Тонирующие составы

Тонирующие составы

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к тонерам для электрофотографической аппаратуры.

Известны многочисленные способы получения тонеров, такие как, например, обычные процессы, где смолу расплавляют, замешивая или экструдируя с пигментом, микронизируют и распыляют с получением частиц тонера. В патентах США №5364729 и 5403693, каждый из которых включены сюда в полном объеме в качестве ссылки, описаны способы получения частиц тонера путем смешивания латексов с частицами пигмента. Имеющими отношение к данному вопросу являются также патенты США №4996127, 4797339 и 4983488, каждый из которых также включен сюда в качестве ссылки в полном объеме. Одной из проблем, которая может возникнуть при получении тонеров способами, включающими распыление, является то, что получающиеся частицы могут быть не сферическими. Многие дефекты, включая пленкообразование и нестабильное качество изображения, могут возникать в том случае, когда используются несферические частицы тонера.

Поэтому остается необходимость в улучшении качества тонеров и разработке способов формирования таких тонеров.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение касается тонеров и способов их получения. В воплощениях изобретения описываемый способ настоящего изобретения включает смешение в расплаве аморфной смолы, необязательно кристаллической смолы, необязательно воска и необязательно красителя с получением тонера;

гранулирование тонера с получением гранул тонера; обработку гранул тонера с получением частиц тонера; контактирование частиц тонера с деионизированной водой и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом с формированием смеси; коалесценцию частиц тонера нагреванием смеси до температуры от приблизительно 50° до приблизительно 100°С и выделение частиц тонера из смеси, где частицы тонера имеют округлость от приблизительно 0,92 до приблизительно 0,999.

В других воплощениях изобретения способ настоящего изобретения включает смешение в расплаве аморфной полиэфирной смолы на основе биологического сырья, кристаллической смолы, необязательно воска и необязательно красителя с получением тонера; гранулирование тонера с получением гранул тонера;

обработку гранул тонера с получением частиц тонера; контактирование частиц тонера с деионизированной водой и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом, таким как неионогенные поверхностно-активные вещества, анионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества и их комбинации, с формированием смеси; коалесценцию частиц тонера путем нагревания смеси до температуры от приблизительно 50° до приблизительно 100°С при перемешивании со скоростью, примерно, от 75 оборотов в минуту до, примерно, 400 оборотов в минуту в течение приблизительно от 0,1 часа до приблизительно 9 часов; и выделение частиц тонера из смеси, где частицы тонера имеют округлость от приблизительно 0,93 до приблизительно 0,995.

Еще в других воплощениях изобретения способ настоящего изобретения включает смешение в расплаве полученной из биологического сырья аморфной полиэфирной смолы, полученной, по меньшей мере частично, из такого сырья, как природные триглицеридные растительные масла, фенольные растительные масла и их комбинации, кристаллической смолы, необязательно воска и необязательно красителя с получением тонера; гранулирование тонера с получением гранул тонера; обработку гранул тонера с получением частиц тонера; контактирование частиц тонера с деионизированной водой и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом, таким как лаурилсульфат натрия, додецилбензолсульфонат натрия, додецилнафталинсульфат натрия, диалкилсульфат алкилбензола, диалкилсульфонат алкилбензола, абиетиновая кислота, дисульфонат алкилдифенилоксида, разветвленные додецилбензолсульфонаты натрия и их комбинации, с формированием смеси; коалесценцию частиц тонера в смеси путем нагревания смеси до температуры от приблизительно 50° до приблизительно 100°С при перемешивании со скоростью, примерно, от 50 оборотов в минуту до, примерно, 500 оборотов в минуту в течение приблизительно от 0,1 часа до приблизительно 9 часов при рН от, примерно, 6 до, примерно, 10; и выделение частиц тонера из смеси, где полученная из биологического сырья аморфная полиэфирная смола присутствует в количестве, примерно, от 1 процента от веса компонентов тонера до, примерно, 95 процентов от веса компонентов тонера, поверхностно-активное вещество присутствует в количестве от, примерно, 0,01% до приблизительно 5% от веса частиц тонера, и частицы тонера имеют округлость от приблизительно 0,92 до, приблизительно. 0,999.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение касается способов получения тонеров. В воплощениях изобретения способ включает формирование частиц тонера смешением в расплаве, экструдирование и измельчение компонентов, используемых для формирования частиц тонера, с последующей коалесценцией с получением частиц, имеющих желаемую сферичность.

