DE102017202474B4 - Hyperpigmentierter niedrig schmelzender toner - Google Patents
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Abstract
Niedrig schmelzender Toner, umfassend:einen Kern, umfassend:ein Kern-Harz;ein kristallines Polyesterharz;ein Pigment, welches in einer Menge in einem Bereich von 7 Gew.-% bis 20 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist;ein Fischer-Tropsch-Wachs; undein Paraffinwachs;wobei ein Gewichtsverhältnis des Kern-Harzes zu dem kristallinen Polyesterharz in einem Bereich von 5:1 bis 7:1 liegt; undeine über dem Kern angeordnete Hülle, die ein Hüllen-Harz umfasst,wobei das Kern-Harz und das Hüllen-Harz entweder beide aus einem Polystyrolbutylacrylatharz oder beide aus einem Polystyrolbutylacrylat-beta-carboxyethylacrylat- Harz ausgewählt sind.
Description
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Tonerpartikel. Insbesondere betreffen Ausführungsformen hier hyperpigmentierte niedrig schmelzende Tonerpartikel.
- Unter Druckbedingungen mit kurzen Verweilzeiten kann die Leistung der Tonerpartikel mit äußerst geringen Pigmentbeladungen (und sogar typischen hyperpigmentierten Beladungen) marginale Faltungsleistung zeigen. Die
US2015/0268573A1 ,US2007/0254229A1 undDE102016204638A1 offenbaren auch Toner. Es besteht ein Bedarf daran, dieses Problem mit neuen Materiallösungen zu behandeln. Die vorliegende Offenbarung stellt Materiallösungen bereit, welche diese und verwandte Probleme behandeln. - Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen niedrig schmelzenden Toner gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 und 3 offenbart.
- Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier nachfolgend in Bezug auf die Figuren beschrieben, für welche Folgendes gilt:
-
1 zeigt ein Balkendiagramm von Schmelzflussindices für beispielhafte niedrig schmelzende Toner in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patenschrift. -
2 zeigt ein Balkendiagramm von Toner Tg-Einsatz für beispielhafte niedrig schmelzende Toner in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patenschrift und Vergleich mit einem Standard. -
3 zeigt ein Diagramm von Ergebnissen unter Verwendung von Differenzialkalorimetrie (DSC), welches verbessertes Schmelzen und verbesserte Aufnahme von unterschiedlichen kristallinen Polyestern in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patentschrift anzeigt. -
4 zeigt ein Balkendiagramm von dielektrischem Verlust für beispielhafte niedrig schmelzende Toner in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patenschrift. -
5 zeigt ein Diagramm von Glanz versus Temperatur für beispielhafte niedrig schmelzende Toner in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patenschrift im Vergleich zu einer Produktionskontrolle. -
6 zeigt ein Diagramm von Faltung versus Sollwerttemperatur für beispielhafte niedrig schmelzende Toner in Übereinstimmung mit Ausführungsformen dieser Patenschrift im Vergleich zu einer Produktionskontrolle. - Ausführungsformen dieser Patentschrift stellen hyperpigmentierte niedrig schmelzende Tonerzusammensetzungen bereit, welche kristallines Polyestermaterial in dem Kern des Partikels und etwa das 1 ,5-Fache der normalen Pigmentbeladung im Vergleich zu nominellem Mono-Toner umfasst. Die hier offenbarten niedrig schmelzenden Toner stellen geringere minimale Fixiertemperaturen bereit, um akzeptablen Faltungsfixierspielraum in sogenannten C-Geschwindigkeits-Druck-Engines zu gewähren. Diese Maschinen weisen die Motoren mit den höchsten Geschwindigkeiten (etwa 80 Seiten pro Minute und derartige Maschinen stellen die höchste Verarbeitungs-/Verschmelzungsgeschwindigkeit bereit) und niedrigere Tonermasse pro Einheitsfläche (TMA, ein Messwert dessen, wie viel Toner auf dem Blatt ist) auf, um geringeren Tonerverbrauch zu ermöglichen und dadurch Betriebskosten zu reduzieren.
- Wie hier verwendet, bezieht sich „Fixiertemperatur“ auf Temperatur, bei welcher Toner an seinem Zielsubstrat, typischerweise ein Papiertyp, befestigt wird.
- Wie hier verwendet, bezieht sich „Faltungsfixierspielraum“ auf einen Bereich von akzeptablen Fixiertemperaturen, die gute Leistung in einem Faltungsfixiertest bereitstellen. Die Leistung wird durch Falten von gedruckten Bildern, die über einen großen Bereich von Verschmelzungstemperaturen verschmolzen worden sind, und dann Rollen einer definierten Masse über den gefalteten Bereich gemessen. Der Ausdruck kann ebenfalls unter Verwendung eines kommerziell verfügbaren Falters, wie zum Beispiel der Duplo-D-590-Papierfalter, gefaltet werden. Die Papierbögen werden dann entfaltet und Toner, der sich von dem Papierbogen gelöst hat, wird von der Oberfläche gewischt. Vergleich der abgelösten Fläche wird dann mit einer internen Referenztabelle hergestellt. Kleinere abgelösten Flächen deuten auf bessere Toneradhäsion hin und die Temperatur, die zum Erreichen akzeptabler Adhäsion benötigt wird, ist als minimale Faltungsfixiertemperatur (MFT) definiert. Ausführungsformen dieser Patentschrift stellen niedrig schmelzende Toner bereit, welche einen Kern umfassen, welcher ein Kern-Polystyrolbutylacrylatharz, ein kristallines Polyesterharz, ein Pigment, welches in einer Menge von etwa 7 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, und ein Paraffinwachs umfasst, wobei ein Verhältnis des Polystyrolbutylacrylatharzes zu dem kristallinen Polyesterharz in einem Bereich von etwa 5:1 bis etwa 7:1 liegt, wobei der niedrig schmelzende Toner ferner eine Hülle umfasst, die ein Hüllen-Polystyrolbutylacrylatharz umfasst.
- Wie hier verwendet, bezieht sich „niedrig schmelzender Toner“ auf einen verbesserten Verschmelzungstoner, der durch schnellere Verschmelzung mit einem besseren Schmelzen gekennzeichnet ist. Die hier offenbarten niedrig schmelzenden Toner sind gestaltet, um unter schnellen Druckbedingungen mit kurzen Verweilzeiten zu arbeiten. Durch eine geringere Verschmelzungstemperatur (oder ein früheres Schmelzen) wirkt weniger Belastung auf der Fixiereinheit, wodurch mehr Bögen pro Minute verschmolzen werden können. Weniger Energie zum Schmelzen des Toners führt zu höheren Druckgeschwindigkeiten.
- In Ausführungsformen kann das Kern-Polystyrolbutylacrylatharz in einer Menge von etwa 30 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden sein oder etwa 38 % bis etwa 48 % oder etwa 40 % bis etwa 42 %.
- In Ausführungsformen ist das kristalline Polyesterharz in einer Menge von etwa 5 Gew.% bis etwa 10 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden oder etwa 6 % bis etwa 9 % oder etwa 7,5 % bis etwa 8,5 %.
- In Ausführungsformen ist das Paraffinwachs in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden sein oder etwa 1 % bis etwa 5 % oder etwa 1 % bis etwa 2 %.
- In Ausführungsformen umfasst der niedrig schmelzende Toner ferner ein zweites Wachs, welches sich von dem Paraffinwachs unterscheidet. In Ausführungsformen ist das zweite Wachs ein Fischer-Tropsch-Wachs. In einigen derartigen Ausführungsformen kann das Fischer-Tropsch-Wachs in einem Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden sein.
