DE3714289A1 - Fanalpigmente ringgeschlossener indamin- und diphenylmethanfarbstoffe enthaltende trockentoner - Google Patents

Fanalpigmente ringgeschlossener indamin- und diphenylmethanfarbstoffe enthaltende trockentoner

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DE3714289A1 DE19873714289 DE3714289A DE3714289A1 DE 3714289 A1 DE3714289 A1 DE 3714289A1 DE 19873714289 DE19873714289 DE 19873714289 DE 3714289 A DE3714289 A DE 3714289A DE 3714289 A1 DE3714289 A1 DE 3714289A1
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    • C09B69/02Dyestuff salts, e.g. salts of acid dyes with basic dyes
    • C09B69/06Dyestuff salts, e.g. salts of acid dyes with basic dyes of cationic dyes with organic acids or with inorganic complex acids

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Trockentoner zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern in elektrostatischen Aufzeichnungs- und Druckverfahren, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der Formel
enthält, in der
A- für ein Silicomolybdat-Anion,
R¹ und R³ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Aralkyl,
R² und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Aryl, oder
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander durch Verknüpfung mit der o-Stellung des Benzolringes für Glieder eines fünf- oder sechsgliedrigen Ringes oder
R¹ und R² bzw. R³ und R⁴ gemeinsam für Glieder eines fünf- oder sechsgliedrigen Ringes,
B für Sauerstoff, Schwefel oder N-R,
R für Wasserstoff, Alkyl oder Aryl und
D für CH, C-CN oder N stehen,
in der die beiden Benzolringe mit einem weiteren Benzolring anelliert sein können und dann anstelle von NR³R⁴ auch Wasserstoff stehen kann, und
in der die cyclischen und acyclischen Reste und die Benzolringe durch in der Farbstoffchemie übliche nichtionische Reste substituiert sein können.
Beispiele für nichtionische Gruppen sind Halogen, Hydroxy, Alkoxy, Alkenyloxy, Aryloxy, Aralkoxy, Cycloalkyloxy, Heteryloxy, Aryl, Heteryl, Alkylmercapto, Arylmercapto, Aralkylmercapto, Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, Cyan, Carbamoyl, Alkoxycarbonyl, Amino, das durch 1 oder 2 Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppen substituiert sein kann, Acylamino, Alkylcarbonyloxy und Arylcarbonyloxy und als Substituenten der Ringe außerdem Alkyl, Aryl, Aralkyl, Nitro, Alkenyl oder Arylvinyl.
Alkyl steht für C₁- bis C₃₀-Alkyl, insbesondere für C₁- bis C₁₂-Alkyl.
Die Alkylreste und die Alkylreste in Alkoxy-, Alkylthio-, Alkylamino-, Alkanoylamino-, Alkylsulfonyl- und Alkoxycarbonylgruppen können verzweigt und beispielsweise durch Fluor, Chlor, C₁- bis C₄-Alkoxy, Cyano oder C₁- bis C₄-Alkoxycarbonyl substituiert sein.
Aralkyl ist insbesondere Phenyl-C₁- bis C₄-alkyl, das im Phenylkern durch Halogen, C₁- bis C₄-Alkyl und/oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituiert sein kann, vorzugsweise Benzyl.
Cycloalkyl ist insbesondere gegebenenfalls durch Methyl substituiertes Cyclopentyl oder Cyclohexyl.
Alkenyl ist insbesondere C₂- bis C₅-Alkenyl, das durch Hydroxy, C₁- bis C₄-Alkoxy, Cyan, C₁- bis C₄-Alkoxycarbonyl, Chlor oder Brom monosubstituiert sein kann. Bevorzugt sind Vinyl und Allyl.
Halogen ist insbesondere Fluor, Chlor und Brom, vorzugsweise Chlor.
Aryl ist insbesondere gegebenenfalls durch 1 bis 3 C₁- bis C₄-Alkyl, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₄-Alkoxycarbonyl oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituiertes Phenyl oder Naphthyl.
Alkoxy ist insbesondere gegebenenfalls durch Chlor oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituiertes C₁- bis C₁₂-Alkoxy.
