Цветной тонер и способ его получения

Цветной тонер и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

В настоящем изобретении представлен способ получения составов, используемых в качестве цветных тонеров, а также в некоторых вариантах осуществления изобретения - система и способ прогнозирования цветовых свойств тонеров с различным составом.

Уровень техники

В современном деловом и научном мире цвет приобрел важное значение как одна из составляющих при представлении информации. Цвет помогает делиться знаниями и идеями. Фирмы, занятые разработкой средств цифровой цветной печати, постоянно ищут способы улучшения качества изображения, обеспечиваемого их продуктами. Одной из составляющих, влияющих на качество изображения, является способность единообразно воспроизводить на принтере одно и то же изображение день за днем, неделя за неделей, месяц за месяцем. Пользователи привыкли к принтерам и копировальным аппаратам, обеспечивающим высокое качество как цветной, так и черно-белой печати. Теперь пользователи ожидают, что смогут воспроизводить цветное изображение с одинаковым качеством на любом совместимом печатающем устройстве, включая другое устройство в той же организации, дома или в любой точке земного шара.

Цветные изображения принято представлять в виде одного или нескольких цветоделенных изображений, каждое из которых содержит набор сигналов, соответствующих оптической плотности для одного из первичных или вторичных цветов. Сигналы оптической плотности обычно представляют как цифровые серые или полутоновые пикселы, величина которых варьируется от минимального до максимального значения, причем количество ступеней градиента зависит от количества битов, используемых системой. Так, обычная 8-битная система дает 256 оттенков каждого основного цвета. Поэтому цвет может рассматриваться как комбинация значений для каждого пиксела, которые совместно представляют комбинированный цвет.

CMYK - это цветовая модель, в которой все цвета описываются как смесь четырех CMYK-красок (а именно, голубой, сиреневой, желтой и черной). Модель CMYK является стандартной цветовой моделью, используемой при офсетной печати полноцветных документов. Поскольку при такой печати используются краски указанных четырех основных цветов, ее часто называют четырехцветной печатью, причем она является субтрактивной цветной моделью. Модель CMYK работает путем частичного или полного маскирования определенных цветов, как правило, на белом фоне (т.е. путем поглощения света с определенными длинами волн). Эта модель называется субтрактивной, поскольку красители выделяют (subtract) освещенность из белого цвета. В аддитивных цветовых моделях, таких как RGB (т.е. красный, зеленый, синий), белый цвет является «совокупной» комбинацией всех первичных световых лучей разных цветов, в то время как черный цвет является отсутствием света. В модели CMYK все происходит наоборот. Другими словами, белый - естественный цвет бумаги или другого фона, тогда как черный представляет собой полную комбинацию всех цветных красителей. Для экономии затрат на красители, а также для получения более глубоких тонов черного цвета ненасыщенные и темные цвета получают заменяя комбинацию голубого, сиреневого и желтого красителей на черный краситель.

Существуют различные способы представления цвета. Один из способов включает следующие параметры: оттенок, яркость и насыщенность. Оттенок соответствует реальной длине волны для цвета (красного, синего и т.д.); яркость соответствует содержанию белого, а насыщенность - чистоте или амплитуде цвета. Другой способ описания цвета использует три основных первичных цвета: красный, зеленый и синий (RGB). Большинство цветов, которые видит человек, можно воспроизвести путем комбинирования этих первичных цветов.

В то время как цветовое пространство модели CMYK является стандартным цветовым пространством, используемым промышленными принтерами, цветовое пространство модели Красный - Зеленый - Синий (RGB) является естественным цветовым пространством персонального компьютера. Как следствие этого, устройства визуального отображения обычно используют другую цветовую модель. Одним из наиболее трудных аспектов подготовки к цветной печати на компьютере является согласование цветов, т.е. правильное преобразование цветов RGB в цвета CMYK, чтобы напечатанное изображение выглядело так же, как оно выглядит на мониторе.

Одной из проблем цветового пространства CMYK является то, что сам по себе стандартный набор цветов CMYK сравнительно плохо воспроизводит насыщенные тона синего цвета.

По-прежнему желательна разработка улучшенных способов производства цветных тонеров, включая системы, не зависящие от устройства.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предложены цветные тонеры и способы их производства. В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения предлагается синий тонер, содержащий по меньшей мере одну смолу, опционально добавляемый воск и систему красителей, содержащую фиолетовый пигмент, такой как Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинации, в сочетании с синим пигментом, таким как Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинациями, причем указанный синий тонер соответствует синему цвету, выбранному из группы Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔЕ₂₀₀₀) - менее около 3.

