EP1130479A2

EP1130479A2 - Composition for black toners having improved transfer capacity

Info

Publication number: EP1130479A2
Application number: EP01101677A
Authority: EP
Inventors: Matthew Chigozie Ezenyilimba; William Keith Goebel; Donald Saul Rimai; Dinesh Tyagi
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2001-09-05
Also published as: JP2001249499A; EP1130479A3; US20010055722A1

Abstract

Black toner composition comprises dried limited-coalescence (LC) toner particles coated with a submicron particulate additive, where the toner particles comprise a thermoplastic polymer and a carbon pigment having a BET value of up to 140.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Tonerzusammensetzungen für die Elektrofotographie, insbesondere die Zusammensetzungen von schwarzem Toner, die eine verbesserte Tonerübertragung von einem Übergabeelement auf einen Bedruckstoff ermöglichen.The present invention relates to toner compositions for electrophotography, especially the compositions of black toner, which improved Enable toner transfer from a transfer element to a substrate.

Ein trockenes, elektrographisches Bild, wie z.B. ein elektrofotographisches Bild wird üblicherweise erzeugt, indem zunächst ein elektrostatisches, latentes Bild auf einem primären bilderzeugenden Element geschaffen wird. Dieses Bild kann z.B. dadurch erzeugt werden, dass zunächst ein Fotoleitelement, das in einem primären, bilderzeugenden Element angeordnet ist, aufgeladen wird und dann ausgewählte Teile dieses Elements anhand von optischer Belichtung oder anhand eines elektronischen Belichtungsmittels, z.B. eines Laserscanners oder einer LED-Anordnung entladen wird. Das dabei entstandene elektrostatische latente Bild auf dem Fotoleitelement wird entwickelt, indem es in die Nähe eines geeigneten Entwicklerstoffs gebracht wird, der Markierungs- oder Tonerpartikel umfasst, die auf das latente Bild aufgetragen werden, um es in ein sichtbares Bild umzuwandeln. Das daraus entstandene sichtbare Bild wird dann anhand einer Vielzahl von Techniken, z.B. Anwendung von Hitze oder Druck, am häufigsten jedoch durch die Anwendung eines geeigneten elektrostatischen Felds, das den Toner auf den Bedruckstoff zu drängt, auf einen Bedruckstoffbogen, z.B. aus Papier, übertragen. Nach der Übertragung wird das Bild dauerhaft auf dem Bedruckstoff fixiert, üblicherweise unter Anwendung von Hitze und/oder Druck, um den Toner, aus dem das sichtbare Bild besteht, weich zu machen, dieses dadurch einzuschmelzen und es so dauerhaft auf dem Bedruckstoff zu fixieren. Das primäre bilderzeugende Element, von dem das Bild übertragen wurde, wird dann gereinigt und für eine erneute Bebilderung vorbereitet.A dry, electrographic image such as becomes an electrophotographic image usually created by first creating an electrostatic latent image on a primary imaging element is created. This picture can e.g. generated by it be that first a photoconductor that is in a primary, imaging Element is arranged, is charged and then selected parts of this element using optical exposure or using an electronic exposure means, e.g. a laser scanner or an LED array is discharged. The resulting Electrostatic latent image on the photoconductor is developed by placing it close a suitable developer, the marking or toner particles includes that are applied to the latent image to make it a visible image convert. The resulting visible image is then based on a variety of Techniques, e.g. Application of heat or pressure, but most often through the Use an appropriate electrostatic field that applies the toner to the substrate on a sheet of printing material, e.g. made of paper. After the transfer the image is permanently fixed on the substrate, usually using Heat and / or pressure to soften the toner that makes up the visible image make it melt and thereby permanently seal it on the substrate fix. The primary imaging element from which the image was transferred is then cleaned and prepared for renewed imaging.

Farbbilder werden üblicherweise erzeugt, indem zunächst elektrostatische, latente Bilder entsprechend den primären Farbauszügen des Bildes erzeugt werden. Zum Beispiel werden zur Erzeugung eines Vierfarbbilds Farbauszüge in Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz geschaffen, vorzugsweise auf separaten Abschnitten des primären bilderzeugenden Elements. Ein einzelner Abschnitt kann für alle Farbauszüge verwendet werden; in diesem Fall ist es empfehlenswert, jedes Teilfarbenbild einzeln nach der Entwicklung auf den Bedruckstoff zu übertragen. Es ist möglich, allerdings weniger empfehlenswert, alle Bilder aufeinanderfolgend auf derselben Stelle des primären bilderzeugenden Elements zu entwickeln und dann das gesamte Bild in einem Schritt auf den Bedruckstoff zu übertragen. Die einzelnen sichtbaren Teilfarbenbilder müssen registerhaltig auf den Bedruckstoff übertragen werden.Color images are usually created by first creating electrostatic, latent images are generated according to the primary color separations of the image. For example to produce a four-color image, color separations in cyan, magenta, yellow and black created, preferably on separate sections of the primary imaging Elements. A single section can be used for all color separations; in this In this case, it is advisable to add each part color image individually after development Transfer substrate. It is possible, but less recommendable, all pictures sequentially at the same location on the primary imaging element then develop the entire image in one step towards the substrate transfer. The individual visible partial color images must be registered on the Substrate to be transferred.

Es ist oft empfehlenswert, ein Tonerbild zunächst durch die Anwendung eines geeigneten elektrischen Felds von dem primären bilderzeugenden Element auf ein Zwischenübergabeelement zu übertragen. Die den mit Toner bedeckten Farbauszügen entsprechenden Bilder können registerhaltig auf das Zwischenübergabeelement übertragen werden und anschließend mittels eines zweiten elektrischen Felds, das das Tonerbild von dem Zwischenübergabeelement auf den Bedruckstoff drängt, auf den Bedruckstoff übertragen werden. Als Alternative dazu können die Teilfarbenbilder auf das Zwischenübergabeelement übertragen werden und dann auf den Bedruckstoff, wobei die letzte Registereinstellung auf dem Bedruckstoff geschieht. In dieser Schrift wird auf vier Farben Bezug genommen, jedoch können auch mehr oder weniger Farben verwendet werden. Das Zwischenübergabeelement kann entweder eine Trommel oder eine Bahn umfassen, und ist vorzugsweise ein herkömmliches nachgiebiges Element.It is often recommended to first apply a toner image by applying an appropriate one electric field from the primary imaging element Transfer intermediate transfer element. The color separations covered with toner corresponding images can be transferred to the intermediate transfer element in register and then by means of a second electric field that the toner image of the intermediate transfer element presses on the substrate, on the substrate be transmitted. Alternatively, the partial color images can be placed on the Intermediate transfer element are transferred and then on the substrate, the last register setting on the substrate happens. In this writing there are four Colors referenced, however, more or less colors can be used become. The intermediate transfer element can either be a drum or a web comprise, and is preferably a conventional resilient member.

