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Die
vorliegende Erfindung ist allgemein auf Tonerverfahren und genauer
auf Aggregationsverfahren zur Herstellung von Tonerharzen, insbesondere
Polyestern und Tonerzusammensetzungen daraus gerichtet. In Ausführungsformen
ist die vorliegende Erfindung auf die wirtschaftliche chemische
oder direkte Herstellung von Tonern und Tonerharzen in situ gerichtet,
die eine erste Voraggregation sulfonierter Polyesterteilchen mit einem
Volumenmittel des Durchmessers in Submikrongröße, zum Beispiel gleich etwa
1 μ (Mikron)
oder weniger als ein μm
(Mikron), zu einer Größe von etwa
gleich der der Farbmitteldispersion, gefolgt von einer zweiten Aggregation
zu Teilchen in Tonergröße ohne
die Anwendung der bekannten Pulverisierungs- und/oder Klassierungsverfahren
umfaßt
und wobei in Ausführungsformen
Tonerzusammensetzungen mit einem Volumenmittel des Durchmessers
von 1 bis 25 und vorzugsweise von 1 bis 10 μm (Mikron) und einer mit dem
Coulter Counter gemessenen GSD von zum Beispiel 1,16 bis 1,26 oder
1,18 bis 1,28 erhalten werden können
und wobei die Toner gewisse Polyesterharze enthalten Die schrittweise
Herstellung chemischer Toner ermöglicht zum
Beispiel eine zusätzliche
Verfahrenskontrolle der Aggregation und dadurch das Verringern der
Farbmittelabstoßung
und das Vergrößern des
Spielraums der Harze, die mit einem Farbmittel, insbesondere Pigment aggregiert
werden können.
Die sich daraus ergebenden Toner können für elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren,
Druckverfahren einschließlich
Farbverfahren, digitale Verfahren und Lithographie ausgewählt werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht in Ausführungsformen
die Verwendung durch Polykondensationsverfahren erhaltener Polymeren
wie etwa Polyestern und genauer der wie in den US-Patenten 5 348
832, 5 658 704 und 5 604 076 veranschaulichten sulfonierten Polyester,
wobei die Polyester zu niedrigschmelzenden Tonern ausgewählt werden
können.
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Im
US-Patent 4 996 127 wird ein Toner aus assoziierten Teilchen veranschaulicht,
der hauptsächlich Teilchen
aus einem Polymer mit sauren oder basischen polaren Gruppen umfaßt, wobei
die Toner durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden können. Im
US-Patent 4 983 488 wird ein Verfahren zur Herstellung von Tonern
durch die Polymerisation eines polymerisierbaren Monomers offenbart,
das durch Emulgieren in Gegenwart eines Farbmittels und/oder eines
Magnetpulvers unter Herstellen ein Hauptharzkomponente dispergiert
wurde und anschließend
Bewirken einer Koagulation der sich daraus ergebenden Polymerisationsflüssigkeit
auf eine solche Weise, daß die
Teilchen in der Flüssigkeit
nach der Koagulation für
einen Toner geeignete Durchmesser aufweisen. In Spalte 9 dieses
Patents wird angegeben, daß koagulierte
Teilchen von 1 bis 100 und insbesondere 3 bis 70 erhalten werden.
Die US-A-5 660 965 und US-A-5 593 807 offenbaren ein Verfahren zur
Herstellung von Toner, das den Schritt des Mischens eines sulfonierten
Polyester umfassenden Emulsionslatex, einer Farbmitteldispersion
und eines Alkalihalogenids zur Aggregation umfaßt.
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Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die aufeinanderfolgende
kontrollierte Aggregation eines Harzes mit einem Farbmittel zum
Ermöglichen
von Tonern mit vorhersehbaren Tonergrößen und engen GSD.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
ein sulfoniertes Polyesterharz und Farbmittel umfassender Trockentonerzusammensetzungen,
wobei der Toner durch eine erste Aggregation dispergierter Submikronteilchen
aus sulfoniertem Polyester zu größerer primärer Teilchengröße und eine nachfolgende
zweite Aggregation des Polyesters und Tonern daraus, die zum Beispiel
den sulfonierten Polyester und ein Farbmittel wie etwa ein Pigment,
Farbstoff oder Gemische daraus umfassen, und Toneradditiven wie
etwa Ladungsadditive, Oberflächenadditive
und dergleichen hergestellt wird.
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Bei
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung werden einfache
und wirtschaftliche chemische Verfahren zur schrittweisen Herstellung
schwarzer und gefärbter
Tonerzusammensetzungen mit zum Beispiel einem ausgezeichneten Farbmittel
wie etwa einer Pigmentdispersion und enger GSD bereitgestellt.
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Bei
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein einfaches
aufeinanderfolgendes wie etwa schrittweises Verfahren zur Herstellung
von Teilchen in Tonergröße im Größenbereich
von 3 bis 7 μm
(3 bis 7 Mikron) mit einer engen GSD im Bereich von 1,18 bis 1,26
bereitgestellt, wobei die Tonerteilchen ein Farbmittel, insbesondere
ein Pigment und sulfoniertes Polyesterharz umfassen und wobei zu
den Verfahren Alkalihalogenide wie etwa Berylliumchlorid, Berylliumbromid,
Berylliumiodid, Magnesiumchlorid, Magnesiumbromid, Magnesiumiodid,
Calciumchlorid, Calciumbromid, Calciumiodid, Strontiumchlorid, Strontiumbromid, Strontiumiodid,
Bariumchlorid, Bariumbromid, Bariumiodid und dergleichen gewählt werden.
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Bei
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung von Tonerzusammensetzungen mit einem Volumenmittel
des Teilchendurchmessers von 1 bis 20 μm (1 bis 20 Mikron) und vorzugsweise
von 1 bis 9 μ (1
bis etwa 9 Mikron) und mit einer durch einen Counter Counter gemessenen engen
GSD von 1,12 bis 1,30 und vorzugsweise von 1,14 bis 1,25 bereitgestellt,
wobei die anfängliche
Größe der aggregierten
sulfonierten Polyesterteilchen um zum Beispiel das 4- bis 8fache
wie von 20 Nanometer auf 150 Nanometer oder wahlweise von 20 Nanometer
auf 150 bis 250 Nanometer erhöht
wird.
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Bei
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundtoner
aus sulfoniertem, polymerem Harz mit einem Farbmittel wie etwa einem
Pigment und einem wahlfreien Ladungssteuerungsmittel in hohen Ausbeuten
von 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% des Toners ohne eine Klassierung anzuwenden
bereitgestellt.
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Bei
noch einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung werden Tonerzusammensetzungen
mit niederen Schmelztemperaturen von 110°C bis 150°C und mit ausgezeichneten Blockiereigenschaften
bei 50°C
bis 60°C
bereitgestellt.