- In Ausführungsformen können das Kern-Polystyrolbutylacrylat und das Hüllen-Polystyrolbutylacrylat dasselbe sein.
- In Ausführungsformen ist das Hüllen-Polystyrolbutylacrylat in einem Bereich von etwa 25 Gew.-% bis etwa 36 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden oder etwa 28 % bis etwa 36 % oder etwa 32 % bis etwa 36 %.
- In Ausführungsformen ist das Pigment in einem Bereich von etwa 8 Gew.-% bis etwa 11 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden oder etwa 8 % bis etwa 10 % oder etwa 8,5 % bis etwa 9,5 %.
- In Ausführungsformen werden niedrig schmelzende Toner bereitgestellt, welche einen Kern umfassen, welcher ein Kern-Polystyrolbutylacrylatharz, ein kristallines Polyesterharz, ein Pigment, welches in einer Menge von etwa 7 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, ein Fischer-Tropsch-Wachs und ein Paraffinwachs umfasst, wobei ein Verhältnis des Polystyrolbutylacrylatharzes zu dem kristallinen Polyesterharz in einem Bereich von etwa 5:1 bis etwa 7:1 liegt, und der niedrig schmelzende Toner umfasst ferner eine Hülle, die ein Hüllen-Polystyrolbutylacrylatharz umfasst. In Ausführungsformen ist das Fischer-Tropsch-Wachs in einer Menge in einem Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden.
- In Ausführungsformen ist das Paraffinwachs in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden. In Ausführungsformen ist das Pigment von etwa 8 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden.
- Erfindungsgemäß umfasst der Kern ein Kernharz, ausgewählt aus einem Kern-Polystyrolbutylacrylatharz oder einem Polystyrolbutylacrylat-beta-carboxyethylacrylat-Harz.
- Die Polymere des Kern-Harzes können Block-, statistische oder alternierende Copolymere sein.
- In Ausführungsformen kann ein Poly(styrol-butylacrylat) als das Latexharz verwendet werden. Die Glasübergangstemperatur dieses Latex, welches in Ausführungsformen verwendet werden kann, um einen Toner der vorliegenden Offenbarung zu bilden, kann von etwa 35 °C bis etwa 75 °C, in Ausführungsformen von etwa 40 °C bis etwa 70 °C, betragen.
- Das kristalline Polyesterharz, das in den niedrig schmelzenden Tonern nützlich ist, kann durch Umsetzen eines Diols mit einer Disäure in der Gegenwart eines optionalen Katalysators gebildet werden. Geeignete organische Diole zum Bilden eines kristallinen Polyesters umfassen aliphatische Diole mit von etwa 2 bis etwa 36 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel 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 sulfo-aliphatische Diole, wie zum Beispiel 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, Gemische davon und dergleichen. Das aliphatische Diol kann zum Beispiel in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent ausgewählt sein, wie zum Beispiel von etwa 42 bis etwa 55 Molprozent oder von etwa 45 bis etwa 53 Molprozent (obwohl Mengen außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können), und das alkalische sulfo-aliphatische Diol kann in einer Menge von etwa 0 bis etwa 10 Molprozent ausgewählt sein, wie zum Beispiel von etwa 1 bis etwa 4 Molprozent des Harzes (obwohl Mengen außerhalt dieser Bereiche verwendet werden können). Beispiele für organische Disäuren oder Diester, einschließlich Vinyl-Disäuren oder Vinyl-Diester, die für die Herstellung der kristallinen Harze ausgewählt sind, umfassen Oxalsäure, Bersteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Dimethylfumarat, Dimethylitaconat, cis, 1,4-Diacetoxy-2-buten, Diethylfumarat, Diethylmaleat, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalen-2,6-dicarbonsäure, Naphthalen-2,7-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Malonsäure und Mesakonsäure, ein Diester oder Anhydrid davon; und eine alkalische sulfo-organische Disäure, wie zum Beispiel das Natrium-, Lithium- oder Kaliumsalz von Dimethyl-5-sulfo-isophthalat, Dialkyl-5-sulfo-isophthalat-4-sulfo-1,8-naphthalsäureanhydrid, 4-Sulfo-phthalsäure, Dimethyl-4-sulfo-phthalat, Dialkyl-4-sulfo-phthalat, 4-Sulfophenyl-3,5-dicarbomethoxybenzol, 6-Sulfo-2-naphthyl-3,5-dicarbomethoxybenzol, Sulfo-terephthalsäure, Dimethyl-sulfo-terephthalat, 5-Sulfoisophthalsäure, Dialkyl-sulfo-terephthalat, 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 Gemische davon. Die organisch Disäure kann zum Beispiel in einer Menge von etwa 40 bis etwa 60 Molprozent ausgewählt sein, in Ausführungsformen von etwa 42 bis etwa 52 Molprozent, wie zum Beispiel von etwa 45 bis etwa 50 Molprozent (obwohl Mengen außerhalb dieser Bereiche verwendet werden können), und die alkalische sulfo-aliphatische Disäure kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Molprozent des Harzes ausgewählt sein (obwohl Mengen außerhalt dieser Bereiche verwendet werden können).
- Beispiele für kristalline Harze, die an Stelle von kristallinen Polyestern verwendet werden können, umfassen unter anderem Polyamide, Polyimide, Polyolefine, Polyethylen, Polybutylen, Polyisobutyrat, Ethylen-Propylen-Copolymere, EthylenVinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Gemische davon und dergleichen. Spezifische kristalline Harze können polyesterpasiert sein, wie zum Beispiel Poly(ethylen-adipat), Poly(propylen-adipat), Poly(butylen-adipat), Poly(pentylen-adipat), Poly(hexylen-adipat), Poly(octylen-adipat), Poly(ethylen-succinat), Poly(propylen-succinat), Poly(butylensuccinat), Poly(pentylen-succinat), Poly(hexylen-succinat), Poly(octylen-succinat), Poly(ethylen-sebacat), Poly(propylen-sebacat), Poly(butylen-sebacat), Poly(pentylensebacat), Poly(hexylen-sebacat), Poly(octylen-sebacat), Poly(decylen-sebacat), Poly(decylen-decanoat), Poly(ethylen-decanoat), Poly(ethylen dodecanoat), Poly(nonylen-sebacat), Poly(nonylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-sebacat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-decanoat), Copoly(ethylen-fumarat)-copoly(ethylen-dodecanoat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(ethylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(propylen-adipat), Alklicopoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(butylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(pentylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(hexylen-adipat), Alklicopoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(octylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(ethylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(propylen-adipat), Alklicopoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(butylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(pentylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(hexylen-adipat), Alklicopoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(octylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(ethylen-succinat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(propylen-succinat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(butylens-succinat), Alkli-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(pentylen-succinat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(hexylen-succinat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(octylen-succinat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(ethylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(propylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(butylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(pentylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(hexylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(octylen-sebacat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(ethylenadipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(propylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfoisophthaloyl)-copoly(butylen-adipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(pentylenadipat), Alkli-copoly(5-sulfo-isophthaloyl)-copoly(hexylen-adipat), Poly(octylen-adipat), wobei Alkali ein Metall wie Natrium, Lithium oder Kalium ist. Beispiele für Polyamide umfassen Poly(ethylen-adipamid), Poly(propylen-adipamid), Poly(butylen-adipamid), Poly(pentylen-adipamid), Poly(hexylen-adipamid), Poly(octylen-adipamid), Poly(ethylensuccinimid) und Poly(propylen-sebecamid). Beispiele für Polyimide umfassen Poly(ethylen-adipimid), Poly(propylen-adipimid), Poly(butylen-adipimid), Poly(pentylenadipimid), Poly(hexylen-adipimid), Poly(octylen-adipimid), Poly(ethylen-succinimid), Poly(propylen-succinimid) und Poly(butylen-succinimid).