Смолы

Для получения тонера настоящего изобретения может использоваться любая подходящая смола. Такие смолы, в свою очередь, могут быть получены из любого подходящего мономера. Любой применяемый мономер может быть выбран в зависимости от особенностей полимера, который будет использоваться. Пригодные для получения смол мономеры включают, но не ограничиваются ими, стиролы, акрилаты, метакрилаты, бутадиены, изопрен, акриловые кислоты, метакриловые кислоты, акрилонитрилы, диолы, дикислоты, диамины, диэфиры, диизоцианаты, их комбинации и т.п. Любой используемый мономер может быть выбран в зависимости от особенностей используемого в дальнейшем полимера.

В воплощениях изобретения смола может быть полимерной смолой, включающей, например, смолы на основе стиролакрилатов, стиролбутадиенов, стиролметакрилатов, более конкретно, поли(алкилстирол акрилат), поли(стирол-1,3-диен), поли(алкилстирол метакрилат), поли(алкилстирол акрилат-акриловая кислота), поли(стирол-1,3-диен-акриловая кислота), поли(алкилстирол метакрилат-акриловая кислота), поли(алкилметакрилат-алкилакрилат), поли(алкилметакрилат- арилакрилат), поли (арилметакрилат-алкилакрилат), поли(алкилметакрилат-акриловая кислота), поли(алкилстирол акрилат-акрилонитрил-акриловая кислота), поли (стирол-1,3-диен-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(алкилакрилат-акрилонитрил акриловая кислота), поли(бутадиенстирол), 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(изопрен-стирол), поли(изопрен-метилстирол), поли(изопрен-метилметакрилат), поли(изопрен-этилметакрилат), поли(изопрен-пропилметакрилат), поли(изопрен-бутилметакрилат), поли(изопрен-метилакрилат), поли(изопрен-этилакрилат), поли(изопрен-пропилакрилат), поли(изопрен-бутилакрилат), 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-бутил акрилат-метакриловая кислота), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил), поли(стирол-бутилакрилат-акрилонитрил-акриловая кислота), поли(бутадиен-стирол), поли(изопрен-стирол), 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. Полимеры могут быть блоксополимерами, статистическими или чередующимися сополимерами.

В других воплощениях изобретения смолы, используемые для изготовления тонеров, могут быть полиэфирными смолами. Такие полиэфирные смолы могут быть аморфными смолами, кристаллическими смолами или представлять собой их комбинацию. В дальнейших воплощениях изобретения используемый для получения смолы полимер может быть полиэфирной смолой, включая смолы, описанные в патентах США №6593049 и 6756176, каждый из которых тем самым включен сода в качестве ссылки в полном объеме. Подходящие смолы могут также включать смесь аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы, как описано в патенте США №6830860, который тем самым включен сюда в качестве ссылки в полном объеме.

В воплощениях изобретения пригодные аморфные смолы включают полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, этилен-пропиленовые сополимеры, этилен-винилацетатные сополимеры, полипропилен, их комбинации и т.п. Примеры аморфных смол, которые могут быть использованы, включают щелочные сульфированные полиэфирные смолы, разветвленные щелочные сульфированные полиэфирныесмолы, щелочные сульфированные полиимидные смолы и разветвленные щелочные сульфированные полиимидные смолы. Полезными в воплощениях изобретения щелочными сульфированными полиэфирными смолами могут быть такие, как металлические щелочные соли сополи(этилен-терефталат)-сополи(этилен-5-сульфо-изофталата), сополи(пропилен-терефталат)-сополи(пропилен-5-сульфо-изофталата), сополи(диэтилен-терефтаоат)-сополи(диэтилен-5-сульфо-изофталата), сополи(пропилен-диэтилен-терефталат)-сополи(пропилен-диэтилен-5-сульфоизофталата), сополи(пропилен-бутилен-терефталат)-сополи(пропилен-бутилен-5-сульфо-изофталата),

сополи(пропоксилированного бисфенол-А-фумарат)-сополи(пропоксилированного бисфенол-А-5-сульфо-изофталата), сополи(этоксилированного бисфенол-А-фумарат)-сополи(этоксилированного бисфенол-А-5-сульфо-изофталата) и сополи(этоксилированного бисфенол-А-малеат)-сополи(этоксилированного бисфенол-А-5-сульфо-изофталата), где щелочной металл представляет собой, например, ион натрия, лития или калия.

