交联的树脂颗粒，组合物中还包括色料，诸如颜料颗粒，蜡组分，诸如聚烯属烃类如聚丙烯蜡、聚乙烯蜡以及它们的混合物，以及增容剂，诸如一种共聚物、均聚物、芳香族共聚物，更具体地说，是可从三井化学品公司买到的FTR系列产品，诸如FTR-1625F，和FMR系列产品，诸如FMR-0150，这些聚合物是，例如，甲基苯乙烯均聚物、甲基苯乙烯共聚物、含有芳香族单体和甲基苯乙烯共聚物的聚合物、含有芳香族纯净单体和甲基苯乙烯脂肪族共聚物的聚合物、芳香族纯净聚合物、芳香族纯净单体/芳香族单体共聚物等。所有这些均可从三井化学品公司作为零级系列、2,000系列、6,000系列、7,000系列、8,000系列、FMR系列和FTR系列中的产品买到。更具体地说，可选择用作本发明有机调色剂的增容剂的是被说明于美国专利5,927,547中的那些。
按照本发明的公开内容，这里也提供了带正电荷和带负电荷的有机调色剂组合物，它包括树脂颗粒、色料颗粒、蜡组分诸如低分子量的聚乙烯蜡、聚丙烯蜡以及它们的混合物、一种如这里说明的增容剂/脆化剂，电荷增进添加剂和表面添加剂诸如胶体硅石、金属氧化物等。此外，这里也说明了显色剂组合物，它包括上述有机调色剂和载体颗粒。进一步，在本发明的一些实施方案中，提供了单组分的有机调色剂组合物，它包含树脂颗粒、磁性组分诸如磁铁矿、蜡组分诸如聚丙烯蜡、这里已经说明的增容剂组分、以及任选地已知有机调色剂添加剂。
公开的这种有机调色剂和显色剂组合物，可用于一些已知的静电记录成像和印刷系统中，特别是那些在有机调色剂中存在蜡的体系中，以及其中在实施方案中有机调色剂具有宽广的熔化范围、例如熔化范围为大约100℃的体系中，该熔化范围是指通常选择用来在纸上固定有机调色剂颗粒的最低固定温度，例如，约为100℃至大约170℃，与热的胶版温度，例如约180℃至大约250℃之间的温度范围。公开的显色剂组合物可以提供具有低表面能和低摩擦系数的有机调色剂图像，这些性质使纸张能有效地从熔化器辊上剥离并使图像污染得以减少。进一步，这种显色剂组合物具有长时期稳定的电学性质，用这些组合物，例如，在有机调色剂摩擦生电的充电值方面不会有基本的变化。
背景技术：
在美国专利5,229,242中，说明了一种有机调色剂组合物，它包含第一种树脂颗粒，第二种交联的树脂颗粒，颜料，蜡组分颗粒和一种增容剂，后者含有接枝共聚物或嵌段共聚物；并且其中这种增容剂具有式子A-b-B、A-b-B-b-A或A-g-B，其中A-b-B是有2链段的嵌段共聚物；A和B、A-b-B-b-A是有3个链段的嵌段共聚物；A-g-B是具有链段A和B的接枝共聚物，并且其中蜡组分基本上被保留在有机调色剂组合物中。
把聚烯烃或其它蜡类包含在有机调色剂中，含带来各种问题。例如，当把聚丙烯蜡包含在有机调色剂中以增进有机调色剂从热的熔化辊上的剥离能力、或改进固定的有机调色剂影像的润滑性时，蜡可能不会很好地分散在有机调色剂树脂中。结果，当，例如，有机调色剂树脂，和色料，在一台流体动力磨中进行粉碎的过程中，游离的蜡颗粒即可能释出，同时粉碎速率也可低于所需的值。蜡在有机调色剂树脂中的不良分散，以及因此导致的蜡的损失，将损害设计时想赋予它的剥离功能。例如，在静电复印显色的有机调色剂固定区域由剥离器机械手所导致的抓痕，就可能是由不良剥离所造成的结果。进一步，保留在显色剂中的游离的蜡会在静电复印设备中存在的起爆辊上集结从而引起硬件故障。
用这里说明的有机调色剂组合物和工艺，在其实施方案中，可将上述的一些问题及其它问题消除或减少。蜡颗粒的释出是，例如，在有机调色剂机械掺合一步中不良的蜡分散状况造成的结果。所有的添加剂都应当在主要的有机调色剂树脂中分散良好，以便把它们的特定功能赋予有机调色剂，并从而赋予显色剂。对于某些添加剂而言，诸如蜡类，如聚丙烯，VISCOL 550PTM，它们在熔融混合过程中成为分开的熔融相，而蜡和树脂间粘度的相差可达几个数量级，从而导致难于减小蜡相区域结构的大小。不良的蜡分散状况更根本的理由是由于这些聚合物之间内在的热力学不相容性。树脂和蜡之间的Flory-Huggins相互作用参数一般是正值(排斥性)并且数值很大，从而使界面能保持很大的数值，它有利于分相成为大的区域结构以便减小界面的面积。