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Weiterhin
werden bei einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung Tonerzusammensetzungen mit
einem hohen Projektionswirkungsgrad wie etwa einem durch das von
Milton-Roy erhältliche
Match Scan II Spektrophotometer gemessenen Projektionswirkungsgrad
von 75 bis 95% bereitgestellt.
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In
einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung werden Tonerzusammensetzungen
bereitgestellt, die zu einer minimale, niedrigen oder keiner Papierwellung
führen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines
Toners bereit, das eine erste Aggregation dispergierter sulfonierter
Polyesterteilchen und danach eine zweite Aggregation mit einer Farbmitteldispersion
und einem Alkalihalogenid umfaßt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zur Tonerherstellung, wobei
das Verfahren eine erste Aggregation vordispergierter Submikronteilchen
aus sulfoniertem Polyester mit einem Alkalihalogenid und danach
eine zweite Aggregation der bei der ersten Aggregation hergestellten
größeren Submikronteilchen
aus sulfoniertem Polyester mit einer Farbmitteldispersion und einem
Alkalihalogenid umfaßt;
ein Verfahren zur Tonerherstellung, wobei das Verfahren eine erste
Aggregation dispergierter sulfonierter Polyesterteilchen, was zu
größeren Teilchen
in Submikrongröße führt und
danach eine zweite Aggregation der sich daraus ergebenden sulfoniertem
Polyesterteilchen mit einer Farbmitteldispersion und einem Alkalihalogenid
umfaßt,
wobei die erste Aggregation durch das Mischen und Erhitzen des sulfonierten
Polyesters und eines dikationischen Salzes erreicht wird und wobei
die zweite Aggregation ein zusätzliches
Erhitzen und Mischen der bei der ersten Aggregation hergestellten
größeren Submikronteilchen
aus sulfoniertem Polyester zusammen mit dem Farbmittel umfaßt, wobei
das Farbmittel ein Pigment ist und das Alkalihalogenid Magnesiumchlorid
ist; ein Verfahren, wobei der teilweise sulfonierte Polyester zu
von zum Beispiel 5 bis etwa 50 Gewichtsprozent Feststoffgehalt in
warmem Wasser von 5°C
bis 15°C über der
Glasübergangstemperatur
des Polyesters dispergiert wird und Submikronteilchen im Größenbereich
von zum Beispiel 5 bis 80 Nanometer gebildet werden und wobei der
erste Aggregationsschritt, der durch den Zusatz eines Alkalihalogenids
wie etwa MgCl2 oder einer ähnlichen
Lösung
(1 Gewichtsprozent in Wasser) eines dikationischen Salzes erreicht
wird, vor oder nach dem Erhitzen auf die optimale Aggregationstemperatur
von 35°C
bis 75°C
erfolgen kann und wobei das Erhitzen von 15 bis 480 Minuten fortgesetzt
werden kann, bis die gewünschte
Aggregatteilchengröße, zum
Beispiel von 70 bis 150 Nanometer, erhalten worden ist; das Ausführen einer
weiteren Ag gregation des sich daraus ergebenden, voraggregierten
Latex mit einem dispergierten Farbmittel wie etwa einem von Sun
Chemical erhältlichen
Pigment als 20 bis 50 gew.-%ige vordispergierte Pigmentdispersion
in Wasser mit einer mittleren Pigmentgröße im Bereich von 50 bis 150
Nanometer und weiteres Verdünnen
mit Wasser wie etwa mit 150 Milliliter entionisiertem Wasser und
die langsame tropfenweise Zugabe von etwa 50 Milliliter Alkalihalogenid-
wie etwa MgCl2- oder ähnlichen dikationischen Lösung bei
oder in der Nähe
der optimalen Aggregationstemperatur wird bewerkstelligt. Das Aggregationsverfahren
kann sowohl durch Lichtmikroskopie als auch Counter-Counter-Teilchengrößenmessungen überwacht
werden. Weiter kann ein Alkalihalogenid wie etwa MgCl2 oder
ein ähnliches
dikationisches Salz anschließend
zugefügt
und die Temperatur leicht, zum Beispiel von 0,2°C bis 5°C, erhöht werden, was eine raschere
Aggregation gestattet. Nach einem Zeitraum von zum Beispiel 30 Minuten
bis 5 Stunden ergibt sich daraus die gewünschte Tonerendgröße von zum
Beispiel 4 bis 8 μm
(Mikron) und eine enge Korngrößenverteilung
(GSD) von 1,1 bis 1,5.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung schließt zum Beispiel
- i) das Dispergieren des sulfonierten Polyesterharzes in Wasser,
wobei sich das Wasser bei einer Temperatur von 40°C bis 95°C und vorzugsweise
zwischen 5°C
und 15°C über der
Glasübergangstemperatur
des Polyesters befindet und wobei das Dispergieren durch eine bei
von 100 bis 5000 Umdrehungen je Minute arbeitende Polytron Hochgeschwindigkeits-Schervorrichtung
bewerkstelligt wird, wodurch die Bildung von Teilchen mit Submikrongröße ermöglicht wird
und wobei die Teilchen ein Volumenmittel des Durchmessers von 5
bis 80 Nanometer aufweisen;
- ii) eine erste Aggregation der dispergierten sulfonierten Polyesterteilchen
zu Submikronteilchen von 50 bis 200 Nanometer oder genauer bei der
die Teilchen durch den Zusatz einer geringen Menge einer ein dikationisches
Salz enthaltenden Lösung
von etwa 5 bis etwa 50 auf etwa 200 Nanometer oder von etwa 80 bis etwa
90 auf etwa 200 Nanometer anwachsen;
- iii) das Zufügen
eines Farbmittel wie einer von Sun Chemical erhältlichen Pig mentdispersion
als etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent vordispergiertes Pigment in Wasser
mit einer mittleren Pigmentgröße im Bereich von
50 bis etwa 150 Nanometer, wobei die Dispersion mit zum Beispiel
150 bis 200 Milliliter DI (entionisiertem) Wasser weiter verdünnt wird
und wobei die Aggregationsrate durch zum Beispiel die tropfenweise
Zugabe eines Alkalihalogenids wie etwa eines dikationischen Salzes
von 1 bis 150 Milliliter, vorzugsweise 1 Gewichtsprozent in Wasser,
und unter Erhitzen nahe der optimalen Aggregationstemperatur, zum
Beispiel zwischen 40°C
bis 60°C
und vorzugsweise zwischen 48°C
und 52°C
gesteuert werden kann, bis, wie sowohl durch Lichtmikroskopie als
auch durch Counter-Counter-Teilchengrößenmessungen überwacht,
Aggregate mit optimaler Tonergröße erhalten
worden sind;
- iv) gegebenenfalls, aber vorzugsweise das Isolieren des Toners
oder der Tonerteilchen durch bekannte Verfahren wie etwa Filtrieren;
Waschen und
- v) Trocknen der Tonerteilchen mit zum Beispiel Vakuum und
- vi) das Zufügen
bekannter Toneradditive wie etwa Wachs, Ladungsadditive, Oberflächenfließadditive
und dergleichen zu den trockenen Tonerteilchen oder Toner aus Harz
und Farbmittel ein. Für
das Verfahren können
verschiedene Pigmente, Farbstoffe, Gemische daraus und dergleichen
wie etwa cyan-, schwarz-, magenta- und gelbpigmentierte Dispersionen oder
Gemische davon zum Beispiel als vordispergierte Form mit zum Beispiel
von 20 bis 60 Gewichtsprozent Feststoffe erhalten werden.
