DE1497209A1 - Process for the production of electrostatographic image powder with colored particles - Google Patents
Process for the production of electrostatographic image powder with colored particlesInfo
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Description
Dr. Expl.Dr. Expl.
XMSLOl LIMITED 37-41 Hortiner Street, London W.I/ England XMSLOl LIMITED 37-41 Hortiner Street, London WI / England
Verfahren zur Herstellung von elektrostatographiechem Bildpulver mit farbigen PartikelnProcess for the production of electrostatographic image powder with colored particles
Die Erfindung "bezieht sich allgemein auf die Elektrostatographie und insbesondere auf ein elektrostatoi^raphisehes Oildpulver (Toner) sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention "relates generally to electrostatography and in particular an electrostatoi ^ raphisehes Oil powder (toner) and a process for its production.
Bisher wurden diese Bildpulver im allgemeinen durch gründliches Mischen des hitzeerweichten Kunstharzes mit dem Pigment— stoff hergestellt. Dabei werden diese Bestandteile -ur gleichmäßigen Verteilung in einer Gtimmimühle oder einer ähnlichen Einrichtung vermengt. Danach wird das Material pulverisiert, um kleine Partikel zu erhalten. Vielfach wurde dies'e Harz-Pigment-Verteilung durch Strahlpulverisieren des Material» er-'.■Heretofore, these image powders were generally made by thoroughly mixing the heat-softened synthetic resin with the pigment. fabric made. In doing so, these components are only uniform Distribution in a Gtimmi mill or similar Muddled furnishings. Then the material is pulverized, to get small particles. In many cases this was the resin-pigment distribution by jet pulverizing the material "er -". ■
909817/0644909817/0644
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reielrt· Obwohl durch dieses -Verfahren einige sehr ausgezeich— ' iiete Bildpulverarten hergestellt wurden, hat es doch gewisse Mängel· Beispielsweise v/erden im allgemeinen "bei diesem Verfahren Partikelgrößen erreicht, die in einem weiten Bereich streuen. Οΐπ,ΐοίιΐ die durchschnittliche Partikelgröße des hergestellten Bilclpulvers allgemein zwischen 5 und 10 Mikron liegt* werden, nicht selten auch Partikel von weniger als 1 Mikron "bis zu 20 Mikron erhalten. Ferner lot dieses Satzverfahren langsam, teuer, geräuschvoll und staubig» Hinzu kommt, daß diese Technik zur Bildpulverherstellung gewisse Begrenzungen "bei der Auswahl des Materials verursacht, da die Harz-Dispersion ausreichend fein verteilbar■sein mußi damit das Pulverisieren mit , einer wirtschaftlich durchführbaren Arbeitsgeschwindigkeit er·*-/ folgen kann. Aus dieser Forderung erwächst das Problem,, daß, v/enn die Harz-Pigment-Mischung ausreichend fein verteilbar ist, so daß man sie mit hoher Geschwindigkeit pulverisieren kann, bei diesem Vorgang jedoch ein größerer Bereich verschiedener Partikelgrößen mit relativ hohem prozentualem Anteil feiner ■ Partikel erzeugt wird. Zusätzlich werden derartige sehr fein. ■ verteilbare Stoffe noch -weiter pulverisiert oder zerstäubt, wenn sie sur 'Bildentwicklung in xeragraphischen Kopiermaschine!! ver~ wendet werden. Alle weiteren Erfordernisse für xer ο graphische : Entwickler oder Bildpulver, wie dauerhaftes Speichern, keine Klumpenbildung, gute reibungselektrische Eigenschaften1,-für die Entwicklung, gute Bildoualität, keine Schichtbildung'oder Verunrelnigung auf der xer'ögräphisehen- Selenplatte und niedriger SehffieizpmiM für die Hitzefffijfeßerung sind mit den durch, dieses'^i Hers1&l3KjSiijsverfä Forderurigeiireielrt · Although some very excellent types of image powder were produced by this process, it has certain deficiencies · For example, in general "this process achieves