DE102010043624B4

DE102010043624B4 - Verfahren zur Herstellung einer Harzemulsion

Info

Publication number: DE102010043624B4
Application number: DE102010043624.0A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Bayley; Yuhua Tong; Timothy L. Lincoln; Grazyna E. Kmiecik-Lawrynowicz; Maura A. Sweeney
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2030-11-10
Also published as: US8715897B2; CA2720532A1; JP5606879B2; BRPI1004720A2; DE102010043624A1; CA2720532C; US20110117486A1; JP2011107700A

Abstract

Verfahren, umfassend:In-Kontakt-Bringen von mindestens einem Polyesterharz mit mindestens einem Ladungskontrollmittel und mindestens einem organischen Lösungsmittel zur Bildung einer Harzmischung,wobei sich das Ladungskontrollmittel von mindestens einem Metallkomplex einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylderivaten von Salicylsäure, Alkylderivaten von Benzoesäure, Alkylderivaten von Dicarbonsäurederivaten, Alkylderivaten von Oxynaphthoesäure, Alkylderivaten von Sulfonsäuren, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoaten, quartärem Phosphoniumtrihalozinkat sowie Kombinationen davon, ableitet;Erhitzen der Harzmischung auf eine gewünschte Temperatur;Zugabe eines basischen Neutralisierungsmittels in der Mischung;Zugabe von Wasser und gegebenenfalls eines lösenden Inversionsmittels zu der Mischung; undEntfernen des Lösungsmittels zur Bildung einer Emulsion, die den mindestens einen Polyester und das Ladungskontrollmittel in der dispergierten Phase umfasst.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Harzemulsion, die bei der Schaffung von Tonern von Nutzen ist, die für elektrostatographische Geräte, einschließlich xerographischer Geräte wie z. B. digitale, Bild-auf-Bild-(image-onimage) und ähnliche Geräte geeignet sind.
Für die Herstellung von Tonern liegen zahlreiche Verfahren innerhalb des Anwendungsbereichs eines Fachmanns. Eines dieser Verfahren ist die Emulsion-Aggregation (EA). Diese Toner liegen innerhalb des Anwendungsbereichs dieser Fachleute und es können Toner mittels Aggregieren eines Farbmittels mit einem durch Emulsionspolymerisation gebildeten Latexpolymers gebildet werden. Zum Beispiel richtet sich US-Patent US 5,853,943 A auf ein halbkontinuierliches Emulsionspolymerisationsverfahren zur Herstellung eines Latex, indem zunächst ein Keimpolymer gebildet wird. Weitere Beispiele für Emulsions-/Aggregations-/Koaleszenzverfahren zur Herstellung von Tonern sind in den US-Patenten US 5,403,693 A , US 5,418,108 A , US 5,364,729 A sowie US 5,346,797 A dargestellt. Andere Verfahren sind in den US-Patenten US 5,527,658 A , US 5,585,215 A , US 5,650,255 A , US 5,650,256 A und US 5,501,935 A beschrieben. Tonersysteme lassen sich normalerweise in zwei Klassen unterteilen: Zweikomponentensysteme, in denen das Entwicklermaterial magnetisches Trägergranulat umfasst, wobei Tonerpartikel triboelektrisch darauf haften; und Einkomponentensysteme (SCD, single component system), bei denen nur ein Toner verwendet werden kann. Um die Partikel mit einer Ladung zu versehen, damit Bilder über elektrische Felder bewegt und entwickelt werden können, wird in der Regel Triboelektrizität eingesetzt. Die triboelektrische Aufladung kann entweder in einem Zweikomponentenentwicklungssystem durch Mischen des Toners mit großen Trägerperlen oder in einem Einkomponentensystem durch Reiben des Toners zwischen einem Abstreifer und einer Donorwalze stattfinden.
Zur Verstärkung der triboelektrischen Aufladung können Ladungskontrollmittel eingesetzt werden. Ladungskontrollmittel können organische Salze oder Komplexe großer organischer Moleküle umfassen. Solche Mittel können mittels eines Vermischungsprozesses auf Tonerpartikeloberflächen aufgebracht werden. Solche Ladungskontrollmittel können in kleinen Mengen von etwa 0,01 Gewichtsprozent bis etwa 5 Gewichtsprozent des Toners verwendet werden, um sowohl die Polarität der Ladung auf einem Toner als auch die Verteilung der Ladung auf einem Toner zu steuern. Obwohl die Menge an Ladungskontrollmittel verglichen mit anderen Bestandteilen eines Toners sehr gering sein kann, können Ladungskontrollmittel für die triboelektrischen Aufladungseigenschaften eines Toners wichtig sein. Diese triboelektrischen Aufladungseigenschaften können sich wiederum auf Bildgebungsgeschwindigkeit und Qualität auswirken. Beispiele für Ladungskontrollmittel umfassen solche aus EP-Patentanmeldung EP 1426830 A1 , US- Patent US 6,652,634 B1 , EP-Patentanmeldung EP 1383011 A1 , US- Patentanmeldungsveröffentlichung US 2004/0002014 A1 , US- Patentanmeldungsveröffentlichung US 2003/0191263 A1 , US-Patent US 6,221,550 B1 sowie US-Patent US 6,165,668 A .
EP 1677159 A2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Toners, umfassend den Schritt des Lösens und des Dispergierens von Tonermaterial in einem organischen Lösemittel, um eine Lösung und Dispersion des Tonermaterials zu erzeugen, Dispergieren dieser Lösung als dispergierte Partikel in einem wässrigen Medium, welches keine organischen feinen Harzteile enthält, um eine Öl-in-Wasserdispersion zu erzeugen, und Zugabe von organischen feinen Harzteilchen zu dieser Dispersion, um Toner in Gegenwart der organischen feinen Harzpartikel zu erzeugen.
US 2008/0193869 A1 offenbart ein Verfahren, umfassend die Bildung einer Emulsion, welche ein kristallines Harz und ein Ladungskontrollmittel auf der Basis eines Acrylpolymers umfasst, gefolgt von Bildung einer Emulsion, umfassend ein amorphes Harz, der Kombination der Emulsion des kristallinen Harzes und Ladungskontrollmittels und der Emulsion des amorphen Harzes, um eine Tonervorstufe zu erhalten, und Aggregation der Vorstufe, um Tonerpartikel zu bilden.
US 2009/0155712 A1 betrifft einen extrem niedrigschmelzenden Emulsionsaggregationstoner, der Ladungskontrollpartikel umfasst.
WO 2005/111731 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von farbigen Tonerpartikeln.
Verbesserte Verfahren zur Herstellung von Tonern, bei denen die Herstellungszeit verringert ist und die eine ausgezeichnete Kontrolle der Ladung der Tonerpartikel ermöglichen, sind weiterhin wünschenswert.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren zur Bildung von Harzemulsionen sowie die Verwendung dieser Emulsionen beim Bilden von Tonerpartikeln bereit.
In Ausführungsformen umfasst ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung das In-Kontakt-Bringen eines Polyesterharzes mit mindestens einem Ladungskontrollmittel und mindestens einem organischen Lösungsmittel zur Bildung einer Harzmischung, wobei sich das Ladungskontrollmittel von mindestens einem Metallkomplex einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylderivaten von Salicylsäure, Alkylderivaten von Benzoesäure, Alkylderivaten von Dicarbonsäurederivaten, Alkylderivaten von Oxynaphthoesäure, Alkylderivaten von Sulfonsäuren, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoaten, quartärem Phosphoniumtrihalozinkat sowie Kombinationen davon, ableitet; Erhitzen der Harzmischung auf eine gewünschte Temperatur; Zugabe eines basischen Neutralisierungsmittels in der Mischung; Zugabe von Wasser und einem optionalen lösenden Inversionsmittel zu der Mischung; und Entfernen des Lösungsmittels zur Bildung einer mindestens einen Polyester und das Ladungskontrollmittel in der dispergierten Phase umfassenden Emulsion.
In anderen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung das In-Kontakt-Bringen mindestens eines Polyesterharzes mit mindestens einem Ladungskontrollmittel, das sich von mindestens einem Metallkomplex einer Komponente wie z. B. Alkylderivaten von Salicylsäure, Alkylderivaten von Benzoesäure, Alkylderivaten von Dicarbonsäurederivaten, Alkylderivaten von Oxynaphthoesäure, Alkylderivaten von Sulfonsäuren, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoaten, quartärem Phosphoniumtrihalozinkat sowie Kombinationen davon ableitet, und mindestens einem organischen Lösungsmittel wie z. B. Alkoholen, Estern Ethern, Ketonen, Aminen sowie Kombinationen davon, in einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 90 Gewichtsprozent des Harzes zur Bildung einer Harzmischung; Erhitzen der Harzmischung auf eine gewünschte Temperatur; Verdünnen der Mischung auf eine gewünschte Konzentration durch Zugabe mindestens eines lösenden Inversionsmittels zur Bildung einer verdünnten Mischung; Zugabe von Wasser, in Ausführungsformen tropfenweise, zu der verdünnten Mischung, bis eine Phaseninversion auftritt, zur Bildung einer Mischung mit invertierter Phase; Entfernen der Lösungsmittel aus der Mischung mit invertierter Phase zur Bildung einer mindestens einen Polyester und das Ladungskontrollmittel in der dispergierten Phase umfassenden Emulsion und Verwendung der Emulsion zur Bildung von Tonerpartikeln.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren zur Herstellung von Tonerpartikeln mit ausgezeichneten Aufladungseigenschaften bereit. Verfahren der vorliegenden Offenbarung können verwendet werden, um emulgierte Harzpartikel herzustellen, die innerhalb der Emulsionspartikel auch ein Ladungskontrollmittel umfassen. Die resultierenden Emulsionen können dann zur Bildung von Tonern eingesetzt werden.
In Ausführungsformen werden die Toner der vorliegenden Offenbarung hergestellt, indem ein Latexpolymer, ein Ladungskontrollmittel, gegebenenfalls in einer Emulsion, gegebenenfalls ein Farbmittel, gegebenenfalls ein Wachs und andere optionale Zusatzstoffe kombiniert werden. Während das Latexpolymer mittels jedweden Verfahrens innerhalb des Anwendungsbereichs von Fachleuten auf dem Gebiet herstellbar ist, kann das Latexpolymer in Ausführungsformen mittels Emulsionspolymerisationsverfahren, einschließlich halbkontinuierlicher Emulsionspolymerisation hergestellt werden und der Toner kann Emulsion-Aggregation-Toner umfassen. Emulsion-Aggregation umfasst die Aggregation sowohl von submikrometergroßem Latex mit Farbmittelpartikeln zu Partikeln in Tonergröße, wobei das Wachstum der Partikelgröße, zum Beispiel, in Ausführungsformen von etwa 0,1 Mikrometern bis etwa 15 Mikrometern reicht.
Harz
Zur Herstellung eines Latex zur Verwendung in einem Toner kann jedes beliebige, dafür geeignete Monomer verwendet werden. Geeignete Monomere, die für die Bildung einer Latexpolymeremulsion und so den resultierenden Latexpartikeln in der Latexemulsion geeignet sind, umfassen Polyester, Polyamide, Polyimide, Polyolefine, Polyethylen, Polybutylen, Polyisobutyrat, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Kombinationen davon und dergleichen, sind aber nicht darauf beschränkt.