在某些型式的混合器、诸如已知的Banbury混合器中，机械掺合有机调色剂配方取得了一定程度的成功，在那种情况下，熔融温度可维持在低水平，并且聚合物粘度相差得也不是那么远。然而，在复合型挤压机中，由于其熔融温度一般较高，因此仍难于产生出有效地蜡分散物。包括这里公开的增容剂/脆化剂，后者是设计用来基本上克服不同聚合物之间内在的不相容性的，更具体地说，是克服有机调色剂树脂和蜡之间的不相容性的，这就拓宽了加工温度范围，并使有机调色剂制备在大多数设备，例如一台挤压机中，都得以实施。热力学混溶性方面的改进也为第二种聚合物相，诸如蜡，在立体树脂中提供了更稳定的分散，使之在长时间内不致发生显著的分相作用。
公开的有机调色剂，在其实施方案中，有一些特别的优点，包括改进了有机调色剂树脂颗粒的分散，特别是在树脂和蜡的混合物中；改进了蜡在有机调色剂中的分散，从而消除了蜡从有机调色剂中、在有机调色剂制造工艺的粉碎操作中以游离蜡颗粒的形式不合乎需要的释出，并继而由这些游离的蜡颗粒污染了静电复印机的亚系统；优点还有避免/减少了由于不良的蜡分散所导致的粉碎速率的降低；维持了所需的蜡在有机调色剂中的浓度，从而增进由融化辊上的剥离过程并避免了不希望有的由剥离器机械手引起的抓痕；在有机调色剂制造工艺的机械掺合步骤中提供宽广的操作范围；并使有机调色剂在一些装置中，包括在挤压机中的有效机械掺合得以完成。此外，这种脆化剂/增容剂也增加了有机调色剂的粉碎速率。
发明概述公开内容中的其它一些特色是提供了有机调色剂和显色剂组合物，它们在一些装置、包括挤压机中能完成树脂和蜡组分改善的分散状况。
还有，公开内容的另一个特色是涉及提供带有增容剂的有机调色剂和显色剂组合物，其中得到的有机调色剂避免或者减少了不合乎需要的颗粒的产生，这些颗粒包含在有机调色剂制备过程中的次要聚合物组分中。这些颗粒可损害为次要聚合物组分设计时打算赋予它的功能。
公开内容的进一步的特色是，有机调色剂的机械掺合操作，可以在比蜡组分的熔点以上高出50℃的熔融温度下完成，从而使它除了低熔融温度混合工艺使用的设备诸如Banbury混合器以外还能使用其它大多数设备。
公开内容中还有另一个特色是，在有机调色剂中的次要聚合物相将会保持稳定，在实施方案中明显的分相现象，具体地在例如长达六个月的延长时期内，不会发生。
公开内容中的另一个特色，在于在有机调色剂中提供了一种具体的聚合物脆化组分，该有机调色剂中存在不相混溶的聚合物，包括至少一种蜡组分，该聚合物可具有明显的链段或嵌段，每段与选定的有机调色剂树脂或有机调色剂聚合物当中的一种相配伍，特别是当选定了两种有机调色剂聚合物、其中之一是交联的聚合物的情况下。
这里说明的方面包括一种有机调色剂，它包含树脂、色料、蜡和芳香烃增容剂；一种有机调色剂，它包括树脂、色料、一种共聚物增容剂，该共聚物是由苯乙烯单体和一种茚单体产生的，并且该增容剂包含FMR-0150和FTR-6125F；
FMR-0150 FTR-6125F；一种有机调色剂，它包括树脂、色料、蜡和异丙烯基甲苯/茚共聚物，并且该共聚物具有约900至约7,000的重均分子量；一种异丙烯基甲苯/茚的共聚物，该共聚物具有约1,000至约4,000的重均分子量；一种异丙烯基甲苯/茚的共聚物，该共聚物具有约2,000至约6,000的重均分子量；并且其中该有机调色剂任选地进一步含有氧化硅、氧化钛和硬脂酸锌这类添加剂；有机调色剂组合物，它含有树脂颗粒、包含磁铁矿的颜料颗粒、蜡以及一种增容剂，该增容剂也可起着脆化剂组分的作用，并且更具体地说，该组分是一种苯乙烯单体和基于茚的单体的聚合物或共聚物；一种有机调色剂组合物，它含有第一种树脂颗粒、第二种交联的树脂颗粒、色料颗粒、低分子量的蜡，如聚丙烯和聚乙烯、诸如那些可从日本三洋化学品公司买到的商品VISCOL 550PTM和VISCOL 660PTM等。以及这里说明的聚合物增容剂；带正电荷的有机调色剂组合物，它含有树脂颗粒、颜料颗粒、低分子量的蜡类、增容剂和电荷增进添加剂；显色剂组合物，它含有上述有机调色剂和载体颗粒；显色剂组合物，它包含有机调色剂组合物，后者含有第一种树脂颗粒如一种苯乙烯丁二烯树脂，第二种交联的树脂，如用已知组分诸如二乙烯基苯交联的苯乙烯甲基丙烯酸甲酯，颜料颗粒诸如磁铁矿，炭黑或它们的混合物，低分子量的蜡类，诸如聚乙烯和聚丙烯，如那些可从日本三洋化学品公司买到的商品如VISCOL 550PTM和VISCOL 660PTM，这里说明的增容剂/脆化剂或它们的混合物，有机调色剂表面添加剂，以及任选的电荷增进添加剂，和载体颗粒。作为上述组合物的载体组分，可选择一些已知的材料如钢、铁或铁素体，特别是在它们上面有聚合物涂布物的。
