专利名称：调色剂组合物的制作方法
技术领域：
本公开内容总体上涉及调色剂组合物和方法，并更具体地涉及诸如制备调色剂组合物的乳液聚集调色剂方法的调色剂组合物和方法，该调色剂组合物包括基本没有交联的树脂；交联的树脂或凝胶；蜡；和着色剂。
背景技术：
对于黑色和彩色印刷物两者，已知小粒度调色剂改进印刷物的图像质量。高速黑白打印机要求调色剂颗粒可在无油熔凝器系统中以低最小定影温度(MFT)提供无光泽润饰以能够实现高速打印和同时在获得的印刷产品中达到优异的图像质量。
已知包含炭黑或其它导电颜料的调色剂易于在高电场中发生感应带电。结果是产生大量错误标志的调色剂，该调色剂在受光体上导致过多的背景，特别是采用接触双组分显影的机器时。此感应的背景具有低的转印效率并引起两个基本问题由于转移到介质上一些背景调色剂而使图像质量差，和由于将大多数未转移的背景调色剂直接导引到废瓶中而得到过量的废调色剂。在最严格的条件下，多至约80％所消耗的总调色剂可能损失到感应背景中。
发明内容
描述了调色剂组合物和制备调色剂的方法，该方法包括例如制备调色剂的乳液聚集方法。调色剂组合物包括例如基本没有交联的树脂；交联的树脂；蜡；和着色剂。例如，基本没有交联的树脂(在此也称为非交联树脂)包括具有基本约0％交联到约0.1％交联的树脂。例如，交联的树脂包括交联的树脂或凝胶，该树脂或凝胶包括例如约0.3％交联-约20％交联。
制备调色剂的方法包括例如在蜡、着色剂和凝结剂存在下混合基本没有交联的树脂和交联的树脂以提供调色剂尺寸聚集体；向形成的聚集体中加入另外的基本没有交联的树脂以由此在形成的聚集体上提供壳；加热壳覆盖的聚集体以形成调色剂；和非必要地，分离调色剂。在实施方案中，加热包括在基本没有交联的树脂的玻璃化转变温度以下的第一加热和在基本没有交联的树脂的玻璃化转变温度以上的第二加热。在实施方案中，调色剂方法包括以例如约0.01wt％-约20wt％的数量提供阴离子表面活性剂，基于反应混合物的总重量，其中阴离子表面活性剂选自例如十二烷基硫酸钠、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、磺酸盐、己二酸、十六烷基二苯基氧化物二磺酸盐或其混合物。在实施方案中，调色剂方法提供厚度例如为约0.3-约0.8微米的壳。
采用本方法产生的调色剂特别用于成像工艺，特别是静电复印工艺。调色剂有利地提供下列特性，该特性满足复印机要求如最小定影温度、宽熔凝范围、良好的剥离性、低光泽、牢固颗粒、摩擦电性能和在高速度如约150ppm和以上的速度下的显影。
具体实施例方式
现在描述调色剂组合物，该组合物包括非交联的树脂，交联的树脂或凝胶，和着色剂；以及制备调色剂的方法，该方法包括在蜡、着色剂和凝结剂存在下混合非交联的树脂和交联的树脂以提供调色剂尺寸聚集体；向形成的聚集体中加入另外的非交联的胶乳以由此在形成的聚集体上提供壳；加热壳覆盖的聚集体以形成调色剂；和非必要地，分离调色剂。在实施方案中，调色剂方法包括以例如约0.01wt％-约20wt％的数量提供阴离子表面活性剂，基于反应混合物的总重量，其中例如阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、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、磺酸盐、己二酸、十六烷基二苯基氧化物二磺酸盐或其混合物。在进一步的实施方案中，这样形成的壳的厚度例如为约0.3-约0.8微米。
选择用于非交联的树脂和交联的树脂或凝胶的胶乳树脂或聚合物的说明性例子包括但不限于苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯甲基丙烯酸酯、丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、聚酯、已知聚合物如聚(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-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)等。在实施方案中，树脂或聚合物是苯乙烯/丙烯酸丁酯/羧酸三元共聚物。在实施方案中，基本没有交联的树脂和交联的树脂的至少一种包括数量为约0.05-约10wt％的羧酸，基于基本没有交联的树脂或交联的树脂的总重量。