In Ausführungsformen können die Harze ein amorphes Harz, ein kristallines Harz und/oder eine Kombination davon sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Harz ein Polyesterharz sein, einschließlich der in den US-Patenten US 6,593,049 B1 und US 6,756,176 B2 beschriebenen sein. Geeignete Harze können auch eine Mischung aus einem amorphen Polyesterharz und einem kristallinen Polyesterharz umfassen, wie sie im US-Patent US 6,830,860 B2 beschrieben werden.
In Ausführungsformen kann das Harz ein Polyesterharz sein, das durch Reaktion eines Diols mit einer Dicarbonsäure in der Gegenwart eines optionalen Katalysators gebildet wird. Geeignete organische Diole zur Bildung eines kristallinen Polyesters umfassen aliphatische Diole mit etwa 2 bis etwa 36 Kohlenstoffatomen, wie z. B. 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,2-Dimethylpropan-1,3-diol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol und dergleichen, einschließlich ihrer strukturellen Isomere. Das aliphatische Diol kann, zum Beispiel, in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent, in Ausführungsformen von etwa 42 bis etwa 55 Molprozent, in Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 53 Molprozent ausgewählt werden und ein zweites Diol kann in einer Menge von etwa 0 bis etwa 10 Molprozent, in Ausführungsformen von etwa 1 bis etwa 4 Molprozent des Harzes ausgewählt werden.
Beispiele für organische Dicarbonsäuren oder Diester, einschließlich der für die Herstellung der kristallinen Harze ausgewählten Vinyldicarbonsäure oder Vinyldiester, umfassen Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacensäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Naphthalin-2,7-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure und Mesaconsäure, einen Diester oder ein Anhydrid davon. Die organische Dicarbonsäure kann in einer Menge, zum Beispiel, in Ausführungsformen von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent, in Ausführungsformen von etwa 42 bis etwa 52 Molprozent, in Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 50 Molprozent ausgewählt werden und eine zweite Dicarbonsäure kann in einer Menge von etwa 0 bis etwa 10 Molprozent des Harzes ausgewählt werden.
Beispiele für kristalline Harze umfassen Polyester, Polyamide, Polyimide, Polyolefine, Polyethylen, Polybutylen, Polyisobutyrat, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Mischungen davon und dergleichen. Spezifische kristalline Harze können auf Polyestern basieren, wie z. B. Poly(ethylenadipat), Poly(propylen-adipat), Poly(butylen-adipat), Poly(pentylen-adipat), Poly(hexylen-adipat), Poly(octylen-adipat), Poly(ethylen-succinat), Poly(propylensuccinat), Poly(butylen-succinat), Poly(pentylen-succinat), Poly(hexylen-succinat), Poly(octylen-succinat), Poly(ethylen-sebacat), Poly(propylen-sebacat), Poly(butylensebacat), Poly(pentylen-sebacat), Poly(hexylen-sebacat), Poly(octylen-sebacat), Poly(decylen-sebacat), Poly(decylen-decanoat), Poly(ethylen-decanoat), Poly(ethylen-dodecanoat), Poly(nonylen-sebacat), Poly(nonylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-sebacat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-dodecanoat), Copoly(2,2-dimethylpropan-1,3-diol-decanoat)-copoly(nonylen-decanoat), Poly(octylen-adipat). Beispiele für Polyamide umfassen Polyethylen-adipamid), Poly(propylen-adipamid), Poly(butylen-adipamid), Poly(pentylen-adipamid), Poly(hexylen-adipamid), Poly(octylen-adipamid), Polyethylen-succinimid), und Poly(propylen-sebacamid). Beispiele für Polyimide umfassen Poly(ethylen-adipimid), Poly(propylen-adipimid), Poly(butylen-adipimid), Poly(pentylen-adipimid), Poly(hexylen-adipimid), Poly(octylen-adipimid), Poly(ethylen-succinimid), Poly(propylen-succinimid), und Poly(butylen-succinimid).
Das kristalline Harz kann, zum Beispiel, in einer Menge von etwa 5 bis etwa 50 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten, in Ausführungsformen von etwa 10 bis etwa 35 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten vorhanden sein. Das kristalline Harz kann verschiedene Schmelzpunkte aufweisen, zum Beispiel von etwa 30°C bis etwa 120°C, in Ausführungsformen von etwa 50°C bis etwa 90°C. Das kristalline Harz kann ein Molekulargewicht-Zahlenmittel (M_n), gemessen mittels GelPermeationschromatographie (GPC) von, zum Beispiel, etwa 1.000 bis etwa 50.000, in Ausführungsformen von etwa 2.000 bis etwa 25.000 und ein massegemitteltes Molekulargewicht (M_w) von, zum Beispiel, etwa 2.000 bis etwa 100.000, in Ausführungsformen von etwa 3.000 bis etwa 80.000 aufweisen, bestimmt mittels GelPermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrolstandards. Die Molekulargewichstverteilung (M_w/M_n) des kristallinen Harzes kann, zum Beispiel, von etwa 2 bis etwa 6, in Ausführungsformen von etwa 3 bis etwa 4 gehen.
Beispiele für Dicarbonsäuren oder Diester, einschließlich für die Herstellung von amorphen Polyestern eingesetzten Vinyldicarbonsäuren oder Vinyldiester, umfassen Dicarbonsäuren oder Diester wie z. B. Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Fumarsäure, Trimellithsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäure, Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Dodecandicarbonsäure, Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat, Dimethylisophthalat, Diethylisophthalat, Dimethylphthalat, Phthalsäureanhydrid, Diethylphthalat, Dimethylsuccinat, Dimethylfumarat, Dimethylmaleat, Dimethylglutarat, Dimethyladipat, Dimethyldodecylsuccinat sowie Kombinationen davon. Die organischen Dicarbonsäuren oder Diester können, zum Beispiel, in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 42 bis etwa 52 Molprozent des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 50 Molprozent des Harzes vorhanden sein.
Beispiele für Diole, die bei der Erzeugung der amorphen Polyester verwendet werden können, umfassen 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, 2,2-Dimethylpropandiol, 2,2,3-Trimethylhexandiol, Heptandiol, Dodecandiol, Bis(hydroxyethyl)-bisphenol A, Bis(2-hydroxypropyl)-bisphenol A, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol, Xyloldimethanol, Cyclohexandiol, Diethylenglykol, Bis(2-hydroxyethyl)oxid, Dipropylenglykol, Dibutylen sowie Kombinationen davon. Die Menge an gewählten, organischen Diolen kann variieren, aber sie können, zum Beispiel, in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 42 bis etwa 55 Molprozent des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 45 bis etwa 53 Molprozent des Harzes vorhanden sein. In Ausführungsformen umfassen geeignete amorphe Harze Polyester, Polyamide, Polyimide, Polyolefine, Polyethylen, Polybutylen, Polyisobutyrat, Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Kombinationen davon und dergleichen.
Polykondensationskatalysatoren, die bei der Bildung von entweder kristallinen oder amorphen Polyestern eingesetzt werden können, umfassen Tetraalkyltitanate, Dialkylzinnoxide wie z. B. Dibutylzinnoxid, Tetraalkylzinne wie z. B. Dibutylzinndilaurat und Dialkylzinnoxid-hydroxide wie z. B. Butylzinnoxid-hydroxid, Aluminiumalkoxide, Alkylzink, Dialkylzink, Zinkoxid, Zinn(II)-oxid oder Kombinationen davon. Solche Katalysatoren können in Mengen von, zum Beispiel, etwa 0,01 Molprozent bis etwa 5 Molprozent eingesetzt werden, basierend auf der Ausgangsdicarbonsäure oder dem Ausgangsdiester, die für die Erzeugung des Polyesterharzes verwendet werden.
In Ausführungsformen kann, wie oben dargestellt, ein ungesättigtes, amorphes Polyesterharz als ein Latexharz verwendet werden. Beispiele für solche Harze umfassen solche, die im US-Patent US 6,063,827 A beschrieben sind. Beispielhafte, ungesättigte amorphe Polyesterharze umfassen Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-fumarat), Poly(1,2-propylen-fumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(co-propoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-maleat), Poly(1,2-propylen-maleat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(copropoxyliertes Bisphenol-co-ethoxyliertes Bisphenol-co-itaconat), Poly(1,2-propylenitaconat) sowie Kombinationen davon, sind aber nicht darauf beschränkt.
In Ausführungsformen kann ein geeignetes Polyesterharz ein amorpher Polyester sein, wie z. B. ein Poly(propoxyliertes Bisphenol A-co-fumarat)-Harz mit der folgenden Formel (I):
in der m von etwa 5 bis etwa 1000 sein kann. Beispiele für solche Harze sowie Verfahren für deren Herstellung umfassen solche, die im US-Patent US 6,063,827 A beschrieben sind. Ein Beispiel für ein lineares propoxyliertes Bisphenol-A-fumarat-Harz, das als ein Latexharz verwendet werden kann, ist unter dem Handelsnamen SPARII von Resana S/A Industrias Quimicas, Sao Paulo, Brasilien erhältlich. Weitere propoxylierte Bisphenol-A-fumarat-Harze, die verwendet werden können und kommerziell erhältlich sind, umfassen GTUF und FPESL-2 von der Kao Corporation, Japan, und EM 181635 von Reichhold, Research Triangle Park, North Carolina, USA, und dergleichen.
Geeignete kristalline Harze, die verwendet werden können, gegebenenfalls in Kombination mit einem amorphen Harz wie oben beschrieben, umfassen solche, die in der US-Patentanmeldung US 2006/0222991 A1 beschrieben sind, wobei deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Nennung aufgenommen ist. In Ausführungsformen kann ein geeignetes kristallines Harz ein aus Ethylenglykol und einer Mischung aus Dodecandicarbonsäure- und Fumarsäure-Comonomeren gebildetes Harz mit der folgenden Formel umfassen:
in b von etwa 5 bis etwa 2000 ist und d von etwa 5 bis etwa 2000 ist. Zum Beispiel kann ein Poly(propoxyliertes-Bisphenol-A-co-fumarat)-Harz der Formel I wie oben beschrieben in Ausführungsformen mit einem kristallenen Harz der Formel II kombiniert werden, um eine Latexemulsion zu bilden.
Das amorphe Harz kann, zum Beispiel, in einer Menge von etwa 30 bis etwa 90 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten, in Ausführungsformen von etwa 40 bis etwa 80 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten vorhanden sein. In Ausführungsformen kann das im Latex eingesetzte amorphe Harz oder die Kombination aus amorphen Harzen eine Glasübergangstemperatur von etwa 30°C bis etwa 80°C, in Ausführungsformen von etwa 35°C bis etwa 70°C aufweisen. In weiteren Ausführungsformen können die im Latex verwendeten kombinierten Harze eine Schmelzviskosität von etwa 10 bis etwa 1.000.000 Pa s bei etwa 130°C, in Ausführungsformen von etwa 50 bis etwa 100.000 Pa s aufweisen.
Es können ein, zwei oder mehr Harze verwendet werden. In Ausführungsformen, in denen zwei oder mehr Harze verwendet werden, können die Harze in einem beliebigen, geeigneten Verhältnis (z. B. Gewichtsverhältnis) vorliegen, wie zum Beispiel von etwa 1% (erstes Harz)/99% (zweites Harz) bis etwa 99% (erstes Harz)/1 % (zweites Harz), in Ausführungsformen von etwa 10% (erstes Harz)/90% (zweites Harz) bis etwa 90% (erstes Harz)/10% (zweites Harz). Wo das Harz ein amorphes Harz und ein kristallines Harz umfasst, kann das Gewichtsverhältnis der beiden Harze von etwa 99% (amorphes Harz): 1% (kristallines Harz) bis etwa 1% (amorphes Harz): 90% (kristallines Harz) betragen.