particle sizes which vary over a wide range produced billow powder is generally between 5 and 10 microns *, not infrequently also particles of less than 1 micron "up to 20 microns are obtained. Furthermore, this composition process was slow, expensive, noisy and dusty. In addition, this technique for image powder production causes certain limitations in the selection of the material, since the resin dispersion must be sufficiently finely distributable so that pulverization can be carried out at an economically feasible operating speed This requirement gives rise to the problem that if the resin-pigment mixture is finely enough to be dispersed so that it can be pulverized at high speed, this process can, however, take place over a larger range of different Particle sizes with a relatively high percentage of fine ■ particles is generated. In addition, such very fine. ■ distributable substances are further pulverized or atomized if they are used for image development in xerographic copier !!. All other requirements for xer ο graphic : Developer or image powder, such as permanent storage, no clumping , Good triboelectric properties 1, -for the development, good Bildoualität, no Schichtbildung'oder Verunrelnigung on the xer'ögräphisehen- selenium plate and lower SehffieizpmiM for Hitzefffijfeßerung are the by, this' ^ i Hers1 & l3KjSiijsverfä Forderurigeii
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holier JhtflSsuiig lieferii, ^SaB gesaaateholier JhtflSsuiig Lieferii, ^ SaB sown
sehen, BilSpalirsr «ntwieteelit wird, Oäb i .jg^ißßer siaH a3.s Öe Aümxtm&e irjgeaö eteiSB ħölföiÄjgi*teheiie iie« latenten Jiiläeß* Das madte dem e££iöaffiftgögeiniißem IS^BrißeUäisettifae**- ; Sildpulrer ißt 2iur Herstellung von Bildern mit hoher , doppelter Hinsicht "besser geeignet. Erstens können .:exsfer«p Jfcleine Partilcelgrößen dee BildpulverB1 -erreicht werden ,,.see, BilSpalirsr «ntwieteelit will, Oäb i .jg ^ ißßer siaH a3.s Öe Aümxtm & e irjgeaö eteiSB ħölöiÄjgi * teheiie iie« latent Jiiläeß * Das madte dem e ££ iöaffiftgögeiniiße - IS ^ Briisettifae; Sildpulrer is better suited for the production of pictures with high, double aspects. Firstly, particle sizes of picture powderB 1 can be achieved.
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haltenen farbstoff einschließt. Der verwendete Farbstoffholding dye includes. The dye used
' kann entweder wasserlöslich oäer wasserunlöslich sein* ersteren Falle'kann er in den Harz-Latex hineingegeben und " darin gelöst werden, im zweiten lalle kann er zuerst in eine wässerige Suspension umgewandelt und dann zu dem Harz-Latex hinzugefügt werden. Daher können geeignete Pigmentstoffe, Farbpigmente, was seriösliehe Farben,-"wasserunlösliche-Far- ben,oder irgend welche anderen gebräuchlichen Farbstoffe» wie pulverisierte Metalle, verwendet werden. Zu den typischen .Pigmentstoffen und Farben gehören: Monastral Green, Celliton Blue, Victoria Green S, Spirit Blue, IRlT-100 (Eisenpulver)r Heutral Red, Congo Red, Titanox A-Lo (ein Anatas-Titandioxyd-Plgment), Cadmium Yellow» Antliraquinon Red.'can either be water-soluble or water-insoluble * in the first case' it can be added to the resin latex and "dissolved therein, in the second case it can first be converted into an aqueous suspension and then added to the resin latex. Therefore, suitable pigment substances can be used , Color pigments, whatever serious colors, "water-insoluble" colors, or any other common dyes such as powdered metals, are used. Typical .Pigmentstoffen and colors include Monastral Green, Celliton Blue, Victoria Green S, Spirit Blue, IRlT-100 (iron powder) r Heutral Red, Congo Red, Titanox A-Lo (an anatase titanium dioxide-Plgment), Cadmium Yellow “Antliraquinon Red.
