DE60319167T2

DE60319167T2 - Verfahren zur UV-Härtung von Tonerbildern bei einem elektrophotographischen Verfahren

Info

Publication number: DE60319167T2
Application number: DE60319167T
Authority: DE
Inventors: Guerino G. Oakville Ontario Sacripante; Edward J. New York Gutman
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2023-03-01
Also published as: EP1341048B1; EP1341048A1; US6713222B2; JP2003255601A; US20030162110A1; DE60319167D1

Description

Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf Verfahren zum Härten von xerografischen Bildern auf Tonerbasis zur Verwendung in Verpackungsmedien gerichtet. In Ausführungsformen ist die vorliegende Erfindung auf das Nachhärten von xerografischen Bildern mit Ultraviolettlichtunterstützung gerichtet, die xerografische Toner enthalten, worin die Toner ein ungesättigtes Harz, Färbemittel und andere Zusätze enthalten, um die Bilder mit Antioffset-Eigenschaften zu versehen, wenn Wärme und Druck angewandt werden, wie bei Verpackungsanwendungen. In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt die Nachhärtung mit Ultraviolettlichtunterstützung zu der Vernetzung des Tonerbildes, wodurch ein verbessertes Heißoffset-Verhalten, wie von 180°C bis 240°C, und eine höhere Tonerelastizität, wie von 106 bis 108 Poise, bei einer Temperatur von 180°C bis 200°C resultieren, gemessen mittels eines Thermometers bei einer Scherfrequenz von 10 bis 100 Radiant pro Sekunde, und wobei die gehärteten vernetzten Tonerbilder in Verpackungsanwendungen verwendbar sind, worin xerografische Bilder auf einer Vielzahl von Substraten dann auf Behälter, wie Kunststoffflaschen und Ähnliches, wärmeverschweißt werden können. Eine xerografische Maschine kann verwendet werden, um Bilder auf z. B. ein Aluminiumfoliensubstrat mit einem Toner aufzubringen, der ein ungesättigtes Harz, Färbemittel und Tonerzusätze enthält, geschmolzen durch entweder ein Kontakt- oder Nichtkontakt-Schmelzgerät. Diese Bilder werden dann durch Aussetzen gegen Ultraviolettlicht dadurch gehärtet, dass das ungesättigte Harz in dem Toner vernetzt wird, wenn immer die gehärteten Bilder dann auf Behälter, wie z. B. pharmazeutische Flaschen, Lebensmittelbehälter, wie Joghurtbecher und Ähnliches, ohne oder mit minimalem Bildoffset wärme- und druckverschweißt oder auf Druckverschweißvorrichtungen transportiert werden können. Ein Überzugslack, der einen Ultraviolettinitiator und ein ungesättigtes Monomer enthält, wird auf das xerografische Bild aufgebracht oder beschichtet, gefolgt von der Anwendung von Ultraviolettlicht, um das Bild auf einem Substrat, wie Papier, zu härten.
Elektrofotografische Toner enthalten gewöhnlich ein Harz, wie ein Styrol-Acrylat oder Polyester, ein Färbemittel und optional ein Ladungsregelungsmittel. Es sind zahlreiche Tonerformulierungen bekannt, und spezieller enthält eine Tonerformulierung ein ungesättigtes Polyesterharz derart, dass erwünschte niedrige Fixiertemperaturen und Offseteigenschaften erhalten werden, vgl. z. B. die US-Patentschrift 5,227,460 .
In der US-Patentschrift 3,590,000 ist ein ungesättigter Polyester zur Verwendung als Tonerbindemittel beschrieben. In ähnlicher Weise ist in der US-Patentschrift 4,331,755 ein ungesättigtes Polyesterharz beschrieben, das von Fumarsäure und einer Polyolmischung von propoxyliertem Bisphenol abgeleitet ist. Darüber hinaus beschreibt die US-Patentschrift 4,525,445 ein ungesättigtes Polyesterharz, das von Fumarsäure, Isophthalsäure und einer Polyolmischung von propoxyliertem Bisphenol abgeleitet ist. Andere Patentschriften, die von Interesse sein können, sind die US-Patentschriften 4,788,122 , 5,466,554 , 5,686,218 , 4,988,794 , 4,727,011 , 4,533,614 und 5,366,841 .