Der Entwicklerstoff umfaßt Markierungs- oder Tonerpartikel und vorzugsweise des weiteren magnetische Trägerpartikel in einem so genannten Zwei-Komponenten-Entwicklerstoff, der üblicherweise im Zusammenhang mit der bekannten Magnetbürste verwendet wird. Zusätzlich kann der Entwicklerstoff eine dritte Komponente umfassen, die aus partikelförmigem Zusatzmaterial besteht, dessen Größe im Submikrometerbereich liegt, z.B. Siliziumverbindungen, Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Titandioxid, mehrere Polymerpartikel. Diese Zusätze werden üblicherweise verwendet, um die Flußrate zu steuern, die Übertragung zu verbessern und das Ladung-Masse-Verhältnis des Toners zu steuern. Der Entwicklerstoff kann auch andere Stoffe, wie z.B. Lademittel enthalten. The developer includes marker or toner particles, and preferably the further magnetic carrier particles in a so-called two-component developer substance, usually in connection with the known magnetic brush is used. In addition, the developer substance may comprise a third component which consists of particulate additional material, the size of which is in the submicron range lies, e.g. Silicon compounds, strontium titanate, barium titanate, titanium dioxide, several Polymer particles. These additives are commonly used to increase the flow rate control, improve the transfer and the charge-mass ratio of the toner too Taxes. The developer substance can also be other substances, e.g. Charging agents included.

Bei der elektrofotographischen Entwicklung ist es wichtig, dass der Toner elektrisch isolierend ist. Ist dies nicht der Fall, so kann der absolute Wert des Ladung-Masse-Verhältnisses des Toners, nachfolgend als "Toner Ladung-Masse-Verhältnis" bezeichnet, so niedrig werden, dass die mechanische Bewegung an der Entwicklerstation den Toner veranlasst, sich von dem Entwicklerstoff als Staubwolke zu trennen, deren Ablagerung auf dem primären bilderzeugenden Element zu einem nicht akzeptablen Hintergrund in dem fertigen Druck führt. Darüber hinaus kann sich der in der Luft schwebende Toner auf anderen Oberflächen, wie der der Ladevorrichtung ablagern, und somit eine Verunreinigung verursachen, die sich nachteilig auf die Arbeitsvorgänge der Vorrichtung auswirkt, und zu Produktivitätseinbußen und möglicherweise zu einer kostenintensiven Reparatur der Vorrichtung führt. Diese Probleme sind insbesondere schwerwiegend bei Entwicklerstationen mit Magnetkern, insbesondere bei solchen, in denen sich der Magnetkern dreht und die als 'small particle development' oder SPD-Verfahren bezeichnet werden, siehe Miskinis, IS&T Sixth International Congress on Advances in Non-Impact Printing, S. 101-110. In diesen Stationen hält der Magnetkern den Entwicklerstoff in erheblicher Bewegung, was zu einem schwerwiegenden Stauben führt, wenn der Toner ein zu geringes Ladung-Masse-Verhältnis hat.In electrophotographic development, it is important that the toner be electrical is insulating. If this is not the case, the absolute value of the charge-mass ratio can be the toner, hereinafter referred to as the "toner charge-mass ratio", become so low that the mechanical movement at the developer station reduces the toner caused to separate from the developer as a cloud of dust, its deposition on the primary imaging element to an unacceptable background in the finished print leads. The airborne toner may also build up other surfaces, such as that of the loading device, and thus a Cause contamination that adversely affects the operations of the device affects, and productivity loss and possibly a costly Repair of the device leads. These problems are particularly severe in Developer stations with a magnetic core, especially those in which the Magnetic core rotates and which is called 'small particle development' or SPD process see Miskinis, IS&T Sixth International Congress on Advances in Non-Impact Printing, pp. 101-110. The magnetic core keeps the developer substance in these stations Significant movement, which results in serious dusting when the toner enters has too low a charge-mass ratio.

Das elektrostatische Übertragungsfeld zur Übertragung des Tonerbildes entweder auf das Zwischenübergabeelement oder den Bedruckstoff kann auf mehrere bekannte Arten erfolgen, meistens durch die Verwendung einer unter Vorspannung stehenden Walze oder eines Coronaladers. Ein nachgiebiges Zwischenübergabeelement kann eine unter Vorspannung stehende Walze umfassen.The electrostatic transfer field to transfer the toner image to either Intermediate transfer element or the printing substrate can be made in several known ways done, mostly by using a pretensioned roller or a corona charger. A resilient intermediate transfer element can be one under Include pre-tensioned roller.

Obwohl viele Bedruckstoffe bekannt sind, z.B. transparentes Material, Stoff und Metall, ist Papier der gebräuchlichste unter ihnen. Es ist in der Regel wünschenswert, dass das Übergabeelement, das Zwischenübergabeelement und der Bedruckstoff einen begrenzten spezifischen Widerstand haben, damit ein elektrostatischen Übergabefeld erzeugt werden kann. Darüber hinaus ist es für eine erfolgreiche Tonerübertragung notwendig, dass die Tonerpartikel eine elektrische Ladung tragen, die durch den gesamten Übertragungsprozess erhalten bleibt. Die elektrostatische Kraft, die die Tonerübertragung vorantreibt, ist das mathematische Produkt aus der Ladung auf dem Toner und des angewendeten elektrostatischen Übertragungsfelds. Wenn der Toner Ladung verliert, oder schlimmer noch, wenn das Vorzeichen der Ladung während der Übertragung wechselt, würde die Tonerübertragung scheitern.Although many substrates are known, e.g. transparent material, fabric and metal Paper is the most common among them. It is usually desirable that that Transfer element, the intermediate transfer element and the printing material a limited resistivity in order to generate an electrostatic transfer field can. In addition, for successful toner transfer, it is necessary that the Toner particles carry an electrical charge through the entire transfer process preserved. The electrostatic force that drives toner transfer is that mathematical product of the charge on the toner and the applied electrostatic transmission field. If the toner loses charge, or worse still, if the sign of the charge changes during transmission, the Toner transfer fails.

Um ein Entladen des Toners zu verhindern, muss der Toner elektrisch isolierend sein, und es dürfen sich keine elektrisch leitenden Komponenten an der Tonerpartikeloberfläche befinden, wo sie während des Übertragungsvorgangs mit einem zweiten elektrisch leitenden Material, z.B. Papier, textile Stoffe, Metalle usw., in Kontakt kommen könnten. Sollte dies geschehen, kann die Ladung unter dem Einfluss eines elektrischen Felds von einer leitenden Komponente an der Toneroberfläche auf das zweite leitende Material gelangen, wodurch der Toner das gleiche Potential wie das zweite Material, z.B. der Bedruckstoff aus Papier erreicht. Unter normalen relativen Feuchtigkeitsbedingungen ist Papier relativ gut elektrisch leitend. Toner würde auf das Papier gelangen und letztendlich die Spannung des Papiers erreichen. Unter diesem Umstand wird der Toner mehr von dem Übergabeelement als von dem Bedruckstoff angezogen, was die Tonerübertragung verhindert. Der Toner könnte auch in der Entwicklerstation durch das Berühren von Träger- oder anderen Tonerpartikeln oder metallenen Komponenten der Station Ladung verlieren.To prevent the toner from discharging, the toner must be electrically insulating, and there must be no electrically conductive components on the surface of the toner particles are where they are electrically during the transfer process with a second conductive material, e.g. Paper, textile materials, metals etc., could come into contact. If this happens, the charge can be affected by an electric field from a conductive component on the toner surface onto the second conductive material pass, whereby the toner has the same potential as the second material, e.g. the Paper substrate reached. Under normal relative humidity conditions Paper is relatively good electrical conductor. Toner would get on the paper and ultimately reach the tension of the paper. In this circumstance, the toner becomes more of that Transfer element as attracted to the substrate, which is the toner transfer prevented. The toner could also be in the developer station by touching Carrier or other toner particles or metallic components of the station charge to lose.

