Самоочищающаяся композиция тонера
Настоящее изобретение относится к способу получения композиции тонера, включающему: первую стадию смешивания, на которой смешивают смолу, краситель, воск и необязательный регулятор заряда с получением частиц тонера; вторую стадию смешивания, на которой смешивают первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло с получением промасленного мелкодисперсного неорганического порошка; и добавление промасленного мелкодисперсного неорганического порошка к частицам тонера и смешивание промасленного мелкодисперсного неорганического порошка и частиц тонера с получением конечных частиц тонера, в котором не требуется термическая обработка для сцепления силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка. Также описан вариант способа получения композиции тонера, композиция тонера и устройство для получения изображения, содержащее такую композицию. Технический результат – получение композиции тонера, позволяющей применять сферические частицы и обеспечивающей стабильную плотность и значительно улучшенные чистящие характеристики тонера, а также устойчивость фона. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Варианты реализации, описанные в настоящей заявке, в целом относятся к композициям тонера, содержащим сферические частицы и обеспечивающим стабильную плотность. Композиции тонера также содержат силиконовое масло и доставляют его в подсистему очистки в устройстве для получения изображения. В результате введения силиконового масла непосредственно в композицию тонера при его получении, а не в ходе предварительного смешивания в комплексе присадок, который добавляют отдельно к получаемой композиции тонера, или включения в фоторецепторные материалы, или отдельного применения с компонентами устройства для получения изображения, тонер приобретает значительно улучшенные чистящие характеристики. Таким образом, композиции тонера, описанные в настоящей заявке, обеспечивают одновременно улучшенные эксплуатационные характеристики и очистку. Тонер согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, можно применять в форме систем из одного или двух компонентов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Электрофотографию, представляющую собой способ визуализации графической информации путем получения скрытого электростатического изображения, в настоящее время применяют в различных областях. Термин «электростатографический», как правило, применяют взаимозаменяемо с термином «электрофотографический». В целом, электрофотография включает получение скрытого электростатического изображения на фоторецепторе с последующим проявлением изображения при помощи проявителя, содержащего тонер, и далее переносом изображения на материал для переноса, такой как бумага или печатный лист, и закреплением изображения на материале для переноса при помощи нагревания, растворителя, давления и т.д. с получением устойчивого изображения.
[0003] В электростатографических копировальных устройствах, включая цифровые, «изображение-на-изображении» (image on image) и контактные электростатические печатающие устройства, световое изображение копируемого оригинала, как правило, записывают в форме скрытого электростатического изображения на светочувствительном элементе, а затем скрытое изображение переводят в видимую форму путем нанесения электроскопических частиц термопластичной смолы и частиц пигмента, или тонера. Электрофотографические элементы для получения изображения могут содержать светочувствительные элементы (фоторецепторы), которые обычно применяют в электрофотографических (ксерографических) процессах, в конфигурации гибкой ленты или жесткого барабана. Другие элементы могут содержать гибкие промежуточные ленты переноса, бесшовные или со швом, и обычно получаются путем отрезания от полотна прямоугольного листа, наложения противоположных концов друг на друга и сваривания наложенных концов с образованием сварного шва. Такие электрофотографические элементы для получения изображения содержат фотопроводящий слой, состоящий из одного слоя или композитных слоев.
[0004] Традиционные композиции тонера имеют недостатки, такие как недостаточная устойчивость, связанная с распределением и избирательным проявлением заряда. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что придание частицам тонера более сферической формы способствует обеспечению большей однородности поверхностных свойств частиц и, следовательно, получению более узкого распределения заряда. Указанный подход оказался эффективным для стабилизации плотности тонера. Полученные данные демонстрируют снижение плотности с течением времени (количество копий) для тонера с более низким значением округлости (например, 0,975), измеренным на анализаторе формы Sysmex 3000. Однако более сферические частицы (например, 0,988) демонстрируют большую устойчивость во времени. Тем не менее, для очистки сферических частиц с высокой эффективностью требуются надежные детали устройств. Ракельные системы очистки требуют хорошего баланса между смазываемостью, достаточной для предотвращения повреждения ракеля, и направленной по нормали силой, достаточной для предотвращения попадания частиц тонера в зазор ракеля. Известные способы борьбы с указанной проблемой включают пропитку внешнего слоя фоторецепторов силиконовым маслом. Однако такие способы являются чрезмерно дорогостоящими.
[0005] Таким образом, существует потребность в улучшении характеристик и эффективности композиций тонера для решения описанных выше проблем. Варианты реализации, описанные в настоящей заявке, относятся к содержащим силиконовое масло композициям тонера, обеспечивающим улучшенную очищающую способность, и позволяют применять сферические частицы для достижения требуемой стабильности плотности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В некоторых вариантах реализации, проиллюстрированных в настоящей заявке, предложена самоочищающаяся содержащая силиконовое масло композиция тонера, позволяющая устранить описанные выше недостатки.
[0007] Один из вариантов реализации может включать способ получения композиции тонера, включающий: смешивание смолы, красителя, воска и дополнительного регулятора заряда с получением частиц смолы; смешивание первого мелкодисперсного неорганического порошка и силиконового масла с получением промасленного мелкодисперсного неорганического порошка; и добавление промасленного мелкодисперсного неорганического порошка к частицам смолы и смешивание промасленного мелкодисперсного неорганического порошка и частиц смолы с получением частиц тонера.
[0008] В другом варианте реализации предложен способ получения композиции тонера, включающий: смешивание смолы, красителя, воска и дополнительного регулятора заряда с получением частиц смолы; добавление первого мелкодисперсного неорганического порошка и силиконового масла к частицам смолы и смешивание первого мелкодисперсного неорганического порошка, силиконового масла и частиц смолы с получением частиц тонера.
[0009] В другом варианте реализации предложена композиция тонера, содержащая частицы смолы, дополнительно содержащие смолу, краситель, воск и необязательный регулятор заряда; и добавку, содержащую первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло, в которой первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло смешаны непосредственно с частицами смолы с получением частиц тонера.
[0010] В другом варианте реализации предложено устройство для получения изображения, содержащее: элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, для удержания на нем скрытого электростатического изображения; проявляющий блок для проявления скрытого электростатического изображения, удерживаемого на элементе, несущем скрытое электростатическое изображение, где проявляющий блок содержит композицию тонера для проявления скрытого электростатического изображения; емкость с тонером для хранения композиции тонера; носитель тонера для переноса композиции тонера, находящейся в емкости с тонером, и транспортировки композиции тонера к области элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, в которой происходит проявление скрытого электростатического изображения; и чистящий элемент для очистки поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, в котором композиция тонера содержит частицы тонера, содержащие частицы смолы, содержащие смолу, краситель, воск и необязательный регулятор заряда; и добавку, содержащую первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло, где первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло смешаны непосредственно с частицами смолы с получением частиц тонера.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0011] Фигура 1 представляет собой график сравнения характеристик плотности между крупнодисперсными и сферическими частицами.
[0012] Фигура 2 представляет собой таблицу относительной эффективности очистки контрольного тонера без добавки по сравнению с тонерами, полученными в соответствии с вариантами реализации, описанными в настоящей заявке.
[0013] Фигура 3 представляет собой микрофотографию кромки ракеля, поврежденной в результате применения контрольного тонера без добавки; и
[0014] Фигура 4 представляет собой микрофотографию чистой кромки ракеля после применения тонера, полученного в соответствии с вариантами реализации, описанными в настоящей заявке.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0015] Из приведенного ниже описания следует понимать, что могут быть осуществлены другие варианты реализации и могут быть внесены структурные и функциональные изменения без выхода за рамки объема настоящего изобретения.
[0016] В вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, предложена новая композиция тонера, характеризующаяся комбинацией конкретных характеристик и ингредиентов, которые совместно обеспечивают тонеру более однородное и узкое распределение заряда, и, таким образом, более устойчивую плотность тонера, которая также является самоочищаемой. Термин «самоочищаемая» применяется для указания на то, что композиции тонера содержат конкретные добавки, улучшающие очищаемость частиц тонера с элемента для получения изображения.
[0017] Композиции тонера, описанные в настоящей заявке, содержат силиконовое масло, которое значительно улучшает очищающую эффективность очищающих элементов устройства получения изображения, например, очищающего ракеля. Кроме того, благодаря введению силиконового масла в композицию тонера, а не во внешние слои элемента для получения изображения или отдельной доставке силиконового масла через другие элементы, варианты реализации, описанные в настоящей заявке, позволяют избежать временных и материальных затрат, связанных с необходимостью производства дополнительных деталей устройств или модернизации существующих деталей.
[0018] Кроме того, в некоторых вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, предложена композиция тонера, содержащая небольшие и более сферические частицы тонера. В некоторых вариантах реализации тонерные частицы имеют округлость от примерно 0,975 до примерно 0,995, или от примерно 0,978 до примерно 0,990, или более предпочтительно от примерно 0,980 до примерно 0,988, измеренную на анализаторе формы Sysmex 3000. В некоторых вариантах реализации тонерные частицы имеют средний размер частиц от примерно 4 микрон до примерно 9 микрон, или от примерно 5 микрон до примерно 8 микрон, или более предпочтительно от примерно 5,2 микрон до примерно 7 микрон. Указанный подход оказался эффективным для стабилизации плотности тонера. На фигуре 1 представлен график сравнения характеристик плотности между крупнодисперсными и сферическими частицами. Полученные данные демонстрируют снижение плотности с течением времени (количество копий) для тонера с более низким значением округлости, например, с округлостью меньше, чем 0,975. Более сферические частицы тонера, например, 0,988, демонстрируют большую устойчивость во времени. Тем не менее, как упоминалось ранее, для очистки сферических частиц с высокой эффективностью требуются надежные детали устройств. Например, способы борьбы с указанной проблемой включают пропитку внешнего слоя фоторецепторов силиконовым маслом. Однако такие способы являются чрезмерно дорогостоящими.
