專(zhuān)利名稱(chēng)：用于色調(diào)劑卡盒的密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于電攝影印刷技術(shù)，特別是涉及一種用于色調(diào)劑卡盒的密封劑。
在電攝影方法中，被復(fù)制的原件的光圖像通常是以靜電潛像的形式被記錄于感光元件上，隨后通過(guò)驗(yàn)電標(biāo)記打印顆粒即通常被稱(chēng)之為色調(diào)劑的顆粒使?jié)撓褡優(yōu)榭梢暤膱D像。這種可視的色調(diào)劑圖像可直接定影于感光元件上或者從該元件上轉(zhuǎn)印于另一種載體如紙件上，在其上使圖像定影。
為了通過(guò)加熱使驗(yàn)電色調(diào)劑物質(zhì)永久定影或熱定影至載體元件上，必須升高色調(diào)劑物質(zhì)的溫度直至色調(diào)劑的成分變粘的程度。這會(huì)引起色調(diào)劑在某種程度上流進(jìn)載體元件的纖維孔中。因而，隨著色調(diào)劑物質(zhì)冷卻，固化會(huì)引起色調(diào)劑物料緊密地粘著于載體元件上。在電攝影技術(shù)中，使用熱能來(lái)使色調(diào)劑圖像定影于載體元件上是公知的技術(shù)。
一種對(duì)驗(yàn)電色調(diào)劑圖像進(jìn)行熱定影的方法是使載體與其上的色調(diào)劑圖像通過(guò)一對(duì)相對(duì)的輥元件之間，其中至少一個(gè)輥?zhàn)邮峭ㄟ^(guò)內(nèi)部加熱的。在這種類(lèi)型的定影體系的操作過(guò)程中，色調(diào)劑圖像靜電附著于其上的載體元件移動(dòng)通過(guò)輥?zhàn)娱g形成的間隙，色調(diào)劑圖像與定影熱輥接觸，從而將間隙內(nèi)的色調(diào)劑圖像加熱。通過(guò)控制熱向色調(diào)劑轉(zhuǎn)移，最終在正常條件下從打印件至定影熱輥的色調(diào)劑顆粒不會(huì)出現(xiàn)偏移。其原因是施加至輥?zhàn)颖砻嫔系臒崃坎⒉怀浞郑瑥亩荒馨演佔(zhàn)颖砻娴臏囟忍岣咧粮哂谏鲜錾{(diào)劑的“熱偏移”溫度，在該“熱偏移”溫度時(shí)，色調(diào)劑的圖像區(qū)域中色調(diào)劑顆粒會(huì)液化，并引起熔化的色調(diào)劑的分裂作用(splitting action)導(dǎo)致“熱偏移”。當(dāng)保持粘性色調(diào)劑結(jié)合在一起的粘附力小于趨于分離它們至接觸表面如定影熱輥的粘附力時(shí)，分裂現(xiàn)象會(huì)發(fā)生。
但是，有時(shí)色調(diào)劑顆粒也將會(huì)通過(guò)不充分地把熱量施加至其表面上而引起在定影熱輥上偏移(即“冷”偏移)。其原因一般是，輥?zhàn)拥谋砻嫘阅懿涣迹蛘呤怯捎谡澈狭Σ粔蚨股{(diào)劑顆粒不會(huì)粘附于復(fù)制件上。這樣，在當(dāng)無(wú)打印紙?jiān)陂g隙處時(shí)，色調(diào)劑顆粒可被轉(zhuǎn)移至定影熱輥的表面上，隨后轉(zhuǎn)移至支承輥上。
進(jìn)而，在雙面復(fù)制定影時(shí)，色調(diào)劑顆?？杀粺岫ㄓ捌骱?或支承輥?zhàn)荧@取，或者簡(jiǎn)單地來(lái)自再生產(chǎn)設(shè)備的周?chē)?。這種不確定的色調(diào)劑顆粒的存在可導(dǎo)致打印質(zhì)量較差。
大多數(shù)上述熱定影器采用將隔離流體加至熱輥上的方法。由于硅油具有固有的耐溫性和隔離性能，因而它們通常被用于防止色調(diào)劑粘附至定影熱輥的表面而降低圖像質(zhì)量及污染熱定影器表面。硅油也可因提供了某種潤(rùn)滑作用而降低磨損，延長(zhǎng)了定影熱輥的壽命，所述的磨損是因成千上萬(wàn)次打印紙通過(guò)熱定影器的壓力間隙的累積作用而造成的。為了確保隔離流體的正面作用，需要最少量的油(通常10-100μg/頁(yè))。
由于用作隔離劑的油被通過(guò)熱定影器體系的紙部分帶走，有必要保證分配的油量不要太多以至于出現(xiàn)打印質(zhì)量產(chǎn)生缺陷。在極端情形下，形成圖像的紙頁(yè)表面上可能出現(xiàn)看得見(jiàn)的油濕跡或油污澤。在雙面復(fù)制打印時(shí)(即在紙的兩側(cè)均復(fù)制)，更可看出細(xì)微的結(jié)果。此時(shí)，油被雙面復(fù)制紙通過(guò)打印過(guò)程攜帶返回，在紙上的油沉積于各個(gè)機(jī)器的表面上，包括光電導(dǎo)體上。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，眼睛可視的最小油量可能足以劇烈影響色調(diào)劑從顯影輥向光電導(dǎo)體的轉(zhuǎn)移。由于顯影方法取決于色調(diào)過(guò)的顯影劑與形成圖像的光電導(dǎo)體間的擦洗作用(scrubbingaction)以幫助色調(diào)劑從顯影劑轉(zhuǎn)移至光電導(dǎo)體，并且由于所述擦洗作用是由于顯影劑與光電導(dǎo)體間表面速度間的錯(cuò)配而引起的，因些在兩個(gè)表面的內(nèi)界面處添加硅油會(huì)降低摩擦擦洗力，使得色調(diào)劑的轉(zhuǎn)移可能會(huì)受到嚴(yán)重沖擊。這種打印質(zhì)量缺陷在微細(xì)分辨率打印中是非常明顯的。在極端情形下，色調(diào)劑的轉(zhuǎn)移的缺乏甚至在12點(diǎn)文本作為光打印時(shí)也可看出來(lái)。如果油在紙頁(yè)上分布不均勻，則油的用量超過(guò)100μg/頁(yè)就可能會(huì)引起打印缺陷。典型的打印質(zhì)量缺陷是灰色鱗狀物中的白色斑紋，而在高油濃度區(qū)域條紋平行于加工方向。為此，油的上限應(yīng)為約100μg/頁(yè)。