Acyl ist insbesondere C₁- bis C₄-Alkylcarbonyl und C₁- bis C₄-Alkoxycarbonyl, gegebenenfalls durch C₁- bis C₄-Alkyl, Phenyl, Benzyl mono- oder disubstituiertes Aminocarbonyl oder Aminosulfonyl.
Alkoxycarbonyl ist insbesondere gegebenenfalls durch Hydroxy, Halogen oder Cyan substituiertes C₁- bis C₄-Alkoxycarbonyl.
Heteryl ist insbesondere Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Triazinyl, Indolyl, Imidazolyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Triazolyl, Thiadiazolyl oder Tetrazolyl, die benzanelliert sein können, sowie ihre teilhydrierten oder ganzhydrierten Derivate.
Bevorzugte nichtionische Substituenten der Ringe sind C₁- bis C₄-Alkyl, C₁- bis C₄-Alkoxy, Cyan, Nitro und Halogen.
Die Substituenten R¹ und R², bzw. R³ und R⁴ können gemeinsam mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, z. B. einen gegebenenfalls durch 1-4 C₁-C₄-Alkylgruppen substituierten Piperidin-, Piperazin- oder Morpholinring bilden.
Durch Verknüpfung der Substituenten R¹, R², R³ bzw. R⁴ mit der o-Stellung des Benzolringes entstehen gemeinsam mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, und dem Benzolring beispielsweise ein Dihydrobenzo-oxazin-, Tetrahydrochinolin- oder Indolin-Ring, die durch 1-4 C₁-C₄-Alkylgruppen substituiert sein können.
Von den Pigmenten der Formel I sind die Pigmente der Formeln
und
worin
B¹ für O oder N-R,
R⁵ für H oder CN und
R⁸ für Wasserstoff oder die Gruppe
stehen, die übrigen Symbole die bei Formel I angegebene Bedeutung haben, und die Benzolringe und der Naphthalinring substituiert sein können, bevorzugt.
Eine unter den oben angegebenen Verbindungen bevorzugte Gruppe entspricht der allgemeinen Formel
in der
R¹′ und R³′ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen gegebenenfalls durch Chlor, Cyan, Hydroxy, C₁- bis C₃-Alkylcarbonyloxy oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten C₁- bis C₄-Alkylrest oder einen Benzylrest,
R²′ und R⁴′ unabhängig voneinander für die bei R¹′ und R³′angegebenen Substituenten oder einen gegebenenfalls durch Methyl, Chlor oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten Phenylrest,
R⁵ für Wasserstoff oder Cyan und
R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl oder C₁- bis C₄-Alkoxy stehen und
A- die oben genannte Bedeutung hat.
Eine weitere bevorzugte Gruppe von Pigmenten entspricht der Formel
in welcher
R′ für Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder einen gegebenenfalls durch Methyl, Chlor oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten Phenylrest steht und
R¹′, R²′, R³′, R⁴′, R⁵, R⁶, R⁷ und A- die oben angegebene Bedeutung haben.
Eine weitere bevorzugte Gruppe von Verbindungen der allgemeinen Formel I entspricht der Formel
in welcher
R¹ bis R⁴′, R⁶, R⁷ und A- die oben angegebene Bedeutung haben.
Eine weitere bevorzugte Gruppe von Verbindungen der allgemeinen Formel I entspricht der Formel
in welcher
R¹′ bis R⁴′, R⁶, R⁷ und A- die oben angegebene Bedeutung haben.
Schließlich entspricht eine weitere bevorzugte Gruppe von Verbindungen der allgemeinen Formel I der Formel
in welcher
R¹′ bis R⁴′, R⁶, R⁷, R′ und A- die oben angegebene Bedeutung haben.
Weiterhin eignen sich als Ladungskontrollsubstanz Pigmente der Formel
in der
R⁸ für Wasserstoff oder die Gruppe
steht und
R¹, R², R³, R⁴, R⁶ und A- die oben angegebene Bedeutung haben.
Unter diesen Verbindungen sind wiederum solche bevorzugt, in denen anstelle von R¹ bis R⁴ die Reste R¹′ bis R⁴′ stehen.
