EP1687679A2 - Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner - Google Patents

Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner

Info

Publication number
EP1687679A2
EP1687679A2 EP04803162A EP04803162A EP1687679A2 EP 1687679 A2 EP1687679 A2 EP 1687679A2 EP 04803162 A EP04803162 A EP 04803162A EP 04803162 A EP04803162 A EP 04803162A EP 1687679 A2 EP1687679 A2 EP 1687679A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toner
weight
toner according
range
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04803162A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Schultheis
Holger Köbrich
Dieter Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP1687679A2 publication Critical patent/EP1687679A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/09—Colouring agents for toner particles
    • G03G9/0902—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/007—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character containing a dispersed phase, e.g. particles, fibres or flakes, in a continuous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
    • C03C17/04—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass by fritting glass powder
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/09—Colouring agents for toner particles
    • G03G9/0926—Colouring agents for toner particles characterised by physical or chemical properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
    • C03C2217/445—Organic continuous phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/48—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase having a specific function
    • C03C2217/485—Pigments

Definitions

  • the invention relates to a non-magnetic, ceramic one-component toner, which can be transferred by means of electrophotographic printing onto a glass, glass ceramic or ceramic substrate or the like, solid or flexible substrate and can be baked in a subsequent temperature process and which, in addition to a plastic matrix, also essentially has one contains inorganic foreign matter.
  • Magnetic or non-magnetic one-component toners are known from the prior art. Magnetic toners are difficult to handle, especially since they are poor in transferability and fixability. Conventional, non-magnetic toners contain only a small proportion of foreign matter in addition to a high proportion of a plastic matrix. Because such non-magnetic toners primarily contain color pigments for color printing. The conventional, non-magnetic toners are However, for the coating of surfaces, for example with gold, silver, copper or gemstone layers, it is not well suited, since a correspondingly high proportion of foreign matter in gold or gemstone cannot be handled with conventional charge entry.
  • DE 199 42 054 A1 discloses a method for producing a printed electrical circuit, a toner being applied to a substrate by electrographic or electrostatic means. For example, gold conductor tracks are applied. If a magnetic toner were used, the magnetic particles would influence the electrical properties of such conductor tracks. However, in conventional non-magnetic toners, the gold content cannot be increased sufficiently.
  • the toner according to the invention should have good transferability and fixability and should have a particularly high proportion of foreign matter for the formation of a coating.
  • This object is achieved according to the invention in that the foreign substance content contains only non-magnetic particles and is> 30 to 80% by weight, in particular 50 to 60% by weight, the specific charge of the toner particles being in a range of> 25 ⁇ C / g ,
  • This toner is particularly suitable for printing or coating solid or flexible substrates, and the problems with influencing the electrical or magnetic properties of the coating by using exclusively non-magnetic particles do not arise.
  • the resulting coating can be applied particularly homogeneously due to the particularly high proportion of foreign matter in direct printing.
  • the foreign substance portion can include glass flow particles and / or pigment particles and / or charge control particles.
  • the particle size of the toner particles, in particular of the glass flux and / or pigment particles used is in the range from 1 to 12 ⁇ m (D50 vol), in particular in the range from 3 to 8 ⁇ m. With such a particle size, the desired layer or printing qualities are obtained, the wax content preferably being in the range from 1 to 10% by weight, in particular in the range from 3 to 7% by weight.
