SE435766B - I verme fixerbart tonarpulver for framkallning av latenta elektrostatiska bilder, forfarande for framstellning av tonarpulvret samt en anvendning av tonarpulvret - Google Patents

Description

vsøeszv-o partiklar innehåller ett isolerande termoplastmaterial, som är blandat med relativt stora bärarpartiklar. Genom kontakt med eller friktion mot bärarpartiklarna erhåller tonarpar- tiklarna en elektrostatisk laddning och som en följd härav häftar de vid bärarpartiklarna. I allmänhet väljs samman- sättningen hos tonar- och bärarpartiklar på ett sådant sätt att tonarpartiklarna antar en laddning med motsatt polaritet jämfört med den för framkallning avsedda latenta elektrosta- tiska bilden. När framkallaren bringas i kontakt med bilden frigörs tonarpartiklarna från bärarpartiklarna genom bildens elektrostatiska laddning och avsätts på den latenta bilden, vilket resulterar i att denna blir synlig.

Exempel på lämpliga bärarpartiklar innefattar bl.a. pnlver- formig metall, exempelvis järn eller nickel, metalloxid, exempelvis kromoxid eller aluminiumoxid, glas, sand och kvarts. l praktiken har metallbärarpartiklar, i synnerhet järnpartik- lar, fått vidsträckt användning. Järnpartiklar används i själva verket i stor utsträckning i pulverframkallare för s.k. magnetborstframkallning, där framkallaren överförs till den för framkallning avsedda elektrostatiska bilden medelst magnetiska transportorgan i form av en roterande pulverborste.

Framkallare av enkelkomponenttyp innefattar ett tonarpulver, som antingen är isolerande eller praktiskt taget isolerande, dvs. som i allmänhet har en specifik resistans över 101%!! . cm, eller som görs ledande genom att man applicerar ett fin- fördelat, elektriskt ledande material på ytan av pulverkor- nen eller homogent fördelar detta material däri, så att tonar- l pulvrets resistans i allmänhet ligger väl under lolglï. cm.

Dylika framkallare appliceras i allmänhet på den för framkall- ning avsedda latenta bilden med hjälp av ett magnetborst- framkallarsystem. I detta fall innehåller tonarpulvret ett magnetiserbart järnpigment, som även kan tjäna såsom färgämne.

Kolsvart sätts i allmänhet till det termoplastiska materialet såsom färgande beståndsdel i fråga om svarta tonarpulver, 7908527-0 medan organiska färgämnen tillsätts ifråga om färgade tonar- pulver, exempelvis för användning vid elektrografiska fler- färgsreproduktionsprocesser. Kända naturliga eller syntetis- ka polymerer eller hartser används såsom termoplastiskt ma- terial. Exempel pâ lämpliga termoplastiska material är poly- styren, sampolymerer av styren med ett akrylat och/eller metakrylat, polyamider, modifierade fenol-formaldehydhart- ser, polyesterhartser och epoxihartser.

Den under framkallningen alstrade pulverbilden fixeras där- efter. Detta kan äga rum direkt pâden yta på vilken bilden har alstrats eller efter överföring till en annan mottagande yta. Fixering äger i allmänhet rum genom upphettning med hjälp av strâlningsenergi eller genom en kombination av vär- me och tryck i en s.k. kontaktfixeringsapparat, varvid pul- verbilden bringas i kontakt med en upphettad yta, såsom en vals och/eller ett band.

Tonarpulver innefattar i huvudsak ett epoxiharts, vars ur- sprungliga epoxigrupper har blockerats på ett visst sätt och i en viss procentuell utsträckning, såsom avslöjas i den offentliggjorde svenska patentansökningen 77.05868-3. De däri beskrivna tonarpulvren består till minst 50% av ett epoxi- harts med en epoxiekvivalentvikt (EEV-värde) av minst 10 000, vilket har uppnåtts genom blockering av epoxihartsets initi- ella epoxigrupper dels genom kemisk omsättning med en enfunk- tionell karboxylsyra och/eller en enfunktionell fenol och dels genom koppling eller bindning medelst en intramolekylär reaktion eller medelst en flerfunktionell epoxihärdare.