在实施方案中，基本没有交联的树脂(也在此称为非交联的树脂)包括具有小于约0.1％交联的树脂。例如，非交联的胶乳在实施方案中包括苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸β-羧基乙酯(β-CEA)单体，尽管不限于这些单体，在此称为单体A、B和C，该胶乳例如在引发剂、链转移剂(CTA)和表面活性剂存在下由乳液聚合制备。
在实施方案中，基本没有交联的树脂包括苯乙烯丙烯酸丁酯丙烯酸β-羧基乙酯，其中例如非交联的树脂单体的存在数量为约70wt％-约90wt％苯乙烯、约10wt％-约30wt％丙烯酸丁酯和约0.05重量份每百份-约10重量份每百份β-CEA，或约3重量份每百份β-CEA，基于单体的总重量，尽管不限于此。例如，羧酸可以选自例如但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸，衣康酸、丙烯酸β羧基乙酯(β-CEA)、富马酸、马来酸和肉桂酸。
在此处的特征中，非交联的树脂包括约73wt％-约85wt％苯乙烯、约27wt％-约15wt％丙烯酸丁酯和约1.0重量份每百份-约5重量份每百份β-CEA，基于单体的总重量，尽管组合物和方法不限于这些特定类型的单体或范围。在另一个特征中，非交联的树脂包括约81.7wt％苯乙烯、约18.3wt％丙烯酸丁酯和约3.0重量份每百份β-CEA，基于单体的总重量。
引发剂可以是例如但不限于过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵，并且可以采用例如约0.5-约3.0％的范围存在，基于单体的重量，尽管不是限制性的。CTA存在的数量可以是约0.5-约5.0wt％，基于单体A和B的组合重量，尽管不是限制性的。在实施方案中，表面活性剂是存在范围为约0.7-约5.0wt％的阴离子表面活性剂，基于水相的重量，尽管不限于此类型或范围。
例如，在贫进料条件下聚合单体以提供直径为约100-约300纳米的胶乳树脂颗粒。
例如，非交联胶乳树脂的分子量为约30,000-约37,000，或约34,000，尽管不限于此范围。
在实施方案中，非交联的树脂的开始玻璃化转变温度(TG)是例如约46℃-约62℃，或约58℃，尽管不是限制性的。
在实施方案中，羧酸基团的数量选择为树脂单体A和B的约0.04-约4.0pph，尽管不是限制性的。
在实施方案中，分子数(Mn)是约5000-约20,000，或约11,000。
在实施方案中，制备的非交联胶乳树脂的pH为约1.0-约4.0，或约2.0。
例如，在引发剂如过硫酸盐、CTA和表面活性剂存在下，由乳液聚合从包括称为单体A、B、C和D的苯乙烯、丙烯酸丁酯、β-CEA和二乙烯基苯的非交联胶乳制备交联的胶乳。在实施方案中，交联的树脂单体存在的比例是约60％-约75％苯乙烯、约40％-约25％丙烯酸丁酯、约3份每百份-约5份每百份β-CEA和约3份每百份-约5份每百份二乙烯基苯，尽管不限于这些特定类型的单体或范围。
在实施方案中，单体组合物可包括例如约65％苯乙烯、35％丙烯酸丁酯、3份每百份β-CEA和约1份每百份二乙烯基苯，尽管组合物不限于这些数量。
在实施方案中，交联的胶乳的Tg(开始)是约40℃-约55℃或约42℃。
在实施方案中，交联程度是约0.3％-约20％，尽管不限于此，这是由于二乙烯基苯浓度的增加会增加交联。
在实施方案中，交联胶乳的可溶性部分的分子量(Mw)为约135,000而分子数(Mn)为约27,000，但不限于此。