[0019] Введение силиконового масла в композиции тонера, описанные в настоящей заявке, позволяет решить проблему очистки без увеличения затрат или усложнения процесса производства деталей устройств, при этом позволяя применять сферические частицы тонера с большей эффективностью.
[0020] В некоторых вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, композиция тонера может представлять собой традиционный тонер или тонер, созданный методом эмульсионной агрегации (ЭА). В некоторых вариантах реализации композиция тонера содержит по меньшей мере связующую смолу, краситель, силиконовое масло и мелкодисперсный неорганический порошок. В других вариантах реализации часть мелкодисперсного неорганического порошка предварительно смешивают с силиконовым маслом с образованием промасленного порошка. Промасленный порошок смешивают с не промасленным мелкодисперсным неорганическим порошком с образованием комплекса присадок, который затем добавляют к остальным компонентам тонера для смешивания и получения конечной композиции тонера.
[0021] Добавки в форме мелкодисперсного неорганического порошка
[0022] В некоторых вариантах реализации силиконовое масло и мелкодисперсный неорганический порошок смешивают в смесительном устройстве, например, блендере, с получением промасленного мелкодисперсного неорганического порошка. Смешивание проводят путем добавления в блендер сперва неорганического порошка, а затем при перемешивании соответствующего количества силиконового масла на верхнюю часть мелкодисперсного неорганического порошка. Указанный способ смешивания гарантирует то, что на стенках и винте блендера не происходит скопления избытка силиконового масла. Смесь перемешивают в течение времени от примерно 30 до примерно 600 секунд, или от примерно 45 до примерно 300 секунд, или более предпочтительно от примерно 60 до примерно 240 секунд. В некоторых вариантах реализации перемешивание проводят периодически импульсно с перерывами между каждым периодическим перемешиванием. В некоторых вариантах реализации продолжительность перерыва соответствует продолжительности стадии перемешивания. Это гарантирует то, что масло и мелкодисперсный неорганический порошок перемешиваются должным образом, и частицы мелкодисперсного неорганического порошка равномерно распределяются в масле без чрезмерного образования тепла, вырабатываемого в смесительном устройстве.
[0023] Промасленный мелкодисперсный неорганический порошок смешивают с не промасленным мелкодисперсным неорганическим порошком в требуемых массовых соотношениях и добавляют к частицам тонера. Затем комплекс присадок дополнительно смешивают с тонером для гарантии правильного сцепления промасленного мелкодисперсного неорганического порошка с тонером. В частности, после смешивания силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка в смесь добавляют остальные компоненты тонера с последующим перемешиванием и получением конечного тонера. Введение комплекса присадок указанным способом обеспечивает однородность промасленного неорганического порошка в конечном тонере. В частности, желательно вводить промасленные неорганические порошки, содержащие такое же количество силиконового масла. Известные способы получения комплекса присадок с последующим добавлением комплекса присадок к тонеру, например, из патента США №6057073, приводят к неоднородности промасленных неорганических порошков и требуют термической обработки силиконового масла с мелкодисперсным неорганическим порошком перед применением в качестве добавки к тонеру. Кроме того, в результате термической обработки согласно патенту США №6057073 силиконовое масло сильно связывается с мелкодисперсным неорганическим порошком, что ухудшает смазывающую способность масла в зазоре чистящего ракеля.
[0024] В указанных вариантах реализации комплекс добавок промасленного и не промасленного мелкодисперсного неорганического порошка содержится в композиции тонера в количестве от примерно 10 до примерно 95%, или от примерно 15 до примерно 75%, или от примерно 20 до примерно 60% по массе.
[0025] В некоторых вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, мелкодисперсный неорганический порошок может содержать оксиды металлов, таких как кремний, титан, алюминий, германий, магний, цинк, церий, кобальт, железо, цирконий, хром, марганец, стронций, олово, сурьма, молибден и вольфрам; оксиды, такие как оксид бора; нитриды, такие как нитрид кремния и нитрид германий; смешанные оксиды металлов, такие как титанат кальция, титанат магния, титанат стронция, вольфрамофосфорная кислота и молибдофосфорная кислота; соли металлов, такие как карбонат кальция, карбонат магния и карбонат алюминия; глинистые минералы, такие как каолин; фосфорные соединения, такие как апатит; карбиды, такие как карбид кремния и карбид титана; кремниевые соединения; и углеродные порошки, такие как технический углерод и графит; и смеси указанных соединений.
[0026] Примеры мелкодисперсных неорганических порошков включают, например, мелкодисперсные порошки кремния, оксида алюминия, оксида титана, титаната бария, титаната магния, титаната кальция, титаната стронция, оксида цинка, кварцевого песка, глины, слюды, волластонита, диатомовой земли, оксида хрома, оксида церия, красного оксида железа, триоксида сурьмы, оксида магния, оксида циркония, сульфата бария, карбоната бария, карбоната кальция, карбида кремния и нитрида кремния. В конкретном варианте реализации мелкодисперсный неорганический порошок представляет собой мелкозернистый кварцевый порошок.
[0027] Также в комбинации с описанным выше мелкодисперсным неорганическим порошком могут быть применены известные материалы, такие как мелкодисперсный порошок смолы. Кроме того, в качестве активатора очистки можно добавлять металлическую соль высшей жирной кислоты, такую как стеарат цинка, и мелкодисперсный высокомолекулярный порошок фтористого типа.
[0028] В некоторых вариантах реализации применяемое силиконовое масло может включать, например, диметилсиликоновое масло, метилфенилсиликоновое масло, метилгидросиликоновое масло, силиконовые масла, модифицированные алкилом, силиконовые масла, модифицированные хлоралкилом, силиконовые масла, модифицированные хлорфенилом, силиконовые масла, модифицированные жирной кислотой, силиконовые масла, модифицированные полиэфиром, силиконовые масла, модифицированные алкокси, силиконовые масла, модифицированные карбинолом, силиконовые масла, модифицированные амино, и силиконовые масла, модифицированные фтором, и смеси указанных соединений.
[0029] Силиконовое масло может иметь вязкость от примерно 10 до примерно 1000 сантистокс, или от примерно 50 до примерно 500 сантистокс, или более предпочтительно от примерно 200 до примерно 400 сантистокс при комнатной температуре (например, 20-27°С).
[0030] В более предпочтительных вариантах реализации силиконовое масло и мелкодисперсный неорганический порошок перемешивают в блендере непосредственно с частицами мелкодисперсной смолы без предварительного смешивания масла с мелкодисперсным неорганическим порошком. При этом в силиконовом масле оказываются отдельные частицы тонера, а не только частицы мелкодисперсного неорганического порошка. Это обеспечивает более эффективную доставку масла к поверхности контакта чистящего ракеля и поверхности фоторецептора. Авторами настоящего изобретения было показано, что однородность распределения масла в партии тонера значительно лучше по сравнению со способом с предварительным смешиванием масла с мелкодисперсным неорганическим порошком до смешивания с частицами тонера. В случае предварительного смешивания частицы мелкодисперсного неорганического порошка с высокой степенью покрытия силиконовым маслом погружаются на дно емкости для транспортировки, оставляя в верхней части частицы с низкой степенью покрытия. Если при получении конечного тонера применяется не все частицы мелкодисперсного неорганического порошка, находящиеся в емкости для транспортировки, содержание масла в конечном тонере может значительно варьироваться от партии к партии. В результате добавления масла на стадии смешивания тонера одновременно с добавлением мелкодисперсного неорганического порошка значительно улучшается равномерность содержания масла, как в пределах одной партии, так и между партиями.
[0031] Независимо от способа, применяемого для введения силиконового масла, конечный тонер должен содержать от 500 до 3500 долей на миллион (ррm) силиконового масла в смешанном тонере, или от 1000 до 3000 ppm силиконового масла в смешанном тонере, или более предпочтительно от 1800 до 2700 ppm силиконового масла в смешанном тонере. Содержания силиконового масла ниже 1800 долей на миллион не обеспечивают достаточного смазывания системы очистки, что приводит к дефектам очистки. Содержания силиконового масла выше 2700 ppm снижают трибозаряд тонера, что приводит к усилению фона и снижению плотности. Содержание силиконового масла определяют при помощи экстракции керосином, описанной далее.
[0032] По два образца каждого из 0,5 г тонеров экстрагировали 25 мл керосина при встряхивании в течение 1 часа. Записывали точные веса образцов. Образцы центрифугировали при 400 об/мин в течение 4 минут. Надосадочную жидкость исследовали при помощи спектрометра с индуктивно связанной плазмой на содержание Si. Калибровочную кривую строили с применением масла DOW РМХ-200 350 сСт.
[0033] Помимо связующей смолы, красителя и мелкодисперсного неорганического порошка тонер дополнительно может содержать воск и/или одну или более добавок.
