专利名称：包含新颖胶乳树脂的乳液/聚集基调色剂的制作方法
技术领域：
在此描述了用于制备调色剂组合物的调色剂工艺，并更具体而言描述了聚集和聚结工艺。更特别地，描述了在熔凝工艺期间使调色剂组分反应以提供更永久图像和改进文件污损和皱痕性能的方法。
背景技术：
文件污损表示在印刷图像之后，调色剂在图像记录介质如纸或包装物上保留的程度。当将印刷的物品彼此堆迭时这是特别重要的。皱痕性能表示当将图像折迭或起皱痕时图像避免开裂的程度。
现有的调色剂通常缺乏在印刷之后永久地保留在介质上的能力。由于经常弯曲和扭曲包装物，在要用于包装的材料上印刷的图像保持永久是特别重要的。
在包装物上或在要连接到包装物的标签上形成图像时，将图像印刷到介质上。一旦印刷了图像，加热在其上带有图像的介质以熔凝图像到记录介质如纸板箱或标签上。一旦印刷了图像，可以在图像上施加罩面层清漆。可以交联清漆以增加清漆的分子量和使清漆密封更永久。
为形成图像，可以使用调色剂如乳液聚集调色剂。这样的调色剂由公知的乳液聚集技术制备。在许多Xerox专利中举例说明了制备调色剂的此技术或工艺。可以选择这些Xerox专利的适当组分和工艺参数用于在此所述的实施方案。
发明内容
此公开内容提出反应性乳液/聚集(EA)调色剂，其中调色剂的组分在熔凝工艺期间反应。更具体地，调色剂由苯乙烯/丙烯酸酯树脂构成，该树脂包含至少含环氧基团的材料和含羧酸基团的材料。
在熔凝期间在至少大于100℃，和优选在100℃-170℃的温度下引发反应或固化，并且反应在环氧基团和羧酸基团组分之间进行使得在其间存在交联。因此，在熔凝期间形成交联的调色剂。
两种组分典型地每种是低分子量材料，使得在低温度下达到低粘度。然而，在图像记录介质如纸产品等上熔融和固化之后，会发生交联。交联产生调色剂的高机械性能或低断裂系数。换言之，改进文件污损性能和皱痕性能。
因此，包括环氧取代基和羧酸取代基的苯乙烯/丙烯酸酯EA胶乳树脂允许在熔凝工艺期间树脂交联。目的是结合未交联树脂的低最小定影温度(MFT)与交联树脂的耐擦划性和改进的文件污损，用于改进的调色剂。这些调色剂特别适用于包装应用。
换言之，在熔凝之前的低分子量允许低MFT。然而，在熔凝之后，发生交联，提供高分子量，该高分子量提供改进的文件污损和耐擦划性。因此，当交联在熔融工艺中而不是在调色剂制备期间发生时，获得这些益处。
具体实施例方式
低分子量调色剂树脂在低温度下达到所需的流动性能以润湿或渗透记录介质或衬底，如纸、纸板或包装材料如塑料、玻璃、铝箔、金属或锡罐等。一旦在记录介质上熔融和冷却，低分子量调色剂树脂显示光泽，特别是高光泽范围，但具有差的机械性能，如差的皱痕性能、和高的断裂系数以及差的耐擦划性和差的污损性能。高断裂系数表示熔凝的图像容易断裂。高分子量调色剂显示较高的机械性能和较低的断裂系数，然而较高的粘度性能必须在较高温度下加工以润湿和渗透纸纤维。较高的断裂分子量改进断裂系数。
为允许使用低熔凝温度，需要使用低粘度调色剂树脂。在熔融到纸纤维上之后或期间，需要例如通过交联或固化工艺将调色剂树脂转变为高分子量，以改进它的机械性能，如降低它的断裂系数，并因此导致优异的皱痕性能、文件污损性能或耐擦划性。
在熔凝之前调色剂采用低分子量的树脂体系。在熔凝时，树脂包括取代基以形成高分子量调色剂树脂。通常，甚至在熔凝之前，已知树脂在固化剂如胺、醇或酸存在下在低至约70℃的温度下开始固化。即，调色剂基料可进一步在其中包括固化剂。相反，当温度达到至少100℃时，使用根据本公开内容包含环氧取代基和羧酸取代基两者的基料，如苯乙烯/丙烯酸酯胶乳的调色剂将仅在熔凝期间初步固化或交联。
在熔凝工艺之前，调色剂基料优选基本没有交联。调色剂基料可包括小百分比的调色剂树脂的物理或离子交联部分。物理或离子交联可以更精确地由通过官能部分的弱离子键合如从羧酸部分或金属盐如钠代或锂代磺酸盐部分的氢键合描述。然而，基本不存在化学交联直到达到所需的温度，并且在印刷图像熔凝期间引发调色剂树脂的固化。
在加热时，羧酸取代基用作固化剂并与环氧取代基反应。这引起调色剂的快速交联，并提供优异的机械性能。尽管固化或催化剂不是必须的，但如需要可以加入。
