ЗАЩИТНЫЙ ТОНЕР И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2022 года по МПК G03G9/87 G03G9/09 G03G9/93 B41M3/14 B42D25/382 C09D11/00 

[0001] Предлагаемое изобретение главным образом относится к способам получения тонера и, более конкретно, к приготовлению составов защитного тонера, имеющих ИК (инфракрасный) маркер, которые могут быть полезны в различных областях применения, где требуются удостоверение подлинности, включая, например, защиту документов. [0002] ИК маркеры могут использоваться в качестве функции удостоверения подлинности в индустрии защиты документов. Хорошо защищенные документы, например документы, которые трудно подделать, такие как билеты, банкноты, удостоверения личности, значки безопасности и тому подобное, могут традиционно создаваться с использованием тонеров, содержащих ИК маркеры, как отдельно, так и в сочетании с обычными тонерами и/или пигментами. Элементы, напечатанные с использованием тонеров, содержащих ИК маркеры, обычно невидимы при видимом освещении из-за бесцветной природы защитных тонеров или из-за маскировки другими красителями в документе. Изображения, полученные с использованием защитных тонеров, обнаруживаются датчиком, который регистрирует длины волн, невидимые для человеческого глаза, таким как инфракрасный детектор. Эти особенности обеспечивают повышенный уровень защиты от фальсификаторов путем затруднения процесса копирования такого документа.

[0003] Существует постоянная потребность в создании новых составов для составов тонера и технологий печати с защитой от подделок для того, чтобы обеспечить клиентов отличным качеством изображения на подложках.

[0004] Каждый из вышеприведенных патентов США и патентных публикаций включен в данный документ посредством ссылки. Кроме того, соответствующие компоненты и аспекты процесса каждого из вышеприведенных патентов США и патентных публикаций могут быть выбраны для настоящего описания изобретения в его вариантах реализации.

[0005] В соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, проиллюстрированными в данном документе, предлагается тонер, полученный способом агрегации эмульсии, имеющий частицы тонера, содержащие ядро и оболочку, причем ядро, содержащее ИК маркер, содержит неорганическую керамическую наночастицу, ИК-излучающий органический краситель или ИК-излучающую квантовую точку, кристаллическую полиэфирную смолу и аморфную полиэфирную смолу.

[0006] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предлагается способ создания тонера путем агрегации эмульсии для удостоверения подлинности предмета, включающий формирование дисперсии ИК маркера в воде, при этом эмульсия содержит ИК маркер, поверхностно-активное вещество и краситель; смешение дисперсии ИК маркера с дисперсией смолы, причем дисперсия смолы содержит кристаллическую полиэфирную смолу и аморфную полиэфирную смолу для того, чтобы образовать латексную эмульсию; агрегирование латексной эмульсии с образованием ядер частиц тонера; формирование оболочки поверх ядер частиц тонера с образованием частиц тонера; слияние частиц тонера и охлаждения частиц тонера.

[0007] В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения предлагается способ проверки подлинности предмета, включающий использование тонера, полученного способом агрегации эмульсии, для использования в печатающем устройстве для формирования текста или изображения на подложке, при этом тонер, полученный способом агрегации эмульсии, содержит в своем составе ИК маркер, неорганическую керамическую наночастицу, ИК-излучающий органический пигмент или ИК-излучающую квантовую точку, кристаллическую полиэфирную смолу и аморфную полиэфирную смолу; выдержку сформированного текста или изображения на подложке в инфракрасном свете; обнаружение способности ИК излучения при воздействии инфракрасного света.

[0008] Для лучшего понимания предлагаемых вариантов реализации настоящего изобретения может быть сделана ссылка на прилагаемые фигуры.

[0009] На фиг. 1 показана фотография, полученная с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при увеличении в 6 тысяч раз, иллюстрирующая поверхности гладких частиц агрегатов частиц тонера, полученного способом агрегации эмульсии по примеру 2, приготовленного в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего раскрытия изобретения.

[0010] В данном описании и в последующих пунктах формулы изобретения определения в единственном числе, включают в себя определения во множественном числе, если содержание явно не диктует иное. Все диапазоны, раскрытые в данном документе, включают, если специально не указано иное, все конечные точки и промежуточные значения.

[0011] В настоящем раскрытии изобретения предложен тонер, полученный способом агрегации эмульсии, содержащий один или большее количество ИК маркеров. Тонер, полученный способом агрегации эмульсии, может быть использован для изготовления защищенных изображений на подложке. В вариантах реализации настоящего изобретения тонер, полученный способом агрегации эмульсии, содержит частицы тонера, имеющие ядро и оболочку. ИК маркер может являться частью ядра частиц тонера. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер может являться как частью ядра, так и частью оболочки частиц тонера.

[0012] ИК маркеры в контексте данного документа представляют собой материалы, имеющие заранее определенные поддающиеся обнаружению спектральные характеристики, как например, характеристики излучения, такие как полоса излучения на заданной длине волны в инфракрасном диапазоне спектра, когда она возбуждается на заданной длине волны в видимом диапазоне спектра. Спектральная характеристика означает зависимую от длины волны оптическую характеристику ИК маркера как, например, излучение, но не ограничивается этим. ИК маркер излучается на первой заданной длине волны и излучает энергию на второй заданной длине волны, которая отличается от первой длины волны. Когда тонер, полученный способом агрегации эмульсии в соответствии с данным раскрытием изобретения, подвергается воздействию энергии на первой заданной длине волны, ИК маркер в нем возбуждается и в ответ излучает энергию на второй заданной длине волны. Первая заданная длина волны может находиться в диапазоне от около 300 до около 1100 нм, от около 500 до около 900 нм или от около 550 до около 800 нм. Вторая заданная длина волны может находиться в диапазоне от около 700 до около 1600 нм, от около 800 до около 1300 нм или от около 1000 до около 1200 нм.

[0013] Подходящие ИК маркеры для использования в тонерах, полученных способом агрегации эмульсии в соответствии с данным изобретением, могут включать неорганическую керамическую наночастицу, ИК-излучающие органические красители, ИК-излучающую квантовую точку и смеси вышеуказанного.

[0014] Примеры неорганической керамической наночастицы включают, но не ограничиваются перечисленным, диоксид кремния (SiO₂), оксид иттрия (Y₂O₃), оксид лития (Li₂O), оксид иттербия (Yb₂O₃), диоксид циркония (также известный как циркониевый ангидрид ZrO₂), Y₃Al₅O₁₂ (иттрий-алюминиевый гранат или ИАГ) и смеси вышеуказанного. Примеры ИК-излучающих органических красителей включают полиметиновые красители, красители на основе антрахинона, красители солей металлов дитиола, фталоцианиновые красители, индофенольные красители, красители на основе аминов, красители на основе диаминов, азокрасители, цианиновые красители, оксазиновые красители, красители группы родамина, дистирил-борадиазаиндаценовые красители и их производные, сульфоиндоцианиновые сукцидимидиловые эфиры, акридоновые красители и смеси вышеуказанного.

ИК-излучающие квантовые точки (КТ) представляют собой полупроводниковые кристаллиты. Квантовая локализация происходит, когда размер полупроводникового кристаллита уменьшается ниже его боровского радиуса экситона. Иллюстративные ИК-излучающие квантовые точки приведены в патенте США №9,382,432 и включены в данный документ посредством ссылки. Примеры ИК-излучающих квантовых точек включают в себя сплавленные квантовые точки CdTexSel-x/CdS (см. статью «Оптимизация синтеза сплавленных квантовых точек CdS-Capped CdTexSel-x с ИК излучением в диапазоне от красной области спектра до ближней ИК области спектра для получения биомедицинских изображений», опубликованную в Chem. Mater., 2006 г., №18 (20), сс. 4845-4854), квантовую точку CuInZnSeS, AgInS₂ и смеси вышеуказанного. Публикация патента США №20090045360 также раскрывает включение квантовых точек в частицы тонера для защитной печати и включена в данный документ посредством ссылки.

[0015] В вариантах реализацииреализации данного изобретения средний размер (диаметр) ИК маркера может составлять от около 10 до около 800 нм, от около 100 нм до около 500 нм или от около 200 нм до около 300 нм.

[0016] В вариантах реализации данного изобретения ИК маркеры могут быть с необработанной или с обработанной поверхностью органическим силаном, например фенилсиланом, алкилсиланом, 3-аминопропилсиланом и силаном с аллильными функциональными группами.

[0017] ИК маркер может присутствовать в частицах тонера в количестве от около 0,01 до 40 мас.%, от около 0,1 до 20 мас.%, от около 0,5 до 10 мас.%, от около 0,8 до 8 мас.%, от массы тонера. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер присутствует в ядре частиц тонера в количестве от около 0,1 до 40 мас.%, от около 0,5 до 20 мас.%, или от около 1 до 10 мас.%, или от около 1,5 до 8 мас.%, от массы тонера. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер присутствует в оболочке частиц тонера в количестве от около 0,01 до 30 мас.%, от около 0,05 до 20 мас.%, или от около 0,1 до 10 мас.%, или от около 0,5 до 5 мас.%, от массы тонера. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер, представленный в ядре, является тем же самым, что и ИК маркер, представленный в оболочке. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер, представленный в ядре, отличается от ИК маркера, представленного в оболочке. В вариантах реализации данного изобретения по меньшей мере один из ИК маркеров, представленных в ядре, отличается по меньшей мере от одного из ИК маркеров, представленных в оболочке. В вариантах реализации данного изобретения оболочка тонера не содержит ИК маркер.

[0018] Излучающая способность ИК маркера тонеров в соответствии с данными вариантами реализации изобретения может быть обнаружена несколькими различными способами. Изображения, полученные с помощью тонера по данному раскрытию изобретения, могут подвергаться воздействию устройства для считывания инфракрасного излучения, в результате чего определяется ИК маркер. ИК маркер может быть обнаружен инфракрасным датчиком или устройствами. Инфракрасный датчик или устройства облучают тонер или изображение, проявленное тонером, на первой заданной длине волны, а затем тонер или изображение, проявленное тонером, излучает энергию на второй заданной длине волны, которая считывается устройством распознавания. Устройство при принятии второй длины волны может подавать сигнал, например, звуковой сигнал.

