Claims (23)
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PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Wärmeschmelzbares negativ aufladbares Tonerpulver für die Entwicklung von latenten elektrostatischen Bildern, welches Pulver feinzerteilte Tonerteilchen enthält, die ein isolierendes thermoplastisches Harz und Farbmaterial enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende thermoplastische Harz zum überwiegenden Teil besteht aus: einem modifizierten Harz, welches ein Derivat eines Epoxyharzes oder mehrerer Epoxyharze ist, in welchem bzw. in welchen mindestens 50% der Ausgangsepoxygruppen (a) teilweise und mindestens zu 5% durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Arylarylsulfonamid und (b) teilweise durch Reaktion mit den Hydroxylgruppen des Epoxyharzes bzw. der Epoxyharze oder/und durch Reaktion mit einem difunk-tionellen oder polyfunktionellen Epoxyhärter blockiert sind, und dass das Tonerpulver bei 140 °C eine Schmelzviskosität zwischen 2 und 200 000 s-Pa und ferner eine Glasumwandlungstemperatur zwischen 45 und 85 °C hat. 1. Heat-fusible, negatively chargeable toner powder for the development of latent electrostatic images, which powder contains finely divided toner particles containing an insulating thermoplastic resin and coloring material, characterized in that the insulating thermoplastic resin consists predominantly of: a modified resin, which is a derivative of an epoxy resin or several epoxy resins, in which or in which at least 50% of the starting epoxy groups (a) partially and at least 5% by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional phenol or N-arylarylsulfonamide and (b) partly by reaction with the hydroxyl groups of the epoxy resin or epoxy resins or / and are blocked by reaction with a difunctional or polyfunctional epoxy hardener, and that the toner powder at 140 ° C has a melt viscosity between 2 and 200,000 s-Pa and also a glass transition temperature between 45 and 8 5 ° C.
2. Tonerpulver nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte Epoxyharz mindestens zu 20 Gew.% ein Derivat eines flüssigen Epoxyharzes mit einer Molekularmasse von höchstens 500 ist, dessen Epoxygruppen zu 50-95% durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid und zu 5-50% durch intermolekulare Reaktionen und gewünschtenfalls durch Reaktion mit einem Epoxyhärter blockiert sind. 2. Toner powder according to claim 1, characterized in that the modified epoxy resin is at least 20% by weight a derivative of a liquid epoxy resin with a molecular weight of at most 500, the epoxy groups of 50-95% by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional Phenol or N-aryl-arylsulfonamide and 5-50% blocked by intermolecular reactions and, if desired, by reaction with an epoxy hardener.
3. Tonerpulver nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Epoxygruppen des Epoxyharzes bzw. der Epoxyharze, aus welchem bzw. welchen das modifizierte Epoxyharz abgeleitet worden ist, in solchem Masse blockiert sind, dass die Gesamtmasse der Komponenten (1) und (2) 3. Toner powder according to claim 1 or 2, characterized in that the epoxy groups of the epoxy resin or epoxy resins, from which or which the modified epoxy resin has been derived, are blocked to such an extent that the total mass of the components (1) and ( 2)
eine molare Epoxymasse von mindestens annähernd 8000 aufweist. has a molar epoxy mass of at least approximately 8000.
4. Tonerpulver nach Patentanspruch 1,2 oder 3, das insbesondere zum Verschmelzen durch Strahlung geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Tonerpulvers, gemessen bei 140 °C, zwischen 2 und 1000 s-Pa und seine Glasumwandlungstemperatur zwischen 45 und 65 °C liegt. 4. Toner powder according to claim 1, 2 or 3, which is particularly suitable for fusing by radiation, characterized in that the viscosity of the toner powder, measured at 140 ° C, between 2 and 1000 s-Pa and its glass transition temperature between 45 and 65 ° C lies.
5. Tonerpulver nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50% und vorzugsweise mindestens 70% der Epoxygruppen des Epoxyharzes bzw. der Epoxyharze, welches bzw. welche als Ausgangsmaterial verwendet worden ist bzw. sind, durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid blockiert sind. 5. Toner powder according to claim 4, characterized in that at least 50% and preferably at least 70% of the epoxy groups of the epoxy resin or epoxy resins, which or which has been or are used as the starting material, by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, one monofunctional phenol or N-aryl-arylsulfonamide are blocked.
6. Tonerpulver nach Patentanspruch 1,2 oder 3, das besonders zur Fixierung durch Kontaktschmelzen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die bei 140 °C gemessene Viskosität des Pulvers zwischen 200 und 200 000 s-Pa und seine Glasumwandlungstemperatur zwischen 45 und 80 °C liegt. 6. Toner powder according to claim 1, 2 or 3, which is particularly suitable for fixing by contact melting, characterized in that the viscosity of the powder measured at 140 ° C between 200 and 200,000 s-Pa and its glass transition temperature between 45 and 80 ° C. lies.
7. Tonerpulver nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass 10-35% der Epoxygruppen des Ausgangsep-oxyharzes bzw. der Ausgangsepoxyharze durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid blockiert sind, während die restlichen Epoxygruppen bis zu einem Gesamttotal von mindestens 50% durch intermolekulare Reaktion mit den alkoholischen Hydroxylgruppen des Harzes selbst blockiert sind. 7. Toner powder according to claim 6, characterized in that 10-35% of the epoxy groups of the starting epoxy resin or the starting epoxy resins are blocked by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional phenol or N-aryl-arylsulfonamide, while the remaining epoxy groups are blocked up are blocked to a total of at least 50% by intermolecular reaction with the alcoholic hydroxyl groups of the resin itself.
8. Tonerpulver nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens annähernd 40-75% der Gesamtzahl der Ausgangsepoxygruppen des Ausgangsepoxyharzes bzw. der Ausgangsepoxyharze zum überwiegenden Teil durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsul-fonamid und nur zum geringeren Teil durch intermolekulare 8. Toner powder according to claim 6, characterized in that at least approximately 40-75% of the total number of starting epoxy groups of the starting epoxy resin or of the starting epoxy resins mainly by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional phenol or N-aryl-arylsul-fonamide and only to a lesser extent through intermolecular
Reaktion und zu 25-60% durch Reaktion mit einem Epoxyhärter blockiert sind. Reaction and 25-60% blocked by reaction with an epoxy hardener.
9. Tonerpulver nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die monofunktionelle 9. Toner powder according to one of the preceding claims, characterized in that the monofunctional
5 Carbonsäure eine substituierte oder unsubstituierte ist. 5 carboxylic acid is a substituted or unsubstituted.
10. Tonerpulver nach einem der Patentansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das monofunktionelle Phenol ein Phenol ist, das mit einem oder mehreren Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppen io substituiert und unter den Bedingungen der Blockierreaktion praktisch nicht flüchtig ist. 10. Toner powder according to any one of claims 1-8, characterized in that the monofunctional phenol is a phenol which io substituted with one or more alkyl, aralkyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl, alkoxy or aryloxy groups and under the conditions of the blocking reaction is practically non-volatile.
