CS252168B1

CS252168B1 - Universal electrographic toner concentrate

Info

Publication number: CS252168B1
Application number: CS845673A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Gorgon; Jan Formanek; Jana Stepanova; Vladislav Vlachovsky
Original assignee: Oldrich Gorgon; Jan Formanek; Jana Stepanova; Vladislav Vlachovsky
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS567384A1

Abstract

Univerzální elektrografický tonerový koncentrát s možností využití pro přímý i ofsetový tisk na materiálech na bázi kysličníku zinečnatého obsahuje v pojivové složce 2,5 až 30 % hmotnostních polymerované kalafuny a 70 až 97,5 % hmotnostních kopolymerů ze skupiny zahrnující alkylakryiát nebo vinyltoluenbutadienalkylakrylát samostatně nebo ve směsích.Universal electrographic toner concentrate with the possibility of use for direct and offset printing on zinc oxide-based materials contains in the binder component 2.5 to 30% by weight of polymerized rosin and 70 to 97.5% by weight of copolymers from the group including alkyl acrylate or vinyltoluenebutadiene alkyl acrylate, separately or in mixtures.

Description

Vynález se týká univerzálního elektrografického tonerového koncentrátu s možností využití pro přímý i ofsetový tisk. Vývojka, připravená z tohoto koncentrátu se vyznačuje dobrou obrazovou kresbou a vysokou stabilitou v koncentrovaném i ředěném stavu.The present invention relates to a versatile electrographic toner concentrate for use in both direct and offset printing. The developer, prepared from this concentrate, is characterized by good image drawing and high stability in concentrated and diluted state.

Kapalinové vývojky pro použití v elektrografii, případně tonovače jsou běžně užívány k elektroforetickému vyvolávání latentních elektrostatických obrazů, vznikajících obvyklým postupem na fotopolovodivých vrstvách. Nejpoužívanější systém je podložka ovrstvená kysličníkem zinečnatým s vhodným pojivém a dalšími přísadami. Způsob zpracování spočívá v povrchovém nabití tohoto materiálu na potenciál cca 500 V, následuje expozice a vyvolání latentního elektrostatického obrazu vhodně naředěným tonerovým koncentrátem. Při přímém kopírování předloh je pro tento účel obvykle používána pozitivní elektrografická vývojka. V případě , kopírování negativních předloh, například při zpětných reprodukcích z negativních mikrofilmů nebo mikrofiši je pro vyvolání obrazu využita vývojka negativní, výsledkem jsou pak pozitivní kopie. Na tyto požadavky, zvláště pak na vývojky pozitivní jsou kladeny značné požadavky, týkající se jejich kvality z hlediska reprodukce obrazu a z hlediska stability. Především je požadována vysoká stabilita disperze bez ohledu na koncentraci, dále pak vhodné elektroforetické vlastnosti, zvláště lineární závislost mezi povrchovým potenciálem a výslednou denzitou, dobrá přilnavost částic barviva k povrchu papíru, dále pak dosažení vysokých obrazových hustot, minimální sklon ke vzniku různých tiskových závad, dokonalá ostrost kontur, možnost využití různých typů kapalin pro ředění a podobně. Tyto vývojky jsou v podstatě velmi jemné disperze organického nebo anorganického pigmentu v nepolárním prostředí.Liquid developers for use in electrography or toners are commonly used for the electrophoretic development of latent electrostatic images produced by a conventional process on photoponductive layers. The most commonly used system is a zinc oxide coated substrate with suitable binder and other additives. The method of treatment consists in surface charging of this material to a potential of about 500 V, followed by exposure and development of a latent electrostatic image by a suitably diluted toner concentrate. A positive electrographic developer is usually used for direct copying of originals. When copying negative originals, for example, when reproducing back from a negative microfilm or microfiche, a negative developer is used to produce the image, resulting in positive copies. These requirements, especially the positive developers, are subject to considerable requirements regarding their image reproduction quality and stability. In particular, high stability of the dispersion regardless of concentration is required, furthermore suitable electrophoretic properties, in particular linear dependence between surface potential and resulting density, good adhesion of dye particles to the paper surface, high image densities, minimal tendency to print defects, perfect sharpness of contours, possibility of using different types of liquids for dilution and so on. These developers are essentially very fine dispersions of organic or inorganic pigment in a non-polar environment.