Unter den in der Formel II bis VII aufgeführten Substituenten sind die folgenden von besonderer Bedeutung:
R′ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Phenyl,
R¹′ bis R⁴′ Wasserstoff, Methyl, Ethyl,
R⁵ Wasserstoff,
R⁶ und R⁷ Wasserstoff und Methyl.
Zum Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern in der Elektrofotografie oder in elektrostatischen Aufzeichnungs- und Druckverfahren verwendete Trockentoner bestehen im allgemeinen aus Bindemittelharzen, Ladungskontrollsubstanzen und Pigmenten oder löslichen Farbstoffen. Als Bindemittelharze eignen sich z. B. Styrol-, Epoxy-, Phenol-, Maleinsäure- und Polyamidharze.
Die Styrolharze sind z. B. Styrolhomopolymere oder Styrolcopolymere mit Methacrylsäureestern, Acrylsäureestern, Chlorstyrol, α-Methylstyrol, Vinylchlorid oder Vinylacetat.
Polykondensationsharze erhält man aus Di- oder Polycarbonsäuren, wie Terephthalsäure, Trimellithsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Polyhydroxyverbindungen, wie 2,2- Bis-(hydroxyphenyl)-propan.
Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Pigment der Formel I zu Harz beträgt 0,1-15, insbesondere 0,1-5, zu 100 Teilen.
Als Färbemittel eignen sich beispielsweise Benzidingelb, Phthalocyanin-, Chinacridon- und Perylentetracarbonsäurediimid-Pigmente.
Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Färbemittel zu Harz liegt bei 1-20 zu 100 Teilen.
Die erfindungsgemäßen Trockentoner können beispielsweise durch Vermischen der Bestandteile in einem Kneter und anschließendes Pulverisieren hergestellt werden.
Der erhaltene Toner wird zur Herstellung eines Trockenentwicklers mit einem Träger, z. B. Eisenpulver, das auch eine Umhüllung tragen kann, oder mit Glasperlen, vermischt und zeigt hierbei eine stark positive Aufladbarkeit gegenüber dem Träger.
Als Ladungskontrollsubstanzen in Trockentonern wurden bisher Farbbasen eingesetzt. Nigrosinfarbbasen zeigen den Nachteil, daß ihre Ladungseigenschaften zwischen den einzelnen Produktionschargen schwanken. Andere Farbbasen geben eine instabile Aufladung, wenn die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen schwanken.
Die erfindungsgemäßen Ladungskontrollpigmente weisen diese Nachteile nicht auf und ergeben eine stabile Aufladung, die auch im Dauertest die Erzeugung einwandfreier Kopien ermöglicht. Sie zeigen eine breite Vielfalt von Farbtönen, so daß sie sich insbesondere zur Herstellung farbiger Toner eignen.
Die Ladungskontrollsubstanzen eignen sich auch zur Herstellung schwarzer Toner, wenn sie in Kombination mit Ruß eingesetzt werden.
Beispiel 1 Herstellung einer Natriumsilicomolybdatlösung
900 ml Wasser werden auf 30°C erwärmt, 82,5 g Natriummolybdat-dihydrat und 9,9 g Natrium-meta-silikat-pentahydrat zugesetzt und die Lösung 10 min bei 30°C gerührt. Dann werden 0,9 g Natriumdichromat zugegeben und der pH-Wert durch Eintropfen von 64 ml 32%iger Salzsäure auf 2,5-2,6 eingestellt. Man rührt weitere 15 min bei 30°C und verdünnt mit Wasser auf 1575 ml. Die Lösung wird auf 50°C erwärmt und 10 min bei 50°C gerührt.
Herstellung des Pigmentes
30 g des kationischen Farbstoffes der Formel
werden bei 80°C in 1 l Wasser gelöst und 510 ml einer Natriumsilicomolybdatlösung zugetropft, deren Herstellung oben beschrieben wurde. Man rührt 10 min bei 80°C, läßt die Suspension abkühlen, saugt das Pigment ab, wäscht es mit Wasser und trocknet es im Vakuum bei 50°C.
Ausbeute: 44,9 g.
