Водные дисперсии, предназначенные для использования в качестве тонеров

Водные дисперсии, предназначенные для использования в качестве тонеров

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка имеет дату приоритета на основании предварительной заявки на патент США №60/779126, поданной 3 марта 2006 г., раскрытие которой приведено здесь в качестве ссылочного материала.

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к водным дисперсиям. Более конкретно, настоящее изобретение относится к дисперсионным композициям, которые используются в качестве тонера для печати.

Описание предшествующего уровня техники

В обычных электрофотографических процессах поверхность фоторецептора заряжают отрицательным электрическим зарядом, которую затем экспонируют изображением. Поскольку освещенные участки (области изображения) становятся в большей степени проводящими, заряд рассеивается в экспонированных областях, формируя латентное изображение. Отрицательно заряженные частицы тонера, распределяемые над поверхностью, прилипают в областях латентного изображения, формируя изображение из тонера. В качестве альтернативы фоточувствительную поверхность равномерно заряжают статическим электричеством, и латентное изображение может быть сформировано на ней путем экспозиции области изображения светом. Частицы тонера распределяют по поверхности, и они прилипают к латентному изображению, сформированному светом, которое имеет меньший отрицательный заряд, чем окружающая поверхность, формируя, таким образом, изображение из тонера и делая латентное изображение видимым. Если требуется, изображение из тонера может быть перенесено на материал переноса, такой как бумага. Изображение из тонера затем может быть зафиксировано с помощью фиксирующего средства, такого как тепло, давление, тепло и давление или пары растворителя, для получения фиксированного изображения. Такой процесс описан, например, в патенте США №2297691.

Обычно тонеры, используемые для проявления и последующей фиксации изображений из тонера в электрофотографии, получали путем смешивания с расплавом термопластичной смолы красящего агента, изготовленного из красителя и/или пигмента, для получения состава смолы, в которой однородно распределен красящий агент. Для получения состава тонера, имеющего определенный размер частиц, состав смолы можно распылять и/или разделять для удаления грубых и/или очень мелких частиц, которые могут повлиять на качество получаемого в результате изображения. Оптимизация распределения размера частиц тонера позволяет получить изображение с высокой разрешающей способностью. В частности, более крупные частицы могут приводить к блокированию, в то время как слишком мелкие пылеобразные частицы прилипают к поверхности печатающей головки и слишком малы, чтобы иметь достаточно заряда, с помощью которого ими можно управлять. Таким образом, поскольку требуется получать изображения с более высокой разрешающей способностью, в частности цветные изображения с высокой разрешающей способностью, требуется обеспечить меньшие размеры частиц и более узкое распределение размеров частиц. Малые частицы также являются предпочтительными, поскольку они обычно позволяют улучшить скорость печати и снизить затраты на страницу.

Типичный процесс распыления для получения таких тонеров, которые, тем не менее, обеспечивают возможность управлять размером частиц тонера для получения тонера высокого качества, часто имеет несколько практических ограничений. Например, распыление является дорогостоящим и неэффективным процессом для получения малого размера частиц и накладывает ограничения на тип полимера, который можно использовать, таким образом, что полимеры, которые обладают исключительными свойствами во всех других аспектах, могут быть исключены, поскольку их невозможно обрабатывать с помощью распыления. Кроме того, блок состава смолы, в котором распределен краситель, должен быть распылен с получением микрочастиц с помощью экономически пригодного для использования производственного устройства. Однако, поскольку состав смолы является неустойчивым, частицы, имеющие широкий диапазон размеров частиц, легко получить, когда состав смолы распыляют с высокой скоростью с получением микрочастиц. Кроме того, такой хрупкий материал может быть дополнительно распылен в проявляющем устройстве копировальной машины.

Кроме того, в таком процессе распыления чрезвычайно трудно обеспечить однородное распределение твердых мелких частиц, таких как красящий агент, в смоле. Поэтому достаточное внимание требуется уделять степени дисперсии, для того чтобы предотвратить возможное повышение размывания контуров, понижение плотности изображения и снижение степени смешения цветов или прозрачности тонера, которые зависят от степени дисперсии. Кроме того, форма и состояния поверхности таких частиц тонера, которые также могут существенно влиять на качество изображения, получаемого с помощью тонера, определяются осколками, получаемыми в результате расщепления частиц, получаемых при распылении. В частности, процесс распыления представляет трудности при регулировании состояния поверхности частиц тонера, так что окрашивающий агент появляется на поверхности разлома мелких частиц смолы, качество проявления изображения может быть снижено.

