DE102005034407A1 - Toner powder e.g. black toner powder, manufacturing method for e.g. laser printer, involves dissolving or dispersing polymer material and colorant in liquid medium, and hardening component in solution or dispersion by evaporating medium - Google Patents

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Abstract

The method involves dissolving or dispersing a polymer material and a colorant together with an additive in a liquid medium. A solution or the dispersion (16) is extensively applied on a surface in the form of isolated droplets that are produced by a rotary silk-screen printing process. A component e.g. nozzle body (24), contained in the solution or the dispersion is hardened by partial evaporation of the liquid medium, and subsequently removed from the surface, where the evaporation takes places under supply of heat energy. Independent claims are also included for the following: (1) a system for manufacturing a toner powder, comprising a storage container (2) a toner powder comprising toner particles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Laserdruck- und Kopiertechnik. Sie betrifft insbesondere Tonerpartikel sowie ein Verfahren und eine Anlage zu deren Herstellung. Toner sind seit Langem in verschiedenen technischen Kopierbereichen bekannt. So werden sie beispielsweise bei herkömmlichen Kopierverfahren (Walzenübertragung) verwendet oder kommen bei Laserdruckern zur Anwendung. Der Toner wird als Tonerpulver bereitgestellt, das aus kleinsten Tonerpartikeln besteht, welche üblicherweise eine Partikelgröße von 5 bis 10 μm aufweisen. Ferner sollen die Tonerpartikel gute Schmelzeigenschaften, eine minimale Fixiertemperatur und einen geringen Glanz, gute mechanische Eigenschaften hinsichtlich der Pulverisierbarkeit, eine geringe Neigung zur sogenannten "Housing Stability", eine ausreichende Festigkeit auf dem Papier sowie eine gute Pigmentverträglichkeit aufweisen.The The present invention relates to the field of laser printing and copying technology. It particularly relates to toner particles and a method and a plant for their production. Toners have long been in different known technical copy areas. This is how they become, for example at conventional Copy process (roll transfer) used or used in laser printers. The toner is provided as toner powder consisting of minute toner particles which is usually a particle size of 5 up to 10 μm exhibit. Furthermore, the toner particles should have good melting properties, a minimum fixing temperature and a low gloss, good mechanical Properties with regard to pulverizability, a small one Tendency to the so-called "Housing Stability ", one sufficient strength on the paper and good pigment compatibility exhibit.

Die einzelnen Tonerpartikel sind im Wesentlichen wie folgt aufgebaut: neben dem Farbmittel oder den Farbmitteln, insbesondere einem Pigment oder Pigmenten, sind in die polymeren Materialien meist ein oder mehrere Zusatzstoffe eingebunden: Dabei handelt es sich beispielsweise um Harze, Ladungssteuerungsstoffe, oberflächenwirksame Additive sowie weitere, die Eigenschaften steuernde Stoffe. Typische polymere Materialien, die als Bindemittel-Matrix in den einzelnen Tonerpartikeln dienen, gehen von Monomeren oder Oligomeren aus, welche durch Polymerisation eine polymere Matrix ausbilden, in der die Farbmittel eingebunden werden. Üblicherweise haben die gebildeten Polymeren eine Glasübergangstemperatur von etwa 50 bis 70°C. Zur Herstellung der Polymer-Matrix werden Monomere bzw. Oligomere herangezogen, die insbesondere auf Basis von Styrol, Acrylaten, Methacrylaten und/oder Butadien beruhen. In Einzelfällen ist es auch von Vorteil, die Ausgangsmonomeren bzw. -oligomeren von Polyestern heranzuziehen.The individual toner particles are composed essentially as follows: in addition to the colorant or colorants, in particular a pigment or Pigments are usually one or more in the polymeric materials Additives involved: These are for example Resins, charge control agents, surfactants and additives further properties controlling substances. Typical polymeric materials, which serve as a binder matrix in the individual toner particles, start from monomers or oligomers, which by polymerization form a polymeric matrix in which the colorants incorporated become. Usually the polymers formed have a glass transition temperature of about 50 to 70 ° C. For the preparation of the polymer matrix are monomers or oligomers used, in particular based on styrene, acrylates, Methacrylates and / or butadiene based. In individual cases is it is also advantageous to use the starting monomers or oligomers of polyesters consulted.

Die polymeren Materialien dienen als Trägersubstanzen für die Pigmente sowie die Zusatzstoffe und geben den einzelnen Tonerpartikeln eine vergleichsweise definierte Form und Größe.The polymeric materials serve as vehicles for the pigments and the additives and give the individual toner particles one comparatively defined shape and size.

Als weitere Zusatzstoffe können den Tonerpartikeln Wachse einverleibt sein, wobei hierunter ein Material verstanden wird, das bei 20°C knetbar, fest bis brüchig, hart, grob- bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig ist und das in der Regel bei etwa 50 bis 90°C, in Ausnahmefällen auch bis etwa 20°C, in den schmelzfähigen, niedrig-viskosen Zustand ohne Zersetzung übergeht und schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend ist. Anstelle von Wachsen können auch solche Substanzen herangezogen werden, die entsprechende physikalische Eigenschaften besitzen bzw. „wachsähnlich" sind. Das Einbringen von Wachsen, die Siliconöle ersetzen können, soll beispielsweise das Freigeben der Tonerpartikel von der Druckwalze bei den üblichen Kopierverfahren ermöglichen. Wachse haben beim Schmelzen eine deutlich niedrigere Temperatur als die die Matrix der Tonerpartikel bildenden Polymere. Sie zeigen auch eine unterschiedliche Temperatur-Viskositäts-Relation.When other additives can be incorporated into the toner particles waxes, including a material is understood that at 20 ° C kneadable, firm to brittle, hard, coarse to fine crystalline, translucent to opaque, however is not glassy and usually at about 50 to 90 ° C, in exceptional cases, too up to about 20 ° C, in the meltable, low viscous state passes without decomposition and already slightly above the melting point relatively low viscosity and not stringy. In place of waxing can also such substances are used, the corresponding physical Possess properties or are "wax-like" are the introduction of waxes, the silicone oils can replace should, for example, the release of the toner particles from the pressure roller at the usual Enable copying. Waxes have a much lower temperature when melting than the polymers forming the matrix of the toner particles. they show also a different temperature-viscosity relation.

Die Ladungssteuerungsstoffe dienen der Einstellung des erforderlichen Ladungsniveaus in den einzelnen Tonerpartikeln. Hierdurch wird es möglich, die einzelnen Tonerpartikel beim Druck- oder Kopiervorgang von den entsprechenden Druckeinrichtungen, wie der Druckwalze, gezielt anzuziehen. Derartige Ladungssteuerungsstoffe besitzen eine vorgegebene Ladungskapazität, so dass entsprechend der beigegebenen Menge die Tonerpartikel definiert aufgeladen oder durch einen Ladungsträger, beispielsweise eine entsprechend dem zu druckenden Bild an der Oberfläche unterschiedlich geladenen Druckwalze, angezogen werden. Als Ladungssteuerungsstoffe werden beispielsweise Eisenoxide eingesetzt.The Charge control fabrics serve to adjust the required Charge levels in the individual toner particles. This makes it possible, the individual toner particles during printing or copying of the corresponding Pressure devices, such as the pressure roller to tighten targeted. such Charge control materials have a predetermined charge capacity, so that defines the toner particles according to the amount added charged or by a charge carrier, for example a corresponding the image to be printed on the surface differently charged Pressure roller, be attracted. As charge control materials For example, iron oxides used.

Die oberflächenwirksamen Additive sollen der Oberfläche der Tonerpartikel die wünschenswerten physikalischen Eigenschaft verleihen, insbesondere den Tonerfluss und die Adhäsion bei der Anwendung in Kopier- und Druckgeräten begünstigen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Kieselsäuren, Titanoxidverbindungen sowie organs-metallische Salze. Pyrogene Kieselsäuren, die von besonderem Vorteil sind, haben im Allgemeinen eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 7 bis 40 nm (300 bis 50 m2/g Oberfläche nach BET), guten Anfangsfluss und niedrige Adhäsionseigenschaften.The surface-active additives are said to impart the desirable physical property to the surface of the toner particles, particularly favoring toner flow and adhesion when used in copying and printing equipment. These are, in particular, silicic acids, titanium oxide compounds and organometallic salts. Pyrogenic silicas, which are of particular advantage, generally have an average particle size of about 7 to 40 nm (300 to 50 m 2 / g BET surface area), good initial flow and low adhesion properties.

Als Farbmittel werden vorzugsweise Pigmente eingesetzt. Als Pigmente werden in diesem Zusammenhang in wässrigen Medien unlösliche Farbmittel verstanden.When Colorants are preferably used pigments. As pigments become in this connection in aqueous media insoluble colorants Understood.

Anstelle von oder in Ergänzung zu Pigmenten können lösliche Farbstoffe eingesetzt werden. Die in den Tonerpartikeln enthaltenen Pigmente haben vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,015 bis 0,5 μm.Instead of from or in addition to pigments soluble Dyes are used. Those contained in the toner particles Pigments preferably have a diameter of about 0.015 to 0.5 μm.

Des weiteren können die Tonerpartikel im Falle des Einzeltoners magnetische Materialien, wie beispielsweise Magnetit, enthalten. Es gibt Anwendungsfälle, bei denen das magnetische Material nicht unmittelbar in den Tonerpartikeln enthalten ist, sondern die Tonerpartikel bei der Anwendung mit pulvrigem magnetischen Material gemischt eingesetzt werden (Zwei-Komponenten-Toner) sowie auch Toner, die ohne Eisenoxid auskommen (Ein-Komponenten-Toner).Further, in the case of the single-tone toner, the toner particles may contain magnetic materials such as magnetite. There are applications in which the magnetic material is not directly contained in the toner particles but the toner particles are mixedly used in use with powdery magnetic material (two-component toner) as well as To ner, which do without iron oxide (one-component toner).

