ГИПЕРПИГМЕНТИРОВАННЫЙ ЛЕГКОПЛАВКИЙ ТОНЕР
HYPERPIGMENTED LOW-MELTING TONER

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее описание относится к частицам тонера. В частности, варианты реализации настоящего описания относится к частицам гиперпигментированного легкоплавкого тонера.
[002] В условиях печати с коротким временем выдержки характеристики тонерных частиц, имеющих номинальное содержание пигмента (и даже обычное избыточное содержание пигмента), могут демонстрировать критические характеристики залома. Существует потребность решения указанной проблемы с применением решений на основе новых материалов. В настоящем описании представлены материальные решения, которые направлены на решение указанных и родственных проблем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[003] В некоторых аспектах варианты реализации настоящего описания относятся к легкоплавким тонерам, содержащим ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, и парафиновый воск, где отношение полистирол-бутилакрилатной смолы к кристаллической сложной полиэфирной смоле составляет от примерно 5:1 до примерно 7:1, и легкоплавкие тонеры дополнительно содержат оболочку, нанесенную на ядро, которая содержит полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки.
[004] В некоторых аспектах варианты реализации настоящего описания относятся к легкоплавким тонерам, содержащим ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, воск Фишера-Тропша и парафиновый воск, где отношение полистирол-бутилакрилатной смолы к кристаллической сложной полиэфирной смоле составляет от примерно 5:1 до примерно 7:1, и оболочку, нанесенную на ядро, которая содержит полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки.
[005] В некоторых аспектах варианты реализации настоящего описания относятся к легкоплавким тонерам, содержащим ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, присутствующую в количестве от примерно 35% до примерно 45% по массе легкоплавкого тонера, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, присутствующую в количестве от примерно 5% до примерно 8% по массе легкоплавкого тонера, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, воск Фишера-Тропша, присутствующий в количестве от примерно 8% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера, и парафиновый воск, присутствующий в количестве от примерно 1% до примерно 3% по массе легкоплавкого тонера, и оболочку, которая содержит полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки, при этом полистирол-бутилакрилатная смола оболочки присутствует в количестве от примерно 30% до примерно 35% по массе легкоплавкого тонера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[006] Далее описаны различные варианты реализации настоящего описания со ссылкой на фигуры, где:
[007] На фиг. 1 представлена столбчатая диаграмма показателя текучести расплава иллюстративных легкоплавких тонеров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании.
g
[008] На фиг. 2 представлена столбчатая диаграмма начала T тонера для иллюстративных легкоплавких тонеров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании, и сравнение со стандартом.
[009] На фиг. 3 представлен график результатов, полученных с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), указывающих на улучшение плавления и внедрение различных кристаллических сложных полиэфиров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании.
[0010] На фиг. 4 представлена столбчатая диаграмма диэлектрических потерь иллюстративных легкоплавких тонеров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании.
[0011] На фиг. 5 представлена диаграмма зависимости блеска от температуры для иллюстративных легкоплавких тонеров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании, в сравнении с производственным контрольным образцом.
[0012] На фиг. 6 представлена диаграмма зависимости залома от установленного значения температуры для иллюстративных легкоплавких тонеров в соответствии с вариантами реализации, представленными в настоящем описании, в сравнении с производственным контрольным образцом.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0013] В вариантах реализации согласно настоящему описанию представлены гиперпигментированные легкоплавкие тонерные композиции, содержащие кристаллический сложный полиэфирный материал в ядре частицы и примерно полторы нормы концентрации пигмента, по сравнению с обычным одноцветным тонером. Легкоплавкие тонеры, описанные в настоящем документе, обеспечивают более низкую температуру закрепления для обеспечения приемлемого диапазона закрепления залома в так называемых С-скоростных печатных аппаратах. Такие аппараты имеют самые скоростные устройства (примерно 80 страниц в минуту, и такие аппараты демонстрируют максимальную скорость изготовления/закрепления спеканием) и более низкую массу тонера на единицу площади (TMA, мера расхода тонера на одну страницу) для обеспечения меньшего расхода тонера и, следовательно, снижения скорости прогона.
[0014] В данном контексте «температура закрепления» относится к температуре, при которой тонер прилипает к целевой подложке, обычно некоторому сорту бумаги.
[0015] В данном контексте «диапазон закрепления залома» относится к диапазону приемлемых температур закрепления, который обеспечивает хорошие характеристики в испытании закрепления залома. Указанное свойство измеряют посредством складывания отпечатанных изображений, которые были закреплены спеканием в широком диапазоне температур спекания, а затем прокатывания определенной массы по области сгиба. Изображение также может быть сложено с помощью имеющегося в продаже устройства для фальцовки, такого как устройство для фальцовки Duplo D-590. Затем листы бумаги разворачивают и стирают с поверхности кусочки тонера, отслоившиеся от листа бумаги. Затем проводят сравнение поврежденной области с внутренней эталонной таблицей. Поврежденные области меньшего размера указывают на более высокую адгезию тонера, а температуру, необходимую для достижения приемлемой адгезии, называют минимальной температурой закрепления залома (MFT).
[0016] В вариантах реализации настоящего описания представлены легкоплавкие тонеры, содержащие ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, и парафиновый воск, где отношение полистирол-бутилакрилатной смолы к кристаллической сложной полиэфирной смоле составляет от примерно 5:1 до примерно 7:1, и указанный легкоплавкий тонер дополнительно содержит оболочку, содержащую полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки.
[0017] В данном контексте «легкоплавкий тонер» относится к тонеру с улучшенным закреплением спекания, характеризующимся более быстрым спеканием с улучшенным плавлением. Легкоплавкие тонеры, описанные в настоящем документе, предназначены для работы в условиях быстрой печати с коротким временем выдержки. При более низкой температуре закрепления спеканием (или более раннем плавлении) аппарат для термического закрепления подвергается меньшему напряжению, что позволят закреплять большее количество страниц в минуту. Меньшее количество энергии для плавления тонера обеспечивает более высокую скорость печати.
[0018] В различных вариантах реализации полистирол-бутилакрилатная смола ядра может присутствовать в количестве от примерно 30% до примерно 50% по массе легкоплавкого тонера или от примерно 38% до примерно 48%, или от примерно 40% до примерно 42%.
[0019] В различных вариантах реализации кристаллическая сложная полиэфирная смола присутствует в количестве от примерно 5% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера или от примерно 6% до примерно 9%, или от примерно 7,5% до примерно 8,5%.
[0020] В различных вариантах реализации парафиновый воск присутствует в количестве от примерно 1% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера или от примерно 1% до примерно 5%, или от примерно 1% до примерно 2%.
[0021] В различных вариантах реализации легкоплавкий тонер дополнительно содержит второй воск, отличный от парафинового воска. В различных вариантах реализации второй воск представляет собой воск Фишера-Тропша. В некоторых вариантах реализации воск Фишера-Тропша может присутствовать в количестве от примерно 5% до примерно 8% по массе легкоплавкого тонера.