  • the toner can have glass flow particles from a special glass frit in the range from> 30 to 80% by weight, in particular 45 to 60% by weight.
  • inorganic pigments in the range from 0 to ⁇ 20% by weight, in particular 5 to ⁇ 20% by weight, can be provided.
  • the proportion of the plastic matrix used can be in the range from 20 to 60% by weight, in particular > 30 to 50% by weight.
  • the proportion of charge control substances used in the plastic matrix should be in the range from 1 to 5% by weight.
  • the toner can have a thermoplastic plastic matrix that melts homogeneously onto the substrate in the temperature range from 100 ° C. to 400 ° C., in particular in the temperature range from 110 ° C. to 150 ° C. In the temperature range from 300 ° C to 500 ° C, the thermoplastic matrix can evaporate and / or burn out almost without residue.
  • the toner can have flow aids with the aid of which the wetting of the substrates to be printed can be controlled.
  • the plastic matrix as a carrier of the inorganic glass frits and pigments can be adapted to the baking process so that the plastic melts homogeneously onto the substrate before it is burned out and then evaporates and / or decomposes and does not hinder the melting together of the glass flux and color pigment particles.
  • the toner image can be transferred directly to the substrate in electrophotographic printing, with residue-free removal of the carrier material being guaranteed during the baking process.
  • the plastic matrix has toner resins based on polyester and / or acrylate, in particular styrene acrylate, polymethyl methacrylate, or made from Topas® cycloolefin copolymer from Ticona. These substances are easy to process and have good adhesion to the substrate. In addition, these substances burn without residue.
  • the depolymerization, the melting, the evaporation and / or decomposition temperature can be influenced by selecting different polymers for the plastic matrix.
  • Polyvinyl alcohol, polyoxymethylene, styrene copolymers, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butyral, polyester (unsaturated and / or saturated or mixtures thereof), polycarbonate, polyvinyl pyrrolidone, vinyl imidazole copolymers and polyether have proven to be suitable materials.
  • the toner can additionally contain charge control agents and / or oxidizing agents in a known manner to improve the image or structure transfer or to decompose the organic without residues.
  • the added oxidants accelerate the thermal decomposition of the plastic matrix.
  • the toner is additionally coated with additives to improve the wetting when the toner melts on the generally relatively polar and smooth, unlike paper, non-absorbent surface.
  • additives to improve the wetting when the toner melts on the generally relatively polar and smooth, unlike paper, non-absorbent surface.
  • the polarity of the toners between non-polar, hydrophobic, neutral, polar, hydrophilic, and thus the wetting of the substrates can be controlled via a suitable choice of known additives.
  • Known flow aids such as aerosils and transfer agents can be used. aids can be used to improve the quality of the print.
  • the proportion of such auxiliaries is between 0 and 1.0% by weight, typically between 0.2 and 0.5% by weight.
  • peroxides or azo compounds can be added to the toner, but these have decomposition temperatures> 150 ° C., so that the decomposition does not start during the melting phase (fixing phase).
  • inorganic additives are also possible, for example catalytically active pigments, which accelerate the decomposition of the organic plastic matrix. Examples of this are so-called perovskites of the general form AB0, for example LaMn03, LaCo0 3 , La ⁇ Sr ß- C ⁇ Mn ⁇ 0 3 + ⁇ .
  • the tables below show examples of glass compositions (frits or rivers) that are particularly suitable for a ceramic toner.
  • the percentages by weight relate to the composition of the glass frit.
  • Glass compositions 1 to 6 are particularly suitable for glass and glass ceramics.
  • glass composition 1 Special exemplary embodiments for glass composition 1 are:
  • glass composition 2 Special exemplary embodiments for glass composition 2 are:
  • the glass composition 7 is particularly suitable for glass ceramics in secondary firing.