Používané pigmenty musí vyhovět vysokým požadavkům, především po stránce jejích povrchových elektrostatických a elektroforetických vlastností ve vztahu k disperznímu prostředí. U dosud vyráběných tonerů je využito některých typů sazí, především však saze vyráběné běžně ve velkém měřítku pro gumárenský průmysl. Z organických pigmentů se používají nigrosinová barviva, ftalocyaninová, indanthrénová, triarylmethanová, trifenylmethanová barviva. Z organických pigmentů síran barnatý, kysličníky železa, kysličník zinečnatý, kysličník titaničitý, sirník kademnatý, kysličníky křemíku a podobně. Jako pojiv se používá především rostlinných olejů, jako například sojového, lněného, skočcového a talového, dále mastných kyselin jako olejové, llnolové, linolonové, dále pak alifatických kyselin nad Ce, dále minerálních olejů C20 až C70, alkydových pryskyřic a všeobecně polyesterů, nízkomolekulární polystyren, nízkomolekulární polyethylen, kopolymery styrenu a akrylátů, kopolymery akrylátů, polymery celulózy a deriváty, vosky a podobně.The pigments used must satisfy high requirements, especially in terms of their surface electrostatic and electrophoretic properties in relation to the dispersion medium. Some of the types of carbon black produced so far have been utilized, but especially those produced on a large scale for the rubber industry. Of the organic pigments, nigrosine dyes, phthalocyanine, indanthrene, triarylmethane, triphenylmethane dyes are used. Of the organic pigments, barium sulfate, iron oxides, zinc oxide, titanium dioxide, cadmium sulfide, silicon oxides and the like. The binders used are mainly vegetable oils such as soybean, linseed, castor oil and talc, fatty acids such as oleic, linoleic, linolonic, aliphatic acids above Ce, mineral oils C20 to C70, alkyd resins and polyesters in general, low molecular polystyrene , low molecular weight polyethylene, styrene-acrylate copolymers, acrylate copolymers, cellulose polymers and derivatives, waxes and the like.

Příprava vývojek spočívá v intenzivní dispergaci pigmentu v nepolárním prostředí za přítomnosti pojivových, případně povrchově aktivních složek. Jejich účelem je především zrychlení dispergace a zvýšení stability disperze vytvořením ochranného koloidního obalu kolem pigmentové částice ve formě elektrické difuzní dvojvrstvy. Důležitá je v tomto případě mechanická a elektrická pevnost tohoto systému pigmentové částice. Výsledkem celého procesu musí být jemná disperze o velikosti částic pevné fáze v rozmezí 10 ³ až 10⁵ mm, která je stabilní vůči vnějším vlivům, přičemž částice mají vhodné a jednotné elektrické vlastnosti.The preparation of the developer consists in the intensive dispersion of the pigment in a non-polar environment in the presence of binder or surfactant components. Their purpose is primarily to accelerate dispersion and increase dispersion stability by providing a protective colloidal coating around the pigment particle in the form of an electric diffusion bilayer. Important in this case is the mechanical and electrical strength of the pigment particle system. The entire process must result in a fine dispersion having a particle size of the solid phase in the range 10 ³ to 10 ⁵ mm, which is stable to external influences, the particles having suitable and uniform electrical properties.

