CN1694003A - 乳液聚合的黑调色剂和具有优良成像品质的显影剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有调色剂颗粒的黑色调色剂，包括至少一种粘合剂、至少一种黑色着色剂，和一套外用添加剂，其中至少一种粘合剂包括苯乙烯丙烯酸酯粘合剂，并且其中外用添加剂包括平均粒度为约35－约45nm的第一硅石、平均粒度为约135－约160nm的第二硅石，平均粒度为约35－约45nm的二氧化钛。本发明还涉及包括黑色调色剂和载体颗粒的显影剂，其中载体颗粒包括涂有涂层的铁酸盐核心，该涂层包括聚甲基丙烯酸甲酯聚合物和氟－共聚物、炭黑和三聚氰胺珠粒。调色剂颗粒和显影剂优选用于半导体磁刷显影体系中。

Description

乳液聚合的黑调色剂和具有优良成像品质的显影剂
发明背景
1.发明领域
本发明涉及黑色调色剂、含有黑色调色剂的显影剂，以及利用半导体磁刷显影体系使用该显影剂成像的方法。更特别的是，本发明涉及具有特定调色剂颗粒和外部添加剂组合物的黑色调色剂及其特性，并且调色剂与载体摩擦带电接触后，调色剂由此显示出约35-约75μC/g的摩擦电荷，当黑色调色剂在半导体磁刷显影体系中用于显影静电图像时，能够提供具有优良的成像品质的黑色调色剂图像。
2.相关技术的描述
美国专利号5,545,501中公开了一种静电摄影显影剂组合物，其包括载体颗粒和调色剂颗粒，调色剂颗粒粒度分布具有4μm≤t≤12μm的体积平均粒度(t)，并且与所述载体颗粒摩擦带电接触后单位直径上平均电荷数(绝对值)以飞库仑(femtocoulomb)/10μm(CT)表示为1fC/10μm≤CT≤10fC/10μm，其特征在于：(i)所述载体颗粒具有以特斯拉(T)表示的饱和磁化值Msat，Msat≥0.30T，(ii)所述载体颗粒具有30μm≤Cavg≤60μm的体积平均粒度(Cavg)，(iii)所述载体颗粒的基于体积的粒度分布中至少90％的颗粒具有0.5Cavg≤C≤2Cavg的粒径C，(iv)所述载体颗粒的基于体积的粒度分布中包括少于b％的小于25μm的颗粒，其中b＝0.35×(Msat)2×P，Msat＝饱和磁化值，Msat以T表示，并且P＝以kA/m表示的磁性显影磁极的最大场强，和(v)所述载体颗粒包括涂覆有0.2％w/w≤RC≤2％w/w量(RC)的树脂涂层的核心颗粒。参见摘要。此专利中公开了能够在体系中实现偏移(offset)品质图像的显影剂，该体系中用绒毛磁性刷对潜像进行显影。参见该专利的第4栏第7-17行。
美国专利号6,319,647公开了一种调色剂，调色剂颗粒中含有至少一种粘合剂、至少一种着色剂，并优选含有一种或多种外用添加剂，其有利地成形在显影剂中并用于磁刷显影体系中以得到稳定、高质量的复印图像。在与载体颗粒摩擦带电接触后，调色剂颗粒显示出0.6-0.9fC/μm的单位粒径电荷数(Q/D)和20-25μC/g的摩擦电荷。调色剂颗粒优选具有约7.8-8.3微米的平均粒径。调色剂与载体颗粒组合在一起而得到一种显影剂，载体颗粒优选具有45-55微米的平均粒径，并包括基本上不含铜和锌的铁酸盐核心，该核心涂布有包括聚二氟乙烯聚合物或共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或共聚物的涂层。
美国专利号6,416,916公开了一种调色剂，调色剂颗粒中含有至少一种粘合剂、至少一种着色剂和一种包括硬脂酸锌和二氧化硅或二氧化钛中至少一种的外用添加剂套装，其中硬脂酸锌的量限于占调色剂的约0.10重量％或更少。据报道，当硬脂酸锌的量如此限定时，由调色剂形成的显影剂显示出良好的摩擦带电和稳定性以及优良的显影剂流动性。当显影剂用于磁刷显影体系时，基本上形成了稳定、高质量的复印图像，而长期无任何耗损缺陷。
