ЦВЕТНОЙ ТОНЕР И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G03G9/00 

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 тона=287.4+876V-383B+17550VB

Значения цветности и угла цветового тона могут быть математически преобразованы в значения a* и b* по уравнениям, которые известны специалистам в данной области.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, например, красящее вещество, используемое для составления синего тонера, может включать в себя по меньшей мере один фиолетовый пигмент в комбинации с по меньшей мере одним голубым пигментом. К пигментам, пригодным для формирования синего тонера, относятся без ограничения фиолетовые пигменты, такие как Pigment Violet 23 (PV23), Pigment Violet 3 (PV 3) и их комбинации. Фиолетовый пигмент может присутствовать в количестве от около 0,5% до около 10% от массы системы красителей, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 1% до около 8% от массы системы красителей, и в части реализации от около 1,7% до около 3,8% от массы системы красителей. Система красителей может также включать в себя голубой пигмент. К пригодным голубым пигментам относятся Pigment Blue 61 (РВ61), Pigment Blue 15:3 (PB15:3), Pigment Blue 15:4 (PB15:4), Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинации, в количестве от около 0.1% до около 10% от массы системы красителей, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,5% до около 5% от массы системы красителей, в части реализации от около 1,9% до около 4,0% от массы системы красителей.

Система красителей по настоящему изобретению может присутствовать в тонере в количестве от около 1% до около 15% от массы тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 2% до около 8% от массы тонера.

Тонеры по настоящему изобретению могут обеспечивать плотность покрытия тонером на единицу площади (ТМА) от около 0,2 мг/см² до около 1,5 мг/см², в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,3 мг/см² до около 0,7 мг/см.

Синий тонер по настоящему изобретению может иметь яркость (L*) от около 19 до около 27, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 20 до около 24.

Синий тонер по настоящему изобретению может иметь угол цветового тона от около 291° до около 299°, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 292° до около 296°.

Воск

Помимо полимерной связующей смолы и красителей, описанных выше, тонеры по настоящему изобретению также могут опционально содержать воск, который может представлять либо собой воск одного типа либо смесь двух или более разных восков. Отдельный воск может добавляться в состав тонера, например, для улучшения определенных свойств тонера, таких как форма частиц тонера, наличие и количество воска на поверхности частиц тонера, характеристики способности к заряжению и/или термического закрепления, блеска, отслаивания, характеристик при офсетной печати и т.п. В других вариантах для придания составу тонера ряда свойств может добавляться комбинация восков.

Если воск используется, он может смешиваться со смолой в процессе формирования частиц тонера. Воск (при его наличии) может использоваться в количестве, например, от около 1 до около 25% от массы частиц тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 5 до около 20% от массы частиц тонера.

К воскам, которые могут быть выбраны, относятся, например, воска со средней молекулярной массой от около 500 до около 20000, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 1000 до около 10000. Могут быть использованы, например, следующие воска: полиолефины, такие как полиэтиленовые, полипропиленовые и полибутиленовые воска, в частности, фирмы Allied Chemical and Petrolite Corporation, полиэтиленовые воска POLYWAX™ фирмы Baker Petrolite, восковые эмульсии фирм Michaelman, Inc. и Daniels Products Company, продукт EPOLENE N-15™ фирмы Eastman Chemical Products, Inc., а также VISCOL 550-P™, полипропилен с низкой средней молекулярной массой фирмы Sanyo Kasei К.К.; растительные воска, такие как карнаубский воск, рисовый воск, канделильский воск, воск из сумаховых, масло хохобы; животные воска, такие как пчелиный воск; минеральные воска и нефтяные воска, такие как горный воск, озокерит, церезин, парафиновый воск, микрокристаллический воск, воск Фишера-Тропша; эфирные воска, получаемые из высшей жирной кислоты и высшего спирта, такие как стеарилстеарат и бегенилбегенат; эфирные воска, получаемые из высшей жирной кислоты и одно- или многоатомного низшего спирта, такие как бутилстеарат, пропилолеат, глицерид моностеарат, глицерид дистеарат, пентаэритритол тетрабегенат; эфирные воска, получаемые из высшей жирной кислоты и мультимеров многоатомного спирта, такие как диэтилепгликоль моностеарат, дипропиленгликоль дистеарат, диглицерил дистеарат, триглицерил тетрастеарат; воска на основе эфиров сорбитана с высшей жирной кислотой, таких как сорбитан моностеарат, и воска на основе эфиров холестерина с высшей жирной кислотой, таких как холестерилстеарат. Примерами функционализированных восков, которые могут быть использованы, являются амины, амиды, например AQUA SUPERSLIP 6550™, SUPERSLIP 6530™ фирмы Micro Powder Inc.; фторированные воска, например POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYSILK 19™, POLYSILK 14™ фирмы Micro Powder Inc.; смешанные фторированные амидные воска, например MICROSPERSION 19™, также поставляемые фирмой Micro Powder Inc., имиды, сложные эфиры, четвертичные амины, карбоновые кислоты, эмульсии акриловых полимеров, например JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™, 538™ фирмы SC Johnson Wax, а также хлорированные полипропилены и полиэтилены фирм Allied Chemical and Petrolite Corporation и SC Johnson wax. В некоторых вариантах осуществления изобретения могут также быть использованы смеси и комбинации вышеуказанных восков. Воски могут добавляться, например, в качестве агентов для разблокирования валика для термического закрепления тонера.

Приготовление тонера

Частицы тонера могут быть получены любым методом, который известней специалистам в данной области. Несмотря на то что ниже описаны варианты осуществления изобретения, относящиеся к получению частиц тонера с помощью процессов агрегации эмульсий, может быть использован любой подходящий метод получения частиц тонера, включая химические процессы, такие как суспензионные процессы и процессы инкапсулирования, раскрытые в патентах США №№5290654 и 5302486, описания которых целиком включены в настоящее описание в виде ссылок. В некоторых вариантах осуществления изобретения тонерные композиции и частицы тонера могут быть приготовлены с помощью процессов агрегации и коалесценции, в которых мелкие частицы смолы агрегируют до подходящего размера частиц тонера и затем коалесцируют для достижения требуемой формы и морфологии частиц тонера.