Ladungskontrollmittel
Wie oben gesagt, wird während der Bildung des das Polymer enthaltenden Latex in Ausführungsformen ein Ladungskontrollmittel (charge control agent, CCA) zugegeben. Die Verwendung eines CCA kann für den Erhalt von gewünschten triboelektrischen Aufladungseigenschaften eines Toners von Nutzen sein, da es eine Auswirkung auf die Bildgebungsgeschwindigkeit und die Qualität des resultierenden Toners haben kann. Eine geringfügige Einarbeitung von CCA in Toner-Bindemittelharzen oder Oberflächenmischungen kann zu instabilen triboelektrischen Aufladungen und anderen damit zusammenhängenden Problemen bei Tonern führen. Diese schlechte Einarbeitung kann auch ein Problem für Toner sein, die während eines EA-Partikelbildungsverfahrens hergestellt wurden, wenn ein CCA zugegeben wird. Zum Beispiel kann in einigen Fällen, in denen während eines EA-Partikelbildungsprozesses etwa 0,5 Gew.-% eines CCA zugegeben wurden, die tatsächliche im Toner verbliebene Menge an CCA weniger als 0,15 Gew.-% betragen.
Im Gegensatz dazu können die Verfahren der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Einarbeitung eines CCA in eine für die Bildung eines Toners verwendete Emulsion gewährleisten, verglichen mit der Zugabe von CCA in Partikelform während eines EA-Prozesses, wie es z. B. bei herkömmlich verarbeiteten nicht-EA-Toner gemacht wird.
Gemäß der vorliegende Offenbarung kann eine Phaseninversionsemulgierung eingesetzt werden, um organische, lösliche CCAs in eine Emulsion zu integrieren, die dann zur Bildung von Tonerzusammensetzungen verwendet werden kann.
Die verwendeten Ladungskontrollmittel sind ausgewählt aus der Gruppe aus in organischen Lösungsmitteln löslichen Metallkomplexe von: Alkylderivaten von Säuren wie z. B. Salicylsäure, Benzoesäure, Dicarbonsäurederivaten, Oxynaphthoesäure und Sulfonsäure, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoat-quartäres Phosphoniumtrihalozinkat, Kombinationen davon und dergleichen. Metalle, die bei der Bildung solcher Komplexe verwendet werden, umfassen Zink, Aluminium, Mangan, Eisen, Calcium, Zirkonium, Chrom, Kombinationen davon und dergleichen, sind aber nicht darauf beschränkt. Alkylgruppen, die zur Bildung von Derivaten der Säuren verwendet werden können, umfassen Butyl, Methyl, tert-Butyl, Hexyl, Propyl, Kombinationen davon und dergleichen, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für solche Ladungskontrollmittel umfassen solche, die kommerziell als BONTRON^® E-84 und BONTRON^® E-88 (kommerziell erhältlich von Orient Chemical) erhältlich sind. BONTRON^® E-84 ist ein Zinkkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure in Pulverform. BONTRON^® E-88 ist eine Mischung aus Hydroxyaluminium-bis[2-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzoat] und 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure. Andere geeignete CCAs sind der Calciumkomplex von 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, ein Zirkoniumkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure und ein Aluminiumkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, wie in den US-Patenten US 5,223,368 A und US 5,324,613 A offenbart, wobei deren jeweilige Offenbarungen durch Nennung in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen werden, Kombinationen davon und dergleichen.
Die Partikelgröße der emulgierten Harzpartikel, die auch ein Ladungskontrollmittel innerhalb der Partikel der wässrigen Emulsion umfassen, können eine Submikrometergröße aufweisen, z. B. von 1 µm oder weniger, in Ausführungsformen von etwa 500 nm oder weniger, wie z. B. von etwa 10 nm bis etwa 500 nm, in Ausführungsformen von etwa 50 nm bis etwa 400 nm, in weiteren Ausführungsformen von etwa 100 nm bis etwa 300 nm, in einigen Ausführungsformen etwa 200 nm. Anpassungen der Partikelgröße können erfolgen, indem das Verhältnis von Wasserzu Harzfließgeschwindigkeit, das Neutralisierungsverhältnis, die Lösungsmittelkonzentration und die Lösungsmittelzusammensetzung modifiziert werden.
Die so hergestellten Partikel können negativ oder positiv geladen sein, je nach Art des verwendeten CCA, und können alleine als ein Ladungskontrollmittel für einen Toner eingesetzt werden.
Der resultierende Latex kann verwendet werden, um Toner mit ausgezeichneten Aufladungseigenschaften und mit verringertem Verlust an CCA aus dem Tonerpartikel während der EA-Partikelbildung herzustellen.
Lösungsmittel
Das Verfahren zur Herstellung eines Phaseninversionsemulsions(PIE)-Latex umfasst, in Ausführungsformen, das Lösen des Polyesters in einem Lösungsmittel, gelegentlich in einer Kombination aus Lösungsmitteln, und Phasentrennung des Polyesters durch Zugabe von Wasser. Gemäß der vorliegenden Offenbarung können die oben beschriebenen CCAs zusammen mit dem Polyester in dem Lösungsmittel gelöst werden. So tritt bei Zugabe von Wasser Phasentrennung unter Bildung einer Polyesteremulsion auf, wobei die Partikel oder Tröpfchen sowohl den Polyester als auch das darin integrierte Ladungskontrollmittel aufweisen. Die Lösungsmittel können anschließend mittels Vakuumdestillation entfernt werden, um eine Polyesteremulsion zu erhalten.
In Ausführungsformen kann jegliches geeignete organische Lösungsmittel eingesetzt werden, in dem sich sowohl der Polyester als auch das CCA lösen. Zum Beispiel umfassen geeignete Lösungsmittel in Ausführungsformen Alkohole, Ester, Ether, Ketone, Amine und dergleichen sowie Kombinationen davon, in einer Menge von, zum Beispiel, etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 100 Gewichtsprozent Harz, in Ausführungsformen von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 90 Gewichtsprozent Harz, in Ausführungsformen von etwa 25 Gewichtsprozent bis etwa 85 Gewichtsprozent Harz. Das Lösungsmittel sollte so ausgewählt werden, das es auch das CCA darin auflösen kann, wodurch dessen Einarbeitung in die Polyesteremulsion ermöglicht wird.
In Ausführungsformen umfassen geeignete organische Lösungsmittel zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon, Kombinationen davon und dergleichen. In Ausführungsformen kann das organische Lösungsmittel mit Wasser nicht mischbar sein und kann einen Siedepunkt von etwa 30°C bis etwa 120°C, in Ausführungsformen von etwa 50°C bis etwa 100°C aufweisen.
Zum Lösen des Harzes kann jegliches geeignete organische Lösungsmittel verwendet werden, zum Beispiel Alkohole, Ester, Ether, Ketone, Amine, Kombination davon und dergleichen, in einer Menge von zum Beispiel etwa 1 Gew.-% bis etwa 100 Gew.-% Harz, in Ausführungsformen von etwa 10 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-% Harz, in Ausführungsformen von etwa 25 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-% Harz. In Ausführungsformen kann eine Lösungsmittelmischung, die Isopropylalkohol (IPA) und Methylethylketon (MEK) umfasst, oder jegliche andere geeignete Kombination aus geeigneten organischen Lösungsmitteln zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon und dergleichen verwendet werden.
Jedes oben aufgeführte, geeignete Lösungsmittel kann auch als ein Phasen- oder lösendes Inversionsmittel verwendet werden und kann in einer Menge von, zum Beispiel, etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 25 Gewichtsprozent Harz, in Ausführungsformen von etwa 5 Gewichtsprozent bis etwa 20 Gewichtsprozent Harz eingesetzt werden.
Tenside
In Ausführungsformen kann das Verfahren der vorliegenden Offenbarung die Zugabe eines Tensids zum Harz vor oder während des Mischens bei einer erhöhten Temperatur umfassen, wodurch die Bildung der phaseninvertierten Emulsion gefördert wird. In Ausführungsformen kann das Tensid vor dem Mischen des Harzes bei einer erhöhten Temperatur zugegeben werden. In Ausführungsformen kann das Tensid nach dem Erhitzen zusammen mit der Zugabe von Wasser zur Bildung des phaseninvertierten Latex zugegeben werden. Sofern verwendet, kann die Harzemulsion ein, zwei oder mehr Tenside umfassen. Die Tenside können aus ionischen Tensiden und nichtionischen Tensiden ausgewählt werden. Der Begriff „ionische Tenside“ umfasst anionische Tenside und kationische Tenside. In Ausführungsformen kann das Tensid als ein Feststoff oder als eine hochkonzentrierte Lösung mit einer Konzentration von etwa 5 Gew.-% bis etwa 100 Gew.-% (reines Tensid), in Ausführungsformen von etwa 15 Gew.-% bis etwa 75 Gew.-% zugegeben werden. In Ausführungsformen kann das Tensid so eingesetzt werden, dass es in einer Menge von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% Harz, in Ausführungsformen von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% Harz, in weiteren Ausführungsformen von etwa 1 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% Harz vorhanden ist. In Ausführungsformen kann das Tensid als ein Feststoff von etwa 1 Gramm bis etwa 20 Gramm, in Ausführungsformen von etwa 3 Gramm bis etwa 12 Gramm zugegeben werden.
Anionische Tenside, die verwendet werden können, umfassen Sulfate und Sulfonate, Natriumdodecylsulfat (SDS), Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylnaphthalinsulfat, Dialkylbenzolalkylsulfate und Sulfonate, Säuren wie z. B. Abietinsäure, die von Aldrich erhältlich ist, NEOGEN R™, NEOGEN SC™, erhalten von Daiichi Kogyo Seiyaku, Kombinationen davon, und dergleichen. Weitere geeignete anionische Tenside umfassen, in Ausführungsformen, DOWFAX™ 2A1, ein Alkyldiphenyloxid-disulfonat von The Dow Chemical Company, und/oder TAYCA POWER BN2060 von Tayca Corporation (Japan), bei dem es sich um verzweigte Natriumdodecylbenzolsulfonate handelt. In Ausführungsformen können Kombinationen dieser Tenside und jedem der vorhergehenden anionischen Tenside verwendet werden.
Beispiele für kationische Tenside, die üblicherweise positiv geladen sind, umfassen zum Beispiel Alkylbenzyldimethylammoniumchlorid, Dialkylbenzolalkylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Alkylbenzylmethylammoniumchlorid, Alkylbenzyldimethylammoniumbromid, Benzalkoniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid, C₁₂-, C₁₅-, C₁₇-Trimethylammoniumbromide, Halogenidsalze von quarternisierten Polyoxyethylalkylaminen, Dodecylbenzyltriethylammoniumchlorid, MIRAPOL™ und ALKAQUAT™, erhältlich bei Alkaril Chemical Company, SANIZOL™ (Benzalkoniumchlorid), erhältlich von Kao Chemicals und dergleichen sowie Mischungen davon.
Beispiele für nichtionische Tenside, die in den hier beschriebenen Verfahren eingesetzt werden können, umfassen zum Beispiel Polyacrylsäure, Methalose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxylethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylennonylphenylether, Dialkylphenoxy-poly(ethylenoxy)ethanol, erhältlich von Rhone-Poulenc als IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ und ANTAROX 897™. Weitere Beispiele für geeignete nichtionische Tenside können ein Blockcopolymer von Polyethylenoxid und Polypropylenoxid umfassen, einschließlich der kommerziell als SYN-PERONIC PE/F erhältlichen, in Ausführungsformen SYNPERONIC PE/F 108. In Ausführungsformen können Kombinationen dieser Tenside und jedem der vorhergehenden nichtionischen Tenside verwendet werden.
