本发明涉及一种具有改进性能的静电液体显影剂。更具体地说,本发明涉及一种含有可降解聚合物树脂的静电液体显影剂。 已知静电潜象可用分散于一种绝缘非极性液体中的调色剂颗粒显影。这样的分散材料称为液体调色剂或液体显影剂。静电潜象可通过给一个光导层提供均匀静电荷并随后使之对一束调制的辐射能曝光使该静电荷放电而产生。已知其他方法也能用于形成静电潜象。例如,一种方法是给载体提供一个介电表面,并把预先形成的静电荷转移到该表面上。可用的液体显影剂包括一种颗粒形式的热塑性树脂和非极性液体分散剂。一般来说,存在一种适用的着色剂如染料或颜料。着色的调色剂颗粒被分散于一般具有超过109欧姆厘米的高体积电阻率、低于3.0的低介电常数和高蒸气压的非极性液体中。调色剂颗粒用Malvern 3600E激光衍射光散射粒度分析仪测定时平均粒度小于10μm。在该静电潜象形成之后,用分散于所述非极性液体分散剂中的着色的调色剂颗粒使该影象显影,随后可将该影象转移到一种载体片材上。
由于适当影象地形成取决于液体显影剂和所要显影的静电潜象之间电荷的差异,已发现理想的是在含有热塑性树脂、非极性液体最好还含有着色剂的液体显影剂中,加入电荷导向剂化合物,最好还加入一种助剂,如多羟基化合物、氨基醇、聚丁烯琥珀酰亚胺、芳烃等。
由于人们对环境问题的关注,废纸的再生变得越来越重要。然而,已发现印有调色剂的纸不适合于制造再生纸,因为调色剂印迹会沾污这种再生纸产品。调色剂特别难以从纸上脱除,因为树脂是烘烤熔化的,因而粘合得非常牢。即使在脱墨(脱除调色剂)之后,残留的调色剂也会使再生纸的色泽呈灰色,还会呈黑色斑点外观。
本发明提供一种具有能与印刷纸的再生兼容的改进可降解性的静电液体显影剂,其基本组成为
(A)一种贝壳杉脂丁醇值小于30、以主要数量存在的非极性液体;
(B)一种含有至少一种从下列一组中选择的羟基酸单元的可降解聚合物树脂的颗粒
(1)(O(CR1R2)nCO)p
(2)(OCR1R2COOCR1R2CO)q
(3)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CO)r和
(4)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CR1R2CO)s
其中n是整数2、4或5,p、q、r和s的总和是15~5,000,R1或R2(可以相同也可以不同)是氢、含1~12个碳原子的烃基、或含1~12个碳原子的取代烃基,树脂颗粒的面均粒度小于10μm;
(C)一种可溶于非极性液体的离子型或两性离子型电荷导向剂化合物。
本发明进一步的实施方案提供一种制备静电液体显影剂的调色剂颗粒的方法,包括
A.于一容器中在高温下分散一种含有至少一种从下列一组中选择的羟基酸单元的可降解聚合物树脂
(1)(O(CR1R2)nCO)p
(2)(OCR1R2COOCR1R2CO)q
(3)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CO)r和
(4)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CR1R2CO)s
其中n是整数2、4或5,p、q、r和s的总和是15~5,000,R1或R2(可以相同也可以不同)是氢、含1~12个碳原子的羟基、或含1~12个碳原子的取代烃基,和一种贝壳杉脂丁醇值小于30的非极性液体,其方法是使颗粒状介质运动,使运动的颗粒状介质产生剪切和/或冲击,同时使该容器内的温度保持在足以使该树脂塑化和液化且在非极性液体沸腾及树脂分解的温度以下的温度;
B.冷却所述容器中的分散液,使树脂从分散剂中沉淀出来,在冷却期间及其以后保持颗粒状介质持续运动,从而形成面均粒度小于10μm的调色剂颗粒;
C.使调色剂颗粒分散液与颗粒状介质分离。
在本说明书中,下列术语有如下含义:
在本说明书所附的权利要求书中,“基本组成”系指静电液体显影剂的组成并不排斥那些不妨碍该显影剂实现其优点的未说明成分。例如,除基本成分外,还可以存在附加成分,如微细粒度氧化物、助剂,如多羟基化合物、氨基醇、聚丁烯琥珀酰亚胺、金属皂、芳烃等。
