МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ТОНЕР, СОДЕРЖАЩИЙ ЧАСТИЦЫ С ИНТЕГРИРОВАННЫМ МЕТАЛЛОМ
METAL TONER CONTAINING PARTICLES WITH INTEGRATED METAL

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[001] В настоящем документе описан тонер, содержащий гибридный металлический компонент, и способ получения тонера, включающий обеспечение по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера, выбранного из группы, состоящей из гибридных металлолатексных частиц, гибридных металловосковых частиц, гибридных металлоокрашивающих частиц и их комбинаций; приведение в контакт по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера с одним или более компонентами, выбранными из группы, состоящей из латексного полимера, воска и окрашивающего вещества, с получением смеси; нагревание смеси при температуре ниже температуры стеклования латексного полимера с получением агрегированных тонерных частиц; добавление коалесцирующего агента к тонерным частицам, что приводит к коалесценции тонерных частиц; и выделение тонерных частиц.
[002] Обычные печатающие системы для тонерных применений состоят из четырех секций, включающих секции цианового, пурпурного, желтого и черного (CMYK) тонера. Корпорация Xerox разрабатывает печатающие системы, включающие концепцию пяти ксерографических секций для обеспечения возможности расширения гаммы посредством добавления пятого цвета или специальных цветов. В любой момент времени устройство может работать с тонерами CMYK и с пятым цветом в пятой секции. Для дополнительного расширения возможностей новых систем и обеспечения новых возможностей печати для потребителей необходимо разработать металлические чернильные составы, которые также будут работать в пятой секции. Тонеры, способные обеспечивать металлические оттенки, особенно серебряные или золотые, необходимы, в частности, типографским потребителям для печати эстетических обращений, например, на приглашениях на свадьбу, пригласительных билетах, рекламных листках и т.д. Металлические оттенки не могут быть получены посредством сочетания основных цветов CMYK.
[003] В реферате патента США 8039183, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, описана частица пигмента, покрытая по меньшей мере одной смолой и поверхностной добавкой для регулирования заряда, причем частица пигмента представляет собой перламутровый или металлический пигмент. Такие пигменты обеспечивают перламутровый эффект и имеют такой размер и заряд частиц, который позволяет использовать их в качестве тонерного материала для электростатографического или ксерографического формирования изображения.
[004] Для достижения металлического эффекта необходимо вводить в тонер плоские частицы отражающего пигмента, которые могут отражать свет и обеспечивать требуемый металлический эффект. Пигменты на основе алюминиевых чешуек представляют собой один из возможных вариантов для получения металлического серебряного тонера благодаря их доступности в продаже и низкой стоимости. Однако существуют некоторые проблемы при получении серебряных тонеров с металлическим оттенком, связанные с применением пигментов на основе алюминиевых чешуек. Например, такие тонеры могут иметь низкий заряд вследствие повышенной проводимости алюминиевого пигмента. Пигмент из крупных чешуек металлического алюминия трудно вводить в тонер. Трудно также оптимизировать ориентацию пигмента на основе алюминиевых чешуек для достижения максимального металлического оттенка. Кроме того, существуют проблемы безопасности при переработке и работе с взрывоопасными алюминиевыми порошками. Например, при получении тонера обычными способами, включая перемешивание пигмента в расплаве смолы с последующим измельчением, сортировкой и смешиванием с добавками, существует угроза искрения проводящего алюминия на стадии измельчения.
[005] Получение тонера с металлической окраской (например, серебряной или золотой) с применением способов эмульсионной агрегации (EA) обычно включает получение дисперсии, содержащей металлический пигмент (например, алюминий), и добавление дисперсии металлического пигмента к смеси дисперсии исходных тонерных материалов в процессе контролируемой агрегации. Работа с сухим металлическим пигментом может вызывать проблемы безопасности, такие как воспламенение порошка. Также могут возникать трудности при внедрении металлического пигмента в тонерную частицу в процессе агрегации и коалесценции.
[006] Таким образом, несмотря на то, что современные тонеры и способы получения тонеров подходят для их предполагаемого назначения, сохраняется потребность в улучшенном металлическом тонере и способе его получения. Дополнительно сохраняется потребность в надежном способе получения серебряного металлического тонера. Кроме того, сохраняется потребность в улучшенном металлическом тонере и частицах металлического тонера, которые могут быть использованы в качестве дисперсии исходного материала в процессе эмульсионной агрегации.
[007] Для различных вариантов реализации настоящего описания могут быть выбраны подходящие компоненты и технологические аспекты любых патентов и патентных публикаций США, упомянутых в настоящем документе. Кроме того, в настоящей заявке отождествляющим цитированием упомянуты различные публикации, патенты и опубликованные патентные заявки. Описание публикаций, патентов и опубликованных патентных заявок, упомянутых в настоящей заявке, включено в настоящее описание посредством ссылки для более полного описания уровня техники в области, к которой относится настоящее изобретение.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[008] В настоящем документе описан способ получения тонера, включающий обеспечение по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера, выбранного из группы, состоящей из гибридных металлолатексных частиц, гибридных металловосковых частиц, гибридных металлоокрашивающих частиц и их комбинаций; приведение в контакт по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера с одним или более компонентами, выбранными из группы, состоящей из латексного полимера, воска и окрашивающего вещества, с получением смеси; нагревание смеси при температуре ниже температуры стеклования латексного полимера с получением агрегированных тонерных частиц; добавление коалесцирующего агента к тонерным частицам, что приводит к коалесценции тонерных частиц; и выделение тонерных частиц.
[009] Описан также тонер, содержащий по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера, выбранный из группы, состоящей из гибридных металлолатексных частиц, гибридных металловосковых частиц, гибридных металлоокрашивающих частиц и их комбинаций; необязательную смолу; необязательный воск; необязательное окрашивающее вещество.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0010] На фиг. 1 представлена иллюстрация гибридного металлического компонента тонера в соответствии с предложенными вариантами реализации.
[0011] На фиг. 2 представлена иллюстрация альтернативного гибридного металлического компонента тонера в соответствии с предложенными вариантами реализации.
[0012] На фиг. 3 представлена иллюстрация другого гибридного металлического компонента тонера в соответствии с предложенными вариантами реализации.
[0013] На фиг. 4 представлена иллюстрация еще одного гибридного металлического компонента тонера в соответствии с предложенными вариантами реализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] В вариантах реализации тонер согласно настоящему описанию содержит по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера, выбранный из группы, состоящей из гибридных металлолатексных частиц, гибридных металловосковых частиц, гибридных металлоокрашивающих частиц и их комбинаций; необязательную смолу; необязательный воск; необязательное окрашивающее вещество.
[0015] Вопросы безопасности, связанные с работой с металлическим пигментом, в частности, проблема воспламенения порошка, решены благодаря предложенному тонеру и способу получения тонера, включающему нанесение металлического покрытия на один или более из выбранных исходных компонентов тонера, в различных вариантах реализации – латекса, воска и их комбинаций, с получением гибридного металлического компонента, а также применению гибридного тонерного компонента с металлическим покрытием в процессе контролируемой агрегации тонера, например, вместо алюминиевых чешуек. Дисперсия исходного материала может быть высушена и покрыта с помощью испарительной технологии, такой как распылительное покрытие или электронно-лучевое осаждение. Полученная частица с покрытием является гибридом между металлом и одним из исходных материалов. Не ограничиваясь теорией, полагают, что гибридная частица с покрытием обеспечивает улучшенную совместимость и улучшенное внедрение таких гибридных частиц в процессе агрегации тонера, по сравнению с металлическими частицами. Гибридная частица обеспечивает снижение опасности взрыва или, в различных вариантах реализации, полностью исключает опасность взрыва. Основная дисперсия, используемая для нанесения на нее слоя металла, не ограничена сферическими частицами, и может содержать частицы любой формы и размера, специально разработанные с учетом их функций или вопросов безопасности.
[0016] Таким образом, исходный компонент тонера, содержащий ядро из гибридной частицы согласно настоящему описанию, может иметь любую подходящую или требуемую форму или конфигурацию. Иллюстративные формы могут включать, без ограничения, игольчатую, гранулярную, глобулярную, пластинчатую, остроконечную, цилиндрическую, октаэдрическую, додекаэдрическую, трубчатую, кубическую, гексагональную, овальную, сферическую, дендритную, призматическую, аморфную форму и т.п. Аморфная форма определена в контексте настоящего описания как недостаточно четкая форма, имеющая узнаваемые очертания. Например, аморфная форма не имеет четких ребер или углов. В различных вариантах реализации соотношение главной и побочной оси одного нанокристалла (D глав./D побоч.) может составлять менее чем примерно 10:1, менее чем примерно 2:1 или менее чем примерно 3:2. В конкретном варианте реализации магнитное ядро имеет игольчатую форму с аспектным отношением от примерно 3:2 до менее чем примерно 10:1.