Neutralisierungsmittel
Sobald das Harz erhalten wurde, kann es bei einer erhöhten Temperatur mit einer dazugegebenen hochkonzentrierten Base oder einem Neutralisierungsmittel vermischt werden. In Ausführungsformen kann die Base ein Feststoff sein oder in der Form einer hochkonzentrierten Lösung zugegeben werden.
In Ausführungsformen kann das Neutralisierungsmittel verwendet werden, um Säuregruppen in den Harzen zu neutralisieren, sodass ein Neutralisierungsmittel hier auch als ein „basisches Neutralisierungsmittel“ bezeichnet werden kann. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann jegliches geeignete, basische Neutralisierungsmittel verwendet werden. In Ausführungsformen können geeignete basische Neutralisierungsmittel sowohl anorganische basische Mittel als auch organische basische Mittel umfassen. Geeignete basische Mittel können Ammoniumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Lithiumhydroxid, Kaliumcarbonat, Organoamine wie z. B. Triethylamin, Kombinationen davon und dergleichen umfassen.
In Ausführungsformen kann eine Latexemulsion gemäß der vorliegenden Offenbarung gebildet werden, die auch eine kleine Menge Wasser umfassen kann, in Ausführungsformen deionisiertes Wasser (DIW), in Mengen von etwa 1 Gew.-% des Harzes bis etwa 10 Gew.-% des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 3 Gew.-% des Harzes bis etwa 7 Gew.-% des Harzes.
Das basische Mittel kann so eingesetzt werden, dass es in einer Menge von etwa 0,001 Gew.-% bis 50 Gew.-% des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 0,01 Gew.-% des Harzes bis etwa 25 Gew.-% des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 0,1 Gew.-% des Harzes bis etwa 5 Gew.-% des Harzes vorhanden sein kann. In Ausführungsformen kann das Neutralisierungsmittel in der Form einer wässrigen Lösung zugegeben werden.
Ein festes Neutralisierungsmittel kann in einer Menge von etwa 0,1 Gramm bis etwa 2 Gramm, in Ausführungsformen von etwa 0,5 Gramm bis etwa 1,5 Gramm zugegeben werden.
Bei Verwendung des oben genannten basischen Neutralisierungsmittels in Kombination mit einem Säuregruppen aufweisen Harz kann ein Neutralisierungsverhältnis von etwa 50% bis etwa 300% erreicht werden, in Ausführungsformen von etwa 70% bis etwa 200%. In Ausführungsformen kann das Neutralisierungsverhältnis unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:

Neutralisierungsverhältnis in einer Äquivalentmenge von 10% NH₃/Harz (g)/Harzsäurewert/0,303- 100.

Wie oben angegeben kann das basische Neutralisierungsmittel zu einem Säuregruppen aufweisenden Harz gegeben werden. Die Zugabe des basischen Neutralisierungsmittels kann so den pH-Wert einer Emulsion, die ein Säuregruppen aufweisendes Harz umfasst, von etwa 5 auf etwa 12, in Ausführungsformen von etwa 6 auf etwa 11 anheben. Die Neutralisierung der Säuregruppen kann, in Ausführungsformen, die Bildung der Emulsion verbessern.
Verarbeitung
Wie oben angegeben umfasst das vorliegende Verfahren das Mischen von mindestens einem Harz und mindestens einem Ladungskontrollmittel bei einer erhöhten Temperatur in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels. Es kann mehr als ein Harz verwendet werden. Es kann mehr als ein Ladungskontrollmittel verwendet werden. Wie oben erwähnt, kann das Harz ein amorphes Harz, ein kristallines Harz oder eine Kombination davon sein. In Ausführungsformen kann das Harz ein amorphes Harz sein und die erhöhte Temperatur kann eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Harzes sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Harz ein kristallines Harz sein und die erhöhte Temperatur kann eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des Harzes sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Harz eine Mischung aus amorphen und kristallinen Harzen sein und die Temperatur kann oberhalb der Glasübergangstemperatur der Mischung liegen.
So kann das Verfahren zur Herstellung der Emulsion, in Ausführungsformen, das In-Kontakt-Bringen von mindestens einem Harz und mindestens einem Ladungskontrollmittel mit einem organischen Lösungsmittel, Erhitzen der Reaktionsmischung auf eine erhöhte Temperatur, Rühren der Mischung und Zugabe eines lösenden Inversionsmittels zur Harzmischung zur Verdünnung der Mischung auf eine gewünschte Konzentration unter Beibehaltung der Temperatur bei einer erhöhten Temperatur und die tropfenweise Zugabe von Wasser zu der Mischung umfassen, bis die Phaseninversion auftritt, um eine phaseninvertierte Latexemulsion zu bilden.
Im Phaseninversionsprozess kann das amorphe und/oder kristalline Polyesterharz, zusammen mit dem Ladungskontrollmittel, in einem niedrig siedenden organischen Lösungsmittel gelöst werden, wobei das Lösungsmittel nicht mit Wasser mischbar ist, wie z. B. Ethylacetat, Methylethylketon oder jegliches andere, hier oben aufgeführte Lösungsmittel in einer Konzentration von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 75 Gewichtsprozent Harz in Lösungsmittel, in Ausführungsformen von etwa 5 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent. Die Harzmischung wird anschließend auf eine Temperatur von etwa 25°C bis etwa 90°C und in Ausführungsformen von etwa 30°C bis etwa 85°C erhitzt. Das Erhitzen muss nicht auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, sondern kann variiert werden. Zum Beispiel kann das Erhitzen langsam oder schrittweise während des Erhitzens erhöht werden, bis eine gewünschte Temperatur erreicht ist.
Während die Temperatur gehalten wird, kann das lösende Inversionsmittel zu der Mischung gegeben werden. Das lösende Inversionsmittel, wie z. B. ein Alkohol wie Isopropanol oder ein beliebiges anderes der hier oben aufgeführten lösenden Inversionsmittel in einer Konzentration von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 25 Gewichtsprozent des Harzes, in Ausführungsformen von etwa 5 Gewichtsprozent bis etwa 20 Gewichtsprozent, kann zu der erhitzten Harzmischung gegeben werden, gefolgt von der tropfenweise Zugabe von Wasser, oder gegebenenfalls einer alkalischen Base wie z. B. Ammoniak, bis Phaseninversion auftritt (Öl in Wasser).
Das Wasser und das optionale Tensid können in die erhitzte Mischung dosiert werden, zumindest bis Phaseninversion erreicht ist. In weiteren Ausführungsformen kann das Wasser und das optionale Tensid in die erhitzte Mischung dosiert werden und dann kann eine wässrige Lösung zugegeben werden, in Ausführungsformen von deionisiertem Wasser, bis Phaseninversion erreicht ist.
In Ausführungsformen kann eine kontinuierliche phaseninvertierte Emulsion gebildet werden. Phaseninversion kann erreicht werden, indem die Zugabe von optionalem Tensid und/oder Wasserzusammensetzungen fortgesetzt werden, um eine phaseninvertierte Emulsion zu bilden, die eine dispergierte, geschmolzene Bestandteile der Harzzusammensetzung und des CCA aufweisende Tropfen umfassende Phase sowie eine kontinuierliche, das Tensid und/oder die Wasserzusammensetzung umfassende Phase umfasst.
In Ausführungsformen kann ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung das Erhitzen von einem oder mehreren Bestandteilen einer Harzzusammensetzung auf eine erhöhte Temperatur, Rühren der Harzzusammensetzung und Zugabe von Lösungsmittel, Ladungskontrollmittel und optionalem Tensid zur Mischung unter Beibehaltung der Temperatur bei der erhöhten Temperatur, um die Bildung einer Emulsion, die eine dispergierte Phase und eine die Harzzusammensetzung und das CCA umfassende, kontinuierliche Phase umfasst, zu verbessern, und Fortsetzung der Zugabe des optionalen Tensids und/oder von Wasser umfassen, bis Phaseninversion auftritt, um die phaseninvertierte Emulsion zu bilden.
In Ausführungsformen kann Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,01 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent alle 10 Minuten, in Ausführungsformen von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis etwa 5 Gewichtsprozent alle 10 Minuten, in weiteren Ausführungsformen von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 4 Gewichtsprozent alle 10 Minuten zu der Mischung gegeben werden. Die Geschwindigkeit der Wasserzugabe muss nicht konstant sein, sondern kann variiert werden.
Obwohl der Punkt der Phaseninversion in Abhängigkeit von den Komponenten der Emulsion, der Erhitzungstemperatur, der Rührgeschwindigkeit und dergleichen variieren kann, kann Phaseninversion auftreten, wenn so viel optionales Tensid und/oder Wasser zugegeben wurde, dass das resultierende Harz in einer Menge von etwa 5 Gewichtsprozent bis etwa 70 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht, in Ausführungsformen von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa 65 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht, in weiteren Ausführungsformen von etwa 30 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht vorhanden ist.
Das Ladungskontrollmittel kann so in einer Menge von etwa 0,01 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht, in Ausführungsformen von etwa 0,02 Gewichtsprozent bis etwa 1,5 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht, in weiteren Ausführungsformen von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 0,8 Gewichtsprozent Emulsionsgewicht vorhanden sein.
Bei der Phaseninversion werden die Harzpartikel emulgiert und innerhalb der wässrigen Phase dispergiert. Das heißt, es wird eine Öl-in-Wasser-Emulsion der Harzpartikel in wässriger Phase gebildet. Phaseninversion kann, zum Beispiel, durch Messen mittels beliebiger Techniken innerhalb des Anwendungsbereichs der Fachleute bestätigt werden.
Phaseninversion kann die Bildung der Emulsion bei Temperaturen ermöglichen, die eine vorzeitige Vernetzung des Harzes der Emulsion vermeiden.
Rühren kann eingesetzt werden, um die Bildung der phaseninvertierten Emulsion zu verbessern. Es kann eine beliebige geeignete Rührvorrichtung eingesetzt werden. Das Rühren muss nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit erfolgen, sondern kann variiert werden. Zum Beispiel kann die Rührgeschwindigkeit mit zunehmend gleichmäßiger Erhitzung der Mischung erhöht werden. In Ausführungsformen kann das Rühren bei etwa 10 Umdrehungen pro Minuten (UpM) bis etwa 5.000 UpM, in Ausführungsformen von etwa 20 UpM bis etwa 2.000 UpM, in weiteren Ausführungsformen von etwa 50 UpM bis etwa 1.000 UpM erfolgen. In Ausführungsformen kann ein Homogenisator (das heißt eine Hochschervorrichtung) zur Bildung der phaseninvertierten Emulsion eingesetzt werden, aber in anderen Ausführungsformen kann das Verfahren der vorliegenden Offenbarung ohne die Verwendung eines Homogenisator stattfinden. Wird ein Homogenisator eingesetzt, kann dieser mit einer Geschwindigkeit von etwa 3.000 UpM bis etwa 10.000 UpM betrieben werden.
