DE102014207514B4

DE102014207514B4 - Polyester-tonerharz und tonerteilchen

Info

Publication number: DE102014207514B4
Application number: DE102014207514.9A
Authority: DE
Inventors: Ke Zhou; Guerino G. Sacripante; Marko D. Saban
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2034-04-19
Also published as: CA2847984A1; CN104130385A; DE102014207514A1; US20140322641A1; BR102014008246A2; CN104130385B; JP6333030B2; JP2014218658A; US9122180B2; CA2847984C

Abstract

Polyester-Tonerharz, umfassend:ein Gallussäurederivat als Verzweigungsmittel, wobei das Gallussäurederivat Gallussäuretetraol umfasst, welches von einer Reaktion von Gallussäure mit Ethylencarbonat abgeleitet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polyester-Tonerharze, umfassend ein Gallussäurederivat als Verzweigungsmittel, und Tonerteilchen, die das Tonerharz umfassen.
Aufgrund der zunehmenden Berücksichtigung der Umwelt besteht ein Interesse daran, geeignete biologisch abbaubare Reagenzien zu finden, um dadurch polymere Materialien und Reagenzien aus fossilen Brennstoffen zu ersetzen. Biobasierte Materialien sind erneuerbar, belasten die Umwelt nicht und weisen ein geringeres Gesundheitsrisiko auf. Es ist daher wünschenswert, einen Toner einzusetzen, der eine geringere negative Auswirkung auf die Umwelt hat.
US 2011/0 229 816 A1 betrifft ein Bindeharz für Toner, umfassend Kern/Hüllepartikel, welche einen Kern enthalten, umfassend einen kristallinen Polyester, erhalten durch Polykondensation einer Alkoholkomponente mit einem aliphatischen Diol mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und einer Carboxylsäurekomponente, welche eine aliphatische Dicarboxylsäureverbindung umfasst, welche 8 bis 12 Kohlenstoffatome hat, in einer Menge von 70 bis 100 mol%, sowie ein nicht-kristallines Harz.
JP 2011-107 339 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tonerbindeharzes, umfassend die Reaktion einer Alkoholkomponente mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und einer Carboxylsäurekomponente, umfassend mindestens eine ausgewählt aus einer aromatischen Dicarboxylsäurekomponente und einer aliphatischen Dicarboxylsäurekomponente mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Polymerisationskondensationsreaktion, um einen kristallinen Polyester zu erhalten.
US 2011/0 294 061 A1 betrifft kristalline Harze für Toner, umfassend ein Kompositharz, umfassend eine Polykondensationsharzkomponente, erhalten durch Polykondensation einer Alkoholkomponente, welche ein aliphatisches Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen umfasst, mit einer Carboxylsäurekomponente, umfassend eine aromatische Dicarboxylsäure, und eine auf Styrol basierende Harzkomponente, wobei die Alkoholkomponente das aliphatische Diol mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen in einer Menge von 70 mol% oder mehr umfasst, und wobei das kristalline Harz einen Wert von 0,6 bis 1,4 für den Erweichungspunkt/die endotherme Maximum-Peaktemperatur hat.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Polyesterharz, das ein Gallussäurederivat als Verzweigungsmitte umfasst, wobei das Gallussäurederivat Gallussäuretetraol umfasst, welches von einer Reaktion von Gallussäure mit Ethylencarbonat abgeleitet ist, zur Herstellung von Polyesterharzen für Toner für Bildgebungsvorrichtungen bereit.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Polyesterharz, das ein Gallussäurederivat als Verzweigungsmitte umfasst, wobei das Gallussäurederivat Gallussäuretetraol umfasst, welches von einer Reaktion von Gallussäure mit Ethylencarbonat abgeleitet ist, zur Herstellung von Tonerteilchen, Tonern, Entwicklern, welche die Tonerteilchen umfassen, Vorrichtungen, welche die Tonerteilchen oder die Entwickler umfassen, Bildgebungsvorrichtungen, welche die Entwickler umfassen, Komponenten von Bildgebungsvorrichtungen, welche die Entwickler umfassen, Systeme, welche solche Tonerteilchen oder Entwickler umfassen, und so weiter bereit.
Gallussäure, die in Eichenspezies, wie beispielsweise der Nordamerikanischen Weiß-Eiche und der Europäischen Rot-Eiche, vorkommt, wird als ein Polyol in Veresterungsreaktionen verwendet, um Polyesterpolymer zur Verwendung in Toner zu erzeugen. In Ausführungsformen kann Gallussäure funktionalisiert und umgewandelt werden, um zusätzliche Hydroxylgruppen zu tragen oder Hydroxylgruppen in einer anderen Konfiguration darzustellen, die einen Spacer zwischen dem Ring und der Hydroxylgruppe aufweist, wobei der Spacer ein Kohlenwasserstoff von variierender Komplexität sein kann, die zum Beispiel auf der Hydroxylierungsreaktion und dem verwendeten Reagens basiert. Gallussäure wird mit Glycerolcarbonat umgesetzt, um Gallussäuretetraol zu erzeugen, und dient als Verzweigungsmittel für ein wachsendes Polymer, wobei sich ein Zweig entwickeln oder eine Vernetzung stattfinden kann.
Die Hydroxylierung von Gallussäure kann unter Verwendung bekannter chemischer Hydroxylierungsreaktionen, wie beispielsweise der Verwendung von Glycerolcarbonat in Gegenwart von Kaliumcarbonat erreicht werden.