В некоторых вариантах осуществления изобретения тонерные композиции могут быть приготовлены при помощи процессов агрегации эмульсий, таких как процесс, включающий в себя агрегирование смеси опционального воска и любых других желаемых или требуемых добавок, и эмульсий, включающих вышеописанные смолы, возможно, в присутствии описанных выше ПАВ с последующим коалесцированием агрегированной смеси. Смесь может быть приготовлена путем добавления опционального воска или других материалов, которые также опционально могут иметь форму дисперсии, включающей ПАВ, к эмульсии, которая может представлять собой смесь двух или более эмульсий, содержащих смолу (смолы). Значение рН полученной смеси может быть скорректировано добавлением кислоты, например, уксусной, азотной и т.д. В некоторых вариантах осуществления изобретения рН смеси может корректироваться до значений от около 2 до около 4,5. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения смесь может подвергаться гомогенизации. Если смесь подвергается гомогенизации, она может быть достигнута путем перемешивания со скоростью от около 600 до около 4000 оборотов в минуту. Гомогенизация может быть достигнута любым подходящим способом, включая, например, использование гомогенизатора IKA ULTRA TURRAX T50.

После приготовления вышеуказанной смеси к ней может быть добавлен агрегирующий агент. При получении тонера может быть использован любой подходящий агрегирующий агент. К подходящим агрегирующим агентам относятся, например, водные растворы веществ, содержащих двух- или многовалентные катионы. В качестве агрегирующего агента могут выступать, например, галогениды полиалюминия, такие как хлорид полиалюминия (РАС), соответствующие бромид, фторид или иодид; силикаты полиалюминия, такие как сульфосиликат полиалюминия (PASS), а также водорастворимые соли металлов, в том числе хлорид алюминия, нитрит алюминия, сульфат алюминия, сульфат калия-алюминия, ацетат кальция, хлорид кальция, нитрит кальция, оксалат кальция, сульфат кальция, ацетат магния, нитрат магния, сульфат магния, ацетат цинка, нитрат цинка, сульфат цинка, хлорид цинка, бромид цинка, бромид магния, хлорид меди, сульфат меди и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения агрегирующий агент может добавляться к смеси при температуре ниже температуры стеклования (Tg) смолы.

Агрегирующий агент может добавляться к смеси, используемой для приготовления тонера, в количестве, например, от около 0,1 частей на сотню (pph) до около 1 части на сотню, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,25 частей на сотню до около 0,75 частей на сотню, в ряде случаев около 0,5 частей на сотню. Этого количества агента достаточно для агрегации.

На степень блеска тонера влияет количество удерживаемого в частице иона металла, например, Al₃ ⁺. Количество удерживаемого частицей иона металла можно дополнительно корректировать добавлением ЭДТА. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество сшивающего агента, например Al₃ ⁺, удерживаемого в частицах тонера по настоящему изобретению, может составлять от около 0,1 частей на сотню до около 1 частей на сотню, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,25 частей на сотню до около 0,8 частей на сотню, в ряде случаев около 0.5 частей на сотню.

С целью контроля агрегации и коалесценции частиц в некоторых вариантах осуществления изобретения агрегирующий агент может дозироваться в смесь на протяжении определенного периода времени. Например, агент может дозироваться в смесь на протяжении периода от около 5 до около 240 минут, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 30 до около 200 минут. Добавление указанного агента может также производиться при перемешивании смеси, в некоторых вариантах осуществления изобретения со скоростью от около 50 об/мин до около 1000 об/мин, в других вариантах осуществления от около 100 об/мин до около 500 об/мин, и при температуре ниже температуры стеклования смолы, как описано выше, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 30°С до около 90°С, в части реализации от около 35°С до около 70°С.

Агрегация частиц может осуществляться вплоть до достижения заранее заданного размера частиц. Под заранее заданным размером частиц понимается желаемый размер частиц, который предполагается получить и который задают до начала формирования частиц, а также размер частиц, определяемый в процессе их роста до достижения такого размера частиц. В процессе роста частиц может производиться отбор и анализ образцов для определения среднего размера частиц, например, с помощью анализатора Coulter Counter. При этом агрегация может производиться при поддержании повышенной температуры либо при медленном нагреве, например от около 40°С до около 100°С, и выдерживании смеси при этой температуре в течение периода от около 0.5 ч до около 6 ч, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 1 ч до около 5 ч при непрерывном перемешивании с получением агрегированных частиц. По достижении заранее заданного нужного размера частиц процесс роста прекращают. В реализациях заранее заданный нужный размер частиц находится в пределах диапазонов размеров частиц тонера, указанных выше.

Выращивание частиц и придание им формы после добавления агрегирующего агента могут производиться при любых подходящих условиях. Например, рост частиц и придание им формы могут проводиться в условиях, при которых агрегирование происходит отдельно от коалесценции. Чтобы разделить стадии агрегации и коалесценции, процесс агрегации может проводиться в условиях сдвига при повышенной температуре, например от около 40°С до около 90°С, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 45°С до около 80°С, что может быть ниже температуры стеклования смолы, как обсуждалось выше.

В некоторых вариантах осуществления изобретения агрегированные частицы могут иметь размер менее 3 мкм, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 2 мкм до около 3 мкм, в других вариантах осуществления от около 2,5 мкм до около 2,9 мкм.