选择用于公开的有机调色剂和显色剂组合物中的、合适的有机调色剂树脂的说明性实例，并以各种有效量存在，诸如按重量计约70％至按重量计95％，包括基于苯乙烯的树脂，如苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯甲基丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯、聚酯类、聚酰胺类、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、聚烯烃类、乙烯基树脂、二羧酸和包含二酚的二醇类的聚合酯化反应产物；交联的树脂；以及它们的混合物和别的合适的已知树脂类。
作为一种有机调色剂树脂，可以选择二羧酸和包括二酚的二醇类的酯化反应产物，该组分被说明于美国专利3,590,000中。其它有机调色剂树脂包括苯乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯/丙烯酸酯共聚物，和苯乙烯/丁二烯共聚物，特别是在上述专利中说明的那些；以及具有高苯乙烯含量、即超过按重量计约80％至85％苯乙烯的苯乙烯丁二烯树脂，该树脂可从Goodyear化学品公司，以商品名称PLIOLITES和PLIOTONES买到；由双酚A和氧化丙烯反应，接着把得到的产物与富马酸反应获得的聚酯树脂；以及由对苯二甲酸二甲酯、1，3-丁二醇、1，2-丙二醇和季戊四醇反应产生的带支链的聚酯树脂；挤塑树脂，诸如那些说明于美国专利5,376,494；5,401,602；5,227,460和5,352,556中的树脂。在实施方案中，这种有机调色剂包含树脂的混合物，例如，由第一种树脂如这里已说明的苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯甲基丙烯酸酯、或具有高苯乙烯含量的苯乙烯丁二烯，以及第二种树脂，后者包含交联的苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物所组成的混合物。上述由第一种和第二种树脂所组成的混合物中可含有各种有效数量的每种树脂，例如，约50至约90、优选约70重量％的第一种树脂如苯乙烯丁二烯，和约50至约10、优选约30重量％的第二种树脂如，用二乙烯基苯交联的树脂。
许多众所周知的合适颜料可被选作有机调色剂颗粒中的色料，包括例如炭黑，如REGAL 330、BLACK PEARLS、VULCAN等，苯胺黑染料、苯胺蓝、酞菁衍生物、磁铁矿以及它们的混合物，青色、品红、黄色和其它已知的着色颜料。这种颜料、优选炭黑，应以充分的数量存在，以使有机调色剂着色，从而允许形成清晰可见的影像。一般，颜料颗粒存在的量基于有机调色剂总重量计算约为按重量计2％至约20％，优选约5至约10重量％，然而在实施方案中也可能选用更少或更多的颜料颗粒的数量。
当色料颗粒包含已知的磁铁矿，包括那些市售产品如MAPICOBLACK时，它们通常在有机调色剂组合物中存在的量为按重量计约10％至按重量计约70％，优选按重量计约10％至按重量计约30％。另外，也可选择炭黑或等价颜料和磁铁矿的混合物来作为颜料颗粒，该混合物，例如，可包含按重量计约6％至约70％的磁铁矿，以及按重量计约2％至约15％的炭黑。