一種典型的用在低成本桌上類(lèi)型的打印機(jī)中的潤(rùn)滑油計(jì)量方案包括用硅油飽和由耐熱材料(如DuPont的NOMEX纖維)構(gòu)成的氈墊，應(yīng)當(dāng)選擇硅油的粘度以使得當(dāng)結(jié)合纖維尺寸與氈的密度時(shí)，可將流出氈的速度控制在合理的范圍內(nèi)。典型的刮板墊的結(jié)構(gòu)包括施加粘度約為30,000cst(室溫)的硅油(如7-8g)至預(yù)切割的氈片上(如纖維直徑9μm，氈密度約為55oz./yd.2)，在高溫下烘烤氈/油組合體以使油吸入氈中。在高分辨打印(1200DPI)和雙面打印之前，這種方案是一種優(yōu)良的計(jì)量體系，可控制油流動(dòng)在50-500μg/頁(yè)，具有合理的流動(dòng)均勻性且無(wú)圖像缺陷。但是，當(dāng)這種計(jì)量方案用在1200DPI和雙面打印時(shí)，以前可接受的油不均勻分布性在某些區(qū)域會(huì)產(chǎn)生油集中，其高至足以導(dǎo)致上述的打印缺陷。
另一種對(duì)油應(yīng)用體系的需求是，分配的油量必須在涂加器壽命期間(通常約14,000頁(yè))始終一致。如前所述，難于保護(hù)適中的油流速?gòu)亩鹕{(diào)劑粘附至熱定影器，故降低了其壽命。同樣，低流速也會(huì)使色調(diào)劑被收集于氈涂加器中；當(dāng)足夠的色調(diào)劑聚集時(shí)，色調(diào)劑塊破碎游離(break free)，并粘附至紙上，引起另一種打印質(zhì)量缺陷即所謂的“刮板堆積”(wiper dump)。這種氈涂加器是一種重力進(jìn)料體系。這意味著，油對(duì)于給定的溫度以恒定速度流出氈。即使打印機(jī)未打印和在準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，硅油仍會(huì)連續(xù)地從刮板器中流出。因此，如果打印機(jī)是在準(zhǔn)備狀態(tài)足夠長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，打印的第一頁(yè)將會(huì)接收到非正常的大量硅油并會(huì)顯示出雙面打印條紋。
總之，為了優(yōu)化性能，隔離劑油應(yīng)用體系必須滿(mǎn)足下述要求●為防止色調(diào)劑對(duì)定影熱輥的粘附，在體系的壽命期間應(yīng)保持充足和始終一致的油流速度。這可延長(zhǎng)熱定影器的壽命并防止刮板堆積。最小的流速為10μg/頁(yè)。
●當(dāng)在1200DPI和雙面模式中進(jìn)行高分辨打印時(shí)，最大流速為100μg/頁(yè)且均勻流動(dòng)以防止圖像產(chǎn)生缺陷。
U.S.4,185,140(strella等，1980,1,22授權(quán))描述了用于電攝影復(fù)制方法中定影熱輥上的聚合隔離劑。所采用的聚合物必須包括諸如羧基、羥基、異氰酸酯基、硫醚或巰基的官能基團(tuán)。據(jù)說(shuō)這些物質(zhì)在定影熱輥上形成熱穩(wěn)定的隔離層，其具有優(yōu)良的色調(diào)劑隔離性能。據(jù)報(bào)導(dǎo)，該聚合物可在室溫下固化,只要其在熱定影器的溫度下為液體。公開(kāi)的作為隔離劑的物質(zhì)不是硅油或蠟。
本發(fā)明限定了隔離劑，當(dāng)其用于電攝影法的定影熱輥上時(shí)，這種隔離劑會(huì)消除上述問(wèn)題。這種物質(zhì)在定影表面上是液體，當(dāng)冷卻時(shí)在打印介質(zhì)上會(huì)固化。其可有效地用作隔離劑(即，它可防止色調(diào)劑粘附至定影熱輥表面并能潤(rùn)滑定影熱輥)，并能防止打印質(zhì)量缺陷，而這些缺陷是在紙上存在油，特別是在雙面復(fù)制打印時(shí)會(huì)產(chǎn)生的。
打印質(zhì)量問(wèn)題也可能是因?yàn)樯{(diào)劑從打印機(jī)卡盒泄漏而引起的。色調(diào)劑卡盒是一種用于打印機(jī)和復(fù)印機(jī)上的可替換的裝置?？ê械淖饔檬潜３衷趦?chǔ)料器中的色調(diào)劑的供應(yīng)并且將色調(diào)劑從儲(chǔ)料器中轉(zhuǎn)移至顯影輥上，其中它可以單層存在。然后，根據(jù)光電導(dǎo)體表面上產(chǎn)生的電荷分布，色調(diào)劑以相應(yīng)于待打印圖像的圖案被轉(zhuǎn)移至光電導(dǎo)體上。色調(diào)劑卡盒在電攝影領(lǐng)域是公知的，例如在下述文獻(xiàn)中有述，該文獻(xiàn)引入本文作參考U.S.專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?8/770,330,Coffey等，1996年12月20日申請(qǐng)。
