DE102016208147A1 - Tonerzusammensatzungen und -Prozesse - Google Patents

Abstract

Es werden Tonerzusammensetzungen offengelegt, die ein amorphes Polyesterharz, ein kristallines Polyesterharz, ein Färbemittel und ein Wachs enthalten, und wobei der kristalline Polyester der Kernbildung mit einer Rosinsäure oder dem Salz einer Rosinsäure unterliegt.

Description

• Diese Offenlegung bezieht sich allgemein auf Toner-Zusammensetzungen und die entsprechenden Prozesse und insbesondere auf Toner bestehend aus kristallinen Polyestern, die mit einer Rosinsäure oder deren Salzen nukleiert sind.
• Es sind bestimmte polyesterhaltige Tonerzusammensetzungen bekannt, einschließlich solcher mit ausgewählten amorphen, kristallinen, oder amorphen gemischt mit kristallinen Polyestern. So sind z. B. im US-Patent 7.858.285 Emulsions-/Aggregationstoner offengelegt, die spezifische kristalline Polyester umfassen.
• Offenlegungen von Tonerzusammensetzungen, die mit einer Anzahl von Emulsions-/Aggregationsprozessen hergestellt werden und bestimmte Polyester enthalten können, sind in den US-Patenten Nr. 8.466.254 ; 7.736.832 ; 7.029.817 ; 6.830.860 und 5.593.807 bekannt.
• Während diese bekannten Toner evtl. für deren vorgesehene Verwendungszwecke geeignet sind, besteht weiterhin Bedarf an Tonern mit annehmbaren und verbesserten Eigenschaften in Bezug z. B. auf Fixiertemperaturbereiche und Anhaftungstemperaturen von z. B. einer Anhaftungstemperatur von ca. 50°C bis ca. 60°C. Es besteht ebenfalls Bedarf an Tonern mit hervorragenden Glanz- und Kohäsionseigenschaften, akzeptablen Mindest-Fixiertemperaturen, hervorragenden Heiß-Kalt-Offsettemperaturen, wobei diese Toner wünschenswerte Durchmessergrößen aufweisen. Weiterhin besteht Bedarf an Tonerzusammensetzungen, die keinen wesentlichen Transfer oder Offset auf eine xerografische Fixierwalze bewirken, der als Heiß- oder Kalt-Offset bezeichnet wird, je nachdem, ob die Temperatur unter der Fixiertemperatur des Papiers liegt (Kalt-Offset), oder ob der Toner bei einer Temperatur über der Toner-Fixiertemperatur einen Offset auf eine Fixierwalze bewirkt (Heiß-Offset).
• Ebenso besteht Bedarf an Tonern, die auf wirtschaftliche Weise hergestellt werden können und für die kostengünstige kristalline Polyesterharze gewählt werden.
• Ferner besteht Bedarf an Prozessen, die die Entstehung einer erhöhten Kristallinität in Polyestern ermöglichen.
• Darüber hinaus besteht jedoch zusätzlich Bedarf an polyesterbasierten Tonern mit niedrigen Fixiertemperaturen, wie z. B. von ca. 100°C bis ca. 130°C, und mit einem großen Schmelzfixierbereich, wie z. B. von ca. 50°C bis ca. 90°C.
• Weiterhin besteht Bedarf an Tonern mit verbesserten Anhaftungstemperaturen von z. B. 50°C bis ca. 55°C, von ca. 51°C bis ca. 54°C, und von ca. 53°C bis ca. 55°C.
• Außerdem besteht Bedarf an Tonern mit durchgehend kleinen Partikelgrößen, z. B. mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ca. 1 bis ca. 15 Mikron, von geeigneter energiesparender Form, in einem engen Partikelgrößenbereich, wobei diese Toner verschiedene Kern- und Hüllenstrukturen aufweisen.
• Diese und weitere Notwendigkeiten und Vorteile können in Ausführungsformen mit den hier offengelegten Prozessen und Zusammensetzungen erzielt werden.
• Es wird eine Tonerzusammensetzung offengelegt, bestehend aus einem amorphen Polyesterharz, einem kristallinen Polyesterharz, einem Färbemittel und einem Wachs, und wobei das kristalline Polyesterharz der Kernbildung mit einer Rosinsäure oder dem Salz einer Rosinsäure unterzogen wird.
• Ferner ist hier eine T onerzusammensetzung aufgeführt, bestehend aus einem Kern eines amorphen Polyesterharzes, einem kristallinen Polyester, einem Wachs und einem Färbemittel sowie mindestens einer Hülle, die den genannten Kern umgibt, wobei die Hülle besteht aus einem amorphen Polyesterharz und optional einem Wachs, bei dem der kristalline Polyester ein kernbildendes Salz einer Rosinsäure enthält, wie durch mindestens eine der nachfolgenden Formeln / Strukturen dargestellt,

  

  wobei M ein Metall, NH₄ oder Wasserstoff ist.
• Darüber hinaus ist hier ein Prozess veranschaulicht, der Folgendes umfasst: das Mischen eines amorphen Polyesterharzes, eines kristallinen Polyesterharzes, das ein Salz einer Rosinsäure, dargestellt durch mindestens eine der folgenden Formeln / Strukturen, enthält

  

  eines Färbemittels und Wachses, und das Aggregieren und Zusammenfließen zur Bildung von Tonerpartikeln, und wobei M ein Wasserstoffatom, NH₄ oder ein Metall ist.
• In diesem Schriftstück sind Tonerzusammensetzungen offengelegt, die nukleierte kristalline Polyesterharze, amorphe Polyesterharze, Färbemittel, Wachse und optionale Zusätze umfassen. Die in diesem Schriftstück veranschaulichten Tonerzusammensetzungen, die durch Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenzprozesse hergestellt werden können, umfassen kristalline Polyester, die eine Rosinsäure oder deren Salze als Kernbildner enthalten.
• In Ausführungsformen können die offengelegten Toner bestehen aus einem Kern z. B. aus einem amorphen Polyester, einem kristallinen Polyester, der einen Kernbildner enthält, Wachs, Färbemittel und Zusätzen sowie mindestens einer umgebenden Hülle, wie z. B. ca. 1 Hülle bis ca. 5 Hüllen, und insbesondere ca. 1 Hülle bis ca. 3 Hüllen, und noch spezifischer ca. 1 Hülle bis ca. 2 Hüllen.
• Kristalline Polyester
• Eine Anzahl kristalliner Polyester kann für die Kernbildung ausgewählt werden, einschließlich geeigneter bekannter kristalliner Polyester. Beispiele für kristalline Polyester, die ausgewählt werden können, sind: Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat), Poly(1,2-propylen-diethylen-terephthalat), Poly(ethylen-terephthalat), Poly(propylen-terephthalat), Poly(butylen-terephthalat), Poly(pentylen-terephthalat), Poly(hexylen-terephthalat), Poly(heptylen-terephthalat), Poly(octylen-terephthalat), Poly(ethylen-sebacat), Poly(propylen-sebacat), Poly(butylen-sebacat), Poly(nonylen-sebacat), Poly(ethylen-adipat), Poly(propylen-adipat), Poly(butylen-adipat), Poly(pentylen-adipat), Poly(hexylen-adipat), Poly(heptylen-adipat), Poly(octylen-adipat), Poly(ethylen-glutarat), Poly(propylen-glutarat), Poly(butylen-glutarat), Poly(pentylen-glutarat), Poly(hexylen-glutarat), Poly(heptylen-glutarat), Poly(octylen-glutarat), Poly(ethylen-pimelat), Poly(propylen-pimelat), Poly(butylen-pimelat), Poly(pentylen-pimelat), Poly(hexylen-pimelat), Poly(heptalen-pimelat), Poly(1,2-propylen-itaconat); Poly(ethylen-succinat), Poly(propylen-succinat), Poly(butylen-succinat), Poly(pentylen-succinat), Poly(hexylen-succinat), Poly(octylen-succinat), Poly(decylen-decanoat), Poly(ethylen-decanoat), Poly(ethylen dodecanoat), Poly(nonylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-Copoly(ethylen-sebacat), Copoly(ethylen-fumarat)-Copoly(ethylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-dodecanoat), und optional Gemische aus diesen, und dergleichen. Ein spezifischer kristalliner Polyester, der für die Kernbildung nach der vorliegenden Offenlegung ausgewählt wird, ist Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat), das durch Reaktion von Dodecandisäure und 1,6-Hexandiol hergestellt wird, und insbesondere, wobei es sich beim kristallinen Polyester um Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) mit der folgenden Struktur handelt