[0034] Латексная смола
[0035] В некоторых вариантах реализации проявитель содержит носитель, покрытый смолой, и тонер, где тонер может представлять собой тонер, созданный методом эмульсионной агрегации, содержащий, но, не ограничивающийся ими, латексную смолу, воск и полимерную оболочку.
[0036] В некоторых вариантах реализации латексная смола может состоять из первой и второй мономерных композиций. Для получения первой мономерной композиции и второй мономерной композиции может быть применен любой подходящий мономер или смесь мономеров. Выбор мономера или смеси мономеров для первой мономерной композиции не зависит от выбора для второй мономерной композиции, и наоборот. Приведенные в качестве примеров мономеры первой и/или второй мономерных композиций включают, но не ограничиваются ими, сложные полиэфиры, стирол, алкилакрилаты, такие как метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, изобутилакрилат, додецилакрилат, н-октилакрилат, 2-хлорэтилакрилат; β-карбоксиэтилакрилат (β-СЕА), фенилакрилат, метил-альфа-хлоракрилат, метилметакрилат, этилметакрилат и бутилметакрилат; бутадиен; изопрен; метакрилонитрил; акрилонитрил; простые виниловые эфиры, такие как винилметиловый эфир, винилизобутиловый эфир, винилэтиловый эфир и т.п.; сложные виниловые эфиры, такие как винилацетат, винилпропионат, винилбензоат и винилбутират; виниловые кетоны, такие как винилметилкетон, винилгексилкетон и метилизопропенилкетон; винилиденгалогениды, такие как винилиденхлорид и винилиденхлорфторид; N-винилиндол; N-винилпирролидон; метакрилат; акриловую кислоту; метакриловую кислоту; акриламид; метакриламид; винилпиридин; винилпирролидон; хлорид винил-N-метилпиридиния; винилнафталин; п-хлорстирол; винилхлорид; винилбромид; винилфторид; этилен; пропилен; бутилены; изобутилен; и т.п. и смеси указанных соединений. В случае применения смесей мономеров латексный полимер, как правило, представляет собой сополимер.
[0037] В некоторых вариантах реализации первая мономерная композиция и вторая мономерная композиция независимо друг от друга могут содержать два, три или более различных мономеров. Таким образом, латексный полимер может содержать сополимер. Иллюстративные примеры указанного латексного полимера включают поли(стирол-н-бутилакрилат-β-СЕА), поли(стирол-алкилакрилат), поли(стирол-1,3-диен), поли(стирол-алкилметакрилат), поли(алкилметакрилат-алкилакрилат), поли(алкилметакрилат-арилакрилат), поли(арилметакрилат-алкилакрилат), полиалкилметакрилат, поли(стирол-алкилметакрилат-акрилонитрил), поли(стирол-1,3-диен-акрилонитрил), поли(алкилакрилат-акрилонитрил), 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-пропилакрилат), поли(стирол-бутилакрилат), поли(стирол-бутадиен-акрилонитрил), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил) и т.п.
[0038] В некоторых вариантах реализации первая мономерная композиция и вторая мономерная композиция могут являться по существу не растворимыми в воде, например, гидрофобными, и при достаточном перемешивании могут быть диспергированы в водной фазе при добавлении в реакционный сосуд.
[0039] Массовое соотношение между первой мономерной композицией и второй мономерной композицией может находиться в диапазоне от примерно 0,1:99,9 до примерно 50:50, в том числе от примерно 0,5:99,5 до примерно 25:75, от примерно 1:99 до примерно 10:90.
[0040] В некоторых вариантах реализации первая мономерная композиция и вторая мономерная композиция могут быть одинаковыми. Примеры первой/второй мономерной композиции могут представлять собой смесь, содержащую стирол и алкилакрилат, например, смесь, содержащую стирол и н-бутилакрилат и β-СЕА. В расчете на общую массу мономеров стирол может содержаться в количестве от примерно 1% до примерно 99%, от примерно 50% до примерно 95%, от примерно 70% до примерно 90%, хотя может содержаться также в больших или меньших количествах; алкилакрилат, например, н-бутилакрилат, может содержаться в количестве от примерно 1% до примерно 99%, от примерно 5% до примерно 50%, от примерно 10% до примерно 30%, хотя может содержаться также в больших или меньших количествах.
[0041] В некоторых вариантах реализации смолы могут представлять собой полиэфирные смолы, например, аморфную смолу, кристаллическую смолу и/или комбинации указанных смол, включая смолы, описанные в патентах США №№6593049 и 6756176, содержание каждого из которых включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки. Подходящие смолы также могут включать смесь аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы, описанную в патенте США №6830860, содержание которого включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки.
[0042] В некоторых вариантах реализации смола может представлять собой полиэфирную смолу, полученную путем взаимодействия диола с двухосновной кислотой в присутствии необязательного катализатора. Органические диолы, подходящие для получения кристаллического полиэфира, 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.; щелочные сульфоалифатические диолы, такие как натрий 2-сульфо-1,2-этандиол, литий 2-сульфо-1,2-этандиол, калий 2-сульфо-1,2-этандиол, натрий 2-сульфо-1,3-пропандиол, литий 2-сульфо-1,3-пропандиол, калий 2-сульфо-1,3-пропандиол, смеси указанных соединений, и т.п. Алифатический диол может быть выбран, например, в количестве от примерно 40 до примерно 60 мольных процентов, в некоторых вариантах реализации от примерно 42 до примерно 55 мольных процентов, в некоторых вариантах реализации от примерно 45 до примерно 53 мольных процентов (хотя также могут быть применены количества, выходящие за пределы указанных диапазонов), и щелочной сульфоалифатический диол может быть выбран в количестве от примерно 0 до примерно 10 мольных процентов, в некоторых вариантах реализации от примерно 1 до примерно 4 мольных процентов смолы.
[0043] Примеры органических двухосновных кислот или сложных диэфиров, включая виниловые двухосновные кислоты или виниловые сложные диэфиры, выбранных 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-2,7-дикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, малоновую кислоту и мезаконовую кислоту, сложный диэфир или ангидрид указанных соединений; и щелочную соль двухосновной сульфоорганической кислоты, например, натриевую, литиевую или калиевую соль диметил-5-сульфоизофталата, диалкил-5-сульфоизофталат-4-сульфо-1,8-нафтойного 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, сулъфо-п-гидроксибензойной кислоты, N,N-бис(2-гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфоната, или смеси указанных соединений. Органическая двухосновная кислота может содержаться, например, в некоторых вариантах реализации в количестве от примерно 40 до примерно 60 мольных процентов, в некоторых вариантах реализации от примерно 42 до примерно 52 мольных процентов, в некоторых вариантах реализации от примерно 45 до примерно 50 мольных процентов, и щелочная соль двухосновной сульфоалифатической кислоты может содержаться в количестве от примерно 1 до примерно 10 мольных процентов смолы.
[0044] Примеры кристаллических смол включают сложные полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, сополимеры этилена и пропилена, сополимеры этилена и винилацетата, полипропилен, смеси указанных соединений и т.п. Конкретные кристаллические смолы могут представлять собой смолы на основе сложного полиэфира, например, поли(этилен-адипат), поли(пропилен-адипат), поли(бутилен-адипат), поли(пентилен-адипат), поли(гексилен-адипат), поли(октилен-адипат), 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), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-сукцинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(октилен-себацинат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пропилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(бутилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(пентилен-адипат), щелочную соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(гексилен-адипат), поли(октилен-адипат), где щелочной металл представляет собой металл, такой как натрий, литий или калий. 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-себацинамид). Примеры полиимидов включают поли(этилен-адипимид), поли(пропилен-адипимид), поли(бутилен-адипимид), поли(пентилен-адипимид), поли(гексилен-адипимид), поли(октилен-адипимид), поли(этилен-сукцинимид), поли(пропилен-сукцинимид)и поли(бутилен-сукцинимид).
[0045] Кристаллическая смола может содержаться, например, в количестве от примерно 5 до примерно 50 процентов по массе компонентов тонера, в некоторых вариантах реализации от примерно 10 до примерно 35 процентов по массе компонентов тонера. Кристаллическая смола может обладать различными температурами плавления, например, от примерно 30°С до примерно 120°С, в некоторых вариантах реализации от примерно 50°С до примерно 90°С. Кристаллическая смола может иметь среднечисленную молекулярную массу (Mn), измеренную при помощи гель-проникающей хроматографии (ГПХ), например, от примерно 1000 до примерно 50000, в некоторых вариантах реализации от примерно 2000 до примерно 25000 и среднемассовую молекулярную массу (Mw), например, от примерно 2000 до примерно 100000, в некоторых вариантах реализации от примерно 3000 до примерно 80000, измеренную при помощи гель-проникающей хроматографии с применением полистирольных стандартов. Молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn) кристаллической смолы может составлять, например, от примерно 2 до примерно 6, в некоторых вариантах реализации от примерно 3 до примерно 4.