В других вариантах осуществления синий тонер по настоящему изобретению включает по меньшей мере одну аморфную полиэфирную смолу в комбинации с по меньшей мере одной кристаллической полиэфирной смолой, воск и систему красителей, содержащую фиолетовый пигмент, такой как Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинации, в сочетании с синим пигментом, таким как Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинациями, причем указанный синий тонер соответствует синему цвету, выбранному из группы Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔЕ₂₀₀₀) - менее около 3.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может включать, в некоторых его реализациях, смешивание по меньшей мере одной смолы по меньшей мере с одним ПАВ для образования эмульсии; смешивание этой эмульсии с опциональным воском и системой красителей, содержащей фиолетовый пигмент, такой как Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинации, в количестве от около 1,7 до около 3,8% от массы тонера в сочетании с синим пигментом, таким как Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинациями, в количестве от около 1,9 до около 4,0% от массы тонера с формированием первичной суспензии; агрегирование хотя бы одной смолы с системой красителей при помощи агрегирующего агента с образованием агрегированных частиц; коалесцирование агрегированных частиц с образованием частиц тонера; извлечение частиц тонера, причем указанный синий тонер соответствует синему цвету, выбранному из группы Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔE₂₀₀₀) - менее около 3.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее будут описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на следующие фигуры:

ФИГ. 1 - диаграмма CIELAB a*-b* (a* соответствует соотношению красный/зеленый, a b* - соотношению желтый/синий) первичных цветов Pantone и цветов CMYK, которые возможно использовать для формирования синего тонера;

ФИГ. 2 - контурный график яркости (L*) в зависимости от долей фиолетового пигмента Pigment Violet 23 (PV23) и синего пигмента Pigment Blue 15:3 (РВ 15-3) в тонере по настоящему изобретению, нанесенном в количестве 0,45 мг/см²;

ФИГ. 3 - контурный график цветности (С) в зависимости от долей фиолетового пигмента Pigment Violet 23 (PV23) и синего пигмента Pigment Blue 15:3 (РВ 15-3) в тонере по настоящему изобретению, нанесенном в количестве 0,45 мг/см²; а также

ФИГ. 4 - контурный график оттенка (h) в зависимости от долей фиолетового пигмента Pigment Violet 23 (PV23) и синего пигмента Pigment Blue 15:3 (РВ 15-3) в тонере по настоящему изобретению, нанесенном в количестве 0,45 мг/см².

Следует отметить, что фигуры в настоящем описании изобретения выполнены без соблюдения масштаба. Эти фигуры предназначены для иллюстрации только типичных реализации настоящего изобретения, поэтому не следует их рассматривать как ограничивающие рамки настоящего изобретения. Одинаковые номера на разных фигурах обозначают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложены тонеры и системы, которые могут содержать такие тонеры. В различных вариантах осуществления тонер по настоящему изобретению может содержать синий тонер, пригодный для использования в системе цветной печати, в качестве дополнительной краски помимо голубой, сиреневой, желтой и/или черной красок.

В настоящем изобретении используется независимое от устройства цветовое пространство для единообразного отслеживания набора результирующих цветов. L*, a*, b* являются стандартными параметрами цвета Международной комиссии по освещению (CIE, Commission Internationale de L'eclairage), используемыми при моделировании. L* задает яркость, а* обозначает соотношение красный/зеленый, a b* - соотношение желтый/синий, что соответствует тому, как свет воспринимается человеком. Нейтральный цвет - это цвет, для которого a*=b*=0.

Смола

Тонеры по настоящему изобретению могут содержать любую латексную смолу, пригодную для использования при составлении тонера. В свою очередь, такие смолы могут быть изготовлены из любого подходящего мономера. К мономерам, пригодным для изготовления указанной смолы, относятся без ограничения стиролы, акрилаты, метакрилаты, бутадиены, изопрены, акриловые кислоты, метакриловые кислоты, акрилонитрилы, диолы, дикислоты, диамины, сложные диэфиры, диизоцианаты, их комбинации и т.п. Может быть выбран любой имеющийся мономер в зависимости от того, какой конкретно полимер предполагается использовать.

