具有改善的定影性能的调色剂的制作方法
【专利摘要】本公开提供了包括生物树脂和两种蜡的具有改善的定影器释放的调色剂。
【专利说明】具有改善的定影性能的调色剂
【技术领域】
[0001] 本申请描述了具有降低水平的石油基试剂和增加水平的生物基试剂的调色剂，其 改善了调色剂的定影特性；包括所述调色剂的设备；包括所述调色剂的成像设备组件；包 括所述调色剂的成像设备等。
【背景技术】
[0002] 随着对环境和健康更加注重，存在对于寻找调色剂的石油基试剂的合适的替代试 剂的兴趣和/或需求。
[0003] 热熔融工艺已被广泛用于固定和转印调色剂图像且主要地分为两种工艺：接触工 艺和非接触工艺。接触工艺的热效率优越且因此使得能够高速定影。然而，热辊固定工艺 具有一些缺点，诸如，图像对光接收器的粘附以及调色剂在介质上差的粘附性。
[0004] 解决这些缺点的一种方法是采用调色剂粘合剂树脂，其例如具有较低的玻璃化转 变温度（Tg)以帮助更快速地固化。然而，在存储过程中或在最终用户设备中，许多这样的 调色剂具有聚集或结块的缺点。此外，这样的调色剂能够粘附至光接收器或定影器，称为 "偏移"，其中调色剂颗粒被传递至随后的介质上。
[0005] 另一种方法是将细颗粒诸如胶态二氧化硅、氧化铝或氧化钛粘附至调色剂颗粒的 表面以改善抗粘连性和流动性。然而，即使是使细颗粒经受热处理等以粘附至调色剂颗粒 表面，所述细颗粒通常会从调色剂颗粒表面释放出来，负面影响光接收器，特别是具有涂覆 有有机聚合物等的表面的光接收器。
[0006] 各种蜡被用作调色剂固定助剂。然而，添加过多的蜡将导致差的调色剂流动特性。
[0007] 在热辊固定工艺中，可以通过置于固定辊单元（加热单元）中的剥离指防止在固 定后转印介质诸如纸张围绕着固定辊或定影辊的卷曲。然而，随着最近倾向于更高速率的 复印机，现场处理施加的应力较大，导致更频繁的图像缺陷，诸如，剥离指的人为现象存在 于图像上。
[0008] 由于释放不足或局部应力的过度施加，固定或定影单元的表面层的剥离或局部分 离，诸如，调色剂或异常的剥离指操作，还导致在固定单元（加热单元和加压单元）表面的 表面中的重大缺陷。例如，加热单元的表面层通常涂覆有具有优异的释放特性的聚合物层， 诸如，有机硅或氟碳树脂，以防止调色剂颗粒粘附。如果该层被破坏，则调色剂组分保留在 加热单元的表面上。这导致其中调色剂再转印至非预定的印刷面上的偏移。
[0009] 因此，仍然存在对获得具有良好的定影性能以使得能够实现例如更快的印刷速度 的调色剂的需要。还存在对更加环境友好的调色剂的需要。
【发明内容】
[0010] 本公开提供了一种生物基调色剂，其包括良好的定影性能，诸如，优异的与剥离指 操作的最小的相互作用。感兴趣的调色剂可以包括聚丙烯蜡、生物树脂、负电荷控制剂、无 定形聚酯树脂、巴西棕榈蜡和任选的着色剂。
【具体实施方式】 toon] 从热定影辊正确释放所定影的图像是调色剂的释放和粘附特征的平衡作用。熔融 的调色剂变得粘稠，像焦油。通常将蜡添加至调色剂配方以帮助释放过程。当印刷物具有 大的、实的深色诸如黑色的印刷区域，诸如宽的黑色条纹的图像，或图形项目诸如包括深色 或包括具有深色部分的图片或形状，或其中聚集的调色剂在高TMA (调色剂质量面积）下被 施加至基底的任意图像时，出现另外的挑战。这使得印刷表面的那些部分具有粘稠的、焦油 状的表面，其是难以从定影辊移除的。对于剥离指，这样深色或富含调色剂的区域也提出挑 战，因为该指往往深入熔融的调色剂而非滑过调色剂。
[0012] 那些调色剂特性和其与定影装置的相互作用可以导致在定影器中卡纸，导致具有 令人不快的跨页条纹和/或在随后的接收介质中的图像缺陷的图像。
[0013] 本公开提供了调色剂，所述调色剂用生物基试剂替代部分石油基试剂，所述生物 基试剂具有改善的定影器释放，例如，相对于类似配方但不包含生物基试剂的调色剂。
[0014] 除非另有说明，在本说明书和权利要求书中所用的所有表明数量和条件的数字等 等应被理解为在所有的情况下由术语"约"修饰。"约"是指所述值的不超过10%的变化，本 文中使用的值是已知的，且如何获得这样的值是已知的，实行方法是本领域中已知的。此外 本文所用的术语，"相当于"、"类似"、"本质上"、"基本上"、"近似"和"匹配"或其语法变形， 具有普遍接受的定义或者至少应被理解为具有与"约"相同的意思。
