BR102014025050A2 - hybrid emulsion aggregate toner - Google Patents
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Abstract
toner de agregado de emulsão híbrido. toners e processos úteis para prover toners apropriados para aparelhos eletrofotográficos, incluindo aparelhos tais como digitais, imagem-em-imagem e aparelhos similares. em particular, composições de toner de agregados de emulsão que usam duas tecnologias de agregação de emulsão (ea) diferentes e que compreendem uma resina de base composta de estireno-acrilato e resinas de poliéster. estas composições de toner adicionalmente incluem cloreto de polialumínio (pac) em vez do mais comumente usado sulfato de alumínio como o agente floculante ou agregador.hybrid emulsion aggregate toner. Toners and processes useful for providing toners suitable for electrophotographic apparatus, including apparatus such as digital, image-in-image and similar apparatus. in particular, emulsion aggregate toner compositions using two different emulsion aggregation (ea) technologies and comprising a base resin composed of styrene acrylate and polyester resins. These toner compositions additionally include polyaluminium chloride (pac) instead of the most commonly used aluminum sulfate as the flocculating agent or aggregator.
Description
TONER DE AGREGADO DE EMULSÃO HÍBRIDOHYBRID EMULSION AGGREGATE TONER
[0001] A divulgação presente está relacionada a toners e processos úteis para prover toners apropriados para aparelhos eletrofotográficos, incluindo aparelhos tais como digitais, imagem-em-imagem e aparelhos similares. Em particular, a divulgação está relacionada a composições de toner de agregados de emulsão que usam duas tecnologias de agregação de emulsão (EA) diferentes. Ou seja, as modalidades presentes proveem um toner de agregação de emulsão que compreende uma resina de base composta por ambas as resinas de estireno-acrilato e de poliéster. Estas modalidades compreendem cloreto de polialumínio (PAC) em vez do mais comumente usado sulfato de alumínio como o agente floculante ou agregador. Toners feitos dessa maneira apresentam morfologia superficial melhorada e atingiram bloqueio de toner e coesão de calor percentual melhorados, particularmente para o toner preto. Além disso, tais composições de toner de agregação de emulsão híbridas são mais baixas no custo, mas ainda mantêm propriedades de desenvolvedor desejáveis, como baixa temperatura de fusão mínima (MFT) e baixa perda dielétrica.The present disclosure relates to toners and methods useful for providing toners suitable for electrophotographic apparatus, including apparatus such as digital, image-in-image and similar apparatus. In particular, the disclosure relates to emulsion aggregate toner compositions using two different emulsion aggregation (EA) technologies. That is, the present embodiments provide an emulsion aggregation toner comprising a base resin composed of both styrene acrylate and polyester resins. These embodiments comprise polyaluminium chloride (PAC) instead of the most commonly used aluminum sulfate as the flocculating agent or aggregator. Toners made in this manner have improved surface morphology and achieved improved toner blocking and percentage heat cohesion, particularly for black toner. In addition, such hybrid emulsion aggregation toner compositions are lower in cost but still retain desirable developer properties such as low minimum melt temperature (MFT) and low dielectric loss.
[0002] Toners de agregação de emulsão podem compreender várias resinas para uso na formação do látex. Um tipo de toner de agregação de emulsão provê alto brilho e usa o estireno-acrilato, uma resina de custo inferior. Outro tipo de toner de agregação de emulsão provê melhor desempenho de fusão (por exemplo, mais baixa temperatura de fixação mínima (MFT), de cerca de 20QC) e usa poliésteres como a resina de base. No entanto, as resinas de poliéster utilizadas são de custo elevado. Assim, as presentes modalidades buscam formar um toner de agregação de emulsão híbrida que combina as vantagens de ambos os tipos de toners. No entanto, foi descoberto que toners com látex de estireno-acrilato não derretem à mesma temperatura durante o processo de toner como os toners poliéster, levando assim à variação na morfologia superficial em um híbrido dos dois tipos de toner (uma quantidade maior de poliestireno/acrilato permanece na superfície). As presentes modalidades substituem um tanto da resina poliéster usada no núcleo do toner de fusão mais baixa com um tanto do estireno-acrilato do toner de brilho alto e inclui PAC como agente agregante. Tal composição híbrida provê um toner de custo menor que mantém o bom desempenho de fusão e baixa perda dielétrica. Além disso, o PAC interessantemente melhora a morfologia da superfície, reduzindo a quantidade de estireno-acrilato na superfície.Emulsion aggregation toners may comprise various resins for use in latex formation. One type of emulsion aggregate toner provides high gloss and uses styrene acrylate, a lower cost resin. Another type of emulsion aggregation toner provides better melting performance (for example, lowest minimum setting temperature (MFT) of about 20 ° C) and uses polyesters as the base resin. However, the polyester resins used are costly. Thus, the present embodiments seek to form a hybrid emulsion aggregation toner that combines the advantages of both types of toners. However, it has been found that styrene-acrylate latex toners do not melt at the same temperature during the toner process as polyester toners, thus leading to variation in surface morphology in a hybrid of both toner types (a higher amount of polystyrene / acrylate remains on the surface). The present embodiments replace somewhat of the polyester resin used in the lower melt toner core with some of the high gloss toner styrene acrylate and include PAC as the aggregating agent. Such a hybrid composition provides a lower cost toner that maintains good fusing performance and low dielectric loss. In addition, PAC interestingly improves surface morphology by reducing the amount of styrene acrylate on the surface.
[0003] As modalidades presentes proveem uma composição de toner uma composição de toner compreendendo: partículas de toner tendo um núcleo, em que o núcleo compreende uma resina, um colorante, uma cera e cloreto de polialumínio, em que a resina compreende uma resina estireno-acrilato, uma resina de poliéster cristalino e uma resina poliéster amorfo; e uma capa disposta sobre o núcleo.The present embodiments provide a toner composition a toner composition comprising: toner particles having a core, wherein the core comprises a resin, a dye, a wax and polyaluminium chloride, wherein the resin comprises a styrene resin -acrylate, a crystalline polyester resin and an amorphous polyester resin; and a cover arranged over the core.
[0004] Figura 1A provê escanear imagens de microscópio eletrônico (SEM) de partículas de toner com base em poliéster comparativas ;[0004] Figure 1A provides scanning electron microscope (SEM) images of comparative polyester-based toner particles;
[0005] Figura 1B provê imagens SEM de um toner híbrido feito de acordo com as presentes modalidades;Figure 1B provides SEM images of a hybrid toner made in accordance with the present embodiments;
[0006] Figura 1C provê imagens SEM de outro toner híbrido, feito de acordo com as presentes modalidades; e [0007] Figura 2 é um gráfico ilustrando a % de coesão de calor melhorada do toner feito de acordo com as presentes modalidades em comparação com toners de controle.Figure 1C provides SEM images of other hybrid toner made in accordance with the present embodiments; and [0007] Figure 2 is a graph illustrating the improved heat cohesion% of toner made according to the present embodiments compared to control toners.
[0008] Em modalidades, a resina de estireno-acrilato está presente no núcleo de partículas de toner numa quantidade de cerca de 5% a cerca de 35%, ou de cerca de 10% a cerca de 35% ou de cerca de 20% a cerca de 35% em peso, do peso total do núcleo. Em modalidades, o tamanho de partícula da emulsão estireno-acrilato é de cerca de 100 nm a cerca de 160 nm, ou a partir de cerca de 100 nm a cerca de 140 nm.In embodiments, styrene acrylate resin is present in the toner particle core in an amount of from about 5% to about 35%, or from about 10% to about 35%, or about 20%. about 35% by weight of the total core weight. In embodiments, the particle size of the styrene acrylate emulsion is from about 100 nm to about 160 nm, or from about 100 nm to about 140 nm.
Descobriu-se que o uso de resina de estireno-acrilato nesta faixa juntamente com PAC proveu ótimos resultados em toner EA com bom desempenho e propriedades e melhorou a morfologia de superfície.The use of styrene acrylate resin in this range along with PAC has been found to provide excellent results on EA toner with good performance and properties and improved surface morphology.
[0009] Em modalidades, as resinas podem ser uma resina de poliéster, tal como, uma resina amorfa, uma resina cristalina, e/ou uma combinação dessas, incluindo as resinas descritas na Patente U.S. n 9 s 6.593.049 e 6.756.176, a divulgação de cada uma das quais está por este meio incorporada por referência na totalidade. Resinas apropriadas também podem incluir uma mistura de uma resina de poliéster amorfo e uma resina poliéster cristalino conforme descrito na Patente U.S. n 9 6.830.860, cuja divulgação instituída é incorporada por este meio por referência na totalidade.In embodiments, the resins may be a polyester resin, such as an amorphous resin, a crystalline resin, and / or a combination thereof, including the resins described in US Patent Nos. 6,593,049 and 6,756,176. , the disclosure of each of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Suitable resins may also include a mixture of an amorphous polyester resin and a crystalline polyester resin as described in U.S. Patent No. 6,830,860, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
[0010] Em modalidades, as resinas de poliéster cristalino estão presentes no núcleo de partículas de toner numa quantidade de cerca de 1% a cerca de 20%, ou de cerca de 1% a cerca de 15% ou de cerca de 3% a cerca de 10% em peso, do peso total do núcleo. Em modalidades, a resina de poliéster cristalino usada no núcleo é selecionada a partir do grupo que consiste de poli (etileno-adipato), poli (propileno-adipato), poli (butileno-adipato), poli (pentileno-adipato), poli (hexileno-adipato), poli (octileno-adipato), poli (etileno-succinato), poli (propileno-succinato), poli (butileno-succinato), poli (pentileno-succinato), poli (hexileno-succinato), poli (octileno-succinato), poli (etileno-sebacato), poli (propileno-sebacato), poli (butileno-sebacato), poli (pentileno-sebacato), poli (hexileno-sebacato), poli (octileno-sebacato), poli (decileno-sebacato), poli (decileno-decanoato), poli (etileno-decanoato), poli (etileno-dodecanoato), poli (nonileno-sebacato), poli (nonileno-decanoato), copoli (etileno-fumarato), copoli (etileno-sebacato), copoli (etileno-fumarato), copoli (etileno-decanoato), copoli (etileno-fumarato ), copoli (etileno-dodecanoato), copoli (etileno-fumarato)-copoli (etileno-dodecanoato) para reduzir ainda mais o custo. Poliésters cristalinos de baixo custo preferenciais são poli(1,9-nonileno- 1,12-dodecanoato), poli(1,6-hexileno-1,12-dodecanoato) e poli(1,6-hexileno-1,10-decanoato).In embodiments, crystalline polyester resins are present in the toner particle core in an amount of from about 1% to about 20%, or from about 1% to about 15%, or from about 3% to about 10%. about 10% by weight of the total core weight. In embodiments, the crystalline polyester resin used in the core is selected from the group consisting of poly (ethylene adipate), poly (propylene adipate), poly (butylene adipate), poly (pentylene adipate), poly ( hexylene adipate), poly (octylene adipate), poly (ethylene succinate), poly (propylene succinate), poly (butylene succinate), poly (pentylene succinate), poly (hexylene succinate), poly (octylene) succinate), poly (ethylene sebacate), poly (propylene sebacate), poly (butylene sebacate), poly (pentylene sebacate), poly (hexylene sebacate), poly (octylene sebacate), poly (decylene sebacate) sebacate), poly (decylene decanoate), poly (ethylene decanoate), poly (ethylene dodecanoate), poly (nonylene sebacate), poly (nonylene decanoate), copoli (ethylene fumarate), copoli (ethylene sebacate) ), copoli (ethylene fumarate), copoli (ethylene decanoate), copoli (ethylene fumarate), copoli (ethylene dodecanoate), copoli (ethylene fumarate) -copoli (ethylene dodecanoate) to further reduce the cost . Preferred low cost crystalline polyesters are poly (1,9-nonylene-1,12-dodecanoate), poly (1,6-hexylene-1,12-dodecanoate) and poly (1,6-hexylene-1,10-decanoate) ).