В вариантах осуществления изобретения указанная смола может представлять собой полимерную смолу, включая, например, смолы на основе стиролакрилатов, стиролбутадиенов, стирол метакрилатов, более конкретно, поли(стирол-алкилакрилаты), поли(стирол-1,3-диен), поли(стирол-алкилметакрилаты), поли(стирол-алкилакрилат-акриловая кислота), поли(стирол-1,3-диен-акриловой кислота), поли(стирол-алкилметакрилат-акриловая кислота), поли(алкилметакрилат-алкилакрилаты), поли(алкилметакрилат-арилакрилаты), поли(арилметакрилат-алкилакрилаты), поли(алкилметакрилат-акриловая кислота), поли(стирол-алкилакрилат-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(стирол-1,3-диен-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(алкилакрилат-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(стирол-бутадиен), поли(метилстирол-бутадиен), поли(метилметакрилат-бутадиен), поли(этилметакрилат-бутадиен), поли(пропилметакрилат-бутадиен), поли(бутилметакрилат-бутадиен), поли(метилакрилат-бутадиен), поли(этилакрилат-бутадиен), поли(пропилакрилат-бутадиен), поли(бутилакрилат-бутадиен), поли(стирол-изопрен), поли(метилстирол-изопрен), поли(метилметакрилат-изопрен), поли(этилметакрилат-изопрен), поли(пропилметакрилат-изопрен), поли(бутилметакрилат-изопрен), поли(метилакрилат-изопрен), поли(этилакрилат-изопрен), поли(пропилакрилат-изопрен), поли(бутилакрилат-изопрен), поли(стирол-пропилакрилат), поли(стирол-бутилакрилат), поли(стирол-бутадиен-акриловая кислота), поли(стирол-бутадиен-метакриловая кислота), поли(стирол-бутадиен-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(стирол-бутилакрилат-акриловая кислота), поли(стирол-бутилакрилат-метакриловая кислота), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(стирол-бутадиен), поли(стирол-изопрен), поли(стирол-бутилметакрилат), поли(стирол-бутилакрилат-акриловая кислота), поли(стирол-бутилметакрилат-акриловая кислота), поли(бутилметакрилат-бутилакрилат), поли(бутилметакрилат-акриловая кислота), поли(акрилонитрил-бутилакрилат-акриловая кислота) и их комбинации. Эти полимеры могут быть блок-сополимерами, статистическими или чередующимися сополимерами.

В других вариантах осуществления изобретения полимер, используемый для формирования смолы, может представлять собой полиэфирную смолу. К подходящим полиэфирным смолам относятся, в частности, сульфонированные, несульфонированные, кристаллические, аморфные смолы, их комбинации и т.п. Полиэфирные смолы могут представлять собой линейные, разветвленные смолы их комбинации и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения полимерные смолы могут включать смолы, описанные в патентах США №№6593049 и 6756176; раскрытая в этих источниках информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылок. Подходящие смолы могут также включать смесь аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы, как описано в патенте США №6830860, раскрытая в этом источнике информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылки.

В некоторых вариантах осуществления изобретения смола может представлять собой полиэфирную смолу, получаемую при реакции диола с дикислотой или сложным диэфиром, возможно, в присутствии катализатора. К органическим диолам, пригодным для получения кристаллического полиэфира, относятся алифатические диолы, содержащие от ~2 до ~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, этилен гликоль их комбинации и т.п. Алифатический диол может, например, использоваться в количестве от около 40 до около 60 мол.%, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 42 до около 55 мол.%, в части реализации от около 45 до около 53 мол.% смолы.

Примерами органических дикислот или сложных диэфиров, пригодных для получения кристаллических смол, являются щавелевая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, додекандиовая кислота, себациновая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, нафталин-2,6-дикарбоновая кислота, нафталин-2,7-дикарбоновая кислота, циклогександикарбоновая кислота, малоновая кислота, мезаконовая кислота, их диэфиры или ангидриды, а также комбинации указанных соединений. Органическая дикислота может, например, использоваться в количестве от около 40 до около 60 мол.%, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 42 до около 55 мол.%, в части реализации от около 45 до около 53 мол.%.

Примерами кристаллических смол являются полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, сополимеры этил-пропилен, сополимеры этилен-винилацетат, полипропилен, их смеси и т.п. Основой конкретных кристаллических смол могут являться полиэфиры, такие как поли(этиленадипат), поли(пропиленадипат), поли(бутиленадипат), поли(пентиленадипат), поли(гексиленадипат), поли(октиленадипат), поли(этиленсукцинат), поли(пропиленсукцинат), поли(бутиленсукцинат), поли(пентиленсукцинат), поли(гексиленсукцинат), поли(октиленсукцинат), поли(этиленсебацинат), поли(пропиленсебацинат), поли(бутиленсебацинат), поли(пентиленсебацинат), поли(гексиленсебацинат), поли(октиленсебацинат), щелочная соль сополи(5-сульфоизофталоил)-сополи(этиленадипата), поли(дециленсебацинат), поли(децилендеканоат), поли(этилендеканоат), поли(этилендодеканоат), поли(нониленсебацинат), поли(нонилендеканоат), сополи(этиленфумарат)-сополи(этиленсебацинат), сополи(этиленфумарат)-сополи(этилендеканоат), сополи(этиленфумарат)-сополи(этилендодеканоат) и их комбинации.