Nyssnämnda tonarpulver synes uppfylla de baskrav som man ställer på tonarpulver, såsom en klart definierad polaritet, goda laddningsegenskaper, adekvat laddningsbarhet, jämn ladd- ningsfördelning, laddningsstabilitet och låg känslighet med avseende på ljus och temperatur, goda fixeringsegenskaper, lätt reproducerbara fixeringsegenskaper, termisk stabilitet och en god beständighet vid långvarigt bruk. j - 719985274) Tonarpulvrets glasövergångstemperatur (Tg) och läget av tonar- pulvrets smältintervall kan signifikant reduceras genom till- sats av föreningar, som enligt den offentliggjorda svenska patentansökningen 75.l2974-2 betecknas såsom medel för främ- jande av upplösningen av vissa bestämda färgämnen i epoxi- hartser och vilka föreningar vidare betecknas såsom samlös- ningsmedel, under framställningen av de tonarpulver som av- slöjas i ovannämnda svenska patentansökan 77.05868-3. På detta sätt är det möjligt att erhålla tonarpulver, vars Tg- värden ligger strax över den minsta gräns som krävs för till- fredsställande användning, i allmänhet mellan 45 och 55°C, medan smältintervallets undre gräns börjar strax över Tg- värdet. Dylika tonarpulver kan snabbt fixeras på ett tillfreds- ställande sätt genom tillförsel av ett minimum av värme, vil- ket leder till väsentliga praktiska fördelar.

Det har emellertid visat sig att användningen av ovannämnda Wsamlösningsmedel för det angivna syftet leder till ett antal mindre önskvärda bifenomen.

Redan under framställningen av det tonarpulver till vilket samlösningsmedlet sätts avdunstar en icke oväsentlig del där- av. Under den tid tonarpulvret befinner sig i kopieringsappa- raten avdunstar vidare en del av samlösningsmedlet i tonar- pulvret, vilket leder till risk för migrering av laddningsre- gulatorn och nedsmutsning av kopieringsapparaten och bärarpar- tiklarna. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett tonarpulver, som är baserat på ett blockerat epoxiharts med ett lågt Tg-värde och vars smältintervall begynner strax över Tg-värdet, utan behov av ett samlösningsmedel och under undvikande av ovannämnda olägenheter.

Tonarpulvret enligt uppfinningen innefattar i huvudsak finför- delade tonarpartiklar, som innehåller färgande beståndsdelar, eventuellt en laddningsregulator och termoplastiskt material, “?908527~0 som i huvudsak innefattar ett epoxiharts, vars ursprungliga epoxigrupper har blockerats dels genom kemisk omsättning med en enfunktionell organisk förening och dels genom kopp- ling och/eller bindning, varvid tonarpulvret utmärks av att epoxihartset har en epoxiekvivalentvikt ungefärligen mellan 2000 och 7500 och innefattar ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxigrupperna i ett epoxi- harts med en rrolvil vikt av högst ca 700, varvid epoxigrupperna har blockerats till ca 25-95% genom kemisk omsättning med en enfunktionell karboxylsyra, fenol eller diarylsulfonamid och till ca 5-75% genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion med hydroxylgrupperna i själva epoxihartset och/ eller medelst en epoxihärdare, eller innefattar blandning av minst 20 viktdelar av ett dylikt modifierat epoxiharts med högst 80 vikt delar av ett fenoxiharts och/eller ett modifi- erat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av minst 5% av epoxigrupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 1500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 900 ge- nom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reak- tion eller en epoxihärdare.

Med epoxiharts avses i föreliggande sammanhang en kondensa- tionsprodukt av en polyfenol, i synnerhet en bisfenol, med en halohydrin, speciellt epiklorhydrin. Med fenoxiharts avses en produkt av epoxihartstyp, vid vars framställning 4,4”-isopro- pylidendifenol används såsom bifunktionell epoxihärdare. I allmänhet har de en linjär struktur och en molvikt melïan 10 000 och 80 000. Ett kommersiellt tillgängligt fenoxiharts är Rütapox 0717 (molvikt 30 000) från firma Bakelite.