在实施方案中，交联胶乳的粒径尺寸为约20-约250纳米或约50纳米，尽管不是限制性的。
表面活性剂可以是任何表面活性剂，例如非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，例如但不限于Neogen RK或Dowfax，两者是市售的。
在实施方案中，pH是约1.5-约3.0或约1.8。
在实施方案中，在由Brookhaven纳米尺寸颗粒分析仪测量的平均体积直径中，胶乳粒度可以是例如约0.05微米-约1微米。可以在实施方案中选择其它尺寸和有效数量的胶乳颗粒。
选择用于本方法的胶乳树脂例如由乳液聚合方法制备，并且用于该方法的单体包括但不限于以上所列的单体，如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丁二烯、异戊二烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸和β-CEA。有效数量为例如约0.1-约10％的已知链转移剂(例如十二烷硫醇)和/或有效数量为约0.1-约10％的四溴化碳也可用于在聚合期间控制树脂分子量。
获得例如约0.05微米-约1微米的树脂颗粒的其它方法可以选自聚合物微悬浮方法、聚合物溶液微悬浮方法、机械研磨方法或其它已知方法。
例如，在实施方案中数量例如为反应混合物的约0.01-约20wt％，或约0.1-约15wt％的表面活性剂包括例如非离子表面活性剂如二烷基苯氧基聚(乙烯氧)乙醇，从Rhone-Poulenc以IGEPAL CA-210TM，IGEPAL CA-520TM，IGEPAL CA-720TM，IGEPAL CO-890TM，IGEPALCO-720TM，IGEPAL CO-290TM，IGEPAL CA-210TM，ANTAROX 890TM和ANTAROX897TM购得。例如，在实施方案中非离子表面活性剂的有效浓度是例如反应混合物的约0.01wt％-约10wt％，或约0.1wt％-约5wt％。
阴离子表面活性剂的例子是例如购自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、己二酸，购自Kao的NEOGEN RTM、NEOGEN SCTM，Dowfax2A1(十六烷基二苯基氧化物二磺酸盐)等。例如，通常采用的阴离子表面活性剂的有效量是例如反应混合物的约0.01wt％-约10wt％，或约0.1wt％-约5wt％。
用于增加pH并因此电离聚集体颗粒而由此提供稳定性和防止聚集体尺寸增加的碱的例子可以选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化铯等。
可以在聚结之前或期间非必要地随增加的温度加入聚集体悬浮液以例如防止聚集体尺寸增加或稳定聚集体尺寸的另外表面活性剂的例子可以选自阴离子表面活性剂如购自Aldrich的十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘硫酸钠、二烷基苯烷基硫酸盐和磺酸盐、己二酸，购自Kao的NEOGEN RTM、NEOGEN SCTM等。这些表面活性剂也可以选自非离子表面活性剂如聚乙烯醇、聚丙烯酸、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，IGEPAL CA-520TM，IGEPAL CA-72TM，IGEPAL CO-890TM，IGEPAL CO-720TM，IGEPAL CO-290TM，IGEPAL CA-210TM，ANTAROX 890TM和ANTAROX 897TM购得。例如，通常用作聚集体尺寸稳定剂的阴离子或非离子表面活性剂的有效量是例如反应混合物的约0.01wt％-约10wt％或约0.1wt％-约5wt％。
可以采用的酸的例子包括例如硝酸、硫酸、盐酸、乙酸、柠檬酸、三氟乙酸、琥珀酸、水杨酸等，并且该酸在实施方案中以水的约0.5-约10wt％或水的约0.7-约5wt％的稀释形式使用。