Ultraviolett-härtbare Drucktinten zur Verwendung in flexografischen Druckformen sind in den US-Patentschriften 5,948,594 und 5,972,565 beschrieben, worin eine fotopolymerisierbare Druckplatte und Ultraviolett-Drucktinten beschrieben sind. Ultraviolett-härtbare Epoxy-Polyester-Pulverlacke sind in der US-Patentschrift 4,129,488 beschrieben.
Die US-Patentschrift 5,275,918 beschreibt einen ultraviolett-härtbaren, durch Wärme aktivierbaren Übertragungstoner und spezieller einen nicht-elektroskopischen verlängerten Toner, der ein ultravioletthärtbares, Epoxy enthaltendes Copolymer umfasst.
In der US-Patentschrift 4,110,187 wird eine Strahlungszusammensetzung aus einer Lösung eines Polyesterharzes und eines Lösemittels erläutert, die eine ethylenisch ungesättigte fotopolymerisierbare Verbindung enthält.
In den US-Patentschriften 5,049,646 und 5,102,762 sind Polyester und Ultravioletttoner davon beschrieben.
In einer Anzahl von xerografischen Maschinen und Verfahren wird das Tonerbild auf ein Substrat, wie Papier oder ein transparenter Gegenstand, durch Erwärmen des Toners mit einer Kontaktschmelzeinrichtung oder einer Nicht-Kontaktschmelzeinrichtung geschmolzen, worin die übertragene Wärme die Tonermischung auf das Substrat schmilzt. Wenn ein Harz hoch verzweigt oder vernetzt, wie 40 bis 65%, ist, können höhere Temperaturen verwendet werden, um die Tonermischung zu schmelzen, und in einigen Fällen, wenn der Vernetzungsgrad zu hoch ist, schmilzt dann die Tonermischung gewöhnlich nicht und kann sich sogar vor dem Schmelzen zersetzen. Um die Energie der xerografischen Maschine auf einem Minimum, wie bei einer niedrigen Schmelztemperatur von 125°C bis 145°C, zu halten, ist es daher erwünscht, niedrig schmelzende Toner, die z. B. bei 125°C bis 145°C schmelzen, zu verwenden, worin weniger Wärme während des Schmelzens des Bildes auf Papier verwendet wird. Solche niedrig schmelzenden Tonermischungen können jedoch für die Verwendung beim Verpacken nicht so wirksam sein, insbesondere worin Wärme- und Druckvorrichtungen verwendet werden, um diese Substratbilder auf Verpackungen zu verschweißen. Daher wird ein Verfahren benötigt, um diesen Nachteil zu überwinden, und spezieller ein Verfahren, worin ein niedrig schmelzender Toner verwendet wird, um ein xerografisches Bild zu erzeugen, und worin das xerografische Bild auf dem Substrat durch Verwendung einer Ultraviolettlichtquelle gehärtet wird und worin ebenfalls ein Überzugslack auf das Substrat aufgebracht wird, wobei der Lack einen Ultraviolettinitiator und ungesättigte Monomere umfasst, was ein Vernetzen des ungesättigten Harzes in dem Toner hervorruft und was seine wirksame Verwendung in Verpackungsanwendungen ermöglicht, worin Wärme- und Druckvorrichtungen verwendet werden, um das xerografische Bildsubstrat auf verschiedene Verpackungsbehälter zu verschweißen.
EP-A-0821281 beschreibt ein Verfahren zum Vernetzen eines Bildes mit Ultraviolettlicht. Das Bild enthält Toner, der ein ungesättigtes Harz und ein Färbemittel enthält. Das ungesättigte Harz kann ein Polyesterharz oder ein Epoxyharz sein. Die Tonerteilchen können Farbtonerteilchen sein, die ein Pigment oder einen Farbstoff umfassen.
Verfahren zum Vernetzen eines Bildes, das die Anwendung von Ultraviolettlicht auf ein Bild umfasst, das einen Toner enthält, der ein ungesättigtes Harz und ein Färbemittel enthält, sind auch aus EP-A-0821280 , WO-A-97/36049 , EP-A-0501396 und der US-Patentschrift 5,212,526 bekannt.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, Verfahren bereitzustellen, die einen niedrig schmelzenden Toner verwenden, der ein ungesättigtes Harz, Färbemittel und Tonerzusätze enthält.