Exempel på epoxihartser med en molvikt av högst l000 och en epoxiekvivalentvikt av högst 700 och vilka är lämpliga för framställning av tonarpulvret enligt uppfinningen är Epikote 1002 (genomsnittlig molvikt - i det följande benämnd MV ~ 1050 och epoxiekvivalentvikt - i det följande benämnd EEV - 575-700,), Epikote 1001 (MV 900, EEV 450-500), Epikote 828 p?nossz?~e (MV 370, EEV 184-194) och Epikote 827 (MV 360, EEV 180-190).

Exempel på epoxihartser med en molvikt av minst ca l500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 900 och som är lämpliga för framställning av ett tonarpulver enligt uppfinningen är Epikote 1004 (MV 1400, EEV 850-940), Epikote 1006 (MV 2800, EEV 1550-1900) och Epikote 1009 (MV 3750, EEV 2300-3400).

Epikote är en produkt som tillhandahålls av Shell och MV- och EEV-data är de som tillhandahålls_av tillverkaren. vid framställning av ett tonarpulver enligt uppfinningen är det föredraget att använda ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxigrupperna i ett flytande epoxiharts med en molvikt av högst ca 500 och en epoxiekviva- lentvikt av högst ca 300, varvid blockeringen har skett till ca 50-95% genom kemisk omsättning med en enfunktionell kar- boxylsyra, fenol eller diarylsulfonamid och till ca 5-50% genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reak- tion och/eller en epoxihärdare.

Pâ detta sätt är det möjligt att erhålla tonarpulver, vars Tg- värden ligger mellan ca 45 och 55°C och som uppvisar breda smältintervall, som begynner strax över det sistnämnda värdet, företrädesvis efter blandning med fenoxiharts och/eller med ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxigrupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 2500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 2000, varvid blockeringen till minst 5% har skett genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion och/eller en epoxi- härdare.

Dylika tonarpulver är speciellt lämpliga för användning i hög- hastighetskopieringsapparater med en kontaktfixeringsanordning.

Jämfört med konventionella tonare, exempelvis tonare baserade på styren-akrylatpolymerer, kan de fixeras på ett utmärkt sätt vid en ytterst låg temperatur på några hundradels sekunder. vaeaszv-n De enfunktionella karboxylsyror, fenoler eller diarylsulfon- amider som används för blockering av det epoxiharts eller de epoxihartser som väljs såsom utgängsmaterial får, bortsett från karboxyl-, hydroxi- eller amidgruppen, icke innehålla nâgra ytterligare substituenter, som kan reagera med epoxi- hartsets reaktiva grupper under de betingelser som råder vid modifieringsprocessen.

Karboxylsyror, som med speciell fördel kan användas, är aro- matiska karboxylsyror, såsom bensoesyra och sådana som är substituerade med en eller flera alkyl-, aralkyl-, cykloal- kyl-, aryl-, alkylaryl-, alkoxi- eller aryloxigrupper och som under de betingelser som råder vid modifierinqsprocessen icke är flyktiga eller i huvudsak icke flyktiga. Exempel på dyli- ka karboxylsyror är 2,4-dimetylbensoesyra, 4-(Ci,0¿-dimetyl- bensyl)-bensoesyra, 4-fenylbensoesyra och 4-etoxibensoesyra.

Det är emellertid även möjligt att använda alifatiska kar- boxylsyror, såsom exempelvis heptansyra, nonansyra, dodekan- syra, isododekansyra, hexadekansyra och oktadekansyra.

Exempel på lämpliga fenolföreningar är å-n-butylfenol, 4-n- pentylfenol, 2,3,4,6-tetrametylfenol, 2,3,5,6-tetrametyl- fenol, 4-(C2,C$-dimetyl)-bensylfenol, 4-cyklohexylfenol, 3- metoxifenol, 4-metoxifenol och 4-etoxifenol. Av ovannämnda föreningar föredras i synnerhet substituerad eller osubstitu- erad bensoesyra och 4-(CV,0l-dimetyl)-bensylfenol.

