DE102014220716A1

DE102014220716A1 - Toner bestehend aus einem nachhaltigen Polyesterharz

Info

Publication number: DE102014220716A1
Application number: DE201410220716
Authority: DE
Inventors: Ke Zhou; Guerino G. Sacripante; Edward G. Zwartz; Cuong Vong; Richard P.N. Veregin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2015-04-23
Also published as: BR102014025052A2; JP2015081348A; MX367514B; JP6333146B2; CA2867715C; US20150111146A1; CA2867715A1; MX2014012105A; US9360782B2

Abstract

Die Offenbarung beschreibt ein Ein-Reaktor-Verfahren zur Herstellung eines biobasierten Polyesterharzes. Das resultierende Polyesterharz behält die thermischen Eigenschaften bei, verglichen mit einem ähnlichen Harz, das jedoch in vorherigen mehrstufigen Verfahren in verschiedenen Behältnissen hergestellt wurde.

Description

Die große Mehrheit polymerischer Materialien basiert auf der Förderung und Verarbeitung fossiler Energieträger, einer begrenzten Ressource, was zu einer Anhäufung nicht abbaubarer Materialien in der Umwelt führen könnte. Kürzlich schlug die USDA vor, dass alle Toner/Tinten eine Komponente biologischen Ursprungs (oder eine nachhaltige Komponente) von mindestens 20% enthalten sollen. Obwohl Harze biologischen Ursprungs entwickelt werden, bleibt die Integration solcher Reagenzien in Toner und Tinten ungelöst. (Die Begriffe „Harz biologischen Ursprungs”, „biobasiertes Harz” und „nachhaltiges Harz” werden austauschbar verwendet und sollen darauf hinweisen, dass das Harz oder Polyesterharz aus Materialien oder Reagenzien abgeleitet oder erhalten wird, die aus natürlichen Quellen erhalten werden, im Gegensatz zu Materialien oder Monomeren, die aus Petrochemikalien oder petroleumbasierten Quellen erhalten werden.)
Ein Harz biologischen Ursprungs, das in Tonern verwendet werden kann und in einem Ein-Topf-Verfahren, das Komplexität, Materialien und Bearbeitungszeit reduziert, hergestellt wird, wird beschrieben.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Ein-Topf-Verfahren zur Herstellung eines nachhaltigen Harzes, das Bearbeitungszeit, Materialien und Kosten insgesamt reduziert. Reagenzien werden einem Reaktor unter Bedingungen zugeführt, die sequentielle Kondensationsreaktionen ermöglichen, die das nachhaltige Polyester entstehen lassen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein vereinfachtes Verfahren bereit, indem ein preiswerteres cyclisches Alkenglycol, beispielsweise Glycerincarbonat, verwendet wird, um ein erstes Kolophoniumdiol herzustellen. Das entstandene Kolophoniumdiol unterscheidet sich vom obigen Kolophoniumdiol dadurch, dass es nur einen Kolophoniumrest enthält. Die Reaktion ist im folgenden Schema (B) dargestellt.
B
Das Kolophoniumdiol wird dann mit einer Mischung aus Terephthalsäure, Neopentylglycol, Succinylsäure und Dipropylenglycol/Tripropylenglycol umgesetzt, wie in Reaktionsschema C dargestellt.
Es wird ein Verfahren offenbart zur Herstellung eines biobasierten Polyesterpolymers in einem einzigen Reaktor, das die folgenden Schritte beinhaltet: Herstellung eines Kolophoniumdiols aus den Reaktionsprodukten der Umsetzung einer Kolophoniumsäure mit einem cyclischen Alkenglycol; Umsetzung des Kolophoniumdiols mit Neopentylglycol, einer aromatischen Dicarbonsäure, Succinylsäure und einem Polyalkoxyglycol in dem Reaktor zur Bildung des Polyesterpolymers und Gewinnung des Polyesterpolymers, wobei das Verfahren bei Atmosphärendruck ausgeführt wird.
Sofern nicht anders angegeben, verstehen sich alle Zahlen, die Mengen und Bedingungen usw. ausdrücken und in der Beschreibung 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. Wie ebenfalls hierin verwendet, haben die Begriffe „gleichwertig”, „ähnlich”, „im Wesentlichen”, „wesentlich”, „annähernd” und „entsprechend”, oder grammatische Variationen davon, im Allgemeinen akzeptable Definitionen oder sind zumindest so zu verstehen, dass sie die gleiche Bedeutung wie „etwa” haben.
Wie hierin verwendet, wird ein Polymer durch das (die) Monomer(e) definiert, aus dem(denen) das Polymer hergestellt ist. Während zum Beispiel in einem Polymer eine Terephthalsäure per se nicht existiert, soll, wie hierin verwendet, das Polymer eine Terephthalsäure umfassen. So kann ein Biopolymer, das durch das hierin offenbarte Ein-Topf-Verfahren hergestellt wird, Terephthalat/Terephthalsäure, Succinylsäure und Dihydroabietinsäure umfassen. Es lässt sich auch sagen, dass dieses Biopolymer Neopentylglycol umfasst, da dieses Diol mit der Terephthalat/Terephthalsäure und Succinylsäure verwendet wird. Zusätzlich lässt sich auch sagen, dass dieses Biopolymer Di- oder Tripropylenglycol umfasst, da dieses Glycol auch verwendet wird.
Wie hierin verwendet, verweisen „biobasiert” oder die Verwendung der Präfix „bio-” auf ein Reagenz oder ein Produkt, das im Ganzen oder teilweise aus einem biologischen Produkt, einschließlich pflanzlicher, tierischer oder mariner Materialien oder Derivaten davon, besteht. Im Allgemeinen ist ein biobasiertes Material oder Biomaterial biologisch abbaubar, d. h. im Wesentlichen oder vollständig biologisch abbaubar, wobei im Wesentlichen bedeutet, dass mehr als 50%, mehr als 60%, mehr als 70% oder mehr des Materials vom ursprünglichen Molekül zu einer anderen Form durch einen biologischen Mechanismus oder einen Umweltmechanismus abgebaut wird, beispielsweise durch die Einwirkung von Bakterien, Tieren, Pflanzen, Licht, Temperatur, Sauerstoff usw. innerhalb von Tagen, Wochen, einem Jahr oder länger, im Allgemeinen aber nicht länger als zwei Jahren. Ein „Bioharz” ist ein Harz, beispielsweise ein Polyester, das im Ganzen oder teilweise aus einem biobasierten Material besteht oder eines enthält, beispielsweise ein Polyglycol, beispielsweise Polyethylenglycol und eine Dicarbonsäure. Demnach können die Reagenzien eine Biopolysäure und ein Biopolyol sein. Solch ein Harz kann als „nachhaltig” bezeichnet werden.