色調(diào)劑的小心轉(zhuǎn)移是獲得優(yōu)良打印圖像的關(guān)鍵。泄漏的色調(diào)劑將會(huì)使圖像質(zhì)量變差，并會(huì)污染使用者的手、衣服和辦公室。當(dāng)色調(diào)劑有可能泄漏時(shí)，卡盒上特別令人麻煩的部位是在顯影輥的末端。事實(shí)上，色調(diào)劑卡盒常常采用特殊的密封手段，如J-密封，以防止色調(diào)劑在顯影輥的末端泄漏。盡管如此，由于在卡盒部分和組件中的變化，泄漏仍會(huì)發(fā)生?？煽紤]將液體或油脂狀密封用于顯影輥末端的密封。但是，由于這些物質(zhì)會(huì)移動(dòng)可能引起一些問(wèn)題，并且密封劑移動(dòng)進(jìn)入打印區(qū)可能會(huì)污染顯影輥、光電導(dǎo)體和充電輥，從而產(chǎn)生打印缺陷。
因而，本發(fā)明的目的是提供一種硅氧烷共聚物，當(dāng)將其配制成漿糊狀或膩?zhàn)訝畹某矶葧r(shí)，其可用作色調(diào)劑卡盒的有效密封劑，這種密封劑不會(huì)移動(dòng)，易于涂加并可擴(kuò)散為薄層。
本發(fā)明涉及一種硅氧烷無(wú)規(guī)共聚物，它可用作色調(diào)劑卡盒上的密封劑，其通式為
其中，x值為聚合物的約0.988-0.995mol％,y值為聚合物的約0.005-0.12mol％,R包含約70-100wt％的C15-60烷基和約0-30wt％的C2-14烷基。優(yōu)選的共聚物的重均分子量為約80,000-250,000。該共聚物為漿糊狀或膩?zhàn)訝?，?3℃時(shí)的粘度為3,000-7,000厘泊。本發(fā)明也包括采用這些共聚物作為密封劑的色調(diào)劑卡盒。
本發(fā)明的主要成分是無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其所具有的組分包含烷基甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷。這種聚合物的熔點(diǎn)和粘度特性使其可在電攝影過(guò)程中于定影熱輥上為液體，而隨著其在打印材料(如紙)表面上冷卻時(shí)會(huì)固化。準(zhǔn)確的熔點(diǎn)和粘度特性值可根據(jù)具體的分散劑和所用的定影體系進(jìn)行選擇和優(yōu)化。
有機(jī)硅氧烷蠟是公知的，它們被廣泛地用于化妝品工業(yè)。但是，這些工業(yè)蠟并不具有使其在定影熱輥上用作隔離劑的性能。硅氧烷蠟必須滿(mǎn)足下述用于激光打印機(jī)中的隔離劑的條件●熱穩(wěn)定性高。蠟在組合物的壽命期內(nèi)應(yīng)當(dāng)無(wú)異味，且其物理性質(zhì)如粘度不應(yīng)有明顯的變化。
●蠟在約93℃下的熔體粘度必須為約2,000-10,000厘泊，優(yōu)選約3,000-7,000厘泊，首選約3,500厘泊。這與定影溫度下硅氧烷油粘度相匹配，并允許蠟直接被帶入氈墊分配體系。
●蠟的熔點(diǎn)必須為約45-80℃。如果熔點(diǎn)低于約45℃，則當(dāng)打印機(jī)以全速運(yùn)行且卡盒為熱的時(shí)，蠟將不會(huì)固化，因而可能會(huì)出現(xiàn)雙面打印條紋。如果熔點(diǎn)超過(guò)80℃，則當(dāng)打印重介質(zhì)時(shí)，蠟將會(huì)固化于支承輥(backup roll)上，聚集紙屑和色調(diào)劑，這會(huì)造成介質(zhì)纏繞支承輥。
●在標(biāo)準(zhǔn)流速時(shí)，蠟必須不能在透明片上產(chǎn)生條紋。這一點(diǎn)通過(guò)使流速小于約800mg/頁(yè)而實(shí)現(xiàn)。
作為隔離劑，本發(fā)明中采用的共聚物由下式表示，分子的硅氧烷油和硅氧烷蠟部分完全無(wú)規(guī)地存在。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)硅氧烷油和蠟部分在整個(gè)分子中完全無(wú)規(guī)分散時(shí)，可能存在類(lèi)似的片斷集合在一起的分子部分。這些結(jié)構(gòu)也為本發(fā)明所覆蓋。
式中，分子的x部分具有硅氧烷油的性質(zhì)，而分子的y部分具有脂族烴蠟的性質(zhì)。x表示包含硅氧烷油部分的共聚物的摩爾百分比；x值為約0.75-0.985，優(yōu)選約0.85-0.98，首選0.97。y表示包含硅氧烷蠟部分的共聚物的摩爾百分比；y值為約0.015-0.25，優(yōu)選約0.02-0.15，首選約0.03。在優(yōu)選的聚合物中，x∶y的摩爾比值為約15∶1-70∶1，優(yōu)選約25∶1-50∶1，更優(yōu)選約30∶1-45∶1，首選約32∶1。R包含約70-100wt％的C15-60烷基和約0-30wt％的C2-14烷基(優(yōu)選己基)。兩個(gè)烷基成分均可被鹵化優(yōu)選被氟化。優(yōu)選R中的主要成分為C3-45烷基，首選C36烷基(三十烷基)。
共聚物的重均分子量應(yīng)為約80,000-250,000，優(yōu)選約80,000-150,000，首選約110,000。重要的是，共聚物必須是熱穩(wěn)定的。所謂“熱穩(wěn)定”是指共聚物可保持在210℃下三個(gè)月而在顏色、氣味、粘度或分子量方面無(wú)顯著的變化。