[0011] Em modalidades, as resinas de poliéster cristalino estão presentes no núcleo de partículas de toner numa quantidade de cerca de 20% a cerca de 80%, ou de cerca de 20% a cerca de 70% ou de cerca de 30% a cerca de 65% em peso, do peso total do núcleo. Essas resinas de poliéster amorfo são selecionadas do grupo consistindo de poli (alcoxilado bisfenol-A co-fumarato - cotereftalato-cododecenilsucinato) e suas misturas. Em modalidades, como observado acima, uma resina de poliéster insaturado amorfo pode ser utilizada como uma resina de látex. Em modalidade de modalidades, a resina de poliéster amorfo pode ser obtida de Kao Corporation como FXC42 e FXC56. Exemplos de tais resinas incluem aqueles divulgados na Patente U.S. n - 6.063.827, n Q 8.466.254, cuja divulgação é aqui incorporada por referência na sua totalidade. Resinas de poliéster amorfo insaturados incluem, mas não estão limitados a, poli(co-fumarato de bisfenol propoxilado), poli(co-fumarato de bisfenol etoxilado), poli(co-fumarato de bisfenol butiloxilado), poli(co-fumarato de bisfenol co-etoxilado e bisfenol co-propoxilado), poli(fumarato de 1,2-propileno), poli(co-maleato de bisfenol propoxilado), poli(co-maleato de bisfenol etoxilado), poli(co-maleato de bisfenol butiloxilado), poli(co-maleato de bisfenol co-etoxilado e bisfenol co-propoxilado), poli(maleato de 1,2-propileno), poli(co-itaconato de bisfenol propoxilado), poli(co-itaconato de bisfenol etoxilado), poli(co-itaconato de bisfenol butiloxilado), poli(co-itaconato de bisfenol co-etoxilado e bisfenol co-propoxilado), poli(itaconato de 1,2-propileno), poli (bisfenol co-propoxilatado bisfenol co-etixolatado bisfenol co-fumarato-cotereftalato-co-dodecenisucinato) e as combinações destes.In embodiments, crystalline polyester resins are present in the toner particle core in an amount of from about 20% to about 80%, or from about 20% to about 70%, or from about 30% to about 50%. about 65% by weight of the total core weight. These amorphous polyester resins are selected from the group consisting of poly (alkoxylated bisphenol-A co-fumarate - coterephthalate-cododecenyl succinate) and mixtures thereof. In embodiments, as noted above, an amorphous unsaturated polyester resin may be used as a latex resin. In one embodiment, the amorphous polyester resin may be obtained from Kao Corporation as FXC42 and FXC56. Examples of such resins include those disclosed in U.S. Patent No. 6,063,827, No. 8,466,254, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. Unsaturated amorphous polyester resins include, but are not limited to, poly (propoxylated bisphenol co-fumarate), poly (ethoxylated bisphenol co-fumarate), poly (butyloxylated bisphenol co-fumarate), poly (bisphenol co-fumarate) co-ethoxylated and co-propoxylated bisphenol), poly (1,2-propylene fumarate), poly (propoxylated bisphenol co-maleate), poly (ethoxylated bisphenol co-maleate), poly (butyloxylated bisphenol co-maleate) , poly (co-ethoxylated bisphenol co-maleate and co-propoxylated bisphenol), poly (1,2-propylene maleate), poly (propoxylated bisphenol co-itaconate), poly (ethoxylated bisphenol co-itaconate), poly (butyloxylated bisphenol co-itaconate), co-ethoxylated bisphenol co-itaconate and co-propoxylated bisphenol), 1,2-propylene poly (itaconate) poly (bisphenol co-propoxylated bisphenol co-etixolated bisphenol co- fumarate coterephthalate co-dodecenisucinate) and combinations thereof.
[0012] O toner de agregação de emulsão das modalidades presentes tem uma temperatura de fusão mínima (MFT) de cerca de 90 a cerca de 150, ou de cerca de 100 a cerca de 130 ou cerca de 100 a cerca de 125. Isto é de cerca de 15 para cerca de 20 a menos que outros toners de agregação de emulsão sem poliéster no núcleo ou capa. As modalidades presentes também têm perda dielétrica aceitável de cerca de 10 a cerca de 40, ou de cerca de 20 a cerca de 40 ou de cerca de 20 a cerca de 35. De estudos anteriores, os inventores presentes descobriram que a perda dielétrica de toners pode ser melhorada pela espessura da capa aumentada e pela diminuição da temperatura de coalescência. Como tal, a presente composição de toner tem uma porcentagem de capa preferível de cerca de 28% a cerca de 40%, ou de cerca de 30% a cerca de 38% ou de cerca de 30% a cerca de 36% das partículas de toner. Para fazer essas composições de toner, a temperatura de coalescência utilizada é de preferência de cerca de 70QC a cerca de 90QC ou de cerca de 70QC a cerca de 80QC ou de cerca de 70QC a cerca de 77QC. Em modalidades particulares, o tamanho de partículas de látex, usado para fazer essas composições de toner é de cerca de 100 nm a 159 nm. Os inventores presentes também descobriram que abaixando a temperatura de coalescência e usando a menores tamanhos de partículas de látex ajuda a prevenir qualquer separação de fase da resina estireno-acrilato das resinas poliéster e mantêm o estireno-acrilato no núcleo, ao invés de migrar para a superfície. Desta forma, boas propriedades elétricas e de fusão são mantidas.The emulsion aggregation toner of the present embodiments has a minimum fusing temperature (MFT) of from about 90 to about 150, or from about 100 to about 130 or about 100 to about 125. That is. from about 15 to about 20 less than other non-polyester emulsion aggregation toners in the core or cap. The present embodiments also have acceptable dielectric loss of about 10 to about 40, or about 20 to about 40, or about 20 to about 35. From previous studies, the present inventors have found that dielectric loss of toners can be improved by increased layer thickness and decreased coalescing temperature. As such, the present toner composition has a preferable cover percentage of about 28% to about 40%, or about 30% to about 38%, or about 30% to about 36% of the toner particles. Toner For making such toner compositions, the coalescing temperature used is preferably from about 70 ° C to about 90 ° C or from about 70 ° C to about 80 ° C or from about 70 ° C to about 77 ° C. In particular embodiments, the latex particle size used to make such toner compositions is about 100 nm to 159 nm. The present inventors have also found that lowering the coalescing temperature and using smaller latex particle sizes helps to prevent any phase separation of styrene acrylate resin from polyester resins and keep styrene acrylate in the core rather than migrating to the core. surface. In this way good electrical and melting properties are maintained.
[0013] Em modalidades, um desenvolvedor é divulgado incluindo um transportador revestido de resina e um toner, onde o toner pode ser um toner de agregação de emulsão, contendo, mas não se limitando a, uma resina de látex, uma cera e uma capa de polímero.In embodiments, a developer is disclosed including a resin coated carrier and a toner, wherein the toner may be an emulsion aggregation toner, containing, but not limited to, a latex resin, a wax and a cover. of polymer.
[0014] Geralmente a resina látex pode ser composta de uma primeira e uma segunda composição de monômero. Qualquer monômero apropriado ou mistura de monômeros é selecionável para preparar a primeira composição de monômero e a segunda composição de monômero. A seleção do monômero ou mistura de monômeros para a primeira composição de monômero é independente daquela para a segunda composição de monômero e vice-versa. No caso de uma mistura de monômeros ser usada, normalmente, o polímero de látex será um copolímero. Como discutido acima, a resina de látex é composta de pelo menos estireno acrilato, uma resina de poliéster e uma resina cristalina.Generally the latex resin may be composed of a first and a second monomer composition. Any suitable monomer or monomer mixture is selectable to prepare the first monomer composition and the second monomer composition. The selection of monomer or monomer mixture for the first monomer composition is independent of that for the second monomer composition and vice versa. In case a mixture of monomers is used, the latex polymer will normally be a copolymer. As discussed above, the latex resin is composed of at least styrene acrylate, a polyester resin and a crystalline resin.
[0015] Monômeros exemplares para a primeira ou a segunda composições de monômero incluem, mas não estão limitados a, poliésteres, estireno, acrilato de alquila, tais como, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de isobutila, dodecil acrilato, acrilato de n-octila, acrilato de 2-cloroetil; acrilato de etila carboxi-β (β-CEA), acrilato de fenil, alfacloroacrilato de metilo, metacrilato de metila, metacrilato de etila e metacrilato de butila; butadieno; isopreno; metacrilonitrila; acrilonitrila; éteres de vinil, tais como, éter metílico de vinil, éter isobutílico de vinil, vinil etílico éter e afins; ésteres de vinil, tais como, vinil acetato, propionato de vinil, benzoato de vinil e butirato de vinil; cetonas de vinil, tais como, cetona metílica de vinil, vinil cetona hexil e isopropenil-metil-cetona; halogenetos de vinilideno, tais como, cloreto de vinilideno e vinilideno clorofluorida; N-vinil indol; N-vinil pirrolidona; metacrilato; ácido acrílico; ácido metacrílico; acrilamida; metacrilamida; vinilpiridina; vinilpirrolidona; cloreto de N-vinil-metilpiridínio; naftaleno de vinil; p-clorostireno; cloreto de vinil; brometo de vinil; fluoreto de vinil; etileno; propileno; butilenos; isobutileno; semelhantes e suas misturas.Exemplary monomers for the first or second monomer compositions include, but are not limited to, polyesters, styrene, alkyl acrylate such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl. acrylate, n-octyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate; carboxy-β ethyl acrylate (β-CEA), phenyl acrylate, methyl alpha-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and butyl methacrylate; butadiene; isoprene; methacrylonitrile; acrylonitrile; vinyl ethers, such as vinyl methyl ether, isobutyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and the like; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, hexyl vinyl ketone and isopropenyl methyl ketone; vinylidene halides, such as vinylidene chloride and vinylidene chlorofluoride; N-vinyl indole; N-vinyl pyrrolidone; methacrylate; acrylic acid; methacrylic acid; acrylamide; methacrylamide; vinylpyridine; vinylpyrrolidone; N-vinyl methylpyridinium chloride; vinyl naphthalene; p-chlorostyrene; vinyl chloride; vinyl bromide; vinyl fluoride; ethylene; propylene; butylenes; isobutylene; and their mixtures.
[0016] Em algumas modalidades, a primeira composição de monômero e a segunda composição de monômero podem independentemente uma da outra compreender dois ou três ou mais monômeros diferentes.In some embodiments, the first monomer composition and the second monomer composition may independently comprise two or three or more different monomers.