还希望得到的是用于半导体磁刷显影体系中的黑色调色剂，该调色剂能够每分钟显影多页，同时显著减少排放物(emissions)并具有高印刷品质。
发明简述
在本发明中由调色剂实现该目标和其它目标，调色剂包括由至少一种粘合剂、至少一种黑色着色剂和一套外用添加剂组成的调色剂颗粒，其中至少一种粘合剂包括苯乙烯丙烯酸酯粘合剂，该苯乙烯丙烯酸酯粘合剂中交联苯乙烯丙烯酸酯凝胶的含量为粘合剂的0重量％-约15重量％，并且其中外用添加剂包括平均粒度为约35-约45nm的第一硅石，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约5.0％，和平均粒度为约135-约160nm的第二硅石，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约3.0％，以及平均粒度为约35-约45nm的二氧化钛，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约5.0％。
在实施方案中，调色剂颗粒可进一步包括平均粒度为约8-约20nm的第三硅石，并且其量为调色剂颗粒的约0.2重量％-约5重量％。
在实施方案中，本发明进一步涉及包括上述黑色调色剂和载体颗粒的显影剂，其中载体颗粒包括涂有涂层的铁酸盐核心，该涂层包括聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯和氟-共聚物的混合物、炭黑和三聚氰胺珠粒，其中所述显影剂包括约1-约25重量份的黑色调色剂和约75-约99重量份的载体颗粒。
在更进一步的实施方案中，本发明涉及一种电子照相成像装置，其包括光感受器、半导体磁刷显影体系，和与半导体磁刷显影体系联在一起的用于容纳含有本发明的黑色调色剂的显影剂的室。
优选实施方案的详述
电子照相印刷的方法通常包括将光电导元件充电使其具有基本上均匀的电压，以敏化其表面。光电导表面和待复制的原始文件的充电部分暴露于来自例如扫描激光束、LED源等的光图像。这样，在光感受器的光电导表面上记录了静电潜像。在静电潜像被记录在光电导表面上之后，用调色剂或含有调色剂的显影剂对潜像进行显影。
在本发明中，双组分显影剂用于显影。典型的双组分显影剂包括磁性载体颗粒，调色剂颗粒通过摩擦带电吸引于载体颗粒上。在潜像的显影期间，调色剂颗粒被吸引到潜像上，在光电导表面上形成调色剂粉末图像。调色剂粉末图像随后被转印到图像转印介质上，例如一张纸或透明物上。最后，调色剂粉末图像被加热以使其永久熔合到图像转印介质上。
使光感受器上的潜像显影的常规已知方法为使用一个或多个磁性刷。例如参见美国专利号5,416,566、5,345,298、4,465,730、4,155,329和3,981,272，其内容引用于此作为参考。显影剂的调色剂可以被配制为带有负电荷或正电荷，或者是在任何情况下针对载体进行选择，使得对于待显影的静电潜像调色剂颗粒获得合适的操作电荷。因此，当显影剂与光感受器的光电导表面有效接触时，放电图像更强的吸引力使调色剂颗粒离开载体颗粒并附着于光电导表面的图像部分。
前述的磁性刷通常包括具有管状元件或套管(sleeve)的辊轴(roll)，其被旋转支撑。套管优选由非磁性材料制成，更优选由不锈钢制成，其具有导电性并可具有比铝更少的涡流，由此减少局部加热。一个或多个磁铁固定在套管内。设置辊轴，以使套管的一部分浸入，或接触到部分包括载体颗粒和调色剂颗粒的显影剂供给源。
结果，显影剂被吸引到套管的表面，并在其上以刷子，例如刷毛形式排列。因此，当带有静电潜像的光感受器与刷子自然接触时，图像区域中的光感受器表面的静电电荷的吸引力大于将调色剂颗粒保持在刷上的力，此吸引力将调色剂颗粒从磁性刷辊分离并吸引到图像区域上，从而使图像可见。