本發(fā)明的隔離劑組合物包含約50-97％的如上所述的共聚物組分，優(yōu)選約75-95％，首選約91％。組合物的熔體粘度非常重要，這是因?yàn)樗菦Q定在定影熱輥上隔離劑組合物分配速度的主要因素之一。對(duì)于所用的特定分配裝置，聚合物的粘度是優(yōu)先考慮的。通常，組合物在93℃時(shí)的熔體粘度應(yīng)當(dāng)為約2,000-10,000厘泊，優(yōu)選約3,000-7,000厘泊，首選約3,500厘泊。隔離劑組合物的熔點(diǎn)也非常關(guān)健，這是因?yàn)?，熔點(diǎn)也決定著組合物是否在定影熱輥上時(shí)為液體而當(dāng)于打印紙上被冷卻時(shí)為固體。因而，組合物的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)為約45-80℃，優(yōu)選約65-80℃，首選約72℃。
可以采用若干種方法來(lái)調(diào)節(jié)組合物的熔體粘度以確保其在所需范圍之內(nèi)并被優(yōu)化在該范圍內(nèi)以用于特定的電攝影裝置。采用兩種方法來(lái)調(diào)節(jié)粘度以控制氫化物硅氧烷共聚物的粘度，或者使用一種鏈終止劑，或者控制共聚物在其形成時(shí)的交聯(lián)程度。這些方法將在下面作為生產(chǎn)共聚物方法的一部分予以描述。另一種方法是通過(guò)向組合物中加入一種粘度控制劑來(lái)調(diào)節(jié)粘度。當(dāng)使用這些試劑時(shí)，其通常為組合物量的約0.5-30％，優(yōu)選約10-25％，首選約20％。添加的具體的所選試劑可用于增加或降低組合物的粘度。適用的粘度改善劑的實(shí)例包括無(wú)定形(熏制的)二氧化硅(特別是用六甲基二硅氧烷表面處理的無(wú)定形二氧化硅)、硅氧烷油及其混合物。優(yōu)選的粘度控制劑為硅氧烷油，30,000厘沲。除了調(diào)節(jié)組合物的粘度外，硅氧烷油也可增強(qiáng)潤(rùn)滑能力并調(diào)節(jié)組合物的流速。
由于本發(fā)明的隔離劑組合物可在各種溫度條件(定影熱輥下的高溫和室溫)下使用，因而重要的一點(diǎn)是組合物特別是聚合物應(yīng)是穩(wěn)定的，從而可消除任何可能發(fā)生的異味、分解和交聯(lián)問(wèn)題?？梢韵蚪M合物中加入抗氧化劑以使組合物在定影溫度下具有熱穩(wěn)定性。當(dāng)使用所述抗氧化劑時(shí)，其通常為組合物量的約3-20％，優(yōu)選約5-13％，首選約9％。雖然為使組合物穩(wěn)定抗氧化劑具有其重要性，但是，如果其用量太大，則在打印件上可能會(huì)看到不希望出現(xiàn)的“葉形條紋”(foil streaks)?？梢允褂萌魏我环N常規(guī)的抗氧化劑。優(yōu)選通過(guò)不同機(jī)理作用的抗氧化劑的混合物。這些可用的抗氧化劑的實(shí)例包括下述各類(lèi)物質(zhì)(a)游離基清除劑-如受阻酚；(b)亞磷酸酯化合物；(c)過(guò)氧化氫分解劑-如硫代二丙酸酯化合物；(d)上述物質(zhì)的混合物。
特別優(yōu)選的抗氧化劑的混合物包括Inganox 1010(一種受阻酚類(lèi)抗氧化劑，商購(gòu)自Ciba Geigy),Cyanox STDP(二硬脂基硫代二丙酸酯，商購(gòu)自CytekIndustries)和Mark2112(高溫亞磷酸酯抗氧化劑，商購(gòu)自Witco Corp.)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面，具有下式的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物可用作例如色調(diào)劑卡盒上的密封劑
式中，x值為共聚物的約0.988-0.995mol％，優(yōu)選約0.990-0.992mol％，首選約0.99mol％。y值為共聚物的約0.005-0.012mol％，優(yōu)選約0.008-0.010mol％，首選約0.01mol％。R包含約70-100wt％的C15-60烷基和約0-30wt％的C2-14烷基(優(yōu)選己基)。兩個(gè)烷基成分均可被鹵化，優(yōu)選被氟化。優(yōu)選R中的主要成分為C30-45烷基，首選C36烷基(三十烷基)。該共聚物也應(yīng)優(yōu)選是熱穩(wěn)定的。
共聚物的重均分子量應(yīng)為約80,000-250,000，優(yōu)選約80,000-150,000，首選約110,000。除了是前述共聚物的稠性的蠟外，用作密封劑的共聚物還具有漿糊狀或膩?zhàn)訝畹某硇浴Ｔ诩s93℃下，密封劑共聚物的粘度是約3,000-7,000厘泊。對(duì)于每一種特定的密封劑共聚物而言，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均知道可改變x和y值及共聚物分子量以達(dá)到所需的粘度。共聚物可與如上所述的抗氧化劑一起組合使用。
這種硅氧烷共聚物物質(zhì)用于密封例如色調(diào)劑卡盒特別是顯影輥末端處的泄漏。這種卡盒的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域公知的，例如參見(jiàn)U.S.專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?8/770,300,Coffey,等，申請(qǐng)日1996年12月20日，該文獻(xiàn)引入本文作參考。為了實(shí)現(xiàn)這種密封功能，將有效量(約5-40mg，優(yōu)選約10mg)置于顯影輥的每一端。然后，將輥旋轉(zhuǎn)，用共聚物潤(rùn)濕輥的表面。這種共聚物易于涂加。這種共聚物薄層的作用是有效地密封色調(diào)劑泄漏，且在使用時(shí)聚合物不會(huì)移動(dòng)進(jìn)入打印區(qū)。
