EP0450417A1 - Toner für Elektrostatographie - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to electrostatography and, more particularly, to toner assemblies suitable for imagewise contact toning of electrostatically latent images with a relatively low surface charge of the continuous internal polarization type.
- latent electrostatic images can be developed with toner particles dispersed in insulating or non-polar liquids.
- Such toner particles usually have a dye, such as pigments, which has been ground together or otherwise brought together with dispersing resins or varnishes or the like.
- Such toner particles are usually combined with fixing materials which are generally, but not necessarily, thermoplastic polymeric materials.
- means for controlling the polarity or orientation of charge are usually included in order to control the polarity and the charge-mass ratio of the toner particles.
- Such dispersed substances are known as liquid toners or liquid developers.
- liquid developers were used commercially in non-transfer type office copiers, that is, in which the electrostatic latent image on a photoconductive layer was developed and fixed on a sheet of paper with a zinc oxide resin binder.
- the toner particles did not need to be transferable to other recipient surfaces. Consequently, when it has been required to transfer such toner deposits to a receiver surface using electrostatic transfer techniques, problems well known to those skilled in the art regarding transfer efficiency, image shift, and degradation and loss of resolution have been recognized.
- the first known liquid toner compositions that have been formulated with a view to eliminating the transfer problems noted above are those disclosed in Wright U.S. Patent 3,419,411. According to this disclosure, so-called grid-forming substances have been incorporated into the toner compositions in order to prevent undesirable shifting of dye during the image transfer.
- Such lattice-forming materials have been believed to form a fibrous matrix in the toner deposit, thereby holding the dye within such an image deposit and enabling it to be transferred to a receiver sheet in an unadulterated manner using conventional electrostatic transfer techniques without lateral displacement to be able to.
- Such lattice-forming fabrics have also been believed to keep the image deposit in a condition accessible for transfer, thereby easily achieving transfer efficiencies of 90% or more.
- Such image deposits were mechanically fixed on the receiver or receiver sheet when the dispersing liquid contained in the image deposit was removed after the transfer, and they were not transferred back when subsequent image deposits were transferred thereon.
- the lattice-forming substances disclosed were rubber-modified polystyrene, paraffin wax and ethyl cellulose. Ethyl cellulose was used in conjunction with a thermoplastic binder such as polyisobutyl methacrylate, while paraffin wax was used in conjunction with a polymerized linseed oil calcium resin varnish.
- Patent 4,842,944 to Landa plasticizing a thermoplastic polymer and pigment with a non-polarized liquid at a higher temperature, cooling to form a sponge-like material, and grinding such sponge material with an additional non-polarized liquid to pull out the particles and thereon and starting from this to form, describe, and depict what could be described as a mechanical equivalent to the lattice described in U.S. Patent 3,419,411 to Wright.
- Mitchell U.S. Patent 4,631,244, discloses a formula for liquid toners containing resinous "fibers", which is understood to mean that pigmented toner particles are formed such that fibers, tendril-like structures, feeler-like structures, threads, fibers, tendon-like structures, hair, bristles or the like arise.
- thermoplastic polymers in particular acrylic polymers and copolymers, and ethylene / vinyl acetate copolymers are disclosed. Temperature controlled attrition milling is used to obtain toner particles of the required particle size.
- other liquids of higher KB are included during the milling step, as disclosed in Wright U.S. Patent 3,419,411. Control reagents are also included. In general, however, other dispersing aids, such as oils or lacquers, or lattice or fiber-forming substances, such as waxes, are not included.
- the present invention uses a number of known substances and additionally uses known grinding methods for the toner preparation.
- the liquid toners according to the invention have a number of new or surprising properties, as described below.
- liquid toners suitable for forming images on a ferroelectric material through a development process which is characterized by the generation of a waveform in the liquid dispersion.
- Such toning is called liquid meniscus toning.
- the present invention has for its object to maintain a low electrical conductivity in generic toners and to ensure that the toner particles as individual units, i.e. without being connected to each other by mechanical or electrical bonding.
- the combination of these properties is achieved by preparing the toner using electrically insulating polymers which are substantially insoluble in the carrier liquid or the toner dispersant at room temperature, together with a polymer modifier which prevents the formation of polymer fibers.