[0046] Примеры двухосновных кислот или сложных диэфиров, включая виниловые двухосновные кислоты или виниловые сложные диэфиры, применяемых для получения аморфных полиэфиров, включают дикарбоновые кислоты или сложные диэфиры, такие как терефталевая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, фумаровая кислота, диметилфумарат, диметилитаконат, цис, 1,4-диацетокси-2-бутен, диэтилфумарат, диэтилмалеат, малеиновая кислота, янтарная кислота, итаконовая кислота, янтарная кислота, ангидрид янтарной кислоты, додецилянтарная кислота, ангидрид додецилянтарной кислоты, глутаровая кислота, ангидрид глутаровой кислоты, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, двухосновная додекановая кислота, диметилтерефталат, диэтилтерефталат, диметилизофталат, диэтилизофталат, диметилфталат, ангидрид фталевой кислоты, диэтилфталат, диметилсукцинат, диметилфумарат, диметилмалеат, диметилглутарат, диметиладипат, диметилдодецилсукцинат и комбинации указанных соединений. Органическая двухосновная кислота или сложный диэфир может содержаться, например, в количестве от примерно 40 до примерно 60 мольных процентов смолы, в некоторых вариантах реализации от примерно 42 до примерно 52 мольных процентов резины, в некоторых вариантах реализации от примерно 45 до примерно 50 мольных процентов резины. Примеры аддуктов алкиленоксидов к бисфенолу включают полиоксипропилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксипропилен(3.3)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксиэтилен(2.0)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксиэтилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксипропилен(2.0)-2,0-полиоксиэтилен(2.0)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан и полиоксипропилен(6)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан. Указанные соединения могут быть применены индивидуально или в виде комбинации двух или более указанных соединений.
[0047] Примеры дополнительных диолов, которые могут быть применены при получении аморфного сложного полиэфира, включают 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, пентандиол, гександиол, 2,2-диметилпропандиол, 2,2,3-триметилгександиол, гептандиол, додекандиол, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклогександиметанол, ксилолдиметанол, циклогександиол, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, дибутилен и комбинации указанных соединений. Количество выбранного органического диола может варьироваться и может составлять, например, от примерно 40 до примерно 60 мольных процентов смолы, в некоторых вариантах реализации от примерно 42 до примерно 55 мольных процентов смолы, в некоторых вариантах реализации от примерно 45 до примерно 53 мольных процентов смолы.
[0048] Катализаторы поликонденсации, которые могут быть применены при получении кристаллических или аморфных сложных полиэфиров, включают тетраалкилтитанаты, оксиды диалкилолова, например, оксид дибутилолова, тетраалкилолово, например, дилаурат дибутилолова, и оксид-гидроксиды диалкилолова, например, оксид-гидроксид бутилолова, алкоксиды алюминия, алкилцинк, диалкилцинк, оксид цинка, монооксид олова и комбинации указанных соединений. Указанные катализаторы могут быть применены в количестве, например, от примерно 0,01 мольного процента до примерно 5 мольных процентов в расчете на исходную двухосновную кислоту или сложный диэфир, применяемый для получения полиэфирной смолы.
[0049] В некоторых вариантах реализации подходящие аморфные смолы включают сложные полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, сополимеры этилена и пропилена, сополимеры этилена и винилацетата, полипропилен, комбинации указанных соединений и т.п. Примеры аморфных смол, которые могут быть применены, включают щелочные сульфонированные полиэфирные смолы, разветвленные щелочные сульфонированные полиэфирные смолы, щелочные сульфонированные полиимидые смолы и разветвленные щелочные сульфонированные полиимидые смолы. Щелочные сульфонированные полиэфирные смолы могут подходить для применения в некоторых вариантах реализации, например, металлические или щелочные соли сополи(этилен-терефталат)-сополи(этилен-5-сульфоизофталат), сополи(пропилен-терефталат)-сополи(пропилен-5-сульфоизофталат), сополи(диэтилен-терефталат)-сополи(диэтилен-5-сульфоизофталат), сополи(пропилен-диэтилен-терефталат)-сополи(пропилен-диэтилен-5-сульфоизофталат), сополи(пропилен-бутилен-терефталат)-сополи(пропилен-бутилен-5-сульфоизофталат), сополи(пропоксилированный бисфенол А-фумарат)-сополи(пропоксилированный бисфенол А-5-сульфоизофталат), сополи(этоксилированный бисфенол А-фумарат)-сополи(этоксилированный бисфенол А-5-сульфоизофталат) и сополи(этоксилированный бисфенол А-малеат)-сополи(этоксилированный бисфенол А-5-сульфоизофталат), где щелочной металл представляет собой, например, ион натрия, лития или калия.
[0050] Как указано выше, в некоторых вариантах реализации в качестве латексной смолы может быть применена ненасыщенная аморфная полиэфирная смола. Примеры указанных смол включают смолы, описанные в патенте США №6,063,827, содержание которого включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки. Приведенные в качестве примера ненасыщенные аморфные полиэфирные смолы включают, но не ограничиваются ими, поли(пропоксилированный бисфенол-фумарат), поли(этоксилированный бисфенол-фумарат), поли(бутоксилированный бисфенол-фумарат), поли(пропоксилированный бисфенол-этоксилированный бисфенол-фумарат), поли(1,2-пропиленфумарат), поли(пропоксилированный бисфенол-малеат), поли(этоксилированный бисфенол-малеат), поли(бутоксилированный бисфенол-малеат), поли(пропоксилированный бисфенол-этоксилированный бисфенол-малеат), поли(1,2-пропиленмалеат), поли(пропоксилированный бисфенол-итаконат), поли(этоксилированный бисфенол-итаконат), поли(бутоксилированный бисфенол-итаконат), поли(пропоксилированный бисфенол-этоксилированный бисфенол-итаконат), поли(1,2-пропиленитаконат) и комбинации указанных соединений.
[0051] Кроме того, в некоторых вариантах реализации кристаллическая полиэфирная смола может содержаться в связующей смоле. Кристаллическая полиэфирная смола может быть получена из кислоты (дикарбоновой кислоты) и спирта (диола). Далее «компонент, полученный из кислоты» обозначает составной фрагмент, до получения полиэфирной смолы входивший в состав кислоты, и «компонент, полученный из спирта» обозначает составной фрагмент, до получения полиэфирной смолы входивший в состав спирта.
[0052] «Кристаллическая полиэфирная смола» обозначает смолу, которая характеризуется наличием четкого эндотермического пика на графике дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), а не ступенчатым изменением эндотермической энергии. Тем не менее, полимер, полученный путем сополимеризации главной цепи кристаллического полиэфира и по меньшей мере одного другого компонента, также называется кристаллическим полиэфиром, если содержание другого компонента составляет не более 50% по массе.
[0053] В качестве компонента, полученного из кислоты, может быть применена дикарбоновая кислота, например, карбоновая кислота с прямой цепью. Примеры карбоновых кислот с прямой цепью включают щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, 1,9-нонандикарбоновую кислоту, 1,10-декандикарбоновую кислоту, 1,11-ундекандикарбоновую кислоту, 1,12-додекандикарбоновую кислоту, 1,13-тридекандикарбоновую кислоту, 1,14-тетрадекандикарбоновую кислоту, 1,16-гексадекандикарбоновую кислоту и 1,18-октадекандикарбоновую кислоту, а также сложные эфиры с низшими алкилами и ангидриды указанных кислот. Среди указанных кислот кислоты, содержащие от 6 до 10 атомов углерода, могут являться предпочтительными для достижения подходящей температуры плавления кристалла и заряжающих свойств. С целью повышения степени кристалличности карбоновая кислота с прямой цепью может содержаться в количестве примерно 95 мол. % или больше кислотного компонента, и в некоторых вариантах реализации примерно 98 мол. % кислотного компонента. Другие кислоты особо не ограничены, и примеры других кислот включают общеизвестные двухвалентные карбоновые кислоты и двухатомные спирты, например, описанные в «Polymer Data Handbook: Basic Edition» (Soc. Polymer Science, Japan Ed.: Baihukan). Конкретные примеры мономерных компонентов включают, в качестве двухвалентных карбоновых кислот двухосновные кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, нафталин-2,7-дикарбоновая кислота и циклогександикарбоновая кислота, и ангидриды и сложные эфиры указанных кислот с низшими алкилами, а также комбинации указанных соединений и т.п. В качестве компонента, полученного из кислоты, также может быть применен компонент, такой как компонент, полученный из дикарбоновой кислоты, содержащей сульфогруппу. Дикарбоновая кислота, содержащая сульфогруппу, может быть эффективной для обеспечения отличной дисперсии красителя, такого как пигмент. Кроме того, если всю смолу эмульгируют или суспендируют в воде для получения частиц тонера, сульфогруппа может обеспечить эмульгирование или суспендирование смолы без применения поверхностно-активного вещества. Примеры указанных дикарбоновых кислот, содержащих сульфогруппу, включают, но не ограничиваются ими, 2-сульфотерефталат натрия, 5-сульфоизофталат натрия и сульфосукцинат натрия. Кроме того, также можно применять сложные эфиры с низшими алкилами и ангидриды указанных дикарбоновых кислот, содержащих сульфогруппу. Среди указанных соединений 5-сульфоизофталат натрия и т.п. могут являться предпочтительными с точки зрения стоимости. Содержание дикарбоновой кислоты, содержащей сульфогруппу, может составлять от примерно 0,1 мол. % до примерно 2 мол. %, в некоторых вариантах реализации от примерно 0,2 мол. % до примерно 1 мол. %. Если содержание составляет больше, чем примерно 2 мол. %, заряжающие свойства могут ухудшаться. В настоящей заявке «мол. % компонента» или «мольный % компонента» обозначает процентное содержание, если общее количество каждого из компонентов (компонента, полученного из кислоты, и компонента, полученного из спирта) в полиэфирной смоле принимается за 1 единицу (моль).
