具有改进的rh敏感性的载体树脂的制作方法
【专利摘要】本发明描述了显示高电荷和改进的RH敏感性的丙烯酸酯涂布的载体树脂、包含所述丙烯酸酯涂布的载体的载体组合物、以及包含所述载体树脂的显影剂。
【专利说明】具有改进的RH敏感性的载体树脂
【技术领域】
[0001] 本公开通常涉及载体树脂，以及包含这种载体树脂的显影剂，所述载体树脂如由 体积大的基团组成的丙烯酸酯载体树脂，所述体积大的基团包括叔碳基团，所述叔碳基团 限制大量水吸附至树脂，特别地，由此体积大的叔碳基团限制所述丙烯酸酯的羰基处的水 吸附，所述羰基为具有最高占有分子轨道（HOMO)电子密度的电子给体的位点，由此获得具 有高电荷和改进的相对湿度（RH)敏感性的树脂。
【背景技术】
[0002] 对于载体涂层树脂设计，存在提供高电荷与对变化的环境条件具有电荷的良好RH 敏感性的问题。例如，存在如下需要：能够调节载体树脂的电荷以为需要更高电荷的那些情 况产生更高电荷。通过单个设计不可能获得高电荷和良好的RH敏感性。
[0003] 此外，调色剂通常含有二氧化硅作为表面添加剂。二氧化硅被认为是调色剂的主 要电荷驱动剂，并且是RH敏感的。因此，重要的是提供新的载体设计，其与二氧化硅一起表 现良好以改进RH敏感性，并同时保持高电荷。
【发明内容】
[0004] 本公开描述了载体和制备载体的方法，其中所述载体由显示高电荷和改进的RH 敏感性的丙烯酸酯树脂组成，包括包含所述载体的显影剂。
[0005] 公开了一种载体组合物，其包含衍生自包含体积大的叔碳基团的至少一种丙烯酸 酯单体，其中任选地，所述单体包含为至少4的碳：氧（C/0)t匕。
[0006] 公开了一种显影剂，其包含甲基丙烯酸酯涂布的载体和调色剂，其中所述载体包 含体积大的叔碳基团，任选地具有为至少4的碳：氧（C/0)比，且其中所述调色剂包含至少 一种二氧化娃表面添加剂。
[0007] 在实施例中，本公开的一种载体包含磁性芯和在所述芯的表面的至少一部分上的 聚合物涂层，所述聚合物涂层任选地包含电荷控制剂，并任选地包含炭黑或另一导电添加 齐U，其中所述聚合物涂层树脂包含至少一种丙烯酸酯单体，所述至少一种丙烯酸酯单体包 含体积大的叔碳基团。
[0008] 在实施例中，公开了一种设计载体树脂的方法，所述方法包括确定测试聚合物并 将聚合物的表面建模；确定测试调色剂添加剂并将调色剂添加剂的表面建模；使用密度 泛函法确定所述聚合物和调色剂添加剂的表面电子性质，其中所述方法确定用于局部和 梯度依赖的函数的结构计算；确定在所述调色剂添加剂上的经吸附的测试聚合物络合物 的初始结构、优化结构和电子性质；确定在所述调色剂添加剂上的经吸附的聚合物络合物 的几何优化收敛，其中当能量、梯度和偏移分别低于约2xlO_5Ha、约4x 1(T3 Ha/A和约5 x1(T3A时实现优化；通过计算聚合物-调色剂添加剂络合物的最高占有分子轨道（HOMO) 和最低未占分子轨道（LUM0)，确定所述聚合物与调色剂添加剂之间的可能的电荷转移方 向；确定HOMO和LUM0中的表面电子密度的福井函数，以描述电荷转移中给体-受体络合物 的活性位点；以及确定正向电子转移和反向电子转移的最低能隙，其中当调色剂添加剂上 的经吸附的聚合物络合物的反向能隙高于正向能隙时，负能隙差预示在包含聚合物-调色 剂添加剂络合物的调色剂树脂的充电中的高的负调色剂电荷。
【具体实施方式】
[0009] 本公开涉及载体粒子，所述载体粒子包含芯以及树脂，在一些实施例中，所述芯由 金属组成，所述树脂任选地与导电剂（如炭黑）组合，其中所述树脂由包含体积大的叔碳基 团的丙烯酸酯组成，所述体积大的叔碳基团在所述丙烯酸酯的羰基处限制水吸附，所述碳 基为包含HOMO电子密度的电子给体的位点，由此获得具有高电荷和改进的RH敏感性的树 脂。
[0010] 感兴趣的树脂如本领域已知那样与载体芯组合，以产生可用于例如成像装置中的 显影剂。
[0011] 如本文所用，"体积大的叔碳基团"意指存在附接至官能团的含有至少一个体积大 的叔对称性取代基和/或不对称取代基的结构。例如，甲基丙烯酸叔丁酯含有附接至羧酸 酯基团的体积大的叔结构，因此，叔丁基官能团作为体积大的叔碳基团包括于所述定义中。
[0012] "可充负电至参照载体的负添加剂"意指在具有和不具有添加剂的情况下通过确 定调色剂摩擦电荷而测得，添加剂相对于调色剂表面带负电。类似地，"可充正电至载体的 正添加剂"意指在具有和不具有添加剂的情况下通过确定调色剂摩擦电荷而测得，添加剂 相对于调色剂表面带正电。
