DE102016221244B4

DE102016221244B4 - Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel, Verfahren zu dessen Herstellung und Tonerpartikel

Info

Publication number: DE102016221244B4
Application number: DE102016221244.3A
Authority: DE
Inventors: Yanjia Zuo; Shigeng Li; Robert D. Bayley; Peter V. Nguyen; Linda S. Schriever; Gregory K. Thompson; Chieh-Min Cheng
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2017088868A; US20170130044A1; JP6765280B2; DE102016221244A1; US10095140B2

Abstract

Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel, der einen Polyester-Impfpartikel und Poly(styrol/acrylat)-Polymere, die gegebenenfalls weitere Monomere umfassen, darin und darauf umfasst, wobei Poly(styrol/acrylat)-Polymerketten innerhalb der Polyester-Impfpartikel in einem interpenetrierenden Netz, das die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bildet, verschränkt sind, wobei die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bei D50eine Partikelgröße von 155 nm bis 215 nm aufweisen.

Description

Polyesterlatex stellt einen Toner mit wünschenswerten rheologischen Eigenschaften in Bezug auf Schmelzung und niedrige Mindestfixiertemperaturen bereit. Ein Polyestertoner ist jedoch mit relativ hohen Herstellungskosten verbunden. Außerdem sind Polyestertoner rFempfindlich. Feuchtigkeit beeinflusst die triboelektrische Ladung der Polyestertonerpartikel, was wiederum die xerographische Leistung und Bildqualität beeinflusst.
Polystyrol-/Acrylat-Toner weisen eine höhere Schmelztemperatur auf, sind jedoch mit relativ geringeren Herstellungskosten verbunden.
Hybridtoner werden z. B. durch Vermischen von 10 % Polystyrol/Butylacrylat-Latex mit Polyesterlatex durch nominale Aggregationskoaleszenzprozesse hergestellt ( US 2016 / 0 161 873 A1 ). Bei anderen Verfahren wurde ein Hybridtoner mit einer Styrol/Butylacrylat-Hülle über einem Kern aus sowohl Polyester- als auch Styrol/Butylacrylat-Harzen unter Verwendung eines kontinuierlichen Koaleszenzprozesses (US mit der Veröffentlichungs-Nr. US 2015 / 0 118 610 A1 ) oder mit einem Kern aus Styrol-/Acrylat-Harz und einer Polyesterhülle durch einen 2-Schritte-Aggregationskoaleszenzproess (US-Patent US 9,046,801 B2 ) hergestellt.
Die Herstellung jeder dieser Hybridtoner erfordert komplizierte Anpassungen von darauf folgenden Aggregationskoaleszenz- oder kontinuierlichen Koaleszenzprozessen, um das Styrol/Acrylat zu Emulsionsaggregations-(EA-)Tonern zu vermischen, was kostenaufwendig und ineffizient ist.
US-Patent US 5,382,624 A beschreibt kugelförmige Harzpartikel mit einer engen Partikelgrößenverteilung und einem mittleren Durchmesser (D) von 1 bis 500 µm, die durch Impfpolymerisation hergestellt werden. In US 2014/0349231 A1 wird ein Toner für elektrostatisches Entwickeln beschrieben, welcher Tonerteilchen umfasst, die zwei amorphe Harze und ein kristallines Polyesterharz umfassen.
Demgemäß besteht weiterhin ein Bedarf an dem Vermischen von Poly(acrylat/Styrol)- und Polyesterharzen zu Tonern, um die Ladung zu stabilisieren und die wünschenswerten rheologischen Eigenschaften von Polyesterharzen zu nutzen. Dieses Problem wurde hierin durch Herstellen von Hybridlatex unter Verwendung eines halbkontinuierlichen Emulsionspolymerisationsverfahrens gelöst, das interpenetrierende Polymernetze (IPNs) des Styrol-/Acrylat-Harzes in hydrierten Polyesterimpfpartikeln bildet. Das IPN-Verfahren stellt eine einzigartige Methode zum innigen Kombinieren von Polyester- und Poly(acrylat/Styrol)-Polymeren durch dauerhaftes Verriegeln verschränkter Polymerketten bereit.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel, die einen Polyesterimpfpartikel und darin und darauf eingefügte Poly(styrol/acrylat)-Polymere, die gegebenenfalls weitere Monomere umfassen umfassen, wobei die Poly(styrol/acrylat)-Polymerketten innerhalb des Polyesterimpfpartikels in einem interpenetrierenden Netz (IPN) verschränkt sind, das die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bildet. Der Impfpartikel weist eine Partikelgrößenverteilung bei D₅₀ von 50 nm bis 150 nm auf, der Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel weist eine Partikelgrößenverteilung bei D₅₀ von 155 nm bis 215 nm auf. Bei Ausführungsformen werden die Styrol/Acrylat-Polymere aus Styrolacrylaten, Styrolmethacrylaten und Kombinationen davon ausgewählt.
Bei Ausführungsformen werden Tonerpartikel hergestellt und beinhalten die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel, optional ein Wachs, optional einen Farbstoff und optional ein amorphes Polyesterharz, ein kristallines Polyesterharz oder beides.
Bei Ausführungsformen ist das Polyesterharz ein amorphes Harz, ein kristallines Harz oder eine Kombination davon. Das Polyesterharz kann ein Harz mit hohem Molekulargewicht, ein Harz mit geringem Molekulargewicht oder eine Kombination davon sein.
Bei Ausführungsformen werden die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel über halbkontinuierliche Emulsionspolymerisation durch Bildung eines interpenetrierenden Polymernetzes hergestellt, wobei das Verfahren das Bilden eines Polyesterimpfpartikels; das Quellen der Polyesterimpfpartikel in einer wässrigen Lösung, die Styrol/Acrylatmonomere umfasst; und danach das kontinuierliche Polymerisieren von Styrol/Acrylatmonomeren zur Bildung von Poly(styrol/acrylat)-Polymeren, die innerhalb des Polyesterimpfpartikels als IPN sowie auf und um den Impfpartikel verschränkt sind, umfasst. Bei Ausführungsformen wird das Polyesterlatex, das Impfpartikel umfasst, über Phasenumkehremulgierung hergestellt und die Styrol-/Acrylatmonomere werden unter Verwendung von Emulsionspolymerisation innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel polymerisiert.
A) Einführung
Die vorliegende Offenbarung stellt Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bereit, wobei die zwei Polymerspezies in einem interpenetrierenden Polymernetz (INP) assoziiert sind. Ein IPN ist ein Polymer, das zwei oder mehr Netze umfasst, die zumindest teilweise verflochten, verwoben, verstrickt usw. sind, auf molekularer Ebene, die jedoch nicht kovalent aneinander gebunden sind und nicht getrennt werden können, außer wenn chemische Bindungen aufgebrochen werden. Die zwei oder mehr Netze sind als derart verschränkt seiend vorstellbar, dass die Polymere verwoben sind und nicht auseinandergezogen werden können, jedoch nicht durch eine chemische Bindung aneinander gebunden sind. Beim vorliegenden Verfahren werden die IPNs durch Polymerisation von Polyesterpolymeren zur Bildung von Polyesterimpfpartikeln, gefolgt von einer Polymerisation von Styrol-/Acrylat-(SA-)Monomeren, die sich innerhalb der Polyester-(PE-)Impfpartikel niederlassen durften, indem den Partikeln das Quellen während einer Inkubation der Polyesterimpfpartikel ermöglicht wurde, gebildet. Dieser Prozess führt zu einer Einbindung von Styrol- und/oder Acrylatmonomeren innerhalb der PE-Impfkristalle, die danach reagiert werden, um Poly(styrol/acrylat)-Polymere innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel zu bilden, wenn es mit den Monomeren zu einer Polymerisation kommt, die nach der Quellinkubation innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel zu finden sind. Somit können die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel von Interesse als sequentiell gebildetes interpenetrierendes Polymernetz beschrieben werden.
Die Polyesterimpfpartikel können z. B. durch Phasenumkehremulgierung (PIE) hergestellt werden, die unter Verwendung von auf dem Gebiet bekannten Verfahren polymerisiert werden können, siehe z. B. Beispiel 1. Die Polyesterimpfpartikel werden mit einer wässrigen Lösung vermischt, die Acrylatmonomere, Styrolmonomere und Tensid umfasst, optional bei erhöhter Temperatur, um die Partikel zu quellen, wobei Räume oder Hohlräumen in den Polyesterimpfpartikel gebildet werden, die das Eintreten der Acrylat- und Styrolmonomere in die Substanz der Polyesterimpfpartikel ermöglichen. Die weitere Zugabe von Acrylat-/Styrolmonomeren, eines Initiators und eines Tensids erleichtert die Emulsionspolymerisation von Poly(styrol/acrylat)-Harzen innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel, wobei ein Teil der sich bildenden und gebildeten Poly-SA-Polymere im Polyesterimpfpartikel verstrickt werden, siehe z. B. Beispiel 2-4. Diese nach dem Quellen der Polyesterimpfpartikel hinzugefügten Komponenten können in einer konstanten Rate für eine kontinuierliche Polymerisation der Poly(styrol/acrylat)-Polymere zu einem Reaktor hinzugefügt werden.
Die Polyesterimpfpartikel können eine Größe von weniger als ungefähr 100 nm bei D₅₀, weniger als ungefähr 90 nm, weniger als ungefähr 80 nm, weniger als ungefähr 70 nm aufweisen, auch wenn die Polyesterimpfpartikelgröße außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Bei Ausführungsformen ist das Styrol-/Acrylatharz in den Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikeln in einer Menge von zumindest ungefähr 50 Gew.-% des Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikels, zumindest ungefähr 55 Gew.-%, zumindest ungefähr 60 Gew.-%, zumindest ungefähr 65 Gew.-%, zumindest ungefähr 70 Gew.-% der Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel; bei Ausführungsformen ungefähr 5 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-%, ungefähr 7,5 Gew.-% bis ungefähr 90 Gew.-%, ungefähr 10 Gew.-% bis ungefähr 85 Gew.-%, ungefähr 12,5 Gew.-% bis ungefähr 80 Gew.-%; bei Ausführungsformen ungefähr 6 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-%, ungefähr 7 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-%, ungefähr 8 Gew.-% bis ungefähr 95 Gew.-% der Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel vorhanden, auch wenn die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die vorliegenden Tonerpartikel, die Poly(styrol/acrylat)-Polyesterharzpartikel umfassen, können durch eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind, die Emulsionsaggregation (EA) beinhalten, entweder durch Chargenprozesse, kontinuierliche Prozesse oder eine Kombination davon. Bei Ausführungsformen werden die Tonerpartikel durch eine Kombination aus Chargen- und kontinuierlichen Prozessen hergestellt, wobei eine Emulsion zumindest eines Poly(styrol/acrylat)-Polyesterharzpartikels, optional ein Wachs und optional ein Farbstoff kombiniert und in einem Chargenreaktor vermischt werden, Kernpartikel hergestellt werden und eine Aggregation im Chargen- oder in einem kontinuierlichen Reaktor durchgeführt wird. Nach Gefrieraggregation und Zugabe einer optionalen Hülle wird die Aufschlämmung aus Kern-/Hüllenteilchen in einen Chargen- oder einen kontinuierlichen Reaktor gespeist, um eine Koaleszenz zu ermöglichen und die Tonerteilchen herzustellen.
B) Definitionen
Wie hier verwendet, schließt der Modifikator „ungefähr“, wie in Verbindung mit einer Menge verwendet, den angegebenen Wert mit ein und hat die vom Kontext vorgegebene Bedeutung (z. B. beinhaltet er zumindest den Fehlergrad, der mit der Messung der bestimmten Menge assoziiert ist). Bei Ausführungsformen umfassen die Ausdrücke von Interesse eine Abweichung von weniger als ungefähr 10 % vom angegebenen Wert. Wenn im Kontext eines Bereichs verwendet, sollte der Modifikator „ungefähr“ auch als den Bereich offenbarend angesehen werden, der durch die absoluten Werte der zwei Endpunkte definiert wird. Beispielsweise offenbart der Bereich „von ungefähr 2 bis ungefähr 4“ auch den Bereich „von 2 bis 4“.