Поэтому для преодоления проблем, связанных с процессом распыления, ранее было предложено производить химически получаемый тонер путем полимеризации, что описано, например, в патенте США №4816366. Процесс полимеризации представляет собой процесс формирования окрашенных цветных частиц полимера (то есть окрашенных частиц смолы) путем смешения полимеризуемого мономера с дополнительными компонентами, такими как краситель, агент управления зарядом и агент разделения, для приготовления состава полимеризуемого мономера с последующей полимеризацией состава полимеризуемого мономера, используя полимеризацию суспензии, полимеризацию эмульсии, полимеризацию дисперсии или тому подобное. В качестве альтернативы получаемые химическим способом тонеры также могут быть произведены путем агрегатирования заранее сформированных полимеров с необходимыми пигментами и добавками. В процессах полимеризации компонент полимера, формируемый в результате полимеризации, становится связующей смолой, которая непосредственно формирует частицы окрашенного полимера.

В результате устранения стадии распыления полимеризация суспензии или полимеризация эмульсии позволяет использовать более мягкий материал в качестве частиц тонера, что требуется для того, чтобы он был устойчивым. При этом может лучше поддерживаться целостность формы частиц тонера, что также предотвращает выход красящего агента на поверхность частиц тонера. Кроме того, этап классификации в случае необходимости может быть исключен; таким образом, достигается значительный эффект снижения стоимости благодаря экономии энергии, сокращению времени производства и улучшенной производительности на стадии.

Однако тонерам, получаемым с помощью таких процессов полимеризации, присущи ограничения. Например, такие ограничения могут включать высокие требования к капитальным затратам, в связи с тем что получаемые тонеры могут содержать остаточный мономер или могут быть загрязнены добавками, и могут быть установлены ограничения по типу полимера. В частности, что касается установленных ограничений по типам полимеров, обычно можно использовать только полимеры, которые могут полимеризоваться в присутствии воды, что исключает, таким образом, широкий набор типов полимеров. Например, процессы полимеризации некоторых полимеров, включающих некоторые полиолефины, не терпят присутствия воды. Что касается остаточных мономеров, трудно полностью провести реакцию полимеризуемого мономера на этапе полимеризации для формирования связующей смолы, и, таким образом, непрореагировавший полимеризуемый мономер часто остается в смоле. В результате тонер часто может содержать остаточный непрореагировавший мономер. Когда тонер, содержащий остаточный полимеризуемый мономер, используют в устройстве формирования изображения, полимеризуемый мономер испаряется из тонера под действием тепла на этапе фиксации, что ухудшает рабочую среду, или выделяются неприятные запахи. Когда содержание полимеризуемого мономера в тонере высоко, тонер также проявляет тенденцию блокирования во время его хранения с образованием агрегатов, или это приводит к явлению смещения при нанесении пленки тонера на отдельные элементы в устройстве формирования изображения.

Попытки удалить полимеризуемый мономер имели разный успех из-за различных добавок, которые непосредственно поглощают какие-либо остаточные полимеризуемые мономеры в полимеризованном тонере. Поглощение остаточного мономера добавками усложняет удаление остаточного мономера по сравнению с удалением мономера только из связующей смолы. Даже когда полимеризуемый тонер полностью промывают после полимеризации, трудно удалить остаточный полимеризуемый мономер, поглощенный в полимеризованном тонере. Попытки удаления остаточного полимеризуемого мономера путем обработки теплом полимеризованного тонера приводят к образованию агрегатов полимеризуемого тонера.

В патенте США №6894090 раскрыт тонер, в котором используются определенные типы смол, но которые, в частности, требуют органического растворителя.

В соответствии с этим существует потребность в композициях и способах получения тонера с высокими рабочими характеристиками, которые позволяют получать изображение высокого качества без остаточных побочных эффектов.

Сущность изобретения

В одном аспекте настоящее изобретение относится к композиции, которая содержит водную дисперсию, в которой дисперсия содержит термопластичную смолу, по меньшей мере, один стабилизирующий агент и, по меньшей мере, один агент, выбранный из группы, состоящей из красителя и магнитного пигмента, где дисперсия имеет средний размер объемного диаметра частиц от приблизительно 0,05 до приблизительно 10 микрон.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения тонера, включающему получение композиции, содержащей водную дисперсию и краситель, где дисперсия содержит термопластичную смолу и, по меньшей мере, один стабилизирующий агент и где дисперсия имеет средний размер объемного диаметра частиц от приблизительно 0,05 до приблизительно 10 микрон, и удаление, по меньшей мере, части воды из дисперсии для формирования частиц тонера.