Кристаллическая смола может, например, использоваться в количестве от около 5 до около 50% от массы компонентов тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 10 до около 35% от массы компонентов тонера. Кристаллическая смола может иметь различные температуры плавления, например от около 30°С до около 120°С, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 50°С до около 90°С. Кристаллическая смола может иметь среднечисловую молекулярную массу (Мn), измеренную методом гель-проникающей хроматографии (GPC), например, от около 1000 до около 50000, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 2000 до около 25000, и среднемассовую молекулярную массу (Mw), измеренную методом гель-проникающей хроматографии с использованием стандартных образцов полистирола, например, от около 2000 до около 100000, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 3000 до около 80000. Параметр распределения молекулярной массы (Mw/Mn) кристаллической смолы может быть, например от около 2 до около 6, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 3 до около 4.

Примерами дикислот и диэфиров, применяемых для получения аморфных полиэфиров, являются дикарбоновые кислоты и диэфиры, такие как терефталевая кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, янтарная кислота, итаконовая кислота, янтарная кислота, янтарный ангидрид, додецилянтарная кислота, додецилянтарный ангидрид, глутаровая кислота, глутаровый ангидрид, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, до декан ди кислота, диметилтерефталат, диэтилтерефталат, диметилизофталат, диэтилизофталат, диметилфталат, фталевый ангидрид, диэтилфталат, диметилсукцинат, диметилфумарат, диметилмалеат, диметилглутарат, диметиладипат, диметилдодецилсукцинат и их комбинации. Органическая дикислота или диэфир может, например, использоваться в количестве от около 40 до около 60 мол. %, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 42 до около 55 мол. %, в других вариантах осуществления от около 45 до около 53 мол. % от общего количества смолы.

Примерами диолов, используемых для получения аморфных полиэфиров, являются 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, бис(гидроксиэтилэтил)-бисфенол А, бис(2-гидроксипропилпропил)-бисфенол А, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклогександиметанол, ксилолдиметанол, циклогександиол, диэтиленгликоль, бис(2-гидроксиэтил)оксид, дипропиленгликоль, дибутилен и их комбинации. Количество используемого органического диола может варьироваться, например, от около 40 до около 60 мол. %, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 42 до около 55 мол. %, в части вариантов осуществления от около 45 до около 53 мол. % от общего количества смолы.

К катализаторам поликонденсации, которые могут использоваться при получении как кристаллических, так и аморфных полиэфирных смол, относятся тетраалкилтитанаты, оксиды диалкилолова, такие как оксид дибутилолова, производные тетраалкилолова, такие как дилаурат дибутилолова, и оксид-гидроксиды диалкилолова, такие как оксид-гидроксид бутилолова, алкоксиды алюминия, алкильные производные цинка, диалкильные производные цинка, оксид цинка, закись олова или их комбинации. Такие катализаторы могут использоваться, например, в количествах от около 0,01 мол. % до около 5 мол. % от массы исходного количества дикислоты или диэфира, использованных для получения полиэфирной смолы.

В некоторых вариантах осуществления изобретения в качестве подходящих смол используют полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, сополимеры этилен-пропилен, сополимеры этилен-винилацетат, полипропилен, их комбинации и т.п. К примерам аморфных смол, которые могут быть использованы, относятся соли щелочных металлов сульфонированных полиэфирных смол, соли щелочных металлов сульфонированных разветвленных полиэфирных смол, соли щелочных металлов сульфонированных полиимидных смол и соли щелочных металлов сульфонированных разветвленных полиимидных смол. В некоторых вариантах осуществления изобретения к применимым солям щелочных металлов сульфонированных полиэфирных смол могут относиться сополи(этилен-терефталат)-сополи(этилен-5-сульфо-изофталат), сополи(пропилен-терефталат)-сополи(пропилен-5-сульфо-изофталат), сополи(диэтилен-терефталат)-сополи(диэтилен-5-сульфо-изофталат), сополи(пропилен-диэтилен-терефталат)-сополи(пропилен-диэтилен-5-сульфо-изофталат), сополи(пропилен-бутилен-терефталат)-сополи(пропилен-бутилен-5-сульфо-изофталат) и сополи(пропоксилированный бисфенол-А-фумарат)-сополи(пропоксилированный бисфенол-А-5-сульфо-изофталат) щелочного металла или другого металла.