- the electrically insulating polymers are usually thermoplastics, that they can be solubilized in the dispersant at higher temperatures and that after the heated solution has cooled, they can return to their original solid state.
- the pigment or other substance used to color the toner particles is introduced into the heated solution by various grinding methods.
- the most controllable processes are those in which the grinding vessel serving as the reaction vessel is surrounded by a jacket through which either heating or cooling liquids can circulate.
- Such devices can be pearl mills, sand mills, ball mills or attrition mills.
- a device is used in which the grinding speed can be changed and in which the substances can be added in succession if necessary in a suitable manner.
- Friction mills are such preferably used devices.
- a suitable polymer modifier is added to the dispersant.
- This modifier is compatible with the polymer both at ambient temperature and at higher temperatures and is completely soluble in the dispersing liquid at ambient temperature and at higher temperatures.
- This modifier or more precisely: this plasticizer, changes the physical properties of the polymer in such a way that it increases its solubility in the dispersant at higher temperatures and that after cooling it increases the flexibility of the polymer in such a way that the tearing responsible for the formation of fibers or pulling the polymer is not facilitated.
- the particles that are formed in the course of cooling by grinding the modified precipitated polymer are made with a smooth surface that is free of any protruding portions that could connect to adjacent particles.
- the dispersing liquid for such toner preparations must have properties which enable the toner preparation to be commercially acceptable and to act in the desired manner. Aliphatic hydrocarbons with a high boiling point are particularly suitable. Preferred liquids are the liquids produced by Exxon Corporation and bearing the product name Isopar, in particular the grades Isopar L (boiling point between 190 and 206 ° C), Isopar M (boiling point between 217 and 254 ° C) and Isopar V (boiling point between 273 and 310 ° C).
- the solvents that can be used in this Exxon range include the Norpar range and some of the dearomatized solvents known as Exxsol D.
- the main polymer in this toner system must be soluble in the selected dispersant at higher temperatures but essentially insoluble at room temperature.
- acrylics and their copolymers polyethylene and polyethylene-veneyl acetate copolymers are particularly suitable.
- Preferred substances are the Elvax series of ethylene-veneyl acetate copolymers, available from Union Carbide Australia Ltd. and the Acryloid range of acrylates manufactured by Rohm and Haas Ltd. to be delivered. Also some of the fabrics in the Neocryl range of acrylates are available from ICE Australia Operations Pty Ltd. are available, applicable.
- the modifier for the polymer must be compatible with the polymer at the temperatures prevailing during the preparation of the toner and must be soluble in the dispersant under similar conditions. Such materials are normally limited to the polymer selected, but it has generally been found that aliphatic solvent soluble resin, resin esters and their derivatives, phthalate esters and abietin esters are suitable.
- a charge-directing agent or a charge enhancer can be included in the formula as an additional substance.
- Such substances are known per se, with metallic soaps generally being used as compounds for positively charged toners, of which zirconium octoate, magnesium naphtenate and aluminum stearate are typical examples.
- the present invention thus relates to a toner for liquid meniscus toning in electrostatography and for the application of images to ferroelectric material, the toner essentially comprising individual toner particles which are dispersed in a dispersant of low electrical conductivity and the individual toner particles having pigment particles which are of a layer of electrically insulating thermoplastic polymer and an associated plasticizer are surrounded.
- the toner according to the invention is characterized in that the electrically insulating thermoplastic polymer is selected from the group of acrylics, acrylic copolymers, polyethylene and polyethylene-vinyl acetate copolymers and that the plasticizers are selected from the group of resin soluble in aliphatic solvent, resin esters, resin ester derivatives, phthalate esters and abietin esters. Furthermore, the toners are characterized in that the electrically insulating polymer is soluble in the dispersant of low electrical conductivity at elevated temperatures, of the order of 90 ° to 100 ° C., and is insoluble at room temperatures, and that the plasticizer in the dispersant has low electrical conductivity elevated as well as soluble at room temperatures.