Другие аспекты и преимущества изобретения будут понятны из следующего описания и приложенной формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На чертеже показан экструдер, который можно использовать при получении дисперсии в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Варианты воплощения настоящего изобретения относятся к водным дисперсиям и соединениям, полученным из водных дисперсий, которые используют в качестве композиций тонера. Дисперсия, используемая в вариантах воплощения настоящего изобретения, содержит воду (A), по меньшей мере, одну термопластичную смолу и (B) стабилизирующий агент. Они описаны более подробно ниже. Композиции включают водную дисперсию и добавку, по меньшей мере, из одного из красителя и магнитного пигмента и могут дополнительно включать множество добавок. Такие компоненты композиции более подробно описаны ниже.

Термопластичная смола

Термопластичная смола (A), включенная в варианты воплощения водной дисперсии в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой смолу, которая сама по себе не является легко диспергируемой в воде. Термин "смола", используемый здесь, следует рассматривать, как включающий синтетические полимеры или химически модифицированные природные смолы, такие как, но без ограничений, термопластичные материалы, такие как поливинилхлорид, полистирол, полиэфиры, стиролакрилаты и полиэтилены и термореактивные материалы, такие как полиэфиры, эпоксидные смолы и силиконы, которые используют с наполнителями, стабилизаторами, пигментами и другими компонентами для формирования пластмасс.

Термин смола, используемый здесь, также включает эластомеры, и его следует понимать, как включающий смеси олефиновых полимеров. В некоторых вариантах воплощения термопластичная смола представляет собой полукристаллическую смолу. Термин "полукристаллическая" предназначен для идентификации таких смол, которые обладают, по меньшей мере, одним эндотермом, когда их подвергают стандартной оценке дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC, ДСК). Некоторые полукристаллические полимеры проявляют эндотерм DSC, который имеет относительно пологий наклон по мере увеличения температуры сканирования после конечного максимума эндотерма. Это отражает полимер с широким температурным диапазоном плавления, а не полимер, имеющий то, что обычно рассматривают как резко выраженную точку плавления. Некоторые термопластичные смолы, используемые в дисперсиях в соответствии с изобретением, имеют одну точку плавления, в то время как другие полимеры имеют более чем одну точку плавления.

В некоторых термопластичных смолах одна или больше точек плавления могут быть резко выраженными, таким образом, что весь или часть полимера плавится в пределах довольно узкого диапазона температур, такого как несколько градусов по шкале Цельсия. В других вариантах воплощения термопластичные смолы могут проявлять широкие характеристики плавления в диапазоне приблизительно 20°C. В еще других вариантах воплощения термопластичные смолы могут проявлять широкие характеристики плавления в диапазоне больше чем 50°C.

В некоторых других вариантах воплощения термопластичная смола может иметь плотность от 0,8 до 1,5 г/см³. В других вариантах воплощения термопластичная смола может иметь плотность от 0,85 до 1,4 г/см³; от 0,86 до 1,3 г/см³ в других вариантах воплощения и от 0,87 до 1,2 г/см³ в дополнительных вариантах воплощения.