  
• Die kristallinen Harze können ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (M_n), gemessen mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) in Bereichen zwischen ca. 1.000 und ca. 50.000, oder zwischen ca. 2.000 und ca. 25.000, aufweisen. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (M_w) der kristallinen Polyesterharze kann z. B. im Bereich zwischen ca. 2.000 und ca. 100.000, oder zwischen ca. 3.000 und ca. 80.000 liegen, ermittelt durch GPC mittels Polystyrolstandards. Die Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n) des kristallinen Polyesterharzes liegt z. B. im Bereich von ca. 2 bis ca. 6, und insbesondere von ca. 2 bis ca. 4.
• Die offengelegten kristallinen Polyesterharze können durch einen Polykondensationsprozess durch Reaktion von geeigneten organischen Diolen und geeigneten organischen Disäuren im Beisein von Polykondensationskatalysatoren hergestellt werden. Allgemein kommt ein stöchiometrisches äquimolares Verhältnis von organischem Diol und organischer Disäure zur Anwendung; in einigen Fällen, wenn der Siedepunkt des organischen Diols zwischen ca. 180°C und ca. 230°C liegt, kann ein Überschuss an Diol, wie z. B. Ethylenglycol oder Propylenglycol im Bereich von ca. 0,2 bis 1 Moläquivalenten während des Polykondensationsprozesses verwendet und durch Destillation beseitigt werden. Die Menge des verwendeten Katalysators ist unterschiedlich und kann ausgewählt werden in Mengen wie z. B. von ca. 0,01 bis ca. 1, oder von ca. 0,1 bis ca. 0,75 Mol-% des kristallinen Polyesterharzes.
• Beispiele für organische Disäuren oder Diester, die für die Herstellung der kristallinen Polyesterharze ausgewählt werden, entsprechen der Darstellung in diesem Schriftstück und umfassen Fumar-, Malein-, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decansäure, 1,2-Dodecansäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalen-2,6-Dicarbonsäure, Naphthalen-2,7-Dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure und Mesaconsäure, einen Diester oder ein Anhydrid von diesen. Die organische Disäure wird in einer Menge von ca. 48 bis ca. 52 Mol-% des kristallinen Polyesterharzes ausgewählt.
• Beispiele für organische Diole, die aliphatische Diole umfassen, die in einer Menge von z. B. ca. 1 bis ca. 10, oder von 3 bis ca. 7 Mol-% des kristallinen Polyesterharzes ausgewählt werden, das ggf. im Reaktionsgemisch enthalten ist oder diesem zugegeben wird, und mit ca. 2 bis ca. 36 Kohlenstoffatomen, sind 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, Alkylenglycole wie Ethylenglycol oder Propylenglycol, und dergleichen. Die organischen Diole werden in unterschiedlichen effektiven Mengen, wie z. B. von ca. 48 bis ca. 52 Mol-% des kristallinen Polyesterharzes ausgewählt.
• Amorphe Polyester
• Eine Anzahl amorpher Polyester kann für die in diesem Schriftstück veranschaulichten Toner ausgewählt werden. Beispiele für amorphe Polyester umfassen Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(ethoxylliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-fumarat, Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(1,2-propylenfumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(1,2-propylenmaleat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), und Terpoly(propoxyliertes Bisphenol A-terephthalat)-Terpoly(propoxyliertes Bisphenol A-dodecenylsuccinat)-Terpoly(propoxyliertes Bisphenol A-fumarat). Die amorphen Harze sind im Handel erhältlich von Kao Corporation, DIC Chemicals und Reichhold Chemicals.
• Die amorphen Polyesterharze können z. B. ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (M_n), gemessen mittels Gelpermeationschromatographie (GPC), in Bereichen zwischen ca. 5.000 und ca. 100.000, oder zwischen ca. 5.000 und ca. 50.000 aufweisen. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) der amorphen Polyesterharze kann z. B. im Bereich zwischen ca. 2.000 und ca. 100.000, oder zwischen ca. 5.000 und ca. 80.000 liegen, ermittelt durch GPC mittels Polystyrolstandards. Die Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n) des amorphen Polyesterharzes liegt z. B. im Bereich von ca. 2 bis ca. 6, und insbesondere von ca. 2 bis ca. 4.
• Die offengelegten amorphen Polyesterharze können durch einen Polykondensationsprozess unter Reaktion von geeigneten organischen Diolen und geeigneten organischen Disäuren im Beisein von Polykondensationskatalysatoren hergestellt werden. Allgemein kommt ein stöchiometrisches äquimolares Verhältnis von einem organischen Diol und einer organischen Disäure zur Anwendung; in einigen Fällen, wenn der Siedepunkt des organischen Diols z. B. zwischen ca. 180°C und ca. 230°C liegt, kann ein Überschuss an Diol, wie z. B. Ethylenglycol oder Propylenglycol im Bereich von ca. 0,2 bis 1 Moläquivalenten während des Polykondensationsprozesses verwendet und durch Destillation beseitigt werden. Die Menge des verwendeten Katalysators ist unterschiedlich und kann ausgewählt werden in Mengen, wie in diesem Schriftstück offengelegt, und insbesondere z. B. von ca. 0,01 bis ca. 1, oder von ca. 0,1 bis ca. 0,75 Mol-% des amorphen Polyesterharzes.
• Beispiele für organische Disäuren oder Diester, die für die Herstellung der amorphen Polyesterharze ausgewählt werden, entsprechen der Darstellung in diesem Schriftstück und umfassen Fumar-, Malein-, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decansäure, 1,2-Dodecansäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalen-2,6-Dicarbonsäure, Naphthalen-2,7-Dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure und Mesaconsäure, einen Diester oder ein Anhydrid davon. Die organische Disäure wird in einer Menge von z. B. ca. 48 bis ca. 52 Mol-%, oder von ca. 1 bis ca. 10 Mol-% des amorphen Polyesterharzes ausgewählt.
• Beispiele für organische Diode, die aliphatische Diole umfassen, die zur Herstellung der amorphen Polyesterharze verwendet werden, und die im Reaktionsgemisch enthalten oder diesem zugesetzt werden können, wobei die Diole in einer Menge von z. B. ca. 45 bis ca. 55, oder ca. 48 bis ca. 52 Mol-% des amorphen Polyesters, und mit ca. 2 bis ca. 36 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden können, sind 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, Alkylenglycole wie Ethylenglycol oder Propylenglycol, propoxyliertes Bisphenol A und ethoxyliertes Bisphenol A. Das organische Diol wird in einer Menge von z. B. ca. 48 bis ca. 52 Mol-% des amorphen Polyesterharzes ausgewählt.
• Kernbildende Komponenten
• Die in diesem Schriftstück offengelegten kristallinen Polyesterharze und andere bekannte geeignete kristalline Polyester werden mit einem Kernbildner behandelt, um die Gesamt-Kristallisierungsrate des Polyesterharzes zu erhöhen. Der Begriff Kristallisationsrate bezieht sich auf die Temperatur, bei der die Kristallisation bei maximaler Geschwindigkeit erfolgt (T_c Höchsttemperatur), gemessen mit DSC (Differentialrasterkalorimetrie) und Kühlung bei einer definierten Rate, ausgehend von der Polymerschmelze. Insbesondere stellt die Kristallisationsrate die Veränderung von Delta H dar, oder was als Gesamtveränderung der Kristallinität bezeichnet wurde. So ist z. B. mit steigender T_c Spitzentemperatur der Kernbildner umso effektiver in seiner Kernbildungsfähigkeit im Polyester, was die Kristallisationsrate des Harzes beeinflusst. Somit kann z. B. die T_c eines nukleierten Harzes im Vergleich zu einem unbehandelten Harz von ca. 2°C auf ca. 10°C steigen, d. h. die T_c kann sich von ca. 54°C in einem unbehandelten Polyesterharz ohne Kernbildner auf ca. 58°C in einem nukleierten kristallinen Polyesterharz verändern. Daher kann die T_c des kristallinen Polyesterharzes von ca. 1 % auf ca. 20 % nach der Behandlung mit einem Kernbildner in einer Menge, wie z. B. von ca. 2 % auf ca. 15 %, oder von ca. 2 % auf ca. 10 % ansteigen.
• Das kristalline Polyesterharz kann während des Herstellungsprozesses der kristallinen Polyesterharzemulsion mit einem Kernbildner behandelt werden, und wobei eine Emulsion des kristallinen Polyesterharzes hergestellt wird, die einen Kernbildner enthält. In Ausführungsformen besteht das kristalline Polyesterharz aus einem Kernbildner mit ca. 0,001 Gew.-% (oder durchweg Gewichtsprozent) bis ca. 10 Gew.-%, ca. 0,01 Gew.-% bis ca. 10 Gew.-%, und insbesondere ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 5 Gew.-%, und ca. 0,1 bis ca. 0,3 Gew.-%, bezogen auf den Tonerfeststoffgehalt, oder ca. 1 Gew.-% bis ca. 3 Gew.-%, bezogen auf den kristallinen Polyester.
• In weiteren Ausführungsformen kann die Kristallinität des Polyesters erhöht werden durch Zugabe des Kernbildners zu einer Vortonermischung, die die kristalline Polyesterharzemulsion und die amorphe Harzemulsion enthält. Es wird angenommen, dass durch Zugabe des Kernbildners zur Vortonermischung eine Nukleierung des kristallinen Harzes der Vortonermischung erfolgt, ähnlich wie beim kristallinen Harz, das in anderen in diesem Schriftstück offengelegten Ausführungsformen nukleiert wird.
• Die Kernbildungskomponente oder der Kernbildner der Rosinsäuresalze besteht aus den Salzen einer Rosinsäure, wie z. B. Dehydroabietinsäure, und diese Rosinsäuresalze können durch mindestens eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt werden,

  

  wobei M ein Wasserstoffatom, NH₄ oder ein Metall darstellt, und wobei die Kernbildner von Arakawa Chemicals, Pinova Incorporated Arizona Chemicals und Eastman Chemicals zu beziehen sind.
• Ebenso besteht in Ausführungsformen die kernbildende Komponente, der kernbildende Zusatz oder der Kernbildner aus den Salzen einer Rosinsäure, wie z. B. Dehydroabietinsäure, und der Kernbildner wird z. B. dargestellt durch die folgende Formel/Struktur,

  

