DE3636989C2

DE3636989C2 -

Info

Publication number: DE3636989C2
Application number: DE3636989A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Numazu Shizuoka Jp Fukase; Yoshihiro Mishima Shizuoka Jp Sugiyama; Hazime Takanashi; Kazuo Tsubuko; Shinichi Numazu Shizuoka Jp Kuramoto
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1990-12-06
Also published as: US4957842A; DE3636989A1; JPS62102253A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatographischen Sus pensionsentwickler gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger Entwickler ist aus der DE-AS 17 97 059 bekannt.

Beim Farbkopieren wird die Farbe eines Originals in die drei Primärfarben aufgetrennt und man erzeugt latente elektrostatische Bilder für jede dieser drei Primärfarben, die dann mit entsprechenden Cyan-, Magenta- bzw. Gelb- Farbentwicklern entwickelt und auf ein einziges Übertragungsblatt übertragen werden. Für diese Art von Farbentwicklern ist ein Toner von guter Transparenz erforderlich. Wenn nämlich der Toner schlechte Transparenz aufweist, läßt sich die Farbe des Originals nicht genau auf der Farbkopie reproduzieren und bei der Verwendung einer mit einem derartigen Toner entwickelten Kopie in einem Überkopfprojektor ist das projizierte Bild schwärzlich.

Außerdem muß der Toner für Suspensionsentwickler elektrische Ladungen über lange Zeit stabil bewahren können und stabile Dispergierbarkeit aufweisen. Diese Stabilität geht hauptsächlich deshalb allmählich verloren, da sich das Färbemittel allmählich in dem als Trägerflüssigkeit verwendeten aliphatischen Kohlenwasserstoff löst und dadurch die Eigenschaften der Trägerflüssigkeit und des Toners beeinträchtigt werden.

Keines der bisher bekannten gelben Färbemittel, die für Gelb-Suspensionsentwickler verwendet wurden, erfüllt die beiden genannten Eigenschaften.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrostatographischen Suspensionsentwickler bereitzustellen, der einen Gelbtoner von verbesserter Transparenz und zeitlich stabilen Eigenschaften in einer Trägerflüssigkeit enthält, eine verbesserte Gradationsreproduktion, Trocknung und vor allem eine verbesserte Farbreproduktion zeigt, wenn er im Zusammenhang mit Farbkopierern oder Überkopfprojektoren verwendet wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrostatographischer Suspensionsentwickler der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Färbemittel nach dem Flushing-Verfahren durch Behandlung eines gelben Farbstoffs oder Pigments der allgemeinen Formel I

worin X und Y -H, -OCH₃, -Cl, -CH₃, -CH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₃, -OCH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂CH₃ oder -OCH₂CH₂CH₃ bedeuten,
mit einem Harz, das in der Trägerflüssigkeit unlöslich ist und einen Erweichungspunkt von 50 bis 120°C hat, hergestellt worden ist.

Das erfindungsgemäße Färbemittel kann in Kombination mit bekannten blauen oder roten Farbstoffen oder Pigmenten verwendet werden, die überlegene Transparenz aufweisen und in der Trägerflüssigkeit unlöslich sind. In diesem Fall entstehen dann grüne oder orange Farbentwickler.

In dem erfindungsgemäßen Entwickler wird ein Färbemittel verwendet, das dadurch hergestellt worden ist, daß man die genannten Farbstoffe oder Pigmente einer Flushing-Behandlung mit einem Harz unterwirft, das in der Trägerflüssigkeit unlöslich ist und einen Erweichungspunkt von 50 bis 120°C aufweist. Hierdurch läßt sich die Transparenz weiter verbessern.

Es wurde bereits in Erwägung gezogen, Färbemittel für Toner dadurch herzustellen, daß man ein organisches oder anorganisches Pigment, wie Ruß oder Phthalocyaninblau, einer Flushing-Behandlung unterzog. Verwendet man jedoch ein in der Trägerflüssigkeit lösliches Harz bei der Flushing- Behandlung, so können einige Harze aufgrund ihrer Löslichkeit in der zum Dispergieren des Toners verwendeten Trägerflüssigkeit den elektrischen Widerstand der Trägerflüssigkeit beeinträchtigen bzw. die Polarität der Tonerteilchen instabil machen. In manchen Fällen wird die Polarität sogar umgekehrt. Da hierdurch die Bilddichte verringert und der Hintergrund gefärbt wird, entstehen keine scharfen Bilder. Aus diesen Gründen wird normalerweise ein in der Trägerflüssigkeit unlösliches oder schwerlösliches Harz für das Färbemittel verwendet. In der Vergangenheit sind dabei jedoch verschiedene Defekte, z. B. Sedimentation und Aggregation des Toners, beobachtet worden, welche die Dispersionsstabilität des Toners beeinträchtigen. Außerdem trocknet die erhaltene Kopie ungenügend und besitzt unbefriedigende Primärfixierbarkeit, was unerwünschte Erscheinungen, wie Abschmieren etc., hervorruft, wenn nicht besonderes Augenmerk auf die Auswahl des Pigments und des Harzes gerichtet wird, so daß die Verträglichkeit zum Zeitpunkt der Herstellung des Färbemittels ausgewogen ist, oder wenn nicht zusätzliche Schritte unternommen werden, z. B. längerer Zeitaufwand beim Dispergieren während der Tonerherstellung.