Wie hierin verwendet, soll ein „Kolophonium” oder „Kolophoniumprodukt” ein Kolophonium, eine Kolophoniumsäure, ein Kolophoniumester usw. und ein Kolophoniumderivat umfassen, das ein Kolophonium ist, das behandelt ist, um z. B. mehrere Alkoholgruppen zu umfassen. Kolophonium ist eine Mischung aus mindestens acht Monocarbonsäuren. Abietinsäure kann eine primäre Spezies sein, und die anderen sieben Säuren sind Isomere davon. Wegen der Zusammensetzung eines Kolophoniums wird oftmals das Synonym „Kolophoniumsäure” benutzt, um verschiedene von Kolophonium abgeleitete Produkte zu beschreiben. Wie bekannt, ist Kolophonium kein Polymer, aber im Wesentlichen eine variierende Mischung der acht Carbonsäurespezies. Wie auf dem Gebiet bekannt, umfasst ein Kolophoniumprodukt ein chemisch modifiziertes Kolophonium, beispielsweise teilweise oder vollständig hydrierte Kolophoniumsäuren, teilweise oder vollständig dimerisierte Kolophoniumsäuren, veresterte Kolophoniumsäuren, funktionalisierte Kolophoniumsäuren oder Kombinationen davon. Kolophonium ist in mehreren Formen kommerziell erhältlich, beispielsweise als eine Kolophoniumsäure, als ein Kolophoniumester usw. Kolophoniumsäuren, Kolophoniumester und dimerisiertes Kolophonium sind beispielsweise von Eastman Chemicals unter den Produktlinien POLY-PALE^TM, DYMEREX^TM, STAYBELITE-E^TM, FORAL^TM Ax-E, LEWISOL^TM und PENTALYN^TM erhältlich, von Arizona Chemicals unter den Produktlinien SYLVALITE^TM und SYLVATAC^TM, und von Arakawa-USA unter den Produktlinien Pensel und Hypal.
Die offenbarten Reaktionen führen teilweise zu Kolophoniumdiolen, die Folgendes einschließen, aber nicht darauf beschränkt sind: Abietindiol, Abietinmonoglycerat, Palustrindiol, Palustrinmonoglycerat, Dehydroabietindiol, Dehydroabietinmonoglycerat, Neoabietindiol, Neoabietinmonoglycerat, Levopimarindiol, Levopimarinmonoglycerat, Pimarindiol, Pimarinmonoglycerat, Sandaracopimarindiol, Sandaracopimarinmonoglycerat, Isopimarindiol, Isopimarinmonoglycerat, hydriertes Abietindiol, hydriertes Palustrindiol, hydriertes Dehydroabietindiol, hydriertes Neoabietindiol, hydriertes Levopimarindiol, hydriertes Pimarindiol, hydriertes Sandaracopimarindiol und hydriertes Isopimarindiol.
So kann z. B. eine Kolophoniumsäure mit einem Polyol umgesetzt werden, das sich mit der Carbonsäuregruppe einer Kolophoniumsäure verbindet, um ein zusammengesetztes Molekül, ein Kolophoniumester, zu bilden. Solch eine Reaktion ist aus dem Stand der Technik bekannt und ist mit den hierin offenbarten Ein-Topf-Reaktionsbedingungen zur Herstellung eines Bioharzes kompatibel. Zur Bildung des Kolophoniumesters kann der Reaktionsmischung ein Katalysator beigefügt werden. Geeignete Katalysatoren umfassen Organoamine, wie z. B. Ethylamin, Butylamin, Propylamin; Arylamine, wie z. B. Imidazol, 2-Methylimidazol, Pyridin, Dimethylaminopyridin; Organoammoniumhalide, wie z. B. Trimethylammoniumchlorid, Triethylammoniumchlorid, Tributylammoniumchlorid, Trimethylammoniumbromid, Triethylammoniumbromid, Tributylammoniumbromid, Trimethylammoniumiodid, Triethylammoniumiodid, Tributylammoniumiodid, Tetraethylammoniumchlorid, Tetraethylammoniumbromid, Tetraethylammoniumiodid, Tetrabutylammoniumchlorid, Tetrabutylammoniumbromid, Tetrabutylammoniumiodid; Organophosphine, wie z. B. Triphenylphosphin; Organophosphoniumhalide, Tetraethylphosphoniumchlorid, Tetraethylphosphoniumbromid, Tetraethylphosphoniumiodid, Tetrabutylphosphoniumchlorid, Tetrabutylphosphoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumiodid, usw. Die Reaktion kann bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden, beispielsweise von etwa 100°C bis etwa 200°C, von etwa 105°C bis etwa 175°C, von etwa 110°C bis etwa 170°C usw., wobei Temperaturen außerhalb dieser Bereiche als eine Wahl der Ausgestaltung verwendet werden können.
Der Biopolyester von Interesse wird allein verwendet oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen bekannten Harz(en), der (die) in Tonern verwendet wird (werden).
Zusätzlich zu einem Biopolyester von Interesse kann (können) ein, zwei oder mehrere Polymer zur Bildung eines Toners oder Tonerpartikels verwendet werden. Wenn zwei oder mehrere Polymere verwendet werden, können die Polymere in einem beliebigen geeigneten Verhältnis (z. B. Gewichtsverhältnis) vorliegen, beispielsweise bei zwei verschiedenen Polymeren von etwa 1% (erstes Biopolymer)/99% (zweites Polymer) bis etwa 99% (erstes Biopolymer)/1% (zweites Polymer) als eine Wahl der Ausgestaltung. Beispielsweise kann ein Toner zwei Formen amorpher Polyesterharze umfassen, von denen eines ein Biopolymer von Interesse und ein kristallines Harz in relativen Mengen als eine Wahl der Ausgestaltung ist.
Das Biopolymer kann in einer Menge von etwa 25 bis etwa 95 Gewichtsprozent, von etwa 35 bis etwa 85 Gewichtsprozent von Tonerpartikeln auf Feststoffbasis vorliegen.
Wenn eine Mischung aus beispielsweise amorphen und kristallinen Polyesterharzen verwendet wird, kann das Verhältnis von kristallinem Polyesterharz zu amorphem Polyesterharz im Bereich von etwa 1:99 bis etwa 30:70 liegen.