  wobei M, wie es hier dargestellt ist, z. B. ein Metall, ein Wasserstoffatom, NH₄, und dergleichen ist.
• Der Begriff Metallsalze einer Rosinsäure bezeichnet z. B. das Reaktionsprodukt einer Rosinsäure mit einer geeigneten Komponente, wie z. B. einer Metallverbindung, und umfasst einzelne Salze von einer oder mehr Rosinsäuren, gemischte Salze von einer oder mehr Rosinsäuren und zwei oder mehr Metallen, und Gemische der vorstehend genannten Salze mit einer oder mehr freien Säuren, und wobei der Salzgehalt des Kernbildners z. B. ca. 5 bis ca. 20 bis ca. 50 Äquivalent-% beträgt, basierend auf der Menge der Carboxylgruppe der Rosinsäuren. Die Metallverbindungen zur Bildung der Rosinsäure-Metallsalze sind Verbindungen, die ein Metall enthalten, wie Natrium, Kalium oder Magnesium, und mit Rosinsäure reaktionsfähig sind.
• Spezifische Beispiele für M umfassen Wasserstoff, Ammonium (NH₄,) einwertige Metallionen, wie z. B. Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium; zweiwertige Metallionen wie Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Zink; und dreiwertige Metallionen wie Aluminium. Normalerweise handelt es sich bei den Metallionen um einwertige und zweiwertige Metallionen, insbesondere um Natriumion, Kaliumion und Magnesiumion.
• Die Rosinsäuren sind im Handel erhältlich und können durch Disproportionieren oder Hydrieren von natürlichen Rosinen, wie z. B. Kolophonium, Tallharz oder Wurzelharz, und Reinigen von diesen, hergestellt werden. Das natürliche Rosin enthält generell zwei oder mehr Harzsäuren, wie z. B. Pimarsäure, Sandarachpimarsäure, Palustrinsäure, Isopimarsäure, Abietinsäure, Dehydroabietinsäure, Neoabietinsäure, Dihydropimarsäure, Dihydroabietinsäure und Tetrahydroabietinsäure. Diese Säuren werden typischerweise bezogen aus Baumsaft, Baumstümpfen oder Nebenprodukten aus dem Zellstoff- und Papierherstellungsprozess (Kraft).
• Insbesondere handelt es sich bei Rosinsäuren um Wurzelharze, die durch Einbringen von Kiefernstümpfen hergestellt werden, nachdem diese etwa 10 Jahre lang im Boden verblieben waren, so dass die Rinde und das Splintholz verrotten und der harzige Materialextrakt ausgepresst wird, was Rosinsäuren mit ähnlichen Formeln/Strukturen ergibt wie hier veranschaulicht, und wobei die verschiedenen Anteile der einzelnen Säuren variieren können. So erreichen die Hauptkomponenten von Abietinsäure und Dehydroabietin in Wurzelharzen typischerweise über ca. 50 Gew.-%, wie z. B. ca. 55 bis ca. 95 oder ca. 70 bis ca. 90 Gew.-% des Feststoffgehalts des Gemischs. Die Menge der in Wurzelharzsäuremischungen vorhandenen Abietinsäure kann durch bekannte Reinigungsverfahren, wie z. B. Destillation, geregelt werden, und wobei die nach dem Reinigen dieser Säure verbleibende Menge als im Bereich von ca. 70 bis ca. 80 Gew.-% des Rosinsäuregemisches liegend betrachtet wird. Ähnlich kann die Menge der Dehydroabietinsäure unterschiedlich sein, einschl. wenn diese Säure der Reinigung durch bekannte Destillationsverfahren unterzogen wird, und wobei diese Menge z. B. als im Bereich von ca. 65 bis ca. 85 Gew.-% liegend betrachtet wird.
• Der Kernbildner kann im kristallinen Polyester oder den Tonerzusammensetzungen in verschiedenen effektiven Mengen vorhanden sein, wie hier aufgeführt, z. B. von ca. 0,01 bis ca. 10 Gew.-%, von ca. 0,1 bis ca. 0,3 Gew.-% des Tonerfeststoffgehalts, oder von ca. 1 bis ca. 3 Gew.-% des kristallinen Polyesterharzes.
• Amorphe Polyester
• Beispiele für amorphe Polyester, die für die offengelegten Tonerzusammensetzungen ausgewählt werden, umfassen Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(ethoxylliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-fumarat, Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(1,2-propylenfumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(1,2-propylenmaleat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(1,2-propylenitaconat), ein Copoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-fumarat)-copoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-terephthalat), ein Terpoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-fumarat)-terpoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-terephthalat)-terpoly-(propoxyliertes Bisphenol-A-co-dodecyl-succinat), Gemische von diesen, und dergleichen.
• Für Tonerzusammensetzungen kann die Menge des amorphen Polyesterharzes z. B. ca. 70 bis ca. 80 Gew.-% betragen, die Menge des kristallinen Polyesters kann z. B. ca. 5 bis ca. 12 Gew.-% betragen, und die Mengen von Wachs, Färbemittel und Kernbildner entsprechen den Offenlegungen dieses Schriftstücks.
• Wachse
• Für die in diesem Schriftstück veranschaulichten Toner können mehrere geeignete Wachse ausgewählt werden, die im amorphen Polyesterharz, im kristallinen Polyesterharz oder im Gemisch aus amorphem und kristallinem Polyester in mindestens einer Hülle, sowie im Gemisch und der mindestens einen Hülle enthalten sein können.
• Beispiele für optionale in oder auf der Toneroberfläche enthaltene Wachse umfassen Polyolefine, wie z. B. Polypropylen, Polyethylene und dergleichen, wie z. B. diejenigen, die im Handel erhältlich sind von Allied Chemical and Baker Petrolite Corporation; Wachsemulsionen, die erhältlich sind von Michaelman Inc. und der Daniels Products Company; EPOLENE N-15^TM, das im Handel erhältlich ist von Eastman Chemical Products, Inc.; VISCOL 550-P^TM, ein Polypropylen mit niedrigem gewichtsgemittelten Molekulargewicht, das erhältlich ist von Sanyo Kasei K.K., und ähnliche Materialien. Beispiele für funktionalisierte Wachse, die für die offengelegten Toner ausgewählt werden können, umfassen Amine, Amide, z. B. AQUA SUPERSLIP 6550^TM, SUPERSLIP 6530^TM, erhältlich von Micro Powder Inc.; fluorierte Wachse, z. B. POLYFLUO 190^TM, POLYFLUO 200^TM, POLYFLUO 523XF^TM, AQUA POLYFLUO 411^TM, AQUA POLYSILK 19^TM, POLYSILK 14^TM, erhältlich von Micro Powder Inc.; gemischte fluorierte Amidwachse, z. B. MICROSPERSION 19^TM, das ebenfalls erhältlich ist von Micro Powder Inc.; Imide, Ester, quaternäre Amine, Carboxylsäuren oder Acryl-Polymeremulsion, z. B. JONCRYL 74^TM, 89^TM, 130^TM, 537^TM, und 538^TM, alle erhältlich von SC Johnson Wax; chlorierte Polypropylene und Polyethylene, erhältlich von Allied Chemical and Petrolite Corporation, sowie bei SC Johnson Wax. Eine Anzahl dieser offengelegten Wachse kann optional fraktioniert oder destilliert werden, um spezifische Schliffe zu ergeben, die Viskositäts- bzw. Temperaturkriterien erfüllen, wobei die Viskosität z. B. ca. 10.000 cps und die Temperatur ca 100°C beträgt.
• In Ausführungsformen liegt das Wachs in Form einer Dispersion vor, die z. B. ein Wachs mit einem Partikeldurchmesser von ca. 100 Nanometer bis ca. 500 Nanometer, oder von ca. 100 Nanometer bis ca. 300 Nanometer umfasst, Wasser und ein anionisches Tensid oder einen polymeren Stabilisator, sowie optional ein nichtionisches Tensid. In Ausführungsformen umfasst das Wachs Polyethylenwachspartikel, wie z. B. POLYWAX^® 655, oder POLYWAX^® 725, POLYWAX^® 850, POLYWAX^® 500 (wobei POLYWAX^® Wachse im Handel erhältlich sind von Baker Petrolite) und z. B. fraktionierte / destillierte Wachse, die destillierte Teile von im Handel erhältlichen POLYWAX^® 655 darstellen, welches hier bezeichnet wird als X1214, X1240, X1242, X1244 und dergleichen, aber nicht auf POLYWAX^® 655-Schliffe beschränkt sind. Es können Wachse verwendet werden, die einen spezifischen Schliff bieten, der die Viskositäts-/Temperaturkriterien erfüllt, wobei der obere Viskositätsgrenzwert bei ca. 10.000 cps und der obere Temperaturgrenzwert bei ca. 100°C liegt. Diese Wachse können einen Partikeldurchmesser im Bereich von ca. 100 bis ca. 500 Nanometer aufweisen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Weitere Beispiele für Wachse sind u. a. FT-100 Wachse, erhältlich von Shell (SMDA), und FNP0092, erhältlich von Nippon Seiro. Das zum Dispergieren des Wachses verwendete Tensid kann ein anionisches Tensid sein, wie z. B. NEOGEN RK^®, das im Handel erhältlich ist von Daiichi Kogyo Seiyaku oder TAYCAPOWER^® BN2060, das im Handel erhältlich ist von Tayca Corporation, oder DOWFAX^®, erhältlich von DuPont.
• Die Wachsmenge im Toner liegt in Ausführungsformen bei ca. 0,1 bis ca. 20 Gew.-% oder Gewichtsprozent, ca. 0,5 bis ca. 15 Gew.-%, ca. 1 bis ca. 12 Gew.-%, ca. 1 bis ca. 10 Gew.-%, ca. 4 bis ca. 9 Gew.-%, ca. 1 bis ca. 5 Gew.-%, ca. 1 bis ca. 4 Gew.-%, und ca. 1 bis ca. 3 Gew.-%, bezogen auf den Tonerfeststoffgehalt.
• Färbemittel
• Beispiel für Toner-Färbemittel umfassen Pigmente, Farbstoffe, Pigment- und Farbstoffmischungen, Pigmentmischungen, Farbstoffmischungen und dergleichen. In Ausführungsformen umfasst das Färbemittel Ruß, Magnetit, Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau, Braun und Gemische von diesen.
• Das Tonerfärbemittel kann z. B. ausgewählt werden aus cyan-, magentafarbenen, gelben oder schwarzen Pigmentdispersionen einer jeden Farbe in einem anionischen Tensid, oder optional in einem nicht-ionischen Tensid, um z. B. Pigmentpartikel mit einer durchschnittlichen Partikeldurchmessergröße von ca. 50 Nanometer bis ca. 300 Nanometer und von ca. 125 Nanometer bis ca. 200 Nanometer zu ergeben. Das zum Dispergieren eines jeden Färbemittels verwendete Tensid kann jede Anzahl bekannter Komponenten aufweisen, wie z. B. ein anionisches Tensid wie NEOGEN RK^TM. Zur Herstellung der Färbemitteldisperson kann die bekannte Ultimizer-Ausrüstung verwendet werden, wobei jedoch auch Mühlen mit Mahlkörpern oder andere bekannte Prozesse zur Anwendung kommen können.
• Die Färbemittelmengen im Toner variieren und können z. B. ca. 1 bis ca. 50, ca. 2 bis ca. 40, ca. 2 bis ca. 30, ca. 1 bis ca. 25, ca. 1 bis ca. 18, ca. 1 bis ca. 12, ca. 1 bis ca. 6 Gew.-% und ca. 3 bis ca. 10 Gew.-% Gesamtfeststoffgehalt aufweisen. Wenn für den Toner Magnetitpigmente ausgewählt werden, können deren Mengen bis zu 80 Gew.-% Feststoffe wie z. B. ca. 40 bis ca. 80 Gew.-% oder ca. 50 bis ca. 75 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, betragen.
• Spezifische Toner-Färbemittel, die ausgewählt werden können, umfassen PALIOGEN VIOLET 5100^TM und 5890^TM (BASF), NORMANDY MAGENTA RD-2400^TM (Paul Ulrich), PERMANENT VIOLET VT2645^TM (Paul Ulrich), HELIOGEN GREEN L8730^TM (BASF), ARGYLE GREEN XP-111-S^TM (Paul Ulrich), BRILLIANT GREEN TONER GR 0991^TM (Paul Ulrich), LITHOL SCARLET D3700^TM (BASF), TOLUIDINE RED^TM (Aldrich), Scarlet für THERMOPLAST NSD RED^TM (Aldrich), LITHOL RUBINE TONER^TM (Paul Ulrich), LITHOL SCARLET 4440^TM, NBD 3700^TM (BASF), BON RED C^TM (Dominion Color), ROYAL BRILLIANT RED RD-8192^TM (Paul Ulrich), ORACET PINK RF^TM (Ciba Geigy), PALIOGEN RED 3340^TM and 3871K^TM (BASF), LITHOL FAST SCARLET L4300^TM (BASF), HELIOGEN BLUE D6840^TM, D7080^TM, K7090^TM, K6910^TM and L7020^TM (BASF), SUDAN BLUE OS^TM (BASF), NEOPEN BLUE FF4012^TM (BASF), PV FAST BLUE B2G01^TM (American Hoechst), IRGALITE BLUE BCA^TM (Ciba Geigy), PALIOGEN BLUE 6470^TM (BASF), SUDAN II^TM, III^TM und IV^TM (Matheson, Coleman, Bell), SUDAN ORANGE^TM (Aldrich), SUDAN ORANGE 220^TM (BASF), PALIOGEN ORANGE 3040^TM (BASF), ORTHO ORANGE OR 2673^TM (Paul Ulrich), PALIOGEN YELLOW 152^TM und 1560^TM (BASF), LITHOL FAST YELLOW 0991K^TM (BASF), PALIOTOL YELLOW 1840^TM (BASF), NOVAPERM YELLOW FGL^TM (Hoechst), PERMANERIT YELLOW YE 0305^TM (Paul Ulrich), LUMOGEN YELLOW D0790^TM (BASF), SUCO-GELB 1250^TM (BASF), SUCO-YELLOW D1355^TM (BASF), SUCO FAST YELLOW D1165^TM, D1355^TM und D1351^TM (BASF), HOSTAPERM PINK E^TM (Hoechst), FANAL PINK D4830^TM (BASF), CINQUASIA MAGENTA^TM (DuPont), PALIOGEN BLACK L9984^TM (BASF), PIGMENT BLACK K801^TM (BASF) und Ruße wie z. B. REGAL^® 330 (Cabot), CARBON BLACK 5250^TM und 5750^TM (Columbian Chemicals), und dergleichen, oder Gemische von diesen.
• Beispiele für Färbemittel umfassen Pigmente, die in wasserbasierten Dispersionen vorliegen, wie z. B. die im Handel von Sun Chemical erhältlichen, wie z. B. SUNSPERSE BHD 6011^TM (Blue 15 Type), SUNSPERSE BHD 9312^TM (Pigment Blue 15), SUNSPERSE BHD 6000^TM (Pigment Blue 15:3 74160), SUNSPERSE GHD 9600^TM und GHD 6004^TM (Pigment Green 7 74260), SUNSPERSE QHD 6040^TM (Pigment Red 122), SUNSPERSE RHD 9668^TM (Pigment Red 185), SUNSPERSE RHD 9365^TM und 9504^TM (Pigment Red 57), SUNSPERSE YHD 6005^TM (Pigment Yellow 83), FLEXIVERSE YFD 4249^TM (Pigment Yellow 17), SUNSPERSE YHD 6020^TM und 6045^TM (Pigment Yellow 74), SUNSPERSE YHD 600^TM und 9604^TM (Pigment Yellow 14), FLEXIVERSE LFD 4343^TM und LFD 9736^TM (Pigment Black 7), Gemische von diesen und dergleichen. Wasserbasierte Färbemitteldispersionen, die für die in diesem Schriftstück offengelegten Tonerzusammensetzungen ausgewählt werden können, umfassen diejenigen, die im Handel erhältlich sind von Clariant, z. B. HOSTAFINE Yellow GR^TM, HOSTAFINE Black T^TM und Black TS^TM, HOSTAFINE Blue B2G^TM, HOSTAFINE Rubine F6B^TM und Magenta-Trockenpigment, wie z. B. Toner Magenta 6BVP2213 und Toner Magenta EO2, wobei diese Pigmente in Wasser bzw. Tensiden gelöst werden können.
• Beispiele für Tonerpigmente, die ausgewählt werden und vorliegen im nassen Partikelkuchen oder in konzentrierter wasserhaltiger Form können einfach mittels eines Homogenisators oder nur durch Rühren, Kugelmahlen, Zerreiben oder Mahlen mittels Mahlkörper dispergiert werden. In anderen Fällen liegen die Pigmente nur in trockener Form vor, wobei eine Dispersion in Wasser durch Mikroverflüssigung mittels z. B. eines M-110-Mikroverflüssigers oder Ultimizers hergestellt wird, und die Pigmentdispersion ca. 1- bis ca. 10-mal durch die Mikrofluidizer-Kammer passiert wird, oder durch Ultraschall, z. B. mittels eines Branson-700-Ultraschallgeräts, oder eines Homogenisators, von Kugelmahlen, Zerreiben oder Mahlen mittels Mahlkörper unter optionaler Zugabe von Dispergiermitteln wie z. B. der vorstehend genannten ionischen oder nichtionischen Tenside.
• Weitere Beispiele für Färbemittel sind Magnetite, wie z. B. Mobay Magnetite MO8029^TM, MO8960^TM; Columbian Magnetite, MAPICO BLACKS^TM und oberflächenbehandelte Magnetite; Pfizer-Magnetite CB4799^TM, CB5300^TM, CB5600^TM, MCX6369^TM; Bayer-Magnetite, BAYFERROX 8600^TM, 8610^TM; Northern Pigments-Magnetite, NP-604^TM, NP-608^TM; Magnox-Magnetite TMB-100^TM oder TMB-104^TM; und dergleichen, oder Gemische von diesen.
• Spezifische zusätzliche Beispiele für im Toner in einer Menge von 1 bis ca. 40, 1 bis ca. 20, oder 3 bis ca. 10 Gew.-% des Gesamtfeststoffgehalts vorliegenden Pigmente umfassen Phthalocyanin HELIOGEN BLUE L6900^TM, D6840^TM, D7080^TM, D7020^TM, PYLAM OIL BLUE^TM, PYLAM OIL YELLOW^TM, PIGMENT BLUE 1^TM, erhältlich von Paul Ulrich & Company, Inc., PIGMENT VIOLET 1^TM, PIGMENT RED 48^TM, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026^TM, E.D. TOLUIDINE RED und BON RED C^TM, erhältlich von Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, NOVAPERM YELLOW FGL^TM, HOSTAPERM PINK E^TM von Hoechst und CINQUASIA MAGENTA^TM, erhältlich von E.I. DuPont de Nemours & Company, und dergleichen. Beispiele der Farbe Magenta umfassen z. B. 2,9-Dimethyl-substituierte Chinacridon- und Anthrachinon-Farbstoffe, im Farbindex gekennzeichnet als Cl 60710, Cl Dispersed Red 15, Diazofarbstoff, im Farbindex gekennzeichnet als Cl 26050, Cl Solvent Red 19, und dergleichen, oder Gemische von diesen. Veranschaulichende Beispiele von Cyan umfassen Kupfertetra(octadecylsulfonamid)-phthalocyanin, x-Kupferphthalocyaninpigment, im Farbindex gekennzeichnet als CI74160, CI Pigment Blue, und Anthrathrene Blue, im Farbindex gekennzeichnet als CI 69810, Special Blue X-2137 und dergleichen, oder Gemische von diesen. Veranschaulichende Beispiele von Gelb, die ausgewählt werden können, umfassen Diarylidgelb-3,3-Dichlorbenziden-Acetoacetanilide, ein Monoazopigment, im Farbindex gekennzeichnet als Cl 12700, Cl Solvent Yellow 16, ein Nitrophenylaminsulfonamid, im Farbindex gekennzeichnet als Foron Yellow SE/GLN, Cl Dispersed Yellow 33 2,5-Dimethoxy-4-sulfonanilid-phenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxy-acetoacetanilid, und Permanent Yellow FGL. Gefärbte Magnetite, wie z. B. Gemische von MAPICO BLACK^TM und Cyankomponenten, können ebenfalls als Pigmente ausgewählt werden. Die Pigmentdispersion umfasst Pigmentpartikel, die in einem wässerigen Medium mit einem anionischen Dispergens/Tensid oder einem nichtionischen Dispergens/Tensid dispergiert sind, und wobei die Menge des Dispergens/Tensids im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 10 % liegt.
• Tonerzusammensetzungen
• Die in diesem Schriftstück veranschaulichten Tonerzusammensetzungen können durch Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenzprozesse hergestellt werden, wie in einer Anzahl von Patenten beschrieben, u. a. beispielsweise den US-Patenten 5.593.807 ; 5.290.654 ; 5.308.734 ; 5.370.963 ; 6.120.967 ; 6.628.102 ; 7.029.817 ; 7.736.832 und 8.466.254 .
• In Ausführungsformen können Tonerzusammensetzungen durch jeden der bekannten Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenzprozesse hergestellt werden, wie z. B. durch einen Prozess, der das Aggregieren eines Gemisches aus einem optionalen Färbemittel, einem optionalen Wachs und optionalen Toneradditiven umfasst, wobei eine Emulsion ein amorphes Polyesterharz und ein kristallines Polyesterharz umfasst, das einen Kernbildner, das Aggregieren und dann das Koaleszieren des aggregierten Gemisches umfasst. Die Harzgemischemulsion kann durch den bekannten Phasenumkehrprozess hergestellt werden, wie z. B. durch Lösen des amorphen Polyesterharzes und des kristallinen Polyesterharzes mit einem Kernbildner in einem geeigneten Lösemittel, gefolgt von der Zugabe von Wasser wie z. B. deionisiertem Wasser, das einen Stabilisator enthält, und optional eines Tensids.
• Beispiele für optionale geeignete Stabilisatoren, die für die in diesem Schriftstück veranschaulichten Tonerprozesse ausgewählt werden können, umfassen wässeriges Ammoniumhydroxid, wasserlösliche Alkalimetallhydroxide, wie z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Berylliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid oder Bariumhydroxid; Ammoniumhydroxid; Alkalimetallcarbonate, wie z. B. Natriumbicarbonat, Lithiumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Lithiumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Berylliumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat oder Cäsiumcarbonat; oder Gemische von diesen. In Ausführungsformen ist ein besonders wünschenswerter Stabilisator Natriumbicarbonat oder Ammoniumhydroxid. Der Stabilisator liegt typischerweise vor in Mengen von z. B. ca. 0,1 Gew.-% bis ca. 5 Gew.-%, wie z. B. ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 3 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch aus Färbemittel, Wachs und Harz. Wenn derartige Salze als Stabilisator hinzugefügt werden, kann es in Ausführungsformen wünschenswert sein, dass die Zusammensetzung keine unverträglichen Metallsalze enthält.
• Zu geeigneten auflösenden Lösemitteln zählen Alkohole, Ketone, Ester, Ether, chlorierte Lösemittel, stickstoffhaltige Lösemittel und Gemische von diesen. Spezifische Beispiele für geeignete Lösemittel sind u. a. Aceton, Methylacetat, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Cyclohexanon, Ethylacetat, N,N Dimethylformamid, Dioctylphthalat, Toluol, Xylole, Benzol, Dimethylsulfoxid, Gemische von diesen und dergleichen. Das Harzgemisch des amorphen Polyesters und kristallinen Polyesters – wobei es sich beim kristallinen Polyester um einen nukleierten kristallinen Polyester handeln kann, oder wobei der kristalline Polyester nach Bildung einer Emulsion nukleiert werden kann – kann im Lösemittel bei erhöhter Temperatur von ca. 40°C bis ca. 80°C, wie z. B. ca. 50°C bis ca. 70°C oder ca. 60°C bis ca. 65°C gelöst werden, wobei die wünschenswerte Temperatur niedriger ist als die Glasübergangstemperatur des Wachs- und Harzgemischs des amorphen Polyesters und des nukleierten kristallinen Polyesters. In Ausführungsformen wird das Harz im Lösemittel bei erhöhter Temperatur, aber unterhalb des Siedepunkts des Lösemittels gelöst, wie z. B. bei ca. 2°C bis ca. 15°C oder ca. 5°C bis ca. 10°C unterhalb des Siedepunkts des Lösemittels.
• Optional kann ein zusätzlicher Stabilisator, wie z. B. ein Tensid, zum offengelegten wässerigen Emulsionsmedium hinzugefügt werden, um dem Harzgemisch zusätzliche Stabilisierung zu bieten. Geeignete Tenside umfassen anionische, kationische und nicht-ionische Tenside. In Ausführungsformen kann die Verwendung von anionischen und nichtionischen Tensiden zusätzlich dazu beitragen, den Aggregationsprozess bei vorhandenem Koagulans, das andernfalls die Aggregation destabilisieren könnte, zu stabilisieren.