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Es
wird ein Verfahren zur Tonerherstellung offenbart, das eine erste
Aggregation eines sulfonierten Polyesters und danach eine zweite
Aggregation mit einer Farbmitteldispersion und einem Alkalihalogenid
umfaßt. Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren
- (i) daß der sulfonierte Polyester
in Wasser dispergiert wird, wobei sich das Wasser bei einer Temperatur von
40°C bis
95°C oder
zwischen 5°C
bis 15°C über der
Glasübergangstemperatur
des Polyesterpolymers befindet und wobei das Dispergieren durch
eine bei von 100 bis 5000 Umdrehungen je Minute arbeitende Polytron Hochgeschwindigkeits-Schervorrichtung
bewerkstelligt wird, wodurch die Bildung von Teilchen mit Submikrongröße ermöglicht wird;
- (ii) das Erreichen einer ersten Aggregation der dispergierten
sulfonierten Polyesterteilchen zu größeren Submikronteilchen von
50 bis 200 Nanometer durch den Zusatz einer ein monokationisches
Salz oder ein dikationisches Salz enthaltenden Lösung oder einer Elektrolytlösung;
- (iii) das Zufügen
einer Farbmitteldispersion mit von 20 bis 50 Gewichtsprozent vordispergiertem
Farbmittel in Wasser mit einer mittleren Farbmittelgröße im Bereich
von 50 bis 150 Nanometer, wobei die Dispersion weiter mit entionisiertem
Wasser verdünnt
wird und Steuern der Aggregationsrate durch die tropfenweise Zugabe
des Salzes oder des Elektrolyten und anschließend Erhitzen nahe der Aggregationstemperatur
von 40°C
bis 60°C
bis, wie sowohl durch Lichtmikroskopie als auch durch Coulter-Counter-Teilchengrößenmessungen überwacht,
Aggregate in Tonergröße erhalten
worden sind; Abkühlen
und
- (iv) das Isolieren der Tonerzusammensetzung oder der Tonerteilchen;
- (v) das Trocknen der Tonerteilchen und
- (vi) gegebenenfalls Zusetzen von Wachs, Ladungsadditiven und
Oberflächenfließadditiven
zu den trockenen Tonerteilchen oder Toner aus Harz und Farbmittel.
Es ist bevorzugt, daß die
erste Aggregation durch Erhitzen bewerkstellt wird. Es ist bevorzugt,
das der erhaltene farbige Toner eine enge GSD in dem Bereich von
1,18 bis 1,28 aufweist. Es ist ferner bevorzugt, daß das Alkalihalogenid
Berylliumchlorid, Berylliumbromid, Berylliumiodid, Magnesiumchlorid,
Magnesiumbromid, Magnesiumiodid, Calciumchlorid, Calciumbromid,
Calciumiodid, Strontiumchlorid, Strontiumbromid, Strontiumiodid,
Bariumchlorid, Bariumbromid oder Bariumiodid ist und deren Konzentration
gegebenenfalls in dem Bereich von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent ist. Das
Halogenid ist typischerweise ein Chlorid, Bromid, Iodid oder Fluorid.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Tonerherstellung
bereit, wo bei das Verfahren (1) eine erste Aggregation dispergierter
sulfonierter Polyesterteilchen und danach (2) deren zweite Aggregation
mit einer Farbmitteldispersion und einem Alkalihalogenid umfaßt, wobei
die erste Aggregation durch das Mischen und Erhitzen des sulfonierten
Polyesters und eines dikationischen Salzes oder Alkalihalogenids
bewerkstelligt wird. Es ist bevorzugt, daß das Farbmittel ein Pigment
ist. Es ist ferner bevorzugt, daß das Farbmittel ein Pigment
oder ein Farbstoff ist und das Alkalihalogenid Magnesiumchlorid
ist. Das Farbmittel ist üblicherweise
eine cyanfarbene, schwarze, magentafarbene oder gelbe Dispersion
oder Gemische davon mit von 20 bis 60 Gewichtsprozent Farbmittelfeststoffe.
Vorzugsweise ist der sulfonierte Polyester von der Formel
worin
Y ein Alkalimetall ist, X ein Glykol ist und n und m die Anzahl
der Segmente darstellen. Dadurch ist es bevorzugt, daß das Glykol
Neopentylglykol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Propandiol,
Diethylenglykol oder Gemische davon ist. Es ist bevorzugt, daß die erste
Aggregation durch Erhöhen
der Ionenstärke des
sulfonierten Polyesters durch Zugabe eines monokationischen Salzes
bewerkstelligt wird. Das Salz ist vorzugsweise Natriumchlorid. Typischerweise
ist der sulfonierte Polyester eine von 5 bis 30 Gewichtsprozent Feststoffe
umfassende Dispersion und die Farbmitteldispersion enthält von 20
bis 50 Gewichtsprozent Farbmittel. Vorzugsweise weist der sulfonierte
Polyester einen Sulfonierungsgrad von 2,5 bis 20 Molprozent, bevorzugter
von 5 bis 10 Molprozent auf. Es ist bevorzugt, daß die Tonerteilchengröße von 3
bis 7 μm
(Mikron) als Volumenmittel des Durchmessers beträgt. Der Toner wird typischerweise
isoliert, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Vorzugsweise
werden der Oberfläche
des gebildeten Toners aus sulfoniertem Polyester und Farbmittel
Metallsalze, Metallsalze von Fettsäuren, Siliziumoxide, Metalloxide
oder Gemische davon jeweils in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent
des erhaltenen Toners zugefügt.
Es ist weiter bevorzugt, daß die
Teilchengröße des dispergierten
sulfonierten Polyesters (ii) von 5 bis 200 Nanometer beträgt. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist der Polyester ein sulfonierter Random- Copolyester, der auf Molprozentgrundlage
der sich wiederholenden Polymereinheit ungefähr 0,47 Terephthalat/0,03 Natriumsulfoisophthalat/0,475
1,2-Propandiol/0,025 Diethylenglykol umfaßt, wobei der Polyester ein
M
w von etwa 3790, ein M
n von etwa
2560 und eine Tg von etwa 54,6°C
besitzt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Tonerherstellung
gerichtet, das (1) eine erste Aggregation von Harzteilchen und danach
(2) deren zweite Aggregation mit einem Farbmittel und einem Alkalihalogenid
umfaßt
und wobei die erste Aggregation durch Erhitzen des Harzes und des
Alkalihalogenids bewerkstelligt wird. Es ist bevorzugt, daß zu der
ersten Aggregation ein Alkalihalogenid zugesetzt wird. Es ist ferner
bevorzugt, daß die
Harze sulfonierte Polyesterteilchen aus (1) von Submikrongröße sind
und das Erhitzen ein erstes Erhitzen zum Ermöglichen der Aggregation und
ein zweites Erhitzen zum Ermöglichen
der Koaleszenz der gebildeten Toneraggregate umfaßt.