[0017] A resina cristalina pode possuir diversos pontos de fusão, por exemplo, de cerca de 30SC a cerca de 120SC, nas modalidades de cerca de 50°C a cerca de 90°C. A resina cristalina pode ter um número de peso molecular médio (Mn), conforme medido pela cromatografia de permeação em gel (GPC) de, por exemplo, de cerca de 1.000 a cerca de 50.000, nas modalidades de cerca de 2.000 a cerca de 25.000, e um peso molecular ponderai médio (Mw) de, por exemplo, de cerca de 2.000 a cerca de 100.000, nas modalidades de cerca de 3.000 a cerca de 80.000, conforme determinado pela Cromatografia de Permeação em Gel usando padrões de poliestireno. A distribuição do peso molecular (Mw/Mn) da resina cristalina pode ser, por exemplo, de cerca de 2 a cerca de 6, em modalidades de cerca de 3 a cerca de 4.The crystalline resin may have various melting points, for example from about 30 ° C to about 120 ° C, in embodiments of about 50 ° C to about 90 ° C. The crystalline resin may have a number average molecular weight (Mn) as measured by gel permeation chromatography (GPC) of, for example, from about 1,000 to about 50,000, in embodiments of from about 2,000 to about 25,000. and a weight average molecular weight (Mw) of, for example, from about 2,000 to about 100,000, in the modalities of about 3,000 to about 80,000, as determined by Gel Permeation Chromatography using polystyrene standards. The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the crystalline resin may be, for example, from about 2 to about 6, in modalities from about 3 to about 4.
[0018] Quaisquer surfactantes adequados podem ser utilizados para a preparação das dispersões de látex e cera de acordo com a presente divulgação. Dependendo do sistema de emulsão, podem contemplar-se quaisquer surfactantes não-iônicos ou iônicos desejados, tais como surfactantes aniônicos ou catiônicos.Any suitable surfactants may be used for the preparation of latex and wax dispersions according to the present disclosure. Depending on the emulsion system, any desired nonionic or ionic surfactants such as anionic or cationic surfactants may be contemplated.
[0019] Qualquer iniciador apropriado ou mistura de iniciadores pode ser selecionada no processo de látex e no processo de toner. Em modalidades, o iniciador é selecionado de iniciadores de polimerização de radicais livres conhecidos. O iniciador de radical livre pode ser qualquer iniciador de polimerização de radical livre capaz de iniciar um processo de polimerização de radical livre e suas misturas, tal iniciador de radical livre sendo capaz de prover espécies radicais livres em aquecimento a acima de 30 QC.Any suitable primer or primer mix can be selected in the latex process and in the toner process. In embodiments, the initiator is selected from known free radical polymerization initiators. The free radical initiator may be any free radical polymerization initiator capable of initiating a free radical polymerization process and mixtures thereof, such a free radical initiator being capable of providing free radical species upon heating to above 30 ° C.
[0020] Iniciadores de radical livre mais típicos incluem, mas não limitados a, persulfato de amônio, peróxido de hidrogênio, peróxido de acetil, peróxido de cumil, peróxido de tert-butil, propionil peróxido, peróxido de benzoil, peróxido de clorobenzoil, peróxido de diclorobenzoil, peróxido de bromometilbenzoil, peróxido de lauroil , persulfato de sódio, persulfato de potássio, diisopropil peroxicarbonato e similares.More typical free radical initiators include, but are not limited to, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, cumyl peroxide, tert-butyl peroxide, propionyl peroxide, benzoyl peroxide, chlorobenzoyl peroxide, peroxide. dichlorobenzoyl, bromomethylbenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, sodium persulphate, potassium persulphate, diisopropyl peroxycarbonate and the like.
[0021] Com base no peso total dos monômeros a serem polimerizados, o iniciador pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 5%, de cerca de 0,4% a cerca de 4%, de cerca de 0,5% a cerca de 3%, embora possa estar presente em quantidades maiores ou menores.Based on the total weight of the monomers to be polymerized, the initiator may be present in an amount from about 0.1% to about 5%, from about 0.4% to about 4%, from about from 0.5% to about 3%, although it may be present in larger or smaller quantities.
[0022] Um agente de transferência de cadeia, opcionalmente, pode ser usado para controlar o grau de polimerização do látex e controlar o peso molecular e distribuição de peso molecular do látex do produto do processo de látex e/ou o processo de toner de acordo com a presente divulgação. Como pode ser apreciado, um agente de transferência de cadeia pode tornar-se parte do polímero de látex.A chain transfer agent may optionally be used to control the degree of latex polymerization and to control the molecular weight and molecular weight distribution of the latex process product and / or the toner process according to with this disclosure. As may be appreciated, a chain transfer agent may become part of the latex polymer.
[0023] Em modalidades, o agente de transferência de cadeia tem uma ligação covalente carbono-enxofre. A ligação covalente carbono-enxofre tem um pico de absorção em uma região de número de onda que varia de 500 a 800 cm-1 em um espectro de absorção infravermelho. Quando o agente de transferência de cadeia é incorporado ao látex e o toner feito a partir do látex, o pico de absorção pode ser alterado, por exemplo, para uma região de número de onda de 400 a 4.000 cm-1.In embodiments, the chain transfer agent has a carbon-sulfur covalent bond. The carbon-sulfur covalent bond has an absorption peak in a wavelength region ranging from 500 to 800 cm -1 in an infrared absorption spectrum. When the chain transfer agent is incorporated into the latex and toner made from the latex, the absorption peak may be changed, for example, to a wavelength region of 400 to 4,000 cm -1.
[0024] Com base no peso total dos monômeros a serem polimerizados, o agente de transferência de cadeia pode estar presente numa quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 7%, a partir de cerca de 0,5% a cerca de 6%, a partir de cerca de 1,0% a cerca de 5%, embora possa estar presente em quantidades maiores ou menores.Based on the total weight of the monomers to be polymerized, the chain transfer agent may be present in an amount from about 0.1% to about 7%, from about 0.5% to about 6%, from about 1.0% to about 5%, although it may be present in larger or smaller quantities.
[0025] No processo de látex e no processo de toner da divulgação, a emulsificação pode ser feita por qualquer processo adequado como a mistura à temperatura elevada. Por exemplo, a mistura de emulsão pode ser misturada em um homogeneizador definido a de cerca de 200 a cerca de 400 rpm e a uma temperatura de cerca de 40 SC a cerca de 80 SC por um período de cerca de 1 min a cerca de 20 min.In the latex process and the toner process of the disclosure, emulsification may be done by any suitable process such as mixing at elevated temperature. For example, the emulsion mixture may be mixed in a homogenizer defined at from about 200 to about 400 rpm and at a temperature from about 40 ° C to about 80 ° C for a period of about 1 min to about 20 ° C. min
[0026] Após a conclusão da adição do monômero, se pode permitir que o látex estabilize, mantendo as condições por um período de tempo, por exemplo, por cerca de 10 a cerca de 300 minutos, antes de arrefecer. Opcionalmente, o látex formado pelo processo acima pode ser isolado por métodos padrão conhecidos na técnica, por exemplo, coagulação, dissolução e precipitação, filtração, lavagem, secagem ou similares.Upon completion of the monomer addition, the latex may be allowed to stabilize by maintaining conditions for a period of time, for example, for about 10 to about 300 minutes, before cooling. Optionally, the latex formed by the above process may be isolated by standard methods known in the art, for example coagulation, dissolution and precipitation, filtration, washing, drying or the like.
[0027] O látex da divulgação presente pode ser selecionado para processos de coalescência-agregação-emulsão para formar toners, tintas e desenvolvedores por métodos conhecidos. O látex da divulgação presente pode ser derretido mesclado ou, de outro modo, misturado com vários ingredientes de toner, tais como, uma dispersão de cera, um coagulante, uma sílica opcional, um aditivo de reforço de carga ou aditivo de controle de carga opcional, um surfactante opcional, um emulsificante opcional, um aditivo de fluxo opcional e afins. Opcionalmente, o látex (por exemplo, em torno de 40% de sólidos) pode ser diluído para a carga de sólidos desejada (por exemplo, cerca de 12% a 15% em peso de sólidos), antes de formulado em uma composição de toner.The latex of the present disclosure may be selected for coalescence-aggregation-emulsion processes to form toners, inks and developers by known methods. The latex of the present disclosure may be melted in a mixture or otherwise mixed with various toner ingredients such as a wax dispersion, a coagulant, an optional silica, a charge reinforcing additive or an optional charge control additive. , an optional surfactant, an optional emulsifier, an optional flow additive and the like. Optionally, latex (e.g., around 40% solids) may be diluted to the desired solids charge (e.g., about 12% to 15% by weight solids) before formulated into a toner composition. .
[0028] Métodos para produzir tais resinas de látex podem ser realizados conforme descrito na divulgação de Patentes U.S. No. 7.524.602, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência na sua totalidade.Methods for making such latex resins may be performed as described in U.S. Patent No. 7,524,602, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
[0029] Vários colorantes adequados conhecidos, tais como tintas, pigmentos, misturas de tintas, mistura de pigmentos, mistura de tintas e pigmentos, e similares, podem ser incluídos no toner. O colorante pode ser incluído no toner em uma quantidade de, por exemplo, cerca de 0,1% a cerca de 35% em peso do toner, a partir de cerca de 1% a cerca de 15% do toner, a partir de cerca de 3% a cerca de 10% em peso, do toner, apesar de poderem ser utilizadas quantidades fora desses intervalos.Various suitable known colorants, such as inks, pigments, ink mixtures, pigment mixtures, ink and pigment mixtures, and the like, may be included in the toner. The colorant may be included in the toner in an amount of, for example, from about 0.1% to about 35% by weight of the toner, from about 1% to about 15% of the toner, from about 3% to about 10% by weight of the toner, although amounts outside these ranges may be used.
[0030] Como exemplos de colorantes apropriados, pode ser feita referência a negro de carbono e similares. Como pigmentos coloridos, podem ser selecionados ciano, magenta, amarelo, vermelho, verde, marrom, azul ou suas misturas. Geralmente, são usados pigmentos ou tintas ciano, magenta ou amarelos ou misturas dos mesmos. O pigmento ou pigmentos podem ser dispersões de pigmentos à base de água.As examples of suitable colorants, reference may be made to carbon black and the like. As colored pigments, cyan, magenta, yellow, red, green, brown, blue or their mixtures can be selected. Generally, cyan, magenta or yellow pigments or inks or mixtures thereof are used. The pigment or pigments may be dispersions of water based pigments.
[0031] Além da resina de ligação de polímero, os toners da presente divulgação, também podem conter uma cera, que pode ser tanto um único tipo de cera ou uma mistura de duas ou mais ceras diferentes. Uma única cera pode ser adicionada às formulações do toner, por exemplo, para melhorar as propriedades do toner específicas, tais como, formato de partícula do toner, a presença e a quantidade de cera na superfície das partículas de toner, características de carregamento e/ou fusão, o brilho, esvaziamento, propriedades de impressão offset e afins. Alternativamente, uma combinação de ceras pode ser adicionada para prover várias propriedades para a composição de toner.In addition to the polymer binding resin, the toners of the present disclosure may also contain a wax, which may be either a single wax type or a mixture of two or more different waxes. A single wax may be added to toner formulations, for example, to improve specific toner properties such as toner particle shape, the presence and amount of wax on the toner particle surface, loading characteristics and / or fusion, glare, hollowness, offset printing properties and the like. Alternatively, a combination of waxes may be added to provide various properties for the toner composition.