例如，适于本调色剂组合物的蜡包括但不限于亚烷基蜡如具有约1-约25个碳原子的亚烷基蜡、聚乙烯、聚丙烯或其混合物。蜡的存在数量是例如约6wt％-约15wt％，基于组合物的总重量。蜡的例子包括在此说明的那些，如上述共同未决申请中的那些、购自AlliedChemical and Petrolite Corporation的聚丙烯和聚乙烯、购自Michaelman Inc.and Daniels Products Company的蜡乳液、购自Eastman Chemical Products，Inc.的Epolene N-15TM、Viscol550-PTM、购自Sanyo Kasei K.K.的低重均分子量聚丙烯和相似的材料。相信市售的聚乙烯的分子量(MW)为1,000-约5,000，并相信市售聚丙烯的分子量为约4,000-约10,000。官能化蜡的例子包括胺、酰胺，例如购自Micro Powder Inc.的Aqua Superslip 6550TM、Superslip 6530TM，氟化蜡，例如购自Micro Powder Inc.的Polyfluo190TM、Polyfluo 200TM、Polyfluo 523XFTM、Aqua Polyfluo 411TM、Aqua Polysilk 19TM、Polysilk 14TM，混合氟化酰胺蜡，例如也购自Micro Powder Inc.的Microspersion 19TM，酰亚胺，酯，季胺，羧酸或丙烯酸类聚合物乳液，例如都购自SC Johnson Wax的Joncryl74TM、89TM、130TM、537TM和538TM，购自Allied Chemical andPetrolite Corporation和SC Johnson Wax的氯化聚丙烯和聚乙烯。
在实施方案中，蜡包括分散体形式的蜡，该分散体包括例如粒径为约100纳米-约500纳米的蜡、水和阴离子表面活性剂。在实施方案中，蜡的含量是例如约6-约15wt％。在实施方案中，蜡包括聚乙烯蜡颗粒，如购自Baker Petrolite的Polywax 850，尽管不限于此，粒径为约100-约500纳米，尽管不是限制性的。用于分散蜡的表面活性剂是阴离子表面活性剂，尽管不限于此，例如购自KaoCorporation的Neogen RKTM或购自Tayca Corporation的TAYCAPOWER BN2060。
例如，在此使用的着色剂或颜料包括颜料、染料、颜料和染料的混合物、颜料混合物、染料混合物等。为简便起见，除非规定为特定的颜料或其它着色剂组分，在此使用的术语“着色剂”意味着包括着色剂、染料、颜料和混合物。在实施方案中，着色剂包括颜料、染料、其混合物、炭黑、磁铁矿、黑着色剂、青着色剂、品红色着色剂、黄色着色剂、红色着色剂、绿色着色剂、蓝色着色剂、棕色着色剂、其混合物，数量为约1％-约25wt％，基于组合物的总重量。应理解，根据本公开内容，其它有用的着色剂对本领域技术人员而言是显而易见的。
另外的有用着色剂包括在水基分散体中的颜料，它们可以在使用之前在水和/或表面活性剂中分散。
其它有用的着色剂包括例如磁铁矿和表面处理的磁铁矿等或其混合物。品红色着色剂的例子包括例如在染料索引中标记为CI60710、CI分散红15的2，9-二甲基取代的喹吖啶酮和蒽醌染料，在染料索引中标记为CI 26050、CI溶剂红19的重氮染料等或其混合物。青着色剂的说明性例子包括铜四(十八烷基磺酰胺)酞菁、染料索引中列为CI74160、CI颜料蓝的x-铜酞菁颜料，和在染料索引中标记为DI 69810、特殊蓝X-2137的蒽并蒽烯(anthrathrene)蓝等或其混合物。可以选择的黄色着色剂的说明性例子包括二芳基化物黄3，3-二氯联苯胺乙酰乙酰苯胺、在染料索引中标记为CI 12700、CI溶剂黄16的单偶氮颜料、在染料索引中标记为Foron黄SE/GLNCI分散黄33的硝基苯基胺磺酰胺、2，5-二甲氧基-4-磺酰苯胺苯基偶氮-4’-氯-2，4-二甲氧基乙酰乙酰苯胺、和永久黄FGL。着色的磁铁矿，如MAPICOBLACK和青色组分的混合物也可选择作为颜料。