上面给出的电子照相标记方法对于单色图像，亦即常规的黑色调色剂图像是理想的。在这些方法中，调色剂颗粒通过调色剂颗粒中含有的黑色着色剂而被着色为调成黑色。
本发明公开了一种新型黑色调色剂和显影剂，其用于在受限半导体磁性刷显影条件下运转，以获得优于现有技术中调色剂和显影剂的图像品质，并能够在每分钟形成大量印刷品同时减少排放物(emissions)。由于使用本发明的调色剂减少了排放物(emissions)，单色和中间色区域均匀并且灰度和色彩稳定，文本干净，具有确定的边缘，而不论字体的大小或字体类型。此外，无图像部分的背景调色剂减少，并且机器污垢和污染减到最小。
本发明的黑色调色剂包括至少一种树脂粘合剂、至少一种黑色着色剂和包括一种或多种微粒添加剂的外用混合添加剂套装。制备本发明黑色调色剂的合适和优选材料将如下所述。
对于本发明的黑色调色剂，调色剂颗粒中的树脂粘合剂优选包括丙烯酸酯粘合剂，更优选苯乙烯丙烯酸酯粘合剂，最优选乳液聚合的苯乙烯丙烯酸酯粘合剂。
乳液聚合的苯乙烯丙烯酸酯粘合剂可以通过任何合适的乳液聚合方法制备。例如参见美国专利号6,120,967，其全文引用于此作为参考。
可以在苯乙烯丙烯酸酯粘合剂中包括一些数量的交联的凝胶部分。交联的凝胶部分包括以凝胶微粒形式分布于粘合剂线性部分中的交联粘合剂。根据扫描电子显微镜和/或透射电子显微镜测定，这种交联的凝胶部分具有例如0.1μm或更小，优选约0.005μm-约0.1μm的体积平均粒度。
以粘合剂的重量计，优选粘合剂树脂中微凝胶体(交联凝胶部分含量)的重量分数为0-约15％，优选为约1-约12％，更优选为约5-约11％，最优选为10％。线性部分包括基材树脂，优选苯乙烯丙烯酸酯，其含量占粘合剂的重量的约50-约100％，优选约65-约100％。粘合剂树脂的线性部分优选包括在交联反应期间不发生交联的低分子量反应性基材树脂。因此苯乙烯丙烯酸酯粘合剂树脂的分子量分布是双峰的，并且具有不同范围的粘合剂树脂的线性部分和交联部分。
粘合剂中还可以包括一定量的其它粘合剂材料，例如，包括如乙烯基聚合物如苯乙烯聚合物、丙烯腈聚合物、乙烯醚聚合物、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物；环氧聚合物；二烯；聚氨酯；聚酰胺和聚酰亚胺；聚酯，如二羧酸和二醇(包括联苯酚)的聚合酯化产物，交联的聚酯，等。
将调色剂颗粒的粘合剂熔化混合或通过其它方式与至少一种黑色着色剂混合。可以使用各种黑色着色剂，没有限制，并且着色剂可以为颜料、染料或其混合物。黑色着色剂的例子包括，例如，炭黑如REGAL 330炭黑(Cabot)、乙炔黑、灯黑、苯胺黑及其混合物。着色剂最好为具有适当粒径，如约50-约250nm的炭黑颜料，并且可以为分散体的形式，例如水分散体。
以调色剂颗粒的重量计，黑色着色剂优选以约1％-约25％，优选以约5-约15％，最优选以约8-约12％的量存在于调色剂组合物中。
本发明的调色剂颗粒还可包括几种附加的在调色剂颗粒内部的任选添加剂(例如，内部添加剂)。例如根据需要，调色剂颗粒还可包括电荷控制添加剂、表面活性剂、乳化剂、颜料分散剂、流动添加剂，等。蜡状物，例如聚乙烯、聚丙烯和/或石蜡也可作为熔融脱模剂包含在调色剂组合物之内或之上。
本发明的调色剂颗粒优选具有小的尺寸。特别是，调色剂颗粒优选具有约3μm-约10μm，优选约4μm-约7μm，最优选约5μm-约6μm的平均粒度。
调色剂颗粒还必须具有位于调色剂颗粒表面上的外用添加剂套装。
外用添加剂套装优选至少包括平均粒度约35-约45nm的第一硅石，和平均粒度约135-约160nm的第二硅石，以及平均粒度约35-约45nm的二氧化钛。