11. Tonerpulver nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das monofunktionelle Phenol 4-a, a-Di-methylbenzyl)-phenol ist. 11. Toner powder according to claim 10, characterized in that the monofunctional phenol is 4-a, a-dimethylbenzyl) phenol.
15 12. Tonerpulver nach einem der Patentansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass N-Aryl-arylsulfonamid das p-To-luolsulfonanilid ist. 15 12. Toner powder according to any one of claims 1-8, characterized in that N-aryl-arylsulfonamide is the p-to-luenesulfonanilide.
20 20th
Sowohl Zweikomponenten- als auch Einkomponentenentwickler auf Basis von Tonerpulver, das Tonerteilchen enthält, die ihrerseits ein isolierendes thermoplastisches Harz 25 und Farbmaterial enthalten, werden allgemein zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder verwendet, wie sie z.B. auf einem geeigneten Träger nach elektrografischen oder elek-trofotografischen Verfahren erhalten werden. Die latenten elektrostatischen Bilder können eine positive Polarität besit-30 zen, wie dies beispielsweise bei elektrofotografischen Elementen auf Basis von Selen der Fall ist, oder eine negative Polarität aufweisen, wie dies beispielsweise bei elektrofotografischen Elementen auf Basis von Zinkoxid bzw. auf Basis einer Reihe von organischen fotoleitfähigen Verbindungen der Fall Both two-component and one-component developer based on toner powder containing toner particles, which in turn contain an insulating thermoplastic resin 25 and coloring material, are generally used for the development of latent electrostatic images, e.g. can be obtained on a suitable support by electrographic or electrophotographic processes. The latent electrostatic images can have a positive polarity, as is the case, for example, with electrophotographic elements based on selenium, or a negative polarity, as is the case, for example, with zinc oxide-based electrophotographic elements or based on a number of organic photoconductive compounds
35 ist 35 is
Beispiele von isolierenden thermoplastischen Harzen, die zur Anwendung in Tonerpulvern vorgeschlagen worden sind, sind Polystyrol, Copolymere von Styrol mit einem Acrylsäu-reester und/oder Methacrylsäureester, Polyamide, Phenol-4o formaldehyde, Polyester und in geringerem Masse Epoxyharze. Examples of insulating thermoplastic resins that have been proposed for use in toner powders are polystyrene, copolymers of styrene with an acrylic acid reester and / or methacrylic acid ester, polyamides, phenol-4o formaldehyde, polyester and to a lesser extent epoxy resins.
Das in schwarzen Tonerpulvern zur Verwendung in einem Zweikomponentenentwickler verwendete Farbmaterial ist meist Kohlenstoffschwarz (Russ), während das Farbmaterial « von schwarzen Tonerpulvern, die zur Verwendung als Einkomponentenentwickler bestimmt sind, allgemein überwiegend aus feinzerteiltem magnetischem Material besteht, wie z.B. Eisenpulver, Chromoxid oder Nickelferrit. Für gefärbte Tonerpülver, z.B. zur Verwendung in Mehrfarbenreproduk-50 tionsverfahren, werden dem thermoplastischen Harz meist organische Farbstoffe zugesetzt. The color material used in black toner powders for use in a two-component developer is mostly carbon black (carbon black), while the color material of black toner powders intended for use as a one-component developer generally consists predominantly of finely divided magnetic material, such as e.g. Iron powder, chrome oxide or nickel ferrite. For colored toner powders, e.g. For use in multicolor reproduction processes, organic dyes are usually added to the thermoplastic resin.
Bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes wird das Tonerpulver auf den geladenen Bildteilen abgelagert und dadurch ein sichtbares Bild erzeugt. Einkompo-55 nentenentwickler können für die Entwicklung elektrostatischer Bilder mit positiver Polarität oder aber auch zur Entwicklung solcher Bilder mit negativer Polarität verwendet werden, ohne dass dazu besondere Vorkehrungen erforderlich sind. Für Zweikomponentenentwickler muss der Träger, 60 der mit dem Tonerpulver gemischt werden soll, so ausgewählt werden, dass das Tonerpulver die gewünschte triboelektrische Ladung annimmt. When developing a latent electrostatic image, the toner powder is deposited on the charged parts of the image, creating a visible image. One-component developers can be used to develop electrostatic images with positive polarity or to develop such images with negative polarity without the need for special precautions. For two-component developers, the carrier 60 to be mixed with the toner powder must be selected so that the toner powder takes on the desired triboelectric charge.
Beispiele von allgemein verwendeten Trägern sind Eisen, Nickel, Metalloxid, Glas, Sand oder Quarzteilchen der ge-65 wünschten Teilchengrösse. Die Teilchen können gewünschtenfalls mit einer Polymerbeschichtung versehen sein. Examples of commonly used carriers are iron, nickel, metal oxide, glass, sand or quartz particles of the desired particle size. If desired, the particles can be provided with a polymer coating.
Negativ ladungsfähige Entwickler werden meist für die Entwicklung elektrostatischer Bilder mit positiver Polarität Negatively charged developers are mostly used for the development of electrostatic images with positive polarity
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verwendet, während positiv ladungsfähige Entwickler haupt- ches der Pulver erheblich näher an der Glasumwandlungs- used, while positively charged developers mainly powder much closer to the glass conversion
sächlich für die Entwicklung elektrostatischer Bilder mit ne- temperate liegt, als dies bei den gegenwärtig allgemein ver- for the development of electrostatic images with non-temperate than is currently the case with the
gativer Polarität eingesetzt werden. Zur Entwicklung wird wendeten Tonerpulvern der Fall ist. negative polarity. For the development, used toner powder is the case.