Exempel på lämpliga diarylsulfonamider är bensensulfonanilid och derivat därav, exempelvis sådana vari en eller två bensen- kärnor uppbär en eller flera lägre alkyl- eller alkoxigrupper.

Ehuru det är möjligt att separat blockera epoxigrupperna i de såsom utgângsmaterial valda epoxihartserna och därefter framställa tonarpulvret med hjälp av på så sätt erhållet modi- fierat epoxiharts eller blandningar av modifierade epoxihart- ser, kan blockeringen även äga rum under framställningen av tonarpulvret, vilket leder till avsevärda besparingar vad gäl- ?9Ûi8527 = ß ler tid och arbete. Det har visat sig att blockeringsprocessen lätt kan hållas under kontroll och lätt kan regleras i erfor- derlig utsträckning. På detta sätt är det möjligt att erhålla ett "skräddarsytt" tonarpulver av speciellt god kvalitet. En annan fördel med ett dylikt kmnbinerat framställningsförfarande är att i många fall, då det är önskvärt att framställa ett tonar- pulver med en positiv laddningsregulator av amintyp, den po- sitiva laddningsregulatorn även kan utnyttjas för att ombe- sörja att blockeringen förlöper adekvat, vilket således eli- minerar behovet av en separat katalysator eller annat till- satsmedel.

Tonarpulvren enligt uppfinningen kan framställas medelst me- toder, som är allmänt kända för framställning av tonarpulver, exempelvis genom knådning, strängsprutning eller varmsmält- ning.

Enligt de tvâ förstnämnda metoderna sammanblandas i allmänhet hartset, de färgande beståndsdelarna och eventuella övriga beståndsdelar, exempelvis en laddningsregulator, vid en tem- peratur av ca 90-l30oC, medan vid den sistnämnda metoden man utnyttjar temperaturer av ca 150-250°C. Efter kylning mals det erhållna materialet till partiklar med önskad finhetsgrad, i allmänhet 2-50 pm.

Av de tre ovannämnda framställningsmetoderna har varmsmält- ningsmetoden visat sig vara den mest lämpliga för framställ- ning av tonarpulvret enligt uppfinningen, i synnerhet om blockeringsreaktionerna skall äga rum under själva framställ- ningen av tonarpulvret, vilket är fördelaktigt av ovan redo- visade skäl. Det tonarpulver som framställs medelst denna föredragna metod visar sig t.o.m. ha bättre egenskaper än när de tvâ övriga metoderna utnyttjas, och detta gäller speciellt kvaliteten och reproducerbarheten av laddningen, stabiliteten och fixeringsegenskaperna. Detta är en följd av det faktum att det med den föredragna metoden är lätt att kontrollera och reglera temperaturerna och uppehållstiderna. 7988527-0 Om det är önskvärt att framställa ett tonarpulver, vars modi- fierade epoxiharts delvis erhålls utgående från ett flytande epoxiharts och delvis utgående från ett fast epoxiharts, kan de två hartserna sammanblandas före utförande av blookerings- reaktionen. Det är emellertid även möjligt att i en första fas blockera epoxigrupperna i det som utgångsmaterial valda flytande epoxihartset till en viss andel av den slutligen önskade procentuella blockeringsgraden men företrädesvis till minst 70-80% därav genom omsättning med någon av ovannämnda enfunktionella blockeringsmedel, företrädesvis i kombination med den intramolekylära reaktionen. Efter detta tillsätts det fasta epoxiharts eller den blandning av epoxihartser som har valts såsom utgångsmaterial och blockeringen tillåts nu i en andra fas förlöpa till dess önskad slutlig procentuell blocke- ringsgrad har uppnåtts. De övriga beståndsdelarna tillsätts företrädesvis i den första fasen i syfte att uppnå maximal homogenitet vid blandning.

Tonarpulvren enligt uppfinningen uppladdas i allmänhet till- räckligt negativt med avseende på konventionella bärare, så- som exempelvis järnpulver eller järnbelagt pulver, så att något behov av att tillsätta en laddningsregulator för detta ändamål ej föreligger. Emellertid kan, om så önskas, en nega- tiv laddningsregulator tillsättas. En förening, som kan ut- nyttjas för detta ändamål, är exempelvis Atlac 382E (poly- 4,4'-isopropylidendifenyl-propylenoxid-fumarat), som tillhan- dahålls av Atlas Company.