Смола для формирования оболочки

В некоторых вариантах осуществления изобретения сформированные агрегированные частицы тонера могут дополнительно покрываться оболочкой. Любая смола, описанная выше и пригодная в качестве основы тонера, может также быть использована в качестве смолы для оболочки. Смола для оболочки может быть нанесена на агрегированные частицы любым методом, известным специалистам в данной области. В некоторых вариантах осуществления изобретения смола для оболочки может находиться в форме эмульсии, включающей любой ПАВ, описанный выше. Агрегированные частицы, описанные выше, могут быть смешаны с такой эмульсией, в результате чего смола образует оболочку вокруг сформированных агрегированных частиц. В некоторых вариантах осуществления изобретения для создания оболочки вокруг агрегированных частиц с образованием частиц тонера, имеющих структуру «ядро-оболочка», может быть использована аморфная полиэфирная смола. В некоторых вариантах осуществления изобретения для создания оболочки вокруг сформированных агрегированных частиц может быть использована низкомолекулярная аморфная смола.

Смола для оболочки может вводиться в количестве от около 10 до около 32% от массы частиц тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 24 до около 30% от массы частиц тонера.

По достижении нужного окончательного размера частиц тонера рН смеси может быть скорректирован путем добавления основания до значения от около 6 до около 10, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 6,2 до около 7. Корректировка рН может быть использована для «замораживания», т.е. остановки, роста частиц тонера. В качестве основания для остановки роста частиц тонера может быть использовано любое подходящее основание, например гидроксиды щелочных металлов, в частности гидроксид натрия, гидроксид калия, а также гидроксид аммония, их комбинации и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения для корректировки рН до нужной величины, указанной выше, может использоваться этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА). Основание может использоваться в количестве от около 2 до около 25% от массы смеси, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 4 до около 10% от массы смеси.

Коалесценция

После агрегации до нужного размера частиц и формирования опциональной оболочки, как описано выше, частицы могут затем подвергаться коалесценции с образованием частиц требуемой окончательной формы, причем коалесценция достигается, например, нагреванием смеси до температуры от около 55°С до около 100°С, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 65°С до около 75°С, в некоторых случаях до около 70°С, что может быть ниже температуры плавления кристаллической смолы, для предотвращения пластификации. Могут использоваться более высокие или более низкие температуры, учитывая, что эта температура зависит от того, какая именно смола использована в качестве связующего.

Коалесценция может производиться в течение периода от около 0,1 до около 9 часов, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,5 до около 4 часов.

После проведения коалесценции смесь может быть охлаждена до комнатной температуры, например, от около 20°С до около 25°С. В зависимости от потребности указанное охлаждение может быть быстрым или медленным. Пригодный для использования метод охлаждения может включать введение холодной воды в рубашку вокруг реактора. После охлаждения частицы тонера могут быть промыты водой и затем высушены. Сушка может производиться любым подходящим методом, например методом сублимационной сушки.

Добавки

В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы тонера могут также содержать другие опциональные добавки, как желаемые, так и необходимые. Например, тонер может включать любые известные добавки для управления способностью к заряжению в количестве от около 0,1 до около 10% от массы тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,5% до около 7% от массы тонера. Примерами таких добавок для управления зарядом являются галогениды алкилпиридиния, бисульфаты, добавки для управления зарядом согласно патентам США №№3944493, 4007293, 4079014, 4394430 и 4560635, целиком включенные в настоящее описание в виде ссылок, добавки для усиления отрицательного заряда, такие как алюминиевые комплексы, и т.п.

В состав тонеров по настоящему изобретению после промывки и сушки могут вводиться поверхностные добавки. Примерами таких поверхностных добавок являются соли металлов, соли металлов с жирными кислотами, коллоидная окись кремния, оксиды металлов, титанаты стронция, их смеси и т.п. Поверхностные добавки могут вводиться в количестве от около 0,1 до около 10% от массы тонера, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,5% до около 7% от массы тонера. Примеры таких добавок описаны в патентах США №№3590000, 3720617, 3655374 и 3983045; раскрытая во всех этих источниках информация включена в настоящий документ целиком в виде ссылок. Другими примерами добавок являются стеарат цинка и AEROSIL R972®, поставляемый фирмой Degussa. Могут также вводиться оксиды кремния с покрытием согласно патентам США №№6190815 и 6004714, целиком включенные в настоящий документ в виде ссылок, в количестве от около 0,05 до около 5%, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,1 до около 2% от массы тонера; эти добавки могут вводиться в процессе агрегации или смешиваться с готовым тонером.

Характеристики частиц тонера могут определяться с помощью любых подходящих методов и приборов. Среднеобъемный диаметр частиц (D50v), среднеобъемное распределение геометрических размеров (GSDv) и среднечисловое распределение геометрических размеров (GSDn) могут быть измерены с помощью измерительного прибора, такого как Beckman Coulter Multisizer 3, эксплуатируемого в соответствии с инструкциями производителя. Отбор представительного образца может выполняться следующим образом: небольшой образец тонера, около 1 грамма, может быть получен и профильтрован через сетку 25 мкм и помещен в изотонический раствор для получения концентрации около 10%; затем образец анализируют с помощью прибора Beckman Coulter Multisizer 3. Тонеры, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут обладать превосходными характеристиками заряжаемости в условиях экстремальной относительной влажности (RH). Зона низкой влажности (зона С) может характеризоваться параметрами около 10°С/15% RH, а зона высокой влажности (зона А) - параметрами около 28°С/85% RH. Тонеры по настоящему изобретению могут также характеризоваться отношением заряда к массе (Q/M) для исходного тонера от около -5 мкКл/г до около -90 мкКл/г, а для тонера, обработанного поверхностной добавкой от около -15 мкКл/г до около -80 мкКл/г.