Bei der Flushing-Behandlung wird eine wäßrige Paste eines Pigments oder Farbstoffs zusammen mit einem Harz oder einer Harzlösung in einen Kneter (Flusher) eingebracht und gründlich vermischt. Während dieser Behandlung wird das um das Pigment vorhandene Wasser durch die Harzlösung ersetzt. Die entstehende Wasserphase wird aus dem Kneter entfernt und das zurückbleibende Material, bei dem das Pigment bzw. der Farbstoff in der Harzlösung dispergiert sind, wird getrocknet, um das Lösungsmittel zu entfernen. Anschließend wird das erhaltene feste Material gemahlen ("geflushtes Färbemittel"). Das Entfernen von Wasser und Lösungsmittel kann hierbei auch unter vermindertem Druck während des Mischens in dem Kneter erfolgen.

Die Flushing-Behandlung ist bekannt dafür, daß eine sehr gute Dispersion erhalten wird, weil eine wäßrige Paste als Ausgangsmaterial verwendet und während des Mischens in dem Kneter behandelt werden kann. Bei der Flushing- Behandlung wird außerdem mit Pigmenten praktisch derselbe Effekt erzielt wie mit Farbstoffen in Kombination mit Wasser. Erfindungsgemäß ist es daher möglich, geflushte Farbstoffe als Tonerkomponenten einzusetzen.

Typische Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Farbstoffe und Pigmente sind:
(1) Pigment Yellow 167 (C.I. Nr. 10 737)

(2) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- aminobenzol

(3) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-2,4-diethylbenzol

(4) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-4-methylbenzol

(5) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-2,4-dimethoxybenzol

Beispiele für Harze und Wachse, die zusammen mit diesen Farbstoffen und Pigmenten für die Flushing-Behandlung verwendet werden können, sind Polyethylenwachse, Polyethylenoxidwachse und modifizierte Polyethylenwachse.

Weitere geeignete Harze und Wachse sind z. B. Polypropylenharze und Vinylchloridharze. Ferner können z. B. Paraffinwachs (Erweichungspunkt 50 bis 98°C), Bienenwachs (Erweichungspunkt etwa 60°C), Naturwachs (Erweichungspunkt etwa 51°C) und dergleichen verwendet werden.

Die genannten Harze und Wachse werden bei der Flushing- Behandlung in einer Menge von 0,1 bis 6,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,6 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Farbstoff oder Pigment eingesetzt.

Die Herstellung eines Suspensionsentwicklers unter Verwendung des geflushten Färbemittels kann dadurch erfolgen, daß man (i) das Färbemittel und ein Bindemittel mit einer geringen Menge einer Trägerflüssigkeit mischt, (ii) die erhaltene Mischung in einem Attritor, einer Kugel- oder KD-Mühle oder dergleichen zu einem Tonerkonzentrat knetet und dispergiert und (iii) das erhaltene Tonerkonzentrat mit demselben Trägerflüssigkeitstyp, je nach Anwendungsgebiet, auf das etwa 5- bis 10fache verdünnt. Das Gewichtsverhältnis von Färbemittel zu Bindemittel beträgt vorzugsweise 1 : 1 bis 10.

Beispiele für geeignete Bindemittel sind Alkydharze, Kolophonium-modifizierte Phenol-Formaldehydharze, hydrierte Kolophoniumester mit mehrwertigen Alkoholen, Polyacryl- oder Polymethacrylesterharze, Styrolharze und Chlorkautschuk.

Besonders geeignet sind Homo- und Copolymere von Monomeren der allgemeinen Formel II

in der R¹ Wasserstoff oder Methyl bedeutet und R² -COOC_mH_2m+1 oder -OCOC_mH_2m+1 bedeutet, wobei m eine ganze Zahl von 6 bis 20 ist.