Die Toner werden nach verschiedenen und zum Teil relativ aufwendigen Verfahren hergestellt:
Bei dem am meisten verbreiteten Verfahren wird das Farbmittel, insbesondere ein Pigment, wie beispielsweise Ruß, zusammen mit Ladungssteuerungsstoffen, Wachs bzw. einem wachsähnlichen Material und einem magnetischen Material, beispielsweise Magnetit, mit polymeren Materialien bei erhöhter Temperatur in einem Extruder zu einem Strang extrudiert. Dieses Material wird dann gekühlt. Danach wird es in einem Mahlprozess aufwendig zerkleinert. Es schließt sich ein aerodynamisches Klassieren im Hinblick auf die wünschenswerte Partikelgröße an. Danach werden die Tonerpartikel im Allgemeinen einer weitergehenden Oberflächenbehandlung unterzogen, um die gewünschten Eigenschaften einzustellen.
The toners are produced by different and sometimes relatively expensive processes:
In the most widely used process, the colorant, especially a pigment such as carbon black, is extruded into a strand together with charge controlling agents, wax or a magnetic material such as magnetite with polymeric materials at elevated temperature in an extruder. This material is then cooled. Thereafter, it is crushed consuming in a grinding process. This is followed by aerodynamic classification with regard to the desirable particle size. Thereafter, the toner particles are generally subjected to a further surface treatment to set the desired properties.

Nachteilig bei dem geschilderten Verfahren ist zunächst der große Energieaufwand, der für das Extrudieren und Mahlen benötigt wird.adversely in the described method, first of all the great expenditure of energy, the for requires extruding and grinding becomes.

Nachteilig an dem geschilderten Verfahren ist außerdem, dass eine genaue Einstellung der Tonerpartikelgröße nicht möglich ist. Vielmehr entstehen Tonerpartikel mit einer weit gestreuten Teilchengrößenverteilung, so dass die erzeugten Tonerpartikel nach ihrer Herstellung einem aufwendigen Klassieren unterzogen werden müssen. Aufgrund der ungenauen Einstellmöglichkeiten bei der Tonerpartikelgröße ist der Anteil der durch Klassieren abgeschiedenen bzw. aussortierten Tonerpartikel, die aufgrund ihrer zu geringen oder zu großen Partikeldurchmesser für die weitere Verwendung nicht geeignet sind, vergleichsweise groß, so dass die Menge an Ausschusstoner hoch ist. Der Ausschuss wird entweder in den Herstellungsprozess rückgeführt oder als Sondermüll aufwendig entsorgt.adversely in the described method is also that a precise setting the toner particle size is not possible is. Rather, toner particles with a widely scattered arise particle size distribution, so that the toner particles produced after their preparation a must undergo elaborate classifications. Due to the inaccurate settings the toner particle size is the Proportion of toner particles deposited or sorted by classifying, due to their too small or too large particle diameter for the further Use are not suitable, comparatively large, so that the amount of rejects is high. The committee will either be in recycled or the manufacturing process as hazardous waste disposed of expensively.

Ein weiterer Nachteil bei dem bekannten Verfahren, bei dem aus einer extrudierten Grundmasse durch Zerkleinern und Mahlen Tonerpartikel erzeugt werden, besteht darin, dass die Tonerpartikel zum einen eine rauhe Oberfläche aufweisen und deshalb dazu neigen, miteinander zu verbacken. Zum anderen entstehen insbesondere beim Zerkleinern und Mahlen der Grundmasse feinste Stäube, welche zur Vermeidung gesundheitlicher Beeinträchtigungen der Beschäftigten sowie zur Verhinderung von Staubexplosionen aufwendig ausgefiltert werden müssen, so dass die üblicherweise im großindustriellen Maßstab durchgeführte Herstellung der Toner sehr aufwendig und kostenintensiv ist.One Another disadvantage of the known method, in which from a Extruded base by crushing and grinding toner particles be created, is that the toner particles on the one hand a rough surface and therefore tend to cake together. To the others are formed especially when crushing and grinding the matrix finest dusts, which to avoid health problems of the employees and elaborately filtered out to prevent dust explosions must be, so that usually in the big industrial scale conducted Production of the toner is very expensive and expensive.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, die eine wirtschaftliche Herstellung von qualitativ hochwertigem Tonerpulver ermöglichen. Ferner soll ein entsprechend hergestelltes Tonerpulver angegeben werden.It It is therefore an object of the invention to provide a method and a system, the economical production of high-quality toner powder enable. Furthermore, a correspondingly produced toner powder is specified become.

Die vorstehend bezeichnete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Anlage gemäß Anspruch 13 gelöst. Im Hinblick auf das Tonerpulver wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 16 gelöst.The above-mentioned object is achieved by a method according to claim 1 and by a system according to claim 13 solved. With respect to the toner powder, the object is achieved by the object of claim 16 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Tonerpulver, dessen einzelne Tonerpartikel mindestens Farbmittel enthalten, welches in mindestens einem Polymer eingebunden ist, wird ein Polymermaterial und das mindestens eine Farbmittel, insbesondere zusammen mit Zusatzstoffen, in einem flüssigen Medium gelöst oder dispergiert, die Lösung oder die Dispersion auf eine Oberfläche aufgetragen, die in der Lösung oder der Dispersion enthaltenen Bestandteile durch zumindest teilweises Verdampfen des flüssigen Mediums ausgehärtet und anschließend von der Oberfläche abgetragen.at the method according to the invention for producing toner powder whose individual toner particles are at least Contain colorant which is incorporated in at least one polymer is a polymer material and the at least one colorant, especially together with additives, in a liquid medium solved or dispersed, the solution or the dispersion is applied to a surface which is in the solution or the dispersion contained ingredients by at least partial evaporation of the liquid Hardened medium and subsequently from the surface ablated.

Aus der älteren, nachveröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/EP 2005/000 857 ist ein Verfahren zum Herstellen von Tonerpulver bekannt, das darauf beruht, dass als Ausgangsstoff eine flüssige Phase auf Basis mindestens eines Monomers und/oder Oligomers bereitgestellt wird und das Farbmittel in dieser flüssigen Phase dispergiert wird. Die Aushärtung der Dispersion erfolgt durch Polymerisation des Monomers und/oder Oligomers.Out the older, subsequently published Application with file number PCT / EP 2005/000 857 is a procedure for producing toner powder, which is based on that as starting material a liquid Phase provided based on at least one monomer and / or oligomer and the colorant is dispersed in this liquid phase. The curing the dispersion is carried out by polymerization of the monomer and / or Oligomer.

Der Unterschied zu diesem Verfahren besteht darin, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Aushärten nicht durch eine chemische Reaktion (Polymerisation), sondern durch eine physikalischen Vorgang, nämlich durch Verdampfen des flüssigen Mediums erfolgt, so dass die in der Lösung oder in der Dispersion enthaltenen Bestandteile aushärten.Of the Difference to this method is that in the inventive method the curing not by a chemical reaction (polymerization), but by a physical process, namely by evaporation of the liquid Medium takes place, so that in the solution or in the dispersion cure contained ingredients.

Für die Herstellung des Tonerpulvers gegebenenfalls benötigte Zusatzstoffe wie Harze, Ladungssteuerungsstoffe, oberflächenwirksame Additive, Wachse, magnetische Materialien sowie weitere, die Eigenschaften steuernde Stoffe werden dabei vorzugsweise dem flüssigen Medium, beigemischt, vorzugsweise bevor das Farbmittel gelöst oder dispergiert wird. Der Begriff der Dispersion ist in diesem Zusammenhang breit zu deuten. Es kann sich dabei um eine heterogene Mischung (Gemenge) zwischen einem festen oder flüssigen Farbmittel und der flüssigen Phase handeln. Im Allgemeinen wird aber eine homogene Mischung (Lösung) vorliegen, bei welcher sich das feste oder flüssige Farbmittel in der flüssigen Phase gelöst hat, sei es durch physikalische Lösung, die gegebenenfalls mit einem Phasenübergang verbunden ist, oder durch eine chemische Lösung in Verbindung mit einer Ionisation oder einer chemischen Reaktion. Der Begriff Polymermaterial ist ebenfalls breit zu verstehen und umfasst ein Polymer oder mehrer verschiedene Polymere.For the preparation of the toner powder optionally required additives such as resins, charge control agents, surface-active additives, waxes, magnetic materials and other properties controlling substances are preferably the liquid medium, admixed, preferably before the colorant is dissolved or dispersed. The term dispersion is to be interpreted broadly in this context. It may be a heterogeneous mixture (mixture) between a solid or liquid colorant and the liquid phase. In general, however, a homogeneous mixture (solution) will be present, in which the solid or liquid colorant has dissolved in the liquid phase, be it by physical solution, which may be ver with a phase transition or by a chemical solution in conjunction with ionization or chemical reaction. The term polymeric material is also to be understood broadly and includes one or more different polymers.

Da das Verfahren von einem, vorzugsweise bei Raumtemperatur, flüssigen Medium ausgeht, welches das Polymermaterial und das mindestens eine Farbmittel gelöst oder dispergiert wird, entfällt die energie- und maschinenaufwendige Extrusion, die beim herkömmlichen Verfahren nach dem Stand der Technik notwendig ist. Somit kann Tonerpulver besonders kostengünstig hergestellt werden. Das Verdampfen des flüssigen Mediums erfolgt vorzugsweise unter Zufuhr von Energie, insbesondere Wärmeenergie, kann aber auch von selbst stattfinden oder durch Unterdruck oder ein Gebläse beschleunigt werden.There the process of one, preferably at room temperature, liquid medium starting, which is the polymer material and the at least one colorant solved or is dispersed, which eliminates the Energy- and machine-consuming extrusion, the conventional Method according to the prior art is necessary. Thus, toner powder can be especially economical getting produced. The evaporation of the liquid medium is preferably carried out under supply of energy, in particular heat energy, but can also take place by itself or accelerated by negative pressure or a blower become.

In einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lösung oder Dispersion mit einer Auftragsdicke auf die Oberfläche aufgetragen, die zumindest annähernd einem Durchmesser der herzustellenden Tonerpartikel entspricht. Im Fall der Dispersion wird vorzugsweise dabei berücksichtigt, ob diese beim Aushärten schrumpft oder sich ausdehnt und je nachdem mit einer Auftragsdicke gearbeitet, die größer bzw. kleiner ist als der Durchmesser der herzustellenden Tonerpartikel.In a preferred development of the method according to the invention becomes the solution or dispersion applied to the surface with an application thickness, the least approximate corresponds to a diameter of the toner particles to be produced. in the Case of the dispersion is preferably taken into account whether it shrinks during curing or expanding and working with a job thickness, the larger or smaller than the diameter of the toner particles to be produced.