- In Ausführungsformen kann das Pigment der niedrig schmelzenden Toner Industrieruß sein. Allgemeiner können die hier beschriebenen niedrig schmelzenden Tonerpartikel jedes Farbmittel umfassen. Farbmittel umfassen Pigmente, Farbstoffe, Farbstoffgemische, Pigmentgemische, Farbstoff- und Pigmentgemische und dergleichen, die in Übereinstimmung mit den hier offenbarten Verfahren hergestellt wurden. Geeignete Farbmittel umfassen jene, die Kohlenschwarz umfassen, zum Beispiel REGAL 330® und Nipex 35. Farbige Pigmente, wie zum Beispiel Cyan, Magenta, Gelb, Rot, Orange, Grün, Braun, Blau oder Gemische davon, können verwendet werden. Das zusätzliche Pigment oder die zusätzlichen Pigmente können als wasserbasierte Pigmentdispersionen verwendet werden. Geeignete Farbmittel umfassen anorganische Pigmente und organische Pigmente. Beispiele für Pigmente umfassen SUNSPERSE 6000, FLEXIVERSE und AQUATONE, wasserbasierte Pigmentdispersionen von SUN Chemicals; HELIOGEN BLUE L6900™, D6840™, D7080™, D7020™, PYLAM OIL BLUETM, PYLAM OIL YELLOWTM und PIGMENT BLUE I™, erhältlich von Paul Uhlich & Company, Inc.; PIGMENT VIOLET ITM, PIGMENT RED 48™, LEMON CHROME YELLOW DCC 1026™, TOLUIDINE REDTM und BON RED CTM, erhältlich von Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario; NOVAPERM YELLOW FGLTM und HOSTAPERM PINK ETM von Hoechst; CINQUASIA MAGENTATM, erhältlich von E.I. DuPont de Nemours & Co., und dergleichen. Beispiele für Magenta-Partikel umfassen 2,9-dimethylsubstituiertes Chinacridon, einen im Color Index als CI 60710, CI Disperse Red 15 identifizierten Anthrachinon-Farbstoff, einen im Color Index als CI 26050, CI Solvent Red 19 identifizierten Diazofarbstoff und dergleichen. Veranschaulichende Beispiele für Cyan-Pigmente umfassen Kupfertetra(octadecylsulfonamido)phthalocyanin, ein Kupferphthalocyanin-Pigment, das im Color Index als CI 74160, CI Pigment Blue, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4 aufgeführt ist, und ein Anthrathren-Blau, im Color Index als CI 69810, Special Blue X-2137 identifiziert, und dergleichen. Veranschaulichende Beispiele von Gelb-Pigmenten umfassen Diarylidgelb 3,3-Dichlorbenzidinacetoacetanilid, ein Monoazo-Pigment, das im Color Index identifiziert ist als CI 12700, CI Solvent Yellow 16, ein Nitrophenylaminsulfonamid, das im Color Index identifiziert ist als Foron Yellow SE/GLN, CI Dispersed Yellow 3, 2,5-Dimethoxy-4-sulfonanilidphenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxyacetoacetanilid und Permanent Yellow FGL.
- Beispiele für anorganische Pigmente umfassen zum Beispiel Ultramarinviolett: (PV15) Silicat von natrium- und aluminiumhaltigem Schwefel; Han-Purpur: BaCuSi2O6; Kobaltviolett: (PV14) Kobaltphosphat; Manganviolett: (PV16) Manganammoniumphosphat; Ultramarin (PB29): ein komplexes natürlich auftretendes Pigment von schwefelhaltigem Natriumsilicat (Na8-10Al6Si6O24S2-4); Kobaltblau (PB28) und Coelinblau (PB35): Kobalt(II)-stannat; Ägyptischblau: ein synthetisches Pigment von Calcium-Kupfer-Silicat (CaCuSi4O10); Han-Blau: BaCuSi4O10; Preußischblau (PB27): ein synthetisches Pigment von Eisen-hexacyanoferrat (Fe7(CN)18). Der Farbstoff Marking blue wird durch Mischen von Preußischblau und Alkohol hergestellt; Yln1-xMnxO3: ein synthetisches Pigment, hergestellt aus Einbringen von Mn in die trigonal-dipyramidale Atomstelle der YInO3-Kristallstruktur. Cadmiumgrün: ein hellgrünes Pigment, das aus einem Gemisch von Cadmiumgelb (CdS) und Viridian (Cr2O3); Chromgrün (PG17); Viridian (PG18): ein dunkelgrünes Pigment von hydratisiertem Chrom(III)-oxid (Cr2O3); Pariser Grün: Kupfer(II)-arsenitacetat; (Cu(C2H3O2)2·3Cu(AsO2)2); Scheeles Grün (ebenfalls als Schlossgrün bekannt): Kupferarsenit CuHAsO3; Orpiment natürliches monoklines Arsensulfid (As2S3); Cadmiumgelb (PY37): Cadmiumsulfid (CdS); Chromgelb (PY34): natürliches Pigment von Blei(II)-chromat (PbCrO4); Aureolin (ebenfalls als Kobaltgelb bekannt) (PY40): Kaliumkobaltnitrit (Na3Co(NO2)6; Gelber Ocker (PY43): eine natürlich auftretende Tonerde von hydratisiertem Eisenoxid (Fe2O3·H2O); Neapelgelb (PY41); Titangelb (PY53); Musivgold: Zinnsulfid (SnS2); Cadmiumorange (PO20): ein Zwischenprodukt zwischen Cadmiumrot und Cadmiumgelb: Cadmiumsulfoselenid; Chromorange: ein natürlich auftretendes Pigmentgemisch, das aus Blei(II)-chromat und Blei(II)-oxid besteht. (PbCrO4 + PbO); Cadmiumrot (PR108): Cadmiumselenid (CdSe); Sanguine, Caput mortuum, Venetianischrot, Oxidrot (PR102); Gebrannte Sienna (PBr7): ein Pigment, das durch Erhitzen von Sienna natur produziert wird; Industrieruß (PBk7); Elfenbeinschwarz (PBk9); Rebschwarz (PBk8); Lampenschwarz (PBk6); Titanschwarz; Antimonweiß: Sb2O3; Bariumsulfat (PW5); Titanweiß (PW6): Titan(IV)-oxid TiO2; Zinkweiß (PW4): Zinkoxid (ZnO).
- Andere bekannte Farbmittel können verwendet werden Levanyl Black A SF (Miles, Bayer) und Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), und gefärbte Farbstoffe, wie zum Beispiel Neopen Blue (BASF), Sudan Blue OS (BASF), PV Fast Blue B2G 01 (American Hoechst), Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite Blue BCA (CibaGeigy), 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 0991 K (BASF), Paliotol Yellow 1840 (BASF), Neopen Yellow (BASF), Novoperm Yellow FG 1 (Hoechst), Permanent Yellow YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb L1250 (BASF), SUCD-Yellow D1355 (BASF), Hostaperm Pink E (American Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta (DuPont), Lithol Scarlet D3700 (BASF), Toluidine Red (Aldrich), Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), E.D. Toluidine Red (Aldrich), Lithol Rubine Toner (Paul Uhlich), Lithol Scarlet 4440 (BASF), Bon Red C (Dominion Color Company), 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. Andere Pigmente, die verwendet werden können und die kommerziell erhältlich sind, umfassen verschiedenen Pigmente in den Farbklassen Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 83, Pigment Orange 34, Pigment Red 238, Pigment Red 122, Pigment Red 48:1, Pigment Red 269, Pigment Red 53:1, Pigment Red 57:1, Pigment Red 83:1, Pigment Violet 23, Pigment Green 7 und so weiter und Kombinationen davon.