交联优选仅在熔凝工艺期间或之后，即当图像在图像记录装置上形成时进行。交联优选不发生直到调色剂达到至少100℃的温度，或交联在大于约100℃，和更优选在约100℃-约170℃的温度下进行。换言之，调色剂基料的交联温度大于100℃。
调色剂的树脂体系可以是其中包括环氧取代基和羧酸取代基两者的任何体系。这些基团可以在单一树脂材料中存在(即，作为相同树脂链的不同部分)或作为两种单独的组分存在。
在实施方案中，羧酸取代基衍生自丙烯酸、甲基丙烯酸和/或丙烯酸β-羧基乙酯。在实施方案中，环氧取代基衍生自丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
优选的树脂是例如具有如下通式结构的苯乙烯/丙烯酸酯树脂 其中R是苯基和羟基-烷基化物取代基的混合物，R′是氢或甲基取代基，和R″是氢或乙基羧酸取代基，及m、n和o是表示树脂的链段单元的整数，该单元在树脂中无规分布。在实施方案中，链段m是总单元的约60-95％，链段n是总单元的约4-30％和链段o是总单元的约1-10％，并且其中m、n和o的总和是100％。
苯乙烯/丙烯酸酯树脂由凝胶渗透色谱(GPC)测量的数均分子量(MN)可以例如为约1,000-约50,000，和优选为约2,000-约25,000。由GPC测定的树脂的重均分子量(MW)可以例如为约2,000-约100,000，和优选为约3,000-约80,000。
优选的苯乙烯/丙烯酸酯树脂包括存在数量为约65-约85wt％的苯乙烯，和存在数量为约15-约35wt％的丙烯酸酯。此外，苯乙烯/丙烯酸酯单体包括存在数量为约5-约10wt％，优选约7.5wt％的环氧取代基，和存在数量为约1.5wt％-约6wt％，优选3wt％的羧酸取代基。
在此选择使用的具体胶乳树脂、聚合物的说明性例子包括聚(苯乙烯-丙烯酸烷基酯)、聚(苯乙烯-1，3-二烯)、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯)、聚(苯乙烯-丙烯酸烷基酯-丙烯酸)、聚(苯乙烯-1，3-二烯-丙烯酸)、聚(苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸芳基酯)、聚(甲基丙烯酸芳基酯-丙烯酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯-丙烯酸)、聚(苯乙烯-丙烯酸烷基酯-丙烯腈-丙烯酸)、聚(苯乙烯-1，3-二烯-丙烯腈-丙烯酸)和聚(丙烯酸烷基酯-丙烯腈-丙烯酸)；胶乳包含选自如下的树脂聚(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-异戊二烯)、聚(甲基苯乙烯-异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸乙酯-异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸丙酯-异戊二烯)、聚(甲基丙烯酸丁酯-异戊二烯)、聚(丙烯酸甲酯-异戊二烯)、聚(丙烯酸乙酯-异戊二烯)、聚(丙烯酸丙酯-异戊二烯)、聚(丙烯酸丁酯-异戊二烯)；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-丁二烯-丙烯腈-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)和聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈-丙烯酸)。
本公开内容进一步涉及经济的调色剂化学原位制备而不采用已知的粉碎和/或分级方法，并且其中可以获得体积平均直径为约1-约25微米，和更具体地为约1-约10微米和具有窄几何尺寸分布(GSD)，例如约1.14-约1.25的调色剂组合物，每种尺寸在库乐尔特颗粒计数器上测量。获得的调色剂可以选择用于已知的电子照相成像、数字、印刷工艺(包括彩色工艺)和平版印刷。