Zur Färbung der Suspension kann eine geeignete Farbe oder Farbengruppe verwendet werden. Typische saure Farben sind z.B.t Anthraquinon-CI. Acid Blue 127» Triphenylmethan-CJ· Acid Blue 103, Aziö-CI» Acid Blue 98, Xanthen-CI. Acid Violet 9, nitroso* CI* Acid Green!, Monoazo-CI. Acid Tellow 29, Diazo-C.I. Acid Green 20, Xanthen-C.1. Acid Red 92, Quinolin-CI. Acid Xellow 3, DiSELZo-G»I. Acid Orange 79. ■A suitable color or group of colors can be used to color the suspension. Typical acidic colors are e.g. t Anthraquinone CI. Acid Blue 127 "Triphenylmethane-CJ" Acid Blue 103, Azo-CI »Acid Blue 98, Xanthene-CI. Acid Violet 9, nitroso * CI * Acid Green !, Monoazo-CI. Acid Tellow 29, Diazo-C.I. acid Green 20, Xanthene-C.1. Acid Red 92, quinoline CI. Acid Xellow 3, DiSELZo-G »I. Acid Orange 79. ■
Typische basische Farbstoffe sind Thiazol-CI. Basic Tellow t, Ketonimin-C.I. Basic Yellow 2, Aeridin-Grl· Basic Yellow 4» Typical basic dyes are thiazole-CI. Basic Tellow t, Ketonimin-CI Basic Yellow 2, Aeridin-Grl Basic Yellow 4 »
Zu den bypischen dispergierten Farbstoffen gehören ITitroazetaaiin · Yellow 2 ItZ-CI* Disperse Yellow 1, Azo-CI. Disperse Orange 3, Azo-Disperse Red 1, Anthraguinon-C.I« Disperse Ylolet CelanthreneThe bypic dispersed dyes include ITitroazetaaiin Yellow 2 ItZ-CI * Disperse Yellow 1, Azo-CI. Disperse Orange 3, Azo-Disperse Red 1, Anthraguinon-C.I «Disperse Ylolet Celanthrene
SÖ9817/0644SÖ9817 / 0644
14972031497203
Red, Amthraquinon-G.1» Disperse Blue 9, AminOketon-Gil. Disperse Green,-1, Azo-C.1. Disperse Blaok 9, C.I» Black 18, 19» 1or 1, 7» 12, 24 und 27 sowie Djazo-C.l. Food Black 1.Red, Amthraquinone-G.1 »Disperse Blue 9, AminOketon-Gil. Disperse Green, -1, Azo-C.1. Disperse Blaok 9, CI »Black 18, 19» 1o r 1, 7 »12, 24 and 27 as well as Djazo-Cl Food Black 1.
¥ird die Saieiehf örmlgkeit der Dispersion von Farbstoff und Harz im Wasser "beibehalten und die Feststoff konzentration in. üer endgültigen Farbstoff-IatexiniLchiing kontrolliert, so kann die endgültige Partikelgröße des hergestellten Bildpulvers lediglich durch die Größe der durch den Sprühk«opf der Zerstäubungselnrlchttmg erzeugten !Tröpfchen bestimmt werden. Dies 1st möglich, da der prozentuale Wassergehalt in Jedem Tröpfchen derselbe Ist und, wenn· alle Tröpfchen dieselbe Größe haben, die beim Trockenprozeß aus jedem Tröpfchen entfernte .Wassermenge gleich ist, wodurch ein gleichbleibender Anteil an Harz vaaä Farbstoff übrigbleibt, der das endgültige Partikel ausmacht. Torsugsweise ist die Zahl eier polymeren Partikel des Latex In Jedem Tröpfchen und-damit in jedem endgültigen Toner-Partikel relativ groß, so daß diese Latex-Partikel eiri gut geformtes hartes Toner-Partikel' bilden und den In den gesprühten Flüsslgkeltströpfehe«, enthaltenen. Farbstoff gut einkapseln^ wobei der Farbstoff"als wasser- ' unlÖslielieE Material In Suspension, oder c.ls W£„sseriösllches Material-in lösung vorhanden Ist. Daher Ist die Größe der in der Emulsion vorhandenen polymeren Partikel direkt abhängig von der Große der gewünschten endgültigen Toner-Partikel. Zur Herstellung" getter Toner-Partikel kleinerer Abmessungen, ist ' · eine'görln'gere'Gr'oBeÖer polymeren Partikel vorzuziehen. Es' ' hat ^Jcif ^z^igt^lkii eiektrostatoferaphischeBildpuiver'für^' ' :'"If the shape of the dispersion of dye and resin in the water is maintained and the solids concentration in the final dye latex is controlled, the final particle size of the image powder produced can only be determined by the size of the spray head of the atomizing device! This is possible because the percentage of water in each droplet is the same and, if all the droplets have the same size, the amount of water removed from each droplet during the drying process is the same, which means that a constant proportion of resin and dye remains The number of polymeric particles of the latex in each droplet, and thus in each final toner particle, is relatively large, so that these latex particles form a well-shaped, hard toner particle and the droplets of liquid that are sprayed ", Contained. Encapsulate the dye well ^ whereby the Far Substance "as water-insoluble material in suspension, or if water-insoluble material is present in solution. Therefore, the size of the polymeric particles present in the emulsion is directly dependent on the size of the final toner particles desired. For producing "getter toner particles of smaller dimensions, is' preferable · eine'görln'gere'Gr'oBeÖer polymeric particles it. '' ^ Has Jcif ^ z ^ ^ IGT lkii eiektrostatoferaphischeBildpuiver'für ^ '': ''