Примеры термопластичных смол (A), которые можно использовать в настоящем изобретении, включают гомополимеры и сополимеры (включая эластомеры) альфа-олефина, такого как этилен, пропилен, 1-бутен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 3-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен и 1-додецен, которые типично представлены полиэтиленом, полипропиленом, поли-1-бутеном, поли-3-метил-1-бутеном, поли-3-метил-1-пентеном, поли-4-метил-1-пентеном, сополимером этилена и пропилена, этилен-1-бутеновым сополимером и пропилен-1-бутеновым сополимером; сополимерами (включая эластомеры) альфа-олефина с сопряженным или несопряженным диеном, которые типично представлены этилен-бутадиеновым сополимером и этилен-этилиден-норборненовым сополимером; и полиолефинами (включая эластомеры), такими как сополимеры двух или больше альфа-олефинов с сопряженным или несопряженным диеном, как типично представлено этилен-пропилен-бутадиеновым сополимером, этилен-пропилен-дециклопентадиеновым сополимером, этилен-пропилен-1,5-гексадиеновым сополимером и этилен-пропилен-этилиден-норборненовым сополимером; сополимерами этилена и винильного соединения, такими как этилен-винилацетатный сополимер, сополимер этилена и винилового спирта, этилен-винилхлоридный сополимер, сополимеры этилена и акриловой кислоты или этилена и (мет)акриловой кислоты и этилен-(мет)акрилатный сополимер; стирольными сополимерами (включая эластомеры), такими как полистирол, ABS, акрилонитрил-стирольный сополимер, б-метилстирол-стирольный сополимер, стиролвиниловый спирт, стиролакрилатами, такими как стиролметакрилат, стиролбутилакрилат, стиролбутилметакрилат и стиролбутадиенами и стирольными сшитыми полимерами; и стирольными блок-сополимерами (включая эластомеры), такими как стирол-бутадиеновый сополимер и его гидрат и стирол-изопрен-стирольный триблок-сополимер; поливинильными соединениями, такими как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, винилхлорид-винилиденхлоридный сополимер, полиметилакрилатом и полиметилметакрилатом; полиамидами, такими как нейлон 6, нейлон 6,6 и нейлон 12; термопластичными полиэфирами, такими как полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат; поликарбонат, полифениленоксид и т.п.; и стекловидные смолы на основе углеводородов, включающие поли-дециклопентадиеновые полимеры и родственные полимеры (сополимеры, терполимеры); насыщенные моноолефины, такие как винилацетат, винилпропионат и винилбутират и т.п.; виниловые эфиры, такие как эфиры монокарбоксильных кислот, включающие метилакрилат, этилакрилат, н-бутилакрилат, изобутилакрилат, додецилакрилат, н-октилакрилат, фенилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат и бутилметакрилат и т.п.; акрилонитрил, метакрилонитрил, акриламид их смеси; смолы, полученные с помощью реакции обмена с раскрытием цикла и полимеризации за счет реакции перекрестного обмена и т.п. Эти смолы можно использовать либо по отдельности, либо в комбинации двух или более. Примеры конкретных термопластичных смол для тонера включают сополимеры стирола и бутадиена с содержанием стирола от приблизительно 70 до приблизительно 95 мас. процентов.

Термопластичные смолы могут включать полимеры, содержащие, по меньшей мере, одну эфирную связь. Например, полиэфирполиолы могут быть получены, используя обычный процесс этерификации с использованием молярного избытка алифатического диола или гликоля по отношению к алкандикарбоновой кислоте. Иллюстративный пример гликолей, которые можно использовать для приготовления полиэфиров, представляет собой этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол и другие бутандиолы, 1,5-пентадиол и другие пентандиолы, гександиолы, декандиолы и додекандиолы. В некоторых вариантах воплощения алифатический гликоль может содержать от 2 до приблизительно 8 атомов углерода. Иллюстративный пример дикарбоновых кислот, которые можно использовать для приготовления полиэфиров, представляет собой малеиновую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, 2-метил-1,6-капроновую кислоту, пимелиновую кислоту, субериновую кислоту и додекандикарбоновую кислоту. В некоторых вариантах воплощения алкандикарбоновые кислоты могут содержать от 4 до 12 атомов углерода. Иллюстративный пример полиолов полиэфира представляет собой поли(адипат гександиола), поли(адипат бутиленгликоля), поли(адипат этиленгликоля), поли(адипат диэтиленгликоля), поли(оксалат гександиола) и поли(себекат этиленгликоля).

В качестве другого примера - полиэфирные смолы, получаемые путем конденсации компонентов двухосновной карбоновой кислоты (эти компоненты двухосновной карбоновой кислоты могут быть заменены группой сульфоновой кислоты, карбоксильной группой и т.п.) и спиртовых компонентов (эти спиртовые компоненты могут быть заменены гидроксильной группой и т.п.), смолы эфира полиакриловой кислоты или смолы эфира полиметакриловой кислоты, такие как полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, полиметилакрилат, полибутилакрилат и т.п.; поликарбонатная смола, поливинилацетатная смола, стиролакрилатная смола, смола сополимера стирола и эфира метакриловой кислоты, смола винилтолуолакрилата и т.п.