50
50
50
[0017] В различных вариантах реализации гибридный металлический компонент имеет сферическую форму, имеющую средний общий размер частицы (например, диаметр частицы или наибольший размер), включая ядро и металлическое покрытие, от примерно 3 до примерно 500 нанометров (нм), или от примерно 10 до примерно 500 нм, или от примерно 10 до примерно 300 нм, или от примерно 10 до примерно 50 нм, или от примерно 5 до примерно 100 нм, или от примерно 2 до примерно 20 нм, или примерно 25 нм. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 10 нм. В данном контексте «средний» размер частицы, как правило, представляют как d или определяют как объемное среднее значение размера частиц при 50-процентильном распределении частиц по размеру, при этом 50% частиц в указанном распределении имеют значение размера частиц более чем d, а остальные 50% частиц в указанном распределении имеют значение размера частиц менее чем d. Средний размер частиц может быть измерен при помощи методов, в которых используют технологию светорассеяния для определения размера частиц, такую как динамическое светорассеяние. Диаметр частицы относится к длине частицы пигмента, полученной из изображений частиц, полученных при измерениях просвечивающей электронной микроскопии или динамического светорассеяния.
[0018] Гибридный металлический компонент тонера может быть использован для любого подходящего или требуемого применения, в различных вариантах реализации – для получения продуктов с печатью металлическими дисперсиями.
[0019] Гибридный металлический компонент тонера может быть получен любым подходящим или требуемым способом. В различных вариантах реализации способ согласно настоящему описанию включает высушивание дисперсии исходных частиц, причем исходные частицы могут содержать любой подходящий или требуемый исходный компонент в виде частиц, в различных вариантах реализации – окрашивающий агент, латекс или воск, с применением любого подходящего или требуемого способа, включая, но не ограничиваясь ими, распылительную сушку или сушку замораживанием.
[0020] Далее, указанный способ включает распределение высушенного порошка на подложке (например, стеклянной подложке) и нанесение тонкого слоя металла на поверхность частиц. Тонкий слой металла может быть осажден любым подходящим или требуемым способом, в различных вариантах реализации – с помощью оборудования для осаждения тонкого слоя металла, такого как устройство для напыления или электронно-лучевого осаждения. В различных вариантах реализации устройство для напыления может быть выбрано для конформного покрытия, а электронно-лучевое устройство может быть выбрано для направленного покрытия.
[0021] В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 200 нм.
[0022] Тонкая пленка металла может содержать любой подходящий или требуемый металл, в различных вариантах реализации – алюминий, золото, серебро, цинк, сплавы меди и цинка, хром, платину, титан и их комбинации. В различных вариантах реализации металл представляет собой чешуйки алюминия.
[0023] Выбранная частица может быть покрыта тонким слоем металла полностью или частично. То есть частица может быть покрыта слоем металла по существу по всей поверхности частицы; то есть покрыта полностью. Альтернативно, частица может быть частично покрыта слоем металла на любой выбранной части поверхности частицы.
[0024] На фиг. 1 изображен гибридный металлический компонент 10 тонера, содержащий ядро 12 и металлическое покрытие 14, нанесенное на него, причем металлическое покрытие 14 покрывает по существу всю поверхность ядра 12. Ядро 12 может быть любым подходящим или требуемым исходным компонентом тонера, например, частицей латекса, частицей воска или окрашивающим веществом.
[0025] В различных вариантах реализации частица может быть покрыта слоем металла с образованием так называемого «Януса» или двухсторонней частицы, причем одна сторона или приблизительно половина поверхности частицы покрыта слоем металла, а другая сторона не имеет покрытия. На фиг. 2 изображен вариант реализации, включающий гибридный металлический компонент 20 тонера, содержащий частицу 22 ядра, приблизительно половина поверхности которой покрыта металлическим слоем 24, образующим частицу в виде «Януса», где половина поверхности содержит ядро 22, в различных вариантах реализации – частицу латекса, частицу воска или частицу окрашивающего вещества, и половина поверхности содержит слой 24 металлического покрытия.
[0026] В других вариантах реализации частица может быть выборочно покрыта металлом в различных частях поверхности, например, с получением требуемого рисунка, а другие части оставлены без покрытия. На фиг. 3 изображен вариант реализации, включающий гибридный металлический компонент 30 тонера, содержащий ядро 32 и металлический слой 34, нанесенный в виде рисунка на определенные части поверхности ядра 32. Как описано в настоящем документе, ядро 32 может представлять собой любой подходящий или требуемый исходный компонент тонера, в различных вариантах реализации – частицу латекса, частицу воска или окрашивающее вещество. Как описано в настоящем документе, металлический слой может быть любым подходящим или требуемым металлическим слоем. В различных вариантах реализации металлический слой может содержать один металл или комбинацию металлов. В других вариантах реализации некоторые части частицы ядра могут быть покрыты первым металлом, и некоторые части частицы ядра могут быть покрыты вторым, другим металлом.
[0027] В других вариантах реализации частица может быть частично покрыта слоем металла и частично покрыта вторым слоем, причем второй слой может содержать другой металл или неметаллическое покрытие. Такие неметаллические покрытия могут быть любым подходящим или требуемым покрытием.
[0028] В других вариантах реализации частица может быть полностью или частично покрыта и функционализирована многочисленными способами, включая прививание посредством сопряжения и химии тиолов, прививание олигомеров ДНК и РНК и т.д.
[0029] На фиг. 4 изображен вариант реализации, в котором гибридный металлический компонент 40 тонера содержит ядро 42, первое металлическое покрытие 44, нанесенное в виде рисунка на определенные части поверхности ядра 42, и второе покрытие 46, нанесенное в виде рисунка на определенные части поверхности ядра 42, причем второе покрытие 46 представляет собой второй металл, отличный от первого металла 44, или второе покрытие 46 представляет собой неметаллическое покрытие.
[0030] Например, частично покрытые металлом частицы, которые имеют амфифильные свойства (гидрофобные и металлические с одной стороны и заряженные с другой стороны), могут быть получены следующим образом.
[0031] Амфифильные коллоидные сферы, флуоресцентные карбоксилат-модифицированные полистирольные сферы, наносят на очищенное предметное стекло и покрывают со стороны открытой полусферы тонкой (30 нм) пленкой золота. Затем на золото осаждают монослой октадекантиола (ODT), используя обычный механизм химии тиолов. Необработанная полусфера имеет высокую плотность отрицательного заряда, обусловленного карбоксильными группами в исходной коллоидной сфере.
[0032] Для получения на сферах гидрофобного участка суспензию (флуоресцентных) карбоксилат-модифицированных полистирольных сфер наносят на очищенное предметное стекло, так что после выпаривания суспензионной жидкости остается монослой коллоида. Тонкую (30 нм) пленку золота осаждают посредством электронно-лучевого осаждения на титановый слой, промотирующий адгезию (2 нм). На поверхности золотых полусфер осаждают монослой октадекантиола (ODT) и несколько раз промывают сначала 1% раствором HCl в этаноле, а затем деионизированной водой для устранения неспецифической адсорбции.
[0033] Регулируя ионную силу электролита и подбирая гидрофобность и электростатический заряд на указанных частицах, частицы могут подвергаться самосборке (или агрегации) в структуры различных размеров и форм. Более подробная информация представлена в публикации Hong, L.; Cacciuto, A., Luijten, E., Granick, S., “Clusters of Amphiphilic Colloidal Spheres,” Langmuir 2008, 24, 621-625, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0034] Указанный способ дополнительно включает диспергирование частиц с металлическим покрытием в электролите с поверхностно-активным веществом, в различных вариантах реализации – с применением ультразвуковой обработки или сдвиговых усилий для разрушения агрегатов аналогично получению пигментной дисперсии. Полученная таким образом дисперсия гибридных металлических частиц тонера может быть использована в качестве дисперсии исходного материала в любом способе эмульсионной агрегации AC вместо металлического пигмента. Предложенный «пигмент» представляет собой металлорганический гибрид, а не полностью металлический пигмент. Металлорганическая гибридная частица обеспечивает преимущество лучшей совместимости с другими компонентами тонерной композиции, включая гибридного пигмента в частицу и безопасной работы с сухим пигментом в порошкообразном состоянии.
[0035] При необходимости может быть изменен размер, форма, поверхностные свойства частицы, а также может быть подобран электролит для агрегации и коалесценции для достижения требуемых характеристик частицы и тонера.
[0036] В различных вариантах реализации способ получения тонера согласно настоящему документу включает обеспечение по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера, выбранного из группы, состоящей из гибридных металлолатексных частиц, гибридных металловосковых частиц, гибридных металлоокрашивающих частиц и их комбинаций; приведение в контакт по меньшей мере одного гибридного металлического компонента тонера с одним или более компонентами, выбранными из группы, состоящей из латексного полимера, воска и окрашивающего вещества, с получением смеси; нагревание смеси при температуре ниже температуры стеклования латексного полимера с получением агрегированных тонерных частиц; добавление коалесцирующего агента к тонерным частицам, что приводит к коалесценции тонерных частиц; и выделение тонерных частиц.