在特征的实施方案中，用于本方法的凝结剂包括聚金属卤化物，如聚氯化铝(PAC)或聚磺基硅酸铝(PASS)。例如，凝结剂提供金属含量为例如约400-约10,000份每百万份的最终调色剂。在另一个特征中，凝结剂包括聚氯化铝，提供铝含量为约400-约10,000份每百万份的最终调色剂。
在实施方案中，调色剂方法包括在蜡和颜料分散体存在下混合非交联胶乳与一定数量的交联胶乳，向颜料分散体中加入聚金属卤化物如聚氯化铝的凝结剂，同时在高速下如用polytron共混，形成调色剂颗粒。通过加热到低于树脂Tg的温度聚集pH为约2.0-约3.0的所得混合物以提供调色剂尺寸聚集体。向形成的聚集体中加入另外的非交联胶乳，在形成的聚集体上提供壳。然后通过加入氢氧化钠溶液改变混合物的pH直到达到约7.0的pH。当混合物达到约7.0的pH时，羧酸电离以在聚集体上提供另外的负电荷，由此提供稳定性并防止颗粒进一步生长或当在胶乳树脂的Tg以上加热时尺寸分布的增加。然后将混合物的温度升高到约95℃。在约30分钟之后，将混合物的pH降低到当进一步加热时足以聚结或熔凝聚集体以提供复合颗粒的数值，如约4.5。例如采用Sysmex FPIA 2100分析仪测量熔凝颗粒的形状因子或圆形度，直到达到所需的形状。
允许混合物冷却到室温并洗涤该混合物。例如在约10的pH和约63℃的温度下进行第一次洗涤，随后在室温下进行去离子水(DIW)洗涤。在此之后在约4.0的pH和约40℃的温度下洗涤，随后进行最后的DIW水洗涤。然后干燥调色剂。
尽管不希望受理论约束，但在包括非交联胶乳、交联胶乳、蜡和着色剂的本调色剂组合物中，交联的胶乳主要用于增加热污损(offset)，而蜡用于提供剥离特性。选择非交联胶乳与交联胶乳的比例、蜡含量与着色剂含量的比例以控制调色剂的流变。
在实施方案中，调色剂包括非交联树脂、交联树脂或凝胶、蜡和着色剂，其数量为约68wt％-约75wt％的非交联树脂、约6wt％-约13wt％的交联树脂或凝胶、约6wt％-约15wt％的蜡和约7wt％-约13wt％的着色剂，基于组合物的总重量，其中组分的总量是100％，尽管不限于此。在实施方案中，非交联树脂、交联树脂或凝胶、蜡和着色剂存在的数量为约71wt％非交联树脂、约10wt％交联树脂或凝胶、约9wt％蜡和约10wt％着色剂，基于组合物的总重量。
在实施方案中，调色剂组合物包括约25,000-约40,000或约35,000的Mw，约9,000-约13,000或约10,000的Mn，和约48℃-约62℃或约54℃的Tg(开始)。
在本调色剂组合物的实施方案中，所得调色剂的形状因子为约120-约140，颗粒圆形度为约0.930-约0.980。
在实施方案中，着色剂包括黑颜料如炭黑。在另一个实施方案中，着色剂是包括黑调色剂颗粒的颜料，该颗粒的形状因子为约120-约140，其中认为形状因子为100是球形，并且在分析仪如SysmexFPIA 2100分析仪上测量的圆形度为约0.900-约0.980，其中认为圆形度1.00的形状为球形。
在另一个特征中，着色剂包括颜料分散体，该分散体包括体积平均直径为约50-约300纳米的颜料颗粒、水和阴离子表面活性剂。例如，着色剂可包括在阴离子表面活性剂中采用例如市售的Regal 300和非必要的非离子分散体制备的炭黑颜料分散体以提供尺寸为约50纳米-约300纳米的颜料颗粒。在实施方案中，用于分散炭黑的表面活性剂是阴离子表面活性剂如Neogen RKTM或TAYCAPOWDER BN2060，尽管不限于此。可以选择ultimizer型设备以提供颜料分散体，尽管也可以使用介质磨或其它装置。
非必要地，其它各种已知的着色剂如染料或颜料可以存在于调色剂中，并且调色剂可非必要地用作除黑着色剂以外静电复印机中的另外色料并选择为例如约1-约65wt％的数量，基于调色剂组合物的重量，约1-约15wt％的数量，基于调色剂组合物的重量，或例如约3-约10wt％的数量。