可降解系指显影剂的聚合物酸树脂成分(例如)在填埋中是可生物降解的,但更重要的是可在含水条件下(最好是微碱性或微酸性条件下)水解,从而使该聚合物树脂水解成适合于回收而再用来制备聚合物的单体单元或低分子量单元。
氨基醇系指在一个化合物中既有氨基官能度也有羟基官能度。
电导率是在5赫芝和5伏特用皮姆欧/厘米(pmho/cm)量度的显影剂电导率。
非极性液体分散剂(A)优选带支链的脂族烃,更具体地说,是Isopar-G、Isopar-H、Isopar-K、Isopar-L、Isopar-M和Isopar-V。这些烃类液体是异链烷烃级分的窄馏分,有极高的纯度。例如,Isopar-G的沸程在157℃和176℃之间,Isopar-H在176℃和191℃之间,Isopar-K在177℃和197℃之间,Isopar-L在188℃和206℃之间,Isopar-M在207℃和254℃之间,Isopar-V在254.4℃和329.4℃之间。Isopar-L的中沸点近似194℃。Isopar-M的闪点为80℃,自燃温度为338℃。严格的制造规格,例如,硫、酸、羧基和氯化物,仅限于几个ppm。它们基本上是无气味的,只具有非常微弱的链烷烃气味。它们有优异的气味稳定性,都是由Exxon公司制造的。Exxon公司的高纯度正链烷烃液体Norpar12 Norpar13和Norpar15也可以使用。这些烃类液体有下列闪点和自燃温度:
液体 闪点(℃) 自燃温度(℃)
Norpar12 69 204
Norpar13 93 210
Norpar15 118 210
所有这些非极性液体都有超过109欧姆厘米的体积电阻率和低于3.0的介电常数。25℃的蒸气压小于10托。Isopar-G用泰格闭杯法测定的闪点为40℃,Isopar-H用ASTM D 56测定的闪点为53℃。Isopar-L和Isopar-M用同一方法测定的闪点分别为61℃和80℃。虽然这些是优选的非极性液体,但所有适用的非极性液体的基本特征是体积电阻率和介电常数。此外,这些非极性液体的一个特征是贝壳杉脂丁醇值低,用ASTM D 1133测定时小于30,优选在27或28附近。树脂与非极性液体分散剂之比应使各成分的组合在操作温度下变成流体。以液体显影剂的总重量计,非极性液体的含量为50~99.9%(重量),优选97~99.5%(重量)。该液体显影剂中固体的总重量是0.1~50%,优选0.3~3.0%(重量)。该液体显影剂中固体的总重量仅根据树脂计算,包括分散于其中的组分,如颜料组分、助剂等。
可降解聚合物树脂含有至少一种从下列一组中选择的羟基酸单元:
(1)(O(CR1R2)nCO)p
(2)(OCR1R2COOCR1R2CO)q
(3)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CO)r和
(4)(OCR1R2CR1R2OCR1R2CR1R2CO)s
其中n是整数2、4或5,p、q、r和s的总和是15~5,000,R1或R2(可以相同也可以不同)是氢、含1~12个碳原子的烃基、或含1~12个碳原子的取代烃基。
优选的单元是R1和R2均是氢或甲基的单元,特别优选的单元是ε-己内酯、γ-戊内酯、丙交酯(3,6-二甲基-1,4-二噁烷-2,5-二酮)、乙交酯(1,4-二噁烷-2,5-二酮)、1,5-dioxe-pan-2-one、1,4-二噁烷-2-酮、β-丁内酯、β-丙内酯。可以使用这些单元的混合物。
聚合物树脂可以是单元(1)至(4)中任何一种的均聚物;单元(1)至(4)中至少两种单元的嵌段或无规共聚物;单元(1)至(4)中任何一种的均聚物、(1)至(4)中至少两种单元的嵌段或无规共聚物及其组合的掺合物。
此外,可降解树脂具有下列优选特征:
1.能分散着色剂如颜料等;
2.在40℃以下的温度基本上不溶于分散剂液体,因此,该树脂在贮存时将不溶解或溶剂化;
3.能被研磨形成(例如)用Horiba Instruments公司(Irvine,CA)制造的Horiba CAPA-500离心式自动粒度分析仪测定时面均粒度(优选粒度)在0.1μm和5μm之间,(例如)用下述Malvern 3600E粒度仪测定时直径在1μm和15μm之间的颗粒;