die ^iöteä'Z\iecke am "besten su verwenden sind, wenn ihre' Große'"' ÄiMir$ ^W Mkilii^egf,,-wobei die gewünschte'Größe ' 'the ^ iöteä'Z \ iecke are best used when their 'size '"' ÄiMi r $ ^ W Mkilii ^ egf ,, - being the desired' size ''
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fang eingerührt wird, eine relativ große Anzahl kleiner monomeren aufgeblähter Mizellen in dei Earalsioii gebildet., die Ttfiederumdeselbe große !JaM kleiner pölymerer Partikel" nach ötee InlagerungBpolymerisation des difesfeK Vorgang vertireaöhenden fftoffefi in der EffiulBitfn bilden»is stirred in, a relatively large number of small monomers distended micelles formed in dei Earalsioii., the Ttfiederumdeselbe large! yesM small polymeric particles "after oil embedment-polymerisation fftoffefi of the difference process form in the EffiulBitfn »
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Jedes geeignete natürliche, abgewandelte natürliche oder " synthetische Harz kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Typische synthetische Polymere bestehen aus Vinyl~3?olymereri folgender charakteristischer monomer er ·-"■·" Struktur^ : Any suitable natural, modified natural or synthetic resin can be used in the process of the invention. Typical synthetic polymers consist of vinyl ~ 3 olymereri of the following characteristic monomeric structure ^ :
Dazu gehören beispielsweise die folgenden Vinyl-Monomere. Ester von gesättigten Alkoholen mit ein- und mehrbasischen ungesättigten Säuren wie Alkylacrylate und Methacrylate, 'Haloaerylate, Diäthylmaleat und deren Mischungen; Vinyl- und Vinylidenhalide wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Tetrafluoroäthylen, Chlorotrifluoroäthylen und deren Mischungen; Vinylester wie Vinylacetat, ungesättigte aromatische Verbindungen wie Styren und verschiedene Alkylstyrene, Alpha-Methylstyren-Paraehlorostyren, Parabromosijyren, 2,4-dichlorostyren, Vlnylnaphthalen, Paramethoxystyren und deren Mischungen; ungesättigte Amide wie Acrylamid, Methacrylamid und deren Mischungen; ungesättigte nitrile wie Aerylonitrll, Methacrylonitrile Haloacrylonitril, Phenylacrylonitril, Vlnylidencyanid und deren Mischungen; !-substituierteThese include, for example, the following vinyl monomers. Esters of saturated alcohols with mono- and polybasic unsaturated acids such as alkyl acrylates and methacrylates, 'Haloaerylate, diethyl maleate and mixtures thereof; Vinyl and vinylidene halides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene and mixtures thereof; Vinyl esters such as vinyl acetate, unsaturated aromatic compounds such as styrene and various alkyl styrenes, alpha-methylstyrene-paraehlorostyrene, parabromosijyrene, 2,4-dichlorostyrene, vinylnaphthalene, paramethoxystyrene and mixtures thereof; unsaturated amides such as acrylamide, methacrylamide and mixtures thereof; unsaturated nitriles such as aerylonitrile, methacrylonitrile, haloacrylonitrile, phenylacrylonitrile, vinylidenecyanide and mixtures thereof; ! -substituted
ungesättigte Amide wie !,F-Dimethylacrylamid, H-Methylacrylamid . :. Isoprenunsaturated amides such as!, F-dimethylacrylamide, H-methylacrylamide . :. Isoprene
und deren Mischungen;, konjugierte Butadiene wie Butadlen,/und deren Mischungen; ungesättigte Bier wie Bivinylether, Biallyl-and mixtures thereof; conjugated butadienes such as butadlene, / and their mixtures; unsaturated beer such as bivinyl ether, biallyl
. Vlnylalkyläther . ^. Vinyl alkyl ethers. ^