以调色剂颗粒的重量计，第一硅石(又名SiO2或二氧化硅)优选以约0.2-约5.0％的量，优选以约0.5-约2.0％的量存在于调色剂颗粒中。第一硅石颗粒优选具有约40nm的平均粒度。硅石通常被施加到调色剂的表面，用于调色剂的流动、增强摩擦起电、控制混合、改善显影和转印稳定性以及更高的调色剂结块(blocking)温度。现已发现，调色剂颗粒中上述量的所述尺寸的第一硅石能够在应用中增加调色剂颗粒的摩擦电荷，并可在应用中增加调色剂单位粒径(q/d)的电荷。上述粒径范围的硅石颗粒可购自例如DeGussa。
以调色剂颗粒的重量计，优选第二硅石以约0.2-约3.0％的量，优选以约0.6-约2.4％的量存在于调色剂颗粒中。第二硅石颗粒优选具有约140nm-约150nm的平均粒度。现已发现，第二硅石可以增加调色剂颗粒的结合力，然而不会达到上述用量范围所不能接受的程度。第二硅石没有对调色剂颗粒的摩擦带电和q/d特性产生负面影响。
在调色剂的使用期间，需要存在较大尺寸的第二硅石颗粒，以免将较小尺寸的外用添加剂压入到调色剂颗粒中。在使用中，载体颗粒撞在调色剂颗粒上，这种撞击可能使较小的外用添加剂所不希望地压紧在调色剂颗粒的表面。较大尺寸的第二硅石颗粒吸收了这种撞击，成为足够大尺寸的第二硅石颗粒，其本身不易于完全撞击在调色剂颗粒上。第二硅石颗粒的存在由此能够长期确保维持调色剂颗粒的显影和转印性能。
第二硅石颗粒优选为溶胶-凝胶硅石颗粒。第二硅石颗粒购自例如Shin-Etsu。
以调色剂颗粒的重量计，二氧化钛(又名TiO2或二氧化钛)优选以约0.2-约5.0％的量，更优选以约0.2-约1.2％的量存在于调色剂颗粒中。二氧化钛颗粒优选具有约40nm的平均粒度。二氧化钛通常被加入到调色剂颗粒的表面，以改善相对湿度(RH)稳定性、控制摩擦带电并改善显影和转印稳定性。上述粒径的二氧化钛颗粒购自例如Tayca。
以调色剂颗粒的重量计，在调色剂颗粒中任选存在约0.2-约5.0％量的第三硅石。第三硅石颗粒优选具有约8nm-约20nm的平均粒度。第三硅石可以改善充电和流动性。约8nm-约20nm粒径范围的硅石的合适的例子可购自Degussa和Cabot公司。
其它外表面用添加剂也可被包括在该外表面用添加剂套装中。例如，外用添加剂套装也可包括ZnSt(硬脂酸锌)。硬脂酸锌提供润滑性能、提供显影剂导电率和促进摩擦带电，两者都归因于其润滑特性，并且能够通过增加调色剂和载体颗粒之间的触点数目从而保证了更高的调色剂电荷和电荷稳定性。可同时加入硬脂酸钙和硬脂酸镁以提供类似的性能。合适的市售硬脂酸锌已知为由Ferro公司聚合物添加剂部门生产的硬脂酸锌L。
上述外部添加剂可以被疏水化处理，必要时通过表面处理以降低调色剂电荷的湿敏度。例如，第一硅石和二氧化钛可以用PDMS(聚二甲基硅氧烷)处理。第二硅石可以用，例如有机硅烷处理。
为了进一步提高此处所述显影剂组合物的正电荷特性，包括烷基吡啶鎓卤化物的电荷增强添加剂可以作为任选的组分被引入到调色剂中或调色剂表面上，参见美国专利号4,298,672，其全部内容引用于此作为参考；有机硫酸酯或磺酸酯组合物，参见美国专利号4,338,390，其全部内容引用于此作为参考；二硬脂酰基二甲基硫酸铵；硫酸氢盐，等，或其它类似的已知的电荷增强添加剂。此外，负电荷增强添加剂还可选自，例如铝配合物，如BONTRON E-88等。以调色剂颗粒的重量计，这些添加剂可以以约0.1-约20％，优选1-约3％的量加入到调色剂中。
下表1中给出了本发明的几种优选的调色剂组合物。所有的量为重量百分率，基于调色剂颗粒的总重量。
表1
  实施例   第一小粒硅石   第二大粒硅石   二氧化钛
    1     0.57     0.74     0.37