  • the glass composition 8 to 10 is particularly suitable for glass.
  • the gias composition 11 to 12 is particularly suitable for ceramics, stone ⁇ gut, bone china and porcelain.
  • these glass frits are therefore particularly suitable in conjunction with appropriate inorganic pigments for electrophotographic printing on special glass plates, such as soda-lime glass or borosilicate glass (optionally coated beforehand, for example, with SiO 2 and / or with TiO or with one of the glass frits mentioned above, for example for the use of oven front panes, oven inner panes, refrigerator shelves, counter glass, etc., as well as for direct printing on glass ceramics with low expansion, for example for the applications of glass ceramic cooktops or grilling surfaces or fireplace viewing panels, but also ceramic surfaces such as tiles or Sanitary objects can be printed directly with it. Requirements regarding abrasion resistance, adhesion and chemical resistance are given special consideration with the glass frit composition according to the tables above.
  • Color pigments typically include inorganic compounds, such as metal oxides, mixed phases metal oxide pigments or CIC pigments (complex inorganic color pigments), inclusion pigments, metal powders or flakes, metal colloids, pearlescent or luster pigments based on mica or glassy or SiO 2 or Al 2 ⁇ 3 platelets, fluorescent pigments, magnetic pigments, anti-corrosive pigments, transparent pigments, sintered pigments and / or mixtures of pigments with glass frits, pigments for four-color types, etc. or mixtures of the above-mentioned variants which have already been adequately described in the literature ( eg "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Vol. A20, 1992, VCH Publishers, Inc.).
  • inorganic compounds such as metal oxides, mixed phases metal oxide pigments or CIC pigments (complex inorganic color pigments), inclusion pigments, metal powders or flakes, metal colloids, pearlescent or luster pigments based on mica or glassy or SiO 2 or Al 2 ⁇ 3 platelets
  • the pigments can be based on a wide variety of crystal structures (rutile, spinel, zircon, baddeleyite, cassiterite, corundum, garnet, sphen, pyrochlorine, olivine, phenacite, periclase, sulfides, perovskites ).
  • the typical size of the glass flow particles and the inorganic pigments is in the range from 0.5 to 25 ⁇ m (D50 vol.), In particular in the range from 1 to 10 ⁇ m. Examples of grinding processes for the production of such particles are counter-jet grinding, grinding in ball, annular gap or pin mills.
  • the glass flow particles as well as the pigments are typically only partially due to the manufacturing process of the toner from the plastic matrix, i.e. incompletely encased, and usually have an irregular shape. This is due in particular to the fact that the inorganic constituents (glass flux and pigments) have different fracture toughnesses compared to the organic plastic matrix and that they break open preferably at the grain boundaries during the grinding process of the toner. Additional additives or flow aids, which are added later, accumulate on the surface of the plastic matrix or on that of the exposed flow and / or pigment particles.
  • the foreign substance used can be selected from one or more of the substances gold, silver, copper, gemstone, such as Al 2 O 3 -, ZrO 2 - or similar particles, or another non-magnetic substance.
  • the one-component toner according to the invention (1-component toner) can be transferred electrostatically to the photoconductor of an electrophotographic printing device without the aid of magnetic carrier particles, as a result of which an improved image quality with regard to resolution and sharpness is achieved.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen nicht magnetischen, keramischen Einkomponenten-Toner, der mittels elektrofotographischem Druck auf ein Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen festes oder flexibles Substrat übertragbar und in einem anschliessenden Temperaturprozess einbrennbar ist und der neben einer Kunststoffmatrix auch einen im wesentlichen anorganischen Fremdstoffanteil enthält. Der Fremdstoffanteil enthält ausschliesslich nichtmagnetische Teilchen und beträgt 40 bis 70 Gew. %, insbesondere 50 bis 60 Gew. %, wobei die Spezifische Ladung der Tonerteilchen in einem Bereich von > 25 μC/g liegt.