В некоторых вариантах осуществления изобретения может использоваться аморфная полиэфирная смола, которая может представлять собой латексную смолу. Примеры таких смол приведены, в частности, в патенте США №6063827; раскрытая в этом источнике информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылки. К примерам ненасыщенных аморфных полиэфирных смол относятся без ограничения поли(пропоксилированный бисфенол ко-фумарат), поли(этоксилированный бисфенол ко-фумарат), поли(бутоксилированный бисфенол ко-фумарат), поли(ко-пропоксилированный бисфенол ко-этоксилированный бисфенол ко-фумарат), поли(1,2-пропилен фумарат), поли(пропоксилированный бисфенол ко-малеат), поли(этоксилированный бисфенол ко-малеат), поли(бутоксилированный бисфенол ко-малеат), поли(ко-пропоксилированный бисфенол ко-этоксилированный бисфенол ко-малеат), поли(1,2-пропилен малеат), поли(пропоксилированный бисфенол ко-итаконат), поли(этоксилированный бисфенол ко-итаконат), поли(бутоксилированный бисфенол ко-итаконат), поли(ко-пропоксилированный бисфенол ко-этоксилированный бисфенол ко-итаконат), поли(1,2-пропилен итаконат) и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения аморфная смола, используемая в качестве основы, может быть линейной.

В некоторых вариантах осуществления изобретения подходящая аморфная полиэфирная смола может представлять собой поли(пропоксилированный бисфенол А ко-фумарат) следующей формулы (I):

где m может иметь значение от 5 до 1000. Примеры таких смол и процессов для их получения приведены, в частности, в патенте США №6063827; раскрытая в этом источнике информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылки.

Пример линейной смолы типа пропоксилированный бисфенол А - фумарат, которую можно использовать в качестве латексной смолы, выпускает фирма Resana S/A Industrias Quimicas, Sao Paulo (Бразилия), под маркой SPARJI. В числе других смол типа пропоксилированный бисфенол А - фумарат, которые могут быть использованы и имеются в продаже, можно назвать GTUF и FPESL-2 фирмы Као Corporation (Япония), ЕМ181635 фирмы Reichhold, Research Triangle Park (Северная Каролина, США) и др.

Пригодные для использования кристаллические смолы описаны в патентной заявке США №2006/0222991; раскрытая в этом источнике информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылки. В некоторых вариантах осуществления изобретения подходящая кристаллическая смола может состоять из этиленгликоля и смеси сомономеров додекандиовой кислоты и фумаровой кислоты следующей формулы:

где b имеет значение в диапазоне от 5 до 2000 и d от 5 до 2000.

В некоторых вариантах осуществления изобретения пригодная кристаллическая смола, используемая в тонере по настоящему изобретению, может иметь молекулярную массу от около 10000 до около 100000, в других вариантах осуществления от около 15000 до около 30000.

В состав тонера может входить одна, две или более смол. В реализациях, где используются две или более смолы, указанные смолы могут присутствовать в любом подходящем соотношении (например, соотношении по массе), например от около 1% (первая смола)/99% (вторая смола) до около 99% (первая смола)/1% (вторая смола), в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 10% (первая смола)/90% (вторая смола) до около 90% (первая смола)/10% (вторая смола).

Как упоминалось выше, в некоторых вариантах осуществления изобретения смола может быть получена методами агрегации эмульсий. При использовании таких методов смола может быть получена в виде эмульсии, которая затем может быть смешана с другими компонентами и добавками с получением тонера по настоящему изобретению.

Полимерная смола может использоваться в количестве от около 65 до около 95%, предпочтительно от около 75 до около 85% от массы частиц тонера (т.е. частиц тонера, исключая другие добавки) в пересчете на твердые компоненты. Соотношение кристаллической смолы к аморфной смоле может быть в диапазоне от около 1:99 до около 30:70, в ряде случаев от около 5:95 до около 25:75, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 5:95 до около 15:95.

