EP0628884A1 - Elektrostatischer Toner, enthaltend Polyamine als Ladungsstabilisatoren - Google Patents

Elektrostatischer Toner, enthaltend Polyamine als Ladungsstabilisatoren Download PDF

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EP0628884A1
EP0628884A1 EP94107459A EP94107459A EP0628884A1 EP 0628884 A1 EP0628884 A1 EP 0628884A1 EP 94107459 A EP94107459 A EP 94107459A EP 94107459 A EP94107459 A EP 94107459A EP 0628884 A1 EP0628884 A1 EP 0628884A1
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EP
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polyamine
electrostatic
nitrogen atoms
optionally substituted
charge
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Ulf Dr. Baus
Karin Heidrun Dr. Beck
Friedrich-Wilhelm Dr. Raulfs
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BASF SE
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Definitions

  • the present invention relates to new electrostatic toners containing a polymeric binder and as a charge stabilizer, a polyamine whose average molecular weight is 150 to 15,000, the nitrogen atoms by C1-C13 alkylene, which is optionally substituted by phenyl, or phenylene, which is optionally substituted by C1 -C4-alkyl is substituted, separated from one another and as substituents C1-C13-alkyl, which is optionally substituted by phenyl, hydroxy or carboxyl, phenyl, C1-C10-alkanoyl, benzoyl, C1-C6-alkylcarbamoyl, phenylcarbamoyl or a radical of the formula CO-L-CO, in which L is C2-C8-alkylene, which results in the latter case crosslinking of two polyamine units, and the use of the above-mentioned polyamines as charge stabilizers in electrostatic toners.
  • Latent electrostatic image recordings are developed by inductively depositing the toner on the electrostatic image.
  • the charge stabilizers stabilize the electrostatic charge on the toner. This makes the picture more vivid and sharper.
  • electrostatic toners which contain amines or ammonium salts as charge stabilizers.
  • the object of the present invention was therefore to provide new electrostatic toners which have charge stabilizers which have advantageous performance properties.
  • All alkyl and alkylene residues occurring in the polyamines can be both straight-chain and branched.
  • Suitable alkyl radicals are e.g. Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, 2-methylpentyl, heptyl, 2-methylhexyl, octyl, isooctyl, 2-ethylhexyl, nonyl, isononyl, Decyl, isodecyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, isotridecyl, benzyl, 1- or 2-phenylethyl, 2-hydroxyethyl, 2- or 3-hydroxypropyl, 1-carboxylethyl or 2-carboxylpropyl.
  • Suitable alkylene radicals are (CH2) 2, (CH2) 3, (CH2) 4, (CH2) 5, (CH2) 6, (CH2) 7, (CH2) 8, (CH2) 9, (CH2) 10, (CH2 ) 11, (CH2) 12, (CH2) 13, CH (CH3) CH2, CH (CH3) CH (CH3), CH (C6H5) CH2 or CH (C6H5) CH (C6H5).
  • Suitable phenylene residues are e.g. 1,2-, 1,3- or 1,4-phenylene, 2-methyl-1,4-phenylene or 2,5-dimethyl-1,4-phenylene.
  • Suitable alkanoyl residues are e.g. Formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, pentanoyl, isopentanoyl, hexanoyl, heptanoyl, octanoyl, 2-ethylhexanoyl, nonanoyl or decanoyl.
  • Suitable alkyl carbamoyl residues are e.g. Methylcarbamoyl, ethylcarbamoyl, propylcarbamoyl, isopropylcarbamoyl, butylcarbamoyl, isobutylcarbamoyl, pentylcarbamoyl, isopentylcarbamoyl, neopentylcarbmaoyl or hexylcarbamoyl.
  • Electrostatic toners containing a polyamine whose average molecular weight is 400 to 4,000 are preferred.
  • electrostatic toners that contain a polyamine that has at least 3 nitrogen atoms.
  • Such polyamines generally have different proportions of primary, secondary and tertiary nitrogen atoms.
  • electrostatic toners containing a polyamine in which the nitrogen atoms are separated from one another by C2-C4 alkylene are also preferred.
  • electrostatic toners containing a polyamine in which the nitrogen atoms have C1-C13 alkyl as a substituent are also preferred.
  • Electrostatic toners which contain a polyamine in which the nitrogen atoms are separated from one another by ethylene or 1,2- or 1,3-propylene, in particular ethylene, are particularly preferred.