Description

Nicht magnetischer, keramischer Einkomponenten-Toner
Die Erfindung betrifft einen nicht magnetischen, keramischen Einkomponenten- Toner, der mittels elektrofotographischem Druck auf ein Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen festes oder flexibles Substrat übertragbar und in einem anschließenden Temperaturprozess einbrennbar ist und der neben einer Kunststoffmatrix auch einen im wesentlichen anorganischen Fremdstoffanteil enthält.
Aus dem Stand der Technik sind magnetische oder nicht-magnetische Einkomponenten-Toner bekannt. Magnetische Toner sind in ihrer Handhabung schwierig, zumal sie sich durch eine schlechte Übertragbarkeit und Fixierbarkeit auszeichnen. Herkömmliche, nicht-magnetische Toner weisen neben einem hohen Anteil einer Kunstoff-Matrix nur einen geringen Fremdstoffanteil auf. Denn derartige nicht-magnetische Toner enthalten zu einem geringen Teil in erster Linie Farbpigmente für einen Farbdruck. Die herkömmlichen, nicht-magnetische Toner sind jedoch für die Beschichtung von Oberflächen beispielsweise mit Gold-, Silber-, Kupfer- oder Edelsteinschichten nicht gut ge eignet, da ein entsprechend hoher Fremdstoffanteil an Gold oder Edelstein bei herkömmlichem Ladungseintrag nicht handhabbar ist.
Aus der DE 199 42 054 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer gedruckten elektrischen Schaltung bekannt, wobei ein Toner auf elektrographischem oder elektrostatischem Wege auf ein Substrat aufgebracht wird. Beispielsweise werden Leiterbahnen aus Gold aufgebracht. Bei der Verwendung eines magnetischen Toners würden die magnetischen Teilchen die elektrischen Eigenschaften derartiger Leiterbahnen beeinflussen. Jedoch kann bei herkömmlichen nichtmagnetischen Tonern der Gold-Anteil nicht in ausreichend hohem Maße erhöht werden.
Ähnliche Probleme ergeben sich bei der Beschichtung von Oberflächen beispielsweise mit einer Edelsteinschicht zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der zu beschichtenden Oberfläche. Auch bei einer derartigen Beschichtung sollte beim verwendeten Toner der Edelstein-Anteil, beispielsweise Al203, Zr02 oder dergleichen, möglichst hoch sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Toner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der im elektrofotographischen Direktdruck auf ein Glas-, Glaskeramik- und Keramik-Substrat oder dergleichen festes oder flexibles Substrat verwendet werden kann, wobei die Zusammensetzung des Toners insbesondere die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der aufzubringenden Beschichtung nicht beeinflusst. Dabei soll sich der erfindungsgemäße Toner durch eine gute Übertragbarkeit und Fixierbarkeit auszeichnen und für die Ausbildung einer Beschichtung einen besonders hohen Fremdstoffanteil aufweisen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Fremdstoffanteil ausschließlich nichtmagnetische Teilchen enthält und > 30 bis 80 Gew. %, insbesondere 50 bis 60 Gew. % beträgt, wobei die spezifische Ladung der Tonerteilchen in einem Bereich von > 25 μC/g liegt.
Dieser Toner ist besonders für das Bedrucken oder Beschichten von festen oder flexiblen Substraten geeignet, wobei die Probleme hinsichtlich der Beeinflussung der elektrischen oder magnetischen Eigenschaften der Beschichtung durch Verwendung ausschließlich nicht-magnetischer Teilchen nicht auftreten. Die resultierende Beschichtung lässt sich aufgrund des besonders hohen Fremdstoffanteils im Direktdruck besonders homogen aufbringen.
Der Fremdstoffanteil kann dabei Glasflusspartikel und/oder Pigmentpartikel und/oder Ladungssteuerpartikel umfassen.
Die Partikelgröße der Tonerteilchen, insbesondere der verwendeten Glasfluss- und/oder Pigmentpartikel liegt im Bereich von 1 bis 12 μm (D50 Vol), insbesondere im Bereich von 3 bis 8 μm. Bei einer derartigen Partikelgröße stellen sich die gewünschten Schicht- bzw. Druckqualitäten ein, wobei der Wachsanteil bevorzugter Weise im Bereich von 1 bis 10 Gew. %, insbesondere im Bereich von 3 bis 7 Gew. % liegt.
Der Toner kann Glasflusspartikel aus einer speziellen Glasfritte im Bereich von > 30 bis 80 Gew.%, insbesondere 45 bis 60 Gew.% aufweisen.