Vorzugsweise wird die Lösung oder die Dispersion dabei im Wesentlichen vollflächig auf die Oberfläche aufgetragen und nach dem Abtragen zerkleinert, vorzugsweise zermahlen. Unter „im Wesentlichen vollflächig" ist im vorliegenden Zusammenhang zu verstehen, dass ein überwiegender Teil der Oberfläche, vorzugsweise mehr als 80 Prozent, mit der Lösung oder der Dispersion bedeckt wird. Eine flächendeckende, lückenfrei Auftragung ist hingegen nicht unbedingt erforderlich. Aufgrund der Auftragsdicke entsteht nach dem Ablösen von der Oberfläche ein flächiges Zwischenprodukt, dessen Abmessungen in einer Richtung bereits denen der herzustellenden Tonerpartikel entsprechen. Dieses flächige Zwischenprodukt wird in einem weiteren Verfahrensschritt zerkleinert, um Tonerpartikel mit dem gewünschten Durchmesser zu erhalten. Dies geschieht vorzugsweise durch Vermahlen. Aufgrund der bereits korrekten Abmessungen in einer Richtung kann die Zerkleinerung unter weitaus geringerem Energieeinsatz und Maschinenverschleiß erfolgen, als dies bei einer vollständigen Zerkleinerung eines voluminösen Zwischenproduktes der Fall wäre, wie es bei einem herkömmlichen Verfahren anfällt.Preferably becomes the solution or the dispersion is applied substantially over the entire surface of the surface and crushed after removal, preferably crush. Under "essentially Full surface "is in the present Understand that a majority of the surface, preferably more than 80 percent, with the solution or the dispersion is covered. A nationwide, gapless However, application is not essential. Due to the Application thickness arises after detachment from the surface flat Intermediate whose dimensions in one direction already those correspond to the produced toner particles. This flat intermediate is comminuted in a further process step to toner particles with the desired To get diameter. This is preferably done by grinding. Due to the already correct dimensions in one direction can comminution takes place with much less energy input and machine wear, than this when complete Crushing a voluminous intermediate the case would be as is the case with a conventional one Method arises.

In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lösung oder die Dispersion in Form von isolierten Tröpfchen auf die Oberfläche aufgetragen. Dabei wird ein mittlerer Tröpfchendurchmesser so gewählt, dass er zumindest näherungsweise einem Partikeldurchmesser der herzustellenden Tonerpartikel entspricht. Vorzugsweise wird auch hier berücksichtigt, ob die Dispersion beim Aushärten schrumpft oder sich ausdehnt und je nachdem mit einem mittleren Tröpfchendurchmesser gearbeitet, der größer bzw. kleiner ist als der Durchmesser der herzustellenden Tonerpartikel, so dass vorzugsweise nach dem Aushärten die Tonerpartikel in der gewünschten Größe entstehen. Bei dieser Vorgehensweise entfällt die Notwendigkeit des Mahlprozesses vollständig, so dass das Tonerpulver besonders effizient und kostengünstig hergestellt werden kann.In a particularly preferred further development of the method according to the invention becomes the solution or the dispersion is applied to the surface in the form of isolated droplets. This will be a mean droplet diameter chosen so that he at least approximately corresponds to a particle diameter of the toner particles to be produced. Preferably, it is also considered here whether the dispersion during curing shrinks or expands and, as the case may be, with a mean droplet diameter worked, the larger or smaller is the diameter of the toner particles to be produced, so that preferably after curing the toner particles in the desired Size arise. This procedure is omitted the need for the milling process completely, leaving the toner powder particularly efficient and cost-effective can be produced.

Dabei ist es zur Erzeugung möglichst gleichmäßiger, feinster Tröpfchen mit definierter Tröpfchengröße in kurzer Zeit besonders vorteilhaft, einen Tröpfchenerzeuger zu verwenden, der zum Erzeugen der Lösungs- bzw. Dispersionströpfchen eine Vielzahl von Düsen aufweist, denen nach dem Prinzip eines Tintenstrahl-Druckkopfes jeweils ein piezoelektrischer oder thermoelektrischer Wandler zugeordnet ist. So wird beim Piezo-Tintenstrahl-there is it to produce as possible even, finest droplet with defined droplet size in a short time Time particularly advantageous to use a droplet generator, which is used to generate the solution or dispersion droplets a variety of nozzles having, according to the principle of an inkjet printhead each associated with a piezoelectric or thermoelectric converter is. This is how the piezo inkjet

Verfahren mit Hilfe des piezoelektrischen Wandlers der Düsenkanal der jeweiligen Düse kurzzeitig so stark kontrahiert, dass ein Tröpfchen aus der Düse ausgestoßen wird. Beim sogenannten Bubble-Tintenstrahl-Verfahren wird mit Hilfe des thermoelektrischen Wandlers die in einem der jeweiligen Düse zugeordneten Düsenkanal enthaltene Lösung bzw. Dispersion soweit erwärmt, dass schlagartig eine Gasblase in der Dispersion bzw. der Lösung entsteht, welche zu einem Ausstoßen eines Tröpfchens aus der Düse führt.method with the help of the piezoelectric transducer, the nozzle channel of the respective nozzle for a short time contracted so much that a droplet is expelled from the nozzle. In the so-called bubble inkjet process is using the thermoelectric converter associated in one of the respective nozzle nozzle channel contained solution or Dispersion so far heated, that suddenly a gas bubble is formed in the dispersion or the solution, which to an ejection of a droplet the nozzle leads.

Derartige thermoelektrische oder piezoelektrische Wandler, die beispielsweise bei Tintenstrahl-Druckern Verwendung finden, zeichnen sich durch eine äußerst präzise Einstellung der Tröpfchengröße mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit aus, so dass über einen langen Zeitraum feinste Tröpfchen definierter Tröpfchengröße aus dem Tröpfchenerzeuger ausgestoßen werden können. Zum Einstellen der Lösungs- bzw. der Dispersionsmenge pro zu erzeugendem Tröpfchen werden diese Wandler elektrisch angesteuert, um die Tröpfchen auszustoßen, während die Lösung bzw. die Dispersion den Düsen aus einem Reservoir zugeführt wird.such thermoelectric or piezoelectric transducers, for example are used in inkjet printers are characterized by a very precise setting the droplet size with a lot high repeat accuracy, so that over a long period finest droplet defined droplet size from the droplet generator pushed out can be. To set the solution or the amount of dispersion per droplet to be generated become these transducers electrically driven to expel the droplets while the solution or the dispersion of the nozzles fed to a reservoir becomes.

Es hat sich gezeigt, dass sich als Tröpfchenerzeuger besonders gut ein Piezo-Tintenstrahl-Druckkopf eignet, welcher beispielsweise zur Herstellung großflächiger Ausdrucke zum Einsatz kommt. Der Piezo-Tintenstrahl-Druckkopf ist hierzu in einer Halterung fest eingebaut, mit einem Reservoir oder einem Vorratsbehälter verbunden und spritzt die Tröpfchen auf die Oberfläche, beispielsweise die Oberfläche eines Förderbands, auf. Die Tröpfchengröße der ausgestoßenen feinsten Tröpfchen wird vorzugsweise durch einen elektrischen Spannungsverlauf am Wandler gesteuert. Der Tröpfchenausstoß des Tröpfchenerzeugers pro Sekunde und Düse liegt in einem Bereich von 1 000 bis 50 000 Hz, damit eine ausreichende Menge an Tröpfchen erzeugt werden kann.It has been shown that a droplet generator is particularly well suited to a piezo inkjet printhead which is used, for example, for producing large-area prints. The piezo inkjet printhead is for this purpose permanently installed in a holder, connected to a reservoir or a storage container and injects the droplets onto the surface, for example the surface of a conveyor belt. The Droplet size of the ejected finest droplets is preferably controlled by an electrical voltage waveform at the transducer. The drop ejection of the droplet generator per second and nozzle is in a range of 1,000 to 50,000 Hz to allow a sufficient amount of droplets to be produced.

Um eine Agglomeration der erzeugten Tröpfchen zu verhindern, wird bei einer Variante der erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die ausgestoßenen feinsten Tröpfchen elektrostatische aufzuladen, so dass sie sich gegenseitig durch ihre Ladungen abstoßen. Die elektrostatische Aufladung erfolgt vorzugsweise durch Anlegen eines elektrischen Feldes an der Austrittsöffnung des Tröpfchenerzeugers, durch das die Tröpfchen beim Ausstoßen hindurchfliegen. Ferner können die Tröpfchen auch unmittelbar bei ihrer Erzeugung elektronisch aufgeladen werden.Around will prevent agglomeration of the droplets produced proposed in a variant of the method according to the invention, the ejected ones finest droplets to charge electrostatic so that they pass each other through repel their charges. The electrostatic charging is preferably carried out by applying an electric field at the exit opening of the droplet generator, through that the droplets when ejecting fly through. Furthermore, can the droplets be charged electronically as soon as they are generated.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, die Oberfläche im Falle elektrostatisch geladener Tonerpartikel bzw. elektrostatisch geladener Tröpfchen diesen gegenüber gegenpolig aufzuladen. Durch das Aufladen des Förderbandes wird erreicht, dass sich die ausgestoßenen Tröpfchen auf der Oberfläche gleichmäßig niederschlagen. Durch Umkehrung der Ladungspolung der Oberfläche oder durch Vorbeiführen der Oberfläche an einem stärker geladenen Sammler, beispielsweise einer geladenen Trommel, ist es ferner möglich, die an der Oberfläche anhaftenden Tonerpartikel nach dem Verfestigen von der Oberfläche zu lösen und der weiteren Verarbeitung zuzuführen.Of Further, it is proposed that the surface in the case of electrostatic charged toner particles or electrostatically charged droplets against these opposite polarity charge. By loading the conveyor belt is achieved that the rejected ones droplet on the surface precipitate evenly. By reversing the charge polarity of the surface or by passing the surface at a stronger it is charged collector, such as a charged drum furthermore possible, the on the surface to dissolve adhering toner particles after solidification of the surface and for further processing.