[0022] В различных вариантах реализации полистирол-бутилакрилат ядра и полистирол-бутилакрилат оболочки могут быть одинаковыми.
[0023] В различных вариантах реализации полистирол-бутилакрилат оболочки присутствует в количестве от примерно 25% до примерно 36% по массе легкоплавкого тонера или от примерно 28% до примерно 36%, или от примерно 32% до примерно 36%.
[0024] В различных вариантах реализации пигмент присутствует в количестве от примерно 8% до примерно 11% по массе легкоплавкого тонера или от примерно 8% до примерно 10%, или от примерно 8,5% до примерно 9,5%.
[0025] В различных вариантах реализации представлены легкоплавкие тонеры, содержащие ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, воск Фишера-Тропша и парафиновый воск, где отношение полистирол-бутилакрилатной смолы к кристаллической сложной полиэфирной смоле составляет от примерно 5:1 до примерно 7:1, и указанный легкоплавкий тонер дополнительно содержит оболочку, нанесенную на ядро, которая содержит полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки. В различных вариантах реализации воск Фишера-Тропша присутствует в количестве от примерно 5% до примерно 8% по массе легкоплавкого тонера.
[0026] В различных вариантах реализации парафиновый воск присутствует в количестве от примерно 1% до примерно 3% по массе легкоплавкого тонера. В различных вариантах реализации пигмент присутствует в количестве от примерно 8% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера.
[0027] Для получения ядра может быть использован любой мономер, подходящий для получения латекса для применения в тонере. В различных вариантах реализации тонер может быть получен посредством эмульгирования/агрегации. Подходящие мономеры, пригодные для получения латексной полимерной эмульсии, и, следовательно, готовые латексные частицы в латексной эмульсии, включают, но не ограничиваются ими, стиролы, акрилаты, метакрилаты, бутадиены, изопрены, акриловые кислоты, метакриловые кислоты, акрилонитрилы, их комбинации и т.п. В конкретных вариантах реализации ядро содержит полистирол-бутилакрилатную смолу.
[0028] Иллюстративные полимеры включают стиролакрилаты, стиролбутадиены, стиролметакрилаты, поли(стирол-алкилакрилат), поли(стирол-1,3-диен), поли(стирол-алкилметакрилат), поли(стирол-алкилакрилат-акриловую кислоту), поли(стирол-1,3-диен-акриловую кислоту), поли(стирол-алкилметакрилат-акриловую кислоту), поли(алкилметакрилат-алкилакрилат), поли(алкилметакрилат-арилакрилат), поли(арилметакрилат-алкилакрилат), поли(алкилметакрилат-акриловую кислоту), поли(стирол-алкилакрилат-акрилонитрил-акриловую кислоту),поли(стирол-1,3-диен-акрилонитрил-акриловую кислоту), поли(алкилакрилат-акрилонитрил-акриловую кислоту), поли(стирол-бутадиен), поли(метилстирол-бутадиен), поли(метилметакрилат-бутадиен), поли(этилметакрилат-бутадиен), поли(пропилметакрилат-бутадиен), поли(бутилметакрилат-бутадиен), поли(метилакрилат-бутадиен), поли(этилакрилат-бутадиен), поли(пропилакрилат-бутадиен), поли(бутилакрилат-бутадиен), поли(стирол-изопрен), поли(метилстирол-изопрен), поли(метилметакрилат-изопрен), поли(этилметакрилат-изопрен), поли(пропилметакрилат-изопрен), поли(бутилметакрилат-изопрен), поли(метилакрилат-изопрен), поли(этилакрилат-изопрен), поли(пропилакрилат-изопрен), поли(бутилакрилат-изопрен), поли(стирол-пропилакрилат), поли(стирол-бутилакрилат), поли(стирол-бутадиен-акриловую кислоту), поли(стирол-бутадиен-метакриловую кислоту), поли(стирол-бутадиен-акрилонитрил-акриловую кислоту), поли(стирол-бутилакрилат-акриловую кислоту), поли(стирол-бутилакрилат-метакриловую кислоту), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил-акриловую кислоту), поли(стирол-бутадиен), поли(стирол-изопрен), поли(стирол-бутилметакрилат), поли(стирол-бутилакрилат-акриловую кислоту), поли(стирол-бутилметакрилат-акриловую кислоту), поли(бутилметакрилат-бутилакрилат), поли(бутилметакрилат-акриловую кислоту), полиакрилонитрил-бутилакрилат-акриловую кислоту) и их комбинации. Полимеры могут быть блочными, статистическими или чередующимися сополимерами.
[0029] Кроме того, сложные полиэфирные смолы, которые могут быть использованы, включают смолы, полученные из продуктов реакции бисфенола А и пропиленоксида или пропиленкарбоната, а также сложные полиэфиры, полученные взаимодействием указанных продуктов реакции с фумаровой кислотой (как описано в патенте США № 5227460, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки), и разветвленные сложные полиэфирные смолы, получаемые в результате взаимодействия диметилтерефталата с 1,3-бутандиолом, 1,2-пропандиолом и пентаэритритом.
[0030] В различных вариантах реализации в качестве латексной смолы может быть использован поли(стирол-бутилакрилат). Температура стеклования указанного латекса, который в различных вариантах реализации может быть использован для получения тонера согласно настоящему описанию, может составлять от примерно 35°С до примерно 75°С, в различных вариантах реализации от примерно 40°С до примерно 70°С.
[0031] Кристаллическая сложная полиэфирная смола, подходящая для применения в легкоплавких тонерах, может быть получена посредством взаимодействия диола с дикислотой в присутствии необязательного катализатора. Для получения кристаллического сложного полиэфира подходящие органические диолы включают алифатические диолы, содержащие от примерно 2 до примерно 36 атомов углерода, такие как 1,2-этандиол, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол и т.п.; соли сульфоалифатических диолов с щелочными металлами, такие как 2-сульфо-1,2-этандиол натрия; 2-сульфо-1,2-этандиол лития; 2-сульфо-1,2-этандиол калия; 2-сульфо-1,3-пропандиол натрия; 2-сульфо-1,3-пропандиол лития; 2-сульфо-1,3-пропандиол калия, их смеси, и т.п. Алифатический диол может быть, например, выбран в количестве от примерно 40 до примерно 60 молярных процентов, например, от примерно 42 до примерно 55 молярных процентов или от примерно 45 до примерно 53 молярных процентов (хотя могут быть использованы количества за пределами указанных диапазонов), а соль сульфоалифатического диола с щелочным металлом может быть выбрана в количестве от примерно 0 до примерно 10 молярных процентов, например, от примерно 1 до примерно 4 молярных процентов смолы (хотя могут быть использованы количества за пределами указанных диапазонов).