• Beispiele für anionische Tenside umfassen Natriumdodecylsulfat (SDS), Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylnaphthalensulfat, Dialkylbenzolalkyl, Sulfate und Sulfonate, Abietinsäure und anionische Tenside der Marke NEOGEN^®. Ein Beispiel für ein geeignetes anionisches Tensid ist NEOGEN^® R-K, erhältlich von Daiichi Kogyo Seiyaku Co. Ltd. (Japan), oder TAYCAPOWER^® BN2060 von Tayca Corporation (Japan), das vor allem aus verzweigtem Natriumdodecylbenzolsulfonat besteht.
• Beispiele für kationische Tenside sind u. a. Dialkylbenzolalkylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid,, Alkylbenzylmethylammoniumchlorid, Alkylbenzyldimethylammoniumbromid, Benzalkoniumchlorid, Cetylpyridinbromid, C₁₂, C₁₅, C₁₇-Trimethylammoniumbromide, Halidsalze von quaternisierten Polyoxyethylalkylaminen, Dodecylbenzyltriethylammoniumchlorid, MIRAPOL^® und ALKAQUAT^®, erhältlich von Alkaril Chemical Company, SANISOL^® (Benzalkoniumchlorid), erhältlich von Kao Chemicals, und dergleichen. Ein Beispiel für ein geeignetes kationisches Tensid ist SANISOL^® B-50, erhältlich von Kao Corporation, das vor allem aus Benzyldimethylalkoniumbromid besteht.
• Beispiele für nichtionische Tenside umfassen Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Methalose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylennonylphenylether, Dialkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, erhältlich von Rhone-Poulenc Inc. als IGEPAL^® CA-210, IGEPAL^® CA-520, IGEPAL^® CA-720, IGEPAL^® CO-890, IGEPAL^® CG-720, IGEPAL^® CO-290, ANTAROX^® 890 und ANTAROX^® 897. Ein Beispiel für ein geeignetes nichtionisches Tensid ist ANTAROX^® 897, erhältlich von Rhone-Poulenc Inc., das vor allem aus Alkylphenolethoxylat besteht.
• Somit ist das Mischen und Aggregieren der Emulsion aus kristallinem Polyesterharz, die einen Kernbildner enthält, und der Emulsion aus amorphem Polyesterharz zusammen mit einem vorhandenen Färbemittel und optional einem vorhandenen Wachs mit Aggregationsmittel, wie z. B. Aluminiumsulfat, bei einem pH-Wert von ca. 3 bis ca. 5 unter Verwendung eines Homogenisators möglich. Die Temperatur kann allmählich auf ca. 40°C bis ca. 65°C erhöht und ca. 3 bis ca. 9 Stunden- z. B. ca. 6 Stunden lang – auf diesem Wert gehalten werden, um aggregierte Partikel von beispielsweise ca. 3 Mikron bis ca. 5 Mikron Durchmesser herzustellen, mit anschließender Zugabe einer Emulsion aus amorphem Polyester und optional einer Wachsemulsion zur Bildung eine Hülle, und wobei die Größe der aggregierten Partikel von ca. 5,1 Mikron auf ca. 7 Mikron zunimmt, mit anschließender Zugabe von mehr Emulsion aus amorphem Polyester für eine zweite Hülle mit optional einer Wachsemulsion. Das endgültige Gemisch aus aggregierten Partikeln kann dann mit einer wässerigen Natriumhydroxid- oder Pufferlösung mit einem pH-Wert von beispielsweise ca. 8 pH bis ca. 9 pH neutralisiert werden. Die aggregierten Partikel werden dann von ca. 50°C auf ca. 90°C erwärmt, was zum Zusammenfließen der Partikel zu Tonerzusammensetzungen mit Partikelgrößen mit volumengemitteltem Durchmesser von beispielsweise ca. 5 bis ca. 7 Mikron und mit einem Formfaktor von beispielsweise ca. 115 bis ca. 130, gemessen auf dem FPIA SYSMEX-Analysegerät, führt.
• Unter weiterer Berücksichtigung der Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenzprozesse im Anschluss an die Aggregation werden die Aggregate koalesziert, wie in diesem Schriftstück veranschaulicht. Koaleszenz ist durch Erwärmen der entstehenden Aggregatmischung auf eine Temperatur von ca. 5°C bis ca. 30°C über dem Tg-Wert des amorphen Harzes möglich. Allgemein wird das aggregierte Gemisch auf eine Temperatur von ca. 50°C auf ca. 90°C erwärmt. In Ausführungsformen kann das aggregierte Gemisch auch mit ca. 200 bis ca. 750 Umdrehungen pro Minute gerührt werden, um die Partikel zu koaleszieren, und wobei Koaleszenz über einen Zeitraum von beispielsweise ca. 3 bis ca. 9 Stunden erreicht werden kann.
• Optional kann die Partikelgröße der Tonerpartikel beim Koaleszieren durch Einstellen des pH-Wertes des erhaltenen Gemischs auf eine erwünschte Größe hin beeinflusst werden. Allgemein kann zur Beeinflussung der Partikelgröße der pH-Wert des Gemisches mittels einer Base, wie z. B. Natriumhydroxid, auf ca. 5 bis ca. 8 eingestellt werden.
• Nach dem Koaleszieren kann das Gemisch auf Raumtemperatur (ca. 25°C) abgekühlt werden und die erzeugten Tonerpartikel können mit Wasser gespült und im Anschluss getrocknet werden. Das Trocknen kann durch jedes geeignete Verfahren erfolgen, einschließlich Gefriertrocknen, das normalerweise bei Temperaturen von ca. – 80°C über einen Zeitraum von ca. 72 Stunden erfolgt.
• Nach dem Aggregieren und Koaleszieren weisen die Tonerpartikel in Ausführungen eine durchschnittliche Körnung von ca. 1 bis ca. 15 Mikron, ca. 4 bis ca. 15 Mikron und ca. 6 bis ca. 11 Mikron, wie z. B. ca. 7 Mikron auf, ermittelt mit einem Coulter-Zähler. Die volumengeometrische Partikelgrößenverteilung (GSD_V – volumengemittelter Teilchengrößeverteilungsindex) der Tonerpartikel kann in einem Bereich von ca. 1,20 bis ca. 1,35, und in Ausführungsformen bei unter 1,25 liegen, ermittelt mit einem Coulter-Zähler.
• Darüber hinaus kann in Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenlegung eine Vortonermischung durch Kombinieren eines Färbemittels und optional eines Wachses und weiterer Tonerkomponenten, Stabilisatoren, Tenside und sowohl von nukleiertem kristallinen Polyester als auch amorphen Polyester zu einer oder mehreren Emulsion(en) hergestellt werden. In Ausführungsformen kann der pH-Wert der Vortonermischung mittels einer Säure wie z. B. Essigsäure, Salpetersäure oder dergleichen auf ca. 2,5 bis ca. 4 eingestellt werden. Darüber hinaus kann die Vortonermischung optional homogenisiert werden. Wenn die Vortonermischung homogenisiert ist, kann deren Homogenisierung durch Mischen bei z. B. ca. 600 bis ca. 4.000 Umdrehungen pro Minute mittels eines Sonden-Homogenisators TKA ULTRA TURRAX T50 erreicht werden.
• Nach Herstellung der Vortonermischung wird durch Zugabe eines Aggregationsmittels (Koagulans) zur Vortonermischung eine Aggregatmischung hergestellt. Das Aggregationsmittel ist im Allgemeinen eine wässerige Lösung einer zweiwertigen oder mehrwertigen kationischen Substanz. Beim Aggregationsmittel kann es sich z. B. um Polyaluminiumhalide wie z. B. Polyaluminiumchlorid (PAC), oder das entsprechenden Bromid, Fluorid oder Iodid, Polyaluminiumsilikate wie z. B. Polyaluminiumsulfosilicat (PASS) und wasserlösliche Metallsalze einschl. Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsulfat, Kaliumaluminiumsulfat, Calciumacetat, Calciumchlorid, Calciumnitrit, Calciumoxylat, Calciumsulfat, Magnesiumacetat, Magnesiumnitrat, Magnesiumsulfat, Zinkacetat, Zinknitrat, Zinksulfat, Zinkchlorid, Zinkbromid, Magnesiumbromid, Kupferchlorid, Kupfersulfat und Kombinationen von diesen handeln. In Ausführungsformen kann das Aggregationsmittel zur Vortonermischung bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Emulsionsharzes zugegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann das Aggregationsmittel in einer Menge von ca. 0,05 bis ca. 3 Teilen pro Hundert (pph) und von ca. 1 bis ca. 10 pph, bezogen auf das Gewicht des Toners, zugegeben werden. Das Aggregationsmittel kann zur Vortonermischung über einen Zeitraum von ca. 0 bis ca. 60 Minuten zugegeben werden. Die Aggregation kann mit oder ohne gleichzeitige(r) Homogenisierung erfolgen.
• Insbesondere können in Ausführungsformen die Toner nach dieser Offenlegung hergestellt werden durch Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenz, durch (i) Generieren oder Bereitstellen einer Latexemulsion, die ein Gemisch aus einem amorphen Polyesterharz, einem kristallinen Polyesterharz, das Kernbildner, wie z. B. Rosinsäure oder ein Salz der Rosinsäure enthält, Wasser und Tenside umfasst, und Generieren oder Bereitstellen einer Färbemitteldispersion, die Färbemittel, Wasser und ein ionisches Tensid oder ein nichtionisches Tensid enthält; (ii) Mischen der Latexemulsionen mit der Färbemitteldispersion und optionalen Additiven, wie z. B. einem Wachs; (iii) Hinzufügen folgender Substanzen zum entstehenden Gemisch: ein Koagulans, das ein Polymetallionen-Koagulans, ein Metallionen-Koagulans, ein Polymetallhalid-Koagulans oder ein Gemisch aus diesen enthält; (iv) Aggregieren des entstehenden Gemischs durch Erwärmen auf oder unter die Glasübergangstemperatur (Tg) des amorphen Polyesterharzes, um Kernbildung zu erreichen; (v) optional Hinzufügen eines weiteren Latex, bestehend aus der Emulsion von amorphem Polyesterharz und optional einer Wachsemulsion, wodurch eine Hülle entsteht; (vi) Einführen einer Natriumhydroxidlösung, um den pH-Wert der Mischung auf ca. 4 zu erhöhen, mit anschließender Zugabe eines Komplexbildners, um Koagulationsmetall teilweise und kontrolliert vom aggregierten Toner zu entfernen; (vii) Erwärmen des aus (vi) entstandenen Gemischs auf eine Temperatur gleich oder über der Tg des Gemischs aus amorphen Harzen bei einem pH-Wert von ca. 7 bis ca. 9; (viii) weiteres Erwärmen, bis das Schmelzen oder Koaleszieren der Harze und des Färbemittels eingeleitet ist; (ix) Verändern des pH-Wertes des vorstehenden Gemisches aus (viii), um einen pH-Wert zwischen ca. 6 und ca. 7,5 zu erhalten, wobei das Verschmelzen und Koaleszieren beschleunigt wird und Tonerpartikel entstehen, bestehend aus dem amorphen Polyester, dem kristallinen Polyester, der einen Kernbildner, Wachs und ein Färbemittel enthält; und (x) optional Isolieren des Toners.
• Um die Aggregation und Koaleszenz der Partikel zu steuern, kann das Aggregationsmittel auf Wunsch über einen gewissen Zeitraum dem ausgewählten harzhaltigen Gemisch zudosiert werden. So kann z. B. in einer Ausführungsform das Aggregationsmittel dem harzhaltigen Gemisch über einen Zeitraum von mindestens ca. 5 Minuten bis ca. 240 Minuten, ca. 5 bis ca. 200 Minuten, ca. 10 bis ca. 100 Minuten, ca. 15 bis ca. 50 Minuten, oder ca. 5 bis ca. 30 Minuten zudosiert werden. Die Zugabe des Mittels ist ebenfalls möglich, während das Gemisch ständig bei ca. 50 U/min. (Umdrehungen pro Minute) bis ca. 1.000 U/min., ca. 100 U/min. bis ca. 500 U/min. gerührt wird, wobei die Mischgeschwindigkeit jedoch auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann, und dies bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des amorphen Polyesterharzes von z. B. ca. 10°C bis ca. 40°C, wobei die Temperatur jedoch auch außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
• Es ist möglich, die gebildeten Partikel aggregieren zu lassen, bis eine vorgegebene erwünschte Partikelgröße erreicht ist, und wobei die Partikelgröße während des Wachstumsprozesses überwacht wird, bis die erwünschte oder vorgegebene Partikelgröße erreicht ist. Proben der Zusammensetzung können während des Wachstumsprozesses entnommen und analysiert werden, z. B. mit einem Coulter-Zähler, um die durchschnittliche Partikelgröße zu bestimmen und zu messen. Somit kann die Aggregation fortgesetzt werden unter Beibehaltung der erhöhten Temperatur oder durch langsames Anheben der Temperatur z. B. von ca. 35°C auf ca. 100°C (wobei die Temperatur auch außerhalb von diesem Bereich liegen kann), oder von ca. 35°C bis ca. 45°C, und durch Halten des entstehenden Gemisches auf dieser Temperatur für einen Zeitraum von z. B. ca. 0,5 bis ca. 6 Stunden, und in Ausführungsformen von ca. 1 Stunde bis ca. 5 Stunden (wobei auch Zeiträume außerhalb dieser Bereiche möglich sind), und dies unter anhaltendem Rühren, um die aggregierten Partikel herzustellen. Nach Erreichen der vorgegebenen erwünschten Partikelgröße kommt der Wachstumsprozess zum Stillstand.
• Das Wachsen und die Formgebung der Partikel nach Zugabe des Aggregationsmittels ist unter allen geeigneten Bedingungen möglich. So kann das Wachsen und die Formgebung z. B. unter Bedingungen erfolgen, unter denen die Aggregation getrennt vom Koaleszieren stattfindet.
• Bei getrennten Aggregations- und Koaleszenzphasen kann der Aggregationsprozess unter Scherkräften bei erhöhter Temperatur stattfinden, z. B. bei ca. 40°C bis ca. 90°C, und in Ausführungsformen von ca. 45°C bis ca. 80°C, wobei diese Temperaturen unterhalb der Glasübergangstemperatur des amorphen Polyesterharzes liegen können, wie in diesem Schriftstück veranschaulicht.
• Nach dem Erreichen der erwünschten endgültigen Größe der Tonerpartikel kann der pH-Wert des Gemisches mit einer Base auf einen Wert eingestellt werden, der in einer Ausführungsform zwischen ca. 6 und ca. 10 und in einer anderen Ausführungsform zwischen ca. 6,2 und ca. 7 liegt, wobei ein pH-Wert außerhalb dieser Bereiche ebenfalls möglich ist. Durch Einstellen des pH-Wertes kann Erstarren – d. h. Beenden des Wachstums der Tonerpartikel – erreicht werden. Als zum Beenden des Wachstums der Tonerpartikel verwendete Base kommt jede geeignete Base in Frage, wie z. B. Alkalimetallhydroxide, einschließlich Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Kombinationen von diesen, und dergleichen. In spezifischen Ausführungsformen kann Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) zugegeben werden, um das Einstellen des pH-Wertes auf die erwünschten vorstehend aufgeführten Werte zu unterstützen. In spezifischen Ausführungsformen kann die Base in Mengen von ca. 2 bis ca. 25 Gew.-% des Gemisches zugegeben werden, und in spezifischeren Ausführungsformen in Mengen von ca. 4 bis ca. 10 Gew.-% des Gemisches, wobei auch Mengen außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können.
• Nach Aggregation der erwünschten Partikelgröße können die Partikel dann zur erwünschten endgültigen Form koalesziert werden, wobei das Koaleszieren z. B. durch Erwärmen des Gemischs auf jede erwünschte oder effektive Temperatur von ca. 55°C bis ca. 100°C, von ca. 75°C bis ca. 90°C, von ca. 65°C bis ca. 75°C, oder ca. 70°C erreicht werden kann, wobei auch Temperaturen außerhalb dieser Bereiche – unterhalb des Schmelzpunktes des kristallinen Harzes – genutzt werden können, um Plastifizierung zu verhindern. Es können höhere oder niedrigere Temperaturen verwendet werden, wobei es sich versteht, dass die Temperatur von den ausgewählten Harzen und Harzmischungen abhängig ist.
• Das Koaleszieren kann über jeden erwünschten oder effektiven Zeitraum fortgeführt werden und erfolgen, wie z. B. von ca. 0,1 Std. bis ca. 10 Std., von ca. 0,5 Std. bis ca. 8 Std., oder für max. ca. 4 Stunden, wobei auch Zeiträume außerhalb dieser Bereiche genutzt werden können.
• Nach dem Koaleszieren kann das vorstehend genannte Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt werden, typischerweise von ca. 20°C auf ca. 25°C (wobei auch Temperaturen außerhalb dieses Bereichs angewandt werden können). Das Abkühlen kann nach Wunsch schnell oder langsam erfolgen. Als geeignetes Kühlverfahren kann kaltes Wasser in einen Mantel um den Reaktor eingespeist werden. Nach dem Abkühlen können die Tonerpartikel optional mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet werden. Das Trocknen kann durch jedes geeignete Trocknungsverfahren erfolgen, z. B. durch Gefriertrocknen, was dazu führt, dass sich die Tonerpartikel in einem engen Partikelgrößenbereich mit einer niedrigeren geometrischen Standardabweichung des Zahlenverhältnisses (GSDn – zahlengemittelter Teilchengrößeverteilungsindex) von ca. 1,15 bis ca. 1,40, von ca. 1,18 bis ca. 1,25, von ca. 1,20 bis ca. 1,35, oder von 1,25 bis ca. 1,35 bewegen.
• Die nach dieser Offenlegung hergestellten Tonerpartikel können in Ausführungsformen einen volumengemittelten Durchmesser aufweisen, wie hier offengelegt (ebenfalls als "volumengemittelter Partikeldurchmesser" oder "D50v" bezeichnet), und insbesondere im Bereich von ca. 1 bis ca. 25, von ca. 1 bis ca. 15, von ca. 1 bis ca. 10, oder von ca. 2 bis ca. 5 Mikron. D50v, GSDv und GSDn können mit Hilfe eines Messgeräts ermittelt werden, wie z. B. einem Beckman Coulter Multisizer 3, der nach den Anweisungen des Herstellers bedient wird. Repräsentative Stichproben können wie folgt entnommen werden: eine kleine Menge einer Toner-Probe, ca. 1 Gramm, kann entnommen und durch ein 25-Mikrometer-Sieb gefiltert werden, dann in eine isotonische Lösung eingelegt werden, um eine Konzentration von ca. 10 % zu erhalten, wobei die Probe dann mit einem Beckman Coulter-Multisizer 3 analysiert wird.
• Die offengelegten Tonerpartikel können einen Formfaktor von ca. 105 bis ca. 170 und von ca. 110 bis ca. 160, SF1·a, aufweisen, wobei der Wert jedoch außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Durch Rasterelektronenmikroskopie (SEM) kann die Formfaktoranalyse der Toner durch SEM und Bildanalyse (IA) ermittelt werden. <sic> Die durchschnittlichen Partikelformen werden quantifiziert mittels des folgenden Formfaktors (Formel SF1·a = 100d2/(4A)), wobei A die Fläche des Partikels und d seine Hauptachse darstellt. Ein vollkommen kreis- oder kugelförmiger Partikel hat einen Formfaktor von genau 100. Der Formfaktor SF1·a wird größer in dem Maß, wie die Form unregelmäßiger oder länglicher wird und eine größere Oberfläche aufweist.
• Zusätzlich weisen die hier offengelegten Toner niedrige Schmelzwerte auf; somit können diese Toner solche mit niedrigem ("low-melt") oder extrem niedrigen ("ultra low-melt") Schmelzpunkt sein. Low-melt-Toner haben einen Schmelzpunkt von ca. 80°C bis ca. 130°C, und von ca. 90°C bis ca. 120°C, während Ultra low-melt-Toner einen Schmelzpunkt von ca. 50°C bis ca. 100°C, und von ca. 55°C bis ca. 90°C aufweisen.
• Toner-Additive
• Alle geeigneten Oberflächenadditive können für die offengelegten Tonerzusammensetzungen gewählt werden. Beispiele für Additive sind oberflächenbehandelte pyrogene Kieselsäuren, z. B. TS-530^® erhältlich von Cabosil Corporation, mit einer Partikelgröße von 8 Nanometer und einer Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan; NAX50^® Siliziumdioxid, erhältlich von DeGussa/Nippon Aerosil Corporation, beschichtet mit HMDS; DTMS^® Siliziumdioxid, erhältlich von Cabot Corporation, bestehend aus einem Siliciumdioxidkern aus pyrogener Kieselsäure L90, der mit DTMS beschichtet ist; H2050EP^®, erhältlich von Wacker Chemie, beschichtet mit einem aminofunktionalisierten Organopolysiloxan; Metalloxiden wie z. B. TiO₂, z. B. MT-3103^®, erhältlich von Tayca Corporation, mit einer Partikelgröße von 16 Nanometer und einer Oberflächenbehandlung aus Decylsilan; SMT5103^®, erhältlich von Tayca Corporation, bestehend aus einem kristallinen Titandioxidkern MT500B, der mit DTMS beschichtet ist; P-25^®, erhältlich von Degussa Chemicals, ohne Oberflächenbehandlung; alternative Metalloxide wie Aluminiumoxid, und als Gleitstoff z. B. Stearate oder langkettige Alkohole wie UNXLIN 700^®, und dergleichen. Allgemein wird Siliziumdioxid auf die Toneroberfläche aufgebracht, um den Tonerfluss und die triboelektrischen Eigenschaften zu verbessern, die Zumischung zu steuern, die Entwicklungs- und Transferstabilität zu verbessern und eine höhere Toneranhaftungstemperatur zu ermöglichen. TiO₂ wird aufgebracht für eine Verbesserung der Stabilität der relativen Feuchte (RH), der triboelektrischen Steuerung sowie eine verbesserte Entwicklungs- und Transferstabilität.
• Die Oberflächenadditive Siliziumoxide und Titanoxide, die insbesondere eine Primärpartikelgröße von über ca. 30 Nanometer oder mindestens 40 Nanometer aufweisen sollten, wobei die Primärpartikelgröße gemessen wird z. B. mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) oder berechnet wird (kugelförmige Partikel vorausgesetzt) aus einer Messung der Gasabsorption, oder BET-Oberfläche, werden auf die Toneroberfläche mit der Gesamtabdeckung des Toners im Bereich von z. B. ca. 140 bis ca. 200 % theoretischer Oberflächenabdeckung (SAC) aufgebracht, wobei die theoretische SAC (nachstehend als SAC bezeichnet) berechnet wird unter der Annahme, dass alle Tonerpartikel kugelförmig sind und einen Durchmesser gleich dem mittleren Volumendurchmesser des Toners, gemessen nach dem Standard-Coulter Counter-Verfahren, aufweisen, und dass die Additivpartikel als Primärpartikel auf der Toneroberfläche in einer dicht gepackten hexagonalen Struktur verteilt sind. Eine weitere Metrik in Bezug auf die Menge und Größe von Additiven ist die Summe von "SAC.Mal.Größe" (Oberflächenabdeckung multipliziert mit der Primärpartikelgröße des Additives in Nanometer) für jedes der Siliziumdioxid- und Titandioxid-Partikel, oder dergleichen, für die alle Additive insbesondere einen Gesamtbereich für "SAC.Mal.Größe" von z. B. ca. 4.500 bis ca. 7.200 aufweisen sollten. Das Verhältnis der Siliziumdioxid- zu Titandioxidpartikeln liegt im Allgemeinen bei ca. 50 % Siliziumdioxid bis 50 % Titandioxid und ca. 85 % Siliziumdioxid bis 15 % Titandioxid (in Gew.-%).