äther,/und deren Mischungen; ungesättigte Eetone wie Blvinylketon, Vinylallcylketon und deren Mischungen^- ungesättigte Aldehyde und Aaetale wie Acrolein und dessen Aaetale, Methacrolein und dessen Azetale sowie Mischungen dieser Stoffe; ungesättigte heterozyklische Verbindungen wie Vinylpyridin, Vinylfuran, Vinyl-ether, / and mixtures thereof; unsaturated etones such as vinyl ketone, Vinyl alkyl ketone and mixtures thereof ^ - unsaturated aldehydes and aetals such as acrolein and its aetals, methacrolein and its acetals and mixtures of these substances; unsaturated heterocyclic compounds such as vinyl pyridine, vinyl furan, vinyl
9098190981
* kumaron, B-Vinylkarbazql und deren Mschungen; ungesättigte : alizyl^isehe Verbindungen wie Yinylzyklopentan, Tinyljsjüoliexaaa und deren Mischungen j ungesättigte Olhio-Verbindungen wie ¥inylthioätherj ungesättigte Kohlenwasserstoffe wie Äthylen, Propylen, Eisaaron, Inden, Terpen, polymerisierbare Kohlenwasserstoff -Anteile, Isobutylen und deren Mischungen; Allyl Verbindungen wie Allylalkohol, Allylester, Diallylphthalat, Triallyleyänairat und ■"■''-' deren Mischungen} Kondensationspolymere, die Polyester enthalten, wie lineare ungesättigte allcydisehe, welche 2»B. hergestellt sind durch Umsetzung einer blfunktionellen Säure oder eines Anhydrids, wie Phthal-, Isophthal-, Terphthal-, Apfel-, Malein-, Zitronen-, Berstein-, Glutar-, Ad|pin-, Weinstein-, Pimelin-, Eork—, Azalain-, Sebacin-, Kampfereäure bzw. -anhydrid mit einem Polyol wie" ■ Glycerin, Ithylenglycol, Propylenglycol, Sorbitol, Mannitol, Pentaerythritol, Diäthylenglycol vmä. Polyäthylenglycolj PoIykarbonate wie Bisphenolester des Eohlendioxyds} Polyaauide wie solche, die durch Umsetzung von BdaMnen mit zweibasisehen §äuren hergestellt sind, wobei die Diamine 2 bis 10 Kohlenstoff atome und die S^ren 2 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten j Po^ther, wie ■ Epoxin, z,B. hergestellt durch Kondensieren von Epichlorohydrin mit einem der Stoffe Bisphenol' Äf Resorcinol, Hydroquiiion,- Ithylenglycol, Glycerol, oder anderer hydröxys-lhältiger Verbindiaiigenj "· andere Polyäther, z.B. hergestellt durch Umsetzung von 'Formaldehyd mit plfjanktiohellen Glykolen^ Poisftirethane, z.B. hergestellt ' durch Umsetzung eines Miso cyanates wie Toluen-2,4-diis©eyana€7 Methylen Ms *A4-Phenyiisocyanat),, Bitolylendiisocyanat, t,5-Faphthal'endlisbcyanat und Hexamethylendiisoeyanat mit "eimer* kumaron, B-vinyl carbazql and their mixtures; unsaturated : alicyclic compounds such as yynylcyclopentane, tinyljsjüoliexaaa and mixtures thereof; unsaturated oil compounds such as inylthioether; unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, ice aron, indene, terpene, polymerisable hydrocarbon components, isobutylene and mixtures thereof; Allyl compounds such as allyl alcohol, allyl esters, diallyl phthalate, triallyleyen arylate and mixtures of these condensation polymers which contain polyesters, such as linear unsaturated allcydis, which are produced by reacting a bifunctional acid or an anhydride such as phthalate -, isophthalic, terphthalic, apple, maleic, lemon, amber, glutaric, ad | pin, tartaric, pimeline, eork, azalaic, sebacic, camphoric acid or anhydride with one Polyol such as "■ glycerine, ethylene glycol, propylene glycol, sorbitol, mannitol, pentaerythritol, diethylene glycol and the like. Polyethylene glycol polycarbonates such as bisphenol esters of carbon dioxide, polyacrylates such as those produced by reacting baths with two-base acids, the diamines containing 2 to 10 carbon atoms and the acids containing 2 to 18 carbon atoms. z, B. prepared by condensing epichlorohydrin with one of the substances bisphenol 'Ä f resorcinol, Hydroquiiion, - Ithylenglycol, glycerol, or other hydröxys-lhältiger Verbindiaiigenj "· other polyethers, for example, prepared by reacting' produced formaldehyde with plfjanktiohellen glycols ^ Poisftirethane, for example 'by Implementation of a misocyanate such as toluene-2,4-diis © eyana € 7 methylene Ms * A4-phenyiisocyanate), bitolylene diisocyanate, t, 5-faphthalene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate with "bucket
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kann das TTe^faiireii mit eiitent polymer ei£ Iiaiiex: Ts&gormen werden, we3lG&©E äSathe TTe ^ faiireii can be eiitent polymer ei £ Iiaiiex: Ts & gormen , we3lG & © E äSa