In Ausführungsformen kann die Herstellung der Polyesteremulsionen der vorliegenden Offenbarung das Lösen von mindestens einem Harz in mindestens einem organischen Lösungsmittel, Erhitzen der Mischung auf eine erhöhte Temperatur, Zugabe eines Ladungskontrollmittels, Inversion der Mischung durch Mischen mit einem optionalen Lösungsmittel-Inversionsmittel und Wasser und schließlich Abdestillation des Lösungsmittels aus der Emulsion umfassen. Dieses Verfahren bietet mehrere Vorteile gegenüber aktuellen lösungsmittelbasierten Verfahren zur Bildung von Emulsionen, sowohl im Labor- als auch Industriemaßstab.
Im Anschluss an die Phaseninversion kann gegebenenfalls zusätzliches Tensid und/oder Wasser zugegeben werden, um die phaseninvertierte Emulsion zu verdünnen, obwohl dies nicht erforderlich ist. Im Anschluss an die Phaseninversion kann die phaseninvertierte Emulsion auf Raumtemperatur gekühlt werden, zum Beispiel auf etwa 20°C bis etwa 25°C.
In Ausführungsformen kann eine Destillation, wie z. B. eine Vakuumdestillation, unter Rühren des organischen Lösungsmittels durchgeführt werden, um Harzemulsionspartikel mit einem mittleren Durchmesser von zum Beispiel, in Ausführungsformen, etwa 50 nm bis etwa 250 nm, in weiteren Ausführungsformen von etwa 120 bis etwa 180 Nanometern zu ergeben.
Die emulgierten Harzpartikel im wässrigen Medium können eine Submikrometergröße aufweisen, z. B. von 1 µm oder weniger, in Ausführungsformen von etwa 500 nm oder weniger, wie z. B. von etwa 10 nm bis etwa 500 nm, in Ausführungsformen von etwa 50 nm bis etwa 400 nm, in weiteren Ausführungsformen von etwa 100 nm bis etwa 300 nm, in einigen Ausführungsformen etwa 200 nm. Anpassungen der Partikelgröße können erfolgen, indem das Verhältnis von Wasser- zu Harzfließgeschwindigkeit, die Lösungsmittelkonzentration und die Lösungsmittelzusammensetzung modifiziert werden.
Toner
Die wie oben beschrieben hergestellte Emulsion kann eingesetzt werden, um Tonerzusammensetzungen mittels eines beliebigen Verfahrens innerhalb des Anwendungsbereichs von Fachleuten auf dem Gebiet zu bilden. In Ausführungsformen kann die oben hergestellte, ein Ladungskontrollmittel enthaltende Polyesteremulsion mit einem Farbmittel, gegebenenfalls in einer Dispersion, und weiteren Zusatzstoffen in Kontakt gebracht werden, um einen Toner mittels Emulsion-Aggregation- und Koaleszenzprozessen zu bilden.
Farbmittel
Als hinzuzugebendes Farbmittel können verschiedene bekannte Farbmittel wie z. B. Farbstoffe, Pigmente, Farbstoffmischungen, Pigmentmischungen, Pigment- und Farbstoffmischungen und dergleichen im Toner enthalten sein. In Ausführungsformen kann das Farbmittel im Toner in einer Menge von, zum Beispiel, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% des Toners, oder von etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% des Toners, oder von etwa 3 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Toners vorhanden sein.
Als Beispiele für geeignete Farbmittel kann ein Kohlenstoffschwarz wie REGAL 330^® (Cabot), Kohlenstoffschwarz 5250 und 5750 (Columbian Chemicals), Sunsperse Kohlenstoffschwarz LHD 9303 (Sun Chemicals); Magnetite, wie z. B. Mobay-Magnetite M08029™, M08060™; Kolumbianische Magnetite; MAPICO BLACKS™ und oberflächenbehandelte Magnetite; Pfizer-Magnetite CB4799™, CB5300™, CB5600™ MCX6369™; Bayer-Magnetite, BAYFERROX 8600™, 8610™; Northern-Pigments-Magnetite, NP-604™, NP-608™; Magnox-Magnetite TMB-100™ oder TMB-104™ und dergleichen erwähnt werden. Als gefärbte Pigmente können Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Braun, Blau oder Mischungen davon ausgewählt werden. Im Allgemeinen werden Cyan, Magenta oder Gelb-Pigmente oder Farbstoffe oder Mischungen davon verwendet. Das Pigment oder die Pigmente werden im Allgemeinen als wasserbasierte Pigmentdispersionen verwendet.
Im Allgemeinen können geeignete Farbmittel Paliogen-Violett 5100 und 5890 (BASF), Normandy Magenta RD-2400 (Paul Uhlrich), Permanent Violett VT2645 (Paul Uhlrich), Heliogen-Grun L8730 (BASF), Argyle Green XP-111-S (Paul Uhlrich), Brilliant-Green-Toner GR 0991 (Paul Uhlrich), Lithol Scharlach D3700 (BASF), Toluidin-Rot (Aldrich), Scharlach für Thermoplaste NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), Lithol-Rubin-Toner (Paul Uhlrich), Lithol Scharlach 4440 (BASF), NBD 3700 (BASF), Bon-Rot C (Dominion Color), Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlrich), Oracet-Pink RF (Ciba Geigy), Paliogen-Rot 3340 und 3871K (BASF), Lithol Echtscharlach L4300 (BASF), Heliogen-Blau D6840, D7080, K7090, K6910 und L7020 (BASF), Sudanblau OS (BASF), Neogen-Blau FF4012 (BASF), PV-Echtb B2G01 (American Hoechst), Irgalit-Blau BCA (Ciba Geigy), Paliogen-Blau 6470 (BASF), Sudan II, III und IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudanorange (Aldrich), Sudanorange 220 (BASF), Paliogen-Orange 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlrich), Paliogen-Gelb 152 und 1560 (BASF), Lithol Echtgelb 0991K (BASF), Paliotol-Gelb 1840 (BASF), Novaperm-Gelb FGL (Hoechst), Permanentgelb YE 0305 (Paul Uhlrich), Lumogen-Gebl D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb 1250 (BASF), Suco-Gelb D1355 (BASF), Suco Echtgelb D1165, D1355 und D1351 (BASF), Hosta-perm Pink E™ (Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta™ (DuPont), Paliogen-Schwarz L9984 (BASF), Pigment Black K801 (BASF), Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer), Kombinationen der vorstehenden und dergleichen umfassen.
Weitere geeignete wasserbasierte Farbmitteldispersionen umfassen solche, die von Clariant kommerziell erhältlich sind, zum Beispiel Hostafine Yellow GR, Hostafine Black T und Black TS, Hostafine Blue B2G, Hostafine Rubine F6B und Magenta-Trockenpigment wie z. B. Toner Magenta 6BVP2213 und Toner Magenta EO2, die vor der Verwendung in Wasser und/oder Tensid dispergiert werden können.
Spezifische Beispiele von Pigmenten umfassen Sunsperse BHD 6011X (Blue 15 Type), Sunsperse BHD 9312X (Pigment Blue 15 74160), Sunsperse BHD 6000X (Pigment Blue 15:3 74160), Sunsperse GHD 9600X und GHD 6004X (Pigment Green 7 74260), Sunsperse QHD 6040X (Pigment Red 122 73915), Sunsperse RHD 9668X (Pigment Red 185 12516), Sunsperse RHD 9365X und 9504X (Pigment Red 57 15850:1, Sunsperse YHD 6005X (Pigment Yellow 83 21108), Flexiverse YFD 4249 (Pigment Yellow 17 21105), Sunsperse YHD 6020X und 6045X (Pigment Yellow 74 11741), Sunsperse YHD 600X und 9604X (Pigment Yellow 14 21095), Flexiverse LFD 4343 und LFD 9736 (Pigment Black 7 77226), Aquatone, Kombinationen davon und dergleichen, als wasserbasierte Pigmentdispersionen von Sun Chemicals, Heliogen-Blau L6900™, D6840™ D7080™, D7020™, Pylam Oil Blue™, Pylam Oil Yellow™, Pigment Blue 1™ erhältlich von Paul Uhlich & Company, Inc., Pigment Violet 1™, Pigment Red 48™, Lemon Chrome Yellow DCC 1026™, E. D. Toluidin-Rot™ und Bon-Rot C™ erhältlich von Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, Novaperm Yellow FGL™, und dergleichen. Im Allgemeinen sind Farbmittel, die ausgewählt werden können, schwarz, cyanfarben, magentafarben oder gelb oder Mischungen daraus. Beispiele für Magentafarben sind 2,9-dimethylsubstituiertes Chinacridon- und Anthrachinon-Farbstoff, im Color Index als CI 60710, Cl Dispersed Red 15 identifiziert; Diazofarbstoff, im Color Index als Cl 26050, CI Solvent Red 19 identifiziert, und dergleichen. Erläuternde Beispiele für Cyanfarbstoffe umfassen Kupfertetra(octadecylsulfonamido)phthalocyanin, x-Kupferphthalocyanin-Pigment, im Color Index als CI 74160, CI Pigment Blue, Pigment Blue 15:3 aufgeführt und Anthrathren-Blau im Color Index als CI 69810, Special Blue X-2137 identifiziert und dergleichen. Erläuternde Beispiele für Gelb sind Diarylid-Yellow 3,3-Dichlorbenzidenacetoacetanilid, ein Monoazopigment, im Color Index als CI 12700, Cl Solvent Yellow 16 identifiziert, ein Nitrophenylaminsulfonamid, im Color Index als Foron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 33 identifiziert, 2,5-Dimethoxy-4-sulfonanilid-phenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxyacetoacetanilid, Yellow 180 sowie Permanent Yellow FGL.
In Ausführungsformen kann das Farbmittel ein Pigment, einen Farbstoff, Kombinationen davon, Kohlenstoffschwarz, Magnetit, Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Blau, Braun oder Kombinationen davon in einer Menge umfassen, die ausreicht, um dem Toner den gewünschten Farbton zu verleihen. Es versteht sich, dass sich weitere nützliche Farbmittel basierend auf der vorliegenden Offenbarung ohne Weiteres ergeben.
In Ausführungsformen kann ein Pigment oder Farbmittel in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% der Tonerpartikel auf einer Feststoffbasis, in weiteren Ausführungsformen von etwa 5 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% eingesetzt werden.
Wachs
Gegebenenfalls kann beim Bilden der Tonerpartikel auch ein Wachs mit dem Harz, dem Ladungskontrollmittel und einem Farbmittel kombiniert werden. Das Wachs kann in einer Wachsdispersion bereitgestellt werden, die eine einzige Art von Wachs oder eine Mischung aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Wachsen umfassen kann. Ein einzelner Wachs kann zu Tonerformulierungen gegeben werden, um zum Beispiel bestimmte Tonereigenschaften zu verbessern, wie z. B. die Tonerpartikelform, Vorhandensein und Menge von Wachs auf der Tonerpartikeloberfläche, Aufladungs- und/oder Fixiereigenschaften, Glanz, Strippen, Offset-Eigenschaften und dergleichen. Alternativ kann eine Kombination von Wachsen zugegeben werden, um die Tonerzusammensetzung mit mehreren Eigenschaften auszustatten.
Sofern vorhanden kann der Wachs in einer Menge von, zum Beispiel, etwa 1 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% der Tonerpartikel, in Ausführungsformen von etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der Tonerpartikel vorhanden sein.