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Der
sulfonierte Polyester ist zum Beispiel von der Formel
worin
Y ein Alkalimetall wie etwa Natrium ist, X ein Glykol wie etwa ein
aliphatisches Glykol oder Gemisch von Glykolen wie etwa Neopentylglykol,
Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Pentylenglykol, Propandiol, insbesondere
1,2-Propandiol, Diethylenglykol oder Gemische davon ist und n und
m die Anzahl der Segmente darstellen.
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In
Ausführungsformen
kann die erste Aggregation durch eine Erhöhung der Heiztemperatur von
2 bis 10°C
bewerkstelligt werden. Die erste Aggregation kann durch Erhöhen der
Ionenstärke
von zum Beispiel 0,001 bis 5 und vorzugsweise von 0,01 bis 2 molarer
(durch bekannte Verfahren bestimmter) Ionenstärke des sulfonierten Polyesters
durch den Zusatz zum Beispiel eines dikationischen Salzes bewerkstelligt
werden, wobei das gewählte
Salz Magnesiumchlorid ist. Der sulfonierte Polyester ist eine 5
bis 30 Gewichtsprozent Feststoff umfassende Dispersion und die Farbmitteldispersion
umfaßt
ein Pigment, das zum Beispiel von 20 bis 50% Feststoff enthält. Der
sulfonierte Polyester besitzt einen Sulfonierungsgrad von 2,5 bis
20 oder von 4 bis 15 Molprozent. Der sulfonierte Polyester besitzt
einen Sulfonierungsgrad von 5 bis 10 Molprozent. Das Alkalimetallhalogenid
umfaßt
ein Alkalimetallhalogenid wie etwa zum Beispiel Berylliumchlorid,
Berylliumbromid, Berylliumiodid, Magnesiumchlorid, Magnesiumiodid,
Calciumchlorid, Calciumbromid, Calciumiodid, Strontiumchlorid, Strontiumbromid,
Strontiumiodid, Bariumchlorid, Bariumbromid, Bariumiodid und dergleichen
und deren Konzentration ist gegebenenfalls in dem Bereich von 0,1
bis 5 Gewichtsprozent. Die Tonerteilchengröße ist von 3 bis 7 μm als Volumenmittel
des Durchmessers. Der Toner wird filtriert, mit Wasser gewaschen
und getrocknet. Der Oberfläche
des gebildeten Toners aus sulfoniertem Polyester und Farbmittel
werden Metallsalze, Metallsalze von Fettsäuren, Siliziumoxide, Metalloxide
oder Gemische davon jeweils in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent
zugefügt.
Der Polyester ist ein sulfonierter Random-Copolyester, der auf Molprozentgrundlage
der sich wiederholenden Polymereinheit ungefähr 0,47 Terephthalat/0,03 Natriumsulfoisophthalat/0,475
1,2-Propandiol/0,025 Diethylenglykol umfaßt, wobei der Polyester ein
Mw von etwa 3790, ein Mn von
etwa 2560 und eine Tg von etwa 54,6°C besitzt.
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Die
erste Aggregation oder Voraggregation kann durch den Zusatz zum
Beispiel eines dikationischen Salzes zu einem zuvor dispergierten
sulfonierten Polyester in einer wirksamen Menge, zum Beispiel einer Salzmenge
von 0,05 bis 5 und vorzugsweise von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent bezogen
auf die Menge aller Polyester- und Salzkomponenten erreicht werden
oder die erste Aggregation kann wahlweise durch eine Erhöhung der
Ionenstärke
von 0,001 M auf 2 M (molar) durch den Zusatz von 1 bis 50 Milliliter
neutralem, monokationischem Salz wie etwa Natriumchlorid erreicht
werden oder wobei die erste Aggregation durch die Verwendung einer
Elektrolytlösung
von zum Beispiel Isotone II (Coulter Electronics) in einer Menge
von 30 Milliliter bis 50 Milliliter und Erhitzen zum Beispiel auf
eine Temperatur von 40°C
bis 60°C
und vorzugsweise 40°C
bis 45°C erzielt
werden kann. Genauer kann die erste Aggregation in Ausführungsformen
wie folgt bewerkstelligt werden: Dispergieren von 50 bis 200 Gramm
sulfoniertem Polyesterharz in Wasser unter Liefern von 5 bis 40 Gewichtsprozent
und vorzugsweise 20 Gewichtsprozent Feststoff, wobei sich das Wasser
bei einer Temperatur von 40°C
bis 95°C
befindet und das Dispergieren durch eine bei von 100 bis 5000 Umdrehungen
je Minute arbeitende Polytron Hochgeschwindigkeits-Schervorrichtung
bewerkstelligt wird, wodurch die Bildung von Teilchen in Submikrongröße ermöglicht wird
und wobei die Teilchen ein Volumenmittel des Durchmessers von 5 bis
80 Nanometer aufweisen, gegebenenfalls gefolgt von der kontrollierten
Zugabe einer geringen Menge (zwischen 1 und 50 Milliliter) einer
1 gew.-%igen, ein Alkalisalz enthaltenden Lösung oder wahlweise einer Elektrolytlösung, und
danach Erhitzen der Lösung
von sulfoniertem Polyester/Koagulat auf zwischen 40°C und 60°C und vorzugsweise
zwischen 40°C
und 45°C,
bis ein Volumenmittel der Teilchengröße zwischen 150 und 300 Nanometer
und vorzugsweise zwischen 160 und 250 Nanometer erhalten worden
ist. Das Aggregatwachstum des Latex kann durch das bei einem Nicomp
Kornklassierer beobachtete Teilchengrößenwachstum und die sichtbare
beobachtbare Größenzunahme
mit einem Lichtmikroskop überwacht
werden. Die Latexdispersion verändert
sich von einer nahezu transparenten, blau getönten Lösung zu einem sichtbar weißen Latex. Der
Vorteil einer ersten Aggregation stellt hauptsächlich die Steuerung des Aggregatwachstums
und die Steuerung und Stabilität
der Aggregation bei dem Farbmittel wie etwa Pigment sicher, da zum
Beispiel die Teilchengrößen des
Latex und Pigments ähnlich
sind.