Es ist ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, Verfahren zur Herstellung xerografischer Bilder auf einer Vielzahl von Substraten, wie Papier, MYLAR^® oder eine Aluminiumfolie, bereitzustellen, worin das xerografische Bild einen Toner enthält, der ein ungesättigtes Harz und Färbemittel enthält.
In einem noch anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung werden Verfahren zum Härten xerografischer Bilder bereitgestellt, die ein Vernetzen des Tonerharzes ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Vernetzen eines Tonerbildes auf einem Substrat bereit, wobei das Bild durch ein elektrofotografisches Verfahren unter Verwendung eines elektrofotografischen Toners gebildet worden ist, der ein ungesättigtes Harz und ein Färbemittel enthält, wobei das Tonerbild einen Überzugslack enthält, der einen Ultraviolettlicht-Initiator und ein ungesättigtes Monomer enthält, wobei das Verfahren das Anwenden von Ultraviolettlicht auf das Bild umfasst.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die vorliegende Erfindung ist auf Verfahren zum Härten xerografischer Bilder auf Tonerbasis zur Verwendung in Verpackungsmedien gerichtet, worin eine durch Ultraviolettlicht unterstützte Nachhärtung der Bilder durchgeführt wird, die xerografische Toner enthalten, die ein ungesättigtes Harz und ein Färbemittel enthalten, wodurch die Bilder mit Antioffset-Eigenschaften versehen werden, wenn Wärme- und Druckverschweißung angewandt werden, wie in Verpackungsanwendungen.
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf das vorstehende Verfahren, worin das ungesättigte Harz Poly(propoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-Maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Malest), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Malest), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenfumarat), Copoly(Propylenterephthalat)-copoly(Propylenfumarat), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenmaleat), Copoly(Propylenterephthalat)-copoly(Propylenmaleat) oder Mischungen davon ist; ein Verfahren, worin das Färbemittel ein Pigment von schwarz, cyan, magenta, gelb, grün, orange, violett, blau, rot, Purpur, weiß oder silber ist; ein Verfahren, worin das ungesättigte Monomer Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Hexylacrylat, Hexylmethacrylat, Pentylacrylat, Pentylmethacrylat, Heptylacrylat, Heptylmethacrylat, Octylacrylat, Octylmethacrylat, Nonylacrylat, Nonylmethacrylat, Decylacrylat, Decylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat oder Polyethylenglycolmethacrylat ist; ein Verfahren, worin der Ultraviolettinitiator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Benzoinethern, Acetophenonderivaten, wie 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 2,2,2-Trichloracetophenon, Initiatoren vom Wasserstoffabspaltungstyp, wie Benzophenon und Deri vate davon, Anthrachinon, 4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenon, Thioxanthon mit Chinolinsulfonylchlorid, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, (2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-on), (Hydroxycyclohexyl)phenylketon, (2-Benzyl-2-N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon), (Benzyldimethylketal), 2-(carbamoylazo)substituiert, 2-n-Propoxy-9H-thioxanthen-9-on und Ethyl-4-(dimethylamino)benzoat; ein Verfahren, worin das ungesättigte Harz ein Polyester ist; ein Verfahren, worin der Polyester ein poly(alkoxyliertes) Bisphenol ist; ein Verfahren, worin das Färbemittel ein Pigment ist; ein Verfahren, worin das Tonerbild durch ein digitales Abbildungsverfahren erzeugt wird; ein Verfahren, worin der Vernetzen oder die Gelmenge 40 bis 70% beträgt, und worin das ungesättigte Harz nach dem Aussetzen gegen Ultraviolettlicht vernetzt wird; ein Verfahren, worin das Ultraviolettlicht eine Wellenlänge von 250 bis 550 Nanometer besitzt; ein Verfahren, worin die Wellenlänge 320 bis 500 Nanometer beträgt; ein Verfahren, worin das ungesättigte Harz in einer Menge von 75 bis 95 Gew.-% vorhanden ist; ein Verfahren, worin das Harz in einer Menge von 80 bis 90 Gew.-% vorhanden ist; ein Verfahren, worin das Färbemittel in einer Menge von 5 bis 15 Gew.-% vorhanden ist; ein Verfahren, worin das Aufbringen durch eine geeignete Lichtquelle erfolgt, wobei das Aufbringen für eine Zeit von 1 Sekunde bis 1 Minute erfolgt; ein Verfahren, worin der Überzug eine Dicke von 1 Mikron bis 5 Mikron hat; ein Verfahren, worin der Initiator in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tonerkomponenten ausgewählt wird, und worin das ungesättigte Harz in einer Menge von 35 bis 50 Gew.-% ausgewählt wird; und ein Verfahren, worin das ungesättigte Harz ein Polyesterharz ist; ein Verfahren, worin der Initiator 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon ist.