Ein Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel von Interesse ist einer, der Styrol-/Acrylatharz und einen Polyesterimpfpartikel enthält. Vergleiche werden zwischen einem Harzpartikel von Interesse oder einem Toner davon und einem gezogen, der abgesehen davon, dass er keine Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridpartikel enthält, identisch ist. Hier ist der Vergleichs- oder Kontrollharzpartikel einer, der keine Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridpartikel enthält, und wird auf beliebige einer Vielzahl von Weisen beschrieben, wie z. B. „Polyesterkontrolle“, „Poly(styrol/acrylat)-Kontrolle“ und so weiter. Andere Ausdrücke und Wendungen können verwendet werden und werden in Erwägung gezogen und basieren auf einem Polyester- oder Poly(acrylat/styrol)-Harz, das kein Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridharz enthält.
Um die IPN-Bildung innerhalb der Polyesterpolymere des Polyesterimpfpartikels sicherzustellen, werden die Polyesterpolymers des Polyesterimpfpartikels nicht vernetzt, sondern sind lineare oder verzweigte Ketten, da sie das Vorhandensein von Hohlräumen und Räumen im PE-Impfpartikel und deren Bildung bei Hydrierung und Quellen des PE-Impfpartikels ermöglichen. Somit ist ein Polyesterimpfpartikel von Interesse im Wesentlichen vernetzungsfrei, d. h., er enthält wenige bis keine Vernetzungen, d. h., nicht mehr als ungefähr 5 % des Polymers umfassen Vernetzungen oder sind vernetzt, nicht mehr als ungefähr 4 %, nicht mehr als ungefähr 3 %, nicht mehr als ungefähr 2 % oder weniger Anteil an Vernetzungen oder sind vernetzt, und ist im Wesentlichen nur eine lineare oder verzweigte Kette.
Ein Polymer kann hierin durch die zwei oder mehr der konstitutiven Monomere identifiziert und genannt werden, die verwendet werden, um das Polymer zu bilden, auch wenn ein Monomer nach Polymerisation verändert ist, um das Polymer zu bilden und darzustellen und nicht mehr mit dem ursprünglichen Reaktionspartner identisch ist. Beispielsweise ist ein Polyester häufig aus einem Polymilchsäuremonomer oder einer Polymilchsäurekomponente und einem Polyalkoholmonomer oder einer Polyalkoholkomponente zusammengesetzt. Somit kann, wenn ein Trimellitsäurereaktionspartner verwendet wird, um ein Polyesterpolymer herzustellen, kann dieses Polyesterpolymer hierin als Trimellitpolyester oder als Trimellitsäurepolyester identifiziert werden.
C) Hybridharzlatex
Es werden hier Verfahren zum Bilden von Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridpartikeln über sequentielle Polymerisation eines Polyesterharzes zur Bildung von Polyesterimpfpartikeln und darauf folgendes Polymerisieren von Poly(acrylat/styrol)-Polymeren innerhalb, auf und um diese Polyesterimpfpartikel bereitgestellt. Das Polyesterharz kann in situ polymerisiert werden, um Polyesterimpfpartikel zu bilden, oder kann vorgeformt und in einem Lösungsmittel aufgelöst werden (z. B. Phasenumkehremulsion), um Polyesterimpfpartikel zu bilden.
Es kann ein beliebiges Monomer zur Bildung der Polyesterimpfpartikel verwendet werden, das sich für die Herstellung eines Polyesterlatex eignet, wie z. B. eine Polymilchsäure (Polyester) und ein Polyols. Die Toner, die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel umfassen, können beliebige der hierin beschriebenen oder auf dem Gebiet bekannten Polyesterharze umfassen.
Es kann ein beliebiges Polyesterharz verwendet werden, einschließlich der in den US-Patenten US 6,593,049 B1 und US 6,756,176 B2 beschriebenen Harze. Die Polyester können amorph, kristallin oder beides sein. Geeignete amorphe Harze beinhalten jene, die im US-Patent US 6,063,827 A offenbart sind. Geeignete kristalline Harze beinhalten jene, die in der US-Veröffentlichung US 2006/0222991 A1 offenbart sind. Geeignete Polyesterlatizes können auch eine Mischung eines amorphen Polyesterharzes und eines kristallinen Polyesterharzes beinhalten, wie im US-Patent US 6,830,860 B2 beschrieben.
Bei Ausführungsformen kann ein ungesättigtes Polyesterharz als Polyesterlatexharz verwendet werden. Beispiele für solche Harze beinhalten jene, die im US-Patent US 6,063,827 A offenbart sind. Beispielhafte ungesättigte Polyesterharze beinhalten Poly(1,2-propylenfumarat), Poly(1,2-propylenmaleat), Poly(1,2-propylebitaconat) und so weiter und Kombinationen davon, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Das Polyesterpolymer kann durch Reagieren eines Polyols mit einer Polymilchsäure in Gegenwart eines optionalen Katalysators gebildet werden. Polykondensationskatalysatoren, die bei der Bildung der entweder kristallinen oder amorphen Polyester verwendet werden können, beinhalten Tetraalkyltitanate, Dialkylzinnoxide wie z. B. Dibutylzinnoxid; Tetraalkylzinn wie z. B. Dibutylzinndilaurat; und Dialkylzinnoxidhydroxide wie z. B. Butylzinnoxidhydroxid, Aluminiumalkoxide, Alkylzink, Dialkylzink, Zinkoxid, Zinn(II)oxid oder Kombinationen davon. Solche Katalysatoren können in Mengen von z. B. ungefähr 0,01 Mol.-% bis ungefähr 5 Mol.-% bezogen auf die Ausgangspolymilchsäure oder das Ausgangspolyester, die bzw. das bei der Erzeugung des Polyesterharzes verwendet wurde.
Ein „kristallines Polyesterharz“ ist eines, das in der dynamischen Differenzkalorimetrie (DDK) keine schrittweise Schwankung der endothermen Menge zeigt, sondern eine klare endotherme Spitze. Ein Polymer, das durch Copolymerisieren der kristallinen Polyesterhauptkette und zumindest einer anderen Komponente erhalten wird, wird auch kristallines Polyester genannt, wenn die Menge der anderen Komponente 50 Gew.-% oder weniger beträgt.
Monomerpolymilchsäuren mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen können wünschenswert sein, um einen geeigneten Schmelzpunkt und geeignete Ladungseigenschaften zu erhalten. Um die Kristallinität zu verbessern, kann eine geradkettige Polycarbonsäure in einer Menge von ungefähr 95 Mol.-% oder mehr der Säurekomponente mehr als ungefähr 98 Mol.-% der Säurekomponente, vorhanden sein. Andere Polymilchsäuren unterliegen keinen besonderen Beschränkungen und Beispiele dafür beinhalten herkömmlich bekannte Polycarbonsäuren und mehrwertige Alkohole, wie z. B. in „Polymer Data Handbook: Basic Edition“ (Soc. Polymer Science, Hrsg. Japan: Baihukan) beschrieben. Als Alkoholkomponente können aliphatische Polyalkohole mit ungefähr 6 bis ungefähr 10 Kohlenstoffatomen verwendet werden, um wünschenswerte Kristallschmelzpunkte und Ladungseigenschaften zu erhalten. Um die Kristallinität zu erhöhen, kann es nützlich sein, die geradkettigen Polyalkohole in einer Menge von ungefähr 95 Mol.-% oder mehr, ungefähr 98 Mol.-% oder mehr, zu verwenden.
Für die Bildung eines kristallinen Polyesters geeignete Polyole beinhalten aliphatische Polyole mit ungefähr 2 bis ungefähr 36 Kohlenstoffatomen wie z. B. 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol und dergleichen; alkalische sulfoaliphatische Diole wie z. B. Sodio-2-sulfo-1,2-ethandiol, Lithio-2-sulfo-1,2-ethandiol, Kalium-2-sulfo-1,2-ethandiol, Sodio-2-Sulfo-1,3-propandiol, Lithium-2-sulfo-1,3-propandiol, Kalium-2-sulfo-1,3-propandiol, Mischungen davon und dergleichen. Das aliphatische Polyol kann z. B. in einer Menge von ungefähr 40 bis ungefähr 60 Mol.-%, ungefähr 42 bis ungefähr 55 Mol.-%, ungefähr 45 bis ungefähr 53 Mol-% ausgewählt werden (auch wenn Mengen außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können).
Beispiele für Polymilchsäuren (oder Polyester), einschließlich Vinylpolysäuren oder Vinylpolyestern, die für die Herstellung eines kristallinen Harzes ausgewählt werden, beinhalten Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalen-2,6-dicarbonsäuer, Naphthalen-2,7-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure und Mesaconsäure, einen Diester oder ein Anhydrid davon; und eine alkalische sulfoorganische Disäure wie z. B. das Natrium-, Lithium- und Kaliumsalz von Dimethyl-5-sulfo-isophthalat, Dialkyl-5-sulfo-isophthalat-4-sulfo-1,8-naphthalsäureanhydrid, 4-Sulfo-phthalsäure, Dimethyl-4-sulfo-phthalat, Dialkyl-4-sulfophthalat, 4-Sulfophenyl-3,5-dicarbomethoxybenzol, 6-Sulfo-2-naphthyl-3,5-dicarbomethoxybenzol, Sulfoterephthalsäure, Dimethyl-sulfo-terephthalat, 5-Sulfoisophthalsäure, Dialkyl-sulfoterephthalat, Sulfoethandiol, 2-Sulfopropandiol, 2-Sulfobutandiol, 3-Sulfopentandiol, 2-Sulfohexandiol, 3-Sulfo-2-methylpentandiol, 2-Sulfo-3,3-dimethylpentandiol, Sulfo-p-hydroxybenzoesäure, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethansulfonat oder Mischungen davon. Die Polymilchsäure kann in einer Menge von ungefähr 40 bis ungefähr 60 Mol.-%, ungefähr 42 bis ungefähr 52 Mol.-%, ungefähr 45 bis ungefähr 50 Mol-% ausgewählt werden.
Das kristalline Harz kann diverse Schmelzpunkte von z. B. ungefähr 30 °C bis ungefähr 120 °C, ungefähr 50 °C bis ungefähr 90 °C aufweisen. Das kristalline Harz kann laut Messung z. B. mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (M_w) von ungefähr 15.000 bis ungefähr 30.000, ungefähr 20.000 bis ungefähr 25.000 aufweisen. Die Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n) des kristallinen Harzes kann z. B. ungefähr 2 bis ungefähr 6, ungefähr 3 bis ungefähr 5 betragen. Die kristalline Harzpartikel können eine Größe von ungefähr 170 bis ungefähr 230 nm, eine Größe von ungefähr 180 bis ungefähr 220 nm, eine Größe von ungefähr 190 bis ungefähr 210 nm aufweisen. Für die Zwecke von Polyesterimpfpartikeln ist die Größe jedoch kleiner und beträgt ungefähr 50 nm bis ungefähr 150 nm oder ungefähr 75 nm bis ungefähr 125 nm oder ungefähr 90 nm bis ungefähr 110 nm.
Beispiele für Polymilchsäuren oder Polyester, einschließlich Vinylpolymilchsäuren oder Vinylpolyester, die bei der Herstellung von amorphen Polyestern verwendet werden, beinhalten Polycarbonsäuren (oder Polyester) wie z. B. Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitakonat, cis-1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Itakonsäure, Bernsteinsäure, Bernsteinsäureanhydrid, Dodecylbernsteinsäure, Dodecylbernsteinsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Dodecandisäure, Dimethylterephthalat, Diethylterephthalat, Dimethylisophthalat, Diethylisophthalat, Dimethylphthalat, Phthalsäureanhydrid, Diethylphthalat, Dimethylsuccinat, Dimethylfumarat, Dimethylmaleat, Dimethylglutarat, Dimethyladipat, Dimethyldodecylsuccinat und Kombinationen davon. Die Polymilchsäure oder der Polyester kann z. B. in einer Menge von ungefähr 40 bis ungefähr 60 Mol.-% der Harzes, ungefähr 42 bis ungefähr 52 Mol.-%, ungefähr 45 bis ungefähr 50 Mol.-% des Harzes vorhanden sein.
Beispiele für Polyole, die bei der Erzeugung des amorphen Polyesters verwendet werden können, beinhalten 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, Xyloldimethanol, Cyclohexandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Dibutylen und Kombinationen davon. Die Polyolmenge kann variieren und kann z. B. in einer Menge von ungefähr 40 bis ungefähr 60 Mol.% des Harzes, ungefähr 42 bis ungefähr 55 Mol.-% des Harzes vorhanden sein.
Ein amorphes Harz mit hohem Molekulargewicht (HMW) kann ein Molekulargewicht von ungefähr 70 k bis ungefähr 84 k, ungefähr 72 k bis ungefähr 82 k, ungefähr 74 k bis ungefähr 80 k aufweisen. Ein amorphes Harz mit niedrigem Molekulargewicht (LMW) kann ein Molekulargewicht von ungefähr 12 k bis ungefähr 24 k, ungefähr 14 k bis ungefähr 22 k, ungefähr 16 k bis ungefähr 20 k aufweisen. Die Größe kann außerhalb dieser Bereiche liegen.