Wird eine Wachsdispersion eingesetzt, kann die Wachsdispersion beliebige der verschiedenen, herkömmlicherweise bei Emulsion-Aggregation-Tonerzusammensetzungen verwendeten Wachse umfassen. Wachse, die ausgewählt werden können, umfassen Wachse mit, zum Beispiel, einem mittleren Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 20.000, in Ausführungsformen von etwa 1.000 bis etwa 10.000. Wachse, die verwendet werden können, umfassen zum Beispiel Polyolefine wie z. B. Polyethylen, einschließlich linearere Polyethylenwachse und verzweigter Polyethylenwachse, Polypropylen, einschließlich linearer Polypropylenwachse und verzweigter Polypropylenwachse, Polyethylen/amid, Polyethylentetrafluorethylen, Polyethylenfluorethylen/amid und Polybutenwachse wie z. B. solche, die kommerziell von der Allied Chemical and Petrolite Corp. erhältlich sind, zum Beispiel POLYWAX™-Polyethylenwachse wie kommerziell von Baker Petrolite erhältlich, von Michelman Inc. und the Daniels Products Company erhältliche Wachsdispersionen, kommerziell von Eastman Chemical Products, Inc. erhältliches EPOLENE N-15, und VISCOL 550-P, ein Polypropylen mit geringem massegemitteltem Molekulargewicht, das von Sanyo Kasel K. K. erhältlich ist, pflanzenbasierte Wachse wie Carnaubawachs, Reiswachs, Candelillawachs, Japanwachs und Jojobaöl, tierische Wachse wie z. B.
Bienenwachs, mineralbasierte Wachse und erdölbasierte Wachse wie z. B. Montanwachs, Ozokerit, Ceresin, Paraffinwachs, mikrokristalliner Wachs wie z. B. aus der Destillation von Rohöl stammende Wachse, Silikonwachse, Mercaptowachse, Polyesterwachse, Urethanwachse, modifizierte Polyolefinwachse (wie z. B. carbonsäureterminierter Polyethylenwachs oder ein carbonsäureterminierter Polypropylenwachs), Fischer-Tropsch-Wachs, Esterwachse, die aus höheren Fettsäuren und einwertigen oder mehrwertigen niederen Alkoholen erhalten werden wie z. B. Butylstearat, Propyloleat, Glyceridmonostearat, Glyceriddistearat, und Pentaerythrittetrabehenat, Esterwachse, die aus höheren Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholmultimeren erhalten wurden, wie z. B. Diethylenglykolmonostearat, Dipropylenglykoldistearat, Diglyceryldistearat und Triglyceryltetrastearat, höhere Fettsäureesterwachse mit Sorbitan wie z. B. Sorbitanmonostearat und höhere Fettsäureesterwachse mit Cholesterin wie z. B. Cholesterylstearat. Beispiele für funktionalisierte Wachse, die verwendet werden können, umfassen zum Beispiel Amine, Amide, zum Beispiel AQUA SUPERSLIP 6550™, SUPERSLIP 6530™, erhältlich von Micro Powder Inc., fluorierte Wachse, zum Beispiel POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYSILK 19™, POLYSILK 14™, erhältlich von Micro Powder Inc., gemischte fluorierte Amidwachse, wie z. B. mit aliphatischen, polaren Amiden funktionalisierte Wachse, aus Estern von hydroxylierten, ungesättigten Fettsäuren bestehende Wachse, zum Beispiel MICROSPERSION 19™, ebenfalls von Micro Powder Inc. erhältlich, Imide, Ester, quartäre Amine, Carbonsäuren oder Acrylpolymeremulsion, zum Beispiel JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™ und 538™, alle von SC Johnson Wax erhältlich, und chlorierte Polypropylene und Polyethylene, erhältlich von Allied Chemical and Petrolite Corporation und SC Johnson Wax. In Ausführungsformen können auch Mischungen und Kombinationen der vorstehenden Wachse verwendet werden. Wachse können, zum Beispiel, Fixierwalzenfreisetzungsmittel umfassen. In Ausführungsformen können Wachse kristallin oder nicht kristallin sein.
In Ausführungsformen kann das Wachs in den Toner in der Form einer oder mehrerer wässriger Emulsionen oder Dispersionen aus festem Wachs in Wasser eingebaut werden, wobei die Größe der festen Wachspartikel im Bereich von etwa 100 bis etwa 300 nm liegen kann.
Tonerherstellung
Obwohl die Herstellung von Tonerpartikel betreffende Ausführungsformen unten folgend im Hinblick auf Emulsion-Aggregation-Verfahren beschrieben werden, kann jegliches geeignete Verfahren zur Herstellung von Tonerpartikeln eingesetzt werden, einschließlich chemischer Verfahren, wie z. B. die in den US-Patenten US 5,290,654 A und US 5,302,486 A beschriebenen Suspensions- und Verkapselungsverfahren. In Ausführungsformen können Tonerzusammensetzungen und Tonerpartikel durch Aggregations- und Koaleszenzverfahren hergestellt werden, in denen Harzpartikel mit geringer Größe zu der entsprechenden Tonerpartikelgröße aggregiert und anschließend koalesziert werden, um die endgültige Tonerpartikelform und Morphologie zu erreichen.
In Ausführungsformen können die Tonerzusammensetzungen durch Emulsion-Aggregation-Verfahren hergestellt werden, wie z. B. durch ein Verfahren, das das Aggregieren einer Mischung eines optionalen Farbmittels, eines optionalen Wachses und beliebiger anderer gewünschter oder erforderlicher Zusatzstoffe und Emulsionen, welche die Harze in Kombination mit Ladungskontrollmittel wie oben beschrieben umfassen, gegebenenfalls in Tensiden wie oben beschrieben, und anschließend das Koaleszieren der Aggregatmischung umfasst. Eine Mischung kann durch Zugabe eines Farbmittels und gegebenenfalls eines Wachses oder weiterer Materialien, die ebenfalls gegebenenfalls in (einer) ein Tensid umfassenden Dispersion(en) vorliegen können, zu der Emulsion hergestellt werden, die eine Mischung aus zwei oder mehr den Harz und das Ladungskontrollmittel enthaltenden Emulsionen sein kann. Der pH-Wert der resultierenden Mischung kann mittels einer Säure wie zum Beispiel Essigsäure, Salpetersäure oder dergleichen eingestellt werden. In Ausführungsformen kann der pH-Wert der Mischung auf etwa 4 bis etwa 5 eingestellt werden. Zudem kann die Mischung in Ausführungsformen homogenisiert werden. Wird die Mischung homogenisiert, kann die Homogenisierung durch Mischen bei etwa 600 bis etwa 4.000 Umdrehungen pro Minute durchgeführt werden. Die Homogenisierung kann mittels jeglichem geeigneten Mittel erreicht werden, einschließlich zum Beispiel eines IKA ULTRA TURRAX T50 Sondenhomogenisators.
Im Anschluss an die Herstellung der oben genannten Mischung kann ein Aggregierungsmittel zu der Mischung gegeben werden. Zur Bildung des Toners kann jegliches geeignete Aggregierungsmittel eingesetzt werden. Geeignete Aggregierungsmittel umfassen, zum Beispiel, wässrige Lösungen eines zweiwertigen Kations oder eines mehrwertigen Kationenmaterials. Das Aggregierungsmittel kann, zum Beispiel, Polyaluminiumhalogenide wie z. B. Polyaluminiumchlorid (PAC), oder das korrespondierende Bromid, Fluorid oder lodid, Polyaluminiumsilikate wie z. B. Polyaluminiumsulfosilikat (PASS), sowie wasserlösliche Metallsalze, einschließlich Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsulfat, Kaliumaluminiumsulfat, Calciumacetat, Calciumchlorid, Calciumnitrit, Calciumoxylat, Calciumsulfat, Magnesiumacetat, Magnesiumnitrat, Magnesiumsulfat, Zinkacetat, Zinknitrat, Zinksulfat, Zinkchlorid, Zinkbromid, Magnesiumbromid, Kupferchlorid, Kupfersulfat sowie Kombinationen davon umfassen. In Ausführungsformen kann das Aggregierungsmittel bei einer Temperatur zu der Mischung gegeben werden, die unterhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) des Harzes liegt.
Das Aggregierungsmittel kann zur Bildung eines Toners in einer Menge von, zum Beispiel, etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-%, in Ausführungsformen von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, in weiteren Ausführungsformen von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% des Harzes in der Mischung zu dieser Mischung gegeben werden. Dies bietet eine ausreichende Menge an Mittel zur Aggregation.
Um die Aggregation und die nachfolgende Koaleszenz der Partikel zu steuern, kann das Aggregierungsmittel in Ausführungsformen über einen Zeitraum in die Mischung dosiert werden. Zum Beispiel kann das Mittel über einen Zeitraum von etwa 5 bis etwa 240 Minuten, in Ausführungsformen von etwa 30 bis etwa 200 Minuten zu der Mischung dosiert werden. Die Zugabe des Mittels kann auch erfolgen, während die Mischung in gerührtem Zustand, in Ausführungsformen von etwa 50 UpM bis etwa 1.000 UpM, in weiteren Ausführungsformen von etwa 100 UpM bis etwa 500 UpM und bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Harzes gehalten wird, wie oben diskutiert, in Ausführungsformen von etwa 30°C bis etwa 90°C, in Ausführungsformen von etwa 35°C bis etwa 70°C.
Man kann die Partikel aggregieren lassen, bis eine vorbestimmte, gewünschte Partikelgröße erhalten wird. Eine vorbestimmte, gewünschte Größe bezieht sich auf die gewünschte, zu erhaltene, vor der Bildung festgelegte Partikelgröße, wobei die Partikelgröße während des Wachstumsprozesses überwacht wird, bis diese Partikelgröße erreicht ist. Während des Wachstumsprozesses können Proben genommen und auf die mittlere Partikelgröße analysiert werden, zum Beispiel mit einem Coulter Counter. Die Aggregation kann so unter Aufrechterhaltung der erhöhten Temperatur oder unter langsamen Anheben der Temperatur auf, zum Beispiel, von etwa 30°C bis etwa 99°C und Halten der Mischung bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von etwa 0,5 Stunden bis etwa 10 Stunden, in Ausführungsformen von etwa 1 Stunde bis etwa 5 Stunden unter stetigem Rühren fortgesetzt werden, um die aggregierten Partikel zu ergeben. Sobald die vorbestimmte, gewünschte Partikelgröße erreicht ist, wird der Wachstumsprozess gestoppt. In Ausführungsformen liegt die vorbestimmte, gewünschte Partikelgröße innerhalb der oben aufgeführten Tonerpartikelgrößenbereiche.
Das Wachstum und die Formgebung der Partikel nach der Zugabe von Aggregierungsmittel kann unter beliebigen, geeigneten Bedingungen erreicht werden. Zum Beispiel kann das Wachstum und die Formgebung unter Bedingungen durchgeführt werden, in denen die Aggregation getrennt von der Koaleszenz erfolgt. Bei getrennten Aggregations- und Koaleszenzstufen kann der Aggregationsprozess unter Scherbedingungen bei einer erhöhten Temperatur, die unterhalb der Glasübergangstemperatur des Harzes liegen kann, wie oben diskutiert, zum Beispiel von etwa 40°C bis etwa 90°C, in Ausführungsformen von etwa 45°C bis etwa 80°C, durchgeführt werden.
Sobald die gewünschte Endgröße der Tonerpartikel erreicht ist, kann der pH-Wert der Mischung mit einer Base auf einen Wert von etwa 3 bis etwa 10, in Ausführungsformen von etwa 5 bis etwa 9 eingestellt werden. Die Einstellung des pH-Werts kann verwendet werden, um das Tonerwachstum einzufrieren, das heißt zu stoppen. Die zum Stoppen des Tonerwachstums verwendete Base kann jegliche geeignete Base umfassen, wie zum Beispiel Alkalimetallhydroxide wie zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Kombinationen davon und dergleichen. In Ausführungsformen kann Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) zugegeben werden, um die Einstellung des pH-Werts auf die gewünschten, oben angegebenen Werte zu unterstützen.