• Als Toneradditive können auch Calciumstearat und Zinkstearat gewählt werden, die primär das Gleitverhalten des Toners, die Leitfähigkeit des Entwicklers und die triboelektrische Ladung verbessern, für eine höhere Aufladung des Toners und eine stabilere Ladung durch Erhöhung der Anzahl Berührungen zwischen dem Toner und den Trägerpartikeln sorgen. Beispiele für Stearate sind SYNPRO^®, Calciumstearat 392A und SYNPRO^®, Calciumstearat NF Vegetable oder Zinkstearat-L. In Ausführungsformen enthalten Toner z. B. ca. 0,1 bis ca. 5 Gew.-% Titandioxid, ca. 0,1 bis ca. 8 Gew.-% Siliziumdioxid, oder ca. 0,1 bis ca. 4 Gew.-% Calcium- oder Zinkstearat.
• Hüllenbildung
• Es kann dann optional mindestens eine (1) Hülle eines amorphen Polyesterharzes und eines optionalen Wachsharzes auf die aggregierten Tonerpartikel aufgebracht werden, die in Kernform vorliegen. Das (die) Hüllenharz(e) können auf die aggregierten Partikel durch jedes erwünschte oder effektive Verfahren aufgebracht werden. So kann z. B. das Hüllenharz in Form einer Emulsion vorliegen, die ein Tensid umfasst. Die geformten aggregierten Partikel können mit der Hüllenharzemulsion kombiniert werden, so dass das Hüllenharz eine Hülle über 80 bis 100 % der gebildeten Aggregate herstellt.
• Entwicklerzusammensetzungen
• Diese Offenlegung umfasst ebenfalls Entwicklerzusammensetzungen, die aus den hier veranschaulichten Tonern und Trägerpartikeln bestehen. In Ausführungsformen umfassen Entwicklerzusammensetzungen die offengelegten Tonerpartikel gemischt mit Trägerpartikeln, um eine Zweikomponenten-Entwicklerzusammensetzung zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die Tonerkonzentration im Entwickler im Bereich von ca. 1 Gew.-% bis ca. 25 Gew.-%, wie z. B. von ca. 2 Gew.-% bis ca. 15 Gew.-% des Gesamtgewichts der Entwicklerzusammensetzung, liegen.
• Beispiele für Trägerpartikel, die für das Mischen mit den offengelegten Tonerzusammensetzungen geeignet sind, umfassen diese Partikel, die auf triboelektrischem Weg eine Ladung mit der den Tonerpartikeln entgegengesetzten Polarität aufnehmen können, wie z. B. granulares Zirkon, granulares Silizium, Glas, Stahl, Nickel, Ferrite, Eisenferrite, Siliziumdioxid und dergleichen. Die ausgewählten Trägerpartikel können mit oder ohne Beschichtung verwendet werden, wobei die Beschichtung im Allgemeinen besteht aus Fluorpolymeren, wie z. B. Polyvinylidenfluoridharzen; Styrol-Terpolymeren; Methylmethacrylat; Silanen, wie z. B. Triethoxysilan; Tetrafluorethylenen, weiteren bekannten Beschichtungen, und dergleichen.
• In Anwendungen, in denen die beschriebenen Toner mit einer Bildentwicklungsvorrichtung unter Verwendung von Walzenfixierung zur Anwendung kommen, kann der Trägerkern mindestens teilweise mit einem Polymethylmethacrylat-(PMMA)-Polymer mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 300.000 bis 350.000 beschichtet sein, z. B. wie es im Handel erhältlich ist von Soken. PMMA ist ein elektropositives Polymer, das generell durch Kontakt eine negative Ladung auf den Toner aufbringt. Die Beschichtung weist in Ausführungsformen ein Beschichtungsgewicht von ca. 0,1 Gew.-% bis ca. 5 Gew.-%, oder von ca. 0,5 Gew.-% bis ca. 2 Gew.-% des Trägers auf, PMMA kann optional mit jedem beliebigen Comonomer copolymerisiert werden, so dass das entstehende Copolymer eine geeignete Partikelgröße behält. Geeignete Comonomere können Monoalkyl- oder Dialkylamine, wie z. B. Dimethylaminoethylmethacrylate, Diethylaminoethylmethacrylate, Diisopropylaminoethylmethacrylate, tert-Butylaminoethylmethacrylate, und dergleichen, und Gemische von diesen umfassen. Die Trägerpartikel können durch Mischen des Trägerkerns mit ca. 0,05 Gew.-% bis ca. 10 Gew.-% Polymer aufbereitet werden, wie z. B. mit ca. 0,05 Gew.-% bis ca. 3 Gew.-% Polymer, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Trägerpartikel, bis die Polymerbeschichtung durch mechanische Impaktion bzw. elektrostatische Anziehung am Trägerkern anhaftet. Zum Aufbringen des Polymers auf der Oberfläche der Trägerkernpartikel können verschiedene wirksame, geeignete Mittel angewandt werden, zum Beispiel Kaskadenwalzmischen, Trommellackierung, Mahlen, Schütteln, elektrostatisches Beschichten in einer Pulverwolke, Wirbelschicht, elektrostatische Scheibenzerstäubung, und mit elektrostatischem Vorhang. Die Mischung aus Trägerkernpartikeln und Polymer wird dann erhitzt, um zu schmelzen und das Polymer auf die Trägerkernpartikel aufzuschmelzen. Die beschichteten Trägerpartikel können dann abgekühlt und anschließend auf eine gewünschte Partikelgröße klassiert werden.
• Die Trägerpartikel können in Ausführungsformen in verschiedenen geeigneten Kombinationen mit den Tonerpartikeln vermischt werden. In einigen Ausführungsformen werden z. B. ca. 1 bis ca. 5 Gewichtsteile Tonerpartikel mit ca. 10 bis ca. 300 Gewichtsteilen Tonerpartikeln vermischt.
• Die offengelegten Tonerzusammensetzungen können ebenfalls Additive mit bekannter Ladung in effektiven Mengen enthalten, wie z. B. von ca. 0,1 bis ca. 5 Gew.-%, wie z. B. Alkylpyridiniumhalide, Bisulfate, die Ladungssteuerungsadditive nach den US-Patenten 3.944.493 ; 4.007.293 ; 4.079.014 ; 4.394.430 und 4.560.635 , und dergleichen. Oberflächenadditive, die den Tonerzusammensetzungen nach dem Waschen oder Trocknen zugesetzt werden können, umfassen z. B. die hier offengelegten, wie Metallsalze, Metallsalze von Fettsäuren, kolloidale Kieselsäuren, Metalloxide, Gemische von diesen und dergleichen, wobei diese Additive normalerweise in einer Menge von ca. 0,1 bis ca. 2 Gew.-% vorliegen, siehe US-Patente 3.590.000 , 3.720.617 , 3.655.374 , und 3.983.045 . Beispiele für spezifische geeignete Additive sind u. a. Zinkstearat und AEROSIL R972^®, erhältlich von Degussa, in Mengen von ca. 0,1 bis ca. 2 %, die während des Aggregationsprozesses zugefügt oder in das hergestellte Tonerprodukt gemischt werden können.
• Diese Offenlegung bietet ein Verfahren zum Entwickeln eines latenten xerografischen Bildes, bestehend aus dem Aufbringen der hier beschriebenen Tonerzusammensetzung auf einen Fotoleiter, Übertragen des entwickelten Bildes auf ein geeignetes Substrat wie Papier und Schmelzfixieren der Tonerzusammensetzung auf dem Substrat durch Einwirkung von Wärme und Druck auf die Tonerzusammensetzung.
• Spezifische Ausführungsformen werden nun im Detail beschrieben. Diese Beispiele sollen zur Veranschaulichung dienen und sind nicht auf die darin genannten Materialien, Bedingungen und Prozessparameter beschränkt. Alle Teile sind Feststoff-Gewichtsprozentsätze, sofern nicht etwas anderes angegeben ist, und die Messung der Partikelgrößen erfolgte mit einem Multisizer 3^® Coulter-Zähler von Beckman Coulter.
• Für die folgenden Beispiele bezieht sich der Begriff Kohäsion auf den prozentualen Wert des Toners, der nicht das(die) Sieb(e) passierte, nachdem der Toner in einem Ofen bei bestimmten Temperaturen gehalten wurde, wie z. B. 51°C. Die Temperatur kann dann von 51°C auf 52°C und 53°C und dergleichen erhöht werden, und die Kohäsionswerte können bei jeder dieser Temperaturen gemessen werden. Der Kohäsionswert (bei jeder der Temperaturen) wurde dann in Abhängigkeit von der Temperatur aufgezeichnet und die Temperatur, bei der die Kohäsion 20 Prozent betrug, wurde als Anhaftungstemperatur festgelegt.
• Insbesondere wurden 20 g Toner mit einem mittleren Durchmesser von ca. 6 bis ca. 11 Mikron mit ca. 2 bis ca. 4 Prozent der Oberflächenadditive vermischt, wie z. B. Siliziumdioxid oder Titandioxid, und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 106 Mikron gemischt. Eine 10-g-Probe des Toners wurde in eine Aluminiumwaagschale gelegt und diese Probe für die Dauer von 24 Stunden in einer Klimakammer (Tischgerät) bei verschiedenen Temperaturen (51°C, 52°C, 53°C, 54°C, 55°C, 56°C, 57°C) und einer relativen Feuchte von 50 % RH konditioniert. Nach 24 Stunden wurden die Tonerproben entnommen und vor den Messungen für 30 Minuten an der Luft gekühlt.
• Nach dem Kühlen wurde jede der Tonerproben aus der Waagschale in ein Sieb mit Maschenweite 1.000 Mikron oben auf dem Siebstapel überführt (oben (A) 1.000 Mikron, unten (B) 106 Mikron) überführt. Es wurde der Gewichtsunterschied gemessen, der das Tonergewicht (m) ergibt, das auf den Siebstapel überführt wurde. Der Siebstapel mit der Toneprobe wurde auf die Halterung des Hosokawa-Fließprüfgeräts gestellt. Das Prüfgerät wird 90 Sekunden lang mit einer Vibrationsamplitude von 1 mm eingeschaltet. Nach Zeitablauf des Fließprüfgeräts wurde das Gewicht des auf den einzelnen Sieben verbleibenden Toners gemessen und die prozentuale Wärmekohäsion mit 100·(A + B)/m berechnet, wobei A die Tonermasse darstellt, die auf dem 1.000-Mikron-Sieb zurückbleibt, B die Tonermasse darstellt, die auf dem 106-Mikron-Sieb zurückbleibt und m die gesamte Tonermasse darstellt, die sich oben auf den gestapelten Sieben befindet. Die bei den einzelnen Temperaturen erreichte Kohäsion wurde dann in Abhängigkeit von der Temperatur aufgezeichnet und der Punkt, an dem eine Kohäsion von 20% aus dem Plot interpoliert (oder extrapoliert) wurde, entsprach der Anhaftungstemperatur.
• BEISPIEL I
• Eine Emulsion bestand aus 99 Gew.-% des kristallinen Polyesterharzes, Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) und 1 Gew.-% des Kaliumsalzes der Dehydroabietinsäure (Rosin).
• Es wurde eine Latexemulsion angesetzt, indem zuerst 60 g deionisiertes Wasser (DI) in eine 125-Milliliter-Plastikflasche gegeben und im Wasserbad auf 70°C (Grad Celsius) erwärmt werden.
• Anschließend wurden in eine zweite 125-Milliliter-Plastikflasche 20 g des kristallinen Polyesters Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) (C10:C6), 20 g Methlyethlyketon, 2 g Isopropanol und 22 g des mit Kaliumhydroxid neutralisierten Rosins (Dehydroabietinsäure) als Kernbildner gegeben (erhältlich von Arakawa unter der Bezeichnung DPR), wobei das Metall M aus Kalium in der hier veranschaulichten Formel/Struktur für Dehydroabietinsäure besteht. Diese Flasche wurde dann im Wasserbad unter Rühren mit einem Magnetrührstab auf 65°C erwärmt. Nachdem sich das zuvor genannte nukleierte kristallisierte Harz aufgelöst hatte, wurden zum gelösten Gemisch 3,75 g 10%iges Ammoniumhydroxid zugegeben.
• Zum entstehenden Gemisch wurden die zuvor angesetzten 60 g erwärmtes DI-Wasser zugegeben und der hergestellte Latex wurde in eine Rekristallisierungsschale mit DI-Wasser gegossen, und durch Mischen über Nacht, für ca. 25 Stunden unter einem Dunstabzug, wurden die vorstehend genannten Lösemittel von Methylethylketon und Isopropanol im Wesentlichen entzogen. Das entstehende Latex passierte dann ein 20-Mikron-Sieb und die prozentualen Feststoffe und die Partikelgröße wurden durch einen Feuchtebestimmer bzw. ein Nanotrac ermittelt; die Partikelgröße betrug 370 Nanometer und der Feststoffgehalt 3,71%.
• BEISPIEL II
• Eine Emulsion bestand aus 99 Gew.-% des kristallinen Polyesterharzes, Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) und 1 Gew.-% des Kaliumsalzes der Dehydroabietinsäure (Rosin).
• Der Prozess nach Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch 3,87 g des 10%igen Ammoniumhydroxids gewählt wurden, und als Ergebnis eine Partikelgröße von 201 Nanometer und ein Feststoffgehalt von 7,59 Prozent gemessen wurde.
• VERGLEICHSBEISPIEL 1
• Es wurde eine schwarze Tonerzusammensetzung, die einen kristallinen Polyester ohne Kernbildner enthält, wie folgt hergestellt:
  In einen Glaskesselreaktor wurden unter Rühren 110 g der Emulsion (38,9 % Feststoffanteil), bestehend aus dem amorphen Polyester FXC42, erhältlich von Kao Corporation, und 109 g der Emulsion (38,95 % Feststoffanteil), bestehend aus dem amorphen Polyester FXC56, erhältlich von Kao Corporation, gegeben. Es wird angenommen, dass diese amorphen Polyesterharze, bezogen von Kao Corporation, bestehen aus Terpoly-(propoxyliertes Bisphenol A-terephthalat)Terpoly-(propoxyliertes Bisphenol A-dodecenylsuccinat)Terpoly-(propoxyliertes Bisphenol A-fumarat). Es wurden 100 g der kristallinen Polyester-Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat)-Emulsion (9% Feststoffgehalt, kein Kernbildner), 7,5 g einer Wachsemulsion, 29,9 % Feststoffgehalt, bestehend aus Polypropylen, bezogen unter der Bezeichnung OMNOVA D1509^®, bezogen von IGI Chemicals, 9 g der Cyan PIGMENT BLUE 15:3^® Dispersion (16,4 % Feststoffgehalt), bezogen von Sun Chemicals, 70 g Rußpigmentdispersion (16,1 % Feststoffgehalt, NIPEX35^®, bezogen von Degussa AG), 0,4 g des Tensids (DOWFAX^®) und 379 g DI Wasser hinzugegeben. Das entstehende Slurry wurde mit 0,3M Salpetersäure auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt.
• Dann wurden 2,7 g Aluminiumsulfat, gemischt mit 33 g DI Wasser, dem zuvor hergestellten Slurry zugegeben und bei 3.000 bis 4.000 U/min. (Umdrehungen pro Minute) homogenisiert. Der Reaktor wurde auf 260 U/min. eingestellt und dann auf 47°C erwärmt, um die entstehenden Partikel zu aggregieren. Als die Partikelgröße 4,5M μm (Mikron) erreicht hatte, wurde dem Reaktor eine Hüllenbeschichtung zugegeben, wobei die Hülle 36 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC42), 36 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC56) und 15 g Polypropylenwachs enthielt, mit anschließender Einstellung des pH-Werts auf 6 mit 0,3M Salpetersäure. Als die Partikelgröße 4,8 bis 5,0 μm (Mikron) erreicht hatte, wurde eine zweite Hüllenbeschichtung in Form von 36 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC42), 36 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC56) zugegeben und der pH-Wert anschließend mit 0,3M Salpetersäure auf 6 eingestellt.
• Danach wurde das somit entstehende Reaktionsgemisch weiter erwärmt auf 52°C. Als die Toner-Partikelgröße (durchweg volumengemittelter Durchmesser) 5,6 bis 6,5 Mikron betrug, gemessen mit einem Multisizer 3^® Coulter-Zähler, erhältlich von Beckman Coulter, beginnt der Erstarrungsprozess und wobei der pH-Wert des Slurry mit einer 4%igen NaOH-Lösung auf 4,5 eingestellt wurde. Dann wurde die Reaktordrehzahl auf 240 U/min. reduziert und anschließend wurden 5,77 g eines Chelatbildners (VERSENE 100^®) und weitere NaOH-Lösung zugegeben, bis ein pH-Wert von 7,8 erreicht war. Die Reaktortemperatur wurde dann auf 85°C erhöht und der pH-Wert des Slurry auf 7,8 oder darüber gehalten. Nachdem die Koaleszenztemperatur erreicht war, wurde der pH-Wert des Slurry mit einer Essigsäure-/Natriumacetat-(HAc/NaAc)-Pufferlösung (pH 5,7) zur Unterstützung des Koaleszierens auf 7,2 abgesenkt, und wobei die Slurry-Feststoffe 240 Minuten lang koalesziert wurden, wodurch eine Partikelrundheit von 0,970 bis 0,980, gemessen mit einem Flow Particle Image Analysis (FPIA)-Messgerät, erreicht wurde. Das Slurry wurde anschließend in 360 g Eis aus DI-Wasser der Quench-Kühlung unterzogen. Die endgültige Toner-Partikelgröße betrug 6,28 Mikron bei einem GSDv von 1,21, einem GSDn von 1,23 und einer Rundheit von 0,971. Der Toner wurde dann gewaschen und gefriergetrocknet und bestand zu 77,8 % (Prozent = Gew.-% bzw. Gewichtsprozent) aus amorphem Harz, zu 6,2 % aus kristallinem Polyesterharz, zu 9 % aus Wachs, zu 1 % aus Cyanpigment und zu 6 % aus Rußpigment.
• BEISPIEL III
• Es wurde eine schwarze Tonerzusammensetzung hergestellt, die einen kristallinen Polyester mit 1 Gew.-% Kernbildner und 99 Gew.-% kristallinem Polyester umfasste wie folgt:
  In einem 2-Liter-Glaskesselreaktor wurden 96 g amorphe Polyesteremulsion (FXC42), 95 g amorphe Polyesteremulsion (FXC56), 275 g Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat)-Polyesteremulsion mit 1 Gew.-% der mit Kaliumhydroxid neutralisierten Dehydroabietinsäure (Rosin) als Kernbildner (3,71 Gew.-% Feststoffanteil), 45 g Polypropylenwachs, 9 g der vorstehend genannten Cyanpigment-PIGMENT BLUE 15:3^® Dispersion, 69 g NIPEX35^® Rußpigment, 0.4 g des Tensids DOWFAX^® und 217 g DI <sic> gemischt. Das entstehende Slurry wurde mit 0,3M Salpetersäure auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt.
• Dann wurden 2,7 g Aluminiumsulfat, gemischt mit 33 g DI Wasser, dem zuvor hergestellten Slurry zugegeben und dabei bei 3.000 bis 4.000 U/min. homogenisiert. Der Reaktor wurde danach auf 260 U/min. eingestellt und auf 47°C erwärmt, um die Partikel zu aggregieren. Als die Partikeldurchmessergröße 4,7 bis 5 μm (Mikron) erreicht hatte, wurde eine Hüllenbeschichtung mit einem Gehalt von 74 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC42) und 73 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC56) aufgebracht, wobei der pH-Wert mit 0,3M Salpetersäure auf 6 eingestellt wurde.
• Das entstandene Reaktionsgemisch wurde anschließend weiter erwärmt auf 52°C und wobei als <sic> die Tonerpartikelgröße 5,6 bis 6,5 Mikron betrug, und der Erstarrungsprozess wurde eingeleitet, wobei der pH-Wert des Slurry mittels einer 4%igen NaOH-Lösung auf 4,5 eingestellt wurde, und die Reaktordrehzahl wurde auf 240 vermindert, woraufhin 5,77 g des Chelatbildners (VERSENE 100^®) und weitere NaOH-Lösung zugegeben wurden, bis ein pH-Wert von 7,8 erreicht ist <sic>. Die Reaktortemperatur wurde dann auf 85°C erhöht und der pH-Wert des Slurry wurde bis zum Erreichen von 85°C auf 7,8 oder darüber gehalten.
• Nachdem eine Koaleszenztemperatur über 85°C erreicht war, wurde der pH-Wert des Slurry mit einer Essigsäure-/Natriumacetat-(HAc/NaAc)-Pufferlösung (pH 5,7) auf 7 abgesenkt und 4 Stunden lang koalesziert, wobei die Partikelrundheit 0,970 bis 0,980, gemessen mit einem Flow Particle Image Analysis(FPIA)-Messgerät, betrug. Das Slurry wurde anschließend in 360 g Eis aus DI-Wasser der Quench-Kühlung unterzogen und es entstanden Tonerpartikel mit einer endgültigen Partikelgröße von 6,34 Mikron, einem GSDv-Volumenwert von 1,22, einem GSD-Zahlenwert von 1,21 und einer Rundheit von 0,978. Der Toner wurde dann gewaschen und gefriergetrocknet und bestand zu 77,8 % (Prozent = durchweg Gew.-%) aus dem amorphen Polyesterharz, zu 6,14 % aus kristallinem Polyesterharz, zu 0,06 % aus dem Kaliumsalz der Dehydroabietinsäure (Rosin), zu 9 % aus Wachs, zu 1 % aus dem vorstehend genannten Cyanpigment und zu 6 % aus Rußpigment.
• BEISPIEL IV
• In einem 2-Liter-Glaskesselreaktor wurden 94 g amorphe Polyesteremulsion (FXC42), 93 g amorphe Polyesteremulsion (FXC56), 135 g der C10:C6 kristallinen Polyesteremulsion mit 0,22 g der mit Kaliumhydroxid neutralisierten Dehydroabietinsäure (Rosin) als Kernbildner (7,59 Gew.-% Feststoffanteil), 45 g Polypropylenwachs, 9 g des vorstehend genannten Cyanpigments, 69 g des Rußpigments NIPEX35^TM, 0.4 g des Tensids DOWFAX^® und 350 g DI Wasser gemischt. Das entstehende Slurry wurde mit 0,3 M Salpetersäure auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt.
• Dann wurden 2,7 g Aluminiumsulfat, gemischt mit 33 g DI Wasser, dem zuvor erhaltenen Slurry zugegeben und dabei bei 3.000 bis 4.000 U/min. homogenisiert. Als die Partikelgröße 4,7 bis 5 μm erreicht hatte, wurde eine Hüllenbeschichtung in Form von 74 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC42) und 73 g der amorphen Polyesteremulsion (FXC56) zugegeben und der pH-Wert mit 0,3 M Salpetersäure auf 6 eingestellt. Das entstandene Reaktionsgemisch wurde dann weiter erwärmt auf 52°C. Als die Tonerpartikelgröße 5,6 bis 6,5 Mikron betrug, beginnt der Erstarrungsprozess (wobei die Partikel auf einer bestimmten Größe gehalten werden), wobei der pH-Wert des Slurry mittels einer 4%igen NaOH-Lösung auf 4,5 eingestellt wird.
• Die Reaktordrehzahl wurde dann auf 240U/min. reduziert; anschließend wurden 5,77 g des Chelatbildners (VERSENE 100^®) und weitere NaOH-Lösung zugegeben, bis ein pH-Wert von 7,8 erreicht war. Die Reaktortemperatur wurde dann auf 85°C erhöht und der pH-Wert des entstehenden Slurry auf 7,8 oder darüber gehalten. Nachdem eine Koaleszenztemperatur von 85°C bis 90°C erreicht war, wurde der pH-Wert des Slurry mit einer Essigsäure-/Natriumacetat-(HAc/NaAc)-Pufferlösung (pH 5,7) auf 7,2 abgesenkt und anschließend 90 Minuten lang koalesziert, wobei die Partikelrundheit 0,970 bis 0,980, gemessen mit einem Flow Particle Image Analysis-(FPIA)-Messgerät, betrug. Das entstandene Slurry wurde anschließend in 360 g Eis aus DI-Wasser der Quench-Kühlung unterzogen. Die endgültige Toner-Partikelgröße betrug 6,48 Mikron bei einem GSDv von 1,22, einem GSDn von 1,21 und einer Rundheit von 0,983. Der Toner wurde dann gewaschen und gefriergetrocknet und bestand aus einem Kern von 77,8 % (durchweg Gew.-%) aus amorphem Polyesterharz, zu 6,14 % aus kristallinem Polyesterharz, zu 0,06 % aus dem Kaliumsalz der Dehydroabietinsäure (Rosin), zu 9 % aus Wachs, zu 1 % aus dem vorstehend genannten Cyanpigment und zu 6 % aus Rußpigment und der vorstehend genannten Hülle, die den Kern umschließt.
• Die vorstehend hergestellten Toner und Vergleichstoner wurden getestet, wie in diesem Schriftstück aufgeführt, woraus sich Folgendes ergab.