- the following materials are placed in a heated attritor: The substances are heated to 90 ° C and at the same time stirred at low speed to achieve a solution of the solid substances in the solvent, then is added.
- the heating is kept at such a heat level that the mixture is kept at a temperature of 90 ° to 100 ° C, and the stirring speed is increased until grinding begins. This speed depends on the size of the device used.
- the grinding is carried out at this higher temperature for about two hours, after which the heating is switched off and the attritor and its contents can cool to room temperature with further grinding. For a grinder with a capacity of about 250 ml, this latter phase will take about 3 hours, but can be extended if necessary.
- the toner thus prepared which is diluted to a working concentration of 5 to 100 ml of concentrate per liter of dispersant, exhibits its liquid meniscus property when used in a suitable toner device. If it is examined with a scanning electron microscope, it can be seen that it consists of smooth individual particles which have only a minimum of connection between the particles. Fibers or tendril-like or chain-like structures cannot be determined.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft wie Elektrostatographie und insbesondere Tonerzusammenstellungen, die zur bildweisen Kontakttonung elektrostatisch latenter Bilder mit relativ geringer Oberflächenladung vom Typ fortdauernder innerer Polarisation geeignet sind.
- Es ist bekannt, daß latente elektrostatische Bilder mit Tonerteilchen entwickelt werden können, die in isolierenden oder nichtpolaren Flüssigkeiten dispergiert sind. Derartige Tonerteilchen weisen normalerweise Farbstoff, wie etwa Pigmente, auf, der mit dispergierenden Harzen oder Lacken oder dergleichen zusammen gemahlen oder auf andere Weise zusammengebracht worden sind. Derartige Tonerteilchen sind üblicherweise mit Fixiermaterialien kombiniert, bei denen es sich im allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, um thermoplastische polymere Stoffe handelt. Zusätzlich sind üblicherweise Mittel zur Steuerung der Polarität bzw. der Ausrichtung von Ladung enthalten, um die Polarität und das Ladungs-Massen-Verhältnis der Tonerpartikel zu steuern. Derartige dispergierte Stoffe sind als flüssige Toner oder flüssige Entwickler bekannt.
- Ursprünglich wurden flüssige Entwickler kommerziell in Bürokopierern des Nicht-Übertragungs-Typs, d.h. in solchen, in denen das elektrostatische latente Bild auf einer photoleitenden Schicht mit einem Zinkoxyd-Harz-Bindemittel auf einem Papierbogen entwickelt und fixiert wurde, verwendet. Die Tonerteilchen brauchten nicht auf andere Empfängeroberflächen übertragbar zu sein. Folglich wurden, als verlangt wurde, derartige Tonerablagerungen mittels elektrostatischer Übertragungstechniken auf eine Empfängeroberfläche zu übertragen, dem Fachmann mittlerweile hinreichend bekannte Probleme hinsichtlich des Übertragungswirkungsgrads, der Bildverschiebung und des Nachlassens und des Verlustes der Auflösung erkannt.
- Die ersten bekannten Flüssigtonerzusammensetzungen, die im Hinblick auf ein Beseitigen oben erwähnter Übertragungsprobleme formuliert worden sind, sind jene, die im US-Patent 3,419,411 von Wright offenbart wurden. Gemäß dieser Offenbarung wurden sogenannte gitterbildende Stoffe in die Tonerzusammensetzungen eingefügt, um ein unerwünschtes Verschieben von Farbstoff während der Bildübertragung zu verhindern. Es wurde davon ausgegangen, daß derartige gitterbildende Stoffe in der Tonerablagerung eine faserartige Matrix bilden, wodurch der Farbstoff innerhalb einer solchen Bildablagerung an seinem jeweiligen Platz festgehalten und in die Lage versetzt wird, unter Verwendung herkömmlicher elektrostatischer Übertragungstechniken ohne seitliche Verschiebung unverfälscht auf einen Empfängerbogen übertragen werden zu können. Von derartigen gitterbildenden Stoffen wurde auch angenommen, daß sie die Bildablagerung in einem für die Übertragung zugänglichen Zustand hielten, wodurch Übertragungswirkungsgrade von 90% und mehr ohne weiteres erreicht wurden. Ferner waren derartige Bildablagerungen auf den aufnehmenden bzw. Empfängerbogen mechanisch fixiert, wenn die in der Bildablagerung enthaltene Dispergierflüssigkeit nach der Übertragung entzogen wurde, und sie wurden auch nicht zurückübertragen, wenn nachfolgende Bildablagerungen darauf übertragen wurden. Bei den offenbarten gitterbildenden Stoffen handelte es sich um mit Gummi modifiziertes Polystyren, Paraffinwachs und Äthylzellulose. Äthylzellulose wurde in Verbindung mit einem thermoplastischen Bindemittel, wie etwa Polyisobutylmethacrylat, verwendet, wogegen Paraffinwachs in Verbindung mit einem polymerisierten Leinöl-Calzium-Harz-Lack verwendet wurde.