树脂可以由任何合适的方法制备。以下为举例说明描述优选的方法。首先，通过结合阴离子表面活性剂与水制备表面活性剂溶液。阴离子表面活性剂存在的数量为反应混合物的约0.01-约15wt％，或更优选约0.01-约5wt％。
用于胶乳和着色剂分散体制备的表面活性剂可以是有效量例如为反应混合物的约0.01-约15wt％，或约0.01-约5wt％的离子或非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂包括购自Aldrich的十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、二烷基苯烷基硫酸盐和磺酸盐、abitic acid，购自Kao的NEOGEN RTM、NEOGEN SCTM等。采用各种合适数量，如约0.1-约5wt％选择的用于着色剂分散体的非离子表面活性剂的例子是聚乙烯醇、聚丙烯酸、鲸蜡醇糖(methalose)、甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚氧乙烯鲸蜡基醚、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、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇，从Rhone-Poulenac以IGEPAL CA-210TM、IGEPALCA-520TM、IGEPAL CA-720TM、IGEPAL CO-890TM、IGEPAL CO-720TM、IGEPAL CO-290TM、IGEPAL CA-210TM、ANTAROX 890TM和ANTAROX 897TM购得。
在单独的容器中，制备引发剂溶液。用于制备胶乳的引发剂的例子包括合适数量，如约0.1-约8wt％，和更具体地约0.2-约5wt％的水溶性引发剂，如过硫酸铵和过硫酸钾。胶乳包括初始胶乳和加入的延迟胶乳两者，其中延迟胶乳表示例如如下所述的约4-约6.5μm尺寸范围的加入到已经预形成的聚集体中的胶乳部分。
在另一个容器中，通过混合苯乙烯、丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和/或丙烯酸β-羧基乙酯和表面活性剂制备单体乳液。在一个实施方案中，苯乙烯、丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯、及丙烯酸、甲基丙烯酸和/或丙烯酸β-羧基乙酯是烯烃单体。
丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯在单体乳液中存在的范围是约4wt％-约30wt％。丙烯酸或丙烯酸β-羧基乙酯在单体乳液中存在的范围是约1wt％-约10wt％。苯乙烯在单体乳液中存在的范围是约65-约85wt％。丙烯酸酯在单体乳液中存在的范围是约15-约35wt％。
一旦完成单体乳液的制备，则将小部分例如大约0.5-5％乳液缓慢加入到包含表面活性剂溶液的反应器中。然后将引发剂溶液缓慢加入反应器。在大约15-45分钟之后，将剩余的乳液加入反应器。
在约1-2小时之后，但在将所有的乳液加入反应器之前，将1-十二烷硫醇(控制/限制聚合物链长度的链转移剂)加入到乳液中。继续将乳液加入反应器。
调色剂粒子优选由已知的乳液/聚集技术通过聚集和聚结苯乙烯/丙烯酸酯树脂制备。粒子的制备不限于这种技术。调色剂可以由各种已知的方法制备。然而最优选调色剂由公知的聚集和聚结方法制备，其中将小尺寸树脂粒子聚集成适当的调色剂粒度和然后聚结以达到最终的调色剂粒子形状和形态。
可以使用苯乙烯/丙烯酸酯树脂通过将它与颜料或着色剂、凝结剂和任选的蜡和/或电荷控制剂结合而制备调色剂。如需要，可以将另外的固化剂和催化剂加入体系如多官能胺。也可以包括任何其它常规的添加剂。