При использовании способов настоящего изобретения может быть достигнут нужный уровень блеска. Так, например, тонер по настоящему изобретению может иметь уровень блеска, измеренный в единицах по шкале Гарднера (Gardner Gloss Units, ggu) от около 20 ggu до около 100 ggu, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 50 ggu до около 95 ggu, в части реализации от около 60 ggu до около 90 ggu.

В некоторых вариантах осуществления изобретения тонеры, описанные в настоящем описании, могут быть использованы как особо легкоплавкие (ULM) тонеры. В некоторых вариантах осуществления изобретения сухие частицы тонера без учета поверхностных добавок могут иметь следующие характеристики:

(1) Среднеобъемный диаметр (также называемый как «среднеобъемный диаметр частиц») от около 2,5 до около 20 мкм, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 2,75 до около 10 мкм, в части реализации от около 3 до около 7,5 мкм.

(2) Среднечисловое геометрическое стандартное отклонение (GSDn) и/или среднеобъемное геометрическое стандартное отклонение (GSDv) от около 1,18 до около 1,30, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 1,19 до около 1,24.

(3) Округлость от около 0,9 до около 1 (измерение с помощью, например, анализатора Sysmex FPIA 2100), в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,95 до около 0,985, в части реализации от около 0,96 до около 0,98.

Проявители

На основе полученных указанными способами частиц тонера может быть создан проявляющий состав. Частицы тонера могут быть смешаны с частицами носителя с получением двухкомпонентного проявляющего состава. Концентрация тонера в проявителе может составлять от около 1% до около 25% от общей массы проявителя, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 2% до около 15% от общей массы проявителя.

Носители

Примерами частиц носителей, которые могут быть использованы для смешивания с тонером, являются частицы, способны электризоваться при трении, получая при этом заряд противоположной полярности по сравнению с частицами тонера. Наглядными примерами подходящих частиц носителей являются гранулированный силикат циркония, гранулированный кремний, стекло, сталь, никель, ферриты, ферриты железа, диоксид кремния и т.п.Другие носители, в частности, представлены в патентах США №№3847604, 4937166 и 4935326.

Выбранные частицы носителя могут быть использованы как с покрытием, так и без него. В некоторых вариантах осуществления изобретения частицы носителя могут включать «ядро» с покрытием, которое может быть сформировано из смеси полимеров, не находящихся близко друг от друга в ряду трибоэлектрических свойств. Указанное покрытие может включать в себя фторополимеры, такие как поливинилиденфторидные смолы, тройные сополимеры стирола, метилметакрилат и/или силаны, такие как триэтоксисилан, тетрафторэтилены, другие известные покрытия и т.п. Например, могут быть использованы покрытия, содержащие поливинилиденфторид, выпускаемые, например, под маркой KYNAR 30 IF™, и/или полиметил метакрилат, например, имеющий среднемассовую молекулярную массу от около 300000 до около 350000, в частности, выпускаемый фирмой Soken. В некоторых вариантах осуществления изобретения, полив инилид енфторид и полиметилметакрилат (РММА) могут быт смешаны в соотношении от около 30: 70 масс. % до около 70: 30 масс. %, в других вариантах осуществления в соотношении от около 40: 60 масс.% до около 60: 40 масс.%. Масса покрытия может составлять, например, от около 0,1% до около 5% от массы носителя, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0,5% до около 2% от массы носителя.

В некоторых вариантах осуществления изобретения РММА может быть опционально сополимеризован с любым нужным сомономером при условии, что получающийся сополимер продолжает обеспечивать нужный размер частиц. К подходящим сомономерам могут относиться моноалкил- или диалкиламины, такие как диметиламиноэтилметакрилат, диэтиламиноэтилметакрилат, диизопропиламиноэтилметакрилат, т-бутиламиноэтилметакрилат и т.п.Частицы носителя могут быть приготовлены путем смешивания основы носителя с полимером в количестве от около 0,05% до около 10%, в некоторых вариантах осуществления изобретения от около 0.01% до около 3% от массы покрытых частиц носителя, с использованием адгезии полимера к основе носителя за счет механического сдавливания и/или электростатического притяжения.

Для нанесения полимера на поверхность частиц основы носителя могут использоваться различные эффективные подходящие средства; например: каскадное барабанное перемешивание, перемешивание опрокидыванием, измельчение, встряхивание, электростатическое порошковое напыление, нанесение из псевдоожиженного слоя, электростатическая дисковая обработка, обработка с использованием электростатического экрана, их комбинации и т.п. Смесь частиц основы носителя с полимером может затем быть нагрета, чтобы дать полимеру расплавиться и соединиться с частицами основы носителя. После этого частицы с покрытием могут быть охлаждены и затем разделены по размерам частиц.

В некоторых вариантах осуществления изобретения носители могут включать ядра из стали, например, с размерами от около 25 до около 100 мкм, в части реализации от около 50 до около 75 мкм, с покрытием от около 0,5% до около 10% по массе, в части реализации от около 0,7% до около 5% по массе, проводящей смеси полимеров, например, содержащей метилакрилат и углеродную сажу, с использованием способа, описанного в патентах США №№5236629 и 5330874.

Частицы носителя могут быть перемешаны с частицами тонера в различных подходящих комбинациях. Их концентрация может составлять от около 1% до около 20% от массы тонерного состава. Тем не менее, для получения проявляющего состава с требуемыми характеристиками могут быть использованы различные соотношения тонера и носителя,

Получение изображения

Тонеры могут использоваться в электростатографических или электрофотографических процессах, включая описанные в патенте США №4295990; раскрытая в этом источнике информация включена в настоящее описание целиком в виде ссылки. В различных вариантах осуществления могут использоваться любые системы и любые устройства для проявления изображений, включая, например, проявление магнитной кистью, «прыгающее» однокомпонентное проявление, гибридное проявление без использования поглотителя (HSD) и т.п. Эти и аналогичные системы проявления известны специалистам в данной области.