4.能形成(例如)用Horiba CAPA-500离心式自动粒度分析仪、溶剂粘度为1.24厘泊、溶剂密度为0.76克/厘米3、样品密度为1.32、离心转速为1000转/分、粒度范围为0.01至小于10μm及粒度级为1.0μm测定时小于10μm的(面均)粒度;(例如)用如下所述的Malvern 3600E粒度仪测定时约30μm平均粒度;
5.能在超过70℃的温度熔化。
Malvern 3600E粒度仪是由Malvern公司(Southborough,MA)制造的,它使用搅拌中样品的激光衍射光散射测定平均粒度。由于Horiba和Malvern仪器利用不同的技术测定平均粒度,所以读数不同。两种仪器用微米(μm)表示的调色剂颗粒平均粒度的相关性如下:
Malvern 3600E Horiba CAPA-500
粒度仪测定的数值 的预期范围
30 9.9+3.4
20 6.4+1.9
15 4.6+1.3
10 2.8+0.8
5 1.0+0.5
3 0.2+0.6
这种相关是通过对在两种仪器上测定的67种(不是本发明的)液体静电显影剂样品的平均粒度进行统计分析得到的。Horiba数值的预期范围是用线性回归法以95%的置信水平确定的。在本说明书所附的权利要求书中,粒度数值是指用Horiba仪器测定的数值。
适用的可溶于非极性液体的离子型或两性离子型电荷导向剂化合物(C),其用量一般为0.25~1,500mg/g,优选2.5~400mg/g显影剂固体,这类化合物包括:阴离子型甘油酯,如EmphosD70-30C、EmphosF27-85,这是Witco公司(New York,NY)销售的两种商品,分别是磷酸化的带有不饱和酸和饱和酸取代基的一甘油酯和二甘油酯的钠盐;卵磷脂、Basic Barium Petronate(碱性石油磺酸钡)、Neutral Barium Petronate(中性石油磺酸钡)、Calcium Petronate(石油磺酸钙)、Neutral Calcium Petronate(中性石油磺酸钙),这些是Witco公司(New York,NY)生产的油溶性石油磺酸盐;金属皂,如三硬脂酸铝、二硬脂酸铝;硬脂酸的钡、钙、铅和锌盐;亚油酸的钴、锰、铅和锌盐;辛酸的铝、钙和钴盐;油酸的钙和钴盐;棕榈酸锌;环烷酸的钙、钴、锰、铁、铅和锌盐;树脂酸的钙、钴、锰、铅和锌盐等。
如前面所指出的,可存在于静电液体显影剂中的附加成分有着色剂,如颜料或染料及它们的组合,最好有着色剂存在以使潜象可见,尽管在某些用途中不需要如此。着色剂如颜料的含量最多可达显影剂固体总重量的约60%(重量),优选显影剂固体总重量的0.01~30%(重量)。着色剂的用量可因显影剂的使用而异。颜料的实例包括:
颜料名单
颜料牌号 制造厂家 颜料颜色指数
永久黄DHG Hoechst 黄12
永久黄GR Hoechst 黄13
永久黄G Hoechst 黄14
永久黄NCG-71 Hoechst 黄16
永久黄GG Hoechst 黄17
汉撒黄RA Hoechst 黄73
汉撒亮黄5GX-02 Hoechst 黄74
Dalamar黄YT-858-D Heubach 黄74
汉撒黄X Hoechst 黄75
Novoperm黄HR Hoechst 黄83
Chromophtal黄3G Ciba-Geigy 黄93
Chromophtal黄GR Ciba-Geigy 黄95
Novoperm黄FGL Hoechst 黄97
汉撒亮黄10GX Hoechst 黄98
Lumogen淡黄 BASF 黄110
永久黄G3R-01 Hoechst 黄114
Chromophtal黄8G Ciba-Geigy 黄128
Irgazin黄5GT Ciba-Geigy 黄129
Hostaperm黄H4G Hoechst 黄151
Hostaperm黄H3G Hoechst 黄154
L74-1357黄 Sun Chem 黄14
L75-1331黄 Sun Chem 黄17