[0032] Примеры органических дикислот или сложных диэфиров, включая виниловые дикислоты или виниловые сложные эфиры, выбранные для получения кристаллических смол, включают щавелевую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, фумаровую кислоту, диметилфумарат, диметилитаконат, цис-1,4-диацетокси-2-бутен, диэтилфумарат, диэтилмалеат, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, нафталин-2,6-дикарбоновую кислоту, нафталин-2,6-дикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, малоновую кислоту и мезаконовую кислоту, их сложные диэфиры или ангидриды; и соли сульфоорганических кислот с щелочными металлами, такие как натриевая, литиевая или калиевая соль диметил-5-сульфоизофталата, диалкил-5-сульфоизофталат-4-сульфо-1,8-нафталинового ангидрида, 4-сульфофталевой кислоты, диметил-4-сульфофталата, диалкил-4-сульфофталата, 4-сульфофенил-3,5-дикарбометоксибензола, 6-сульфо-2-нафтил-3,5-дикарбометоксибензола, сульфотерефталевой кислоты, диметилсульфотерефталата, 5-сульфоизофталевой кислоты, диалкилсульфотерефталата, сульфоэтандиола, 2-сульфопропандиола, 2-сульфобутандиола, 3-сульфопентандиола, 2-сульфогександиола, 3-сульфо-2-метилпентандиола, 2-сульфо-3,3-диметилпентандиола, сульфо-п-гидроксибензойной кислоты, N,N-бис(2-гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфоната, или их смеси. Органическая дикислота может быть выбрана в количестве, например, от примерно 40 до примерно 60 молярных процентов, в различных вариантах реализации от примерно 42 до примерно 52 молярных процентов, например, от примерно 45 до примерно 50 молярных процентов (хотя могут быть использованы количества за пределами указанных диапазонов), а соль сульфоалифатической дикислоты с щелочным металлом может быть выбрана в количестве от примерно 1 до примерно 10 молярных процентов смолы (хотя могут быть использованы количества за пределами указанных диапазонов).
[0033] Примеры кристаллических смол, которые могут быть использованы вместо кристаллических сложных полиэфиров, включают, без ограничения, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, этилен-пропиленовые сополимеры, этилен-винилацетатные сополимеры, полипропилен, их смеси и т.п. Конкретные кристаллические смолы могут быть на основе сложного полиэфира, такие как поли(этилен-адипинат), поли(пропилен-адипинат), поли(бутилен-адипинат), поли(пентилен-адипинат), поли(гексилен-адипинат), поли(октилен-адипинат), поли(этилен-сукцинат), поли(пропилен-сукцинат), поли(бутилен-сукцинат), поли(пентилен-сукцинат), поли(гексилен-сукцинат), поли(октилен-сукцинат), поли(этилен-себацинат), поли(пропилен-себацинат), поли(бутилен-себацинат), поли(пентилен-себацинат), поли(гексилен-себацинат), поли(октилен-себацинат), поли(децилен-себацинат), поли(децилен-деканоат), поли(этилен-деканоат), поли(этилен-додеканоат), поли(нонилен-себацинат), поли(нонилен-деканоат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-себацинат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-деканоат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-додеканоат), сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-сукцинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-себацинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипинат) щелочного металла, сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипинат) щелочного металла, поли(октилен-адипинат), где щелочной металл представляет собой металл типа натрия, лития или калия. Примеры полиамидов включают поли(этилен-адипамид), поли(пропилен-адипамид), поли(бутилен-адипамид), поли(пентилен-адипамид), поли(гексилен-адипамид), поли(октилен-адипамид), поли(этилен-сукцинимид) и поли(пропилен-себацамид). Примеры полиимидов включают поли(этилен-адиптмид), поли(пропилен-адиптмид), поли(бутилен-адиптмид), поли(пентилен-адиптмид), поли(гексилен-адиптмид), поли(октилен-адиптмид), поли(этилен-сукцинимид), поли(пропилен-сукцинимид) и поли(бутилен-сукцинимид).
TM
TM
TM
TM
TM
TM
TM
TM
[0034] В различных вариантах реализации пигмент легкоплавких тонеров может представлять собой технический углерод. В более общем смысле, легкоплавкие тонерные частицы, описанные в настоящем документе, могут содержать любое красящее вещество. Красящие вещества включают пигменты, красители, смеси красителей, смеси пигментов, смеси красителей и пигментов и т.п., полученные в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. Подходящие красящие вещества включают вещества, содержащие технический углерод, такие как REGAL 330 и Nipex 35. Могут быть использованы цветные пигменты, такие как циановый, маджента, желтый, красный, оранжевый, зеленый, коричневый, синий, или их смеси. Может быть использован дополнительный пигмент или пигменты в виде дисперсий пигментов на водной основе. Подходящие красящие вещества включают неорганические пигменты и органические пигменты. Примеры пигментов включают SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE, водные дисперсии пигментов производства SUN Chemicals; HELIOGEN синий L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL синий, PYLAM OIL желтый и пигмент синий I™ производства компании Paul Uhlich & Company, Inc.; пигмент фиолетовый I, пигмент красный 48™, лимонный хромовый желтый DCC lO26™, толуидиновый красный и BON красный C производства компании Dominion Color Corporation, Ltd., Торонто, Онтарио; NOVAPERM желтый FGL и HOSTAPERM PINK E производства компании Hoechst; CINQUASIA маджента производства компании E.I. DuPont de Nemours & Co. и т.п. Примеры пигментов маджента включают 2,9-диметилзамещенный хинакридоновый и антрахиноновый краситель, обозначенный цветовым индексом CI 60710, дисперсный красный CI 15, диазокраситель, обозначенный цветовым индексом CI 26050, жирорастворимый красный CI 19 и т.п. Иллюстративные примеры циановых пигментов включают тетра)октадецилсульфонамидо)фталоцианин меди, медный фталоцианиновых пигмент, обозначенный цветовым индексом CI 74160, CI пигмент синий, пигмент синий 15:3, пигмент синий 15:4, антразиновый синий, обозначенный цветовым индексом CI 69810, специальный синий X-2137 и т.п. Иллюстративные примеры желтых пигментов представляют собой диарилидный желтый 3,3-дихлорбензиденацетоацетанилид, моноазопигмент, обозначенный цветовым индексом CI 12700, CI сольвент желтый 16, нитрофениламинсульфонамид, обозначенный цветовым индексом форон желтый SE/GLN, CI дисперсный желтый 3, 2,5-диметокси-4-сульфонанилид, фенилазо-4'-хлор-2,5-диметоксиацетоацетанилид и перманентный желтый FGL.
2
6
8-10
6
6
24
2-4
4
10
4
10
7
18
1-x
x
3
3
2
3
2
3
2
3
2
2
2
2
3
2
3
4
3
2
6
2
3
2
2
20
4
2
3
2
.