    2     1.71     0.74     0.37
    3     0.57     0.74     1.10
    4     1.71     0.74     1.10
    5     0.57     2.22     0.37
    6     1.71     2.22     0.37
    7     0.57     2.22     1.10
    8     1.71     2.22     1.10
本发明的调色剂组合物可以通过多种已知的方法制备，例如包括熔融混合该调色剂颗粒、着色剂和任选的内部添加剂，然后机械摩擦。其它方法包括本领域已知的方法，例如喷雾干燥、熔体分散、分散聚合、悬浮聚合、乳液聚合和挤出法。调色剂优选如下制备：首先将粘合剂(优选包括线性树脂和上述交联树脂)和着色剂在混合器中混合在一起。然后将调色剂分级以得到具有所需体积平均粒度的调色剂。在该方法中应当小心，以限制粗颗粒、粗砂和大颗粒。随后优选使用混合器或搅拌器，例如Henschel混合器共混外部添加剂和调色剂，随后筛分以得到最终的调色剂产品。
在形成后，可以任选地用酸冲洗，例如氯化钙调色剂颗粒。这种酸洗可以改善调色剂颗粒的相对湿敏度，但还可以降低调色剂颗粒的摩擦带电值。或者可以使用水洗，其基本上不影响调色剂颗粒的性质。
用电荷/粒径、q/d、fC/μm描述了在调色剂与载体颗粒摩擦带电后调色剂的电荷。调色剂颗粒的单位粒径电荷(q/d)优选具有如0.1-1.0fC/μm的平均值，对应于10μ库仑/克-80μ库仑/克的5.5μm调色剂摩擦。该电荷将在整个显影过程中保持稳定以确保用调色剂得到的图像丰满度的一致性。调色剂颗粒的平均q/d可以通过现有技术中已知的电荷光谱装置测量，例如美国专利号4,375,673，引用于此作为参考。光谱仪用来测量调色剂颗粒电荷(q以fC表示)在所测调色剂直径(d以μm表示)上的分布。
在本发明最优选的实施方案中，当调色剂颗粒与载体颗粒摩擦带电接触后，在70°F和50％的相对湿度下测量时，调色剂颗粒显示出例如约-25-约-80μC/g，更优选约-38-约-50μC/g的摩擦带电值(通过已知的法拉第笼(Faraday Cage)方法测定)，并且在显影剂的寿命期中显示出摩擦带电稳定性。
优选调色剂通过与适当的载体颗粒混合而掺入到如上所述的双组分显影剂组合物中。
在制备含有本发明的具有上述特性的上述调色剂的显影剂中用作载体的合适和优选的材料将详述如下。调色剂颗粒以摩擦带电方式缔合和/或附着于载体颗粒的表面。
可选择的用于与根据本发明制备的调色剂组合物混合的载体颗粒的说明性例子包括，能够摩擦以得到极性与调色剂颗粒相反的电荷的颗粒。合适的载体颗粒的说明性例子包括颗粒状锆石、颗粒状硅、玻璃、钢、镍、铁酸盐、铁酸铁、二氧化硅，等。其它合适的载体公开在美国专利号4,937,166和4,935,326中，其全部内容引用于此作为参考。
在一个优选的实施方案中，载体核心包括铁酸盐颗粒。可不限地使用任意市售的铁酸盐载体。载体核心可优选包括铁酸锰镁核心，如购自Power Tech的那些。通过标准的激光衍射技术测定，显影剂组合物中用作载体核心的铁酸盐颗粒优选具有如10-100μm，优选20-70μm，最优选25-40μm的平均粒度(粒径)。
选择的载体颗粒可以有或无涂层。在显影剂组合物的一个优选实施方案中，载体颗粒上涂布有聚甲基丙烯酸甲酯聚合物或共聚物。
