KR100818014B1 - 염형 구조화 규산염을 포함하는 전하 조절제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양이온이 NH4 +, H3O+, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 토금속 또는 전이 금속 이온 또는 저 분자량 유기 양이온 또는 이것의 조합물이고, 음이온이 섬형, 고리형, 그룹형, 쇄형, 밴드형, 층형 또는 텍토실리케이트 또는 이것의 조합물인 염형 구조화 규산염을 전자 사진 토너 및 현상제에서, 코팅 분말, 일렉트럿트 물질에서 그리고 정전기 분리 공정에서 전하 조절제로서 사용하는 염형 구조화 규산염의 용도에 관한 것이다.

Description

염형 구조화 규산염을 포함하는 전하 조절제{CHARGE CONTROLLING AGENTS COMPRISING SALT-LIKE STRUCTURAL SILICATES}
본 발명은 매트릭스에서 정전기적 하전 특성에 선택적으로 영향을 주는 성분 면에서의 전하 조절제 분야에 관한 것이다.
본 발명은 본원에서 참조로서 결합하고 있는 1999년 11월 27일자로 제출된 독일 특허 출원 번호 제 DE 19957245.3 호를 우선권으로 하고 있다.
전자 사진 기록 공정에 있어서, "전하 잠상(latent charge image)"은 광전도체상에서 나타난다. 이 "전하 잠상"은 정전기적으로 하전된 토너의 적용에 의해 현상되고, 예컨대 종이, 직물, 필름 또는 플라스틱으로 전사되고, 예컨대 압력, 방사선, 열 또는 용매의 작용에 의해 고정된다. 전형적인 토너는 단일- 또는 2-성분 분말 토너(단일- 또는 2-성분 현상제라 지칭됨)가 있고, 자기 토너, 액체 토너 또는 중합 토너와 같은 특수 토너가 추가로 사용된다. 중합 토너는, 예를 들면 현탁 중합(축합) 또는 유화 중합에 의해 형성되어 토너의 입자 특성을 향상시키는 토너를 의미하는 것으로 이해된다. 상기 중합 토너는 또한 기본적으로 비수성 분산액에서 제조된 토너를 의미한다.
토너 품질의 척도는 이것의 비전하량(q/m; 단위 중량당 전하)이다. 정전하의 심볼 및 준위 이외에도, 목적하는 전하 준위의 신속한 달성, 비교적 긴 활성 기간에 걸친 전하의 일관성 및 기후 영향(예, 온도 및 대기 습도)에 대한 토너의 불변성이 중요한 품질 기준이 된다. 복사기 및 레이저 프린트에서는 양 및 음의 전하성 토너 모두가 공정 및 장치 유형에 따라 양으로, 또한 음으로 하전될 수 있는 토너가 모두 공정 및 장치 유형에 따라 사용된다.
양 또는 음으로 하전된 전자 사진 토너 또는 현상제를 수득하기 위해서는, 종종 전하 조절제가 첨가된다. 토너 결합제에서는, 종종 하전 활성화 시간에 대한 뚜렷한 전하 의존성을 보이기 때문에, 전자 조절제의 기능은 한편으로는 토너 전하의 심볼 및 준위를 달성하는 것이지만, 또 한편으로는 토너 결합제의 하전 추진력을 방해하여 토너 하전의 일관성을 수득하는데 있다. 더욱이, 전하 조절제는 실제로 충분한 열 안정성 및 우수한 분산성을 갖게 하는 것이 중요하다. 토너 수지에서 전하 조절제의 전형적인 결합 온도는 혼련기 또는 압출기를 사용하여 100 내지 200℃이다. 따라서, 200℃에서의 열 안정성이 매우 유리하다. 또한, 열 안정성이 비교적 긴 시간(약 30분) 동안, 또한 여러 결합 시스템에서 보장되는 것이 중요하다.
우수한 분산성을 위해, 전하 조절제는 비-왁스성, 비-점착성 및 150℃ 초과, 바람직하게는 200℃ 초과의 융점 또는 연화점을 갖는 것이 유리하다. 점착성은 종종 토너 제형으로 제제하는데 있어 문제점을 야기하고, 낮은 융점 또는 연화점은 담체 물질에서 물질을 소적 형태로 모으기 때문에 분산시 균일한 분산을 달성할 수 없음을 의미할 수 있다.
전형적인 토너 결합제는 중합, 중부가(polyaddition) 및 중축합(polycondensation) 수지, 예컨대 스티렌, 스티렌/아크릴레이트, 스티렌/부타디엔, 아크릴레이트, 폴리에스테르, 페놀/에폭사이드 수지 뿐만 아니라, 사이클로올레핀 공중합체(각각 또는 이들의 조합물)이고, 이들은 예를 들면 착색제(예, 염료 및 안료), 왁스 또는 유동 보조제와 같은 추가의 성분들을 포함하거나, 또는 미세 분할된 실리카와 같은 추가의 성분들이 후속 첨가될 수 있다.
전하 조절제는 예컨대 금속, 목재, 플라스틱, 유리, 세라믹, 콘크리트, 직물 재료, 종이 또는 고무로 만들어진 물체의 표면 코팅에 사용되는 것과 같이, 마찰전기적으로 또는 동전기적으로 분무될 수 있는 분말 및 코팅물(특히 분말 코팅물)에서 정전기적 하전을 향상시키기 위해 또한 사용될 수 있다. 일반적으로, 분말 코팅물 또는 분말은 하기 두 공정 중 하나의 공정에 의해 정전기적 하전을 달성할 수 있다: 즉, 코로나 공정에서는, 하전된 코로나에 의해 분말 코팅물 또는 분말이 이동하여 결과적으로 하전되고; 마찰전기 또는 동전기 공정에서는 마찰 전기의 원리가 사용된다. 두 공정의 조합이 또한 가능하다. 분무 장치에 있어서, 분말 코팅물 또는 분말은 마찰 파트너, 일반적으로 폴리테트라플루오로에틸렌으로 만들어진 호스 또는 분무 튜브의 전하와 반대로 정전기적으로 하전된다.
통상의 경화제와 함께 에폭시 수지, 카복실 및 하이드록실 기를 함유하는 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 및 아크릴 수지가 일반적으로 분말 코팅 수지로서 사용된다. 이러한 수지들의 조합물이 또한 사용된다. 따라서, 예를 들면 에폭시 수지는 종종 카복실 기 및 하이드록실 기를 함유하는 폴리에스테르 수지와 조합되어 사용된다.
더욱이, 전하 조절제가 일렉트럿트(electret) 물질, 특히 일렉트럿트 섬유의 하전 및 전하 안정성을 크게 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다(독일특허원 제 DE-A-43 21 289 호). 전형적인 일렉트럿트 물질은 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌 또는 불소 중합체, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 과불화 에틸렌 및 프로필렌; 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드 또는 폴리에테르 케톤; 폴리아릴렌 설피드, 특히 폴리페닐렌설피드; 또는 폴리아세탈, 셀룰로즈 에스테르 또는 폴리알킬렌 테레프탈레이트; 및 이들의 혼합물을 기본으로 한다. 일렉트럿트, 특히 일렉트럿트 섬유는 예를 들면 (초정밀) 더스트 여과에 사용될 수 있다. 일렉트럿트는 코로나 하전 또는 마찰 하전에 의해 전하를 수득할 수 있다.
전하 조절제는 또한 정전기적 분리 공정, 특히 중합체상의 분리 공정에 사용될 수 있다. 예를 들면, 히가시야마(Y. Higashiyama) 등(J. Electrostatics 30, pp 203-212(1983))은 외부에서 적용된 전하 조절제 트리메틸페닐-암모늄 테트라페닐보레이트를 예로 들어 재순환 목적을 위한 중합체들이 서로 분리되는 방법에 대해 기술하고 있다. 전하 조절제가 없는 경우, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 마찰 전기에 의해 실질적으로 유사하게 하전된다. 전하 조절제가 첨가된 후, LDPE는 양으로 크게 하전되고 HDPE는 음으로 크게 하전되어 쉽게 분리될 수 있다. 전하 조절제의 외부 적용 뿐만 아니라, 예컨대 마찰전기 전압 시리즈 내로 중합체를 이동시키고 상응하는 분리 효과를 얻기 위해 중합체에 삽입될 수도 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 폴리비닐 클로라이드(PVC)와 같은 다른 중합체가 상기 방식으로 서로 분리될 수 있다.
기판-특이성 정전기적 하전(표면 조건화)을 향상시키는 물질이 사용직전 첨가되는 경우, 염 무기질이 분리될 수도 있다(A. Singewald 등의 문헌[Zeitschrift fur Physikal. Chem., Vol. 124, pp 223-248(1981)] 참조).
전하 조절제는 또한 잉크-젯 프린터에서 전도성 부여제(ECPA)로서 사용된다(일본특허 제 JP-05-163 449 호).
독일특허원 제 DE-A1-39 33 166 호에 특정 폴리실록산으로 처리된 실리카 미세 분말은 상-형성 공정시 현상제로서 공지되어 있다. 유럽특허원 제 EP-A1-0 575 805 호에서는 4차 암모늄 염 및 무기 안료(예, 황산 칼슘 또는 규산 칼슘)의 고형 혼합물인 전하 조절제 조성물이 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 특히 고속 하전을 나타내며 활성적이고 환경독성학적으로 내성을 갖는 전하 조절제를 제공하는 것이다. 전하 조절제는 폴리에스테르, 폴리스티렌/아크릴레이트 또는 폴리스티렌-부타디엔/에폭사이드 수지 및 사이클로올레핀 공중합체와 같은, 실제 사용하기 적합한 다양한 토너 결합제에서 분해 없이 쉽게 분산될 수 있어야 한다. 또한, 전하 조절제의 작용은 다양하게 사용되기 위하여 수지/담체 조합에 무관하여야 한다. 또한, 통상의 분말 코팅 결합제 및 일렉트럿트 물질(예, 폴리에스테르(PES), 에폭사이드, PES-에톡시 하이브리드, 폴리우레탄, 아크릴 시스템 및 폴리프로필렌)에서 분해 없이 쉽게 분산될 수 있어야 한다.