Beispiele von ungesättigten Polyesterharzen sind ein Poly(propoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-Maleat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Maleat), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenfumarat), Copoly(Propylenterephthalat)-copoly(Propylenfumarat), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenmaleat), Copoly(Propylenterephthalat)-copoly(Propylenmaleat) oder Mischungen davon.
Das Polyesterharz besitzt ein Molekulargewicht-Zahlenmittel (M_n), gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC), von 1000 bis 20000 und spezieller von 2000 bis 50000 und ein Molekulargewicht-Gewichtsmittel (M_w) von typischerweise 2000 bis 40000 und spezieller von 4000 bis 150000, wobei die Molekulargewichtsverteilung (M_w/M_n) des Harzes typischerweise 1,5 bis 6 und spezieller 2 bis 4 beträgt. Die Onset-Glasübergangstemperatur (Tg) des Harzes, gemessen mittels eines Differentialabtastkalorimeters (DSC), beträgt in Ausführungsformen z. B. 50°C bis 70°C und spezieller 52°C bis 65°C. Die Schmelzviskosität des Tonerharzes, gemessen mit einem mechanischen Spektrometer von 10 Radiant pro Sekunde, kann z. B. 5000 bis 200000 Poise und spezieller 20000 bis 100000 Poise bei 100°C betragen, wobei die Viskosität mit ansteigender Temperatur auf z. B. 100 bis 5000 Poise und spezieller 400 bis 2000 Poise abnimmt, wenn die Temperatur z. B. von 100°C auf 130°C ansteigt.
Verschiedene bekannte geeignete Färbemittel, wie Farbstoffe, Pigmente und Mischungen davon, die in dem Toner in einer wirksamen Menge von z. B. 1 bis 25 Gew.-% des Toners und spezieller in einer Menge von 2 bis 12 Gew.-% vorhanden sind, umfassen Ruß, wie REGAL 330^®; Magnetite, wie Mobay-Magnetite MO8029^®, MO8060^®; Columbian-Magnetite; MAPICO BLACKS^® und oberflächenbehandelte Magnetite; Pfizer-Magnetite CB4799^®, CB5300^®, CB5600^®, MCX6369^®; Bayer-Magnetite, BAYFERROX 8600^®, 8610^®; Northern Pigments-Magnetite, NP-604^®, NP-608^®; Magnox-Magnetite TMB-100^® oder TMB-104^®. Als gefärbte Pigmente können cyanfarbene, magentafarbene, gelbe, rote, grüne, braune oder blaue Pigmente oder Mischungen davon ausgewählt werden. Spezielle Beispiele von Pigmenten umfassen Phthalocyanin HELIOGEN BLUE L6900^®, D6840^®, D7080^®, D7020^®, PYLAM OIL BLUE^®, PYLAM OIL YELLOW^®, PIGMENT BLUE 1^®, erhältlich von Paul Uhlich & Company, Inc., PIGMENT VIOLET 1^®, PIGMENT RED 48^®, LEMON CHROMS YELLOW DCC 1026^®, E. D. TOLUIDINE RED^® und BON RED C^®, erhältlich von Dominion Color Corporation, Ltd., Toronto, Ontario, NOVAPERM YELLOW FGL^®, HOSTAPERM PINK E^® von Hoechst und CINQUASIA MAGENTA^®, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours & Company. Allgemein sind Färbemittel, die ausgewählt werden können, schwarz, cyanfarben, magentafarben oder gelb und Mischungen davon. Beispiele von magentafarbenen Färbemitteln sind 2,9-dimethylsubstituiertes Chinacridon und Anthrachinonfarbstoff, in dem Color Index als CI 60710 bezeichnet, CI Dispersed Red 15, Diazofarbstoff, in dem Color Index als CI 26050 bezeichnet, und CI Solvent Red 19. Erläuternde Beispiel von cyanfarbenen Färbemitteln umfassen Kupfertetra(octadecylsulfonamido)phthalocyanin, X-Kupferphthalocyaninpigment, in dem Color Index als CI 74160 aufgeführt, CI Pigment Blue und Anthrathrene Blue, in dem Color Index als CI 69810 bezeichnet, und Spezial Blue X-2137; während erläuternde Bei spiele von gelben