В воплощениях изобретения в качестве смолы может быть использована ненасыщенная аморфная полиэфирная смола. Примеры таких смол включают смолы, описанные в патенте США №6063827, содержание которого во всем объеме включено сюда в качестве ссылки. Примеры ненасыщенных аморфных полиэфирных смол включают, но не ограничиваются ими, сополи(пропоксилированный бисфенол фумарат), сополи(этоксилированный бисфенол фумарат), сополи(бутоксилированный бисфенол фумарат), сополи(со-пропоксилированный бисфенол со-этоксилированный бисфенол фумарат), поли(1,2-пропилен фумарат), сополи(пропоксилированный бисфенол малеат), сополи(этоксилированный бисфенол малеат), сополи(бутоксилированный бисфенол малеат), сополи (со-пропоксилированный бисфенол со-этоксилированный бисфенол малеат), поли(1,2-пропилен малеат), сополи(пропоксилированный бисфенол итаконат), сополи (этоксилированный бисфенол итаконат), сополи(бутоксилированный бисфенол итаконат), сополи(со-пропоксилированный бисфенол со-этоксилированный бисфенол итаконат), поли(1,2-пропилен итаконат) и их комбинации.

Примеры дикислот или диэфиров, включая виниловые дикислоты или виниловые диэфиры, используемые для получения аморфных полиэфиров, включают дикарбоновые кислоты или 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, янтарный ангидрид, додецилянтарная кислота, додецилянтарный ангидрид, глутаровая кислота, глутаровый ангидрид, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, додекановая дикислота, диметилтерефталат, диэтилтерефталат, диметилизофталат, диэтилизофталат, диметилфталат, фталевый ангидрид, диэтилфталат, диметилсукцинат, диметилфумарат, диметилмалеат, диметилглутарат, диметиладипат, диметилдодецилсукцинат и их комбинации. Органическая дикислота или диэфир могут присутствовать, например, в количестве от приблизительно 40 до приблизительно 60 мольных процентов от количества смолы, от приблизительно 42 до приблизительно 52 мольных процентов от количества смолы и от приблизительно 45 до приблизительно 50 мольных процентов от количества смолы.

Примеры диолов, которые могут быть использованы в производстве аморфных полиэфиров, 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, бис(гидроксиэтил)-бисфенол А, бис (2-гидроксипропил)-бисфенол А, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклогександиметанол, ксилолдиметанол, циклогександиол, диэтиленгликоль, бис(2-гидроксиэтил)оксид, дипропиленгликоль, дибутилен и их комбинации. Количество выбранного органического диола может меняться и в воплощениях изобретения он может присутствовать, например, в количестве от приблизительно 40 до приблизительно 60 мольных процентов от количества смолы, от приблизительно 42 до приблизительно 55 мольных процентов от количества смолы, от приблизительно 45 до приблизительно 53 мольных процентов от количества смолы. В воплощениях изобретения подходящая полиэфирная смола может быть аморфным полиэфиром, таким как сополи(пропоксилированный бисфенол фумарат), имеющий следующую формулу (I):

(I)

где m может быть от приблизительно 5 до приблизительно 1000. Примеры таких смол и способы их получения описаны в патенте США №6063827, который включен сюда полностью в качестве ссылки

В некоторых воплощениях изобретения аморфная смола может быть сшитой смолой. Пример описан в патенте США №6359105, описание которого тем самым включено сюда полностью в качестве ссылки. Например, сшивание может быть достигнуто путем комбинирования аморфной смолы с сшивающим агентом, иногда упоминаемым в воплощениях настоящего изобретения как инициатор. Примеры подходящих сшивающих агентов включают, но не ограничиваются ими, например, свободно радикальные или термические инициаторы, такие как органические перекиси и азосоединения.