Sofern nicht anders angegeben, verstehen sich alle Zahlen, die Mengen und Bedingungen usw. ausdrücken, die in der Spezifikation und den Ansprüchen verwendet werden, in allen Fällen als durch den Begriff „etwa“ modifiziert. „Etwa“ soll eine Abweichung von maximal 10 % vom angegebenen Wert anzeigen. Die hierin ebenfalls verwendeten Begriffe „gleichwertig“, „ähnlich“, „im Wesentlichen“, „annähernd“ und „entsprechend“ oder grammatikalische Varianten davon weisen im Allgemeinen zulässige Definitionen auf oder sind zumindest so zu verstehen, dass sie die gleiche Bedeutung wie „etwa“ haben.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „biobasiert“ auf ein gewerbliches oder industrielles Produkt, das zur Gänze oder zu einem wesentlichen Teil (z. B. mindestens etwa 50 Gew.%, mindestens etwa 60 Gew.%, mindestens etwa 70 Gew.%, mindestens etwa 80 Gew.%, mindestens 90 Gew.%) aus biologischen Produkten oder erneuerbaren landwirtschaftlichen Materialien (einschließlich pflanzlicher, tierischer und Meeresmaterialien) oder forstwirtschaftlichen Materialien besteht. Im Allgemeinen ist ein biobasiertes Material biologisch abbaubar, das heißt im Wesentlichen oder vollständig biologisch abbaubar, wobei unter „im Wesentlichen“ zu verstehen ist, dass mehr als 50 %, mehr als 60 %, mehr als 70 % oder noch mehr des Materials vom ursprünglichen Molekül durch ein biologisches oder umweltfreundliches Mittel, wie beispielsweise die Wirkung von Bakterien, Tieren, Pflanzen und so weiter darauf, in einigen Tagen, in einigen Wochen, in einem Jahr oder mehr, aber im Allgemeinen nicht mehr als zwei Jahren, in eine andere Form abgebaut werden. Ein biobasiertes Element kommt außerdem im Allgemeinen in der Natur vor, das heißt, es wird durch eine Pflanze, ein Tier, eine Mikrobe und so weiter produziert oder kann daraus gewonnen werden. Ein in der Natur vorkommendes Element kann durch ein biologisches Element produziert werden, oder es kann daraus gewonnen werden. Ein in der Natur vorkommendes Element ist im Allgemeinen biologisch abbaubar. Wie hierin verwendet, ist ein „Polymer, das Gallussäure umfasst“ so zu verstehen, dass es ein Polymer umfasst, das aus Monomeren gebildet ist, die Gallussäure umfassen.
Bestimmte Verwendungen von „Gallussäure“ können sich auf alle Formen, die Gallussäure umfassen, oder Formen beziehen, die von Gallussäure abgeleitet sind, wie beispielsweise hydroxylierte Derivate. Im Allgemeinen betrifft dies Verwendungen, bei welchen Gallussäure als ein Sammelname zur Gehaltsdefinition verwendet wird. Demnach umfasst der Gallussäuregehalt eines Polymers die Gesamtmenge von Gallussäuren, substituierten Gallussäuren, Gallussäurederivaten und dergleichen im Polymer bezogen auf Gewicht, Mol und so weiter, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Eine „Polysäure“ ist ein Monomer zum Bilden eines Polyesterpolymers für Toner, das mindestens zwei reaktive Säuregruppen, wie beispielsweise eine Carbonsäuregruppe, mindestens drei Säuregruppen oder noch mehr umfasst. Infolgedessen umfasst eine Polysäure eine Disäure, eine Trisäure und so weiter. Eine Polysäure kann in der Natur vorkommen.
Ein „Polyol“ ist ein Monomer zum Bilden eines Polyesterpolymers für Toner, das mindestens zwei reaktive Hydroxylgruppen, wie beispielsweise einen Alkohol, mindestens drei Hydroxylgruppen oder noch mehr umfasst. Infolgedessen umfasst ein Polyol einen zweiwertigen Alkohol bzw. ein Diol, einen dreiwertigen Alkohol bzw. ein Triol und so weiter. Gallussäure und hydroxylierte Derivate davon sind Beispiele für ein Polyol.
Das Harz umfasst Gallussäure und ein Derivat davon als ein Monomer, und im Kontext eines Toners zur Verwendung bei bestimmten Bildgebungsvorrichtungen umfasst es ein Polyesterpolymer. Eine Zusammensetzung kann mehr als eine Form oder Art von Polymer, wie beispielsweise zwei oder mehr verschiedene Polymere, wie beispielsweise zwei oder mehr verschiedene Polyesterpolymere, die aus verschiedenen Monomeren bestehen, umfassen. Das Polymer kann ein alternierendes Copolymer, ein Blockcopolymer, ein Propfcopolymer, ein verzweigtes Copolymer, ein vernetztes Copolymer und so weiter sein. Ein Polymer kann mindestens etwa 5 % Gallussäure, mindestens etwa 10 % Gallussäure auf einer Molbasis, mindestens etwa 15 %, mindestens etwa 20 % Gallussäure, mindestens etwa 25 % oder mehr Gallussäure umfassen.
Es können bifunktionelle Reagenzien, trifunktionelle Reagenzien und so weiter verwendet werden. Ein oder mehr Reagenzien, die mindestens drei funktionelle Gruppen umfassen, werden in ein Polymer oder in einen Zweig eingemischt, um Verzweigung, Weiterverzweigung und/oder Vernetzung zu ermöglichen. Das Verzweigungsmittel umfasst ein Gallussäurederivat, das vier oder mehr Hydroxylgruppen umfasst. Das Verzweigungsmittel kann in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10 Mol%, von etwa 0,05 bis etwa 8 Mol%, von etwa 0,1 bis etwa 5 Mol% verwendet werden.
Es können ein, zwei oder mehr Polymere beim Bilden eines Toners oder Tonerteilchens verwendet werden. In Ausführungsformen, in welchen zwei oder mehr Polymere verwendet werden, können die Polymere in jedem geeigneten Verhältnis (z. B. Gewichtsverhältnis), wie zum Beispiel, etwa bei zwei verschiedenen Polymeren, je nach Designwahl von etwa 1 % (erstes Polymer/99 % (zweites Polymer) bis etwa 99 % (erstes Polymer)/1% (zweites Polymer), von etwa 10 % (erstes Polymer)/90 % (zweites Polymer) bis etwa 90 % (erstes Polymer)/10% (zweites Polymer) und so weiter sein. Ein Polymer, das in Kombination verwendet wird, kann Gallussäure umfassen.
Das bzw. die Polymer(e) kann/können unmittelbar nach der Koaleszenz, das heißt, bevor irgendwelche Oberflächenadditive auf das Tonerteilchen aufgetragen werden, in einer Menge von etwa 65 bis etwa 95 Gewichts-%, von etwa 75 bis etwa 85 Gewichts-% der Tonerteilchen auf einer Feststoffbasis vorhanden sein. Ein Gallussäure-Polymer kann mindestens etwa 5 Gew.%, mindestens etwa 10 Gew.%, mindestens etwa 15 Gew.%, mindestens etwa 20 Gew.%, mindestens etwa 25 Gew.% bezogen auf das Gewicht des Tonerteilchens umfassen.