Die amorphen Harzpartikel können eine Größe von ungefähr 170 nm bis ungefähr 230 nm, ungefähr 180 nm bis ungefähr 220 nm, ungefähr 190 nm bis ungefähr 210 nm aufweisen. Für die Zwecke von Polyesterimpfpartikeln ist die Größe jedoch kleiner und beträgt 50 nm bis 150 nm oder ungefähr 75 nm bis ungefähr 125 nm oder ungefähr 90 nm bis ungefähr 110 nm.
Die Polyesterharze können unter Verwendung herkömmlicher, bekannter Verfahren aus einer Kombination von Komponenten synthetisiert werden, die aus den oben erwähnten Monomerkomponenten ausgewählt sind. Beispielhafte Verfahren beinhalten das Esteraustauschverfahren und das direkte Polykondensationsverfahren, das einzeln oder in Kombination verwendet werden kann. Das Molverhältnis (Säurekomponente/Alkoholkomponente), wenn die Säurekomponente und die Alkoholkomponente reagiert werden, kann je nach Reaktionsbedingungen variieren. Das Molverhältnis ist bei direkter Polykondensation für gewöhnlich ungefähr 1:1. Beim Esteraustauschverfahren kann ein Monomer wie z. B. Ethylenglykol, Neopentylglykol oder Cyclohexandimethanol, das unter Vakuum wegdestilliert werden kann, im Überschuss verwendet werden.
Nach der Polyesterimpfpartikel-Latexherstellung werden die Polyesterimpfpartikel zu einem Reaktor hinzugefügt, der ein wässriges Medium wie z. B. Wasser oder einen Puffer, ein Tensid, Acrylatmonomere und Styrolmonomere enthält. Die Mischung wird für zumindest eine Stunde bei optional erhöhter Temperatur inkubiert, um zu ermöglichen, dass die Polyesterpolymere hydrieren und der Polyesterimpfpartikel quillt. Somit kann die Temperatur über Raumtemperatur (RT) liegen, d. h. ungefähr 20-25 °C, zumindest ungefähr 40 °C, zumindest ungefähr 50 °C, zumindest ungefähr 60 °C, zumindest ungefähr 70 °C, zumindest ungefähr 80 °C oder mehr betragen. Das Quellen kann für zumindest ungefähr 1 Stunde, zumindest ungefähr 2 Stunden, zumindest ungefähr 3 Stunden, zumindest ungefähr 5 Stunden, zumindest ungefähr 7 Stunden oder länger wie z. B. über Nacht erfolgen.
Eine Mischung von Styrol- und Acrylatmonomeren, Tensid, optionalem Verzweigungsmittel und optionalem Kettenübertragungsmittel wird hergestellt. Danach wird ein Teil dieser Mischung oder Emulsion zu den quellenden PE-Impfpartikeln hinzugefügt. Die Menge an Emulsion, die zu den Polyesterimpfpartikeln hinzugefügt wird, kann bis zu ungefähr 15 %, bis zu ungefähr 12,5 %, bis zu ungefähr 10 %, bis zu ungefähr 7,5 % der Gesamtmenge an Monomeremulsion betragen, die bei der Synthese der Hybridtonerpartikel verwendet wird, die Menge kann jedoch auch außerhalb dieser Bereiche liegen. Diese Monomere treten während der Quellinkubation in die Polyesterimpfpartikel ein und sinken auf diese herab. Danach werden zusätzliches Styrolmonomer, Acrylatmonomer und Tensid und ein Initiator zu den gequollenen Polyesterimpfpartikeln hinzugefügt, um die Emulsionspolymerisation der Poly(acrylat/styrol)-Polymere innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel einzuleiten und zu erleichtern.
Ein beliebiges Monomer, das sich für die Herstellung eines Poly(styrol/acrylat)-Polymers zur Verwendung in Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikeln eignet, kann verwendet werden. Das Poly(styrol/acrylat)-Polymer kann des Weiteren als Latex, nicht als Teil eines Hybridpartikellatex, zur Einbindung in Toner verwendet werden. Solche Latizes können mithilfe herkömmlicher Verfahren hergestellt werden.
Geeignete Monomere beinhalten Styrole, Acrylate, Methacrylate, Acrylsäuren, Methacrylsäuren, Acrylonitrile, Kombinationen davon und dergleichen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Beispielhafte Monomere beinhalten Styrol, Alkylacrylat wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, n-Octylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, β-Carboxyethylacrylat (β-CEA), Phenylacrylat, Methyl-α-chloracrylat, Methylmethacrylat (MMA), Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Methacrylonitril, Acrylonitril, Methacrylate (MA), Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, p-Chlorstyrol, und dergleichen und Mischungen davon, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Bei Ausführungsformen beinhalten Comonomere zur Herstellung der Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridpartikel Methylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopropylacrylat, Cyclobutylacrylat, Cyclopentylacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclopropylmethacrylat, Cyclobutylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Isobornylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Ethylhexylacrylat, Butylmethacrylacrylat, Hexylmethacrylat, Ethylhexylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, beta-Carboxyethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, 2-(Dimethylamino)ethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminobutylmethacrylat, Methylaminoethylmethacrylat, Styrol und Kombinationen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Bei Ausführungsformen sind Comonomere aus Methylmethacrylat, Butylacrylat, Diacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Styrol, Methacrylsäure, Dimethylaminoethylmethacrylat und Kombinationen davon ausgewählt.
Beispielhafte Styrol-/Acrylatpolymere beinhalten Styrolacrylate, Styrolmethacrylate und mehr im Detail Poly(styrol/alkylacrylat), Poly(styrol-alkylmethacrylat), Poly(styrol/alkylacrylatacrylsäure), Poly(styrol-1,3-dien-acrylsäure), Poly(styrol-alkylmethacrylat-acrylsäure), Poly(styrol/alkylacrylat-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-1,3-dien-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-propylacrylat), Poly(styrol-butylacrylat), Poly(styrol-butadien-acrylsäure), Poly(styrolbutadien-methacrylsäure), Poly(styrol-butadien-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-butylacrylatacrylsäure), Poly(styrol-butylacrylat-methacrylsäure), Poly(styrol-butylacrylat-acrylonitril), Poly(styrol-butylacrylat-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-butylmethacrylat), Poly(styrolbutylacrylat-acrylsäure), Poly(styrol-butylmethacrylat-acrylsäure), und Kombinationen davon und die Monomere zu deren Herstellung. Das Polymer kann Block-, Random- oder alternierende Copolymere sein.
Veranschaulichende Beispiele für ein Styrol-/Acrylatlatexopoylmer beinhalten Poly(styroln-butylacrylat-β-CEA), Poly(styrol-alkylacrylat), Poly(styrol-alkylmethacrylat), Poly(styrolalkylacrylat-acrylonitril), Poly(styrol-1,3-dien-acrylonitril), Poly(styrol-propylacrylat), Poly(styrolbutylacrylat), Poly(styrol-butadien-acrylonitril), Poly(styrol-butylacrylat-acrylonitril) und dergleichen und die Monomere zu deren Herstellung.
Mehrere Monomere können verwendet werden, um ein Comonomer herzustellen, z. B. Styrol- und Alkylacrylat, wie z. B. eine Mischung, die Styrol, n-Butylacrylat und β-CEA beinhaltet. Bezogen auf das Gesamtgewichts der Monomere kann Styrol in einer Menge von ungefähr 1 % bis ungefähr 99 %, ungefähr 50 % bis ungefähr 95 %, ungefähr 70 % bis ungefähr 90 % vorhanden sein, obwohl es auch in größeren oder kleineren Mengen vorhanden sein kann; und kann Acrylat in einer Menge von ungefähr 1 % bis ungefähr 99 %, ungefähr 5 % bis ungefähr 50 %, ungefähr 10 % bis ungefähr 30 % vorhanden sein, obwohl es auch in größeren oder kleineren Mengen vorhanden sein kann.
Bei Ausführungsformen können die Acrylat-/Styrolmonomere optional mit einem Ladungskontrollmittel wie z. B. Methacrylsäure oder einem Dimethylaminoethylmethacrylat und z. B. Styrol/Acrylat copolymerisiert werden, wobei die Monomere verwendet werden können, um z. B. die T_g und Hydrophobizität der Polymerkette zu kontrollieren.
Beim Acrylat-/Styrolpolymerisationsprozess werden das Styrolmonomer und das Acrylatmonomer in einen geeigneten Reaktor wie z. B. einem Mischgefäß hinzugefügt, das ein wässriges Medium wie z. B. entionisiertes Wasser (EW), einen Puffer und so weiter umfasst und Polyesterimpfpartikel und Tensid enthält.
Die Tensidmengen können aufgeteilt oder aufgetrennt werden, wobei ein Teil während des Quellens zu den Polyesterimpfpartikeln hinzugefügt wird und der andere Teil von der Monomeremulsion beigetragen wird. Somit können ungefähr 25 % oder weniger, ungefähr 20 % oder weniger, ungefähr 17,5 % oder weniger der Gesamttensidmenge in den Polyesterimpfpartikeln enthalten sein. Die Gesamttensidmenge, die bei der Herstellung des Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel verwendet wird, kann ungefähr 0,01 % bis ungefähr 10 %, ungefähr 0,05 % bis ungefähr 7,5 %, ungefähr 0,1 % bis ungefähr 5 % der Gesamtreagenzien betragen, die bei der Herstellung des Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel verwendet werden.
Nach Inkubation, die optional bei erhöhter Temperatur erfolgte, um das Polyesterpolymer zu hydrieren und die Polyesterimpfpartikel zu quellen, werden zusätzliches Acrylatmonomer, zusätzliches Styrolmonomer, ein Initiator, ein Tensid, ein optionales Kettenübertragungsmittel und ein optionales Verzweigungsmittel zu den gequollenen PE-Partikeln hinzugefügt, die Styrol- und Acrylatmonomere umfassen, um eine Styrol-/Acrylatpolymerisation zu ermöglichen. Auf diese Weise bilden die Styrol-/Acrylmonomere innerhalb der Polyesterimpfpartikel ein interpenetrierendes Netz, wobei zusätzliches Polymer sich auf oder um der Polyesterimpfpartikel-Oberfläche bildet. Die Styrol- und Acrylatmonomere innerhalb des Polyesterimpfpartikels dienen als Anker oder Ausgangspunkte für die Polymerbildung von innerhalb des Polyesterimpfpartikels. Die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel werden gewonnen und als Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel verwendet, z. B. in einem Toner.
Als Tensid, das für die Herstellung des Polyesterimpfpartikels ausgewählt ist, kann das Tensid ein verzweigtes Alkyldiphenyloxiddisulfonat umfassen. Wie oben bereitgestellt, umfasst das Impftensid eine oder zwei verzweigte Alkylgruppen mit einer Größe von jeweils zumindest 11 Kohlenstoffen. Das Tensid, das für die Bildung des Styrol-/Acrylatpolymers verwendet wird, kann das gleiche wie das bei der Herstellung der Polyesterimpfpartikel verwendete sein.
Beispiele für Tenside, die verwendet werden können, um eine beliebige Dispersion oder Emulsion zu bilden, beinhalten Natriumhexyldiphenyloxiddisulfonat, Natrium-n-decyldiphenyloxiddisulfonat, Natrium-n-dodecyldiphenyloxiddisulfonat, Natrium-n-hexadecyldiphenyloxiddisulfonat, Natriumpalmityldiphenyloxiddisulfonat, n-Decyldiphenyloxiddisulfonsäure, n-Dodecyldiphenyloxiddisulfonsäure und Tetrapropyldiphenyloxiddisulfonsäure. Andere Tenside beinhalten Diphenyloxiddisulfonate wie z. B. DOWFAX 2A1™, DOWFAX 3A2™, DOWFAX 8390™, erhältlich von Dow Chemical, RHODACAL DSB™, erhältlich von Rhone-Poulenc, POLY-TERGENT 2A1™, POLY-TERGENT 2EP™, erhältlich von Olin, AEROSOL DPOS-45™, erhältlich von Cytec, und CALFAX DBA-40™, CALFAX 16L-35™ oder CALFAX DB-45™, erhältlich von Pilot Chemicals, und dergleichen.