das Tonerpul ver auf den geladenen latenten Bildbereichen ab- Die triboelektrisch negativ ladungsfähigen wärmegelagert, wodurch ein sichtbares Bild entsteht. 5 schmelzbaren Tonerpulver gemäss der Erfindung enthalten the toner powder on the charged latent image areas - The triboelectrically negatively charged heat-stored, whereby a visible image is created. 5 contain fusible toner powder according to the invention
Das entweder mit dem Einkomponentenentwickler oder schmelzfahige Teilchen, die eine thermoplastische Harzkom-dem Zweikomponentenentwickler gebildete Pulverbild kann ponente, Farbmaterial und gewünschtenfalls ein negativ wirdirekt auf der Oberfläche fixiert werden, auf der es abgelagert kendes Polaritätssteuerungsmittel enthalten; sie sind dadurch worden ist, wie dies z.B. bei der sogenannnten direkten Elek- gekennzeichnet, dass die thermoplastische Harzkomponente trofotografie der Fall ist. Bei der sogenannten indirekten 10 zum überwiegenden Teil und vorzugsweise vollständig be-Elektrofotografie wird das Pulverbild auf ein geeignetes Re- steht aus: The powder image formed with either the one-component developer or meltable particle that forms a thermoplastic resin-compatible two-component developer can be fixed component, color material and, if desired, a negative directly on the surface on which it contains deposited polarity control agent; they have been made, e.g. in the so-called direct elec-, that the thermoplastic resin component is the case of photographic photography. In the so-called indirect 10, for the most part and preferably completely, electrophotography, the powder image is made to a suitable residue:
zeptorblatt übertragen und nachfolgend auf diesem fixiert. (1) einem modifizierten Harz, welches ein Derivat von ei- Transfer zeptorblatt and subsequently fixed on this. (1) a modified resin which is a derivative of a
Die Fixierung erfolgt meist durch Einwirkung von Wärme, nem oder mehreren Epoxyharzen ist, von welchem bzw. wel- The fixation is usually carried out by the action of heat, nem or more epoxy resins, of which or which
z.B. in sogenannten Strahlungs- oder Blitzschmelzgeräten chen mindestens 50% der Gesamtanzahl der ursprünglichen oder in den sogenannten Kontaktschmelzgeräten, bei welchen 15 Epoxygruppen blockiert sind, (a) teilweise und zwar minde- e.g. In so-called radiation or flash melting devices, at least 50% of the total number of the original or in the so-called contact melting devices, in which 15 epoxy groups are blocked, (a) partially and at least
das Pulverbild mit einer erwärmten Oberfläche in Kontakt stens zu 5 % durch chemische Reaktion mit einer monofunk- the powder image with a heated surface in contact at least 5% by chemical reaction with a monofunk
gebracht wird, z.B. einer Walze und/oder einem Band. tionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol brought, e.g. a roller and / or a belt. tional carboxylic acid, a monofunctional phenol
Abgesehen von den oben angegebenen Komponenten ent- oder N-Aryl-arylsulfonamid, und (b) teilweise durch Reak- Apart from the above-mentioned components, ent- or N-aryl-arylsulfonamide, and (b) partially by reactive
halten die Tonerpulver häufig noch eine weitere bekannte tion mit Hydroxylgruppen des Epoxyharzes oder der Epoxy- often hold the toner powder another known tion with hydroxyl groups of the epoxy resin or the epoxy
Komponente oder mehrere bekannte Komponenten, insbe- 20 harze oder/und durch Reaktion mit einem bifunktionellen sondere Weichmacher und Polaritätssteuerungsmittel. oder polyfunktionellen Epoxyhärter, und gewünschtenfalls Component or several known components, in particular resins and / or by reaction with a bifunctional special plasticizer and polarity control agent. or polyfunctional epoxy hardener, and if desired
Die Grundanforderungen, denen ein Tonerpulver für zu- (2) einem Phenoxyharz, wobei die Komponenten (1) und friedenstellende Ergebnisse entsprechen sollte, sind ausge- (2) miteinander vernetzt sein können, wobei das Tonerpulver prägte Polarität, gute Ladungseigenschaften, wie ausrei- eine bei 140 °C gemessene Schmelzviskosität von zwischen 2 The basic requirements to which a toner powder for (2) a phenoxy resin, the components (1) and satisfactory results should correspond, can be cross-linked (2) with one another, the toner powder embossed polarity, good charging properties, such as sufficient a melt viscosity measured at 140 ° C of between 2
chende Ladungsfähigkeit, gleichmässige Ladungsverteilung, 25 und 200 000 s-Pa sowie eine Glasumwandlungstemperatur appropriate charge capacity, uniform charge distribution, 25 and 200,000 s-Pa and a glass transition temperature
Ladungsstabilität und geringe Empfindlichkeit gegen Feuch- zwischen 45 und 80 °C besitzt. Has charge stability and low sensitivity to moisture between 45 and 80 ° C.
tigkeit und Temperatur, gute und reproduzierbare Schmelzet- Um die Anforderung zu erfüllen, dass das Tonerpulver genschaften, thermische Stabilität und eine gute Dauerhaftig- gemäss der Erfindung unter normalen Lagerungs- und Ver-keit bei längerer Verwendung. Um Schmelzenergie zu sparen, Wendungsbedingungen stabil ist, sollen mindestens 50% der ist es meistens weiterhin wünschenswert, dass die Temperatur, 30 Gesamtanzahl der Epoxygruppen in dem Ausgangsepoxy-bei welcher das Tonerpulver zu schmelzen beginnt, so nahe harz bzw. den Ausgangsepoxyharzen in der oben angegebe-wie möglich oberhalb dem Mindestwert der Glasumwand- nen Weise blockiert sein. Welcher prozentuale Anteil der Gelungstemperatur liegt, welcher Mindestwert für die thermi- samtzahl von Epoxygruppen in den Ausgangsepoxyharzen sehe Stabilität des Pulvers erforderlich ist; allgemein sollte blockiert sein muss, um die gewünschte Stabilität zu erzielen, diese Übergangstemperatur zwischen 45 und 80 °C liegen. Bei 35 hängt von der Reaktionsfähigkeit des Ausgangsepoxyhrzes Tonerpulver für das Kontaktschmelzen ist es ausserdem wün- ab. Je höher die Reaktionsfähigkeit des Ausgangsepoxyhar-schenswert, dass der Schmelzbereich so breit wie möglich ist, zes bzw. der Ausgangsepoxyharze, d.h. je niedriger die soge-vorzugsweise mehrere zehn Grade beträgt. Dadurch soll die nannte molare Epoxymasse des Ausgangsepoxyharzes bzw. Möglichkeit minimalisiert werden, dass ein Teil des Pulverbil- der -harze ist bzw. sind, umso höher muss der prozentuale des auf die Schmelzwalze und von dieser zurück auf das Pa- 40 Anteil der blockierten Epoxygruppen liegen, um ein stabiles pier übertragen wird, was sogenannte «Geisterbilder» erzeugt Tonerpulver zu erhalten. Als molare «Epoxymasse » wird die bzw. zu einer Verschmutzung der Schmelzwalzen führt. Die Harzmasse in Gramm bezeichnet, die ein Grammäquivalent Untergrenze des Schmelzbereiches ist die niedrigste Tempera- Epoxy enthält (siehe Seite 4-14 «Handbook of Epoxy Re-tur, bei welcher das Bild gerade noch ausreichend fixiert wird; sins», Lee and Neville, McGrawhill Company, 1967). Der die Obergrenze des Schmelzbereiches ist die Temperatur, bei 45 Kürze halber wird die molare Epoxymasse im folgenden als der «Geisterbilder» zu erscheinen beginnen. «EMM»-Wert bezeichnet. Vorzugsweise sind die Epoxygruppen des Ausgangsepoxyharzes bzw. der -harze in solchem Ziel der vorliegenden Erfindung sind Tonerpulver, die bei Masse blockiert, dass der EMM-Wert der Gesamtmasse der triboelektrischem Kontakt mit Metallträgerteilchen eine ne- Komponenten (1) und (2) in dem erfindungsgemässen Toner-gative Ladung annehmen, unter normalen Lagerungs- und so pulver mindestens 8000 beträgt. Für einige der kommerziell Verwendungsbedingungen