Geeignete Polyesterharze umfassen zum Beispiel jene, welche sulfoniert, nicht sulfoniert, kristallin, amorph, Kombinationen davon und dergleichen sind. Die Polyesterharze können linear, verzweigt, vernetzt, Kombinationen davon und dergleichen sein.
Wenn eine Mischung verwendet wird, wie beispielsweise amorphe und kristalline Polyesterharze, kann das Verhältnis von kristallinem Polyesterharz zu amorphem Polyesterharz im Bereich von etwa 1:99 bis etwa 30:70, von etwa 5:95 bis etwa 25:75, von etwa 5:95 bis etwa 15:95 liegen.
Ein Polyesterharz kann synthetisch erhalten werden, zum Beispiel in einer Veresterungsreaktion, die ein Reagens, das Polysäuregruppen umfasst, und ein anderes Reagens einbezieht, das Gallussäure und optional mindestens ein zusätzliches Polyol umfasst. In Ausführungsformen umfasst das Alkoholreagens drei oder mehr Hydroxylgruppen, in Ausführungsformen vier oder mehr Hydroxylgruppen oder noch mehr. In Ausführungsformen umfasst die Polysäure drei oder mehr Carbonsäuregruppen, in Ausführungsformen vier oder mehr Carbonsäuregruppen oder noch mehr.
Beispiele für zusätzliche Polyole, die bei der Erzeugung eines amorphen Polyesterharzes 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, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol, Xylendimethanol, Cyclohexandiol, Diethylenglycol, Bis(2-hydroxyethyl)oxid, Dipropylenglycol, Dibutylenglycol und Kombinationen davon. Die Menge von Polyol kann variieren, und es kann zum Beispiel in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Mol% des Harzes, von etwa 42 bis etwa 55 Mol% des Harzes, von etwa 45 bis etwa 53 Mol% des Harzes vorhanden sein.
Beispiele für Polysäuren oder Polyester, die verwendet werden können, umfassen Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Fumarsäure, Trimellithsäure, Diethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Dimethylfumarat, Diethylmaleat, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure, Bernsteinsäure, Cyclohexansäure, Bernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäure, Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Dodecandisäure, Dimethylnaphthalendicarboxylat, Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat, Dimethylisophthalat, Diethylisophthalat, Dimethylphthalat, Phthalsäureanhydrid, Diethylphthalat, Dimethylsuccinat, Naphthalendicarbonsäure, Dimerdisäure, Dimethylfumarat, Dimethylmaleat, Dimethylglutarat, Dimethyladipat, Dimethyldodecylsuccinat und Kombinationen davon.
Polykondensationskatalysatoren, die beim Bilden des amorphen (oder kristallinen) Polyesterharzes verwendet werden können, umfassen Tetraalkyltitanate, Dialkylzinnoxide, wie beispielsweise Dibutylzinnoxid, Tetraalkylzinne, wie beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Dialkylzinnoxidhydroxide, wie beispielsweise Butylzinnoxidhydroxid, Aluminiumalkoxide, Alkylzink, Dialkylzink, Zinkoxid, Zinn(II)-oxid oder Kombinationen davon. Solche Katalysatoren können in Mengen von zum Beispiel etwa 0,01 Mol% bis etwa 5 Mol% bezogen auf das oder die Polysäure- oder Polyester-Ausgangsreagenzien verwendet werden, das/die zum Erzeugen des Polyesterharzes verwendet wird/werden.
Beispiele für amorphe Harze, welche verwendet werden können, umfassen alkalisulfonierte Polyesterharze, verzweigte alkalisulfonierte Polyesterharze, alkalisulfonierte Polyimidharze und verzweigte alkalisulfonierte Polyimidharze. In Ausführungsformen können alkalisulfonierte Polyesterharze, wie beispielsweise die Metall- oder Alkalisalze von Copoly(ethylenterephthalat)-copoly(ethylen-5-sulfoisophthalat), Copoly(propylenterephthalat)-copoly(propylen-5-sulfoisophthalat), Copoly(diethylenterephthalat)-copoly(diethylen-5-sulfoisophthalat), Copoly(propylendiethylenterephthalat)-copoly(propylendiethylen-5-sulfoisophthalat) und Copoly(propylenbutylenterephthalat)-copoly(propylenbutylen-5-sulfoisophthalat) verwendet werden, wobei das Alkalimetall zum Beispiel ein Natrium-, ein Lithium- oder ein Kaliumion ist.
Zum Bilden eines kristallinen Polyesterharzes umfassen geeignete Polyole aliphatische Polyole mit etwa 2 bis etwa 36 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise 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; alkalisulfo-aliphatische Diole, wie beispielsweise Natrium-2-sulfo-1,2-ethandiol, Lithium-2-sulfo-1,2-ethandiol, Kalium-2-sulfo-1,2-ethandiol, Natrium-2-sulfo-1,3-propandiol, Lithium-2-sulfo-1,3-propandiol, Kalium-2-sulfo-1,3-propandiol, Mischungen davon und dergleichen, einschließlich ihrer Strukturisomere.
Beispiele für Polysäure- oder Polyesterreagenzien zur Herstellung eines kristallinen Harzes umfassen Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalen-2,6-dicarbonsäure, Naphthalen-2,7-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure, Mesaconsäure, ein Polyester oder Anhydrid davon; eine alkalisulfo-organische Polysäure, wie beispielsweise das Natrium-, Lithium- oder Kaliumsalz von Dimethyl-5-sulfoisophthalat, Dialkyl-5-sulfoisophthalat-4-sulfo-1,8-naphthalsäureanhydrid, 4-Sulfophthalsäure, Dimethyl-4-sulfophthalat, Dialkyl-4-sulfophthalat, 4-Sulfophenyl-3,5-dicarbomethoxybenzen, 6-Sulfo-2-naphthyl-3,5-dicarbomethoxybenzen, Sulfoterephthalsäure, Dimethylsulfoterephthalat, 5-Sulfoisophthalsäure, Dialkylsulfoterephthalat, Sulfo-p-hydroxybenzoesäure, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanulfonat oder Mischungen davon. Die Polysäure kann in Ausführungsformen in einer Menge von zum Beispiel etwa 40 bis etwa 60 Mol%, von etwa 42 bis etwa 52 Mol%, zum Beispiel von etwa 45 bis etwa 50 Mol% ausgewählt sein. Optional kann eine zweite Polysäure in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Mol% des Harzes ausgewählt sein.