정전기성 효율 면에서, 전하 조절제는 가능한 가장 낮은 농도(1% 이하)에서 활성이어야 하며, 카본 블랙 또는 다른 착색제와 조합시 이러한 효율을 상실해서는 않된다. 일부 경우, 착색제는 장기간 동안 토너의 마찰전기적 하전에 영향을 줄 수 있음이 공지되어 있다.
놀랍게도, 후술하는 염형 구조화 규산염이 유리한 전하 조절 특성 및 높은 열 안정성을 가지며, 전하 조절 특성은 카본 블랙 또는 다른 착색제와 조합시에 상실되지 않음이 밝혀졌다. 이러한 화합물은 또한 통상의 토너, 분말 코팅물 및 일렉트럿트 결합제와 용이하게 상용가능하고, 용이하게 분산될 수 있다. 통상 음으로 조절되는 수지-담체 시스템은 또한 효과적으로 양으로 하전될 수 있다.
본 발명은 양이온이 NH4 +, H3O+, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 토금속 또는 전이금속 이온이거나, 또는 저 분자량 유기 양이온 또는 이들의 조합물이고; 음이온이 섬형, 환형, 그룹형, 쇄형, 리본형, 라미나형 또는 매트릭스형 규산염 또는 이들의 조합물인 염형 구조화 규산염의, 전자 사진 토너 및 현상제에서, 분말 코팅물 및 일렉트럿트 물질에서, 또한 정전기적 분리 공정에서 전하 조절제로서의 용도에 관한 것이다.
통상의 정의에 따라, 전술한 구조화 규산염은 하기 화학식에 기초한다: 섬형 규산염에 대해서는 [SiO4]4-, 그룹 규산염에 대해서는 [Si2O7]6-, 환형 규산염에 대해서는 [SiO3]n 2-, 쇄형 규산염에 대해서는 [SiO3]m 2-, 리본형 규산염에 대해서는 [Si4O11]6-, 라미나형 규산염에 대해서는 [Si2O5]m 2-, 그리고 매트릭스형 규산염에 대해서는 [AlaSi1-aO2]ma-(여기서, n은 3, 4, 6 또는 8이며, m은 1 이상의 정수이며, 1<a<1이다)이다. 구조화 규산염은 종종 OH-, F-, Cl-, Br-, I-, BO3 3-, BO2(OH)2-, BO(OH)2 -, HCO3 -, CO3 2-, NO3 -, HSO4 -, SO4 2-, H2PO4 -, HPO4 2-, PO4 3-, HS-, 또는 S2-와 같은 추가의 저 분자량 음이온을 포함한다.
더욱이, 구조화된 규산염에서, 각각의 Si 원자증 일부는 다른 원자, 예를 들면 Al, B, P 또는 Be에 의해 치환될 수 있다("알루미노실리케이트", "보로실리케이트" 등). 자연 발생 또는 합성적으로 제조된 구조화 규산염은 또한 이들이 종종 Na+, K+, Mg2+ 및 Ca2+와 같이 용이하게 교환될 수 있고, 예를 들면 유기 이온에 의해 치환될 수 있는 하나 이상의 상이한 양이온을 포함한다는 점에 그 특징이 있는데, 이 때 이러한 물질의 화학적 및 물리적 특성은 변할 수 있다. 이러한 방식으로 변화된 규산염은 예컨대 높은 소수성일 수 있어 비극성 매질에서 용이하게 가공될 수 있다. 라미나 규산염인 경우, 각 규산염 판은 상기와 같은 방식으로 유기 이온에 의해 둘러 쌓인다. 이러한 피복된 분자는 이들의 표면에 함께 모여 라멜라를 형성한다. 만일 과량의 유기 이온이 사용되는 경우, 라멜라 사이에 이것들이 부가적으로 포함될 수 있다.
본 발명에서 바람직한 구조화 규산염은 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 카올리나이트, 세르펜틴, 활석, 피로필라이트, 운모, 플로고파이트, 바이오타이트, 무스코바이트, 파라고나이트, 버미쿨라이트, 베이델라이트, 크산토필라이트, 마가라이트, 펠드스파, 제올라이트, 월라스토나이트, 악티놀라이트, 아모사이트, 크로시도라이드, 실리마나이트, 논트로나이트, 스멕타이트, 세피오라이트, 사포나이트, 푸자사이트, 퍼뮤타이트 및 사실이다.
자연 발생의 구조화 규산염의 예로서, Be2[SiO4] 페너사이트, 포스테라이트 Mg2[SiO4], 올리바인 (Mg,Fe)2[SiO4], 파야라이트 Fe2[SiO4], 그래나테스 M2 IIIM3 II[SiO4]3(MII = Mg2+, Ca2+, Fe2+, Mn, MIII= Al3+, Fe3+, Cr3+), 지르코늄 Zr[SiO4], 토르트베이타이트 Sc2[Si2O7], 배리시라이트 Pb3[Si2O7], 헤미모르파이트 Zn4(OH)2[Si2O7], α-월라스토나이트 Ca3[Si3O9], 베니토이트 BaTi[Si3O9], 베리 Al2Be3[Si6O18], 디오프타스 Cu6[Si6O18]ㆍ6H2O, 드라바이트Na {Mg3Al6(OH)4(BO3)3[Si6O18]}, 쇠를 Na{Fe3 II(Al,FeIII)6(OH)4(BO3)3[Si6O18]}}, β-월라스토나이트 Ca[SiO3], 엔스태타이트 Mg[SiO3], 디오프사이드 CaMg[SiO3]2, 스포두멘 LiAl[SiO3]2, 피록센, 암피보레스, 트레모라이트 Ca2Mg5(OH)2[Si4O11]2, 안토필라이트 (Mg, FeII)7(OH)2[Si4O11]2, 악티놀라이트 (Ca,Na)2(Fe,Mg,Al)5(OH)2[(Si,Al)4O11]2, 아모사이트 (FeII,Mg,Al)7(OH)2[(Si,Al)4O11]2, 크로시돌라이트 Na2(FeII,Mg)3(FeIII)2[(Si,Al)4O11]2, 실리마나이트 Al[AlSiO5], 물라이트, 크라우스코프파이트, 로도나이트, 스토케사이트, 세르펜틴 Mg3(OH)4[Si2O5]2, 카올리나이트 Al2(OH)4[Si2O5], 할로이사이트 Al2(OH)4[Si2O5]ㆍ2H2O, 카올린, 페타라이트 LiAl[Si2O5]2, 아포필라이트 Ca4K(F)[Si2O5]4, 길레스파이트 BaFe[Si2O5]2, 아노르타이트 Ca2[Si2O4]4, 헥사셀시안 Ba2[SiAlO4]4, 활석 Mg3(OH)2[Si2O5]2, 피로필라이트 Al2(OH)2[Si2O5]2;
라미나 알루미노실리케이트: 운모, 플로고파이트 K{Mg3(OH,F)2[AlSi3O10]}, 바이오타이트 K{(Mg,Fe,Mn)3(OH,F)2[AlSi3O10]}, 파라고나이트 Na{Al2(OH,F)2[AlSi3O10]}, 무스코바이트 K{Al2(OH,F)2[AlSi3O10]}, 플루오로무스코바이트 K{Al2F2[AlSi3O10]}, (K,H3O)y{Mg3(OH)2[Si4-yAlyO10]} 또는 (K,H3O)y{Al2(OH)2-[Si4-yAlyO10]} 조성의 운모(여기서, y는 0.7 내지 0.9이다), 취성의 운모, 예컨대 산토필라이트 Ca{Mg3(OH)2[Al2Si2O10]}, 또는 마가라이트 Ca{Al2(OH)2[Al2Si2O10]}, 운모형 규산염, 예컨대 버미쿠라이트 (Mg(H2O)6ㆍ2 H2O)0.66{(Mg,FeIII,Al)3(OH)2[Al1.25Si2.75O10]}, 일라이트, 몬트모릴로나이트 Na0.33{(Al1.67Mg0.33)(OH)2[Si4O10]}, 벤토나이트, 베이델라이트 (Ca,Na)0.3{Al2(OH)2[Al0.5Si3.5O10]}, 논트로나이트 Na0.33{Fe2 III(OH)2[Al0.33Si3.67O10]}, 세피오라이트, 스멕타이트, 사포나이트 (Ca,Na)0.33{(Mg,FeII)3(OH)2[Al0.33Si3.67O10]} 또는 헥토라이트 Na0.33{(Mg,Li)3(OH,F)2[Si4O10]}, 펠드스파, 예컨대 K[AlSi3O8], Na[AlSi3O8], Ca[Al2Si2O8], Na[AlSiO4], K[AlSi2O6];
매트릭스 알루미노실리케이트, 예컨대 제올라이트, 예를 들면 파우자사이트 Na2Ca[Al2Si4O12]2ㆍ16H2O, 차바자이트 (Na2,Ca)[Al2Si4O12]ㆍ6H2O, 모데나이트 Na2[Al2Si10O24]ㆍ6H2O, 나트로라이트 Na2[Al2Si3O10]ㆍ2H2O, 퍼뮤타이트, 사실, 제올라이트 A Na12[Al12Si12O24]ㆍ27H2O, 제올라이트 X Na43[Al43Si83O126]ㆍ132H2O, 제올라이트 Y Na28[Al28Si68O96]ㆍ125H2O 및 기타 매트릭스 알루미노실리케이트, 예컨대 울트라마린스 또는 라수라이트를 들 수 있다.
이온성 구조화 규산염은 벤토나이트 또는 몬트모릴로나이트와 같은 자연 발생 무기물 또는 암석에 함유된 천연 기원이거나 그에 접하여 존재할 수 있거나 또는 마그네슘 하이드로실리케이트 또는 합성 헥토라이트(예, DE-A-27 18 576)와 같은 합성적으로 제조된 구조화 규산염일 수 있다.