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welcher in1 lOrm einer Emulsion oder: Suspension, dem Latex bei— gebeten, wird, temerkenswex-fe kleiner ist, als die Größe der herrgBstellten endgültigen Ifoner-Eartikel, damit: die deiclüCarEiig-keit, des Produktes verbesserrt. und, das Färbcungsmittel in dajs end gültige- SLoner-Pkctikel eingekapselt wird. Es Iiat. sich fernemwhich is added to the latex in 1 lm of an emulsion or suspension, has a lower temperature than the size of the final Ifoner article produced, so that: the deiclucidity of the product is improved. and, the colorant is encapsulated in the final SLoner article. It iiat. far away
BADBATH
der' Pigmentstoff mit kleineren Partikeln eine gleichförmige und ' beständigere Suspension bildet,, und dadurch ein gleichförmiger gefärbtes Toner—Partikel erhalten wird« Sind im Handel keine wässerigen Suspensionen des gewünschten Pigmentstoffes erhältlich, so können diese durch Vermischung des Pigmentstoffes mit Wasser und einem geeigneten oberflächenaktiven Mittel zubereitet werden. Wassersuspensionen anderer wasserunlöslicher flüssiger . Färbungsstoffe können gleichfalls auf diese Weise zur späterenthe 'pigment substance with smaller particles a uniform and 'Forms a more stable suspension, and therefore a more uniform one colored toner — particles obtained are not commercially available aqueous suspensions of the desired pigment material obtainable, these can be obtained by mixing the pigment material with Water and a suitable surfactant. Water suspensions of other water-insoluble liquids. Dyes can also be used in this way for later use
" ZU-" TO-
Beimengung zum wässerigen Latex bereitet werden. Werden als Farbs.toffe wasserlösliche Farben verwendet,." so können diese entweder direkt in dem wässerigen Latex gelöst werden oder man löst sie zunächst in Wasser· und gibt diese Lösung dann dem Latex bei.Addition to the aqueous latex. Are used as dyes water-soluble paints are used. "So these can either be dissolved directly in the aqueous latex or they can be dissolved first in water and then add this solution to the latex.
Die in den folgenden Beispielen verwendete Anlage aur Zerstäubungstrocknung war der Bowen-Läborzerstiiuber der Bowen Engineering Corporation, Horth Branch, Few Jersey. Dieser Apparat ist ein Iaborübliehex·* konischer Trockner mit mitlaufendem Luftstrom und hat einen auswechselbaren Sprühkopf, der nahe dem oberen Ende der Trockenkammer befestigt und innerhalb des ringförmigen Troekenluftverteilers angeordnet ist. Irgend einer der bekannten Sprühanordnungen und -verfahren, die allgemein in Zerstäubungstrocknern verwendet werden, können in den Apparat eingesetzt "werden,' wie Fliehkraft- oder DrallStaurohre, mit Druckluft oder mit zwei Flüssigkeit betriebene'Zerstäubung, bei der ein Strahl der zu zerstäubenden Flüssigkeit durch einen Gasstrom hoher Geschwindigkeit zer- ' " •teilt wird, wenn er die Düse verläßt, Zerstäubung durch Ultraschall schwingungen oder Zerstäubung durch Aufprall des Flüssigkeitsstrahles auf eine feste Fläche. Der in den folgenden Beispielen verwendete Zerstäuber, war ein solcher mit einer"Schieuderschei-The spray drying system used in the following examples was the Bowen Läborzerstiiuber from Bowen Engineering Corporation, Horth Branch, Few Jersey. This device is a laboratory standard * conical dryer with on-air flow and has a replaceable spray head that sits near the top of the Drying chamber attached and within the annular drying air manifold is arranged. Any of the known spray arrangements and methods commonly used in spray dryers can be incorporated into the apparatus, such as Centrifugal or swirl pitot tubes, with compressed air or with two liquids operated 'atomization, in which a jet of the liquid to be atomized is atomized by a high speed gas flow' " When it leaves the nozzle, it splits atomization by ultrasound vibrations or atomization due to the impact of the liquid jet on a solid surface. The one in the following examples used atomizer, was one with a "firing disc
ÖföeiNALÖföeiNAL