  • electrostatic toners containing a polyamine in which the nitrogen atoms have C1-C6-alkyl as a substituent are particularly preferred.
  • polyamines are generally known per se or can be obtained by methods known per se, as described in US Pat. No. 3,705,200, DE-A-2 253 594 or DE-A-2 606 823.
  • alkylating substances are all substances which enter into a reaction with the NH groups of the base body and exchange for this purpose a substitutable group, e.g. Contain sulfate, halogen, hydroxy or acetate. E.g. also such substances into consideration which contain an activated double bond, such as acrylic acid or styrene, or which have a reactive group, such as an oxirane ring.
  • Acylating reagents such as carboxylic acids, carboxylic acid esters or isocyanates can also be used for this purpose, since they can also substitute the primary and secondary nitrogen atoms of the base body to a greater extent.
  • reagents which themselves contain substituted nitrogen atoms and can easily react with the nitrogen atoms of the base body and thereby convert the majority of the primary and secondary amine functions in the base body into tertiary amine functions.
  • the corresponding polyamine base bodies can e.g. can be prepared in a manner known per se by conventional condensation, addition or substitution reactions from ammonia or amines and corresponding reactants, for example by reacting ammonia with ethylene dichloride or propylene dichloride. They can also be produced by partial acylation of the nitrogen atoms with corresponding carboxylic acids.
  • Particularly preferred base bodies are those base bodies which, e.g. can be obtained by polymerizing aziridine.
  • the proportion of the polyamines specified above in the electrostatic toner is usually 0.01 to 10% by weight, based on the weight of the toner.
  • the polymeric binders contained in the new electrostatic toners are known per se. They are generally thermoplastic and have a softening point of 40 to 200 ° C, preferably 50 to 130 ° C and in particular 65 to 115 ° C.
  • Examples of polymeric binders are polystyrene, copolymers of styrene with an acrylate or methacrylate, copolymers of styrene with butadiene and / or acrylonitrile, polyacrylates, polymethacrylates, copolymers of an acrylate or methacrylate with vinyl chloride or vinyl acetate, polyvinyl chloride, copolymers of vinyl chloride with vinylidene chloride, copolymers of Vinyl chloride with vinyl acetate, polyester resins, epoxy resins, polyamides or polyurethanes.
  • the toners according to the invention can contain colorants, magnetically attractable material, waxes and flow agents in known amounts.
  • the colorants can be organic dyes or pigments such as nigrosine, aniline blue, 2,9-dimethylquinacridone, C.I. Disperse Red 15 (C.I. 6010), C.I. Solvent Red 19 (C.I. 26 050), C.I. Pigment Blue 15 (C.I. 74 160), C.I. Pigment Blue 22 (C.I. 69 810) or C.I. Solvent Yellow 16 (C.I. 12 700) or inorganic pigments such as carbon black, red lead, yellow lead oxide or chrome yellow. Generally, the amount of the colorant present in the toner does not exceed 15% by weight based on the weight of the toner.
  • the magnetically attractable material can be, for example, iron, nickel, chromium oxide, iron oxide or a ferrite of the formula MeFe2O4, in which Me is a divalent metal, for example iron, cobalt, zinc, nickel or manganese.
  • the toners according to the invention are produced by customary processes, e.g. by mixing the constituents in a kneader and then pulverizing or by melting the polymeric binder or a mixture of the polymeric binders, then finely dividing one or more of the polyamines specified above, and the other additives, if used, into the molten resin using the Mixing and kneading machines known for this purpose, then cooling the melt to a solid mass and finally grinding the solid mass into particles of the desired particle size (generally 0.1 to 50 ⁇ m). It is also possible to suspend the polymeric binder and the charge stabilizer in a common solvent and to add the other additives to the suspension. The suspension can thus be used as a liquid toner.
  • the liquid can also be spray-dried in a manner known per se, the solvents evaporated or the liquid freeze-dried and the solid residue ground into particles of the desired particle size.
  • toner preparation can then be used in a xerographic imaging system, for example according to US-A-4,265,990.
  • the polyamines described in more detail above are advantageous charge stabilizers. They generally meet the application profile initially mentioned and are particularly distinguished by the fact that, when added to a toner preparation, they give it a favorable electrostatic charge profile, i.e. the toners can be quickly and highly charged.
  • the charge stabilizers to be used according to the invention furthermore ensure that the charge is kept constant at a high level.
  • Examples H2 to H6 listed in Table 1 below were carried out analogously to Example H1.