Tonarpulvren kan blandas med speciella bärare, som är kända för detta ändamål, i syfte att erhålla en tvåkomponentsfram- kallare, vari tonarpulvret enligt uppfinningen antar en posi- tiv laddning. Dylika bärare avslöjas exempelvis i de brittis- ka patentskrifterna l 251 752, l 342 748, l 373 000, l 389 744 och l 438 973.

Om det är önskvärt att blanda tonarpulvret enligt uppfinning- en med en konventionell bärare, såsom järn, nickel, metall- oxid, glas, sand eller kvarts, måste pulvret innehålla en po- 'ïåüâfåïš-Û 10 sitiv laddningsregulator för att tonarpulvret skall erhålla en tillräckligt positiv laddningsbarhet. För detta ändamål är det möjligt att använda någon av de konventionella posi- tiva laddningsregulatorerna, varav den mest kända är nigro- sinbas och nigrosinhydroklorid. Den föredragna positiva ladd- ningsregulatorn för tonarpulvret enligt uppfinningen är emel- lertid en epoxiamin, som utgör den kemiska reaktionsprodukten av ett epoxiharts med en basisk amin.

Någon av de många typerna av kommersiellt tillgängliga epoxi- hartser kan användas vid framställningen av dylika epoxi- aminer.

Det epoxiharts som väljs såsom utgângsmaterial har företrädes- vis en molvikt av högst 1500 och en epoxiekvivalentvikt av mellan 150 och 1000. Exempel på dylika kommersiella produkter är Epikote 828, 1001 och 1004. Det epoxiharts som väljs såsom utgångsmaterial omsätts'med en basisk amin, som måste vara en primär eller sekundär, en- eller flerfunktionell amin med ett pKa-värde överstigande 3 och företrädesvis mellan 8 och 11.

En amins funktionalitet bestäms av antalet väteatomer på de basiska kväveatomerna i molekylen. För förståelse av pKa-vär- det hänvisas till boken"Dissociation Constants of Organic Bases in Aqueous Solution", utgiven av the International Union of Pure and Applied Chemistry, 1965, sid. l-2.

En ytterligare fördel med att använda en epoxiamin såsom po- sitiv laddningsregulator är att det genom val av en utgångs- amin med ett givet pKa-värde är möjligt att reglera det fram- ställda tonarhartsets laddningsbarhet inom vissa gränser. Det- ta leder till en större frihet i valet av bärare, som skall användas i framkallaren, och ett ökande behov därav föreligger. vid framställning av epoxiaminen är det föredraget att använda substituerade eller osubstituerade lågmolekylära alifatiska aminer liksom cykloalifatiska och heterocykliska aminer. Exem- pel på osubstituerade, enfunktionella alifatiska aminer, som 7908527-0 11 med fördel kan användas, är dipropyl-, diisopropyl-, dibutyl-, dipentyl- och dihexylaminer. Speciellt goda resultat uppnås med alifatiska hydroxialkylaminer och i synnerhet 2-metyl- aminoetanol och 2,2'-iminodietanol. Exempel på flerfunktio- nella aminer, som har provats med framgång, är 2-aminoetanol, etylendiamin, dietylentriamin och 2,2”-(etylendimáno)dietanol.

Epoxiaminerna kan lätt blandas med tonarhartset till följd av att deras struktur är nära besläktad med strukturen av det modifierade epoxihartset, varför migreringsbenägenheten är mycket ringa. Såsom en följd härav har det därav framställda tonarpulvret en god och jämn laddningsbarhet och en god ladd- ningsstabilitet. Till följd av att de även är praktiskt taget färglösa är det möjligt att därav framställa positivt ladd- ningsbara tonarpulver i varje önskad färg.

Den använda mängden epoxiamin ligger i allmänhet mellan 0,01 och 1 basekvivalent/kg tonare, varvid mängden bl.a. är bero- ende på den bärare som skall användas i framkallaren tillsam- mans med tonarpulvret. Med hittills använda bärare uppnås den önskade laddningsnivån i de flesta fall om mellan 0,025 och 0,25 basekvivalenter i form av en epoxiamin är närvarande per kg tonarpulver.