Obwohl das polymerische Bindemittel, das der Toner aufweist, isolierend ist, werden elektrisch leitende Mittel, z.B. elektrisch leitende Pigmente wie Kohlenstoff häufig in die Tonerpartikel eingefügt. Kohlenstoff ist ein bevorzugtes Pigment für schwarzen Toner, weil er kostengünstig ist und nicht verblasst; er ist jedoch auch elektrisch leitend. Diese Leitfähigkeit von Kohlenstoff stellt in der Regel kein Problem dar, wenn er in ein geschmolzenes Polymerbindemittel dispergiert hat, um einen festen Block des Pigmentbindemittels zu bilden, aus dem durch Mahlen und Klassieren Tonerpartikel erzeugt werden. Mahl- und Klassiertechniken sind jedoch nachteilig für die Herstellung von Tonerpartikeln von einheitlicher Größenverteilung und kleinem Durchmesser, z.B. einem mittleren Durchmesser kleiner als 8 um, der anhand von Vorrichtungen wie z.B. einem Coulter Multisizer, erhältlich bei der Coulter Electronics Inc., gemessen wird. Zur Herstellung solcher Tonerpartikel sind kolloidal stabilisierte begrenzte Koaleszenz (LC) Suspensionsprozesse nützlich, die das Auflösen entweder des polymerenthaltenden Tonerbindemittels ("Polymersuspension") oder der Monomere, die sich verbinden, um das polymere Bindemittel ("Suspension Polymerisation") in einem organischen Lösemittel zu bilden, mit sich bringen und das Dispergieren von angemessenen zusätzlichen Tonerkomponenten, wie z.B. den Pigmentpartikeln in der Lösung. Kolloidal stabilisierte Suspensionprozesse, die bei der praktischen Anwendung der Erfindung nützlich sind, sind z.B. in der US 4,833,060, der US 4,835,084 sowie der US 4,965,131 und der US 5,133,922 beschrieben, auf die alle hier Bezug genommen wird.Although the polymeric binder that the toner comprises is insulating electrically conductive agents, e.g. electrically conductive pigments such as carbon are often used in the Toner particles inserted. Carbon is a preferred pigment for black toner, because it is inexpensive and does not fade; however, it is also electrically conductive. This Conductivity of carbon is usually not a problem when in one has dispersed molten polymer binder to form a solid block of To form pigment binder from which by grinding and classifying toner particles be generated. However, grinding and classification techniques are disadvantageous for the production of toner particles of uniform size distribution and small diameter, e.g. an average diameter smaller than 8 µm, which can be determined using devices such as e.g. a Coulter Multisizer, available from Coulter Electronics Inc. For Production of such toner particles are colloidally stabilized limited coalescence (LC) Suspension processes useful which dissolve either the polymer-containing Toner binder ("polymer suspension") or the monomers that combine to form the polymeric binders ("suspension polymerization") in an organic solvent form, bring with it and dispersing reasonable additional Toner components such as the pigment particles in the solution. Colloidally stabilized Suspension processes that are useful in the practice of the invention e.g. in US 4,833,060, US 4,835,084 and US 4,965,131 and US 5,133,922 to which all reference is made here.

In kolloidal stablilisierten Suspensionsprozessen, die in einer Mischung aus Wasser und einer hydrophoben organischen Phase durchgeführt werden, verhindern feine hydrophobe Partikel, z.B. Siliziumverbindungen, Titanverbindungen, verschiedene Gitter usw., die Bildung und Entmischung von makroskopischen hydrophilen und hydrophoben Phasen. Wenn gewünscht, können die Partikel, die die Koaleszenz begrenzen, durch Prozesse wie Lösen in konzentrierten Laugen/Alkalis usw. entfernt werden. In dieser Schrift werden Toner, die durch Dispersion von Pigmenten und hydrophoben Lösungen von Polymeren und Monomeren in Wasser erzeugt werden, als LC Toner bezeichnet. Während auf diese Art hergestellte LC-Toner in der Regel gut aufladbar sind, sind schwarze LC-Toner, die als LC-Toner mit Kohlenstoff als Pigment definiert sind, nicht gut aufladbar. Schwarze LC-Toner neigen insbesondere dazu, ein unerwünscht niedriges Ladung-Masse-Verhältnis zu haben. Daher kann die Kraft, die auf den Toner ausgeübt wird, um ihn von dem Übergabeelement wegzudrängen, zu gering sein, um die Kräfte, die den Toner auf dem Element halten, zu überwinden. Darüber hinaus kann, obwohl zu erwarten wäre, dass sich die Übertragung bei zunehmender Übertragungsspannung bis hin zum Erreichen der Durchbruchspannung verbessern würde, eine Übertragung, die bei niedrigen Spannungen ausreichend erscheint, überraschender Weise ein unerwünscht niedriges Maximum erreichen, bevor sie bei zunehmender Übertragungsspannung abnimmt.In colloidal stabilized suspension processes, which are in a mixture of water and a hydrophobic organic phase can prevent fine hydrophobic Particles, e.g. Silicon compounds, titanium compounds, various grids, etc., the Formation and segregation of macroscopic hydrophilic and hydrophobic phases. If desired, the particles that limit coalescence can be processed by processes such as Dissolve in concentrated alkalis / alkalis etc. to be removed. In this writing Toner created by dispersion of pigments and hydrophobic solutions of polymers and monomers generated in water are referred to as LC toners. While on this Articulated LC toners that are usually easily rechargeable are black LC toners that are considered LC toners with carbon defined as pigment are not well chargeable. Black LC toner in particular, tend to have an undesirably low charge-to-mass ratio to have. Therefore, the force exerted on the toner can cause it to detach itself from the Push the transfer element away, too small to the forces that the toner on the Keep element to overcome. In addition, although it would be expected that the transmission with increasing transmission voltage up to reaching the Breakdown voltage would improve transmission at low voltages surprisingly enough, an undesirably low maximum reach before it decreases with increasing transmission voltage.

Daher besteht weiterhin ein Bedarf an Zusammensetzungen für Toner, insbesondere Zusammensetzungen von schwarzem Toner, die eine hohe Übertragungseffizienz aufweisen, insbesondere von dem Zwischenübergabeelement eines elektrofotographischen Apparats auf einen Bedruckstoff aus Papier. Diesem Bedarf wird durch die erfindungsgemäße Tonerzusammensetzung und das erfindungsgemäße Verfahren entsprochen.Therefore, there is still a need for compositions for toners, in particular Compositions of black toner that have high transfer efficiency have, in particular from the intermediate transfer element of an electrophotographic Apparatus on a paper substrate. This need is met by the toner composition according to the invention and the inventive method met.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für schwarzen Toner, die getrocknete eingefärbte LC-Tonerpartikel mit einem thermoplastischen Polymer und einem Kohlenstoffpigment umfasst, dessen BET-Wert bis zu ungefähr 140 beträgt, sowie partikelförmiges Zusatzmaterial, dessen Größe im Submikrometerbereich liegt und welches auf der Oberfläche der eingefärbten LC-Tonerpartikel angeordnet ist.The present invention relates to a composition for black toner which dried colored LC toner particles with a thermoplastic polymer and Includes carbon pigment, whose BET value is up to about 140, as well particulate additional material, the size of which is in the submicron range and which is arranged on the surface of the colored LC toner particles.