В воплощениях изобретения аморфная смола, используемая для формирования тонера настоящего изобретения, может быть, по меньшей мере, одной полученной из биологического сырья аморфной полиэфирной смолой необязательно в комбинации с другой указанной выше аморфной смолой. Как используется здесь, полученная из биологического сырья смола представляет собой смолу или состав смолы, полученные из биологических источников, таких как растительные масла, вместо нефтехимических источников. Как возобновляемые полимеры с низким воздействием на окружающую среду, их основные преимущества состоят в том, что они снижают зависимость от нефтехимических ресурсов и связывают углерод из атмосферы. В воплощениях настоящего изобретения смолы, полученные из биологического сырья, включают, например, смолу где, по меньшей мере, часть смолы получена из природных биологических материалов, таких как животные, растения, их комбинации и т.п. В воплощениях изобретения по меньшей мере часть смолы может быть получена из таких материалов, как природные триглицеридные растительные масла (например, рапсовое масло, соевое масло, подсолнечное масло) или фенольные растительные масла, такие как жидкость скорлупы орехов кешью (CNSL), их комбинаций и т.п.Подходящие полученные из биологического сырья аморфные смолы включают полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиизобутираты и полиолефины, их комбинации и т.п. В некоторых воплощениях изобретения полученные из биологического сырья смолы являются биодеградируемыми смолами.

Примеры аморфных полученных из биологического сырья полимерных смол, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают полиэфиры, полученные из мономеров, включающих димер жирной кислоты, димер жирной дикислоты или димер жирного диола соевого масла, D-изосорбид и/или аминокислоты, такие как L-тирозин и глутаминовая кислота, как описано в патентах США №5959066, 6025061, 6063464 и 6107447 и американских патентных заявках №2008/0145775 и 2007/0015075, каждые из которых тем самым включены сюда в полном объеме в качестве ссылки. В воплощениях изобретения могут использоваться любые комбинации указанных выше соединений. Пригодные полученные из биологического сырья аморфные смолы включают коммерчески доступные смолы от Advaced Image Resources (AIR) под торговой маркой BIOREZ™13062 и BIOREZ™15062. В воплощениях изобретения пригодные полученные из биологического сырья аморфные смолы могут включать димерную кислоту соевого масла, изосорбид (который может быть получен из кукурузного крахмала) с остатком аморфной полимерной смолы, полученной из биологического сырья, представляющим собой диметилтерефталат (DMT), Другая подходящая полученная из биологического сырья полимерная смола может включать приблизительно 43,8% вес. D-изосорбида, приблизительно 42,7% вес. 1,4-циклогександикарбоновой кислоты и приблизительно 13,4% вес. димерной кислоты соевого масла.

В воплощениях изобретения подходящая полученная из биологического сырья аморфная смола может иметь температуру стеклования от приблизительно 45°С до приблизительно 70°С, в других воплощения изобретения от приблизительно 50°С до приблизительно 65°С, средневесовой молекулярный вес (Mw) от приблизительно 2000 до приблизительно 200000, в других воплощения изобретения от приблизительно 5000 до приблизительно 100000, среднечисловой молекулярный вес (Мп), измеренный с помощью гельпроникающей хроматографии (ГПХ), от приблизительно 1000 до приблизительно 10000, в других воплощениях изобретения от приблизительно 2000 до приблизительно 8000, молекулярно-весовое распределение (Mw/Mn) от приблизительно 2 до приблизительно 20, в других воплощениях изобретения от, приблизительно, 3 до приблизительно 15 и вязкость при приблизительно 130°С от, приблизительно 10 Па/сек, до, приблизительно 100000 Па/сек, в других воплощениях изобретения приблизительно от 50 Па/сек до приблизительно 10000 Па/сек.

Полученная из биологического сырья смола может иметь кислотное число от, примерно, 7 мг КОН/г до, примерно, 50 мг КОН/г приблизительно от 9 мг КОН/г до, примерно, 48 мг КОН/г, в других воплощениях изобретения, приблизительно 9,4 мг КОН/г.

При использовании, полученная из биологического сырья аморфная смола может присутствовать, например, в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 95 процентов от веса компонентов, используемых для формирования частиц тонера, в других воплощениях изобретения от приблизительно 5 до приблизительно 50 процентов от веса компонентов, используемых для формирования частиц тонера. В воплощениях изобретения полученная из биологического сырья аморфная полиэфирная смола может иметь размер частиц от приблизительно 50 нм до приблизительно 250 нм в диаметре, в других воплощениях изобретения приблизительно от 75 нм до 225 нм в диаметре. В воплощениях изобретения подходящие частицы латексной смолы могут включать одну или более полученных из биологического сырья аморфных смол, таких как описанная выше смола BIOREZ™, необязательно в комбинации с одной или более описанных выше аморфных смол, необязательно в комбинации с описанной ниже кристаллической смолой. Как отмечено выше, аморфная смола может быть объединена с кристаллической смолой. Кристаллическая смола может быть, например, полиэфиром, полиамидом, полиимидом, полиолефином, таким как полиэтилен, полипропилен, полибутилен или этилен-пропиленовый сополимер, полиизобутиратом, сополимером этилена с винилацетатом, их комбинацией и т.п. В воплощениях изобретения кристаллическая смола может быть сульфированной. Кристаллическая смола может быть получена реакцией поликонденсации органического диола с органической дикислотой в присутствии катализатора поликонденсации.