Tonarpulvret enligt uppfinningen kan även användas såsom en- kelkomponentframkallare, dvs. utan bärare, i syfte att åstad- komma s.k. enkelframkallning. Därvid föredras användningen av magnetborstframkallningsmetoden, där tonarpulvret appliceras på den för framkallning avsedda ytan i form av en pulverborste, som bildas på den roterande ytterytan av en framkallnings- vals med en magnetisk kärna. För detta ändamål är finfördelat magnetiserbart material, exempelvis järnpartiklar, homogent dispergerade i tonarpartiklarna. Nämnda material blandas i all- mänhet intimt med tonarhartset under framställningen av tonar- pulvret, när det fortfarande föreligger i vätskefas. Den er- forderliga mängden järnpulver uppgår i allmänhet till 30-80 vikt%,räknat på hartset. vsosszv-o l2 Det har visat sig vara fördelaktigt att även använda en ladd- ningsregulator i tonarpulvret för användning av ett dylikt pulver enligt uppfinningen såsom enkelkomponentframkallare.

Detta gäller närmare bestämt för framkallning av negativa elektrostatiska bilder, i vilket fall en positiv laddningsre- gnlator naturligtvis måste användas.

Uppfinningen åskådliggörs närmare medelst följande utförings- exempel, vari temperaturangivelserna avser Celsiusgrader.

Exempel l Följande beståndsdelar infördes i tur och ordning i ett bland- ningskärl, som var försett med omrörare och oljebadsupphett- ning: 22,0 g Epikote 828 (EEV = 185) 19,0 g 4-0¿,°¿-dimetylbensylfenol 6,0 g av en reaktionsprodukt av Epikote 1001 med 2- metylaminoetanol såsom positiv laddningsregu- lator 6,0 g kol Blandningen upphettades därefter till 1800 och omrördes vid denna temperatur under 90 minuter. Det fenoliska blockerings- medlet reagerade kvantitativt med epoxihartset, varvid åter- stoden uppgick till mindre än 0,l%. Blandningens EEV-värde var 3800, vilket innebar att ca 88% av epoxigrupperna hade reagerat. Därefter tillsattes 47,0 g Epikote 1009 (EEV = 3150) och omröringen fortsattes vid 200° under 90 minuter. Bland-D ningens EEV-värde var nu 4250, vilket innebar att ca 82% av samtliga epoxigrupper i de två epoxihartserna hade reagerat.

.Den kylda satsen maldes och siktades för erhållande av par- tiklar med en storlek av ca 8-25 pm. Glasövergångstemperatu- ren (Tg) var 5l°, uppmätt med ledning av ett DSC-termogram, som hade upptagits med en Du Pont 990 termoanalysator. 4 de~ lar av tonaren blandades med 96 delar oxiderat järnpulver. 79085 27 ~ 0 13 Laddningen var ïlâ FC/g och permanensen översteg 100 000 kopior. Vid användning av tonaren i en kopieringsapparat under praktiska betingelser kunde man icke notera några o- fördelaktiga egenskaper, som kunde hänföras till närvaron av fria epoxigrupper. Tonaren hade mycket gynnsamma fixerings- egenskaper.

Vid användning i en kopieringsapparat med en kontaktfixerings- anordning, försedd med en silikongummiöverdragen vals, vars överskikt hade åldrats i förväg (mätanordning A), kunde man notera ett fixeringsintervall av 75-1030 (280) ifråga om en effektiv kontakttid om 1,6 sekunder. Den undre gränsen av fixeringsintervallet är den temperatur vid vilken bilden är nätt och jämnt fixerad. Den övre gränsen är den temperatur vid vilken s.k. "offsetbilder" börjar uppträda genom över- föring av bilden till fixeringsvalsen och därifrån åter till papperet. Fixeringsintervallet hos ett kommersiellt tillgäng- ligt tonarpulver på basis av styren-butylakrylatsampolymer ar 1o2-133°.