在另一优选实施方案中，铁酸盐载体颗粒上涂布有至少两种干燥的聚合物组分的混合物，其中干燥的聚合物组分优选不存在彼此紧密接近的摩擦电序列，并且最优选具有与所选择的调色剂相反的电性。电负性聚合物，亦即通常给予与其接触的调色剂正电荷的聚合物，优选包括聚-1，1-二氟乙烯聚合物或共聚物。这种聚二氟乙烯聚合物为市售的，例如KYNAR(商品名)。正电性聚合物，亦即通常给予与其接触的调色剂负电荷的聚合物，优选包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物或共聚物，任选含有分散于其中的炭黑或另一种导电性材料。PMMA本身为绝缘聚合物。为了得到导电性载体涂层，将导电组分，如炭黑，与PMMA以及任何其它载体涂层组分干混在一起。然后将所得的混合物滚转到核心上并熔合。
PMMA可以与任何所需的共聚单体共聚合，只要所得的共聚物能够保持适当的粒径。合适的共聚单体可包括单烷基或二烷基胺，例如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二异丙基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯，等。如果PMMA聚合物中含有分散于其中的炭黑，其最好以半悬浮聚合方法形成，例如美国专利号5,236,629中公开的，其全部内容引用于此作为参考。
在本发明的一个优选的实施方案中，载体上涂布有如美国专利号5,847,030中公开的PMMA涂层，其全部内容引用于此作为参考。这种PMMA优选通过乳液聚合方法制备，并且聚合物颗粒具有100-200nm，优选约150nm的窄的粒度分布。需要这种小粒径以均匀地覆盖小铁酸盐核心。
根据选择的特定组分、涂布重量和所需特性，载体涂层中存在的各个聚合物的百分比可以不同。例如，两种聚合物的比例可以不同，以调整载体的摩擦带电特性，从而满足给定印刷装置的特别需要。使用的涂布聚合物混合物中通常含有约3-约97％的电负性聚合物和约97-约3重量％的正电性聚合物。选定的聚合物混合物优选含有约3-25重量％的电负性聚合物和约97-约75重量％的正电性聚合物。选定的聚合物混合物最优选含有约5-15重量％的电负性聚合物和约95-85重量％的正电性聚合物。
在最优选的实施方案中，载体颗粒上的涂层包括约70-约80重量％的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、约6-约12重量％的炭黑和约8-约12重量％的三聚氰胺珠粒，并且该涂层最优选进一步包括约3-约9％的氟共聚物。
如上所述，铁酸盐载体颗粒上的涂层优选还包括三聚氰胺珠粒，例如平均粒度为约100nm-约300nm的三聚氰胺珠粒。这种珠粒可购自例如Nippon Shokubai。基于总涂层的重量，三聚氰胺珠粒可以以约5-约15％，更优选约8-约12％的量存在。三聚氰胺颗粒提供电荷和电导率稳定性。
载体颗粒的制备可以通过将载体核心与例如约0.05-约10％，最优选约0.3-约5.0％(基于涂层载体颗粒的重量)的涂层组合物混合进行，直到其通过机械压实和/或静电引力粘合到载体核心。然后将载体核心颗粒和聚合物的混合物升温加热一段时间，以能够将涂层聚合物熔化并熔合到载体核心颗粒。然后将涂布的载体颗粒冷却并分选得到所需的粒径。基于载体的重量，涂层优选具有例如约0.1-5.0％，优选0.1-3.0％的涂布重量。
可以使用各种合适有效的方法将聚合物混合物涂层施加到载体核心颗粒的表面。为此目的的典型方法的实例包括通过级联辊混合、或磨光、混炼(milling)、振荡(shaking)、静电粉末喷雾(electrostaticpowder cloud spraying)、流化床、静电圆盘加工和静电幕，将载体核心材料和涂料组合物混合在一起。
涂布的载体颗粒优选具有约25μm-约40μm，更优选约35μm的粒径。在一个优选的实施方案中，需要将载体的体积平均直径与调色剂的体积平均直径的比维持在约5∶1-9∶1。