[0032] Quando incluída, a cera pode estar presente em uma quantidade de, por exemplo, de cerca de 1% em peso a cerca de 25 % em peso das partículas de toner, em modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 20% em peso das partículas de toner.When included, the wax may be present in an amount of, for example, from about 1 wt% to about 25 wt% of toner particles, in embodiments, from about 5 wt% to about 20% by weight of the toner particles.
[0033] Ceras que podem ser selecionadas incluem ceras com, por exemplo, um peso molecular médio ponderai de cerca de 500 a cerca de 20.000, em modalidades de cerca de 1.000 a cerca de 10.000.Selectable waxes include waxes with, for example, a weight average molecular weight of from about 500 to about 20,000, in embodiments of from about 1,000 to about 10,000.
[0034] As partículas do toner podem ser preparadas por qualquer método dentro da competência daqueles versados na técnica. Embora modalidades relacionadas a partículas de toner sejam descritas abaixo no que diz respeito a processos de agregação de emulsão, qualquer método adequado de preparação de partículas de toner pode ser utilizado, incluindo processos químicos, tais como processos de suspensão e de encapsulamento.Toner particles may be prepared by any method within the skill of those skilled in the art. Although toner particle-related embodiments are described below with respect to emulsion aggregation processes, any suitable method of preparing toner particles may be used, including chemical processes such as suspension and encapsulation processes.
[0035] Em modalidades, composições de toner podem ser preparadas por processos de agregação de emulsão, tais como um processo que inclui agregar uma mistura de uma cera opcional ou quaisquer outros aditivos desejados ou requeridos, e emulsões incluindo as resinas descritas acima, opcionalmente com surfactantes, conforme descrito acima, e então coalescer a mistura agregada. Uma mistura pode ser preparada pela adição de uma cera opcional ou outros materiais, que também podem ser opcionalmente em dispersão(ões), incluindo um surfactante, à emulsão que pode ser uma mistura de duas ou mais emulsões contendo a resina. O pH da mistura resultante pode ser ajustado com um ácido(i.e., um ajustador de pH) como, por exemplo, ácido acético, ácido nítrico ou similares. Em modalidades, o pH da mistura pode ser ajustado para cerca de 2 a cerca de 4,5. Além disso, em modalidades, a mistura pode ser homogeneizada. Se a mistura for homogeneizada, a homogeneização poderá ser realizada através da mistura em cerca de 600 a cerca de 4.000 rotações por minuto (rpm). A homogeneização pode ser realizada por qualquer meio adequado, incluindo, por exemplo, um homogeneizador de sonda IKA ULTRA TURRAX T50 ou um homogeneizador Gaulin 15MR.In embodiments, toner compositions may be prepared by emulsion aggregation processes, such as a process which includes adding a mixture of an optional wax or any other desired or required additives, and emulsions including the resins described above, optionally with surfactants as described above, and then coalesce the aggregate mixture. A mixture may be prepared by the addition of an optional wax or other materials, which may also optionally be dispersed (s), including a surfactant, to the emulsion which may be a mixture of two or more resin-containing emulsions. The pH of the resulting mixture may be adjusted with an acid (i.e., a pH adjuster) such as, for example, acetic acid, nitric acid or the like. In embodiments, the pH of the mixture may be adjusted to from about 2 to about 4.5. In addition, in embodiments, the mixture may be homogenized. If the mixture is homogenized, homogenization can be accomplished by mixing at about 600 to about 4,000 revolutions per minute (rpm). Homogenization can be performed by any suitable means, including, for example, an IKA ULTRA TURRAX T50 probe homogenizer or a Gaulin 15MR homogenizer.
[0036] Após a preparação da mistura acima, geralmente um agente agregante pode ser adicionado à mistura. Agentes agregantes adequados incluem, por exemplo, soluções aquosas de um cátion bivalente ou um material de cátion multivalente. Nas presentes modalidades, um haleto de polialumínio, especificamente, cloreto de polialumínio (PAC) é usado. PAC é um floculante multivalente mais forte em comparação com o sulfato de alumínio, que é um floculante bivalente. Verificou-se que, o PAC interessantemente melhora a morfologia da superfície, pela redução da quantidade de estireno-acrilato na superfície. Acredita-se que o PAC multivalente ajuda a conectar e manter o látex de estireno-acrilato de acidez mais elevada para o núcleo das partículas de toner.After preparation of the above mixture, generally an aggregating agent may be added to the mixture. Suitable aggregating agents include, for example, aqueous solutions of a bivalent cation or a multivalent cation material. In the present embodiments, a polyaluminium halide, specifically polyaluminium chloride (PAC) is used. PAC is a stronger multivalent flocculant compared to aluminum sulphate, which is a bivalent flocculant. PAC has been found to interestingly improve surface morphology by reducing the amount of styrene acrylate on the surface. The multivalent PAC is believed to help connect and maintain the higher acidity styrene acrylate latex to the core of the toner particles.
[0037] Ao usar o PAC, o processo de fabricação é modificado para alongar o tempo de coalescência (em comparação àquele usado com floculantes convencionais como sulfato de alumínio) a partir de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas ou cerca de 1,5 horas a cerca de 2,5 horas.By using the PAC, the manufacturing process is modified to lengthen the coalescence time (compared to that used with conventional flocculants such as aluminum sulfate) from about 1 hour to about 3 hours or about 1, 5 hours to about 2.5 hours.
Descobriu-se que esta modificação do tempo de coalescência mais longo é necessária para alisar a superfície de toner e obter ideal morfologia superficial.It has been found that this modification of the longer coalescence time is necessary to smooth the toner surface and obtain optimal surface morphology.
[0038] Outros agentes de agregação que podem ser usados incluem o brometo correspondente, fluoreto ou iodeto e suas combinações. Em modalidades, o agente agregante está presente na composição de toner numa quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 1,0%, ou de cerca de 0,2% a cerca de 0,8% ou de cerca de 0,25% a cerca de 0,5% em peso, do peso total das partículas de toner. Nas modalidades, o agente agregante pode ser adicionado à mistura a uma temperatura abaixo da temperatura de transição vítrea (Tg) da resina. Como discutido acima, a temperatura de coalescência reduzida utilizada é de preferência de cerca de 70QC a cerca de 90QC ou de cerca de 70QC a cerca de 80QC ou de cerca de 70-C a cerca de 77o-C.Other aggregating agents that may be used include the corresponding bromide, fluoride or iodide and combinations thereof. In embodiments, the aggregating agent is present in the toner composition in an amount from about 0.1% to about 1.0%, or from about 0.2% to about 0.8%, or about 0%. 25% to about 0.5% by weight of the total weight of the toner particles. In embodiments, the aggregating agent may be added to the mixture at a temperature below the resin glass transition temperature (Tg). As discussed above, the reduced coalescing temperature used is preferably from about 70 ° C to about 90 ° C or from about 70 ° C to about 80 ° C or from about 70 ° C to about 77 ° C.
[0039] O agente agregante pode ser adicionado à mistura para formar uma toner em uma quantidade de, por exemplo, de cerca de 0,1 partes por cem (pph) a cerca de 1pph das partículas de toner, em modalidades, de cerca de 0,25pph a cerca de 0,75pph das partículas de toner.The aggregating agent may be added to the mixture to form a toner in an amount of, for example, from about 0.1 parts per hundred (pph) to about 1pph of the toner particles, in embodiments, of about. 0.25pph to about 0.75pph of the toner particles.
[0040] O brilho de um toner pode ser influenciado pela quantidade de íon de metal retido, tal como, Al3+, na partícula. A quantidade de íon de metal retido pode ser ajustada ainda mais por adição de ácido etileno diamino tetracético (EDTA). Em modalidades, a quantidade de íon de metal retudi, por exemplo, Al3+, em partículas de toner da presente divulgação pode ser de cerca de 0,1 pph a cerca de 1pph, em modalidades, de cerca de 0,25pph a cerca de 0,8pph.The brightness of a toner can be influenced by the amount of metal ion retained, such as Al3 +, in the particle. The amount of retained metal ion can be further adjusted by addition of ethylene diamino tetracetic acid (EDTA). In embodiments, the amount of metal ion retained, for example Al3 +, in toner particles of the present disclosure may be from about 0.1 pph to about 1pph, in embodiments, from about 0.25pph to about 0 8pph.
[0041] A divulgação também provê um processo de mistura de derretimento para a produção de resinas conectoras termoplásticas reticuladas seguras e de baixo custo para composições toner, que têm, por exemplo, baixa temperatura de fixamento e/ou alta temperatura de deslocamento, e que podem apresentar deslocamento de vinil minimizado ou substancial. No processo, resinas de poliéster de base insaturadas ou polímeros são derretidas mescladas, isto é, no estado fundido sob condições de alto cisalhamento produzindo substancialmente constituintes de toner uniformemente dispersos, e cujo processo provê um produto de mistura de resina e toner com propriedades de brilho otimizadas. Por, "altamente reticulado," destina-se dizer que o polímero envolvido é substancialmente reticulado, ou seja, igual ou acima do ponto de gel. Como usado aqui, "ponto de gel" significa o ponto onde o polímero não é mais solúvel em solução.The disclosure also provides a melt blending process for the production of safe and low cost crosslinked thermoplastic connector resins for toner compositions, which have, for example, low attachment temperature and / or high displacement temperature, and which may have minimized or substantial vinyl offset. In the process, unsaturated base polyester resins or polymers are melt blended, i.e., in the molten state under high shear conditions producing substantially uniformly dispersed toner constituents, the process of which provides a resin and toner blend product with gloss properties. optimized. By "highly cross-linked," is meant that the polymer involved is substantially cross-linked, that is, at or above the gel point. As used herein, "gel spot" means the point where the polymer is no longer soluble in solution.
[0042] A fim de controlar a agregação e a coalescência das partículas, nas modalidades o agente agregante pode ser medido na mistura ao longo do tempo. Por exemplo, o agente pode ser medido na mistura durante um período de cerca de 5 a cerca de 240 minutos, nas modalidades de cerca de 30 a cerca de 200 minutos. Adição do agente também pode ser feita enquanto a mistura é mantida sob condições agitadas, em modalidades de cerca de 50 rpm a cerca de 1, 000 rpm, em modalidades de cerca de 100 rpm a cerca de 500 rpm e a uma temperatura que está abaixo da Tg da resina.In order to control the aggregation and coalescence of the particles, in the embodiments the aggregating agent can be measured in the mixture over time. For example, the agent may be measured in the mixture over a period of about 5 to about 240 minutes, in modalities of about 30 to about 200 minutes. Addition of the agent may also be made while mixing is maintained under agitated conditions, in modalities from about 50 rpm to about 1,000 rpm, in modalities from about 100 rpm to about 500 rpm, and at a temperature which is below Tg of resin.
[0043] Pode-se permitir que as partículas se agreguem até que um tamanho de partícula desejado predeterminado seja obtido. Um tamanho desejado predeterminado se refere ao tamanho de partícula desejado a ser obtido conforme determinado antes da formação, com o tamanho de partícula monitorado durante o processo de crescimento conforme conhecido na técnica, até que tal tamanho de partícula seja atingido. Amostras podem ser tomadas durante o processo de crescimento e analisadas, por exemplo, com um Contador Coulter, para o tamanho de partícula médio. Em modalidades, o tamanho de partícula pode ser de cerca de 5,0 a cerca de 6,0pm, de cerca de 6,0 a cerca de 6,5pm, de cerca de 6,5 a cerca de 7.0pm, de cerca de 7,0 a cerca de 7,5pm.Particles may be allowed to aggregate until a predetermined desired particle size is obtained. A predetermined desired size refers to the desired particle size to be obtained as determined prior to formation, with the particle size monitored during the growth process as known in the art, until such particle size is reached. Samples can be taken during the growth process and analyzed, for example, with a Coulter Counter, for average particle size. In embodiments, the particle size may be from about 5.0 to about 6.0pm, from about 6.0 to about 6.5pm, from about 6.5 to about 7.0pm, about 7.0 at about 7.5pm.