  BEISPIEL NR.	KOALESZENZ-ZEIT IN MINUTEN	KRISTALLINES POLYESTER-HARZ	KOHÄSION IN PROZENT			ANHAFTUNGS- TEMPERATUR
  			51°C	52°C	53°C
  VERGLEICH S-BEISPIEL 1	242	C10:6 KONTROLL-	96,8; 81,9	91,2, 96		49,8
  BEISPIEL III	242	C10:6; 1% ROSIN	7,4; 8,2	11,4, 12,3	21,3, 18,4	52,5
  BEISPIEL IV	80	C10:6; 1% ROSINSÄURE	88,2; 7,8	8,0; 8,6	9,9; 12,5	53

• Die Toner aus dem vorstehenden Beispiel III und Beispiel IV wiesen höhere und verbesserte Anhaftungstemperaturen auf. Für den vorstehend genannten Cyan-Toner, der den kristallinen Polyester mit einem Kernbildner enthält, wurde eine hervorragende Anhaftungstemperatur erreicht und lag, wie aus den vorstehenden Daten hervorgeht, auf ca. 52,5°C erhöht, d. h. sie lag um 2,7°C über dem Toner aus Beispiel III, und für den Toner aus Beispiel IV wurde die Anhaftungstemperatur um 3,2°C auf 53°C erhöht.
• Es wurden "Gloss-Fusing"-Parameter, wie z. B. MFT (Mindest-Fixiertemperatur) und Heiß-Offset der vorstehend hergestellten Toner mit Proben der Partikel erfasst, die mit einer internen Schmelzfixiervorrichtung der Xerox Corporation – ähnlich dem Fixierdrucker Xerox 700 – auf Color Xpressions Select (90 g) aufgebracht wurden. Der Fixierbereich ist gleich dem Heiß-Offset – (minus) MFT.
• Als Kontroll- oder Vergleichstoner wurden der Cyan-Toner Xerox Corporation 700 Digital Color Press und der Cyan-Toner Xerox Docucolor 2240 verwendet.