hochgradig stabil sind und in ho- bzw. technisch am einfachsten erhältlichen Epoxyharze sind hem Grade die oben angegebenen wünschenswerten Eigen- in der folgenden Tabelle die mittleren EMM- Werte und der schatten von Tonerpulvern haben. Ein weiteres Ziel der Erfin- prozentuale Anteil der Epoxygruppen der Harze angegeben, dung sind Tonerpulver mit einer unteren Glasumwandlungs- welcher blockiert werden muss, um die EMM-Werte der temperate, bei welchen die untere Grenze des Schmelzberei- 55 Harze auf einen vorbestimmten höheren Wert zu bringen. Activity and temperature, good and reproducible melt set- To meet the requirement that the toner powder properties, thermal stability and good durability- according to the invention under normal storage and Ver-keit with prolonged use. In order to save melting energy, the turning conditions should be stable, at least 50% of the time, it is mostly still desirable that the temperature, 30 total number of epoxy groups in the starting epoxy at which the toner powder begins to melt, be so close to resin or the starting epoxy resins in the above indicated as possible above the minimum value of the glass-encased way. What percentage of the gel temperature is, which minimum value for the thermal total number of epoxy groups in the starting epoxy resins see stability of the powder is necessary; Generally, in order to achieve the desired stability, this transition temperature should be between 45 and 80 ° C. At 35 depends on the reactivity of the starting epoxy ear. Toner powder for contact melting is also desirable. The higher the reactivity of the starting epoxy resin, the greater the melting range being as wide as possible, or the starting epoxy resin, i.e. the lower the so-preferably several ten degrees. This is intended to minimize the molar epoxy mass of the starting epoxy resin or the possibility that part of the powder-forming resin is or are, the higher the percentage of the melt roller and from it back to the Pa portion of the blocked epoxy groups lying around to get a stable pier is transferred, which creates so-called "ghosting" toner powder. As a molar “epoxy mass”, the melting rollers are contaminated. The resin mass in grams, which contains one gram equivalent of the lower limit of the melting range, is the lowest temperature epoxy (see page 4-14 "Handbook of Epoxy Re-tur, at which the image is just sufficiently fixed; sins", Lee and Neville, McGrawhill Company, 1967). The upper limit of the melting range is the temperature, for the sake of brevity the molar epoxy mass will begin to appear as "ghosting" in the following. Denoted “EMM” value. Preferably, the epoxy groups of the starting epoxy resin or resins in such an object of the present invention are toner powder that blocks at bulk that the EMM value of the total mass of triboelectric contact with metal carrier particles is a ne component (1) and (2) in the Assume toner-negative charge according to the invention, under normal storage and so powder is at least 8000. For some of the commercial conditions of use are highly stable and in the most readily available technically available epoxy resins, hem degrees are the desirable properties indicated above - in the following table they have the mean EMM values and the shade of toner powders. Another goal of the inven- tion percentage of the epoxy groups of the resins specified is that toner powder with a lower glass conversion - which must be blocked in order to increase the EMM values of the temperate - at which the lower limit of the melting range 55 resins to a predetermined higher value bring to.
Tabelle table
Prozentwert «Epikote» «Epikote» percentage
der Blockie- Typ: 828 1001 1004 1009 the blockie type: 828 1001 1004 1009
rang rank
0 0
mittlerer middle
EMM EMM
190 190
500 500
900 900
3200 3200
50 50
do. do.
do. do.
380 380
1000 1000
1800 1800
6400 6400
75 75
do. do.
do. do.
760 760
2000 2000
3600 3600
12850 12850
87,5 87.5
do. do.
do. do.
1520 1520
4000 4000
7200 7200
25600 25600
93,75 93.75
do. do.
do. do.
3040 3040
8000 8000
14400 14400
>50000 > 50000
96,87 96.87
do. do.
do. do.
6080 6080
16000 16000
28800 28800
98,43 98.43
do. do.
do. do.
12160 12160
32000 32000
>50000 > 50000
645197 4 645 197 4
Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, dass in einem «Epi-kote» Typ 1009 nur wenig mehr als 50% der Epoxygruppen des Harzes blockiert werden müssen, um ein Harz mit einem EMM-Wert von etwa 8000 zu erzielen, während bei einem niedermolekularen Harztyp für diesen Zweck im allgemeinen 5 mindestens etwa 87,5% der Epoxygruppen des Harzes blok-kiert werden müssen. From the table above it can be seen that in an "Epi-kote" type 1009 only a little more than 50% of the epoxy groups of the resin have to be blocked in order to achieve a resin with an EMM value of approximately 8000, whereas in the case of a low molecular resin type generally at least about 87.5% of the epoxy groups of the resin must be blocked for this purpose.
Es ist ferner zu bemerken, dass bei den niedermolekularen Epoxyharzen eine Erhöhung des EMM-Wertes um einige Tausend tatsächlich nur einigen wenigen Prozent Zunahme io an blockierten Epoxygruppen entspricht. Es ist daher ohne weiteres verständlich, dass die Bedingung, dass der EMM-Wert der Gesamtmasse der Komponenten (1) und (2) in dem Tonerpulver vorzugsweise mindestens 8000 beträgt, weniger strengzunehmen ist, je kleiner das Molekulargewicht des Aus- 15 gangsharzes war. It should also be noted that in the case of the low molecular weight epoxy resins, an increase in the EMM value by a few thousand actually corresponds to only a few percent increase in blocked epoxy groups. It is therefore readily understandable that the condition that the EMM value of the total mass of components (1) and (2) in the toner powder is preferably at least 8000 is less stringent, the lower the molecular weight of the starting resin.
Obwohl die Empfindlichkeit des EMM-Wertes als Mass für die im thermoplastischen Harz verbleibende Reaktionsfähigkeit offensichtlich mit abnehmendem Molekulargewicht des als Ausgangsmaterial verwendeten Epoxyharzes sinkt, 20 nimmt die Anmelderin an, dass der EMM-Wert immer noch der beste gegenwärtig hierfür zur Verfügung stehende Massstab ist. Although the sensitivity of the EMM value as a measure of the reactivity remaining in the thermoplastic resin apparently decreases with decreasing molecular weight of the epoxy resin used as the starting material, 20 the applicant assumes that the EMM value is still the best measure currently available for this.
Die in den erfindungsgemässen Tonerpulvern verwendeten modifizierten Epoxyharze können in besonders wirt- 25 schaftlicher Weise aus technisch bzw. kommerziell erhältlichen Epoxyharzen hergestellt werden. Auch Mischungen solcher Harze können verwendet werden. Als «Epoxyharze» werden hier Kondensationsprodukte eines Polyphenols, insbesondere 4,4'-Isopropylidendiphenol, mit einem Halogen- 30 hydrin, insbesondere l-Chlor-2,3-epoxypropan, verstanden. Bekanntlich haben technisch erhältliche Epoxyharze meist EMM-Werte von unter 4000. The modified epoxy resins used in the toner powders according to the invention can be produced in a particularly economical manner from technically or commercially available epoxy resins. Mixtures of such resins can also be used. “Epoxy resins” are understood here to mean condensation products of a polyphenol, in particular 4,4'-isopropylidene diphenol, with a halohydrin, in particular 1-chloro-2,3-epoxypropane. As is known, technically available epoxy resins mostly have EMM values of less than 4000.