Nevýhodou stávajících používaných systémů složení elektrografických vývojek je především to, že nezabraňují zcela sedimentaci vytvořené disperze a zpětné koagulaci částic buď v původní disperzi nebo v sedimentu. Po opětovném rozmíchání usazené, má pak již vývojka změněné vlastnosti. Důvodem obyčejně bývá zvětšování původních částic a změny v elektrické difuzní dvojvrstvě, respektive nekontrolovatelné změny vlivem elektrického pole při vlastním vyvolávání. Dochází potom k různým závadám vlivem přirozeného stárnutí, nebo i při běžném zpracování, kdy se tyto závody mohou projevit například snižováním kontrastu a snižováním hodnoty maximálního černání, vznikem neostrých linií a podobně. Obtížné pak někdy bývá řízení povrchového náboje částic, s čímž souvisí dosahované hodnoty maximálního černání. Zvláště obtížné je dosažení dobrých kvalitativních parametrů u vývojek s univerzálním použitím, tedy při jejich souběžné aplikaci i pro vyvolávání matric pro ofsetový tisk. Zde je navíc požadována vysoká soudržnost a hydrofobita tonerových částic tvořících obraz.The disadvantage of the existing electrographic developer composition systems used is, in particular, that they do not completely prevent the sedimentation of the formed dispersion and the coagulation of the particles either in the original dispersion or in the sediment. After resuspending, the developer has changed properties. The reason is usually the increase of original particles and changes in the electric diffusion bilayer, respectively uncontrollable changes due to the electric field during the induction itself. There are then various defects due to natural aging, or even during normal processing, when these plants can manifest, for example, reducing the contrast and lowering the maximum blackening value, creating blurred lines and the like. Sometimes it is difficult to control the surface charge of particles, which is related to the achieved value of maximum blackening. It is particularly difficult to achieve good quality parameters in universal application developers, that is, when they are applied concurrently and for developing offset printing matrices. In addition, a high cohesiveness and hydrophobicity of the image forming toner particles is required here.

Výše uvedené nevýhody nemá univerzální elektrografický tonerový koncentrát vyznačený tím, že jeho pojivová složka obsahuje směs pojiv o složení 2,5—30 % hmotnostních polymerované kalafuny a 70—97,5 procent hmotnostních kopolymerů ze skupiny zahrnující vinyltoluenalkylakrylát nebo/a vinyltoluenbutadienalkylakrylát.The above-mentioned disadvantages have no universal electrographic toner concentrate characterized in that its binder component contains a binder mixture of 2.5-30% by weight of polymerized rosin and 70-97.5% by weight of copolymers selected from the group consisting of vinyltoluene alkyl acrylate and / or vinyltoluene butadiene alkyl acrylate.

Výhodou univerzálního tonerového koncentrátu je především možnost použití jak pro přímé kopírování, tak i pro hotovení elektrografických ofsetových matric při současném dosažení zvýšeného černání a to o 20—40 % proti běžným elektrografickým tonerům. Dále je dosahována vysoká stabilita v koncentrovaném i ředěném stavu. Vysoká funkční stabilita zajišťuje obrazovou tvorbu při běžném elektroforetickém vyvolávání bez vzniku obvyklých závad jako je například snižování černání při regeneraci (doplňování) vývojky, vznik dvojitých kontur a podobně.The advantage of the universal toner concentrate is primarily the possibility to use both for direct copying and for the preparation of electrographic offset matrices while achieving an increased blackening of 20-40% compared to conventional electrographic toners. Furthermore, high stability is achieved in concentrated and diluted state. High functional stability ensures image formation during normal electrophoretic development without the occurrence of common defects such as reducing blackening during developer regeneration, double contour formation and the like.

210 8210 8

Příklad 1Example 1

Do perlového dispergátoru o obsahu 600 mililitru se vsype 470 ml skleněné balotiny o průměru 3 mm. Na skleněnou balotinu se vlije směs o složení:470 ml of 3 mm diameter glass ballotin is poured into a 600 ml bead disperser. A mixture of the following composition is poured onto the glass ballotin:

ml isoparafinické ropné frakce Ce— — Cio g polymerované kalafuny g 10% (hmotn.) roztoku naftenátu kobaltu v toluenu g 60% (hmotn. j roztoku vinyltoluenlaurylakrylátu v isoparafinické ropné frakciml of isoparaffinic petroleum fraction Ce - Cio g polymerized rosin g 10% (w / w) cobalt naphthenate solution in toluene g 60% (w / w vinyltoluene lauryl acrylate solution in isoparaffinic petroleum fraction