  	XEROX 2240 CYAN TONER	XEROX 700 CYAN TONER	BEISPIEL III
  GLOSS@185°C	66,6	65,4	62,4
  HOT@220 MM/S	> 210	205	210
  KALT-OFFSET	140	127	113
  FIX.-BEREICH (CA = 80/COT)	67/ > 72	73/78	89/94
  T(G50)	158	143	152
  MFT (CA = 80)	138	122	116

• Für den Cyan-Toner aus Beispiel III lag der Druckglanz bei 185°C und die Temperatur bei Gloss₅₀ war ähnlich der Werte der beiden Kontroll-Toner oder lag in deren Bereich. Für den Cyan-Toner aus Beispiel III war die Heiß-Offset-Temperatur ähnlich oder höher als bei den Kontroll-Tonern, der Fixierbereich lag höher und die Mindest-Fixiertemperatur war beim Cyan-Toner aus Beispiel III niedriger als bei den beiden Kontroll-Tonern der Xerox Corporation.
• BEISPIEL V
• Es wurde ein kristallines Polyesterharz mit 1 Gew.-% Kernbildner wie folgt hergestellt.
• In einem 2-Liter-Becher wurden ca. 547,11 g DI-Wasser auf ca. 80°C erwärmt. Ebenso wurden in einem 500-Milliliter-Becher ca. 305 g Aceton, ca. 27,88 g des kristallinen Polyesterharzes, Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat), (C10:C6), das aus der Reaktion von Dodecanedisäure und 1,6-Hexandiol entstammte, sowie 21 g des vorstehend genannten mit Kaliumhydroxid neutralisierten Rosins zusammen gerührt und auf ca. 55°C erwärmt, um das Harz und den Kernbildner im Aceton zu lösen.
• Das entstehende Aceton-/Harzgemisch wurde mittels Pasteur-Pipette tropfenweise in das vorstehend genannte, auf 80°C erwärmte DI-Wasser gegeben. Das Aceton wurde durch Destillation entfernt. Partikel von über 20 Mikron wurden durch Sieben durch ein 20-Mikron-Sieb entfernt, mit anschließendem Schleudern der verbleibenden Emulsion bei ca. 3.000 U/min. für die Dauer von ca. 3 Minuten, um größere Partikel von über 15 bis 20 Mikron zu isolieren und zu entfernen, wodurch das vorstehend genannte kristalline Polyesterharz entstand, das 1 Gew.-% des Kaliumhydroxid-Kernbildners enthielt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 7858285 [0002]
• US 8466254 [0003, 0050]
• US 7736832 [0003, 0050]
• US 7029817 [0003, 0050]
• US 6830860 [0003]
• US 5593807 [0003, 0050]
• US 5290654 [0050]
• US 5308734 [0050]
• US 5370963 [0050]
• US 6120967 [0050]
• US 6628102 [0050]
• US 3944493 [0085]
• US 4007293 [0085]
• US 4079014 [0085]
• US 4394430 [0085]
• US 4560635 [0085]
• US 3590000 [0085]
• US 3720617 [0085]
• US 3655374 [0085]
• US 3983045 [0085]