- Das Farbmittel, zum Beispiel Industrieruß-, Cyan-, Magenta- und/oder Gelb-Farbmittel, kann in einer aufgenommen sein, die ausreichend ist, um dem Toner die gewünschte Farbe zu verleihen. Im Allgemeinen kann Pigment oder Farbstoff in einer Menge im Bereich von etwa 7 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% der niedrig schmelzenden Tonerpartikel auf einer Feststoffbasis, von etwa 8 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% oder eine beliebige Beladung über der typischen nominellen Beladung, die für gewöhnlich weniger als etwa 6 % beträgt, verwendet werden.
- In Ausführungsformenkann mehr als ein Farbmittel in einem Tonerpartikel vorhanden sein. Zum Beispiel können zwei Farbmittel in einem Tonerpartikel vorhanden sein, zum Beispiel kann ein erstes Farbmittel des Pigments Blau in einer Menge im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Tonerpartikels auf einer Feststoffbasis vorhanden sein, von etwa 3 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% oder von etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%; mit einem zweiten Farbmittel des Pigments Gelb, welches in einer Menge im Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% des Tonerpartikels auf einer Feststoffbasis vorhanden sein kann, von etwa 6 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder von etwa 10 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% und so weiter.
- In Ausführungsformen werden niedrig schmelzende Toner bereitgestellt, welche einen Kern umfassen, welcher ein Kern-Polystyrolbutylacrylatharz, welches in einer Menge in einem Bereich von etwa 35 Gew.-% bis etwa 45 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, ein kristallines Polyesterharz, welches in einer Menge in einem Bereich von etwa 5 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, ein Pigment, welches in einer Menge in einem Bereich von etwa 7 Gew.% bis etwa 20 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, ein Fischer-Tropsch-Wachs, welches in einer Menge in einem Bereich von etwa 8 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, und ein Paraffinwachs umfasst, welches in einer Menge in einem Bereich von etwa 1 Gew.-% bis etwa 3 Gew.% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist, wobei der niedrig schmelzende Toner ferner ein Hüllen-Polystyrolbutylacrylatharz umfasst, wobei das Hüllen-Polystyrolbutylacrylatharz in einer Menge in einem Bereich von etwa 30 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist.
- In Ausführungsformen ist das Pigment in einer Menge in einem Bereich von etwa 8 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden.
- In Ausführungsformen weist der niedrig schmelzende Toner einen Tg-Einsatz von weniger als 54 °C auf.
- In Ausführungsformen umfasst die Hülle ferner ein Wachs. In einigen derartigen Ausführungsformen können die vorstehend genannten Wachsmengen zwischen der Hülle und dem Kern der Tonerpartikel aufgeteilt sein. In einigen Ausführungsformen befindet sich das Wachs ausschließlich in der Hülle. In einigen Ausführungsformen befindet sich das Wachs ausschließlich im Kern. In einigen Ausführungsformen sind die Wachse zwischen der Hülle und dem Kern geleichmäßig verteilt. In Ausführungsformen mit zwei Wachsen kann jedes Wachs unabhängig in jeder Verteilung zwischen der Hülle und dem Kern auftreten.
- Geeignete Wachse für die niedrig schmelzenden Tonerpartikel umfassen unter anderem Alkylenwachse, wie zum Beispiel Alkylenwachs mit etwa 1 bis etwa 25 Kohlenstoffatomen, Polyethylen, Polypropylen oder Gemische davon. In Ausführungsformen können die Wachse Fischer-Tropsch-Wachse und Paraffinwachse oder Kombinationen davon sein. Die Wachse können zum Beispiel in einer Menge von etwa 6 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichtes der Zusammensetzung vorhanden sein. Beispiele für Wachse umfassen jene, die hier dargestellt werden, wie zum Beispiel jene der vorstehend genannten Parallelanmeldungen, Polypropylene und Polyethylene, die von Allied Chemical und Petrolite Corporation kommerziell verfügbar sind, Wachsemulsionen, die von Michaelman Inc. und Daniels Products Company verfügbar sind, EPOLENE N-15™, das von Eastman Chemical Products, Inc. kommerziell verfügbar ist; VISCOL 550-P™, ein Polypropylen mit geringem Gewichtsmittel des Molekulargewichts, das von Sanyo Kasei K.K. verfügbar ist, und ähnliche Materialien. Es wird angenommen, dass die kommerziell verfügbaren Polyethylene ein Molekulargewicht (Mg) von etwa 1.000 bis etwa 5.000 besitzen, und es wird angenommen, dass die kommerziell verfügbaren Polypropylene ein Molekulargewicht von etwa 4.000 bis etwa 10.000 besitzen. Beispiele für funktionalisierte Wachse umfassen Amine und Amide, zum Beispiel Aqua SUPERSLIP 6550™, SUPERSLIP 6530™, verfügbar von Micro Powder Inc., fluorierte Wachse, zum Beispiel POLYFLUO 190™, POLYFLUO 200™, POLYFLUO 523XF™, AQUA POLYFLUO 41 ™, AQUA POLYSILK 19™, POLYSILK 14™, verfügbar von Micro Powder Inc., gemischte fluorierte Amidwachse, zum Beispiel Microspersion 19™, ebenfalls verfügbar von Micro Powder Inc., Imide, Ester, quaternäre Amine, Carbonsäuren oder Acrylpolymeremulsion, zum Beispiel JONCRYL 74™, 89™, 130™, 537™ und 538™, alle verfügbar von SC Johnson Wax; chlorierte Polypropylene und Polyethylene, verfügbar von Allied Chemical und Petrolite Corporation und von SC Johnson Wax, und Q436B, verfügbar von Cytech, IGI oder Sasol.
- In einigen Ausführungsformen umfasst das Wachs ein Wachs in der Form einer Dispersion, die zum Beispiel ein Wachs mit einem Partikeldurchmesser von etwa 100 Nanometern bis etwa 500 Nanometern, Wasser und ein anionisches Tensid umfasst. In Ausführungsformen ist das Wachs in Mengen von zum Beispiel etwa 6 bis etwa 15 Gewichtsprozent enthalten. In Ausführungsformen umfasst das Wachs Polyethylen-Wachspartikel, wie zum Beispiel Polywax 850, kommerziell verfügbar von Baker Petrolite, obwohl nicht darauf beschränkt, mit einem Partikeldurchmesser im Bereich von etwa 100 bis etwa 500 Nanometern, obwohl nicht beschränkt. Das Tensid, das verwendet wird, um das Wachs zu dispergieren, ist ein anionisches Tensid, obwohl nicht darauf beschränkt, wie zum Beispiel NEOGEN RK™, kommerziell verfügbar von Kao Corporation, oder TAYCAPOWER BN2060, kommerziell verfügbar von Tayca Corporation.
- In Ausführungsformen können weitere Oberflächentonerzusatzstoffe enthalten sein. Zum Beispiel können die hier offenbarten Tonerpartikel einen äußerlich aufgetragenen Zusatzstoff enthalten, welcher mindestens eines von oberflächenbehandeltem Siliciumdioxid, oberflächenbehandeltem Titandioxid, Abstandspartikeln und Kombinationen davon umfasst. Die Zusatzstoffe können als eine Zusatzstoffpackung zusammengepackt sein, um zu den Tonerpartikeln beizutragen. Das heißt, die Tonerpartikel werden zuerst gebildet, gefolgt von Mischen der Tonerpartikel mit den Materialien der Zusatzstoffpackung. Das Ergebnis ist, dass einige Komponenten der Zusatzstoffpackung die äußeren Oberflächen der Tonerpartikel beschichten oder daran haften, anstatt in die Masse der Tonerpartikel aufgenommen zu werden.