Тонер

Описанные выше смолы, в некоторых вариантах осуществления изобретения - комбинация полиэфирных смол, например, аморфной смолы и кристаллической смолы, могут быть использованы для формирования тонеров. В состав таких тонеров могут также дополнительно входить красители, воска и другие добавки. Тонеры могут быть получены любым методом, известным специалистам в данной области, включая методы агрегации эмульсий, но не ограничиваясь ими.

Поверхностно-активные вещества

В некоторых вариантах осуществления изобретения красители, воски и другие добавки, используемые для введения в состав тонеров, могут находиться в форме дисперсий, включающих в себя поверхностно-активные вещества (ПАВ). Кроме того, частицы тонера могут формироваться методами агрегации эмульсий, когда смолу и другие компоненты тонера смешивают с одним или несколькими ПАВ, формируют эмульсию, частицы тонера агрегируют, коалесцируют, опционально промывают и сушат и затем извлекают.

Возможно использование одного, двух или нескольких ПАВ. Поверхностно-активные вещества могут быть выбраны среди ионных ПАВ и неионных ПАВ. Анионные ПАВ и катионные ПАВ объединяют общим термином «ионные ПАВ». В некоторых вариантах осуществления изобретения ПАВ может быть использован в количестве от около 0.01% до около 5% от массы тонера, в ряде случаев от около 0.75% до около 4% от массы тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 1% до около 3% от массы тонера.

Примеры неионных ПАВ, которые могут быть использованы: полиакриловая кислота, металоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, пропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, полиоксиэтиленцетиловый эфир, полиоксиэтиленлауриловый эфир, полиоксиэтиленоктиловый эфир, полиоксиэтиленоктилфениловый эфир, полиоксиэтиленолеиловый эфир, полиоксиэтилен сорбитан монолаурат, полиоксиэтиленстеариловый эфир, полиоксиэтиленнонилфениловьтй эфир, диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол, выпускаемый фирмой Rhone-Poulenc под марками IGEPAL СА-210™, IGEPAL СА-520™, IGEPAL CA-720™, TGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL СА-210™, ANTAROX 890™ и ANTAROX 897™. Другими примерами подходящих неионных ПАВ являются блок-сополимер полиэтиленоксида и нолипропиленоксида, включая их коммерчески доступные формы, такие как SYNPERONTC PE/F, в некоторых вариантах осуществления изобретения SYNPERONTC PE/F 108.

К ионным ПАВ, которые могут быть использованы, относятся сульфаты и сульфонаты, додецилсульфат натрия (SDS), додецилбензолсульфат натрия, додецилнафталинсульфат натрия, диалкилбензолалкилсульфаты и -сульфонаты; кислоты, такие как абиетиновая кислота, поставляемая фирмой Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™ фирмы Daiichi Kogyo Seiyaku, их комбинации и т.п. К другим подходящим анионным ПАВ относятся в некоторых вариантах осуществления изобретения DOWFAX™ 2A1, алкилдифенилоксид дисульфонат фирмы The Dow Chemical Company и/или TAYCA POWER BN2060 фирмы Тауса Corporation (Япония), представляющие собой разветвленные додецилбензолсульфонаты натрия. В некоторых вариантах осуществления изобретения могут использоваться комбинации этих и любых других вышеупомянутых анионных ПАВ.

Примерами катионных ПАВ, которые обычно заряжены положительно, являются, в частности, хлорид алкилбензилдиметиламмония, хлорид диалкилбензолалкиламмония, хлорид лаурилтриметиламмония, хлорид алкилбензилметиламмония, бромид алкилбензилдиметиламмония, хлорид бензалкония, бромид цетилпиридиния, бромиды триметиламмония С12, С15, С17, галогенидные соли кватернизованных полиоксиэтилалкиламинов, хлорид додецилбензилтриэтиламмония, MIRAPOL™ и ALKAQUAT™ фирмы Alkaril Chemical Company, SANIZOL™ (хлорид бензалкония) фирмы Као Chemicals и т.п., а также их смеси.

Красители

В качестве красителя, добавляемого в тонер, могут быть использованы различные известные подходящие красящие вещества, такие как краски, пигменты, смеси красок, смеси пигментов, смеси красок и пигментов и т.п. Краситель может использоваться в количестве, например, от около 0,1 до около 35% от массы тонера, или от около 1 до около 15% от массы тонера, или от около 3 до около 10% от массы тонера.