Процессы получения изображений включают, например, подготовку изображения с помощью электрофотографического устройства, включающего заряжающий компонент, компонент для формирования изображения, фотопроводящий компонент, проявляющий компонент, передаточный компонент и компонент для термического закрепления. В некоторых вариантах осуществления изобретения проявляющий компонент может включать в себя проявитель, приготовленный смешиванием носителя с тонерной композицией, описанной в настоящем документе. Электрофотографическое устройство может включать в себя высокоскоростной принтер, черно-белый высокоскоростной принтер, цветной принтер и т.п.

После формирования изображения тонерами/проявителями с помощью подходящего метода проявления изображения, например, одного из вышеупомянутых методов, изображение затем может быть перенесено на среду, воспринимающую изображение, например, на бумагу и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения тонеры могут использоваться при проявлении изображения в проявляющем устройстве с блоком для термофиксации тонера. Блок для термофиксации может иметь любую желаемую или подходящую форму, в частности барабана или валика, ремня или сетки, плоской поверхности или плиты и т.п. Блок для термофиксации может приводиться в контакт с изображением любым желаемым или подходящим методом, например путем пропускания конечной фиксирующей поверхности через зазор, образованный элементом для термофиксации и задним элементом, который может иметь любую желаемую или эффективную форму, в частности барабана или валика, ремня или сетки, плоской поверхности или плиты и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения может использоваться валик для термофиксации изображения. Валики для термофиксации представляют собой контактные термозакрепляющие устройства, которые известны специалистам в данной области и в которых давление, оказываемое валиком, наряду с опциональным воздействием тепла может использоваться для закрепления тонера на подложке, на которую нанесено изображение. Перед проведением термофиксации на валик для термофиксации может дополнительно наноситься слой жидкости, такой как масло для термофиксатора.

В некоторых вариантах осуществления изобретения подходящий электростатографический аппарат, используемый с тонером по настоящему изобретению, может быть снабжен нишей, в которой расположена камера для хранения запаса тонера; подающим элементом для подачи тонера на поверхность аппарата из камеры в указанной нише, первоначально в направлении скрытого изображения; транспортировочным механизмом для перемещения тонера на подложку, в некоторых вариантах осуществления изобретения - гибкую подложку, причем указанный транспортировочный механизм снабжен элементом для облегчения транспортировки, обеспечивающим практически равномерный контакт между указанной подложкой для печати и элементом, удерживающим изображение; проявляющим устройством с тонером для проявления скрытого изображения; и блоком термофиксации для закрепления указанного тонера на указанной гибкой подложке.

Традиционно цветные принтеры оборудовались четырьмя контейнерами для формирования полноцветных изображений на основе черного цвета, а также стандартных печатных цветов - голубого, сиреневого и желтого. Такая четырехцветная система печати может воспроизвести широкий диапазон цветных оттенков, как правило, с хорошими результатами. Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения может быть желательно использовать дополнительные контейнеры, включая принтеры с 5 контейнерами, с 6 контейнерами и больше, что дает принтеру возможность распечатывать расширенный диапазон цветов (расширенный цветовой охват). Например, система с 6 контейнерами может содержать оранжевый и синий как приоритетные цвета в 2 дополнительных контейнерах.

В случае типографских платформ с контейнерами для дополнительных цветов, может быть желательно, чтобы новые вводимые цвета (т.е. оранжевый и синий) соответствовали эквивалентным стандартным первичным цветам PANTONE® (оранжевый - PANTONE® Orange и синий - PANTONE® Blue 072 и/или PANTONE® Reflex Blue) ввиду преобладания системы PANTONE® в типографской отрасли и в отрасли изобразительных искусств.

Согласно настоящему изобретению заслуживают упоминания пигменты либо смеси пигментов, выбранные для каждого тонера, и заданная комбинация или цветовой охват тонеров, таких как голубой тонер, сиреневый тонер, оранжевый тонер, синий тонер, желтый тонер и черный тонер, имеющие место при выборе этих пигментов, размеров их частиц и способов их получения, обеспечивающих преимущества настоящего изобретения, проиллюстрированные в настоящем описании и включающие превосходные стабильные трибоэлектрические характеристики, приемлемые стабильные характеристики смешиваемости, превосходное цветовое разрешение, возможность, получения любых желаемых цветов, т.е. полный цветовой охват, например тысячи различных цветов и различных проявляемых цветных изображений, пониженная чувствительность тонера к относительной влажности, пониженное негативное воздействие на тонеры изменений параметров внешней среды - температуры, влажности и т.п, приготовление отдельных несмешанных тонеров, таких как черных, голубых, сиреневых, желтых, оранжевых и синих тонеров, а также их смесей, обладающих проиллюстрированными в настоящем документе преимуществами, причем указанные тонеры могут быть выбраны для многоцветного проявления электростатических изображений. Конкретный выбор цветных тонеров с исключительно равномерно распределенными пигментами обеспечивает большой цветовой охват, гарантирующий возможность печати тысяч цветов.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения возможно использование электрофотографического аппарата для формирования и печати изображений, включающий функциональную комбинацию как минимум компонента для формирования изображения, заряжающего компонента, шести проявляющих компонентов, передаточного компонента и компонента для термического закрепления изображения. В некоторых вариантах осуществления изобретения проявляющие компоненты включают в себя носитель и шесть тонеров соответственно. Указанные шесть тонеров могут представлять собой любую комбинацию цветных тонеров, прозрачных тонеров, флуоресцентных тонеров и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения указанные шесть тонеров могут включать голубой тонер, сиреневый тонер, желтый тонер, оранжевый тонер, синий тонер и черный тонер. Каждый из указанных тонеров может включать, например, смолу и пигмент, как проиллюстрировано в настоящем описании. В некоторых вариантах осуществления изобретения проявляющие компоненты могут быть расположены в шести раздельных контейнерах, причем один контейнер содержит голубой тонер, второй контейнер содержит сиреневый тонер, третий контейнер содержит желтый тонер, четвертый контейнер содержит черный тонер, пятый контейнер содержит оранжевый тонер и шестой контейнер содержит синий тонер. Как упоминалось выше, в контейнерах могут содержаться другие цветные тонеры, прозрачные тонеры, флуоресцентные тонеры, их комбинации и т.п.