Примеры органических диолов включают алифатические диолы с от приблизительно 2 до, приблизительно 8 атомами углерода, такие как 1,2-этандиол, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол и т.п.; щелочные сульфо-алифатические 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, их смеси и т.п.Алифатический диол может присутствовать в количестве от приблизительно 45 до, приблизительно 50 мольных процентов от количества смолы, в других воплощениях изобретения от приблизительно 47 до приблизительно 49 мольных процентов от количества смолы и щелочной сульфо-алифатический диол может присутствовать в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 10 мольных процентов от количества смолы, в других воплощениях изобретения от приблизительно 2 до приблизительно 8 мольных процентов от количества смолы.

Примеры органических дикислот или диэфиров, подходящих для получения кристаллических смол, включают щавелевую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталеву кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, малоновую кислоту и мезаконовую кислоту;

их диэфиры или ангидриды; и щелочные сульфо-органические дикислоты, такие как натриевая, литиевая или калиевая соль диметил-5-сульфо-изофталата, ангидрид диалкил-5-сульфо-изофталат-4-сульфо-1,8-нафтойной кислоты, 4-сульфо-фталевую кислоту, диметил-4-сульфо-фталат, диалкил-4-сульфо-фталат, 4-сульфофенил-3,5-дикарбометоксибензол, 6-сульфо-2-нафтил-3,5-дикарбометоксибензол, сульфо-терефталевую кислоту, диметил-сульфо-терефталат, 5-сульфо-изофталевую кислоту, диалкил-сульфо-терефталат, сульфоэтандиол, 2-сульфопропандиол, 2-сульфобутандиол, 3-сульфопентандиол, 2-сульфогександиол, 3-сульфо-2-метилпентандиол, 2-сульфо-3,3-диметилпентандиол, сульфо-п-гидроксибензойную кислоту, N,N-6Hc(2-гидроксиэтил)-2-аминоэтан сульфонат или их комбинации. Органическая дикислота может присутствовать в количестве, например, от приблизительно 40 до приблизительно 50 мольных процентов от количества смолы, в других воплощениях изобретения от приблизительно 42 до приблизительно 48 мольных процентов от количества смолы, и щелочная сульфо-алифатическая дикислота может присутствовать в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 10 мольных процентов, в других воплощениях изобретения от приблизительно 2 до приблизительно 8 мольных процентов от количества смолы.

В воплощениях изобретения кристаллический полиэфирный материал может быть получен из мономерной системы, включающей спирт, такой как 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол их комбинации, с дикарбоновой кислотой, такой как фумаровая кислота, янтарная кислота, щавелевая кислота, адипиновая кислота и их комбинациями. Например, в воплощениях изобретения кристаллический полиэфир может быть получен из 1,4-бутандиола, адипиновой кислоты и фумаровой кислоты.

В воплощениях изобретения может быть использовано стехиометрическое, эквимолярное соотношение органического диола и органической дикислоты. Однако в некоторых случаях, когда температура кипения органического диола составляет от приблизительно 180°С до приблизительно 230°С, может использоваться избыток диола и его удаление во время процесса поликонденсации.

Подходящие катализаторы поликонденсации для получения как кристаллических, так и аморфных полиэфиров, включают тетраалкилтитанаты, оксид диалкилолова, такой как оксид дибутилолова, тетраалкилолово, такой как дилауринат дибутилолова, гидроокись оксида диалкилолова, такой как гидроокись оксида бутилолова, алкоголяты алюминия, алкилцинк, диалкилцинк, оксид цинка, оксид олова, или их комбинации. Катализаторы могут использоваться в количестве, например приблизительно от 0,01 мольных процентов до приблизительно 5 мольных процентов, по отношению к используемому при получении полиэфирной смолы исходному количеству дикислоты или диэфира, в других воплощениях изобретения от приблизительно 0,5 до приблизительно 4 мольных процентов по отношению к используемому при получении полиэфирной смолы исходному количеству дикислоты или диэфира.