В качестве примеров подходящих красителей можно назвать сажу, такую как REGAL 330®; магнетиты, в частности, фирмы Mobay - М08029™, М08060™; магнетиты фирмы Columbian; магнетиты MAPICO BLACKS™ и магнетиты, подвергнутые обработке поверхности; магнетиты фирмы Pfizer - С. В4799™, СВ5300™, СВ5600™, МСХ6369™; магнетиты фирмы Вауеr - BAYFERROX 8600™, 8610™; магнетиты фирмы Northern Pigments - NP-604™, NP-608™; магнетиты фирмы Magnox - ТМВ-100™, ТМВ-104™; и т.п. В качестве цветных пигментов можно выбрать пигменты цветов: голубой, сиреневый, желтый, красный, зеленый, коричневый, синий или их смеси. Обычно используются голубые, сиреневые или желтые пигменты или краски или их смеси. Пигмент (или пигменты), как правило, используются в виде водных дисперсий.

Конкретными примерами пигментов являются водные дисперсии пигментов марок SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE фирмы SUN Chemicals, HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™. PYLAM OIL BLUE™, PYLAM OIL YELLOW™, PIGMENT BLUE l™ фирмы Paul Uhlich & Company, Inc., PIGMENT VIOLET I™, PIGMENT RED 48™, LEMON CHROME YELLOW DCC I026™, E.D. TOLUIDINE RED™ и BON RED С™ фирмы Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, NOVAPERM YELLOW FGL™, HOSTAPERM PINK E™ фирмы Hoechst, CINQUASIA MAGENTA™ фирмы E.I. DuPont de Nemours & Company и т.п. Как правило, используются красители следующих цветов: черный, голубой, сиреневый, желтый и их смеси. Примеры сиреневых красителей: 2,9-диметил-замещенные хинакридоновые и антрахиноновые красители, идентифицированные в Каталоге цветов (Color Index) как CI 60710, CI Dispersed Red 15; диазокраситель, идентифицированный в Каталоге цветов как CI 26050, СТ Solvent Red 19 и т.п. Типичными примерами голубых красителей являются тетра(октадецилсульфонамидо)фталоцианин меди, медно-фталоцианиновый пигмент, содержащийся в Каталоге цветов под наименованиями CI 74160, CI Pigment Blue, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4; антратреновый синий, идентифицированный в Каталоге цветов как CI 69810, Special Bhie X-2137, и т.п. Типичными примерами желтых красителей являются диарилидные желтые 3,3-дихлоробензиденацетоацетанилиды, моноазопигмент, идентифицированный в Каталоге цветов как CI 12700, CI Solvent Yellow 16, нитрофениламинсульфонамид, идентифицированный в Каталоге цветов как Foron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 33, 2,5-диметокси-4-сульфонанилид фенилазо-4'-хлоро-2,5-диметоксиацетоацетанилид и Permanent Yellow FGL. В качестве красителей могут также использоваться окрашенные магнетиты, такие как смеси MAPICO BLACK™, и голубьте компоненты. Могут использоваться и другие известные красители, такие как Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) и Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), a также цветные красители, такие как Neopen Blue (BASF), Sudan Blue OS (BASF), PV Fast Blue B2G01 (American Hoechst), Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite Blue BCA (Ciba-Geigy), Paliogen Blue 6470 (BASF), Sudan ТП (Matheson, Coleman, Bell), Sudan II (Matheson, Coleman, Bell), Sudan IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudan Orange G (Aldrich), Sudan Orange 220 (BASF), Paliogen Orange 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlich), Paliogen Yellow 152, 1560 (BASF), Lithol Fast Yellow 0991K (BASF), Paliotol Yellow 1840 (BASF), Neopen Yellow (BASF), Novoperm Yellow FG 1 (Hoechst), Permanent Yellow YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), SuKO-Gelb L1250 (BASF), SuKO-Yellow D1355 (BASF), Hostaperm Pink E (American Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta (DuPont), Lithol Scarlet D3700 (BASF), Toluidine Red (Aldrich), Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), E.D. Toluidine Red (Aldrich), Lithol Rubine Toner (Paul Uhlich), Lithol Scarlet 4440 (BASF), Bon Red С (Dominion Color Company), Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlich), Oracet Pink RF (Ciba-Geigy), Paliogen Red 3871 К (BASF), Paliogen Red 3340 (BASF), Lithol Fast Scarlet L4300 (BASF), комбинации вышеуказанного и т.п.