[0019] В вариантах реализации изобретения тонер по данному раскрытию изобретения является пригодным для применения в сферах применения ксерографии (также известной как электрофотография). Ксерографические тонеры обладают физическими и химическими свойствами, которые являются характерными для систем ксерокопирования.

[0020] Тонер по данному раскрытию изобретения представляет собой тонер, полученный способом эмульсионной агрегации (ЭА), имеющий частицы тонера, содержащие ИК маркер. Тонер, полученный способом ЭА, может быть получен обычным процессом агрегации эмульсии или процессом периодической агрегации / процессом непрерывной коалесценции или непрерывной агрегацией / процессом коалесцентной эмульсионной агрегации. В вариантах реализации тонер по данному раскрытию изобретения представляет собой сухой порошок. Используемый в данном документе термин «сухой порошок» относится к составу, который содержит тонкодисперсные частицы сухого тонера. Такой сухой порошок или сухие частицы могут содержать до около 5%, вплоть до около 2%, до около 1% или до около 0,1% воды или другого растворителя, или практически не содержать воды или другого растворителя, или быть безводными. В вариантах реализации тонер по данному раскрытию изобретения содержит ядро и оболочку.

[0021] В составе тонера по данному раскрытию изобретения содержится полиэфирная смола. Полиэфирная смола может быть кристаллической, аморфной или быть смесями вышеуказанных видов смолы. Подходящие полиэфирные смолы включают, например, кристаллические, аморфные смолы, их смеси и тому подобное. Полиэфирные смолы могут быть линейными, разветвленными смолами, их смесями и тому подобное. В вариантах реализации данного изобретения полиэфирные смолы могут содержать те смолы, которые описаны в патентах США №№6,593,049 и 6,756,176, раскрытие каждого из которых полностью включено в данный документ посредством ссылки. Подходящие смолы включают смесь аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы, как описано в патенте США №6,830,860, раскрытие которого полностью включено в данный документ посредством ссылки.

Кристаллические смолы

[0022] В вариантах реализации данного изобретения кристаллическая смола может представлять собой полиэфирную смолу, образованную взаимодействием двухатомного спирта с двухосновной кислотой в присутствии катализатора, используемого по выбору. Для образования кристаллического полиэфира подходящие органические двухатомные спирты включают алифатические двухатомные спирты имеющие от около 2 до около 36 атомов углерода, такие как 1,2-этандиол, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол и тому подобные; щелочные сульфоалифатические двухатомные спирты, такие как натрий 2-сульфо-1,2-этандиол, литий 2-сульфо-1,2-этандиол, калий 2-сульфо-1,2-этандиол, натрий 2-сульфо-1,3-пропандиол, литий 2-сульфо-1,3-пропандиол, калий 2-сульфо-1,3-пропандиол, смеси вышеуказанного и тому подобное. Алифатический двухатомный спирт может быть выбран, например, в количестве от около 40 до около 60% мол. (тем не менее могут быть использованы количества за пределами этих диапазонов).

[0023] Примеры органических двухосновных кислот или эфиров двухосновных кислот, включая виниловые двухосновные кислоты или виниловые эфиры двухосновных кислот, выбранные для приготовления кристаллических смол, включают щавелевую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, фумаровую кислоту, диметилфумарат, диметиловый эфир итаконовой кислоты, цис-1,4-диацетокси-2-бутен, диэтилфумарат, диэтилмалеат, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, нафталин-2,6-дикарбоновую кислоту, нафталин-2,7-дикарбоновую кислоту, циклогександикарбоновую кислоту, малоновую кислоту, мезаконовую кислоты, а также эфир двухосновной кислоты или ангидрид двухосновной кислоты. В вариантах реализации данного изобретения органическая двухосновная кислота может быть выбрана в количестве, например, от около 40 до около 60% мол.

[0024] Примеры кристаллических смол включают сложные полиэфиры, полиамиды, полиимиды, полиолефины, полиэтилен, полибутилен, полиизобутират, сополимеры этилена и пропилена, сополимеры этилена и винилацетата, полипропилен, смеси вышеуказанного и тому подобное. Конкретные кристаллические смолы могут быть на полиэфирной основе, такими как полиэтиленадипат, полипропиленадипат, полибутиленадипат, полипентиленадипат, полигексениладипат, полиоктиленадипат, полиэтиленсукцинат, полипропилен-сукцинат, полибутиленсукцинат, полипентиленсукцинат, полигексиленсукцинат, полиоктиленсукцинат, полиэтиленсебацат, полипропиленсебацат, полибутиленсебацат, полипентиленсебацат, полигексиленсебацат, полиоктиленсебацат, полидециленсебацат, полидецилендеканоат, полиэтилендеканоат, полиэтилендодеканоат, полигександодеканоат, полинониленсебацат, полинонилендеканоат, полинонандодеканоат, (доступный от Kao corporation), смеси сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и себацата, сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и деканоата, сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и додеканоата и так далее. Примеры полиамидов включают полиэтиленадипамид, полипропиленадипамид, полибутиленадипамид, полипентиленадипамид, полигексилендиапамид, полиоктиленадипамид, полиэтиленсукцинамид и полипропиленсебацамид. Примеры полиимидов включают полиэтиленадипимид, полипропиленадипимид, полибутиленадипимид, полипентиленадипимид, полигексилендидимид, полиоктиленадипимид, полиэтиленсукцинимид, полипропиленсукцинимид, полибутиленсукцинимид и смеси вышеуказанного.

[0025] Подходящие кристаллические смолы включают соединения, раскрытые в публикации патента США №2006/0222991, раскрытие которого полностью включено в данный документ посредством ссылки. В вариантах реализации данного изобретения подходящая кристаллическая смола может состоять из этиленгликоля и смеси додекандиовой кислоты и сомономеров фумаровой кислоты.

[0026] Кристаллическая смола может иметь различные температуры плавления, например, от около 30°С до около 120°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 50°С до около 90°С. Кристаллическая смола может иметь среднечисловую молекулярную массу (Mn), определяемую гель-проникающей хроматографией (ГПХ), например, от около 1000 до около 50000, в вариантах реализации данного изобретения от около 2000 до около 25000 и среднемассовую молекулярную массу (Mw), например, от около 2000 до около 100000, в вариантах реализации данного изобретения от около 3000 до около 80000, как определено с помощью ГПХ. Молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn) кристаллической смолы может составлять, например, от около 2 до около 6, в вариантах реализации данного изобретения от около 3 до около 4. Кристаллические полиэфирные смолы могут иметь кислотное число менее чем около 1 мг-экв КОН/г, от около 0,5 до около 0,65 мг-экв КОН/г, в вариантах реализации данного изобретения от около 0,65 до около 0,75 мг-экв КОН/г, от около 0,75 до около 0,8 мг-экв KOH/г.

[0027] Кристаллическая полиэфирная смола может быть представлена в количестве от около 1 мас.%, до 25 мас.%, от около 3 мас.%, до 20 мас.%, от около 5 мас.%, до 15 мас.% от массы тонера.

Аморфные смолы

[0028] Примеры двухосновных кислот или эфиров двухосновных кислот, выбранных для получения аморфных сложных полиэфиров, включают дикарбоновые кислоты или сложные эфиры двухосновных кислот, выбранных из группы, состоящей из терефталевой кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, фумаровой кислоты, малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, янтарной кислоты, янтарного ангидрида, додецилсукциновой кислоты, додецилсукцинового ангидрида, глутаровой кислоты, глутарового ангидрида, адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, субериновой кислоты, азелаиновой кислоты, додекановой двухосновной кислоты, диметилтерефталата, диэтилтерефталата, диметилизофталата, диэтилизофталата, диметилфталата, фталевого ангидрида, диэтилфталата, диметилсукцината, диметилфумарата, диметилмалеата, диметилглутарата, диметиладипата, диметилдодецилсукцината и смесей вышеуказанного. Органическую двухосновную кислоту или эфир двухосновной кислоты выбирают в количестве, например, от около 45 до около 52% мол. от количества смолы.

[0029] Примеры двухатомных спиртов, используемых при получении аморфного сложного полиэфира, включают 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, пентандиол, гександиол, 2,2-диметилпропандиол, 2,2,3-триметилгександиол, гептандиол, додекандиол, бис-(гидроксиэтил) бисфенол А, бис-(2-гидроксипропил) бисфенол А, 1,4-циклогександиметанол, 1,3-циклогександиметанол, ксилендиметанол, циклогександиол, диэтиленгликоль, бис-(2-гидроксиэтил)оксид, дипропиленгликоль, дибутилен, 1,2-этандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1,9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,12-додекандиол и тому подобное; щелочные сульфоалифатические двухатомные спирты, такие как натрий 2-сульфо-1,2-этандиол, литий 2-сульфо-1,2-этандиол, калий 2-сульфо-1,2-этандиол, натрий 2-сульфо-1,3-пропандиол, литий-2-сульфо-1,3-пропандиол, калий 2-сульфо-1,3-пропандиол, смеси вышеуказанного и тому подобное, и их смеси. Количество выбранного органического двухатомного спирта может меняться и, более конкретно, составляет, например, от около 45 до около 52% мол. от массы смолы.

[0030] Примеры щелочных сульфированных бифункциональных мономеров, в которых щелочь представляет собой литий, натрий или калий, включают диметил-5-сульфоизофталат, диалкил-5-сульфоизофталат-4-сульфо-1,8-нафталиновый ангидрид, 4-сульфофталевую кислоту, 4-сульфофенил-3,5-дикарбометоксибензола, 6-сульфо-2-нафтил-3,5-дикарбометоксибензола, сульфотетрафталевую кислоту, диметилсульфотерефталат, диалкилсульфотерефталат, сульфоэтандиол, 2-сульфопропандиол, 2-сульфобутандиол, 3-сульфопентандиол, 2-сульфогександиол, 3-сульфо-2-метилпентандиол, N,N-бис-(2-гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфонат, 2-сульфо-3,3 -диметилпент-андиол, сульфо-п-гидроксибензойную кислоту, смеси вышеуказанного и тому подобное. Могут быть выбраны эффективные количества бифункционального мономера, например, от около 0,1 до около 2 мас.% от массы смолы.