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Bei
der zweiten Aggregation werden der aus dem ersten oder Voraggregationsschritt
erhaltene vordispergierte Polyester und ein Farbmittel, insbesondere
eine Pigmentdispersion durch die Verwendung eines Alkalihalogenids
wie etwa Magnesiumchlorid weiter aggregiert. Dies kann durch Zufügen der
Farbmitteldispersion zu dem Gemisch und Steuern der Aggregationsrate
durch die kontrollierte Zugabe eines dikationischen Salzes wie etwa
MgCl2 unter Erhitzen zwischen 40°C und 60°C und vorzugsweise
zwischen 48°C
und 52°C,
bis Aggregate mit optimaler Tonergröße erhalten worden sind, erreicht
werden. Die Tonerteilchen werden vorzugsweise durch Filtration isoliert,
gefolgt vom Vakuumtrocknen der Tonerteilchen und danach gegebenenfalls
Zufügen
bekannter Toneradditive wie etwa Ladungsadditive, Oberflächenfließadditive
und dergleichen zu dem Harz und Farbmittel umfassenden, trockenen
Toner.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung schließen ein Verfahren zur Herstellung
Harz und Farbmittel wie etwa ein Pigment umfassender Tonerteilchen,
wobei das Verfahren eine erste Aggregation der dispergierten Teilchen
aus sulfoniertem Polyester auf eine der dispergierten, pigmentierten
Teilchen ähnliche Größe, gefolgt
von einer zweiten Aggregation unter Liefern von Teilchen mit 5 bis
7 μm (Mikron)
großem
Durchmesser umfaßt
und ein Verfahren zur Herstellung von Tonerzusammensetzungen durch
schrittweises Aggregieren ein, umfassend:
- i)
das Dispergieren des sulfonierten Polyesterharzes in Wasser, wobei
sich das Wasser bei einer Temperatur von 40°C bis 95°C befindet und wobei das Dispergieren
durch eine bei von 100 bis 5000 Umdrehungen je Minute arbeitende
Polytron Hochgeschwindigkeits-Schervorrichtung bewerkstelligt wird,
wodurch die Bildung von Teilchen mit Submikrongröße ermöglicht wird und wobei die Teilchen
ein Volumenmittel des Durchmessers von 5 bis 80 Nanometer aufweisen;
- ii) eine erste Aggregation der dispergierten sulfonierten Polyesterteilchen
zu größeren Submikronteilchen vorstehend
(i) von 50 bis 300 Nanometer und vorzugsweise zwischen 100 und 250
Nanometer durch den Zusatz einer geringen Menge (1 bis 20 Gewichtsprozent
der ursprünglichen
Lösung)
einer ein mono- oder dikationisches Salz enthaltenden Lösung oder
einer Elektrolytlösung
von zum Beispiel Isotone II;
- iii) das Zufügen
einer Pigmentdispersion zu dem sich daraus ergebenden Gemisch und
Steuern der Aggregationsrate durch zum Beispiel die kontrollierte
Zugabe eines dikationischen Salzes wie etwa MgCl2 und unter
Erhitzen auf 40°C
bis 60°C
und vorzugsweise zwischen 48°C
und 52°C
bis Aggregate mit Tonergröße erhalten
worden sind;
- iv) gegebenenfalls aber vorzugsweise das Isolieren des Toners
oder der Tonerteilchen durch bekannte Verfahren wie etwa Filtration;
- v) Trocknen der Tonerteilchen mit zum Beispiel Vakuum und
- vi) gegebenenfalls das Zufügen
bekannter Toneradditive wie etwa Ladungsadditive, Oberflächenfließadditive
und dergleichen zu den trockenen Tonerteilchen.
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Verschiedene
bekannte Farbmittel, insbesondere Pigmente, die in dem Toner in
einer wirksamen Menge von zum Beispiel 1 bis 65, vorzugsweise von
2 bis 35 Gewichtsprozent des Toners und bevorzugter von 1 bis 15
Gewichtsprozent vorliegen, schließen Ruß wie etwa REGAL 330®,
Magnetite wie etwa die Mobay-Magnetite MO8029TM,
MO8060TM und dergleichen ein. Als farbige
Pigmente können
bekannte cyanfarbene, magentafarbene, gelbe, rote, grüne, braune,
blaue oder Gemische davon gewählt
werden. Spezifische Beispiele von Farbmitteln, insbesondere Pigmenten
schließen
das Phthalocyanin HELIOGEN BLUE L6900TM,
D6840TM, D7080TM,
D7020TM, Cyan 15:3, Magenta Red 81:3, Yellow
17, die Pigmente aus dem US-Patent
5 556 727 und dergleichen ein.
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Genauer
schließen
Farbmittelbeispiele Pigment Blue 15:3 mit der Color Index Konstitutionsnummer 74160,
magentafarbenes Pigment Red 81:3 mit der Color Index Konstitutionsnummer
45160:3 und Yellow 17 mit der Color Index Konstitutionsnummer 21105
ein.
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Farbmittel
schließen
Pigmente, Farbstoffe, Pigmentgemische, Farbstoffgemische und Gemische
von Farbstoffen und Pigmenten und dergleichen und bevorzugt Pigmente
ein.
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Der
Toner kann auch bekannte Ladungsadditive in wirksamen Mengen von
zum Beispiel von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent wie etwa Alkylpyridiniumhalogenide,
Bisulfate, die Ladungssteuerungsadditive der US-Patente 3 944 493,
4 007 293, 4 079 014, 4 394 430 und 4 560 635, negtivladungserhöhende Additive
wie Aluminiumkomplexe und dergleichen einschließen.
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Oberflächenadditive,
die den Tonerzusammensetzungen nach dem Waschen oder Trocknen zugefügt werden
können,
schließen
zum Beispiel Metallsalze, Metallsalze von Fettsäuren, kolloidale Siliziumoxide,
Metalloxide wie Titan, Zinn und dergleichen, Gemische davon und
dergleichen ein, wobei die Additive üblicherweise in einer Menge
von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent vorhanden sind; Referenz US-Patente
3 590 000, 3 720 617, 3 655 374 und 3 983 045. Bevorzugte Additive
schließen
Zinkstearat und Fließhilfen
wie etwa pyrogene Siliziumoxide wie von DEGUSSA erhältliches
AEROSIL R972® oder
von Cabot Corporation oder Degussa Chemicals erhältliche Siliziumoxide jeweils
in Mengen von 0,1 bis 2% ein, die während des Aggregationsverfahrens
zugesetzt oder dem gebildeten Tonerprodukt zugemischt werden können.
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Entwicklerzusammensetzungen
können
durch Mischen der mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen
Toner mit bekannten Trägerteilchen
einschließlich
beschichteter Träger
wie etwa Stahl, Ferrite und dergleichen zum Beispiel von 2% Tonerkonzentration
bis 8% Tonerkonzentration hergestellt werden; Referenz US-Patente
4 937 166 und 4 935 326.
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Bilderzeugungsverfahren
sind ebenfalls mit den Tonern der vorliegenden Erfindung vorgesehen;
Referenz zum Beispiel eine Anzahl hierin angeführter Patente und US-Patent 4 265 990.