  • N N-Dibutyl-N- (2-hydroxyethyl) amine was used as the amine.
  • Table 1 E.g. Polyethylene amine No. Molecular weight Amount [g] Amine amount [g] Distilled water amount [g] Discharge quantity [g] H2 860 94.5 260 18.5 314 H3 860 113.4 234 16.7 308 H4 1500 96.6 260 21.2 313 H5 1500 82.4 277.3 23.5 308 H6 430 69.6 277.3 24.4 303
  • Example H 1 0.2 g of the polyamine from Example H 1 were introduced into a solution of 10 g of a non-crosslinked styrene / butyl acrylate resin in 100 ml of xylene at room temperature and then freeze-dried.
  • a developer 99% by weight of a steel carrier, which had an average particle size of 100 ⁇ m, was precisely weighed out with 1% by weight of the toner and activated on a roller block over a period specified below. The electrostatic charge of the developer was then determined. About 5 g of the activated developer were filled into a hard-blowoff cell, which was electrically connected to an electrometer, in a commercial q / m meter (from Epping GmbH, Neufahrn). The mesh size of the sieves used in the measuring cell was 80 ⁇ m.
  • the toner was almost completely removed from the carrier particles by a strong air flow (approx. 4,000 cm3 / min) and simultaneous suction, the latter remaining in the measuring cell.
  • the charge on the carrier was registered on the electrometer. It corresponded to the amount of charging of the toner particles, but with the opposite sign. The amount of q with the opposite sign was therefore used to calculate the q / m value.
  • the mass of blown-off toner was determined by weighing the measuring cell back and the electrostatic charge q / m was calculated therefrom.

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Abstract

Elektrostatische Toner, enthaltend ein polymeres Bindemittel und als Ladungsstabilisator ein Polyamin dessen mittleres Molekulargewicht 150 bis 15.000 beträgt, wobei die Stickstoffatome durch gegebenenfalls substituiertes C1-C13-Alkylen oder gegebenenfalls substituiertes Phenylen voneinander getrennt sind und als Substituenten gegebenenfalls substituiertes C1-C13-Alkyl, Phenyl, C1-C10-Alkanoyl, Benzoyl, C1-C6-Alkylcarbamoyl, Phenylcarbamoyl oder einen Rest der Formel CO-L-CO, worin L für C2-C8-Alkylen steht, aufweisen, wobei im letzten Fall eine Vernetzung von zwei Polyamineinheiten resultiert, sowie die Verwendung der obengenannten Polyamine als Ladungsstabilisatoren in elektrostatischen Tonern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft neue elektrostatische Toner, enthaltend ein polymeres Bindemittel und als Ladungsstabilisator ein Polyamin, dessen mittleres Molekulargewicht 150 bis 15.000 beträgt, wobei die Stickstoffatome durch C₁-C₁₃-Alkylen, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist, oder Phenylen, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkyl substituiert ist, voneinander getrennt sind und als Substituenten C₁-C₁₃-Alkyl, das gegebenenfalls durch Phenyl, Hydroxy oder Carboxyl substituiert ist, Phenyl, C₁-C₁₀-Alkanoyl, Benzoyl, C₁-C₆-Alkylcarbamoyl, Phenylcarbamoyl oder einen Rest der Formel CO-L-CO, worin L für C₂-C₈-Alkylen steht, aufweisen, wobei im letzten Fall eine Vernetzung von zwei Polyamineinheiten resultiert, sowie die Verwendung der obengenannten Polyamine als Ladungsstabilisatoren in elektrostatischen Tonern.
  • Latente elektrostatische Bildaufzeichnungen werden dadurch entwickelt, daß der Toner auf dem elektrostatischen Bild induktiv abgeschieden wird. Die Ladungsstabilisatoren stabilisieren die elektrostatische Ladung des Toners. Dadurch wird das Bild kräftiger und konturenschärfer.
  • Die verwendeten Ladungsstabilisatoren müssen dabei vielseitige Anforderungen erfüllen:
    • Fähigkeit zur Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes zu einem farbstarken sichtbaren Bild.
    • Leichte Verteilbarkeit in der Tonerzubereitung, um ein störungsfreies, konturenscharfes, gleichförmiges Bild zu erzeugen.
    • Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit.
    • Hohe Thermostabilität.