Färbemitteln Diarylidgelb, 3,3-Dichlorbenzidinacetoacetanilide, ein Monoazopigment, das in dem Color Index als CI 12700 bezeichnet, CI Solvent Yellow 16, ein Nitrophenylaminsulfonamid, in dem Color Index als Foron Yellow SE/GLN bezeichnet, CI Dispersed Yellow 33 2,5-Dimethoxy-4-sulfonanilidphenylazo-4'-chlor-2,5-dimethoxyacetoacetanilid und Permanent Yellow FGL. Gefärbte Magnetite, wie Mischungen von MAPICO BLACK^®, und cyanfarbene Komponenten können auch als Färbemittel verwendet werden. Andere bekannte Färbemittel können ausgewählt werden, wie Levanyl Black A-SF (Miles, Bayer) und Sunsperse Carbon Black LHD 9303 (Sun Chemicals), und gefärbte Farbstoffe, wie Neopen Blue (BASF), Sudan Blue OS (BASF), PV Fast Blue B2G01 (American Hoechst), Sunsperse Blue BHD 6000 (Sun Chemicals), Irgalite Blue BOA (Ciba-Geigy), Paliogen Blue 6470 (BASF), Sudan III (Matheson, Coleman, Bell), Sudan II (Matheson, Coleman, Bell), Sudan IV (Matheson, Coleman, Bell), Sudan Orange G (Aldrich), Sudan Orange 220 (BASF), Paliogen Orange 3040 (BASF), Ortho Orange OR 2673 (Paul Uhlich), Paliogen Yellow 152, 1560 (BASF), Lithol Fast Yellow 0991K (BASF), Paliotol Yellow 1840 (BASF), Neoyen Yellow (BASF), Novoperm Yellow FG 1 (Hoechst), Permanent Yellow YE 0305 (Paul Uhlich), Lumogen Yellow D0790 (BASF), Sunsperse Yellow YHD 6001 (Sun Chemicals), Suco-Gelb L1250 (BASF), Suco-Yellow D1355 (BASF), Hostaperm Pink E (American Hoechst), Fanal Pink D4830 (BASF), Cinquasia Magenta (DuPont), Lithol Scarlet D3700 (BASF), Toluidine Red (Aldrich), Scarlet for Thermoplast NSD PS PA (Ugine Kuhlmann of Canada), E. D. Toluidine Red (Aldrich), Lithol Rubine Toner (Paul Uhlich), Lithol Scarlet 4440 (BASF), Bon Red C (Dominion Color Company), Royal Brilliant Red RD-8192 (Paul Uhlich), Oracet Pink RF (Ciba-Geigy), Paliogen Red 3871K (BASF), Paliogen Red 3340 (BASF) und Lithol Fast Scarlet L4300 (BASF).
Es können zahlreiche bekannte geeignet wirksame positive oder negative Ladungsverstärkungszusätze für die optionale Einarbeitung in die Tonerzusammensetzungen in einer Menge von 0,1 bis 10, spezieller 1 bis 3 Gew.-% ausgewählt werden. Beispiele von Zusätzen umfassen quaternäre Ammoniumverbindungen, einschließlich Alkylpyridiniumhalogenide, Alkylpyridiniumverbindungen, vgl. die US-Patentschrift 4,298,672 , organische Sulfat- und Sulfonatzusammensetzungen, vgl. die US-Patentschrift 4,338,390 , Cetylpyridiniumtetrafluorborate, Distearyldimethylammoniummethylsulfat und Aluminiumsalze, wie BONTRON E84^® oder E88^® (Hodogaya Chemical).
Mit den Tonerzusammensetzungen können auch andere Tonerzusätze vermischt werden, wie externe Zusatzteilchen, einschließlich Fließhilfszusätze, die gewöhnlich auf der Oberfläche des Toners vorliegen. Beispiele dieser Zusätze umfassen Metalloxide, wie Titanoxid, Zinnoxid und Mischungen davon, kolloidale Siliciumdioxide, wie AEROSIL^®, Metallsalze und Metallsalze von Fettsäuren, einschließlich Zinkstearat, Aluminiumoxide, Ceroxide und Mischungen davon, wobei diese Zusätze jeweils gewöhnlich in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% und spezieller in einer Menge von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-% vorliegen. Einige der vorstehend genannten Zusätze sind in den US-Patentschriften 3,590,000 und 3,800,588 erläutert. Als Zusätze können auch die beschichteten Siliciumdioxide der US-Patentschriften 6,004,714 , 6,190,815 und 6,214,507 ausgewählt werden.