Des weiteren umfasst ein erfindungsgemäßer Prozess zur Herstellung einer Zusammensetzung für schwarzen Toner die folgenden Schritte: Herstellen der eingefärbten LC-Tonerpartikel mit einem thermoplastischen Polymer und einem Kohlenstoffpigment mit einem BET-Wert von bis zu ungefähr 140, Trocknen der eingefärbten LC-Tonerpartikel und Mischen der getrockneten eingefärbten LC-Tonerpartikel mit partikelförmigem Zusatzmaterial, dessen Größe im Submikrometerbereich liegt.Furthermore, a process according to the invention for producing a Composition for black toner the following steps: Make the colored one LC toner particles with a thermoplastic polymer and a carbon pigment with a BET value of up to about 140, drying the colored LC toner particles and mixing the dried colored LC toner particles with particulate additional material, the size of which is in the submicron range.

Die übliche Technik zur Messung der Oberfläche von Partikeln, die darauf beruht, die von den Partikeln aufgenommene Menge an Stickstoff zu messen, wird in Brunauer, Emmett und Teller, J. Amer. Chem. Soc., 1938, Bd. 52, S. 309 beschrieben und auch in A. W. Adamson, Physical Chemistry of Surfaces, zweite Ausgabe, 1967, Interscience, New York, S. 584-589 und J. K. Beddow, Particulate Science and Technology, 1980, Chemical Publishing, New York, S. 45-47. Die Menge des aufgenommenen Stickstoffs wird in einer nach Brunauer, Emmett und Teller benannten BET-Nummer ausgedrückt, je höher der Wert ist, desto größer ist die Stickstoffaufnahme. BET-Werte können wie in P. Chenebault und A. Schrenkamper "The Measurement of Small Surface Areas by the B.E.T. Adsorption Method" in J. Phys. Chem., 1965, Bd. 69, Nr. 7, Juli 1965, S. 2300-2305 beschrieben berechnet werden. Die spezifischen Methoden und die Verwendung von Stickstoff als Adsorbat werden von S. J. Gregg and K. S. W. Sing in Adsorption, Surface Area, and Porosity, 1982, Academic Press, New York, Kapitel 2, S. 41-110 besprochen. Die BET-Werte, auf die in dieser Schrift und den Ansprüchen Bezug genommen wird, entsprechen der Menge der Stickstoffaufnahme jedes der beschriebenen Kohlenstoffpigmente.The common technique for measuring the surface area of particles based on measuring the amount of nitrogen taken up by the particles is described in Brunauer, Emmett and Teller, J. Amer. Chem. Soc. , 1938, vol. 52, p. 309 and also in AW Adamson, Physical Chemistry of Surfaces , second edition, 1967, Interscience, New York, pp. 584-589 and JK Beddow, Particulate Science and Technology , 1980, Chemical Publishing , New York, pp. 45-47. The amount of nitrogen absorbed is expressed in a BET number named after Brunauer, Emmett and Teller, the higher the value, the greater the nitrogen absorption. BET values can be described in P. Chenebault and A. Schrenkamper "The Measurement of Small Surface Areas by the BET Adsorption Method" in J. Phys. Chem. , 1965, Vol. 69, No. 7, July 1965, pp. 2300-2305. The specific methods and use of nitrogen as the adsorbate are discussed by SJ Gregg and KSW Sing in Adsorption, Surface Area, and Porosity , 1982, Academic Press, New York, Chapter 2, pp. 41-110. The BET values referred to in this document and the claims correspond to the amount of nitrogen uptake of each of the carbon pigments described.

Eine hohe Übertragungseffizienz, insbesondere von einem Zwischenübergabeelement eines elektrofotographischen Apparats auf einen Bedruckstoff aus Papier, wird anhand von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von schwarzem Toner erreicht, die getrocknete eingefärbte LC Tonerpartikel, die ein thermoplastisches Polymer und Kohlenstoff mit einem BET-Wert von bis zu ungefähr 140, vorzugsweise von bis zu 90, insbesondere vorzugsweise von bis zu 50 umfassen. Die Zusammensetzung umfasst des Weiteren partikelförmiges Zusatzmaterial, dessen Größe im Submikrometerbereich liegt und welches auf der Oberfläche der getrockneten, eingefärbten LC Tonerpartikel angeordnet ist.A high transmission efficiency, especially of an intermediate transfer element electrophotographic apparatus on a substrate made of paper, is based on achieved compositions of black toner according to the invention, the dried dyed LC toner particles that contain a thermoplastic polymer and carbon a BET value of up to about 140, preferably up to 90, in particular preferably comprise up to 50. The composition also includes particulate additional material, the size of which is in the submicron range and which is arranged on the surface of the dried, colored LC toner particles.

Obwohl diese Erfindung nicht auf eine bestimmte wissenschaftliche Hypothese beschränkt werden soll, wird die folgende Lösung bezüglich des Einflusses der Oberfläche der Kohlenstoffpartikel, dargestellt anhand der gemessenen BET-Werte, angegeben. In einem begrenzten Koaleszenzvorgang zur Herstellung eines LC-Toners wird ein polymerisches Bindemittel oder ein polymerbildendes Monomer in einem organischen Lösemittel aufgelöst, weitere Zutaten wie z.B. schwarze Kohlenstoffpigmentpartikel werden hinzugefügt und die daraus entstehende Masse wird in Wasser dispergiert. Ein partikelförmiges, hydrophiles Dispersionsmittel, z.B. Siliziumverbindungen, Latex, Strontiumtitanat, Titanverbindungen usw., die üblicherweise ein Durchmesser im Bereich von Nanometern in zweistelligen Höhe haben, wird der Masse zugefügt. Die Partikel des Dispersionsmittel neigen dazu, an der organisch-wasserartigen Grenzfläche auszuflocken, und begrenzt dabei die Koaleszenz der organischen Phase. Hydrophile Kohlenstoffpartikel, die in dem LC-Tonerpigment zu finden sind, flocken ebenfalls an der organischenwasserartigen Lösemittelgrenzfläche aus, um die Gibbsche freie Energie des Systems zu minimieren. Jedoch ist Kohlenstoff im Gegensatz zu den Lösemittelpartikeln, die die Koaleszenz begrenzen, elektrisch leitend. Wenn der Kohlenstoff an der Tonerpartikeloberfläche in Kontakt mit einem elektrisch leitenden Material kommt, ist ein Ladungsaustausch wahrscheinlich, insbesondere wenn zusätzlich zu der Ladung auf dem Partikel ein elektrostatisches Feld angebracht worden ist, das die Tonerpartikel auf das Leitelement zu drängen soll. Dieses Problem ist in der US 5,118,588 und der US 5,262,269 dargestellt, die beide die Verwendung eines Oberflächenmodifikationsmittels vorschlagen, um eine interne Dispersion des Pigments innerhalb des Tonerpartikels herbeizuführen. Regal 300 Kohlenstoff von Cabot, dessen BET-Wert 80 beträgt, ist der Pigmentkohlenstoff, der in diesen Patenten verwendet wird, auf die in dieser Schrift Bezug genommen wird.Although this invention is not limited to any particular scientific hypothesis the following solution regarding the influence of the surface of the Carbon particles, shown on the basis of the measured BET values. In one Limited coalescence to produce an LC toner becomes a polymeric one Binder or a polymer-forming monomer in an organic solvent dissolved, other ingredients such as black carbon pigment particles added and the resulting mass is dispersed in water. On particulate, hydrophilic dispersant, e.g. Silicon compounds, latex, Strontium titanate, titanium compounds, etc., which are usually a diameter in the range of nanometers in double digits is added to the mass. The particles of the Dispersants tend to flocculate at the organic-water interface and limits the coalescence of the organic phase. Hydrophilic carbon particles, which can be found in the LC toner pigment also flocculate on the organic water-like Solvent interface to the Gibb free energy of the system minimize. However, carbon is in contrast to the solvent particles that the Limit coalescence, electrically conductive. If the carbon on the The toner particle surface comes into contact with an electrically conductive material Charge exchange likely, especially if in addition to the charge on the An electrostatic field has been applied to the particles, which the toner particles onto the Guide element to push. This problem is in US 5,118,588 and US 5,262,269 both propose the use of a surface modifier, to cause internal dispersion of the pigment within the toner particle. Cabot's 300 carbon shelf with a BET of 80 is the Pigment carbon used in these patents referred to in this document is taken.