Alternativ wird vorgeschlagen, die Tröpfchen während ihres Fluges, beispielsweise im freien Fall, soweit aushärten, d.h. die flüssigen Bestandteile verdampfen zu lassen, dass diese bereits zumindest teilweise ausgehärtet auf die Oberfläche auftreffen.alternative It is suggested that the droplets during their Flight, for example in free fall, to the extent that they harden, i. the liquid ones Vaporizing ingredients that they already have at least partially cured on the surface incident.

Alternativ zur Verwendung von Düsen, die nach dem Prinzip eines Tintenstrahl-Druckkopfes funktionieren, können die isolierten Tröpfchen durch ein Siebdruckverfahren, insbesondere durch ein Rotationssiebdruckverfahren, erzeugt werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders wirtschaftlich. Dabei können die im Zusammenhang mit der Tröpfchenerzeugung durch Düsen beschriebenen Maßnahmen zur Verhinderung der Agglomeration der erzeugten Tröpfchen, insbesondere durch elektrostatische Aufladung, auch bei der Erzeugung isolierter Tröpfchen durch das Siebdruckverfahren eingesetzt werden.alternative for using nozzles, which work on the principle of an inkjet printhead, the isolated droplets by a screen printing method, in particular by a rotary screen printing method, be generated. This embodiment the invention is particularly economical. The can in the context of droplet production through nozzles measures described to prevent the agglomeration of the droplets produced, in particular by electrostatic charging, even in the production of isolated droplet be used by the screen printing process.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das flüssige Medium Methyl-Ethyl-Keton, insbesondere 80% Methyl-Ethyl-Keton und 20 % Toluol, umfasst.It has proved to be useful if the liquid Medium methyl ethyl ketone, especially 80% methyl ethyl ketone and 20% toluene.

Das Verhältnis des flüssigen Mediums zu den übrigen Bestandteilen kann in einem Bereich von 70:30 bis 99:1 liegen und insbesondere 90:10 betragen. Die Wahl eines geeigneten Verhältnisses hängt von den jeweiligen Anwendungsparametern, insbesondere von der erforderlichen Viskosität der Lösung bzw. der Dispersion ab und wird vom Fachmann entsprechend getroffen. Die Bereichsgrenzen können ebenfalls variieren, wobei ein niedrigerer Anteil als der vorstehend genannte untere Grenzwert von 70 % möglich und durch die für die Verarbeitung erforderliche Viskosität der Lösung bzw. der Dispersion begrenzt ist. Der obere Grenzwert von 99 % ist im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu sehen und kann unter technischen Gesichtspunkten noch weiter erhöht werden, allerdings aufThe relationship of the liquid Medium to the rest Ingredients can range from 70:30 to 99: 1 and especially 90:10. The choice of a suitable ratio depends on the particular application parameters, in particular the required viscosity the solution or of the dispersion and is made accordingly by the person skilled in the art. The range limits can also be vary, with a lower proportion than the above lower limit of 70% possible and by the for limits the processing required viscosity of the solution or the dispersion is. The upper limit of 99% is in terms of economy of the process can be seen and still technically further increased be, though

Kosten der Wirtschaftlichkeit. Ein besonders zweckmäßiges Verhältnis zwischen dem flüssigen Medium und den übrigen Bestandteilen beträgt 90:10.costs the economy. A particularly convenient ratio between the liquid medium and the rest Ingredients is 90:10.

Das Farbmittel kann Carbon Black, d.h. Industrieruß, insbesondere für schwarzes Tonerpulver, Pigmente, insbesondere für farbiges Tonerpulver und Magnetit, insbesondere für schwarzes magnetisches Tonerpulver, umfassen. Das Polymermaterial kann Polyesterharz, insbesondere teilweise vernetztes Polyesterharz und/oder ein Styrol-Acrylcopolymer, insbesondere ein teilweises vernetztes Styrol-Acrylpolymer, umfassen. Die Zusatzstoffe können ein Wachsmaterial, insbesondere Polypropylenwachs und/oder Polyethylenwachs und/oder Polyamidwachs, und/oder einen Ladungsteuerungsstoff, insbesondere Chromkomplexe und/oder Eisenkomplexe für negativ geladene Tonerpulver, quartäres Ammoniumsalz für positiv geladene Tonerpulver und Zinkkomplexe umfassen.The Colorant may be carbon black, i. Carbon black, especially for black Toner powder, pigments, in particular for colored toner powder and magnetite, especially for black magnetic toner powder. The polymer material may be polyester resin, in particular partially crosslinked polyester resin and / or a styrene-acrylic copolymer, in particular a partial one crosslinked styrene-acrylic polymer. The additives can be Wax material, in particular polypropylene wax and / or polyethylene wax and / or polyamide wax, and / or a charge control substance, in particular Chromium complexes and / or iron complexes for negatively charged toner powders, quaternary Ammonium salt for positively charged toner powders and zinc complexes.

Die Tröpfchengröße der aus dem Tröpfchenerzeuger ausgestoßenen feinsten Tröpfchen wird so eingestellt, dass die Teilchengröße der erhaltenen Tonerpartikel zwischen etwa 2 und 9 μm, insbesondere zwischen etwa 4 und 7 μm, liegt. Wie es sich gezeigt hat, ist es durch die zuvor beschriebenen exakten Einstellung der Tröpfchengröße möglich, die Partikelgröße der fertigen Tonerpartikel so einzustellen, dass die Herstellung von Tonerpulver mit Tonerpartikel möglich ist, bei dem nahezu alle Tonerpartikel zumindest annähernd die gleiche Partikelgröße aufweisen. Hierdurch kann nicht nur das bei den bekannten Verfahren bisher notwendige Klassieren der Tonerpartikel entfallen. Darüber hinaus geht die Ausschussmenge an Tonerpartikeln mit zu geringer oder zu großer Partikelgröße gegen Null, wodurch das erfindungsgemäße Herstellungs verfahren einen weitreichenden wirtschaftlichen Vorteil gegenüber den bisher bekannten Verfahren bietet. Ferner ist der Energieeinsatz verglichen mit den bekannten Verfahren, insbesondere dem sehr energieintensiven, zuvor beschriebenen Extrudieren von Polymergranulaten und Mahlen der Polymergranulate zu Tonerpartikeln, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich geringer, wodurch dessen hohe Wirtschaftlichkeit vor allem bei der großindustriellen Herstellung von Tonerpulver einen weiteren wesentlichen Vorteil bietet.The droplet size of the finest droplets ejected from the droplet generator is adjusted so that the particle size of the toner particles obtained is between about 2 and 9 μm, in particular between about 4 and 7 μm. As has been shown, by the exact droplet size adjustment described above, it is possible to adjust the particle size of the finished toner particles to allow the production of toner powder with toner particles in which nearly all toner particles have at least approximately the same particle size. This not only eliminates the need to classify the toner particles previously required in the known methods. In addition, the rejects amount of toner particles with too small or too large particle size to zero, whereby the manufacturing method of the invention offers a far-reaching economic advantage over the previously known methods. Furthermore, the energy input compared to the known methods, in particular the very energy-intensive, previously be described extruding polymer granules and grinding the polymer granules to toner particles, in the inventive method significantly lower, whereby its high efficiency, especially in the large-scale production of toner powder offers a further significant advantage.

Des weiteren können der Lösung oder der Dispersion aus Polymermaterial und Farbmittel zusätzliche Farbstoffe beigemengt werden, um die Brillanz der Tonerpartikel zu erhöhen, die gleichfalls in die Polymer-Matrix der Tonerpartikel eingebunden sind.Of others can the solution or the dispersion of polymeric material and colorant additional Dyes are added to the brilliance of the toner particles to increase, which are also incorporated into the polymer matrix of the toner particles.

Bezüglich der eingesetzten Pigmente unterliegt die vorliegende Erfindung keiner relevanten Beschränkung. Es kann sich dabei um organische Pigmente und/oder anorganische Pigmente handeln. Als anorganische Pigmente kommen beispielsweise Titandioxide, Zinksulfid, Eisenoxide, Nickel- oder Chromantimontitanoxide, Kobaltoxide und Bismutvanadate in Betracht. Als organische Pigmente können beispielsweise Phthalocyanin-Pigmente oder Ruß herangezogen werden.Regarding the The pigments used are not subject to the present invention relevant restriction. These may be organic pigments and / or inorganic Pigments act. As inorganic pigments come, for example Titanium dioxides, zinc sulphide, iron oxides, nickel or chromium antimony titanium oxides, Cobalt oxides and bismuth vanadates into consideration. As organic pigments can For example, phthalocyanine pigments or carbon black are used.

Die verwendeten Pigmente sollen möglichst feinteilig sein, wobei bevorzugt 95 % und insbesondere 99 % der Pigmentpartikel eine Teilchengröße von gleich oder kleiner 500 nm besitzen sollten. Die mittlere Teilchengröße liegt vorzugsweise bei einem Wert von weniger als 200 nm. In Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Pigment kann sich die Morphologie der Pigmentteilchen sehr stark unterscheiden. Um ein günstiges Viskositätsverhalten der angesprochenen Dispersion zu erhalten, sollten die Teilchen bevorzugt kugelförmige Gestalt besitzen.The used pigments should be finely divided preferably 95% and in particular 99% of the pigment particles a particle size of the same or less than 500 nm. The mean particle size is preferably at a value of less than 200 nm. Dependent Of the particular pigment used, the morphology of the Pigment particles very different. To a cheap one viscosity behavior to obtain the addressed dispersion, the particles should preferably spherical Own shape.