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Die
folgenden Beispiele werden zum weiteren Definieren verschiedener
Arten der vorliegenden Erfindung vorgelegt. Ferner sind solange
nicht anders angegeben Teile und Prozentanteile in Gewicht.
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EXPERIMENTELLES
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HERSTELLUNG SULFONIERTER
POLYESTER:
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Herstellung des geraden,
mäßig sulfonieren
Polyesters A (DF209):
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Ein
in Molprozent ungefähr
0,47 Terephthalat, 0,030 Natriumsulfoisophthalat, 0,455 Neopentylglykol und
0,045 Diethylenglykol umfassendes gerades, sulfoniertes Random-Copolyesterharz
wurde wie folgt hergestellt. In einen mit einem Bodenablaßventil,
Doppelturbinenrührer
und Destillationsvorlage mit einem Kaltwasserkühler ausgerüsteten Einliter-Parr-Reaktor
wurden 388 Gramm Dimethylterephthalat, 44,55 Gramm Natriumdimethylsulfoisophthalat,
310,94 Gramm Neopentylglykol (1 Mol Glykolüberschuß), 22,36 Gramm Diethylenglykol
(1 Mol Glykolüberschuß) und 0,8
Gramm Butylzinnhydroxidoxid als Katalysator eingetragen. Der Reaktor
wurde anschließend
unter Rühren
3 Stunden auf 165°C
erhitzt, wodurch 115 Gramm Destillat in der Destillationsvorlage
aufgefangen wurden und wobei das Destillat etwa 98 Volumenprozent
Methanol und 2 Volumenprozent Neopentylglykol umfaßte, wie
durch das von der American Optical Corporation erhältliche
ABBE-Refraktometer gemessen wurde. Das sich daraus ergebende Gemisch
wurde anschließend über den
Zeitraum von einer Stunde auf 190°C
erhitzt, wonach der Druck langsam von Atmosphärendruck auf etwa 34,7 kPa
(260 Torr) verringert wurde und anschließend über den Zeitraum von zwei Stunden
auf 0,67 kPa (5 Torr) unter Sammeln von ungefähr 122 Gramm Destillat in der
Destillationsvorlage verringert wurde, wobei das Destillat ungefähr 97 Volumenprozent
Neopentylglykol und 3 Volumenprozent Methanol umfaßte, wie
durch das ABBE-Refraktometer gemessen wurde. Der Druck wurde anschließend über einen
Zeitraum von 30 Minuten weiter auf 0,13 kPa verringert, wodurch
zusätzliche
16 Gramm Neopentylglykol aufgefangen wurden. Der Reaktor wurde anschließend mit
Stickstoff auf Atmosphärendruck
belüftet
und das Polymer wurde durch den Bodenablaß in einen mit Trockeneis gekühlten Behälter unter
Liefern von 460 Gramm zu 3,0 Molprozent sulfoniertem Polyesterharz,
Copoly(neopentylen-diethylen)terephthalat-copoly(natriumsulfoisophthalatdicarboxylat),
ausgetragen. Die Glasübergangstemperatur
des sulfonierten Poyesterharzes wurde mittels des bei einer Heizrate
von 10°C
je Minute arbeitenden, von E.I. DuPont erhältlichen 910 Differential Scanning
Calorimeters zu 54,7°C
(Beginn) gemessen.
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Das
Zahlenmittel des Molekulargewichts des sulfonierten Polyesterprodukts
wurde zu 2560 Gramm je Mol gemessen und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts
wurde zu 3790 Gramm je Mol unter Verwenden von Tetrahydrofuran als
Lösungsmittel
gemessen. Eine Teilchengröße von 31
Nanometer (volumengewichtet) wurde mittels eines Nicomp Kornklassierers
gemessen.
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Herstellung des geraden,
mäßig sulfonierten
Polyesters B (DF210):
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Ein
in Molprozent ungefähr
0,465 Terephthalat, 0,035 Natriumsulfoisophthalat, 0,475 1,2-Propandiol und
0,025 Diethylenglykol umfassendes gerades, sulfoniertes Random-Copolyesterharz
wurde wie folgt hergestellt. In einen mit einem Bodenablaß ventil,
Doppelturbinenrührer
und Destillationsvorlage mit einem Kaltwasserkühler ausgerüsteten Einliter-Parr-Reaktor
wurden 388 Gramm Dimethylterephthalat, 44,55 Gramm Natriumdimethylsulfoisophthalat,
310,94 Gramm 1,2-Propandiol (1 Mol Glykolüberschuß), 22,36 Gramm Diethylenglykol
(1 Mol Glykolüberschuß) und 0,8
Gramm Butylzinnhydroxidoxid als Katalysator eingetragen. Der Reaktor
wurde anschließend
unter Rühren
3 Stunden auf 165°C
erhitzt, wodurch 115 Gramm Destillat in der Destillationsvorlage
aufgefangen wurden und wobei das Destillat etwa 98 Volumenprozent
Methanol und 2 Volumenprozent 1,2-Propandiol umfaßte, wie
durch das von der American Optical Corporation erhältliche
ABBE-Refraktometer gemessen wurde. Das Gemisch wurde anschließend über den
Zeitraum von einer Stunde auf 190°C
erhitzt, wonach der Druck langsam über den Zeitraum von einer
Stunde von Atmosphärendruck
auf etwa 34,7 kPa (260 Torr) verringert wurde und anschließend über einen
Zeitraum von zwei Stunden auf 0,67 kPa (5 Torr) unter Sammeln von
ungefähr
122 Gramm Destillat in der Destillationsvorlage verringert wurde, wobei
das Destillat ungefähr
97 Volumenprozent 1,2-Propandiol und 3 Volumenprozent Methanol umfaßte, wie durch
das ABBE-Refraktometer gemessen wurde. Der Druck wurde anschließend über einen
Zeitraum von 30 Minuten weiter auf 0,13 kPa verringert, wodurch
zusätzliche
16 Gramm 1,2-Propandiol aufgefangen wurden. Der Reaktor wurde anschließend mit
Stickstoff auf Atmosphärendruck
belüftet
und das Polymer wurde durch den Bodenablaß in einen mit Trockeneis gekühlten Behälter unter
Liefern von 460 Gramm zu 3,5 Molprozent sulfoniertem Polyesterharz,
Copoly(1,2-propylen-diethylen)terephthalat-copoly(natriumsulfoisophthalatdicarboxylat),
ausgetragen. Die Glasübergangstemperatur
des sulfonierten Poyesterharzes wurde mittels des bei einer Heizrate
von 10°C
je Minute arbeitenden, von E.I. DuPont erhältlichen 910 Differential Scanning
Calorimeters zu 59,5°C
(Beginn) gemessen.