Die Menge der Verringerung der freien Energie, die bei dem Ausflocken der Kohlenstoffpartikel entsteht, hängt von der Oberfläche der betroffenen Partikel ab. Dementsprechend ist der gemessene BET-Wert des zugefügten Kohlenstoffs, der dessen Oberfläche entspricht, ein wichtiger Parameter. Je niedriger der BET-Wert der Kohlenstoffpartikel ist, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass sie an der organisch-wasserartigen Grenzfläche ausflocken werden und desto wahrscheinlicher ist es, dass sie von einer elektrisch isolierenden Polymerschicht umgeben sein werden, die unerwünschte elektrische Entladung der Tonerpartikel aufgrund von Kontakt mit einem elektrisch leitenden Material unterbindet.The amount of free energy reduction that occurs in the flocculation of the Carbon particles formed depends on the surface of the particles concerned. Accordingly, the measured BET value of the added carbon is that thereof Surface conforms, an important parameter. The lower the BET value of the Carbon particles is, the less likely it is that they are attached to the organic water Interface will flocculate and the more likely it is that they will will be surrounded by an electrically insulating polymer layer which is undesirable electrical discharge of the toner particles due to contact with an electrical prevents conductive material.

In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des schwarzen Toners haben die LC-Tonerpartikel einen mittleren Durchmesser von weniger als 8 µm, vorzugsweise von ungefähr 3 µm bis ungefähr 7 µm, und umfassen vorzugsweise ungefähr 1 Gewicht% bis ungefähr 20 Gewicht%, noch bevorzugter ungefähr 3 Gewicht% bis ungefähr 10 Gewicht%, und insbesondere bevorzugt ungefähr 5 Gewicht% bis ungefähr 8 Gewicht% des Kohlenstoffpigments. Das thermoplastische Polymer, das die pigmentierten Partikel aufweisen, wird aus einer Gruppe aus Polyolefinen, Styrolharzen, Acrylharzen, Polyestern, Polyurethanen, Polyamiden, Polycarbonaten und Mischungen aus diesen ausgewählt. Von diesen sind die Polyester bevorzugt.In the black toner composition of the present invention, the LC toner particles have an average diameter of less than 8 microns, preferably of about 3 µm to about 7 µm, and preferably comprise about 1% by weight about 20% by weight, more preferably about 3% by weight to about 10% by weight, and more preferably about 5% to about 8% by weight of the carbon pigment. The thermoplastic polymer that contains the pigmented particles is selected from a group of polyolefins, styrene resins, acrylic resins, polyesters, Polyurethanes, polyamides, polycarbonates and mixtures of these are selected. Of the polyesters are preferred.

Die erfindungsgemäße Tonerzusammensetzung umfasst ebenfalls vorzugsweise ungefähr 0,1 Gewicht% bis ungefähr 10 Gewicht%, noch bevorzugter ungefähr 0,5 Gewicht% bis ungefähr 5 Gewicht%, und insbesondere bevorzugt ungefähr 1 Gewicht% bis ungefähr 2,5 Gewicht% des partikelförmigen Zusatzmaterials auf der Oberfläche der LC-Tonerpartikel. Das partikelförmige Zusatzmaterial hat einen mittleren Durchmesser von vorzugsweise ungefähr 10 nm bis ungefähr 0,3 µm, noch bevorzugter von ungefähr 20 nm bis ungefähr 100 nm. Geeignete partikelförmige Zusatzmaterialien umfassen Siliziumverbindungen, Titanverbindungen, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, kolloidale Polymergitter, und Mischungen aus diesen. Von diesen ist Silizium bevorzugt.The toner composition of the present invention also preferably comprises approximately 0.1 weight% to about 10 weight%, more preferably about 0.5 weight% to about 5% by weight, and particularly preferably about 1% by weight to about 2.5% by weight of the particulate additive material on the surface of the LC toner particles. The particulate additive has an average diameter of preferably about 10 nm to about 0.3 µm, more preferably about 20 nm to about 100 nm. Suitable particulate additives include Silicon compounds, titanium compounds, barium titanate, strontium titanate, colloidal Polymer lattice, and mixtures of these. Of these, silicon is preferred.

In einem elektrofotographischen Apparat kann das mit der Übertragung in Verbindung stehende elektrostatische Feld anhand eines Mittels aus einer Mehrzahl von bekannten Mitteln erzeugt werden. Das bevorzugte Mittel besteht darin, den Bedruckbogen mit einer Halbleiterwalze in Berührung zu bringen. Der spezifische Widerstand der Walze liegt üblicherweise zwischen 10⁷ and 10¹² Ω•cm, vorzugsweise zwischen 10⁸ und 10¹⁰ Ω•cm. Diese Walze umfasst üblicherweise ein elastomerisches Element, wie z.B. Polyurethan auf einem Leitkörper, z.B. Aluminium. Eine Vorspannung von zwischen 1.000 und 3.000 Volt, vorzugsweise zwischen 1.000 und 2.000 Volt, wird an dem Leitkörper angelegt. Als Alternative kann auch eine Walze mit einer Elastomerschicht mit einem geringen spezifischen Widerstand verwendet werden. In diesem Fall ist der spezifische Widerstand zwischen 10⁵ and 10⁷ Ω•cm und die Spannung, die an dem Leitkörper angelegt wird, ist dementsprechend geringer, üblicherweise zwischen 500 und 1.000 Volt. Als Alternative kann die Ladung anhand einer geeigneten Vorrichtung, z.B. eines Coronaladers, direkt auf die Rückseite des Bedruckstoffes übertragen werden.In an electrophotographic apparatus, the electrostatic field associated with the transmission can be generated from a variety of known means. The preferred means is to bring the printing sheet into contact with a semiconductor roller. The specific resistance of the roller is usually between 10 ⁷ and 10 ¹² Ω • cm, preferably between 10 ⁸ and 10 ¹⁰ Ω • cm. This roller usually comprises an elastomeric element, such as polyurethane on a guide body, such as aluminum. A bias of between 1,000 and 3,000 volts, preferably between 1,000 and 2,000 volts, is applied to the lead body. As an alternative, a roller with an elastomer layer with a low specific resistance can also be used. In this case the resistivity is between 10 ⁵ and 10 ⁷ Ω • cm and the voltage applied to the lead body is accordingly lower, usually between 500 and 1,000 volts. As an alternative, the charge can be transferred directly to the back of the printing material using a suitable device, for example a corona charger.