Bei der Zusammenstellung der Ausgangsmaterialien für die Lösung oder die Dispersion, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt und auf die Oberfläche aufgetragen wird, ist es vorteilhaft, die Viskosität in einen optimalen Rahmen zu stellen, insbesondere wenn die Lösung oder die Dispersion in Form von isolierten Tröpfchen auf die Oberfläche aufgetragen wird. Die Viskosität liegt in Abhängigkeit von der Temperatur, mit der die feinsten Tröpfchen auf die Oberfläche auftreffen, im Allgemeinen zwischen etwa 1 und 50 mPa s, insbesondere zwischen 5 und 30 mPa s. dieser Viskositätsbereich begünstigt vielfältige Abläufe. Ist die Viskosität zu hoch, dann bedeutet das einen höheren technischen Aufwand. Andererseits bedeutet die Einhaltung dieses Viskositätsrahmens, dass sich das Verfahrenserzeugnis in vorteilhafter Form ausbildet, so beispielsweise die fertigen Tonerpartikel die wünschenswerte Größe, Form und Einheitlichkeit haben. Eine Einstellung der Viskosität kann dabei beispielsweise vorteilhaft durch eine entsprechende Änderung des Lösungsmittelgehaltes erfolgen.at the composition of the starting materials for the solution or dispersion, the in the context of the method according to the invention generated and on the surface is applied, it is advantageous to the viscosity in one optimal setting, especially if the solution or the dispersion is applied to the surface in the form of isolated droplets becomes. The viscosity is dependent the temperature at which the finest droplets impact the surface generally between about 1 and 50 mPa s, in particular between 5 and 30 mPa s. This viscosity range favors a variety of processes. is the viscosity Too high, then it means a higher technical effort. On the other hand, compliance with this viscosity framework means that the process product is advantageously formed, For example, the finished toner particles have the desirable size, shape and have unity. An adjustment of the viscosity can thereby for example, advantageously by a corresponding change the solvent content respectively.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Tonerpulver, bei dem die einzelnen Tonerpartikel des Tonerpulvers mindestens ein, in mindestens einem Polymer eingebundenes Farbmittel enthalten, beruht wesentlich darauf, dass ein Vorratsbehälter für ein flüssigesThe inventive plant for the production of toner powder in which the individual toner particles of the toner powder at least one incorporated in at least one polymer Containing colorant is essentially due to the fact that a reservoir for a liquid

Medium vorgesehen ist, in dem Polymermaterial und das mindestens eine Farbmittel, insbesondere zusammen mit Zusatzstoffen, gelöst oder dispergiert sind. Ferner ist eine Oberfläche vorgesehen, auf welcher die Lösung oder Dispersion aufbringbar ist, sowie mit dem Vorratsbehälter verbundene Mittel zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion auf die Oberfläche. Zum Zwecke des Aushärtens der in der Lösung oder in der Dispersion enthaltenen Bestandteile weist die Anlage ein Mittel zum zumindest teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums auf, wobei das Mittel zum zumindest teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums so ausgelegt ist, dass eine zum Aushärten der in der Lösung oder in der Dispersion enthaltenen Bestandteile durch Verdampfen ausreichende Energie bereitgestellt wird. Außerdem ist ein Mittel zum Abtragen der ausgehärteten Bestandteile von der Oberfläche vorgesehen.medium is provided in the polymer material and the at least one colorant, in particular together with additives, dissolved or dispersed. Further is a surface provided on which the solution or dispersion can be applied, and connected to the reservoir Means for applying the solution or the dispersion on the surface. For the purpose of curing the in the solution or components contained in the dispersion has the facility a means for at least partially vaporizing the liquid medium , wherein the means for at least partially evaporating the liquid medium is designed to cure one in the solution or in the dispersion components by evaporation sufficient Energy is provided. Furthermore is a means of removing the hardened components from the surface intended.

Diese erfindungsgemäße Anlage ist besonders für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet und weist die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile auf.These inventive plant is especially for the implementation the method according to the invention suitable and has those described in connection with the method Advantages.

Das Polymermaterial und das Farbmittel können auch in einer Zuleitung zur Oberfläche oder auch vor Eintritt in die Zuleitung, jedenfalls vor dem Aufbringen auf die Oberfläche, zusammengebracht werden. Wesentlich ist, dass die Ausgangsstoffe in Lösung oder Dispersion vorliegen, die auf eine Oberfläche aufgebracht und durch teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums ausgehärtet wird.The Polymer material and the colorant may also be present in a feed line to the surface or before entering the supply line, at least before application on the surface, be brought together. It is essential that the starting materials in solution or dispersion applied to a surface and partially Evaporation of the liquid Hardened medium becomes.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion auf die Oberfläche eine Vielzahl von Düsen zum Erzeugen feinster Tröpfchen, vorzugsweise vorgegebener Größe. Durch Einstellen der Düsenparameter kann die Tröpfchengröße gezielt gesteuert werden, so dass diese Ausführungsform der Erfindung eine besonders flexible Herstellung der Tröpfen erlaubt.Preferably include the means for applying the solution or dispersion the surface a variety of nozzles for producing the finest droplets, preferably predetermined size. By Setting the nozzle parameters can target the droplet size be controlled so that this embodiment of the invention a particularly flexible production of the droplets allowed.

Die Mittel zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion auf die Oberfläche können alternativ eine Siebdruckvorrichtung, insbesondere eine Rotationssiebdruckvorrichtung, umfassen, wodurch eine besonders wirtschaftliche Herstellung der Tröpfchen ermöglicht wird.The Means for applying the solution or dispersion on the surface may alternatively comprise a screen printing device, in particular a rotary screen printing apparatus, whereby a particularly economical production of the droplets is made possible.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben.The invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached FIGS th schematic drawings with further details.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Tonerpulver, 1 a schematic representation of an embodiment of a plant according to the invention for the production of toner powder,

2 einen schematischen Schnitt durch einen Düsenkörper eines in der Anlage verwendeten Inkjet-Druckkopfes; 2 a schematic section through a nozzle body of an inkjet printing head used in the system;

3 einen schematischen Schnitt des Düsenkörpers unmittelbar vor dem Ausstoßen des Dispersionströpfchens; 3 a schematic section of the nozzle body immediately before the ejection of the dispersion droplet;

4 einen schematischen Schnitt des Düsenkörpers beim Ausstoßen eines Dispersionströpfchens; 4 a schematic section of the nozzle body during the ejection of a dispersion droplet;

5 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Tonerpulver; 5 a schematic representation of a modified embodiment of in 1 illustrated inventive plant for the production of toner powder;

6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anlage; und 6 a schematic representation of another embodiment of a system according to the invention; and

7 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Anlage nach 6. 7 a schematic representation of a modified embodiment of the system according to 6 ,

1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage 10 zur Herstellung von Tonerpulver. Die Anlage 10 hat einen Vorratsbehälter 12, in welchem eine Lösung oder eine Dispersion 16 enthalten ist, die aus den die Ausgangsstoffen für die einzelnen Tonerpartikel 14, Polymermaterial, Pigmenten sowie gegebenenfalls weiteren Farbstoffen, oberflächenwirksamen Additiven, Ladungssteuerungsstoffen und ähnlichen Substanzen, sowie aus einem flüssigen Medium gebildet ist, in dem die vorgenannten Bestandteile gelöst bzw. dispergiert sind. Um eine möglichst gleichmäßige Durchmischung der entstehenden Lösung bzw. Dispersion 16 zu erreichen, werden das Polymermaterial, die Pigmente sowie die Zusatzstoffe mit einer nicht dargestellten Mischeinrichtung miteinander vermengt. 1 shows a schematic representation of a plant according to the invention 10 for the production of toner powder. The attachment 10 has a reservoir 12 in which a solution or a dispersion 16 which contains the starting materials for the individual toner particles 14 , Polymer material, pigments and optionally further dyes, surface-active additives, charge control substances and similar substances, as well as from a liquid medium is formed, in which the aforementioned components are dissolved or dispersed. In order to achieve the most uniform possible mixing of the resulting solution or dispersion 16 To achieve the polymer material, the pigments and the additives are mixed together with a mixing device, not shown.

Nahe dem Boden des Vorratsbehälters 12 der ist ein Auslass 18 vorgesehen, der über ein Leitungssystem 20 mit einem als Tröpfchenerzeuger dienenden Inkjet-Druckkopf 22 in Verbindung steht. Der Aufbau und die Funktionsweise des Inkjet-Druckkopfes 22 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 kurz erläutert.Near the bottom of the storage tank 12 that is an outlet 18 provided by a pipe system 20 with an inkjet printhead serving as a droplet generator 22 communicates. The structure and operation of the inkjet printhead 22 is described below with reference to the 2 to 4 briefly explained.

Wie die 2 bis 4 zeigen, hat der Inkjet-Druckkopf 22 einen aus einem Piezomaterial gefertigten Düsenkörper 24, in dem eine Vielzahl parallel nebeneinander verlaufender Düsenkanäle 26 ausgebildet ist, welche mit dem Auslass 18 des Vorratsbehälters 14 über einen nicht dargestellten Verteiler in Strömungsverbindung stehen. An der Stirnseite des Düsenkörpers 24 ist eine Düsenplatte 28 befestigt, in welcher Düsenöffnungen 30 für jeden zweiten Düsenkanal 26 vorgesehen sind. Jedem Düsenkanal 26 sind jeweils zwei vier Elektroden 32 zugeordnet. Die Elektroden 32 sind mit einer nicht dargestellten Steuerung verbunden.As the 2 to 4 show, has the inkjet printhead 22 a nozzle body made of a piezomaterial 24 , in which a plurality of parallel juxtaposed nozzle channels 26 is formed, which with the outlet 18 of the storage container 14 be in fluid communication via a distributor, not shown. At the front of the nozzle body 24 is a nozzle plate 28 fixed, in which nozzle openings 30 for every second nozzle channel 26 are provided. Every nozzle channel 26 each are two four electrodes 32 assigned. The electrodes 32 are connected to a controller, not shown.

Im Ruhezustand, wie er in 2 dargestellt ist, verlaufen die Düsenkanäle 26 parallel zueinander. Wird nun an die Elektroden 32 eines Düsenkanals 26 eine Spannung angelegt, bewirkt die Spannung eine Verformung der den Düsenkanal 26 begrenzenden Wände 34, wie es die 3 zeigt, die zu einer Volumenvergrößerung des Düsenkanals 26 führt, so dass eine geringe Menge zusätzlicher Dispersion aus dem Auslass 20 in den Düsenkanal 26 einströmen kann.At rest, as he is in 2 is shown, run the nozzle channels 26 parallel to each other. Will now to the electrodes 32 a nozzle channel 26 applied a voltage, the voltage causes a deformation of the nozzle channel 26 bounding walls 34 like it 3 shows, leading to an increase in volume of the nozzle channel 26 leads, leaving a small amount of additional dispersion from the outlet 20 in the nozzle channel 26 can flow in.