Claims (10)

1. Tonerzusammensetzung, bestehend aus einem amorphen Polyesterharz, einem kristallinen Polyesterharz, einem Färbemittel und einem Wachs, und wobei das genannte kristalline Polyesterharz der Kernbildung mit einer Rosinsäure oder dem Salz einer Rosinsäure unterzogen wird.
2. Toner nach Anspruch 1, wobei das genannte Salz einer Rosinsäure durch eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt wird

   

   wobei M ein Wasserstoffatom, NH₄ oder ein Metall darstellt.
3. Toner nach Anspruch 2, wobei das genannte M entweder Natrium, Kalium, Lithium oder Magnesium darstellt.
4. Toner nach Anspruch 2, wobei das genannte M entweder Natrium oder Kalium darstellt.
5. Toner nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem genannten Salz einer Rosinsäure um das mit Kaliumhydroxid neutralisierte Rosin handelt und es sich beim genannten kristallinen Polyester um Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) handelt.
6. Toner nach Anspruch 1, wobei die genannte Rosinsäure ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Rosinen von Kolophonium, Tallharz oder Wurzelharz, einer disproportionierten Rosinsäure, einer hydrierten Rosinsäure, einer Dehydroabietinsäure, einer Pimarsäure, einer Sandarachpimarsäure, einer Palustrinsäure, einer Isopimarsäure, einer Abietinsäure, einer Dehydroabietinsäure, einer Neoabietinsäure, einer Dihydropimarsäure, einer Dihydroabietinsäure und einer Tetrahydroabietinsäure.
7. Toner nach Anspruch 1, wobei der amorphe Polyester ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-fumarat, Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(1,2-propylenfumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(1,2-propylenmaleat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(1,2-propylenitaconat), ein Copoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-fumarat)-copoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-terephthalat), ein Terpoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-dodecyl-succinat)-terpoly(propoxyliertes Bisphenol-A-co-terephthalat)-terpoly-(propoxyliertes Bisphenol-A-co-dodecyl-succinat) und Gemischen davon.
8. Toner nach Anspruch 1, wobei es sich beim kristallinen Polyester um Poly(1,6-hexylen-1,12-dodecanoat) handelt.
9. Eine Tonerzusammensetzung, bestehend aus einem Kern eines amorphen Polyesterharzes, einem kristallinen Polyester, einen Wachs und einem Färbemittel sowie mindestens einer Hülle, die den genannten Kern umgibt, wobei die Hülle besteht aus einem amorphen Polyesterharz und optional einem Wachs, wobei der kristalline Polyester ein kernbildendes Salz einer Rosinsäure enthält, wie durch mindestens eine der nachfolgenden Formeln / Strukturen dargestellt,

   

   wbei M ein Metall, NH₄ oder Wasserstoff ist.
10. Ein Prozess, der Folgendes umfasst: Mischen eines amorphen Polyesterharzes, eines kristallinen Polyesterharzes, das ein Salz einer Rosinsäure enthält, dargestellt durch mindestens eine der folgenden Formeln / Strukturen,

    

    eines Färbemittels und Wachses, und Aggregieren und Zusammenfließen zur Bildung von Tonerpartikeln, und wobei M ein Wasserstoffatom, NH₄ oder ein Metall ist.