"be, "bei dem die-Flüssigkeit durch schnelles Ausströmen aus · "δί·- dem Umfang einer schnell rotlerendien Scheibe zerteilt wird« Dieser Zerstäuber wird vorgesogen, wenn wie liier, feste Stoffe wie Pigmentstoff in der. Flüssigkeit suspendiert sind, da andere Zerstäuber häufig während eües SplSiens "bei hoher Geschwindigkeit durch die Reibung mit diesen Festkörpern abgenutzt wer—, den. Die Größe' der letztlich erhaltenen Bildpulver-Partikel ' Ist "bei jedem dieser Zerstäuber e'ne Funktion der Feststoffkonsentration in den Tröpfeiien. lind der Größe~der durch den Zerstcittber gebildeten Tröpfchen« Obwohl die durch den Zerstäuber ■ gebildete Tröpfchengröße für· Jeden der verschiedenen Zerstäuber von verschiedenen Faktoren abhängt, -Ist sie hauptsäehlloJh von äem Radius xind' der E-otatioBsgescM/inidigkeit der Schleuderseheibe' des oben beschriebenen Zerstäubers abhängig." Da die Zerstäubung einen sehr verwickelten und xmvoll st endig geklärten Vorgang' darstelltt werden die besten Ergebnisse wahrscheinlich durch die Verwendung der empirischen. Werte, aus den unten angegebenen Beispielen erzielt. Wenn nicht anders angegeben, arbeitet dex' Zer- · stäuber mit einer Schleuder scheibe von 2,54 cm Radius und einer ümdreliuagszahl von 50 000 pro Min.,, wobei verschiedene hauptsäeiilieli von der Feststoff konzentrat! on in der Flüssigkeit abhängige Fartikelgrößen gebildet wurden, v/ie in den Beispielen aiigegeben.; Andere Verfahren: können selbstverständlich ünöerungen im Baälus der Schieuderschelbe,, In der Geschwindigkeit und in der Feststoffkonzentr ation auf weisen, wobei gleichartige Partikelgrößen erreicht werden..- Haeh Zerstäubung zu der geeigneten' 50r6pfeliengrüße bewegt sich, die Flüssigkeit durch die erhitzte Irockenluft, bis das Wasser durphi Verdunstung entfernt ist, ; "be," in which the liquid is broken up by rapidly flowing out of · "δί · - the circumference of a rapidly rotating disc« This atomizer is pre-drawn when solid substances such as pigment are suspended in the liquid, as other atomizers are often worn out during a session at high speed from the friction with these solids. In each of these atomizers, the size of the image powder particles ultimately obtained is a function of the concentration of solids in the droplets. And the size of the droplets formed by the atomizer, although the droplet size formed by the atomizer for each of the different Atomizer depends on various factors, -Is it mainly dependent on the radius xind 'the e-otatioBsgescM / inidigkeit of the centrifugal disk' of the atomizer described above. " Since the sputtering a very intricate and xmvoll st Endig clarified operation is' t, the best results will likely be through the use of empirical. Values obtained from the examples given below. Unless otherwise stated, the dex atomizer works with a centrifugal disk with a radius of 2.54 cm and an overflow rate of 50,000 per minute. on in the liquid-dependent particle sizes were formed, as given in the examples .; Other methods: can of course show changes in the structure of the Schieuderschelbe, in the speed and in the solids concentration, whereby similar particle sizes are achieved Water is removed by evaporation ;
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- 1-7 - "-U97203L ;- 1 - 7 - "-U97203L;
hergestellten Partikel hatten eine Größe τοπ 6 "bis 8 Mikron im Durehmesser un^/waren gut pigmentiert. Bei Verwendung in einer herkömmlichen xerographischen Kopiereinriehtung lief erteil sie Bilder guter Qualität. The particles produced were 6 "to 8 microns in diameter in the diameter and were well pigmented. When used in a conventional xerographic copier, they gave images of good quality.
Beispiel III wurde wiederholt, jedoch enthielt die Sprüh- · flüssigkeit 20 $ Feststoffe statt 15 $ und die Troekenluft- .temperatur betrug hei Eintritt 93° C und bei Austritt 71° C. Das geförderte Gewicht "betrug 590 g pro Hinute. Unter diesen Bedingungen wurde ein schwarzes,, leicht streubares Bildpulver mit einem Partikeldurebmesser von vorwiegend 5 "bis 7 Mikron hergestellt. Example III was repeated, but the spray liquid contained 20 $ solids instead of 15 $ and the dry air. temperature was 93 ° C at inlet and 71 ° C at outlet . The conveyed weight was 590 g per minute. Under these conditions, a black, "easily scatterable image powder with a particle diameter of predominantly 5" to 7 microns was produced.