Zusätzlich können anorganische Pigmente im Bereich von 0 bis < 20 Gew.%, insbesondere 5 bis < 20 Gew.% vorgesehen sein. Der Anteil der verwendeten Kunststoffmatrix kann dabei im Bereich von 20 bis 60 Gew.%, insbesondere > 30 bis 50 Gew.% liegen. Oben genannte Angaben beziehen sich auf die Gesamtmasse des Toners.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sollte der Anteil der verwendeten Ladungssteuerstoffe in der Kunststoffmatrix im Bereich von 1 bis 5 Gew. % liegen.
Der Toner kann insbesondere eine thermoplastische Kunststoffmatrix aufweisen, die im Temperaturbereich von 100° C bis 400° C, insbesondere im Temperaturbereich von 110° C bis 150° C homogen auf das Substrat aufschmilzt. Im Temperaturbereich ab 300° C bis 500° C kann die thermoplastische Kunststoffmatrix nahezu rückstandslos verdampfen und/oder ausbrennen. Weiterhin kann der Toner Fließhilfsstoffe aufweisen, mit deren Hilfe die Benetzung der zu bedruckenden Substrate gesteuert werden kann.
Die Kunststoff-Matrix als Träger der anorganischen Glasfritten und Pigmente kann durch die Auswahl der Schmelz-, der Zersetzungs- und/oder Verdampfungstemperatur des verwendeten Kunststoffes so an den Einbrennvorgang angepasst werden, dass der Kunststoff vor dem Ausbrennen homogen auf das Substrat aufschmilzt und dann verdampft und/oder sich zersetzt und dabei das Zusammenschmelzen der Glasfluss- und Farbpigment-Partikel nicht behindert. Das Tonerbild kann im elektrofotographischen Druck direkt auf das Substrat übertragen werden, wobei ein rückstandsfreies Entfernen des Trägermaterials beim Einbrennvorgang gewährleistet ist.
An dieser Stelle wird darauf verwiesen, dass sich die Gew. %- Angaben auf das Gesamtgewicht des Einkomponententoners beziehen. Denkbar ist auch, dass der Toner mittelbar übertragen wird. Hierbei wird dann ein Transfermittel, beispielsweise ein mit Gummi-Arabicum und/oder Wachs beschichtetes Papier verwendet.
Die Kunststoff-Matrix weist nach einer Ausgestaltung Tonerharze auf Polyester- Basis und/oder Acrylat- Basis, insbesondere Styrolacrylat, Polymethylmetacrylat, oder aus Cycloolefin-Copolymer Topas® der Firma Ticona auf. Diese Stoffe sind einfach zu verarbeiten und weisen eine gute Haftung auf dem Substrat auf. Außerdem verbrennen diese Stoffe rückstandsfrei.
Die Beeinflussung der Depolymerisation, der Schmelz-, der Verdampfungs- und/ oder Zersetzungstemperatur kann durch Wahl verschiedener Polymere für die Kunststoff-Matrix erreicht werden. Als geeignete Materialien haben sich Poiyvi- nylalkohol, Polyoxymethylen, Styrolcopolymere, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylbu- tyral, Polyester (ungesättigte und/oder gesättigte oder Mischungen davon), Poly- carbonat,Polyvinylpyrrolidon, Vinylimidazol-Copolymere sowie Polyether erwiesen.
Dabei kann der Toner in bekannter Weise zur Verbesserung der Bild- bzw. Strukturübertragung bzw. zum rückstandsfreien Zersetzen der Organik zusätzlich Ladungssteuerstoffe und/oder Oxidationsmittel enthalten. Die beigefügten Oxidati- onsmittel beschleunigen die thermische Zersetzung der Kunststoff-Matrix.
Zur Verbesserung der Benetzung beim Aufschmelzen des Toners auf der in der Regel relativ polaren und glatten, im Gegensatz zu Papier nicht saugfähigen Oberfläche, ist der Toner zusätzlich mit Additiven beschichtet. Über eine geeignete Wahl bekannter Additive kann die Polarität der Toner zwischen unpolar, hydrophob, neutral, polar, hydrophil, und damit die Benetzung der Substrate gesteuert werden. Es kann dabei auf bekannte Fließhilfsstoffe, wie Aerosile und Übertra- gungshilfsmittel zurückgegriffen werden, um die Qualität des Druckes zu verbessern. Der Anteil derartiger Hilfsstoffe beträgt zwischen 0 und 1,0 Gew. %, typisch zwischen 0,2 und 0,5 Gew. %.
Zum Abbau der Polymere (Depolymerisation) können dem Toner Peroxide oder Azoverbindungen beigegeben werden, die jedoch Zersetzungstemperaturen > 150° C aufweisen, damit die Zersetzung nicht schon während der Aufschmelzphase (Fixierungsphase) einsetzt. Weiterhin sind auch anorganische Zuschlagsstoffe möglich, z.B. katalytisch wirkende Pigmente, die die Zersetzung der organischen Kunststoff-Matrix beschleunigen. Beispiele dafür sind sogenannte Perowskite der allgemeinen Form AB0 , z.B. LaMn03, LaCo03, LaαSrß- CθγMnδ03+ε.
Die nachstehenden Tabellen zeigen Ausführungsbeispiele von Glaszusammensetzungen (Fritten oder auch Flüsse), die sich besonders für einen keramischen Toner eignen. Die Gew. %-Angaben beziehen sich jeweils auf die Zusammensetzung der Glasfritte.