Spezifische kristalline Harze umfassen Poly(ethylenadipat), Poly(propylenadipat), Poly(butylenadipat), Poly(pentylenadipat), Poly(hexylenadipat), Poly(octylenadipat), Poly(ethylensuccinat), Poly(propylensuccinat), Poly(butylensuccinat), Poly(pentylensuccinat), Poly(hexylensuccinat), Poly(octylensuccinat), Poly(ethylensebacat), Poly(propylensebacat), Poly(butylensebacat), Poly(pentylensebacat), Poly(hexylensebacat), Poly(octylensebacat), Poly(decylensebacat), Poly(decylendecanoat), Poly(ethylendecanoat), Poly(ethylendodecanoat), Poly(nonylensebacat), Poly(nonylendecanoat), Copoly(ethylenfumarat)-copoly(ethylensebacat), Copoly(ethylenfumarat)-copoly(ethylendecanoat), Copoly(ethylenfumarat)-copoly(ethylendodecanoat), Copoly(2,2-dimethylpropan-1,3-diol-decanoat)-copoly(ethylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(propylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(hexylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(octylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(ethylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly (propylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(hexylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(octylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(ethylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(propylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(hexylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(octylensuccinat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(ethylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(propylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(hexylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(octylensebacat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(ethylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(propylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylenadipat), Alkali-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(hexylenadipatnonylendecanoat), Poly(octylenadipat) und so weiter, wobei Alkali ein Metall wie Natrium, Lithium oder Kalium ist. Beispiele für Polyamide umfassen Poly(ethylenadipamid), Poly(propylenadipamid), Poly(butylenadipamid), Poly(pentylenadipamid), Poly(hexylenadipamid), Poly(octylenadipamid), Poly(ethylensuccinamid) und Poly(propylensebecamid). Beispiele für Polyimide umfassen Poly(ethylenadipimid), Poly(propylenadipimid), Poly(butylenadipimid), Poly(pentylenadipimid), Poly(hexylenadipimid), Poly(octylenadipimid), Poly(ethylensuccinimid), Poly(propylensuccinimid) und Poly(butylensuccinim id).
Das kristalline Harz kann zum Beispiel in einer Menge von etwa 1 bis etwa 85 Gewichts-% der Tonerkomponenten, von etwa 2 bis etwa 50 Gewichts-% der Tonerkomponenten, von etwa 5 bis etwa 15 Gewichts-% der Tonerkomponenten vorhanden sein. Das kristalline Harz kann verschiedene Schmelzpunkte von zum Beispiel etwa 30°C bis etwa 120°C, von etwa 50°C bis etwa 90 °C, von etwa 60°C bis etwa 80 °C aufweisen. Das kristalline Harz kann eine zahlenmittlere relative Molekülmasse (M_n), wie durch Gelpermeationschromatografie (GPC) gemessen, von zum Beispiel etwa 1.000 bis etwa 50.000, von etwa 2.000 bis etwa 25.000, und eine gewichtsmittlere relative Molekülmasse (M_w), wie durch GPC bestimmt, von etwa 2.000 bis etwa 100.000, von etwa 3.000 bis etwa 80.000 aufweisen. Die Verteilung der relativen Molekülmassen (M_w/M_n oder PD oder PDI) des kristallinen Harzes kann zum Beispiel etwa 2 bis etwa 6, etwa 3 bis etwa 4 betragen.
Beispiele für andere geeignete Harze oder Polymere, welche beim Bilden eines Toners verwendet werden können, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Poly(styrol-Butadien), Poly(methylstyrol-Butadien), Poly(methylmethacrylat-Butadien), Poly(ethylmethacrylat-Butadien), Poly(propylmethacrylat-Butadien), Poly(butylmethacrylatbutadien), Poly(methylacrylat-Butadien), Poly(ethylacrylat-Butadien), Poly(propylacrylat-Butadien), Poly(butylacrylat-Butadien), Polystyrol-Isopren), Poly(methylstyrol-Isopren), Poly(methylmethacrylat-Isopren), Poly(ethylmethacrylat-Isopren), Poly(propylmethacrylat-Isopren), Poly(butylmethacrylat-Isopren), Poly(methylacrylat-Isopren), Poly(ethylacrylat-Isopren), Poly(propylacrylat-Isopren), Poly(butylacrylat-Isopren); Poly(styrol-Propylacrylat), Poly(styrol-Butylacrylat), Poly(styrol-Butadien-Acrylsäure), Poly(styrol-Butadien-Methacrylsäure), Poly(styrolButadien-Acrylonitril-Acrylsäure), Poly(styrol-Butylacrylat-Acrylsäure), Poly(styrol-Butylacrylat-Methacrylsäure), Poly(styrol-Butylacrylat-Acrylnitril), Poly(styrol-Butylacrylat-Acrylonitril-Acrylsäure) und Kombinationen davon. Bei dem Polymer kann es sich zum Beispiel um Block-, statistische oder alternierende Copolymere handeln.
Wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, können die Polysäure bzw. das Polyester und das Polyol, welches Gallussäure umfassen kann, im Allgemeinen miteinander, optional mit einem Katalysator, vermischt und bei einer erhöhten Temperatur, wie beispielsweise von etwa 180°C oder darüber, von etwa 190°C oder darüber, von etwa 200°C oder darüber und so weiter, inkubiert werden, was anaerob erfolgen kann, damit Veresterung unter Gleichgewicht stattfinden kann, welche im Allgemeinen Wasser oder einen Alkohol, wie beispielsweise Methanol, ergibt, der aus der Bildung der Esterbindungen bei Veresterungsreaktionen entsteht. Die Reaktion kann zur Förderung von Polymerisation unter Vakuum durchgeführt werden. Das Produkt wird durch Durchführen von bekannten Verfahren gesammelt und kann wiederum durch Durchführen von bekannten Verfahren getrocknet werden, um Teilchen zu ergeben.