Beispiele für Epoxyharze, die sich als Ausgangsmaterial für die Herstellung des modifizierten Epoxyharzes eignen, das 3s im erfindungsgemässen Tonerpulver verwendet wird, sind «Epikote» Typ 1001 (Fp 60-70 °C, EMM 450-500, beide Werte von der Herstellerfirma), «Epikote» Typ 1004 (Fp 90-100 °C, EMM 850-940), «Epikote» Typ 1006 (Fp 115-125 °C, EMM 1550-1900, «Epikote» Typ 1007 (Fp 40 120-130 °C, EMM 1700-2050) und «Epikote» Typ 1009 (Fp 140-155 °C, EMM 2300-3400). Auch Mischungen aus zwei , oder mehreren Epoxyharzen können verwendet werden. Für bestimmte Verwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, ein flüssiges Epoxyharz als Ausgangsmaterial zu verwenden, wie 45 dies weiter unten erläutert ist. Examples of epoxy resins which are suitable as starting material for the production of the modified epoxy resin which is used for 3 seconds in the toner powder according to the invention are “Epikote” type 1001 (mp 60-70 ° C., EMM 450-500, both values from the manufacturer), «Epikote» type 1004 (mp 90-100 ° C, EMM 850-940), «Epikote» type 1006 (mp 115-125 ° C, EMM 1550-1900, «Epikote» type 1007 (mp 40 120-130 ° C , EMM 1700-2050) and "Epikote" type 1009 (mp 140-155 ° C, EMM 2300-3400). Mixtures of two or more epoxy resins can also be used. For certain purposes it may be advantageous to use a liquid epoxy resin as Use raw material, as explained 45 below.
Die Wahl der Blockierungsmethode bzw. der Kombination von Blockierungsmethoden gemäss obigen Angaben steht im Zusammenhang mit der für das Tonerpulver vorgesehenen Fixierungsart. Es wurde gefunden, dass dann, wenn 50 das erfindungsgemässe Tonerpulver mit Strahlung zum Schmelzen erwärmt bzw. fixiert werden soll, die Viskosität des Tonerpulvers, gemessen bei 140 °C, mit Vorteil zwischen 2 und 1000 s-Pa und seine Glasumwandlungstemperatur (im folgenden Tg bezeichnet) zwischen 45 und 65 °C liegen sollte. 55 Zur Verwendung in einer Kontaktschmelzanlage sollte die Viskosität des Harzes bei 140 °C vorzugsweise zwischen 200 und 200 000 s-Pa und sein Tg-Wert zwischen 45 und 80 °C liegen. The choice of the blocking method or the combination of blocking methods according to the above information is related to the type of fixing intended for the toner powder. It was found that when the toner powder according to the invention is to be heated or fixed with radiation for melting, the viscosity of the toner powder, measured at 140 ° C., advantageously between 2 and 1000 s-Pa and its glass transition temperature (in the following Tg designated) should be between 45 and 65 ° C. 55 For use in a contact melting plant, the viscosity of the resin at 140 ° C should preferably be between 200 and 200,000 s-Pa and its Tg value between 45 and 80 ° C.
Das Blockieren mittels einer monofunktionellen Carbon- «o säure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid führt ohne wesentliche Erhöhung von Molekulargewicht und Viskosität zur gewünschten Erhöhung des EMM-Wertes des Ausgangsepoxyharzes. Diese Blockierungsmethode sollte daher bei modifizierten Epoxyharzen angewendet es worden sein, die in erfindungsgemässem Tonerpulver zur Verwendung in einer Strahlschmelzanlage bestimmt sind. Blocking by means of a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional phenol or N-aryl-arylsulfonamide leads to the desired increase in the EMM value of the starting epoxy resin without a substantial increase in molecular weight and viscosity. This blocking method should therefore have been applied to modified epoxy resins which are intended in the toner powder according to the invention for use in a jet melting plant.
Die oben genannten Parameter für Viskosität und Tg- The above parameters for viscosity and Tg-
Wert zum Fixieren durch Strahlung eines bevorzugten erfindungsgemässen Tonerpulvers werden allgemein erhalten, wenn mindestens 50% und vorzugsweise mindestens 70% der Ausgangsepoxygruppen des modifizierten Epoxyharzes oder der Mischung von Epoxyharzen durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid blockiert sind, nur ein geringerer Teil, z.B. 5-10%, durch intermolekulare Reaktion blockiert ist und vorzugsweise keine Epoxygruppen durch Reaktion mit einem Epoxyhärter blockiert sind. Radiation fixation values of a preferred toner powder according to the invention are generally obtained when at least 50% and preferably at least 70% of the starting epoxy groups of the modified epoxy resin or the mixture of epoxy resins are blocked by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional phenol or N-aryl-arylsulfonamide are, only a minor part, e.g. 5-10%, is blocked by intermolecular reaction and preferably no epoxy groups are blocked by reaction with an epoxy hardener.
Die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbaren monofunktionellen Carbonsäuren, Phenole oder N-Aryl-arylsulfonamide sollten ausser den für solche Verbindungen charakteristischen Carboxyl-, Hydroxyl- bzw. Sulfonamid-gruppen keine weiteren Substituenten aufweisen, die unter den während des Blockierungsschrittes herrschenden Reaktionsbedingungen mit den Epoxygruppen des Ausgangsharzes reagieren können. The monofunctional carboxylic acids, phenols or N-aryl-arylsulfonamides which can be used in connection with the invention should have, apart from the carboxyl, hydroxyl or sulfonamide groups which are characteristic of such compounds, no further substituents which, under the reaction conditions prevailing during the blocking step, with the epoxy groups of the starting resin can react.
Als Carbonsäuren für die Blockierung können sowohl aliphatische als auch aromatische Carbonsäuren verwendet werden. Geeignete aliphatische Carbonsäuren sind unter anderen Heptansäure, Nonansäure, Dodecansäure und Isododecan-säure, Hexadecansäure und Octadecansäure. Gute Ergebnisse werden auch mit aromatischen Carbonsäuren erhalten, die gegebenenfalls bzw. vorzugsweise mit mindestens einer Alk-yl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppe substituiert und unter den Bedingungen der Blockierungsreaktion praktisch nicht flüchtig sind. Beispiele solcher aromatischer Carbonsäuren sind Benzoesäure sowie substituierte Benzoesäuren, z.B. 2,4-Dimethylbenzoesäure, 4-(a,a-Dimethylbenzyl)-benzoesäure, 4-Phenylbenzoesäure, und 4-Ethoxybenzoesäure. Weitere Beispiele sind die Per-fluorcarbonsäuren, wie z.B. Perfluorbuttersäure, Perfluor-octansäure und Perfluordecansäure. Both aliphatic and aromatic carboxylic acids can be used as the carboxylic acids for blocking. Suitable aliphatic carboxylic acids include heptanoic acid, nonanoic acid, dodecanoic acid and isododecanoic acid, hexadecanoic acid and octadecanoic acid. Good results are also obtained with aromatic carboxylic acids which are optionally or preferably substituted with at least one alk-yl, aralkyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl, alkoxy or aryloxy group and are practically non-volatile under the conditions of the blocking reaction. Examples of such aromatic carboxylic acids are benzoic acid and substituted benzoic acids, e.g. 2,4-dimethylbenzoic acid, 4- (a, a-dimethylbenzyl) benzoic acid, 4-phenylbenzoic acid, and 4-ethoxybenzoic acid. Further examples are the per-fluorocarboxylic acids, e.g. Perfluorobutyric acid, perfluoro-octanoic acid and perfluorodecanoic acid.