作为一种示例性方法，调色剂可以由包括如下操作的方法制备聚集着色剂、任选的蜡和任何其它所需或要求的添加剂的混合物，和包括苯乙烯/丙烯酸酯树脂的乳液，和然后聚结聚集体混合物。通过加入着色剂、和任选的蜡或其它材料到乳液中制备预调色剂混合物，该乳液可以是包含调色剂基料树脂的两种或多种乳液的混合物。在各种实施方案中，将预调色剂混合物的pH调节到约4-约5。预调色剂混合物的pH可以由酸，例如乙酸、硝酸等调节。另外，在各种实施方案中，可以任选地均化预调色剂混合物。如果均化预调色剂混合物，则均化可以通过在约600-约4,000转每分钟下混合而完成。均化可以由任何合适的装置完成，该机构包括例如IKA Ultra Turrax T50探针均化器。
在制备了预调色剂混合物之后，通过将聚集剂(凝结剂)加入到预调色剂混合物中形成聚集体混合物。聚集剂通常是二价阳离子或多价材料的水溶液。聚集剂可以是例如聚卤化铝如聚氯化铝(PAC)，或对应的聚溴化铝、聚氟化铝或聚碘化铝，聚硅酸铝如聚磺基硅酸铝(PASS)，和包括如下物质的水溶性金属盐氯化铝、亚硝酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾、乙酸钙、氯化钙、亚硝酸钙、草酸钙、硫酸钙、乙酸镁、硝酸镁、硫酸镁、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、溴化锌、溴化镁、氯化铜、硫酸铜及其组合。在实施方案中，在低于乳液树脂的玻璃化转变温度(Tg)的温度下将聚集剂加入到预调色剂混合物中。优选，聚集剂的加入数量为约0.05pph-约3.0pph，相对于多价阳离子和约1.0-约10pph，相对于二价阳离子，其中pph是相对于调色剂的重量的。可以在约0-约60分钟的时间内将聚集剂加入预调色剂混合物。可以保持或不保持均化完成聚集。聚集在优选大于60℃的温度下完成。
表面活性剂通过静电力或空间力或两者稳定粒子，以防止当加入聚集剂时的大量絮凝。采用0.1M硝酸将包含调色剂、颜料、任选的添加剂(蜡)等的共混物的共混物的pH调节到约5.6-约3.0，随后加入PAC，同时以约5000rpm的速度高速混合(polytroned)。将混合物的温度从室温升高到55℃，并缓慢分阶段升高到约65℃以聚结粒子。
在聚集之后，聚结聚集体。聚结可以通过加热聚集体混合物到比乳液树脂的Tg高约5-约20℃的温度完成。通常，将聚集的混合物加热到约50-约80℃的温度。在各种实施方案中，聚结也通过以约200-约750转每分钟搅拌混合物完成。聚结可以在约3-约9小时的时间内完成。
任选地，在聚结期间，可以通过调节混合物的pH而将调色剂粒子的粒度控制和调节到所需的尺寸。通常，为控制粒度，使用碱例如氢氧化钠将混合物的pH调节到约5-约7。
在聚结之后，将混合物冷却到室温。在冷却之后，将调色剂粒子的混合物采用水洗涤和然后干燥。干燥可以由任何合适的干燥方法完成，该干燥方法包括冷冻干燥。冷冻干燥典型地在约-80℃的温度下进行约72小时完成。
在调色剂粒子的形成之后，可以由任何合适的方法如本领域公知的将外部添加剂加入调色剂粒子表面。
可以选择的在调色剂中存在的有效数量为例如调色剂的1-约25wt％，和优选数量为约3-约10wt％的着色剂如颜料包括例如炭黑如REGAL 330；磁铁矿，如Mobay磁铁矿MO8029TM，MO8060TM；Columbian磁铁矿；MAPICO BLACKSTM和表面处理的磁铁矿；Pfizer磁铁矿CB4799TM，CB5300TM，CB5600TM，MCX6369TM；Bayer磁铁矿，BAYFERROX 8600TM，8610TM；Northern Pigments磁铁矿，NP-604TM，NP-608TM；Magnox磁铁矿TMB-100TM或TMB-104TM等。作为着色的颜料，可以选择青色、品红色、黄色、红色、绿色、棕色、蓝色颜料或其混合物。颜料的具体例子包括购自Paul Uhlich andCompany，Inc.的酞菁HELIOGEN蓝L6900TM、D6840TM、D7080TM、D7020TM、PYLAM油蓝TM、PYLAM油黄TM、颜料蓝1TM，购自DominionColor Corporation，Ltd.