Die Glaszusammensetzungen 1 bis 6 sind besonders geeignet für Glas und Glaskeramiken.
Spezielle Ausführungsbeispiele für Glaszusammensetzung 1 sind:
Spezielle Ausführungsbeispiele für Giaszusammensetzung 2 sind:
Die Giaszusammensetzung 7 ist besonders geeignet für Glaskeramik im Sekundärbrand.
Die Giaszusammensetzung 8 bis 10 ist besonders geeignet für Glas.
Die Giaszusammensetzung 11 bis 12 ist besonders geeignet für Keramik, Stein¬ gut, Bone China und Porzellan.
Dabei sind zumindest bei den Zusammensetzungsbereichen 1 und 2 Eigenschaf¬ ten dieser Glasfritten angegeben, die insbesondere auf die besonderen Anforde¬ rungen für die Direktbedruckung von Glaskeramik mit einem Ausde nungskoeffi¬ zienten von kleiner als 2x1 O^K"1 (im Temperaturbereich von 20 bis 7O0° C) abge¬ stimmt sind. Mischungen der o.g. Glasfritten sind je nach Anwendungsfall eben¬ falls denkbar. Aufgrund der Eigenschaften dieser Glasfritten eignen sich diese daher besonders in Verbindung mit entsprechenden anorganischen Pigmenten zur elektrofotografi- schen Bedruckung von Spezialglasplatten, wie beispielsweise Kalknatronglas oder Borosilikatglas (gegebenenfalls jeweils zuvor beispielsweise mit Siθ2 und/oder mit TiO oder mit einer der o.g. Glasfritten beschichtet, beispielsweise für die Anwendungen Ofenvorsatzscheiben, Backofen-Innenscheiben, Kühlschrankeinlegeböden, Thekenglas etc., sowie für die Direktbedruckung von Glaskeramik mit niedriger Ausdehnung, z.B. für die Anwendungen Glaskeramik- Kochflächen bzw. -Grillflächen oder Kaminsichtscheiben. Aber auch Keramik- Oberflächen, wie beispielsweise Fliesen oder Sanitärobjekte, lassen sich damit direkt bedrucken. Anforderungen hinsichtlich Abriebsbeständigkeit, Haftung und chemische Beständigkeit werden jeweils mit der Glasfrittenzusammensetzung gemäß der vorstehenden Tabellen besonders berücksichtigt.
Als Farbpigmente kommen typischerweise anorganische Verbindungen, wie beispielsweise Metalloxide, Mischphasen Metalloxid-Pigmente oder CIC-Pigmente (complex inorganic colour pigments), Einschlusspigmente, Metallpulver oder - flakes, Metallkolloide, Perlglanz- oder Lüsterpigmente auf Basis von Glimmeroder glasigen oder SiO - oder AI2θ3-Plättchen, fluoreszierende Pigmente, magnetische Pigmente, antikorrosive Pigmente, transparente Pigmente, eingesinterte Pigmente und/oder Mischungen von Pigmenten mit Glasfritten, Pigmente für Vierfarbsatz, usw. oder Mischungen der oben genannten Varianten in Betracht, die bereits hinreichend in der Literatur (z.B. "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Vol. A20, 1992, VCH Publishers, Inc.) beschrieben sind. Die Pigmente können auf unterschiedlichsten Kristallstrukturen basieren (Rutil, Spinell, Zir- kon, Baddeleyit, Cassiterit, Korund, Garnet, Sphen, Pyrochlore, Olivin, Phenacit, Periklas, Sulfide, Perowskite ...). Die typische Größe der Glasfluss-Partikel und der anorganischen Pigmente liegt dabei im Bereich von 0,5 bis 25 μm (D50 Vol.), insbesondere im Bereich von 1 bis 10 μm. Beispiele für Mahlverfahren zur Herstellung derartiger Partikel sind Gegenstrahlmahlungen, Mahlungen in Kugel-, Ringspalt- oder Stiftmühlen.
Die Glasflussteilchen sowie die Pigmente sind aufgrund des Herstellprozesses des Toners von der Kunststoff-Matrix typischerweise nur teilweise, d.h. unvollständig eingehüllt, und weisen in der Regel eine unregelmäßige Form auf. Dies liegt insbesondere daran, dass die anorganischen Bestandteile (Glasfluss und Pigmente) gegenüber der organischen Kunststoffmatrix unterschiedliche Bruchzähigkeiten aufweisen und beim Mahlprozess des Toners bevorzugt an den Korngrenzen aufbrechen. Zusatzadditive bzw. Fließhilfsstoffe, die später zugegeben werden, lagern sich an die Oberfläche der Kunststoffmatrix bzw. an die der frei liegenden Fluss- und/oder Pigmentteilchen an.
Der verwendete Fremdstoff kann aus einem oder mehreren der Stoffe Gold, Silber, Kupfer, Edelstein, wie AI2O3-, Zr02- oder dergleichen Partikel, oder einem anderen nichtmagnetischen Stoff ausgewählt sein.
Der erfindungsgemäße Einkomponenten-Toner (1 K-Toner) kann elektrostatisch ohne Zuhilfenahme von magnetischen Carrier-Teilchen auf den Fotoleiter einer elektrophotographischen Druckeinrichtung übertragen werden, wodurch eine hinsichtlich Auflösung und Schärfe verbesserte Bildqualität erreicht wird.