[0035] Примеры неорганических пигментов включают такие пигменты как ультрамариновый фиолетовый: (PV15) силикат натрия и алюминия, содержащий серу; Хань пурпурный: BaCuSiO; кобальтовый фиолетовый: (PV14) фосфат кобальта; марганцевый фиолетовый: (PV16) фосфат аммония-марганца; ультрамарин (PB29): комплекс природного пигмента серосодержащего силиката натрия (NaAlSiOS); кобальтовый синий (PB28) и серулеум голубой (PB35): станнат кобальта (II); египетскую синь: синтетический пигмент силиката кальция-меди (CaCuSiO); Хань синий: BaCuSiO; прусский синий (PB27): синтетический пигмент гексацианоферрата железа (III) (Fe(CN)); краситель Marking синий получают смешиванием прусского синего и спирта; YInMnO: синтетический пигмент, получаемый внедрением Mn в тригональный бипирамидальный атомный центр кристаллической структуры YInO; кадмиевый зеленый: светло-зеленый пигмент, состоящий из смеси кадмиевого желтого (CdS) и виридиана (CrO); хромовый зеленый (PG17); виридиан (PG18): темно-зеленый пигмент гидратированного оксида хрома (III) (CrO); парижский зеленый: ацетоарсенит меди (II); (Cu(CHO)·3Cu(AsO)); зелень Шееле (также называемую шведской зеленью): арсенит меди CuHAsO; аурипигмент, природный моноклинный сульфид мышьяка (AsS); кадмиевый желтый (PY37): сульфид кадмия (CdS); хромовый желтый (PY34): природный пигмент хромата свинца (II) (PbCrO); ауреолин (также называемый кобальтовым желтым) (PY40): кобальтинитрит калия (NaCo(NO); желтую охру (PY43): природную глину гидратированного оксида железа (FeOHO); неаполитанский желтый (PY41); титановый желтый (PY53); мозаичный золотой: сульфид олова (IV) (SnS); кадмиевый оранжевый (PO): среднее между кадмиевым красным и кадмиевым желтым: сульфоселенид кадмия; хромовый оранжевый: природный пигмент, смесь, состоящую из хромата свинца (II) и оксида свинца (II); (PbCrO + PbO); кадмиевый красный (PR108): селенид кадмия (CdSe); сангину, Капут-мортуум, венецианский красный, оксидный красный (PR102); жженую сиену (PBr7): пигмент, получаемый нагреванием натуральной сиены; технический углерод (PBk7); сажу из слоновой кости (PBk9); сажу (PBk8); ламповую сажу (PBk6); титановый черный; сурьмяные белила: SbO; сульфат бария (PW5); титановые белила (PW6): оксид титана (IV) TiO; цинковые белила (PW4): оксид цинка (ZnO).
[0036] Могут быть использованы другие известные красящие вещества, такие как Levanyl черный A SF (Miles, Bayer) и технический углерод Sunsperse LHD 9303 (Sun Chemicals), а также цветные красители, такие как Neopen синий (BASF), судан синий OS (BASF), PV быстрый синий B2G 01 (American Hoechst), Sunsperse синий BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite синий BCA (CibaGeigy), Paliogen синий 6470 (BASF), Sudan III (Matheson, Coleman, Bell), Sudan II (Matheson, Coleman, Bell), Sudan IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudan оранжевый G (Aldrich), Sudan оранжевый 220 (BASF), Paliogen оранжевый 3040 (BASF), Ortho оранжевый OR 2673 (Paul Uhlich), Paliogen желтый 152, 1560 (BASF), Lithol быстрый желтый 0991K (BASF), Paliotol желтый 1840 (BASF), Neopen желтый (BASF), Novoperm желтый FG 1 (Hoechst), перманентный желтый YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen желтый D0790 (BASF), Sunsperse желтый YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco желтый L1250 (BASF), SUCD желтый D1355 (BASF), Hostaperm розовый E (American Hoechst), Fanal розовый D4830 (BASF), Cinquasia маджента (DuPont), Lithol алый D3700 (BASF), толуидиновый красный (Aldrich), алый для термопластов NSD PS PA (Ugine Kuhlmann, Канада), E.D. толуидиновый красный (Aldrich), Lithol рубиновый тонер (Paul Uhlich), Lithol алый 4440 (BASF), Bon красный C (Dominion Color Company), Royal бриллиантовый красный RD-8192 (Paul Uhlich), Oracet розовый RF (Ciba-Geigy), Paliogen красный 3871K (BASF), Paliogen красный 3340 (BASF), Lithol быстрый алый L4300 (BASF), их комбинации и т.п. Другие пигменты, которые могут быть использованы и которые имеются в продаже, включают различные пигменты указанных цветовых классов, пигмент желтый 74, пигмент желтый 14, пигмент желтый 83, пигмент оранжевый 34, пигмент красный 238, пигмент красный 122, пигмент красный 48:1, пигмент красный 269, пигмент красный 53:1, пигмент красный 57:1, пигмент красный 83:1, пигмент фиолетовый 23, пигмент зеленый 7 и т.д., а также их комбинации.
[0037] Красящее вещество, например, черное, циановое, пурпурное и/или желтое красящее вещество, может быть введено в количестве, достаточном для обеспечения требуемого цвета тонера. В целом, пигмент или краситель может быть использован в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавких тонерных частиц в пересчете на твердое вещество, от примерно 8% до примерно 10 % по массе или в любой концентрации, превышающей стандартное номинальное содержание, которое обычно составляет менее примерно 6%.
[0038] В различных вариантах реализации в тонерной частице может присутствовать более одного красящего вещества. Например, в тонерной частице могут присутствовать два красящих вещества, например, первое красящее вещество, пигмент синий, может присутствовать в количестве от примерно 2% до примерно 10% по массе тонерной частицы в пересчете на твердые вещества, или от примерно 3% до примерно 8% по массе, или от примерно 5% до примерно 10% по массе; а второе красящее вещество, пигмент желтый, может присутствовать в количестве от примерно 5% до примерно 20% по массе тонерной частицы в пересчете на твердые вещества, от примерно 6% до примерно 15% по массе, или от примерно 10% до примерно 20% по массе и т.д.
[0039] В различных вариантах реализации представлены легкоплавкие тонеры, содержащие ядро, которое содержит полистирол-бутилакрилатную смолу ядра, присутствующую в количестве от примерно 35% до примерно 45% по массе легкоплавкого тонера, кристаллическую сложную полиэфирную смолу, присутствующую в количестве от примерно 5% до примерно 8% по массе легкоплавкого тонера, пигмент, присутствующий в количестве от примерно 7% до примерно 20% по массе легкоплавкого тонера, воск Фишера-Тропша, присутствующий в количестве от примерно 8% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера, и парафиновый воск, присутствующий в количестве от примерно 1% до примерно 3% по массе легкоплавкого тонера, при этом легкоплавкий тонер дополнительно содержит оболочку, которая содержит полистирол-бутилакрилатную смолу оболочки, причем полистирол-бутилакрилатная смола оболочки присутствует в количестве от примерно 30% до примерно 35% по массе легкоплавкого тонера.
[0040] В различных вариантах пигмент присутствует в количестве от примерно 8% до примерно 10% по массе легкоплавкого тонера.
g
[0041] В различных вариантах реализации легкоплавкий тонер имеет начало T менее примерно 54°C.