자연 발생의 구조화 규산염의 경우에, 지리학적 적층물이 상기 물질의 화학적 및 물리적 특성에 영향을 줄 수 있다. 자연적으로 종종 다른 무기물 또는 암석(예, 수정)에 포함된 이온성 구조화 규산염은 기계적 또는 화학적 공정 단계, 예를 들면 미세 연마, 다른 공존하는 물질에 의해 또는 이로부터의 정제 또는 분리, pH-처리, 탈수, 압력-처리, 열-처리, 또는 산화 또는 환원에 의한 처리 또는 화학 보조제와의 처리에 의해 가공될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 구조화 규산염의 상표명은 톤실(Tonsil)R, 그래노실(Granosil)R, 슈드플록크(Sudflock)R, 코피실(Copisil) R, 오파질(Opazil)R, 프린토실(Printosil)R, 라이트코트(Lightcoat)R, 제트실(Jetsil) R, 게코(Geko)R, 엑코실(Ecosil)R, 틱소톤(Tixoton)R, 벤토닐(Bentonil)R , 몬티겔 (Montigel)R, 칼시겔(Calcigel)R, 클라리트(Clarit)R, 라운드로실(Laundrosil) R, 바이오니트(Bionit)R, 에다실(Edasil)R, 아그리벤(Agriben)R, 틱소겔(Tixogel) R, 옵티벤트(Optibent)R, 옵티겔(Optigel)R, 에어섹(Airsec)R, 알비온 카올린(Albion Kaolin)R, 바이오캐츠(Biokat's)R, 콘테이너 드라이(Container Dri)R, 데시 팩(Desi Pak)R, 아이비블록(Ivyblock)R, 몬티겔(Montigel)R, 데트빌드(Detbuild) R 및 블리치(Bleach)R이다.
또한, 다른 분야에 사용될 수 있는 구조화 규산염, 예를 들면 표백 벤토나이트, 종이 벤토나이트, 주물 벤토나이트, 세라믹 벤토나이트, 데시칸트(desiccants), 점증제, 침강 방지제, 촉매 및 물 연화/물 처리 및 정제 시약이 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 사용된 구조화 규산염의 가능한 금속 양이온은 다음과 같다:
Figure 112002015971425-pct00001
저 분자량 유기 양이온으로서 치환된 암모늄, 포스포늄, 티오늄, 또는 트리페닐카보늄 이온, 또는 양이온성 금속 착물이 바람직하다.
바람직한 이온은 하기 식 a 내지 j의 저 분자량(즉, 비중합성) 암모늄 이온이다:
Figure 112002015971425-pct00002
Figure 112002015971425-pct00003
Figure 112002015971425-pct00004
Figure 112002015971425-pct00005
Figure 112002015971425-pct00006
Figure 112002015971425-pct00007
Figure 112002015971425-pct00008
Figure 112002015971425-pct00009
Figure 112002015971425-pct00010
Figure 112002015971425-pct00011
상기 식에서,
R1 내지 R18은 동일하거나 상이하며, 수소, CN, (CH2)1-18CN, 할로겐, 분지형 또는 비분지형 C1-C32 알킬, 모노- 또는 폴리불포화 C2-C22 알케닐, C1-C22 알콕시, C1-C22 하이드록시알킬, C1-C22 할로게노알킬, C2-C22 할로게노알케닐, C1-C22 아미노알킬, C1-C12 트리알킬-암모늄-C1-C22 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)O-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)O-아릴, C1-C22 알킬렌-(C=O)NH-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)NH-아릴(여기서,
Figure 712007002652787-pct00069
또는
Figure 712007002652787-pct00070
가 산 에스테르 또는 산 아미드 결합에 삽입될 수 있다), C1-C18 알킬렌-O(CO)-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-O(CO)-아릴, C1-C22 알킬렌-NH(C=O)-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-NHCO-아릴, 폴리(옥시-C1-C12 알킬렌), 아릴, C1-C18 알킬렌아릴, -(O-SiR'2)1-32-O-SiR'3(여기서, R'는 C1-C12 알킬, 페닐, 벤질 또는 C1-C12 알콕시이다), 헤테로사이클릴 또는 C1-C18 알킬렌-헤테로사이클릴(여기서, 아릴 및 헤테로사이클릴 라디칼은 탄소원자 또는 헤테로원자 상에서 C1-C12 알킬, C1-C4 알케닐, C1-C4 알콕시, 하이드록시-C1-C4 알킬, 아미노-C1-C4 알킬, C1-C4 알킬이미노, 카복실, 하이드록실, 아미노, 니트로, 시아노, 할로겐, C1-C12 아실, C1-C4 할로게노알킬, C1-C4 알킬카보닐, C1-C4 알킬카보닐옥시, C1-C4 알콕시카보닐, C1-C4 알킬아미노카보닐, C1-C4 알킬카보닐이미노, C6-C10 아릴카보닐, 아미노카보닐, 아미노설포닐, C1-C4 알킬아미노설포닐, 페닐, 나프틸 또는 헤테로아릴에 의해 모노치환 또는 폴리치환될 수 있다)이고,
R19는 C4-C11 알킬렌, -(C2H4-O-)1-17-(CH2)1-2- 또는 -(C2H4-NR-)1-17-(CH2)1-2-(여기서, R은 수소 또는 C1-C12 알킬이다)이고;
X는 Y, -CO-CH2-CO-,
Figure 112002015971425-pct00014
Y는
Figure 112007005376237-pct00015
,
o-, p-, m-C6-C14 아릴렌, 또는 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자를 갖는 C4-C14 헤테로아릴렌이고;
R60은 C1-C32 아실, C1-C22 알킬, C2-C22 알케닐, C1-C18 알킬렌-C6-C10 아릴, C1-C22 알킬렌-헤테로사이클릴, C6-C10 아릴, 또는 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자를 갖는 C4-C14 헤테로아릴이고;
R61 및 R64는 (CH2)1-18, C1-C12 알킬렌-C6-C10 아릴렌, C6-C10 아릴렌 또는 C0-C12 알킬렌-헤테로사이클릴이고;
Z는 -NH- 또는 -O-이고;
A1 - 및 A3 -는 -COO-, -SO3 -, -OSO3 -, -SO2 -, -COS-, 또는 -CS2 -이고;
A2는 -SO2Na, -SO3Na, -SO2H, -SO3H 또는 수소이고,
R69 및 R70은 서로 독립적으로 수소, C1-C32 알킬(여기서, 알킬 쇄는 -NH-CO-, -CO-NH-, -CO-O- 및 -O-CO-로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 기를 함유할 수 있다); C1-C18 알킬렌-아릴, C0-C18 알킬렌-헤테로사이클릴, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 할로게노알킬, 아릴, -(CH2)3-SO3 -,
Figure 112007005376237-pct00071
이고;
R71 및 R72는 -(CH2)1-12이고;
삭제
R73 및 R74는 수소 또는 C1-C22 알킬이다.
별도로 기술되지 않는 한, 상기 및 하기 정의에서 "아릴"은 바람직하게 C6-C18 아릴, 특히 페닐, 나프틸을 나타내며, "헤테로사이클릴"은 바람직하게 N, O 및/또는 S로 구성된 군으로부터 선택된 포화, 불포화 또는 방향족의 5원 내지 7원 고리, 예를 들면 피리딜, 이미다졸릴, 트리아지닐, 피리다질, 피리미디닐, 피라지닐, 피페리디닐, 모르폴리닐, 푸리닐, 테트라조닐 또는 피롤릴을 나타낸다. 아릴 및 헤테로사이클릴 라디칼은 탄소원자 또는 헤테로원자 상에서 C1-C12 알킬, C1-C4 알케닐, C1-C4 알콕시, 하이드록시-C1-C4 알킬, 아미노-C1-C4 알킬, C1-C4 알킬이미노, 카복실, 하이드록실, 아미노, 니트로, 시아노, 할로겐, C1-C12 아실, C1-C4 할로게노알킬, C1-C4 알킬카보닐, C1-C4 알킬카보닐옥시, C1-C4 알콕시카보닐, C1-C4 알킬아미노카보닐, C1-C4 알킬카보닐이미노, C6-C10 아릴카보닐, 아미노카보닐, 아미노설포닐, C1-C4 알킬아미노설포닐, 페닐, 나프틸 또는 헤테로아릴, 예컨대 피리딜, 이미다졸릴, 트리아지닐 또는 피리미디닐에 의해 추가로 모노- 또는 폴리(예, 2, 3, 4, 또는 5회)치환될 수 있다.
추가로 바람직한 헤테로사이클릭 암모늄 이온은 1, 2, 3 또는 4개의 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 원자가 고리에 존재하는 지방족 또는 방향족 5 내지 12원 헤테로사이클릭 라디칼이며, 이때 2 내지 8개의 고리가 축합될 수 있는 바, 그 예로서 특히 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 푸리늄, 테트라아자포르피리늄, 피페리디늄, 모르폴리늄, 테트라조늄이 있다. 또한, 적합한 헤테로사이클릭 라디칼은 예를 들면 피롤륨, 피라졸륨, 이미다졸륨, 벤즈이미다졸륨, 벤즈이미다졸로늄, 알킬피롤리디노-벤즈이미다졸로늄, 인돌륨, 이소이돌륨, 인돌리지늄, 피롤리지디늄, 카바졸륨, 인다졸륨, 퀴놀리늄, 이소퀴놀리늄, 피린데늄, 아크리디늄, 페난트리디늄, 일롤리늄, 쥴롤리늄, 마트리디늄, 신놀리늄, 퀴나졸리늄, 퀴녹살리늄, 페리미디늄,페나조늄, 페나지늄, 1,10-펜난트롤리늄, β-카볼리늄, 퀴놀리지늄, 1,8-나프틸드리늄, 프테리디늄, 퀴누클리디늄, 코니디늄, 하이폭산티늄, 아데니늄, 크산티늄, 이속산티늄, 헤테록산티늄, 이소아데니늄, 구아니늄, 에피구아니늄, 테오필리늄, 파라크산티니늄, 테오브로미늄, 카페이늄, 이소카페이늄, 트리하이드록시푸리늄, 포르피리늄, 테트라아자포르피리늄, 금속-착화 테트라아자포르피리늄(예, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Mn, Fe, Co, Cu, Zr, Ti, Cr, Ni 또는 Zn과 착화됨), 비스-테트라조늄, 페녹사지늄, 및 아미노크산테늄, 및 탄소 원자 또는 헤테로원자 상에서 모노- 또는 폴리-치환된 상기 양이온의 유도체를 들 수 있으며, 이 때 치환체는 서로 독립적으로 카복실, 하이드록실, C1-C22 알콕시, C1-C22 알킬, C2-C22 알케닐, 하이드록시-C1-C22 알킬, 아미노, 아미노알킬, C1-C18 이미노알킬, 알킬아미도, 알킬카보닐옥시, 알킬옥시카보닐, 니트로, 시아노, 할로겐 또는 C1-C22 아실, 특히 상술된 N-C1-C22 알킬화 헤테로사이클릴, 에를들면 N-C1-C20 알킬-피리디늄일 수 있다.