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Das
Zahlenmittel des Molekulargewichts des sulfonierten Polyesterprodukts
wurde zu 3250 Gramm je Mol gemessen und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts
wurde zu 5290 Gramm je Mol unter Verwenden von Tetrahydrofuran als
Lösungsmittel
gemessen. Eine Teilchengröße von 57
Nanometer (volumengewichtet) wurde mittels eines Nicomp Kornklassierers
gemessen.
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Herstellung von Latexvorratslösungen:
-
Submikrondispersionen
des entsprechenden sulfonierten Polyesters, wie etwa der vorstehend
hergestellten, in destilliertem, entionisiertem Wasser wurden durch
zuerst Erhitzen des Wassers auf 10°C bis 15°C über die Glasübergangstemperatur
des sulfonierten Polyesterpolymers und anschließend langsam Zufügen des
Polymers unter Rühren,
bis es vollständig
dispergiert ist, hergestellt. Die Latizes wiesen üblicherweise
eine charakteristische blaue Tönung
und Teilchengrößen in dem
Bereich von 5 bis 150 Nanometer auf. Die Vorratslösungen sind
unbegrenzt stabil.
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HERSTELLUNG
CHEMISCHER TONER ÜBER
EIN SCHRITTWEISES AGGREGATIONSVERFAHREN
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BEISPIEL 1
-
Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Cyantoners mit MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 70 Milliliter einer 1-%igen Lösung von
MgCl2 in destilliertem, entionisiertem Wasser
in einen 1-Liter-Reaktionskessel
eingeführt.
Der Reaktionskessel wurde 3 Stunden auf etwa 45°C erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
war von 31 auf 120 Nanometer angewachsen. Das Teilchenwachstum war
auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Cyandispersion (Sun Chemical 40% Feststoff)
mit einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den vorstehenden Latexteilchen
zugefügt.
Fünfzig
(50) weitere Milliliter des 1 %igen MgCl2 wurden anschließend tropfenweise
der Lösung
zugefügt
und die Temperatur wurde 5 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 3,0 μm (Mikron).
Weitere 20 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe von etwa 5 Gramm entnommen und unter
dem Mikroskop betrachtet und es zeigten sich kugelförmige Tonerteilchen,
die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten. Es ergab sich daraus
ein fertiger Cyantoner mit einer Teilchengröße von 5,0 μm (Mikron) und einer GSD von
1,3, wobei der Toner 96,25 Gewichtsprozent sulfonierten Polyester
A (DF209) und 3,5 Gewichtsprozent des Cyanpigments umfaßte.
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BEISPIEL II
-
Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Cyantoners mit Elektrolyt und MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester B (DF210) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter Isotone-II-Lösung (eine Coulterelektrolytlösung) in
einen Einliter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex wuchs
von 31 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Cyandispersion (Sun Chemical 40% Feststoff)
mit einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den vorstehenden Latex-A-Teilchen
zugefügt.
50 Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der sich
daraus ergebenden Lösung
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Cyantoner mit einer Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
und einer GSD von 1,2 erhalten, wobei der Toner 96,25 Gewichtsprozent
sulfonierten Polyester A (DF210) und 3,5 Gewichtsprozent des Cyanpigments
umfaßte.
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BEISPIEL III
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Cyantoners mit NaCl und MgCl2:
-
150
Milliliter Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff mit
dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210)
und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 31 Milliliter einer 1 gew.-%igen
NaCl-Lösung
in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex wuchs
von 30 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Cyandispersion (Sun Chemical 40% Feststoff)
mit einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den vorstehenden Latexteilchen
zugefügt.
50 Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der sich
daraus ergebenden Lösung
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden zwischen 45°C und 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Counter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1%ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Cyantoner mit einer Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
und einer GSD von 1,2 erhalten, wobei der Toner 96,25 Gewichtsprozent
des sulfonierten Polyesters und 3,5 Gewichtsprozent des Cyanpigments
umfaßte.
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BEISPIEL IV
-
Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Magentatoners mit MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210)
und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 70 Milliliter einer 1 gew.-%igen
Lösung
von MgCl2 in destilliertem, entionisiertem
Wasser in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C erhitzt.
Die Teilchengröße des Latex
war von 31 auf 120 Nanometer angewachsen. Das Teilchenwachstum war auch
aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
er sichtlich. 3,0 Gramm einer Magentadispersion (Sun Chemical 40%
Feststoff) mit einer mittleren Pigmentgröße von 80 Nanometer wurden
mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem Wasser weiter dispergiert
und anschließend
den vorstehenden Latexteilchen zugefügt. Weitere fünfzig Milliliter
1 %iges MgCl2 wurden der sich daraus ergebenden
Lösung
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde 5 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar und
die an einem Counter Counter gemessene Teilchengröße war 3,0 μm (Mikron).
Weitere 20 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe, etwa 10 Gramm, entnommen und unter
einem Mikroskop betrachtet, das kugelförmige Tonerteilchen zeigte,
die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten. Es ergab sich daraus
ein fertiger Magentatoner mit einer Teilchengröße von 5,0 μm (Mikron) und einer GSD von
1,3. Der vorstehend angeführte,
sich daraus ergebende Toner umfaßte 95,0 Gewichtsprozent des
sulfonierten Polyesters und 5,0 Gewichtsprozent des Magentapigments.
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BEISPIEL V
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Magentatoners mit Elektrolyt und
MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210)
und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter Isotone II
(eine Coulterelektrolytlösung)
in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex wuchs
von 31 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Magentadispersion (Sun Chemical 40%
Feststoff) mit einer mittleren Pigmentgröße von 90 Nanometer wurden mit
150 Milliliter destilliertem, entionisiertem Wasser weiter dispergiert
und wurden anschließend
den vorstehenden Latexteilchen zugefügt. 50 Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der sich daraus ergebenden Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikro skop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Magentatoner mit einer Größe von 4,1 μm (Mikron) und einer GSD von
1,2 erhalten, wobei der Toner 95,0 Gewichtsprozent des sulfonierten
Polyesters und 5,0 Gewichtsprozent des Magentapigments umfaßte.
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BEISPIEL VI
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Magentatoners mit NaCl und MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210)
und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter 1 gew.-%iger
NaCl-Lösung
in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
wuchs von 30 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch
aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Magentadispersion (Sun Chemical 40%
Feststoff) mit einer mittleren Pigmentgröße von 90 Nanometer wurden
mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem Wasser weiter dispergiert
und wurden anschließend
den vorstehenden Latexteilchen zugefügt. 50 Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der sich daraus ergebenden Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Magentatoner mit einer Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
und einer GSD von 1,2 erhalten, wobei der Toner 95,0 Gewichtsprozent
des sulfonierten Polyesters und 5,0 Gewichtsprozent des Magentapigments
umfaßte.
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BEISPIEL VII
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Schwarztoners mit MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210)
und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 70 Milliliter einer 1 gew.-%igen
Lösung
von MgCl2 in destilliertem, entionisiertem
Wasser in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C erhitzt.