Bei Ausführungsformen wird ein Initiator zur Bildung eines Latex hinzugefügt, z. B. zur Bildung des Styrol-/Acrylatpolymers. Beispiele für geeignete Initiatoren beinhalten wasserlösliche Initiatoren wie z. B. Ammoniumpersulfat (APS), Natriumpersulfat und Kaliumpersulfat und organische lösliche Initiatoren, einschließlich organischer Peroxide, und Azo-Verbindungen, einschließlich Vazo-Peroxiden wie z. B. VAZO 64™, 2-Methyl-2-2'-azobispropannitril, VAZO 88™, 2-2'-Azobisisobutyramiddehydrat und Kombinationen davon. Andere wasserlösliche Initiatoren, die verwendet werden können, beinhalten Azoamidinverbindungen, z. B. 2,2'-Azobis(2-methyl-N-phenylpropionamidin)dihydrochlorid, 2,2'Azobis[N-(4-chlorophenyl)-2-methylpropionamidin]dihydrochlorid, 2,2'Azobis[N-(4-hydroxyphenyl)-2-methylpropionamidin]dihydrochlorid, 2,2'Azobis[N-(4-amino-phenyl)-2-methylpropionamidin]tetrahydrochlorid, 2,2'Azobis[2-methyl-N(phenylmethyl)propionamidin]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-methyl-N-2-propenylpropionamidin]dihydrochlorid, 2,2'-azobis[N-(2-hydroxy-ethyl)2-methylpropionamidin]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-(5-methyl-2-imidazolin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'Azobis[2-(4,5,6,7-tetrahydro-1 H-1,3-diazepin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'Azobis[2-(3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-(5-hydroxy-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl)propan]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-[1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolin-2-yl]propan]dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan]disulfatdehydrat, 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan], 2,2'-Azobis(1-imino-1-pyrrolidino-2-ethylpropan)dihydrochlorid, 2,2'-Azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamid], Kombinationen davon und dergleichen.
Ein Initiator kann in einer geeigneten Menge hinzugefügt werden, wie z. B. ungefähr 0,01 bis ungefähr 3 Gew.-%, ungefähr 0,1 bis ungefähr 2 Gew.-% Monomere. Der Initiator kann, wenn wasserlöslich, in Wasser aufgelöst werden, z. B. EW, damit der Initiator leichten Zugang zum Monomer hat. Der Initiator kann in einer Flüssigkeit in einer Menge von ungefähr 15 Gew.-% bis ungefähr 50 Gew.-%, ungefähr 15 Gew.-% bis ungefähr 40 Gew.-%, ungefähr 15 Gew.-% bis ungefähr 30 Gew.-% aufgelöst werden. Bei Ausführungsformen kann der Initiator, wenn in Lösung, in einer Rate von weniger als ungefähr 35 ml/min zum Monomer hinzugefügt werden.
Der Initiator muss nicht auf einmal, nicht in einem Bolus und nicht zu schnell hinzugefügt werden, um eine maximale Exposition des Monomers gegenüber dem Initiator für eine gleichmäßige und regelmäßige Polymerisation, z. B. bei Ausführungsformen eines linearen Polymers mit minimaler Vernetzung, zu gewährleisten. Als weiteres Mittel zum Gewährleisten einer schnellen Dispersion des Initiators in der Monomermischung kann die Monomermischung agitiert, gerührt, gemischt, homogenisiert und dergleichen werden.
Ein Kettenübertragungsmittel kann optional verwendet werden, um den Polymerisationsgrad eines Latex zu kontrollieren und damit das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung der Produktlatizes zu kontrollieren. Wie zu verstehen ist, kann ein Kettenübertragungsmittel zu einem Teil des Latexpolymers werden.
Ein Kettenübertragungsmittel kann eine kovalente Kohlenstoff-Schwefel-Bindung aufweisen. Die kovalente Kohlenstoff-Schwefel-Bindung hat eine Absorptionsspitze in einem Wellenzahlbereich von 500 bis 800 cm^-1 in einem Infrarotabsorptionsspektrum. Wenn das Kettenübertragungsmittel in das Latex eingebunden wird und der Toner aus dem Latex hergestellt wird, kann die Absorptionsspitze verändert werden, z. B. auf einen Wellenzahlbereich von 400 bis 4000 cm^-1.
Beispielhafte Kettenübertragungsmittel beinhalten n-C_3-15-Alkylmercaptane, verzweigte Alkylmercaptane, Mercaptane, die einen aromatischen Ring enthalten, und so weiter, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Beispiele für solche Kettenübertragungsmittel beinhalten außerdem Dodecanethiol (DDT), Butanthiol, Isooctyl-3-mercaptopropionat, 2-Methyl-5-t-butylthiophenol, Kohlenstofftetrachlorid, Kohlenstofftetrabromid und dergleichen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Die Ausdrücke „Mercaptan“ und „Thiol“ können untereinander austauschbar verwendet werden, um eine C-SH-Gruppe zu bezeichnen.
Bezogen auf das Gesamtgewicht der zu polymerisierenden Monomere kann das Kettenübertragungsmittel in einer Menge von ungefähr 0,1 % bis ungefähr 7 %, ungefähr 0,5 % bis ungefähr 6 %, ungefähr 1,0 % bis ungefähr 5 % der Emulsionsreagenzien vorhanden sein, auch wenn es in größeren oder kleineren Mengen vorhanden sein kann.
Bei Ausführungsformen kann ein Verzweigungsmittel optional in die Acrylat-/Styrolpolymerisationsreaktionsmischung eingebunden werden, um eine Verzweigung des Polymers zu induzieren, wie z. B. ein Decandioldiacrylat (ADOD).
Bezogen auf das Gesamtgewicht der zu polymerisierenden Monomere kann das Verzweigungsmittel in einer Menge von ungefähr 0 % bis ungefähr 2 %, ungefähr 0,05 % bis ungefähr 1,0 %, ungefähr 0,1 % bis ungefähr 0,8 % der Emulsionsreagenzien vorhanden sein, auch wenn es in größeren oder kleineren Mengen vorhanden sein kann.
Der Poly(styrol/acrylat)-Polyesterharzpartikel weist eine Größe von 155 nm bis 215 nm auf, beispielsweise von ungefähr 165 nm bis ungefähr 205 nm oder ungefähr 175 nm bis ungefähr 195 nm. Der Poly(styrol/acrylat)-Polyesterharzpartikel kann ein Molekulargewicht von ungefähr 20 k bis ungefähr 50 k, ungefähr 25 k bis ungefähr 45 k, ungefähr 30 k bis ungefähr 40 k aufweisen.
Wie hier verwendet, bezieht sich eine Bezugnahme auf eine „Partikelgröße“ im Allgemeinen auf den medianen Massendurchmesser (MMD) D₅₀ oder den medianen Massendurchmesser der logarithmischen Normalverteilung. Der MMD wird als durchschnittliche Partikeldurchmesser nach Masse angesehen.
Bei Ausführungsformen ist die Glasübergangstemperatur (T_g) des Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridharzes im Vergleich zu einem Styrol-/Acrylatkontrollharz oder einem Polyesterkontrollharz höher. In Bezug auf die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel kann das Verhältnis der Polyesterimpfpartikel und Acrylat-/Styrolmonomers, das in den Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel vorhanden ist, die T_g beeinflussen, was ggf. auf die Polymerisation der Styrol-/Acrylatmonomere in den Räumen des Polyesterharzes im Polyesterimpfpartikel zurückzuführen ist, was zu kleinen Räumen für eine Molekülbewegung bei erhöhter Temperaturen führt, siehe Tabelle 3, wobei die T_g des Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridharzes von Beispiel 2 und 3 ungefähr 3 °C bis 17 °C höher als die T_g des Kontroll-Styrol-/Acrylatharzes oder -polyesterharzes, wie laut DDK gemessen.
D) Tonerpartikel
Die vorliegenden Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel werden optional mit einem Wachs, optional mit einem Farbstoff und optional mit einem amorphen oder kristallinen Polyesterharz kombiniert, um Hybrid-Tonerpartikel zu bilden. Diese Hybrid-Tonerpartikel können mit einer zusätzlichen Packung und/oder Träger, wie auf dem Gebiet bekannt, kombiniert und in einen Entwickler für Bildgebungszwecke formuliert werden. Bei Ausführungsformen ist der Tonerpartikel eine EA-Tonerpartikel.
a) Harze und Latizes
Ein beliebiges der vorstehenden Polyester- oder Acrylat-Styrolharze kann des Weiteren verwendet werden, um die Tonerpartikel gemeinsam mit den Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel zu bilden.
b) Tenside
Ein beliebiges Tensid kann zur Herstellung einer Latex-, Pigment- oder Wachsdispersion gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Je nach Emulsionssystem kann neben den oben offenbarten ein beliebiges gewünschtes nicht-ionisches oder ionisches Tensid wie z. B. ein anionisches oder kationisches Tensid in Erwägung gezogen werden.
Beispiele für anionische Tenside beinhalten Natriumdodecylsulfat (SDS), Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylnaphthalensulfat, Dialkylbenzolalkylsulfate und Sulfonate, Abietinsäure, NEOGEN R^® und NEOGEN SC^® erhältlich von Kao, Tayca Power^®, erhältlich von Tayca Corp., DOWFAX^®, erhältlich von Dow Chemical Co., und dergleichen sowie Mischungen davon, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Beispiele für geeignete kationische Tenside beinhalten Dialkylbenzolalkylammoniumchlorid, Lauryltrimethylammoniumchlorid, Alkylbenzylmethylammoniumchlorid, Alkylbenzyldimethylammoniumbromid, Benzalkoniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid, C₁₂, C₁₅, C₁₇- Trimethylammonium bromide, Halidsalze quanternisierter Polyoxyethylalkylamine, Dodecylbenzyltriethylammoniumchlorid, MIRAPOL^® und ALKAQUAT^® (erhältlich von Alkaril Chemical Company), SANIZOL^® (Benzalkoniumchlorid, erhältlich von Kao Chemicals) und dergleichen sowie Mischungen davon, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Beispiele für geeignete nicht-ionische Tenside beinhalten Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Methalose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylennonylphenylether, Dialkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol (erhältlich von sanofi als ANTAROX 890^®, IGEPAL CA-210^®, IGEPAL CA-520^®, IGEPAL CA-720^®, IGEPAL CO-890^®, IGEPAL CO-720^®, IGEPAL CO-290^®, IGEPAL CA-210^® und ANTAROX 897^®) und dergleichen sowie Mischungen davon, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Tenside können in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge verwendet werden, z. B. zumindest ungefähr 0,01 Gew.-% der Reaktionspartner, zumindest ungefähr 0,1 Gew.-% der Reaktionspartner; und nicht mehr als ungefähr 10 Gew.-% der Reaktionspartner, nicht mehr als ungefähr 5 Gew.-% der Reaktionspartner, auch wenn die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
c) Farbstoffe
Diverse bekannte geeignete Farbstoffe wie z. B. Färbemittel, Pigmente oder Mischungen davon können im Toner beinhaltet sein. Der eine oder die mehreren Farbstoffe können in einer Menge von z. B. 0 (klar) bis ungefähr 35 Gew.-% des Toners, ungefähr 1 bis ungefähr 25 Gew.% des Toners, ungefähr 3 bis ungefähr 20 Gew.-% des Toners im Toner beinhaltet sein, auch wenn Mengen außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können.
Als Beispiele für geeignete Farbstoffe sind Industrieruß wie z. B. REGAL 330^®; Magnetiten wie z. B. Mobay-Magnetiten MO8029™ und M08060™; Columbian-Magnetiten; MAPICO BLACKS™, oberflächenbehandelte Magnetiten; Pfizer-Magnetiten CB4799™, CB5300™, CB5600™ und MCX6369™; Bayer-Magnetiten, BAYFERROX 8600™ und 8610™; Northern-Pigments-Magnetiten, NP-604™ und NP-608™; Magnox-Magnetiten TMB-100™ oder TMB-104™; und dergleichen. Als Farbpigmente können Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Grün, Braun, Blau oder Mischungen davon ausgewählt werden. Im Allgemeinen werden Cyan-, Magenta- oder Gelbpigmente oder-Färbemittel oder Mischungen davon verwendet. Das eine oder die mehreren Pigmente können wasserbasierte Pigmentdispersionen sein.