[0031] Типичные аморфные полиэфирные смолы, не ограничиваясь перечисленным, включают пропоксилированную смолу фумарата бисфенола А, поли(пропоксилированный бисфенол софумарат), поли(этоксилированный бисфенол софумарат), поли(бутилоксилированный бисфенол софумарат), поли(сопропоксилированный бисфенол соэтоксилированный бисфенол софумарат), поли-1,2-пропиленфумарат, поли(пропоксилированный бисфенол сомалеат), поли(этоксилированный бисфенол сомалеат), поли(бутилоксилированный бисфенол сомалеат), поли(сопропоксилированный бисфенол соэтоксилированный бисфенол сомалеат) поли-1,2-пропиленмалеат, поли(проксилированный бисфенол соитаконат), поли(этоксилированный бисфенол соитаконат), поли(бутилоксилированный бисфенол итаконат), поли(сопропоксилированный соэтоксилированный бисфенол соитаконат), поли-1,2-пропилен итаконат, сополимер пропоксилированного бисфенола А со-фумарата и пропоксилированногобисфенола А со-терефталата, терполимер пропоксилированного бисфенола софумарата, пропоксилированного бисфенола А и сотерефталата, и пропоксилированного бисфенола А сододецилсукцината, а также смеси вышеуказанного.

[0032] В вариантах реализации данного изобретения подходящая аморфная полиэфирная смола может представлять собой смолу поли(пропоксилированный бисфенол А софумарат), имеющую следующую формулу (I):

в которой m может быть от около 5 до около 1000. Примерами таких смол и способов их получения являются те, которые раскрыты в патенте США №6,063,827, раскрытие которого полностью включено в данный документ посредством ссылки. В вариантах реализации данного изобретения аморфный полиэфир может быть приобретен в корпорации Kao corporation в виде смолы поли(сопроксилированного бисфенола А соэтоксилированного бисфенола А сотерефталата сододеценсукцината тримеллитата) и смолы поли(сопропоксилированного бисфенола А, соэтоксилированного бисфенола А сотерефталата софумарата сододеценсукцината).

[0033] Пример линейной пропоксилированной смолы фумарата бисфенола А, которая может быть использована в качестве латексной смолы, выпускается под торговым названием SPARII компании Resana S/A Industrias Quimicas, Сан-Паулу, Бразилия. Другими пропоксилированными смолами фумарата бисфенола А, которые могут быть использованы и имеются в продаже, являются GTUF и FPESL-2 от корпорации Kao Corporation, Япония и ЕМ181635 от Reichhold, Research Triangle Park, Северная Каролина, США и тому подобное.

[0034] Аморфная смола может иметь различные температуры стеклования (Тс), например, от около 40°С до около 100°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 45°С до около 70°С, в некоторых вариантах реализации данного изобретения от 50°С до около 65°С.

[0035] В вариантах реализации данного изобретения для создания тонера может быть использована комбинация аморфной смолы с низким значением средней молекулярной массы (Mw) и аморфной смолы с высоким значением средней молекулярной массы Mw, Смолы с низким значением Mw могут иметь среднемассовую молекулярную массу от около 10 кг/моль до около 20 кг/моль и среднечисловую молекулярную массу от около 2 кг/моль до около 5 кг/моль. Смолы с высоким значением Mw могут иметь среднемассовую молекулярную массу от около 90 кг/моль до около 160 кг/моль и среднечисловую молекулярную массу от около 4 кг/моль до около 8 кг/моль. Отношение по массе аморфных смол с низким значением Mw к аморфным смолам с высоким значением Mw может составлять от около 0:100 до около 100:0, в вариантах реализации данного изобретения от около 70:30 до около 30:70, а в некоторых вариантах реализации от около 60:40 до около 40:60.

[0036] В других вариантах реализации данного изобретения смешанные аморфные смолы могут иметь вязкость расплава от около 10 до около 1000000 Па⋅с при температуре около 130°, в вариантах реализации данного изобретения от около 50 до около 100000 Па⋅с.

[0037] Суммарно аморфная полиэфирная смола может быть представлена в количестве от около 20 мас.% до 60 мас.% от массы тонера. Аморфная смола с высоким значением Mw может быть представлена в количестве от около 20 мас.% до 50 мас.% от массы тонера. Аморфная смола с низким значением Mw может быть представлена в количестве от около 10 мас.% до 50 мас.% от массы тонера. Аморфная полиэфирная смола может иметь среднюю молекулярную массу от около 8000 до около 300000, от около 10000 до около 200000 и от около 15000 до около 150000.

[0038] Состав тонера в соответствии с данными вариантами реализации изобретения может содержать или не содержать сшитую смолу.

Катализатор

[0039] Поликонденсационные катализаторы, которые могут быть использованы при изготовлении либо кристаллических, либо аморфных сложных полиэфиров, включают тетраалкилтитанаты, оксиды диалкитина, такие как оксид дибутилолова, тетраалкилоловаты, такие как дилаурат дибутилолова и гидроксиды оксида диалкилолова, такие как гидроксид оксида бутилолова, алкоксиды алюминия, алкилцинк, диалкилцинк, оксид цинка, окись олова или комбинации вышеуказанного. Такие катализаторы могут быть использованы в количествах, например, от около 0,01 мол.% до около 5 мол.% в расчете на исходную двухосновную кислоту или на эфир двухосновной кислоты, используемый для получения полиэфирной смолы.

Сшивающая смола

[0040] Линейные или разветвленные ненасыщенные сложные полиэфиры могут быть превращены в высокосшитый полиэфир с помощью реакционной экструзии. Линейные или разветвленные ненасыщенные сложные полиэфиры могут включать как насыщенные, так и ненасыщенные двухосновные кислоты (или ангидриды) и двухатомные спирты (гликоли или диолы). Полученные ненасыщенные сложные полиэфиры могут быть реакционноспособными (например, способными к сшиванию) на двух направлениях: (i) центры ненасыщенности (двойные связи) вдоль полиэфирной цепи и (ii) функциональные группы, такие как карбоксильные, гидроксильные и аналогичные группы, пригодные для реакции между кислотами и основаниями. Ненасыщенные полиэфирные смолы могут быть получены с помощью поликонденсации расплава или с помощью других процессов полимеризации с использованием двухосновных кислот и/или ангидридов и двухатомных спиртов. Иллюстративные примеры ненасыщенных сложных полиэфиров могут включать любой из различных сложных полиэфиров, такой как SPAR™ (Dixie Chemicals), BECKOSOL™ (Reichhold Inc), ARAKOTE™ (Ciba-Geigy Corporation), HETRON™ (Ashland Chemical), PARAPLEX™ (Rohm & Hass), POLYLITE™ (Reichhold Inc), PLASTHALL™ (Rohm & Hass), CYGAL™ (American Cyanamide), ARMCO™ (Armco Composites), ARPOL™ (Ashland Chemical), CELANEX™ (Celanese Eng), RYNITE™ (DuPont), STYPOL™ (Freeman Chemical Corporation), линейный ненасыщенный полиэфир поли(пропоксилированный бисфенол А софумарат), ХР777 (Reichhold Inc.), смеси вышеуказанного и тому подобное. Смолы также могут быть замещенными, такими как карбоксилированные, сульфированные или подобные, такими как сульфонированные.

[0041] Сшитая смола может быть получена путем (1) расплавления линейного или разветвленного ненасыщенного сложного полиэфира в устройстве для смешивания расплава; (2) инициирования поперечной сшивки расплава полимера, предпочтительно с химическим инициатором сшивки и при повышенной температуре реакции; (3) выдержки расплава полимера в устройстве для смешивания расплава в течение достаточного времени выдержки, при которой может быть достигнуто частичное сшивание линейной или разветвленной смолы; (4) обеспечения достаточно высокой деформации сдвига во время реакции сшивания для того, чтобы поддерживать состояние, при котором частицы геля образуются и разрушаются во время деформации сдвига и при смешивании, и при этом хорошо распределяются в расплаве полимера; (5) необязательной дегазации полимерного расплава для удаления любых летучих продуктов; и (6) в качестве варианта добавления дополнительной линейной или разветвленной смолы после сшивания для того, чтобы достичь желаемого уровня содержания геля в конечной смоле. В контексте данного документа термин «гель» относится к сшитым доменам внутри полимера. Химические инициаторы, такие как, например, органические пероксиды или азосоединения, могут быть использованы для получения сшитой смолы в соответствии с данным изобретением. В одном из вариантов реализации данного изобретения инициатор представляет собой 1,1-ди(трет-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан.

[0042] В одном из вариантов реализации данного изобретения высокосшитую смолу получают из полиэфирной смолы ненасыщенного поли(пропоксилированного бисфенол А софумарата).

Красители

[0043] В качестве примеров подходящих красителей можно упомянуть технический углерод, такой как REGAL 330®; магнетиты, такие как магнетиты МО8029™ и МО8060™ производства компании Mobay; колумбийские магнетиты; поверхностно-обработанные магнетиты MAPICO BLACKS™; магнетиты СВ4799™, СВ5300™, СВ5600™ и МСХ6369™ производства компании Pfizer; магнетиты BAYFERROX 8600™ and 8610™ производства компании Bayer; магнетиты NP-604™ и NP-608™ производства компании Northern Pigments; магнетиты ТМВ-100™ или ТМВ-104™ производства компании Magnox и тому подобное. В качестве цветных пигментов могут быть выбраны голубой, пурпурный, желтый, красный, зеленый, коричневый, синий или смеси вышеуказанного. В большинстве случаев используются голубые, пурпурные или желтые пигменты или красители или смеси вышеуказанного. Пигмент или пигменты могут представлять собой дисперсии пигмента на водной основе.