Das Harz kann ein vernetzbares Harz sein. Ein vernetzbares Harz ist ein Harz, das zum Beispiel eine oder mehrere vernetzbare Gruppen, wie beispielsweise eine C=C-Bindung oder eine überstehende Gruppe oder Seitengruppe, wie beispielsweise eine Carbonsäuregruppe oder eine Hydroxylgruppe, umfasst. Das Harz kann zum Beispiel durch eine radikalische Polymerisation mit einem Initiator vernetzt werden.
Geeignete Initiatoren umfassen Peroxid- oder Azoverbindungen, Kombinationen davon und dergleichen. Die Menge Initiator, die verwendet wird, ist proportional zum Grad der Vernetzung und infolgedessen zum Gelgehalt des Polyestermaterials. Die Menge Initiator kann von zum Beispiel etwa 0,01 bis etwa 10 Gewichts-%, von etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichts-% des Polyesterharzes reichen.
Polyesterharze, die Gallussäure umfassen, zur Verwendung in einer Bildgebungsvorrichtung sind jene, die eine oder mehrere Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise eine T_g (Anfang) von etwa 90 ° C bis etwa 150°C, von etwa 100°C bis etwa 140 °C, von etwa 110°C bis etwa 130 °C; eine T_s von etwa 10°C bis etwa 120°C, von etwa 20°C bis etwa 110°C, von etwa 30°C bis etwa 100°C; einen Säurewert (AV für engl. acid value) von etwa 2 bis etwa 30, von etwa 3 bis etwa 25, von etwa 4 bis etwa 20; eine M_n von etwa 2000 bis etwa 100.000, von etwa 3000 bis etwa 90.000, von etwa 4000 bis etwa 80.000; eine PDI von etwa 2 bis etwa 8, von etwa 3 bis etwa 7, von etwa 4 bis etwa 6; und eine M_w von mindestens etwa 5000, mindestens etwa 15.000, mindestens etwa 20.000, mindestens etwa 100.000.
Es können Farbpigmente, wie beispielsweise Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Orange, Grün, Braun, Blau oder Mischungen davon verwendet werden. Das oder die zusätzlichen Pigmente können als wasserbasierte Pigmentdispersionen verwendet werden.
Das Farbmittel, zum Beispiel Kohleschwarz-, Cyan-, Magenta- und/oder Gelb-Farbmittel, kann, falls vorhanden, in einer Menge eingemischt sein, die ausreicht, um dem Toner die gewünschte Farbe zu verleihen. Pigment oder Farbstoff kann in einer Menge eingesetzt werden, die von etwa 2 Gew.% bis etwa 35 Gew.% der Tonerteilchen auf einer Feststoffbasis, von etwa 5 Gew.% bis etwa 25 Gew.%, von etwa 5 Gew.% bis etwa 15 Gew.% reicht.
In Ausführungsformen können Tonerzusammensetzungen in Dispersionen sein, die Tenside umfassen. Emulsions-/Aggregations (E/A)-Verfahren, wobei das Polymer und andere Komponenten des Toners in Kombination sind, können ein oder mehrere Tenside zum Bilden einer Emulsion einsetzen.
Es können ein, zwei oder mehr Tenside verwendet werden. Die Tenside können aus ionischen Tensiden und nichtionischen Tensiden oder Kombinationen davon ausgewählt sein. Der Begriff „ionische Tenside“ umfasst anionische Tenside und kationische Tenside.
Das Tensid oder die Tenside können in einer Menge von etwa 0,01 Gew.% bis etwa 5 Gew.% der Tonerbildungszusammensetzung, von etwa 0,75 Gew.% bis etwa 4 Gew.% der Tonerbildungszusammensetzung, von etwa 1 Gew.% bis etwa 3 Gew.% des Tonerbildungszusammensetzung verwendet werden.
Die Toner der vorliegenden Offenbarung können optional ein Wachs enthalten, das entweder ein einziger Typ von Wachs oder eine Mischung von zwei oder mehr verschiedenen Typen von Wachsen sein kann (im Folgenden als „Wachs“ bezeichnet).
Das Wachs kann mit der Harzbildungszusammensetzung zum Bilden von Tonerteilchen kombiniert werden. Falls enthalten, kann das Wachs in einer Menge von zum Beispiel etwa 1 Gewichtsprozent (Gew.%) bis etwa 25 Gew.% der Tonerteilchen, von etwa 5 Gew.% bis etwa 20 Gew.% der Tonerteilchen vorhanden sein.
Wachse, die ausgewählt werden können, umfassen Wachse, die zum Beispiel eine M_w von etwa 500 bis etwa 20.000, von etwa 1.000 bis etwa 10.000 aufweisen.
Ein Aggregationsfaktor kann ein anorganisches kationisches Koagulationsmittel sein, wie beispielsweise Polyaluminiumchlorid (PAC), Polyaluminiumsulfosilicat (PASS), Aluminiumsulfat, Zinksulfat, Magnesiumsulfat, Chloride von Magnesium, Calcium, Zink, Beryllium, Aluminium, Natrium und andere Metallhalogenide, einschließlich ein- und zweiwertiger Halogenide.
Der Aggregationsfaktor kann in einer Emulsion in einer Menge von zum Beispiel etwa 0 bis etwa 10 Gew.% oder etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.% des Gesamtfeststoffgehalts im Toner vorhanden sein.
In Ausführungsformen kann nach Abschluss der Aggregation ein Sequestriermittel oder ein Chelatbildner eingeführt werden, um ein metallkomplexbildendes Ion, wie beispielsweise Aluminium, aus dem Aggregationsprozess zu trennen oder zu extrahieren. Demnach können die Sequestriermittel, Chelatbildner und Komplexbildner, die nach dem Abschluss der Aggregation verwendet werden, eine organische Komplexbildungskomponente, wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Gluconal, Hydroxyl-2,2'iminodibernsteinsäure (HIDS), Dicarboxylmethylglutaminsäure (GLDA), Methylglycidyldiessigsäure (MGDA), Hydroxydiethyliminodiessigsäure (HIDA) und Mischungen davon umfassen.
In Ausführungsformen können die Tonerteilchen mit einem oder mehreren Additiven, wie beispielsweise Siliciumdioxid oder Silica (SiO₂), Titan(IV)-oxid oder Titandioxid (TiO₂) und/oder Ceroxid gemischt werden.