[0042] В различных вариантах реализации оболочка дополнительно содержит воск. В некоторых таких вариантах реализации вышеуказанные количества воска могут быть разделены между оболочкой и ядром тонерных частиц. В некоторых вариантах реализации воск находится только в оболочке. В некоторых вариантах реализации воск находится только в ядре. В некоторых вариантах реализации воски равномерно распределены между оболочкой и ядром. В вариантах реализации с двумя типами воска каждый воск может быть независимо представлен в любом распределении между оболочкой и ядром.
[0043] Подходящие воски для легкоплавких тонерных частиц включают, но не ограничиваются ими, алкиленовые воски, такие как алкиленовый воск, имеющий от примерно 1 до примерно 25 атомов углерода, полиэтилен, полипропилен или их смеси. В различных вариантах реализации воски могут представлять собой воски Фишера-Тропша и парафиновые воски или их комбинации. Воски могут присутствовать, например, в количестве от примерно 6% до примерно 15% по массе от общей массы композиции. Примеры восков включают воски, описанные в настоящем документе, такие как воски в вышеупомянутых совместно рассматриваемых заявках, полипропилены и полиэтилены, имеющиеся в продаже у компании Allied Chemical and Petrolite Corporation, восковые эмульсии производства компаний Michaelman Inc. и Daniels Products Company, EPOLENE N-15™ производства компании Eastman Chemical Products, Inc., VISCOL 550-P™, низкомолекулярный полипропилен производства компании Sanyo Kasei K.K. и аналогичные материалы. Имеющиеся в продаже полиэтилены предположительно имеют молекулярную массу (Mw) от примерно 1000 до примерно 5000, а имеющиеся в продаже полипропилены предположительно имеют молекулярную массу от примерно 4000 до примерно 10000. Примеры функционализированных восков включают амины, амиды, например, Aqua SUPERSLIP 6550™, SUPERSLIP 6530™ производства компании Micro Powder Inc., фторированные воски, например, POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYFLUO 523XF™, AQUA POLYFLUO 41™, AQUA POLYSILK 19™, POLYSILK 14™ производства компании Micro Powder Inc., смешанные фторированные, амидные воски, например, Microspersion 19™ также производства Micro Powder Inc., имиды, сложные эфиры, четвертичные амины, карбоновые кислоты или эмульсии акриловых полимеров, например, JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™ и 538™ производства компании SC Johnson Wax, хлорированные полипропилены и полиэтилены производства компании Allied Chemical and Petrolite Corporation и SC Johnson Wax, и Q436B производства компании Cytech, IGI или Sasol.
[0044] В некоторых вариантах реализации воск содержит воск в форме дисперсии, содержащей, например, воск, имеющий диаметр частиц от примерно 100 нм до примерно 500 нм, воду и анионное поверхностно-активное вещество. В различных вариантах реализации воск включен в таком количестве, как, например, от примерно 6 до примерно 15 массовых процентов. В различных вариантах реализации воск содержит частицы полиэтиленового воска, такого как Polywax 850 производства компании Baker Petrolite, хотя не ограничиваясь им, имеющие диаметр частиц от примерно 100 до примерно 500 нм, хотя не ограничиваясь указанными значениями. Поверхностно-активное вещество, используемое для диспергирования воска, представляет собой анионное поверхностно-активное вещество, хотя не ограничиваясь им, такое как, например, NEOGEN RK™ производства компании Kao Corporation или TAYCAPOWER BN2060 производства компании Tayca Corporation.
[0045] В различных вариантах реализации могут быть добавлены другие поверхностные тонерные добавки. Например, тонерные частицы, описанные в настоящем документе, могут содержать нанесенную снаружи добавку, которая содержит по меньшей мере одно из диоксида кремния с обработанной поверхностью, диоксида титана с обработанной поверхностью, частиц разделителя и их комбинации. Добавки могут быть упакованы вместе в виде пакета добавок для добавления к частицам тонера. То есть сначала получают частицы тонера, затем смешивают частицы тонера с материалами из пакета добавок. В результате некоторые компоненты из пакета добавок могут покрывать внешние поверхности тонерных частиц или прилипать к ним, а не внедряться в объем тонерных частиц.
[0046] Может быть использован любой подходящий необработанный диоксид кремния или диоксид кремния с обработанной поверхностью. Такие диоксиды кремния могут быть использованы самостоятельно, в качестве единственного диоксида кремния, или могут быть использованы в комбинации, например, в качестве двух или более диоксидов кремния. При использовании двух или более диоксидов кремния в комбинации, может быть преимущественно, хотя и не обязательно, что один из диоксидов кремния с обработанной поверхностью представляет собой диоксид кремния с обработанной децилтриметоксисиланом (DTMS) поверхностью. В конкретных вариантах реализации диоксид кремния в диоксиде кремния с обработанной децилтриметоксисиланом (DTMS) поверхностью может представлять собой пирогенный диоксид кремния.
2
[0047] Обычные материалы на основе диоксида кремния с обработанной поверхностью являются известными и включают, например, TS-530 производства компании Cabosil Corporation, с размером частиц 8 нм и обработкой поверхности гексаметилдисилазаном; NAX50 производства компании Evonik Industries /Nippon Aerosil Corporation, покрытый HMDS; H2050EP производства компании Wacker Chemie, покрытый аминофункционализированным органополисилоксаном; пирогенные диоксиды кремния CAB-O-SIL, такие как, например, TG-709F, TG-308F, TG-810G, TG-811F, TG-822F, TG-824F, TG-826F, TG-828F или TG-829F с площадью поверхности от 105 до 280 м/г, производства компании Cabot Corporation; и т.п. Такие стандартные диоксиды кремния с обработанной поверхностью наносят на тонерную поверхность для обеспечения текучести тонера, улучшения трибоэлектрических свойств, регулирования смешивания, улучшенного проявления и стабильности переноса, а также для повышения температуры блокирования тонера.
[0048] В других вариантах реализации могут быть использованы также другие диоксиды кремния с обработанной поверхностью. Например, может быть использован также диоксид кремния с обработанной полидиметилсилоксаном (PDMS) поверхностью. Конкретные примеры подходящих диоксидов кремния с обработанной PDMS поверхностью включают, например, но не ограничиваются ими, RY50, NY50, RY200, RY200S и R202 производства компании Nippon Aerosil, и т.п.