Beispiel IY wurde wiederholt, wobei j-edoch die die Trocken- luftteraperatur bei Eintritt auf 116° C erhöht -vvurde. Sie betrug "bei Austritt 76° C, Bas FÖrdergewicht vrarde auf 1133 g pro Minute erhöht. Die so hergestellten Partikel hatten eine Größe von vorliegend 7 bis 11 Mikron. Example IY was repeated, but the dry air temperature was increased to 116 ° C. on entry. It was "at exit 76 ° C, basing conveyed weight increased to 1133 g per minute. The particles produced in this way had a size of 7 to 11 microns in the present case.
Die oben beschriebenen Beispiele III, IY und Y wurden mit einem Bowen-213 cm-Zerst:\ubungstroclaier lurchgeführt.. . -: The examples described above III, IY and Y were mixed with a Bowen 213 cm-dec t: \ .. ubungstroclaier lurchgeführt. -:
In diesem Beispiel wurde eine Emulsion zubereitet und pigmen tiert wie oben in Beispiel I beschriebEn, .jedoch wurde· die a gesetzte Zerstäubungsflüssigkeit auf 10 ·^ PestkorperkonZe "tion verdünnt und mit einem Bruckluftzerstäuber. bei einer - In this example, an emulsion was prepared and pigmented advantage as described above in Example I, was .However · the diluted a set atomization at 10 · ^ PestkorperkonZe "tion and a Bruckluftzerstäuber at a. -
bad OmmhSAL -18- bad OmmhSAL -18-
-is- H97209--is- H97209-
sehwindigkeit von 80 Milliliter pro Minute und einem Düsendruek τοη 5,28 at zerstäubt. Die ,Anordnung wurde mit einer froclcenlufttemperatur von 82 C bei Eintritt und 66 C "bei Austritt betrieben. Es ergaben sieb kugelige Partikel mit eineii hauptsächlichen Durchmesser von ungefähr 1 Mikron»speed of 80 milliliters per minute and a nozzle pressure τοη 5.28 at atomized. The, arrangement was made with a Freezing air temperature of 82 C at inlet and 66 C "at Exit operated. There were seven spherical particles a major diameter of about 1 micron »
Es wurde eine Zerstäubungsflüssigkeit mit 102 g eines 65/35 i° Styren-1-Butylmetha.crylat Copolymer en bei 12,5 /Ό Feststoffkonzentration zubereitet. Dazu kamen 11,33 g Aquablack 15, eine wässerige Suspension von 30 Gewichtsprozent Ruß mit einem Partikeldurchmesser von 20 Mikron. Diese Flüssigkeit vrarde in einem Schleuderscheibenzerstäuber mit einer Geschwindigkeit von 80 Milliliter pro Minute, "einem Düsendruck von 7,04 at und einer Troekenlufttemperatur von 88 C bei Eintritt und 4-3° C bei Austritt zerstäubt. Die daraus entstandenen Partikel hatten eine Größe von vorwiegend 5 bis 7 Mikron imd es ergab sich wiederum ein Bildpulver, daß bei Verwendung in einer herkösualichen xer ©graphischen Kopiereinrichtung gute xerographisehe Bilder lieferte. ...An atomizing liquid containing 102 g of a 65/35 ° styrene-1-butyl methacrylate copolymer at a solids concentration of 12.5% was prepared. Added to this were 11.33 g of Aquablack 15, an aqueous suspension of 30 percent by weight of carbon black with a particle diameter of 20 microns. This liquid was atomized in a centrifugal disk atomizer at a speed of 80 milliliters per minute, a nozzle pressure of 7.04 at and a dry air temperature of 88 C at the inlet and 4-3 ° C at the outlet. The resulting particles were predominantly in size 5 to 7 microns and again an image powder resulted which, when used in a conventional xer © graphic copier, produced good xerographic images. ...
Beispiel ¥111Example ¥ 111
Es wurde eine Zerstäubungsflüssigkeit durch Vermischung von 173 Milliliter Saran-Latex F-122, der SO g Feststoff entbiet* mit der oben genannten Aquablack 15-Rnßsuspension, welche 10 g ' Pestsfoff enthielt, hergestellt. Der Saran-Latex besteht aus · einem PolyvinylidenGhlorid-Polvmeren. Diese Zerstcubungsflüssigfceit wurde in einem Schleuderseheibenzerstäuber bei einer Ge-It became an atomizing liquid by mixing 173 milliliters saran latex F-122, which offers SO g solids * with the above-mentioned Aquablack 15 nut suspension, which 10 g 'Contained Pestsfoff produced. The saran latex consists of a polyvinylidene-chloride polymer. This atomizing liquid was used in a centrifugal atomizer at a company
■ schwindigkeit von 134 Milliliter pro Minute und einem Düsen-■ speed of 134 milliliters per minute and a nozzle
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