Приведенные ниже примеры служат для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения. Эти примеры предназначены только для иллюстрации настоящего изобретения, но не для ограничения его объема. Если не указано иное, приводятся массовые доли и содержания в процентах. Используемый в настоящем документе термин «комнатная температура» подразумевает температуру от около 20°С до около 30°С.

ПРИМЕРЫ

ПРИМЕР 1

Тонер был приготовлен следующим образом. При комнатной температуре смешали 302 частей поли(стирол-ко-бутилакрилатного) полимерного латекса (42% твердого вещества), 80 частей дисперсии полиэтиленового воска (32% твердого вещества), 53 части дисперсии синего пигмента Pigment Blue 15:3 (17% твердого вещества), 35 частей дисперсии фиолетового пигмента Pigment Violet 23 (17.5% твердого вещества) и 680 частей воды. Медленно добавили смесь 4 частей поли(алюминий хлорида) и 36 частей 0,02 н. HNO₃, обеспечивая гомогенизацию путем перемешивания при 4000 об/мин с помощью гомогенизатора IKA Turrax Т-50. Полученную смесь медленно нагрели до 55°С при перемешивании с целью ее агрегирования; к этому моменту была достигнут размер частиц около 5,5 мкм (измерено на приборе Beckman-Coulter Counter).

К смеси добавили 155 частей другого поли(стирол-А:о-бутилакрилатного) полимерного латекса (41% твердого вещества). По достижении размера частиц около 6,2 мкм добавили 5,4 частей раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) (VERSENE 100), рН смеси довели до 5,4 и температуру смеси подняли до 95°С. Когда температура тонерной смеси достигла 95°С, добавили 100 мл 0,1% раствора Сu(NO₃)₂ и выдерживали смесь в течение 3 часов при 95°С.

После охлаждения до комнатной температуры смесь профильтровали, частицы тонера трижды промыли водой и высушили. Полученные в результате частицы имели следующие характеристики: 2,5% пигмента Pigment Violet 23 и 3,7% пигмента Pigment Blue 15:3, размер частиц около 6,1 мкм, среднеобъемное геометрическое стандартное отклонение (GSDv) - 1,19, среднечисловое геометрическое стандартное отклонение (GSDn) - 1,24, округлость - 0,96.

ПРИМЕР 2

Приготовление цветных образцов методом мокрого осаждения. Суспензию тонера из Примера 1 приготовили с использованием воды, содержащей небольшое количество ПАВ TRITON-X 100, Количество этой суспензии, соответствующее 4,32 мг частиц тонера, пропустили через мембранный фильтр из нитроцеллюлозы в чашке с площадью открытой поверхности 9,62 см². Удержанные частицы и фильтровальную бумагу высушили при комнатной температуре, завернули в майларовую пленку и пропустили через ламинатор фирмы GBC при температуре 135°С.

Для приготовления синего тонера по настоящему изобретению использовали пигменты Pigment Violet 23 (PV 23) и Pigment Blue 15:3 (PB 15:3) в различных соотношениях. Приготовили 6 образцов с различными количествами указанных двух пигментов. Содержание пигментов составляло: PV 23 - от 2% до 3,5%, PB 15:3 - от 2,2% до 3,7%.

Термозакрепленные образцы тонеров приготовили методом мокрого осаждения с плотностью осаждения 0,45 мг/см² тонера на единицу площади (ТМА) и измерили насыщенность цвета. Рассчитали зависимость значений модели CIELAB - L*. a* и b* (или L*, цветности и угла цветового тона) от концентрации пигмента. Содержание тонера и полученные результаты приведены ниже в Таблице 1.

Таблица 1 Образец № % PV23 %РВ 15:3 L* А* b* С h 1 2.00 2.20 27.4 31.7 -75.0 81.5 292.9 2 2.00 3.70 24.3 29.7 -75.9 81.5 291.4 4 3.50 3.70 17.1 42.2 -75.4 86.5 299.3 5 3.40 2.35 19.6 42.1 -74.8 85.8 299.4 6 2.77 3.00 20.3 38.5 -75.5 84.7 297.0

Полученные таким образом данные были обработаны с помощью программы SigmaZone DOE PRO для получения функций преобразования для L*, цветности и угла цветового тона от количества пигмента. Программный пакет DOE PRO поставляется фирмой SigmaZone; он обеспечивает проектирование, анализ и оптимизацию эксперимента. Полученные контурные графики для указанных образцов представлены на Фиг.2 (L*), Фиг.3 (цветность) и Фиг.4 (угол цветового тона) как функции количества пигментов Pigment Violet 23 и Pigment Blue 15:3 на единицу площади.

Функция многофакторной оптимизации программы DOE PRO была использована для прогнозирования количеств пигментов на единицу площади, которые бы обеспечили угол цветового тона и L* красителя Pantone Blue 072 с максимальным возможным значением цветности. Получен прогноз, что тонер, содержащий 2,5% пигмента PV 23 и 3,7% пигмента РВ 15:3 из Примера 1, будет соответствовать цвету Pantone Blue 072 с точностью ΔE₂₀₀₀ равной 0,4.