Термопластичные смолы могут включать гомополимеры и сополимеры стирола и их производные, такие как полистирол, поли-п-хлорстирол, поливинилтолуол, стирол-п-хлорстирольный сополимер и стирол-винилтолуольный сополимер, сополимеры стирола и акрилатов, такие как стирол-метакрилатный сополимер, стирол-этилакрилатный сополимер и стирол-н-бутилакрилатный сополимер; сополимеры стирола и метакрилата, такие как стирол-метилакрилатный сополимер, стирол-этилметакрилатный сополимер, стирол-н-бутилметакрилатный сополимер; полинарные сополимеры стирола, акрилата и метакрилата; а также стирольные сополимеры, такие как сополимеры стирола и другого винильного мономера, такие как стирол-акрилонитрильный сополимер, сополимер стирола и винилметилового эфира, стирол-бутадиеновый сополимер, стирол-винилметилкетоновый сополимер, стирол-акрилонитрилинденовый сополимер и стирол-малеатный сополимер; полиметилметакрилат, полибутилметакрилат, поливинилацетат, полиэфир, полиамид, эпоксидную смолу, поливинилбутирал, полиакриловую кислоту, фенольную смолу, алифатическую или циклоалифатическую углеводородную смолу, кумароноинденовую смолу и хлорированный парафин, которые можно использовать по отдельности или которые можно использовать в их соответствующей комбинации.

Термопластические смолы могут включать соответствующие сопряженные мономеры, такие как диен с прямой цепью, с разветвленной цепью или циклический углеводородный диен, имеющий от 6 до 15 атомов углерода. Примеры соответствующих несопряженных диенов включают, но без ограничений, алифатические диены с прямой цепью, такие как 1,4-гексадиен, 1,6-октадиен, 1,7-октадиен, 1,9-декадиен, алифатические диены с разветвленной цепью, такие как 5-метил-1,4-гексадиен; 3,7-диметил-1,6-октадиен; 3,7-диметил-1,7 октадиен и смешанные изомеры дигидромирицена и дигидрооцинена, алициклические диены с одним кольцом, такие как 1,3-циклопентадиен; 1,4-циклогексадиен; 1,5-циклооктадиен и 1,5-циклододекадиен, и полициклические алициклические диены с конденсированными или соединенными мостиковой связью циклами, такие как тетрагидроинден, метилтетрагидроинден, дициклопентадиен, бицикло-(2,2,1)-гепта-2,5-диен; алкенил, алкилиден, циклоалкенил и циклоалкилиден, норборнены, такие как 5-метилен-2-норборнен (MNB); 5-пропенил-2-норборнен, 5-изопропилиден-2-норборнен, 5-(4-циклопентенил)-2-норборнен, 5-циклогексилиден-2-норборнен, 5-винил-2-норборнен и норборнадиен. Среди диенов, обычно используемых для приготовления EPDM, особенно предпочтительные диены могут быть представлены 1,4-гексадиеном (HD), 5-этилиден-2-норборненом (ENB), 5-винилиден-2-норборненом (VNB), 5-метилен-2-норборненом (MNB) и дициклопентадиеном (DCPD).

Один класс желаемых термопластичных смол, которые можно использовать в соответствии с раскрытыми здесь вариантами воплощения, включает эластомерные интерполимеры этилена, C₃-C₂₀ α-олефин, в частности пропилен, и, необязательно, один или несколько диеновых мономеров. Предпочтительные α-олефины для использования в данном варианте воплощения определяются формулой CH₂=CHR*, где R* представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, состоящую из от 1 до 12 атомов углерода. Примеры соответствующих α-олефинов включают, но не ограничены этим, пропилен, изобутилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 4-метил-1-пентен и 1-октен. Полимеры на основе пропилена обычно называются в области техники как EP или EPDM полимеры. Соответствующие диены, предназначенные для использования при приготовлении таких полимеров, в частности многоблочных полимеров типа EPDM, включают сопряженные или несопряженные, с прямой или разветвленной цепью, циклические или полициклические диены, содержащие от 4 до 20 атомов углерода. Диены могут включать 1,4-пентадиен, 1,4-гексадиен, 5-этилиден-2-норборнен, дициклопентадиен, циклогексадиен и 5-бутилиден-2-норборнен.

В качестве пригодного типа термопластичной смолы могут использоваться продукты этерификации ди- или поликарбоновой кислоты и диола, содержащего дифенол. Эти смолы представлены в патенте США №3590000, который приведен здесь в качестве ссылочного материала. Другие конкретные примеры смол тонера включают сополимеры стирола/метакрилата и сополимеры стирола/бутадиена; бутадиены стирола, полимеризованные в суспензии; полиэфирные смолы, полученные в результате реакции бисфенола A и пропиленоксида, с последующим осуществлением реакции полученного продукта с фумаровой кислотой; и смолы с разветвленным полиэфиром, получаемые в результате реакции диметилтерфталата, 1,3-бутандиола, 1,2-пропандиола и пентаэритритола, акрилатов стирола и их смеси.