Schalenharz
In Ausführungsformen können die aggregierten Partikel nach der Aggregation, aber vor der Koaleszenz mit einer Schale versehen werden. In Ausführungsformen kann die Schale emulgierte Harzpartikel umfassen, die innerhalb der Emulsionspartikel auch ein Ladungskontrollmittel umfassen, um eine Aufladung der Tonerpartikel zu ermöglichen.
Harze, die zur Bildung der Schale eingesetzt werden können, umfassen die oben beschriebenen amorphen Harze, sind aber nicht darauf beschränkt. Als Schale kann ein einzelnes Polyesterharz verwendet werden oder ein erstes Polyesterharz kann, in Ausführungsformen, mit weiteren Harzen kombiniert werden, um eine Schale zu bilden. Mehrere Harze können in jeglichen geeigneten Mengen eingesetzt werden. In Ausführungsformen kann ein erstes amorphes Polyesterharz, zum Beispiel ein amorphes Harz der oben dargestellten Formel I, in einer Menge von etwa 20 Gewichtsprozent bis etwa 100 Gewichtsprozent des gesamten Schalenharzes, in Ausführungsformen von etwa 30 Gewichtsprozent bis etwa 90 Gewichtsprozent des gesamten Schalenharzes vorhanden sein. Ebenso kann in Ausführungsformen ein zweites Harz in dem Schalenharz in einer Menge von etwa 0 Gewichtsprozent bis etwa 80 Gewichtsprozent des gesamten Schalenharzes, in Ausführungsformen von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 70 Gewichtsprozent des gesamten Schalenharzes vorhanden sein.
Das Schalenharz kann unter Verwendung jeglichen Mittels innerhalb des Anwendungsbereichs von Fachleuten auf diesem Gebiet angewandt werden. In Ausführungsformen kann das Schalenharz in einer Emulsion vorliegen. So kann eine Polyesteremulsion wie oben beschrieben, in Ausführungsformen, aus Partikeln, die darin eingebaute Ladungskontrollmittel umfassen, auf die aggregierten Partikel aufgebracht werden und jegliches Tensid entfernt werden, wobei das Harz und das Ladungskontrollmittel auf den aggregierten Partikeln als eine Schalenschicht verbleibt.
Koaleszenz
Nach der Aggregation auf die gewünschte Partikelgröße und der optionalen Aufbringung eines oben beschriebenen Schalenharzes können die Partikel dann zur gewünschten Endform koalesziert werden, wobei die Koaleszenz zum Beispiel durch Erhitzen der Mischung auf eine geeignete Temperatur erreicht wird. Diese Temperatur kann, in Ausführungsformen, von etwa 0°C bis etwa 50°C höher liegen als der Beginn des Schmelzpunkts eines beliebigen, in den Partikeln verwendeten Polyesterharzes, in weiteren Ausführungsformen von etwa 5°C bis etwa 30°C höher als der Beginn des Schmelzpunktes eines beliebigen, in den Partikeln verwendeten Polyesterharzes. In Ausführungsformen kann die Temperatur für die Koaleszenz von etwa 40°C bis etwa 99°C, in Ausführungsformen von etwa 50°C bis etwa 95°C betragen. Höhere oder niedrigere Temperaturen können verwendet werden, wobei es sich versteht, dass die Temperatur von den verwendeten Harzen abhängt.
Die Koaleszenz kann auch unter Rühren durchgeführt werden, zum Beispiel mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 UpM bis etwa 1.000 UpM, in Ausführungsformen von etwa 100 UpM bis etwa 600 UpM. Die Koaleszenz kann über einen Zeitraum von etwa 1 Minute bis etwa 24 Stunden, in Ausführungsformen von etwa 5 Minuten bis etwa 10 Stunden durchgeführt werden.
Nach der Koaleszenz kann die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt werden, wie z. B. von etwa 20°C bis etwa 25°C. Das Kühlen kann je nach Wunsch rasch oder langsam erfolgen. Ein geeignetes Kühlverfahren kann die Einführung von kaltem Wasser in einen rund um den Reaktor befindlichen Mantel umfassen. Nach dem Kühlen können die Tonerpartikel gegebenenfalls mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet werden. Das Trocknen kann mittels jeglichen geeigneten Verfahrens zum Trocknen erfolgen, einschließlich zum Beispiel Gefriertrocknen.
In Ausführungsformen können Toner der vorliegenden Offenbarung als extrem niedrig schmelzende (ULM (ultra low melt) Toner verwendet werden. In Ausführungsformen können die trockenen Tonerpartikel der vorliegenden Offenbarung, abgesehen von äußeren Oberflächenzusatzstoffen, die folgenden Eigenschaften aufweisen:

◯ (1) Mittlerer Volumendurchmesser (auch als „volumengemittelter Partikeldurchmesser“ bezeichnet) von etwa 3 bis etwa 25 µm, in Ausführungsformen von etwa 4 bis etwa 15 µm, in weiteren Ausführungsformen von etwa 5 bis etwa 12 µm.
◯ (2) Zahlengemittelte geometrische Größenverteilung (GSD_n) und/oder volumengemittelte geometrische Größenverteilung (GSD_v) von etwa 1,05 bis etwa 1,55, in Ausführungsformen von etwa 1,1 bis etwa 1,4.
◯ (3) Rundheit von etwa 0,93 bis etwa 1, in Ausführungsformen von etwa 0,95 bis etwa 0,99 (gemessen, zum Beispiel, mittels eines Sysmex FPIA 2100-Analyzers).

Die Eigenschaften der Tonerpartikel können mittels einer beliebigen geeigneten Technik und einer beliebigen geeigneten Apparatur bestimmt werden. Volumengemittelter Partikeldurchmesser D_50v, GSD_v und GSD_n können mittels eines Messgeräts wie z. B. einem Beckman Coulter Multisizer 3 gemessen werden, der gemäß den Anweisungen des Herstellers betrieben wird. Eine typische Probennahme kann folgendermaßen erfolgen: Eine kleine Menge Tonerprobe, etwa 1 Gramm, können erhalten und durch ein 25-Mikrometer-Sieb filtriert, anschließend in eine isotonische Lösung gegeben werden, um eine Konzentration von etwa 10% zu erhalten, wobei die Probe dann in einem Beckman Coulter Multisizer 3 analysiert wird.
Zusatzstoffe
In Ausführungsformen können die Tonerpartikel auch weitere optionale Zusatzstoffe enthalten, je nach Wunsch oder Anforderung. Zum Beispiel können äußere Zusatzstoffpartikel, einschließlich Zusatzstoffe zur Fließhilfe, mit den Tonerpartikeln vermischt werden, wobei die Zusatzstoffe auf der Oberfläche der Tonerpartikel vorhanden sein können. Beispiele für diese Zusatzstoffe umfassen Metalloxide wie z. B. Titanoxid, Siliciumoxid, Zinnoxid, Mischungen davon und dergleichen; kolloidale und amorphe Kieselgele wie z. B. AEROSIL^®, Metallsalze und Metallsalze von Fettsäuren, einschließlich Zinkstearat, Magnesiumstearat und/oder Calciumstearat, Aluminiumoxide, Ceroxide, Titandioxid sowie Mischungen davon. In Ausführungsformen können diese Metalloxide und anderen Zusatzstoffe die Empfindlichkeit des Toners gegenüber relativer Feuchtigkeit (RH, relative humidity) sowie deren Fließ- und Blockierungseigenschaften verbessern. Diese Metalloxide können nanogroße, amorphe Partikel umfassen, die ebenfalls wichtige Funktionen beim Drucken aufweisen, wie z. B. das Ermöglichen der Entwicklung und dem Transfer von Toner auf das Substrat.
Im Allgemeinen kann Siliciumdioxid auf der Toneroberfläche für den Tonerfluss, eine Verbesserung der triboelektrischen Aufladung, für eine Steuerung der Vermischung, eine verbesserte Entwicklung und Transferstabilität sowie eine höhere Tonerblockierungstemperatur angewandt werden. TiO₂ kann zur Verbesserung der Stabilität bei relativer Feuchtigkeit (RH), der Steuerung der triboelektrischen Aufladung und für eine verbesserte Entwicklungs- und Transferstabilität angewandt werden. Zinkstearat, Calciumstearat und/oder Magnesiumstearat können gegebenenfalls auch als äußerer Zusatzstoff eingesetzt werden, um Schmiereigenschaften zu bieten, für die Entwicklerleitfähigkeit, für eine Verbesserung der triboelektrischen Aufladung, zum Ermöglichen einer höheren Toneraufladung und Ladungsstabilität durch Erhöhung der Anzahl von Kontakten zwischen Toner und Trägerpartikeln. In Ausführungsformen kann kommerziell erhältliches Zinkstearat, das als Zinc Stearate L bekannt ist, erhalten von der Ferro Corporation, verwendet werden. Die äußeren Oberflächenzusatzstoffe können mit oder ohne eine Beschichtung verwendet werden.
Jeder dieser äußeren Zusatzstoffe kann in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% des Toners, in Ausführungsformen von etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 3 Gew.% des Toners vorhanden sein. In Ausführungsformen können diese Toner zum Beispiel von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% Titandioxid, von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% Siliciumdioxid und von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% Zinkstearat umfassen.
Geeignete Zusatzstoffe umfassen solche, die in den US-Patenten US 3,590,000 A und US 6,214,507 B1 beschrieben sind.
Anwendungen
Toner gemäß der vorliegenden Offenbarung können in einer Vielzahl von bildgebenden Vorrichtungen, einschließlich Druckern, Kopiermaschinen und dergleichen, verwendet werden. Die gemäß der vorliegenden Offenbarung erzeugten Toner sind für Bildgebungsprozesse hervorragend geeignet, insbesondere für Xerographie-Prozesse, und können hochwertige Farbbilder mit ausgezeichneter Bildauflösung, gutem Signal-Rausch-Verhältnis und Bildhomogenität liefern. Darüber hinaus können die Toner der vorliegenden Offenbarung für elektrophotographische Bildgebungs- und Druckverfahren wie z. B. digitale Bildgebungssysteme und Verfahren ausgewählt werden.
Entwicklerzusammensetzungen können hergestellt werden, indem mittels der hier offenbarten Verfahren erhaltene Toner mit bekannten Trägerpartikeln, einschließlich beschichteten Trägern wie z. B. Stahl, Ferriten und dergleichen, vermischt werden. Solche Träger umfassen solche, die in den US-Patenten US 4,937,166 A und US 4,935,326 A beschrieben sind. Die Träger können von etwa 2 Gewichtsprozent des Toners bis etwa 8 Gewichtsprozent des Toners, von etwa 4 Gewichtsprozent bis etwa 6 Gewichtsprozent des Toners vorhanden sein. Die Trägerpartikel können auch einen Kern mit einer darüber liegenden Polymerbeschichtung, wie z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA) mit einer darin dispergierten leitfähigen Komponente wie leitfähigem Kohlenstoffschwarz, umfassen. Trägerbeschichtungen umfassen Silikonharze wie z. B. Methylsilsesquioxane, Fluorpolymere wie z. B. Polyvinylidienfluorid, Mischungen von Harzen, die in der triboelektrischen Reihe nicht besonders nah stehen, wie z. B. Polyvinylidienfluorid und Acryle, duroplastische Harze, wie z. B. Acryle, Kombinationen davon sowie weitere bekannte Komponenten.