- Jedes geeignete unbehandelte Siliciumdioxid oder oberflächenbehandelte Siliciumdioxid kann verwendet werden. Derartige Siliciumdioxide können allein, als nur ein Siliciumdioxid, verwendet werden oder sie können in Kombination verwendet werden, wie zum Beispiel zwei oder mehr Siliciumdioxide. Wo zwei oder mehr Siliciumdioxide in Kombination verwendet werden, kann es vorteilhaft, jedoch nicht notwendig, sein, dass die oberflächenbehandelten Siliciumdioxide ein Decyltrimethoxysilan-(DTMS)-oberflächenbehandeltes Siliciumdioxid ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Siliciumdioxid des Decyltrimethoxysilan-(DTMS)-oberflächenbehandelten Siliciumdioxids ein pyrogenes Siliciumdioxid sein.
- Konventionelle oberflächenbehandelte Siliciumdioxid-Materialien sind bekannt und umfassen zum Beispiel TS-530 von Cabosil Corporation mit einer Partikelgröße von 8 Nanometern und einer Oberflächenbehandlung von Hexamethyldisilazan; NAX50, erhalten von Evonik Industries/Nippon Aerosil Corporation, beschichtet mit HMDS; H2050EP, erhalten von Wacker Chemie, beschichtet mit einem aminofunktionalisiertem Organopolysiloxan; pyrogene CAB-O-SILO-Siliciumdioxide, wie zum Beispiel TG-709F, TG-308F, TG-810G, TG-81 1 F, TG-822F, TG-824F, TG-826F, TG-828F oder TG-829F mit einem Oberflächenbereich von 105 bis 280 m2/g, erhalten von Cabot Corporation, und dergleichen. Derartige konventionelle oberflächenbehandelte Siliciumdioxide werden auf die Toneroberfläche für Tonerfluss, triboelektrische Ladungsverbesserung, Mischungssteuerung, verbesserte Entwicklungs- und Transferstabilität und höhere Tonerblockierungstemperatur aufgetragen.
- In anderen Ausführungsformen können andere oberflächenbehandelte Siliciumdioxide verwendet werden. Zum Beispiel kann ein mit Polydimethylsiloxan (PDMS) oberflächenbehandeltes Siliciumdioxid verwendet werden. Spezifische Beispiele für geeignete PDMS-oberflächenbehandelte Siliciumdioxide umfassen zum Beispiel unter anderem RY50, NY50, RY200, RY200S und R202, alle verfügbar von Nippon Aerosil, und dergleichen.
- In Ausführungsformen ist der Siliciumdioxid-Zusatzstoff ein oberflächenbehandeltes Siliciumdioxid. Wenn so vorgesehen, kann das oberflächenbehandelte Siliciumdioxid das einzige in der Tonerzusammensetzung vorhandene oberflächenbehandelte Siliciumdioxid sein. Wie unten beschrieben wird, kann die Zusatzstoffpackung ebenfalls vorteilhafterweise großdimensionierte Sol-Gel-Siliciumdioxid-Partikel als Abstandspartikel umfassen, welche sich von dem hier beschriebenen oberflächenbehandelten Siliciumdioxid unterscheiden. Alternativ, wo zum Beispiel kleine Mengen anderer oberflächenbehandelter Siliciumdioxide für andere Zwecke in die Tonerzusammensetzung eingeführt werden, wie zum Beispiel zum Unterstützen von Tonerpartikelklassifizierung und -separierung, ist das oberflächenbehandelte Siliciumdioxid das einzige in der Tonerzusammensetzung vorhandene xerographisch aktive oberflächenbehandelte Siliciumdioxid. Jedes andere zufällig vorhandene Siliciumdioxid beeinträchtigt somit keine der xerographischen Druckeigenschaften auf signifikante Weise. In einigen Ausführungsformen ist das oberflächenbehandelte Siliciumdioxid das einzige in der Zusatzstoffpackung, die auf die
- Tonerzusammensetzung aufgetragen wurde, vorhandene oberflächenbehandelte Siliciumdioxid. Andere geeignete Siliciumdioxid-Materialien sind zum Beispiel in
US 6 004 714 A beschrieben. - In einigen Ausführungsformen kann der Siliciumdioxid-Zusatzstoff in einer Menge von etwa 1 bis etwa 4 Gew.-% auf der Grundlage eines Gewichts der Tonerpartikel ohne den Zusatzstoff oder in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5 Zusatzstoff-Gewichtsteilen pro 100 Tonerpartikel-Gewichtsteilen oder von etwa 1,6 Gew.-% bis etwa 2,8 Gew.-% oder von etwa 1,5 oder von etwa 1,8 bis etwa 2,8 oder bis etwa 3 Gew.-% vorhanden sein.
- In einigen Ausführungsformen weist das Siliciumdioxid eine mittlere Partikelgröße von etwa 10 bis etwa 60 nm oder von etwa 15 bis etwa 55 nm oder von etwa 20 bis etwa 50 nm auf.
- Eine weitere Komponente einer Zusatzstoffpackung kann ein Titandioxid und in Ausführungsformen ein oberflächenbehandeltes Titandioxid umfassen. In Ausführungsformen ist das in Ausführungsformen verwendete oberflächenbehandelte Titandioxid ein hydrophobes oberflächenbehandeltes Titandioxid.
- Konventionelle oberflächenbehandelte Titandioxid-Materialien sind bekannt und umfassen zum Beispiel Metalloxide wie TiO2, zum Beispiel MT-3103 von Tayca Corp. mit einer Partikelgröße von 16 Nanometern und einer Oberflächenbehandlung von Decylsilan; SMT5103, erhalten von Tayca Corporation, umfassend einen kristallinen Titandioxid-Kern MT500B, der mit DTMS beschichtet ist; P-25 von Degussa Chemicals ohne Oberflächenbehandlung, ein Isobutyltrimethoxysilan-(i-BTMS)-behandeltes hydrophobes Titandioxid, erhalten von Titan Kogyo Kabushiki Kaisha (IK Inabata America Corporation, New York); und dergleichen. Derartige oberflächenbehandelte Titandioxide werden für verbesserte Stabilität in relativer Luftfeuchte (RH), triboelektrische Ladungssteuerung und verbesserte Entwicklungs- und Transferstabilität auf die Toneroberfläche aufgetragen.
- Obwohl jedes der konventionellen und verfügbaren Titandioxid-Materialien verwendet werden kann, kann es vorteilhaft sein, dass spezifische oberflächenbehandelte Titandioxid-Materialien verwendet werden, von welchen festgestellt wurde, dass sie überraschenderweise überlegene Leistungsergebnisse in Tonerpartikeln bereitstellen. Somit, obwohl alle der oberflächenbehandelten Titandioxide in der Zusatzstoffpackung verwendet werden können, kann das Material in einigen Ausführungsformen ein „großes“ oberflächenbehandeltes Titandioxid sein (d. h. eines, welches eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 30 bis etwa 50 nm oder von etwa 35 bis etwa 45 nm, insbesondere etwa 40 nm, aufweist). Es wurde insbesondere festgestellt, dass das oberflächenbehandelte Titandioxid eines oder mehrere von besserer Kohäsionsstabilität der Toner nach Alterung im Tonergehäuse und höherer Tonerleitfähigkeit, welche die Fähigkeit des Systems verbessert, Ladungsabschnitte auf der Toneroberfläche aufzulösen, bereitstellt.