[0054] В качестве спиртового компонента могут быть применены алифатические двухатомные спирты. Примеры алифатических двухатомных спиртов включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-додекандиол, 1,12-ундекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,20-эйкозандиол. Среди двухатомных спиртов двухатомные спирты, содержащие от 6 до 10 атомов углерода, могут являться предпочтительными для достижения подходящей температуры плавления кристалла и заряжающих свойств. С целью повышения степени кристалличности может быть желательно применение двухатомных спиртов с прямой цепью в количестве примерно 95 мол. % или больше, и в некоторых вариантах реализации примерно 98 мол. % или больше.
[0055] Примеры других двухатомных спиртов, которые могут быть применены, включают бисфенол А, гидрированный бисфенол А, продукт присоединения этиленоксида к бисфенолу А, продукт присоединения пропиленоксида к бисфенолу А, 1,4-циклогександиол, 1,4-циклогександиметанол, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,3-бутандиол, неопентилгликоль, комбинации указанных соединений и т.п.
[0056] Для регулировки кислотного числа и гидроксильного числа можно применять следующие соединения: одновалентные кислоты, такие как уксусная кислота и бензойная кислота; одноатомные спирты, такие как циклогексанол и бензиловый спирт; бензолтрикарбоновую кислоту, нафталинтрикарбоновую кислоту и ангидриды и сложные эфиры указанных соединений с низшими алкилами; трехатомные спирты, такие как глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит, комбинации указанных соединений и т.п.
[0057] Кристаллические полиэфирные смолы могут быть получены из комбинации компонентов, выбранных из упомянутых выше мономерных компонентов, с применением общеизвестных способов. Приведенные в качестве примера способы включают способ переэтерификации и способ прямой поликонденсации, которые могут быть применены по отдельности или в комбинации. Мольное отношение (кислотный компонент/спиртовой компонент) при взаимодействии кислотного компонента и спиртового компонента может варьироваться в зависимости от условий реакции. В способе прямой поликонденсации мольное отношение обычно составляет примерно 1/1. В способе переэтерификации мономер, например, этиленгликоль, неопентилгликоль или циклогександиметанол, который может быть отогнан в вакууме, может быть применен в избытке.
[0058] Поверхностно-активные вещества
[0059] Для получения дисперсий латекса и воска в соответствии с настоящим изобретением могут быть применены любые подходящие поверхностно-активные вещества. В зависимости от эмульсионной системы может подходить любое неионогенное или ионогенное поверхностно-активное вещество, например, анионное или катионное поверхностно-активное вещество.
[0060] Примеры подходящих анионных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, додецилсульфат натрия, додецилбензолсульфонат натрия, додецилнафталинсульфат натрия, диалкилбензолалкилсульфаты и диалкилбензолалкилсульфонаты, абиетиновую кислоту, NEOGEN R® и NEOGEN SC®, производимые Као, Тауса Power®, производимый Тауса Corp., DOWFAX®, производимый Dow Chemical Co., и т.п., а также смеси указанных соединений. Анионные поверхностно-активные вещества могут быть применены в любом требуемом или эффективном количестве, например, по меньшей мере примерно 0,01% по массе от общего количества мономеров, применяемых для получения латексного полимера, по меньшей мере примерно 0,1% по массе от общего количества мономеров, применяемых для получения латексного полимера; и не больше, чем примерно 10% по массе от общего количества мономеров, применяемых для получения латексного полимера, не больше, чем примерно 5% по массе от общего количества мономеров, применяемых для получения латексного полимера, хотя количество может выходить за рамки указанных диапазонов.
[0061] Примеры подходящих катионных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, хлорид диалкилбензолалкиламмония, хлорид лаурилтриметиламмония, хлорид алкилбензилметиламмония, бромид алкилбензилдиметиламмония, хлорид бензалкония, бромид цетилпиридиния, бромиды С12, С15 и С17 триметиламмония, галогениды кватернизированных полиоксиэтилалкиламинов, хлорид додецилбензилтриэтиламмония, MIRAPOL® и ALKAQUAT® (производимые Alkaril Chemical Company), SANIZOL® (хлорид бензалкония, производимый Као Chemicals) и т.п., а также смеси указанных соединений.
[0062] Примеры подходящих неионогенных поверхностно-активных веществ включают, но не ограничиваются ими, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, металозу (methalose), метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, пропилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, полиоксиэтиленцетиловый эфир, полиоксиэтиленлауриловый эфир, полиоксиэтиленоктиловый эфир, полиоксиэтиленоктилфениловый эфир, полиоксиэтиленолеиловый эфир, полиоксиэтиленсорбитан монолаурат, полиоксиэтиленстеариловый эфир, полиоксиэтиленнонилфениловый эфир, диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол (производимый Rhone-Poulenc под марками IGEPAL СА-210®, IGEPAL СА-520®, IGEPAL CA-720®, IGEPAL CO-890®, IGEPAL CO-720®, IGEPAL CO-290® IGEPAL СА-210®, ANTAROX 890® и ANTAROX 897®) и т.п., а также смеси указанных соединений.
[0063] Инициаторы
[0064] Любой подходящий инициатор или смесь инициаторов могут быть выбраны для процессов получения латекса и тонера. В некоторых вариантах реализации инициатор выбирают из известных инициаторов свободно-радикальной полимеризации. Инициатор свободно-радикальной полимеризации может представлять собой любой инициатор свободно-радикальной полимеризации, способный инициировать свободно-радикальную полимеризацию, и смеси указанных инициаторов, такой инициатор свободно-радикальной полимеризации способен генерировать свободные радикалы при нагревании более, чем до примерно 30°С.
[0065] Хотя в реакциях эмульсионной полимеризации применяют водорастворимые инициаторы свободно-радикальной полимеризации, также могут быть применены и другие инициаторы свободно-радикальной полимеризации. Примеры подходящих инициаторов свободно-радикальной полимеризации включают, но не ограничиваются ими, пероксиды, такие как персульфат аммония, пероксид водорода, ацетилпероксид, кумилпероксид, трет-бутилпероксид, пропионилпероксид, бензоилпероксид, хлорбензоилпероксид, дихлорбензоилпероксид, бромметилбензоилпероксид, лауроилпероксид, диизопропилпероксикарбонат, тетралингидропероксид, 1-фенил-2-метилпропил-1-гидропероксид и трет-бутилгидропероксид; пертрифенилацетат, трет-бутилперформиат; трет-бутилперацетат; трет-бутилпербензоат, трет-бутилперфенилацетат; трет-бутилметоксиацетат; трет-бутилпер-N-(3-толил)карбамат; персульфат натрия; персульфат калия, азосоединения, такие как 2,2'-азобиспропан, 2,2'-дихлор-2,2'-азобиспропан, 1,1'-азо(метилэтил)диацетат, 2,2'-азобис(2-амидинопропан)гидрохлорид, 2,2'-азобис(2-амидинопропан)нитрат, 2,2'-азобисизобутан, 2,2'-азобисизобутиламид, 2,2'-азобисизобутиронитрил, метил-2,2'-азобис-2-метилпропионат, 2,2'-дихлор-2,2'-азобисбутан, 2,2'-азобис-2-метилбутиронитрил, диметил-2,2'-азобисизобутират, 1,1'-азобис(1-метилбутиронитрил-3-сульфонат натрия), 2-(4-метилфенилазо)-2-метилмалонодинитрил, 4,4'-азобис-4-циановалериановую кислоту, 3,5-дигидроксиметилфенилазо-2-метилмалонодинитрил, 2-(4-бромфенилазол)-2-аллилмолонодинитрил, 2,2'-азобис-2-метилвалеронитрил, диметил-4,4'-азобис-4-циановалерат, 2,2'-азобис-2,4-диметилвалеронитрил, 1,1'-азобисциклогексаннитрил, 2,2'-азобис-2-пропилбутиронитрил, 1,1'-азобис-1-хлорфенилэтан, 1,1'-азобис-1-циклогексанкарбонитрил, 1,1'-азобис-1-циклогептаннитрил, 1,1'-азобис-1-фенилэтан, 1,1'-азобискумол, этил-4-нитрофенилазобензилцианоацетат, фенилазодифенилметан, фенилазотрифенилметан, 4-нитрофенилазотрифенилметан, 1'-азобис-1,2-дифенилэтан, поли(бисфенол А-4,4'-азобис-4-цианопентаноат) и поли(тетраэтиленгликоль-2,2'-азобисизобутират); 1,4-бис(пентаэтилен)-2-тетразен; 1,4-диметоксикарбонил-1,4-дифенил-2-тетразен и т.п.; и смеси указанных соединений.
[0066] Более типичные инициаторы свободно-радикальной полимеризации включают, но не ограничиваются ими, персульфат аммония, пероксид водорода, ацетилпероксид, кумилпероксид, трет-бутилпероксид, пропионилпероксид, бензоилпероксид, хлорбензоилпероксид, дихлорбензоилпероксид, бромметилбензоилпероксид, лауроилпероксид, персульфат натрия, персульфат калия, диизопропилпероксикарбонат и т.п.
[0067] В расчете на общую массу мономеров для полимеризации инициатор может содержаться в количестве от примерно 0,1% до примерно 5%, от примерно 0,4% до примерно 4%, от примерно 0,5% до примерно 3%, хотя может содержаться в больших или меньших количествах.