Obwohl das elektrostatische latente Bild anhand einer Reihe von elektrographischen Techniken erzeugt werden kann, wird das Bild vorzugsweise elektrofotographisch erzeugt, wobei ein primäres bilderzeugendes Element mit einem Fotoleiter verwendet wird. Der Fotoleiter wird zunächst anhand einer geeigneten bekannten Ladevorrichtung, z.B. eines Coronaladers oder einer Walzenladevorrichtung auf die gewünschte Spannung aufgeladen, und das elektrostatische latente Bild wird erzeugt, indem Teile des geladenen Fotoleiters belichtet werden. Die Belichtung kann unter Verwendung von entweder optischen oder elektronischen Mitteln, z.B. einem Laserscanner oder einer LED-Anordnung geschehen. Although the electrostatic latent image is based on a number of electrographic Techniques can be generated, the image is preferably generated electrophotographically, using a primary imaging element with a photoconductor. The The photoconductor is first made using a suitable known charging device, e.g. one Corona charger or a roller loading device to the desired voltage, and the electrostatic latent image is formed by parts of the charged photoconductor be exposed. The exposure can be done using either optical or electronic means, e.g. a laser scanner or an LED arrangement.

Das elektrostatische latente Bild wird sichtbar gemacht, indem das elektrostatische latente Bild in die Nähe eines Entwicklerstoffs mit erfindungsgemäßen schwarzen Tonerpartikeln gebracht wird. Der Entwicklerstoff kann ein isolierender Einkomponentenentwicklerstoff oder vorzugsweise ein Zweikomponentenentwicklerstoff sein, der Tonerpartikel und magnetische Trägerpartikel, vorzugsweise Ferritträgerpartikel, aufweist. Obwohl geeignete Mittel zum Auftragen von Toner auf das elektrostatische latente Bild verwendet werden können, wird vorzugsweise eine magnetische Entwicklerbürste, noch bevorzugter eine Entwicklerbürste für kleine Partikel (SPD), verwendet.The electrostatic latent image is made visible by the electrostatic latent Image in the vicinity of a developer material with black toner particles according to the invention brought. The developer substance can be a one-component insulating developer substance or, preferably, a two-component developer substance, the toner particles and has magnetic carrier particles, preferably ferrite carrier particles. Although appropriate Means for applying toner to the electrostatic latent image can be used is preferably a magnetic developer brush, more preferably one Developer brush for small particles (SPD).

Das entwickelte Bild, das anhand eines erfindungsgemäßen schwarzen Toners erzeugt wurde, kann direkt von dem primären bilderzeugenden Element auf den Bedruckstoff oder vorzugsweise auf ein Zwischenübergabeelement, vorzugsweise ein nachgiebiges Zwischenübergabeelement, durch Anwendung eines geeigneten elektrostatischen Felds übertragen werden. Das elektrostatische Feld wird durch eine geeignete Spannung von entsprechender Höhe erzeugt, so dass es groß genug ist, um die Anziehungskraft des Felds, das den Toner auf den Bedruckstoff zieht, zu überwinden. Als Alternative kann die Spannung auf dem Zwischenübergabeelement verringert werden, oder vorzugsweise kann die Leitschicht des Zwischenübergabeelements geerdet und eine geeignete Spannung, anhand von bekannten Mitteln, z.B. einer vorgespannten Walze oder Platte, eines Coronaladers usw., auf den Bedruckstoff aufgebracht werden. Als weitere Alternative kann das Vorzeichen der Spannung vor der Übertragung des entwickelten Bilds von dem Zwischenübergabeelement auf den Bedruckstoff gewechselt werden und der Bedruckstoff vor der Übertragung des entwickelten Bilds von dem Übergabeelement auf den Bedruckstoff geerdet werden. Das Bild auf dem Bedruckstoff wird dann eingeschmolzen, und das primäre bilderzeugende Element und das Übergabeelement werden gereinigt und für eine erneute Bilderzeugung vorbereitet. The developed image, which is produced using a black toner according to the invention can be directly onto the substrate or from the primary imaging element preferably on an intermediate transfer element, preferably a compliant one Intermediate transfer element, by using a suitable electrostatic field be transmitted. The electrostatic field is determined by a suitable voltage of appropriate height generated, so that it is large enough to attract the field, that pulls the toner onto the substrate. As an alternative, the Stress on the intermediate transfer element can be reduced, or preferably the conductive layer of the intermediate transfer element is grounded and a suitable voltage, using known means, e.g. a pretensioned roller or plate, one Corona charger, etc., are applied to the substrate. As another alternative, you can the sign of the tension before transferring the developed image from that Intermediate transfer element to be changed on the substrate and the substrate before transferring the developed image from the transfer element to the Substrate to be grounded. The image on the substrate is then melted down, and the primary imaging member and the transfer member are cleaned and prepared for renewed imaging.

Examples

In den folgenden erfindungsgemäßen Beispielen werden die Tonerpartikel vorbereitet, indem ein Kao C Polymer, ein Polyesterbindemittel, das bei der Kao Corporation erhältlich ist, in Ethylacetat aufgelöst wird und der daraus resultierenden Lösung im Handel erhältliche Kohlenstoffpartikel mit verschiedenen BET-Nummern zugefügt werden, deren Werte von den Herstellern der Partikel angegeben werden. Die organische Phase wird dann mit der wässrigen Phase vermischt, die pH 4 Puffer mit Nalco® 1060, Poly(adipinsäure-Co-Methylaminethanol) und Lösungsmittel aus Siliziumverbindungen aufweist, wie in der US 4,833,060 beschrieben ist. Die Mischung wird anhand einer Polytron-Schermaschine von Brinkman einer sehr hohen Scherung ausgesetzt und dann weiter einer Scherbehandlung mit einem Mikrofließmittel unterzogen. Das Lösemittel wird von den Partikeln getrennt, die sich dabei gebildet haben, indem über Nacht bei Raumtemperatur in einem offenen Behältnis gerührt wird. Die Partikel werden mit einer Kaliumhydroxidlösung und dann mit Wasser gewaschen, um das Dispersionsmittel aus Siliziumverbindungen zu entfernen, und dann getrocknet. Die getrockneten Tonerpartikel werden mit R972 Siliziumverbindungen, die bei DeGussa erhältlich sind, trocken gemischt, wobei die Menge der zugefügten Siliziumverbindungen einer Bedeckung von ca. 1,5 Gewicht% für einen Tonerpartikel mit einem Durchmesser von 6 um entspricht. Auf diese Weise wird die Oberflächenkonzentration des Siliziums ungefähr konstant gehalten. Der Entwicklerstoff wird dann vorbereitet, indem der Toner mit einem Ferritträger vermischt wird, um einen Entwicklerstoff mit einer 6 Gewicht% Tonerkonzentration zu erzeugen.In the following examples according to the invention, the toner particles are prepared by using a Kao C polymer, a polyester binder available from Kao Corporation is dissolved in ethyl acetate and the resulting solution is commercially available available carbon particles with different BET numbers are added, the Values are given by the manufacturers of the particles. The organic phase then mixed with the aqueous phase, the pH 4 buffer with Nalco® 1060, poly (adipic acid-co-methylaminethanol) and has solvents from silicon compounds, as in the US 4,833,060. The mixture is made using a Polytron clipper Brinkman subjected to a very high shear and then another Sheared with a microfluidic agent. The solvent is from the Particles separated, which have formed by in overnight at room temperature stirred in an open container. The particles are covered with a Potassium hydroxide solution and then washed with water to remove the dispersant Remove silicon compounds, and then dried. The dried toner particles become dry with R972 silicon compounds available from DeGussa mixed, the amount of silicon compounds added covering approx. 1.5% by weight for a toner particle with a diameter of 6 µm. On in this way the surface concentration of the silicon is kept approximately constant. The developer is then prepared by placing the toner on a ferrite carrier is mixed to a developer with a 6% by weight toner concentration produce.