Далее в конкретных вариантах воплощения настоящего изобретения используются полимеры на основе этилена, полимеры на основе пропилена, сополимеры этилена и пропилена и стирольные сополимеры в качестве одного компонента композиции. В других вариантах воплощения настоящего изобретения используют полиэфирные смолы, включая смолы, содержащие алифатические диолы, такие как 3,4 диол UNOXOL, поставляемый компанией Dow Chemical Co. (Midland, MI).

В выбранных вариантах воплощения один компонент получен из этилен-альфа-олефиновых сополимеров или пропилен-альфа-олефиновых сополимеров. В частности, в выбранных вариантах воплощения термопластичная смола содержит один или несколько неполярных полиолефинов.

В конкретных вариантах воплощения могут использоваться полиолефины, такие как полипропилен, полиэтилен, их сополимеры и их смеси, а также этилен-пропилен-диеновые терполимеры. В некоторых вариантах воплощения предпочтительные олефиновые полимеры включают гомогенные полимеры, как описано в патенте США №3645992, выданном Elston; полиэтилен высокой плотности (HDPE), как описано в патенте США №4076698, выданном Anderson; гетерогенно разветвленный линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE); гетерогенно разветвленный линейный полиэтилен ультранизкой плотности (ULDPE); гомогенно разветвленные, линейные этилен/альфа-олефиновые сополимеры; гомогенно разветвленные, по существу, линейные этилен/альфа-олефиновые полимеры, которые могут быть приготовлены, например, с использованием процессов, раскрытых в патентах США №5272236 и 5278272, раскрытие которых приведено здесь в качестве ссылочного материала; и полимеры этилена высокого давления, полимеризованного со свободными радикалами, и сополимеры, такие как полиэтилен низкой плотности (LDPE) или этиленвинилацетатные полимеры (EVA).

Полимерные композиции и их смеси, описанные в патентах США №6566446, 6538070, 6448341, 6316549, 6111023, 5869575, 5844045 или 5677383, каждый из которых приведен здесь полностью в качестве ссылочного материала, также могут быть пригодны в некоторых вариантах воплощения. В некоторых вариантах воплощения смеси могут включать два разных полимера типа Циглера-Натта. В других вариантах воплощения смеси могут включать смеси полимера Циглера-Натта и металлоценового полимера. В еще других вариантах воплощения используемая здесь термопластичная смола может представлять собой смесь двух разных металлоценовых полимеров. В других вариантах воплощения можно использовать полимеры с одноточечным катализатором.

В некоторых вариантах воплощения термопластичная смола представляет собой сополимер на основе пропилена или интерполимер. В некоторых конкретных вариантах воплощения сополимер или интерполимер пропилена/этилена отличается тем, что он имеет, по существу, изотактическую последовательность пропилена. Термин "по существу, изотактические последовательности пропилена" и аналогичные термины означают, что последовательности имеют изотактическую триаду (мм), измеренную с помощью ¹³C ЯМР больше чем приблизительно 0,85, предпочтительно больше чем приблизительно 0,90, более предпочтительно больше чем приблизительно 0,92, и наиболее предпочтительно больше чем приблизительно 0,93. Изотактические триады хорошо известны в данной области техники и описаны, например, в патенте США №5504172 и в публикации WO 00/01745, которая относится к изотактической последовательности, выраженной как модуль триады в молекулярной цепи сополимера, определенного по спектрам ¹³C ЯМР.

В других конкретных вариантах воплощения термопластичная смола может представлять собой полимеры на основе этиленвинилацетата (EVA). В других вариантах воплощения основной полимер может представлять собой полимеры на основе этиленметилакрилатов (EMA). В других конкретных вариантах воплощения этилен-альфа-олефиновый сополимер может представлять собой этилен-бутеновые, этилен-гексеновые или этилен-октеновые сополимеры или интерполимеры. В других конкретных вариантах воплощения пропилен-альфа-олефиновый сополимер может представлять собой пропилен-этиленовый или пропилен-этилен-бутеновый сополимер или интерполимер.