Ein Polyesterharz kann auf synthetischem Wege gewonnen werden, beispielsweise durch eine Veresterungsreaktion zwischen einem Reagenz, das eine Carbonsäure- oder -estergruppe beinhaltet und einem anderen Reagenz, das ein Alkohol umfasst. In Ausführungsformen umfasst das Alkoholreagenz zwei oder mehrere Hydroxylgruppen. In Ausführungsformen umfasst die Säure zwei oder mehrere Carbonsäure- oder -estergruppen. Reagenzien, die drei oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, ermöglichen, fördern oder ermöglichen und fördern Polymerverzweigung und Vernetzung.
Beispiele von Polysäuren oder Polyestern, die eine Biosäure oder ein Bioester sein können und für die Herstellung eines amorphen Polyesterharzes verwendet werden können, schließen Folgendes mit ein: Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Fumarsäure, Trimellitsäure, Diethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Dimethylfumarat, Diethylmaleat, Maleinsäure, Succinylsäure, Itaconsäure, Cyclohexansäure, Succinylsäureanhydrid, Dodecylsuccinylsäure, Dodecylsuccinylsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Dodecandisäure, Dimethylnaphthalindicarboxylat, Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat, Dimethylisophthalat, Diethylisophthalat, Dimethylphthalat, Phthalsäureanhydrid, Diethylphthalat, Dimethylsuccinat, Naphthalendicarbonsäure, Dimerdisäure, Dimethylfumarat, Dimethylmaleat, Dimethylglutarat, Dimethyladipat, Dimethyldodecylsuccinat und Kombinationen davon. Das Polysäure- oder Polyester-Reagenz kann beispielsweise in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Mol-% des Harzes vorliegen, unabhängig von der Anzahl von Spezies von verwendeten Säure- oder Estermonomeren.
Beispiele von Polyolen, die zur Herstellung eines amorphen Polyesterharzes verwendet werden können, schließen Folgendes mit ein: 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, 2,2-Dimethylpropandiol, 2,2,3-Trimethylhexandiol, Dodecandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol, Heptandiol, Xylendimethanol, Cyclohexandiol, Diethylenglycol, bis(2-Hydroxyethyl)oxid, Dipropylenglycol, Dibutylenglycol und Kombinationen davon. Die Menge des Polyols kann variieren und beispielswiese in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Mol-% des Harzes vorliegen.
Zur Bildung eines kristallinen Polyesterharzes schließen geeignete Polyole Folgendes mit ein: aliphatische Polyole 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; alkalische sulfo-aliphatische Diole, wie z. B. 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 und Mischungen davon und dergleichen, einschließlich Strukturisomere davon. Das aliphatische Polyol kann beispielsweise in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Mol-% ausgewählt werden.
Beispiele von Polysäure- oder Polyester-Reagenzien zur Herstellung eines kristallinen Harzes schließen Folgendes mit ein: Oxalsäure, Succinylsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Naphthalin-2,7-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure (manchmal hierin in Ausführungsformen als Cyclohexandisäure bezeichnet), Malonsäure und Mesaconsäure, ein Polyester oder Anhydrid davon. Die Polysäure kann in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Mol-% ausgewählt werden.
Das kristalline Harz kann beispielsweise in einer Menge von etwa 1 bis etwa 85 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten vorliegen. Das kristalline Harz kann verschiedene Schmelzpunkte haben, beispielsweise von etwa 30°C bis etwa 120°C. Das kristalline Harz kann eine zahlengemittelte Molmasse (M_n), wie durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gemessen, beispielsweise von etwa 1.000 bis etwa 50.000 und eine gewichtsgemittelte Molmasse (M_w) beispielsweise von etwa 2.000 bis etwa 100.000, wie durch GPC bestimmt, haben. Die Molmassenverteilung (M_w/M_n) des kristallinen Harzes kann beispielsweise etwa 2 bis etwa 6 betragen.
Kondensations-Katalysatoren können in der Polyester-Reaktion verwendet werden und umfassen Tetraalkyltitanate, Dialkylzinnoxide, Zinntetraalkyle, Dialkylzinnoxid-Hydroxide, Aluminiumalkoxide, Alkylzink oder Kombinationen davon.
Solche Katalysatoren können in einer Menge von beispielsweise etwa 0,01 Mol-% bis etwa 5 Mol-% verwendet werden, bezogen auf die Menge des Ausgangs-Polysäure-, Ausgangs-Polyol- oder Ausgangs-Polyester-Reagenzes in der Reaktionsmischung.
Wie allgemein aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden die Polysäure-/Polyester- und Polyol-Reagenzien zusammengemischt, optional mit einem Katalysator, und bei erhöhter Temperatur inkubiert, beispielsweise von etwa 130°C oder mehr, bis ein Gleichgewicht der Esterifizierung erreicht ist, wobei im Allgemeinen Wasser oder ein Alkohol, beispielsweise Methanol, entsteht, das durch die Bildung der Esterbindungen in Esterifizierungsreaktionen anfällt. Die Reaktion kann unter Vakuum durchgeführt werden.
Es können Verzweigungsmittel verwendet werden, die beispielsweise Folgendes mit einschließen: eine multivalente Polysäure, Säureanhydride davon, Niederalkylester davon, usw. Das Verzweigungsmittel kann in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10 Mol-% des Harzes verwendet werden.
Eine Ein-Topf-Reaktion zur Herstellung eines Biopolyesterharzes, das sich für die Verwendung in einem bildgebenden Toner eignet, wird hierin offenbart. Ein Biopolyesterharz wird hergestellt und zu einem Polymer-Reagenz verarbeitet, das getrocknet werden kann und zu fließfähigen Partikeln, beispielsweise einem Pellet, einem Pulver und dergleichen geformt werden kann. Das Polymer-Reagenz kann dann beispielsweise mit anderen Reagenzien inkorporiert werden, die sich zur Herstellung eines Tonerpartikels eignen, beispielsweise einem Farbmittel und/oder einem Wachs, und in bekannter Weise verarbeitet werden, um Tonerpartikel herzustellen.
Polyesterharze, die sich für die Verwendung in einem bildgebenden Gerät eignen, können eine oder mehrere Eigenschaft(en) aufweisen, beispielsweise eine Temperatur T_g (Anfang) von mindestens etwa 40°C; eine Temperatur T_s von mindestens etwa 110°C; eine Säurezahl (AV) von mindestens etwa 10; und eine Molmasse M_w von mindestens etwa 5000.
Farbige Pigmente, wie z. B. Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Orange, Grün, Braun, Blau oder Mischungen davon, können verwendet werden.