[0037] В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлолатексную частицу, содержащую латексную частицу смолы, имеющую поверхность, и слой металла, нанесенный на поверхность латексной частицы; причем слой металла нанесен так, что он образует поверхность по существу по всей поверхности латексной частицы; или слой металла нанесен так, что он образует покрытие на части поверхности латексной частицы. В дополнительных вариантах реализации часть поверхности латексной частицы покрыта первым слоем металла, а другая часть поверхности латексной частицы покрыта вторым слоем металла, отличным от первого слоя металла. В дополнительных вариантах реализации часть поверхности латексной частицы покрыта одним или более слоями металла, а другая часть поверхности латексной частицы покрыта неметаллическим покрытием. Может быть выбрано любое подходящее или требуемое неметаллическое покрытие, включая функционализацию поверхности с применением различных способов, в том числе применение химии конъюгатов и тиолов, прививание олигомеров ДНК и РНК и т.д. В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлолатексную частицу, содержащую частицу латекса смолы с нанесенным на нее слоем металла, где металл выбран из группы, состоящей из алюминия, золота, серебра, цинка, платины, хрома, титана, сплавов меди и цинка и их комбинаций.
[0038] Латексная частица.
[0039] Латексные частицы могут быть получены любым подходящим или требуемым способом. В тех вариантах реализации, в которых гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлолатексную частицу, полученные латексные частицы могут быть высушены с помощью любого подходящего или требуемого способа, включая, но не ограничиваясь ими, распылительную сушку или сушку замораживанием. Затем высушенные латексные частицы наносят на подложку, такую как стекло, и покрывают тонкой пленкой металла. Металл может быть нанесен на латексную частицу с помощью любого подходящего или требуемого способа. В различных вариантах реализации металлический слой наносят на латексную частицу способом тонкослойного осаждения металла, таким как распылительное нанесение покрытия или электронно-лучевое осаждение. В различных вариантах реализации распылительное нанесение покрытия выбрано для конформного покрытия, а электронно-лучевое нанесение покрытия выбрано для направленного покрытия. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 500 нм. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 10 нм. Латексные частицы с покрытием могут быть диспергированы в электролите с поверхностно-активным веществом с помощью любого подходящего или требуемого способа, такого как ультразвуковая обработка или сдвиговое усилие, для разрушения агрегатов аналогично случаю получения пигментной дисперсии. Затем полученную гибридную металлолатексную частицу используют в качестве дисперсии исходного материала в способе получения тонера, в различных вариантах реализации – в способе эмульсионной агрегации, вместо металлического пигмента. Таким образом, тонер согласно настоящему документу содержит «пигмент», который представляет собой металлорганический гибрид, а не полностью металлический пигмент. Латексная частица может быть получена из любой подходящей или требуемой смолы или полимера.
[0040] Смола.
[0041] Для предложенных в настоящем документе способов может быть использована любая подходящая или требуемая смола. Смола или полимеры могут быть использованы для получения гибридной металлолатексной частицы. Смола или полимеры также могут быть использованы для любой дополнительной смолы или полимера, которые могут быть при необходимости включены в тонер. В различных вариантах реализации тонерная смола может представлять собой аморфную смолу, кристаллическую смолу или их смесь или комбинацию. В дополнительных вариантах реализации смола может представлять собой сложную полиэфирную смолу, включая смол, описанные в патенте США 6593049 и в патенте США 6756176, которые включены в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Подходящие смолы также могут включать смесь аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы, как описано в патенте США 6830860, который включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0042] В различных вариантах реализации смола представляет собой сложный полиэфир. В некоторых вариантах реализации смола представляет собой аморфный сложный полиэфир, кристаллический сложный полиэфир или их смесь.
[0043] Для получения кристаллического сложного полиэфира один или более полиольных разветвляющих мономеров могут быть приведены во взаимодействие с дикислотой в присутствии необязательного катализатора и дополнительного органического диола, подходящего для получения кристаллической смолы, включая 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, 2,2-диметилпропан-1,3-диол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол и их смеси и комбинации, включая их структурные изомеры. Алифатический диол может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 25 до примерно 60 молярных процентов, или от примерно 25 до примерно 66 молярных процентов, или от примерно 25 до примерно 53 молярных процентов смолы. В некоторых вариантах реализации третий диол может быть выбран из вышеописанных диолов в количестве от примерно 0 до примерно 25 молярных процентов или от примерно 1 до примерно 10 молярных процентов смолы.
[0044] Примеры органических дикислот или сложных диэфиров включая виниловые дикислоты или виниловые диэфиры, которые могут быть выбраны для получения кристаллической смолы, 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-2,7-дикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, малоновую кислоту, мезаконовую кислоту, их диэфиры или ангидриды, а также их смеси и комбинации. Органическая дикислота может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, в различных вариантах реализации – от примерно 25 до примерно 60 молярных процентов, или от примерно 25 до примерно 52 молярных процентов, или от примерно 25 до примерно 50 молярных процентов. В различных вариантах реализации вторая дикислота может быть выбрана из вышеописанных дикислот и может присутствовать в количестве от примерно 0 до примерно 25 молярных процентов смолы.
[0045] Для получения кристаллического сложного полиэфира один или более поликислотных разветвляющих мономеров могут быть приведены во взаимодействие с диолом в присутствии необязательного катализатора и дополнительной органической дикислоты или сложного диэфира. Компоненты могут быть выбраны в любом подходящем или требуемом соотношении. В различных вариантах реализации разветвляющий мономер может быть представлен в количестве от примерно 0,1 до примерно 15 молярных процентов, или от примерно 1 до примерно 10 молярных процентов, или от примерно 2 до примерно 5 молярных процентов, и в различных вариантах реализации, второй разветвляющий мономер может быть выбран в любом подходящем или требуемом количестве, в различных вариантах реализации – от примерно 0 до примерно 10 молярных процентов или от примерно 0,1 до примерно 10 молярных процентов смолы.
[0046] Примеры дикислот или сложных диэфиров, подходящих для применения при получении смолы согласно настоящему документу, включают виниловые дикислоты или виниловые сложные диэфиры, используемые для получения аморфных сложных полиэфирных смол, включая дикарбоновые кислоты или сложные диэфиры, такие как терефталевая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, фумаровая кислота, тримеллитовая кислота, диметилфумарат, диметилитаконат, цис-1,4-диацетокси-2-бутен, диэтилфумарат, диэтилмалеат, малеиновая кислота, янтарная кислота, итаконовая кислота, янтарная кислота, янтарный ангидрид, додецилянтарная кислота, додецилянтарный ангидрид, глутаровая кислота, глутаровый ангидрид, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, додекандикислота, диметилтерефталат, диэтилтерефталат, диметилизофталат, диэтилизофталат, диметилфталат, фталевый ангидрид, диэтилфталат, диметилсукцинат, диметилфумарат, диметилмалеат, диметилглутарат, диметиладипинат, диметилдодецилсукцинат и их смеси и комбинации.
[0047] Органическая дикислота или сложный диэфир может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 35 до примерно 60 молярных процентов смолы, или от примерно 42 до примерно 52 молярных процентов смолы, или от примерно 45 до примерно 50 молярных процентов смолы.
[0048] Примеры диолов, которые могут быть использованы для получения аморфного сложного полиэфира, включают 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, пентадиол, гександиол, 2,2-диметилпропандиол, 2,2,3-триметилгександиол, гептандиол, додекандиол, бис(гидроксиэтил)-бисфенол А, бис(2-гидроксипропил)-бисфенол А, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклогександиметанол, ксилолдиметанол, циклогександиол, диэтиленгликоль, бис(2-гидроксиэтил)оксид, дипропиленгликоль, дибутилен, а также их смеси и комбинации.
[0049] Органический диол может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 35 до примерно 60 молярных процентов смолы, или от примерно 42 до примерно 55 молярных процентов смолы, или от примерно 45 до примерно 53 молярных процентов смолы.
[0050] В некоторых вариантах реализации для получения сложных полиэфиров могут быть использованы катализаторы поликонденсации. Катализаторы поликонденсации, которые могут быть использованы либо для кристаллических, либо для аморфных полиэфиров, включают тетраалкилтитанаты, оксиды диалкилолова, такие как оксид дибутилолова, тетраалкилолово, такое как дибутилолова дилаурат, и гидроксиды оксидов диалкилолова, такие как гидроксид оксида бутилолова, алкоксиды алюминия, алкилцинк, диалкилцинк, оксид цинка, оксиды олова (II) и их смеси и комбинации. Такие катализаторы могут быть использованы в любом подходящем или требуемом количестве, таком как от примерно 0,01 молярного процента до примерно 5 молярных процентов относительно исходной дикислоты или диэфира, используемого для получения полиэфирной смолы.