，Toronto，Ontario的颜料紫1TM、颜料红48TM、柠檬铬黄DCC 1026TM、E.D.甲苯胺红TM和BON红CTM，购自Hoechst的NOVAPERM黄FGLTM，HOSTAPERM粉红ETM，和购自E.I.DuPont de Nemours and Company的CINQUASIAMAGENTATM等。通常，可以选择的着色颜料是青色、品红色或黄色颜料，及其混合物。可以选择的品红色颜料的例子包括例如在染料索引中标识为CI 60710，CI分散红15的2，9-二甲基取代的喹吖啶酮和蒽醌染料，在染料索引中标识为CI 26050的重氮染料，CI溶剂红19等。可以选择的青色颜料的说明性例子包括铜四(十八烷基磺酰氨基)酞菁，在染料索引中作为CI 74160列举的x-铜酞菁颜料，CI颜料蓝，和在染料索引标识为CI 69810的Anthrathrene蓝，特殊蓝X-2137等；而可以选择的黄色颜料的说明性例子是二芳基化物黄3，3-二氯联苯胺乙酰乙酰苯胺，在染料索引中标识为CI 12700的单偶氮颜料，CI溶剂黄16，在染料索引中标识为Foron黄SE/GLN的硝基苯基胺磺酰胺，CI分散黄33，2，5-二甲氧基-4-磺酰苯胺苯基偶氮-4′-氯-2，5-二甲氧基乙酰乙酰苯胺，黄180和永久黄FGL，其中着色剂存在的数量为例如调色剂的约3-约15wt％。有机染料的例子包括已知的合适染料，参考染料索引和许多美国专利。有机溶解性染料的例子，优选具有用于颜色域目的的高纯度有机溶解性染料的例子是Neopen黄075，Neopen黄159，Neopen橙252，Neopen红336，Neopen红335，Neopen红366，Neopen蓝808，Neopen黑X53，Neopen黑X55，其中选择染料为各种合适的数量，例如占调色剂的约0.5-约20wt％，和更具体地约5-20wt％。着色剂包括颜料、染料、颜料和染料的混合物、颜料混合物、染料混合物等。
蜡的例子包括购自Allied Chemical and Petrolite Corporation的聚丙烯和聚乙烯，购自Michaelman Inc.和the Daniels ProductsCompany的蜡乳液，购自Eastman Chemical Products，Inc.的EPOLENE N-15，购自Sanyo Kasei K.K.的VISCOL 550-P，低重均分子量聚丙烯及相似材料。选择的市售聚乙烯通常分子量为约1,000-约1,500，而用于本发明的调色剂组合物的市售聚丙烯的分子量据信为约4,000-约5,000。官能化蜡的例子包括胺、酰胺、酰亚胺、酯、季胺、羧酸或丙烯酸类聚合物乳液，例如JONCRYL 74、89、130、537和538，都购自SC Johnson Wax，购自Allied Chemical and PetroliteCorporation和SC Johnson Wax的氯化聚丙烯和聚乙烯。
固化剂的例子包括但不限于NacureXC-7231、NacureA233、NacureA202、NacureA218、NacureXC-9206、NacureXC-9223、NacureXC-A230，都购自King Industries。
制备的调色剂组合物可用于通过任何合适的成像工艺设备或机器形成图像。将调色剂施加到记录介质以形成图像和然后加热此图像以将图像熔凝到图像记录介质上。通过熔凝图像，在调色剂基料的环氧基团和羧酸基团之间发生交联。在至少100℃的温度下熔凝图像，或熔凝温度大于约100℃，优选100℃-170℃，直到发生足够数量的交联。当调色剂不再显示污损行为，例如文件或乙烯基污损时交联就足够了。一旦将图像熔凝到图像记录介质上，可以将清楚的涂层施加到图像用于进一步的保护。
根据所述的实施方案生产这种调色剂的调色剂组合物和方法进一步由如下实施例举例说明。实施例仅拟进一步举例说明所述的实施方案。