Das Farbmittel, beispielsweise Ruß, Cyan, Magenta und/oder Gelb, kann in einer ausreichenden Menge inkorporiert werden, um dem Toner die gewünschte Farbe zu verleihen. Im Allgemeinen können Pigmente oder Farbstoffe in einer Menge von 0 bis etwa 35 Gewichtsprozent der Tonerpartikel auf Feststoffbasis verwendet werden.
Es kann mehr als ein Farbmittel in einem Tonerpartikel enthalten sein.
a.
Tonerzusammensetzungen oder Reagenzien dafür können in Dispersionen einschließlich eines Tensids vorliegen. In Emulsion-Aggregation-Verfahren, wobei das Polymer und andere Komponenten des Toners in einer Kombination vorliegen, können ein oder mehrere Tensid(e) verwendet werden, um eine Emulsion zu bilden.
Es kann(können) ein, zwei oder mehrere Tensid(e) verwendet werden. Die Tenside können aus ionischen und nicht-ionischen Tensiden oder Kombinationen davon ausgewählt werden. Der Begriff „ionische Tenside” umfasst anionische Tenside und kationische Tenside.
In Ausführungsformen kann das Tensid oder die Gesamtmenge an Tensiden in einer Menge von etwa 0.01 bis etwa 5 Gewichtsprozent der tonerbildenden Zusammensetzung verwendet werden.
Die Toner der vorliegenden Offenbarung können optional ein Wachs enthalten, das entweder eine einzige Wachssorte oder eine Mischung von zwei oder mehreren Wachssorten sein kann (nachfolgend als „ein Wachs” identifiziert).
Das Wachs kann mit der harzbildenden Zusammensetzung kombiniert werden, um Tonerpartikel zu bilden. Wenn es mit eingeschlossen ist, kann das Wachs in einer Menge von beispielsweise etwa 1 bis etwa 25 Gewichtsprozent der Tonerpartikel vorliegen.
Wachse, die ausgewählt werden können, schließen Wachse mit ein, die beispielsweise eine gewichtsgemittelte Molmasse von etwa 500 bis etwa 20.000, in Ausführungsformen von etwa 1.000 bis etwa 10.000, aufweisen.
Es kann ein Aggregationsfaktor (oder Koagulans) verwendet werden, um das Wachstum der naszierenden Tonerpartikel zu fördern, und dies(er) kann ein anorganisches kationisches Koagulans sein, beispielsweise Polyaluminiumchlorid (PAC), Polyaluminiumsulfosilikat, (PASS), Aluminiumsulfat, Zinksulfat, Magnesiumsulfat, Magnesiumchloride, Calciumchloride, Zinkchloride, Berylliumchloride, Aluminiumchloride, Natriumchloride, andere Metallhalide, einschließlich einwertiger und zweiwertiger Halide.
Der Aggregationsfaktor kann in einer Emulsion in einer Menge von beispielsweise etwa 0 bis etwa 10 Gewichtsprozent vorliegen.
In Ausführungsformen kann ein Sequestriermittel oder Chelatbildner hinzugefügt werden, nachdem die Aggregation vollendet ist, um zur Einstellung des pH-Werts beizutragen und/oder ein komplexbildendes Metallion, wie z. B. Aluminium, aus dem Aggregationsprozess zu sequestrieren oder extrahieren. So kann das(der) nach vollendeter Aggregation verwendete Sequestriermittel, Chelatbildner- oder Komplexbildner eine organische komplexbildende Komponente umfassen, beispielsweise: Ethylendiamintetraacetat (EDTA), Gluconal, Hydroxyl-2,2-iminodisuccinylsäure (HIDS), Dicarboxylmethylglutaminsäure (GLDA), Methylglycindiessigsäure (MGDA), Hydroxydiethyliminodiessigsäure (HIDA) und Mischungen davon.
Die Tonerpartikel können mit einem oder mehreren der folgenden Additive vermischt werden: Siliziumdioxid oder Silica (SiO₂), Titandioxid (TiO₂) und/oder Ceroxid.
Zinkstearat kann auch als ein externes Additiv verwendet werden.
Die Tonerpartikel können durch ein beliebiges Verfahren hergestellt werden, das im Rahmen des Fachwissens des Fachmanns liegt, beispielsweise können beliebige der Emulsions-/Aggregationsverfahren mit einem Polyesterharz verwendet werden. Es kann aber jedes geeignete Verfahren zur Herstellung von Tonerpartikeln verwendet werden, einschließlich chemische Verfahren, wie z. B. Suspensions- und Verkapselungsverfahren; durch konventionelle Granulationsverfahren, wie z. B. Strahlmahlung; Pelletierung von Materialplatten; andere mechanische Verfahren; ein beliebiges Verfahren zur Herstellung von Nanopartikeln oder Mikropartikeln; usw.
In Ausführungsformen, die sich auf ein Emulsions-/Aggregationsverfahren beziehen, kann ein Harz, hergestellt beispielsweise wie oben beschrieben, in einem Lösungsmittel gelöst werden und in ein Emulsionsmedium, z. B. Wasser, wie z. B. deionisiertes Wasser (DIW), das optional einen Stabilisator und optional ein Tensid enthält, vermischt werden. Beispiele geeigneter Stabilisatoren schließen wasserlösliche Alkalimetallhydroxide, wie z. B. Natriumhydroxid, mit ein. Wenn ein Stabilisator verwendet wird, kann der Stabilisator in einer Menge von etwa 0.1 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Harzes vorliegen.
Nach der Emulgierung können Tonerzusammensetzungen durch Aggregation einer Mischung hergestellt werden, die aus einem Harz, einem optionalen Farbmittel, einem optionalen Wachs und beliebigen anderen in einer Emulsion gewünschten Additiven, optional mit Tensiden, wie oben beschrieben, besteht, und dann optionalem Koaleszieren der aggregierten Partikel in der Mischung.
Nach Herstellung der obigen Mischung kann ein Aggregationsmittel der Mischung hinzugefügt werden, um den Prozess zu fördern.
Der Aggregationsfaktor kann der Mischung bei einer Temperatur hinzugefügt werden, die unterhalb der Glasübergangstemperatur (T_g) des Harzes oder eines Polymers liegt.
Der Aggregationsfaktor kann den Mischungskomponenten in einer Menge von beispielsweise etwa 0.1 Teil pro Hundert (pph) bis etwa 1 pph hinzugefügt werden, um einen Toner zu bilden.
Um die Aggregation der Partikel zu kontrollieren, kann der Aggregationsfaktor der Mischung im Laufe der Zeit hinzu dosiert werden.