[0051] Смола может быть получена любым подходящим или требуемым способом. Например, один или более мономеров могут быть смешаны с одним или более компонентами кислоты или сложного диэфира в необязательном присутствии катализатора, нагреты, необязательно в инертной атмосфере, с конденсацией мономеров в преполимеры. К полученной смеси может быть добавлена одна или более дикислот или сложных диэфиров, необязательно дополнительный катализатор, необязательно радикальный ингибитор, при нагревании, необязательно в инертной атмосфере, с получением требуемой готовой смолы (сложного полиэфира).
[0052] Нагревание может быть выполнено до любой подходящей или требуемой температуры, например, от примерно 140 °С до примерно 250 °С, или от примерно 160 °С до примерно 230 °С, или от примерно 180 °С до примерно 220 °С.
[0053] Могут быть выбраны любые подходящие условия инертной атмосферы, например, продувание азотом.
[0054] При необходимости может быть использован радикальный ингибитор. Может быть выбран любой подходящий или требуемый радикальный ингибитор, такой как гидрохинон, толугидрохинон, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон и их смеси и комбинации. Радикальный ингибитор может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 0,01 до примерно 1,0, от примерно 0,02 до примерно 0,5 или от примерно 0,05 до примерно 0,2 массового процента от общей загрузки в реактор.
[0055] В различных вариантах реализации смола может быть предварительно смешана со слабым основанием или нейтрализующим агентом. В различных вариантах реализации основание может быть твердым, что исключает необходимость использования раствора, избегая рисков и трудностей, связанных с закачиванием раствора.
[0056] В различных вариантах реализации смола и нейтрализующий агент могут быть одновременно загружены посредством совместной подачи, позволяющей точно регулировать скорость загрузки нейтрализующего агента и смолы в экструдер, которые затем могут быть смешаны в расплаве с последующим эмульгированием.
[0057] В различных вариантах реализации нейтрализующий агент может быть использован для нейтрализации кислотных групп в смолах. Может быть выбран любой подходящий или требуемый нейтрализующий агент. В различных вариантах реализации нейтрализующий агент может быть выбран из группы, состоящей из гидроксида аммония, гидроксида калия, гидроксида натрия, карбоната натрия, бикарбоната натрия, гидроксида лития, карбоната калия и их смесей и комбинаций.
[0058] Нейтрализующий агент может быть использован в виде твердого вещества, такого как гранулы гидроксида натрия и т.д., в количестве от примерно 0,001% до примерно 50% по массе, или от примерно 0,01% до примерно 25% по массе, или от примерно 0,1% до примерно 5% по массе относительно массы смолы.
[0059] В некоторых вариантах реализации нейтрализующий агент представляет собой твердый нейтрализующий агент, выбранный из группы, состоящей из гранул гидроксида аммония, гранул гидроксида калия, гранул гидроксида натрия, гранул карбоната натрия, гранул бикарбоната натрия, гранул гидроксида лития, гранул карбоната калия, органических аминов и их смесей и комбинаций.
[0060] В различных вариантах реализации нейтрализующий агент может представлять собой гранулы гидроксида натрия. В различных вариантах реализации используемое поверхностно-активное вещество может представлять собой водный раствор дисульфоната алкилдифенилоксида для обеспечения надлежащей нейтрализации смолы при использовании гранул гидроксида натрия с получением высококачественного латекса с низким содержанием крупной фракции. Альтернативно, может быть использован твердый поверхностно-активный додецилбензолсульфонат натрия, которые подают вместе со смолой в загрузочную воронку экструдера, исключая необходимость применения раствора поверхностно-активного вещества, что упрощает процесс и повышает его эффективность.
[0061] Эмульсия, полученная в соответствии с предложенным способом, может содержать также небольшое количество воды, в некоторых вариантах реализации – деионизированной воды, в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 20% до примерно 300% или от примерно 30% до примерно 150% по массе смолы, при температуре плавления или размягчения смолы, например, от примерно 40 °С до примерно 140 °С или от примерно 60 °С до примерно 100 °С.
[0062] Кроме того, в качестве смолы может быть использован любой другой мономер, подходящий для получения латекса для применения в тонере. Как отмечено выше, в различных вариантах реализации тонер может быть получен посредством эмульсионной агрегации. Подходящие мономеры, подходящие для получения латексной полимерной эмульсии, и, следовательно, готовых латексных частиц в латексной эмульсии, включают, но не ограничиваются ими, стиролы, акрилаты, метакрилаты, бутадиены, изопрены, акриловые кислоты, метакриловые кислоты, акрилонитрилы, их комбинации и т.п.
[0063] В различных вариантах реализации латексный полимер может содержать по меньшей мере один полимер. Иллюстративные полимеры включают стирол-акрилаты, стирол-бутадиены, стирол-метакрилаты и, более конкретно, 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), поли(акрилонитрил-бутилакрилат-акриловую кислоту) и их комбинации Полимеры могут быть блочными, статистическими или чередующимися сополимерами.
[0064] В различных вариантах реализации смола выбрана из группы, состоящей из стиролов, акрилатов, метакрилатов, бутадиенов, изопренов, акриловых кислот, метакриловых кислот, акрилонитрилов и их комбинаций.
[0065] В некоторых вариантах реализации смола выбрана из группы, состоящей из поли(стирол-бутадиена), поли(метилметакрилат-бутадиена), поли(этилметакрилат-бутадиена), поли(пропилметакрилат-бутадиена), поли(бутилметакрилат-бутадиена), поли(метилакрилат-бутадиена), поли(этилакрилат-бутадиена), поли(пропилакрилат-бутадиена), поли(бутилакрилат-бутадиена), поли(стирол-изопрена), поли(метилстирол-изопрена), поли(метилметакрилат-изопрена), поли(этилметакрилат-изопрена), поли(пропилметакрилат-изопрена), поли(бутилметакрилат-изопрена), поли(метилакрилат-изопрена), поли(этилакрилат-изопрена), поли(пропилакрилат-изопрена), поли(бутилакрилат-изопрена), поли(стирол-бутилакрилата), поли(стирол-бутадиена), поли(стирол-изопрена), поли(стирол-бутилметакрилата), поли(стирол-бутилакрилат-акриловой кислоты), поли(стирол-бутадиен-акриловой кислоты), поли(стирол-изопрен-акриловой кислоты), поли(стирол-бутилметакрилат-акриловой кислоты), поли(бутилметакрилат-бутилакрилата), поли(бутилметакрилат-акриловой кислоты), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил-акриловой кислоты), поли(акрилонитрил-бутилакрилат-акриловой кислоты) и их комбинаций.
[0066] Поверхностно-активное вещество.
[0067] В различных вариантах реализации латекс может быть получен в водной фазе, содержащей поверхностно-активное вещество или совместное поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активные вещества, которые могут быть использованы с полимером для получения латексной дисперсии, могут представлять собой ионные или неионогенные поверхностно-активные вещества или их комбинации в количестве от примерно 0,01 до примерно 15 массовых процентов твердых веществ, и в различных вариантах реализации от примерно 0,1 до примерно 10 массовых процентов твердых веществ.
[0068] Анионные поверхностно-активные вещества, которые могут быть использованы, включают сульфаты и сульфонаты, додецилсульфат натрия (SDS), додецилбензолсульфонат натрия, додецилнафталинсульфат натри, диалкилбензолалкилсульфаты и сульфонаты, кислоты, такие как абиетиновая кислота производства Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™, производства Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., их комбинации и т.п.
[0069] Примеры катионных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, аммониевые соединения, например, хлорид алкилбензилдиметиламмония, хлорид диалкилбензолалкиламмония, хлорид лаурилтриметиламмония, хлорид алкилбензилметиламмония, бромид алкилбензилдиметиламмония, хлорид бензалкония, бромиды C12, C15, C17 триметиламмония, их комбинации и т.п. Другие катионные поверхностно-активные вещества включают бромид цетилпиридиния, галогенидные соли кватернизованных полиоксиэтилалкиламинов, хлорид додецилбензилтриэтиламмония, MIRAPOL и ALKAQUAT производства Alkaril Chemical Company, SANISOL (хлорид бензалкония) производства Kao Chemicals, их комбинации и т.п. В различных вариантах реализации подходящее катионное поверхностно-активное вещество включает SANISOL B-50 производства Kao Corp., который представляет собой хлорид первичного бензилдиметилалкония.
[0070] Примеры неионогенных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, спирты, кислоты и простые эфиры, например, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, полиакриловую кислоту, металозу, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, пропилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, полиоксиэтиленцетиловый эфир, полиоксиэтиленлауриловый эфир, полиоксиэтиленоктиловый эфир, полиоксиэтиленоктилфениловый эфир, олиоксиэтиленолеиловый эфир, полиоксиэтиленсорбитмонолаурат, полиоксиэтиленстеариловый эфир, полиоксиэтиленнонилфениловый эфир, диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол, их комбинации и т.п. В различных вариантах реализации могут быть использованы имеющиеся в продаже поверхностно-активные вещества компании Rhone-Poulenc, такие как 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™.