[0044] Конкретные примеры пигментов включают дисперсии пигментов на водной основе SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE и AQUATONE производства SUN Chemicals; HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL BLUE™, PYLAM OIL YELLOW™, PIGMENT BLUE 1™, предлагаемые компанией Paul Uhlich & Company, Inc.; PIGMENT VIOLET 1™, PIGMENT RED 48™, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026™, E.D. TOLUIDINE RED™ и BON RED С™ предлагаемые компанией Dominion Color Corporation, Ltd., Торонто, Онтарио, Канада; NOVAPERM YELLOW FGL™, HOSTAPERM PINK E™, предлагаемые компанией Hoechst; CINQUASIA MAGENTA™, предлагаемая компанией E.I. DuPont de Nemours & Company и тому подобное. Красители, которые могут быть выбраны, являются черными, голубыми, пурпурными, желтыми и смесями вышеуказанного. Примерами пурпурных красителей являются 2,9-диметилзамещенный хинакридоновый и антрахиноновый краситель, определенный цветовым индексом как CI 60710, CI дисперсионный красный 15, диазокраситель, определенный цветовым индексом как CI 26050, CI Solvent Red 19 и тому подобное. Иллюстративные примеры голубых красителей включают тетра(октадецилсульфонамидо)фталоцианин меди, медный фталоцианиновый пигмент, определенный цветовым индексом как CI 74160, CI пигмент голубой, пигмент голубой 15:3, антраценовый голубой, определенный цветовым индексом CI как 69810, Special Blue X-2137 и тому подобное. Иллюстративными примерами желтых красителей являются диарилидные желтые 3,3-дихлорбензиденацетоацетанилиды, моноазопигмент, определенный цветовым индексом как CI 12700, CI Solvent Yellow 16, нитрофениламинсульфонамид, определенный цветовым индексом как Foron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 33 2,5-диметокси-4-сульфонанилид фенилазо-4'-хлор-2,5-диметоксиацетоацетанилид и Permanent Yellow FGL. Цветные магнетиты, такие как смеси MAPICO BLACK™, и голубые компоненты также могут быть выбраны в качестве красителей. Другие известные красители могут быть выбраны, например, Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) и Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals) и цветные красители, такие как синий Neopen Blue (BASF), судановый синий Sudan Blue ОС (BASF), синий PV Fast Blue B2G01 (American Hoechst), синий Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), синий Irgalite Blue BCA (Ciba-Geigy), синий Paliogen Blue 6470 (BASF), Sudan III (Matheson, Coleman, Bell), судановый Sudan II (Matheson, Coleman, Bell), судановый Sudan IV (Matheson, Coleman, Bell), судановый Sudan G (Aldrich), оранжевый Sudan Orange 220 (BASF), оранжевый Paliogen Orange 3040 (BASF), оранжевый Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlich), желтый Paliogen Yellow 152, 1560 (BASF), желтый Lithol Fast Yellow 0991K (BASF), желтый Paliotol Yellow 1840 (BASF), желтый Neopen Yellow (BASF), желтый Novoperm Yellow FG 1 (Hoechst), желтый Permanent Yellow YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), желтый Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb L1250 (BASF), желтый Suco-Yellow D1355 (BASF), розовый Hostaperm Pink E (American Hoechst), розовый Fanal Pink D4830 (BASF), пурпурный Cinquasia Magenta (DuPont), алый Lithol Scarlet D3700 (BASF), красный Toluidine Red (Aldrich), алый для термопластов Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), красный ED Toluidine Red (Aldrich), рубиновый тонер Lithol Rubine Toner (Paul Uhlich), алый Lithol Scarlet 4440 (BASF), красный Bon Red С (Dominion Color), красный Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlich), розовый Oracet Pink RF (Ciba-Geigy) Paliogen Red 3871K (BASF), красный Paliogen Red 3340 (BASF), алый Lithol Fast Scarlet L4300 (BASF), комбинации вышеуказанного и тому подобное.

Воск

[0045] В дополнение к полимерной смоле тонеры по данному изобретению также могут содержать воск, который может быть либо воском одного типа, либо смесью двух или большего количества различных восков. Например, воск одного типа может быть добавлен в состав тонера для улучшения определенных свойств тонера, таких как форма частиц тонера, наличие и количество воска на поверхности частиц тонера, характеристик заряда и/или оплавления при закреплении, характеристик глянца, снятия с печатного вала, офсетных свойств и тому подобное. В качестве альтернативного варианта в тонер может быть добавлена комбинация восков для придания его составу разнообразных свойств. В вариантах реализации данного изобретения ни один воск не включен в состав тонера.

[0046] При включении в состав тонера воск может присутствовать в количестве, например, от около 1 мас.% до около 25 мас.% от количества частиц тонера, в вариантах реализации данного изобретения от около 5 мас.% до около 20 мас.% от количества частиц тонера.

[0047] Воски, которые могут быть выбраны, включают воски, имеющие, например, среднемассовую молекулярную массу от около 500 до около 20000, в вариантах реализации данного изобретения от около 1000 до около 10000. Воски, которые могут быть использованы, включают, например, полиолефины, такие как полиэтиленовые, полипропиленовые и полибутеновые воски, такие, как коммерчески доступные в компании Allied Chemical and Petrolite Corporation, например, полиэтиленовые воски POLYWAX™ производства компании Baker Petrolite, эмульсии восков, доступные в Michaelman, Inc. и в Daniels Products Company, EPOLENE N-15™, коммерчески доступная в Eastman Chemical Products, Inc., и VISCOL 550-P™, полипропилен с низкой среднемассовой молекулярной массой, доступный в Sanyo Kasei K.K.; растительные воски, такие как карнаубский воск, рисовый воск, канделильский воск, сумаховый воск и масло жожоба; животные воски, такие как пчелиный воск; минеральные воски и нефтяные воски, такие как горный воск, озокерит, церезин, парафиновый воск (например, FNP-0090 от компании Nippon Seriro Co. Ltd.), микрокристаллический воск и воск Фишера-Тропша; восковые эфиры, полученные из высших жирных кислот и высших спиртов, такие как стеарил стеарат и бегенил бегенат; восковые эфиры, полученные из высших жирных кислот и одноатомных или многоатомных низших спиртов, такие как бутилстеарат, пропилолеат, глицеридмоностеарат, глицериддистеарат и пентаэритриттетрабегенат; воски на основе сложных эфиров, полученные из высших жирных кислот и многовалентных мультимерных спиртов, такие как диэтиленгликольмоностеарат, дипропиленгликольдистеарат, диглицерилдистеарат и триглицерилтетрастеарат; воски на основе сложных сорбитановых эфиров высших жирных кислот, такие как сорбитан моностеарат, и воски на основе сложных холестериновых эфиров высших жирных кислот, такие как холестерилстеарат. Примеры функционализированных восков, которые могут быть использованы, включают, например, амины, амиды, например, AQUA SUPERSLIP 6550™ и SUPERSLIP 6530™, производства компании Micro Powder Inc., фторированные воски, например, POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYSILK 19™, POLYSILK 14™ производства компании Micro Powder Inc., смешанные фторированные, амидные воски, например, MICROSPERSION 19™, также производства компании Micro Powder Inc., эмульсии имидов, сложных эфиров, четвертичных аминов, карбоновых кислот и акриловых полимеров, например, JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™ и 538™, все из которых доступны в компании SC Johnson Wax, и хлорированные полипропилены и полиэтилены, которые можно купить в компаниях Allied Chemical and Petrolite Corporation и SC Johnson wax. В вариантах реализации данного изобретения также могут быть использованы смеси и комбинации вышеуказанных восков. Воски могут быть включены в качестве, например, материалов для высвобождения валика для термического закрепления.

Поверхностные добавки

[0048] Состав тонера по данным вариантам реализации изобретения может включать одну или большее количество поверхностных добавок. Поверхностные добавки могут быть нанесены на поверхность частиц тонера, что может обеспечить суммарную охватываемую площадь поверхности от около 50% до около 99%, от около 60% до около 90% или от около 70% до около 80% поверхности частицы тонера. Состав тонера по данному варианту реализации изобретения может включать от около 2,7% до около 4,0%, от около 3,0% до около 3,7% или от около 3,1%) до около 3,5% поверхностной добавки в расчете на общую массу тонера. Кроме того поверхностные добавки могут содержать диоксид кремния, диоксид титана и стеараты.

[0049] В дальнейшем смесь поверхностных добавок и другие добавки добавляют путем их смешивания с получаемым тонером.

Поверхностно-активные вещества

[0050] Состав тонера по данному варианту реализации изобретения может включать одно или большее количество поверхностно-активных веществ. Примеры поверхностно-активных веществ включают анионные поверхностно-активные вещества, такие как дифенилоксидсульфонат, лаурилсульфат аммония, додецилбензолсульфонат натрия, додецилбензолсульфоновая кислота, алкилнафталинсульфонат натрия, диалкилсульфосукцинат натрия, дисульфонат алкилдифенилового эфира натрия, калиевая соль алкилфосфата, полиоксиэтиленлауриловый эфирсульфат натрия, сульфат полиоксиэтиленалкилового эфира натрия, сульфат триэтаноламинполиоксиэтиленового алкилэфира, сульфат натрия нафталин и конденсат нафталинсульфоната натрия и смеси вышеуказанного; а также неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, пропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, цетиловый эфир полиоксиэтилена, лауриловый эфир полиоксиэтилена, октиловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтиленнонилфениловый эфир, олеиловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтиленсорбитан монолаурат, стеариловый эфир полиоксиэтилена, диалкилфеноксиполи(этиленокси)этанол и смеси вышеуказанного.

[0051] Тонеры по данному раскрытию изобретения могут обладать исходным зарядом тонера с отношением заряда к массе (Q/M) при параметрах окружающих условий (зона В) с температурой около 21°С и относительной влажностью 50% от около 15 мкК/г до около 50 мкК/г, в вариантах реализации данного изобретения от около 18 мкК/г до около 40 мкК/г или от около 20 мкК/г до около 35 мкК/г.

[0052] Тонеры по данному раскрытию изобретения могут иметь динамическую вязкость л в интервале температур от 100°С до 180°С при 5%-ной деформации, равной 6,28 рад/с, от около 10000 Па⋅с до около 10 Па⋅с, от около с 5000 Па⋅с до около 90 Па⋅с или от около 4000 Па⋅с до около 150 Па⋅с.

[0053] Средняя округлость частиц тонера, измеренная с помощью анализатора изображения потока частиц (FPIA 3000), составляет от около 0,920 до около 0,988, от около 0,930 до около 0,980 или от около 0,940 до около 0,978.

[0054] Описанные в данном документе тонеры демонстрируют удивительно желательные свойства оплавления при термическом закреплении. Например, низкую минимальную температуру оплавления при закреплении.