Den Partikeln kann es ermöglicht werden, bis zu einer vorbestimmten gewünschten Partikelgröße zu aggregieren. Die Partikelgröße wird während des Wachstumsprozesses überwacht, beispielsweise mit einem Coulter-Zähler, um die Durchschnittspartikelgröße zu bestimmen. Die Aggregation kann demnach weiter ablaufen, indem die Mischung beispielsweise bei erhöhter Temperatur belassen wird, oder indem die Temperatur langsam erhöht wird, beispielsweise von etwa 40°C bis etwa 100°C, und indem die Mischung bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von etwa 0.5 Stunden bis etwa 6 Stunden unter Rühren belassen wird, um die gewünschten aggregierten Partikel bereitzustellen.
Sobald die gewünschte endgültige Größe der Tonerpartikel oder der -aggregate erreicht ist, kann der pH-Wert der Mischung mit einer Base auf einen Wert von etwa 5 bis etwa 10 eingestellt werden. Die Einstellung des pH-Wertes kann verwendet werden, um das Tonerpartikelwachstum einzufrieren, d. h. zu stoppen. Die Base, die dazu verwendet wird, das Tonerpartikelwachstum zu stoppen, kann beispielsweise ein Alkalimetallhydroxid sein. Ein Chelator, wie z. B. EDTA, kann hinzugegeben werden, um bei der Einstellung des pH-Wertes auf den gewünschten Wert behilflich zu sein.
Die Aggregatpartikel können eine Größe von weniger als etwa 3 μm aufweisen, von etwa 2 μm bis etwa 3 μm, aber auch größere Partikelgrößen können verwendet werden.
Nach der Aggregation, aber vor der Koaleszierung, kann eine Harzbeschichtung auf die aggregierten Partikel aufgebracht werden, um eine Hülle darüber zu bilden. Die Hülle kann ein beliebiges hierin beschriebenes oder im Stand der Technik bekanntes Harz umfassen.
Ein hüllebildendes Harz kann durch ein beliebiges Verfahren, das im Rahmen des Fachwissens des Fachmanns liegt, auf die aggregierten Partikel aufgebracht werden.
Die Bildung der Hülle über den aggregierten Partikeln kann durch Erhitzung auf eine Temperatur von etwa 30°C bis etwa 80°C erfolgen.
Die Hülle kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 80 Gewichtsprozent der Tonerkomponenten vorliegen.
Nach der Aggregation zu einer gewünschten Partikelgröße und dem Aufbringen einer beliebigen optionalen Hülle können die Partikel dann zu einer gewünschten endgültigen Form koalesziert werden, wie z. B. einer kreisförmigen Form, um beispielsweise Ungleichmäßigkeiten in Form und Größe zu korrigieren, wobei die Koaleszierung dadurch erreicht wird, dass die Mischung auf eine Temperatur von etwa 40°C bis etwa 100°C erhitzt wird, welche Temperatur die T_g der Harze sein oder darüber liegen kann, welche Harze zur Bildung der Tonerpartikel verwendet werden; und/oder dass das Rühren reduziert wird, beispielsweise von etwa 1.000 U/min bis etwa 100 U/min. Die Koaleszierung kann über einen Zeitraum von etwa 0,01 bis etwa 9 Stunden erfolgen.
Optional kann ein Koaleszierungsmittel verwendet werden.
Die Koaleszierung kann weiter ablaufen und nach einem Zeitraum von etwa 0,1 bis etwa 9 Stunden vollendet sein.
Nach der Koaleszierung kann die Mischung auf Raumtemperatur gekühlt werden, wie z. B. von etwa 20°C bis etwa 25°C. Nach der Abkühlung können die Tonerpartikel optional mit Wasser gewaschen und dann getrocknet werden.
Der Toner kann beliebige bekannte Ladungsadditive in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gewichtsprozent des Toners umfassen.
Ladungsverstärkende Moleküle können verwendet werden, um einem Tonerpartikel entweder eine positive oder eine negative Ladung zu verleihen.
Oberflächenadditive können den Tonerzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung hinzugefügt werden, beispielsweise nach dem Waschen oder Trocknen. Beispiele solcher Oberflächenadditive schließen z. B. eines oder mehrere der Folgenden mit ein: ein Metallsalz, ein Metallsalz einer Fettsäure, eine kolloidale Silica, ein Metalloxid, wie z. B. TiO₂ (z. B. für verbesserte RH-Stabilität, Tribo-Kontrolle und verbesserte Entwicklungs- und Transferstabilität), ein Aluminiumoxid, ein Ceroxid, ein Strontiumtitanat, SiO₂, Mischungen davon und dergleichen.
Oberflächenadditive können in einer Menge von etwa 0.1 bis etwa 10 Gewichtsprozent des Toners verwendet werden.
Andere Oberflächenadditive umfassen Gleitmittel. Das Additiv kann in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 5% vorliegen und während der Aggregation hinzugefügt werden, oder dem gebildeten Tonerprodukt beigemischt werden.
Der Glanz eines Toners kann durch die Menge an zurückgehaltenem Metallion, wie z. B. Al³⁺, in einem Partikel beeinflusst werden. Die Menge an zurückgehaltenem Metallion kann weiter durch die Zugabe eines Chelators, wie z. B. EDTA, eingestellt werden. Die Menge an zurückgehaltenem Katalysator, wie z. B. Al³⁺, in Tonerpartikeln kann etwa 0.1 pph bis etwa 1 pph betragen. Der Glanzgrad eines Toners der vorliegenden Offenbarung kann einen Glanz von etwa 20 gu bis etwa 100 gu, wie durch Gardner-Glanzeinheiten (gu) gemessen, aufweisen.
Toner der vorliegenden Offenbarung können auch eine Stammtonerladung je Massenverhältnis (q/m) von etwa –5 μC/g bis etwa –90 μC/g aufweisen, und eine endgültige Tonerladung nach Beimischung eines Oberflächenadditivs von etwa –15 μC/g bis etwa –80 μC/g.
Die Eigenschaften der Tonerpartikel können durch eine beliebige geeignete Technik und Apparatur bestimmt werden. Der volumengemittelte Partikeldurchmesser und die geometrische Standardabweichung können unter Verwendung eines Instruments gemessen werden, wie z. B. einem Beckman Coulter MULTISIZER 3, das gemäß den Anleitungen des Herstellers betrieben wird.