[0015] 如本文所用，"生物基"，或使用前缀"生物"是指全部或部分包括生物产品或从生 物产品获得的产品，所述生物产品包括植物、动物和海产材料。通常，生物基材料是可生物 降解的，也就是说，基本上或完全可生物降解，基本上是指大于50%、大于60%、大于70% 或更多的材料通过生物或环境的机制（诸如，其上的通过细菌、动物、植物等的作用），在大 约几天、大约几周、一年或更长但是通常不长于两年内，从原始分子降解为另一种形式。"生 物调色剂"是包含或包括生物基材料并且是可生物降解的一种调色剂，所述生物基材料诸 如生物树脂。
[0016] "良好的定影器释放"是指通过最小化偏移，调色剂展示出良好的定影性能。有几 种度量可以用于评估良好的定影性能。例如，良好的释放或剥离性能可以根据不需要剥离 部件超出初始前导缘的支持而从定影辊表面分开的成像的基底来限定。可选地，较低的偏 移或VN0(无可视偏移）可以通过监控定影器网污染进行测量。在剥离过程中保持粘附至 定影辊的调色剂颗粒可以部分地收集在定影辊清洁网上。该污染在所用的网上是可直接测 量的，例如密度，较高的密度涉及较大的NV0,也就是说，较差的释放。增加的网污染还涉及 M0C(复印件上的印记（Marks On Copy))的升高，其中在运行周期间升高的NV0网污染再转 印回到定影辊并随后转印到基底，也就是说，基底单元在图像周期之后且污染不期望地转 印到随后的基底单元。在电子照相过程中的转印上，调色剂颗粒是一种不会过于强烈地粘 附且其良好并基本上完全附接到基底诸如纸张的颗粒。良好的调色剂定影器释放的量度是 基底上的图像中剥离指缺陷的减少。如果所定影的基底太牢固地粘附到定影辊，则剥离指 往往深入熔融的调色剂表面。
[0017] 术语"提高的剥离性能"涉及使用感兴趣的生物调色剂的图像的特征且与良好的 定影器释放互补。在实施例中，良好的定影器释放度量是为了评估基底上的图像中的剥离 指缺陷。剥离指缺陷定义为可见缺陷以毫米测量的长度，所述可见缺陷诸如在文档的深色 区域中，部分或完全移除了调色剂的线，或由于剥离指引起的不同光泽度的线。在实施例 中，具有良好的定影器释放、使用约〇.7g/cm 2的TMA的调色剂的缺陷长度小于约40_、小于 约30mm、小于约20mm、小于约10mm。
[0018] 调色剂颗粒包括树脂并且可以包括其他任选的试剂，诸如，着色剂、表面活性剂、 蜡、壳等。感兴趣的调色剂包括生物树脂和两种蜡。壳可以包括本文所教导的或本领域中 已知的任何树脂。调色剂组合物可以任选地包括惰性颗粒，其可以作为调色剂颗粒载体，其 可以包括本文所教导的树脂。惰性颗粒可以被修饰，例如，以服务于特定的功能。因此，其 表面可以被衍生化或者颗粒可以为所期望的目的例如携带电荷或拥有磁场而制造。
[0019] 本公开的调色剂颗粒包括可以从本领域中已知的任何多官能单体制得的树脂。例 如，在聚酯的情况下，可以在酯化反应使用合适的多元酸/多元酯和多元醇以形成用于制 备调色剂的特定的聚酯聚合物。
[0020] 两种或更多种聚合物可以用于形成调色剂或调色剂颗粒。在使用两种或更多种聚 合物的实施例中，聚合物可以以任意合适的比例（例如重量比）作为选择方案，例如，对于 两种不同的聚合物以，约1% (第一种聚合物）/99% (第二聚合物）至约99% (第一聚合 物）/1% (第二聚合物）的比例，约10% (第一聚合物）/90% (第二聚合物）至约90 % (第一聚合物）/10% (第二聚合物）的比例等等。
[0021] 基于固体计，包括生物树脂的两种或多种聚合物总计可以以调色剂颗粒的约65 重量％至约98重量％、约75重量％至约95重量％的量存在。例如，基于重量计，树脂可 以为调色剂颗粒的最多90%、最多95%，诸如，调色剂颗粒的约90%、约91 %、约92%、约 93%、约94%、约95%、约96%等等。因为该总量是在传统的石油基树脂和生物树脂间划 分，作为选择方案，生物树脂可以为调色剂的最多40重量％，调色剂的最多50重量％、最多 60重量％或更多，诸如，调色剂的约40重量％、约41重量％、约42重量％、约43重量％、约 44重量％、约45重量％、约46重量％、约47重量％、约48重量％、约49重量％、约50重 量％、约重量51 %可以包括生物树脂，其余部分以诸如最多40重量％、最多50重量％、最多 60重量％或更多的量包括一种或更多种传统的石油基树脂。