[0044] O crescimento e a moldagem das partículas após a adição do agente de agregação podem ser realizados sob quaisquer condições adequadas. Por exemplo, o crescimento e a modelagem podem ser conduzidos sob condições em que a agregação ocorre separada da coalescência.Growth and molding of the particles after addition of the aggregating agent may be performed under any suitable conditions. For example, growth and shaping may be conducted under conditions where aggregation occurs separately from coalescence.
[0045] Após a agregação para o tamanho de partícula desejado, com a formação opcional de uma capa conforme descrita acima, as partículas então podem ser coalescidas ao formato final desejado, a coalescência sendo atingida por, por exemplo, aquecer a mistura a uma temperatura de cerca de 55QC a cerca de 100QC, em modalidades, de cerca de 65QC a cerca de 75QC, que pode ser abaixo do ponto de fusão de uma resina cristalina para prevenir a plastificação. Temperaturas superiores ou inferiores podem ser usadas, subentendendo-se que a temperatura é uma função das resinas utilizadas.After aggregation to the desired particle size, with the optional formation of a layer as described above, the particles can then be coalesced to the desired final shape, the coalescence being achieved by, for example, heating the mixture to a temperature. from about 55 ° C to about 100 ° C, in embodiments, from about 65 ° C to about 75 ° C, which may be below the melting point of a crystalline resin to prevent plasticization. Higher or lower temperatures may be used, it being understood that temperature is a function of the resins used.
[0046] Coalescência pode continuar durante um período de cerca de 0,1 a cerca de 9 horas, em modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 4 horas.Coalescence may continue for a period of from about 0.1 to about 9 hours, in modalities of from about 0.5 to about 4 hours.
[0047] Após a coalescência, a mistura pode ser arrefecida à temperatura ambiente, tal como, de cerca de 20 QC até cerca de 25 SC. O arrefecimento pode ser rápido ou lento, como desejado. Um método adequado de arrefecimento pode incluir a introdução de água fria para uma camisa em torno do reator. Após o resfriamento, as partículas de toner, opcionalmente, podem ser lavadas com água e depois de secas. A secagem pode ser realizada por qualquer método adequado, por exemplo, liofilização.After coalescence, the mixture may be cooled to room temperature, such as from about 20 ° C to about 25 ° C. Cooling can be fast or slow as desired. A suitable method of cooling may include introducing cold water into a jacket around the reactor. After cooling, the toner particles can optionally be washed with water and then dried. Drying may be performed by any suitable method, for example, lyophilization.
[0048] Toners podem possuir características favoráveis de carregamento quando expostos a condições extremas de RH. A zona de baixa umidade (zona C) pode ser de cerca de 129C/15% RH, enquanto a zona de alta umidade (zona A) pode ser cerca de 28sC/85% RH. Os toners da divulgação presente podem possuir uma carga do toner de origem pela razão da massa (Q/M) de cerca de -5 pC/g, a cerca de -80 pC/g, em modalidades de cerca de -10 pC/g a cerca de -70 pC/g e um aditivo de superfície pós carregamento de toner final de mistura de a partir de -15 pC/g a cerca de -60 pC/g, em modalidades, de cerca de -20 pC/g a cerca de -55 pC/g.[0048] Toners may have favorable loading characteristics when exposed to extreme RH conditions. The low humidity zone (zone C) can be about 129C / 15% RH, while the high humidity zone (zone A) can be about 28sC / 85% RH. Toners of the present disclosure may have a source-to-weight toner charge (Q / M) of from about -5 pC / g to about -80 pC / g in embodiments of about -10 pC / g about -70 pC / g and a surface additive after loading of final blend toner from -15 pC / g to about -60 pC / g, in embodiments of about -20 pC / g to about -55 pC / g.
[0049] Em modalidades, uma capa pode ser aplicada às partículas do toner agregado formadas. Qualquer resina descrita acima como adequada para a resina do núcleo pode ser utilizada como a resina da capa. A resina de capa pode ser aplicada às partículas agregadas por qualquer método dentro da competência daqueles versados na técnica. Em modalidades, a resina da capa pode ser em uma emulsão, incluindo qualquer surfactante aqui descrito. As partículas agregadas descritas acima podem ser combinada com dita emulsão de modo que a capa seja formada sobre as partículas agregadas. Em modalidades, um poliéster amorfo pode ser utilizado para formar uma capa sobre os agregados para formar partículas de toner tendo uma configuração de núcleo-capa.In embodiments, a cover may be applied to the aggregate toner particles formed. Any resin described above as suitable for the core resin may be used as the cover resin. The cover resin may be applied to the aggregate particles by any method within the skill of those skilled in the art. In embodiments, the cover resin may be in an emulsion, including any surfactant described herein. The aggregate particles described above may be combined with said emulsion so that the cover is formed on the aggregate particles. In embodiments, an amorphous polyester may be used to form a layer over the aggregates to form toner particles having a core-layer configuration.
[0050] Partículas de toner podem ter um tamanho de diâmetro de cerca de 4 a cerca de 8pm, em modalidades de cerca de 5 a cerca de 7pm, o componente de capa ideal pode ser de cerca de 26 a cerca de 30% em peso das partículas de toner.Toner particles may have a diameter size of from about 4 to about 8pm, in embodiments of from about 5 to about 7pm, the ideal cover component may be from about 26 to about 30% by weight. of toner particles.
[0051] Como alternativa, uma capa mais grossa pode ser desejável para prover características de carregamento desejáveis devido a maior área de superfície da partícula de toner. Assim, a capa de resina pode ser presente em uma quantidade de cerca de 30% a cerca de 40% em peso das partículas de toner, em modalidades, de cerca de 32% a cerca de 38% em peso das partículas de toner, em modalidades, de cerca de 34% a cerca de 36% em peso das partículas de toner.Alternatively, a thicker cover may be desirable to provide desirable loading characteristics due to the larger surface area of the toner particle. Thus, the resin coating may be present in an amount from about 30% to about 40% by weight of the toner particles, in embodiments from about 32% to about 38% by weight of the toner particles. embodiments, from about 34% to about 36% by weight of the toner particles.
[0052] Uma vez que o tamanho final desejado das partículas de toner seja alcançado, o pH da mistura pode ser ajustado com uma base (por exemplo, um ajustador de PH) para um valor de cerca de 6 a cerca de 10, e em modalidades, de cerca de 6,2 a cerca de 7. O ajuste do pH pode ser utilizado para congelar, ou seja, para interromper, o crescimento do toner. A base utilizada para parar o crescimento de toner pode incluir qualquer base adequada, tal como, por exemplo, hidróxidos de metais alcalinos, tais como, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de amônio, suas combinações e afins. Nas modalidades, o EDTA pode ser adicionado para ajudar a ajustar o pH para os valores desejados observados acima. A base pode ser adicionada em quantidades de cerca de 2 a cerca de 25% em peso da mistura, em modalidades de cerca de 4 a cerca de 10% em peso da mistura. Em modalidades, a capa tem um Tg maior do que as partículas de toner agregadas.Once the desired final toner particle size is reached, the pH of the mixture can be adjusted with a base (e.g. a PH adjuster) to a value of about 6 to about 10, and by from about 6.2 to about 7. pH adjustment can be used to freeze, i.e. to stop toner growth. The base used to stop toner growth may include any suitable base, such as, for example, alkali metal hydroxides, such as, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, combinations thereof and the like. In embodiments, EDTA may be added to help adjust the pH to the desired values noted above. The base may be added in amounts of from about 2 to about 25% by weight of the mixture, in embodiments of from about 4 to about 10% by weight of the mixture. In embodiments, the cover has a larger Tg than the aggregate toner particles.
[0053] Vários materiais de núcleo sólido ou partículas apropriadas podem ser utilizadas para as transportadoras e desenvolvedores da presente divulgação. Propriedades do núcleo características incluem aquelas que, em modalidades, permitirão que as partículas de toner adquiram uma carga positiva ou uma carga negativa e núcleos transportadores que permitem propriedades de fluxo desejáveis no reservatório desenvolvedor presentes em um aparelho de imagem eletrofotográfica. Outras propriedades desejáveis do núcleo incluem, por exemplo, características magnéticas adequadas que permitam a formação de escova magnética nos processos de desenvolvimento de escova magnética; características de envelhecimento mecânico desejáveis; e desejável morfologia superficial para permitir alta condutividade elétrica de qualquer desenvolvedor, incluindo a transportadora e um toner adequado.Various suitable solid core materials or particles may be used for the carriers and developers of this disclosure. Characteristic core properties include those that, in embodiments, will allow toner particles to acquire a positive charge or a negative charge and carrier cores that allow desirable flow properties in the developer reservoir present in an electrophotographic imaging apparatus. Other desirable core properties include, for example, suitable magnetic characteristics that enable magnetic brush formation in magnetic brush development processes; desirable mechanical aging characteristics; and desirable surface morphology to allow high electrical conductivity of any developer, including the carrier and a suitable toner.
[0054] Exemplos de partículas transportadoras ou núcleos que podem ser utilizados incluem ferro ou aço, tais como, ferro atomizado ou pós de aço disponíveis de Hoeganaes Corporation ou Pomaton S.p.A (Itália); ferritas, tais como, Cu/Zn-ferrita contendo, por exemplo, cerca de 11% de cobre óxido, cerca de 19% de óxido de zinco e cerca de 70% de óxido de ferro, incluindo aqueles comercialmente disponíveis por DMExamples of carrier particles or cores that may be used include iron or steel, such as atomized iron or steel powders available from Hoeganaes Corporation or Pomaton S.p.A (Italy); ferrite such as Cu / Zn-ferrite containing, for example, about 11% copper oxide, about 19% zinc oxide and about 70% iron oxide, including those commercially available from DM
Steward Corporation ou Powdertech Corporation, Ni/Zn-ferrita disponível de Powdertech Corporation, Sr (estrôncio)-ferrita, contendo, por exemplo, cerca de 14% de oxido de estrôncio e cerca de 86% de oxido de ferro, comercialmente disponível de Powdertech Corporation e Ba-ferrita; magnetitas, incluindo aqueles comercialmente disponíveis a partir de, por exemplo, Hoeganaes Corporation (Suécia); níquel; suas combinações e afins. Outros núcleos transportadores adequados podem incluir zircão granular, silício granular, vidro, dióxido de silício, suas combinações e afins. Em encarnações, núcleos transportadores adequados podem ter um tamanho de partícula médio de, por exemplo, cerca de 20pm a cerca de 400pm de diâmetro, em modalidades, de cerca de 40pm a cerca de 200pm de diâmetro.Steward Corporation or Powdertech Corporation, Ni / Zn-ferrite available from Powdertech Corporation, Sr (strontium) ferrite, containing, for example, about 14% strontium oxide and about 86% commercially available iron oxide from Powdertech Corporation and Ba-ferrite; magnetites, including those commercially available from, for example, Hoeganaes Corporation (Sweden); nickel; their combinations and the like. Other suitable carrier cores may include granular zircon, granular silicon, glass, silicon dioxide, combinations thereof and the like. In embodiments, suitable carrier cores may have an average particle size of, for example, from about 20pm to about 400pm in diameter, in embodiments from about 40pm to about 200pm in diameter.