Die trockenen Tonerpartikel, abgesehen von externen Oberflächenadditiven, können die folgenden Eigenschaften haben: (1) volumengemittelter Durchmesser (auch als „volumengemittelter Partikeldurchmesser” bezeichnet) von etwa 2.5 bis etwa 20 μm; (2) zahlengemittelte geometrische Standardabweichung (GSDn) und/oder volumengemittelte geometrische Standardabweichung (GSDv) von etwa 1.18 bis etwa 1.30; und (3) Rundheit von etwa 0.9 bis etwa 1.0 (beispielsweise gemessen mit einem Sysmex FPIA 2100 Analysegerät).
Die so gebildeten Tonerpartikel können zu einer Entwicklerzusammensetzung formuliert werden. Die Tonerpartikel können beispielsweise mit Trägerpartikeln vermischt werden, um eine Zwei-Komponenten-Entwicklerzusammensetzung zu ergeben. Die Tonerkonzentration im Entwickler kann etwa 1 bis etwa 25 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Entwicklers betragen.
Träger
Beispiele für Trägerpartikel zur Mischung mit den Tonerpartikeln schließen jene Partikel mit ein, die triboelektrisch eine Ladung mit entgegengesetzter Polarität zu der der Tonerpartikel annehmen können. Erläuternde Beispiele geeigneter Trägerpartikel schließen granulares Zirkon, granulares Silizium, Glas, Stahl, Nickel, Ferrite, Eisenferrite, Siliziumdioxid, ein oder mehrere Polymer(e) und dergleichen mit ein.
Die Trägerpartikel können einen Kern mit einer Beschichtung darüber umfassen, die aus einem Polymer oder einer Mischung aus Polymeren gebildet werden kann, die in der triboelektrischen Reihe nicht in unmittelbarer Nähe dazu stehen, wie z. B. jene, die hierin gelehrt werden oder im Stand der Technik bekannt sind. Die Beschichtung kann ein Beschichtungsgewicht von beispielsweise etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Trägers, von etwa 0,5 bis etwa 2 Gewichtsprozent des Trägers haben.
Die Trägerpartikel können durch Mischung des Trägerkerns mit einem Polymer in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Trägerpartikel, hergestellt werden, bis eine Haftung davon an dem Trägerkern erreicht ist, beispielsweise durch mechanische Impaktion und/oder elektrostatische Anziehung.
In Ausführungsformen können geeignete Träger einen Stahlkern, beispielsweise von einer Größe von etwa 25 bis etwa 100 μm umfassen, der mit etwa 0,5 bis etwa 10 Gewichtsprozent einer Polymermischung, einschließlich z. B. Methylacrylat und Ruß, beschichtet ist.
Toner und Entwickler können mit einer Anzahl von Geräten, von Umfassungen oder Gefäßen bishin zu Geräten, die mehr als nur einer Speicherfunktion dienen, kombiniert werden.
A.
Die Tonerzusammensetzungen und Entwickler von Interesse können in Geräte integriert werden, die dafür bestimmt sind, Selbige beispielsweise für einen Zweck, beispielsweise das Formen eines Bildes, abzugeben. So sind spezifizierte Tonerbereitstellungsvorrichtungen bekannt und können ein(en) Tonerpräparat oder Entwickler von Interesse enthalten. Solche Vorrichtungen schließen Kartuschen, Behälter, Reservoirs und dergleichen mit ein und können austauschbar, wegwerfbar oder wiederverwendbar sein.
Ein Toner oder Entwickler von Interesse kann in einer Vorrichtung enthalten sein, die dafür bestimmt ist, Selbige beispielsweise für das Nachladen oder Nachfüllen von Toner oder Entwickler in einer Bildgebungsvorrichtungskomponente, wie z. B. einer Kartusche, die Toner oder Entwickler benötigt, abzugeben.
Die Toner oder Entwickler können für elektrostatographische oder elektrophotographische Prozesse verwendet werden. Eine beliebige bekannte Art von Bildentwicklungssystem kann in einer Bildentwicklungsvorrichtung verwendet werden, einschließlich beispielsweise der Magnetbürstenentwicklung, der springenden Einkomponenten-Entwicklung, der Hybridentwicklung ohne Spülung (HSD) und dergleichen. Jene und ähnliche Entwicklungssysteme liegen im Rahmen des Fachwissens des Fachmanns.
Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Raumtemperatur” (RT) auf eine Temperatur von etwa 20°C bis etwa 30°C.
Beispiel 1.
Einem 1 l-Büchi-Reaktor wurde ein Kolophonium, das hauptsächlich aus Dehydroabietinsäure (195,7 g) besteht, Glycerincarbonat (83,4 g) und Tetraethylammoniumbromid-Katalysator (1,63 g) zugegeben. Die Mischung wurde auf 170°C erhitzt und 9 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, bis die Säurezahl weniger als 1 mg KOH/kg betrug. Zu dieser Mischung wurden Neopentylglycol (63,9 g), Dipropylenglycol (47,4 g), Tripropylenglycol (28,3 g), Terephthalsäure (215,8 g), Succinylsäure (20,85 g) und FASCAT 4100-Katalysator (2,0 g) zugegeben. Die Mischung wurde von 165°C bis 205°C über einen Zeitraum von 5 Stunden erhitzt und über Nacht gehalten, wonach die Temperatur auf 215°C erhöht wurde, bis ein Erweichungspunkt von 113°C bis 123°C erreicht wurde (siehe Tabelle 1). HMW bedeutet höhere Molmasse, und LMW bedeutet niedrigere Molmasse. Tabelle 1. Thermische Eigenschaften der biobasierten Harze

Harz Ts AV Tg

1 (HMW) 122,7 17,33 58,49

2 (LMW) 113,5 10,31 53,13
Beispiel 2. Toner hergestellt aus Harz 1, 9% Wachs und 6,8% kristallinem Harz (CPE)
In einen 2 l-Glasreaktor, ausgestattet mit einem Überkopfmischer, wurden 307,58 g Emulsion des Harzes 1 (19,78 Gew.-%), hergestellt durch ein Standard-Phaseninversionsemulsions-(PIE)-Verfahren (Partikelgröße von 120,6 nm), 23,38 g CPE (35,60 Gew.-%), 36,94 g IGI-Wachsdispersion (29,97 Gew.-%) und 48,09 g Cyan-Pigment PB15:3 (14,96 Gew.-%) hinzugegeben. Separat wurden 1,11 g Al₂(SO₄)₃ (27.85 Gew.-%) als Flockungsmittel (Aggregationsmittel) unter Homogenisierung zugegeben. Die Mischung wurde auf 46,4°C erhitzt, um die Partikel unter Rühren bei 300 U/min zu aggregieren. Die Partikelgröße wurde mit einem Coulter-Zähler überwacht, bis die Kernpartikel eine volumengemittelte Partikelgröße von 4,17 μm mit einem GSD von 1,25 erreichten, und dann wurden 169,87 g der oben genannten Harz 1-Emulsion als Hüllmaterial zugegeben, was zu Kern-Hülle-strukturierten Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5,65 μm und einem GSD_v von 1,25 führte. Danach wurde der pH-Wert der Reaktionsaufschlämmung unter Verwendung einer 4 Gew.-% NaOH-Lösung auf 7,8 erhöht, gefolgt von 4,62 g EDTA (39 Gew.-%), um das Tonerpartikelwachstum einzufrieren. Nach dem Einfrieren wurde die Reaktionsmischung auf 85°C erhitzt, und der pH-Wert wurde zum Koaleszieren unter Verwendung einer pH 5,7 Essigsäure/Natriumacetat-(HAc/NaAc)-Pufferlösung auf 7,00 reduziert. Die Toneraufschlämmung wurde auf RT abgekühlt, durch Sieben (25 mm) abgetrennt, filtriert, gewaschen und gefriergetrocknet.