該共聚物可按照現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法進(jìn)行合成。合成步驟通常包括使環(huán)硅氧烷(D4)與硅氧烷氫化物組分共聚合以形成硅氧烷預(yù)聚物，然后再向該預(yù)聚物上接枝長(zhǎng)鏈烯烴基團(tuán)。
下述過(guò)程為一種反應(yīng)的實(shí)例步驟1
步驟2
步驟1反應(yīng)在一個(gè)1000mL的四頸圓底燒瓶(備有溫度計(jì)、冷凝器、機(jī)械攪拌器和隔膜)中加入209.39g的D4,10.45g的PMHS；0.95g的干燥膨潤(rùn)(在100℃下處理4小時(shí)F-105)和0.333g的HMDS(432.9μL)。向反應(yīng)燒瓶中充入氮?dú)?。?00RPM攪拌下，將混合物緩慢地加熱至90℃，并在90℃下保持7小時(shí)。混合物的粘度應(yīng)達(dá)到6000cps。除去未反應(yīng)的D4，在高真空及125℃下加熱混合物。混合物的粘度應(yīng)達(dá)到7000cps。通過(guò)質(zhì)子NMR測(cè)量，共聚物的氫化物含量約為5mol％。
步驟2反應(yīng)將步驟1的反應(yīng)燒瓶冷卻至室溫。然后，向來(lái)自步驟1的反應(yīng)燒瓶中加入129.3g的61.4％的三十碳烯(如Gulftene30+，由Chevron商購(gòu)，為烯烴的混合物，其中α-烯烴的含量大于60％，平均鏈長(zhǎng)約36)和400mL的甲苯(用分子篩干燥)及需要量的DMS-VO5(二乙烯基PDMS)。向反應(yīng)燒瓶中充入氮?dú)?。加熱?5℃，用等分試樣的溶液進(jìn)行IR測(cè)量，加入90μL的PC072(鉑，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷配合物)(時(shí)間=0分鐘)。在20分鐘下，加入90μL的PC072，用紅外光譜(IR)測(cè)量氫化物含量。在時(shí)間t時(shí)氫化物峰與時(shí)間=0時(shí)氫化物峰值間比值為氫化物含量(氫化物百分含量；H％)。每隔20分鐘加入90μL的PC072，用紅外光譜(IR)測(cè)量等分試樣的氫化物含量，直至H％達(dá)到25-30％(添加不小于40分鐘；不超過(guò)60分鐘)。當(dāng)H％達(dá)到25-30％時(shí)，加入50mL的己烷和90μL的PC072(間歇時(shí)間=0分鐘)。在30分鐘下，再加入另一個(gè)90μL的PC072。繼續(xù)通過(guò)IR進(jìn)行檢測(cè)，直至H％低于10％(正常為1小時(shí))。取少量試樣進(jìn)行分析(分別在真空下干燥)。
添加抗氧化劑的過(guò)程從步驟2，以蠟量計(jì)加入30％的硅油(30000cp)、10％的CyanoxSTDP、2％的Irganox1010、3％Mark2112，(如果假如產(chǎn)生了338g的蠟101.6g Si-oil、33.8g STDP、6.67g 1010和10.14g 2112)，加熱至100℃，攪拌直至混合(1小時(shí))。將其倒入一個(gè)爐盤(pán)中，在防爆爐(約75℃)中干燥過(guò)夜。
共聚物及隔離劑組合物的熔體粘度可通過(guò)在其制備過(guò)程中控制共聚物的交聯(lián)而得到有效的控制?？捎糜谠撃康牡慕宦?lián)劑包括二乙烯基端基的聚二甲基硅氧烷。這一方法對(duì)于需要高分子量共聚物時(shí)是有用的。該過(guò)程的結(jié)果是增加了以受控方式共聚物的粘度，使得共聚物蠟產(chǎn)物的流動(dòng)速度更易控制。
當(dāng)需要低分子量的共聚物時(shí)，可在步驟1的反應(yīng)中加入約0.1-0.5wt％(優(yōu)選約0.26wt％)的鏈終止劑物質(zhì)。有效的鏈終止劑包括任何低分子量的PDMS，如六甲基二硅氧烷(HMDS)。優(yōu)選該反應(yīng)在膨潤(rùn)土存在下進(jìn)行。
在步驟2反應(yīng)完成后，優(yōu)選用揮發(fā)性低分子量的1-烯烴(如C2-14烯烴)例如1-己烯使反應(yīng)停止(quenched)。該停止步驟代替用短烷基鏈合成物質(zhì)中的氫化物以防止氫化物進(jìn)一步反應(yīng)，如進(jìn)行自交聯(lián)。高達(dá)約30％的共聚物上的y基團(tuán)可被取代-更大的量會(huì)對(duì)物質(zhì)的粘度起相反的作用。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有效量的反應(yīng)催化劑(見(jiàn)步驟2)在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中被分批加至反應(yīng)混合物中時(shí)，反應(yīng)比一次性加入催化劑時(shí)進(jìn)行得更為完全。