Spezifische Beispiele von Pigmenten beinhalten SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE und AQUATONE wasserbasierte Pigmentdispersionen von SUN Chemicals, HELIOGEN BLUE 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. TOLUIDINE RED™ und BON RED C™, erhältlich von Dominion Color Corp., Ltd., Toronto, CA, NOVAPERM YELLOW FGL™, HOSTAPERM PINK E™ von sanofi, CINQUASIA MAGENTA™ erhältlich von E.I. DuPont de Nemours & Co., und dergleichen. Farbstoffe, die ausgewählt werden können, sind Schwarz, Cyan, Magenta, Gelb und Mischungen davon. Beispiele für Magenta-Farbstoffe sind 2,9-dimethyl-substituiertes Chinacridon- und Anthrauchnon-Färbemittel, im Farbindex (CI) identifiziert als CI 60710, CI Dispersed Red 15, Diazo-Färbemittel, im Farbindex identifiziert als CI 26050, CI Solvent Red 19 und dergleichen. Veranschaulichende Beispiele für Cyan beinhalten Kupfertetra(octadecylsulfonamido)phthalocyanin, x-Kupferphthalocyaninpigment, im Farbindex gelistet als CI 74160, CI Pigment Blue, Pigment Blue 15:3, Anthrathrene Blue, im Farbindex identifiziert als CI 69810, Special Blue X-2137 und dergleichen. Beispiele für Gelb sind Diarylidgelb 3,3-Dichlorbenzidenacetoacetanilids, ein Monoazo-Pigment, im Farbindex identifiziert als CI 12700, CI Solvent Yellow 16, ein Nitrophenylaminsulfonamid, im Farbindex identifiziert als Foron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 33 2,5-Dimethoxy-4-sulfonanilidphenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxyacetoacetanilid und Permanent Yellow FGL. Farbige Magnetiten wie z. B. Mischungen von MAPICO BLACK™ und Cyankomponenten können ebenfalls als Farbstoffe ausgewählt werden. Andere bekannte Farbstoffe können ausgewählt werden, wie z. B. Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) und Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), und farbige Färbemittel wie z. B. Neopen Blue (BASF), Sudan Blue OS (BASF), PV Fast Blue B2G01 (sanofi), Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite Blue BCA (Ciba-Geigy), Paliogen Blue 6470 (BASF), Sudan III (Matheson, Coleman, Bell), Sudan II (Matheson, Coleman, Bell), Sudan IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudan Orange G (Aldrich), Sudan Orange 220 (BASF), Paliogen Orange 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlich), Paliogen Yellow 152, 1560 (BASF), Lithol Fast Yellow 0991K (BASF), Paliotol Yellow 1840 (BASF), Neopen Yellow (BASF), Novoperm Yellow FG 1 (sanofi), Permanent Yellow YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb L1250 (BASF), Suco-Yellow D1355 (BASF), Hostaperm Pink E (sanofi), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta (DuPont), Lithol Scarlet D3700 (BASF), Toluidine Red (Aldrich), Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann, CA), E.D. Toluidine Red (Aldrich), Lithol Rubine Toner (Paul Uhlich), Lithol Scarlet 4440 (BASF), Bon Red C (Dominion Color Co.), Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlich), Oracet Pink RF (Ciba-Geigy), Paliogen Red 3871 K (BASF), Paliogen Red 3340 (BASF), Lithol Fast Scarlet L4300 (BASF), Kombinationen des Vorstehenden und dergleichen.
d) Wachs
Neben dem Polymerharz können die Tonerpartikel der vorliegenden Offenbarung auch ein Wachs enthalten, das entweder ein einzelner Wachstyp oder eine Mischung von zwei oder mehreren unterschiedlichen Wachsen sein kann. Wenn beinhaltet, kann das Wachs in einer Menge von z. B. ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 25 Gew.-% der Tonerpartikel, ungefähr 5 Gew.% bis ungefähr 20 Gew.-% der Tonerpartikel vorhanden sein. Der Schmelzpunkt eines Wachses kann zumindest ungefähr 60 °C, zumindest ungefähr 70 °C, zumindest ungefähr 80 °C sein, kann aber auch geringer sein. Wachse, die ausgewählt werden können, beinhalten Wachse mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von z. B. ungefähr 500 bis ungefähr 20.000, ungefähr 1000 bis ungefähr 10.000. Wachspartikel können eine Größe von ungefähr 125 nm bis ungefähr 250 nm, ungefähr 150 bis ungefähr 225 nm, ungefähr 175 bis ungefähr 200 nm aufweisen.
Wachse, die verwendet werden können, beinhalten z. B. Polyolefine wie z. B. Polyethylen-, Polypropylen- und Polybutenwachse wie z. B. im Handel von Allied Chemical und Petrolite Corporation erhältlich, z. B. POLYWAXTM-Polyethylenwachse von Baker Petrolite, Wachsemulsionen, die Michaelman, Inc., und Daniels Products Company erhältlich sind, EPOLENE N15TM, im Handel von Eastman Chemical Products, Inc. erhältlich, und VISCOL 550-PTM, ein Polypropylen mit niedrigem gewichtsgemitteltem Molekulargewicht, erhältlich von Sanyo Kasei K. K., pflanzenbasierte Wachse wie z. B. Carnaubawachs, Reiswachs, Candelillawachs, Wachs von Sumachgewächsen und Jojobaöl, Wachse auf tierischer Basis wie z. B. Bienenwachs, mineralbasierte Wachse und erdölbasierte Wachse wie z. B. Montanwachs, Ozokerit, Ceresin, Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs und FischerTropsch-Wachs, Esterwachse, die aus höheren Fettsäuren und höherem Alkohol erhalten werden, wie z. B. Stearylstearat und Behenylbehenat, Esterwachse, die aus höheren Fettsäuren und einwertigen oder mehrwertigem Niederalkohol erhalten werden, wie z. B. Butylstearate, Propyloleat, Glyceridmonostearat, Glyceriddistearat, Pentaerythritoltetrabehenat, Esterwachse, die aus höheren Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholmultimeren erhalten werden, wie z. B. Diethylenglykolmonostearat, Dipropylenglykoldistearat, Diglyceryldistearat und Triglyceryltetrastearat, höhere Fettsäuresorbitanesterwachse wie z. B. Sorbitanmonostearat und höhere Fettsäurecholesterinwachse wie z. B. Cholesterylstearat. Beispiele für funktionalisierte Wachse, die verwendet werden können, beinhalten z. B. Amine, Amide, z. B. AQUA SUPERSLIP 6550™ and SUPERSLIP 6530™, erhältlich von Micro Powder Inc., fluorierte Wachse, z. B. POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYSILK 19™ and POLYSILK 14™, erhältlich von Micro Powder Inc., gemischte fluorierte Amidwachse, z. B. MICROSPERSION 19™, erhältlich von Micro Powder Inc., Imide, Ester, quaternäre Amine, Carbonsäure oder Acrylpolymeremulsion, z. B. JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™ und 538™, allesamt erhältlich von SC Johnson Wax, und chlorierte Polypropylene und Polyethylene, erhältlich von Allied Chemical and Petrolite Corporation, und Wachs von SC Johnson. Mischungen und Kombinationen der vorstehenden Wachse können bei Ausführungsformen ebenfalls verwendet werden.
e) Tonerpartikelherstellung
Die Tonerpartikel können mithilfe eines beliebigen Verfahrens hergestellt werden, das im Wissen des Fachmanns liegt. Auch wenn Ausführungsformen zur Tonerpartikelherstellung nachstehend in Bezug auf EA-Prozesse beschrieben werden, kann ein beliebiges geeignetes Verfahren zum Herstellen von Tonerpartikeln verwendet werden, einschließlich chemischer Prozesse wie z. B. Suspensions- und Verkapselungsprozesse, die in den US-Patenten US 5,290,654 A und US 5,302,486 A offenbart sind.
Tonerzusammensetzungen können durch EA-Prozesse hergestellt werden, wie z. B. einen Prozess, der das Aggregieren einer Mischung zumindest eines Polyesterharzes, zumindest eines Styrol-/Acrylatharzes, eines optionalen Wachses und beliebiger anderer gewünschter oder erforderlicher Zusatzstoffe und Emulsionen beinhaltet, die die oben beschriebenen Harze beinhalten, optional mit Tensiden, wie oben beschrieben, um eine Mischung in einem Chargenreaktor zu bilden. Der pH-Wert der entstehenden Mischung kann durch eine Säure wie z. B. Essigsäure, Salpetersäure oder dergleichen eingestellt werden. Bei Ausführungsformen kann der pH-Wert der Mischung auf ungefähr 2 bis ungefähr 4,5 eingestellt werden. Außerdem kann die Mischung bei Ausführungsformen homogenisiert werden. Wenn die Mischung homogenisiert wird, kann das Mischen bei ungefähr 600 bis ungefähr 4000 Umdrehungen pro Minute (U/min) erfolgen. Eine Homogenisierung kann mit einem beliebigen geeigneten Mittel erzielt werden, beispielsweise mit einem IKA ULTRA TURRAX T50 Sondenhomogenisator.
Die Polyester-Poly(styrol/acrylat)-Harze werden mit einem optionalen Tensid vermischt, um eine Harzemulsion zu bilden. Die Harzpartikel können eine Größe von ungefähr 100 nm bis ungefähr 250 nm oder ungefähr 120 nm bis ungefähr 230 nm oder ungefähr 130 nm bis ungefähr 220 nm aufweisen, auch wenn die Partikelgröße außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Die kombinierten Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel werden danach mit einem optionalen Wachs, einem optionalen Farbstoff und anderen Tonerreagenzien als Designwahl vermischt, die zusätzliche Polyesterharze beinhaltet.
Beim Latexprozess und Tonerprozess der Offenbarung kann eine Emulgierung mit einem beliebigen geeigneten Prozess durchgeführt werden, wie z. B. durch Mischen, optional bei erhöhter Temperatur. Beispielsweise kann die Emulsionsmischung in einem Homogenisator, der auf ungefähr 200 bis ungefähr 400 U/min und auf einer Temperatur von ungefähr 20 °C bis ungefähr 80 °C eingestellt ist, für einen Zeitraum von ungefähr 1 min bis ungefähr 20 min vermischt werden, auch wenn Temperaturen und Zeiträume außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können.
Es kann jeder beliebige Reaktortyp einschränkungslos verwendet werden. Der Reaktor kann ein Mittel zum Rühren der Zusammensetzungen darin beinhalten wie z. B. ein Laufrad. Ein Reaktor kann zumindest ein Laufrad beinhalten. Zum Bilden des Latex und/oder der Tonerpartikel kann der Reaktor während des gesamten Prozesses derart betrieben werden, dass das Laufrad bei einer Mischrate von ungefähr 10 bis ungefähr 1000 U/min arbeiten kann.
Das Latex der vorliegenden Offenbarung kann mit diversen Tonerinhaltsstoffen wie z. B. einer optionalen Wachsdispersion, einem optionalen Farbstoff, einem optionalen Koagulans, einem optional Siliciumdioxid, einem optionalen ladungsverbessernden Zusatzstoff oder Ladungskontrollzusatzstoff, einem optionalen Tensid, einem optionalen Emulgator, einem optionales Fließzusatzstoff und dergleichen schmelzvermengt oder anderweitig vermischt werden. Optional kann das Latex (z. B. ungefähr 40 % Feststoffe) auf die gewünschte Feststoffbeladung (z. B. ungefähr 12 bis ungefähr 15 Gew.-% Feststoffe) verdünnt werden, bevor es zu einer Tonerzusammensetzung formuliert wird.
Bezogen auf das Gesamttonergewicht kann das Latex in einer Menge von ungefähr 50 Gew.-% bis ungefähr 98 Gew.-% vorhanden sein, auch wenn es in geringeren Mengen vorhanden sein kann.
Nach der Herstellung der obigen Mischung wird ein Aggregationsmittel (oder Koagulans) zur Mischung hinzugefügt. Geeignete Aggregationsmittel beinhalten z. B. wässrige Lösungen eines Materials eines zweiwertigen Kations oder eines mehrwertigen Kations. Das Aggregationsmittel kann z. B. Polyaluminiumhalide wie z. B. Polyaluminiumchlorid (PAC) oder das entsprechende Bromid, Fluorid oder lodid, Polyaluminiumsilikate wie z. B. Polyaluminiumsulfosilikat (PASS) und wasserlösliche Metallsalze wie z. B. Aluminiumchlorid, Aluminiumnitril, Aluminiumsulfat, Kaliumaluminiumsulfat, Calciumacetat, Calciumchlorid, Calciumnitrit, Calciumoxylat, Calciumsulfat, Magnesiumacetat, Magnesiumnitrat, Magnesiumsulfat, Zinkacetat, Zinknitrat, Zinksulfat, Zinkchlorid, Zinkbromid, Magnesiumbromid, Kupferchlorid, Kupfersulfat und Kombinationen davon. Bei Ausführungsformen kann das Aggregationsmittel bei einer Temperatur zur Mischung hinzugefügt werden, die unter der Glasübergangstemperatur (T_g) des Harzes liegt.
Das Aggregationsmittel kann in einer Menge von z. B. ungefähr 0,1 Teilen pro Hundert (pph) bis ungefähr 5 pph, ungefähr 0,25 pph bis ungefähr 4 pph zur Mischung hinzugefügt werden, um Tonerpartikel zu bilden.
Um die Aggregation und Koaleszenz der Partikel zu kontrollieren, kann das Aggregationsmittel über die Zeit in die Mischung dosiert werden. Beispielsweise kann das Mittel über einen Zeitraum von ungefähr 5 bis ungefähr 240 min, ungefähr 30 bis ungefähr 200 min in die Mischung dosiert werden. Die Zugabe des Mittels kann auch erfolgen, während die Mischung unter Rührbedingungen gehalten wird, bei Ausführungsformen ungefähr 50 U/min bis ungefähr 1000 U/min, ungefähr 100 U/min bis ungefähr 500 U/min, und bei einer Temperatur unter der T_g des Harzes.
Die Aggregation kann somit durch Beibehalten der erhöhten Temperatur oder langsames Erhöhen der Temperatur auf z. B. ungefähr 40 °C bis 100 °C und Halten der Mischung bei dieser Temperatur für einen Zeitraum von ungefähr 0,5 h bis ungefähr 6 h unter Rühren fortschreiten, um die aggregierten Partikel bereitzustellen.