本发明的双组分显影剂组合物可以通过将载体核心颗粒与上述调色剂组合物混合得到。可通过各种合适的混合方式将载体颗粒与调色剂颗粒混合。然而，当约1-约25重量份的黑色调色剂与约75-约99重量份的载体颗粒混合时，得到最佳结果。最初放置于静电复印显影室中的显影剂中调色剂的浓度优选为显影剂的总重量的例如约1-约20％。
本发明的显影剂显示出优越的黑色图像品质，减少了排放物(emissions)，并且能够使装置在一分钟内印刷很多页，例如达到40-200ppm或更多的量级，同时没有出现品质问题。
下表2总结了与上述表1中相同的实例调色剂的摩擦带电和粘合特性。
表2
  实施例     摩擦电荷(15min PS)(μC/g)     摩擦电荷(60min PS)(μC/g)  粘合力
    1     -36.1     -27.2     73
    2     -41.9     -36.4     82
    3     -35.5     -26.6     38
    4     -39.2     -35.2     65
    5     -33.6     -22.4     33
    6     -43.5     -27.2     57
    7     -29.5     -21.9     18
    8     -32.4     -23.6     40
为了确定摩擦电荷，将0.5克显影剂样品置于法拉第笼中。在每端具有筛网的笼中吹入压缩空气。筛孔尺寸使得调色剂逸出并保留载体。25微米筛网适于35微米的载体和5.5微米的调色剂。将电位计连接到法拉第笼并监测调色剂离开法拉第笼时的电荷变化。测量分离前后的质量变化从而得到调色剂的质量。摩擦电荷定义为调色剂电荷/调色剂质量。PS表示涂料摇振。显影剂处于玻璃容器中。具有显影剂的玻璃容器置于涂料摇振器中搅拌15分钟和60分钟。涂料摇振器的作用为模拟机器显影室中调色剂经受的***。当调色剂组分移至载体以及表面变得更相似，并且添加剂压紧在调色剂表面上时，摩擦电荷通常随时间降低。调色剂设计的目的在于最小化摩擦电荷随时间的变化。因此在上述8种设计中，设计4在摩擦电荷稳定性方面最佳。
使用Hosokawa粘结力测试机测量粘合力。这包括3种不同网孔-53微米/45微米/38微米的筛网。将筛网置于另一个筛网的顶部并振动1分钟。每个筛网上残留的调色剂的量表示调色剂的粘度(粘合性)。粘合力是一个相对值。粘合力为0表示液体流动(筛网上没有调色剂)，然而粘合力为100表示没有调色剂通过筛网。调色剂为5.5微米并且筛网为53微米/45微米/38微米，所以调色剂的粘合力越大，不能通过网孔的调色剂结块越大。调色剂设计的目的在于当调色剂从添加剂混合操作中释放时具有尽可能低的粘合力——当调色剂在机器显影室中老化时具有尽可能低的残余粘合力。

Claims (1)

1.一种含有调色剂颗粒的黑色调色剂，包括至少一种粘合剂、至少一种黑色着色剂，和一套外用添加剂，
其中至少一种粘合剂包括苯乙烯丙烯酸酯粘合剂，该苯乙烯丙烯酸酯粘合剂中交联的苯乙烯丙烯酸酯凝胶的含量为粘合剂重量的0％-约15％，并且
其中外用添加剂包括平均粒度为约35-约45nm的第一硅石，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约5.0％，和平均粒度为约135-约160nm的第二硅石，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约3.0％，和平均粒度为约35-约45nm的二氧化钛，其含量为调色剂颗粒重量的约0.2％-约5.0％。
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