Bilder werden erzeugt, indem ein handelsübliches organisches, fotoleitendes primäres bilderzeugendes Element aufgeladen wird und dann anhand eines transparenten Stufenfilters optisch belichtet wird. Das dabei erzeugte elektrostatische latente Bild wird dann entwickelt, indem der Entwicklerstoff, der in einer SPD Entwicklerstation enthalten ist, in die Nähe des Fotoleiters gebracht wird. Das entwickelte Bild wird übertragen, indem auf den Leitkörper eines nachgiebigen Zwischenübergabeelement Spannung angelegt wird. Die Übertragung des Bildes von dem Zwischenelement auf einen Bedruckstoff aus Papier, der auf einer geerdeten Metallplatte befestigt ist, geschieht, indem eine geeignete Spannung an den Leitkörper des nachgiebigen Zwischenübergabeelements angelegt wird, um das Tonerbild auf den Bedruckstoff aus Papier zu drängen.Images are created by using a commercially available organic, photoconductive primary imaging element is charged and then using a transparent Step filter is optically exposed. The electrostatic latent image generated in the process becomes then developed by using the developer substance contained in an SPD developer station is brought close to the photoconductor. The developed image is transmitted by voltage is applied to the guide body of a resilient intermediate transfer element. The transfer of the image from the intermediate element to a paper substrate, which is attached to a grounded metal plate is done by applying an appropriate voltage is applied to the guide body of the flexible intermediate transfer element to the Press the toner image onto the paper substrate.

Messungen bezüglich der Übertragungseffizienz von dem Zwischenübergabeelement auf den Bedruckstoff aus Papier werden mit Hilfe eines Transmissionsdensitometers vorgenommen. Nachdem die Dichte des nicht mit Toner bedeckten Papiers auf Null gesetzt wurde, wird die Dichte des Bildes auf dem Bedruckstoff aus Papier bestimmt. Nicht übertragene Tonerreste werden von dem Zwischenübergabeelement anhand eines transparenten Klebebands entfernt und ihre Transmissionsdichte wird durch das transparente Klebeband gemessen, nachdem die Dichte des Bands auf Null gesetzt wurde. Die Tonerübertragungseffizienz von dem Zwischenübergabeelement auf den Bedruckstoff aus Papier, gemittelt über anfängliche Dichten zwischen 0,1 und 1,0 auf dem primären bilderzeugenden Element, werden als eine Funktion der Übertragungsspannung bestimmt. Zahlenwerte, die einer optimalen Übertragungseffizienz zwischen dem Zwischenübergabeelement und dem Papier entsprechen, sowie die Spannung, bei der die Übertragung bei den verschiedenen Kohlenstoffarten stattfand, sind für die Beispiele in der nachfolgend abgedruckten TABELLE 1 wiedergegeben. Es sollte beachtet werden, dass die Übertragungseffizienz des Toners von dem primären bilderzeugenden Element auf das Zwischenübergabeelement für alle untersuchten Kohlenstoffsorten sehr hoch ist. Beispiel Kohlenstoffsorte BET-Wert Gewicht% Kohlenstoff im Toner Gewicht% Oberflächenpartikel auf Toner Tonerdurchmesser (µm) Übertragungseffizienz @ angelegter Spannung 1 Regal 330 89 6 1,94 4,8 69%@1000V 2 Black Pearls 6100 88 6 1,17 6,2 85%Q1500V 3 Mogul L 138 6 1,54 5,4 75%@1000V 4 (Comp.) Monarch 1000 343 6 1,54 5,4 50%@1000V 5 (Comp.) Raven 5750 575 6 1,54 5,4 29%@1000V 6 Sterling R 25 6 1,06 6,5 89%@1500V 7 Black Pearls 280 42 8 2,30 4,4 89%@1500V Measurements regarding the transfer efficiency from the intermediate transfer element to the paper substrate are carried out with the aid of a transmission densitometer. After the density of the paper not covered with toner is set to zero, the density of the image on the paper substrate is determined. Toner residues which have not been transferred are removed from the intermediate transfer element by means of a transparent adhesive tape and their transmission density is measured by the transparent adhesive tape after the density of the tape has been set to zero. The toner transfer efficiency from the intermediate transfer member to the paper substrate, averaged over initial densities between 0.1 and 1.0 on the primary imaging member, is determined as a function of the transfer voltage. Numerical values, which correspond to an optimal transfer efficiency between the intermediate transfer element and the paper, and the voltage at which the transfer took place with the different types of carbon, are given for the examples in TABLE 1 printed below. It should be noted that the transfer efficiency of the toner from the primary imaging element to the intermediate transfer element is very high for all types of carbon examined. example Carbon grade BET value Weight% carbon in the toner Weight% surface particles on toner Toner diameter (µm) Transmission efficiency @ applied voltage 1 Shelf 330 89 6 1.94 4.8 69% @ 1000V 2 Black Pearls 6100 88 6 1.17 6.2 85% Q1500V 3rd Mughal L. 138 6 1.54 5.4 75% @ 1000V 4 (Comp.) Monarch 1000 343 6 1.54 5.4 50% @ 1000V 5 (Comp.) Raven 5750 575 6 1.54 5.4 29% @ 1000V 6 Sterling R 25th 6 1.06 6.5 89% @ 1500V 7 Black Pearls 280 42 8th 2.30 4.4 89% @ 1500V

Der in Beispiel 1 verwendete Toner, der Regal 330-Kohlenstoff enthält (BET 89) und 1,94 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von nur 4,8 µm, weshalb erwartet werden könnte, dass dieses die Übertragung hemmen könnte. Bei einer Spannung von 1000 Volt wird dagegen eine recht gute Übertragungseffizienz auf Papier von 69% erreicht.The toner used in Example 1, which contains Regal 330 carbon (BET 89) and 1.94% by weight of surface silicon compounds has a particle diameter of only 4.8 µm, which could be expected to inhibit transmission could. With a voltage of 1000 volts, on the other hand, it becomes quite a good one 69% paper transfer efficiency achieved.

Der in Beispiel 2 verwendete Toner, der Black Pearls 6100-Kohlenstoff enthält (BET 88) und 1,17 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von 6,2 µm, etwas größer als der in Beispiel 1. Bei einer Spannung von 1500 Volt wird eine hohe Übertragungseffizienz auf Papier von 85% erreicht.The toner used in Example 2 containing Black Pearls 6100 carbon (BET 88) and 1.17% by weight surface silicon compounds has one Particle diameter of 6.2 µm, slightly larger than that in Example 1. At a tension 1500 volts, a high transfer efficiency on paper of 85% is achieved.

Der in Beispiel 3 verwendete Toner, der Mogul L-Kohlenstoff enthält (BET 138) und 1,54 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von 5,4 µm. Bei einer Spannung von 1000 Volt wird eine recht gute Übertragungseffizienz auf Papier von 75% erreicht.The toner used in Example 3, which contains Mogul L-carbon (BET 138) and 1.54% by weight of surface silicon compounds has a particle diameter of 5.4 µm. At a voltage of 1000 volts, the transmission efficiency is quite good achieved on paper of 75%.