更具体地说，色料，诸如染料、颜料和它们的混合物在有机调色剂中存在的有效数量为，例如，按有机调色剂组分的重量计算的约1至约25％，更具体地说，其含量为约2至约12重量％，包括炭黑如REGAL330；磁铁矿诸如Mobay磁铁矿MO 8029TM，MO 8060TM，Columbian磁铁矿；MAPICO BLACKSTM和表面处理过的磁铁矿；可从Paul Uhlich& Company，Inc.，买到的颜料蓝1TM，可从安大略省多伦多的DominionColor Corporation，Ltd.，买到的颜料紫1TM、颜料红48TM、柠檬铬黄DCC 1026TM，E.D.N-酰基甲苯胺红TM和β-萘酚红CTM；NOVAPERM黄FGLTM，Hoechst公司的HOSTAPERM桃红ETM；也可选择其它已知的色料，诸如Levanyl黑A-SF(Miles，Bayer公司)和Sunsperse炭黑LHD 9303(太阳化学品公司)以及有色的染料诸如Neopen蓝(BASF公司)、Sudan蓝OS(BASF公司)PV坚牢蓝B2G01，Sudan橙G(Aldrich公司)，Sudan橙220(BASF公司)，Piliogen橙3040(BASF公司)，Lithol坚牢黄0991K(BASF公司)，Paliotol黄1840(BASF公司)，Neopen黄(BASF公司)，Novoperm黄FG1(Hoechst公司)，永固黄YE 0305(Paul Uhlich公司)，Fanal桃红D4830(BASF公司)，Cinquasia品红(杜邦公司)，Lithol猩红D3700，(BASF公司)，N-酰基甲苯胺红(Aldrich公司)，供热塑塑料NSO PS PA用的猩红染料(加拿大的Ugine Kuhlmann公司)，E.D.N-酰基甲苯胺红(Aldrich公司)，Lithol玉红有机调色剂(Paul Ulich公司)，Lithol猩红4440(BASF公司)，Bon红C(Dominion染料公司)，皇家亮红RD-8192(Paul Uhlich公司)，Oracet桃红RF(Ciba-Geigy公司)，Paliogen红3871K(BASF公司)，Paliogen红3340(BASF公司)和Lithol坚牢猩红L4300(BASF公司)。
可以选择各种已知有效的正或负电荷增进添加剂并入到这里公开的有机调色剂组合物中，更具体地说，其含量为按重量计0.1至约10％，还更具体地是约1至约3％。这类添加剂的实例包括季铵盐化合物，如烷基吡啶鎓卤化物；烷基吡啶鎓类化合物，参照美国专利4,298,672，有机硫酸盐和磺酸盐组合物，参照美国专利4,398,390，鲸蜡基吡啶鎓四氟硼酸盐；二硬脂基二甲基铵甲基硫酸盐；铝盐诸如BONTRON E84TM或E88TM(Hodogaya化学品公司)；等。
还可以和这里公开的有机调色剂组合物掺合在一起的，有一些有机调色剂添加剂，诸如外部添加剂颗粒，包括助流剂添加剂，后者通常是存在于有机调色剂的表面上。这些添加剂的实例包括金属氧化物如氧化钛、氧化锡、它们的混合物等；胶体硅石，诸如AEROSIL，金属盐类和脂肪酸的金属盐类包括硬脂酸锌、氧化铝、氧化铈以及它们的混合物，该添加剂一般存在的量为按重量计约0.1％至约5％，优选按重量计约0.1％至约1％。有一些上述添加剂已被说明于美国专利3,590,000和3,800,588中；涂布的硅石，美国专利6,214,507。
具有低分子量的蜡类，例如分子量约1,000至约20,000、更具体地，分子量约1,000至约7,000的蜡类的实例，包括那些已在英国专利申请1,442,835和这里叙述的合适的美国专利中说明的那些，诸如聚乙烯、聚丙烯等，特别是VISCOL 550PTM和VISCOL 660PTM。上述蜡类，在许多情况下可从日本三洋化学品公司买到，可以各种不同的有效数量存在于有机调色剂中，诸如例如，按重量计约0.5至约10％，优选按重量计约3至约7％。蜡的功能实例有增进熔化后纸张的剥离，提供带有润滑性的熔化的有机调色剂图像。当蜡从有机调色剂中释出并分离时，就可能降低这些功能。还有，在有机调色剂中的蜡分散不良时，会使有机调色剂的粉碎速率降低，并且游离的、保留在有机调色剂中的蜡会聚集在复印机清洗装置内部，从而引起机器故障。在实施方案中用这里说明的有机调色剂可以避免或减少这些缺点和其它缺点。
增容剂可以选择各种有效用量，诸如约1至约20、更具体地是由约2至约10重量％，还更具体地是由约0.5至约8重量％或按重量计由约1至约8％，并且该增容剂也可以起到脆化剂的功能，这些增容剂包括异丙烯基甲苯和茚的共聚物(FMR-0150)、异丙烯基甲苯和C5馏出物的共聚物(FTR-6125F)等，参照美国专利5,972,547，其公开内容全部在此引入作为参考。