0,5 g 2,6-dl-terc.butyl-4-methylfenolu g brilantní černi g plynových sazí0,5 g 2,6-dl-tert-butyl-4-methylphenol g brilliant black g gas black

Disperguje se po dobu 75 minut při středních až vyšších otáčkách míchadla za současného chlazení. Pak se přidá směs o složení:Disperse for 75 minutes at medium to high stirrer speed with cooling. Then a mixture of:

g terpolymeru vinyltoluenalkylakrylátbutadienu ml toluenu ml isoparafinické ropné frakce Cs— —Cío.g of terpolymer of vinyltoluene alkyl acrylate butadiene ml of toluene ml of isoparaffinic petroleum fraction Cs - Cl.

Disperguje se dalších 10 minut za chlazení. Nakonec se přidá:Disperse an additional 10 minutes with cooling. Finally, add:

g 60% (hmotn.) roztoku vinyltoluenlaurylakrylátu v isopar. ropné frakci.g of a 60% by weight solution of vinyl toluene lauryl acrylate in isopar. petroleum fraction.

Míchá se za chlazení dalších 10 minut.Stir with cooling for an additional 10 minutes.

Příklad 2Example 2

Postupuje se jako u příkladu 1 za použití následujících podílů:The procedure is as in Example 1 using the following proportions:

a) ml isopar. ropné frakce g polymerované kalafuny(a) ml isopar. petroleum fractions g of polymerized rosin

5g 10% (hmotn.) roztoku naftenátu g 60% (hmotn.) roztoku vinyltolukobaltu v toluenu5g of a 10% (w / w) naphthenate solution g of a 60% (w / w) vinyltolucobalt solution in toluene

0,5 g 2,6-di-terc.butyl-4-methylfenolu enlaurylakrylátu v isopar. ropné frakci g bril. černi g plynových sazí0.5 g of 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol enlauryl acrylate in isopar. petroleum fraction g bril. black g of carbon black

b) g terpolymeru vinyltoluenalkylakryláíbutadienu ml toluenu ml isopar. ropné frakce(b) g of vinyltoluene-alkylacrylautobutadiene terpolymer ml toluene ml isopar. petroleum fractions

c) g 60% (hmotn.) roztoku vinyltoluenlaurylakrylátu v isopar. ropné frakcic) g 60% (w / w) solution of vinyl toluene lauryl acrylate in isopar. petroleum fraction

Hotový toner se slije ze skleněné balotiny. K běžnému použití se ředí v poměru 4 až 5 ml tonerového koncentrátu + 1 litr vyvolávací kapaliny na bázi isoparafinických ropných uhlovodíků Cs—Cio. Takto připravená vývojka se využije k vyvolávání jak přímých elektrografických materiálů na bázi kysličníku zinečnatého, tak i k vyvolávání elektrografických ofsetových matric na bázi ZnO, z kterých se pak dále tiskne na běžných ofsetových strojích.The finished toner is poured out of the glass ballot. For normal use, it is diluted in a ratio of 4 to 5 ml of toner concentrate + 1 liter of Cs-Cio isoparaffinic petroleum hydrocarbon developing liquid. The developer thus prepared is used for developing both direct electrographic materials based on zinc oxide and for developing electrographic offset matrices based on ZnO, from which they are then printed on conventional offset machines.

U prvního příkladu lze toner použít jako univerzální se stejnými obrazovými i tiskovými vlastnostmi. TJ druhého příkladu jsou zesíleny ofsetové tiskové vlastnosti, lze jej využít pro vyšší tiskové náklady.In the first example, toner can be used as a universal toner with the same image and print characteristics. The TJ of the second example enhances the offset printing properties and can be used for higher printing costs.

Claims

P S E D Μ T T

Universal electrographic toner concentrate characterized in that its binder component contains a mixture of binders with a composition of 2.5 - 30 percent by weight of