Wird die an den Elektroden 32 anliegende Spannung abgeschaltet, nehmen die Wände 34 wieder ihre ursprüngliche Ausgangslage ein, wie 4 zeigt, wodurch das Volumen des Düsenkanals 26 wieder vermindert wird. Dabei wird aus der offenen Düsenöffnung 30 ein Dispersionströpfchen 36 ausgestoßen. Durch entsprechendes Einstellen und Modulieren der Spannung an den Elektroden 32, beispielsweise Verändern der Spannungsamplitude der Spannungsimpulse oder der Impulsanzahl pro Zeiteinheit, kann auf sehr einfache und sehr exakte Weise die Tröpfchengröße des Dispersionströpfchens 36 sowie die Anzahl zu erzeugender Dispersionströpfchen 36 eingestellt und vorgegeben werden.Will that be on the electrodes 32 switched off voltage, take the walls 34 again their original starting position, like 4 shows, reducing the volume of the nozzle channel 26 is diminished again. This is from the open nozzle opening 30 a dispersion droplet 36 pushed out. By adjusting and modulating the voltage at the electrodes 32 For example, changing the voltage amplitude of the voltage pulses or the number of pulses per unit time, in a very simple and very accurate way, the droplet size of the dispersion droplet 36 and the number of dispersion droplets to be generated 36 be set and specified.

Wie 1 weiter zeigt, treffen die aus dem Inkjet-Druckkopf 22 austretenden Dispersionströpfchen 36 auf ein mit hoher Geschwindigkeit am Druckkopf 22 sich vorbeibewegendes Förderband 38 auf. Die Geschwindigkeit des Förderbandes 38 ist dabei so der austretenden Menge an Dispersionströpfchen 36 angepaßt, dass die Tröpfchen in einer Fläche nebeneinander und hintereinander auf der Oberfläche des Förderbandes 38 aufliegen.As 1 further shows that hit the inkjet printhead 22 exiting dispersion droplets 36 on a high speed printhead 22 moving conveyor belt 38 on. The speed of the conveyor belt 38 is thus the exiting amount of dispersion droplets 36 adapted so that the droplets in a surface next to each other and one behind the other on the surface of the conveyor belt 38 rest.

In Transportrichtung T des Förderbandes 38 ist eine dem Druckkopf 22 nachgeordnete Wärmequelle 40 vorgesehen. Durch die Wärmequelle 40 werden die auf dem Förderband 38 angeordneten Tröpfchen 36 erwärmt und zwar derart, dass die Verdampfungstemperatur des flüssigen Mediums erreicht wird. Durch die daraufhin eintretende Verdampfung des flüssigen Mediums härten die in der Lösung bzw. in der Dispersion enthaltenen Bestandteile, also insbesondere das Polymermaterial und das Farbmittel aus, so dass nach dem Verdampfungsvorgang die ausgehärteten Tröpfchen 36 die Tonerpartikel 12 des Tonerpulvers bilden. Die Aushärtung erfolgt also im Rahmen dieses Verfahrens bzw. der Anlage durch einen physikalischen Vorgang.In the transport direction T of the conveyor belt 38 is a print head 22 downstream heat source 40 intended. Through the heat source 40 be on the conveyor belt 38 arranged droplets 36 heated in such a way that the evaporation temperature of the liquid medium is achieved. As a result of the subsequent evaporation of the liquid medium, the constituents contained in the solution or in the dispersion, ie in particular the polymer material and the colorant, cure so that after evaporation the hardened droplets 36 the toner particles 12 of the toner powder. The curing thus takes place in the context of this process or the system by a physical process.

Am Ende des Förderbandes 38 ist eine Sammeleinrichtung 42 angeordnet, welche die einzelnen Tonerpartikel 12 vom Förderband 38 aufnimmt und in einen Sammelbehälter 44 leitet.At the end of the conveyor belt 38 is a collection facility 42 arranged, which are the individual toner particles 12 from the conveyor belt 38 picks up and into a collection container 44 passes.

Die Wärmequelle 40, also das Mittel zum zumindest teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums umfasst eine in 1 nicht dargestellte Steuereinrichtung, die eine Steuerung bzw. eine Regelung des Energieeintrags in die Tröpfchen in Abhängigkeit von der Verdampfungstemperatur des jeweils gewählten flüssigen Mediums ermöglicht.The heat source 40 , So the means for at least partially evaporating the liquid medium comprises an in 1 Control device, not shown, which enables control or regulation of the energy input into the droplets in dependence on the evaporation temperature of the respectively selected liquid medium.

Die Wärmequelle 40, d.h. das Mittel zum zumindest teilweisen Verdampfen des flüssigen Mediums, ist dabei im Hinblick auf seine Leistung so ausgelegt, dass eine zum Verdampfen des flüssigen Mediums ausreichende Energie der auf die Oberfläche des Förderbandes bzw. der Trommel aufgebrachten Lösungs- oder Dispersionsschicht zugeführt werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Größe des Energieeintrags dadurch bestimmt wird, dass es sich beim Aushärten der in der Lösung bzw. in der Dispersion enthaltenen Bestandteile um einen physikalischen Vorgang handelt, bei dem das in der Lösung bzw. in der Dispersion enthaltene flüssige Medium verdampft wird. Die Leistung der Wärmequelle wird damit durch die jeweilige Verdampfungstemperatur des flüssigen Mediums und die Geometrie der Oberfläche bestimmt, die der Wärmequelle ausgesetzt ist.The heat source 40 , ie the means for at least partial evaporation of the liquid medium, is designed with respect to its performance so that sufficient for evaporating the liquid medium energy of the applied to the surface of the conveyor belt or the drum solution or dispersion layer can be supplied. It should be noted that the size of the energy input is determined by the fact that it is a physical process during the curing of the components contained in the solution or in the dispersion, in which the liquid medium contained in the solution or in the dispersion is evaporated. The power of the heat source is thus determined by the particular evaporation temperature of the liquid medium and the geometry of the surface exposed to the heat source.

Es ist auch möglich, das Förderband selbst als Wärmequelle auszubilden, dergestalt, dass die Oberfläche des Förderbandes beheizt wird, auf die die Tröpfchen auftreffen. Dies kann beispielsweise durch unterhalb der Oberfläche angeordnete Heizschlangen erfolgen. Anstelle des Förderbandes kann auch ein beheizbares Substrat verwendet werdwen.It is possible, too, The conveyor belt even as a heat source form, in such a way that the surface of the conveyor belt is heated on the droplets incident. This can for example be arranged below the surface Heating coils done. Instead of the conveyor belt can also be heated Substrate used werdwen.

In 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der in 1 dargestellten Anlage 10 gezeigt, die sich von dieser lediglich dadurch unterscheidet, dass die Wärmequelle 40 dem Inkjet-Druckkopf 22 direkt nachgeordnet ist, so dass die aus dem Inkjet-Druckkopf 22 austretenden Dispersionströpfchen 36 unmittelbar nach ihrer Erzeugung also noch vor dem Auftreffen auf dem Förderband 38 mit erwärmt werden und bereits im Flug auszuhärten beginnen. Die im Flug zumindest teilweise ausgehärteten Dispersionströpfchen 36 fallen anschließend auf das Förderband 38 und werden durch dieses vom Inkjet-Druckkopf 22 wegtransportiert.In 5 is a modified embodiment of the in 1 illustrated plant 10 shown, which differs from this only in that the heat source 40 the inkjet printhead 22 is directly downstream, so that from the inkjet printhead 22 exiting dispersion droplets 36 Immediately after their production, that is before they hit the conveyor belt 38 to be warmed up and begin to cure already in flight. The at least partially cured dispersion droplets in flight 36 then fall onto the conveyor belt 38 and are by this from the inkjet printhead 22 transported away.

Die dargestellte Anlage 10 sowie deren Abwandlung stellen nur eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Tonerpulver dar. So ist es beispielsweise denkbar, anstelle des beschriebenen Inkjet-Druckkopfes 22 einen sogenannten Bubblejet-Druckkopf einzusetzen. Ferner kann durch statisches Aufladen der Dispersionströpfchen während deren Erzeugung sowie durch Anlegen eines elektrischen Feldes im Bereich des Druckkopfes ein Schweben der Dispersionströpfchen nach dem Austreten aus dem Druckkopf erreicht werden, so dass ein prozentualer Anteil der Tröpfchen im Schwebzustand vorgetrocknet werden kann. Die endgültige Trocknung, bzw. die Trocknung des überwiegenden Teils der Tröpfchen erfolgt, nachdem die Teilchen auf die beheizte Oberfläche aufgetroffen sind. Im Sinne der Erfindung wird also zumindest ein Teil des flüssigen Mediums auf das Förderband bzw. auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht und dort die Verdampfung des Lösungsmittels vollzogen.The illustrated plant 10 as well as their modification represent only one possible embodiment of the inventive plant for the production of toner powder. So it is conceivable, for example, instead of the described inkjet printhead 22 to use a so-called Bubblejet printhead. Furthermore, by static charging of the dispersion droplets during their generation and by applying an electric field in the region of the printhead, a suspension of the dispersion droplets after exiting the printhead can be achieved, so that a percentage of the droplets can be pre-dried in the suspended state. The final drying or drying of the majority of the droplets takes place after the particles have hit the heated surface. For the purposes of the invention, therefore, at least a portion of the liquid medium is applied to the conveyor belt or to the surface of the substrate and there carried out the evaporation of the solvent.

6 zeigt ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 shows a further example of a system according to the invention for carrying out the method according to the invention.

Ein Vorratsbehälter 1 enthält, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, eine aus den Ausgangsstoffen für die Herstellung von Tonerpartikeln, gebildete Lösung oder Dispersion, deren Bestandteile mit einer nicht dargestellten Mischeinrichtung miteinander vermengt bzw. vermischt werden.A storage container 1 contains, as related to 1 describes a solution or dispersion formed from the starting materials for the production of toner particles, whose components are mixed together or mixed with a mixing device, not shown.

Nahe dem Boden des Vorratsbehälters 1 ist ein Anschluss für ein Leitungssystem vorgesehen, über welches die Lösung bzw. die Dispersion 21 auf eine Oberfläche 31 einer rotierenden Trommel 3 aufgebracht wird. Mittels einer radial zur Trommel verstellbaren Walze 4 kann eine Dicke der aufgebrachten Dispersionsschicht auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.Near the bottom of the storage tank 1 a connection for a line system is provided, via which the solution or the dispersion 21 on a surface 31 a rotating drum 3 is applied. By means of a radially adjustable drum to the drum 4 For example, a thickness of the applied dispersion layer can be adjusted to a desired value.