这里公开的有机调色剂和显色剂组合物的进一步的方面是，其中可存在一种线型聚合物醇组分，它含有完全饱和的烃类骨架，其中至少80％的聚合物链是终止在带有羟基的一条链端上，该醇可用下式表示CH3(CH2)nCH2OH其中n的数值为约30至约300，优选约30至约100，该种醇可从Petrolte Corporation买到。特别优选的聚合物醇包括那些上式中n值为约30至约50的醇类。这样，在公开的实施方案中选择的聚合物醇具有约大于450至约1,400的数均分子量，优选约475至约750的数均分子量，如可用气相色谱所测定的那样。更具体地说，这种聚合物醇类可以存在的量为按重量计约0.05至约20％。这样，例如，作为内部添加剂这种聚合物醇类存在的量为按重量计约0.5％至按重量计约20％，而作为外部添加剂这种聚合物醇类存在的量为按重量计约0.05％至按重量计稍为低于5％。内部存在有蜡类的有机调色剂和显色剂组合物是通过最初把有机调色剂颗粒、颜料颗粒、聚合物醇类和其它任选的组分掺合在一起而配制出来的。相反，当聚合物醇类是作为外部添加剂存在时，有机调色剂组合物是先把包括例如树脂颗粒和颜料颗粒配制在一起，然后再往其中加入细分状态的聚合物醇类。
可以选择用来与公开的有机调色剂组合物混合的载体颗粒的说明性实例，包括那些能通过摩擦生电而获得与有机调色剂颗粒相反极性的电荷的颗粒。按此，载体颗粒可以这样选择，即让它带有负极性电荷，从而能使带正电荷的有机调色剂颗粒粘附并围绕着载体颗粒。任选地，也可以选择带有正极性的载体颗粒，并使有机调色剂组合物带负极性电荷。可以选择的已知载体颗粒的说明性实例包括颗粒状的锆石、颗粒状的硅、玻璃、钢、镍、铁、铁素体、如铜锌铁素体，可从Steward化学品公司买到等。载体颗粒可包括那些其上有已知涂布物的，如涂有氟代聚合物的，诸如KYNAR、聚甲基丙烯酸甲酯等。可以选择的具体涂布物的实例包括氯乙烯/三氟氯乙烯共聚物，这种涂布物在其中含有导电性颗粒，诸如炭黑。其它涂布物包括氟代聚合物，诸如聚1，1-二氟乙烯树脂，聚(氯三氟乙烯)，氟代乙烯和丙烯的共聚物；苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和硅烷诸如三乙氧基硅烷的三元共聚物，参见美国专利3,467,634和3,526,533；聚四氟乙烯；含氟的聚丙烯酸酯类和聚甲基丙烯酸酯类；氯乙烯和三氯氟乙烯的共聚物；以及其它已知的涂布物。也可被选作载体组分的包括带有混合物的芯，特别是其上有两种聚合物涂布物的，参看美国专利4,937,166和4,935,326。
虽然载体颗粒的直径可以变化，但一般说来它们的直径约为50微米至约1,000微米，优选约75至约200微米，从而允许，例如，这些颗业具有足够的密度和惯性，以免在显色过程中被粘附到带静电的图像上。载体颗粒可以各种合适的组合与有机调色剂颗粒混合在一起，诸如按载体重量计每份有机调色剂用约1至约3份载体至约100份至约200份载体。
这里公开的有机调色剂组合物，可通过一些已知的方法来制备，包括把有机调色剂树脂颗粒、颜料颗粒或色料、增容剂/脆化剂、任选的添加剂和聚合物蜡类进行机械掺合和熔体掺合，接着进行包括分粒的机械磨耗。其它方法包括那些在本领域中众所周知的方法，诸如喷雾干燥、机械分散、熔体分散、分散聚合、和悬浮物聚合。有机调色剂颗粒通常被粉碎、分级，从而提供平均体积颗粒直径为约7至约25微米、优选约10至约15微米的有机调色剂，如用库乐尔特颗粒计数器所测定的那样。这种有机调色剂也可以在一台复合型挤压机诸如正转固定双累杆挤压机中制备，该型机器由新泽西州Werner &Pfleiderer Company of Ramsey提供。包含增容剂可以，例如，改善初级和次级聚合物相之间的热力学相容性。结果，次级聚合物可被分散进入对初级树脂具有改进粘合性的较小区域结构尺寸的蜡类中。较小的区域结构尺寸和优良的对于初级有机调色剂树脂的粘合性将防止或减少在粉碎过程中次级蜡聚合物分离成各别颗粒。进一步，即使在高的熔融温度、例如在蜡组分熔点以上约50℃的温度下，这时由于聚合物粘度间的巨大差别使机械掺合已很难进行，但增容作用仍能起作用。这一优点增加了机械掺合操作的工艺范围。包含增容剂/脆化剂的优点还不仅限于机械掺合过程；例如，在其它已知的制备方法中可以实现改进的分散和粘合。还有，通过包含有效量的增容剂/脆化剂，高浓度的蜡，诸如高达例如按重量计10％，更具体地为按重量计约5至约7％的蜡，能够被有效地分散到有机调色剂中。