[0068] Агент передачи цепи может быть использован для управления степенью полимеризации латекса и, следовательно, управления молекулярной массой и молекулярно-массовым распределением латексов, образующихся при получении латекса и/или тонера в соответствии с настоящим изобретением. Следует понимать, что агент передачи цепи может являться частью латексного полимера.
[0069] Агент передачи цепи
[0070] В некоторых вариантах реализации агент передачи цепи содержит ковалентную связь углерод-сера. Ковалентная связь углерод-сера имеет пик поглощения на ИК-спектре поглощения в диапазоне волновых чисел от 500 до 800 см-1. Если агент передачи цепи включен в латекс и тонер, полученный из латекса, положение пика поглощения может измениться, например, до диапазона волновых чисел от 400 до 4000 см-1.
[0071] Приведенные в качестве примера агенты передачи цепи включают, но не ограничиваются ими, н-C3-15 алкилмеркаптаны, такие как н-пропилмеркаптан, н-бутилмеркаптан, н-амилмеркаптан, н-гексилмеркаптан, н-гептилмеркаптан, н-октилмеркаптан, н-нонилмеркаптан, н-децилмеркаптан и н-додецилмеркаптан; разветвленные алкилмеркаптаны, такие как изопропилмеркаптан, изобутилмеркаптан, втор-бутилмеркаптан, трет-бутилмеркаптан, циклогексилмеркаптан, трет-гексадецилмеркаптан, трет-лаурилмеркаптан, трет-нонилмеркаптан, трет-октилмеркаптан и трет-тетрадецилмеркаптан; меркаптаны, содержащие ароматическое кольцо, такие как аллилмеркаптан, 3-фенилпропилмеркаптан, фенилмеркаптан и меркаптотрифенилметан; и т.д. Термины «меркаптан» и «тиол» могут взаимозаменяемо применены для обозначения C-SH группы.
[0072] Примеры указанных агентов передачи цепи также включают, но не ограничиваются ими, додекантиол, бутантиол. Изооктил-3-меркаптопропионат, 2-метил-5-трет-бутилтиофенол, четыреххлористый углерод, четырехбромистый углерод и т.п.
[0073] В расчете на общую массу мономеров для полимеризации агент передачи цепи может содержаться в количестве от примерно 0,1% до примерно 7%, от примерно 0,5% до примерно 6%, от примерно 1,0% до примерно 5%, хотя может содержаться в больших или меньших количествах.
[0074] В некоторых вариантах реализации в первую/вторую мономерную композицию может быть включен разветвляющий агент для управления разветвленной структурой целевого латекса. Приведенные в качестве примера разветвляющие агенты включают, но не ограничиваются ими, декандиолдиакрилат (ADOD), триметилолпропан, пентаэритрит, тримеллитовую кислоту, пиромеллитовую кислоту и смеси указанных соединений.
[0075] В расчете на общую массу мономеров для полимеризации разветвляющий агент может содержаться в количестве от примерно 0% до примерно 2%, от примерно 0,05% до примерно 1,0%, от примерно 0,1% до примерно 0,8%, хотя может содержаться в больших или меньших количествах.
[0076] В процессе получения латекса и тонера согласно настоящему изобретению эмульгирование может быть проведено при помощи любого подходящего способа, например, перемешивания при повышенной температуре. Например, эмульсия может быть перемешана в гомогенизаторе на скорости от примерно 200 до примерно 400 об/мин и при температуре от примерно 40°С до примерно 80°С в течение периода времени от примерно 1 мин до примерно 20 мин.
[0077] Любой вид реактора может быть применен без ограничений. Реактор может содержать элемент для перемешивания композиций, например, лопастное колесо. Реактор может содержать по меньшей мере одно лопастное колесо. Для получения латекса и/или тонера реактор в течение всего процесса может работать таким образом, чтобы лопастное колесо могло работать при эффективной скорости перемешивания от примерно 10 до примерно 1000 об/мин.
[0078] После завершения добавления мономера латекс может быть стабилизирован путем поддержания условий реакции в течение периода времени, например, в течение времени от примерно 10 до примерно 300 мин, перед охлаждением. При желании латекс, полученный при помощи описанного выше способа, может быть выделен с применением стандартных способов, известных в данной области, например, коагуляции, растворения и осаждения, фильтрования, промывки, сушки и т.п.
[0079] Латекс согласно настоящему изобретению может быть выбран для проведения процессов эмульгирование-агрегация-коалесценция для получения тонеров, чернил и проявителей при помощи известных способов. Латекс согласно настоящему изобретению может быть смешан в расплаве или другим способов смешан с различными ингредиентами тонера, такими как дисперсия воска, коагулянт, дополнительный силикагель, дополнительная добавка для увеличения заряда или добавка для управления зарядом, дополнительное поверхностно-активное вещество, дополнительный эмульгатор, дополнительная добавка для увеличения текучести и т.п. При желании латекс (например, содержащий примерно 40% твердого вещества) может быть разбавлен до требуемого содержания твердого вещества (например, от примерно 12 до примерно 15% твердого вещества) перед получением композиции тонера.
[0080] В расчете на общую массу тонера латекс может содержаться в количестве от примерно 50% до примерно 100%, от примерно 60% до примерно 98%, от примерно 70% до примерно 95%, хотя может содержаться в больших или меньших количествах. Способы получения таких латексных смол могут быть реализованы в соответствии с описанием, представленным в патенте США №7,524,602, которого включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки.
[0081] Красители
[0082] Различные известные красители, такие как окрашивающие вещества, пигменты, смеси окрашивающих веществ, смеси пигментов, смеси окрашивающих веществ и пигментов и т.п., могут подходить для включения в состав тонера. Краситель может быть введен в тонер в количестве, например, от примерно 0,1 до примерно 35% по массе тонера, от примерно 1 до примерно 15% по массе тонера, от примерно 3 до примерно 10% по массе тонера, хотя могут быть применены и количества, выходящие за рамки указанных диапазонов.
[0083] В качестве примеров подходящих красителей могут быть упомянуты углеродная сажа, такая как REGAL 330®; магнетиты, такие как, магнетиты, производимые Mobay, MО8029™ и МО8060™; магнетиты, производимые Columbian; MAPICO BLACKS™, магнетиты с обработанной поверхностью; магнетиты, производимые Pfizer, СВ4799™, СВ5300™, СВ5600™ и МСХ6369™; магнетиты, производимые Bayer, BAYFERROX 8600™ и 8610™; магнетиты, производимые Northern Pigments, NP-604™ и NP-608™; магнетиты, производимые Magnox, ТМВ-100™ или ТМВ-104™; и т.п. В качестве красящих пигментов могут быть выбраны голубой, пурпурный, желтый, красный, зеленый, коричневый, синий или смеси указанных пигментов. Как правило, применяют голубой, пурпурный или желтый пигменты или окрашивающие вещества или смеси указанных соединений. Пигмент или пигменты могут представлять собой водные дисперсии пигментов.
[0084] Конкретные примеры пигментов включают SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE водные дисперсии пигментов, производимые SUN Chemicals, HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL BLUE™, PYLAM OIL YELLOW™, PIGMENT BLUE 1™, производимые Paul Uhlich & Company, Inc., PIGMENT VIOLET 1™, PIGMENT RED 48™, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026™, E.D. TOLUIDINE RED™ и BON RED С™, производимые Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, NOVAPERM YELLOW FGL™, HOSTAPERM PINK E™, производимые Hoechst, CINQUASIA MAGENTA™, производимый E.I. DuPont de Nemours & Company, и т.п. Красители, которые могут быть выбраны, представляют собой черный, голубой, пурпурный, желтый и смеси указанных красителей. Примерами пурпурных красителей являются 2,9-диметил-замещенный хинакридоновый краситель и антрахиноновый краситель, определенный цветовым индексом CI 60710, CI дисперсионный красный 15, диазокраситель, определенный цветовым индексом CI 26050, CI растворимый красный 19 и т.п. Иллюстративные примеры голубых красителей включают тетра(октадецилсульфонамидо)фталоцианин меди, медный фталоцианиновый пигмент, определенный цветовым индексом CI 74160, CI пигмент голубой, пигмент голубой 15:3, Anthrathrene Blue, определенный цветовым индексом CI 69810, Special Blue Х-2137 и т.п. Иллюстративные примеры желтых красителей включают диарилидные желтые 3,3-дихлорбензидин ацетоацетанилиды, моноазопигмент, определенный цветовым индексом CI 12700, CI растворимый желтый 16, нитрофениламин сульфонамид, определенный цветовым индексом Foron Yellow SE/GLN, CI дисперсионный желтый 33 2,5-диметокси-4-сульфонанилид фенилазо-4'-хлор-2,5-диметоксиацетоацетанилид и постоянный желтый FGL. Красящие магнетиты, такие как смеси MAPICO BLACK™, и голубые компоненты также могут быть выбраны в качестве красителей. Могут быть выбраны другие известные красители, такие как Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) и Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), и красящие вещества, такие как неопен синий (BASF), судан синий OS (BASF), PV прочный синий B2G01 (American Hoechst), Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), иргалит синий ВСА (Ciba-Geigy), палиоген 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), палиоген оранжевый 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlich), палиоген желтый 152, 1560 (BASF), литоль прочный желтый 0991 К (BASF), палиотол желтый 1840 (BASF), неопен желтый (BASF), новоперм желтый FG 1 (Hoechst), постоянный желтый YE 0305 (Paul Uhlich), люмоген желтый D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb L1250 (BASF), Suco-Yellow D1355 (BASF), хостаперм розовый Е (American Hoechst), фаналь розовый D4830 (BASF), Cinquasia Magenta (DuPont), литоль алый D3700 (BASF), толуидин красный (Aldrich), Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), E.D. толуидин красный (Aldrich), литоль-рубиновый тонер (Paul Uhlich), литоль алый 4440 (BASF), Bon Red С (Dominion Color Company), королевский бриллиантовый красный RD-8192 (Paul Uhlich), орацет розовый RF (Ciba-Geigy), палиоген красный 3871 К (BASF), палиоген красный 3340 (BASF), литоль прочный алый L4300 (BASF), комбинации указанных пигментов и т.п.