Количество используемого катализатора может меняться и может быть выбрано в количестве, например, от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 мольного процента от количества смолы. Дополнительно, вместо органической дикислоты может также быть выбран органический диэфир со спиртом, получаемым в качестве побочного продукта во время процесса.

В воплощениях изобретения подходящие кристаллические смолы включают поли(этилен-адипинат), поли(пропилен-адипинат), поли(бутилен-адипинат), поли(пентилен-адипинат), поли(гесилен-адипинат), поли(октилен-адипинат), поли(этилен-сукцинат), поли(пропилен-сукцинат), поли(бутилен-сукцинат), поли(пентилен-сукцинат), поли(гексилен-сукцинат), поли(октилен-сукцинат), поли(этилен-себацинат), поли(пропилен-себацинат), поли(бутилен-себацинат), поли(пентилен-себацинат), поли(гексилен-себацинат), поли(октилен-себацинат), поли(децилен-себацинат), поли(децилен-деканоат), поли-(этилен-деканоат), поли-(этилен-додеканоат), поли(нонилен-себацинат), поли(нонилен-деканоат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-себацинат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-деканоат), сополи(этилен-фумарат)-сополи(этилен-додеканоат) и их комбинации.

В воплощениях изобретения кристаллическая смола может быть короткоцепочечньш полиэфиром, основанным на мономерах, имеющих углеродную цепь меньше, чем примерно 8 атомов углерода, в воплощениях изобретения приблизительно от 2 атомов углерода до, приблизительно 8 атомов углерода, в воплощениях изобретения приблизительно от 4 атомов углерода до, приблизительно 6 атомов углерода. Такие смолы включают, например, CPES-A3C, смесь 1,4-бутандиола, фумаровой кислоты и адипиновой кислоты, коммерчески доступной от Као Corporation (Япония).

Кристаллическая смола может присутствовать, например, в количестве от приблизительно 5 до приблизительно 50 процентов весовых от компонентов тонера, в других воплощениях изобретения от приблизительно 10 до приблизительно 35 процентов весовых от компонентов тонера. Кристаллическая смола может иметь различную температуру плавления, например, от приблизительно 70°С до, приблизительно 150°С, в других воплощениях изобретения от приблизительно 80°С до приблизительно 140°С. Кристаллическая смола может иметь среднечисловой молекулярный вес (Мn), измеренный с помощью гельпроникающей хроматографии (ГПХ), например от приблизительно 1000 до приблизительно 50000, в других воплощениях изобретения от приблизительно 2000 до приблизительно 25000, средневесовой молекулярный вес (Mw), например, от, приблизительно 2000 до приблизительно 100000, в других воплощениях изобретения от приблизительно 3000 до, приблизительно 80000, как определено с помощью гельпроникающей хроматографии (ГПХ), используя полистирол в качестве стандарта. Молекулярно-весовое распределение (Мn/Mw) кристаллической смолы может быть, например, от приблизительно 1 до приблизительно 6, в других воплощениях изобретения от приблизительно 2 до приблизительно 4.

Может использоваться одна, две или более смол. В воплощениях изобретения используются две или более смолы; смолы могут быть в любом подходящем соотношении (например, весовом соотношении), таком как, например приблизительно от 1% (первая смола)/99% (вторая смола) до приблизительно 99% (первая смола)/1% (вторая смола), в других воплощениях изобретения приблизительно от 4% (первая смола)/96% (вторая смола) до, приблизительно 96% (первая смола)/4% (вторая смола). В случае, где смола включает аморфную смолу, кристаллическую смолу и полученную из биологического сырья аморфную смолу, весовое соотношение этих трех смол может быть приблизительно от 97% (аморфная смола): 2% (кристаллическая смола): 1% (полученная из биологического сырья аморфная смола) до приблизительно 92% (аморфная смола): 4% (кристалличесекая смола): 4% (полученная из биологического сырья аморфная смола).

В воплощениях изобретения смола может быть получена методами поликонденсации. В других воплощениях изобретения смола может быть получена методами эмульсионной полимеризации.