[0071] Выбор конкретных поверхностно-активных веществ или их комбинаций, а также используемые количества каждого из них понятны специалистам в данной области техники.
[0072] Инициаторы.
[0073] В различных вариантах реализации изобретения могут быть добавлены инициаторы для получения латексного полимера. Примеры подходящих инициаторов включают водорастворимые инициаторы, такие как персульфат аммония, персульфат натрия и персульфат калия, и органические растворимые инициаторы, включая органические пероксиды и азосоединения, включая пероксиды Vazo, такие как VAZO 64™, 2-метил-2-2′-азобис-пропаннитрил, VAZO 88™, 2-2′-азобис-изобутирамида дегидрат, и их комбинации. Другие водорастворимые инициаторы, которые могут быт использованы, включают азоамидиновые соединения, например, 2,2'-азобис(2-метил-N-фенилпропионамидина) дигидрохлорид, 2,2'-азобис[N-(4-хлорфенил)-2-метилпропионамидина] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[N-(4-гидроксифенил)-2-метилпропионамидина] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[N-(4-аминофенил)-2-метилпропионамидина] тетрагидрохлорид, 2,2'-азобис[2-метил-N(фенилметил)пропионамидина] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2-метил-N-2-пропенилпропионамидина] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[N-(2-гидроксиэтил)2-метилпропионамидина] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2(5-метил-2-имидазолин-2-ил)пропана] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2-(2-имидазолин-2-ил)пропана] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2-(4,5,6,7-тетрагидро-1H-1,3-диазепин-2-ил)пропана] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2-(3,4,5,6-тетрагидропиримидин-2-ил)пропана] дигидрохлорид, 2,2'-азобис[2-(5-гидрокси-3,4,5,6-тетрагидропиримидин-2-ил)пропана] дигидрохлорид, 2,2'-азобис{2-[1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазолин-2-ил]пропана} дигидрохлорид, их комбинации и т.п.
[0074] Инициаторы могут быть добавлены в подходящем количестве, например, от примерно 0,1 до примерно 8 массовых процентов относительно мономеров, и в различных вариантах реализации от примерно 0,2 до примерно 5 массовых процентов относительно мономеров.
[0075] Агент передачи цепи.
[0076] В различных вариантах реализации при получении латексного полимера могут быть использованы также агенты передачи цепи. Подходящие агенты передачи цепи включают додекантиол, октантиол, тетрабромид углерода, их комбинации и т.п., в количестве от примерно 0,1 до примерно 10 процентов и, в различных вариантах реализации, от примерно 0,2 до примерно 5 процентов по массе мономеров, для регулирования молекулярно-массовых свойств латексного полимера при осуществлении эмульсионной полимеризации в соответствии с настоящим описанием.
[0077] Добавки.
TM
TM
[0078] В различных вариантах реализации тонерные частицы могут дополнительно содержать необязательные добавки, по желанию или при необходимости. Например, тонер может содержать агенты контролирования положительного или отрицательного заряда, например, в количестве от примерно 0,1 до примерно 10% или от примерно 1 до примерно 3% по массе тонера. Примеры подходящих агентов регулирования заряда включают четвертичные соединения аммония, включая галогениды, алкилпиридиния, бисульфаты, соединения алкилпиридиния, включая соединения, описанные в патенте США 4298672, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, органические сульфатные и сульфонатные композиции, включая композиции, описанные в патенте США 4338390, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, тетрафторбораты цетилпиридиния, метилсульфат дистерилдиметиламмония, алюминиевые соли, такие как CONTRON E84 или E88 (Orient Chemical Industries, Ltd.), а также их смеси и комбинации.
[0079] Они также могут быть смешаны с частицами внешних добавок для тонерных частиц, включая добавки для повышения текучести, которые могут присутствовать на поверхности тонерных частиц. Примеры таких добавок включают оксиды металлов, такие как оксид титана, оксид кремния, оксид алюминия, оксид церия, оксид олова, их смеси и т.п.; коллоидный и аморфный диоксид кремния, такой как AEROSIL, соли металлов и соли металлов и жирных кислот, включая стеарат цинка, стеарат кальция, или длинноцепочечные спирты, такие как UNILIN 700, а также их смеси и комбинации.
2
[0080] Диоксид кремния может быть нанесен на тонерную поверхность для обеспечения текучести тонера, улучшения трибоэлектрических свойств, регулирования смешивания, улучшенного проявления и стабильности переноса, а также для повышения температуры блокирования тонера. TiO может быть нанесен для улучшения стабильности при относительной влажности, трибологического регулирования и улучшенного проявления, а также стабильности переноса. В качестве внешней добавки необязательно могут быть использованы также стеарат цинка, стеарат кальция и/или стеарат магния для обеспечения смазывающих свойств, улучшения проводимости трибоэлектрического заряда проявителя, повышения заряда тонера и обеспечения стабильности заряда в результате увеличения количества точек контакта между частицами тонера и носителя. В различных вариантах реализации может быть использован имеющийся в продаже стеарат цинка, известный как стеарат цинка L производства Ferro Corporation. Внешние поверхностные добавки могут быть использованы с покрытием или без покрытия.
[0081] Каждая из указанных внешних добавок может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, от примерно 0,1 процента по массе до примерно 5 процентов по массе тонера или от примерно 0,2 процента по массе до примерно 3 процентов по массе тонера.
[0082] Латексная эмульсия, содержащая смолу или смолы, может быть использована для получения тонера любым способом, известным специалистам в данной области техники. В различных вариантах реализации латексную эмульсию сушат и покрывают слоем металла, как описано в настоящем документе, с получением гибридной металлолатексной частицы, которую затем используют в качестве исходного компонента тонера в процессе эмульсионной агрегации тонера.
[0083] Латексная эмульсия может быть приведена в контакт с необязательным окрашивающим веществом, необязательно в форме дисперсии окрашивающего вещества, и с другими добавками с получением тонера посредством подходящего способа, в различных вариантах реализации – способа эмульсионной агрегации и коалесценции. В различных вариантах реализации в способах получения тонера, описанных в настоящем документе, используют латексные эмульсии, описанные в настоящем документе, с получением частиц такого размера, который подходит для ультранизкоплавких процессов эмульсионной агрегации.
[0084] В различных вариантах реализации способ получения тонера согласно настоящему документу, включает обеспечение водной эмульсии, содержащей по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера, описанный в настоящем документе, необязательную дополнительную смолу, необязательный воск и необязательное окрашивающее вещество; и агрегацию тонерных частиц из водной эмульсии.
[0085] Необязательно, способ получения тонера дополнительно включает коалесценцию агрегированных тонерных частиц.
[0086] В различных вариантах реализации, если агрегированные тонерные частицы образуют ядро, способ получения тонера дополнительно включает добавление дополнительной эмульсии в процессе агрегации с получением оболочки поверх ядра. В некоторых вариантах реализации дополнительная эмульсия, образующая оболочку, представляет собой такой же материал, как эмульсия, образующая ядро. В других вариантах реализации дополнительная эмульсия, образующая оболочку, может отличаться от материала, образующего тонерное ядро.
[0087] В различных вариантах реализации указанный способ дополнительно включает добавление второго латексного полимера к агрегированным тонерным частицам с получением оболочки поверх агрегированных тонерных частиц с получением тонера из ядра и оболочки; добавление коалесцирующего агента к тонерным частицам и последующее нагревание тонера из ядра и оболочки с коалесцирующим агентом при температуре выше температуры стеклования второго латексного полимера.
[0088] В различных вариантах реализации второй латексный полимер содержит латексный полимер; или вторую гибридную металла-латексную частицу, содержащую частицу смолистого латекса, имеющую поверхность, и слой металла, нанесенный на поверхность латексной частицы, причем вторая гибридная металлолатексная частица является такой же или отлична от первой гибридной металлолатексной частицы.
[0089] В других вариантах реализации тонер согласно настоящему документу может быть получен способом, включающим гомогенизацию эмульсии смолы с поверхностно-активным веществом, необязательным окрашивающим агентом, необязательным воском и необязательным коагулянтом с получением гомогенизированной тонерной суспензии, содержащей предварительно агрегированные частицы при комнатной температуре; нагревание суспензии с получением агрегированных тонерных частиц; необязательное замораживание тонерной суспензии сразу до требуемого размера агрегированных частиц; и дополнительное нагревание агрегированных частиц в суспензии для коалесценции агрегированных частиц в частицы тонера.
[0090] Нагревание с получением агрегированных тонерных частиц может быть осуществлено до любой подходящей или требуемой температуры в течение любого подходящего или требуемого времени. В различных вариантах реализации нагревание для получения агрегированных тонерных частиц может быть осуществлено до температуры ниже Tg латекса, в различных вариантах реализации – до температуры от примерно 30 °С до примерно 70 °С, или до температуры от примерно 40 °С до примерно 65 °С, в течение периода времени от примерно 0,2 часа до примерно 6 часов, от примерно 0,3 часа до примерно 5 часов, в различных вариантах реализации с получением тонерных агрегатов со среднеобъемным диаметром от примерно 3 мкм до примерно 15 мкм, в различных вариантах реализации со среднеобъемным диаметром от примерно 4 мкм до примерно 8 мкм, хотя их размер не ограничен указанными значениями.