L75-2337黄 Sun Chem 黄83
Hostaperm橙GR Hoechst 橙43
Paliogen橙 BASF 橙51
Irgalite玉红4BL Ciba-Geigy 红57∶1
Quindo品红 Mobay 红122
Indofast亮猩红 Mobay 红123
Hostaperm猩红GO Hoechst 红168
永久玉红F6B Hoechst 红184
Monastral品红 Ciba-Geigy 红202
Monastral猩红 Ciba-Geigy 红207
Heliogen蓝L 6901F BASF 蓝15∶2
Heliogen蓝NBD7010 BASF 蓝∶3
Heliogen蓝K 7090 BASF 蓝15∶3
Heliogen蓝L 7101F BASF 蓝15∶4
Paliogen蓝L 6470 BASF 蓝60
Heliogen绿K 8683 BASF 绿7
Heliogen绿L 9140 BASF 绿36
Monastral紫R Ciba-Geigy 紫19
Monastral红B Ciba-Geigy 紫19
Quindo红R6700 Mobay 紫19
Quindo红R6713 Mobay
Indofast紫 Mobay 紫23
Monastral紫栗B Ciba-Geigy 紫42
SterlingNS 黑 Cabot 黑7
SterlingNSX 76 Cabot
TipureR-101 Du Pont 白6
Mogul L Cabot 黑,CT77266
UhlichBK 8200 Paul Uhlich 黑(黑度指数
153)
可以在静电液体显影剂中添加其它成分,例如细粒度氧化物,如二氧化硅、氧化铅、氧化钛等;最好能以0.5μm或更小的量级分散到液化的树脂中。这些氧化物可用来代替着色剂,也可与着色剂组合使用。也可以添加金属颗粒。
静电液体显影剂的另一种附加组分是从下列一组中选择的一种助剂:含有至少2个羟基的多羟基化合物、氨基醇、聚丁烯琥珀酰亚胺、金属皂、贝壳杉脂丁醇值大于30的芳烃。这些助剂的用量一般为每克显影剂固体1~1000mg,优选1~200mg。上述各种助剂的实例包括:
多羟基化合物:乙二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、聚(丙二醇)、五甘醇、三聚丙二醇、三甘醇、丙三醇、季戊四醇、三(12-羟基硬脂酸)甘油酯、一(羟基硬脂酸)乙二醇酯、一(羟基硬脂酸)丙二醇酯等,如在Mitchell的美国专利4,734,352中所述。
氨基醇化合物:三异丙醇胺、三乙醇胺、乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、邻氨基苯酚、5-氨基-1-戊醇、四(2-羟基乙基)乙二胺等,如Larson的美国专利4,702,985中所述。
聚丁烯琥珀酰亚胺:Chevron公司销售的OLOA-1200,分析资料详见Kosel的美国专利3,900,412第20栏第5~13行,此专利列为本文参考文献;Amoco 575,其数均分子量约600(用蒸气压渗透法测定),其制备方法是使马来酸酐与聚丁烯反应,得到链烯基琥珀酸酐,后者再与一种聚胺反应。Amoco 575是40~45%表面活性剂、36%芳烃、其余部分为油等。这些助剂详见El-Sayed和Taggi的美国专利4,702,984。
金属皂:三硬脂酸铝;二硬脂酸铝;硬脂酸的钡、钙、铅和锌盐;亚油酸的钴、锰、铅和锌盐;辛酸的铝、钙和钴盐;油酸的钙和钴盐;棕榈酸锌;环烷酸的钙、钴、锰、铅和锌盐;树脂酸的钙、钴、锰、铅和锌盐等。这种金属皂按Trout的美国专利4,707,429和4,740,444中所述分散于热塑性树脂中。
芳烃:苯、甲苯、萘、取代的苯和萘类化合物,如三甲苯、二甲苯、二甲基乙基苯、乙基甲基苯、丙基苯、Aromatic 100(由Exxon公司制造的C9和C10烷基取代苯的混合物)等,如Mitchell的美国专利4,631,244中所述。
有机含硫化合物:磺酸、有机磺酸盐、有机硫酸盐、亚磺酸及它们的盐,如El-Sayed和Trout的美国专利4,917,985第5栏第7行至第6栏第20行中所述。