특히 관심이 되고 있는 상기 식(a) 내지 (j)의 이온은,
R1 내지 R16이 수소, CN, CH2-CN, CF3, C1-C22 알킬, C2-C18 알케닐, C1-C18 알콕시, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 할로게노알킬, C2-C18 할로게노알케닐(여기서, 할로겐은 F 또는 Cl인 것이 바람직하다), C1-C18 아미노알킬, C1-C6 트리알킬-암모늄-C1-C18 알킬, C1-C18 알킬렌-O(C=O)-C1-C22 알킬, C1-C18 알킬렌-O(C=O)-페닐, C1-C18 알킬렌-NHCO-C1-C22 알킬, C1-C18 알킬렌-NHCO-페닐, C1-C18 알킬렌-(C=O)O-C1-C22 알킬, C1-C18 알킬렌-(C=O)O-페닐, C1-C18 알킬렌-(C=O)NH-C1-C22 알킬, C1-C18 알킬렌-CONH-페닐, 벤질, 페닐, 나프틸 또는 C1-C12 알킬렌-헤테로사이클릴이고;
R19는 C4-C5 알킬렌, -(C2H4-O-)1-9-(CH2)1-2-, 또는 -(C2H4-NH-)1-9-(CH2)1-2-이고;
R60은 C1-C18 아실, C1-C18 알킬, C2-C18 알케닐, C1-C12 알킬렌-페닐, C1-C18 알킬렌-피리딜, 페닐 또는 피리딜이고;
R61 및 R64는 (CH2)1-12-, C1-C8 알킬렌-페닐렌, 페닐렌, C1-C8 알킬렌-피리딜렌 또는 -피페리딜렌이고;
R71 및 R72는 -(CH2)1-8이고;
R73 및 R74는 수소 또는 C1-C18 알킬인 화합물이다.
바람직한 저 분자량의 유기 양이온은 또한 금속 카복실레이트, 금속 살리실레이트, 금속 설포네이트, 1:1 금속-아조 착물 또는 금속 디티오카바메이트와 같은 추가의 양이온성 금속 착물이며, 이때 금속은 Al, Mg, Ca, Sr, Ba, TiO, VO, Cr, V, Ti, Zr, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn 또는 ZrO이며, 금속 착물은 임의적으로 하나 이상의 추가의 리간드를 함유한다.
바람직한 금속 카보네이트 및 살리실레이트는 하기 화학식 k 및 l의 화합물이다:
Figure 112002015971425-pct00017
Figure 112002015971425-pct00018
상기 식에서,
n은 2, 3 또는 4이고,
m은 1, 2 또는 3이지만, 항상 n보다 작으며,
M1 n+ 및 M2 n+는 서로 독립적으로 주 금속 군 또는 전이 금속(예, B, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, V, Ti, Zr, TiO, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn 또는 ZrO)의 금속 양이온이며,
R75는 상기 정의한 바와 같이, C1-C32 알킬(선형 또는 분지형), C1-C22 할로게노알킬, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 아미노알킬, C1-C18 암모늄알킬, C1-C18 알킬렌아릴, C1-C18 알킬렌헤테로사이클릴, 아릴 또는 헤테로사이클릴이며,
R76 내지 R78은 상기 정의된 바와 같이, 서로 독립적으로 C1-C12 알킬(선형 또는 분지형), C1-C4 알콕시, 하이드록시, 카복실, C1-C4 알케닐, 하이드록시-C1-C4 알킬, 아미노, C1-C4 아미노알킬, 니트로, 시아노, 할로겐, C1-C12 아실, C1-C4 이미노알킬, C1-C4 할로게노알킬, 아릴 또는 헤테로사이클릴이다.
α-하이드록시페놀, α-아미노아닐린, α-하이드록시아닐린, α-아미노벤조산, 퀴놀린, 1,8-디아미노나프탈렌, 1,4,5,8-테트라아미노나프탈렌, 1,8-디하이드록시나프탈렌 또는 1,4,5,8-테트라하이드록시나프탈렌과 같은 리간드와 상술된 금속의 유사 양이온 착물 또는 염이 적합하다.
또한, α,α-디피리딜, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 아세틸아세토네이트, 오르토-페난트로린, 벤조일 케톤, 에틸렌디(비구아니딘), 비구아니딘 또는 디메틸글리옥심과 같은 리간드 또는 음이온과 상술한 금속의 유사 양이온성 착물 또는 염이 적합하다.
바람직한 1:1 금속-아조 착물은 하기 화학식 m 내지 p의 화합물이다:
Figure 112002015971425-pct00019
Figure 112002015971425-pct00020
Figure 112002015971425-pct00021
Figure 112002015971425-pct00022
상기 식에서
M3 n+ 내지 M6 n+는 M1 n+ 또는 M2 n+의 정의 중 하나를 나타내며,
R79, R80, R81, R84 및 R86는 서로 독립적으로, 방향족 특성을 갖는 모노- 또는 디-핵 고리 시스템을 완결하는데 필요한 치환체를 선택적으로 포함할 수 있는 원자 기이며,
R82 및 R87는 서로 독립적으로 치환체를 선택적으로 포함한 페닐 라디칼, 또는 C1-C12 알킬, C1-C2 알콕시-C1-C8 알킬라디칼이며.
R83, R85 및 R88는 서로 독립적으로 치환체를 선택적으로 포함하는 C1-C12 알킬, 또는 페닐이며,
리간드 L1 내지 L12는 서로 독립적으로 H2O, OH-, NH3, F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, HSO4 -, SO4 2-, H2PO4 -, HPO4 2-, PO4 3-, BO3 3-, BO2(OH)2-, BO(OH)2 -, HCO3 -, CO3 2-, H2S-, HS-, S2-,옥살레이트, 시트레이트, 포르메이트, 아세테이트, 프로피오네이트, 푸마레이트, 말레에이트, 타르트레이트, C1-C4 알킬설포네이트, 타우라이드, 메틸타우라이드, 사르코시드, 메틸사르코시드, 락테이트 및 기타 저 분자량 카복실레이트 및 설포네이트이다.
또한 적합한 양이온성 착물 또는 염은 화학식 o-1에 따른 디티오카바메이트 리간드와 상술한 금속과의 착물 또는 염이다:
Figure 112002015971425-pct00023
상기 식에서,
R89 및 R90은 서로 독립적으로 상기 R1에서의 정의와 같으며,
m 및 n은 1 내지 4의 수이며, 이 때 n>m이다.
또한, 적합한 양이온은 하기 화학식 p-1 및 q의 트리아자-사이클로노나늄 또는 테트라아자-사이클로도데카늄이다:
Figure 112002015971425-pct00024
Figure 112002015971425-pct00025
상기 식에서,
R32 내지 R38은 서로 독립적으로 H, C1-C32 알킬, C2-C18 알케닐, C1-C18 할로게노알킬, C1-C18 알콕시, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 알킬렌아릴-C6-C14 아릴, 또는 C1-C10 알킬렌헤테로아릴, 예를 들면 C1-C10 알킬렌-피리딜이며,
n은 1 내지 4의 수이며,
L1 및 L2는 저 분자량 양이온, 예를 들면 수소, 또는 주 군 또는 전이금속(예, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, TiO, ZrO, Mn, Vo, Fe, Co, Cu, Zn, Cr, Ni, Mo 또는 W)이다.
또한, 적합한 암모늄 양이온은 하기 화학식 r이다:
Figure 112002015971425-pct00026
상기 식에서,
R39 및 R40은 서로 독립적으로 상기 R32에서의 정의와 같으며,
R41 및 R42은 서로 독립적으로 (-CH2-)n이며, 이 때 n은 2 내지 9이다.
또한, 적합한 아미노 산은 하기 화학식 s이다:
Figure 112002015971425-pct00027
상기 식에서,
R66 및 R68은 서로 독립적으로 수소, C1-C22 알킬, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C22 할로게노알킬, C1-C18 알킬렌아릴(예, 벤질), C1-C18 알킬렌헤테로아릴, C6-C10 아릴, 헤테로아릴(예, 피리딜), 헤테로사이클릴(예, 모르폴리닐 또는 피페리디닐) 또는 C1-C8 알킬렌헤테로사이클릴이며,
R65는 수소, C1-C18 알킬, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 티오알킬, C1-C18 아미노알킬, C1-C18 카복시알킬, C1-C18 알킬렌아릴(예, 벤질), C1-C18 알킬렌헤테로아릴, C1-C18 알킬렌헤테로사이클릴, C6-C10 아릴, C4-C10 헤테로아릴, C4-C10 헤테로사이클릴(예, 모르폴리닐 또는 피페리디닐), C1-C22 아실, C1-C18 할로게노알킬 또는 시아노이다.
또한, 적합한 트리페닐메탄 양이온은 하기 화학식 s-1이다:
Figure 112002015971425-pct00028
상기 식에서,
R43 및 R45은 서로 동일하거나 또는 상이하며, -NH2, 모노- 또는 디알킬아미노 기(이것의 알킬 기의 탄소수는 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2이다), 모노- 또는 디-오메가-하이드록시알킬아미노 기(이것의 알킬 기의 탄소수는 2 내지 4, 바람직하게는 2이다), 선택적으로 N-C1-C4 알킬-치환된 페닐- 또는 펜알킬아미노 기(이것의 알킬 기의 탄소수는 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2이며, 이것의 페닐 핵은 하나 또는 두 개의 라디칼, 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시 및 설포를 갖는다)이며,
R44 는 수소이거나 또는 상기 R43 및 R45에서의 주어진 정의의 하나이며,
R46 및 R47은 수소, 할로겐, 바람직하게는 염소 또는 설폰산 기이거나, R46 은 R47과 함께 페닐 고리상에서 축합되며,
R48, R49, R51 및 R52는 각각 수소 또는 탄소수 1 또는 2의 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸이며,
R50은 수소 또는 할로겐, 바람직하게는 염소이다.