胶乳树脂的制备实施例1通过在不锈钢保持罐中混合10分钟制备由0.8克DOWFAX2A1TM(阴离子乳化剂)和514克去离子水组成的表面活性剂溶液。然后在将混合物转移入反应器之前将保持罐采用氮气吹扫5分钟。然后将反应器采用氮气连续吹扫同时在300RPM下搅拌。然后在受控速率下将反应器加热直到76℃并保持恒定。
在单独的容器中，将8.1克过硫酸铵引发剂溶于45克去离子水。
在第二个单独的容器中，采用如下方式制备单体乳液。混合423.9克苯乙烯、116.1克丙烯酸正丁酯、40.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯、16.2克β-CEA、378克1-十二烷硫醇、1.89克二丙烯酸癸二醇酯(ADOD)、10.69克DOWFAXTM(阴离子表面活性剂)和257克去离子水以形成乳液。苯乙烯单体与丙烯酸正丁酯单体的重量比是78.5％比21.5％。
然后在76℃下将1％乳液缓慢加入包含含水表面活性剂相的反应器以形成″晶种″，其中晶种表示例如加入到反应器中的初始胶乳，同时采用氮气吹扫。然后将引发剂溶液缓慢加入反应器并在20分钟之后将剩余乳液使用计量泵连续加入到反应器中。
在100分钟的乳液加入之后，将4.54克1-十二烷硫醇加入乳液，并将乳液继续加入反应器。一旦将所有的单体乳液加入主反应器，将温度保持在76℃下另外2小时以完成反应。然后施加全冷却并将反应器温度降低到35℃。
然后将产物收集入保持罐。在通过1微米过滤袋过滤之后将产物收集入保持罐。
在干燥一部分胶乳之后，测量分子性能为MW＝71,200，MN＝13,900和开始Tg是56.7℃。由盘式离心机测量的胶乳的平均粒度是210纳米和由气相色谱测量的残余单体对于苯乙烯为＜50ppm和对于丙烯酸正丁酯为＜100ppm。
使用70-200℃的温度坡度以10℃/分钟的速率测量包含环氧和羧酸基团的实施例1的胶乳的流变。在140℃下储能模量的增加表示在胶乳中发生交联。
实施例2通过在不锈钢保持罐中混合0.8克阴离子乳化剂和514克去离子水10分钟制备表面活性剂溶液。在将保持罐转移入反应器之前采用氮气吹扫5分钟。然后将反应器采用氮气连续吹扫同时在300RPM下搅拌。然后在受控速率下将反应器加热直到76℃并保持恒定。
在单独的容器中，将8.1克过硫酸铵引发剂溶于45克去离子水以生产引发剂溶液。
在第二个单独的容器中，采用如下方式制备单体乳液混合405克苯乙烯、135克丙烯酸正丁酯、40.5克甲基丙烯酸缩水甘油酯、16.2克β-CEA、3.78克1-十二烷硫醇、1.89克ADOD、10.69克阴离子表面活性剂和257克去离子水以形成乳液。苯乙烯单体与丙烯酸正丁酯单体的重量比是78.5％比21.5％。
然后在70℃下将1％以上乳液缓慢加入包含含水表面活性剂相的反应器以形成调色剂产物的“晶种”，同时采用氮气吹扫。然后将引发剂溶液缓慢加入反应器并在20分钟之后将剩余乳液使用计量泵连续加入。在100分钟的乳液加入之后，将4.54克1-十二烷硫醇加入乳液，并将乳液继续加入反应器。
一旦将所有的单体乳液加入主反应器，将温度保持在70℃下另外2小时以完成反应。然后施加全冷却并将反应器温度降低到35℃。在通过1微米过滤袋过滤之后将产物收集入保持罐。在干燥一部分胶乳之后，测量分子性能为MW＝103,270，MN＝11,373和开始Tg是51.5℃。
胶乳的平均粒度是210纳米，由气相色谱测量的残余单体对于苯乙烯为＜50ppm并且未检测到丙烯酸正丁酯。固体含量测量为43.29％。
调色剂粒子的制备将198.1克根据实施例2生产的具有43.29wt％固体含量的胶乳加入容器中的402.3克去离子水并使用以4,000rpm运行的均化器搅拌。其后，将40.1克固体含量为17wt％的青色颜料分散体加入反应器，随后滴加22.5克絮状混合物，该混合物包含2.25克聚氯化铝混合物和20.25克0.02摩尔硝酸溶液。
当滴加絮状混合物时，增加均化器速度到5,200rpm并均化另外5分钟。其后，将混合物以1℃每分钟加热到51℃并保持该温度约1.5-约2小时，导致采用库乐尔特颗粒计数器测量的体积平均颗粒直径为6.0微米。