Claims

Ansprüche
1. Nicht magnetischer, keramischer Einkomponenten-Toner, der mittels elektrofotographischem Druck auf ein Glas-, Glaskeramik- oder Keramik- Substrat oder dergleichen festes oder flexibles Substrat übertragbar und in einem anschließenden Temperaturprozess einbrennbar ist und der neben einer Kunststoffmatrix auch einen im wesentlichen anorganischen Fremdstoffanteil enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdstoffanteil ausschließlich nichtmagnetische Teilchen enthält und > 30 bis 80 Gew. %, insbesondere 50 bis 60 Gew. % beträgt, wobei die spezifische Ladung der Tonerteilchen in einem Bereich von > 25 μC/g liegt.
2. Toner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdstoffanteil Glasflusspartikel und/oder Pigmentpartikel und/oder Ladungssteuerpartikel umfasst.
3. Toner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgröße der Tonerteilchen, insbesondere der verwendeten Glasfluss- und/oder Pigmentpartikel im Bereich von 1 bis 12 μm (D50 Vol), insbesondere im Bereich von 3 bis 8 μm liegt.
4. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wachsanteil im Bereich von 1 bis 10 Gew. %, insbesondere im Bereich von 3 bis 7 Gew. % liegt.
5. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Toner Glasflusspartikel aus einer speziellen Glasfritte im Bereich von > 30 bis 80 Gew.%, insbesondere 45 bis 60 Gew.% und/oder anorganische Pigmente im Bereich von 0 bis 20 Gew.%, insbesondere 5 bis 20 Gew.% und/oder einer Kunststoffmatrix im Bereich von 20 bis 60 Gew.%, insbesondere > 30 bis 50 Gew.% aufweist.
6. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Zusatzadditive Ladungssteuerstoffe in der Kunststoffmatrix enthält, dessen Anteil im Bereich von 1 bis 5 Gew. % liegt.
7. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Toner eine thermoplastische Kunststoff-Matrix aufweist, die im Temperaturbereich von 100 bis 400° C, insbesondere 110 - 150°C homogen auf das Substrat aufschmilzt.
8. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix im Temperaturbereich von 300 bis 500° C nahezu rückstandslos verdampft und/oder ausbrennt.
9. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix Tonerharze auf Polyester-Basis und/oder Acrylat- Basis, insbesondere Styrolacrylat, Polymethylmetacrylat, oder das Cycloolefin-Copolymer Topas® der Firma Ticona enthält.
10. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix Polymere, beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyoxy- methylen. Styrolcopolymere, Polyvinylidenfluohd, Polyvinylbutyral, Polyester (ungesättigte und/oder gesättigte oder Mischungen davon). Polycarbo- nat, Polyvinylpyrrolidon, Vinylimidazol-Copolymere und/oder Polyether enthält.
11. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er als Zusatzadditive Oxidationsmittel enthält.
12. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich mit Fließhilfsstoffen, wie Aerosile, beschichtet ist.
13. Toner nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzadditive und die Fließhilfsstoffe in einer Menge von jeweils 0 bis 1 ,0 Gew. %, insbesondere 0,2 bis 0,5 Gew. %, zugesetzt sind.
14. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine unregelmäßige Form aufweisen und nur teilweise von der Kunststoff-Matrix eingehüllt sind.
15. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Toner zum Abbau der Polymere Peroxide und/oder Azoverbindungen mit Zersetzungstemperaturen > 150° C aufweist.
16. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Toner auf ein Transfermittel aufbringbar ist.
17. Toner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Transfermittel ein mit Gummi-Arabicum beschichteter Träger, beispielsweise ein Papier oder eine Folie ist.
18. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Fremdstoff AI2O3-, Zr02- oder dergleichen Edelstein, oder Gold, Silber, Kupfer oder dergleichen nichtmagnetischer Stoff ist.
EP04803162A 2003-11-20 2004-11-17 Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner Withdrawn EP1687679A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10354346A DE10354346A1 (de) 2003-11-20 2003-11-20 Nicht magnetischer, keramischer Einkomponenten-Toner
PCT/EP2004/013031 WO2005049519A2 (de) 2003-11-20 2004-11-17 Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1687679A2 true EP1687679A2 (de) 2006-08-09

Family

ID=34609174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04803162A Withdrawn EP1687679A2 (de) 2003-11-20 2004-11-17 Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20070128531A1 (de)
EP (1) EP1687679A2 (de)
DE (1) DE10354346A1 (de)
WO (1) WO2005049519A2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101350960B1 (ko) * 2012-01-13 2014-01-16 한화케미칼 주식회사 글래스 프릿, 이를 포함하는 도전성 페이스트 조성물 및 태양전지
JP2013148259A (ja) * 2012-01-19 2013-08-01 Nippon Electric Glass Co Ltd 燃焼装置用窓ガラス
JP5708834B1 (ja) * 2014-01-15 2015-04-30 富士ゼロックス株式会社 転写装置、画像形成装置
CN109370258B (zh) * 2017-05-08 2020-09-01 三祥新材股份有限公司 发色效果好的钒锆蓝色料的生产方法
US11305455B2 (en) * 2018-09-24 2022-04-19 Xerox Corporation Xerographic 3D printing method for forming shaped objects