Überzugslacke werden auf die xerografischen Bilder vor der Nachhärtung mit Ultraviolettlicht aufgebracht. Beispiele von Lackzusammensetzungen umfassen eine Mischung eines Lösemittels, ungesättigtes Monomer und einen Ultraviolett-Initiator.
Beispiele von Lösemitteln, die in verschiedenen Mengen ausgewählt werden, wie z. B. 10 bis 90 Gew.-% und spezieller 20 bis 50 Gew.-%, umfassen Wasser, Ethylactet, Aceton, Methylethylketon, N-Methylpyrrolidinon, Sulfolan, Trimethylolpropan, Alkylenglycole, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycole, Glycerin, Dipropylenglycole, Polyethylenglycole, Polypropylenglycole, Amide, wie Acetamid, Ether, wie Ethylether oder Diethylether, Carbonsäuren, wie Essigsäure, Ethansäure, Propansäureether, wie Ethylacetat, Methylacetat, Propylacetat, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, Organosulfide, Organosulfoxide, Sulfone, Dimethylsulfoxid, Alkoholderivate, Carbitol, Butylcarbitol, Cellusolve, Etherderivate, Aminoalkohole und Ketone.
Beispiele von ungesättigten Monomeren, die in der Lackmischung verwendet werden können, umfassen Acrylate, wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Hexylacrylat, Hexylmethacrylat, Pentylacrylat, Pentylmethacrylat, Heptylacrylat, Heptylmethacrylat, Octylacrylat, Octylmethacrylat, Nonylacrylat, Nonylmethacrylat, Decylacrylat, Decylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat oder Polyethylenglycolmethacrylat; Nicht-Acrylate, wie Styrol, Methylstyrol und Vinylstyrol.
Beispiele von in einer Menge von z. B. 0,5 bis 15%, 0,5 bis 10% und 2 bis 5% ausgewählten Ultraviolettinitiatoren, die in der Lackmischung verwendet werden können, umfassen Licht (ultraviolett oder sichtbar) mit Wellenlängen von z. B. 250 bis 550 Nanometer und spezieller 320 bis 500 Nanometer von Fotoinitiatormaterialien, die bei Bestrahlung eine Fragmentierung eingehen, Initiatoren vom Wasserstoffabspaltungstyp und Donor-Akzeptor-Komplexe. Geeignete Fotofragmentierungsinitiatoren umfassen solche, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Benzoinethern, Acetophenonderivaten, wie 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 2,2,2-Trichloracetophenon. Geeignete Initiatoren vom Wasserstoffabspaltungstyp umfassen Benzophenon und Derivate davon, Anthrachinon und 4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenon (Michlers Keton). Geeignete Donor-Akzeptor-Komplexe umfassen Kombinationen von Donoren, wie Triethanolamin, mit Akzeptoren, wie Benzophenon. Ebenfalls geeignet sind Sensibilisierer oder Initiatoren, wie Thioxanthon mit Chinolinsulfonylchlorid, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, (2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-on), (Hydroxycyclohexyl)phenylketon, (2-Benzyl-2-N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon), (Benzyldimethylketal), 2-(carbamoy)azo)-substituiert, 2-n-Propoxy-9H-thioxanthen-9-on und Ethyl 4-(dimethylamino)benzoat.

Das folgende Beispiel wird vorgelegt.