在加热期间，搅拌器以约250rpm运转并在达到49℃的设定温度之后10分钟，降低搅拌器速度到约220rpm。将80.9克在实施例2中生产的胶乳加入反应器混合物和允许在51℃下聚集另外约30分钟，得到约7.0微米的体积平均颗粒直径。
将反应器混合物的pH采用1.0M氢氧化钠溶液调节到pH 3.5，随后加入2.88克固体含量为39wt％的乙二胺四乙酸(EDTA)。其后，将反应器混合物以1℃每分钟加热到85℃。
在此之后，反应器混合物在85℃下轻微搅拌3小时以使粒子聚结和球形化。然后关闭反应器加热器并允许反应器混合物以1℃每分钟的速度冷却至室温。
此混合物的调色剂包括约95wt％苯乙烯/丙烯酸酯聚合物树脂和约5wt％颜料蓝15:3颜料，并且体积平均粒径为约7.0微米和GSD为约1.28。将粒子洗涤6次，其中第1次洗涤在10pH和63℃下进行，随后采用去离子水在室温下洗涤3次，一次洗涤在4.0pH和40℃下进行，并且最终最后洗涤采用去离子水在室温下进行。
权利要求
1.一种调色剂，由包含环氧取代基和羧酸取代基的树脂、任选的着色剂和任选的蜡构成。
2.根据权利要求1的调色剂，其中树脂衍生自由如下物质构成的烯烃单体混合物的加聚苯乙烯；丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯；丙烯酸、甲基丙烯酸和/或丙烯酸β-羧基乙酯；和丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
3.根据权利要求2的调色剂，其中苯乙烯是树脂的约65-约85wt％和丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯是树脂的约15-约35wt％。
4.根据权利要求2的调色剂，其中丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯和/或甲基丙烯酸是树脂的约1-约10wt％。
5.根据权利要求2的调色剂，其中丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯是树脂的约4-约30wt％。
6.根据权利要求1的调色剂，其中树脂是约80-100％，任选的着色剂是约3-15％和任选的蜡是约3-30％，其中所有组分等于100％。
7.根据权利要求1的调色剂，其中着色剂是炭黑、青色、黄色、品红色着色剂、或其混合物，并且调色剂以约2-约25微米的体积平均直径分离，且其粒度分布任选地是约1.15-约1.30。
8.通过对图像记录介质施用根据权利要求1的调色剂产生图像的静电复印设备。
9.一种方法，包括形成包括苯乙烯、丙烯酸酯、环氧取代基来源和羧酸取代基来源的乳液；通过将着色剂和任选的蜡加入到乳液形成混合物；均化混合物；将聚集剂加入到混合物并聚集混合物以形成聚集的调色剂粒子；和聚结聚集的调色剂粒子以形成含有基料的聚结调色剂粒子，该基料包括羧酸取代基和环氧取代基两者，并且其中基料在熔凝之前是基本未交联的。
10.一种在图像记录介质上形成图像的方法，包括将调色剂施加到图像记录介质以形成图像，其中调色剂包括至少一种着色剂和包括羧酸取代基和环氧取代基两者的调色剂基料，并且其中基料在熔凝之前是基本未交联的；熔凝图像记录介质上的调色剂，其中熔凝引起调色剂基料的交联；和由此将图像在图像记录介质上定影。
全文摘要
公开了包括如下物质的调色剂包含羧酸取代基和环氧取代基的苯乙烯/丙烯酸酯树脂的调色剂基料和任选的着色剂和/或蜡。羧酸取代基用作固化剂并与环氧取代基反应，引起调色剂的快速交联。固化在熔凝工艺期间和在大于100℃的温度下进行。
文档编号G03G13/06GK1841218SQ20061007100
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月31日
发明者D·范贝西恩, K·周, G·G·萨克里潘特 申请人:施乐公司