Die Tonerteilchen können durch jedes Verfahren innerhalb des technischen Gebiets der Fachleute hergestellt werden, zum Beispiel kann jedes der Emulsions-/Aggregationsverfahren mit dem Polyesterharz verwendet werden, das eine Gallussäure von Interesse umfasst. Es kann jedoch jedes geeignete Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen verwendet werden, einschließlich chemischer Prozesse, wie beispielsweise Suspensions- und Verkapselungsprozesse; durch herkömmliche Granulierverfahren, wie beispielsweise Strahlvermahlen; Pelletisieren von Materialplatten; andere mechanische Verfahren; jeden Prozess zur Herstellung von Nanoteilchen oder Mikroteilchen und so weiter, wenn ein Polyesterharz verwendet wird, das eine Gallussäure von Interesse umfasst.
In Ausführungsformen, die einen Emulgierungs-/Aggregationsprozess betreffen, kann ein Harz in einem Lösungsmittel aufgelöst und in ein Emulsionsmedium, zum Beispiel Wasser, wie beispielsweise deionisiertes Wasser, das optional ein Stabilisationsmittel und optional ein Tensid umfasst, gemischt werden. Beispiele für geeignete Stabilisationsmittel umfassen wasserlösliche Alkalimetallhydroxide; Alkalimetallcarbonate oder Mischungen davon. Wenn ein Stabilisationsmittel verwendet wird, kann das Stabilisationsmittel in Mengen von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 5 Gew.%, von etwa 0,5 Gew.% bis etwa 3 Gew.% des Harzes verwendet werden.
Der pH-Wert des resultierenden Gemisches kann mit einer Säure, wie beispielsweise Essigsäure, Salpetersäure oder dergleichen, angepasst werden. In Ausführungsformen kann der pH-Wert des Gemisches zwischen etwa 2 und etwa 4,5 eingestellt werden.
Nach der Herstellung des zuvor beschriebenen Gemisches ist es häufig wünschenswert, größere Teilchen oder Aggregate zu bilden. Dem Gemisch kann ein Aggregationsfaktor zugegeben werden. Geeignete Aggregationsfaktoren umfassen zum Beispiel wässrige Lösungen eines zweiwertigen Kations, eines mehrwertigen Kations oder einer Verbindung, welche dieselben umfasst.
Der Aggregationsfaktor kann dem Gemisch bei einer Temperatur zugegeben werden, die unter der Glasübergangstemperatur (T_g) des Harzes oder eines Polymers ist.
Der Aggregationsfaktor kann den Gemischkomponenten zum Bilden eines Toners in einer Menge von zum Beispiel etwa 0,1 Teilen pro Hundert (pph, parts per hundred) bis etwa 1 pph, von etwa 0,25 pph bis etwa 0,75 pph zugegeben werden.
Um die Aggregation der Teilchen zu steuern, kann der Aggregationsfaktor im Zeitablauf in das Gemisch dosiert werden.
Die Teilchen können sich aggregieren gelassen werden, bis eine vorbestimmte gewünschte Teilchengröße erreicht wird. Die Teilchengröße kann während des Wachstumsprozesses überwacht werden. Zum Beispiel können während des Wachstumsprozesses Proben entnommen und zum Beispiel mit einem COULTER COUNTER hinsichtlich der mittleren Teilchengröße analysiert werden. Die Aggregation kann auf diese Weise durch Halten des Gemisches zum Beispiel auf einer erhöhten Temperatur oder langsames Erhöhen der Temperatur von zum Beispiel etwa 40 °C auf etwa 100 °C und Halten des Gemisches bei dieser Temperatur für etwa 0,5 Stunden bis etwa 6 Stunden, von etwa 1 Stunde bis etwa 5 Stunden unter konstantem Rühren erfolgen, um die gewünschten aggregierten Teilchen bereitzustellen.
Sobald die gewünschte Endgröße der Tonerteilchen oder Aggregate erreicht ist, kann der pH des Gemisches mit einer Base auf einen Wert von etwa 6 bis etwa 10, von etwa 6,2 bis etwa 7 eingestellt werden. Die Einstellung des pH-Wertes kann zum Einfrieren, das heißt zum Stoppen, des Tonerwachstums verwendet werden. In Ausführungsformen kann EDTA zugegeben werden, um das Einstellen des pHs auf einen gewünschten Wert zu unterstützen.
Nach der Aggregation zur gewünschten Teilchengröße bei Bildung eines optionalen Mantels, wie hierin beschrieben, können die Teilchen dann koalesziert werden.
Die Charakteristiken der Tonerteilchen können durch jede geeignete Technik und Vorrichtung bestimmt werden. Der volumenmittlere Teilchendurchmesser und die geometrische Standardabweichung können unter Verwendung eines Messgeräts, wie beispielsweise eines Beckman Coulter MULTISIZER 3gemessen werden.
In Ausführungsformen kann nach der Aggregation und im Allgemeinen vor der Koaleszenz eine Harzbeschichtung auf die aggregierten Teilchen aufgetragen werden, um einen Mantel darüber zu bilden. Jedes Harz, das hierin beschrieben wird oder auf dem Fachgebiet bekannt ist, kann als der Mantel verwendet werden. In Ausführungsformen kann ein amorpher Polyesterharzlatex, wie hierin beschrieben, im Mantel enthalten sein.
Ein Mantelharz kann durch jedes Verfahren innerhalb des technischen Bereichs der Fachleute auf die aggregierten Teilchen aufgetragen werden.
Der Mantel kann in einer Menge von etwa 1 Gew.% bis etwa 80 Gew.% der Tonerkomponenten vorhanden sein. Ein Gallussäure-Polymer kann im Mantel verwendet werden und mindestens etwa 20 Gew.%, mindestens etwa 40 Gew.%, mindestens etwa 60 Gew.%, mindestens etwa 80 Gew.% oder mehr des Mantels umfassen.