[0055] Em modalidades, uma ferrita pode ser utilizada como o núcleo, incluindo um metal, tal como, ferro e pelo menos um metal adicional, tal como, cobre, zinco, níquel, manganês, magnésio, cálcio, lítio, estrôncio, zircônio, titânio, tântalo, bismuto, sódio, potássio, rubídio, césio, estrôncio, bário, ítrio, lantânio, háfnio, vanádio, nióbio, alumínio, gálio, sílicio, germânio, antimônio, suas combinações e semelhantes.In embodiments, a ferrite may be used as the core, including a metal such as iron and at least one additional metal such as copper, zinc, nickel, manganese, magnesium, calcium, lithium, strontium, zirconium. , titanium, tantalum, bismuth, sodium, potassium, rubidium, cesium, strontium, barium, yttrium, lanthanum, hafnium, vanadium, niobium, aluminum, gallium, silicon, germanium, antimony, their combinations and the like.
[0056] Em algumas modalidades, o revestimento do transportador pode incluir um componente condutivo. Componentes condutivos adequados incluem, por exemplo, negro de carbono.In some embodiments, the carrier liner may include a conductive component. Suitable conductive components include, for example, carbon black.
[0057] Pode haver uma série de aditivos adicionados ao transportador. Os componentes de aditivo de carga podem ser selecionados em várias quantidades eficazes, tais como de cerca de 0,5% em peso a cerca de 20% em peso, de cerca de 1 % a cerca de 3% em peso baseado, por exemplo, na soma dos pesos de polímero/copolímero, condutor componente e outros componentes aditivos de carga. A adição de componentes condutores pode agir para aumentar ainda mais a carga triboelétrica negativa dada ao transportador, e conseqüentemente, aumentar mais a carga triboelétrica negativa dada ao toner em, por exemplo, um subsistema de desenvolvimento eletrofotográfico. Os componentes podem ser incluídos por mistura de rolo, queda, trituração, agitação, pulverização eletrostática de nuvem de pó, cama fluidizada, processamento de disco eletrostático, e uma cortina eletrostática, e em que o revestimento do transportador é fundido ao núcleo transportador em um forno giratório ou passando através de um aparelho extrusor aquecido.There may be a number of additives added to the carrier. The filler additive components may be selected in various effective amounts, such as from about 0.5 wt.% To about 20 wt.%, From about 1 wt.% To about 3 wt. in the sum of polymer / copolymer weights, component conductor and other charge additive components. The addition of conductive components may act to further increase the negative triboelectric charge given to the carrier, and consequently further increase the negative triboelectric charge given to the toner in, for example, an electrophotographic development subsystem. Components can be included by roll mixing, falling, crushing, stirring, electrostatic powder cloud spraying, fluid bed, electrostatic disc processing, and an electrostatic curtain, and wherein the conveyor liner is fused to the conveyor core in a rotary kiln or passing through a heated extruder.
[0058] A condutividade pode ser importante para que o desenvolvimento de escova magnética semicondutiva permita o desenvolvimento bom das áreas sólidas que de outra maneira podem ser de desenvolvimento fraco. A adição de um revestimento polimérico da divulgação atual, opcionalmente com um componente condutor tal como o negro de carbono, pode resultar nos transportadores com resposta triboelétrica diminuída com mudança na umidade relativa de cerca de 20% a cerca de 90%, nas modalidades, de cerca de 40% a cerca de 80%, que a carga é mais consistente quando a umidade relativa é mudada. Assim, há menos diminuição de carga em umidade relativa elevada reduzindo o fundo de toner nas impressões e menos aumento de carga e, posteriormente, menos perda de desenvolvimento em baixa umidade relativa, resultando em tal melhora de desempenho de qualidade de imagem devido à maior densidade óptica.Conductivity may be important for the development of semiconductive magnetic brush to enable good development of solid areas that may otherwise be poorly developed. Addition of a polymeric coating of the present disclosure, optionally with a conductive component such as carbon black, may result in carriers with diminished triboelectric response with a relative humidity change of from about 20% to about 90%, in embodiments, of. about 40% to about 80%, which load is more consistent when the relative humidity is changed. Thus, there is less load reduction at high relative humidity reducing the toner background in prints and less load increase and subsequently less development loss at low relative humidity resulting in such image quality performance improvement due to higher density. optics.
[0059] Conforme acima referido, em modalidades o revestimento polimérico pode ser secado, e então pode ser aplicado para o transportador de núcleo como um pó seco. Processos de revestimento em pó diferem dos processos de revestimento de solução convencionais. Revestimento por solução requer um polímero de revestimento, cujas propriedades de peso molecular e composição permitem que a resina seja solúvel em um solvente no processo de revestimento. Isso requer relativamente baixos componentes M w em comparação ao revestimento por pó. O processo de revestimento por pó não requer solubilidade de solvente, mas exige a resina revestida como uma partícula com um tamanho de partícula de cerca de 10nm a cerca de 2pm, em modalidades, de cerca de 30nm para cerca de 1pm, em modalidades, de cerca 50nm a cerca de 500nm.As noted above, in embodiments the polymeric coating may be dried, and then may be applied to the core carrier as a dry powder. Powder coating processes differ from conventional solution coating processes. Solution coating requires a coating polymer whose molecular weight and composition properties allow the resin to be soluble in a solvent in the coating process. This requires relatively low Mw components compared to powder coating. The powder coating process does not require solvent solubility, but requires the resin coated as a particle with a particle size of from about 10nm to about 2pm, in embodiments, from about 30nm to about 1pm, in embodiments. about 50nm to about 500nm.
[0060] Exemplos de processos que podem ser utilizados para aplicar o revestimento por pó incluem, por exemplo, combinar o material do núcleo transportador e do revestimento de resina por mistura por rolo de cascata, queda, trituração, agitação, pulverização de nuvem de pó eletrostático, cama fluidizada, processamento de disco eletrostático, cortinas eletrostáticas, suas combinações e afins. Quando partículas transportadoras revestidas de resina são preparadas por um processo de revestimento por pó, a maioria dos materiais de revestimento pode ser fundida à superfície transportadora, reduzindo assim o número de locais de impactação de toner no transportador. Fusão do revestimento polimérico pode ocorrer por impactação mecânica, atração eletrostática, suas combinações e afins.Examples of processes that may be used to apply the powder coating include, for example, combining the carrier core and resin coating material by cascade roller blending, falling, crushing, stirring, powder cloud spraying. electrostatic, fluidized bed, electrostatic disc processing, electrostatic curtains, their combinations and the like. When resin coated carrier particles are prepared by a powder coating process, most coating materials can be fused to the carrier surface, thereby reducing the number of toner impaction sites on the carrier. Fusion of the polymeric coating can occur by mechanical impaction, electrostatic attraction, their combinations and the like.
[0061] Após a aplicação da resina para o núcleo, o aquecimento pode ser iniciado para permitir o fluxo do material de revestimento sobre a superfície do núcleo transportador. A concentração do material de revestimento, em modalidades, partículas de pó e os parâmetros do aquecimento podem ser selecionados para permitir a formação de uma película contínua dos polímeros do revestimento sobre a superfície do núcleo transportador, ou permitir que apenas as áreas selecionadas do núcleo transportador sejam revestidas. Em modalidades, o transportador com o revestimento de pó polimérico pode ser aquecida a uma temperatura de cerca de 170° C a cerca de 280° C, em modalidades, de cerca de 190° C a cerca de 240° C, por um período de tempo de, por exemplo, de cerca de 10min a cerca de 180min, em modalidades, de cerca de 15min a cerca de 60min, para permitir que o revestimento de polímero derreta e funda-se com as partículas do núcleo transportador. Após a incorporação do pó na superfície do transportador, o aquecimento pode ser iniciado para permitir o fluxo do material de revestimento sobre a superfície do núcleo transportador. Em modalidades, o pó pode ser fundido ao núcleo transportador tanto num forno giratório como por passagem através de um aparelho extrusor aquecido.Following application of the resin to the core, heating may be initiated to allow the coating material to flow over the surface of the carrier core. The concentration of coating material, in modalities, dust particles and heating parameters may be selected to allow the formation of a continuous film of the coating polymers on the surface of the carrier core, or to allow only selected areas of the carrier core. are coated. In embodiments, the carrier with the polymeric powder coating may be heated to a temperature of from about 170 ° C to about 280 ° C, in embodiments of from about 190 ° C to about 240 ° C for a period of time. time, for example, from about 10min to about 180min, in embodiments, from about 15min to about 60min, to allow the polymer coating to melt and fuse with the carrier core particles. After incorporation of the powder on the surface of the carrier, heating may be initiated to allow the coating material to flow over the surface of the carrier core. In embodiments, the powder may be fused to the conveyor core either in a rotary kiln or by passing through a heated extruder apparatus.
[0062] Em modalidades, a cobertura do revestimento engloba de cerca de 10% a cerca de 100% do núcleo transportador. Quando áreas selecionadas do núcleo transportador de metal permanecem sem revestimento ou expostas, as partículas transportadoras podem possuir propriedades condutoras, quando o material do núcleo é um metal.In embodiments, the coating coverage comprises from about 10% to about 100% of the carrier core. When selected areas of the metal carrier core remain uncoated or exposed, the carrier particles may have conductive properties when the core material is a metal.
[0063] As partículas transportadoras revestidas podem então ser arrefecidas, em modalidades à temperatura ambiente e recuperadas para uso na formação de desenvolvedor.The coated carrier particles may then be cooled in room temperature modalities and recovered for use in developer training.
[0064] Em modalidades, carregadores da divulgação presente podem incluir um núcleo, em modalidades, um núcleo de ferrita, tendo um tamanho a partir de cerca de 20pm a cerca de 100μιτι, em modalidades, de cerca de 30pm a cerca de 75pm, revestido com de cerca de 0,5% a cerca de 10% em peso, em modalidades, de cerca de 0,7% a cerca de 5% em peso, do revestimento de polímero da divulgação do presente, opcionalmente incluindo negro de carbono.In embodiments, carriers of the present disclosure may include a core, in embodiments, a ferrite core, having a size from about 20pm to about 100μιτι, in embodiments, from about 30pm to about 75pm, coated from about 0.5% to about 10% by weight, in embodiments, from about 0.7% to about 5% by weight, of the polymer coating of the present disclosure, optionally including carbon black.
[0065] Assim, com as composições transportadora e processos da divulgação do presente, pode haver desenvolvedores formulados com características selecionadas de cargas triboelétricas altas e/ou valores de condutividade utilizando um número de diferentes combinações.Thus, with the carrier compositions and disclosure processes of the present, there may be developers formulated with selected characteristics of high triboelectric loads and / or conductivity values using a number of different combinations.
[0066] As partículas de toner assim formadas pode ser formuladas em uma composição desenvolvedora. As partículas de toner podem ser misturadas com partículas transportadoras para atingir uma composição de desenvolvedor de dois componentes. A concentração de toner no desenvolvedor pode ser de cerca de 1% a cerca de 25% em peso, do peso total do desenvolvedor, em modalidades, de cerca de 2% a cerca de 15% em peso, do peso total do desenvolvedor.The toner particles thus formed may be formulated into a developing composition. Toner particles can be mixed with carrier particles to achieve a two component developer composition. The developer toner concentration may be from about 1% to about 25% by weight of the total developer weight, in embodiments, from about 2% to about 15% by weight of the total developer weight.