因而，本發(fā)明也包括了該制備無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物的反應(yīng)方法，其包括使C15-60的1-烯烴(優(yōu)選C30-45的烯烴，首選三十碳烯)與含甲基氫硅氧烷的預(yù)聚物(優(yōu)選含PDMS的預(yù)聚物，更優(yōu)選PDMS-co-PMHS預(yù)聚物，首選PDMS∶PMHS摩爾比為約32∶1的預(yù)聚物)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程是在選自鉑、鈀和其混合物(優(yōu)選鉑)的催化劑存在下，其中在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中催化劑分批加入反應(yīng)混合物中，直至反應(yīng)完成。由于1-烯烴通常以一種烯烴的混合物的形式存在于反應(yīng)中，因此，優(yōu)選其具有高純度(如，其應(yīng)當(dāng)包含至少約60wt％的所需烯烴)。同樣，當(dāng)反應(yīng)完成后，優(yōu)選應(yīng)采用短鏈(C2-14)的1-烯烴(優(yōu)選正己烯)使反應(yīng)停止。所述催化劑“有效量”是指催化劑的總量必須可催化反應(yīng)。精確的用量根據(jù)具體催化劑及所用反應(yīng)劑的特性決定它們是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
一種用于電攝影過(guò)程的常規(guī)定影熱輥包含一個(gè)加熱輥結(jié)構(gòu)，其包括中空的圓筒或芯，該圓筒或芯具有適宜的設(shè)在中空部分中的加熱元件，該元件與圓筒是同向延伸的。該加熱元件可包含任何適宜類(lèi)型的加熱器以使圓筒的表面溫度升高至操作溫度，操作溫度通常為約250-400°F(約115-204℃)，例如，可為一種石英燈。該圓筒可用任何適宜的能夠完成本發(fā)明目的的材料制成，即，這種材料不僅能將熱量轉(zhuǎn)移至表面以對(duì)定影的色調(diào)劑顆粒提供所需溫度，而且該材料還具有能與本發(fā)明的隔離劑組合物相互作用的表面以在隔離劑與屏蔽定影元件的表面間形成對(duì)色調(diào)劑的內(nèi)界面或屏蔽層，從而防止色調(diào)劑顆粒與熱定影器表面接觸。
典型的熱定影元件材料包括陽(yáng)極化鋁和其合金，鋼、不銹鋼、鎳和其合金，鍍鎳銅、銅、玻璃、鋅、鎘等，以及上述材料的各種組合。圓筒也可由任何適宜的對(duì)隔離劑組合物無(wú)活性的材料制成，只要圓筒的表面涂有能完成本發(fā)明目的的材料即可。熱定影元件的表面處理可按照本領(lǐng)域公知的手段控制，例如U.S.3,327,096所述的方法。
通常，熱定影器組件還包含一個(gè)支承元件(backup member)，如一種輥或帶式結(jié)構(gòu)，它與定影熱輥結(jié)構(gòu)一起共同作用以形成一個(gè)輥隙，打印紙或基底通過(guò)該輥隙，從而色調(diào)劑圖像與定影熱輥結(jié)構(gòu)接觸。該支承元件可包含任何適宜的結(jié)構(gòu)，例如一種鋼圓筒或一種剛性鋼芯，在其上具有一層彈性層，或者它可為一種適宜的帶材料，其可使熱定影元件與攜帶顯影潛像的基底間進(jìn)行必要接觸。熱定影元件與支承元件的尺寸可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員確定，其通常是受特殊的采用熱定影組件的電攝影設(shè)備的需要所支配的，所述尺寸取決于加工速度和其它機(jī)械參數(shù)。也可設(shè)有用于以常規(guī)方式施加負(fù)載力至熱定影組件以產(chǎn)生輥隙壓的機(jī)構(gòu)，輥隙壓平均約為15-150psi左右。
本發(fā)明也包含采用本發(fā)明的隔離劑組合物處理的熱定影元件，所述的組合物以足夠的量涂加以用至少連續(xù)的低表面能的組合物膜覆蓋表面，以防止非活性熱塑性樹(shù)脂色調(diào)劑與熱定影元件表面間接觸，并提供一個(gè)通過(guò)熱定影元件加熱的熱塑性樹(shù)脂色調(diào)劑隔離的表面。
最后，本發(fā)明還包括一個(gè)用于在熱定影元件上分配本發(fā)明的隔離劑的墊子。這種墊子包含由用有效量(如，約6-10g)本發(fā)明的隔離劑組合物浸漬(飽和)的耐熱纖維構(gòu)成的氈墊。
下述實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的組合物和方法，但它們并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1本發(fā)明的一種隔離劑組合物具有下述成分。 1式(1)共聚物，其中x=97,y=3,R約75％C36烷基和約25％己基。
向組合物中加入更多的抗氧化劑可增加熱穩(wěn)定性，但也會(huì)降低粘度值。
上述組合物按照下述方式制備向溶解于甲苯中的共聚物材料中加入硅油和抗氧化劑，加熱至100℃，攪拌約1小時(shí)。然后，將混合物倒入一個(gè)盤(pán)子中并在防爆爐(約75℃)中干燥過(guò)夜。
當(dāng)將這種組合物涂加至電攝影裝置的定影熱輥上時(shí)，可提供優(yōu)異的隔離劑性能而無(wú)條紋產(chǎn)生或?qū)Ξa(chǎn)生的打印件的質(zhì)量有不利的影響。
實(shí)施例2本發(fā)明的一種組合物按照下述方式制備。