Geeignete Phenole für die Blockierung sind insbesondere solche Phenole, die mit mindestens einer Alkyl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppe substituiert und unter den Bedingungen der Blockierungsreaktion praktisch nicht flüchtig sind. Beispiele solcher Phenole sind 4-n-Butylphenol, 4-n-Pentylphenol, 2,3,4,6-Tetrameth-ylphenol, 2,3,5,6-Tetramethylphenol, 4-(a,a-Dimethyl)-benz-ylphenol, 4-Cyclohexylphenol, 3-Methoxyphenol, 4-Meth-oxyphenol und 4-Ethoxyphenol. Suitable phenols for the blocking are in particular those phenols which are substituted with at least one alkyl, aralkyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl, alkoxy or aryloxy group and are practically non-volatile under the conditions of the blocking reaction. Examples of such phenols are 4-n-butylphenol, 4-n-pentylphenol, 2,3,4,6-tetrameth-ylphenol, 2,3,5,6-tetramethylphenol, 4- (a, a-dimethyl) -benz- ylphenol, 4-cyclohexylphenol, 3-methoxyphenol, 4-meth-oxyphenol and 4-ethoxyphenol.
Beispiele geeigneter N-Aryl-arylsulfonamide sind Benzol-sulfonanilid und dessen Derivate, wie z.B. solche, bei welchen einer oder beide Benzolkern(e) eine oder mehrere Nie-deralkyl- oder Niederalkoxygruppe(n) trägt (tragen). Examples of suitable N-aryl-arylsulfonamides are benzene-sulfonanilide and its derivatives, e.g. those in which one or both benzene nucleus (s) carry (s) one or more lower alkyl or lower alkoxy group (s).
Von den oben diskutierten Verbindungen haben sich Benzoesäure, substituierte Benzoesäure, 4-(a,a-Dimethyl)-benzyl-phenol und p-Toluolsulfonanilid als hervorragend geeignet erwiesen. Of the compounds discussed above, benzoic acid, substituted benzoic acid, 4- (a, a-dimethyl) benzyl phenol and p-toluenesulfonanilide have proven to be outstandingly suitable.
Um die oben angegebenen Parameter bezüglich Viskosität und Tg-Werte zu erfüllen, die für ein Tonerpulver zur Verwendung in einer Kontaktschmelzanlage bevorzugt werden, muss das modifizierte Epoxyharz einen niedermolekularen Anteil mit einem Molekulargewicht von unter 4000 und einen gegebenenfalls vernetzten höhermolekularen Anteil mit einem Molekulargewicht von über 4000, vorzugsweise über 10 000, enthalten. In order to meet the above-mentioned parameters regarding viscosity and Tg values, which are preferred for a toner powder for use in a contact melting system, the modified epoxy resin must have a low molecular weight fraction with a molecular weight of less than 4000 and an optionally crosslinked high molecular weight fraction with a molecular weight of over 4000, preferably over 10,000.
Ein modifiziertes Epoxyharz mit einem niedermolekularen und einem höhermolekularen Anteil kann z.B. durch Blockieren der Epoxygruppen eines technischen Epoxyharzes oder einer Mischung solcher Epoxyharze zu mindestens 5% und vorzugsweise zu mindestens 10-35% (in Abhängigkeit von dem als Ausgangsmaterial verwendeten Epoxyharz) durch chemische Reaktion mit einer monofunktionellen Carbonsäure oder einem monofunktionellen Phenol oder N-Aryl-arylsulfonamid, während die restlichen Epoxygruppen A modified epoxy resin with a low molecular weight and a high molecular weight fraction can e.g. by blocking the epoxy groups of a technical epoxy resin or a mixture of such epoxy resins to at least 5% and preferably at least 10-35% (depending on the epoxy resin used as the starting material) by chemical reaction with a monofunctional carboxylic acid or a monofunctional phenol or N-aryl arylsulfonamide while the remaining epoxy groups
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bis zu einem Gesamttotal von mindestens 50 % durch inter- den Methoden zur Durchführung der Blockierungsreaktio- up to a total of at least 50% by internal methods to carry out the blocking reaction
molekulare Reaktion mit den alkoholischen Hydroxylgrup- nen der Epoxygruppen des Ausgangsharzes für die Bildung pen des Harzes selbst erhalten werden. Die erstgenannte des gewünschten modifizierten Epoxyharzes im Zuge der molecular reaction with the alcoholic hydroxyl groups of the epoxy groups of the starting resin for the formation pen of the resin itself can be obtained. The first of the desired modified epoxy resin in the course of
Blockierungsmethode liefert den niedermolekularen Anteil, Herstellung des Tonerpulvers selbst am besten geeignet sind, Blocking method delivers the low molecular weight, making the toner powder itself are most suitable
die zuletzt genannte Blockierungsmethode den höhermoleku- 5 Dies hat gegenüber der gesonderten Herstellung des modifi- the latter blocking method of the higher molecular weight 5 compared to the separate production of the modifi-
laren Anteil. Beide erwähnten Arten von Blockierung können zierten Harzes eine Reihe von Vorteilen. laren share. Both of these types of blocking can grace the resin a number of advantages.