实施例如下制备称为EP5的胶乳乳液，该乳液包括由苯乙烯、丙烯酸正丁酯和β-CEA的乳液聚合产生的聚合物颗粒。通过在不锈钢储存罐中混合约10分钟制备由约605克Dowfax 2A1阴离子乳化剂和约387kg去离子水组成的表面活性剂溶液。然后在转移入反应器之前采用氮气吹扫储存罐约5分钟。然后将反应器继续用氮气吹扫同时在约100rpm下搅拌。然后将反应器在受控速率下加热到约80℃并在80℃下保持约2hrs。单独地将约6.1kg过硫酸铵引发剂溶于约30.2kg去离子水。如下单独制备单体乳液。混合约311.4kg苯乙烯、约95.6kg丙烯酸丁酯、约12.21kgβ-CEA、约2.88kg 1-十二烷硫醇、约1.42kg ADOD(二丙烯酸1，10-癸二醇酯)、约8.04kg Dowfax 2A1阴离子表面活性剂和约193kg去离子水以形成乳液。然后在约80℃下将约1％形成的乳液缓慢加入包含表面活性剂水相的反应器中以形成晶种同时采用氮气吹扫。然后将引发剂溶液缓慢加入到反应器中。在约10分钟之后，使用计量泵以约0.5毫升/分钟的速率连续向反应器中加入剩余的乳液。一旦将所有的单体乳液加入到主反应器中，将温度保持在约80℃下另外2小时以完成反应。然后进行完全冷却并将反应器温度降低到约35℃。将获得的产物收集入储存罐并随后干燥。在干燥之后胶乳的分子性能如下Mw＝约35,419；Mn＝约11,354；开始Tg＝约51.0℃。
如下制备称为EA15-8的胶乳乳液，该乳液包括从苯乙烯、丙烯酸正丁酯、二乙烯基苯和β-CEA的半连续乳液聚合产生的聚合物凝胶颗粒。通过在不锈钢储存罐中混合约10分钟制备由约1.75千克Neogen RKTM阴离子乳化剂和约145.8千克去离子水组成的表面活性剂溶液。然后在转移入反应器之前采用氮气吹扫储存罐约5分钟。然后继续用氮气吹扫反应器同时在约300rpm下搅拌。然后将反应器在受控速率下加热到约76℃的温度并保持恒定。在单独的容器中，将约1.24千克过硫酸铵引发剂溶于约13.12千克去离子水中。在第二个单独的容器中，如下制备单体乳液。混合约47.39千克苯乙烯、约25.52千克丙烯酸正丁酯、约2.19千克β-CEA、约729克55％等级二乙烯基苯、约4.08千克Neogen RK阴离子表面活性剂和约78.73千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比例是约65-约35wt％。在约76℃下在氮气吹扫下将约1％形成的乳液缓慢加入到包含表面活性剂水相的反应器中以形成晶种。然后将引发剂溶液缓慢加入到反应器中并静置约20分钟。在约20分钟静置之后，使用计量泵将剩余的乳液连续加入反应器。一旦将所有的单体乳液加入主反应器，将温度保持在约76℃下另外2小时以完成反应。然后进行完全冷却并将反应器温度降低到约35℃。在通过1微米过滤垫过滤之后将产物收集入储存罐中。在干燥一部分胶乳之后，分子性能测量如下Mw＝约134,700；Mn＝约27,300；开始Tg＝约43℃。采用盘式离心机测量的胶乳的平均粒度是约48纳米。由气相色谱测量的残余单体对于苯乙烯小于约50份每百万份而对于丙烯酸正丁酯小于约100份每百万份。
将约186.1克固体加载量为约41.4wt％的EP5胶乳和约55.22克固体加载量为约30.07wt％的蜡乳液(Polywax 850)加入在容器中的约492.8克去离子水中并采用在约4,000rpm下操作的IKAUltra TurraxT50均化器搅拌。其后，将约113.5克固体加载量为约17wt％的黑颜料分散体Sun Pigment WA 1945(Regal 330)、约75克固体加载量为24wt％的EA15-8胶乳凝胶加入到上述混合物中，然后滴加约30.6克包含约3.06克聚氯化铝混合物和约27.54克0.02摩尔浓度(M)硝酸溶液的絮状混合物。在滴加絮状混合物时，将均化器速度增加到约5,200rpm并均化另外5分钟。