Синий тонер

В некоторых вариантах осуществления изобретения тонеры по настоящему изобретению включают в себя синие тонеры. Синие тонеры по настоящему изобретению могут включать в себя систему красителей более чем одного цвета. В настоящем описании изобретения представлена модель, которая может быть использована для прогнозирования концентраций пигментов, требуемых для получения заданного набора параметров CIELAB, в некоторых вариантах осуществления изобретения - для синего тонера. Эта модель может быть затем использована для получения точного состава, требуемого для подбора стандарта синего цвета по шкале PANTONE® - цвета PANTONE® Blue 072 и/или PANTONE® Reflex Blue, либо близких к ним оттенков синего цвета.

Точность цвета, как правило, количественно выражают с помощью фактора цветовой ошибки ΔE₂₀₀₀, преобразующего цветовые данные в формате CIELAB (L*, a* и b*) для пары цветов в одно число, которое выражает «расстояние» между этими цветами. Формула для ΔE₂₀₀₀ использует взвешивание для компенсации изменения способности человеческого глаза различать близкие оттенки в определенных диапазонах видимого спектра. Если ΔE₂₀₀₀<3, как правило, считают, что два цвета неразличимы для глаза человека.

Система подбора цветов The PANTONE® Matching System включает 14 базовых цветов, в том числе 2 варианта синего цвета, которые на цветовом круге находятся между голубым и фиолетовым. Эти цвета, PANTONE® Blue 072 и PANTONE® Reflex Blue, находятся на расстоянии 2.5 единиц ΔE₂₀₀₀ друг от друга в каталоге образцов цвета Solid Pantone, поставляемой в комплекте с фотокопировальной машиной iGen3™ фирмы Xerox Corporation, что означает, что они практически неразличимы для человеческого глаза. Как показывает анализ фиг. 1 - графика a*-b* в модели CIELAB для основных цветов PANTONE® и цветов CMYK, доступных для промышленно выпускаемого принтера DocuColor 8000 фирмы Xerox, тонер, цвет которого подобран так, чтобы соответствовать одному из этих первичных синих цветов, должен также соответствовать другому из них с достаточно малым значением ΔE₂₀₀₀, при этом обеспечивая расширенный цветовой охват синих оттенков при печати цветами, задаваемыми пользователем.

Перед тем как более подробно описывать настоящее изобретение, полезно сначала определить различные термины, которые будут использованы ниже при обсуждении. Пример:

Термин «цвет» может относиться к представлению вектора значений, характеризующего всю информацию о яркости изображения или ее часть. Он может обозначать интенсивности красного, зеленого и синего в цветовом пространстве RGB или один параметр яркости в цветовом пространстве серой шкалы. В иных случаях он может обозначать другую информацию, такую как интенсивности CMY, CMYK, PANTONE®, рентгеновских, инфракрасных и гамма-лучей в разных спектральных областях длин волн.

Если не указано иное, все числа, выражающие количество, условия и т.д., используемые в описании изобретения и в пунктах формулы, во всех случаях подразумевают наличие термина «приблизительно». В настоящей заявке использование единственного числа подразумевает также множественное число, если не указано иное. В настоящей заявке слово «или» означает «и/или», если не указано иное. Кроме того, использование термина «включая», а также других его форм, таких как «включает» и «включенный», не является ограничивающим.

В настоящем описании изобретения приведены уравнения, связывающие значения параметров модели CIELAB для синего тонера с его пигментным составом. Существуют различные соотношения в зависимости от природы основы (например, гладкая или шероховатая) и метода нанесения тонера (например, ксерографический или фильтрационный). Эти соотношения были выведены путем статистического анализа цветных образцов, полученных с использованием тонеров, которые были изготовлены на основе смесей пигментов.

В настоящем описании изобретения также предлагается состав синего тонера, соответствующего цвету PANTONE® Blue 072 с точностью в пределах ΔE₂₀₀₀ равным 3, и состав синего тонера, соответствующего цвету PANTONE® Reflex Blue с точностью в пределах ΔE₂₀₀₀ равным 3, в некоторых вариантах осуществления изобретения немного больше 3, в которых содержатся по меньшей мере пигменты PV23 и РВ15:3 и в которых содержание пигментов PV23 и РВ15:3 и масса синего тонера на единицу поверхности (ТМА) при печати описывается несколькими уравнениями по меньшей мере относительно a*, b* и L*, либо С и h, либо всех параметров - a*, b*, L*, С и h. Примеры таких уравнений приведены ниже, где V обозначает массу на единицу поверхности при печати для пигмента PV23 в мг/см², а В обозначает массу на единицу поверхности при печати для пигмента РВ15:3 в мг/см².

L*=44.6-1425V-662B+21838VB

Цветность=75.9+629V-56В+6681VB

Угол цветового