또한 적합한 포스포늄 및 티오늄 양이온은 하기 화학식 t 및 u를 갖는다:
Figure 112002015971425-pct00029
Figure 112002015971425-pct00030
상기 식에서,
R53 내지 R59는 서로 독립적으로 C1-C18 알킬, C2-C18 알케닐, C1-C18 알콕시, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 알킬렌-C6-C10 아릴(예, 벤질), 알킬렌헤테로아릴, C6-C10 아릴, 또는 헤테로아릴(예, 피리디닐)이다.
화학식 x의 불화 암모늄 이온이 특히 바람직하다:
Figure 112002015971425-pct00031
상기 식에서,
R28은 탄소수 5 내지 11의 과불화 알킬이며,
R29, R30, R31은 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 5, 바람직하게는 탄소수 1 또는 2의 알킬이다.
저 분자량 유기 양이온을 함유하는 구조화 규산염은 하나 이상의 자연 발생 또는 합성 구조화 규산염과 저 분자량 유기 양이온을 함유한 염(예, 대응하는 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드 또는 메틸 설페이트)을 수성 현탁액에서, 5분 내지 48시간, 바람직하게는 10분 내지 24시간 동안, 편리하게는 0 내지 14, 바람직하게는 1 내지 13의 pH, 0 내지 160℃, 바람직하게는 5 내지 140℃의 온도, 1 내지 20바의 압력에서 1:100 내지 10:1, 바람직하게는 1:20 내지 3:1의 유기 양이온:규산염 몰비로 결합시킴으로써 제조될 수 있다. ½내지 48시간, 바람직하게는 1 내지 24시간 동안, 예를 들면 5 내지 100℃의 온도에서 구조화 규산염을 물에 분산시키는 것이 유리하다. 또한, 수성 매질에서 반응시키기 전에 유기 양이온의 염을, 1 내지 12, 바람직하게는 5 내지 10의 pH로 조정하는 것이 유리하다.
규산염이 헥토라이트, 베이델라이트, 일라이트, 무스코바이트, 산토필라이트, 마가라이트, 세피오라이트, 사포나이트, 운모, 펠드스파, 논트로나이트, 몬트모릴로나이트, 스멕타이트, 벤토나이트, 파우자사이트, 제올라이트 A, X 또는 Y, 퍼무타이트, 사실 또는 이들의 조합물이고, 양이온이 상기 화학식 x인 염형 구조화 규산염은 신규하고 본 발명은 또한 이에 관한 것이다. 이러한 신규 화합물은 상술한 바에 따라 제조될 수 있다. 이러한 화합물은 놀랍게도 사용되는 매질에서 전하 보조 효과를 보여 주며, 특히 보조적인 항-오프셋 작용(토너와 접촉하는 인쇄기의 이동 부품, 예를 들면 광전도체, 편향 롤러로부터의 토너의 우수한 탈착성)을 얻을 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 이온성 구조화 규산염은 특정 수지/토너 시스템에 정확하게 부합될 수 있다. 이러한 화합물의 또 다른 기술적 이점은 이러한 화합물이 여러 결합제 시스템에 대해 불활성이어서 다양한 용도에 사용될 수 있다는 것이며, 이러한 화합물이 중합체 매트릭스에 용해되지 않지만 아주 미세하게 분할된 작은 고형물로서 존재한다는 것이 특히 중요하다. 또한, 이러한 화합물의 전하 조절 특성이 높고 일반적으로 일정하며, 열 안정이 우수하다. 본 발명에 따라 사용되는 구조화 규산염은 또한 자유 이동성이며 우수한 분산성을 가진다.
분산은 하나의 물질의 또 다른 물질에의 분산, 본 발명 면에서는 전하 조절제의 토너 결합제, 분말 코팅 결합제 또는 일렉트럿트 물질에의 분산을 의미한다.
조질 형태의 결정 물질이 괴(agglomerate)로서 존재한다는 것은 공지된 사실이다. 결합제에서 균일한 분산을 얻기 위해, 이러한 물질은 분산에 의해 더욱 작은 괴 또는 이상적으로는 일차적인 입자로 분할되어야 한다. 결합제에 분산된 후 존재하는 전하 조절제 입자 크기는 1㎛, 바람직하게는 0.5㎛ 보다 작아야 하고 좁은 입자 크기 분포가 유리하다. 물질에 따른 최적 작용 범위는 입자 크기(d50으로 정의)에 대해 알려져 있다. 따라서, 예를 들면 조질 입자(1mm)은 때로 전혀 분산되지 않거나 상당한 시간과 에너지를 소비함으로써만 분산될 수 있는 반면, 마이크론 이하 범위의 미세한 입자는 더스트 발생 가능성과 같이 안정성에 대한 위험성이 증가한다.
입자 크기 및 형상은 합성 및/또는 후처리에 의해 형성되고 개질된다. 필요한 특성은 종종 연마 및/또는 건조와 같은 후처리를 조절함으로써만 가능하다. 이을 위해 다양한 연마법이 적합하다. 에어 제트 밀(air jet mill), 커팅 밀(cutting mill), 햄머 밀(hammer mill), 비이드 밀(bead mill) 및 충격 밀(impact mill) 등이 유리하다.
본 발명에서 언급하고 있는 결합제 시스템은 전형적으로 소수성 물질이다. 전하 조절제의 물의 함량이 높으면 습윤이 방해되거나 분산이 촉진(분출)될 수 있다. 그러므로, 실시가능한 습기 함량은 물질 특이성이다.
본 발명에 따른 화합물은 다음과 같은 화학적/물리적 특성을 갖는다:
칼-피셔(Karl-Fischer)법에 의해 측정시 물의 함량은 0.001 내지 30%, 바람직하게는 0.01 내지 25%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 15%이며, 물은 흡수 및/또는 결합될 수 있고, 이것의 함량은 200℃ 까지의 가열 및 10-8mmHg 까지의 진공의 적용에 의해 또는 물의 첨가 또는 한정된 대기 습도 조건하에서의 저장에 의해 조절될 수 있다.
놀랍게도, 상술된 하나 이상의 유기 양이온을 함유한 본 발명의 화합물은 90% 상대 습도 및 25℃의 기후 조절된 시험 캐비넷에서 48시간동안 보관한 후 물의 함량(칼-피셔법)은 특히 증가하지 않은 반면, 금속 양이온을 갖는 유사한 구조화 규산염은 기후 조절된 캐비넷에서 보관되기 전의 물의 함량에 비해 상당히 높은 물의 함량, 때로는 수 배의 물의 함량을 보여 준다.
d50 값에 의해 정의되는 광 현미경 평가 또는 레이저 광 회절에 의해 측정되는 입자 크기는 0.01 내지 1000㎛, 바람직하게는 0.1 내지 500㎛, 매우 특히 바람직하게는 0.5 내지 400㎛이다. 좁은 입자 크기 분포가 연마로부터 발생하는 경우 특히 이롭다. 500㎛미만, 특히 400㎛의 범위 △(d95 - d50)이 바람직하다.
5% 세기의 수성 분산액의 전도도는 0.001 내지 2000mS, 바람직하게는 0.01 내지 100mS이다. 본 발명에 따른 화합물은 결정 및 비결정 함량을 모두 갖는다. 본 발명에 따른 화합물은 토너 결합제와 결합시 온도 구배 시험(코플러 시험; Kofler test)에서 200℃ 이하의 열 안정성을 보여준다(변색이 없음). SCD(스트리밍 전류 검출; streaming current detection)에 의한 전동 표면 전위 측정에서, 상술한 유기 양이온을 갖는 본 발명에 따른 화합물은 금속 양이온을 갖는 대응하는 구조화 규산염에 비해 상당히 낮은 표면 전위(양 또는 양)을 갖는다. 이러한 화합물을 대응하는 계면활성제를 사용하여 0(zero)의 표면 전위로 적정할 때(적정의 SCD 모니터링), 금속 양이온을 갖는 화합물은 유기 양이온을 갖는 대응하는 구조화 규산염에 비해 상당히 많은 계면활성제를 필요로 한다. 이것은 구조화 규산염과 유기 양이온 사이에서의 염 결합이 높은 안정성을 갖는다는 것을 의미한다.
본 발명에 따라 사용되는 이온성 구조화 규산염은 사용시 우수한 하전 가능성을 달성하기 위해 추가의 전하 조절제와 결합하여 양 또는 음으로 조절할 수 있으며, 전하 조절제의 총 농도는 전자 사진 토너, 현상제, 분말 또는 분말 코팅물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 50중량%, 바람직하게는 0.05 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5중량%이다.
가능한 추가의 전하 조절제는 예를 들면, 트리페닐메탄; 암모늄 및 임모늄 화합물, 이미늄 화합물; 불화 암모늄 및 불화 임모늄 화합물, 비스-양이온 산 아미드; 중합성 암모늄 화합물; 디알릴암모늄 화합물; 아릴설피드 유도체, 페놀 유도체; 포스포늄 화합물 및 불화 포스포늄 화합물; 칼릭슨아렌, 환형으로 결합된 올리고사카라이드(사이클로데스트린) 및 이의 유도체, 특히 붕소 에스테르 유도체, 공중합전해질 착물(IPEC); 폴리에스테르 염; 금속 착물 화합물, 특히 살리실레이트-금속 착물 및 살리실레이트-비금속 착물, 하이드록시카복실산-금속 착물 및 하이드록시카복실산-비금속 착물, 벤즈이미다졸론; 아진, 티아진 또는 옥사진(안료, 용매 염료, 염기성 염료 또는 산 염료로서 색 지수(Color Index)에 열거됨)이다.