- Im US-Patent 4,842,944 von Landa sind insbesondere Argumente gegen die im US-Patent 3,419,411 von Wright enthaltenen Offenbarungen bezüglich der gitterbildenden Eigenschaften von Äthylzellulose oder mit Gummi modifiziertem Polystyren formuliert. Das Argument gegen Paraffinwachs ist weniger stark und unterstützt letztlich, daß die Steuerung des KB-Wertes des nichtpolarisierten flüssigen Dispergiermittels die absoluten Auflösungsfähigkeiten des flüssigen Toners beeinflußt, was letztlich eine Bestätigung der Gültigkeit der Offenbarungen des US-Patents 3,419,411 von Wright darstellen könnte. Im US-Patent 4,842,944 von Landa ist das Plastizieren eines thermoplastischen Polymers und eines Pigments mit einer nichtpolarisierten Flüssigkeit bei einer höheren Temperatur, das Abkühlen zum Bilden eines schwammartigen Materials und das Mahlen solchen Schwammaterials mit einer zusätzlichen nichtpolarisierten Flüssigkeit, um die Teilchen herauszuziehen und darauf und davon ausgehend Fasern zu bilden, beschrieben und dargestellt, was als ein mechanisches Äquivalent zum Gitter gemäß des US-Patents 3,419,411 von Wright beschrieben werden könnte.
- Im US-Patent 4,631,244 von Mitchell ist eine Formel für flüssige Toner offenbart, die harzartige "Fasern" enthalten, wobei unter diesem Begriff zu verstehen ist, daß pigmentierte Tonerteilchen derart gebildet sind, daß Fasern, rankenartige Gebilde, fühlerartige Gebilde, Fädchen, Fäserchen, sehnenartige Gebilde, Haare, Borsten oder dergleichen entstehen. Ferner sind thermoplastische Polymere, insbesondere Acrylpolymere, und -copolymere sowie Äthylenvenylazetatcopolymere offenbart. Temperaturgesteuertes Verreibungsmahlen wird verwendet, um Tonerteilchen der geforderten Teilchengrößenordnung zu erhalten. Zusätzlich zu den nichtpolarisierten Dispergierflüssigkeiten sind während des Mahlschrittes andere Flüssigkeiten höheren KB-Wertes enthalten, wie bereits im US-Patent 3,419,411 von Wright offenbart ist. Ferner sind auch Steuerreagenzien enthalten. Aber ganz allgemein sind andere Dispergierhilfen, wie etwa Öle oder Lacke, oder auch gitter- oder faserbildende Stoffe, wie etwa Wachse, nicht enthalten.
- Die vorliegende Erfindung verwendet eine Reihe bekannter Stoffe und verwendet zusätzlich bekannte Mahlmethoden für die Tonerzubereitung. Jedoch weisen die erfindungsgemäßen flüssigen Toner im Vergleich zum Stand der Technik eine Reihe neuer bzw. überraschender Eigenschaften auf, wie im folgenden beschrieben ist.
- Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf die Elektrostatographie anwendbar ist, liegt ihre besondere Bedeutung in der Zubereitung flüssiger Toner, die zur Schaffung von Bildern auf einem ferroelektrischen Material durch einen Entwicklungsprozeß geeignet sind, welcher sich durch die Erzeugung einer Wellenform in der flüssigen Dispersion auszeichnet. Eine solche Tonung wird als Flüssigmeniskustonung bezeichnet.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gattungsgemäßen Tonern eine niedrige elektrische Leitfähigkeit zu erhalten und sicherzustellen, daß die Tonerteilchen als einzelne Einheiten, d.h. ohne untereinander durch mechanische oder elektrische Bindung verbunden zu sein, erhalten bleiben.
- Erfindungsgemäß wird die Kombination dieser Eigenschaften dadurch erzielt, daß der Toner unter Verwendung elektrisch isolierender Polymere, die bei Raumtemperatur in der Tonerträgerflüssigkeit oder im Tonerdispergiermittel im wesentlichen unlöslich sind, zusammen mit einem Polymermodifiziermittel, das die Bildung von Polymerfasern verhindert, zubereitet wird.
- Ein Merkmal dieser Toner ist, daß es sich bei den elektrisch isolierenden Polymeren üblicherweise um Thermoplaste handelt, daß sie bei höheren Temperaturen im Dispergiermittel löslich gemacht werden können und daß sie nach Abkühlung der erwärmten Lösung in ihren ursprünglichen festen Zustand zurückkehren können. Das Pigment oder ein anderer zum Färben der Tonerpartikel verwendeter Stoff wird durch verschiedene Mahlverfahren in die erwärmte Lösung eingebracht. Dabei sind die am besten steuerbaren Verfahren jene, bei denen der als Reaktionsgefäß dienende Mahlbehälter von einem Mantel umgeben ist, durch den entweder Wärm- oder Kühlflüssigkeiten zirkulieren können. Derartige Vorrichtungen können Perlmühlen (Pearl Mills), Sandmühlen, Kugelmühlen oder Reibungsmühlen sein. Vorzugsweise wird eine Vorrichtung verwendet, bei der die Mahlgeschwindigkeit verändert werden kann und bei der die Stoffe erforderlichenfalls in geeigneter Weise nacheinander zugegeben werden können.
- Reibungsmühlen sind derartige vorzugsweise verwendeten Vorrichtungen.
- Es wurde gefunden, daß ein Polymer, wenn Pigmente in bei höheren Temperaturen löslich gemachten Polymeren dispergiert sind, bei Abkühlung mit fortgesetztem Mahlen ausfällt und dabei die Pigmentpartikel mit einer Polymerumhüllung umgibt bzw. einkapselt. Dadurch werden die Pigmentpartikel wirksam getrennt, wodurch eine brauchbare geringe elektrische Leitfähigkeit in der Tonerdispersion aufrechterhalten wird. Wie im US-Patent 4,842,974 von Landa bereits offenbart, ergibt sich bei einem derartigen Verfahren ein unerwünschter mechanischer Effekt, der sich als Verbindung von Partikeln durch ein Netzwerk von Polymerfasern zeigt. Dieser Effekt kann wesentlich reduziert oder sogar vermieden werden, um zu ermöglichen, daß die pigmentierten Partikel vielmehr als getrennte Einheiten statt als in einer Gitterstruktur zusammengebundene Einheiten wirken. Ferner wurde herausgefunden, daß, wenn eine derartige Vereinzelung erreicht wird, eine Meniskustonung möglich ist.
- Um eine Teilchenvernetzung über Polymerbrücken oder Fasern zu reduzieren oder zu vermeiden, wird dem Dispergiermittel ein geeignetes Polymermodifiziermittel zugefügt. Dieses Modifiziermittel ist sowohl bei Umgebungstemperatur und bei höheren Temperaturen mit dem Polymer kompatibel als auch bei Umgebungstemperatur und bei höheren Temperaturen in der Dispergierflüssigkeit vollständig löslich. Dieses Modifiziermittel, oder genauer: dieses Plastiziermittel, verändert die körperliche Eigenschaft des Polymers in der Art, daß es seine Löslichkeit im Dispergiermittel bei höheren Temperaturen verstärkt und daß es nach Abkühlung die Flexibilität des Polymers derart erhöht, daß das für die Bildung von Fasern verantwortliche Zerreißen oder Ziehen des Polymers nicht erleichtert wird. Die Partikel, die im Verlaufe des Abkühlens durch Mahlen des modifizierten ausgefällten Polymers gebildet werden, werden mit einer glatten Oberfläche, die frei von irgendwelchen vorstehenden Abschnitten, die mit daneben befindlichen Partikeln in Verbindung treten könnten, hergestellt.