Beispiel 3. Toner hergestellt aus Harz 2, 9% Wachs und 6,8% CPE
In einen 2 l-Glasreaktor, ausgestattet mit einem Überkopfmischer, wurden 260,56 g Emulsion des Harzes 2 (23,35 Gew.-%), hergestellt durch ein Standard-PIE-Verfahren (Partikelgröße von 161,3 nm), 23,38 g CPE (35,60 Gew.-%), 36,94 g IGI-Wachsdispersion (29,97 Gew.-%) und 48,09 g Cyan-Pigment PB15:3 (14,96 Gew.-%) zugegeben. Separat wurden 1,22 g Al₂(SO₄)₃ (27.85 Gew.-%) als Flockungsmittel unter Homogenisierung zugegeben. Die Mischung wurde auf 38,2°C erhitzt, um die Partikel unter Rühren bei 300 U/min zu aggregieren. Die Partikelgröße wurde mit einem Coulter-Zähler überwacht, bis die Kernpartikel eine volumengemittelte Partikelgröße von 4,54 μm mit einem GSD_v von 1,25 erreichten, und dann wurden 143,9 g der oben genannten Harz 2-Emulsion als Hüllmaterial zugegeben, was zu Kern-Hülle-strukturierten Partikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 6,48 μm und einem GSD_v von 1,22 führte. Danach wurde der pH-Wert der Reaktionsaufschlämmung unter Verwendung einer 4 Gew.-% NaOH-Lösung auf 7,8 erhöht, gefolgt von 4,62 g EDTA (39 Gew.-%), um das Tonerpartikelwachstum einzufrieren. Nach dem Einfrieren wurde die Reaktionsmischung auf 85°C erhitzt, und der pH-Wert wurde zum Koaleszieren unter Verwendung einer pH 5,7 HAc/NaAc-Pufferlösung auf 7 reduziert. Die Toneraufschlämmung wurde auf RT abgekühlt, durch Sieben (25 mm) abgetrennt, filtriert, gewaschen und gefriergetrocknet.
Beispiel 4. Fixieren
Alle ungeschmolzenen Bilder wurden unter Verwendung eines DC12-Kopierers (Xerox) erzeugt. Eine TMA (Tonermasse pro Einheitsfläche) von 1.00 mg/cm² wurde für die Tonermenge, die auf CXS-Papier (Color Xpressions Select, 90 gsm, unbeschichtet, Xerox-Nr. 3R11540) aufgetragen wurde und für Glanz, Knitter und Heiß-Offset-Messungen verwendet. Glanz-/Knitter-Ziele bestanden aus einem quadratischen Bild, das in das Zentrum der Seite platziert wurde, wie im Stand der Technik bekannt ist. Im Allgemeinen wurden zwei Durchgänge durch den DC12 benötigt, wobei die Entwickler-Vorspannung eingestellt wurde, um die gewünschte TMA zu erreichen. Die Proben wurden mit einer Xerox-Fixiervorrichtung, die mit einer frischen Fixierwalze (Toshiba) und Abstreiffingern bereitgestellt wurde, offline geschmolzen. Eine Druckwalze und Reinigungsbahn mit einer Ölviskosität von 100 cs wurden der Vorrichtung bereitgestellt, und die Geschwindigkeit der Fixierwalze wurde auf 596 Millimeter pro Sekunde (mm/s) eingestellt. Eine Messung der Breite der Fixierwalzenspalte ergab einen Wert von 13,5 +/–0,2 mm und eine Spaltverweilzeit von 22,8 Millisekunden (ms). Das Silikonölverhältnis lag zwischen 0,05 mg/Kopie und etwa 0,35 mg/Kopie. Das nominale Öl/Kopie-Verhältnis in einer Maschine, die mit 120 Teilen pro Minute (ppm) läuft, beträgt etwa 0,05 mg/Kopie. Ein Blatt nach dem anderen wurde durch den Fixierer geschickt, und für die ersten paar Blätter war das Öl/Kopie-Verhältnis in de Regel größer als das Verhältnis des laufenden Öls. Während der Fixierung wurde die Sollwerttemperatur der Fixierwalze von Kalt-Offset, etwa 150°C, bis Heiß-Offset, oder bis zu 210°C verändert. Nachdem die Sollwerttemperatur verändert wurde, wurden die Fixierwalze und die Druckwalze 10 Minuten belassen, um ein Gleichgewicht zu erreichen, wonach die ungeschmolzenen Proben durch den Fixierer geschickt wurden. Öl auf Kopierblättern wurde bei verschiedenen Fixiertemperaturen zurückbehalten.

Das Heiß-Offset des Toners vom Abdruck auf die Fixierwalze wurde gemessen, indem die Fixierwalzentemperatur auf 210°C eingestellt wurde, und falls benötigt, wurde die Fixierwalzentemperatur verringert, bis kein Heiß-Offset mehr zu beobachten war. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: (1) die Reinigungsbahn wurde aus der Fixierwalze entfernt, und 15 Blatt Papier wurden durch den Fixierer geschickt, um die Menge des Öls auf der Walze zu reduzieren; (2) die Reinigungsbahn wurde wieder in den Fixierer eingesetzt und 60 Sekunden lang laufen gelassen; und (3) die Bahn wurde erneut entfernt, vier Blatt Papier wurden längsseits durch den Fixierer geschickt, um die Menge an Öl auf der Walze zu reduzieren, und eine ungeschmolzene Probe wurde durch den Fixierer geschickt, gefolgt von einem leeren (11 Zoll mal 17 Zoll) Blatt Papier. Das leere Blatt wurde vorsichtig auf Tonerspuren untersucht. Fixiereigenschaften sind in Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 2. Fixiereigenschaften von biobasierten Tonern

Toner	Harz	Fixieren
		Kalt-Offset	MFT	Heiß-Offset
Kontrolle HMW	HMW	117	118	> 200
Kontrolle LMW	LMW	120	113	165
Beispiel 3 (LMW)	Beispiel 1 (LMW)	113	117	155
Beispiel 2 (HMW)	Beispiel 1 (HMW)	123	124	210

Die Fixierergebnisse beider Bio-Toner wiesen ähnliche Leistungen auf wie kommerziell erhältliche HMW- und LMW-Toner (Fuji Xerox).