Die Monomeren der Formel II können mit mindestens einem Monomer copolymerisiert werden, das ausgewählt ist unter Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylpyridin, Ethylenglykoldimethacrylat, Monomeren der allgemeinen Formel III

in der R³ Wasserstoff oder Methyl bedeutet und R⁴ -COOC_mH_2m+1 oder -OCOC_mH_2m+1 bedeutet, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, und Monomeren der allgemeinen Formel IV

in der R⁵ Wasserstoff oder Methyl bedeutet und R⁶ -N(CH₃)₂, -N(C₂H₅)₂ oder -OH darstellt. Das Copolymer kann ein Blockcopolymer sein. Der Anteil der Vinylmonomerkomponente der Formel II in dem Copolymer beträgt vorzugsweise etwa 30 bis 95 Gewichtsprozent.

Gegebenenfalls kann das Bindemittel vermischt werden mit Naturharzen, z. B. Estergummen oder weichgemachtem Kolophonium, und Naturharz-modifizierten hitzehärtbaren Harzen, z. B. Naturharz-modifizierten Maleinharzen, Phenolharzen, Polyesterharzen oder Pentaerythritharzen, und Epoxidharzen.

Als Trägerflüssigkeit eignen sich z. B. paraffinische oder isoparaffinische Kohlenwasserstoffe, Ligroin, n-Hexan, n-Heptan, Isooctan, n-Octan, Kohlenstofftetrachlorid, Trichlortrifluorethan oder Cyclohexan, einzeln oder als Mischungen aus zwei oder mehreren.

Der erfindungsgemäße Flüssigentwickler zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:

(1) Da der Farbstoff bzw. das Pigment praktisch im Zustand von Primärteilchen dispergiert ist, erfolgt keine nennenswerte Aggregation;
(2) da die Farbstoff- bzw. Pigment-Primärteilchen mit einem Harz mit einem Erweichungspunkt von 50 bis 120°C beschichtet sind, haftet das Färbemittel beim thermischen Fixieren mit einer Kopiermaschine gut auf dem Übertragungspapier;
(3) da der Toner einen kleinen Teilchendurchmesser aufweist, wird eine überlegene Gradationsreproduktion und eine verbesserte Farbreproduktion erzielt, insbesondere im Einsatz mit Überkopfprojektoren.

In den folgenden Herstellungsbeispielen für Färbemittel werden Farbstoffe bzw. Pigmente einer Flushing-Behandlung mit Harzen mit einem Erweichungspunkt von 50 bis 120°C unterzogen.

Herstellungsbeispiel 1

Eine Mischung aus 1000 g einer 10% Toluollösung von Polyethylenwachs mit einem Erweichungspunkt von 97,8°C und 1000 g einer wäßrigen 10% Lösung des vorstehend genannten Pigments Nr. 4 wird in einem Flusher gründlich gerührt und 4 Stunden bei 150°C geknetet. Die erhaltene Mischung wird unter Erwärmen unter vermindertem Druck getrocknet, um Wasser und Lösungsmittel zu entfernen, worauf man das getrocknete Gemisch zu einem gelben Färbemittel pulverisiert.

Herstellungsbeispiel 2

Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 wird wiederholt, jedoch verwendet man 1000 g einer 10% Toluollösung von Polyethylenwachs mit einem Erweichungspunkt von 120°C und 1000 g einer wäßrigen 10% Lösung des oben genannten Pigments Nr. 2 zur Herstellung eines bläulich-gelben Färbemittels.

Herstellungsbeispiel 3

Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 wird wiederholt, jedoch verwendet man 1000 g einer 10% Toluollösung eines Polyethylenwachses mit einem Erweichungspunkt von 60°C und 1000 g einer wäßrigen 10% Lösung des vorstehend genannten Pigments Nr. 1 zur Herstellung eines rötlich- gelben Färbemittels.

Vergleichs-Herstellungsbeispiel

Das Verfahren von Herstellungsbeispiel 1 wird wiederholt, jedoch ersetzt man das Polyethylenwachs durch ein Wachs mit einem Erweichungspunkt von 126°C. Es wird ein gelbes Vergleichs-Färbemittel erhalten.

Die erfindungsgemäßen Färbemittel und das Vergleichs- Färbemittel werden in den folgenden Beispielen 1 bis 3 und dem Vergleichsbeispiel zur Herstellung von Suspensionsentwicklern eingesetzt.