  • Aus der EP-A-242 420 sind elektrostatische Toner bekannt, die als Ladungsstabilisatoren Amine oder Ammoniumsalze enthalten.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Ladungsstabilisatoren des Standes der Technik häufig Mängel in ihrem Anforderungsprofil aufweisen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, neue elektrostatische Toner bereitzustellen, die über Ladungsstabilisatoren verfügen, die vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften aufweisen.
  • Demgemäß wurden die eingangs näher bezeichneten elektrostatischen Toner gefunden.
  • Alle in den Polyaminen auftretenden Alkyl- und Alkylenreste können sowohl geradkettig als auch verzweigt sein.
  • Geeignete Alkylreste sind z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert-Pentyl, Hexyl, 2-Methylpentyl, Heptyl, 2-Methylhexyl, Octyl, Isooctyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Isononyl, Decyl, Isodecyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Isotridecyl, Benzyl, 1- oder 2-Phenylethyl, 2-Hydroxyethyl, 2- oder 3-Hydroxypropyl, 1-Carboxylethyl oder 2-Carboxylpropyl. (Die obigen Bezeichnungen Isooctyl, Isononyl, Isodecyl und Isotridecyl stammen von den nach der Oxosynthese erhaltenen Alkoholen - vgl. dazu Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 7, Seiten 215 bis 217, sowie Band 11, Seiten 435 und 436).
  • Geeignete Alkylenreste sind (CH₂)₂, (CH₂)₃, (CH₂)₄, (CH₂)₅, (CH₂)₆, (CH₂)₇, (CH₂)₈, (CH₂)₉, (CH₂)₁₀, (CH₂)₁₁, (CH₂)₁₂, (CH₂)₁₃, CH(CH₃)CH₂, CH(CH₃)CH(CH₃), CH(C₆H₅)CH₂ oder CH(C₆H₅)CH(C₆H₅).
  • Geeignete Phenylenreste sind z.B. 1,2-, 1,3- oder 1,4-Phenylen, 2-Methyl-1,4-phenylen oder 2,5-Dimethyl-1,4-phenylen.
  • Geeignete Alkanoylreste sind z.B. Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Isobutyryl, Pentanoyl, Isopentanoyl, Hexanoyl, Heptanoyl, Octanoyl, 2-Ethylhexanoyl, Nonanoyl oder Decanoyl.
  • Geeignete Alkylcarbamoylreste sind z.B. Methylcarbamoyl, Ethylcarbamoyl, Propylcarbamoyl, Isopropylcarbamoyl, Butylcarbamoyl, Isobutylcarbamoyl, Pentylcarbamoyl, Isopentylcarbamoyl, Neopentylcarbmaoyl oder Hexylcarbamoyl.
  • Bevorzugt sind elektrostatische Toner, die ein Polyamin enthalten, dessen mittleres Molekulargewicht 400 bis 4.000 beträgt.
  • Weiterhin bevorzugt sind elektrostatische Toner, die ein Polyamin enthalten, das mindestens 3 Stickstoffatome aufweist. Solche Polyamine weisen im allgemeinen unterschiedliche Anteile an primären, sekundären und tertiären Stickstoffatomen auf.
  • Weiterhin bevorzugt sind elektrostatische Toner, die ein Polyamin enthalten, in dem die Stickstoffatome durch C₂-C₄-Alkylen voneinander getrennnt sind.
  • Weiterhin bevorzugt sind elektrostaische Toner, die ein Polyamin enthalten, in dem die Stickstoffatome C₁-C₁₃-Alkyl als Substituenten aufweisen.
  • Besonders bevorzugt sind elektrostatische Toner, die ein Polyamin enthalten, in dem die Stickstoffatome durch Ethylen oder 1,2- oder 1,3-Propylen, insbesondere Ethylen, voneinander getrennt sind.
  • Besonders bevorzugt sind weiterhin elektrostatische Toner, die ein Polyamin enthalten, in dem die Stickstoffatome C₁-C₆-Alkyl als Substituenten aufweisen.
  • Die obengenannten Polyamine sind in der Regel an sich bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden, wie in der US-A-3 705 200, DE-A-2 253 594 oder DE-A-2 606 823 beschrieben, erhalten werden.