- Die Dispergierflüssigkeit für derartige Tonerzubereitungen muß Eigenschaften aufweisen, die ermöglichen, daß die Tonerzubereitung kommerziell akzeptabel ist und daß sie in der gewünschten Weise wirkt. Aliphatische Hydrokarbone hohen Siedepunktes sind besonders geeignet. Als bevorzugte Flüssigkeiten sind die von der Exxon Corporation hergestellten, den Produktnamen Isopar tragenden Flüssigkeiten, insbesondere die Abstufungen Isopar L (Siedepunkt zwischen 190 und 206°C), Isopar M (Siedepunkt zwischen 217 und 254°C) und Isopar V (Siedepunkt zwischen 273 und 310°C) zu nennen. Ferner gehören zu den bei dieser Anwendung aus der Exxon-Reihe verwendbaren Lösungsmitteln die Norpar-Reihe und einige der als Exxsol D bekannten dearomatisierten Lösungsmittel.
- Das Hauptpolymer in diesem Tonersystem muß im ausgewählten Dispergiermittel bei höheren Temperaturen löslich, bei Raumtemperatur jedoch im wesentlichen unlöslich sein. Von den verfügbaren Polymeren sind Acryle und deren Copolymere, Polyäthylen und Polyäthylenvenylazetatcopolymere besonders geeignet. Bevorzugte Stoffe sind die Elvax-Reihe der Äthylenvenylazetatcopolymere, die von Union Carbide Australia Ltd. geliefert werden, und die Acryloid-Reihe von Acrylaten, die von Rohm and Haas Ltd. geliefert werden. Ebenso sind einige Stoffe der Neocryl-Reihe von Acrylaten, die von ICE Australia Operations Pty Ltd. beziehbar sind, anwendbar.
- Das Modifiziermittel für das Polymer muß bei den während der Tonerzubereitung herrschenden Temperaturen mit dem Polymer kompartibel sein und unter gleichartigen Bedingungen im Dispergiermittel löslich sein. Derartige Stoffe sind normalerweise auf das ausgewählte Polymer beschränkt, jedoch wurde allgemein herausgefunden, daß in diesem Zusammenhang in aliphatischem Lösungsmittel lösliches Harz, Harzester und deren Abkömmlinge, Phthalatester und Abietinester geeignet sind.
- Als Pigmente können alle organischen oder anorganischen Pigmente, die normalerweise in der Druckfarben- und Farbindustrie zu finden sind, verwendet werden.
- Als zusätzlicher Stoff kann ein ladungsausrichtendes Mittel oder ein Ladungsverstärker in die Formel aufgenommen werden. Derartige Stoffe sind an sich bekannt, wobei für positivgeladene Toner im allgemeinen als Verbindungen metallische Seifen verwendet weden, von denen Zirkoniumoctoat, Magnesiumnaphtenat und Aluminiumstearat typische Beispiele sind.
- Damit betrifft die vorliegende Erfindung einen Toner für Flüssigmeniskustonung in der Elektrostatographie und für das Aufbringen von Bildern auf ferroelektrisches Material, wobei der Toner im wesentlichen einzelne Tonerpartikel aufweist, die in einem Dispergiermittel niederiger elektrischer Leitfähigkeit dispergiert sind und wobei die einzelnen Tonerpartikel Pigmentpartikel aufweisen, die von einer Schicht elektrisch isolierenden thermoplastischen Polymers und einem zugehörigen Plastiziermittel umgeben sind. Der erfindungsgemäße Toner ist dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende thermoplastische Polymer aus der Gruppe von Acrylen, Acrylcopolymer, Polyäthylen und Polyäthylenvinylazetatcopolymeren ausgewählt ist und daß die Plastiziermittel aus der Gruppe von in aliphatischem Lösungsmittel löslichem Harz, Harzestern, Harzesterderivaten, Phthalatestern und Abietinestern ausgewählt sind. Ferner sind die Toner dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende <olymer im Dispergiermittel niedriger elektrischer Leitfähigkeit bei erhöhten Temperaturen, in der Größenordnung von 90° bis 100°C, löslich und bei Raumtemperaturen unlöslich ist und daß das Plastiziermittel im Dispergiermittel niedriger elektrischer Leifähigkeit sowohl bei erhöhten als auch bei Raumtemperaturen löslich ist.