Herstellung des Toners
100 g Styrol-n-butylmethacrylat-Copolymer (Mol: 50 000) und 5 g des Silicomolybdat-Pigmentes, dessen Herstellung oben beschrieben wurde, werden in einem Kneter gleichmäßig vermischt. Nach dem Abkühlen pulverisiert man das Harz in einer Strahlmühle auf eine mittlere Kornfeinheit von 12 µ. 5 g dieses Tonerpulvers werden mit 95 g eines Carriermaterials aus Eisen mit Polymerbeschichtung durch Rotation aufgeladen und die Ladung nach der Blow-off-Methode bestimmt. Sie beträgt 8,6 µC/g und ist nach 10 000 Kopien noch unverändert hoch.
Verwendet man anstelle des obigen Farbstoffes die Farbstoffe der Formeln
so erhält man ebenfalls Tonerpulver mit guter triboelektrischer Aufladung.
Beispiel 2
30 g des kationischen Farbstoffes der Formel
werden bei 90°C in 1,5 l Wasser gelöst und 700 ml der Natriumsilicomolybdatlösung zugetropft, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wurde. Man rührt noch 10 min bei 90°C, kühlt die Suspension ab, saugt das Pigment ab, wäscht es mit Wasser und trocknet es im Vakuum bei 50°C.
Ausbeute: 63,0 g.
Das Pigment wird nach den Angaben des Beispiels 1 zu einem Tonerpulver verarbeitet und die triboelektrische Aufladung nach der Blow-off-Methode bestimmt. Sie beträgt 7,7 µC/g.
Verwendet man anstelle des obigen Farbstoffes die Farbstoffe der Formeln
und verfährt sonst in gleicher Weise, so erhält man ebenfalls Tonerpulver mit guter triboelektrischer Aufladung.
Beispiel 3
30 g des kationischen Farbstoffes der Formel
werden in 1,5 l Wasser bei 90°C gelöst, die Lösung auf 75°C abgekühlt, 600 ml Natriumsilicomolybdatlösung zugetropft, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wurde, 10 min bei 75°C nachgerührt und die Suspension abgekühlt. Man saugt das erhaltene Pigment ab, wäscht es mit Wasser und trocknet im Vakuum bei 50°C.
Ausbeute: 54,5 g.
Das Pigment wird nach den Angaben des Beispiels 1 zu einem Tonerpulver verarbeitet und die triboelektrische Aufladung nach der Blow-off-Methode bestimmt. Sie beträgt 6,1 µC/g.
Verwendet man anstelle des obigen Farbstoffes die Farbstoffe der Formeln
so erhält man ebenfalls Tonerpulver mit guter triboelektrischer Aufladung.
Beispiel 4
30 g des kationischen Farbstoffes der Formel
werden in 1,5 l Wasser bei 90°C gelöst und 620 ml einer Natriumsilicomolybdatlösung zugetropft, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wurde. Man rührt noch 10 min bei 90°C, kühlt die Suspension ab, saugt das Pigment ab, wäscht es mit Wasser und trocknet es im Vakuum bei 50°C.
Ausbeute: 52,5 g.
Das Pigment wird nach den Angaben des Beispiels 1 zu einem Tonerpulver verarbeitet und die triboelektrische Aufladung nach der Blow-off-Methode bestimmt. Sie beträgt 9,8 µC/g.
Verwendet man anstelle des Farbstoffes der oben stehenden Formel den Farbstoff, der anstelle der Ethylengruppen Methylgruppen trägt und verfährt sonst in gleicher Weise, so erhält man ein Tonerpulver mit gleichfalls sehr guter triboelektrischer Aufladung.
Beispiel 5
25 g des kationischen Farbstoffes der Formel
werden in 1 l Wasser bei 90°C gelöst und bei 90°C 410 g der Lösung des Natriumsilicomolybdates zugetropft, deren Herstellung in Beispiel 1 beschrieben wurde. Man läßt 10 min bei 90°C nachrühren, läßt die Suspension auf 50°C abkühlen, saugt sie ab und wäscht sie mit Wasser. Nach Trocknen im Vakuum bei 50°C erhält man 40,1 g eines blauen Pigmentes.