Jeweils 35 g des Färbemittels (harzbeschichtet) wird mit jeweils 170 g der in der folgenden Tabelle 1 genannten Bindemittelharze und jeweils 800 g der dort genannten Trägerflüssigkeiten vermischt. Die erhaltenen Mischungen werden 40 Stunden in einer Kugelmühle geknetet und dispergiert. 100 g der erhaltenen Tonerkonzentrate werden mit 1 Liter derselben Trägerflüssigkeit verdünnt, wobei die in Tabelle 1 genannten vier Suspensionsentwickler erhalten werden.

Unter Verwendung der Suspensionsentwickler werden Kopien mit einer handelsüblichen elektrophotographischen Kopiermaschine hergestellt. Die Kopiequalität wird untersucht und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 genannt. Hierbei bedeuten ○ gut, ∆ befriedigend und × schlecht.

Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Suspensionsentwickler hinsichtlich der Gradationsreproduktion, Haltbarkeit, Transparenz, Trocknung (Fixierbarkeit) und dergleichen ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen. Bei der Verwendung in Überkopfprojektoren sind sie insbesondere hinsichtlich der Farbreproduktion verbessert.

Claims

1. Elektrostatographischer Suspensionsentwickler, der einen Gelbtoner mit einem Färbemittel und einem Bindemittel als Hauptkomponenten in einem aliphatischen Kohlenwasserstoff als Trägerflüssigkeit dispergiert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbemittel nach dem Flushing-Verfahren durch Behandlung eines gelben Farbstoffs oder Pigments der allgemeinen Formel I worin X und Y -H, -OCH₃, -Cl, -CH₃, -CH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₃, -OCH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂CH₃ oder -OCH₂CH₂CH₃ bedeuten,
mit einem Harz, das in der Trägerflüssigkeit unlöslich ist und einen Erweichungspunkt von 50 bis 120°C hat, hergestellt worden ist.

2. Suspensionsentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff oder das Pigment ausgewählt ist aus mindestens einer der folgenden Verbindungen:

(1) Pigment Yellow 167 (C. I. Nr. 10 737)
(2) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- aminobenzol
(3) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-2,4-diethylbenzol
(4) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-4-methylbenzol
(5) N-[2-(Isoindolin-1,3-dion-5-ylazo)-acetoacetyl]- 1-amino-2,4-dimethoxybenzol

3. Suspensionsentwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei dem Flushing-Verfahren verwendete Harz ausgewählt ist aus Polyethylenharzen, Polypropylenharzen, Vinylchloridharzen, Paraffinwachs, Bienenwachs und Naturwachs.

4. Suspensionsentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bei dem Flushing-Verfahren verwendete Harz in einer Menge von 0,1 bis 6,0 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Farbstoff oder Pigment eingesetzt worden ist.

5. Suspensionsentwickler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei dem Flushing-Verfahren verwendete Harz in einer Menge von 0,1 bis 0,6 Gewichtsteil pro 1 Gewichtsteil Farbstoff oder Pigment eingesetzt worden ist.

6. Suspensionsentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Färbemittel vorhanden ist.

7. Suspensionsentwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ausgewählt ist unter Alkydharzen, Kolophonium-modifizierten Phenol- Formaldehydharzen, hydrierten Kolophoniumestern mit mehrwertigen Alkoholen, Polyacryl- oder Polymethacrylesterharzen, Styrolharzen und Chlorkautschuk.

8. Suspensionsentwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Homopolymer eines Acryl- oder Methacrylmonomers der allgemeinen Formel II ist: in der R¹ -H oder -CH₃ bedeutet und R² -COOC_mH_2m+1 oder -OCOC_mH_2m+1 bedeutet, wobei m eine ganze Zahl von 6 bis 20 ist.

9. Suspensionsentwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Copolymer eines Acryl- oder Methacrylmonomers der allgemeinen Formel II mit mindestens einem der folgenden Monomeren ist:
Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylpyridin, Ethylenglykoldimethacrylat, Monomeren der allgemeinen Formel III worin R³ -H oder -CH₃ bedeutet und R⁴ -COOC_mH_2m+1 oder -OCOC_mH_2m+1 bedeutet, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist und/oder Monomeren der allgemeinen Formel IV worin R⁵ -H oder -CH₃ bedeutet und R⁶ -N(CH₃)₂, -N(C₂H₅)₂ oder -OH bedeutet.

10. Suspensionsentwickler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vinylmonomerkomponente der allgemeinen Formel II 30 bis 95 Gewichtsprozent des Copolymers ausmacht.

11. Suspensionsentwickler nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel außerdem mit mindestens einem der folgenden Harze vermischt ist:
Naturharze, Naturharz-modifizierte Maleinharze, Naturharz-modifizierte Phenolharze, Naturharz- modifizierte Polyesterharze, Naturharz-modifizierte Pentaerythritharze und Epoxidharze.