  • Sie können beispielsweise erhalten werden, indem man Polyamin-Grundkörper mit alkylierenden oder acylierenden Substanzen umsetzt, die die primären und sekundären Stickstoffatome des Grundkörpers höher substituieren. Als alkylierende Substanzen kommen dabei alle Substanzen in Betracht, die mit den NH-Gruppen des Grundkörpers unter Austausch eine Reaktion eingehen und hierfür eine substituierbare Gruppe, z.B. Sulfat, Halogen, Hydroxy oder Acetat, enthalten. Es kommen z.B. auch solche Substanzen in Betracht, die eine aktivierte Doppelbindung enthalten, wie Acrylsäure oder Styrol, oder die eine reaktive Gruppe, wie einen Oxiranring, aufweisen. Auch acylierende Reagenzien wie Carbonsäuren, Carbonsäureester oder Isocyanate können hierzu Verwendung finden, da sie ebenfalls die primären und sekundären Stickstoffatome des Grundkörpers höher substituieren können.
  • Besonders bevorzugt sind solche Reagenzien, die selbst substituierte Stickstoffatome enthalten und leicht mit den Stickstoffatomen des Grundkörpers reagieren können und dabei den größten Teil der primären und sekundären Aminfunktionen im Grundkörper in tertiäre Aminfunktionen umwandeln. Besonders zu nennen sind z.B. Dialkylhydroxyalkylamine, deren Alkylgruppen 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten, die linear, verzweigt oder cyclisch miteinander verbunden sein können. Sie reagieren mit den Polyamin-Grundkörpern unter Austritt von Wasser.
  • Die entsprechenden Polyamin-Grundkörper können z.B. auf an sich bekanntem Wege durch übliche Kondensations-, Additions- oder Substitutionsreaktionen aus Ammoniak oder Aminen und entsprechenden Reaktanden, beispielsweise durch Umsetzung von Ammoniak mit Ethylendichlorid oder Propylendichlorid hergestellt werden. Sie können auch hergestellt werden durch teilweise Acylierung der Stickstoffatome mit entsprechenden Carbonsäuren. Als Grundkörper besonders bevorzugt sind solche Grundkörper, die z.B. durch Polymerisation von Aziridin erhalten werden.
  • Der Anteil der oben näher bezeichneten Polyamine im elektrostatischen Toner beträgt in der Regel 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Toners.
  • Die in den neuen elektrostatischen Tonern enthaltenen polymeren Bindemittel sind an sich bekannt. Sie sind in der Regel thermoplastisch und haben einen Erweichungspunkt von 40 bis 200°C, vorzugsweise 50 bis 130°C und insbesondere 65 bis 115°C. Beispiele für polymere Bindemittel sind Polystyrol, Copolymere von Styrol mit einem Acrylat oder Methacrylat, Copolymere von Styrol mit Butadien und/oder Acrylnitril, Polyacrylate, Polymethacrylate, Copolymere eines Acrylats oder Methacrylats mit Vinylchlorid oder Vinylacetat, Polyvinylchlorid, Copolymere von Vinylchlorid mit Vinylidenchlorid, Copolymere von Vinylchlorid mit Vinylacetat, Polyesterharze, Epoxyharze, Polyamide oder Polyurethane.
  • Zusätzlich zu den obengenannten Polyaminen und den polymeren Bindemitteln können die erfindungsgemäßen Toner in bekannten Mengen Farbmittel, magnetisch anziehbares Material, Wachse und Fließmittel enthalten.
  • Die Farbmittel können organische Farbstoffe oder Pigmente, wie Nigrosin, Anilinblau, 2,9-Dimethylchinacridon, C.I. Disperse Red 15 (C.I. 6010), C.I. Solvent Red 19 (C.I. 26 050), C.I. Pigment Blue 15 (C.I. 74 160), C.I. Pigment Blue 22 (C.I. 69 810) oder C.I. Solvent Yellow 16 (C.I. 12 700) oder anorganische Pigmente, wie Ruß, Rotblei, gelbes Bleioxid oder Chromgelb, sein. Allgemein überschreitet die Menge des im Toner vorhandenen Farbmittels nicht 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Toners.