Подготовка тонера

[0055] Частицы тонера могут быть изготовлены любым известным способом эмульгирования или агрегирования. Способы эмульгирования, агрегирования или коалесценции для изготовления тонеров иллюстрируются в ряде патентов Xerox, раскрытия которых полностью включены в настоящее описание посредством ссылки, таких как патент США №5,290,654, патент США №5,278,020, патент США №5,308,734, патент США №5,370,963, патент США №5,343,738, патент США №5,403,693, патент США №5,418,108, патент США №5,364,729 и патент США №5,346,797. Интерес также представляют патенты США №№5,348,832, 5,405,728, 5,366,841, 5,496,676, 5,527,658, 5,585,215, 5,650,255, 5,650,256 и 5,501,935 (сферические тонеры).

[0056] Составы тонера и частицы тонера по данному раскрытию изобретения могут быть изготовлены способами агрегирования и коалесценции, в которых частицы смолы малого размера соединяются с соответствующим размером частиц тонера и затем объединяются для достижения конечной формы и морфологии частиц тонера.

[0057] Процесс получения частиц ЭА может включать в себя получение латексной эмульсии, включая смолы, описанные в данном документе, и ИК маркер, в качестве варианта с поверхностно-активными веществами, в качестве варианта с воском, в качестве варианта с красителем и в качестве варианта с поверхностными добавками. Латексную эмульсию может быть изготовлена известным способом инверсии фаз, таким как смешивание ИК-маркера, аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы в подходящем растворителе с последующим добавлением водной среды. Подходящие водные среды, используемые для изготовления частиц ядра, включают воду (например, дистиллированную воду). Другие растворители, которые могут быть смешаны с водой, также могут быть добавлены в воду. Водные среды могут включать стабилизатор и в качестве варианта поверхностно-активное вещество. В вариантах реализации данного изобретения ИК маркер может быть диспергирован в водной среде с образованием дисперсии ИК маркера перед смешиванием с аморфной полиэфирной смолой и с кристаллической полиэфирной смолой. Дисперсия ИК маркера может дополнительно содержать поверхностно-активное вещество. Дисперсия ИК маркера может дополнительно содержать краситель. Соотношение поверхностно-активного вещества и красителя в дисперсии ИК маркера может составлять от 0,5:100 до 8:100, от 1:100 до 5:100 или от 2:100 до 4:100. Дисперсия смолы может быть изготовлена путем растворения аморфной полиэфирной смолы и кристаллической полиэфирной смолы в подходящем растворителе, например, в органическом растворителе. Дисперсия ИК маркера может быть смешана с дисперсией смолы с образованием латексной эмульсии.

[0058] Показатель РН латексной эмульсии можно регулировать кислотой (то есть регулятором рН), такой как, например, уксусная кислота, азотная кислота или тому подобное. В вариантах реализации данного изобретения рН латексной эмульсии можно довести до от около 2 до около 4,5. Кроме того, в вариантах реализации данного изобретения смесь может быть гомогенизирована. Если латексная эмульсия гомогенизирована, гомогенизация может быть выполнена путем смешивания при около от 600 до около 4000 оборотов в минуту (об/мин). Гомогенизация может быть выполнена при помощи любых подходящих средств, включая, например, гомогенизатор проб IKA ULTRA TURRAX Т50 или гомогенизатор Gaulin 15MR.

[0059] После изготовления вышеуказанной латексной эмульсии в большинстве случаев к латексной эмульсии может быть добавлен препарат, вызывающий агрегацию. Примеры подходящих препаратов, вызывающих агрегацию, включают галогениды полиалюминия, такие как полиалюминийхлорид (РАС), или соответствующий бромид, фторид или йодид, полиалюминиевые силикаты, такие как полиалюминийсульфосиликат (PASS) и водорастворимые соли металлов, включая хлорид алюминия, нитрит алюминия, алюминий сульфат кальция, ацетат кальция, хлорид кальция, нитрит кальция, оксилат кальция, сульфат кальция, ацетат магния, нитрат магния, сульфат магния, ацетат цинка, нитрат цинка, сульфат цинка, комбинации вышеуказанного и тому подобное. В вариантах реализации данного изобретения подходящие препараты, вызывающие агрегацию, включают полиметаллическую соль, такую как, например, полимер хлорида алюминия (РАС), полимер бромида алюминия или полимер сульфосиликата алюминия.

[0060] Препарат, вызывающий агрегацию, может быть добавлен к латексной эмульсии для образования тонера в количестве, например, от около 0,1 частей на 100 частей (pph) тонера до около 1 pph частей частиц тонера, в вариантах реализации данного изобретения от около 0,25 pph частей до около 0,75 pph частей частиц тонера. В вариантах реализации данного изобретения препарат, вызывающий агрегацию, присутствует в композиции тонера в количестве от около 0,1 до около 1,0% или от около 0,2 до около 0,8% или от около 0,25 до около 0,5% по массе от общей массы частиц тонера. В вариантах реализации данного изобретения препарат, вызывающий агрегацию, может быть добавлен к латексной эмульсии при температуре, которая ниже температуры стеклования (Tg) смолы.

[0061] Для управления агрегацией и слиянием частиц в вариантах реализации данного изобретения препарат, вызывающий агрегацию, может дозироваться в латексную эмульсию в течение длительного периода времени. Например, препарат может дозироваться в латексную эмульсию в течение периода от около 5 до около 240 мин, в вариантах реализации данного изобретения от около 30 до около 200 мин. Добавление агента также может быть выполнено в то время, когда латексная эмульсия поддерживается в условиях перемешивания, в вариантах реализации данного изобретения от около 50 об/мин до около 1000 об/мин, в вариантах реализации данного изобретения от около 100 до около 500 об/мин, и при температуре, которая ниже Tg смолы.

[0062] Частицам может быть предоставлена возможность агрегировать до получения заданного желаемого размера частиц. Заданный желаемый размер относится к желаемому размеру частиц, определенному до начала их образования, с учетом контроля размера частиц во время процесса их роста, что известно в данной области техники, до тех пор, пока не будет достигнут такой желаемый размер частиц. Образцы могут быть взяты во время процесса роста и проанализированы для определения среднего размера частиц, например, с помощью счетчика Культера. Таким образом, агрегация может продолжаться с помощью поддержания повышенной температуры или медленного повышения температуры до, например, от около 40°С до около 65°С и выдержки латексной эмульсии при этой температуре в течение времени от около 0,5 часа до около 6 часов, в вариантах реализации данного изобретения от около 1 часа до около 5 часов при обеспечении перемешивания для получения агрегированных частиц. После получения заданного желаемого размера частиц процесс роста останавливают.

[0063] Рост и формирование частиц после добавления препарата, вызывающего агрегацию, может быть осуществлен при любых подходящих условиях. Например, рост и формование могут проводиться в условиях, когда агрегация происходит отдельно от коалесценции. Для отдельных стадий агрегации и коалесценции процесс агрегации может проводиться в условиях сдвиговых деформаций при повышенной температуре, например, от около 40°С до около 70°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 40°С до около 60°С, что может быть ниже Тс смолы.

[0064] Агрегированные расплавленные частицы тонера по данному изобретению могут иметь средний объемный диаметр от около 1 до около 15 мкм, от около 1 до около 10 мкм или от около 3 до около 9 мкм и узкое геометрическое стандартное отклонение (GSD), например, от около 1,05 до около 1,25 или от около 1,05 до около 1,20, если измерять с помощью счетчика Культера. Используемый здесь термин «размер частиц» или термин «размер», используемый в данном документе в отношении термина «частицы», означают средневзвешенный диаметр, измеренный обычными устройствами для измерения диаметра, такими как Multisizer III, продаваемый компанией Coulter, Inc. Средневзвешенный диаметр представляет собой произведение суммарной величины массы каждой частицы на диаметр сферической частицы равной массы и плотности, деленное на полную массу частицы.

[0065] В вариантах реализации данного изобретения оболочка может быть сформирована на агрегированных частицах. Любая смола, используемая в данном документе для образования ядра, может быть использована для образования оболочки. В вариантах реализации данного изобретения для образования оболочки может быть использован сополимер стирола и н-бутилакрилата.

[0066] В дальнейшем после агрегации до желаемого размера частицы могут быть объединены в требуемую конечную форму периодическим или общепринятым способом, причем коалесценция достигается, например, нагреванием смеси до температуры от около 65°С до около 95°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 70°С до около 90°С, которая может быть ниже температуры плавления кристаллической смолы для предотвращения пластифицирования. Могут быть использованы более высокие или более низкие температуры, исходя из того, что значение температуры находится в зависимости от используемых смол.

[0067] Коалесценция может протекать в течение периода времени от около 0,1 до около 9 часов, в вариантах реализации данного изобретения от около 0,5 до около 4 часов.

[0068] В непрерывном процессе диапазон температур коалесценции может составлять от около 70°С до около 120°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 80°С до около 110°С, в вариантах реализации данного изобретения от около 90°С до около 105°С, а время объединения частиц может составлять от около 10 до около 10 минут, в том числе от около 10 секунд до 10 минут или от около 15 секунд до 5 минут или от около 30 секунд до 2 минут.

[0069] После коалесцении смесь может быть охлаждена до комнатной температуры, как например, от около 20°С до около 25°С. По желанию охлаждение может быть быстрым или медленным. Подходящий способ охлаждения может включать введение холодной воды в рубашку вокруг реактора. После охлаждения частицы тонера в качестве варианта могут быть промыты водой и затем высушены. Сушка может быть выполнена любым подходящим способом, например, сублимационной сушкой.