Nach den Angaben des Beispiels 1 wird ein blaues Tonerpulver hergestellt und nach der Blow-off-Methode die triboelektrische Aufladung bestimmt. Sie beträgt 7,3 µC/g.
Verwendet man anstelle des Farbstoffes der obigen Formel einen Farbstoff, der in o-Stellung zu einer der Diethylaminogruppen eine Methylgruppe trägt und verfährt sonst in gleicher Weise, so erhält man gleichfalls ein Tonerpulver mit sehr guter triboelektrischer Aufladung.
Ähnlich gute Ergebnisse werden mit Pigmenten aus folgenden Farbstoffen erhalten:

Claims (10)

1. Positiv aufladbarer Trockentoner für elektrostatische Aufzeichnungs- und Druckverfahren, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derA- für ein Silicomolybdat-Anion,
R¹ und R³ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Aralkyl,
R² und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, Aralkyl oder Aryl oder
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander durch Verknüpfung mit der o-Stellung des Benzolringes für Glieder eines fünf- oder sechsgliedrigen Ringes oder
R¹ und R² bzw. R³ und R⁴ gemeinsam für Glieder eines fünf- oder sechsgliedrigen Ringes,
B für Sauerstoff, Schwefel oder N-R,
R für Wasserstoff, Alkyl oder Aryl und
D für CH, C-CN oder N stehen,in der die beiden Benzolringe mit einem weiteren Benzolring anelliert sein können und dann anstelle von NR³R⁴ auch Wasserstoff stehen kann, und in der die cyclischen und acyclischen Reste und die Benzolringe durch in der Farbstoffchemie übliche nichtionische Reste substituiert sein können.
2. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formeln enthält, in derB¹ für O oder N-R,
R⁵ für H oder CN und
R⁸ für Wasserstoff oder die Gruppe stehen, die übrigen Symbole die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und die Benzolringe und der Naphthalinring durch in der Farbstoffchemie übliche nichtionische Reste substituiert sein können.
3. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR¹′ und R³′ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen gegebenenfalls durch Chlor, Cyan, Hydroxy, C₁- bis C₃-Alkylcarbonyloxy oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten C₁- bis C₄-Alkylrest oder einen Benzylrest,
R²′ und R⁴′ unabhängig voneinander für die bei R¹′ und R³′ angegebenen Substituenten oder einen gegebenenfalls durch Methyl, Chlor oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten Phenylrest,
R⁵ für Wasserstoff oder Cyan,
R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl oder C₁- bis C₄-Alkoxy und
A- für ein Silicomolybdat-Anion stehen.
4. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR′ für Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder einen gegebenenfalls durch Methyl, Chlor oder C₁- bis C₄-Alkoxy substituierten Phenylrest steht und
R¹′ bis R⁴′, R⁵ bis R⁷ und A- die in Anspruch 3 angegebene Bedeutung haben.
5. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR¹′ bis R⁴′, R⁶, R⁷ und A- die in Anspruch 3 angegebene Bedeutung haben.
6. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR¹′ bis R⁴′, R⁶, R⁷ und A- die in Anspruch 3 angegebene Bedeutung haben.
7. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR′, R¹′ bis R⁴′, R⁶, R⁷ und A- die in Anspruch 3 und 4 angegebene Bedeutung haben.
8. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Anspruch 1, der als Ladungskontrollsubstanz ein Pigment der allgemeinen Formel enthält, in derR⁸′ für H oder NR³′R⁴′ steht, und
R¹′ bis R⁴′, R⁶ und A- die in Anspruch 3 angegebene Bedeutung haben.
9. Positiv aufladbarer Trockentoner gemäß Ansprüchen 3-8, in deren Formeln R′ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Phenyl,
R¹′ bis R⁴′ Wasserstoff, Methyl, Ethyl,
R⁵ Wasserstoff,
R⁶ und R⁷ Wasserstoff oder Methyl und
R⁸′ Wasserstoff oder NR³R⁴′ bedeuten.
10. Verwendung von Pigmenten der Formel des Anspruchs 1 als Ladungskontrollsubstanzen in Trockentonern.
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