  • Das magnetisch anziehbare Material kann beispielsweise Eisen, Nickel, Chromoxid, Eisenoxid oder ein Ferrit der Formel MeFe₂O₄, worin Me ein zweiwertiges Metall, z.B. Eisen, Kobalt, Zink, Nickel oder Mangan, darstellt, sein.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Toner erfolgt nach üblichen Verfahren, z.B. durch Vermischen der Bestandteile in einem Kneter und anschließendes Pulverisieren oder durch Schmelzen des polymeren Bindemittels oder eines Gemisches der polymeren Bindemittel, anschließende feine Zerteilung eines oder mehrerer der oben näher bezeichneten Polyamine, sowie der anderen Zusätze, falls verwendet, in dem geschmolzenen Harz unter Anwendung der für diesen Zweck bekannten Misch- und Knetmaschinen, anschließende Abkühlung der Schmelze zu einer festen Masse und schließlich Vermahlen der festen Masse zu Teilchen der gewünschten Teilchengröße (in der Regel 0,1 bis 50 µm). Es ist auch möglich, das polymere Bindemittel und den Ladungsstabilisator in einem gemeinsamen Lösungsmittel zu suspendieren und die anderen Zusätze in die Suspension zu geben. Die Suspension kann so als Flüssigtoner verwendet werden.
  • Man kann die Flüssigkeit aber auch in an sich bekannter Weise sprühtrocknen, die Lösungsmittel abdampfen oder die Flüssigkeit gefriertrocknen und den festen Rückstand zu Teilchen der gewünschten Teilchengröße vermahlen.
  • Es ist weiterhin möglich, die als Ladungstabilisatoren verwendeten Polyamine nicht zu lösen, sondern fein in der Lösung des polymeren Bindemittels zu dispergieren. Die so erhaltene Tonerzubereitung kann dann, beispielsweise gemäß der US-A-4 265 990, in einem xerographischen Bildaufzeichnungssystem verwendet werden.
  • Die oben näher bezeichneten Polyamine sind vorteilhafte Ladungsstabilisatoren. Sie genügen in der Regel dem eingangs geforderten Anwendungsprofil und zeichnen sich besonders dadurch aus, daß sie bei Zusatz zu einer Tonerpräparation dieser ein günstiges elektrostatisches Aufladungsprofil verleihen, d.h. die Toner lassen sich schnell und hoch aufladen. Die erfindungsgemäß anzuwendenden Ladungsstabilisatoren bewirken weiterhin, daß die Ladung auf einem hohen Niveau konstant gehalten wird.
  • Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
    • A) Herstellung der Polyamine Beispiel H1
  • 277,3 g (1,6 mol) N,N-Dibutyl-N-(2-hydroxyethyl)amin wurden bei Raumtemperatur mit 69,6 g (1,28 mol) Polyethylenamin (mittleres Molgewicht: 430) unter Zugabe von 5 g 50 gew.-%iger wäßriger unterphosphoriger Säure vermischt. Unter Rühren und Stickstoffatmosphäre wurde die Mischung bis auf 230°C erwärmt. Hierbei destillierten insgesamt 26,9 g Wasser und 15,1 g N,N-Dibutyl-N-(2-hydroxyethyl)amin ab. Der Rückstand (ein viskoses Öl) wurde nach Erkalten in den Toner eingearbeitet.
  • Analog Beispiel H1 wurden die in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Beispiele H2 bis H6 durchgeführt. Als Amin wurde jeweils N,N-Dibutyl-N-(2-hydroxyethyl)amin verwendet. Tabelle 1
    Bsp. Polyethylenamin  
    Nr. Molekulargewicht Menge [g] Amin Menge [g] Abdestilliertes Wasser Menge [g] Austrag Menge [g]
    H2 860 94,5 260 18,5 314
    H3 860 113,4 234 16,7 308
    H4 1500 96,6 260 21,2 313
    H5 1500 82,4 277,3 23,5 308
    H6 430 69,6 277,3 24,4 303
    • B) Anwendung
  • Die Anwendungsbeispiele wurden mit farbmittelfreien Tonermodellen, bestehend aus Harz und den erfindungsgemäßen Ladungsstabilisatoren, durchgeführt.
    • I. Herstellung der Toner Beispiel A1
  • In eine Lösung von 10 g eines nicht vernetzten Styrol/Butylacrylatharzes in 100 ml Xylol wurden bei Raumtemperatur 0,2 g des Polyamins aus Beispiel H 1 eingetragen und anschließend gefriergetrocknet.
    • Beispiel A2
  • In einem Mixer wurden 10 g eines nicht vernetzten Styrol/Butylacrylatharzes und 0,2 g des Polyamins aus Beispiel H 1 intensiv gemischt, bei 120°C geknetet, extrudiert und gemahlen. Es wurden durch Sichtung Tonerteilchen einer mittleren Partikelgröße von 50 µm erzeugt.