- Spezifische Beispiele für geeignete oberflächenbehandelte Titandioxide umfassen zum Beispiel unter anderem ein Isobutyltrimethoxysilan-(i-BTMS)-behandeltes hydrophobes Titandioxid, erhalten von Titan Kogyo Kabushiki Kaisha (IK Inabata America Corporation, New York); SMT5103, erhalten von Tayca Corporation oder Evonik Industries, umfassend einen kristallinen Titandioxid-Kern MT500B, der mit DTMS (Decyltrimethoxysilan) beschichtet ist; und dergleichen. In einigen Ausführungsformen ist das Decyltrimethoxysilan-(DTMS)-behandelte Titandioxid besonders vorteilhaft.
- In Ausführungsformen ist nur ein Titandioxid, wie zum Beispiel oberflächenbehandeltes Titanoxid, in der Tonerzusammensetzung vorhanden. Das heißt, dass in einigen Ausführungsformen nur ein Typ von oberflächenbehandeltem Titandioxid vorhanden ist anstatt eines Gemischs von zwei oder mehr unterschiedlichen oberflächenbehandelten Titandioxiden.
- Der Titandioxid-Zusatzstoff kann in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 4 Gew.-% auf der Grundlage eines Gewichts der Tonerpartikel ohne den Zusatzstoff oder etwa 0,5 bis etwa 2,5 oder etwa 0,5 bis etwa 1,5 oder etwa 2,5 bis etwa 3 Gew.-% vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen weist das oberflächenbehandelte Titandioxid eine mittlere Partikelgröße von etwa 10 bis etwa 60 nm oder von etwa 20 bis etwa 50 nm, wie zum Beispiel etwa 40 nm, auf.
- Eine weitere Komponente der Zusatzstoffpackung kann ein Abstandspartikel umfassen. In Ausführungsformen weisen die Abstandspartikel eine mittlere Partikelgröße von etwa 100 bis etwa 150 nm auf. In einigen Ausführungsformen sind die Abstandspartikel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Latexpartikeln, Polymerpartikeln und Sol-Gel-Siliciumdioxid-Partikeln. In einigen Ausführungsformen ist der in Ausführungsformen verwendete Abstandspartikel ein Sol-Gel-Siliciumdioxid. Abstandspartikel, insbesondere Latex- oder Polymerabstandspartikel, sind zum Beispiel in der
US 2004 / 0 137 352 A1 beschrieben. - In einigen Ausführungsformen umfassen die Abstandspartikel Latexpartikel. Alle geeigneten Latexpartikel können ohne Einschränkung verwendet werden. Zum Beispiel umfassen die Latexpartikel Gummi-, Acryl-, Styrolacryl-, Polyacryl-, Fluorid- oder Polyesterlatizes. Diese Latizes können Copolymere oder vernetzte Polymere sein. Spezifische Beispiele umfassen Acryl-, Styrolacryl- und Fluoridlatizes von Nippon Paint (z. B. FS-101, FS-102, FS-104, FS-201, FS-401, FS-451, FS-501, FS-701, MG-151 und MG-152) mit Partikeldurchmessern im Bereich von 45 bis 550 nm und Glasübergangstemperaturen im Bereich von 65 °C bis 102 °C.
- Die Tonerharzpartikel können durch jedes konventionelle Verfahren des Fachgebiets erlangt werden. Geeignete Polymerisationsverfahren können zum Beispiel Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation und Dispersionspolymerisation umfassen, wobei jede davon dem Fachmann hinreichend bekannt ist. In Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren können die Latexpartikel eine enge Größenverteilung oder eine breite Größenverteilung aufweisen. In letzterem Fall können die hergestellten Latexpartikel derart klassifiziert sein, dass die erhaltenen Latexpartikel geeignete Abmessungen aufweisen, um als wie oben besprochene Abstandspartikel zu dienen. Kommerziell verfügbare Latexpartikel von Nippon Paint weisen sehr enge Größenverteilungen auf und erfordern keine Klassifizierung nach Bearbeitung (obwohl dies, wenn gewünscht, nicht verboten ist).
- In einer weiteren Ausführungsform können die Abstandspartikel ebenfalls Polymerpartikel umfassen. Jeder Polymertyp knn verwendet werden, um Abstandspartikel dieser Ausführungsform zu bilden. Zum Beispiel kann das Polymer ein Polymethylmethacrylat (PMMA), z. B. MP1451 mit 150 nm oder MP116 mit 300 nm von Soken Chemical Engineering Co., Ltd. mit Molekulargewichten zwischen 500 und 1500K und einem Glasübergangstemperatureinsatz bei 120 °C, fluoriertes PMMA, KYNARO (Polyvinylidenfluorid), z. B. 300 nm von Pennwalt, Polytetrafluorethylen (PTFE), z. B. L2 mit 300 nm von Daikin, oder Melamin, z. B. EPOSTAR-S® mit 300 nm von Nippon Shokubai, umfassen.
- Es wird angenommen, dass in Ausführungsformen die Abstandspartikel auf den Oberflächen der Tonerpartikel funktionieren, um Tonerkohäsion zu reduzieren, die Tonertransfereffizienz zu stabilisieren und Entwicklungsrückgangseigenschaften, die mit Toneralterung assoziiert sind, wie zum Beispiel triboelektrische Ladungseigenschaften und Beschickung, zu reduzieren/minimieren. Diese Zusatzstoffpartikel funktionieren als Abstandshalter zwischen den Tonerpartikeln und Trägerpartikeln und reduzieren somit die Einkeilung von kleineren konventionellen Toneraußenflächenzusatzstoffen, wie zum Beispiel das oben beschriebene Siliciumdioxid und Titandioxid, während der Alterung im Entwicklungsgehäuse. Die Abstandshalter stabilisieren somit Entwickler gegen nachteiliges Begraben von konventionellen kleineren Tonerzusatzstoffen durch das Entwicklungsgehäuse während des Bildgebungsprozesses im Entwicklungssystem. Die Abstandspartikel funktionieren als eine abstandshalterartige Barriere und daher sind die kleineren Tonerzusatzstoffe von Kontaktkräften abgeschirmt, die eine Tendenz aufweisen, sie in die Oberfläche der Tonerpartikel einzubetten. Die Abstandspartikel stellen somit eine Barriere bereit und reduzieren das Begraben von kleineren Toneraußenflächenzusatzstoffen, dadurch verleihen sie einem Entwickler verbesserte Fließstabilität und somit exzellente Entwicklungs- und Transferstabilität während Kopieren/Drucken in xerographischen Bildgebungsprozessen. Die Tonerzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung zeigen daher eine verbesserte Fähigkeit, ihre DMA (entwickelte Masse pro Fläche auf einem Photorezeptor), ihre TMA (transferierte Masse pro Fläche von einem Photorezeptor) und akzeptable triboelektrische Ladungseigenschaften und Mischungsleistung für eine erweiterte Anzahl von Bildgebungszyklen zu bewahren.
- Die Abstandspartikel können in einer Menge von etwa 0,3 bis etwa 2,5 Gew.-% auf der Grundlage eines Gewichts der Tonerpartikel ohne den Zusatzstoff oder von etwa 0,6 oder bis etwa 1,8 oder von etwa 0,5 bis etwa 1,8 Gew.-% vorhanden sein.