公开的这种有机调色剂和显色剂组合物可被选择用于在其中含有，例如，普通的光感受器，诸如硒和硒合金的静电记录成像系统中来显色图像。特别是在选择带正电荷的有机调色剂组合物时，包含传输层和光生层的层状光感应装置也是有用的，参看美国专利4,265,990；4,585,884；4,584,253和4,563,408。
公开的这种有机调色剂和显色剂组合物可具体地用于这样的静电记录成像设备中，它包含一个显影区域，后者位于电荷传输装置和测量电荷装置之间，这种成像设备被说明于美国专利4,394,429和4,368,970中。
实施例I一些有机调色剂组合物，含有按重量计约80％至约90％部分交联的丙氧基化双酚A富马酸酯(LEX)，(约40％交联的和约60％未交联的)或交联的聚酯树脂，它含有按重量计约60％丙氧基化双酚A富马酸酯的线型聚酯以及按重量计经40％交联的丙氧化双酚A富马酸酯，按重量计约3％至约7％的聚丙烯蜡，其Mw约为660，可从日本三洋化学品公司以商品名称VISCOL 660PTM买到，按重量计5％的REGAL 330炭黑，按重量计0至约10％的增容剂/脆化剂，后者包含异丙烯基甲苯/茚共聚物，其Mw约为2,040，Mn约为1,190，可从日本三井化学品公司买到；有机调色剂是把上述组分用一台Werner & Pfleiderer ZSK25和ZSK40型双螺杆挤压机，在转筒温度设定为约130℃至约160℃的条件下，进行机械混合而制备的。在用已知的方法粉碎并分粒之后，即获得有机调色剂颗粒，其体积平均直径为大约9微米，是用库乐尔特颗粒计数器测量的。加入上述增容剂使粉碎速率增加约40％至约80％。研磨速率的增加是由Alpine AFG 200研磨机的进料速度来测量的；参照表1，其中列出了粉碎速率的增加数据，是相对地一种作为对照物的有机调色剂测量的，该对照物含有按重量计87％部分交联的丙氧基化双酚A富马酸酯LEX，一种交联的聚酯树脂，它含有按重量计约60％的丙氧化双酚A富马酸酯的线型聚酯，和按重量计约40％交联的丙氧化双酚A富马酸酯，按重量计5％的聚丙烯蜡，其Mw为大约660，可从日本三洋化学品公司以商品名称VISCOL 660PTM买到，按重量计5％的REGAL 330炭黑，按重量计3％的蜡增容剂，后者含有乙烯一甲基丙烯酸缩水甘油基酯共聚物，商品名称AX-8840，可从宾夕法尼亚州费城的Atofina化学品公司买到。
表1粉碎速率增加

*供对照的有机调色剂中用已知的AX8840产生的蜡分散物用蜡分散指数的值来量化表示，参见表2。这一数值是通过用DSC测量首批通过分粒的细粉中的蜡含量，并用DSC测量最终产物中的蜡含量而获得的。细粉是＜5微米分布的小颗粒，它们在分粒过程中被除去。最终的有机调色剂产物颗粒具有9±1微米的大小分布。分散指数是指这两个测量值之差被这两个测量值之和所除得到的值。
表2蜡分散值对FTR-6125F浓度

在表2中列出的大的蜡分散指数WDI数值，诸如0.34、0.47和0.48，指示出差的蜡分散情况，因为大部分的蜡通常和细粉一道被除去，从而在最终有机调色剂产品中已基本不存在蜡。
随后，制备了一种显色剂组合物，即在一台Littleford M5R型掺合机中把上述配方的有机调色剂组合物与上述流行的生产载体，按5.2％有机调色剂浓度、即按重量计每100份载体用按重量计5.2份的有机调色剂，进行混合；所用载体含有带涂布物的钢芯，后者表面涂布有0.8重量％的聚1，1-二氟乙烯和带炭黑的聚甲基丙烯酸甲酯。