[0091] Замораживание тонерной суспензии для остановки роста частиц сразу до достижения требуемого размера агрегированных частиц может быть осуществлен любым подходящим или требуемым способом. В различных вариантах реализации смесь охлаждают на стадии охлаждения или замораживания. В различных вариантах реализации регулируют рН смеси, например, замораживанием агрегатов частиц с буферным раствором, имеющим рН от примерно 7 до примерно 12, в течение периода времени от примерно 1 минуты до примерно 1 часа, или до примерно 8 часов, или от примерно 2 минут до примерно 30 минут. В различных вариантах реализации охлаждение коалесцированной тонерной суспензии включает гашение посредством добавления охлаждающей среды, такой как, например, лед, сухой лед и т.п., для обеспечения быстрого охлаждения до температуры от примерно 20 °С до примерно 40 °С или от примерно 22 °С до примерно 30 °С.
[0092] Коалесценция агрегированных частиц в частицы тонера может быть осуществлена любым подходящим или требуемым способом. В различных вариантах реализации коалесценция включает дополнительное нагревание агрегированных частицы в суспензии для коалесценции агрегированных частиц в частицы тонера. В различных вариантах реализации агрегированная суспензия может быть нагрета до температуры, равной или превышающей Tg латекса. Если частицы имеют конфигурацию из ядра и оболочки, то нагревание может быть осуществлено до температуры выше Tg первого латекса, использованного для получения ядра, и Tg второго латекса, использованного для получения оболочки, для сплавления латекса оболочки с латексом ядра. В различных вариантах реализации агрегированная суспензия может быть нагрета до температуры от примерно 80 °С до примерно 120 °С или от примерно 85 °С до примерно 98 °С в течение периода времени от примерно 1 часа до примерно 6 часов или от примерно 2 часов до примерно 4 часов.
[0093] Затем тонерная суспензия может быть промыта. В различных вариантах реализации промывание может быть осуществлено при рН от примерно 7 до примерно 12 или от примерно 9 до примерно 11, и промывание может быть осуществлено при температуре от примерно 30 °С до примерно 70 °С или от примерно 40 °С до примерно 67 °С. Промывание может включать фильтрацию и повторное суспендирование осадка на фильтре, содержащего частицы тонера, в деионизированной воде. Осадок на фильтре может быть промыт один или более раз деионизированной водой, или однократно промыт деионизированной водой с рН примерно 4, после чего рН суспензии регулируют кислотой, а затем необязательно промыт деионизированной водой один или более раз.
[0094] В некоторых вариантах реализации высушивание может быть осуществлено при температуре от примерно 35 °С до примерно 85 °С или от примерно 45 °С до примерно 60 °С. Высушивание может продолжаться до снижения содержания влаги в частицах до значения ниже заданного уровня, составляющего примерно 1% по массе, в различных вариантах реализации менее примерно 0,7% по массе.
[0095] Агент для регулирования рН.
[0096] В некоторых вариантах реализации может быть добавлен агент для регулирования рН для контролирования скорости процесса эмульсионной агрегации. Агент для регулирования рН, используемый в способах согласно настоящему описанию, может представлять собой любую кислоту или основание, которое не оказывает неблагоприятного влияния на получаемый продукт. Подходящие основания могут включать гидроксиды металлов, такие как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония и необязательно их комбинации. Подходящие кислоты включают азотную кислоту, серную кислоту, хлористоводородную кислоту, лимонную кислоту, уксусную кислоту и необязательно их комбинации.
[0097] Частица воска.
[0098] В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металловосковую частицу, содержащую восковую частицу, имеющую поверхность, и слой металла, нанесенный на поверхность восковой частицы; причем слой металла нанесен так, что он образует поверхность по существу по всей поверхности восковой частицы; или слой металла нанесен так, что он образует покрытие на части поверхности восковой частицы.
[0099] В дополнительных вариантах реализации часть поверхности восковой частицы покрыта первым слоем металла, а другая часть поверхности восковой частицы покрыта вторым слоем металла, отличным от первого слоя металла. В дополнительных вариантах реализации часть поверхности восковой частицы покрыта одним или более слоями металла, а другая часть поверхности восковой частицы покрыта неметаллическим покрытием. В различных вариантах реализации может быть осуществлена любая подходящая или требуемая функционализация поверхности многочисленными способами, включая прививание посредством сопряжения и химии тиолов, прививание олигомеров ДНК и РНК и т.д. В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металловосковую частицу, содержащую восковую частицу, на которую нанесен слой металла, где металл выбран из группы, состоящей из алюминия, золота, серебра, цинка, платины, хрома, титана, сплавов меди и цинка и их комбинаций.
[00100] Восковые частицы могут быть получены любым подходящим или требуемым способом. В тех вариантах реализации, в которых гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металловосковую частицу, полученные восковые частицы могут быть высушены с помощью любого подходящего или требуемого способа, включая, но не ограничиваясь ими, распылительную сушку или сушку замораживанием. Затем высушенные восковые частицы наносят на подложку, такую как стекло, и покрывают тонкой пленкой металла. Металл может быть нанесен на восковую частицу с помощью любого подходящего или требуемого способа. В различных вариантах реализации металлический слой наносят на восковую частицу способом тонкослойного осаждения металла, таким как распылительное нанесение покрытия или электронно-лучевое осаждение. В различных вариантах реализации распылительное нанесение покрытия выбрано для конформного покрытия, а электронно-лучевое нанесение покрытия выбрано для направленного покрытия. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 500 нм. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 10 нм. Восковые частицы с покрытием могут быть диспергированы в электролите с поверхностно-активным веществом с помощью любого подходящего или требуемого способа, такого как ультразвуковая обработка или сдвиговое усилие, для разрушения агрегатов аналогично случаю получения пигментной дисперсии. Затем полученную гибридную металловосковую частицу используют в качестве дисперсии исходного материала в способе получения тонера, в различных вариантах реализации – в способе эмульсионной агрегации, вместо металлического пигмента. Таким образом, тонер согласно настоящему документу содержит «пигмент», который представляет собой металлорганический гибрид, а не полностью металлический пигмент. Восковая частица может быть получена из любого подходящего или требуемого воска.
[00101] Восковые дисперсии также могут быть добавлены при получении латексного полимера во время синтеза посредством эмульсионной агрегации. Подходящие воски включают, например, субмикронные восковые частицы со среднеобъемным диаметром от примерно 50 до примерно 1000 нм, в различных вариантах реализации от примерно 100 до примерно 500 нм, суспендированные в водной фазе из воды и ионного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества или их комбинаций. Подходящие поверхностно-активные вещества включают те, которые описаны выше. Ионное поверхностно-активное вещество или неионогенное поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве от примерно 0,1 до примерно 20 процентов по массе, и в различных вариантах реализации от примерно 0,5 до примерно 15 процентов по массе воска.
[00102] Восковая дисперсия согласно вариантам реализации настоящего описания может содержать, например, природный растительный воск, природный животный воск, минеральный воск и/или синтетический воск. Примеры природных растительных восков включают, например, карнаубский воск, канделильский воск, японский воск и воск восковницы. Примеры природных животных восков включают, например, пчелиный воск, пунический воск, ланолин, гуммилак, шеллачный воск и спермацетовый воск. Минеральные воски включают, например, парафиновый воск, микрокристаллический воск, монтанный воск, озокеритовый воск, церезиновый воск, петролатумный воск и нефтяной воск. Синтетические воски согласно настоящему описанию включают, например, воск Фишера-Тропша, акрилатный воск, воск из амидов жирных кислот, силиконовый воск, политетрафторэтиленовый воск, полиэтиленовый воск, полипропиленовый воск и их комбинации.
[00103] В различных вариантах реализации изобретения воск выбран из группы, состоящей из полиолефинов, карнаубского воска, рисового воска, канделильского воска, сумахового воска, масла жожоба, пчелиного воска, монтанного воска, озокерита, церезина, парафинового воска, микрокристаллического воска, воска Фишера-Тропша, стеарилстеарата, бегенилбегената, бутилстеарата, пропилолеата, глицерид-моностеарата, глицерид-дистеарата, тетрабегената пентаэритрита, моностеарата диэтилингликоля, дистеарата дипропиленгликоля, диглицерилдистеарата, триглицерилтетрастеарата, сорбитмоностеарата и их комбинаций.
[00104] В различных вариантах реализации воск выбран из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и их смесей.