- Es folgen Beispiele zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die in den Beispielen enthaltenen Merkmale beschränkt ist.
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- Die Heizung wird auf einem solchen Wärmeniveau gehalten, daß die Mischung auf einer Temperatur von 90° bis 100°C gehalten wird, und die Umrührgeschwindigkeit wird soweit erhöht, bis das Mahlen einsetzt. Diese Geschwindigkeit hängt von der Größe der verwendeten Vorrichtung ab. Das Mahlen wird etwa zwei Stunden lang bei dieser höheren Temperatur durchgeführt, wonach dann die Heizung abgeschaltet wird und die Reibungsmühle und deren Inhalt bei weiterem Mahlen auf Raumtemperatur abkühlen können. Für eine Mühle mit einem Fassungsvermögen von etwa 250 ml wird diese letztere Phase etwa 3 Stunden lang dauern, kann jedoch erforderlichenfalls auf längere Zeit ausgedehnt werden.
- Der so zubereitete Toner, der auf einer Arbeitskonzentration von 5 bis 100 ml Konzentrat pro Liter Dispergiermittel verdünnt wird, zeigt seine Eigenschaft der Flüssigmeniskustonung, wenn er in einem geeigneten Tonergerät verwendet wird. Wird er mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht, dann ist erkennbar, daß er aus glatten einzelnen Teilchen besteht, die nur ein Minimum an Verbindung zwischen den Partikeln aufweisen. Fasern oder ranken- bzw. kettenartige Gebilde sind nicht feststellbar.
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- Bei den in den vorstehenden Beispielen genannten Stoffen handelt es sich im einzelnen um folgende:
- Irgalit blau LGLD, ein blaues C.I.-Pigment 15:3, geliefert von der Firma Ciba-Geigy Australia Ltd.;
- Hostaperm rosa E, ein rotes C.I.-Pigment 122, geliefert von der Firme Höchst Australia Ltd.;
- Elvax 210, ein Äthylenvinylazetatcopolymer, Schmelzindex 355-465, Vinylazetatgehalt 27 bis 29 %, geliefert von Union Carbide Australia Ltd.;
- Acryloid B67, ein Isobutylmethacrylatcopolymer, Erweichungspunkt 50°C, geliefert von der Firma Rohm and Haas Australia Pty Ltd.;
- Pentalyn H, ein Pentaeritritolester von Harz, Säurezahl 7-16, Schmelzbereich 102 bis 110°C, geliefert von der Firma A. C. Hatrick Chemicals Pty Ltd.;
- Corflex 400, ein Dibutylphthalat, geliefert von der Firma CSR Australia Ltd.;
- Zirconiumoctat, enthält 6% Metall, geliefert als eine Lösung in Terpentinersatzöl von der Firma A. C. Hatrick Chemicals Pty Ltd.;
- Magnesium Naphtenat, enthält 4 % Metall, geliefert als eine Lösung in Terpentinersatzöl bei A. C. Hatrick Chemicals Pty Ltd.;
- Aluminiumstearat, Schmelzpunkt 156°C, geliefert von der Firma Harcross Australi Pty Ltd.;
- Isopar L, ein Isoparaffin-Kohlenwasserstoff, Siedebereich 190° bis 206°C, geliefert von der Firma Exxon Chemical Australia Pty Ltd.;
- Norpar 12, ein normaler Paraffin-Kohlenwasserstoff, Siedebereich 188° bis 217°C, geliefert von der Firma Exxon Chemical Australia Pty Ltd.;
- Exxsol D60, ein dearomatisierter Kohlenwasserstoff, Siedebereich 182° bis 215°C, geliefert von der Firma Exxon Chemical Australia Pty Ltd..