一些制备好的有机调色剂在一台Xerox Corporation DC 408型复印机上进行了试验运行，速度为每分钟75页。试验的第一种有机调色剂在一台Werner and Pfleiderer公司生产的ZSK-25型超级混合器中在设定转筒温度为130℃的条件下熔融混合。这种有机调色剂含有86％ LEX树脂、4％ 660P蜡、5％FTR-6125F和5％ REGAL 330炭黑。在颗粒大小降低并分粒以后，往这种有机调色剂中加入外部添加剂，即2.8％二氧化硅、2.1％二氧化钛、以及0.24％硬脂酸月桂酸锌。含5.2％有机调色剂及平衡到100％的载体(钢芯)组成的显色剂通过在一台Littleford M5R型掺合器中混合上述有机调色剂来制备。然后产生有机调色剂补充墨盒，该墨盒中含有以12∶1的比率制备的上述有机调色剂和载体的掺合物，即12份有机调色剂对1份载体，接着在XeroxCorporation DC 480型复印机上以每分钟75页的运行速率进行试验，共复印约80,000份复印件。这一试验涵盖了范围宽广的气候条件，从65°F、10％相对湿度到80°F、80％相对湿度。基于机器运行对于气候变化和摩擦/有机调色剂浓度范围的应答。可知维持机器工艺过程控制的能力是优良的。工艺过程控制是指，例如，DC 480型机器维持有机调色剂浓度在约3％至约7％，摩擦生电空间为约14微库伦/克至约37微库伦/克的能力。
第二种有机调色剂的机上试验如上所述是用含有82％LEX树脂、5％(按重量计)660P蜡、5％REGAL 330炭黑和8％FTR-6125F的有机调色剂来进行的。这些组分在一台Werner and Pfleiderer公司生产的ZSK-40超级混合器中，在设定转筒温度为140℃的条件下熔融混合。有机调色剂如这里说明的那样制备并包括外部添加剂、补充剂和显色剂。补充剂和显色剂按这里说明的方法制备。用一台XeroxCorporation生产的DC 490型复印机以每分钟90页的运行速度复印80,000份复印件，用与上面相同的气候条件，得到与对照用有机调色剂对于气候变化和有机调色剂浓度/摩擦应答的相似结果。
性能通过机器对于维持工艺过程控制的能力来鉴别像这里所描述的那样，对第三种有机调色剂进行机上试验，该有机调色剂包含80％LEX、5％ 660P型蜡、5％ REGAL 330炭黑和10％FTR-6125F。这些组分在一台Werner and Pfleiderer公司生产的ZSK-25型超级混合器中、在设定转筒温度为140℃的条件下熔融混合。在一台Xerox Corporation生产的DC480复印机上、在实验室的周围条件、即大约72°F、55％相对温度至74°F、42％相对湿度下，以每分钟75页的复印速率复印约20,000份复印件。这种有机调色剂的性能相对于供对照的有机调色剂(不含芳香烃)而言，在有机调色剂浓度/摩擦应答方面是优良的，在工艺过程控制方面也是优秀的，与上面第二种有机调色剂类似。
实施例II通过重复实施例I的过程制备一种有机调色剂，并在Werner &Pfleiderer ZSK-40双螺杆正(运)转挤压机中，在转筒设定温度为大约120℃至大约130℃的条件下，机械混合这些有机调色剂成份。这种有机调色剂组合物与实施例I的不同之处，在于用选定的树脂来代替LEX，该树脂为具有37％凝胶/交联值的交联聚酯双酚A氧化丙烯富马酸酯聚合物，该有机调色剂还包含4.6％ R330炭黑、4.6％ 660P型蜡、2.8％ AX8840，并且这种增容剂/脆化剂包含按重量计8％的含有异丙烯基甲苯(IPT)和茚单体的聚合物，可以商品名称FMR 0150从日本三井化学品公司买到。这种聚合物类似于也由三井公司供应的FTR-6125F，其中茚单体取代了C4-C5馏出液单体。两种聚合物的性能特性是相似的。在目前的实施例中，FMR被加到包含增容剂的出口控制材料配方的顶部。
用实施例1中说明的方法测定的蜡分散指数，对这种有机调色剂是0.04，显示出优良的蜡分散情况。

粉碎和分粒之后，即获得了体积平均直径为大约9微米的有机调色剂颗粒，该直径是用库乐尔特颗粒计数器测量的。按重量计加入8％FMR-0150导致粉碎速率相对于对照的有机调色剂而言增加了大约30％，该对照物含有87％聚酯、5％ R330炭黑，5％ 660P型蜡和3％AX8840。