[0022] 合适的聚酯树脂包括，例如，磺化的、非磺化的、无定形的、其组合等的树脂。聚酯 树脂可以是直链的、支链的、交联的、其组合等。
[0023] 可以用于生成无定形聚酯树脂的多元醇的实例包括1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1， 2_丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、戊二醇、己二醇、2, 2-二甲基丙二醇、2, 2, 3-三甲基己 二醇、庚二醇、十二烷二醇、1，4_环己烷二甲醇、1，3-环己烷二甲醇、二甲苯二甲醇、环己二 醇、二甘醇、双（2-羟乙基）氧化物、二丙二醇、二丁二醇、及其组合。多元醇的量可以变化， 并且可以以例如树脂的约40摩尔％至约60摩尔％、树脂的约42摩尔％至约55摩尔％、树 脂的约45摩尔％至约53摩尔％的量存在。
[0024] 可以用于制备无定形树脂的多元酸或多元酯的实例包括对苯二甲酸、邻苯二甲 酸、间苯二甲酸、富马酸、偏苯三酸、衣康酸二甲酯、顺式-1，4-二乙酰氧基-2-丁烯、富马酸 二甲酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、马来酸、琥珀酸、衣康酸、琥珀酸、环己酸、琥珀酸酐、 十二烷基琥珀酸、十二烷基琥珀酸酐、戊二酸、戊二酸酐、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、 十二烷二酸、萘二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、间苯二甲酸二甲酯、 间苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、 萘二甲酸、二聚二元酸、富马酸二甲酯、马来酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、十二 烷基琥珀酸二甲酯及其组合。
[0025] 可以使用的无定形树脂的实例包括碱性磺化-聚酯树脂、支化的碱性磺化-聚酯 树脂、碱性磺化-聚酰亚胺树脂和支化的碱性磺化-聚酰亚胺树脂。碱性磺化-聚酯树脂 在实施例中可以是有用的，诸如，以下物质的金属或碱金属盐：共聚（对苯二甲酸亚乙基 酯）_共聚（5-磺基-间苯二甲酸亚乙基酯）、共聚（对苯二甲酸亚丙基酯）_共聚（5-磺 基-间苯二甲酸亚丙基酯）、共聚（对苯二甲酸二亚乙基酯）_共聚（5-磺基-间苯二甲酸 二亚乙基酯）、共聚（对苯二甲酸亚丙基-二亚乙基酯）_共聚（5-磺基间苯二甲酸亚丙 基-二亚乙基酯）、共聚（对苯二甲酸亚丙基-亚丁基酯）-共聚（5-磺基-间苯二甲酸亚 丙基-亚丁基酯），其中，所述的碱金属是例如钠、锂或钾离子。
[0026] 其他合适的树脂的实例包括但不限于，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）、聚（苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈-丙 烯酸）、及其组合。聚合物可以是例如嵌段、无规或交替共聚物。
[0027] 无定形聚酯树脂的Tg可以为例如约55°C至约67°C、约57°C至约65°C、约59°C至 约 63°C。
[0028] 无定形树脂的实例是从多元醇与多元酸的约50 : 50的混合物制备的聚酯。基于 摩尔计，多元醇为约75%的丙氧基化双酚-A和25%的乙氧基化双酚-A。基于摩尔计，多元 酸为约80%的对苯二甲酸、10%的十二烷基琥珀酸和10%的偏苯三酸。该树脂的起始Tg 为约61. 5±2. 5°C且结束Tg比起始温度高约8°C。
[0029] 获得生物树脂的一种方法取决于从大豆油获得二聚酸或二聚二醇，以及从其 他可再生来源获得其他必要的试剂，诸如从玉米获得异山梨醇，参见例如美国
【发明者】M·E·曼格, J·A·莫拉莱斯-蒂拉德, T·A·特雷斯, K·F·马塞尔, B·J·安达亚 申请人:施乐公司