[0070] Другой аспект раскрытия данного изобретения представляет собой способ проверки подлинности предмета. Способ включает использование тонера, полученного способом агрегации эмульсии, по данным вариантам реализации изобретения для использования в печатающем устройстве для формирования текста или изображения на подложке. Примеры подходящих материалов для подложки, не имеющие ограничивающего характера, включают полимерные пленки (такие как белая полиэфирная пленка или прозрачная полиэфирная пленка); бумаги (такие как матовая, глянцевая, неплотная, плотная, с покрытием, без покрытия, картон, картон, фотобумага, тканевая бумага); контейнеры; металл в форме фольги, изготовленный, например, из алюминия, олова, меди, сплавов; текстильные изделия; керамика; и комбинации вышеуказанного. Способ включает выдержку сформированного текста или изображения на подложке в инфракрасном свете. Способ включает обнаружение ИК-излучающей способности под воздействием инфракрасного излучения, при этом изменение цвета подтверждает подлинность предмета. Способ включает подтверждение ИК-излучающей способности с помощью спектрометра или детектора в результате воздействия видимого света и обнаружение света, испускаемого на ИК длине волны, при этом подтверждается подлинность предмета. Способ включает подтверждение сигнала подлинности, например, распознавание изменения цвета образованного текста или изображения или обнаружение функции ИК маркера под воздействием инфракрасного излучения. ИК-излучающая способность может быть описана таким образом, что ИК маркер обладает способностью поглощать энергию видимого света и излучать свет в ИК энергетической области.

[0071] В продаже имеются различные детекторы для обнаружения или сканирования присутствия невидимых элементов защиты (ИК-излучающих функций) в то время, когда они облучают тонер с ИК маркером или текст или изображение тонера инфракрасным излучением. Поставляемые на рынок детекторы включают, например, переносной детектор IRIS™, невидимое устройство для считывания печатного текста VIPIR™, высокоскоростное встроенное устройство для считывания IRIS-QC. Детекторы могут выдавать сигнал, такой как короткий звуковой сигнал в то время, когда он обнаруживает функцию ИК-излучения для подтверждения подлинности.

[0072] Следующие примеры представлены для того, чтобы проиллюстрировать варианты реализации данного раскрытия изобретения. Эти примеры предназначены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема данного раскрытия изобретения. Кроме того, части и проценты являются массовыми, если не указано иное. Используемый здесь термин «комнатная температура» означает температуру от около 20°С до около 25°С.

Пример 1. Приготовление частиц тонера, содержащих 0,5% ИК маркера

[0073] Полиэфирный тонер по способу эмульсионной агрегации был приготовлен на 2-литровых лабораторных весах (около 250 граммов теоретически сухого тонера). Около 176 г линейной аморфной смолы, которая называется в данном документе смолой А в эмульсии (около 39 мас.% от общей массы смолы, 27,5 мас.% от общей массы частиц тонера) и около 176 г линейной аморфной смолы, которая называется в данном документе смолой В в эмульсии (около 39 мас.% от общей массы смолы; 27,5 мас.% от общей массы частиц тонера), около 63 г эмульсии кристаллического сложного полиэфира, около 10 г дисперсии ИК маркера, изготовленной путем диспергирования ИК пигмента (1,25 г) с помощью ультразвука в дистиллированной воде (8,71 г), содержащей анионное поверхностно-активное вещество (0,0375 г) и около 78 г дисперсии полиэтиленового воска (около 30 мас.%) (поставляемой на рынок компанией The International Group, Inc.) были добавлены в пластиковый лабораторный стакан и смешаны с 734 г дистиллированной воды. Показатель рН смеси доводили до величины около 4,2 путем добавления около 41 г азотной кислоты (около 0,3 М). Около 4,49 г Al₂(SO₄)₃ (около 27,8 мас.%), смешанного с около 51,6 г дистиллированной воды, было добавлено к суспензии в качестве флокулянта при гомогенизации со скоростью от около 3000 об/мин до около 4000 об/мин в течение около 5 минут. После этого суспензия была перенесена в 2-х литровый реактор Бюкки.

[0074] Вслед за этим смесь нагревали до около 42°С для агрегации при перемешивании со скоростью около 450 об/мин. Когда размер частиц достиг определенной величины, например, около 5 мкм, смесь, содержащую около 89 г той же линейной аморфной смолы А в эмульсии, представленной в количестве около 39 мас.% от общей массы смолы, и около 89 г той же самой линейной аморфной смолы В в эмульсии, представленной в количестве около 39 мас.% от общей массы смолы, добавляли в реактор для образования оболочки снаружи агрегированных частиц. Смесь была дополнительно нагрета при температуре около 45°С для достижения желаемого размера частиц. Показатель рН смеси доводили до величины около 5 путем добавления гидроксида натрия и ЭДТА. Как только был получен целевой размер частиц около 5,5 мкм, стадия агрегации была остановлена.

[0075] После этого температура реактора была увеличена до около 85°С, а показатель рН был доведен до величины около 7,8 при использовании раствора гидроксида натрия (около 4 мас.%), благодаря чему частицы начали соединяться. Во время соединения частиц были добавлены 6,25 г 12%-го раствора Тауса и 7,94 г 0,3 молярной азотной кислоты. Примерно через два часа частицы достигли величины округлости около 0,973, что было установлено с помощью FPIA, и были охлаждены. Размер частиц был проконтролирован с помощью счетчика Культера, и было определено геометрическое стандартное отклонение (GSD). Конечный размер частиц, верхнее геометрическое стандартное отклонение по объему для грубых частиц (GSDv) и верхнее геометрическое стандартное отклонение по количеству для тонкозернистых частиц (GSDn) составляли около 5,96 мкм, около 1,18 и около 1,21 соответственно. Доля тонкозернистых частиц (размером около 1-4 мкм), грубых частиц (размером около 13 мкм) и округлость полученных частиц составляли около 3,55%, около 0,84% и около 0,976 соответственно.

Пример 2. Приготовление частиц тонера, содержащих 0,1% ИК маркера

[0076] Полиэфирный тонер по способу эмульсионной агрегации был приготовлен на 2-литровых лабораторных весах (около 250 граммов теоретически сухого тонера). Около 177 г линейной аморфной смолы, которая называется в данном документе смолой А в эмульсии (около 39 мас.% от общей массы смолы) и около 177 г линейной аморфной смолы, которая называется в данном документе смолой В в эмульсии (около 39 мас.% от общей массы смолы), около 64 г эмульсии кристаллического сложного полиэфира, около 10 г дисперсии ИК маркера, изготовленной путем диспергирования ИК пигмента (0,25 г) с помощью ультразвука в дистиллированной воде (9,74 г), содержащей анионное поверхностно-активное вещество (0,0075 г) и около 78 г дисперсии полиэтиленового воска (около 30 мас.%) (поставляемой на рынок компанией The International Group, Inc.) были добавлены в пластиковый лабораторный стакан и смешаны с 734 г дистиллированной воды. Показатель рН смеси доводили до величины около 4,2 путем добавления около 41 г азотной кислоты (около 0,3 М). Около 4,49 г Al₂(SO₄)₃ (около 27,8 мас.%), смешанного с около 51,6 г дистиллированной воды, было добавлено к суспензии в качестве флокулянта при гомогенизации со скоростью от около 3000 об/мин до около 4000 об/мин в течение около 5 минут. После этого суспензия была перенесена в 2-х литровый реактор Бюкки.

[0077] Вслед за этим смесь нагревали до около 42°С для агрегации при перемешивании со скоростью около 450 об/мин. Когда размер частиц достиг определенной величины, например, около 5 мкм, смесь, содержащую около 89 г той же линейной аморфной смолы А в эмульсии, представленной в количестве около 39% масс, от общей массы смолы, и около 89 г той же линейной аморфной смолы В в эмульсии, представленной в количестве около 39 мас.% от общей массы смолы, добавляли в реактор для образования оболочки снаружи агрегированных частиц. Смесь была дополнительно нагрета при температуре около 45°С для достижения желаемого размера частиц. Показатель рН смеси доводили до величины около 5 путем добавления гидроксида натрия и ЭДТА. Как только был получен целевой размер частиц около 5,6 мкм, стадия агрегации была остановлена.

[0078] После этого температура реактора была увеличена до около 85°С, а показатель рН был доведен до величины около 7,8 при использовании раствора гидроксида натрия (около 4% масс), благодаря чему частицы начали соединяться. Во время соединения частиц были добавлены 6,25 г 12%-го раствора Тауса и 7,94 г 0,3 молярной азотной кислоты. Примерно через два часа частицы достигли величины округлости около 0,972, что было установлено с помощью FPIA, и были охлаждены. Размер частиц был проконтролирован с помощью счетчика Культера, и было определено геометрическое стандартное отклонение (GSD). Конечный размер частиц, GSDv и GSDn составляли около 5,93 мкм, около 1,18 и около 1,23 соответственно. Доля тонкозернистых частиц (размером более 1-4 мкм), грубых частиц (размером около 13 мкм) и округлость полученных частиц составляли около 4,75%, около 0,63% и около 0,972 соответственно.

[0079] На фиг. 1 показана фотография, полученная с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при увеличении в 6 тысяч раз, иллюстрирующая поверхности гладких частиц, полученных способом агрегации эмульсии.

Пример 3: Приготовление частиц чистого тонера без ИК маркера

Частицы чистого тонера готовили в соответствии с тем же способом, который был описан в примерах 1 и 2, за исключением того, что пигмент ИК маркера был исключен из состава. Конечный размер частиц тонера, GSDv и GSDn составлял около 7,6 мкм, около 1,19 и около 1,19 соответственно. Доля тонкой фракции (около 1-4 мкм), грубой (около более 13 мкм) и округлость полученных частиц составляли около 3,65%, около 0,48% и около 0,977 соответственно.

[0080] В таблице 1 обобщены данные по компонентам состава тонера по примеру 1 (с введением 0,5% ИК маркера) и состава тонера по примеру 2 (с введением 0,1% ИК маркера).

Изготовление смеси тонера и добавок

[0081] Для каждого образца (примеры 1-3) около 50 г тонера были введены в мельницу для образцов SK-M10 Sample Mill производства компании Misaki & Co. Ltd. вместе с поверхностными добавками и затем перемешаны в течение около 30 секунд со скоростью вращения около 12500 об/мин. Поверхностные добавки, используемые при смешивании, содержали 1,29% диоксида кремния RY50L, 0,86% диоксида кремния RX50, 0,88% двуокиси титана STT100H, 1,73% Х24 золь-геля коллоидного диоксида кремния, 0,18% стеарата цинка, 0,5% полиметилметакрилата (ПММА) и 0,28% частиц оксида церия от массы тонера.