Раскрытые здесь варианты воплощения также могут включать полимерный компонент, который может включать, по меньшей мере, один многоблочный олефиновый интерполимер. Соответствующие многоблочные олефиновые интерполимеры могут включать описанные, например, в предварительной заявке на патент США №60/818911, который приведен здесь в качестве ссылочного материала. Термин "многоблочный сополимер" или "многоблочный интерполимер" относится к полимеру, содержащему две или несколько химически различных областей, или сегментов (называемых "блоками"), предпочтительно, соединенных линейно, то есть полимер, составляющий химически отличающиеся модули, которые соединены конец к концу по отношению к полимеризованной этиленовой функциональной группе либо в виде боковой группы, либо в виде прививки. В некоторых вариантах воплощения блоки отличаются по количеству или типу сомономера, внедренного в них, по плотности, степени кристалличности, размеру кристаллита, приписываемого полимеру с таким составом, типу или степени регулярности молекулярной структуры (изотактический или синдиотактический), региорегулярности или регионерегулярности, количеству разветвлений, включающих разветвление с длинной цепью или гиперразветвление, гомогенности или любому другому химическому или физическому параметру.

Другие интерполимеры олефина включают полимеры, содержащие моновинилиденовые ароматические мономеры, включающие стирол, о-метилстирол, п-метилстирол, трет-бутилстирол и т.п. В частности, можно использовать интерполимеры, содержащие этилен и стирол. В других вариантах воплощения можно использовать сополимеры, содержащие этилен, стирол и C₃-C₂₀ α-олефин, необязательно содержащий C₄-C₂₀ диен.

В некоторых вариантах воплощения термопластичная смола может представлять собой сополимер этилена и октена или интерполимер, имеющий плотность от 0,863 до 0,911 г/см³ и индекс расплава (ASTM D1238, 190°C при 2,16 килограммах массы) от 0,1 до 100 г/10 мин. В других вариантах воплощения сополимеры этилена и октена могут иметь плотность от 0,863 до 0,902 г/cм³ и индекс расплава (ASTM D1238, 190°C при 2,16 килограммах массы) от 0,8 до 35 г/10 мин.

В некоторых вариантах воплощения термопластичная смола может представлять собой сополимер пропилена-этилена или интерполимер, имеющий содержание этилена от 5 до 20% массы и скорость течения расплава (ASTM D1238, 230°C при 2,16 килограммах массы) от 0,5 до 300 г/10 мин. В других вариантах воплощения сополимер или интерполимер пропилена и этилена может иметь содержание этилена от 9 до 12 мас.% и скорость течения расплава (ASTM D1238, 230°C при 2,16 килограммах массы) от 1 до 100 г /10 мин.

В некоторых других вариантах воплощения термопластичная смола может представлять собой полиэтилен низкой плотности с высокой степенью разветвленности, имеющий плотность от 0,911 до 0,925 г/см³ и индекс расплава (ASTM D1238, 190°C при 2,16 килограммах массы) от 0,1 до 100 г/10 мин.

В других вариантах воплощения термопластичная смола может иметь кристалличность меньше чем 50 процентов. В предпочтительных вариантах воплощения кристалличность термопластичной смолы может составлять от 5 до 35 процентов. В более предпочтительных вариантах воплощения кристалличность может находиться в диапазоне от 7 до 20 процентов.

В некоторых других вариантах воплощения термопластичная смола представляет собой полукристаллический полимер и может иметь точку плавления ниже чем 110°C. В предпочтительных вариантах воплощения точка плавления может составлять от 25 до 100°C. В более предпочтительных вариантах воплощения точка плавления может находиться в диапазоне от 40 до 85°C.

В других вариантах воплощения термопластичная смола представляет собой стекловидный полимер и может иметь температуру стеклования ниже чем 130°C; в других вариантах воплощения ниже чем 110°C. В предпочтительных вариантах воплощения температура стеклования может составлять от 20 до 100°C. В более предпочтительных вариантах воплощения температура стеклования может составлять от 50 до 75°C.

В некоторых вариантах воплощения термопластичная смола может иметь средневесовой молекулярный вес больше чем 10000 г/моль. В других вариантах воплощения средевесовой молекулярный вес может составлять от 20000 до 150000 г/моль; в дополнительных вариантах воплощения от 50000 до 100000 г/моль.

Одна или несколько термопластичных смол могут содержаться в водной дисперсии в количестве от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 96 мас.%. Например, во время формирования частиц термопластичная смола может присутствовать в водной дисперсии в количестве от приблизительно 40 мас.% до приблизительно 95 мас.%, например в некоторых вариантах воплощения приблизительно от 45 мас.% до 90 мас.%, и от приблизительно 60% до приблизительно 80 мас.% в других вариантах воплощения. После формирования частиц дисперсия может быть дополнительно разбавлена, что способствует обработке.