Тонер

Для формирования тонирующих составов может использоваться описанная выше смола. Такие тонирующие составы могут дополнительно включать красители, воски и другие добавки.

Красители

В качестве добавляемого красителя в тонер могут быть включены различные известные подходящие красители, такие как краски, пигменты, смеси красок, смеси пигментов, смеси красок и пигментов и т.п.

В качестве примеров подходящих красителей могут быть указаны сделанные из углеродной сажи красители, подобно REGAL 330®; магнетиты, такие как магнетита Mobay M08029™, М08060™; колумбийские магнетиты; MAPICO BLACKS™ и поверхностно обработанные магнетиты; магнетиты Pfizer CB4799™, СВ5300™, СВ5600™, МСХ6369™; магнетиты Байера, BAYFERROX 8600™, 8610™; магнетиты Northen Pigments, NP-604™, NP-608™; магнетиты Magnox ТМВ-100™ или ТМВ-104™; и т.п. В качестве красящих пигментов могут быть выбраны: голубой пигмент, фуксин, желтый, красный, зеленый, коричневый, синий пигмент или их смеси. В основном используются голубые пигменты, фуксин или желтые пигменты или краски или их смеси. Пигмент или пигменты в основном используются в виде дисперсий пигмента на водной основе.

Конкретные примеры пигментов включают SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE дисперсии пигмента на водной основе от SUN Chemicals, HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL BLUE™, PYLAM OIL YELLOW™, PIGMENT BLUE l™ от Paul Uhlich & Company, Inc., PIGMENT VIOLET I™, PIGMENT RED 48™, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026™, E.D. TOLUIDINE RED™ и BON RED С™ от Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, NOVAPERM YELLOW FGL™, HOSTAPERM PINK E™ от Hoechst, и CINQUASIA MAGENTA™ от E.I. DuPont de Nemours & Company и т.п. В основном красителями, которые могут быть отобраны, являются черный, голубой, фуксин или желтый и их смеси. Примерами фуксинов являются 2,9-диметил-замещенный хинакридоновый и антрахиноновый красители, идентифицированные в Color Index как CI 60710, CI Dispersed Red 15, диазокраситель, идентифицированный в Color Index как CI 26050, CI Solvent Red 19, и т.п.Иллюстративные примеры голубых красителей включают пигменты тетра(октадецилсульфонамидо) фталоцианин меди, фталоцианин х-меди, указанные в Color Index как CI 74160, CI Pigment Blue, CI Pigment Blue 15:3 и Anthrathrene Blue, идентифицированные в Color Index как CI 69810, Special Blue X-2137, и т.п.Иллюстративными примерами желтых красителей являются желтые диарилид 3,3-дихлорбензидин ацетоацетанилиды, моноазо пигмент, идентифицированный в Color Index как CI 12700, CI Solvent Yellow 16, сульфонамид нитрофениламина, идентифицированный в Color Index как Roron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 33 2,5-диметокси-4-сульфонанилид фенилазо -4 '-хлор-2,5-диметокси ацетоацетанилид, и Permanent Yellow FGL. В качестве красителей могут также быть выбраны красящие магнетиты, такие как смеси MAPICO BLACKS™, и голубые компоненты. Могут быть выбраны другие известные красители, такие как Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) и Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), и краски, 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 III (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 Orange 152, 1560 (BASF), Lithol Fast Yellow 0991 К (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), Suco-Gelb L1250 (BASF), Suco-Yellow D1355 (BASF), Hostaperm Pine E (American Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Madenta (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 Scarlett 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), их комбинации и т.п.

Воск

При формировании частиц тонера воск может быть необязательно объединен со смолой и необязательно красителем, В случае присутствия, воск может присутствовать в количестве, например приблизительно от 1 процента весовых до приблизительно 25 процентов весовых от веса частиц тонера, в воплощениях изобретения приблизительно от 5 процентов весовых до приблизительно 20 процентов весовых от веса частиц тонера