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397670A (en) * 1993-07-13 1995-03-14 Industrial Technology Research Institute Single-component non-magnetic toner developer for electrophotographic processes
US5516612A (en) * 1994-08-05 1996-05-14 Xerox Corporation Toner and developer compositions and processes thereof
KR100227926B1 (ko) * 1995-06-26 1999-11-01 이토가 미찌야 무기질토너를 이용한 착색화상 형성방법, 정전하상현상용 무기질토너 및 착색화상을 갖는 전사매체
DE19709011C2 (de) * 1997-03-05 2002-08-01 Michael Zimmer Verfahren und Farbzusammensetzungen zur Herstellung dekorierter Keramik- und Glaserzeugnisse
JP3505993B2 (ja) * 1998-03-03 2004-03-15 株式会社村田製作所 回路形成用荷電性粉末及びそれを用いた多層配線基板
DE10200412A1 (de) * 2002-01-08 2003-07-24 Schott Glas Keramischer Toner für elektrofotographischen Druck
AU2002358140A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-24 Schott Glas Ceramic toner for electro-photographic printing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005049519A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10354346A1 (de) 2005-07-14
US20070128531A1 (en) 2007-06-07
WO2005049519A3 (de) 2005-09-09
WO2005049519A2 (de) 2005-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003058351A1 (de) Keramischer toner für elektrofotographischen druck
EP0996603B1 (de) Verfahren zur herstellung keramischer und glasiger beschichtungen, elektrostatisch applizierbares beschichtungspulver hierfür und seine verwendung
DE4413168C2 (de) Verfahren zur Herstellung dekorierter Keramik- und Glaserzeugnisse und keramische Farbzusammensetzungen zur Durchführung des Verfahrens
EP1870383B1 (de) Alkali- blei- und cadmiumfreie Glasfritte und deren Verwendung zur Herstellung keramischer Farben
DE69630339T2 (de) Farbbildherstellungsverfahren unter Benutzung anorganischer Toner, anorganische Toner für die Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder und Bildtransfertmedium ein Farbbild tragend
EP3099641B1 (de) Mit einer glasflussbasierten beschichtung versehenes substrat, glasflussmaterial sowie verfahren zur beschichtung eines glas- oder glaskeramiksubstrats
DE102015013400A1 (de) Pigment/Fritten-Gemisch
EP0606592A2 (de) Fliessfähige chemisch resistente Farbgranulate, deren Herstellung und Verwendung
DE1491042B2 (de) Dentalmaterial
EP1231189B2 (de) Hochkorrosionsbeständige schwermetallfreie Emailzusammensetzung sowie Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung, und beschichtete Körper
DE4241411C2 (de) Auf Borosilikatglas oder Glaskeramiksubstrate aufgebrachte Dekorschichten aus keramischen Farben und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2000061521A1 (de) Glanzedelmetallpräparat
WO2005049519A2 (de) Nicht magnetischer, keramischer einkomponenten-toner
DE10200412A1 (de) Keramischer Toner für elektrofotographischen Druck
DE202017104220U1 (de) Beschichtetes Substrat mit einem reibwertoptimierten Dekor auf Glasbasis
EP0569734B1 (de) Verfahren zur Herstellung von im Porzellanbrand farbstabilen Dekoren und eine hierfür geeignete Pigmentzusammensetzung
EP0898552B1 (de) Verfahren und farbzusammensetzungen zur herstellung dekorierter keramik- und glaserzeugnisse
DE602004009525T2 (de) Rezyklisierbare emaillierte Verglasung
WO2012059088A2 (de) Keramische schmelzfarbenkomposition für die herstellung eingebrannter dekore, verfahren zu deren herstellung sowie verfahren zur herstellung einer dekorbeschichtung
DE19722273A1 (de) Beschichtungspulver zum elektrostatischen Beschichten von Glas sowie keramischen und metallischen Substraten, seine Herstellung und Verwendung
WO1997045377A1 (de) Silikatglaszusammensetzung und verfahren zur modifikation keramischer werkstoffe
EP1038848A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Dekoren, nach dem Verfahren dekorierte Unterlagen und die Verwendung eines Additives zur Dekorfarbe
WO2005015319A1 (de) Toner
DE102009023497B4 (de) Glasurzusammensetzung mit Glasplättchen verschiedener Größe, Verfahren zu deren Herstellung, Verfahren zur Herstellung von glasierter Sanitärkeramik sowie Verwendung der Glasurzusammensetzung
DE19753803A1 (de) Toner-Zusammensetzung und Verwendung derselben zur Bildung eines gesinterten Musters auf einer festen Oberfläche

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060620

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ASAHI GLASS CO., LTD.

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20080603