В одном или больше вариантах воплощения настоящего изобретения одну или несколько смол, выбранную из следующих, можно использовать в раскрытой здесь дисперсии для получения композиции тонера. Соответствующие смолы включают SAA100, SAA101 и SAA104, которые представляют собой коммерчески доступный продукт компании Lyondell Chemical и содержат сополимеры стирольного/аллилового спирта, имеющие 60-80% стирола, средневесовой молекулярный вес от 3000 до 8000, среднечисленный молекулярный вес от 1500 до 3200 и температуру стеклования от 57 до 78°C; полимеры из серии DIANAL® FB (сополимеры стирола-акрила) и из серии DIACRON® (полиэфирные смолы) и акриловые смолы, включающие смолы SE-5437, SE-5102, SE-5377, SE-5649, SE-5466, SE-5482, HR-169, 124, HR-1127, HR-116, HR-113, HR-148, HR-131, HR-470, HR-634, HR-606, HR-607, LR-1065, 574, 143, 396, 637, 162, 469, 216, BR-50, BR-52, BR-60, BR-64, BR-73, BR-75, BR-77, BR-79, BR-80, BR-83, BR-85, BR-87, BR-88, BR-90, BR-93, BR-95, BR-100, BR-101, BR-102, BR-105, BR-106, BR-107, BR-108, BR-112, BR-113, BR-115, BR-116, BR-117, которые представляют собой коммерчески доступные продукты компании Misubishi Rayon Co., Ltd. и ее дочерней компании Dianal America, Inc.; Himer ST95 и С-120, которые представляют собой сополимеры акрила, коммерчески доступные от Sanyo Chemical Industries, Ltd.; FM601, которая представляет собой акриловую смолу, коммерчески доступную от Mitsui Chemicals; HRJ11441, которая представляет собой разветвленную частично сшитую полиэфирную смолу, коммерчески доступную от Schenectady Int'l; TUFTONE® NE-382, TUFTONE® U-5, ATR-2009 и ATR-2010, которые представляют собой полиэфирные смолы, коммерчески доступные от Kao Specialties Americas, LLC; S103C и S111, которые представляют собой стирол-акрилонитрильные терполимеры, коммерчески доступные от Zeon Chemicals, LP; смолы LUPRETON®, которые представляют собой полиэфирные смолы с цветными концентратами, коммерчески доступные от BASF Corp.; FINE-TONE® T382ESHHMW, T382ES, T6694, TCX 100, TCX700, TPL400TRM70, которые представляют собой полиэфирные смолы, коммерчески доступные от Reichhold Chemicals, Inc.; TOPAS® ТМ, TOPAS® TB и TOPAS® 8007, которые представляют собой сополимеры циклического олефина, коммерчески доступные от Ticona GMBH Corp.; смолы S-LEC, включающие SE-0020, SE-0030, SE-0040, SE-0070, SE-0080, SE-0090, SE-0100, SE-1010 и SE-1035, которые представляют собой стирол-акриловые сополимеры, коммерчески доступные от Sekisui Chemical Co., Ltd.; BAILON 290, BAILON 200, BAILON 300, BAILON 103, BAILON GK-140 и BAILON GK-130, которые коммерчески поставляет компания Toyobo Co., Ltd.; Eritel UE3500, UE3210 и XA-8153, коммерчески доступные от Unitika Ltd.; и полиэфир TP-220 и R-188, коммерчески доступные от Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.

Для специалистов в данной области техники будет понятно, что приведенный выше список является неисчерпывающим списком пригодных полимеров. Следует понимать, что объем настоящего изобретения ограничен только формулой изобретения.

Стабилизирующий агент

В вариантах воплощения настоящего изобретения используется стабилизирующий агент, который способствует получению стабильной дисперсии или эмульсии. В выбранных вариантах воплощения стабилизирующий агент может представлять собой поверхностно-активное вещество, полимер (отличающийся от термопластичных смол, подробно описанных выше) или их смеси. В других вариантах воплощения термопластичная смола представляет собой самостабилизатор, таким образом, что дополнительный экзогенный стабилизирующий агент может не потребоваться. Например, самостабилизирующаяся система может включать частично гидролизованный полиэфир, в котором путем комбинирования полиэфира с водным основанием может быть получена полиэфирная смола и молекула стабилизатора, аналогичная поверхностно-активному веществу. Кроме того, с