合成PDMS-co-PMHS預(yù)聚物在一個(gè)備有機(jī)械攪拌器和冷凝器的燒瓶中加入八甲基環(huán)四硅氧烷110.2g、聚甲基氫化硅氧烷(Aldrich 17,620-6)3.1g、酸漂白的膨潤(rùn)土(F-20X級(jí))0.32g及六甲基二硅氧烷0.3g，用Firestone Valve設(shè)備進(jìn)行脫氣。將混合物加熱至90℃并加熱18小時(shí)，然后，冷卻至室溫。在冷卻至室溫后，通過(guò)NMR和粘度計(jì)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分析。(PDMS∶PMHS=97∶3mol％；室溫下的粘度等于4,000-8,000cst)。
制備交聯(lián)硅氧烷蠟共聚物在備有機(jī)械攪拌器和冷凝器的燒瓶中加入PDMS-co-PMHS(5,000cst)18.5g、三十碳烯(66％；平均C=36)6.29g和甲苯60mL，用Firestone Valve設(shè)備進(jìn)行脫氣。將混合物加熱至60℃以熔化三十碳烯，收集等分試樣的混合物，通過(guò)紅外光譜對(duì)試樣的H％進(jìn)行測(cè)量。然后，加入6μL的鉑二乙烯基端基四甲基硅氧烷配合物(PC072)。加入后，將溫度升高至70℃。15分鐘后，再取出另一份試樣(通過(guò)IR測(cè)量H％)，在20分鐘下再加入6μL的PC072。30分鐘后，再取出另一份試樣(通過(guò)IR測(cè)量H％)，在40分鐘下再加入6μL的PC072。50分鐘后，再取出另一份試樣(通過(guò)IR測(cè)量H％，應(yīng)當(dāng)小于30％)，在60分鐘下再加入5mL的己烯和6μL的PC072。在90分鐘后再加入6μL的PC072，在120分鐘下取出最后一份試樣，確定H％小于10％。收集一份試樣，并在真空下干燥以確定在產(chǎn)物中的固體百分?jǐn)?shù)。最后的硅氧烷蠟共聚物包含約3％的烯烴和97％的硅氧烷。[用10mL1H,1H,2H-全氟-1-己烯代替上述反應(yīng)中的己烯可制備氟化的共聚物。]為了保證硅氧烷共聚物蠟在熱定影溫度時(shí)的熱穩(wěn)定性，在使用熱定影體系前也可使其它的添加劑與蠟混合。該組合物包含下述組分如前所述的共聚物蠟；一種主抗氧化劑，Irganox 1010，商購(gòu)自Ciba Geigy:1.2份/100份蠟；一種副抗氧化劑，Cyanox STDP(二硬脂?；虼狨ィ藤?gòu)自Cytek Industries):6份/100份蠟；和一種高溫亞磷酸酯抗氧化劑，Mark 2112(商購(gòu)自WitcoCorporation):1.8份/100份蠟。將這些添加劑加至溶解于甲苯中的硅氧烷蠟共聚物中，充分?jǐn)嚢瑁缓蟮谷胍粋€(gè)盤(pán)子中，并在80℃下的防燃燒爐中過(guò)夜干燥。
使8.5g的組合物在Nomex(DuPont)氈墊(纖維直徑=9μm，氈密度約為55oz/yd2，長(zhǎng)度=213mm，寬度=8mm，深度=11mm)的一側(cè)進(jìn)行分配。將蠟與氈在140℃下烘烤8小時(shí)以確保蠟在氈中均勻分配。經(jīng)烘烤后，將蠟初始分配于其上的氈墊的一側(cè)置于電攝影裝置的刮板箱(wiper housing)中，使得該側(cè)與定影熱輥接觸。將定影熱輥保持在200℃。該溫度可使蠟熔化而通過(guò)刮板，使蠟作為通常的潤(rùn)滑劑流動(dòng)。
當(dāng)將這種組合物涂加至電攝影裝置的定影熱輥上時(shí)，可防止色調(diào)劑顆粒與定影熱輥的粘連，可潤(rùn)滑使用中的定影熱輥，不會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生條紋或?qū)Ξa(chǎn)生的打印件有其它打印質(zhì)量缺陷。
實(shí)施例3用作密封劑的本發(fā)明的共聚物按照下述過(guò)程合成步驟1在一個(gè)1000mL的四頸圓底燒瓶(備有溫度計(jì)、冷凝器、機(jī)械攪拌器和隔膜)中加入213.05g的D4,1.93g的PMHS；0.62g的干燥膨潤(rùn)土(在100℃下處理4小時(shí)，F(xiàn)-20X)和0.744g的HMDS(967μL)。向反應(yīng)燒瓶中充入氮?dú)?。?00RPM攪拌下，將混合物緩慢地加熱至90℃，并在90℃下保持18小時(shí)。除去未反應(yīng)的D4，在高真空及125℃下加熱混合物?；旌衔锏恼扯葢?yīng)達(dá)到5,000cps。通過(guò)質(zhì)子NMR測(cè)量，氫化物含量約為1mol％。
步驟2將步驟1的反應(yīng)燒瓶冷卻至室溫。然后，向其中加入26.5g的三十碳烯(如Gulftene 30+，由Chevron商購(gòu)，為烯烴的混合物，其中α-烯烴的含量大于60％，平均鏈長(zhǎng)約36)和400mL的甲苯(用分子篩干燥)。向反應(yīng)燒瓶中充入氮?dú)?。加熱?5℃，用等分試樣的溶液進(jìn)行IR測(cè)量，加入50μL的PC072(鉑，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷配合物)(時(shí)間=0分鐘)。在20分鐘后下，加入50μL的PC072，用紅外光譜(IR)測(cè)量氫化物含量。每隔20分鐘加入50μL的PC072，用紅外光譜(IR)測(cè)量等分試樣的氫化物含量，直至H％達(dá)到原始?xì)浠锛现档?5-30％(時(shí)間=0分鐘)(不小于40分鐘添加；不超過(guò)60分鐘添加)。當(dāng)H％達(dá)到25-30％時(shí)，加入50mL的己烯和50μL的PC072(停止反應(yīng)時(shí)間=0分鐘)。在30分鐘下，再加入50μL的PC072。繼續(xù)通過(guò)IR進(jìn)行檢測(cè)，直至H％低于原始?xì)浠锛现档?0％(正常為1小時(shí))。