[0085] Воск
[0086] В дополнение к полимерной смоле тонеры согласно настоящему изобретению также могут содержать воск, который может представлять собой один вид воска или смесь двух или более различных восков. Воск одного вида может быть добавлен к тонерным составам, например, для улучшения конкретных свойств тонера, таких как форма частиц тонера, присутствие и количество воска на поверхности частиц тонера, характеристики зарядки и/или закрепления, блеск, удаляемость, статические свойства и т.п. Альтернативно, комбинация восков может быть добавлена для придания ряда свойств композиции тонера.
[0087] В случае применения воск может содержаться в количестве, например, от примерно 1 масс. % до примерно 25 масс. % частиц тонера, в некоторых вариантах реализации от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % частиц тонера.
[0088] Воски, которые могут быть выбраны, включают воски, имеющие среднемассовую молекулярную массу, например, от примерно 500 до примерно 20000, в некоторых вариантах реализации от примерно 1000 до примерно 10000. Воски, которые могут быть применены, включают, например, полиолефины, такие как полиэтиленовый, полипропиленовый и полибутиленовый воски, например, производимые Allied Chemical and Petrolite Corporation, например, POLYWAXTM полиэтиленовые воски, производимые Baker Petrolite, восковые эмульсии, производимые Michaelman, Inc. and the Daniels Products Company, EPOLENE N-15TM, производимый Eastman Chemical Products, Inc., и VISCOL 550-PTM, низкомолекулярный полипропилен, производимый Sanyo Kasei К. К.; воски растительного происхождения, такие как карнаубский воск, рисовый воск, канделильский воск, сумаховый воск и масло жожоба; воски животного происхождения, такие как пчелиный воск; минеральные воски и нефтяные воски, такие как горный воск, озокерит, церезин, парафин, микрокристаллический воск и воск Фишера-Тропша; восковые эфиры, полученные из высших жирных кислот и высших спиртов, такие как стеарилстеарат и бегенилбегенат; восковые эфиры, полученные из высших жирных кислот и одноатомных или многоатомных низших спиртов, такие как бутилстеарат, пропилолеат, глицеридмоностеарат, глицериддистеарат, пентаэритриттетрабегенат; восковые эфиры, полученные из высших жирных кислот и многоатомных мультимеров спиртов, такие как диэтилегликоль моностеарат, дипропиленгликоль дистеарат, диглицерилдистеарат и триглицерилтетрастеарат; воски на основе сложных сорбитановых эфиров высших жирных кислот, такие как сорбитан моностеарат, и воски на основе сложных холестериновых эфиров высших жирных кислот, такие как холестерилстеарат. Примеры функционализированных восков, которые могут быть применены, включают, например, амины, амиды, например, AQUA SUPERSLIP 6550TM и SUPERSLIP 6530TM, производимые Micro Powder Inc., фторированные воски, например, POLYFLUO 190TM, POLYFLUO 200TM, POLYSILK 19TM и POLYSILK 14TM, производимые Micro Powder Inc., смешанные фторированные, амидные воски, например, MICROSPERSION 19TM, производимый Micro Powder Inc., эмульсии имидов, сложных эфиров, четвертичных аминов, карбоновых кислот и акриловых полимеров, например, JONCRYL 74TM, 89ТМ, 130ТМ, 537ТМ и 538ТМ, производимые SC Johnson Wax, и хлорированные полипропилены и полиэтилены, производимые Allied Chemical, Petrolite Corporation и SC Johnson wax.
[0089] Композиции тонера могут быть получены при помощи ряда известных способов, в том числе смешивания в расплаве частиц смолы тонера и частиц пигмента или красителя с последующим механическим растиранием. Другие способы включают способы, хорошо известные в данной области, такие как плавление дисперсии, дисперсионная полимеризация, суспензионная полимеризация, экструзия и/или способ эмульгирования/агрегации.
[0090] Затем получающиеся частицы тонера могут быть введены в композицию проявителя. Частицы тонера могут быть смешаны с частицами носителя для получения двухкомпонентной композиции проявителя.
[0091] В некоторых вариантах реализации добавляют регулятор заряда. В других вариантах реализации регулятор заряда представляет собой регулятор внутреннего заряда, например, акриловый основный полимерный регулятор заряда. В конкретных вариантах реализации тонер содержит от примерно 0,5% до примерно 7% по массе регулятора внутреннего заряда.
[0092] Тонер может быть получен путем смешивания смолы, воска, пигмента/красителя и одной или более добавок. Смешивание может быть проведено в экструдере. Затем экструдат может быть измельчен, например, на струйной мельнице, а затем фракционирован с получением тонера с целевым средним размером частиц, например, от примерно 7,5 до примерно 9,5 микрон, или в конкретном варианте реализации примерно 8,4±0,5 микрон. Фракционированный тонер смешивают с добавками, специально подготовленными на блендере Henschel, а затем тонер пропускают через сито, например, 37-микронное сито, для удаления крупных частиц или агломератов добавок.
ПРИМЕРЫ
[0093] Примеры, приведенные далее в настоящем описании, иллюстрируют различные композиции и условия, которые могут быть применены при осуществлении вариантов реализации, описанных в настоящем изобретении. Все соотношения даны по массе, если не указано иное. Тем не менее, очевидно, что варианты реализации, описанные в настоящем изобретении, могут быть осуществлены с применением многих видов композиций и могут иметь множество различных применений в соответствии с приведенным выше и нижеследующим описанием. Смолы, применяемые в указанных примерах, определены ниже.
[0094] Пример 1
[0095] Получение комплекса присадок мелкодисперсного неорганического порошка
[0096] Силиконовое масло (Dow PMX-200, произведенное Dow Chemicals) и мелкозернистый кварцевый порошок (TG308F, произведенный Cabot Corporation) смешивали в блендере с получением комплекса присадок для дальнейшего смешивания с частицами тонера, полученного методом ЭА. Применяли следующее оборудование и условия: 10 л блендер Henschel, тип устройства - стандартный, скорость вращения устройства - 2550 об/мин, загрузка кварцевого порошка - 300 грамм.
[0097] В блендер загружали 300 грамм кварцевого порошка TG308F. Силиконовое масло добавляли при помощи шприца в количестве, необходимом (мл) в расчете на соотношение масла к кварцевому порошку. Например, при соотношении 0,3 мл/г требуется 90 мл масла. Блендер закрывали, и смесь перемешивали в течение 30 секунд. Лопастное колесо останавливали, и смесь выдерживали в блендере в течение 30 секунд. Затем лопастное колесо приводили в действие, и смесь дополнительно перемешивали в течение 30 секунд. Затем лопастное колесо останавливали, и смесь извлекали из блендера.
[0098] Получение образца тонера с предварительным смешиванием масла и кварцевого порошка
[0099] Предварительное смешивание силиконового масла (Dow PMX-200) и кварцевого порошка (TG308F) проводили перед перемешиванием тонера, как описано выше, с получением композиции присадок, обеспечивающей доставку масла к подсистеме очистки устройства. Общее количество примененного кварцевого порошка составляло 1,4% по массе смешиваемого тонера. Предположительное применяемое соотношение промасленного кварцевого порошка к не промасленному кварцевому порошку находилось в диапазоне от 0,2:1,0 до 0,8:1,0. Указанный диапазон обеспечивает количество масла, достаточное для смазывания ракеля, но недостаточно большое, для загрязнения важных элементов ксерографического оборудования. Таким образом, соотношение промасленного мелкодисперсного неорганического порошка к не промасленному мелкодисперсному неорганическому порошку должно быть тщательно соблюдено. Успешная очистка наблюдалась в случае применения 50% промасленного кварцевого порошка (0,7% по массе тонера) и 50% TG308F без масла (0,7% по массе). Блендер Henschel применяли для сцепления смеси кварцевых порошков (промасленного и не промасленного) с частицами тонера.
[00100] Конечный тонер удаляли и при помощи воздушной струи просеивали через 37 мкм сито для удаления любых крупных частиц перед установкой в устройство для тестирования. Частицы указанной смолы имели средний диаметр 5,8 мкм и являлись практически сферическими с округлостью 0,988.
[00101] Пример 2
[00102] Получение образца тонера согласно настоящему изобретению
[00103] 3,3 фунта частиц смолы стирол/акрилат, 4,3 грамма силиконового масла (Dow PMX-200) и 20 грамм мелкозернистого кварцевого порошка (TG308F, произведенного Cabot Corp.) добавляли в блендер Henschel и перемешивали в течение 16 минут при 2048 об/мин. Конечный тонер удаляли и при помощи воздушной струи просеивали через 37 мкм сито для удаления любых крупных частиц перед установкой в устройство для тестирования. Частицы указанной смолы имели средний диаметр 5,8 мкм и являлись практически сферическими с округлостью 0,988.