Die Partikel dürfen ggf. aggregieren, bis eine gewünschte Partikelgröße erhalten ist. Die Partikelgröße kann wie auf dem Gebiet bekannt überwacht werden, z. B. mit einem COULTER-ZÄHLER für die durchschnittliche Partikelgröße. Bei Ausführungsformen kann die Partikelgröße ungefähr 4 bis ungefähr 7 µm, ungefähr 4,5 bis ungefähr 6,5 µm, ungefähr 5 bis ungefähr 6 µm betragen, kann jedoch auch außerhalb dieser Bereiche liegen.
Nachdem die gewünschte Endgröße der Tonerpartikel erreicht ist, kann der pH-Wert der Mischung mit einer Base auf einen Wert von ungefähr 6 bis ungefähr 10, ungefähr 5 bis ungefähr 8 eingestellt werden. Die Einstellung des pH-Werts kann verwendet werden, um das Tonerpartikelwachstum aufzuhalten, d. h. zu stoppen. Die Base, die verwendet wurde, um das Tonerpartikelwachstum zu stoppen, kann eine beliebige geeignete Base beinhalten, wie z. B. alkalische Metallhydroxide wie z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Kombinationen davon und dergleichen. Bei Ausführungsformen kann ein Mittel wie z. B. Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) hinzugefügt werden, um den pH-Wert leichter auf die gewünschte Werte, wie oben angemerkt, einzustellen.
Der Glanz eines Toners kann durch die Menge an beibehaltenem Metallion wie z. B. Al³⁺ im Partikel beeinflusst werden. Bei Ausführungsformen kann die Menge an beibehaltenem Metallion, z. B. Al³⁺, in den Tonerpartikeln der vorliegenden Offenbarung ungefähr 0,1 pph bis ungefähr 1 pph, ungefähr 0,25 pph bis ungefähr 0,8 pph, betragen.
f) Hülle
Bei Ausführungsformen kann eine Hülle auf die gebildeten aggregierten Tonerpartikel angewandt werden. Ein beliebiges oder mehrere beliebige Harze, die oben beschrieben wurden oder auf dem Gebiet bekannt sind, können als Hüllharz verwendet werden. Das Hüllharz kann mit einem beliebigen, dem Fachmann bekannten Verfahren auf die aggregierten Partikel aufgetragen werden. Die oben beschriebenen aggregierten Partikel werden mit der Emulsion kombiniert, so dass das Harz eine Hülle über den gebildeten aggregierten Tonerpartikeln bildet.
Tonerpartikel können einen Durchmesser von ungefähr 3 bis ungefähr 8 µm, ungefähr 3,5 bis ungefähr 7,5 µm aufweisen und die optionale Hüllkomponente kann ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gew.-% der Tonerpartikel, ungefähr 22 bis ungefähr 36 Gew.-%, ungefähr 24 bis ungefähr 32 Gew.-% der Tonerpartikel umfassen. Bei Ausführungsformen hat die Hülle eine höhere T_g als jene der aggregierten Tonerpartikel oder der Kernpartikel.
Bei Ausführungsformen können ein Photoinitiator, ein Verzweigungsmittel und dergleichen in die Harzmischung zum Bilden der Hülle eingebunden werden. Bei Ausführungsformen kann das Hüllharz in einer Emulsion vorliegen, die ein beliebiges hierin beschriebenes Tensid beinhaltet. Die Hülle kann ein leitfähiges Material wie z. B. einen Farbstoff wie z. B. Industrieruß enthalten.
g) Koaleszenz
Nach Aggregation zur gewünschten Partikelgröße unter Bildung einer Hülle, wie oben beschrieben, werden die Partikel sodann zur gewünschten Endform koalesziert, wobei die Koaleszenz z. B. durch Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur von ungefähr 55 °C bis ungefähr 100 °C, ungefähr 60 °C bis ungefähr 95 °C erzielt wird, die unter dem Schmelzpunkt eines kristallines Harzes im Tonerpartikel liegen kann, um eine Plastifizierung zu verhindern. Höhere oder niedrigere Temperaturen können verwendet werden, wobei verstanden wird, dass die Temperatur eine Funktion der verwendeten Harze ist.
Die Koaleszenz kann über einen Zeitraum von ungefähr 1 min bis ungefähr 9 h, ungefähr 2 min bis ungefähr 7 h fortschreiten, auch wenn Zeiten außerhalb dieser Bereiche herangezogen werden können, z. B. abhängig davon, ob die Koaleszenz in einem Chargenreaktor oder in einem Mikroreaktor erfolgt.
In einem kontinuierlichen oder Strömungssystem oder -reaktor oder einem Mikroreaktor werden verringerte Reagenzvolumina unidirektional durch den Reaktor geströmt. Aggregierte Partikel und Reaktionspartner, häufig in einer Aufschlämmung, aus einem Chargen- oder kontinuierlichen Reaktor werden kontinuierlich, diskontinuierlich oder dosiert in kontrollierbaren Raten und kontrollierbaren Mengen durch Übertragungsvorrichtungen wie z. B. Bahnen, Leitungen, Verrohrungen und so weiter, die aus geeigneten Materialien zusammengesetzt sind, zum und für eine Inkubation im kontinuierlichen Reaktor gespeist. Die Übertragungsvorrichtungen können umfassen und der kontinuierliche Reaktor kann eine oder mehrere Vorrichtungen zum Regeln der Temperatur der Inhalte darin umfassen, wie z. B. ein Heiz- oder Kühlelement. Die Heiz- und Kühlelemente können entlang der Übertragungsvorrichtungen und entlang des Strömungswegs des kontinuierlichen Reaktors angeordnet werden, um ein geregeltes oder bestimmtes Temperaturprofil für die übertragenen Reaktionspartner innerhalb der Übertragungsvorrichtung und des Reaktors oder der Reaktoreinheit und die aggregierte Partikelaufschlämmung im kontinuierlichen Reaktor bereitzustellen. Eine Pump- oder Treibvorrichtung kann eine Bewegung der Aufschlämmung aus dem Chargenreaktor zum kontinuierlichen Reaktor bewirken. Der kontinuierliche Reaktor kann andere Treibvorrichtungen umfassen, um eine gewünschte Durchflussrate durch diesen aufrechtzuerhalten.
Der kontinuierliche Reaktor kann eine Reihe von Rohren, Kanälen, Hohlräumen, rohrförmigen Hohlräumen, Hohlräumen innerhalb teilweise abgeflachter oder eiförmiger Rohre und dergleichen, einen beliebigen geeigneten Strömungsweg umfassen, wobei mehrere solche kontinuierlichen Reaktoren parallel geschaltet sein können, z. B. über ein Sammelrohr, um einen kontinuierlichen gerichteten Strömungsweg in Reihe durch eine Mehrzahl von Vorrichtungen bereitzustellen, die den Reaktor umfassen. Der kontinuierliche Reaktor kann eine oder mehrere Temperaturregelvorrichtungen umfassen, wie z. B. ein Heiz- oder Kühlelement, die eine Flüssigkeit wie z. B. ein Öl umfassen können, das den gerichteten parallelen Strömungsweg benetzt, um eine geeignete Temperatur oder ein geeignetes Temperaturprofil entlang des Strömungswegs, unter dem die Reaktion erfolgt, bereitzustellen. Der Strömungsweg kann durch die Übertragungsvorrichtung mit einer Austrittsvorrichtung verbunden sein, wie z. B. einer Bahn, einer Leitung, einer Verrohrung und dergleichen, um die reagierte Mischung zu einem Produktaufnahmegefäß zu strömen. Das Reaktionsgerät kann unter Druck betrieben werden, um Reagenz- und Fluidsiedepunkte zu verringern und um eine ungehinderte oder kontinuierliche Bewegung und einen gleichmäßigen Strom der Reaktionsmischung durch den Reaktor zu gewährleisten.
Bei Ausführungsformen umfasst ein kontinuierlicher Reaktor von Interesse eine Mehrzahl von Einheiten, umfassend z. B. ungefähr vier Regionen, Strömungswege, Fluidströmungswege, Zonen, Subteile, Abschnitte und dergleichen, wobei jede Region, Zone und dergleichen eine unterschiedliche Umgebung oder unterschiedliche Bedingungen für die darin enthaltende Aufschlämmung bereitstellt, wobei z. B. eine Region einen Anstieg von Bedingungen für eine Koaleszenz bereitstellt, und eine weitere darauf folgende Zone kann eine sein, in der die Koaleszenz der Partikel erfolgt. Bei Ausführungsformen umfasst der Reaktor mehrere Einheiten, Teile, Komponenten und dergleichen, die betriebsmäßig verbunden sind, um einen kontinuierlichen Strömungsweg bereitzustellen, wobei jede Einheit eine unterschiedliche Umgebung für die enthaltene Aufschlämmung bereitstellt und vorhanden ist, wenn ein getrennter Tonerentwicklungsprozess erfolgt.
Nach der Koaleszenz kann die Mischung auf Raumtemperatur (RT) gekühlt werden, wie z. B. ungefähr 20 °C bis ungefähr 25 °C. Das Kühlen kann schnell oder langsam erfolgen, wie gewünscht. Ein geeignetes Kühlverfahren kann das Einbringen von Kühlwasser in einen Mantel um den Reaktor beinhalten. Nach dem Kühlen können die Tonerpartikel optional mit Wasser gewaschen und danach getrocknet werden. Das Trocknen kann mit einem beliebigen Verfahren erzielt werden, z. B. Gefriertrocknung.
h) Zusatzstoffe
Tonerpartikel können auch andere optionale Zusatzstoffe enthalten, je nach Wunsch oder Bedarf. Beispielsweise kann der Toner beliebige bekannte Ladungszusatzstoffe in Mengen von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-%, ungefähr 0,5 bis ungefähr 7 Gew.-% des Toners beinhalten. Beispiele für solche Ladungszusatzstoffe beinhalten Alkylpyridiniumhalide, Bisulfate, die Ladungskontrollzusatzstoffe aus den US-Patenten US 3,944,493 A , US 4,007,293 A , US 4,079,014 A , US 4,394,430 A und US 4,560,635 A , negativladungsverbessernde Zusatzstoffe wie z. B. Aluminiumkomplexe und dergleichen.
Oberflächenzusatzstoffe können nach dem Waschen oder Trocknen zu den Tonerzusammensetzungen hinzugefügt werden. Andere Beispiele für solche Oberflächenzusatzstoffe beinhalten z. B. Metallsalze, Metallsalze von Fettsäuren, kolloidale Siliciumdioxide, Metalloxide, Strontiumtitanate, Mischungen davon und dergleichen. Oberflächenzusatzstoffe können in einer Menge von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-%, ungefähr 0,5 bis ungefähr 7 Gew.-% des Toners vorhanden sein. Beispiele für solche Zusatzstoffe beinhalten jene, die in den US-Patenten US 3,590,000 A , US 3,720,617 A , US 3,655,374 A und US 3,983,045 A offenbart sind. Andere Zusatzstoffe beinhalten Zinkstearat und AEROSIL R972^® (Degussa). Die beschichteten Siliciumdioxide der US-Patente US 6,190,815 B1 und US 6,004,714 A können ebenfalls in einer Menge von ungefähr 0,05 bis ungefähr 5 %, ungefähr 0,1 bis ungefähr 2 % des Toners vorhanden sein, wobei die Zusatzstoffe während der Aggregation hinzugefügt werden oder in das gebildete Tonerprodukt gemengt werden können.
Die Charakteristika der Tonerpartikel können mithilfe einer beliebigen geeigneten Technik und eines beliebigen geeigneten Geräts ermittelt werden. Der volumengemittelte Partikeldurchmesser, D_50v, der zahlengemittelte Partikeldurchmesser, D_16n, D_50n, GSD_v, GSD_n und so weiter sind beispielhafte nützliche Parameter zum Charakterisieren von Partikeln und Partikelpopulationen. Manche Kennwerte können mithilfe eines Messinstruments erhalten werden, wie z. B. einem Beckman Coulter MULTISIZER 3, der wie vom Hersteller empfohlen betrieben wird. Kumulative Partikelverteilungen können verwendet werden, um diverse Populationsparameter zu erhalten, die verwendet werden können, um z. B. die mediane Größe, die Menge an Grobpartikeln, die Menge an Feinpartikeln und so weiter zu ermitteln. Die relative Menge an Feinpartikeln kann anhand des D_50n/D_16n-Wertes ermittelt werden, der weniger als ungefähr 1,25, weniger als ungefähr 1,24, weniger als ungefähr 1,23 oder geringer sein kann. Der Prozentsatz von Feinpartikeln in den Populationen kann weniger als ungefähr 3,5 %, weniger als ungefähr 3 %, weniger als ungefähr 2,5 % oder geringer sein.
Unter Verwendung der Verfahren der vorliegenden Offenbarung können wünschenswerte Glanzhöhen erhalten werden. Somit kann der Glanz eines Toners laut Messung mit einer Gardner-Vorrichtung ungefähr 20 Glanzeinheiten (GE) bis ungefähr 100 GE, ungefähr 50 GE bis ungefähr 95 GE, ungefähr 60 GE bis ungefähr 90 GE betragen.
Bei Ausführungsformen können die Tonerpartikel der vorliegenden Offenbarung als niedrigschmelzende Tonerpartikel verwendet werden, wie z. B. ultraniedrigschmelzende (ULM-) Tonerpartikel. Bei Ausführungsformen können die trockenen Tonerpartikel, wobei die externen Oberflächenzusatzstoffe ausgeschlossen sind, die folgenden Charakteristika aufweisen:

(1) eine Kreisförmigkeit von ungefähr 0,9 bis ungefähr 1 (wie z. B. mit einem Sysmex 3000 gemessen), ungefähr 0,95 bis ungefähr 0,99, ungefähr 0,96 bis ungefähr 0,98;
(2) eine T_g von ungefähr 45 °C bis ungefähr 60 °C, ungefähr 48 °C bis ungefähr 55 °C; und/oder
(3) einen Schmelzflussindex (MFI) in g/10 min (5 kg/130 °C) von ungefähr 79,0 bis ungefähr 172,5.

Tonerpartikel können vorteilhafte Ladungscharakteristika aufweisen, wenn sie einer Vielzahl von Bedingungen relativer Feuchtigkeit (rF) ausgesetzt sind. Eine Zone mit niedriger Feuchtigkeit (B-Zone) kann eine ungefähr 21 °C/15 % rF aufweisen, während eine Zone mit hoher Feuchtigkeit (A-Zone) ungefähr 27 °C/85 % rF aufweisen kann. Das Einbinden eines Styrol-/Acrylatharzes in die Kernpartikel stellt eine verbesserte Ladung der Tonerpartikel unter diversen Umgebungsbedingungen bereit, wenn mit einem analogen Toner verglichen, der nur Polyester im Kern enthält. Das Vorhandensein eines Styrol-/Acrylatharzes ermöglicht das Feinabstimmen oder Ändern der Zusammensetzung, um einen robusteren Tonerpartikel zu erhalten, der unter diversen Umgebungsbedingungen optimiert ist, wie Tests und die optimierte Leistung in mehr als einer Zone wie z. B. den A- und B-Zonen zeigen. Das eine oder die mehreren Styrol-/Acrylatharze verringern oder senken außerdem weniger wünschenswerte Eigenschaften von Tonerpartikeln mit nur Polyester.
E) Entwickler
Die auf diese Weise gebildeten Tonerpartikel können in eine Entwicklerzusammensetzung formuliert werden. Beispielsweise können die Tonerpartikel mit Trägerpartikeln vermischt werden, um eine 2-Komponenten-Entwicklerzusammensetzung zu erzielen. Die Tonerkonzentration im Entwickler kann ungefähr 1 Gew.-% bis ungefähr 25 Gew.% des Gesamtgewichts des Entwicklers betragen, wobei der Rest der Entwicklerzusammensetzung der Träger ist. Unterschiedliche Toner- und Trägerprozentsätze können jedoch verwendet werden, um eine Entwicklerzusammensetzung mit gewünschten Charakteristika zu erzielen.
a) Träger
Beispiele für Trägerpartikel zum Mischen mit den Tonerpartikeln beinhalten jene Partikel, die in der Lage sind, eine Ladung mit einer Polarität, die jener der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, triboelektrisch zu erhalten. Veranschaulichende Beispiele für geeignete Trägerpartikel beinhalten granuliertes Zirkon, granuliertes Silicium, Glas, Stahl, Nickel, Ferrite, Eisenferrite, Siliciumdioxid, ein oder mehrere Polymere und dergleichen. Andere Träger beinhalten jene, die in den US-Patenten US 3,847,604 A ; US 4,937,166 A ; und US 4,935,326 A offenbart sind.
Bei Ausführungsformen können die Trägerpartikel einen Kern mit einer Beschichtung über diesem beinhalten, der aus einem Polymer oder einer Mischung von Polymeren gebildet werden kann, die in der triboelektrischen Reihe nicht in enger Nähe dazu stehen, wie z. B. die hier gelehrten, wie z. B. ein Hybrid von Interesse, oder wie auf dem Gebiet bekannt. Die Beschichtung kann Fluorpolymere, Terpolymere von Styrol, Silane und dergleichen beinhalten. Die Beschichtung kann ein Beschichtungsgewicht von z. B. ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Gew.-% des Trägers aufweisen.
Diverse wirksame geeignete Mittel können verwendet werden, um das Polymer auf die Oberfläche des Trägerkerns aufzutragen, z. B. Kaskadenwalzmischung, Rommeln, Mahlen, Schütteln, elektrostatische Pulverwolkensprühung, Wirbelbettmischen, elektrostatische Plattenverarbeitung, elektrostatische Vorhangverarbeitungen, Kombinationen davon und dergleichen. Die Mischung von Trägerkenpartikeln und Polymer kann danach erhitzt werden, um zu ermöglichen, dass das Polymer schmelzt und sich am Trägerkern fusioniert. Die beschichteten Trägerpartikel können danach gekühlt und sodann auf die gewünschte Partikelgröße klassifiziert werden.
F) Bildgebungsvorrichtungen
Die Tonerpartikel können für elektrostatographische oder elektrophotographische Prozesse verwendet werden. Bei Ausführungsformen kann ein beliebiger bekannten Bildentwicklungssystemtyp in einer Bildentwicklungsvorrichtung verwendet werden, einschließlich z. B. Magnetbürstenentwicklung, Jumping-Single-Component-Entwicklung, Hybrid-Scavengeless-Entwicklung (HSD) und dergleichen. Diese und ähnliche Entwicklungssysteme liegen im Wissen des Fachmanns.
Farbdrucker verwenden häufig vier Gehäuse für die Aufnahme unterschiedlicher Farben, um Vollfarbbilder auf Basis von Schwarz plus den Standarddruckfarben Cyan, Magenta und Gelb zu erzeugen. Bei Ausführungsformen können jedoch zusätzliche Gehäuse wünschenswert sein, einschließlich Bilderzeugungsvorrichtungen, die fünf Gehäuse, sechs Gehäuse oder mehr besitzen, um die Fähigkeit zur Aufnahme zusätzlicher Tonerfarben zum Drucken eines erweiterten Farbbereichs (erweiterte Farbskala) bereitzustellen.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung von Ausführungsformen der Offenbarung. Die Beispiele sollen lediglich veranschaulichend sein und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken. Alle Teile und Prozentsätze sind außerdem nach Gewicht ausgewiesen, außer wenn anderweitig angegeben. Wie hier verwendet, bezieht sich „Raumtemperatur“ auf eine Temperatur von ungefähr 20 °C bis ungefähr 30 °C.
BEISPIELE
Beispiel 1 Polyesterimpfpartikel
Polyesterlatex wurde unter Verwendung eines Phasenumkehremulgierungsprozesses (PIE) erhalten. Eine Emulsion, enthaltend 200 g Polyesterharz, aufgelöst in einem Lösungsmittel (120 g Methylethylketon (MEK), 16 g Isopropylalkohol (IPA), 125 g Wasser und 1,65 g wässriger Ammoniak), wurde für 120 min gemischt. Das aufgelöste Harz wurde mit 3,31 g wässrigem Ammoniak neutralisiert. Danach wurden 275 g Wasser langsam hinzugefügt, um die Harzlösung bei 40 °C unter starker Agitation zu Latex umzuwandeln, wobei Partikel mit einer D₅₀-Größe von 105 nm erhalten wurden (laut Messung mit NANOTRAC). Nach abgeschlossener Polyesterimpfpartikelbildung wurden die MEK- und IPA-Lösungsmittel entfernt, das Polyesterlatex wurde gewaschen und in Wasser bei einem Feststoffgehalt von 31 Gew.-% suspendiert.
Beispiel 2 Poly(acrylat/styrol)-/Polyesterlatex - Charge 1
Die Polyesterimpfpartikel von Beispiel 1 (131 g) wurden zu einem Reaktor mit einem ersten Teil einer Emulsion von n-Butylacrylat, β-CEA, Styrol (30 g) und 736 g EW und einem ersten Teil von CALFAX DB-40 (1,5 g) hinzugefügt. Die Polyesterimpfpartikel wurden für 12 Stunden bei 40 °C inkubiert, um zu ermöglichen, dass die Polyesterimpfpartikel quellen und die Acrylat-/Styrolmonomere in die Polyesterimpfpartikel eintreten. Die Monomeremulsion bestand aus 1,4 g ADOD, 2,8 g DDT, 11,8 g β-CEA, 92,7 g n-Butylacrylat (nBA), 301,6 g Styrol, 7,6 g CALFAX DB-40 und 187,6 g EW.
Nach dem Quellen der Polyesterimpfpartikel wurden 11,6 g einer APS-Lösung (in 57,3 g EW) bei konstante Speiserate in den Reaktor gespeist. Danach wurden 605,5 g der Monomeremulsion von n-Butylacrylat und Styrolmonomeren (zweiter Teil der Emulsion) in einer konstanten Speiserate in den Reaktor gespeist, um die Polymerisation von Acrylat-/Styrolpolymeren innerhalb, auf und um die Polyesterimpfpartikel zu erleichtern. Die Polymerisation durfte für ungefähr 1 Stunde fortschreiten.
Beispiel 3 Poly(acrylat/styrol)-/Polyesterlatex - Charge 2
Hybridlatexpartikel wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 60 g Monomeremulsion (erster Teil der Emulsion) zu den Polyesterimpfpartikeln hinzugefügt wurden und die Polyesterimpfpartikel für 2 Stunden bei 75 °C inkubiert wurden, um den Partikeln das Quellen zu ermöglichen.
Beispiel 4: Poly(acrylat/styrol)-/Polyesterlatex - Charge 3
Hybridlatexpartikel wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 0,9 g CALFAX DB45 (erster Teil des Tensids) zu 150 g Polyesterimpfpartikeln in 441,6 EW und 54 g Monomeremulsion (erster Teil) zum Reaktor hinzugefügt wurde und die Mischung für 2 Stunden bei 75 °C inkubiert wurde, um die Polyesterimpfpartikel zu quellen. Danach wurden 363,3 g der Monomeremulsion (zweiter Teil) gemeinsam mit 7 g APS in 34,4 g EW zu den gequollenen Polyesterimpfpartikel hinzugefügt. Die Monomerlösung enthielt 0,84 g ADOD, 1,68 g DDT, 7,08 g β-CEA, 55,62 g nBA, 180,96 g Styrol, 4,56 g CALFAX DB45 und 112,6 g EW.
Beispiel 5: Hybridpartikeleigenschaften
Proben aus jeder der Chargen 1 bis 3 wurden in Intervallen entnommen, um das Wachstum der Partikel zu überwachen. Toner der Chargen 1 und 2 wurden so konfiguriert, dass sie ungefähr 9,3 % Polyesterimpfpartikel umfassen, und der Toner von Charge 3 umfasst ungefähr 16,4 % Polyesterimpfpartikel.