Die Entwicklung kann über Entladungsflächenentwicklung auftreten. Beim Entladungsflächenentwickeln wird der Photorezeptor geladen und dann werden die zu entwickelnden Flächen entladen. Die Entwicklungsfelder und Tonerladungen sind so beschaffen, dass der Toner durch die geladenen Flächen auf dem Photorezeptor abgestoßen und von den entladenen Flächen angezogen wird. Dieser Entwicklungsprozess wird in Laserscannern verwendet.
Die Entwicklung kann durch den im US-Patent US 2,874,063 A beschriebenen Entwicklungsprozess mit Magnetbürste erreicht werden. Dieses Verfahren umfasst, dass ein Magnet den ein Entwicklermaterial enthaltenden Toner der vorliegenden Offenbarung sowie magnetische Trägerpartikel trägt. Das Magnetfeld des Magneten verursacht ein Ausrichten der magnetischen Träger in einer bürstenähnlichen Konfiguration und diese „magnetische Bürste“ wird mit der das elektrostatische Bild tragenden Oberfläche des Photorezeptors in Kontakt gebracht. Die Tonerpartikel werden von der Bürste mittels elektrostatischer Anziehung zum elektrostatischen Bild auf die entladenen Flächen des Photorezeptors gezogen und daraus resultiert die Entwicklung des Bildes. In Ausführungsformen wird ein leitfähiger Magnetbürstenprozess eingesetzt, bei dem der Entwickler leitfähige Trägerpartikel umfasst und einen elektrischen Strom zwischen dem vormagnetisierten Magneten durch die Ladungsträger zum Photorezeptor leiten kann.
Bildgebung
Mit den hier offenbarten Tonern sind auch bildgebende Verfahren vorgesehen. Solche Verfahren umfassen, zum Beispiel, einige der oben genannten Patente sowie die US-Patente US 4,265,990 A , US 4,584,253 A und US 4,563,408 A . Das Bildgebungsverfahren umfasst die Erzeugung eines Bildes in einem elektronischen Druck- und magnetischen Bildcharaktererkennungsgerät und die anschließende Entwicklung des Bildes mit einer Tonerzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung. Die Bildung und Entwicklung von Bildern auf der Oberfläche von photoleitfähigen Materialien durch elektrostatische Mittel ist wohlbekannt. Der grundlegende Xerographieprozess umfasst das Aufbringen einer gleichmäßigen Ladung auf einer photoleitfähigen, isolierenden Schicht, Exposition der Schicht gegenüber einem Licht- und Schattenbild, um die Ladung auf der Fläche der dem Licht ausgesetzten Schicht zu verteilen, und Entwickeln des resultierenden latenten elektrostatischen Bildes durch Abscheiden eines fein verteilten elektroskopischen Materials, zum Beispiel Toner, auf dem Bild. Der Toner wird normalerweise auf solchen Flächen der Schicht angezogen, die eine Ladung behalten haben, wodurch ein Tonerbild gebildet wird, das dem latenten, elektrostatischen Bild entspricht. Dieses Pulverbild kann dann auf eine Trägeroberfläche wie z. B. Papier übertragen werden. Das übertragene Bild kann anschließend mittels Hitze dauerhaft auf der Trägeroberfläche fixiert werden. Anstelle der Bildung des Latentbilds durch die gleichmäßige Aufladung der photoleitfähigen Schicht und anschließenden Exposition der Schicht gegenüber einem Licht- und Schattenbild, kann das latente Bild auch durch direkte Aufladung der Schicht in einer Bildkonfiguration gebildet werden. Anschließend kann das Pulverbild auf der photoleitfähigen Schicht fixiert werden, wodurch der Pulverbildtransfer beseitigt wird. Weitere geeignete Fixierungsmittel wie z. B. Lösungsmittel- oder Beschichtungsbehandlungen können den vorgenannten Heizfixierungsschritt ersetzen.
Die folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorgelegt. Diese Beispiele sollen nur darstellend sein; es ist keinesfalls beabsichtigt, den Bereich der vorliegenden Offenbarung einzuschränken. Des Weiteren beziehen sich alle Teile und Prozentangaben, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
BEISPIELE
BEISPIEL 1
Für den folgenden Phaseninversionsemulgierungs(PIE)-Prozess wird ein Reaktor mit 2 I Fassungsvermögen verwendet. Etwa 10 Gew.-% eines amorphen Polyesterharzes mit hohem Molekulargewicht, etwa 6,9 Gew.-% Methylethylketon (MEK) und etwa 1,5 Gew.-% 2-Propanol (IPA) werden zusammen mit 0,1 Gewichtsprozent Zink-tert-butylsalicylat, basierend auf dem Gesamtgewicht des amorphen Polyesters, in ein Reaktionsgefäß aus Glas gegeben, auf bis zu 45°C erhitzt und unter Rühren im Verlauf von 2 Stunden gelöst. Etwa 1 ml einer wässrigen 3,5 M Natriumhydroxid(NaOH)-Lösung wird anschließend tropfenweise zu dieser Harzlösung gegeben und die Kombination wird unter Rühren etwa 10 Minuten bei einer Temperatur von etwa 40°C stehen gelassen. Über einen Wärmetauscher wird deionisiertes Wasser (DIW) auf etwa 40°C erhitzt und mittels einer Dosierpumpe (d. h. einer Knauer-Pumpe) über einen Zeitraum von 2 Stunden zu dem neutralisierten Harz gegeben. Zu diesem Zeitpunkt können ungefähr 625 ppm eines Entschäumers, TEGO FOAMEX 830™, zum Reaktorzuführungseinlass gegeben werden, um während der Destillation die Schaumbildung zu steuern.
Die Temperatur des Reaktors wird dann auf etwa 55°C eingestellt und es wird langsam Vakuum an den Reaktor angelegt und nach 30 Minuten auf etwa 27 Hg erhöht.
Das Vakuum wird etwa 2 Stunden lang gehalten, um den Gehalt an MEK/IPA bis auf 20 ppm zu verringern. Die das eingebaute Zink-tert-butylsalicylat-Ladungskontrollmittel enthaltende Polyesteremulsion kann nun verwendet werden, um Partikel mittels des Emulsion-Aggregation(EA)-Verfahrens durch Einbau der das Zink-tert-butylsalicylat-Ladungskontrollmittel enthaltenden Polyesteremulsion sowohl in den Partikelkern als auch in die Schale oder nur in die Schale herzustellen.

Claims

Verfahren, umfassend: In-Kontakt-Bringen von mindestens einem Polyesterharz mit mindestens einem Ladungskontrollmittel und mindestens einem organischen Lösungsmittel zur Bildung einer Harzmischung, wobei sich das Ladungskontrollmittel von mindestens einem Metallkomplex einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylderivaten von Salicylsäure, Alkylderivaten von Benzoesäure, Alkylderivaten von Dicarbonsäurederivaten, Alkylderivaten von Oxynaphthoesäure, Alkylderivaten von Sulfonsäuren, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoaten, quartärem Phosphoniumtrihalozinkat sowie Kombinationen davon, ableitet; Erhitzen der Harzmischung auf eine gewünschte Temperatur; Zugabe eines basischen Neutralisierungsmittels in der Mischung; Zugabe von Wasser und gegebenenfalls eines lösenden Inversionsmittels zu der Mischung; und Entfernen des Lösungsmittels zur Bildung einer Emulsion, die den mindestens einen Polyester und das Ladungskontrollmittel in der dispergierten Phase umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Polyesterharz aus der Gruppe bestehend aus amorphen Harzen, kristallinen Harzen und Kombinationen davon ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das organische Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Estern, Ethern, Ketonen, Aminen sowie Kombinationen davon ausgewählt wird, in einer Menge von etwa 1 Gewichtsprozent bis etwa 100 Gewichtsprozent des Harzes; oder wobei das organische Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon sowie Kombinationen davon mit einem Siedepunkt von etwa 30°C bis etwa 120°C ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Harzmischung auf eine Temperatur von etwa 25°C bis etwa 90°C erhitzt wird und wobei das optionale lösende Inversionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon sowie Kombinationen davon ausgewählt wird; oder des Weiteren umfasst: In-Kontakt-Bringen der Emulsion mit mindestens einem Farbmittel, einem optionalen Wachs und einem optionalen Tensid, um Tonerpartikel zu bilden; und Gewinnung der Tonerpartikel.
Verfahren gemäß Anspruch 1 umfassend: In-Kontakt-Bringen von mindestens einem Polyesterharz, das mindestens ein Ladungskontrollmittel aufweist, das sich von mindestens einem Metallkomplex einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylderivaten von Salicylsäure, Alkylderivaten von Benzoesäure, Alkylderivaten von Dicarbonsäurederivaten, Alkylderivaten von Oxynaphthoesäure, Alkylderivaten von Sulfonsäuren, Dimethylsulfoxid, Polyhydroxyalkanoaten, quartärem Phosphoniumtrihalozinkat sowie Kombinationen davon, ableitet, und mindestens einem organischen Lösungsmittel, das aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Estern, Ethern, Ketonen, Aminen sowie Kombinationen davon ausgewählt wird, in einer Menge von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 90 Gewichtsprozent des Harzes, um eine Harzmischung zu bilden; Erhitzen der Mischung auf eine gewünschte Temperatur; Verdünnen der Mischung auf eine gewünschte Konzentration durch Zugabe von mindestens einem lösenden Inversionsmittel, um eine verdünnte Mischung zu bilden; Zugabe von Wasser zu der verdünnten Mischung, bis eine Phaseninversion auftritt, um eine phaseninvertierte Mischung zu bilden; Entfernen der Lösungsmittel aus der phaseninvertierten Mischung zur Bildung einer Emulsion, die den mindestens einen Polyester und das Ladungskontrollmittel in der dispergierten Phase umfasst; und Verwenden der Emulsion zur Bildung von Tonerpartikeln.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Emulsion eingesetzt wird, um einen Kern der Tonerpartikel zu bilden; oder wobei die Emulsion eingesetzt wird, um eine Schale der Tonerpartikel zu bilden; oder wobei das Polyesterharz aus der Gruppe bestehend aus amorphen Harzen, kristallinen Harzen und Kombinationen davon ausgewählt wird; oder wobei das organische Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon sowie Kombinationen davon mit einem Siedepunkt von etwa 30°C bis etwa 120°C ausgewählt wird; wobei die Harzmischung auf eine Temperatur von etwa 25°C bis etwa 90°C erhitzt wird, wobei das optionale lösende Inversionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Ethylacetat, Methylethylketon sowie Kombinationen davon ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 5, wobei das Metall des Metallkomplexes aus der Gruppe bestehend aus Zink, Aluminium, Mangan, Eisen, Calcium, Zirkonium, Aluminium, Chrom und Kombinationen davon ausgewählt wird, und das Alkylderivat aus der Gruppe bestehend aus Butyl, Methyl, tert-Butyl, Hexyl und Propyl und Kombinationen davon ausgewählt wird; und wobei das Ladungskontrollmittel gegebenenfalls einen Stabilisator mit einer Carbonsäurefunktionalität umfasst; oder wobei der Metallkomplex eines Alkylderivats der Salicylsäure aus der Gruppe bestehend aus Zinkkomplexen von 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, Mischungen von Hydroxyaluminium-bis[2-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzoat] und 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, einem Calciumkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, einem Zirkoniumkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure, einem Aluminiumkomplex der 3,5-Di-tert-butylsalicylsäure und Kombinationen davon ausgewählt wird.