[0049] В различных вариантах реализации добавка на основе диоксида кремния представляет собой диоксид кремния с обработанной поверхностью. В таком случае диоксид кремния с обработанной поверхностью может быть единственным диоксидом кремния с обработанной поверхностью, присутствующим в тонерной композиции. Как описано ниже, пакет добавок также может преимущественно содержать частицы золь-гель диоксида кремния большого размера в качестве частиц разделителя, который отличен от диоксида кремния с обработанной поверхностью, описанного в настоящем документе. В альтернативном варианте, например, при введении в тонерную композицию небольших количеств других диоксидов кремния с обработанной поверхностью для других целей, например, для облегчения классификации и разделения тонерных частиц, указанный диоксид кремния с обработанной поверхностью является единственным ксерографически активным диоксидом кремния с обработанной поверхностью, присутствующим в тонерной композиции. Таким образом, любой другой случайно присутствующий диоксид кремния не оказывает существенного влияния на какие-либо ксерографические печатные свойства. В некоторых вариантах реализации диоксид кремния с обработанной поверхностью представляет собой единственный диоксид кремния с обработанной поверхностью, присутствующий в пакете добавок, используемом для тонерной композиции. Другие подходящие материалы на основе диоксида кремния описаны, например, в патенте США № 6004714, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0050] В некоторых вариантах реализации добавка на основе диоксида кремния может присутствовать в количестве от примерно 1 до примерно 4 процентов по массе от массы тонерных частиц без добавки, или в количестве от примерно 0,5 до примерно 5 частей по массе добавки на 100 частей по массе тонерных частиц, или от примерно 1,6 массовых процентов до примерно 2,8 массовых процентов, или от примерно 1,5, или от примерно 1,8 до примерно 2,8, или до примерно 3 процентов по массе.
[0051] В некоторых вариантах реализации диоксид кремния имеет средний размер частиц от примерно 10 до примерно 60 нм или от примерно 15 до примерно 55 нм, или от примерно 20 до примерно 50 нм.
[0052] Другой компонент пакета добавок может содержать диоксид титана, и в различных вариантах реализации – диоксид титана с обработанной поверхностью. В различных вариантах реализации диоксид титана с обработанной поверхностью, используемый в различных вариантах реализации, представляет собой диоксид титана с гидрофобной обработанной поверхностью.
2
[0053] Обычные материалы на основе диоксида титана с обработанной поверхностью являются известными и включают, например, оксиды металла, такие как TiO, например, MT-3103 производства компании Tayca Corp. с размером частиц 16 нм и обработкой поверхности децилсиланом; SMT5103 производства компании Tayca Corporation, состоящий из ядра из кристаллического диоксида титана MT500B, покрытого DTMS; P-25 производства компании Degussa Chemicals без поверхностной обработки; гидрофобный диоксид титана, обработанный изобутилтриметоксисиланом (i-BTMS), производства компании Titan Kogyo Kabushiki Kaisha (IK Inabata America Corporation, Нью-Йорк); и т.п. Такой диоксид титана с обработанной поверхностью наносят на поверхность тонера для улучшения стабильности при относительной влажности (RH), регулирования трибологического заряда и улучшенной стабильности проявления и переноса.
[0054] Несмотря на то, что могут быть использованы любые стандартные и доступные материалы на основе диоксида титана, может быть преимущественно использовать определенные материалы на основе диоксида титана с обработанной поверхностью, которые, как было установлено, неожиданно обеспечивают превосходные результирующие свойства тонерных частиц. Таким образом, несмотря на то, что в пакете добавок может быть использован любой диоксид титана с обработанной поверхностью, в некоторых вариантах реализации указанный материал может представлять собой «крупный» диоксид титана с обработанной поверхностью (т.е. имеющий средний размер частиц от примерно 30 до примерно 50 нм или от примерно 35 до примерно 45 нм, в частности, примерно 40 нм). В частности, было обнаружено, что такой диоксид титана с обработанной поверхностью обеспечивает одно или более из улучшения стабильности когезии тонеров после состаривания в бункере для тонера и повышения проводимости тонера, что увеличивает способность системы рассеивать заряженные участки на поверхности тонера.
[0055] Конкретные примеры диоксида титана с обработанной поверхностью включают, например, но не ограничиваются ими, гидрофобный диоксид титан, обработанный изобутилтриметоксисиланом (i-BTMS), производства компании Titan Kogyo Kabushiki Kaisha (IK Inabata America Corporation, Нью-Йорк); SMT5103 производства компании Tayca Corporation или Evonik Industries, состоящий из ядра из кристаллического диоксида титана MT500B, покрытого DTMS (децилтриметоксисиланом); и т.п. В некоторых вариантах реализации диоксид титана, обработанный децилтриметоксисиланом (DTMS), является особенно преимущественным.
[0056] В различных вариантах реализации в тонерной композиции присутствует только один диоксид титана, такой как диоксид титана с обработанной поверхностью. То есть в некоторых вариантах реализации присутствует только один вид диоксида титана с обработанной поверхностью, а не смесь двух или более разных диоксидов титана с обработанной поверхностью.
[0057] Добавка диоксид титан может присутствовать в количестве от примерно 0,5 до примерно 4 процентов по массе от массы тонерных частиц без добавки, или от примерно 0,5 до примерно 2,5, или от примерно 0,5 до примерно 1,5, или от примерно 2,5 до примерно 3 процентов по массе. В некоторых вариантах реализации диоксид титана с обработанной поверхностью имеет средний размер частиц от примерно 10 до примерно 60 нм или от примерно 20 до примерно 50 нм, например, примерно 40 нм.
[0058] Другой компонент пакета добавок может включать частицу разделителя. В различных вариантах реализации частицы разделителя имеют средний размер частиц от примерно 100 до примерно 150 нм. В некоторых вариантах реализации частицы разделителя выбраны из группы, состоящей из латексных частиц, полимерных частиц и частиц золь-гель диоксида кремния. В некоторых вариантах реализации частица разделителя, используемая в различных вариантах реализации, представляет собой золь-гель диоксид кремния.
[0059] Частицы разделителя, в частности, латексные или полимерные частицы разделителя, описаны, например, в публикации заявки на патент США № 2004/0137352, полное содержание описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0060] В некоторых вариантах реализации частицы разделителя состоят из латексных частиц. Могут быть использованы любые подходящие латексные частицы, без ограничения. Например, латексные частицы могут включать каучуковые, акриловые, стиролакриловые, полиакриловые, фторидные или сложные полиэфирные латексы. Указанные латексы могут представлять собой сополимеры или сшитые полимеры. Конкретные примеры включают акриловые, стиролакриловые и фторидные латексы производства компании Nippon Paint (например, FS-101, FS-102, FS-104, FS-201, FS-401, FS-451, FS-501, FS-701, MG-151 и MG-152) с диаметром частиц от 45 до 550 нм и температурой стеклования от 65°С до 102°С.
[0061] Частицы тонерной смолы могут быть получены любым стандартным способом, известным в данной области техники. Подходящие способы полимеризации могут включать, например, эмульсионную полимеризацию, суспензионную полимеризацию и дисперсионную полимеризацию, каждая из которых хорошо известна специалистам в данной области техники. В зависимости от способа получения, латексные частицы могут иметь очень узкое распределение по размеру или широкое распределение по размеру. В последнем случае полученные латексные частицы могут быть классифицированы, так чтобы полученные латексные частицы имели подходящий размер для выполнения функции разделителя, как описано выше. Имеющиеся в продаже латексные частицы производства компании Nippon Paint имеют очень узкое распределение по размеру и не требуют последующей классификации (хотя при необходимости она не запрещена).