含有8重量％FMR的有机调色剂和上述含0％ FMR的对照用的有机调色剂以及电荷增进添加剂，按100份有机调色剂对2.8份胶体硅石、2.1份涂布的胶体硅石(胶体硅石有市售，涂布的和其它硅石被说明于美国专利6,190,815和6,214,507，其公开内容全部在此引入作为参考)、0.24份硬脂酸锌的比率，在一台高强度立式掺合机中掺合在一起。然后把掺合好的有机调色剂混入标准的显色剂中。然后通过显色剂掺合物在0、15、30和60秒时的电荷分布分析来评估电荷增进·电荷评估参数有摩擦(Q/M)、校正的错误符号(CWS)以及校正的低电荷(CLC)。
参照下面的表来比较电荷分布性能，说明基本上具有类似的有机调色剂电荷，从而表明由于FMR的存在并没有造成负面的电荷效应。
表3显色剂掺合物充电

这种有机调色剂的熔化试验产生类似于对照用的有机调色剂的结果。熔化器辊13℃轻微的温度增加表示制备的有机调色剂与供对照的有机调色剂在折痕技术规范和剥离器机械手划痕技术规范方面的性能基本上是等价的。
实施例III产生了一些有机调色剂，它们含有按重量计0至大约10％的上述LEX交联聚酯树脂、按重量计0至大约12％的可从日本三井公司买到的FTR-6125F增容剂/脆化剂、16％可从日本太阳化学品公司买到的BlueFlush颜料和RESAPOL线型聚酯。这些组分在一台Werner &Pfleiderer ZSK-25 SC型正转挤压机中，在转筒设定温度范围为约90℃至约120℃，进料速率范围在约40至约60磅/小时的条件下进行机械混合。然后测量上述有机调色剂的粉碎速率。选择的FTR-6125F的用量会影响粉碎速率，使研磨速率增加0％至大约67％。
设计好的实验被用来评估上述有机调色剂的性能；对每种有机调色剂在三种水平上考虑4种因素，如下表所示

有机调色剂的性能如下表所示

对以上数据进行的统计分析说明，FTR 6125F水平的％决定着研磨速率的93％。这样，加入FTR增容剂增加了有机调色剂的破碎能力，它导致较低的生产费用，并且当用于Xerox Corporation DC 480型复印机时对有机调色剂的性能只有很小影响或没有影响。
权利要求
1.一种有机调色剂，它包含树脂、色料、蜡以及一种芳香烃增容剂；任选地，其中所说的增容剂进一步起着脆化剂的作用并具有低分子量，并且其中所说的蜡被保留在所说的有机调色剂中。
2.权利要求1的有机调色剂组合物，其中所说的增容剂的分子量，按重均分子量计，为大约1000至大约25,000，或重均分子量为大约3,000至大约15,000，或重均分子量为大约700至大约2,500。
3.权利要求1的有机调色剂组合物，其中所说的增容剂由基于苯乙烯的单体和基于茚的单体聚合而产生的共聚物组成。
4.权利要求1的有机调色剂组合物，其中所说的增容剂具有约95℃至约140℃的软化点；约80℃至约100℃的软化点；约100至约138℃的软化点；或约110℃至约125℃的软化点；或者其中所说的增容剂具有约15℃至约75℃的玻璃化转变温度Tg，或具有约30℃至约60℃的玻璃化转变温度Tg；约50℃至约65℃的玻璃化转变温度Tg；30℃至65℃的玻璃化转变温度Tg。
5.权利要求1的有机调色剂组合物，其中所说的增容剂存在的量为大约0.5至大约10重量％。
6.权利要求1的有机调色剂组合物，其中的色料是炭黑，或品红、青色、黄色以及它们的混合物。
7.权利要求1的有机调色剂组合物，其中的蜡类是聚乙烯或聚丙烯这样的聚烯烃。
8.权利要求1的有机调色剂组合物，其中所说的增容剂具有约800至约2800的重均分子量，或具有约790至约2760的重均分子量。
9.一种由树脂、色料、蜡和异丙烯基甲苯/茚的共聚物组成的有机调色剂，并且该共聚物具有约900至约7,000的重均分子量；异丙烯基甲苯/茚的共聚物，该共聚物具有约1,000至约4,000的重均分子量；异丙烯基甲苯/茚的共聚物，该共聚物具有约2,000至约6,000的重均分子量；并且所说的有机调色剂任选地进一步含有氧化硅、氧化钛和硬脂酸锌这类添加剂。
全文摘要
包含树脂、色料、蜡以及一种芳香烃增容剂的有机调色剂。
文档编号G03G9/08GK1591205SQ20041006447
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月28日
发明者M·E·孟, H·常, D·P·卡萨尔米尔 申请人:施乐公司