Es wurde keine Trennung zwischen den Polyesterpolymeren und den Poly(acrylat/styrol)-Polymeren beobachtet. Eine Partikelgrößenmessung unter Verwendung einer NANOTRAC-Vorrichtung bestätigte einzelne Spitzen über die gesamte Chargeninkubation, was indiziert, dass Acrylat-/Styrolpolymerketten kontinuierlich innerhalb, auf und um Polyesterpartikel wachsen, mit einer durchschnittliche D₅₀-Partikelgröße (PS) von 200 nm. Die Endproben wurden einer Rasterelektronenmikroskop-(SEM-)Analyse unterzogen, die einzelne Partikel grob kreisförmiger oder eiförmiger Form zeigte. Tabelle 1: Partikelgröße hängt von der Formulierungseinstellung und dem Formulierungsprozess ab

Proben-ID	Gewicht Polyesterimpfling (g)	SA-Monomere während des Quellens (g)	Quelltemperatur (°C)	Quellzeitraum (h)	PS D₅₀ (nm)
Charge 1	131	30	40	12	203,7
Charge 2	131	60	75	2	200,5
Charge 3	150	54	75	2	201,0

Der Prozess zum Herstellen der Poly(acrylat/styrol)- und Polyesterhybridlatexpartikel ist ein halbkontinuierlicher Prozess, wobei die Acrylat-/Styrolpolymerketten innerhalb der Polyesterlatexpartikel kontinuierlich ohne Trennung wachsen. Das Verfahren liefert einen großen Bereich zum Feinabstimmen des Gewichtsverhältnisses zwischen Poly(styrol/acrylat) und Polyester in der finalen Hybridlatexzusammensetzung.
Beispiel 6: Analyse der Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel

Die T_g der finalen Hybridlatexproben für die Chargen 1 und 2 wurde mittels kalorischer Differenzkalorimetrie (DDK) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 bereitgestellt, gemeinsam mit einem Vergleich zu Poly(acrylat(Ac)/styrol(St))-Kontrollharzpartikeln und Polyesterkontrollharzpartikeln. Tabelle 2. Glasübergangstemperatur des finalen Hybridlatex

Proben-ID	Einsetzen des zweiten Übergangs (°C)	Mittelpunkt des zweiten Übergangs (°C)
Poly(St/Ac)-Kontrolle	53,5	58,9
Polyesterkontrolle	57,8	62,7
Charge 1	65,6	69,6
Charge 2	70,0	72,1

Im Vergleich zu den Polyester- und Poly(styrol/acrylat)-Kontrolllatizes zeigen die Hybridlatizes eine höhere T_g. Ohne sich auf eine Theorie stützen zu wollen, kann dieser Unterschied in der T_g auf das Wachstum der Poly(styrol/acrylat)-Ketten in Taschen, Hohlräumen und Regionen der Polyesterimpfpartikel zurückzuführen sein, was zu geringeren Räumen für eine molekulare Bewegung bei erhöhten Temperaturen wie z. B. nahe T_g führt. Die Acrylat-/Styrolpolymere konnten auch mit Polyestermolekülen wachsen und sich mit diesen verflechten, wodurch feste physische Verschränkungen gebildet werden. Das Variieren des Verhältnisses von Polyesterimpfpartikeln zu Acrylat-/Styrolmonomeren während des Quellens kann eine Feinabstimmung der T_g ermöglichen.

Claims

Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel, der einen Polyester-Impfpartikel und Poly(styrol/acrylat)-Polymere, die gegebenenfalls weitere Monomere umfassen, darin und darauf umfasst, wobei Poly(styrol/acrylat)-Polymerketten innerhalb der Polyester-Impfpartikel in einem interpenetrierenden Netz, das die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bildet, verschränkt sind, wobei die Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel bei D₅₀ eine Partikelgröße von 155 nm bis 215 nm aufweisen.
Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel nach Anspruch 1, wobei die Poly(styrol/acrylat)-Polymere aus Styrolacrylaten, Styrolmethacrylaten und Kombinationen davon ausgewählt sind.
Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel nach Anspruch 1, wobei das Poly(styrol/acrylat)-Polymer aus Poly(styrol/alkylacrylat), Poly(styrol-alkylmethacrylat), Poly(styrol/alkylacrylat-acrylsäure), Poly(styrol-1,3-dien-acrylsäure), Poly(styrolalkylmethacrylat-acrylsäure), Poly(styrol/alkylacrylat-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-1,3-dien-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-propylacrylat), Poly(styrol-butylacrylat), Poly(styrolbutadien-acrylsäure), Poly(styrol-butadien-methacrylsäure), Poly(styrol-butadien-acrylonitrilacrylsäure), Poly(styrol-butylacrylat-acrylsäure), Poly(styrol-butylacrylat-methacrylsäure), Poly(styrol-butylacrylat-acrylonitril), Poly(styrol-butylacrylat-acrylonitril-acrylsäure), Poly(styrol-butylmethacrylat), Poly(styrol-butylacrylat-acrylsäure), Poly(styrolbutylmethacrylat-acrylsäure), und Kombinationen davon, ausgewählt ist.
Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikel nach Anspruch 1, wobei das Poly(styrol/acrylat)-Polymer des Weiteren ein Kettenübertragungsmittel und/oder ein Verzweigungsmittel umfasst.
Tonerpartikel, der den Poly(styrol/acrylat)-Polyesterhybridpartikel nach Anspruch 1, optional ein Wachs, optional einen Farbstoff und optional ein amorphes oder kristallines Polyesterharz umfasst.
Tonerpartikel nach Anspruch 5, der des Weiteren ein Wachs mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 100 °C umfasst.
Tonerpartikel nach Anspruch 5, der des Weiteren eine Hülle umfasst.
Tonerpartikel nach Anspruch 7, wobei die Hülle ein Polyesterharz umfasst.
Verfahren zum Herstellen des Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikels nach Anspruch 1, das umfasst: Bilden von Polyester-Impfpartikeln mit einer Partikelgröße bei D₅₀ von 50 nm bis 150 nm; Quellen der Polyester-Impfpartikel in einer Lösung, die ein Styrolmonomer, ein Acrylatmonomer und ein Tensid umfasst; und Hinzufügen von zusätzlichem Styrolmonomer und zusätzlichem Acrylatmonomer zu der Lösung und Hinzufügen von Initiator und zusätzlichem Tensid zur Lösung und Bilden von Poly(styrol/acrylat)-Polyester-Hybridpartikeln, wobei das Poly(styrol/acrylat)-Polymer ein interpenetrierendes Netz mit dem Polyester-Impfpartikeln bildet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Poly(styrol/acrylat)-Polymere aus Styrolacrylaten, Styrolmethacrylaten und Kombinationen davon ausgewählt sind.