[0062] В дополнительном варианте реализации частицы разделителя могут также содержать полимерные частицы. Для получения частиц разделителя согласно данному варианту реализации может быть использован любой тип полимера. Например, полимер может представлять собой полиметилметакрилат (PMMA), например, MP1451 с размером частиц 150 нм или MP116 с размером частиц 300 нм производства компании Soken Chemical Engineering Co., Ltd., с молекулярной массой от 500 до 1500 тыс. и началом температуры стеклования при 120°С, фторированный PMMA, KYNAR (поливинилиденфторид), например, с размером частиц 300 нм производства компании Pennwalt, политетрафторэтилен (PTFE), например, L2 с размером частиц 300 нм производства компании Daikin, или меламин, например, EPOSTAR-S с размером частиц 300 нм производства компании Nippon Shokubai.
[0063] В различных вариантах реализации частицы разделителя на поверхности тонерных частиц предположительно обеспечивают снижение когезии тонера, стабилизацию эффективности переноса тонера и снижение/минимизацию характеристик ослабления проявления, связанных со старением тонера, таких как, например, характеристики трибоэлектрического заряда и переноса заряда. Указанные частицы добавки действуют как разделители между частицами тонера и частицами носителя и, следовательно, уменьшают уплотнение более мелких частиц обычных внешних поверхностных добавок для тонера, таких как описанный выше диоксид кремния и диоксид титана, во время старения в камере для проявления. Таким образом, разделители стабилизируют проявители от неблагоприятного захвата обычных более мелких тонерных добавок камерой для проявления во время процесса формирования изображения в системе проявления. Частицы разделителя действуют как барьер разделительного типа и, следовательно, более мелкие частицы тонерных добавок защищены от контактных сил, которые стремятся внедрить их в поверхность тонерных частиц. Таким образом, частицы разделителя обеспечивают барьер и снижают захват более мелких частиц внешних поверхностных добавок для тонера, обеспечивая улучшенную стабильность потока проявителя и, следовательно, превосходную стабильность проявления и переноса во время копирования/печати в процессах ксерографического формирования изображения. Следовательно, тонерные композиции согласно настоящему описанию демонстрируют улучшенную способность сохранять DMA (проявленную массу на единицу площади фотоэлемента), TMA (перенесенную массу на единицу площади фотоэлемента) и приемлемые характеристики трибоэлектрического заряда, а также характеристики смешивания в течение большего циклов формирования изображения.
[0064] Частицы разделителя могут присутствовать в количестве от примерно 0,3 до примерно 2,5 процентов по массе от массы тонерных частиц без добавки, или от примерно 0,6 до примерно 1,8, или от примерно 0,5 до примерно 1,8 процентов по массе.
[0065] В некоторых вариантах реализации частицы разделителя представляют собой крупные частицы диоксида кремния. Так, в некоторых вариантах реализации частицы разделителя имеют средний размер частиц больше, чем средний размер частиц материалов на основе диоксида кремния и диоксида титана, описанных выше. Например, частицы разделителя в данном варианте реализации представляют собой золь-гель диоксид кремния. Примеры такого золь-гель диоксида кремния включают, например, X24, золь-гель диоксид кремния с размером частиц 120 нм с обработанной гексаметилдисилазаном поверхностью, производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. В некоторых вариантах реализации частицы разделителя могут иметь средний размер частиц от примерно 60 до примерно 300 нм, или от примерно 75 до примерно 205 нм, например, от примерно 100 нм до примерно 150 нм.
[0066] В некоторых вариантах реализации тонерные частицы, описанные в настоящем документе, могут быть получены в присутствии поверхностно-активных веществ. Например, поверхностно-активные вещества могут присутствовать в количестве от примерно 0,01 до примерно 20, или от примерно 0,1 до примерно 15 массовых процентов реакционной смеси. Подходящие поверхностно-активные вещества включают, например, неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол производства компании Rhone-Poulenc, выпускаемый под торговыми марками IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ и ANTAROX 897™. В некоторых вариантах реализации эффективная концентрация неионогенного поверхностно-активного вещества может составлять от примерно 0,01 процента до примерно 10 процентов по массе, или от примерно 0,1 процента до примерно 5 процентов по массе реакционной смеси.
[0067] Подходящие анионные поверхностно-активные вещества могут включать, без ограничения, додецилсульфат натрия (SDS), додецилбензолсульфонат натрия, додецилнафталинсульфат натрия, диалкилбензолалкилсульфаты и сульфонаты, адипиновую кислоту производства компании Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™ производства компании Kao, Dowfax 2A1 (гексадецилдифенилоксид-дисульфонат) и т.п., среди прочих. Например, обычно используемая эффективная концентрация анионного поверхностно-активного вещества составляет, например, от примерно 0,01 процента до примерно 10 процентов по массе, или от примерно 0,1 процента до примерно 5 процентов по массе реакционной смеси.
[0068] В некоторых вариантах реализации анионные поверхностно-активные вещества могут быть использованы в комбинации с основаниями для изменения рН и, следовательно, ионизации агрегированных частиц, обеспечивая стабильность и предотвращая увеличение размера агрегатов. Такие основания могут быть выбраны из гидроксида натрия, гидроксида калия, гидроксида аммония, гидроксида цезия и т.п., среди прочих.
[0069] Примеры дополнительных поверхностно-активных веществ, которые могут быть необязательно добавлены к суспензии агрегатов до или во время коалесценции, например, для предотвращения увеличения размера агрегатов или для стабилизации размера агрегатов при увеличении температуры, могут быть выбраны из анионных поверхностно-активных веществ, таких как додецилбензолсульфонат натрия, додецилнафталинсульфат натрия, диалкилбензолалкилсульфаты и сульфонаты, адипиновая кислота производства компании Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™ производства компании Kao и т.п., среди прочих. Указанные поверхностно-активные вещества также могут быть выбраны из неионогенных поверхностно-активных веществ, таких как поливиниловый спирт, полиакриловая кислота, металоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, пропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, цетиловый эфир полиоксиэтилена, лауриловый эфир полиоксиэтилена, октиловый эфир полиоксиэтилена, октилфениловый эфир полиоксиэтилена, олеиловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтиленсорбитанмонолаурат, стеариловый эфир полиоксиэтилена, нонилфениловый эфир полиоксиэтилена, диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол производства компании Rhone-Poulenac под торговыми марками IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ и ANTAROX 897™. Например, эффективное количество анионного или неионогенного поверхностно-активного вещества, обычно используемого в качестве агента для стабилизации размера агрегатов, составляет, например, от примерно 0,01 процента до примерно 10 процентов, или от примерно 0,1 процента до примерно 5 процентов по массе реакционной смеси.
[0070] В некоторых вариантах реализации в комбинации с поверхностно-активными веществами могут быть использованы кислоты для изменения рН. Кислота может включать, например, азотную кислоту, серную кислоту, хлористоводородную кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту, трифторуксусную кислоту, щавелевую кислоту, салициловую кислоту и т.п., и указанные кислоты в различных вариантах реализации используют в разбавленной форме в концентрации от примерно 0,5 до примерно 10 массовых процентов по массе воды, или от примерно 0,7 до примерно 5 массовых процентов по массе воды.