gleichzeitig oder aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Tonerpulver be carried out simultaneously or successively. The toner powder according to the invention is preferably used
Im zweiten Fall wird eine höhere Viskosität und ein grösserer daher durch Vermischen des Epoxyharzes bzw. der Mischung In the second case, a higher viscosity and a larger one is obtained by mixing the epoxy resin or the mixture
Schmelzbereich als bei gleichzeitiger Durchführung der Me- von Epoxyharzen, ausgehend von diesen in einer geschmolze- Melting range than with simultaneous measurement of epoxy resins, starting from these in a melted
thoden erhalten, aber der Tg-Wert bleibt praktisch gleich. i0 nen Form, bei Temperaturen zwischen annähernd 150 und methods, but the Tg remains practically the same. i0 nen shape, at temperatures between approximately 150 and
Der gewünschte höhermolekulare Anteil kann jedoch 250 °C mit dem Farbmaterial und gewünschtenfalls weiteren auch durch Umsetzen eines Teiles der Epoxygruppen des Komponenten, wie einem Polaritätssteuerungsmittel, Weich-Ausgangsharzes bzw. der Ausgangsharze mit einem bifunk- machern, Mitteln, welche die Fliessfähigkeit verbessern, und tionellen oder polyfunktionellen Epoxyhärter erhalten wer- dergleichen, und Durchführung der Blockierungsreaktion den, wodurch lineare oder vernetzte Strukturen erhältlich 15 bzw. -reaktionen gemäss obigen Angaben während des Versind. Auch in diesem Fall können die Reaktionsmethoden mischens hergestellt. Während dieser Mischbearbeitung laugleichzeitig oder aufeinanderfolgend angewendet werden. Als fen die Blockierungsreaktionen leicht und ohne Schwierig-Epoxyhärter hat sich insbesondere 4,4'-Isopropylidendiphe- keiten bis zu einem gewünschten Endstadium. Wenn bei der noi bewährt. Blockierungsreaktion ein N-Aryl-arylsulfonamid verwendet However, the desired higher molecular weight fraction can be 250 ° C. with the coloring material and, if desired, further by reacting a part of the epoxy groups of the component, such as a polarity control agent, soft starting resin or the starting resin with a bifunctionalizing agent, which improve the flowability, and tional or polyfunctional epoxy hardeners are obtained, and the blocking reaction is carried out, whereby linear or cross-linked structures are obtainable 15 or reactions according to the above information during the process. In this case, too, the reaction methods can be mixed. Can be used simultaneously or in succession during this mixing process. The blocking reactions are easy and without difficult epoxy hardeners, in particular 4,4'-isopropylidene diphe- phene to a desired final stage. If proven at noi. Blocking reaction used an N-aryl-arylsulfonamide
Eine dritte Möglichkeit zur Gewinnung des höhermoleku- 20 wird, werden die Epoxygruppen des Ausgangsharzes vorzugs-laren Anteiles besteht darin, diesen in einem gesonderten Ver- weise durch das Amid blockiert, wobei eine nur mässige Blok-fahren herzustellen oder ihn als technisches Produkt zu kau- kierung durch intermolekulare Reaktion mit den alkoholi-fen. Dann kann er mit der niedermolekularen Fraktion ver- sehen Hydroxylgruppen des Harzes selbst auftritt. Wenn in mischt werden, die nach einem der obigen Verfahren herge- der Blockierungsreaktion eine monofunktionelle Carbonstellt ist. Wenn für die Herstellung des höhermolekularen An- 25 säure oder eine monofunktionelles Phenol verwendet wird, teiles 4,4'-Isopropylidendiphenol verwendet wird, wird das kann es zweckmässig sein, einen Katalysator zu verwenden, entstehende Produkt allgemein als Phenoxyharz bezeichnet. um ein Überwiegen der intermolekularen Reaktion zu verhin-Solche Harze haben eine praktisch lineare Molekularstruktur dern, da sonst unbrauchbare Tonerpulver mit viel zu hohen und ein Molekulargewicht zwischen 10 000 und 80 000. Ein Schmelzpunkten entstehen könnten. Geeignete Katalysatoren Beispiel eines technisch erhältlichen Phenoxyharzes ist «Rüta- 30 für diesen Zweck sind unter anderen quaternäre Ammonium-pox» Typ 07-17 (Molekulargewicht 30 000), ein Produkt der Verbindungen; als Katalysator besonders zweckmässig ist z.B. Firma Bakelite. Tetramethylammoniumchlorid. A third possibility for obtaining the higher molecular weight, the epoxy groups of the starting resin preferential part consists in blocking this in a separate reference by the amide, whereby only a moderate bloc process or to chew it as a technical product - Labeling by intermolecular reaction with the alcoholic oils. Then it can be provided with the low molecular weight fraction hydroxyl groups of the resin itself. When mixed into, which is a monofunctional carbon by one of the above-mentioned blocking reaction. If 4,4'-isopropylidenediphenol is used for the production of the higher molecular weight acid or a monofunctional phenol, it may be expedient to use a catalyst, the resulting product is generally referred to as phenoxy resin. in order to prevent predominance of the intermolecular reaction. Such resins have a practically linear molecular structure, since otherwise unusable toner powders with much too high and a molecular weight between 10,000 and 80,000 could result in melting points. Suitable catalysts An example of a commercially available phenoxy resin is “Rüta- 30 for this purpose include quaternary ammonium pox” type 07-17 (molecular weight 30,000), a product of the compounds; is particularly useful as a catalyst e.g. Bakelite company. Tetramethylammonium chloride.
Die Erhöhung des Molekulargewichtes des Ausgangsep- Die für die Herstellung von anders als schwarz gefärbten oxyharzes durch einen Epoxyhärter ist allgemein erheblich Tonerpulvern erforderlichen Farbmaterialien sind oft in vie- The increase in the molecular weight of the starting ep- The color materials required for the production of oxy resin other than black colored by an epoxy hardener is generally considerable.
grösser und wird schneller erhalten, als bei intermolekularer 35 len der für die Herstellung der Tonerpulver verwendeten is larger and is obtained faster than with intermolecular 35 oils used for the production of the toner powder
Reaktion. Bei Verwendung eines Epoxyhärters zur Bildung Harze nicht ausreichend löslich; eine gute Löslichkeit ist aber der höhermolekularen Fraktion werden vorzugsweise besonders für die Herstellung von transparenten Tonerpul- Reaction. When using an epoxy hardener to form resins not sufficiently soluble; good solubility is, however, the higher molecular weight fraction is preferred especially for the production of transparent toner powder.
40-75% der Gesamtzahl der Ausgangsepoxygruppen des mo- vern wünschbar, wie sie für viele Mehrfarbenkopiermethoden difizierten Epoxyharzes bzw. der Epoxyharze zum überwie- erforderlich sind. Es kann als zusätzlicher Vorteil der erfin- 40-75% of the total number of the starting epoxy groups of the movern is desirable, as is largely required for many multi-color copying methods of differentiated epoxy resin or epoxy resins. As an additional benefit, the invented
genden Teil durch chemische Reaktion mit einer monofunk- 40 dungsgemässen Tonerpulver angesehen werden, dass sich tionellen Carbonsäure, einem monofunktionellen Phenol zahlreiche Farbstoffe in den für diese charakteristischen Har- by chemical reaction with a monofunctional toner powder according to the invention that cationic carboxylic acid, a monofunctional phenol, contains numerous dyes in the resins
oder N-Aryl-arylsulfonamid und nur ein geringer Teil durch zen ausreichend lösen. or N-aryl-arylsulfonamide and only a small part can be dissolved sufficiently by zen.
intermolekulare Reaktion und höchstens 25-60% durch Re- Zur Herstellung eines Entwicklers vom Zweikomponen- intermolecular reaction and at most 25-60% by re- To produce a developer of two-component
aktion mit einem Epoxyhärter blockiert. tentyp kann das erfindungsgemässe Tonerpulver entweder action blocked with an epoxy hardener. The toner powder according to the invention can either be of the type
Das erfindungsgemässe Tonerpulver kann durch Anwen- 45 unmittelbar nach seiner Herstellung oder zu einem späteren dung von an sich bekannten Verfahren erhalten werden, wie Zeitpunkt mit den gewünschten Trägerteilchen gemischt wer- The toner powder according to the invention can be obtained immediately after its production or at a later date by methods known per se, such as the point in time at which the desired carrier particles are mixed.