Der in Vergleichsbeispiel 4 verwendete Toner, der Monarch 1000-Kohlenstoff enthält (BET 343) und 1,54 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von nur 5,4 µm. Der BET-Wert für Monarch 1000 liegt außerhalb des erfindungsgemäßen BET-Werts und bei einer Spannung von 1000 Volt wird eine niedrige Übertragungseffizienz auf Papier von 50% erreicht.The toner used in Comparative Example 4 containing Monarch 1000 carbon (BET 343) and 1.54% by weight surface silicon compounds has one Particle diameter of only 5.4 µm. The BET value for Monarch 1000 is outside of BET value according to the invention and at a voltage of 1000 volts becomes a low one Paper transfer efficiency of 50% achieved.

Der in Vergleichsbeispiel 5 verwendete Toner, der Raven 5750-Kohlenstoff enthält (BET 575) und 1,54 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von 5,4 µm. Der BET-Wert für Raven 5750 liegt weit außerhalb des erfindungsgemäßen BET-Werts und bei einer Spannung von 1000 Volt wird lediglich eine sehr niedrige Übertragungseffizienz auf Papier von 29% erreicht. The toner used in Comparative Example 5 containing Raven 5750 carbon (BET 575) and 1.54% by weight of surface silicon compounds has one Particle diameter of 5.4 µm. The BET value for Raven 5750 is far outside of BET value according to the invention and at a voltage of 1000 volts is only one very low transfer efficiency on paper of 29% achieved.

Der in Beispiel 6 verwendete Toner, der Sterling R-Kohlenstoff enthält (BET 25) und 1,06 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen Partikeldurchmesser von 6,5 µm. Bei einer Spannung von 1500 Volt wird eine hohe Übertragungseffizienz auf Papier von 89% erreicht.The toner used in Example 6 which contains Sterling R-carbon (BET 25) and 1.06% by weight of surface silicon compounds has a particle diameter of 6.5 µm. At a voltage of 1500 volts, a high transmission efficiency is shown Paper reached 89%.

Der in Beispiel 7 verwendete Toner, der Black Pearls 280-Kohlenstoff enthält (BET 42) und 2,30 Gewicht% Oberflächensiliziumverbindungen aufweist, hat einen sehr kleinen Partikeldurchmesser von nur 4,4 µm. Dennoch zeigt dieser Toner bei einer Spannung von 1500 Volt eine sehr hohe Übertragungseffizienz auf Papier von 89%.The toner used in Example 7 containing Black Pearls 280 carbon (BET 42) and 2.30% by weight of surface silicon compounds has a very small one Particle diameter of only 4.4 µm. Nevertheless, this toner shows at a voltage of 1500 volts a very high transfer efficiency on paper of 89%.

Die oben aufgezeigten Ergebnisse zeigen, dass eine ausreichend effiziente Übertragung von einem Zwischenübergabeelement auf einen Bedruckstoff mittels Tonerpartikeln mit partikelförmigen Stoffen, vorzugsweise Siliziumverbindungen, und Kohlenstoffpigmenten, die BET-Werte in einer Höhe von ungefähr 140 aufweisen, erreicht werden können. Noch bevorzugter liegt der BET-Wert des Kohlenstoffs unter 90; insbesondere bevorzugt sind Werte kleiner als 50.The results shown above show that a sufficiently efficient transfer of an intermediate transfer element on a printing material by means of toner particles particulate substances, preferably silicon compounds, and carbon pigments, which have BET values of approximately 140 can be achieved. Yet more preferably the carbon BET is below 90; are particularly preferred Values less than 50.

Claims

Composition of black toner,
characterized by
that this composition consists of dried, colored LC toner particles with a thermoplastic polymer and carbon pigments, which has a BET value of up to approximately 140; and
particulate additional material, the size of which is in the submicrometer range, is arranged on these dried, colored LC toner particles.

The toner composition according to claim 1,
marked by
a dry mixture of colored LC toner particles and the particulate additional material, the size of which is in the submicron range.

The toner composition according to any one of claims 1 to 2,
characterized by
that the carbon pigment has a BET value of up to about 90.

The toner composition according to claim 3,
characterized by
that the carbon pigment has a BET value of up to about 50.

The toner composition according to any one of claims 1 to 4,
characterized by
that the colored particles have about 1% to about 20% carbon pigment by weight.

The toner composition according to claim 5,
characterized by
that the colored particles have about 3% to about 10% carbon pigment by weight.

The toner composition according to claim 6,
characterized by
that the colored particles have about 5% to about 8% carbon pigment by weight.

The toner composition according to any one of claims 1 to 7,
characterized by
that the colored particles have an average diameter of less than 8 µm.

The toner composition according to claim 8,
characterized by
that the colored particles have an average diameter of approximately 3 μm to approximately 7 μm.

The toner composition according to any one of claims 1 to 9,
characterized by
that it has about 0.1% to about 10% by weight of the particulate additive material, the size of which is in the submicron range.

The toner composition according to claim 10,
characterized by
that it has about 0.5% to about 5% by weight of the particulate filler, the size of which is in the submicron range.

The toner composition according to claim 11,
characterized by
that it has about 1% to about 2.5% by weight of the particulate filler, the size of which is in the submicron range.

The toner composition according to any one of claims 1 to 12,
characterized by
that the particulate additional material, the size of which is in the submicrometer range, has an average diameter of approximately 10 nm to approximately 0.3 μm.

The toner composition according to claim 13,
characterized by
that the particulate additional material, the size of which is in the submicron range, has an average diameter of approximately 20 nm to approximately 100 nm.

The toner composition according to any one of claims 1 to 14,
characterized by
that the thermoplastic polymer is selected from a group of polyolefins, styrene resins, acrylic resins, polyesters, polyurethanes, polyamides, polycarbonates and mixtures of these.

The toner composition according to claim 15,
characterized by
that the thermoplastic polymer comprises a polyester.

The toner composition according to claims 1 to 16,
characterized by
that the particulate material is selected from a group of silicon compounds, titanium compounds, barium titanate, strontium titanate, colloidal polymer grids and mixtures of these.

The toner composition according to claim 17,
characterized by
that the single particle material includes silicon compounds.

Process for the preparation of a composition of black toner
marked by
Making colored LC toner particles with a thermoplastic polymer and carbon pigments with a BET of up to about 140;
Drying the colored LC toner particles; and
Mixing the dried, colored LC toner particles with the particulate additive.

Method according to claim 19,
characterized by
that the colored LC toner particles are formed by limited coalescence.

Method according to one of claims 19 to 20,
characterized by
that the carbon pigment has a BET value of up to about 90.

22. The method of claim 21,
characterized by
that the carbon pigment has a BET value of up to about 50.

Method according to one of claims 19 to 22,
characterized by
that the colored particles have about 1% to about 20% carbon pigment by weight.

Method according to one of claims 19 to 23,
characterized by
that the colored particles have an average diameter of less than 8 µm.

Method according to one of claims 19 to 24,
characterized by
that the toner composition comprises from about 0.1% to about 10% by weight of the particulate additive, the size of which is in the submicron range.

Method according to one of claims 19 to 25,
characterized by
that the particulate additive material has an average diameter of about 10 nm to about 0.3 microns.

Method according to one of claims 19 to 26,
characterized by
that the thermoplastic polymer is selected from a group of polyolefins, styrene resins, acrylic resins, polyesters, polyurethanes, polyamides, polycarbonates and mixtures of these.

The method of claim 27
characterized by
that the thermoplastic polymer comprises a polyester.

Method according to one of claims 19 to 28,
characterized by
that the particulate additive material is selected from a group of silicon compounds, titanium compounds, barium titanate, strontium titanate, colloidal polymer grids and mixtures of these.

The method of claim 29
characterized by
that the particulate additional material comprises silicon.