Измерение величины заряда тонера

[0082] Величина заряда тонера была получена как для исходных частиц тонера без каких-либо поверхностных добавок, так и для частиц тонера, смешанных с поверхностными добавками. В случае исходных частиц тонера 1,5 г тонера и 30 г носителя марки XEROX® 700 были смешаны в стеклянной колбе объемом 60 мл для приготовления смеси, содержащей 5 pph (частей на сотню) частиц тонера в носителе. В случае смешанного тонера 1,8 г тонера и 30 г носителя марки Xerox 700 были смешаны в стеклянной колбе объемом 60 мл для приготовления смеси, содержащей 8 pph частиц тонера в носителе. Образцы были выдержаны в течение трех дней в зоне с низкой влажностью (зона J) при температуре 21,1°С и относительной влажности 10% и в виде отдельного образца в зоне с высокой влажностью (зона А) при температуре около 28°С и относительной влажности 85%. Проявители, смеси тонера и носителя, с исходными частицами тонера были загружены в смеситель Turbula на 10 минут, а проявители со смесью тонера и добавок были загружены в смеситель Turbula на 60 минут.

[0083] Величина заряда тонера была измерена как отношение заряда к массе (Q/M) и определена способом полного сдува заряда с проведением измерения заряда в клетке Фарадея, содержащей проявитель после удаления из него тонера путем продувки в потоке воздуха. Общий заряд, уловленный в клетке, делится на массу тонера, удаленного продувкой, которая определяется путем взвешивания клетки до и после продувки для того, чтобы дать отношение Q/M. Величина заряда тонера также измерялась в виде отношения, в данном случае заряда к диаметру q/d. Отношение q/d было измерено при помощи спектрографа для измерения заряда при напряженности поля 100 В/см и было визуально определено как центральная точка поля распределения заряда тонера. Величина заряда была отражена в миллиметрах смещения от нулевой линии (смещение в мм может быть преобразовано в фемтокулоны/мкм (fC/мкм) умножением на 0,092).

Измерение сохранения заряда тонера

[0084] Образец проявителя был приготовлен путем взвешивания 1,8 г тонера с добавками на 30 г носителя в промытой стеклянной колбе объемом 60 мл. Проявитель был выдержан в среде зоны А при температуре 28°С и относительной влажности 85% в течение трех дней для достижения полностью равновесного состояния. Проявитель был заряжен путем перемешивания образца в течение 2 минут в смесителе Turbula. Величина заряда на единицу массы образца была измерена с использованием трибо-продувки. Затем образец был возвращен в камеру зоны А в режиме ожидания. Измерение величины заряда на единицу массы было снова повторено через 24 часа и через 7 дней. Сохранение заряда была рассчитано, исходя из заряда после выдержки в течение 24 часов и после выдержки в течение 7 дней в процентах от первоначального заряда. Результаты зарядки образцов тонера показаны в таблицах 2 и 3.

Измерение слипания частиц тонера

[0086] Слипание частиц тонера было определено путем измерения когезии тонера при повышенной температуре выше комнатной температуры для тонера, смешанного с поверхностными добавками. Измерение слипания частиц тонера было выполнено следующим образом: два грамма смешанного с добавками тонера взвешивали в открытой посуде и выдерживали в камере с искусственным климатом при указанной повышенной температуре и относительной влажности 50%. Примерно через 17 часов образцы были вынуты и адаптированы в окружающих условиях в течение около 30 минут. Каждый повторно адаптированный образец был подвергнут измерению путем просеивания через пакет, состоящий из двух предварительно взвешенных сит, которые были уложены следующим образом: сито с размером отверстий равном 1000 мкм сверху и сито с размером отверстий равном 106 мкм внизу. Сита были подвергнуты вибрации в течение около 90 секунд с амплитудой около 1 мм с использованием прибора для определения степени сыпучести порошков производства компании Hosokawa. После завершения вибрации сита были повторно взвешены, а блокировка тонера рассчитывалась исходя из общего количества тонера, оставшегося на обоих ситах, как процент от начального веса. К примеру, путем демонстрации при помощи образца тонера массой 2 грамма, допустим, что А представляет собой массу тонера, оставшегося на верхнем сите с размером отверстий равным 1000 мкм, а В представляет собой массу тонера, оставшегося на нижнем сите с размером отверстий равным 106 мкм, тогда процент слипания тонера вычисляется по формуле: % слипания = 50 (А+В).

Измерение сцепления потока частиц тонера

[0087] Два грамма смешанного тонера при лабораторных условиях окружающей среды были помещены на верхнее сито в пакете, состоящем из трех предварительно взвешенных сит, которые были уложены в прибор для определения степени сыпучести порошков производства компании Hosokawa следующим образом: сито с размером отверстий равным 53 мкм сверху, сито с размером отверстий равным 45 мкм в середине и сито с размером отверстий равным 38 мкм внизу. К пакету была приложена вибрация с амплитудой 1 мм в течение 90 секунд. Сцепление потока частиц тонера в % рассчитывается по формуле: % сцепления = (50⋅А+30⋅В+10⋅С).

Измерение диэлектрических потерь

[0088] Диэлектрические потери исходных частиц тонера (то есть частиц тонера без дополнительных добавок) измеряли в изготовленном специальному заказу приспособлении, подключенном к измерителю LCR HP 4263 В через экранированные BNC-кабели длиной по 1 метру. Для обеспечения воспроизводимости и сопоставимости результатов измерений один грамм тонера (выдежанный в зоне J в течение 24 часов) был помещен в пресс-форму с диаметром 2 дюйма и спрессован отшлифованным на точный размер поршнем под давлением около 2000 фунт/кв. дюйм в течение 2 минут. При обеспечении контакта с поршнем (который действовал в качестве одного электрода), таблетка затем была выдавлена из пресс-формы на опору, снабженную пружиной, которая удерживала таблетку под давлением, а также выступала в качестве противоэлектрода. Данная установка исключила необходимость использования дополнительных контактных материалов (таких как оловянная фольга или смазка), а также позволила выполнять измерение толщины таблетки "по месту". Диэлектрические потери были определены путем измерения емкости (Ср) и коэффициента диэлектрических потерь (D) при частоте 100 кГц и напряжении 1 В переменного тока. Измерения были выполнены при условиях внешней окружающей среды. Диэлектрическая проницаемость рассчитывалась следующим образом:

Е'=[Ср (pF) × Толщина (мм)]/[8,854 × А эффективная (м²)]

[0089] Постоянная величина 8,854 представляла собой диэлектрическую проницаемость вакуума, обозначаемую эпсилон(0) в единицах, которые принимают во внимание, что Ср выражается в пикофарадах, а "Толщина" - в мм. "А эффективная" является эффективной площадью образца. Диэлектрические потери составляют (Е')=Е * Тангенс угла диэлектрических потерь, который представляет собой рассеивание электрической энергии в образце (т.е. насколько значительной является утечка конденсатора). Диэлектрические потери (Е') умножаются на 1000 для упрощения приведенных значений. Таким образом, приведенное значение «диэлектрические потери × 1000» для 70 означает диэлектрические потери 70×10^-3 или 0,070.

Измерение термического закрепления

[0090] Характеристики термического закрепления тонеров, смешанных с добавками, были определены площадью сгиба, минимальной температурой термического закрепления (MFT), глянцем, офсетной печатью документов и пробной офсетной печатью на виниле.

[0091] Все незакрепленные изображения были получены при помощи принтера Xerox Color 560. ТМА (масса тонера на единицу площади), равная 1,00 мг/см² была использована для дозировки тонера, нанесенного на немелованную бумагу Xerox Bold плотностью 90 г/м² (P/N 3R11540) и использована для измерений глянца, сминаемости и температуры горячего офсета. Объектом измерения глянца/сминаемости было квадратное изображение, помещенное в центр страницы. Затем образцы были подвергнуты термическому закреплению при помощи безмасляного сборочного устройства для термического закрепления, состоящего из серийного модуля для термического закрепления Xerox 700 с заменяемыми пользователем расходными материалами, который был оснащен внешним двигателем и регулятором температуры наряду с бумагопроводящей системой. Производительность модуля для термического закрепления была установлена равной 220 мм/с (задержка срабатывания ~34 мс), а температура валика модуля для термического закрепления менялась от температуры холодного офсета до температуры горячего офсета или вплоть до 210°С для измерения глянца и сминаемости на образцах. После того, как заданная температура валика модуля для термического закрепления была изменена, происходит простой по техническим причинам в течение десяти минут для того, чтобы позволить температуре ремня и узла давления стабилизироваться.

[0092] Температура холодного офсета - это наименьшая температура, при которой тонер прилипает к валику модуля для термического закрепления, но еще не приплавляется к бумаге. Выше температуры холодного офсета тонер после термического закрепления не остается на валике модуля для термического закрепления до тех пор, пока он не достигнет температуры горячего офсета.

Область смятия

[0093] Изображение тонера проявляет такие механические свойства как сминаемость, которая определена путем сгибания участка подложки, такой как бумага с изображением на ней, проявленным тонером, и количественной оценки степени, в которой тонер на сгибе отделяется от бумаги. Хорошей стойкостью при сгибании можно считать величину менее 1 мм при условии, что средняя ширина смятого изображения оценивается с помощью печати изображения на бумаге, за которым следует (а) складывание внутрь области печати изображения, (b) прокатывание по сложенному изображению стандартного медного катка с покрытием TeflonTM, весящего около 860 грамм, (с) разворачивание бумаги и стирание отделившихся частиц полиграфической краски со смятой поверхности изображения с помощью ватного тампона и (d) измерение средней ширины свободной от краски площади поверхности при помощи анализатора изображения. Величина сминаемости также может быть отражена в пересчете на площадь, особенно когда изображение при сгибании в достаточной степени трудно нарушить неравномерно; измеренные в пересчете на площадь, значения сгиба 100 миллиметров соответствуют значению свободной от краски ширины около 1 мм. Кроме того, изображения показывают коэффициенты разрушения, например, больше единицы.

[0094] Из анализа изображения смятой области можно определить, имеет ли изображение небольшую единственную линию трещины или является более ломким и совершенно растрескавшимся. Единственная линия трещины в области смятия обеспечивает коэффициент разрушения равный единице, в то время как сильно растрескавшаяся складка имеет коэффициент разрушения больше единицы. Чем больше растрескивание, тем больше коэффициент разрушения.