其后，将混合物以1℃每分钟加热升温到约49℃并保持约1.5-约2小时，得到由库乐尔特粒度计测量的体积平均粒径为约5微米。在加热期间，搅拌器在约250rpm下运行。在达到49℃的设定温度之后约10分钟，将搅拌器速度降低到约220rpm。将另外121.2克EP5胶乳加入到反应器混合物中并在约49℃下聚集另外约30分钟，得到约5.7微米的体积平均粒径。采用1.0M氢氧化钠溶液将反应器混合物的pH调节到约7。然后将反应器混合物以约1℃每分钟加热升温到约95℃。然后采用0.3M硝酸溶液将混合物的pH调节到约3.7。将反应器混合物在约95℃下轻微搅拌约5小时以聚结和球形化颗粒。然后关闭反应器加热器并使混合物以约1℃每分钟的速率冷却到室温。获得的调色剂混合物由约16.7wt％调色剂、约0.25wt％阴离子表面活性剂和约82.9wt％水组成。此混合物的调色剂包括约71wt％苯乙烯/丙烯酸酯非交联聚合物、约10wt％EA15-8交联聚合物或凝胶、约10wt％Regal330颜料、约9wt％PW850蜡，并且体积平均粒径为约5.7微米，晶粒尺寸分布(GSD)为约1.19。洗涤颗粒6次，第一次洗涤在约10的pH和约63℃下进行，随后采用去离子水在室温下进行3次洗涤，随后在约4.0的pH和约40℃下洗涤一次，并采用去离子水在室温下进行最后的洗涤。
采用应力流变仪，购自Rheometrics的SR5000获得调色剂的流变参数。tanδ的测量过程包括由1克调色剂在约75℃的温度和约1,000磅每平方英寸(psi)的压力下制备均匀盘，该盘的尺寸为约25毫米直径和约2毫米厚。将盘放置在两个25毫米直径的平行板之间并经历动态温度步进测试(步进测试包括温度的步进改变，其中允许温度在设定温度下平衡，其中测量粘度，G’和G”，其后将温度步进升高到下一个设定温度并进行相同的成套测量)。测量在1Hz的恒定频率和500帕斯卡的恒定应力下进行。弹性模量G′和粘性模量G″在三个温度，即约130℃、约140℃和约150℃下测量。从G′和G″，使用如下公式计算在每个温度下的tanδTanδ＝G”/G’在1Hz的频率和500帕斯卡的应力下，将调色剂表征为在150℃-130℃下的tanδ为0.63-0.90。在实施方案中，将调色剂表征为在110℃下的弹性储能模量(G’)为44000。在另外的实施方案中，将调色剂表征为在150℃下的弹性储能模量为5000。
在另外的实施方案中，通过使用例如约2％调色剂浓度到约8％调色剂浓度混合采用本方法获得的调色剂与已知载体颗粒制备显影剂组合物，所述载体颗粒包括涂覆的载体，如钢、铁氧体等。在实施方案中，选择的载体也可包含在聚合物涂料中分散的导电化合物，如导电炭黑并且该导电化合物以各种合适的数量，如约15-约65wt％，或约20-约45wt％存在。
权利要求
1.一种调色剂组合物，包括基本没有交联的树脂；交联的树脂；蜡；和着色剂。
2.权利要求1的调色剂组合物，在150℃-130℃下具有0.63-0.90的tanδ。
3.权利要求1的调色剂组合物，在110℃下具有44000的弹性储能模量(G’)。
4.一种包括权利要求1的调色剂组合物的调色剂，具有数量为约400-约10,000份每百万份的金属含量。
全文摘要
调色剂树脂包括非交联的树脂，交联的树脂或凝胶、蜡和着色剂。制备调色剂的方法包括在蜡、着色剂和凝结剂存在下混合非交联的树脂和交联的树脂或凝胶以提供调色剂尺寸聚集体；向形成的聚集体中加入另外的非交联的胶乳以由此在形成的聚集体上提供壳；加热壳覆盖的聚集体以形成调色剂；和非必要地，分离调色剂。
文档编号G03G9/08GK1782894SQ20051012895
公开日2006年6月7日 申请日期2005年12月2日 优先权日2004年12月3日
发明者R·D·帕特尔, D·范贝西恩, E·E·阿古尔, E·G·兹沃茨, M·N·V·麦杜加尔, E·L·穆尔, P·A·博恩斯, K·D·诺塞拉, K·周, V·斯科罗克霍德, W·F·巴什尔, S·S·秋 申请人:施乐公司