[0067] Controle [0068] Toner de Controle Exemplo 1: Preparação de 22% do núcleo de estireno-acrilato (162nm de tamanho de partículas de látex) Partículas de Toner Preto a 70° CControl [0068] Control Toner Example 1: Preparation of 22% Styrene Acrylate Core (162nm Latex Particle Size) Black Toner Particles at 70 ° C
[0069] em um reator de 2L, 43g de emulsão de poliéster amorfo (FXC42 disponível por Kao Corporation), 47g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56 disponível por Kao Corporation), 81 g de látex de estireno-acrilato (composto de 23,5% de n-butilacrilato, 76,5% de estireno com peso molecular médio de 55.000 g/mol, 162nm de tamanho de partícula), 29g de emulsão de poliéster cristalina, 43g de cera, 9,6g de pigmento ciano, 57g de pigmento preto (Nipex-35), 0,7g de surfactante (Dowfax) e 534g de água deionizada (Dl) água são combinados. Em seguida, 2,7 g de sulfato de alumínio (Al2(SC>4)3 ) misturado com 33g de água Dl é adicionado à lama sob homogeneização a 3000-4000 RPM. O reator é definido para 260 RPM e é aquecido a 42C para agregar as partículas de toner. Quando o tamanho atinge 4,8-5pm, um revestimento de capa é adicionado que consiste de 69g de emulsão de poliéster amorfo (FXC42), 74g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56) com 1,15 g de surfactante (Dowfax) e todos os ph ajustados para 3.3 usando 0,3M de ácido nítrico A reação é ainda mais aquecida a 50 C. Quando o tamanho de partícula de toner atinge 5,6-6 mícrons, começa o congelamento com o pH da lama sendo ajustado para 4,5 usando uma solução de NaOH 4%. O RPM do reator é diminuído para 220, seguido pela adição de 5,77 gramas de um agente quelante (Versene100) e mais solução de NaOH até que o pH atinja 7,8. A temperatura do reator é aumentada a 70QC. O pH da lama é mantido em 7,8 ou mais até 70QC. Uma vez na temperatura de coalescência, o pH da lama é reduzido para 6.0 usando tampão de pH 57 e é coalescido por cerca de 1 hora até que a circularidade de partícula seja entre 0,955 - 0,960 medida pelo instrumento de análise de imagem de fluxo de partícula (FPIA). a lama é então extinguida e resfriada em 770g de gelo de Dl. O tamanho da partícula final foi 5,90 mícrons, GSDv 1,21, GSDn 1,22 e uma circularidade de 0,958. O toner é então lavado e liofilizado.[0069] in a 2L reactor, 43g of amorphous polyester emulsion (FXC42 available from Kao Corporation), 47g of amorphous polyester emulsion (FXC56 available from Kao Corporation), 81g of styrene acrylate latex (composed of 23, 5% n-butylacrylate, 76.5% styrene with an average molecular weight of 55,000 g / mol, 162nm particle size), 29g crystalline polyester emulsion, 43g wax, 9.6g cyan pigment, 57g Black pigment (Nipex-35), 0.7g of surfactant (Dowfax) and 534g of deionized water (Dl) water are combined. Then 2.7 g of aluminum sulfate (Al2 (SC> 4) 3) mixed with 33g of D1 water is added to the slurry under homogenization at 3000-4000 RPM. The reactor is set to 260 RPM and is heated to 42C to aggregate toner particles. When the size reaches 4.8-5pm, a cover coating is added consisting of 69g of amorphous polyester emulsion (FXC42), 74g of amorphous polyester emulsion (FXC56) with 1.15g of surfactant (Dowfax) and all pH adjusted to 3.3 using 0.3M nitric acid The reaction is further heated to 50 C. When the toner particle size reaches 5.6-6 microns, freezing begins with the slurry pH being adjusted to 4, 5 using a 4% NaOH solution. The reactor RPM is decreased to 220, followed by the addition of 5.77 grams of a chelating agent (Versene100) and more NaOH solution until the pH reaches 7.8. The reactor temperature is increased to 70 ° C. The pH of the slurry is maintained at 7.8 or higher up to 70 ° C. Once at the coalescing temperature, the pH of the slurry is reduced to 6.0 using pH 57 buffer and is coalesced for about 1 hour until particle circularity is between 0.955-0.960 measured by the particle flow image analysis instrument. (FPIA). The mud is then extinguished and cooled in 770g of Dl ice. The final particle size was 5.90 microns, GSDv 1.21, GSDn 1.22 and a circularity of 0.958. The toner is then washed and lyophilized.
[0070] Exemplo 1 [0071] Exemplo de toner 1: Preparação de partículas de Toner Preto híbrido com AI2 (S04) 3 [0072] Em um reator de 2L, 43g de emulsão de poliéster amorfo (), 47g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56 disponível por Kao Corporation), 82g de látex de estireno-acrilato (composto de 23,5% de n-butilacrilato, 76,5% de estireno com peso molecular médio de 55.000 g/mol, 162nm de tamanho de partícula, 141nm de tamanho de partícula), 29g de emulsão de poliéster cristalina, 43g de cera, 9,6g de pigmento ciano, 57g de pigmento preto (Nipex-35), 0,7g de surfactante (Dowfax) e 534g de água deionizada Dl são combinados. Em seguida, 2,7 g de sulfato de alumínio (AI2(S04)3 ) misturado com 33g de água Dl é adicionado à lama sob homogeneização a 3000-4000 RPM. O reator é definido para 260 RPM e é aquecido a 42C para agregar as partículas de toner. Quando o tamanho atinge 4,8-5pm, um revestimento de capa é adicionado que consiste de 69g de emulsão de poliéster amorfo (FXC42), 74g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56) com 1,15 g de surfactante (Dowfax) e todos os pH ajustados para 3.3 usando 0,3M de ácido nítrico A reação é ainda mais aquecida a 50 C. Quando o tamanho de partícula de toner atinge 5,6-6 mícrons, começa o congelamento com o pH da lama sendo ajustado para 4,5 usando uma solução de NaOH 4%. O RPM do reator é diminuído para 220, seguido pela adição de 5,77 gramas de um agente quelante (Versene100) e mais solução de NaOH até que o pH atinja 7,8. A temperatura do reator é aumentada a 70QC. O pH da lama é mantido em 7,8 ou mais até 70QC. Uma vez na temperatura de coalescência, o pH da lama é reduzido para 6.0 usando tampão de pH 57 e é coalescido por cerca de 1 hora até que a circularidade de partícula seja entre 0,955 - 0,960 medida pelo instrumento de análise de imagem de fluxo de partícula (FPIA). a lama é então extinguida e resfriada em 770g de gelo de Dl. O tamanho de partícula final foi 6,0 mícrons, GSDv 1,21, GSDn 1,24 e uma circularidade de 0,955. O toner é então lavado e liofilizado.Example 1 Toner Example 1: Preparation of AI2 Hybrid Black Toner Particles (S04) 3 In a 2L reactor, 43g amorphous polyester emulsion (), 47g amorphous polyester emulsion (FXC56 available from Kao Corporation), 82g styrene acrylate latex (23.5% n-butylacrylate compound, 76.5% styrene with average molecular weight 55,000 g / mol, 162nm particle size, 141nm particle size), 29g crystalline polyester emulsion, 43g wax, 9.6g cyan pigment, 57g black pigment (Nipex-35), 0.7g surfactant (Dowfax) and 534g deionized Dl water are combined. . Then 2.7 g of aluminum sulfate (Al 2 (SO 4) 3) mixed with 33 g of water D 1 is added to the slurry under homogenization at 3000-4000 RPM. The reactor is set to 260 RPM and is heated to 42C to aggregate toner particles. When the size reaches 4.8-5pm, a cover coating is added consisting of 69g of amorphous polyester emulsion (FXC42), 74g of amorphous polyester emulsion (FXC56) with 1.15g of surfactant (Dowfax) and all pH adjusted to 3.3 using 0.3M nitric acid The reaction is further heated to 50 C. When the toner particle size reaches 5.6-6 microns, freezing begins with the slurry pH being adjusted to 4, 5 using a 4% NaOH solution. The reactor RPM is decreased to 220, followed by the addition of 5.77 grams of a chelating agent (Versene100) and more NaOH solution until the pH reaches 7.8. The reactor temperature is increased to 70 ° C. The pH of the slurry is maintained at 7.8 or higher up to 70 ° C. Once at the coalescing temperature, the pH of the slurry is reduced to 6.0 using pH 57 buffer and is coalesced for about 1 hour until particle circularity is between 0.955-0.960 measured by the particle flow image analysis instrument. (FPIA). The mud is then extinguished and cooled in 770g of Dl ice. The final particle size was 6.0 microns, GSDv 1.21, GSDn 1.24 and a circularity of 0.955. The toner is then washed and lyophilized.
[0073] Exemplo 2 [0074] Exemplo de toner 2: Preparação de partículas de Toner Preto híbrido com PACExample 2 Toner Example 2: Preparation of PAC Hybrid Black Toner Particles
[0075] Em um reator de 2L, 43g de emulsão de poliéster amorfo (FXC42), 47g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56), 82g de látex de estireno-acrilato (composto de 23,5% de n-butilacrilato, 76,5% de estireno com peso molecular médio de 55.000 g/mol, 141nm de tamanho de partícula, 141nm de tamanho de partícula), 29g de emulsão de poliéster cristalina, 43g de cera, 9,6g de pigmento ciano, 57g de pigmento preto (Nipex-35), 0,7g de surfactante (Dowfax) e 534g de água deionizada Dl são combinados. Em seguida, 2,7 g de cloreto de polialumínio (PAC) misturado com 24g de ácido nítrico 0,02 M é adicionado à lama sob homogeneização a 3000-4000 RPM. O reator é definido para 260 RPM e é aquecido a 42C para agregar as partículas de toner. Quando o tamanho atinge 4,8-5pm, um revestimento de capa é adicionado que consiste de 69g de emulsão de poliéster amorfo (FXC42), 74g de emulsão de poliéster amorfo (FXC56) com 1,15 g de surfactante (Dowfax) e todos os pH ajustados para 3.3 usando 0,3M de ácido nítrico A reação é ainda mais aquecida a 50 C. Quando o tamanho de partícula de toner atinge 5,6-6 mícrons, começa o congelamento com o pH da lama sendo ajustado para 4,5 usando uma solução de NaOH 4%. O RPM do reator é diminuído para 220, seguido pela adição de 5,77 gramas de um agente quelante (Versene100) e mais solução de NaOH até que o pH atinja 7,8. A temperatura do reator é aumentada a 70QC. O pH da lama é mantido em 7,8 ou mais até 70QC. Uma vez na temperatura de coalescência, o pH da lama é reduzido para 6.0 usando tampão de pH 57 e é coalescido por cerca de 2 horas até que a circularidade de partícula seja entre 0,955 - 0,960 medida pelo instrumento de análise de imagem de fluxo de partícula (FPIA). A lama é então extinguida e resfriado em 770g de gelo de Dl. O tamanho de partícula final foi 6,3 mícrons, GSDv 1,23, GSDn 1,25 e uma circularidade de 0,955. O toner é então lavado e liofilizado.In a 2L reactor, 43g of amorphous polyester emulsion (FXC42), 47g of amorphous polyester emulsion (FXC56), 82g of styrene acrylate latex (23.5% n-butylacrylate compound, 76, 5% styrene with an average molecular weight of 55,000 g / mol, 141nm particle size, 141nm particle size), 29g crystalline polyester emulsion, 43g wax, 9.6g cyan pigment, 57g black pigment ( Nipex-35), 0.7g surfactant (Dowfax) and 534g deionized water D1 are combined. Then 2.7 g of polyaluminium chloride (PAC) mixed with 24 g of 0.02 M nitric acid is added to the slurry under homogenization at 3000-4000 RPM. The reactor is set to 260 RPM and is heated to 42C to aggregate toner particles. When the size reaches 4.8-5pm, a cover coating is added consisting of 69g of amorphous polyester emulsion (FXC42), 74g of amorphous polyester emulsion (FXC56) with 1.15g of surfactant (Dowfax) and all pH adjusted to 3.3 using 0.3M nitric acid The reaction is further heated to 50 C. When the toner particle size reaches 5.6-6 microns, freezing begins with the slurry pH being adjusted to 4, 5 using a 4% NaOH solution. The reactor RPM is decreased to 220, followed by the addition of 5.77 grams of a chelating agent (Versene100) and more NaOH solution until the pH reaches 7.8. The reactor temperature is increased to 70 ° C. The pH of the slurry is maintained at 7.8 or higher up to 70 ° C. Once at the coalescing temperature, the pH of the slurry is reduced to 6.0 using pH 57 buffer and is coalesced for about 2 hours until particle circularity is between 0.955-0.960 measured by the particle flow image analysis instrument. (FPIA). The mud is then extinguished and cooled in 770g of Dl ice. The final particle size was 6.3 microns, GSDv 1.23, GSDn 1.25 and a circularity of 0.955. The toner is then washed and lyophilized.