[00105] Примеры полипропиленовых и полиэтиленовых восков включают воски, имеющиеся в продаже у компаний Allied Chemical и 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 Kasel K.K. и аналогичные материалы. В различных вариантах реализации доступные в продаже полиэтиленовые воски имеют молекулярную массу (Mw) от примерно 100 до примерно 5000, и в различных вариантах реализации от примерно 250 до примерно 2500, а доступные в продаже полипропиленовые воски имеют молекулярную массу от примерно 200 до примерно 10000, и в различных вариантах реализации от примерно 400 до примерно 5000.
[00106] В различных вариантах реализации воски могут быть функционализированными. Примеры групп, добавляемых для функционализации восков, включают амины, амиды, имиды, сложные эфиры, четвертичные амины и/или карбоновые кислоты. В различных вариантах реализации функционализированные воски могут представлять собой эмульсии акриловых полимеров, например, JONCRYL 74, 89, 130, 537 и 538 производства компании Johnson Diversey, Inc, или хлорированные полипропилены и полиэтилены, имеющиеся в продаже у компаний Allied Chemical, Baker Petrolite Corporation и Johnson Diversey, Inc.
[00107] Воск может присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, например, в количестве от примерно 0,1 до примерно 30 процентов по массе, и в различных вариантах реализации от примерно 2 до примерно 20 процентов по массе тонера.
[00108] Окрашивающие вещества.
[00109] В различных вариантах реализации предложенные тонеры содержат латексные частицы с интегрированным металлом, восковые частицы с интегрированным металлом, частицы окрашивающего вещества с интегрированным металлом или их комбинации. Тонер может необязательно содержать гибридную металлоокрашивающую частицу, описанную в настоящем документе. Тонер может необязательно содержать дополнительное окрашивающее вещество, выбранное из группы, состоящей из красителей, пигментов и их комбинаций, отдельно или в комбинации с гибридной металлоокрашивающей частицей согласно предложенным вариантам реализации.
[00110] В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлоокрашивающую частицу, содержащую частицу окрашивающего вещества, имеющую поверхность, и слой металла, нанесенный на поверхность частицы окрашивающего вещества; причем слой металла нанесен так, что он образует поверхность по существу по всей поверхности частицы окрашивающего вещества; или слой металла нанесен так, что он образует покрытие на части поверхности частицы окрашивающего вещества.
[00111] В дополнительных вариантах реализации часть поверхности частицы окрашивающего вещества покрыта первым слоем металла, а другая часть поверхности частицы окрашивающего вещества покрыта вторым слоем металла, отличным от первого слоя металла. В дополнительных вариантах реализации часть поверхности частицы окрашивающего вещества покрыта одним или более слоями металла, а другая часть поверхности частицы окрашивающего вещества покрыта неметаллическим покрытием. В различных вариантах реализации может быть осуществлена любая подходящая или требуемая функционализация многочисленными способами, включая прививание посредством сопряжения и химии тиолов, прививание олигомеров ДНК и РНК и т.д. В различных вариантах реализации по меньшей мере один гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлоокрашивающую частицу, содержащую ядро из окрашивающего вещества, на которое нанесен слой металла, где металл выбран из группы, состоящей из алюминия, золота, серебра, цинка, платины, хрома, титана, сплавов меди и цинка и их комбинаций.
[00112] Частицы окрашивающего вещества могут быть получены любым подходящим или требуемым способом. В тех вариантах реализации, в которых гибридный металлический компонент тонера представляет собой гибридную металлоокрашивающую частицу, полученные частицы окрашивающего вещества могут быть высушены с помощью любого подходящего или требуемого способа, включая, но не ограничиваясь ими, распылительную сушку или сушку замораживанием. Затем высушенные частицы окрашивающего вещества наносят на подложку, такую как стекло, и покрывают тонкой пленкой металла. Металл может быть нанесен на частицу окрашивающего вещества с помощью любого подходящего или требуемого способа. В различных вариантах реализации металлический слой наносят на частицу окрашивающего вещества способом тонкослойного осаждения металла, таким как распылительное нанесение покрытия или электронно-лучевое осаждение. В различных вариантах реализации распылительное нанесение покрытия выбрано для конформного покрытия, а электронно-лучевое нанесение покрытия выбрано для направленного покрытия. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 500 нм. В различных вариантах реализации слой металла представляет собой слой в виде тонкой пленки, имеющий толщину от примерно 1 нм до примерно 10 нм. Частицы окрашивающего вещества с покрытием могут быть диспергированы в электролите с поверхностно-активным веществом с помощью любого подходящего или требуемого способа, такого как ультразвуковая обработка или сдвиговое усилие, для разрушения агрегатов аналогично случаю получения пигментной дисперсии. Затем полученную гибридную металлоокрашивающую частицу используют в качестве дисперсии исходного материала в способе получения тонера, в различных вариантах реализации – в способе эмульсионной агрегации, вместо металлического пигмента. Таким образом, тонер согласно настоящему документу содержит «пигмент», который представляет собой металлорганический гибрид, а не полностью металлический пигмент. Частица окрашивающего вещества может быть получена из любого подходящего или требуемого окрашивающего вещества.
[00113] В различных вариантах реализации настоящего описания может быть выбрано любое подходящее или требуемое окрашивающее вещество, включая различные известные подходящие окрашивающие вещества, такие как красители, пигменты, смеси красителей, смеси пигментов, смеси красителей и пигментов и т.п., которые могут быть включены в дисперсии тонера или окрашивающего вещества согласно настоящему описанию. Окрашивающие вещества могут быть использованы в качестве ядра для предложенной гибридной металлоокрашивающей частицы или отдельно в качестве окрашивающего вещества для тонера.
[00114] В различных вариантах реализации окрашивающее вещество может представлять собой, например, технический углерод, циановое, желтое, пурпурное, красное, оранжевое, коричневое, зеленое, синее, фиолетовое окрашивающее вещество или их смеси.
[00115] В некоторых вариантах реализации окрашивающее вещество выбрано из группы, состоящей из красителей, пигментов и комбинаций красителей и пигментов. В качестве примеров подходящих окрашивающих веществ можно упомянуть технический углерод, такой как REGAL 330 (Cabot), технический углерод 5250 и 5750 (Columbian Chemicals), технический углерод Sunsperse LHD 9303 (Sun Chemicals); магнетиты, такие как магнетиты Mobay MO8029™, MO8060™; магнетиты компании Columbia; MAPICO BLACKS™ и магнетиты с обработанной поверхностью частиц; магнетиты компании Pfizer CB4799™, CB5300™, CB5600™, MCX6369™; магнетиты компании Bayer BAYFERROX 8600™, 8610™; магнетиты компании Northern Pigments NP-604™, NP-608™; магнетиты компании Magnox TMB-100™ или TMB-104™; и т.п. В качестве цветных пигментов могут быть выбраны циановые, пурпурные, желтые, красные, зеленые, синие пигменты или их смеси. Обычно используют циановые, пурпурные или желтые пигменты или красители или их смеси. Пигмент или пигменты обычно используют в виде пигментных дисперсий на водной основе.
[00116] Конкретные примеры пигментов включают пигментные дисперсии на водной основе SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE компании SUN Chemicals, HELIOGEN синий L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL™ синий, PYLAM OIL™ желтый, пигмент синий 1™ производства Paul Uhlich & Company, Inc., пигмент фиолетовый 1™, пигмент красный 48™, лимонный хромовый желтый DCC 1026™, E.D. толуидиновый красный™ и BON красный C™ компании Dominion Color Corporation, Ltd., Торонто, Онтарио, NOVAPERM желтый FGL™, HOSTAPERM розовый E™ компании Hoechst и CINQUASIA пурпурный™ компании E.I. DuPont de Nemours & Company и т.п. В целом, окрашивающие вещества, которые могут быть выбраны, являются черными, циановыми, пурпурными или желтыми, или их смесями. Примеры пурпурных окрашивающих веществ 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 окрашивающих веществ включают тетра(октадецилсульфонамид)фталоцианин меди, x-медный фталоцианиновый пигмент, обозначенный цветовым индексом CI 74160, CI пигмент синий, пигмент синий 15:3 и антратреновый синий, обозначенный цветовым индексом CI 69810, специальный синий X-2137 и т.п. Иллюстративные примеры желтых окрашивающих веществ 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 33, 2,5-диметокси-4-сульфонанилид, фенилазо-4'-хлор-2,5-диметоксиацетоацетанилид, желтый 180 и перманентный желтый FGL. В качестве окрашивающих веществ могут быть выбраны также цветные магнетиты, такие как смеси MAPICO BLACK™ и циановых компонентов. Могут быть выбраны другие известные окрашивающие 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 B2G01 (American Hoechst), Sunsperse синий BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite синий BCA (Ciba-Geigy), Paliogen синий 6470 (BASF), судан III (Matheson, Coleman, Bell), судан II (Matheson, Coleman, Bell), судан IV (Matheson, Coleman, Bell), судан оранжевый G (Aldrich), судан 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), Suco желтый D1355 (BASF), Hostaperm розовый E (American Hoechst), Fanal розовый D4830 (BASF), Cinquasia пурпурный (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.