Методом мокрого осаждения приготовили тонер и получили термозакрепленные образцы с плотностью осаждения 0.45 мг/см² для цветовых измерений. Ниже в Таблице 2 приведены предсказанные и фактические параметры CIELAB для тонера из Примера 1, содержащего 2,5% пигмента Pigment Violet 23 и 3,7% пигмента Pigment Blue 15:3. Параметры CTELAB для цветов PANTONE® Blue 072 и PANTONE® Reflex Blue приведены для сравнения.

Таблица 2   L* a* B* С Н ΔE₂₀₀₀ относительно Blue 072 ΔE₂₀₀₀ относительно Reflex Blue Прогноз для тонера, содержащего 2,5% PV 23 и 3,7% РВ 15:3 21.6 34.2 -76.0 83.3 294.2 0.40 2.54 Тонер из Примера 1, содержащий 2,5%PV23 и 3,7%РВ 15:3 22.0 33.8 -75.2 82.4 294.2 0.63 2.70 Pantone Blue 072 21.6 34.4 -77.3 84.6 294. 0 - 2.49 Pantone Reflex Blue 19.6 27.7 -70.4 75.7 291.5 2.49 -

Как демонстрирует Таблица 2, тонер из Примера 1, содержащий 2,5% PV 23 и 3,7% РВ 15:3, прекрасно соответствует цвету PANTONE® Blue 072, обеспечивая практически идентичный ему угол цветового тона, идентичный L* и цветность, близкую к таковой для стандарта Pantone. Значение ΔE₂₀₀₀ для этого тонера относительно цвета PANTONE® Blue 072 составило около 0,63, что с запасом укладывается в пределы возможности различения цвета человеческим глазом (ΔE₂₀₀₀=3). Несколько удивительно, что образец, полученный методом мокрого осаждения, также соответствовал цвету PANTONE® Reflex Blue с приемлемым значением ΔE₂₀₀₀ около 2,7.

ПРИМЕР 3

Тонер из Примера 1, содержащий 2,5% PV 23 и 3,7% РВ 15:3, был использован для приготовления 230 граммов проявителя с концентрацией тонера 12%. Проявитель выдержали в течение ночи в условиях зоны В, зарядили в смесительном аппарате TURBULA Type T2C при 100 об/мин в течение 10 мин и использовали при печати в аппарате Xerox WCP3545.

Мощность диодного лазера в аппарате настраивали вручную, чтобы получить плотность осаждения тонера 0,7; 0,63; 0,55; 0,45 и 0,39 мг/см². При каждом уровне плотности сделали по 10 отпечатков на бумаге DCEG (мелованная бумага, поставляемая фирмой Xerox). Данные для отпечатков, полученных при плотности печати 0,45 мг/см² (номинальное значение), суммированы ниже в Таблице 3, в которой приведены значения параметров C1ELAB, уровень блеска и ΔE₂₀₀₀ для образцов, полученных методом мокрого осаждения тонера из Примера 1, а также параметры CIELAB для цветов Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue.

Таблица 3   Уровень блеска L* а* b* С h ΔE₂₀₀₀ относительно PANTONE Blue 072 ΔE₂₀₀₀ относительно PANTONE Reflex Blue Тонер по примеру 1, мокрое
осаждение - 22.0 33.8 -75.2 82.4 294.2 0.63 2.70 Тонер по примеру 1, печать на принтере 60.1 23.7 29.0 -68.8 74.7 292.8 2.33 3.25 PANTONE® Blue 072 - 21.6 34.4 -77.3 84.6 294.0 - 2.49 PANTONE® Reflex Blue - 19.6 27.7 -70.4 75.7 291.5 2.49 -

Как видно из данных Таблицы 3, по сравнению с образцами, полученными методом мокрого осаждения, наблюдался небольшой сдвиг угла цветового тона и параметра L*, наряду с существенным снижением цветности, как и ожидалось исходя из пониженного уровня блеска при электрофотографической печати. Однако значения параметров CIELAB машинных отпечатков по сравнению с цветом PANTONE® Blue 072 показали, что эти различия слишком малы, чтобы их мог уловить человеческий глаз (ΔE₂₀₀₀ равно 2,33). Цвет машинных отпечатков соответствовал цвету PANTONE® Reflex Blue с точностью до ΔE₂₀₀₀ равно 3,25; такое различие с трудом заметно для квалифицированных наблюдателей.

Следует принять во внимание, что различные вышеописанные и другие свойства и признаки либо их альтернативы могут быть успешно использованы в комбинациях во многих других системах и приложениях. Следует также отметить, что различные, на данный момент непредвиденные или неожиданные альтернативные варианты, модификации, изменения или улучшения настоящего изобретения, которые могут быть впоследствии реализованы специалистами в данной области, также считаются охваченными приведенной ниже формулой изобретения. Если специально не указано в пункте формулы, шаги или компоненты, указываемые в пунктах формулы, не должны считаться автоматически следующими из описания изобретения или из каких-либо других пунктов формулы в отношении какого-либо конкретного порядка, количества, расположения, размера, формы, угла, цвета или материала.

В настоящем изобретении представлен способ получения составов, используемых в качестве цветных тонеров. В настоящем изобретении предложены синие тонеры и способы их получения. Заявленный синий тонер содержит по меньшей мере одну смолу; опционально воск и систему красителей, содержащую фиолетовый пигмент, выбранный из группы: Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинаций, в сочетании с голубым пигментом, выбранным из группы: Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинаций, причем синий тонер соответствует синему цвету из группы, включающей цвета Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔE₂₀₀₀) менее 3. Заявленный способ получения синего тонера включает смешивание по меньшей мере одной смолы и по меньшей мере одного ПАВ с образованием эмульсии; смешивание полученной эмульсии с воском и системой красителей, содержащей фиолетовый пигмент, выбранный из группы: Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинаций, в количестве от около 1,7 до около 3,8% от массы тонера в сочетании с голубым пигментом, выбранным из группы: Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинаций, в количестве от около 1,9 до около 4,0% от массы тонера с образованием первичной суспензии; агрегирование по меньшей мере одной смолы и системы красителей под действием агрегирующего агента с образованием агрегированных частиц; коалесцирование агрегированных частиц с образованием частиц тонера; и извлечение частиц тонера, причем синий тонер соответствует синему цвету из группы, включающей цвета Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔE₂₀₀₀) менее 3. Технический результат заключается в прогнозировании цветовых свойств синего тонера, что позволяет корректировать содержание пигмента и/или массу нанесения тонера на единицу площади. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

1. Синий тонер, содержащий:
по меньшей мере одну смолу;
опционально воск; и
систему красителей, содержащую фиолетовый пигмент, выбранный из группы: Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинаций, в сочетании с голубым пигментом, выбранным из группы: Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинаций,
причем синий тонер соответствует синему цвету из группы, включающей цвета Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔE₂₀₀₀) менее 3.