Eine Energiezuführungsvorrichtung 5, insbesondere eine Wärmequelle, dient dazu, der Dispersionsschicht Energie zuzuführen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Warmluftgebläse oder eine Strahlungsheizung handeln. Auch für diese Wärmequelle gelten im Hinblick auf die Leistungsauslegung die Ausführungen im Zusammenhang mit der Anlage nach den 1 bis 5.A power supply device 5 , in particular a heat source, serves to supply energy to the dispersion layer. This may be, for example, a hot air blower or a radiant heater. With regard to the design of the power, the statements in connection with the system also apply to this heat source 1 to 5 ,

Die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel 3 und die Heizvorrichtung 5 sind vorzugsweise so auf einander und auf das Aushärtverhalten der Dispersion 21 abgestimmt, dass die Dispersionsschicht nach Passieren eines von der Heizvorrichtung 5 erfassten Bereichs der Oberfläche 31 vollständig ausgehärtet ist.The rotational speed of the drum 3 and the heater 5 are preferably so on each other and on the curing behavior of the dispersion 21 Tuned that the dispersion layer after passing one of the heater 5 covered area of the surface 31 completely cured.

Ein Schaber 4 schabt schließlich die ausgehärtete Dispersionsschicht von der Oberfläche 31 ab. Aus dem Abschaben resultierende Bruchstücke werden in einem Auffangbehälter 6 gesammelt. Anschließend werden die Bruchstücke in einem nicht gezeigten Mahlwerk vermahlen.A scraper 4 Finally, scrap the cured dispersion layer from the surface 31 from. Fragments resulting from the scraping are stored in a container 6 collected. Subsequently, the fragments are ground in a grinder, not shown.

7 zeigt eine abgewandelte Form der Anlage nach 6. Bei dieser Ausführungsform ist ein Tintenstrahldruckkopf 6 zum Aufsprühen der Lösung oder Dispersion 21 in Form von isolierten Tröpfchen 23 auf die Oberfläche 31 der Trommel 3 vorgesehen. Durch geeignete Ansteuerung des Tintenstrahldruckkopfes 5 können so Tonerpartikel direkt in der gewünschten Größe hergestellt werden. Die Notwendigkeit eines Mahlprozesses entfällt somit. Ansonsten funktioniert die Anlage wie die vorstehend beschriebene Anlage nach 6. 7 shows a modified form of the plant after 6 , In this embodiment, an ink jet print head 6 for spraying the solution or dispersion 21 in the form of isolated droplets 23 on the surface 31 the drum 3 intended. By suitable control of the inkjet printhead 5 So toner particles can be made directly in the desired size. The necessity of a milling process is thus eliminated. Otherwise, the system works like the system described above 6 ,

In sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen kann anstelle der rotierenden Trommel 3 auch ein Förderband verwendet werden, auf dessen Oberfläche die Lösung oder Dispersion 21 aufgebracht wird. Die Oberfläche der Trommel 3 oder des Förderbandes kann dabei vorteilhaft auch von Innen beheizt sein, entweder anstelle oder zusätzlich zu einer Energiezufuhr durch die Heizvorrichtung 5. Vorzugsweise ist die Oberfläche so beschaffen, dass die ausgehärtete Dispersion an dieser möglichst wenig haftet. Dadurch kann die ausgehärtete Dispersion leichter abgeschabt werden oder löst sich gegebenenfalls unter Schwerkrafteinwirkung alleine von der Oberfläche ab, oder kann vorteilhaft auch abgesaugt werden. Eine entsprechende Oberfläche lässt sich vorteilhaft durch Beschichtung der Trommel 3 oder des Förderbands, beispielsweise mit Teflon oder Silikon, schaffen.In all of the described embodiments, instead of the rotating drum 3 Also, a conveyor belt may be used, on the surface of which the solution or dispersion 21 is applied. The surface of the drum 3 or the conveyor belt can advantageously also be heated from the inside, either instead of or in addition to a power supply by the heater 5 , Preferably, the surface is such that the cured dispersion adheres to this as little as possible. As a result, the cured dispersion can be scraped off more easily or optionally dissolves under the action of gravity alone from the surface, or can advantageously also be filtered off with suction. A corresponding surface can be advantageously by coating the drum 3 or the conveyor belt, for example with Teflon or silicone create.

Der Grundaufbau einer zur Verwendung mit der Erfindung geeigneten Tonerrezeptur umfasst die folgenden Komponenten.Of the Basic construction of a toner formulation suitable for use with the invention includes the following components.

Als Hauptkomponente wird ein so genanntes "Tonerharz" (Tonerresin), insbesondere ein Thermoplast mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 50 °C bis 80 °C und einem Erweichungsbereich je nach Fixiertemperatur des Druckers von ca. 140 bis 220 °C, typischerweise 180 °C. Der Anteil an Tonerharz beträgt vorzugsweise über 90 %. Die Verwendung von Toner mit Füllstoffen, zum Teil mit funktionalen Eigenschaften, wie beispielsweise magnetischen Eisenoxid, ist ebenfalls möglich.When Main component is a so-called "toner resin" (toner resin), in particular a thermoplastic with a glass transition temperature between 50 ° C up to 80 ° C and a softening range depending on the fixing temperature of the printer from about 140 to 220 ° C, typically 180 ° C. The proportion of toner resin is preferably over 90%. The use of toner with fillers, partly with functional Properties such as magnetic iron oxide is also possible.

Das Tonerharz erfüllt die Funktion eines Bindemittels.The Toner resin satisfied the function of a binder.

Als weitere Komponente wird ein Additiv in Form eines Wachses verwendet und zwar in Konzentrationen bis ca. 5 %. Neben den bereits genannten Wachsen können auch syntethische Oligopolymere mit Schmelzpunkten von 90 °C bis 150 °C (PE und PP) eingesetzt werden. Derartige Additive dienen als Trennmittel oder Anti-Offset-Mittel. Das bedeutet, dass beim Aufschmelzen des Toners das Wachs "ausschwitzt" und eine Trennschicht zwischen der beheizten Fixierwalze und dem erweichten Toner bildet, der auf das Papier gewalzt wird.When another component is an additive in the form of a wax used and in concentrations up to about 5%. In addition to the already mentioned waxes can also syntethical oligopolymers with melting points from 90 ° C to 150 ° C (PE and PP) be used. Such additives serve as release agents or Anti-offset agent. This means that when the toner melts the wax "sweats out" and a separating layer forms between the heated fuser roll and the softened toner, which is rolled on the paper.

Eine weitere Komponente einer typischen Tonerrezeptur ist der Ladungssteuerstoff, der meist in Form organischer Metallkomplexe vorliegt, und zwar anteilig in einer Menge von 1 bis 4 %, typischerweise bei 2 %. Der Ladungssteuerstoff hat die Funktion, die triboelektrische Aufladung der Partikel bezüglich Niveau und Konstanz zum Transfer der Tonerpartikel vom Vorratstank letztendlich auf das Papier zu steuern.A another component of a typical toner formulation is the charge control material, which is usually in the form of organic metal complexes, and proportionally in an amount of 1 to 4%, typically 2%. The charge control substance has the function, the triboelectric charging of the particles in terms of level and consistency to transfer the toner particles from the storage tank eventually to control the paper.

Schließlich umfasst die Tonerrezeptur ein Farbmittel, z. B. Ruß für schwarzen Toner, und kupferphtalocyanin bei Cyan als farbgebende Substanz.Finally includes the toner formulation is a colorant, e.g. Black carbon black, and copper phthalocyanine in cyan as a coloring substance.

Ohne die Zugabe weiterer Substanzen auszuschließen, besteht die vorstehend erläuterte Basisrezeptur vorzugsweise nur aus diesen Bestandteilen. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund der relativ geringen Anzahl an Komponenten möglicherweise unerwünschte Wechselwirkungen niedrig gehalten werden.Without to exclude the addition of other substances, the above explained Base formulation preferably only from these ingredients. this has the advantage that due to the relatively small number of components possibly undesirable Interactions are kept low.

Durch so genannte Post Additive Blendings, worunter man ein mechanisches Untermengen und Anhaften von funktionellen Stoffen auf der Tonerpartikeloberfläche, wie z. B. Fließhilfsmittel, insbesondere pyrogene Kieselsäure (Aerosile), versteht, werden die Fließeigenschaften, die Aufladung, das Verdichten bei Lagerung, die Feuchtigkeitsaufnahme, die Abrasion, die Schmierwirkung, etc. gesteuert.By so-called Post Additive Blendings, of which one is a mechanical one Subsets and adherence of functional substances on the toner particle surface, such as z. B. flow aids, in particular fumed silica (Aerosile), understands the flow characteristics, the charge, compacting during storage, moisture absorption, abrasion, the lubricating effect, etc. controlled.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, diskrete Partikel über einen so genannten "Emulsionsweg" zu erzeugen. Dabei werden die Tonerrohstoffe in einem Lösungsmittel dispergiert, wobei dieser Begriff umfassend zu werten ist. Eine Lösung umfasst danach auch eine Molekulardispersion. Die Tonerrohstoffe werden in dem Lösungsmittel z. T. auch gelöst, wobei die Dispersion in einem anderen Lösungsmittel, das mit ersterem eine größere Mischungslücke aufweist, dispergiert bzw. emulgiert wird. Durch Beschichtung dieser Emulsion in der vorbeschriebenen Art können diskrete Partikel mit den Lösungsmitteln Toluol und Wasser erzeugt werden.in the Within the scope of the invention it is also possible to discrete particles over a to produce so-called "emulsion path". there The toner raw materials are dispersed in a solvent, wherein this term is to be evaluated comprehensively. A solution then also includes a Molecular dispersion. The toner raw materials are in the solvent z. T. also solved, wherein the dispersion is in a different solvent with the former has a larger miscibility gap, is dispersed or emulsified. By coating this emulsion in the manner described above discrete particles with the solvents Toluene and water are generated.