[0095] Тонеры, демонстрирующие приемлемые механические свойства, которые подходят для офисных документов, могут быть получены с использованием вышеупомянутых термопластичных смол. Вместе с тем также имеется потребность в цифровых ксерографических методах для гибкой упаковки на различных подложках. Для использования в гибких упаковках материалы для тонера должны отвечать очень высоким требованиям, таким как способность выдерживать условия высоких температур, которым они подвергаются в процессе упаковки, а также обеспечивать устойчивость изображения к давлению при подогреве. В других сферах применения, таких как книги и руководства, требуется, чтобы изображение не отмарывало документ на соприкасающееся с ним изображение. Эти дополнительные требования требуют других систем смолы, например таких, которые обеспечивают их термореактивные свойства таким образом, что сшитая смола получается после термического закрепления или в результате термического закрепления на изображении, полученном с использованием тонера.

Минимальная температура термического закрепления

[0096] Измерение минимальной температуры термического закрепления (MFT) включает в себя складывание изображения на бумаге, термически закрепленного при определенной температуре, и прокатку катка стандартного веса по складке. Копия с термически закрепленным изображением также может быть сложена с использованием доступного для приобретения фальцевального устройства, такого как настольная фальцовка Duplo D-590. Сложенное изображение затем разворачивают и анализируют под микроскопом и при этом оценивают численный класс на основе количества складок, обнаруживаемых в развернутом изображении. Эта процедура повторяется при различных температурах до тех пор, пока не будет получена минимальная температура термического закрепления (показывающая очень маленькую складку).

Глянец

[0097] Печатный глянец (в единицах блеска Гарднера или «ggu») был измерен при помощи 75-градусного прибора для измерения блеска BYK Gardner для изображений, полученных с использованием тонера, которые до этого были термически закреплены в диапазоне температур валика модуля для термического закрепления от около 120°С до около 210°С (блеск образца зависел от конкретного тонера, массы тонера на единицу площади, бумажной подложки, валика модуля для термического закрепления и температуры валика модуля для термического закрепления).

Пятнистость глянца

[0098] Температура пятнистости глянца - это температура термического закрепления, при которой печать обнаруживает пятнистую структуру, характеризующуюся неравномерным блеском на копии по миллиметровой шкале, и это происходит из-за того, что тонер начинает прилипать к валику модуля для термического закрепления на небольших участках.

Температура горячего офсета

[0099] Температура горячего офсета (НОТ) - это такая температура, при достижении которой видно, что тонер, который загрязнил валик для термического закрепления, переносится обратно на бумагу. Для наблюдения этого явления следующий чистый лист бумаги посылается через устройство для термического закрепления сразу после печати копии с термически закрепленным изображением. Если наблюдается перенос изображения на следующий чистый лист при определенной температуре устройства для термического закрепления, то это - температура горячего офсета.

[00100] В таблицах 4 и 5, приведенных ниже, подводятся итоги результатов оценки сборочного устройства для термического закрепления тонера.

Изобретение может быть использовано для обеспечения защиты документов от подделки. Тонер, полученный способом агрегации эмульсии, имеет частицы, содержащие ядро и оболочку, при этом ядро содержит ИК маркер, кристаллическую полиэфирную смолу и аморфную полиэфирную смолу. ИК маркер выбирают из группы, состоящей из неорганической керамической наночастицы, ИК-излучающего органического красителя, ИК-излучающей квантовой точки. ИК маркер имеет максимум излучения в диапазоне длин волн от 1000 до 1200 нм. Предложены также способ получения тонера и способ для удостоверения подлинности предмета. Изобретения позволяют повысить уровень защиты документов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 пр., 1 ил.

1. Тонер, полученный способом агрегации эмульсии, имеющий частицы тонера, содержащие ядро и оболочку, при этом ядро содержит

ИК маркер, который выбирают из группы, состоящей из неорганической керамической наночастицы, ИК-излучающего органического красителя, ИК-излучающей квантовой точки;

причем ИК маркер имеет максимум излучения в диапазоне длин волн от 1000 до 1200 нм;

кристаллическую полиэфирную смолу; а также

аморфную полиэфирную смолу.

2. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что ИК маркер присутствует в количестве от 0,01 мас.% до 40 мас.% от массы тонера.

3. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что ИК маркер имеет максимум поглощения в диапазоне длин волн от 300 до 1100 нм.

4. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что ИК маркер имеет средний размер частиц от 10 нм до 800 нм.

5. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что неорганическая керамическая наночастица выбирается из группы, состоящей из оксида кремния, оксида иттрия, оксида лития, оксида иттербия и смесей вышеуказанного.

6. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что ИК-излучающий органический краситель выбирают из группы, состоящей из полиметиновых красителей, красителей на основе антрахинона, красителей на основе солей дитиола, фталоцианиновых красителей, индофенольных красителей, красителей на основе аминов, красителей на основе диаминов, азокрасителей, цианиновых красителей, оксазиновых красители, родаминовых красителей, дистирил-борадиазаиндаценовых красителей, сульфоиндоцианиновых сукцидимидиловых эфиров, акридоновых красителей и смесей вышеуказанного.

7. Тонер по п. 1, в которой ИК-излучающие квантовые точки выбраны из группы, состоящей из квантовых точек CdTe_xSe_1-x/CdS, квантовой точки CuInZnSeS, AgInS₂ и их смесей.

8. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что частицы тонера имеют средний размер частиц от 1 до 15 мкм.

9. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что кристаллическая полиэфирная смола выбрана из группы, состоящей из полиэтиленадипата, полипропиленадипата, полибутиленадипата, полипентиленадипата, полигексиленаадипата, полиоктиленадипата, полиэтиленсукцината, полипропиленсукцината, полибутиленсукцината, полипентиленсукцината, полигексиленсукцината, полиоктиленсукцината, полиэтиленсебацата, полипропиленсебацата, полибутиленсебацата, полипентиленсебацата, полигексиленсебацата, полиоктиленсебацата, полидециленсебацата, полидецилендеканоата, полиэтилендеканоата, полэтилендодеканоата, полигександодеканоата, полинониленсебацата, полинонилендеканоата, полинонандодеканоата, смесей сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и себацата, сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и деканоата, сополимера этилена и фумарата с сополимером этилена и додеканоата; полиэтиленадипамида, полипропиленадипамида, полибутиленадипамида, полипентиленадипамида, полигексиленадипамида, полиоктиленадипамида, полиэтиленсукцинимида и полипропиленсебацамида, полиэтиленадипимида, полипропиленадипимида, полибутиленадипимида, полипентиленадипимида, полигексилендидимида, полиоктиленадипимида, полиэтиленсукцинимида, полипропиленсукцинимида, полибутиленсукцинимида и смеси вышеуказанного.

10. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что кристаллическая полиэфирная смола представлена в количестве от 5 мас.% до 25 мас.% от массы тонера.

11. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что аморфная полиэфирная смола выбирается из группы, состоящей из пропоксилированной фумаратной смолы бисфенола А, поли(пропоксилированного бисфенола софумарата), поли(этоксилированного бисфенола софумарата), поли(бутилоксилированного бисфенола софумарата), поли(сопропоксилированного бисфенола соэтоксилированного софумарата), поли-1,2-пропиленфумарата, поли(пропоксилированного бисфенола сомалеата), поли(этоксилированного бисфенола сомалата), поли(бутилоксилированного бисфенола сомалеата), поли(сопропоксилированного бисфенола соэтоксилированного бисфенола сомалеата), поли-1,2-пропиленмалеата, поли(проксилированного бисфенола соитаконата), поли(этоксилированного бисфенола соитаконата), поли(бутилоксилированного бисфенола итаконата), поли(сопропоксилированного бисфенола соэтоксилированного бисфенола соитаконата), поли-1,2-пропилен итаконата, сополимера пропоксилированного бисфенола А-софумарата и пропоксилированного бисфенола А со-терефталата, терполимера пропоксилированного бисфенола софумарата, пропоксилированного бисфенола А сотерефталата и пропоксилированного бисфенола А сододецилсукцината и смеси вышеуказанного.

12. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что аморфная полиэфирная смола представлена в количестве от 20 мас.% до 60 мас.% от массы тонера.

13. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что композиция тонера дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, состоящей из анионного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества и смесей вышеуказанного.

14. Тонер по п. 1, отличающийся тем, что композиция тонера представляет собой сухой порошок.

15. Способ получения тонера путем агрегации эмульсии для удостоверения подлинности предмета, включающий

образование дисперсии ИК маркера в воде, при этом эмульсия содержит ИК маркер, поверхностно-активное вещество и краситель;

смешение дисперсии ИК маркера с дисперсией смолы, при этом дисперсия смолы содержит кристаллическую полиэфирную смолу и аморфную полиэфирную смолу для образования латексной эмульсии;

агрегирование латексной эмульсии для образования ядер частиц тонера;

формирование оболочки поверх ядер частиц тонера для образования частиц тонера;

слияние частиц тонера; а также охлаждение частиц тонера;

причем ИК маркер выбирают из группы, состоящей из неорганической керамической наночастицы, ИК-излучающего органического красителя и ИК-излучающей квантовой точки, причем ИК маркер имеет максимум излучения в диапазоне длин волн от 1000 до 1200 нм.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что массовое соотношение поверхностно-активного вещества к красителю составляет от 0,5:100 до 8:100.

17. Способ для удостоверения подлинности предмета, включающий

использование тонера, полученного способом агрегации эмульсии, для применения в печатающем устройстве для формирования текста или изображения на подложке, при этом тонер, полученный способом агрегации эмульсии, содержит

ИК маркер, выбранный из группы, состоящей из неорганической керамической наночастицы, ИК-излучающего органического красителя и ИК-излучающей квантовой точки; причем ИК маркер имеет максимум излучения в диапазоне длин волн от 1000 до 1200 нм;

кристаллическую полиэфирную смолу; и

аморфную полиэфирную смолу;

выдержку сформированного текста или изображения на подложке в инфракрасном свете;

обнаружение способности ИК излучения под действием инфракрасного света.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что неорганическая керамическая наночастица выбирается из группы, состоящей из оксида иттрия, оксида лития, оксида иттербия и смесей вышеуказанного.