- In einigen Ausführungsformen sind die Abstandspartikel großdimensionierte Siliciumdioxid-Partikel. In einigen Ausführungsformen weisen die Abstandspartikel somit eine mittlere Partikelgröße über einer mittleren Partikelgröße der oben besprochenen Siliciumdioxid- und Titandioxid-Materialien auf. Zum Beispiel sind die Abstandspartikel in dieser Ausführungsform Sol-Gel-Siliciumdioxide. Beispiele für derartige Sol-Gel-Siliciumdioxide umfassen zum Beispiel X24, einen 120-nm-Sol-Gel-Siliciumdioxid, das mit Hexamethyldisilazan oberflächenbehandelt ist, verfügbar von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. In einigen Ausführungsformen können die Abstandspartikel eine mittlere Partikelgröße von etwa 60 bis etwa 300 nm oder von etwa 75 bis etwa 205 nm, wie zum Beispiel von etwa 100 nm bis etwa 150 nm, aufweisen.
- In einigen Ausführungsformenkönnen die hier offenbarten Tonerpartikel in der Gegenwart von Tensiden gebildet werden. Zum Beispiel können Tenside in einem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 20 oder etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-% des Reaktionsgemischs vorhanden sein. Geeignete Tenside umfassen zum Beispiel nichtionische Tenside, wie zum Beispiel Dialkylphenoxypoly-(ethylenoxy)ethanol, verfügbar von Rhone-Poulenc als IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ und ANTAROX 897™. In einigen Ausführungsformen kann eine wirksame Konzentration des nichtionischen Tensids in einem Bereich von etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% oder etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% des Reaktionsgemischs liegen.
- Geeignete anionische Tenside umfassen ohne Einschränkung unter anderem Natriumdodecylsulfat (SDS), Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylnaphthalensulfat, Dialkyl-benzolalkyl, Sulfate und Sulfonate, Adipinsäure, verfügbar von Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™, verfügbar von Kao, Dowfax 2A1 (Hexadecyldiphenyloxiddisulfonat) und dergleichen. Zum Beispiel beträgt eine wirksame Konzentration des im Allgemeinen verwendeten anionischen Tensids zum Beispiel etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% oder etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% des Reaktionsgemischs.
- In einigen Ausführungsformen können anionische Tenside in Verbindung mit Basen verwendet werden, um den pH-Wert zu verändern und damit die Aggregatpartikel zu ionisieren, wodurch Stabilität bereitgestellt wird und es verhindert wird, dass die Größe der Aggregate zunimmt. Derartige Basen können unter anderem ausgewählt sein aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Cäsiumhydroxid und dergleichen
- Beispiele für zusätzliche Tenside, die optional vor oder während der Verschmelzung zu der Aggregatsuspension zugegeben werden können, um zum Beispiel zu verhindern, dass die Größe der Aggregate zunimmt, oder zum Stabilisieren der Aggregatgröße mit zunehmender Temperatur, können ausgewählt sein aus anionischen Tensiden, wie zum Beispiel unter anderem Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylnaphthalensulfat, Dialkyl-benzolalkyl, Sulfate und Sulfonate, Adipinsäure, verfügbar von Aldrich, NEOGEN R™, NEOGEN SC™, verfügbar von Kao, und dergleichen. Diese Tenside können ebenfalls ausgewählt sein aus nichtionischen Tensiden, wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Methalose, Methylcellulose, Ethylcellulose, Propylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyoxyethylencetylether, Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoctylether, Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylenoleylether, Polyoxyethylensorbitanmonolaurat, Polyoxyethylenstearylether, Polyoxyethylennonylphenylether, Dialkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol, verfügbar von Rhone-Poulenc Inc. als IGEPAL CA-210™, IGEPAL CA-520™, IGEPAL CA-720™, IGEPAL CO-890™, IGEPAL CO-720™, IGEPAL CO-290™, IGEPAL CA-210™, ANTAROX 890™ und ANTAROX 897™. Zum Beispiel beträgt eine wirksame Menge des anionischen oder nichtionischen Tensids, im Allgemeinen als ein Stabilisator der Aggregatgröße verwendet, zum Beispiel etwa 0,01 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% oder etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% des Reaktionsgemischs.
- In einigen Ausführungsformen können Säuren in Verbindung mit Tensiden zum Verändern des pH-Werts verwendet werden. Säure kann zum Beispiel Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Essigsäure, Citronensäuren, Trifluoressigsäure, Bernsteinsäure, Salicylsäure und dergleichen umfassen und die Säuren werden in Ausführungsformen in einer verdünnten Form im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% bei Gewicht von Wasser oder im Bereich von 0,7 bis etwa 5 Gew.-% bei Geweicht von Wasser verwendet.
- In einigen Ausführungsformen können die hier offenbarten niedrig schmelzenden Toner ein Koagulans umfassen. In einigen Ausführungsformen umfassen die in dem vorliegenden Verfahren verwendeten Koagulantien Polymetallhalogenide, wie zum Beispiel Polyaluminiumchlorid (PAC) oder Polyaluminiumsulfosilicat (PASS). Zum Beispiel stellen die Koagulantien einen finalen Toner mit einem Metallgehalt von zum Beispiel etwa 400 bis etwa 10.000 Teilen pro Million bereit. In einem weiteren Merkmal umfasst das Koagulans ein Polyaluminiumchlorid, wobei ein finaler Toner mit einem Aluminiumgehalt von etwa 400 bis etwa 10.000 Teilen pro Million bereitgestellt wird. Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu veranschaulichen. Diese Beispiele dienen ausschließlich veranschaulichenden Zwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Gleichermaßen beziehen sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht, sofern nichts Anderes angegeben wurde. Wie hier verwendet, bezieht sich „Raumtemperatur“ auf eine Temperatur von etwa 20 °C bis etwa 25 °C.
- Beispiel 1
- Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von niedrig schmelzenden Tonern in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. Tabelle 1 unten fasst die in den folgenden Herstellungsprozeduren gegebenen Daten zusammen.
- Kontrollformulierung: (normale Pigmentbeladung, kein kristalliner Polyester)
- Zu einem 20-Gallonen-Reaktor, der mit 37,947 kg von entionisiertem Wasser (DIE) beladen war, wurden 14,9 kg EP07, ein Polystyrolbutylacrylat (Tg von 51 °C), Latex bei 41 % Feststoffen (ungefähr 6,1 kg Harz und 8,8 kg Wasser und 55 % der festen Formulierung) mit 4,162 Regal 330 bei 17 % Feststoffen und 3,201 Q436-Wachs bei 30 % Feststoffen und 0,8 kg Paraffin-Wachs bei 30,5 % Feststoffen hinzugegeben. Nach Erreichen von nominellem Partikelgrößenziel für Aggregation bei 5,4 Mikrometer bei 200 rpm wurden 7,586 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen hinzugegeben, um die Hülle hinzuzufügen. Bei Erreichen von Partikelgröße von 6,5 µm bei 160 rpm wurde der Partikel durch Zugabe von 1800 Gramm 0,4 NaOH gefroren, um einen pH-Wert von 5,4 und eine Drehzahl von 135 zu erreichen. Partikel wurde bei 96 °C für drei Stunden bei 135 rpm verschmolzen wurde erreicht, bis Zirkularitätsziel von ungefähr 0,971 erreicht wurde. Die Reaktion wurde dann bei 35 °C im Wärmetauscher über einen Zeitraum von 15 min gelöscht und dann wurde der pH-Wert des Partikels mit NaOH auf 8,8 eingestellt.
- Hyperpigmentierte Kontrollformulierung (Hyperpigmentationsbeladung, kein kristalliner Polyester)
- Wir beluden den 20-Gallonen-Reaktor mit 39,562 kg DIE mit 13,001 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen mit 2,954 kg Nipex bei 26 % Feststoffen und 3,201 Q436-Wachs (0,96 kg Q436-Feststoff und 2,24 kg Wasser für einen Gesamtfeststoffanteil im Toner bei 8,8 % Feststoffen) bei 30 % Feststoffen und 0,8 kg Paraffinwachs bei 30,5 % Feststoffen. Nach Erreichen von nominellem Partikelgrößenziel für Aggregation bei 5,4 Mikrometer bei 200 rpm wurden 7,586 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen hinzugegeben, um die Hülle hinzuzufügen. Bei Erreichen von Partikelgröße von 6,5 Mikrometer bei 160 rpm wurde der Partikel durch Zugabe von 1800 Gramm 0,4 NaOH gefroren, um einen pH-Wert von 5,4 und eine Drehzahl von 135 zu erreichen.