Es ist auch denkbar, die Post Additives in Lösungsmittel z. B. in Toluol oder Wasser zu dispergieren und sie während des Trocknungsprozesses zumindest zum partiellen "Aussalzen" (bei Eintrag in Toluol) oder zum "Abtrocknen" (bei Eintrag in Wasser) auf die Tonerpartikel-Oberfläche zu bringen. Das herkömmlich mechanische Post Additive Blending als letzter Produktionsschritt könnte dann ebenfalls entfallen.It is also conceivable that post additives in solvents z. B. in toluene or water and to bring them during the drying process, at least for partial "salting out" (when added to toluene) or "drying" (when added to water) on the toner particle surface. The conventional mechanical post additive blending as the last production step could then also ent fall.

11
Vorratsbehälterreservoir
33
Trommeldrum
3131
Oberflächesurface
44
Walzeroller
55
EnergiezuführungsvorrichtungThe power supply apparatus
66
Auffangbehälterreceptacle
77
TintenstrahldruckkopfInkjet printhead
88th
Schaberscraper
1010
Anlageinvestment
1212
Tonerpartikeltoner particles
1414
MischeinrichtungVorratsbehälterMixer reservoir
1616
Lösung oder DispersionSolution or dispersion
1818
RühreinrichtungAuslaßRühreinrichtungAuslaß
2020
Auslassleitungoutlet pipe
2222
Inkjet-DruckkopfInkjet printhead
2424
Düsenkörpernozzle body
2626
Düsenkanälenozzle channels
2828
Düsenplattenozzle plate
3030
Düsenöffnungenorifices
3232
Elektrodenelectrodes
3434
Wändewalls
3636
Dispersionströpfchendispersion droplets
3838
Förderbandconveyor belt
4040
Bestrahlungseinrichtungirradiation device
4242
Sammeleinrichtungcollecting device
4444
SammelbehälterClippings
5151
HeißluftgebläseHeat Guns
5252
UV-LampeUV lamp
TT
Transportrichtungtransport direction

Claims (16)

Verfahren zur Herstellung von Tonerpulver, dessen einzelne Tonerpartikel mindestens ein, in mindestens einem Polymer eingebundenes Farbmittel enthalten und welches folgende Schritte umfasst: – ein Polymermaterial und das mindestens eine Farbmittel werden, insbesondere zusammen mit Zusatzstoffen, in einem flüssigen Medium gelöst oder dispergiert, – die Lösung oder die Dispersion werden auf eine Oberfläche aufgetragen, – die in der Lösung oder in der Dispersion enthaltenen Bestandteil werden durch zumindest teilweises Verdampfen des flüssigen Mediums verfestigt und anschließend – von der Oberfläche abgetragen.Process for the preparation of toner powder, the individual toner particles at least one, in at least one polymer Included colorant and which following steps includes: - one Polymer material and the at least one colorant are, in particular together with additives, dissolved in a liquid medium or dispersed, - the solution or the dispersion is applied to a surface, - in the the solution or component contained in the dispersion are characterized by at least partial evaporation of the liquid Solidified medium and then - of the surface ablated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auftragsdicke der Lösung oder der Dispersion in der Größenordnung eines Partikeldurchmessers des herzustellenden Tonerpulvers gewählt wird, wobei vorzugsweise die Auftragsdicke kleiner ist als der doppelte Partikeldurchmesser.Method according to claim 1, characterized in that that a job thickness of the solution or the dispersion of the order of magnitude a particle diameter of the toner powder to be produced is selected, wherein preferably the application thickness is less than twice Particle diameter. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lösung oder die Dispersion im Wesentlichen flächendeckend auf die Oberfläche aufgetragen wird – und nach dem Abtragen von der Oberfläche eine Zerkleinerung, vorzugsweise durch Vermahlen, erfolgt.Method according to claim 1 or 2, characterized that - the solution or the dispersion is applied to the surface essentially completely becomes - and after removal from the surface a comminution, preferably by grinding, takes place. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung oder die Dispersion im Wesentlichen in Form von isolierten Tröpfchen auf die Oberfläche aufgetragen wird, wobei ein mittlerer Tröpfchendurchmesser in der Größenordnung eines Partikeldurchmessers des herzustellenden Tonerpulvers gewählt wird, vorzugsweise kleiner als der doppelte Partikeldurchmesser.Method according to claim 1 or 2, characterized that the solution or the dispersion substantially in the form of isolated droplets the surface is applied, wherein an average droplet diameter on the order of a Particle diameter of the produced toner powder is selected, preferably smaller than twice the particle diameter. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Tröpfchen von Düsen ausgestoßen werden, welche nach dem Prinzip eines Tintenstrahldruckkopfes, vorzugsweise basierend auf piezo- oder thermoelektrischen Wandlern, funktionieren.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the isolated droplets are ejected from nozzles, which according to the principle of an ink jet print head, preferably based on piezo or thermoelectric transducers, work. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten Tröpfchen durch ein Siebdruckverfahren, insbesondere durch ein Rotationssiebdruckverfahren, erzeugt werden.Method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the isolated droplets a screen printing method, in particular by a rotary screen printing method, be generated. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium Methyl-Ethyl-Keton, insbesondere 80% Methyl-Ethyl-Keton und 20% Toluol umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the liquid medium is methyl ethyl ketone, especially 80% methyl ethyl ketone and 20% toluene. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des flüssigen Mediums zu den übrigen Bestandteilen in einem Bereich von 70:30 bis 99:1 liegt und insbesondere 90:10 beträgt.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the ratio of the liquid medium to the rest Ingredients in a range of 70:30 to 99: 1 and in particular 90:10. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbmittel Carbon Black, insbesondere für schwarzes Tonerpulver, Pigmente, insbesondere für farbiges Tonerpulver, und Magnetit, insbesondere für schwarzes magnetisches Tonerpulver, umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the colorant carbon black, in particular for black Toner powder, pigments, in particular for colored toner powder, and Magnetite, especially for black magnetic toner powder. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial Polyesterharz, insbesondere teilweise vernetztes Polyesterharz, umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the polymer material is polyester resin, especially partially crosslinked polyester resin. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial ein Styrol-Acrylcopolymer, insbesondere ein teilweise vernetztes Styrol-Acrylcopolymer, umfasst.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the polymer material is a styrene-acrylic copolymer, in particular a partially crosslinked styrene-acrylic copolymer. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe ein Wachsmaterial, insbesondere Polymerwachs und/oder Polyethylenwachs und/oder Polyamidwachs, und/oder einen Ladungssteuerungsstoff, insbesondere Chromkomplexe und/oder Eisenkomplexe für negativ geladene Tonerpulver, quaternäres Stickstoffsalz für positiv geladene Tonerpulver und Zinkkomplexe umfassen.Method according to at least one of the preceding according to claims, characterized in that the additives comprise a wax material, in particular polymer wax and / or polyethylene wax and / or polyamide wax, and / or a charge control material, in particular chromium complexes and / or iron complexes for negatively charged toner powder, quaternary nitrogen salt for positively charged toner powder and zinc complexes. Anlage zur Herstellung von Tonerpulver, bei dem die einzelnen Tonerpartikel des Tonerpulvers mindestens ein, in mindestens einem Polymer eingebundenes Farbmittel enthalten, umfassend – einen Vorratsbehälter für ein flüssiges Medium, in dem Polymermaterial und das mindestens eine Farbmittel, insbesondere zusammen mit Zusatzstoffen, gelöst oder dispergiert sind, – eine Oberfläche (13) auf welcher die Lösung oder Dispersion (21, 22) aufbringbar ist, – mit dem Vorratsbehälter (1) verbundene Mittel (61, 62) zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion (21, 22) auf die Oberfläche (31), – Mittel zum zumindest teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums zum Zwecke des Aushärtens der in der Lösung oder in der Dispersion (21, 22) enthaltenen Bestandteile (23, 24), wobei das Mittel zum zumindest teilweise Verdampfen des flüssigen Mediums so ausgelegt ist, dass eine zum Aushärten der in der Lösung oder in der Dispersion enthaltenen Bestandteile durch Verdampfen ausreichende Energie bereitgestellt ist, und – Mittel (8) zum Abtragen der ausgehärteten Bestandteile (23, 24) von der Oberfläche (31).Plant for the production of toner powder, in which the individual toner particles of the toner powder contain at least one colorant incorporated in at least one polymer, comprising a reservoir for a liquid medium in which polymer material and the at least one colorant, in particular together with additives, are dissolved or dispersed are, - a surface ( 13 ) on which the solution or dispersion ( 21 . 22 ) can be applied, - with the reservoir ( 1 associated funds ( 61 . 62 ) for applying the solution or dispersion ( 21 . 22 ) on the surface ( 31 ), Means for at least partially vaporizing the liquid medium for the purpose of curing in the solution or in the dispersion ( 21 . 22 ) contained ingredients ( 23 . 24 wherein the means for at least partially vaporizing the liquid medium is adapted to provide sufficient energy to evaporate the components contained in the solution or in the dispersion, and 8th ) for removing the hardened components ( 23 . 24 ) from the surface ( 31 ). Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (61, 62) zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion auf die Oberfläche (13) eine Vielzahl von Düsen zum Erzeugen feinster Tröpfchen, vorzugsweise vorgegebener Größe, umfassen.Plant according to claim 13, characterized in that the means ( 61 . 62 ) for applying the solution or the dispersion to the surface ( 13 ) comprise a plurality of nozzles for producing very fine droplets, preferably of predetermined size. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (61, 62) zum Aufbringen der Lösung oder der Dispersion auf die Oberfläche (13) eine Siebdruckvorrichtung, insbesondere eine Rotationssiebdruckvorrichtung, umfassen.Plant according to claim 13, characterized in that the means ( 61 . 62 ) for applying the solution or the dispersion to the surface ( 13 ) comprise a screen printing device, in particular a rotary screen printing device. Tonerpulver mit Tonerpartikeln, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.Toner powder with toner particles, available after a method according to a of claims 1 until 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3630577A1 (en) * 1986-09-09 1988-03-10 Bayer Ag Electrostatic spray-drying method
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DE102004004554A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-18 Pelikan Hardcopy Production Ag Preparation of a toner powder, useful in e.g. laser printing and printing technology, comprises dispersing a colorant (e.g. pigment) in a liquid phase to form fine dispersion droplets and exposing the droplets to electromagnetic waves

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