Die Teilchengröße des Latex
war von 31 auf 120 Nanometer angewachsen. Das Teilchenwachstum war auch
aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Schwarzdispersion (Sun Chemical 40%
Feststoff) mit einer mittleren Pigmentgröße von 90 Nanometer wurden
mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem Wasser weiter dispergiert
und anschließend
den vorstehenden Latexteilchen zugefügt. Weitere fünfzig Milliliter
1 %iges MgCl2 wurden der Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde 5 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Counter Counter gemessene Teilchengröße war 3,0 μm (Mikron).
Weitere 20 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Schwarztoner mit einer Teilchengröße von 5,0 μm (Mikron) und
einer GSD von 1,3 erhalten, wobei der Toner 94,0 Gewichtsprozent
des sulfonierten Polyesters und 6,0 Gewichtsprozent des vorstehenden
Schwarzpigments umfaßte.
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BEISPIEL VIII
-
Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Schwarztoners mit Elektrolyt und
MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) oder B (DF210) und
einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter Isotone II
(eine Coulterelektrolytlösung)
in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex wuchs
von 31 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Gelbdispersion (Sun Chemical 40% Feststoff)
mit einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den Latexteilchen zugefügt. 50 Milliliter
1 %iges MgCl2 wurden der Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop betrachtet,
das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein durch einen Coulter Counter bestimmtes, durchgängiges Volumenmittel
der Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
bei einer GSD von 1,2 des fertigen Schwarztoners beobachtet und
dieser Toner enthielt 94,0 Gewichtsprozent des sulfonierten Polyesters
und 6,0 Gewichtsprozent des Schwarzpigments umfaßte.
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BEISPIEL IX
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Schwarztoners mit NaCl und MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter 1 gew.-%iger NaCl-Lösung in
einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
wuchs von 31 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch
aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen ersichtlich.
3,0 Gramm einer Schwarzdispersion (Sun Chemical 40% Feststoff) mit
einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den vorstehenden Latexteilchen zugefügt. 50 Milliliter
1 %iges MgCl2 wurden der sich daraus ergebenden
Lösung
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde eine Teilchengröße des fertigen
Schwarztoners von 4,1 μm
(Mikron) bei einer GSD von 1,2 beobachtet. Dieser Toner enthielt
94,0 Gewichtsprozent des sulfonierten Polyesters und 6,0 Gewichtsprozent des
Schwarzpigments.
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BEISPIEL X
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Gelbtoners mit MgCl2:
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150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 70 Milliliter einer 1 gew.-%igen
Lösung
von MgCl2 in destilliertem, entionisiertem
Wasser in einen 1-Liter-Reaktionskessel
eingeführt.
Der Reaktionskessel wurde 3 Stunden auf etwa 45°C erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
war von 31 auf 120 Nanometer angewachsen. Das Teilchenwachstum war
auch aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen ersichtlich.
3,0 Gramm einer Gelbdispersion (Sun Chemical 40% Feststoff mit einer
mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und anschließend den vorstehenden Latexteilchen
zugefügt.
Weitere fünfzig
Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde 5 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 3,0 μm (Mikron).
Weitere 20 Milliliter 1 %ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde eine Teilchengröße von 5,0 μm (Mikron)
bei einer GSD von 1,3 des fertiger Gelbtoners beobachtet, wobei
der Toner 92,0 Gewichtsprozent des sulfonierten Polyesters und 8,0
Gewichtsprozent des Gelbpigments enthielt.
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BEISPIEL XI
-
Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Gelbtoners mit Elektrolyt und MgCl2:
-
150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, zusammen mit 30 Milliliter Isotone II (eine
Coulterelektrolytlösung)
in einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden auf etwa 45°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
wuchs von 31 auf 120 Nanometer an. Das Teilchenwachstum war auch
aus dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen ersichtlich.
3,0 Gramm einer Gelbdispersion (Sun Chemical 40% Feststoff) mit
einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den Latexteilchen zugefügt. 50 Milliliter
1 %iges MgCl2 wurden der Lösung tropfenweise
zugefügt
und die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden bei etwa 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Coulter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron). Weitere
15 Milliliter 1%ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C erhöht. Nach
2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop betrachtet,
das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Gelbtoner mit einem durch einen Coulter Counter
bestimmten, durchgängigen
Volumenmittel der Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
und einer GSD von 1,2 beobachtet, wobei dieser Gelbtoner 92,0 Gewichtsprozent
des sulfonierten Polyesters und 8,0 Gewichtsprozent des Gelbpigments
enthielt.
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BEISPIEL XII
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Schrittweises Emulsionsaggregationsverfahren
zum Herstellen eines chemischen Gelbtoners mit NaCl und MgCl2:
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150
ml Latex-A-Lösung,
die 20 Gewichtsprozent vordispergierten sulfonierten Polyesterfeststoff
mit dem vorstehend hergestellten Polyester A (DF209) und einer Teilchengröße von 31
Nanometer enthielt, wurden zusammen mit 30 Milliliter 1 gew.-%iger NaCl-Lösung in
einen 1-Liter-Reaktionskessel eingeführt. Der Reaktionskessel wurde
3 Stunden zwischen 50°C
und 52°C
erhitzt. Die Teilchengröße des Latex
erhöhte
sich von 31 auf 120 Nanometer. Das Teilchenwachstum war auch aus
dem Übergang
von einer nahezu klaren, blau getönten Lösung zu sichtbaren, weißen Submikron-Latexteilchen
ersichtlich. 3,0 Gramm einer Gelbdispersion (Sun Chemical 40% Feststoff)
mit einer mittleren Pigmentgröße von 90
Nanometer wurden mit 150 Milliliter destilliertem, entionisiertem
Wasser weiter dispergiert und wurden anschließend den vorstehenden Latexteilchen
zugefügt.
50 Milliliter 1 %iges MgCl2 wurden der sich
daraus ergebenden Lösung
tropfenweise zugefügt und
die Temperatur wurde über
einen Zeitraum von 11,75 Stunden zwischen 45°C und 50°C gehalten. Das Wachstum der
pigmentierten Teilchen war unter einem Labormikroskop deutlich sichtbar
und die an einem Counter Counter gemessene Teilchengröße war 2,7 μm (Mikron).
Weitere 15 Milliliter 1%ige MgCl2-Lösung wurden
tropfenweise zugefügt
und die Temperatur wurde auf 52°C
erhöht.
Nach 2 Stunden wurde eine Probe entnommen und unter einem Mikroskop
betrachtet, das kugelförmige
Tonerteilchen zeigte, die sowohl Pigment als auch Polymer enthielten.
Es wurde ein fertiger Gelbtoner mit einer Teilchengröße von 4,1 μm (Mikron)
und einer GSD von 1,2 erhalten, wobei der Toner 92,0 Gewichtsprozent
des sulfonierten Polyesters und 8,0 Gewichtsprozent des Gelbpigments
enthielt.