以上所列描述助剂的美国专利的公开内容列为本文的参考文献。
静电液体显影剂中的颗粒,当用上述的Horiba CAPA-500离心式自动粒度分析仪测定时,面均粒度小于10μm,优选面均粒度小于5μm。所形成的显影剂树脂颗粒可能具有也可能不具有由其整体延伸的许多纤维。这里所用的“纤维”这一术语,系指由纤维、卷须、触丝、细线、纤毛、韧带、发丝、鬃毛等形成的含颜料调色剂颗粒。
该静电液体显影剂可用多种方法制备。例如,将树脂和(如果需要)上述的非极性液体分散剂放入装有用于分散和研磨的颗粒介质的适用混合或掺合容器,如超微磨碎机、加热球磨机、加热振动式研磨机如Sweco研磨机(由Swece公司(Los Angeles,CA)制造),或者不需要颗粒状介质的混合和掺合设备,如Ross双行星式混合机(由Charles Ross and Son(Hauppauge,NY)制造)、班伯里密炼机、单螺旋挤压机、双螺旋挤压机、加热双辊轧制机等。一般是在开始分散步骤之前把树脂、非极性液体和或有或无的着色剂放入容器中。根据需要,可在树脂和非极性液体均化之后添加着色剂。在该容器中也可以存在极性添加剂,例如,以极性添加剂和非极性液体(总液体)的重量为基准,最多可达100%(重量)。分散步骤一般是在高温完成的,即该容器中各组分的温度足以使树脂塑化和液化,但低于非极性液体或极性添加剂(若存在)降解及树脂和/或着色剂分解的温度。优选温度范围是80°~185℃。但这个范围以外的其它温度可能也是适用的,取决于所使用的特定成分。为制备调色剂颗粒分散液,最好在容器中存在不规则运动的颗粒状介质。然而,也可以使用其它搅拌方法制备具有恰当粒度、构型和形态的分散调色剂颗粒。有用的颗粒状介质是从不锈钢、碳钢、氧化铝、陶瓷、氧化锆、氧化硅和硅线石中选择的球形、圆柱形等的颗粒状材料。当使用除黑色外的其它着色剂时,碳钢颗粒状介质特别有用。颗粒状介质的典型直径范围是在0.04~0.5英寸(1.0~约13毫米)这一范围。
在该容器中有或无极性添加剂存在下使各成分分散直至得到所需要的分散液(一般在混合物为流体时需要1小时)之后,使该分散液冷却,例如冷却至0℃~50℃这一范围。冷却可(例如)在同一容器如超微磨碎机中进行。可在液体静电显影剂制备期间的任何一步添加额外的液体,以利于研磨或使该显影剂稀释至调色所需的适当固体百分数。额外液体系指非极性液体、极性液体或它们的组合。冷却是采用本领域专业人员已知的方法进行的,不限于通过邻接分散设备的外冷却夹套循环冷水或冷却剂或者使该分散液冷却至环境温度的冷却方法。在冷却期间,树脂从分散剂中沉淀出来或固化。
理想的冷却步骤(B)技术是在使该分散液冷却的同时
(1)不搅拌以便形成凝胶或固体块,随后撕碎或粉碎该凝胶或固体块,并借助颗粒状介质在有或无额外液体存在下研磨;或者
(2)搅拌以便形成粘稠混合物,并借助颗粒状介质在有或无额外液体存在下研磨;或者
(3)在有或无额外液体存在下借助颗粒状介质研磨,以防止形成凝胶或固体块。
用上述Horiba CAPA-5000离心式粒度分析仪或其它类似仪器测定时面均粒度小于10μm的调色剂颗粒,是通过研磨较短的时间形成的。
在用本领域专业人员已知的方法冷却调色剂颗粒分散液并使之与颗粒状介质(若存在)分离之后,有可能降低该分散液中调色剂颗粒的浓度,使调色剂颗粒带上预定极性的静电荷,或者这些变化兼而有之。分散液中调色剂颗粒的浓度是通过添加如上所述的额外非极性液体而降低的。通常要进行这种稀释,以便使调色剂颗粒的浓度降低到对非极性液体而言在0.1~50%(重量)之间,优选0.3~3.0%,更优选的是0.5~2%(重量)。可以添加上述类型的一种或多种可溶于非极性液体的离子型或两性离子型电荷导向剂化合物,以便赋予静电荷。这种添加可在该过程的任何时候进行;优选在该过程结束时,如在脱除颗粒状介质(若使用)且调色剂颗粒的浓度调整完成之后进行。如果还添加一种起稀释作用的非极性液体,则离子型或两性离子型化合物可在此之前、与此同时或在此之后添加。如果在显影剂制备中尚未添加过上述类型的助剂化合物,则可在使显影剂带电之前或之后添加。该助剂化合物最好是在分散步骤之后添加。