[0071] В некоторых вариантах реализации легкоплавкие тонерные частицы, описанные в настоящем документе, могут содержать коагулянт. В некоторых вариантах реализации коагулянты, используемые в представленном способе, включают полимеры галогенидов металлов, такие как полимер хлорида алюминия (APC) или полимер сульфосиликата алюминия (PASS). Например, коагулянты обеспечивают получение готового тонера с содержанием металла, например, от примерно 400 до примерно 10000 частей на миллион. В другом случае коагулянт содержит полимер хлорида алюминия, обеспечивающий содержание алюминия в готовом тонере от примерно 400 до примерно 10000 частей на миллион.
Примеры
[0072] Следующие примеры представлены для иллюстрации вариантов реализации настоящего описания. Предполагается, что указанные примеры являются лишь иллюстративными, и они не предназначены для ограничения объема настоящего описания. Кроме того, доли и проценты выражены относительно массы, если не указано иное. В контексте настоящего документа «комнатная температура» относится к температуре от примерно 20°С до примерно 25°С.
Пример 1
[0073] В данном примере описано получение легкоплавких тонеров в соответствии с некоторыми вариантами реализации. Ниже в таблице 1 представлены данные, использованные в следующих способах получения.
[0074] Контрольный состав: (нормальное содержание пигмента, без кристаллического сложного полиэфира)
g
[0075] В реактор объемом 75,72 л (20 галлонов), содержащий 37,947 кг деионизированной воды (DIW), добавляли 14,9 кг EP07, полистирол-бутилацетата (T 51°C), латекса с содержанием твердых веществ 41% (примерно 6,1 кг смолы и 8,8 кг воды, и 55% состава твердых веществ) с 4,162 Regal 330 с содержанием твердых веществ 17% и 3,201 воска Q436 с содержанием твердых веществ 30%, и 0,8 кг парафинового воска с содержанием твердых веществ 30,5%. После достижения требуемого для агрегации номинального размера частиц 5,4 мкм, при 200 об./мин. добавляли 7,586 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% для нанесения оболочки. По достижении размера частиц 6,5 мкм при 160 об./мин. рост частиц останавливали добавлением 1800 г 0,4 NaOH для достижения рН 5,4 и уменьшали скорость до 135 об./мин. Проводили коалесценцию частиц при 96°С в течение трех часов при 135 об./мин. до достижения требуемой округлости примерно 0,971. Затем реакцию гасили при 35°С в теплообменнике в течение 15 минут, а затем доводили рН частиц до 8,8 с помощью NaOH.
[0076] Гиперпигментированный контрольный состав (избыточная концентрация пигмента, без кристаллического сложного полиэфира)
[0077] В реактор объемом 75,72 л (20 галлонов) загружали 39,562 кг DIW с 13,001 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% с 2,954 кг Nipex с содержанием твердых веществ 26% и 3,201 воска Q436 (0,96 кг твердого Q436 и 2,24 кг воды для получения общего содержания твердых веществ в тонере 8,8%) с содержанием твердых веществ 30% и 0,8 кг парафинового воска с содержанием твердых веществ 30,5%. После достижения требуемого для агрегации номинального размера частиц 5,4 мкм, при 200 об./мин. добавляли 7,586 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% для нанесения оболочки. По достижении размера частиц 6,5 мкм при 160 об./мин. рост частиц останавливали добавлением 1800 г 0,4 NaOH для достижения рН 5,4 и уменьшали скорость до 135 об./мин. Проводили коалесценцию частиц при 96°С в течение трех часов при 135 об./мин. до достижения требуемой округлости примерно 0,971. Затем гасили при 35°С в теплообменнике в течение 15 минут, а затем доводили рН частиц до 8,8 с помощью NaOH.
[0078] Состав 1 (гиперпигментированный, с кристаллическим сложным полиэфиром, содержащим полиол из 12 атомов углерода и 9 звеньев поликислоты, как описано в патенте США № 9122179)
[0079] В реактор объемом 75,72 л (20 галлонов) загружали 38,634 кг DIW, добавляли 10,837 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% с 2,954 кг C10C9 CPE с содержанием твердых веществ 30%, с 4,026 Nipex с содержанием твердых веществ 26% и 3,201 воска Q436 с содержанием твердых веществ 30% и 0,8 кг парафинового воска с содержанием твердых веществ 30,5%. После достижения требуемого для агрегации номинального размера частиц 5,4 мкм, при 200 об./мин. добавляли 8,669 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% для нанесения оболочки. По достижении размера частиц 6,5 мкм при 160 об./мин. рост частиц останавливали добавлением 1800 г 0,4 NaOH для достижения рН 5,4 и уменьшали скорость до 135 об./мин. Проводили коалесценцию частиц при 96°С в течение трех часов при 135 об./мин. до достижения требуемой округлости примерно 0,971. Затем реакцию гасили при 35°С в теплообменнике в течение 15 минут, а затем доводили рН до 8,8 с помощью NaOH.
[0080] Состав 2 (гиперпигментированный, с кристаллическим сложным полиэфиром, содержащим полиол из 12 атомов углерода и 6 звеньев поликислоты, как описано в патенте США № 9122179)
[0081] В реактор объемом 75,72 л (20 галлонов) загружали 38,634 кг DIW, добавляли 10,837 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% с 2,954 кг C10C6 CPE с содержанием твердых веществ 30%, с 4,026 Nipex с содержанием твердых веществ 26% и 3,201 воска Q435 с содержанием твердых веществ 30% и 0,8 кг парафинового воска с содержанием твердых веществ 30,5%. После достижения требуемого для агрегации номинального размера частиц 5,4 мкм, при 200 об./мин. добавляли 8,669 кг латекса EP07 с содержанием твердых веществ 41% для нанесения оболочки. По достижении размера частиц 6,5 мкм при 160 об./мин. рост частиц останавливали добавлением 1800 г 0,4 NaOH для достижения рН 5,4 и уменьшали скорость до 135 об./мин. Проводили коалесценцию частиц при 96°С в течение трех часов при 135 об./мин. до достижения требуемой округлости примерно 0,971. Затем реакцию гасили при 35°С в теплообменнике в течение 15 минут, а затем доводили рН частиц до 8,8 с помощью NaOH.
[0082] Тонеры, имеющие состав 1 и 2, демонстрировали превосходные термические свойства, как показано на фиг. 1, 2 и 3, и, следовательно, обеспечивают более широкий диапазон закрепления спеканием.
Таблица 1
[0083] На фиг. 5 представлен график зависимости блеска от температуры. График демонстрирует, что блеск состава 1 и состава 2 эквивалентен блеску номинального пигментированного контрольного образца (эквивалентом, как правило, считают значения в пределах 5 единиц). На фиг. 6 представлен график зависимости залома от установленного значения температуры. Наблюдаемое увеличение залома в зависимости от температуры для диапазона является важным для возможности применения гиперпигментированного тонера в высокоскоростных устройствах и для увеличения диапазона спекания. Наблюдали увеличение диапазона примерно на 10°С по сравнению с номинальным пигментированным контрольным образцом.