[00117] В различных вариантах реализации могут быть использованы органорастворимые красители, имеющие высокую чистоту для использования в цветовой гамме, включая Neopen желтый 075, Neopen желтый 159, Neopen оранжевый 252, Neopen красный 336, Neopen красный 335, Neopen красный 366, Neopen синий 808, Neopen черный X53 и Neopen черный X55.
[00118] Красители могут присутствовать в любом подходящем или требуемом количестве, в различных вариантах реализации в количестве от примерно 0,5 до примерно 20 или от примерно 5 до примерно 20 процентов по массе тонера.
[00119] В некоторых вариантах реализации, в которых окрашивающее вещество представляет собой пигмент, пигмент может представлять собой, например, технический углерод, фталоцианины, хинакридоны или пигменты типа RHODAMINE B™, красные, зеленые, оранжевые, коричневые, фиолетовые, желтые, флуоресцентные окрашивающие вещества и т.п.
[00120] В различных вариантах реализации примеры окрашивающего вещества включают пигмент синий 15:3, имеющий присвоенный номер цветового индекса 74160, пурпурный пигмент красный 81:3, имеющий присвоенный номер цветового индекса 45160:3, желтый 17, имеющий присвоенный номер цветового индекса 21105, и известные красители, такие как пищевые красители, желтые, синие, зеленые, красные, пурпурные красители и т.п.
[00121] В других вариантах реализации в качестве окрашивающего вещества может быть использован пурпурный пигмент, пигмент красный 122 (2,9-диметилхинакридон), пигмент красный 185, пигмент красный 192, пигмент красный 202, пигмент красный 206, пигмент красный 235, пигмент красный 269 и т.п., и их комбинации.
[00122] При использовании в тонере, окрашивающее вещество может быть включено в тонер в любом подходящем или требуемом количестве, в различных вариантах реализации окрашивающее вещество может быть включено в тонер в количестве от примерно 0,1 до примерно 35 процентов по массе тонера, или от примерно 1 до примерно 25 процентов по массе тонера, или от примерно 2 до примерно 15 процентов по массе тонера.
[00123] Композиции проявителя могут быть получены смешиванием тонеров, полученных способами, описанными в настоящем документе, с частицами известного носителя, включая носители с покрытием, такие как сталь, ферриты и т.п. Такие носители включают носители, описанные в патентах США № 4937166 и 4935326, полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Носители могут присутствовать в количестве от примерно 2 процентов по массе тонера до примерно 8 процентов по массе тонера, в различных вариантах реализации от примерно 4 процентов по массе тонера до примерно 6 процентов по массе тонера. Частицы носителя также могут содержать ядро, на которое нанесено полимерное покрытие, такое как полиметилметакрилат (PMMA), в котором диспергирован проводящий компонент, такой как проводящий технический углерод. Покрытия для носителя включают силиконовые смолы, такие как метилсилсесквиоксаны, фторполимеры, такие как поливинилиденфторид, смеси смол, имеющих не слишком схожие трибоэлектрические свойства, такие как поливинилиденфторид и акриловые смолы, термореактивные смолы, такие как акриловые смолы, их комбинации и другие известные компоненты.
ПРИМЕРЫ
[00124] Следующие примеры представлены для дополнительного определения различных особенностей данного 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.
Пример 1
[00125] Монослой частиц, таких как латекс, может быть нанесен различными способами на подложку, такую как кремниевая пластина, и высушен (например, испарительными способами). Металлическое покрытие частицы может быть нанесено различными способами, описанными в литературе, для достижения требуемого эффекта. Для конформного покрытия, представленного на фиг. 1, может быть использовано стандартное устройство для напыления, чтобы покрыть частицы металлом(-ами) до требуемой толщины. Способы нанесения направленного покрытия, такие как электронно-лучевое осаждение, могут быть использованы для покрытия материала, как показано на фиг. 2, с получением биполярной частицы. Для получения фрагментарного покрытия на частицах, показанного на фиг. 3 и 4, необходимо внедрить частицу в съемную подложку, такую как форма из полидиметилсилоксана, чтобы закрыть часть частицы во время нанесения покрытия. Затем частица может быть извлечена из формы (т.е. растворением формы в растворителе), и частицы могут быть регенерированы и повторно нанесены на подложку или форму, так чтобы процесс нанесения металлического покрытия можно было повторить на другой поверхности. Такой многостадийный процесс можно повторять до получения требуемого рисунка. После завершения нанесения металлического покрытия, осуществляемого любым способом, не ограничиваясь описанными выше способами, частицы могут быть отделены от подложки или формы и диспергированы в требуемом электролите, содержащем соль и поверхностно-активное вещество, с получением суспензии, подходящей для процессов эмульсионной агрегации.
Пример 2
[00126] Металловосковая частица может быть получена таким же способом, как описано для латексной частицы в примере 1.
Пример 3
[00127] Металлоокрашивающая частица может быть получена таким же способом, как описано для латексной частицы в примере 1.
Пример 4
[00128] Получение черного тонера. В стеклянный реактор объемом 2 л, оснащенный верхней мешалкой, можно добавить 128 г металлолатексной суспензии, где латекс представляет собой латекс из аморфного сложного полиэфира, 122 г металлолатексной суспензии, где латекс представляет собой разветвленный аморфный сложный полиэфир, 30 г металлолатексной суспензии, которая может быть получена так, как описано в примере 1, где латекс представляет собой кристаллический сложный полиэфир, 4,5 масс. процента дисперсии полиэтиленового воска производства компании IGI и 5,5 масс. процента пигмента, технического углерода Nipex, 0,9 г поверхностно-активного вещества Dowfax и 390 г деионизированной воды, с получением суспензии. рН суспензии может быть доведен до 4,5 с помощью 0,3 М раствора азотной кислоты. Затем 2,7 г сульфата алюминия, смешанного с 33 г деионизированной воды, можно добавить к указанной суспензии при гомогенизации со скоростью от 3000 до 4000 оборотов в минуту (об./мин.). Реактор может быть установлен на 260 об./мин. и нагрет до 47 °С для агрегации тонерных частиц. По достижении размера частиц 4,5 мкм, может быть добавлено оболочечное покрытие, состоящее из 46 г аморфного сложного полиэфира, и рН может быть доведен до 6 с помощью 0,3 М раствора азотной кислоты. По достижении размера частиц 4,8-5,0 мкм, может быть добавлено второе оболочечное покрытие, состоящее из 46 г эмульсии аморфного сложного полиэфира, 43 г эмульсии разветвленного аморфного сложного полиэфира, и рН может быть доведен до 6 с помощью 0,3 М раствора азотной кислоты. Реакционная смесь может быть дополнительно нагрета до 53 °С. По достижении размера частиц тонера 5,6-6,5 мкм, может быть начато «замораживание» посредством регулирования рН суспензии до 4,5 с помощью 4-процентного раствора NaOH. Скорость перемешивания в реакторе может быть уменьшена до 240 об./мин., затем можно добавить 5,77 г хелатообразующего агента (VERSENE™ 100) и дополнительное количество раствора NaOH до достижения рН 8,1. Температура реактора может быть повышена до 85 °С. рН суспензии можно поддерживать при 8,1 или выше до достижения температуры 85 °С (температура коалесценции). По достижении температуры коалесценции, рН суспензии может быть снижен до 7,3 с помощью буфера с рН 5,7, и может быть осуществлена коалесценция в течение 80 минут, когда округлость частиц может составлять от 0,970 до 0,980 по результатам измерения с помощью прибора для анализа динамических изображений потока частиц (FPIA) Malvern Sysmex FPIA3000. Затем суспензия может быть резко охлаждена в 360 г деионизированного льда. Конечный размер частиц может составлять 5,77 мкм, GSDv 1,22 и округлость 0,971. Затем тонер может быть промыт и высушен замораживанием.
Пример 5
[00129] Тонер, содержащий гибридную металловосковую частицу, может быть получен таким же образом, как описано для металлолатексной частицы, где дисперсия полиэтиленового воска может быть заменена на суспензию металловосковых частиц.
Пример 6
[00130] Тонер, содержащий гибридную металлоокрашивающую частицу, может быть получен таким же образом, как описано для металлолатексной частицы, где пигмент, технический углерод Nipex 35, может быть заменен на металлоокрашивающие частицы.
[00131] Следует понимать, что описанные выше и другие признаки и функции или их альтернативные варианты можно при желании объединить с получением многих других различных систем или применений. Кроме того, специалистами в данной области впоследствии могут быть выполнены различные непредвиденные в настоящее время или неожиданные альтернативные варианты, модификации, вариации или их улучшения, и они также подразумеваются входящими в следующую формулу изобретения. Если это специально не указано в формуле изобретения, то стадии или компоненты формулы изобретения не следует использовать или переносить из данного описания или любой другой формулы изобретения в отношении любого конкретного порядка, количества, положения, размера, формы, угла, цвета или материала.