工业适用性
本发明的静电液体显影剂能产生良好的影象质量。本发明的显影剂可用于拷贝,如制作黑白及各种颜色的办公文书副本;或用于色彩校验,如使用标准颜色(黄色、深蓝色、品红色、需要时连同黑色一起)再现一个影象。在拷贝和校验中,将调色剂颗粒施用于静电潜象上。这种静电液体显影剂可以想象得到的其它用途包括:数字式色彩校验、色彩增强、平版印刷版和防蚀层。
本技术的主要优点在于本发明的显影剂中所含的树脂颗粒是可生物降解的(例如,请参阅H.V.Maulding等人,Journal of Controlled Release,3∶2-3,103-117,1986),更重要的是可通过水解降解,使油墨脱除并使树脂降解成易于分离和再转化成聚合物树脂的单元。印有这些显影剂的纸可通过标准的纸再生处理方法进行加工,不会给由其制成的再生纸留下灰色或斑点状染迹。
实例
以下实例说明但不限制本发明。百分率按重量计。重均分子量是用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的。电导率是在5赫芝和低电压(5伏特)以皮姆欧/厘米(pmho/cm)测定的。
为了确定由印有本发明的液体显影剂的纸制成的可再生纸的可再生性和性质,可使用与TAPPI标准一致的下列试验步骤:
1.把100克印刷过的纸切成0.25英寸(6.35毫米)方块。在实验室再制浆机中再制浆,漂白液在50℃存在30分钟。
漂白液
*95%漂白液
*5%纸(重量)
*1克NaOH(按纸上重量计)
*3克硅酸钠(按纸上重量计)
*1克碳酸钙
*少量脂肪酸皂
*2升去离子水
2.在40℃消化1小时,不搅拌。
3.经过粗筛、浮选和洗涤,分离出纸。
4.制备3克手抄纸,用于TAPPI Diano S-4或TBlC试验。
5.测定亮度和污迹数,获得ISO和GE亮度测定值,以及L*、a*、b*颜色读数。
实例1
向一台装有0.1875英寸(4.76mm)直径碳钢球的Union Process 01超微磨碎机(Union Process公司,Akron,OH)中添加6.63克聚乳酸、1.66克Monarch 1000黑颜料(Cabot公司,Billerica,MA)和33.2克Isopar-L,制备一种黑色显影剂。聚乳酸是从L/D,L丙交酯以90/10的比例通过使用SnCl2的熔融聚合制备的,重均分子量237,000,多分散性2.8(筛析色谱法,与聚苯乙烯标准比较),熔点150℃,玻璃化温度约50℃。混合物在165℃研磨1小时,然后冷却到环境温度,再将混合物研磨26小时。平均粒度用Malvern 3600E粒度仪测定为5.1μm。该显影剂用Isopar-L稀释到0.5%固体,并用溶于Isopar-L的10%碱性石油磺酸钡(Witco公司,New York,NY)充电到100mg/g显影剂固体。用Matec ESA仪器(Matec公司,Hopkinton,MA)测得调色剂的迁移率是8.5×10-10米2/伏·秒。影象质量用Savin 870复印机以标准方式确定:充电电晕设定在6.8千伏,转移电晕设定在8.0千伏。所得到的影象有良好的清晰度。
实例2
用如实例1中所述制备的显影剂和从非降解性树脂制成的对照液体显影剂,制备两个显影的Xerox 4024复印纸样品。对照显影剂的组成为20%Monarch 1000黑颜料和80%乙烯(90%)/甲基丙烯酸(10%)共聚物,190℃的熔体指数为500,酸值是54,是用Blair等人的美国专利4,923,778的实例5中所述的步骤制备的。实例1的显影剂含有20% Monarch 1000黑颜料(Cabot公司,Billerica,MA)和80%可降解树脂。采用一种降落技术(drawdown technique)把每种显影剂在纸基料上涂成薄膜,制备多片样品。调色剂膜对该基料的覆盖率一般是每片约40~50%。包括未着墨基料在内的样品如下评估其脱墨的难易:
50克干透的样品在一标准实验室再制浆器中脱墨,以3.0%的稠度在含有0.5%H2O2、1.0%NaOH、0.3%二亚乙基三胺五乙酸钠、3.0%硅酸钠、0.25%TritonX-100(Rohm & Haas,Philadelphia,PA)的去离子水蒸煮液中进行;所有百分率均以纸的干重为基准计算。脱墨在再制浆器中于105°F(40℃)在搅拌下进行20分钟,然后无搅拌再进行40分钟。
在再制浆和蒸煮后,每个样品对半分开,用下列两种方法之一脱除墨粒:
A.用本领域技术人员已知的方法进行一次侧面洗涤;
B.用本领域技术人员已知的方法对蒸煮过的纸浆进行浮选,使墨粒随泡沫脱除;然后进行一次侧面洗涤,进一步脱墨。
用TAPPI标准方法T-218制作手抄纸,并用Technidyne TC-lC测定亮度,得出下列结果。
样品 亮度 墨斑数
(ISO) (1平方英寸)
未着墨基料 86.5 2~4个小斑
对照显影剂, 61.3 非常多大斑,包括
A-只洗涤 1~2mm斑点
对照显影剂, 78.4 很多大斑,包括
B-浮选和洗涤 1mm斑点
实例1显影剂, 75.5 非常多小斑
A-只洗涤
实例1显影剂, 85.3 20~30个小斑
B-浮选和洗涤
本实例证实当影象内容由大面积密实区组成时用可降解树脂制备的调色剂的优异脱墨性能。
实例3
显影剂制备
通过把下列成分添加到Union Process 1S超微磨碎机中,制备对照黑显影剂:
成分 数量(克)
乙烯(90)/甲基丙烯酸(10)共聚物,190℃ 228
的熔体指数为500,酸值为54
SterlingNS碳黑 55.8
Heliogen蓝NBD 7010颜料 1.2
硬脂酸铝,#22,Witco公司 15.0
IsoparL,Exxon公司 1210
把这些成分加热到95℃,研磨1小时,然后冷却到环境温度。然后,把800克IsoparL添加到超微磨碎机中,将混合物再研磨6小时。用Malvern 3600E粒度仪测定的平均粒度是6.5μm。用IsoparL将调色剂稀释到1.5%固体,并用碱性石油磺酸钡(Witco公司)充电至最终电导率为15pmho/cm。
本发明显影剂的组成与对照显影剂相同,所不同的是,用实例1中所述的聚乳酸聚合物代替乙烯/甲基丙烯酸共聚物。该混合物在Union Process 01超微磨碎机中于175℃研磨1小时,冷却到环境温度,再研磨16小时。用Malvern 3600E粒度仪测定的平均粒度为6.5μm。用IsoparL将调色剂稀释到1.5%固体,并用碱性石油磺酸钡充电到最终电导率为15pmho/cm。
样品是Xerox 4024纸基料的多片材,其上已用改造成能印刷液体显影剂的Fuji-Xerox 1005复印机施用了对照显影剂或本发明液体显影剂。成象拷贝是普通业务信函的典型多行文书。测得对照样品和本发明拷贝的光密度为1.15±0.05。对这些样品进行如下脱墨评估:
脱墨
每个样品(干透的)取样50克,在标准实验室再制浆器中以3.0%的稠度在含有0.5%H2O2、1.0%NaOH、0.3%二亚乙基三胺五乙酸钠、3.0%硅酸钠、0.25%TritonX-100(Rohm & Haas,Philadelphia,PA)的去离子水蒸煮液中脱墨;所有百分率均以纸的干重为基准计算。脱墨在再制浆机中于105°F(40℃)于搅拌下进行20分钟,然后无搅拌再进行40分钟。
在再制浆和蒸煮后,每个样品分成三等分,用下列方法之一脱除墨粒:
A.用本领域技术人员已知的方法进行一次侧面洗涤;
B.三次侧面洗涤;
C.用本领域技术人员已知的方法对蒸煮过的低浆进行浮选,使墨粒随泡沫脱除;然后进行三次侧面洗涤以进一步脱墨。
用TAPPI标准方法T-218制作手抄纸,在Technidyne TC-1上取8个读数来测定亮度,得出下列结果:
样品 亮度(ISO) 外观(墨斑/50英寸2)
平均值 标准偏差 小斑 大斑
一次洗涤
本发明 85.5 0.19 很多 少
对照 84.5 0.37 很多很多 多
三次洗涤
本发明 87.6 0.19 多 少
对照 87.1 0.08 很多 多
浮选和三次洗涤
本发明 89.8 0.09 很少 很少
对照 88.8 0.09 少 很少
本实例证实当影象内容由标准文书组成时用可降解树脂制备的调色剂的优异脱墨性能。