Nach der Aggregation zu einer gewünschten Teilchengröße und dem Auftrag eines optionalen Mantels können die Teilchen dann zu einer gewünschten Endform, wie beispielsweise einer kreisrunden Form, koalesziert werden, um Unregelmäßigkeiten in Form und Größe zu korrigieren, was zum Beispiel durch Erwärmen des Gemisches auf eine Temperatur von etwa 45°C bis etwa 100°C, von etwa 55 °C bis etwa 99 °C, die bei oder über der T_g der Harze oder unter dem Schmelzpunkt des oder der Harze sein kann, die zum Bilden des Toners verwendet werden, und/oder Reduzieren des Rührens von zum Beispiel etwa 1000 U/min auf etwa 100 U/min, von etwa 800 U/min auf etwa 200 U/min erreicht werden kann. Koaleszenz kann über einen Zeitraum von etwa 0,01 bis etwa 9 Stunden, von etwa 0,1 bis etwa 4 Stunden durchgeführt werden.
Nach der Aggregation und/oder Koaleszenz kann das Gemisch auf Raumtemperatur (RT), von etwa 20°C bis etwa 25°C, abgekühlt werden. Nach dem Kühlen können die Tonerteilchen optional mit Wasser gewaschen und dann getrocknet werden.
Der Toner kann beliebige bekannte Ladungsadditive in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichts-%, von etwa 0,5 bis etwa 7 Gewichts-% des Toners umfassen. Beispiele für solche Ladungsadditive umfassen Alkylpyridiniumhalogenide, Bisulfate, Additive zur Erhöhung der negativen Ladung, wie beispielsweise Aluminiumkomplexe, und dergleichen.
Oberflächenadditive können zu den Tonerzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel nach dem Waschen oder Trocknen zugegeben werden. Beispiele für solche Oberflächenadditive umfassen eines oder mehrere von einem Metallsalz, einem Metallsalz einer Fettsäure, einem kolloidalen Siliciumdioxid, einem Metalloxid, einem Aluminiumoxid, einem Ceroxid, einem Strontiumtitanat, SiO₂, Mischungen davon und dergleichen.
Oberflächenadditive können in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.%, von etwa 0,5 bis etwa 7 Gew.% des Toners verwendet werden.
Der Glanz eines Toners kann durch die Menge des in einem Teilchen festgehaltenen Metallions, wie beispielsweise Al³⁺, beeinflusst werden. Die Menge des festgehaltenen Metallions kann durch die Zugabe eines Chelatbildners, wie beispielweise EDTA, weiter angepasst werden. In Ausführungsformen kann die Menge des festgehaltenen Katalysators, zum Beispiel Al³⁺, in Tonerteilchen der vorliegenden Offenbarung etwa 0,1 pph bis etwa 1 pph, etwa 0,25 pph bis etwa 0,8 pph betragen. Der Glanzgrad eines Toners der vorliegenden Offenbarung kann einen Glanz, wie durch Gardner-Glanzeinheiten (gu) gemessen, von etwa 20 gu bis etwa 100 gu, von etwa 50 gu bis etwa 95 gu, von etwa 60 gu bis etwa 90 gu aufweisen.
Toner der vorliegenden Offenbarung können außerdem ein Ausgangstonerladung-pro-Masse-Verhältnis (q/m) von etwa -5 µC/g bis etwa -90 µC/g und eine Endtonerladung nach dem Beimischen von Oberflächenadditiven von etwa -15 µC/g bis etwa -80 µC/g besitzen.
Die trockenen Tonerteilchen ohne externe Oberflächenadditive können Folgendes aufweisen: (1) einen volumenmittleren Durchmesser (auch als „volumenmittlerer Teilchendurchmesser“ bezeichnet) von etwa 2,5 bis etwa 20 µm, von etwa 2,75 bis etwa 10 µm, von etwa 3 bis etwa 7,5 µm; (2) eine zahlenmittlere geometrische Standardabweichung (GSD_n) und/oder volumenmittlere geometrische Standardabweichung (GSD_v) von etwa 1,18 bis etwa 1,30, von etwa 1,21 bis etwa 1,24; und (3) eine Rundheit von etwa 0,9 bis etwa 1,0 (zum Beispiel mit einem Sysmex FPIA 2100 Analysator gemessen), von etwa 0,95 bis etwa 0.985, von etwa 0,96 bis etwa 0,98.
Die auf diese Weise gebildeten Tonerteilchen können zu einer Entwicklerzusammensetzung formuliert werden. Zum Beispiel können die Tonerteilchen mit Trägerteilchen gemischt werden, um eine Zweikomponenten-Entwicklerzusammensetzung zu erhalten. Die Tonerkonzentration im Entwickler kann etwa 1 Gew.% bis etwa 25 Gew.% des Gesamtgewichts des Entwicklers, etwa 2 Gew.% bis etwa 15 Gew.% des Gesamtgewichts des Entwicklers betragen, wobei der Rest der Entwicklerzusammensetzung der Träger ist. Es können jedoch andere Toner- und Trägerprozentsätze verwendet werden, um eine Entwicklerzusammensetzung mit gewünschten Charakteristiken zu erhalten.
Beispiele für Trägerteilchen zum Mischen mit Toner umfassen jene Teilchen, die imstande sind, triboelektrisch eine Ladung von einer Polarität zu erhalten, die derjenigen der Tonerteilchen entgegengesetzt ist.
In Ausführungsformen können die Trägerteilchen einen Kern mit einer Beschichtung darauf umfassen, welche aus einem Polymer oder einer Mischung von Polymeren gebildet sein kann, die in der triboelektrischen Reihe nicht in unmittelbarer Nähe dazu sind, wie beispielsweise jene, die hierin gelehrt werden oder auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Toner und Entwickler können mit einer Anzahl von Vorrichtungen kombiniert werden, die von Einfassungen oder Behältnissen, wie beispielsweise einer Ampulle, einer Flasche, einem flexiblen Behälter, wie beispielsweise einer Tasche oder einer Packung, und so weiter bis zu Vorrichtungen reichen, die zu mehr als einer Aufbewahrungsfunktion dienen.
Die Tonerzusammensetzungen und Entwickler von Interesse können in Vorrichtungen integriert werden, die zum Beispiel zur Abgabe derselben für einen bestimmten Zweck, wie beispielsweise Erzeugen eines Bildes, vorgesehen sind.
Die Toner oder Entwickler können für elektrostatografische oder elektrofotografische Prozesse verwendet werden. In Ausführungsformen kann jeder bekannte Typ von Bildentwicklungssystem in einer Bildentwicklungsvorrichtung verwendet werden, einschließlich zum Beispiel Magnetbürstenentwicklung, Einzelkomponenten-Sprungentwicklung, hybrider Entwicklung ohne Spülung (HSD) und dergleichen. Diese und ähnliche Entwicklungssysteme fallen in den technischen Bereich der Fachleute.
Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.
Beispiel 1 Herstellung von Gallussäuretetraol
Gallussäure (170,1 Gramm), Ethylencarbonat (361 Gramm) und Kaliumcarbonat (1,4 Gramm) wurden gemischt und über einen Zeitraum von 6 Stunden auf 185 bis 190 °C erwärmt, um Gallussäuretetraol als eine viskose Flüssigkeit zu erzeugen.
Beispiel 2 Herstellung von Harz unter Verwendung von Gallussäuretetraol als Verzweigungsmittel
In einen Parr-Reaktor mit 1 Liter Fassungsvermögen, der mit einem mechanischen Rührer, einem Destillationsgerät und einem Ablassventil im Boden ausgestattet war, wurden hydriertes Bisphenol A (280g), Ethylencarbonat (33,6 g), Propylencarbonat (222,2 g) und Kaliumcarbonat (0,61 g) gefüllt. Das Gemisch wurde über einen Zeitraum von 3 Stunden auf 185 °C erwärmt und für weitere 3 Stunden auf 185 °C gehalten. Zu diesem Gemisch wurden Terephthalsäure (113,2), Dodecenylbernsteinsäureanhydrid (182,3), Gallussäuretetraol21 g und Fascat 4100 (1,2 g) zugegeben. Das Gemisch wurde über einen Zeitraum von 3 Stunden auf 235 °C erwärmt und auf 235 °C gehalten, bis ein Erweichungspunkt von 119,7 °C erreicht wurde. Das Harz wurde entladen und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Es stellte sich heraus, dass der End-Erweichungspunkt 119 °C betrug, wobei ein Säurewert, der 10,2 mg KOH/ g und eine Anfangs-T_g von 55 °C betrug.
Rheologische Untersuchungen ließen ein ähnliches Viskositätsprofil wie das eines ähnlichen Harzes erkennen, das mit den gleichen Reagenzien in den gleichen Mengen, aber mit Trimellithsäure anstelle von Gallussäuretetraol hergestellt war.
Beispiel 3 Herstellung von E/A-Toner
In einen Glasreaktor mit 2 Liter Fassungsvermögen, der mit einem Überkopfmischer ausgestattet war, wurden 115,77 g der Harzemulsion von Beispiel 2 (23,21 Gew.%), hergestellt durch Phasenumkehr-Emulgierung (PIE für engl. phase inversion emulsification) und mit einer Teilchengröße von 217,9 nm, 78,67 g einer amorphen Harzemulsion mit niedriger Mw (34,84 Gew.%), 20,65 g einer kristallinen Harzemulsion (35,60 Gew.%), 32,39 g Wachsdispersion (30,19 Gew.%) und 36,92 g Cyanpigment PB15:3 (17,21 Gew.%) gefüllt. Separat wurden 1,90 g Al₂(SO₄)₃ (27,85 Gew.%) unter Homogenisierung zugegeben. Das Gemisch wurde auf 37,9 °C erwärmt, um die Teilchen unter Rühren bei 300 U/min zu aggregieren. Die Teilchengröße wurde mit einem COULTER COUNTER überwacht, bis die Kernteilchen eine volumenmittlere Teilchengröße von 4,54 µm bei einer GSD_v von 1,23 erreichten, und dann wurden 63,94 Gramm der zuvor beschriebenen Gallussäure-Harzemulsion und 43,45 g einer amorphen Harzemulsion mit niedriger Mw als Mantelmaterial zugegeben, was zu Kern-Mantelstrukturierten Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 5,54 µm und einer GSD_v von 1,19 führte. Danach wurde der pH der Reaktionssuspension unter Verwendung von 4 Gew.% NaOH-Lösung, gefolgt von 8,15 g EDTA (39 Gew.%) auf 8,77 erhöht, um das Tonerwachstum einzufrieren. Nach dem Einfrieren wurde das Reaktionsgemisch auf 85 °C erwärmt, und der pH-Wert wurde zur Koaleszenz unter Verwendung einer Pufferlösung von Essigsäure/Natriumacetat (HAc/NaAc) mit einem pH von 5,7 auf 7,24 gesenkt. Der Toner wurde nach der Koaleszenz abgeschreckt, was zu einer Endgröße der Teilchen von 6,68 µm, einer GSD_v von 1,32 und einer GSD_n von 1,27 führte. Die Tonersuspension wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt, durch Sieben (25 mm), Filtrierung getrennt, worauf er gewaschen und gefriergetrocknet wurde.
Fixieruntersuchungen am Toner ließen eine MFT von 111 °C erkennen.
Es versteht sich von selbst, dass wünschenswerterweise verschiedene der zuvor offenbarten sowie andere Merkmale und Funktionen oder Alternativen dazu zu vielen verschiedenen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Außerdem können verschiedene gegenwärtig unvorhergesehene und unerwartete Alternativen, Modifikationen, Änderungen oder Verbesserungen daran nachträglich von Fachleuten vorgenommen werden, die ebenfalls in den Schutzrahmen der folgenden Ansprüche fallen sollen. Sofern nicht ausdrücklich in einem Anspruch erwähnt, sollten Schritte oder Komponenten von Ansprüchen nicht aus der Spezifikation oder irgendeinem anderen Anspruch im Hinblick auf bestimmte Reihenfolgen, Anzahlen, Positionen, Formen, Winkel, Farben oder Materialien vorausgesetzt oder eingeführt werden.

Claims

Polyester-Tonerharz, umfassend: ein Gallussäurederivat als Verzweigungsmittel, wobei das Gallussäurederivat Gallussäuretetraol umfasst, welches von einer Reaktion von Gallussäure mit Ethylencarbonat abgeleitet ist.
Tonerteilchen, umfassend das Polyester-Tonerharz nach Anspruch 1.
Tonerteilchen nach Anspruch 2, ferner umfassend ein amorphes Polyesterharz, ein kristallines Polyesterharz oder beides.
Tonerteilchen nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Wachs oder ein Farbmittel, oder eine Kombination eines Wachses und eines Farbmittels.
Tonerteilchen nach Anspruch 2, umfassend einen Mantel.