2. Синий тонер по п.1, в котором по меньшей мере одна из смол содержит стиролы, акрилаты, метакрилаты, бутадиены, изопрены, акриловые кислоты, метакриловые кислоты, акрилонитрилы и их комбинации.

3. Синий тонер по п.1, в котором по меньшей мере одна из смол содержит стирол-бутилакрилатную смолу.

4. Синий тонер по п.1, в котором по меньшей мере одна из смол содержит хотя бы одну аморфную полиэфирную смолу при необходимости в комбинации хотя бы с одной кристаллической полиэфирной смолой.

5. Синий тонер по п.1, в котором фиолетовый пигмент присутствует в количестве от около 1,7 до около 3,8% от массы системы красителей, а голубой пигмент присутствует в количестве от около 1,9 до около 4,0% от массы системы красителей.

6. Синий тонер по п.1, в котором система красителей присутствует в количестве от около 1 до около 15% от массы тонера, причем плотность осаждения тонера составляет от около 0,2 мг/см² до около 1,5 мг/см².

7. Синий тонер по п.1, в котором воск присутствует в количестве от около 1% до около 25% от массы частиц тонера.

8. Синий тонер по п.1, в котором частицы, содержащие тонер, имеют размеры от около 2,5 мкм до около 20 мкм.

9. Синий тонер по п.1, в котором тонер имеет яркость (L*) от около 19 до около 27 и угол цветового тона от около 291° до около 299°,

10. Синий тонер, содержащий:
по меньшей мере одну аморфную полиэфирную смолу в комбинации с по меньшей мере одной кристаллической полиэфирной смолой;
воск; и
систему красителей, содержащую фиолетовый пигмент, выбранный из группы: Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинаций, в сочетании с голубым пигментом, выбранным из группы: Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинаций,
причем синий тонер соответствует синему цвету из группы, включающей цвета Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза(ΔE₂₀₀₀) менее 3.

11. Синий тонер по п.10, в котором по меньшей мере одна из аморфных полиэфирных смол имеет следующую формулу:

где m может иметь значение от 5 до 1000, а кристаллическая полиэфирная смола имеет следующую формулу:

где b находится в диапазоне от 5 до 2000 и d от 5 до 2000.

12. Синий тонер по п.10, в котором фиолетовый пигмент присутствует в количестве от около 1,7 до около 3,8% от массы системы красителей, а голубой пигмент присутствует в количестве от около 1,9 до около 4,0% от массы системы красителей.

13. Синий тонер по п.10, в котором система красителей присутствует в количестве от около 1% до около 15% от массы тонера.

14. Синий тонер по п.10, в котором масса наносимого тонера на единицу площади составляет от около 0,2 мг/см² до около 1,5 мг/см².

15. Синий тонер по п.10, в котором воск присутствует в количестве от около 1% до около 25% от массы частиц тонера.

16. Синий тонер по п.10, в котором частицы, содержащие тонер, имеют размеры от около 2,5 мкм до около 20 мкм.

17. Синий тонер по п.10, в котором тонер имеет яркость (L*) от около 19 до около 27 и угол цветового тона от около 291° до около 299°.

18. Способ получения синего тонера, включающий:
смешивание по меньшей мере одной смолы и по меньшей мере одного ПАВ с образованием эмульсии;
смешивание полученной эмульсии с воском и системой красителей, содержащей фиолетовый пигмент, выбранный из группы: Pigment Violet 23, Pigment Violet 3 и их комбинаций, в количестве от около 1,7 до около 3,8% от массы тонера в сочетании с голубым пигментом, выбранным из группы: Pigment Blue 61, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 1, Pigment Blue 15:1, Pigment Blue 15:2 и их комбинаций, в количестве от около 1,9 до около 4,0% от массы тонера с образованием первичной суспензии;
агрегирование по меньшей мере одной смолы и системы красителей под действием агрегирующего агента с образованием агрегированных частиц;
коалесцирование агрегированных частиц с образованием частиц тонера; и
извлечение частиц тонера,
причем синий тонер соответствует синему цвету из группы, включающей цвета Pantone Blue 072 и Pantone Reflex Blue, в пределах чувствительности человеческого глаза (ΔE₂₀₀₀) менее 3.

19. Способ по п.18, при котором содержание пигмента в системе красителей может быть определено с помощью набора прогнозирующих уравнений, выбранных из следующей группы:
L*=44.6-1425V-662В+21838VB
Цветность = 75.9+629V-56В+6681VB
Угол цветового тона = 287.4+876V-383В+17550VB
и их комбинации, где L* обозначает яркость, V обозначает массу нанесения на единицу площади при печати в мг/см² для фиолетового пигмента, а В обозначает массу нанесения на единицу площади при печати в мг/см² для синего пигмента.

20. Способ по п.18, при котором система красителей присутствует в количестве от около 1 до около 15% от массы тонера, причем масса нанесения тонера на единицу площади составляет от около 0,2 мг/см² до около 1,5 мг/см².