각각 또는 서로 조합되어 이온성 구조화 규산염과 조합될 수 있는 하기 기술되는 전하 조절제가 특히 바람직하다:
예를 들면 미국 특허원 제 5 051 585 호에 기술된 트리페닐메탄;
예를 들면 미국 특허원 제 5 015 676 호에 기술된 암모늄 및 임모늄 화합물;
예를 들면 미국 특허원 제 5 069 994 호에 기술된 불화 암모늄 및 불화 임모늄 화합물;
예를 들면 국제 특허 출원 제 WO 91/10172 호에 기술된 바의 비스-양이온 산 아미드;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-4 142 541 호, 제 DE-A-4 029 652 호 또는 제 DE-A-4 103 610 호에 기술된 디알릴암모늄 화합물;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-4 031 705 호에 기술된 아릴설피드 유도체;
예를 들면 유럽 특허원 제 EP-A-0 258 651 호에 기술된 페놀 유도체;
예를 들면 미국 특허원 제 5 021 473 호 및 제 5 147 748 호에 기술된 포스포늄 화합물 및 불화 포스포늄 화합물;
예를 들면 유럽 특허원 제 EP-A-0 385 580 호에 기술된 칼릭슨아렌;
예를 들면 유럽 특허원 제 EP-A-0 347 695 호에 기술된 벤즈이미다졸론;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-4 418 842 호에 기술된 환형으로 결합된 올리고사카라이드;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-4 332 170 호 기술된 폴리에스테르 염;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-197 11 260 호에 기술된 사이클로올리고사카라이드 화합물;
예를 들면 독일 특허원 제 DE-A-197 32 995 호에 기술된 공중합전해질 착물.
계면활성의 이온성 화합물 및 소위 금속 비누가 특히 액체 토너용으로 적합하다.
바륨 페트로네이트, 칼슘 페트로네이트, 바륨 디노닐나프탈렌 설포네이트(염기성 및 중성), 칼슘 디노닐설포네이트 또는 도데실벤젠 설폰산 Na 염, 및 폴리이소부틸렌석신이미드(Chevrons Oloa 1200)과 같은 알킬화 아릴설포네이트가 특히 적합하다.
소이렉틴 및 N-비닐피롤리돈 중합체가 또한 적합하다.
포화 및 불포화 치환체, A(메틸 p-톨루엔설포네이트로 4차화된 2-(N,N)디-메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 중합체) 및 B(폴리-2-에틸헥실 메타크릴레이트)의 AB 디블록 공중합체와 인산염화 모노- 및 디글리세라이드의 나트륨 염이 더욱 적합하다.
또한, 2가 및 3가 카복실레이트, 특히 알루미늄 트리스테아레아트, 바륨 스테아레이트, 크롬 스테아레이트, 마그네슘 옥테이트, 칼슘 스테아레이트, 철 나프 탈라이트, 아연 나프탈라이트가 특히 액체 토너에서 적합하다.
킬레이팅 전하 조절제(유럽 특허 제 0 636 945 A1 호), 금속성(이온성) 화합물(유럽 특허 제 0 778 501 A1 호), 포스페이트 금속 염(일본 특허 제 9(1997)-106107 호)가 또한 적합하다. C.I. 용매성 블랙 5, 5:1, 5:2, 7, 31 및 50; C.I. 안료 블랙 1, C.I. 염기성 레드 2 및 C.I. 염기성 블랙 1 및 2의 색 지수 번호를 갖는 아진류가 또한 적합하다.
본 발명에 따라 사용되는 구조화 규산염은, 예를 들면 압출 또는 니딩(kneading), 비이드 연마 또는 울트라투랙스(고속 교반기)에 의해 정전기적으로 분리될 특정 토너, 현상제, 코팅물, 분말 코팅물, 일렉트럿트 물질 또는 중합체(이들 각각 또는 서로의 조합물)의 결합제에 또는 추가의 상술한 전하 조절제와 함께 0.01 내지 50중량%, 바람직하게는 0.05 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5.0중량%(총 혼합물 기준)의 농도로 균일하게 혼입된다. 본 발명에 따라 사용된 화합물은 건조 및 연마 분말, 분산액 또는 용액, 프레스케이크(presscake), 마스터배치, 제제, 혼합 페이스트로서, 적합한 담체(예, 실리카겔) 상의 수성 또는 비수성 용액으로부터 흡수된 화합물 또는 상기 담체, TiO2, Al2O3 또는 카본 블랙과 혼합된 화합물 또는 또 다른 형태로서 첨가될 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 원칙적으로 특정 결합제의 제조 동안에서와 같이 초기에, 즉 이것의 중합, 폴리부가 또는 중축합 과정에서 첨가될 수 있다.
전자 사진 색 토너를 제조하기 위해 유기 색 안료, 무기 안료 또는 염료와 같은 착색제가 첨가된다. 유기 색 안료는 아조 안료 또는 중환식 안료 또는 이런 안료의 혼합 결정체(고형 용액)로 구성된 군으로부터 선택된 안료일 수 있다.
바람직한 청색 및/또는 녹색 안료는 구리 프탈로시아닌, 예컨대 C.I. 안료 블루 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, P. 블루 16(금속 유리 프탈로시아닌) 또는 중심 원자로서 알루미늄, 니켈, 철 또는 바나듐을 갖는 프탈로시아닌; 및 트리아릴카보늄 안료, 예컨대 안료 블루 1, 2, 9, 10, 14, 62, 68, 안료 그린 1, 4, 7, 45가 있으며, 오렌지색 안료는 예컨대 P.O. 5, 62, 36, 34, 13, 43, 71이 있으며, 황색 안료는 예컨대 P.Y. 12, 13, 17, 83, 93, 122, 155, 180, 174, 185, 97이 있으며, 적색 안료는 예컨대 P.R. 48, 57, 122, 146, 149, 184, 186, 202, 207, 209, 254, 255, 269, 270, 272가 있으며, 자주색 안료는 예컨대 P.V. 1, 19가 있으며, 또한 카본 블랙, 철/마그네슘 산화물이 있으며, 추가로 C.I. 안료 바올렛트 19 및 C.I. 안료 레드 122의 혼합 결정이 있다. 혼합물은 프레스케이크, 분무-케이크, 매스터배치의 혼합에 의해, 고형 또는 액체 형(수계 및 비수성 잉크에서)에서의 담체 물질 존재하의 분산(압출, 니이딩, 롤 밀 공정, 비이드 밀, 울트라투렉스)에 의해, 그리고 담체 물질 존재하의 플러싱(flushing)에 의해 분말 형태로 제조될 수 있다. 착색제가 높은 물 함량 또는 용매 함량(5% 초과)과 함께 사용되는 경우, 승온 및 진공의 도움하에 혼합될 수 있다. 플러싱 작업은 유기 용매 및 왁스의 존재 또는 부재하에 실시될 수 있다.
유기 염료와의 혼합물이 특히 휘도의 증가와 색 음영의 조절을 위해 적합하다. 언급될 수 있는 바람직한 염료는 수계 염료(예컨대 직접, 반응성 및 산 염료), 및 용매-가용성 염료(예컨대 용매 염료, 분산 염료 및 배트 염료)이다. 언급될 수 있는 예는 C.I. 반응성 엘로우 37, 산 엘로우 23, 반응성 레드 23, 180, 산 레드 52, 반응성 블루 19, 21, 산 블루 9, 직접 블루 199, 용매 엘로우 14, 16, 25, 56, 62, 64, 79, 81, 82, 83, 83:1, 93, 98, 133, 162, 174, 용매 레드 8, 19, 24, 49, 89, 90, 91, 92, 109, 118, 119, 122, 124, 127, 135, 160, 195, 212, 215, 용매 블루 44, 45, 용매 오렌지 41, 60, 63, 분산 엘로우 64, 배트 레드 41, 용매 블랙 45, 27이다. 루미놀(Luminole)R(리델-데 핸; Riedel-de Haen)과 같은, 형광 특성을 갖는 염료 및 안료가 또한 위조 방지 토너 등을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들면 TiO2 또는 BaSO4와 같은 무기 안료가 증백을 위해 혼합물에 사용된다. 보는 각도에 따라 다른 색상을 산출하는 효과 안료, 예를 들면 형광 안료, Fe2O3 안료(팔리오크롬(Paliochrome)R) 및 콜레스테릭 중합체 기재의 안료와의 혼합물이 또한 적합하다.
본 발명은 또한 30 내지 99.99중량%, 바람직하게는 40 내지 99.5중량%의 통상의 결합제(예, 스티렌, 스티렌/아크릴레이트, 스티렌/부타디엔, 아크릴레이트, 우레탄, 아크릴계, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 및 에폭시 수지 조합물), 0.01 내지 50중량%, 바람직하게는 0.05 내지 20중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5중량%의 하나 이상의 이온성 구조화 규산염 및 임의적으로 0.001 내지 50중량%, 바람직하게는 0.05 내지 20중량%의 착색제(각 경우 전자 사진 토너, 분말 또는 분말 코팅물의 총 중량 기준)를 포함하는 전자 사진 토너, 분말 또는 분말 코팅물에 관한 것이다.
본 발명에 따라 기술된 화합물은 또한 현탁 형태 또는 무수 혼합물 형태의 부가적인 전하 조절 원소로서 자유 유동제에 적용될 수 있다. 본 발명에 따라 기술된 화합물은 "캐리어 코팅"을 위해 또한 사용될 수 있다.
하기 실시예에서, 부는 중량부이고 퍼센트는 중량퍼센트이다.
제조실시예 1
10g의 벤토나이트(pH 7 내지 12)를 80℃에서 1시간동안 교반함으로써 300ml의 탈이온수에 분산시켰다. 그후, 5.3g의 77%의 수성 디스테아릴디메틸암모늄 클로라이드 용액(DSDMAC)을 묽은 NaOH 용액에 의해 약 pH 9로 조절한 후 벤토나이트 현탁액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 1시간 동안 80℃에서 교반시킨 후 흡입에 의해 여과하고 잔유물을 탈이온수로 수회 세정하고 60℃의 진공에서 건조시켰다.
생성물의 특성은 다음과 같다:
백색 내지 옅은 회색 분말
DTA 190℃ 이하의 온도에서 분해 없음
pH 8.4
전도도 0.062mS/cm
잔류 수분 함량 1.4%(칼-피셔 적정)
tan δ(1kHz) 0.78
Ωcm 5ㆍ108
결정도 70% 초과(X-선 회절): 2 세타 5 내지 55°에서 다양한 반사 피크(주 피크: 3.5°;6.6°;19.8°; 23.7°;24.4°;27.7°;35.0°;38.3°;54.0°)
용해도 물, 에탄올, 아세톤, n-헥산에서 불용성(<10mg/l)
제조실시예 2
10g의 마그네슘 하이드로실리케이트(Optigel SH, "헥토라이트(Hectorite)")를 실온에서 2시간동안 400ml의 탈이온수에 분산시켰다. 6.0g의 80%의 수성 디스테아릴메틸벤질-/디스테아릴디메틸암모늄 클로라이드 혼합물(DSMB/DSDMAC)을 첨가하고 반응 혼합물을 30분 동안 80 내지 100℃에서 교반시켰다. 침전물을 흡입에 의해 여과하고 탈이온수로 수회 세정하고 60℃의 진공에서 건조시켰다.