Lampe:	100 Watt Hochdruck-Quecksilberdampflampe mit kurzem Bogen
Lebensdauer der Lampe:	1000 Stunden (typisch)
entfernbare Filter:	Standard: 320 bis 500 Nanometer (nm) Optional: 250 bis 450 nm, 365 nm, 320 bis 390 nm, 400 bis 500 nm muss mit erweitertem Bereich oder geschmolzenen Siliciumdioxid-Lichtleitern verwendet werden

Beispiel
Eine mit einer heißen Platte, einem 100 Watt-US-Hochdruck-Quecksilberdampflicht mit kurzem Bogen mit einem Standardfilter von 320 bis 500 Nanometer ausgerüstete UV-Behältervorrichtung, erhältlich von Efos Corporation, wurde aufgebaut, ausgerüstet mit einem Radio meter zum Messen der UV-Leistung und einem IR-Detektor zum Regeln der Temperatur der heißen Platte. Drei getrennte Proben, jeweils etwa 2 Gramm, die 2 Gramm cyanfarbenen Toner enthalten, bestehend aus 97 Gew.-% Poly(propoxyliertem Bisphenol A-Fumarat) und 3 Gew.-% Cyanpigment 15:3, wurden mit 5% des UV-Initiators Isopropyl-9H-thioxanthen-9-on (ITO) vermischt. Diese getrennten Proben wurden dann unabhängig auf drei verschiedene Temperaturen (120°C, 160°C und 200°C) erwärmt. Eine etwa 2 Millijoule/Minute liefernde UV-Lampe wurde auf die Proben eingestrahlt, bis etwa 800 Millijoule von der Lampe geliefert waren. Die Toner wurden dann rheologisch (dynamisch bei 1 Hz) analysiert.
Die rheologischen Eigenschaften des Toners vor dem Aussetzen gegen Ultraviolettlicht zeigen eine Schmelzviskosität, gemessen mit einem mechanischen Spektrometer bei 10 Radiant pro Sekunde, von 5000 bis 200000 Poise bei 100°C, wobei die Schmelzviskosität mit ansteigender Temperatur auf 100 bis 5000 Poise scharf abfällt, wenn die Temperatur von 100°C auf 170°C ansteigt. Die Elastizitätskomponente des Tonerharzes zeigt 1000 bis 10000 Pascal bei 100°C und fällt scharf auf 100 bis 1000 Pascal bei etwa 170°C ab. Nach dem Aussetzen gegen Ultraviolettlicht wird angenommen, dass das Harz über die ungesättigten Komponenten vernetzt und dass dadurch ein Anstieg sowohl der Viskosität als auch der Elastizität des Harzes resultiert. Der Anstieg der Viskosität, gemessen mit einem mechanischen Spektrometer bei 10 Radiant pro Sekunde, von 20000 auf 500000 Poise bei 100°C, und die Schmelzviskosität fällt scharf mit ansteigender Temperatur auf 1000 bis 20000 Poise ab, wenn die Temperatur von 100°C auf 170°C ansteigt. Die Elastizitätskomponente des Tonerharzes zeigt 8000 bis 100000 Pascal bei etwa 100°C und fällt scharf auf 5000 bis 80000 Pascal bei etwa 170°C ab.

Claims

Verfahren zum Vernetzen eines Tonerbildes auf einem Substrat, wobei das Bild durch ein elektrofotografisches Verfahren unter Verwendung eines elektrofotografischen Toners, der ein ungesättigtes Harz und Färbemittel enthält, hergestellt worden ist, wobei das Tonerbild einen Überzugslack enthält, der einen Ultraviolettlicht-Initiator und ein ungesättigtes Monomer umfasst, wobei das Verfahren das Anwenden von Ultraviolettlicht auf das Bild umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das ungesättigte Harz Poly(propoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Fumarat), Poly(propoxyliertes Bisphenol-Malest), Poly(ethoxyliertes Bisphenol-Maleat), Poly(butyloxyliertes Bisphenol-Malest), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenfumarat), Copoly(Propylenterephthaiat)-copoly(Propylenfumarat), Copoly(Diethylen-Propylenterephthalat)-copoly(Diethylen-Propylenmaleat), Copoly(Propylenterephthalat)-copoly(Propylenmaleat) oder Mischungen davon ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Ultraviolettlicht-Initiator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend Benzoinethern, Acetophenonderivaten von 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 2,2,2-Trichloracetophenon.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das ungesättigte Harz ein Polyester ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, worin der Polyester ein poly(alkoxyalkyliertes) Bisphenol ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Ultraviolettlicht eine Wellenlänge von 250 bis 550 Nanometern besitzt.
Verfahren gemäß Anspruch 6, worin die Wellenlänge 320 bis 500 Nanometer beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Initiator in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Tonerkomponenten, ausgewählt ist, und worin das ungesättigte Harz in einer Menge von 35 bis 50 Gew.-% ausgewählt ist.