- Partikel wurde bei 96 °C für drei Stunden bei 135 rpm verschmolzen wurde erreicht, bis Zirkularitätsziel von ungefähr 0,971 erreicht wurde. Wurde dann bei 35 °C im Wärmetauscher über einen Zeitraum von 15 min gelöscht und dann wurde der pH-Wert des Partikels mit NaOH auf 8,8 eingestellt.
- Formulierung 1 (hyperpigmentiert, mit einem kristallinen Polyester, umfassend ein Polyol mit 12 Kohlenstoffatomen und 9 Polysäure-Einheiten, wie offenbart in US-Patent mit der Nr.
9,122,179 - Für einen 20-Gallonen-Reaktor wurden in 38,634 kg DIE 10,837 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen mit 2,954 kg C10C9 CPE bei 30 % Feststoffen mit 4,026 Nipex bei 26 % Feststoffen und 3,201 Q436-Wachs bei 30 % Feststoffen und 0,8 kg Paraffinwachs bei 30,5 % Feststoffen hinzugegeben. Nach Erreichen von nominellem Partikelgrößenziel für Aggregation bei 5,4 Mikrometer bei 200 rpm wurden 8,669 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen hinzugegeben, um die Hülle hinzuzufügen. Bei Erreichen von Partikelgröße von 6,5 Mikrometer bei 160 rpm wurde der Partikel durch Zugabe von 1800 Gramm 0,4 NaOH gefroren, um einen pH-Wert von 5,4 und eine Drehzahl von 135 zu erreichen. Die Partikel wurden bei 96 °C für drei Stunden bei 135 rpm verschmolzen wurde erreicht, bis Zirkularitätsziel von ungefähr 0,971 erreicht wurde. Die Reaktion wurde bei 35 °C in einem Wärmetauscher über einen Zeitraum von 15 min gelöscht und dann wurde der pH-Wert mit NaOH auf 8,8 eingestellt. Formulierung 2 (hyperpigmentiert, mit einem kristallinen Polyester, umfassend ein Polyol mit 12 Kohlenstoffatomen und 6 Polysäure-Einheiten, wie offenbart in US 9 122 179 B2)
- Für einen 20-Gallonen-Reaktor wurden in 38,634 kg DIE 10,837 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen mit 2,954 kg C10C6 CPE bei 30 % Feststoffen mit 4,026 Nipex bei 26 % Feststoffen und 3,201 Q435-Wachs bei 30 % Feststoffen und 0,8 kg Paraffinwachs bei 30,5 % Feststoffen hinzugegeben. Nach Erreichen von nominellem Partikelgrößenziel für Aggregation bei 5,4 Mikrometer bei 200 rpm wurden 8,669 kg EP07-Latex bei 41 % Feststoffen hinzugegeben, um die Hülle hinzuzufügen. Bei Erreichen von Partikelgröße von 6,5 Mikrometer bei 160 rpm wurde der Partikel durch Zugabe von 1800 Gramm 0,4 NaOH gefroren, um einen pH-Wert von 5,4 und eine Drehzahl von 135 zu erreichen. Partikel wurde bei 96 °C für drei Stunden bei 135 rpm verschmolzen wurde erreicht, bis Zirkularitätsziel von ungefähr 0,971 erreicht wurde. Die Reaktion wurde dann bei 35 °C im Wärmetauscher über einen Zeitraum von 15 min gelöscht und dann wurde der pH-Wert des Partikels mit NaOH auf 8,8 eingestellt. Toner der Formulierung 1 und 2 bieten überlegene thermische Eigenschaften, wie in den
1 ,2 und3 angezeigt, und sollten infolgedessen einen größeren Verschmelzungsspielraum bereitstellen. Tabelle 1Komponente Nominelle pigmentierte Kontrolle Nominelle hyperpigmentierte Kontrolle Formulierung 1 Formulierung 2 Gew.-% trocken Chargengewicht nass Gew.-% trocken Chargengewicht nass Gew.-% trocken Chargengewicht nass Gew-% trocken Chargengewicht nass Kern-Latex 1 55 % EP0 7 14,9kg 48 % EP07 13 kg 41,2 % EP07 10,84 kg 41,2 % EP07 10,84 kg Kern-Latex 2. -- -- -- -- 6,8 % C10/C9 2,954 kg 6,8 % C10/C6 2,954 kg Pigment 5 % Regal 330 4,162 kg 9 % Regal 35 4,026 kg 9 % Regal 35 4,026 kg 9 % Regal 35 4,026 kg Wache 1 B,B % Q436B 3,201 kg 8,8 % Q436B 3,201 kg B,B % Q436B 3,201 kg B,B % Q436B 3,201 kg Wache 2 2,2 % Paraffin 0,8 kg 2,2 % Paraffin 0,8 kg 2,2 % Paiaffin 0,8 kg 2,2 % Paraffin 0,8 kg Hüllen-Latex 28 % EP07 7,586 kg 32 % EP07 8,669 kg 32 % EP07 8,669 kg 32 % EPC 7 8,669 kg -
5 zeigt ein Diagramm von Glanz versus Temperatur. Das Diagramm zeigt, dass der Glanz von Formulierung 1 und Formulierung 2 der nominellen pigmentierten Kontrolle entspricht (innerhalb von 5 Einheiten wird im Allgemeinen als entsprechend betrachtet.)6 zeigt ein Diagramm von Faltung versus Sollwerttemperatur. Der beobachtete Anstieg in Faltung versus Temperatur für Spielraum ist wichtig für die Fähigkeit, hyperpigmentierten Toner in Maschinen mit hoher Geschwindigkeit zu verwenden und um Verschmelzungsspielraum zu verbessern. Ein Spielraumanstieg von etwa 10 °C im Vergleich zu der nominellen pigmentierten Kontrolle wird beobachtet.
Claims (3)
- Niedrig schmelzender Toner, umfassend: einen Kern, umfassend: ein Kern-Harz; ein kristallines Polyesterharz; ein Pigment, welches in einer Menge in einem Bereich von 7 Gew.-% bis 20 Gew.-% des niedrig schmelzenden Toners vorhanden ist; ein Fischer-Tropsch-Wachs; und ein Paraffinwachs; wobei ein Gewichtsverhältnis des Kern-Harzes zu dem kristallinen Polyesterharz in einem Bereich von 5:1 bis 7:1 liegt; und eine über dem Kern angeordnete Hülle, die ein Hüllen-Harz umfasst, wobei das Kern-Harz und das Hüllen-Harz entweder beide aus einem Polystyrolbutylacrylatharz oder beide aus einem Polystyrolbutylacrylat-beta-carboxyethylacrylat- Harz ausgewählt sind.
- Niedrig schmelzender Toner nach
Anspruch 1 , wobei, wenn das Kern-Harz und das Hüllen-Harz beide ausgewählt sind aus dem Polystyrolbutylacrylatharz, das Fischer-Tropsch-Wachs in einer Menge in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 8 Gew.-% des niedrigschmelzenden Toners vorhanden ist. - Niedrig schmelzender Toner nach
Anspruch 1 , wobei das Paraffinwachs in einem Bereich von 1 Gew.-% bis 3 Gew.-% des niedrigschmelzenden Toners vorhanden ist.
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