z.B. Knet-, Extrusions- oder Heissschmelzverfahren. Bei den den. Wenn der Entwickler für Magnetbürstenentwicklung be- e.g. Kneading, extrusion or hot melt processes. With the. If the developer for magnetic brush development
zuerst genannten Verfahren werden das Harz, Farbmaterial stimmt ist, werden vorzugsweise Eisenteilchen, die mit einer und gewünschtenfalls andere Komponenten, wie z.B. Polari- Oberflächenbeschichtung versehen sein können, als Träger tätssteuerungsmittel, miteinander bei Temperaturen zwischen so verwendet. Die gewünschten Teilchengrössen der Träger sind etwa 90-160 °C vermischt. Bei der Heissschmelzmethode er- in dieser Technik bekannt. Allgemein liegen sie zwischen 50 first mentioned method, the resin, color material is correct, are preferably iron particles, which are combined with one and, if desired, other components, e.g. Polari surface coating can be provided as a carrier control means, used with each other at temperatures between so. The desired particle sizes of the carriers are mixed at about 90-160 ° C. With the hot-melt method, he is known in this technique. Generally they are between 50
folgt das Mischen allgemein bei Temperaturen um 200 °C. und 150 um, In Abhängigkeit von den Teilchengrössen der mixing generally follows at temperatures around 200 ° C. and 150 µm, depending on the particle sizes of the
Nach Abkühlen der erhaltenen Masse wird diese zu Teilchen beiden Komponenten enthält der Zweikomponentenentwick- After the mass obtained has cooled, it is formed into particles of two components.
der gewünschten Grösse vermählen, wobei die Grössen allge- 1er meist etwa 1-8 Gew.% Tonerteilchen. grind to the desired size, the sizes generally 1 to 8% by weight of toner particles.
mein zwischen 2 und 50 |xm liegen. Die gewünschten Teil- 55 Die Tonerpulver der Erfindung nehmen im allgemeinen in chengrössen können auch durch Versprühen der heissen Mischung mit üblichen Trägern, z.B. Eisenpulver und beSchmelze in ein kühleres Medium erhalten werden. schichtetes Eisenoxidpulver, eine ausreichende negative La-Von den drei oben erwähnten Herstellungsverfahren hat dung an. Gewünschtenfalls kann eines der in dieser Technik sich das Heissschmelz- und das Knetverfahren als für die Her- an sich bekannten negativen Ladungssteuermittel zugesetzt Stellung der erfindungsgemässen Tonerpulver besonders ge- ßo werden, um eine höhere negative Ladung zu erhalten. Ein beeignet erwiesen. Die so hergestellten Tonerpulver waren sehr sonders geeignetes negativ arbeitendes Ladungssteuermittel zufriedenstellend und lieferten gut reproduzierbare Werte ist «Atlac» Typ 282E, ein technisches Produkt der Firma At-bzw. Eigenschaften, insbesondere bezüglich ihren besonders las Company. Die aktive Komponente dieses Mittels ist wichtigen Eigenschaften, wie Ladungsverhalten, Stabilität 4,4'-Isopropyliden-diphenol-propylenoxid-fumarat mit einer und Schmelzbarkeit. Dies kann unter anderem der Tatsache 65 Säurezahl von 10-20. mine are between 2 and 50 | xm. The desired portions of the toner powders of the invention can generally be sized by spraying the hot mixture with conventional carriers, e.g. Iron powder and melt can be obtained in a cooler medium. layered iron oxide powder, sufficient negative La- From the three manufacturing processes mentioned above, man has. If desired, one of the hot melt and kneading methods added to this position as the conventional charge control agent known per se can be particularly preferred in order to obtain a higher negative charge. A proven. The toner powders produced in this way were very particularly suitable, negative-working charge control agents, and gave satisfactorily reproducible values. “Atlac” type 282E, a technical product from the At-resp. Properties, especially regarding their especially read company. The active component of this agent is important properties such as charging behavior, stability 4,4'-isopropylidene-diphenol-propylene oxide fumarate and meltability. This may include the fact that the acid number is 10-20.
zugeschrieben werden, dass bei diesen Verfahren die Tempe- Wenn positiv ladungsfähige Tonerpulver erforderlich raturen und Reaktionszeiten am leichtesten kontrolliert wer- sind, können die erfindungsgemässen Tonerpulver mit einem den können. Darüberhinaus wurde gefunden, dass diese bei- positiven Ladungssteuermittel vermischt werden, wie dies in are attributed to the fact that in these processes the temperatures and if positively chargeable toner powders are required and reaction times are easiest to control, the toner powders according to the invention can be combined with one of them. Furthermore, it was found that these positive charge control agents are mixed, as described in
645 197 645 197
der nachveröffentlichten GB-PS 1550 555 der Anmelderin bzw. der ebenfalls von der Anmelderin stammenden nachveröffentlichten holländischen Patentanmeldung Nr. 7711623 beschrieben ist. Beide dieser Typen von positiv ladungsfähigen Pulvern auf Basis von modifizierten Epoxyharzen sollen nicht unter das vorliegende Patent fallen und werden hier nicht beansprucht. the applicant's post-published GB-PS 1550 555 or the applicant's post-published Dutch patent application No. 7711623. Both of these types of positively charged powders based on modified epoxy resins are not intended to fall under the present patent and are not claimed here.
Man kann jedoch Zweikomponentenentwickler herstellen, bei welchen die Tonerpulver gemäss der vorhegenden Erfindung eine Ladung positiver Polarität annehmen, ohne dass in das Tonerpulver selbst ein Polaritätssteuerungsmittel eingearbeitet wird. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass ein entsprechender Träger verwendet wird. Solche Träger können nach verschiedenen Methoden erhalten werden, wie sie beispielsweise in GB-PS 1 251 752,1 389 744,1 438 973, 1 342 748 und 1 373 000 beschrieben sind. However, two component developers can be made in which the toner powders according to the present invention assume a charge of positive polarity without incorporating a polarity control agent into the toner powder itself. This can be achieved by using an appropriate carrier. Such carriers can be obtained by various methods, such as are described in GB-PS 1 251 752.1 389 744.1 438 973, 1 342 748 and 1 373 000.
Wenn das erfindungsgemässe Tonerpulver als solches, d.h. als Einkomponentenentwickler, verwendet werden soll, wird vorzugsweise in das Harz ein magnetisierbares Material als Farbmittel eingearbeitet; dies ermöglicht die Verwendung des Tonerpulvers in den sogenannten Magnetbürsten-Entwicklungssystemen, die sich als besonders geeignet für die Verwendung von Einkomponentenentwicklern erwiesen haben. Allgemein werden für diesen Zweck 10-50 Gew.% magnetisierbares Material benötigt. If the toner powder according to the invention as such, i.e. as a one-component developer to be used, a magnetizable material is preferably incorporated into the resin as a colorant; this enables the use of the toner powder in the so-called magnetic brush development systems, which have proven to be particularly suitable for the use of one-component developers. Generally 10-50% by weight of magnetizable material is required for this purpose.