[00104] Сравнительный пример 2
[00105] Получение контрольного образца тонера
[00106] 3,3 фунта частиц смолы стирол/акрилат и 20 грамм мелкозернистого кварцевого порошка (TG308F, произведенного Cabot Corp.) добавляли в блендер Henschel и перемешивали в течение 16 минут при 2048 об/мин. Конечный тонер удаляли и при помощи воздушной струи просеивали через 37 мкм сито для удаления любых крупных частиц перед установкой в устройство для тестирования. Частицы указанной смолы имели средний диаметр 5,8 мкм и являлись практически сферическими с округлостью 0,988.
[00107] Оценка образцов тонера
[00108] Всесторонние исследования показали, что для предотвращения снижения плотности твердого вещества в течение всего срока службы картриджа требуется более высокое значение округлости. При снижении округлости устойчивость плотности в процессе эксплуатации снижается. Без смешивания кварцевого порошка с силиконовым маслом система очистки оказывается не способна очищать указанные практически сферические частицы, применяемые в запасных фоторецепторах, и ракели, в настоящее время используемые в ксерографических картриджах.
[00109] На фигуре 2 представлена относительная эффективность очистки тонеров согласно настоящему изобретению по сравнению с контрольным тонером при тестировании в напряженном состоянии (низкая ОВ/низкая температура при тестах объемом по три страницы). Каждую 1000 страниц чистую ленту устанавливали на фоторецепторе сразу за зазором чистящего ракеля, а затем сцепляли с подложкой белой бумаги. Любые дефекты очистки, образованные в зазоре чистящего ракеля, воздействовали на ленту и отображались на белой подложке. Все дефекты подсчитывали и записывали в приведенную таблицу. Как видно, тонеры согласно настоящему изобретению показали, в целом, лучшие результаты, чем контрольный тонер.
[00110] На фигурах 3 и 4 приведены микрофотографии кромки чистящего ракеля после печати 7000 страниц с применением тонера, содержащего промасленный кварцевый порошок в количестве 50% от общей массы кварцевого порошка, и тонера, содержащего 100% не промасленного кварцевого порошка. Микрофотографии ясно показывают, что кромка ракеля остается почти неповрежденной в случае применения тонера согласно настоящему изобретению (фигура 4) по сравнению с поврежденной кромкой в случае контрольного тонера (фигура 3), и демонстрируют степень улучшения эффективности очистки.
[00111] Как видно из результатов испытаний, добавление силиконового масла значительно улучшает очистку в напряженном состоянии. Исследования показали, что силиконовое масло не оказывает негативного влияния на отличную плотность тонера и устойчивость фона. Композиция тонера, приведенного в качестве примера, продемонстрировала плотность и эффективность фона, аналогичные заводскому картриджу, выступавшему в качестве контроля.
[00112] Следует понимать, что может быть желательным объединение различных описанных выше и других отличительных признаков и функций или их альтернативных вариантов, обеспечивающее множество других систем или применений. Различные альтернативные варианты, модификации, изменения или улучшения, не предусмотренные или не предвиденные в настоящем описании, которые в дальнейшем могут быть реализованы специалистами в данной области, также входят в объем приведенной далее формулы изобретения.
1. Способ получения композиции тонера, включающий:
первую стадию смешивания, на которой смешивают смолу, краситель, воск и необязательный регулятор заряда с получением частиц тонера;
вторую стадию смешивания, на которой смешивают первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло с получением промасленного мелкодисперсного неорганического порошка; и
добавление промасленного мелкодисперсного неорганического порошка к частицам тонера и смешивание промасленного мелкодисперсного неорганического порошка и частиц тонера с получением конечных частиц тонера, в котором не требуется термическая обработка для сцепления силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на второй стадии смешивания к первому мелкодисперсному неорганическому порошку и силиконовому маслу добавляют второй мелкодисперсный неорганический порошок.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конечные частицы тонера дополнительно пропускают через сито для удаления любых крупных частиц.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конечные частицы тонера имеют округлость более 0,975.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конечные частицы тонера имеют средний размер частиц от примерно 4 до примерно 9 мкм.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй мелкодисперсный неорганический порошок одинаковы.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мелкодисперсный неорганический порошок выбран из группы, состоящей из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида титана, титаната бария, титаната магния, титаната кальция, титаната стронция, оксида цинка, кварцевого песка, глины, слюды, волластонита, диатомовой земли, оксида хрома, оксида церия, красного оксида железа, триоксида сурьмы, оксида магния, оксида циркония, сульфата бария, карбоната бария, карбоната кальция, карбида кремния, нитрида кремния и их смесей.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силиконовое масло выбрано из группы, состоящей из диметилсиликонового масла, метилфенилсиликонового масла, метилгидросиликонового масла, силиконовых масел, модифицированных алкилом, силиконовых масел, модифицированных хлоралкилом, силиконовых масел, модифицированных хлорфенилом, силиконовых масел, модифицированных жирной кислотой, силиконовых масел, модифицированных простым полиэфиром, силиконовых масел, модифицированных алкокси, силиконовых масел, модифицированных карбинолом, силиконовых масел, модифицированных амино, силиконовых масел, модифицированных фтором, и их смесей.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силиконовое масло имеет вязкость от примерно 10 до примерно 1000 сантистокс при комнатной температуре.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силиконовое масло содержится в композиции тонера в количестве между 500 и 3500 долей на миллион (ppm).
11. Способ получения композиции тонера, включающий:
смешивание смолы, красителя, воска и необязательного регулятора заряда с получением частиц тонера;
добавление первого мелкодисперсного неорганического порошка и силиконового масла к частицам тонера и смешивание первого мелкодисперсного неорганического порошка, силиконового масла и частиц смолы с получением конечных частиц тонера, в котором не требуется термическая обработка для сцепления силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка.
12. Композиция тонера, содержащая:
частицы тонера, содержащие
смолу,
краситель,
воск и
необязательный регулятор заряда;
и добавку, содержащую первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло, в которой первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло смешаны непосредственно с частицами тонера с получением конечных частиц тонера, и где не требуется термическая обработка для сцепления силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка.
13. Композиция тонера по п. 12, отличающаяся тем, что конечные частицы тонера имеют округлость более 0,975.
14. Композиция тонера по п. 12, отличающаяся тем, что конечные частицы тонера имеют средний размер частиц от примерно 4 до примерно 9 мкм.
15. Композиция тонера по п. 12, отличающаяся тем, что мелкодисперсный неорганический порошок выбран из группы, состоящей из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида титана, титаната бария, титаната магния, титаната кальция, титаната стронция, оксида цинка, кварцевого песка, глины, слюды, волластонита, диатомовой земли, оксида хрома, оксида церия, красного оксида железа, триоксида сурьмы, оксида магния, оксида циркония, сульфата бария, карбоната бария, карбоната кальция, карбида кремния, нитрида кремния и их смесей, а силиконовое масло выбрано из группы, состоящей из диметилсиликонового масла, метилфенилсиликонового масла, метилгидросиликонового масла, силиконовых масел, модифицированных алкилом, силиконовых масел, модифицированных хлоралкилом, силиконовых масел, модифицированных хлорфенилом, силиконовых масел, модифицированных жирной кислотой, силиконовых масел, модифицированных простым полиэфиром, силиконовых масел, модифицированных алкокси, силиконовых масел, модифицированных карбинолом, силиконовых масел, модифицированных амино, силиконовых масел, модифицированных фтором, и их смесей.
16. Композиция тонера по п. 12, отличающаяся тем, что силиконовое масло имеет вязкость от примерно 10 до примерно 1000 сантистокс при комнатной температуре.
17. Композиция тонера по п. 12, отличающаяся тем, что силиконовое масло содержится в композиции тонера в количестве между 500 и 3500 долей на миллион (ppm).
18. Устройство для получения изображения, содержащее:
элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, для удержания на нем скрытого электростатического изображения;
проявляющий блок для проявления скрытого электростатического изображения, удерживаемого на элементе, несущем скрытое электростатическое изображение, где проявляющий блок содержит
самоочищающуюся композицию тонера для проявления скрытого электростатического изображения;
емкость с тонером для хранения самоочищающейся композиции тонера; и элемент носителя тонера для переноса самоочищающейся композиции тонера, находящейся в емкости с тонером, и транспортировки самоочищающейся композиции тонера к области элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, где происходит проявление скрытого электростатического изображения; и
чистящий элемент для очистки поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, где самоочищающаяся композиция тонера содержит конечные частицы тонера, содержащие:
частицы тонера, содержащие
смолу,
краситель,
воск и
необязательный регулятор заряда; и
добавку, содержащую первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло, где первый мелкодисперсный неорганический порошок и силиконовое масло смешаны непосредственно с частицами тонера с получением конечных частиц тонера, и где не требуется термическая обработка для сцепления силиконового масла и мелкодисперсного неорганического порошка.
19. Устройство для получения изображения по п. 18, отличающееся тем, что очищающий элемент содержит очищающий ракель.
20. Устройство для получения изображения по п. 19, отличающееся тем, что очищающий ракель демонстрирует минимальный износ или отсутствие износа от взаимодействия с конечными частицами тонера, счищаемыми с элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, после печати 20000 страниц.