Beispiel 5. Elektrische Eigenschaften
Für jede Probe wurden etwa 50 g Toner sowie ein Additivpaket, das Silica, Titandioxid und Zinkstearat enthält, zu einer SKM-Mühle gegeben und dann etwa 30 Sekunden lang bei ungefähr 12500 U/min vermischt. Oberflächenadditive waren 1,29% RY50L Silica, 0,86% RX50 Silica, 0,88% STT100H Titandioxid, 1,73% X24 Sol-Gel kolloidale Silica, und 0,2% PTFE-Partikel, die von kommerziellen Anbietern bezogen wurden.
Toner-Ladungsergebnisse werden sowohl für das Stamm-Tonerpartikel ohne jegliche Oberflächenadditive als auch für das vermischte Tonerpartikel mit Oberflächenadditiven gesammelt. In jedem Fall wird ein Entwickler mit 1,8 g Toner und 30 g XEROX^® 7556-Träger in einer 60 mL-Glasflasche bereitgestellt. Nach Konditionierung einzelner Proben für drei Tage in einer Zone mit geringer Feuchtigkeit (Zone J) bei 21,1°C und 10% RH und in einer Zone mit hoher Feuchtigkeit (Zone A) bei 28°C und 85% RH wurden die Entwickler in einen Turbula-Mixer gegeben, wobei nach 10 Minuten eine Probe genommen wurde und nach 60 Minuten eine weitere Probe genommen wurde.
Die Tonerladung wurde in Form von q/d, das Ladung/Durchmesser-Verhältnis, gemessen. Das q/d wurde unter Verwendung eines Ladungsspektrographen mit einem 100 V/cm Feld gemessen und wurde visuell als Mittelpunkt der Tonerladungsverteilung gemessen. Die Ladung wurde in Millimeter Verschiebung von der Nulllinie erfasst (die Verschiebung in mm kann durch Multiplikation mit 0,092 in Femtocoulombs/Mikrometer (fC/μm) umgerechnet werden).
Die Tonerladung wurde auch als das Ladung/Masse-Verhältnis (q/m) gemessen und auch mit der Gesamt-Blow-Off-Ladung-Methode bestimmt, indem die Ladung auf einem Faradayschen Käfig gemessen wird, der den Entwickler enthält, nachdem der Toner in einem Luftstrom durch Abblasen entfernt wird. Um das q/m-Verhältnis zu bestimmen, wird die Gesamtladung, die sich im Käfig ansammelt, durch die durch das Abblasen entfernte Tonermasse dividiert, indem der Käfig vor und nach dem Abblasen gewogen wird.
Verglichen mit einem Kontroll-Xerox^®-700-Toner hatten beide Toner überraschenderweise eine ähnliche additive A-Zonen-Ladung wie der Kontrolltoner, trotz der erheblichen Änderung von Reagenzien.
Insgesamt ähneln sowohl die thermischen Eigenschaften der Bioharze als auch die Laborversuch-Fixierung, Blockierungsleistung und das elektrische Verhalten der biobasierten Toner von Interesse denen der kommerziellen biobasierten Toner.
Man wird zu schätzen wissen, dass verschiedene der oben offenbarten und weitere Merkmalen und Funktionen, oder Alternativen davon, auf wünschenswerte Weise zu vielen anderen unterschiedlichen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Auch können verschiedene bisher nicht erkannte oder unerwartete Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen nachträglich von Fachleuten durchgeführt werden, welche auch von den nachfolgenden Ansprüchen umfasst sein sollen. Sofern nicht ausdrücklich in einem Anspruch angegeben, sollten Schritte oder Bestandteile von Ansprüchen von der Beschreibung oder jeglichen anderen Ansprüchen bezüglich irgendeiner bestimmten Reihenfolge, Anzahl, Position, Größe, Form, Winkel, Farbe oder Material nicht impliziert oder importiert werden.
Sämtliche hier zitierten Verweise sind in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines biobasierten Polyesterpolymers in einem einzigen Reaktor, umfassend die folgenden Schritte: (i) Herstellung eines Kolophoniumdiols aus den Reaktionsprodukten der Umsetzung einer Kolophoniumsäure mit einem cyclischen Alkenglycol; (ii) Umsetzung des Kolophoniumdiols mit Neopentylglycol, einer aromatischen Dicarbonsäure, Succinylsäure und einem Polyalkoxyglycol in dem Reaktor, um das biobasierte Polyesterpolymer zu bilden; und (iii) Gewinnung des biobasierte Polyesterpolymers, wobei das Verfahren bei Atmosphärendruck ausgeführt wird.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei das Kolophoniumdiol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Abietindiol, Abietinmonoglycerat, Palustrindiol, Palustrinmonoglycerat, Dehydroabietindiol, Dehydroabietinmonoglycerat, Neoabietindiol, Neoabietinmonoglycerat, Levopimarindiol, Levopimarinmonoglycerat, Pimarindiol, Pimarinmonoglycerat, Sandaracopimarindiol, Sandaracopimarinmonoglycerat, Isopimarindiol, Isopimarinmonoglycerat, hydriertes Abietindiol, hydriertes Palustrindiol, hydriertes Dehydroabietindiol, hydriertes Neoabietindiol, hydriertes Levopimarindiol, hydriertes Pimarindiol, hydriertes Sandaracopimarindiol und hydriertes Isopimarindiol.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei das cyclische Alkenglycol Glycerincarbonat ist.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei die aromatische Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt (i) einen Katalysator umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt (i) Tetraethylammoniumbromid umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt (i) bei erhöhter Temperatur ausgeführt wird.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt (ii) einen Katalysator umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt (ii) bei erhöhter Temperatur ausgeführt wird.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei das Polyalkoxyglycol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dipropylenglycol, Tripropylenglycol und Kombinationen davon.