[0076] Exemplos comparativos [0077] Toner Xerox 700 (Ciano ou Preto) [0078] Este toner disponível comercialmente foi usado em comparação com os toners inventivos. O Toner Xerox 700 é composto de um toner de agregação de emulsão, no qual o núcleo é composto por cerca de 6 a 7 por cento em peso de resina cristalina, 5 a 6% em peso de pigmento ciano ou preto, 8 a 10 por cento em peso de cera e cerca de 50 para cerca de 52 por cento, em peso, de resina de poliéster amorfo, e no qual a capa é de cerca de 28% em peso de toner [0079] Toner Xerox Docucolor 2240 ciano [0080] Este toner disponível comercialmente foi usado em comparação com os toners inventivos. O Toner Xerox Docucolor 2240 é composto de um toner de agregação de emulsão, no qual o núcleo é composto por cerca de 5 a 6 por cento em peso de pigmento ciano ou preto, 10-12 por cento em peso de cera, e cerca de 54 a 56 por cento em peso de resina estireno-acrilato, e no qual a capa é uma resina de estireno-acrilato de cerca de 28% em peso de toner.[0076] Comparative Examples [0077] Xerox 700 Toner (Cyan or Black) [0078] This commercially available toner has been used compared to the inventive toner. The Xerox 700 Toner is made up of an emulsion aggregation toner, in which the core is comprised of about 6 to 7 weight percent of crystalline resin, 5 to 6 weight percent of cyan or black pigment, 8 to 10 weight percent. percent by weight of wax and from about 50 to about 52 percent by weight of amorphous polyester resin, and in which the cap is about 28 percent by weight of toner [0079] Xerox Docucolor 2240 Cyan Toner [0080] ] This commercially available toner has been used compared to the inventive toners. The Xerox Docucolor 2240 Toner is made up of an emulsion aggregation toner in which the core is comprised of about 5 to 6 weight percent cyan or black pigment, 10-12 weight percent wax, and about 54 to 56 weight percent styrene acrylate resin, and in which the cover is a styrene acrylate resin of about 28 weight% toner.
[0081] A tabela 1 mostra as características e propriedades do Controle, Exemplos de toner 1 e 2, bem como um toner baseado em poliéster de emulsão agregada ( Toner Xerox 700 ). O Controle e exemplos de toner 1 e 2 incorporam todos pelo menos 20% de látex estireno-acrilato. O exemplo de toner 2 tem PAC como o floculante.Table 1 shows the characteristics and properties of the Control, Toner Examples 1 and 2, as well as an aggregate emulsion polyester based toner (Xerox 700 Toner). Control and Toner Examples 1 and 2 all incorporate at least 20% styrene acrylate latex. The toner example 2 has PAC as the flocculant.
Tabela 1 [0082] Imagens de SEM foram tiradas do controle e exemplos de toner 1 e 2, conforme mostrado na Figura 1. Como pode ser visto da Figura 1, a superfície melhora com látex de poliestireno/acrilato de tamanho menor (o Controle em comparação com exemplo de toner 1) e uma melhoria ainda maior é vista quando o floculante é alterado para PAC (Exemplo de toner 2).Table 1 SEM images were taken from the control and toner examples 1 and 2 as shown in Figure 1. As can be seen from Figure 1, the surface improves with smaller size polystyrene / acrylate latex (the Control in Comparison with Toner Example 1) and even greater improvement is seen when the flocculant is changed to PAC (Toner Example 2).
[0083] Estes toners foram então analisados de acordo com o desempenho de carregamento e fusão, os resultados estão abaixo.These toners were then analyzed for loading and fusing performance, the results are below.
[0084] Resultados de desempenho do desenvolvedor [0085] Desempenho de carregamento é comparável com o toner de poliéster EA padrão, no entanto, a principal preocupação é o bloqueio de início e a % de coesão de calor. Essas duas propriedades não são tão boas quanto o Toner de controle de poliéster, no entanto, depois de alguma investigação percebeu-se que a morfologia superficial dos toners eram piores do que do Toner de controle de poliéster. Como pode ser visto nas imagens SEM de toner, a superfície de toner continha uma grande quantidade de látex de poliestireno/acrilato e algumas partículas de cera. O teor de ceras é típico; no entanto, o poliestireno/acrilato na superfície impede que os aditivos de toner formem corretamente, cobrindo a superfície de toner e também negativamente afeta o desempenho de toner. Surpreendentemente, quando o floculante foi mudado para PAC para flocular o toner, pode ser visto que a superfície de toner melhora. O látex de poliestireno/acrilato não se projeta para a superfície do toner, mas sim continua predominantemente no centro do toner.[0084] Developer Performance Results [0085] Loading performance is comparable to standard EA polyester toner, however, the main concern is start lock and% heat cohesion. These two properties are not as good as Polyester Control Toner, however, after some investigation it was found that the surface morphology of the toners was worse than Polyester Control Toner. As can be seen from the SEM toner images, the toner surface contained a large amount of polystyrene / acrylate latex and some wax particles. The wax content is typical; however, surface polystyrene / acrylate prevents toner additives from forming properly by covering the toner surface and also negatively affects toner performance. Surprisingly, when the flocculant was switched to PAC to flocculate the toner, it can be seen that the toner surface improves. Polystyrene / acrylate latex does not protrude onto the toner surface but remains predominantly in the center of the toner.
Tabela 2 [0086] Tabela 3 abaixo mostra o os resultados de bloqueio de toner para os diversos exemplos de híbrido. O bloqueio para o Exemplo de Toner 2 está dentro do erro experimental de Toner de controle de poliéster (Xerox Toner 700); Considerando que as duas amostras anteriores (o controle e o exemplo de toner 1) têm lacunas perceptíveis.Table 2 Table 3 below shows the toner lockout results for the various hybrid examples. The lock for Toner Example 2 is within the experimental Polyester Control Toner error (Xerox Toner 700); Assuming the previous two samples (the control and the toner example 1) have noticeable gaps.
[0087] A Figura 2 mostra como a % de coesão de calor do toner das modalidades presentes também é melhorada em comparação com o controle e exemplo de Toner 1, sem o PAC como o floculante.[0087] Figure 2 shows how the% heat cohesion of the toner of the present embodiments is also improved compared to the Toner 1 control and example, without the PAC as the flocculant.
[0088] Resumo dos resultados de fusão [0089] Dados de brilho, vinco e impressão offset quente de partículas foi coletado com amostras fundidas à Color Xpressions Select (90 gsm) usando um equipamento de fusão interno. Os toners estavam dentro da incerteza experimental das amostras de referência do toner de controle de poliéster.[0088] Summary of Fusion Results [0089] Brightness, crease, and hot particle offset printing data were collected with Color Xpressions Select (90 gsm) fused samples using an internal fusion equipment. The toners were within the experimental uncertainty of the polyester control toner reference samples.
[0090] O Controle [0091] Curva de brilho de impressão deste toner híbrido estava entre as amostras de referência comparativa do Xerox 700 Toner, Xerox Docucolor 2240 e tem um brilho de pico mais baixo (57 gu versus 63 gu). A temperatura necessária para atingir 50 unidades de brilho é 158QC enquanto o toner Xerox Docucolor 2240 precisou de 166SC e o toner de controle de poliéster precisou de 146QC.The Control [0091] Print brightness curve of this hybrid toner was among the Xerox 700 Toner, Xerox Docucolor 2240 comparative reference samples and has a lower peak brightness (57 gu versus 63 gu). The temperature required to reach 50 units of brightness is 158QC while Xerox Docucolor 2240 toner required 166SC and polyester control toner needed 146QC.
[0092] Temperatura de fixação mínima (MFT) de fixação mínima deste toner híbrido foi menor do que o Toner Xerox 700 (117QC versus 123QC) e muito menor do que o toner Xerox Docucolor 2240 (117QC versus 143QC). Partículas em escala de laboratório e escala de referência podem ter MFTs de fixação de vinco menor que as partículas de escala de produção.Minimum Hold Temperature (MFT) The minimum hold temperature of this hybrid toner was lower than the Xerox 700 Toner (117QC versus 123QC) and much lower than the Xerox Docucolor 2240 Toner (117QC versus 143QC). Laboratory scale and reference scale particles may have smaller crease fixation MFTs than production scale particles.
[0093] Não havia nenhuma impressão offset quente de toner para o rolo fusor a 210SC resultando em ampla latitude de fusão .[0093] There was no hot toner offset printing for the 210SC fuser roll resulting in wide fusing latitude.
[0094] Exemplo de toner 1 e 2 [0095] Brilho de impressão deste toner híbrido aproxima-se do brilho projetado e a escala de referência do toner de poliéster e MFT de fixação de vinco é menor do que a MFT de produção do toner de poliéster. Ambos os toners híbridos têm uma MFT de fixação de vinco muito baixa e curva de brilho aproximando-se da curva de brilho do toner de poliéster. A curva de coalescência menor e partículas de látex estireno acrilato pequenas não tiveram impacto significativo no desempenho de fusão do design híbrido.[0094] Example 1 and 2 Toner [0095] This hybrid toner's print brightness approaches the projected brightness and the reference range of the polyester and crease-fixing MFT is smaller than the MFT's toner production MFT. polyester. Both hybrid toners have a very low crease fixation MFT and gloss curve approaching the gloss curve of polyester toner. The smaller coalescence curve and small styrene acrylate latex particles had no significant impact on the fusion performance of the hybrid design.
[0096] Resultados de fusão foram consistentes com as partículas de híbrido anteriores.Fusion results were consistent with previous hybrid particles.
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