[0013] 可充负电至载体的负添加剂包括例如，二氧化硅粒子、二氧化钛粒子、氧化铝粒子 或包括例如聚合物微球的任何小尺寸粒子（例如体积平均粒径为约7至约300nm，如通过任 何合适的技术测定），上述粒子任选地用组合物处理，所述组合物使得粒子可充负电至与其 摩擦接触的载体。处理材料可为例如氟硅烷、其他含卤素的有机硅烷、硅氮烷、硅氧烷等。
[0014] "RH敏感性"意指调色剂保留或包含足够的电荷，特别是当暴露于更高湿度水平 时。RH比通常为在A区中的以yC/g计的电荷与在C区中的以yC/g计的电荷的比率，其 中A区通常包括28°C和85% RH，C区通常包括12°C和15% RH。显影剂的Q/M充电RH比 可定量为在类似条件下测得的在A区中的调色剂Q/M与在C区中的调色剂Q/M的比率。RH 比也可作为在A区中的调色剂电荷Q/D与在C区中的调色剂Q/D的比率测得。因此，以那 些方式定义的RH比通常具有为0的值（如果A区中的电荷为零）至为1的值（如果在两 个区中的电荷相同）。在一些情况中，RH比的值可能大于1，从而表示在A区中的电荷高于 在C区中的电荷，尽管这并不常见。在一些情况中，RH比可为负，从而表示电荷符号随着环 境区的改变也改变，这也是不常见的。可使用其他环境区代替A区和C区来限定显影剂的 RH比。
[0015] 公开了一种载体组合物，其包含衍生自包含体积大的叔碳基团的至少一种丙烯酸 酯单体的聚合物树脂。所述单体可由下式表示，其中R1为H或甲基，R2为叔烃：
[0016]
【权利要求】
1. 一种载体组合物，其包含聚合物涂层树脂和芯，所述聚合物涂层树脂由衍生自至少 一种丙烯酸酯单体的聚合物和任选的导电材料组成，所述至少一种丙烯酸酯单体包含体积 大的叔碳基团，其中所述单体任选地具有为至少4的碳：氧（C/0)比，其中所述芯任选地为 磁性的。
2. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述丙烯酸酯单体包含甲基丙烯酸酯。
3. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述单体选自甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙 烯酸叔戊酯、甲基丙烯酸叔己酯、甲基丙烯酸叔庚酯、甲基丙烯酸叔辛酯、甲基丙烯酸叔壬 酯和甲基丙烯酸叔癸酯。
4. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述涂层树脂还包含仲氨基丙烯酸酯单 体。
5. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述涂层树脂还包含甲基丙烯酸环己酯。
6. 根据权利要求4所述的载体组合物，其中所述仲氨基丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸 二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨基丙酯。
7. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述聚合物涂层包含共聚物，所述共聚物 包含甲基丙烯酸酯和酸性丙烯酸酯单体，所述甲基丙烯酸酯包含体积大的叔碳基团，所述 酸性丙烯酸酯单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β -羧乙基酯和它们的组合。
8. 根据权利要求1所述的载体组合物，其中所述酸性丙烯酸酯单体以共聚物的约0. 1 重量％至约5重量％的量存在。
9. 一种显影剂，其包含根据权利要求1所述的载体组合物和调色剂，其中所述调色剂 包含至少一种二氧化硅表面添加剂。
10. 根据权利要求9所述的显影剂，其中将电子从所述聚合物正向电荷转移至所述调 色剂添加剂的能隙低于将电子从所述调色剂添加剂反向电荷转移至所述聚合物的能隙。
【文档编号】G03G9/08GK104238293SQ201410227830
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】R·P·维尔吉恩, Q·李, S·顾沙罗夫, D·W·凡贝西恩, M·S·霍金斯, 其他发明人请求不公开姓名 申请人:施乐公司, 加拿大国家研究委员会