Claims (7)
- Toner für Flüssigkeitsmeniskustonung in der Elektrostatographie und zum Aufbringen von Bildern auf ferroelektrisches Material, wobei der Toner im wesentlichen aus einzelnen Tonerpartikeln, die in einem Dispergiermittel niedriger elektrischer Leitfähigkeit in Suspension gehalten sind, besteht und wobei die einzelnen Tonerpatikel Farbstoffpartikel aufweisen, die von einer Schicht elektrisch isolierenden thermoplastischen Polymers und einem zugehörigen Plastizierungsmittel umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende thermoplastische Polymer aus der Acryle, Acrylcopolymere, Polyäthylen und Polyäthylenvinylazetatcopolymere aufweisenden Gruppe ausgewählt ist, daß die Plastizierungsmittel aus der in aliphatischem Lösungsmittel lösliches Harz, Harzester, Harzesterderivate, Phthalatester, Abietinsäureester aufweisenden Gruppe ausgewählt sind, daß das elektrisch isolierende thermoplastische Polymer im Dispergiermittel niedriger elektrischer Leitfähigkeit bei höheren Temperaturen der Größenordnung von 90° bis 100°C löslich und bei Raumtemperatur nicht löslich ist und daß das Plastizierungsmittel im Dispergiermittel niedriger elektrischer Leitfähigkeit sowohl bei höherer Temperatur als auch bei Raumtemperatur löslich ist.
- Toner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen aus der Gruppe Zirkoniumoctat, Aluminiumstearat und Magnesiumnaphthenat ausgewählten Ladungsausrichtungsstoff aufweist.
- Toner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerpartikel im wesentlichen als formmäßig vereinzelte Teilchen auftreten und daß diese keinerlei Oberflächenprotuberanzen in Form von Fasern, rankenartigen Gebilden, fühlerartigen Gebilden, Fäserchen, Haaren, Borsten oder dergleichen aufweisen.
- Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Hochwiderstandspolymer und das Plastizierungsmittel zusammen mit dem Lösungsmittel geringer Leitfähigkeit in einer Reibungsmühle unter gleichzeitigem Umrühren bei geringer Geschwindigkeit auf 90°C erwärmt werden, um eine Lösung der festen Stoffe im Lösungsmittel zu erhalten, daß daran anschließend der Farbstoff zugegeben wird und die Umrührgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit erhöht wird, bei der Mahlen auftritt, daß das Mahlen eine zeitlang bei diesen erhöhten Temperaturen ausgeführt wird, und daß sich daran das Abkühlen der Reibmühle und deren Inhalt bei gleichzeitigem weiteren Mahlen, um die Pigmentpartikel mit einer plastizierten Schicht des thermoplastischen Hochwiderstandspolymers zu beschichten, anschließt.
- Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er auf eine Arbeitskonzentration von 5 bis 100 ml Konzentrat pro 1 Liter Dispergiermittel verdünnt ist.
- Verfahren zum Zubereiten eines Toners nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Schritte:- Einbringen der elektrisch isolierenden thermoplastischen Polymere in ein erwärmtes Reaktionsgefäß;- Einbringen der Plastiziermittel in das erwärmte Reaktionsgefäß;- Erwärmen der Stoffe auf 90°C und gleichzeitiges Umrühren bei niedriger Geschwindigkeit;- Zugeben von Irgalit blau LGLD;- Halten der Heizung auf einem solchen Wärmeniveau, daß die Mischung auf einer Temperatur von 90° bis 100°C gehalten wird;- Erhöhen der Umrührgeschwindigkeit soweit, bis das Mahlen einsetzt;- Fortsetzen des Mahlens während etwa zwei Stunden bei dieser höheren Temperatur;- Abschalten der Heizung, damit das Reaktionsgefäß und dessen Inhalt bei weiterem Mahlen auf Raumtemperatur abkühlen können;- Fortsetzen des Umrührens bis zum Erreichen der Raumtemperatur.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsgefäß eine Reibungsmühle verwendet wird.
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