제조실시예 3 내지 25
실시예 번호 제조실시예에 따른 제조 사용된 구조화 규산염 유기 양이온
3 2 헥토라이트 불화 쿼트
4 1 몬트모릴로나이트 불화 쿼트
5 1 산 벤토나이트 DSMB/DSDMAC
6 1 산 벤토나이트 불화 쿼트
7 1 마그네슘 하이드로실리케이트 양성자화 1차 아민(C16/18)
8 1 마그네슘 하이드로실리케이트 양성자화 1차 아민(C8)
9 1 알칼리 벤토나이트 세틸트리메틸암모늄
10 1 알칼리 벤토나이트 코코넛 알킬디메틸벤질 암모늄
11 1 알칼리 벤토나이트 디데실디메틸암모늄
12 1 알칼리 벤토나이트 디옥틸디메틸암모늄
13 1 알칼리 벤토나이트 불화 쿼트
14 1 알칼리 벤토나이트 트리페닐메탄 양이온
15 1 알칼리 벤토나이트 디알릴디메틸암모늄
16 1 알칼리 벤토나이트 테트라프로필암모늄
17 1 알칼리 벤토나이트 (R)3N-CH3 R=(CH2)2O-CO(CH2)11-21CH3
18 1 알칼리 벤토나이트 C12/C14 알킬디메틸베타인
19 1 알칼리 벤토나이트 설피네이토-설포베타인
20 1 알칼리 벤토나이트 트리메틸트리아자사이클로노나늄
21 1 알칼리 벤토나이트 아연-살리실레이트 1:1 착물
22 1 알칼리 벤토나이트 세틸피리디늄
23 1 수성 벤토나이트 디스테아릴디메틸암모늄
24 1 카올리나이트 디스테아릴디메틸암모늄
25 1 마그네슘 하이드로실리케이트 디스테아릴디메틸암모늄
불화 쿼트: R-CF=CH-CH2-N+Et2Me (R=C5F11 내지 C11F23)
제조실시예 11의 생성물의 특성은 다음과 같다:
백색 내지 옅은 회색 분말
DTA 200℃ 이하의 온도에서 분해 없음
pH 8.7
전도도 0.09mS/cm
잔류 수분 함량 1.0%(칼-피셔 적정)
SCD U=-150mV(10ml의 0.5% 세기의 현탁액):0.1ml의 10-3M 폴리대드맥 용액으로 U=0mV로 적정
tan δ(1kHz) 2.7
Ωcm 6ㆍ107
결정도 70% 초과(X-선 회절): 2 세타 5 내지 55°에서 다양한 반사피크(주 피크: 4.9°;9.7°;19.8°; 23.6°;24.9°;29.9°;35.0°;45.3°;54.0°)
입자 크기 분포 d50=26㎛, d95=213㎛(레이저 광 회절)
BET 23.4㎡/g
용해도 물, 에탄올, 아세톤, n-헥산에서 불용성(<10mg/l)
제조실시예 13의 생성물의 특성은 다음과 같다:
백색 내지 옅은 회색 분말
DTA 250℃ 이하의 온도에서 분해 없음
pH 7.8
전도도 0.20mS/cm
잔류 수분 함량 1.6%(칼-피셔 적정)
SCD U=-210mV(10ml의 0.5% 세기의 현탁액):0.22ml의 10-3M 폴리대드맥 용액으로 U=0로 적정
tan δ(1kHz) 1.3
Ωcm 6ㆍ108
결정도 70% 초과(X-선 회절): 2 세타 5 내지 55°에서 다양한 반사피크(주 피크: 6.0°;18.3°;19.8°;24.5°; 30.7°;34.9°;38.3°;43.4°;54.0°)
입자 크기 분포 d50=90㎛, d95=390㎛(레이저 광 회절)
BET 17.8㎡/g
용해도 물, 에탄올, 아세톤, n-헥산에서 불용성(<10mg/l)
용도 실시예
용도 실시예 1
제조실시예 1로부터의 화합물 1부를 니더를 사용하여 30분동안 토너 결합제99부(스티렌/아크릴레이트 공중합체 60:40 다이아렉(Dialec)R S 309)에 균일하게 혼입하였다. 혼합물을 실험실용 범용 분쇄기에서 연마한 후, 원심분리 시프터에서 분류하였다. 바라는 입자 분획(4 내지 25㎛)을 스티렌/메타크릴레이트 공중합체(90:10)으로 피복된 50 내지 200㎛의 마그네타이트 입자를 포함하는 담체로 활성화하였다.
용도 실시예 2
비스페놀 A(알마크릴(Almacryl)R T 500)에 기초한 폴리에스테르 수지를 스티렌/아크릴레이트 공중합체 대신 사용하고, 실리콘으로 피복된 50 내지 200㎛의 페 라이트 입자를 담체로서 사용하여 용도 실시예 1에서의 과정을 반복하였다.
통상의 q/m 측정 스탠드에서 측정을 실시하였다. 45㎛ 메시 너비를 갖는 시브를 사용하여 날리는 토너에 보유된 담체가 없다는 것을 확인하였다. 약 50%의 상대 대기 습도하에 측정을 실시하였다. 활성 지속시간에 따라 하기 q/m 값[μC/g]이 측정되었다:
활성지속시간 용도 실시예
2 1
전하 q/m[μC/g]
5분 -22 -20
10분 -18 -21
30분 -13 -18
2시간 -11 -9

용도 실시예 3 내지 37
제조실시예 1의 화합물 대신에 하기 명시된 화합물을 사용하여 용도 실시예 1 또는 2의 과정을 반복하였다:
용도실시예 번호 사용된 화합물 사용된 용도실시예 과정 q/m[μC/g]
5분 10분 30분 2시간 24시간
3 마그네슘 하이드로실리케이트 1 -6 -6 -8 -8 -
4 산 벤토나이트 2 -9 -8 -5 -4 -3
5 산 벤토나이트 1 -4 -7 -10 -9 -12
6 몬트모릴로나이트 K10 2 -8 -6 -4 -1 -
7 몬트모릴로나이트 K10 1 -4 -6 -7 -6 -6
8 옵티겔 WM 1 -1 -2 -2 -3 -
9 카올리나이트 1 ±0 -1 -1 -2 -
10 알칼리 벤토나이트 1 -7 -10 -10 -19 -
11 제조실시예 2 1 +4 +7 +12 +18 +21
12 제조실시예 3 1 +2 +7 +13 +14 +16
13 제조실시예 3 2 +3 +4 +3 +2 +1
14 제조실시예 4 1 +1 +3 +8 +9 +10
15 제조실시예 5 1 +1 +5 +10 +17 +21
16 제조실시예 6 1 +2 +6 +10 +12 +10
17 헥토라이트 + DSDMAC 1 +3 +6 +10 +15 +19
18 제조실시예 9 1 -13 -14 -16 -13 -
19 제조실시예 10 1 -15 -16 -16 -13 -
20 제조실시예 11 1 -18 -20 -18 -14 -
21 제조실시예 12 1 -13 -14 -14 -12 -
22 제조실시예 13 1 -20 -21 -19 -15 -
23 제조실시예 14 1 -11 -13 -13 -10 -
24 제조실시예 15 1 -5 -6 -6 -4 -
25 제조실시예 16 1 -17 -16 -14 -9 -
26 제조실시예 17 1 -17 -18 -16 -10 -
27 제조실시예 18 1 -16 -16 -17 -13 -
28 제조실시예 19 1 -13 16 -19 -16 -
29 제조실시예 20 1 -7 -8 -9 -8 -
30 제조실시예 21 1 -14 -16 -16 -14 -
31 제조실시예 22 1 -13 -17 -18 -15 -
32 제조실시예 23 1 -2 -2 -2 -2 -
33 제조실시예 24 1 -1 ±0 ±0 ±2 -
34 제조실시예 25 1 +3 +6 +10 +15 +20
35 제조실시예 26 1 -13 -14 -14 -13
36 제조실시예 27 1 -15 -16 -17 -17
37 제조실시예 28 1 -16 -18 -19 -19
용도 실시예 38 내지 40
제조실시예 1의 화합물 1부 대신에 제조실시예 1로부터의 화합물 0.5, 2 또는 3부를 사용하여 용도 실시예 1의 과정을 반복하였다.
용도 실시예 41 내지 42
제조실시예 1의 화합물 1부 대신에 제조실시예 1로부터의 화합물 2 또는 3부를 사용하여 용도 실시예 2의 과정을 반복하였다:
실시예 번호 부 q/m[μC/g]
5분 10분 30분 2시간 24시간
38 0.5 -17 -19 -15 -6
39 2 -32 -30 -21 -6
40 3 -36 -31 -23 -14
41 2 -28 -25 -23 -21 -19
42 3 -32 -26 -24 -23 -21
용도 실시예 43 내지 44
제조실시예 1의 화합물 1부에 더하여, 정전기적으로 양성인 고유 효과를 갖는 착색제(C.I. 용매 블루 125, 비교 실시예 A 참조) 1부 또는 5부를 혼입하여 용도 실시예 1의 과정을 반복하였다:
실시예 번호 착색제 (부) q/m[μC/g]
5분 10분 30분 2시간 24시간
43 1 -17 -15 -11 -7 -5
44 5 -5 -4 -3 -4 -3
용도 실시예 45 내지 53
유기 안료(카본 블랙 등록상표 모굴 엘(Mogul L), 캐보트(Cabot); 등록상표 토너 마젠타(Toner Magenta) E02, 클라리언트(Clariant)(C.I.P. Red 122); 등록상표 토너 엘로우(Toner Yellow) HG, 클라이언트(C.I. Yellow 180)) 5부를 부가적으로 혼입하여 용도 실시예 1, 38 및 39의 과정을 반복하였다:
실시예 번호 제조실시예1로부터의 화합물(부) 유기 안료 q/m[μC/g]
5분 10분 30분 2시간 24시간
45 0.5 토너 마젠타 E02 -16 -14 -10 -8 -5
46 1 토너 마젠타 E02 -21 -17 -14 -10 -3
47 2 토너 마젠타 E02 -22 -21 -16 -7 -5
48 0.5 토너 엘로우 HG -21 -21 -19 -13 -8
49 1 토너 엘로우 HG -24 -24 -21 -11 -6
50 2 토너 엘로우 HG -29 -26 -22 -13 -8
51 0.5 카본 블랙 -15 -15 -12 -8 -6
52 1 카본 블랙 -20 -18 -15 -13 -9
53 2 카본 블랙 -22 -20 -16 -12 -8
비교 실시예 A
1부의 C.I. 용매 블루 125는 혼입하지만 본 발명에 따른 전하 조절제를 혼입하지 않는 것을 제외하고는 용도 실시예 43의 과정을 반복하였다:
활성 지속 기간 전하 q/m[μC/g]
5분 ±0
10분 +1
30분 +3
120분 +10
24시간 +29

청색 착색제의 뚜렷한 양의 마찰 전기 고유 효과가 분명히 검출될 수 있다.