Воски, которые могут быть отобраны, включают воски, имеющие, например, средневесовой молекулярный вес от приблизительно 200 до приблизительно 20 000, в воплощениях изобретения от приблизительно 400 до приблизительно 5 000. Воски, которые могут использоваться, включают, например, полиолефины, такие как полиэтиленовые, полипропиленовые и полибутеновые воски, такие как коммерчески доступные от Allied Chemical and Petrolite Corporation, например POLYWAX ™ полиэтиленовые воски от Baker Petrolite, восковые эмульсии, доступные от Michaelman, Inc. и Daniels Products Company, EPOLENE N-15™, коммерчески доступный от Eastman Chemical Products, Inc., и VISCOL 550-P ™, полипропилен с низким средневесовым молекулярным весом, доступный от Sanyo Kasei К. К.; растительные воски, такие как карнаубский воск, воск рисовых отрубей, канделилльский воск, сумаховый воск и воск жожоба; животные воски, такой как пчелиный воск; минеральные воски и нефтяные воски, такие как буроугольный воск, озокерит, церезин, твердый парафин, микрокристаллический воск и воск Фишера-Тропша; эфирные воски, полученные из высших жирных кислот и высших спиртов, такие как стеарил стеарат и бегенил бегенат; эфирные воски, полученные из высших жирных кислот и одновалентных или поливалентных низших спиртов, такие как бутил стеарат, пропил олеат, глицерид моностеарат, глицерид дистеарат и пентаэритрол тетрабегенат; эфирные воски, полученные из высшей жирной кислоты и поливалентных спиртовых мультимеров, такие как моностеарат диэтиленгликоля, дистеарат дипропиленгликоля, диглицерил дистеарат и триглицерил тетрастеарат; воски сорбитанового эфира высших жирных кислот, такие как сорбитан моностеарат, и воски холестеринового эфира высших жирных кислот, такие как холестерил стеарат.Примеры функциональных восков, которые могут использоваться, включают, например, амины, амиды, например AQUA SUPERSLIP 6550 ™, SUPERSLIP 6530 ™, доступные от Micro Powder Inc., фторированные воски, например POLYFLUO 190 ™, POLYFLUO 200 ™, POLYSILK 19 ™, POLYSILK 14 ™ от Micro Powder Inc., смешанные фторированные, амидные воски, например MICROSPERSION 19 ™, также доступные от Micro Powder Inc., имиды, сложные эфиры, четвертичные амины, карбоновые кислоты или эмульсия акрильного полимера, например JONCRYL 74 ™, 89 ™, 130 ™, 537 ™ и 538 ™, все доступные от SC Johnson Wax, и хлорированные полипропилены и полиэтилены, доступные от Allied Chemical and Petrolite Corporation и SC Johnson Wax. В воплощении изобретения могут также использоваться смеси и комбинации предшествующих восков. Воски могут быть включены для термофиксации антиадгезионного агента.

Получение тонера

Частицы тонера могут быть полечены любым известным специалистам в данной области методом. В воплощениях настоящего изобретения тонеры могут быть сформированы путем смешения в расплаве, используя известные в данной области методы и аппараты. Например, смешение в расплаве компонентов тонера может быть достигнуто путем физического смешивания частиц вышеупомянутых компонентов с последующим смешением в расплаве, например, в экструдере, смесителе Бенбери или двухвалковых вальцах. В экструдере или подобном аппарате может быть установлена соответствующая температура, например, приблизительно от 65°С до, примерно, 200°С, в воплощениях изобретения приблизительно от 80°С до, примерно, 120°С.

Компоненты тонера, включая смолу(ы), воск, если таковые имеются, краситель и другие добавки, могут быть скомбинированы так, чтобы экструдат тонера имел желаемый состав красителей и добавок. Затем в воплощениях изобретения экструдат тонера может быть измельчен в гранулы или грубо измельченные формы, иногда упоминаемое здесь как "гранулирование", используя известные в данной области методы и устройства, например, с помощью грануляторов, измельчителей, пальцевой дробилки, мельничных устройств, сортировщиков, дополнительных блендеров, сит и их комбинаций и т.п.Используемый здесь термин "гранулирование" может включать любой известный в пределах данной области техники процесс, который может быть использован для переработки экструдата тонера в гранулы, грубо измельченную форму или крупные частицы и где "гранулы" включают экструдат тонера в форме шариков, грубо измельченной форме, в форме крупных частиц или любой другой подобной форме.

В полученном тонере связующая смола может присутствовать в количестве приблизительно от 50 процентов весовых до приблизительно 99 процентов весовых от тонирующего состава, в воплощениях изобретения приблизительно от 70 процентов весовых до приблизительно 97 процентов весовых от тонирующего состава, с красителем,