添加抗氧化劑的過(guò)程從步驟2，加入3％的Cyanox STDP、0.6％的Irganox1010、0.9％Mark2112抗氧化劑，以蠟量計(jì)(如果產(chǎn)生了241.3g的蠟7.2g STDP、1.45g 1010和2.17g 2112)。加熱至100℃，攪拌直至混合(1小時(shí))。將其倒入一個(gè)爐盤(pán)中，在防爆爐(約75℃)中干燥過(guò)夜。
將少量上述合成的物料用于密封在打印卡盒中顯影劑段中顯影輥的末端。這種密封操作防止色調(diào)劑泄漏進(jìn)入卡盒的轉(zhuǎn)印段。該物料在卡盒內(nèi)，在這里它不會(huì)與使用者接觸；在打印過(guò)程中也不會(huì)隔離。
為了涂加該物料，卡盒組件人員從工具(類(lèi)似平頭螺絲刀)的另一端取少量的物料(約10mg)，并將其置于顯影輥的每一端上。然后轉(zhuǎn)動(dòng)該輥以使所述物料圍繞輥分布，形成一層薄層，密封了輥的末端以防止色調(diào)劑泄漏。
權(quán)利要求
1.一種硅氧烷無(wú)規(guī)共聚物，其通式為
其中，x值為共聚物的約0.988-0.995mol％,y值為共聚物的約0.005-0.12mol％,R包含約70-100wt％的C15-60烷基和約0-30％的C2-C14烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其中共聚物的重均分子量為約80,000-250,000。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其為漿糊狀或膩?zhàn)訝睢?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其93℃時(shí)的粘度約為3,000-7,000厘泊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其中x為約0.990-0.992,y為約0.008-0.010。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其分子量為約80,000-150,000。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其中x為約0.99,y為約0.010。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其分子量為約110,000。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其中R包含約70-100％的C36烷基。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物，其中R包含約70-100％的C36烷基。
11.一種色調(diào)劑卡盒，該卡盒引入權(quán)利要求1的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物作為密封劑。
12.一種色調(diào)劑卡盒，該卡盒引入權(quán)利要求4的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物作為密封劑。
13.一種色調(diào)劑卡盒，該卡盒引入權(quán)利要求9的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物作為密封劑。
14.一種色調(diào)劑卡盒，其包含一種顯影輥，該顯影輥在其每一個(gè)末端具有約5-40mg的權(quán)利要求4的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物作為密封劑。
15.一種色調(diào)劑卡盒，其包含一種顯影輥，該顯影輥在其每一個(gè)末端具有約5-40mg的權(quán)利要求9的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物作為密封劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的色調(diào)劑卡盒其中在顯影輥的每一個(gè)末端上存在約10mg的無(wú)規(guī)硅氧烷共聚物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電攝影方法中定影熱輥上的隔離劑組合物。這種組合物包含特定的熱穩(wěn)定的硅油—硅氧烷蠟無(wú)規(guī)共聚物。這種共聚物的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)使其在定影熱輥上時(shí)為液體,而在打印紙上室溫時(shí)會(huì)固化。本發(fā)明還公開(kāi)了一種漿糊狀或膩?zhàn)訝畹臒o(wú)規(guī)硅氧烷共聚物,它可用于密封色調(diào)劑卡盒的泄漏。本發(fā)明還公開(kāi)了這些共聚物的制備方法。
文檔編號(hào)C08G77/04GK1213094SQ9810983
公開(kāi)日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月13日
發(fā)明者K·E·道蘭, B·L·比奇, S·A·柯里, E·D·沃德二世 申請(qǐng)人:萊克斯馬克國(guó)際公司