    • II. Herstellung der Developer und Prüfung
  • Zur Herstellung eines Developers wurden 99 Gew.-% eines Stahlcarriers, der eine mittlere Teilchengröße von 100 µm aufwies, mit 1 Gew.-% des Toners genau eingewogen und über einen unten näher bestimmten Zeitraum hinweg auf einem Rollenbock aktiviert. Danach wurde die elektrostatische Aufladung des Developers bestimmt. Etwa 5 g des aktivierten Developers wurden in einem handelsüblichen q/m-Meter (Firma Epping GmbH, Neufahrn) in eine hard-blowoff-Zelle, die mit einem Elektrometer elektrisch verbunden war, eingefüllt. Die Maschenweiten der in der Meßzelle eingesetzten Siebe betrug 80 µm.
  • Damit war gewährleistet, daß der Toner möglichst vollständig ausgeblasen wurde, der Carrier aber in der Meßzelle verblieb. Durch einen kräftigen Luftstrom (ca. 4 000 cm³/min) und gleichzeitigem Absaugen wurde der Toner nahezu vollständig von den Carrierteilchen entfernt, wobei letztere in der Meßzelle verblieben. Die Aufladung des Carriers wurde am Elektrometer registriert. Sie entsprach dem Betrag der Aufladung der Tonerteilchen, nur mit umgekehrten Vorzeichen. Zur Berechnung des q/m-Wertes wurde deshalb der Betrag von q mit den umgekehrten Vorzeichen verwendet. Durch Zurückwiegen der Meßzelle wurde die Masse an ausgeblasenem Toner bestimmt und daraus die elektrostatische Aufladung q/m berechnet.
  • Die an den Tonern bestimmte Aufladung ist in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt. Tabelle 2
    Beispiel Nr. Verbindung aus Beispiel Zubereitung des Toners* Aufladung nach einer Aktivierung von
    10 min 30 min 60 min 120 min
    [µC/g]
    A1 H1 G 9,5 8,8 7,9 7,3
    A2 H1 K 6,6 6,9 6,9 6,1
    A3 H2 G 5,3 5,5 4,8 4,8
    A4 H3 G 6,7 6,4 5,5 5,2
    A5 H4 G 6,6 6,4 6,1 5,8
    A6 H5 G 7,3 6,8 7,2 7,0
    A7 H5 K 4,8 5,1 4,8 3,1
    A8 H6 G 6,1 6,5 6,6 6,8
    * Die Zubereitung des Toners erfolgte entweder durch Gefriertrocknung gemäß Beispiel A1 (in der Tabelle mit "G" gekennzeichnet) oder durch Kneten bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Harzes gemäß Beispiel A2 (in der Tabelle mit "K" gekennzeichnet).

Claims (6)

  1. Elektrostatische Toner, enthaltend ein polymeres Bindemittel und als Ladungsstabilisator ein Polyamin, dessen mittleres Molekulargewicht 150 bis 15.000 beträgt, wobei die Stickstoffatome durch C₁-C₁₃-Alkylen, das gegebenenfalls durch Phenyl substituiert ist, oder Phenylen, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkyl substituiert ist, voneinander getrennt sind und als Substituenten C₁-C₁₃-Alkyl, das gegebenenfalls durch Phenyl, Hydroxy oder Carboxyl substituiert ist, Phenyl, C₁-C₁₀-Alkanoyl, Benzoyl, C₁-C₆-Alkylcarbamoyl, Phenylcarbamoyl oder einen Rest der Formel CO-L-CO, worin L für C₂-C₈-Alkylen steht, aufweisen, wobei im letzten Fall eine Vernetzung von zwei Polyamineinheiten resultiert.
  2. Elektrostatische Toner nach Anspruch 1, enthaltend ein Polyamin, dessen mittleres Molekulargewicht 400 bis 4.000 beträgt.
  3. Elektrostatische Toner nach Anspruch 1, enthaltend ein Polyamin, das mindestens 3 Stickstoffatome aufweist.
  4. Elektrostatische Toner nach Anspruch 1, enthaltend ein Polyamin, in dem die Stickstoffatome durch C₂-C₄-Alkylen voneinander getrennt sind.
  5. Elektrostatische Toner nach Anspruch 1, enthaltend ein Polyamin, in dem die Stickstoffatome C₁-C₁₃-Alkyl als Substituenten aufweisen.
  6. Verwendung der Amine gemäß Anspruch 1 als Ladungsstabilisatoren in elektrostatischen Tonern.
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