용도 실시예 54
상술된 용도 실시예들에서 기술된 바와 같이 용도 실시예 1로부터의 화합물 1부를 분말 코팅 결합제(크릴코트(Crycoat)R 430) 99부에 균질하게 혼입하였다. 분말(코팅물)의 마찰 분무를 실시하였다. 3 및 5바의 분무 압력하에 최대 분말 처리량에서 표준 분무 튜브 및 별형 내부 로드를 구비한 인텍(Intec, 도르트문트 소재)로부터의 트리보스타(TriboStar)R 분무 장치를 사용하여 분말(코팅물)의 마찰-분무를 실시하였다. 분말 코팅물 또는 분말의 정전하로부터의 전류 세기는 ㎂ 단위로 표시되었다. 부착률은 분무된 분말 코팅물의 무게와 부착된 무게의 차이로서 백분율(%)에 의해 측정되었다.
압력[바, bar] 전류[㎂] 부착률[%]
3 3.9 40
5 5.3 48

Claims (16)

  1. 양이온이 치환된 암모늄, 포스포늄, 티오늄 또는 트리페닐카보늄 이온, 양이온성 금속 착물 및 이의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 유기 양이온이고; 음이온이 섬형, 환형, 그룹형, 쇄형, 리본형, 라미나형 또는 매트릭스형 규산염인 염형 구조화 규산염을 포함하는 전하 조절제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    규산염이 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 카올리나이트, 세르펜틴, 활석, 피로필라이트, 운모, 플로고파이트, 바이오타이트, 무스코바이트, 파라고나이트, 버미쿨라이트, 베이델라이트, 크산토필라이트, 마가라이트, 펠드스파, 제올라이트, 월라스토나이트, 악티놀라이트, 아모사이트, 크로시돌라이트, 실리마나이트, 논트로나이트, 스멕타이트, 세피오라이트, 사포나이트, 파우자사이트, 퍼뮤타이트 및 사실로 구성된 군으로부터 선택된 음이온인 전하 조절제.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    암모늄 이온이 하기 화학식 a 내지 j의 이온 중 하나인 전하 조절제:
    화학식 a
    Figure 712007002652787-pct00051
    화학식 b
    Figure 712007002652787-pct00052
    화학식 c
    Figure 712007002652787-pct00053
    화학식 d
    Figure 712007002652787-pct00054
    화학식 e
    Figure 712007002652787-pct00055
    화학식 f
    Figure 712007002652787-pct00056
    화학식 g
    Figure 712007002652787-pct00057
    화학식 h
    Figure 712007002652787-pct00058
    화학식 i
    Figure 712007002652787-pct00059
    화학식 j
    Figure 712007002652787-pct00060
    상기 식에서,
    R1 내지 R18은 동일하거나 상이하며, 수소, CN, (CH2)1-18CN, 할로겐, 분지형 또는 비분지형 C1-C32 알킬, 모노- 또는 폴리불포화 C2-C22 알케닐, C1-C22 알콕시, C1-C22 하이드록시알킬, C1-C22 할로게노알킬, C2-C22 할로게노알케닐, C1-C22 아미노알킬, C1-C12 트리알킬-암모늄-C1-C22 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)O-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)O-아릴, C1-C22 알킬렌-(C=O)NH-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-(C=O)NH-아릴(여기서,
    Figure 712007002652787-pct00061
    또는
    Figure 712007002652787-pct00062
    가 산 에스테르 또는 산 아미드 결합에 삽입될 수 있다), C1-C18 알킬렌-O(CO)-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-O(CO)-아릴, C1-C22 알킬렌-NH(C=O)-C1-C32 알킬, C1-C22 알킬렌-NHCO-아릴, 폴리(옥시-C1-C12 알킬렌), 아릴, C1-C18 알킬렌아릴, -(O-SiR'2)1-32-O-SiR'3(여기서, R'는 C1-C12 알킬, 페닐, 벤질 또는 C1-C12 알콕시이다), 헤테로사이클릴 또는 C1-C18 알킬렌-헤테로사이클릴(여기서, 아릴 및 헤테로사이클릴 라디칼은 탄소원자 또는 헤테로원자 상에서 C1-C12 알킬, C1-C4 알케닐, C1-C4 알콕시, 하이드록시-C1-C4 알킬, 아미노-C1-C4 알킬, C1-C4 알킬이미노, 카복실, 하이드록실, 아미노, 니트로, 시아노, 할로겐, C1-C12 아실, C1-C4 할로게노알킬, C1-C4 알킬카보닐, C1-C4 알킬카보닐옥시, C1-C4 알콕시카보닐, C1-C4 알킬아미노카보닐, C1-C4 알킬카보닐이미노, C6-C10 아릴카보닐, 아미노카보닐, 아미노설포닐, C1-C4 알킬아미노설포닐, 페닐, 나프틸 또는 헤테로아릴에 의해 모노치환 또는 폴리치환될 수 있다)이고;
    R19는 C4-C11 알킬렌, -(C2H4-O-)1-17-(CH2)1-2- 또는 -(C2H4-NR-)1-17-(CH2)1-2-(여기서, R은 수소 또는 C1-C12 알킬이다)이고;
    X는 Y, -CO-CH2-CO-,
    Figure 712007002652787-pct00063
    Y는
    Figure 712007002652787-pct00072
    o-, p-, m-C6-C14 아릴렌, 또는 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자를 갖는 C4-C14 헤테로아릴렌이고;
    R60은 C1-C32 아실, C1-C22 알킬, C2-C22 알케닐, C1-C18 알킬렌-C6-C10 아릴, C1-C22 알킬렌-헤테로사이클릴, C6-C10 아릴, 또는 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 1, 2, 3 또는 4개의 헤테로원자를 갖는 C4-C14 헤테로아릴이고;
    R61 및 R64는 (CH2)1-18, C1-C12 알킬렌-C6-C10 아릴렌, C6-C10 아릴렌 또는 C0-C12 알킬렌-헤테로사이클릴이고;
    Z는 -NH- 또는 -O-이고;
    A1 - 및 A3 -는 -COO-, -SO3 -, -OSO3 -, -SO2 -, -COS-, 또는 -CS2 -이고;
    A2는 -SO2Na, -SO3Na, -SO2H, -SO3H 또는 수소이고;
    R69 및 R70은 서로 독립적으로 수소, C1-C32 알킬(여기서, 알킬 쇄는 -NH-CO-, -CO-NH-, -CO-O- 및 -O-CO-로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 기를 함유할 수 있다), C1-C18 알킬렌-아릴, C0-C18 알킬렌-헤테로사이클릴, C1-C18 하이드록시알킬, C1-C18 할로게노알킬, 아릴, -(CH2)3-SO3 -,
    Figure 712007002652787-pct00073
    이고;
    R71 및 R72는 -(CH2)1-12-이고;
    R73 및 R74는 수소 또는 C1-C22 알킬이다.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    암모늄 이온이 N, O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된 1 내지 4개의 원자가 고리에 존재하는 지방족 또는 방향족 5 내지 12원 헤테로사이클릭 라디칼이며, 이 때 2 내지 8개의 고리가 축합가능한 전하 조절제.
  7. 제 1 항에 있어서,
    양이온성 금속 착물이 금속 카복실레이트, 금속 살리실레이트, 금속 설포네이트, 1:1 금속-아조 착물 또는 금속 디티오카바메이트로서 하나 이상의 추가의 리간드를 함유할 수 있는 것인, 전하 조절제.
  8. 제 1 항에 있어서,
    유기 양이온이 하기 화학식 x의 불화 암모늄 이온인 전하 조절제:
    화학식 x
    Figure 712007002652787-pct00066
    상기 식에서,
    R28은 탄소수 5 내지 11의 과불화 알킬이고;
    R29, R30, 및 R31은 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 5의 알킬이다.
  9. 규산염이 헥토라이트, 베이델라이트, 일라이트, 무스코바이트, 크산토필라이트, 마가라이트, 세피올라이트, 사포나이트, 운모, 펠드스파, 논트로나이트, 몬트모릴로나이트, 스멕타이트, 벤토나이트, 파우자사이트, 제올라이트 A, X 또는 Y, 퍼뮤타이트, 사실 또는 이들의 조합물이고, 양이온이 하기 화학식 x의 이온인 염형 구조화 규산염:
    화학식 x
    Figure 112007005376237-pct00067
    상기 식에서,
    R28은 탄소수 5 내지 11의 과불화 알킬이고;
    R29, R30, 및 R31은 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 5의 알킬이다.
  10. 삭제
  11. 결합제; 및 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 전하 조절제를 포함하는 전자 사진 토너로서,
    상기 결합제의 양이 전자 사진 토너의 총 중량을 기준으로 30 내지 99.99중량%이고,
    상기 전하 조절제의 양이 전자 사진 토너의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 50중량%인,
    전자 사진 토너.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    전자 사진 토너 또는 현상제, 분말 코팅물, 일렉트럿트(electret) 물질 또는 정전기 분리 공정에서 정전기적 전하량을 조절하는데 사용되는 전하 조절제.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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