Det tonarpulver som framställdes på ovan beskrivna sätt fixe- rades perfekt i en kontaktfixeringsapparat, vars silikongummi- vals var belagd med en tunn beläggning av silikonolja (mät- anordning B), med en effektiv kontakttid av 0,03 sekunder och en kontaktvalstemperatur av 1650. En kontaktvalstemperatur av 2100 är erforderlig för att fixera tonarpulver enligt tekni- kens ståndpunkt baserade på styren-butylakrylatsampolymer på samma tid.

Exemgel 2 Förfarandet enligt exempel 1 upprepades men i detta fall an- vändes 47 g Epikote 1006 (EEV = 1690) i stället för Epikote 1009. Blandningstiden var 160 minuter och Tg var 530.

Tonarblandningens EEV-värde var 5070 (87% av epoxigrupperna hade reagerat). 1soss2v+o 14 Tonarens egenskaper var i överensstämmelse med egenskaperna hos tonaren i exempel l.

Exemgel 3 Exempel l upprepades men i detta fall användes bensoesyra såsom blockeringsmedel i stället för 4-fil,dL-dimetylbensyl- fenol. Blandningstiden efter tillsats av Epikote 1009 var 40 minuter.

Beståndsdelar: 26,0 g Epikote 828 (EEV = 185) 12,0 g bensoesyra 6,0 g av en reaktionsprodukt av Epikote 1001 och 2- metylaminoetanol 6,0 g kol 50,0 g Epikote 1009 (EEV = 3l50).

Tg var 490. EBV-värdet var 5600 (dvs. 88% av epoxigrupperna hade reagerat).

Smältintervallet i mätanordning A var 88-l22° (intervallbredd s4°) .

Den under gränsen i mätanordningen B var 1710.

I en framkallare såsom beskrivs i exempel l var tonarpolari- teten positiv.

Exemgel 4 En blandning av 28,7 g Epikote 828 (EEV = 185) 24,3 g 4-°lߥ-dimetylbensylfenol 6,0 g av en reaktionsprodukt av Epikote l00l och 2- metylaminoetanol 7908527-0 15 upphettades under 90 minuter under omröring vid l80O, var- efter 41,0 g Epikote 1009 (EEV = 3150) tillsattes och om- röringen fortsattes under 360 minuter vid 200°. Satsen över- fördes till en laboratorieknâdare och omrördes vid knådnings- jämnviktstemperaturen under 60 minuter med 100 g magnetit (pigment).

Den kylda satsen maldes därefter, underkastades en i och för sig känd värmeförädlingsbehandling och siktades till en par- tikelstorleksfördelning av mellan ca 10 och 30}nn. Enkelkomf ponenttonaren kunde med fördel användas för framkallning av negativt laddade fotoelektriska ledare (bl.a. sådana baserade på ZnO) och kunde fixeras på vanligt papper med den i exempel 1 beskrivna fixeringsanordningen (1,6 sekunders kontakttid) mellan 93 och 1250.

Tonarens Tg-värde var 470.

EEV-värdet, baserat på den organiska substansen (exklusive magnetit), var 5100, dvs. 88% av epoxigrupperna hade reage- rat.

Exempel 5 Exempel l upprepades men med följande beståndsdelar: 25,3 g Epikote aza (EEV = 185) 21,7 g IL-olnat-aimetylbensylfenol 0,5 g tetrametylammoniumklorid 6,0 g kol 46,5 g Epikote 1009 (EEV = 3150) Tonarens termiska egenskaper var ungefärligen desamma som för tonaren i exempel 1. Tonaren förlänades en negativ polaritet när den blandades med termiskt blånat järnpulver i ett för- hållande av 96 g järn: 4 g tonare. :zàeaszv-o 16 Tg-värdet var 520 och EEV-värdet var 4100.

Exempel 6 En tonare framställdes genom att man under 90 minuter i ett blandningskärl blandade: 45,3 g Epikote 1001 (EEV = 495) 12,6 g 4-øl,cl -dimetylbensylfenol .6,0 g av en reaktionsprodukt av Epikote l0Ol och 2- metylaminoetanol f 8,0 g kol.

Därefter tillsattes 28,0 g Epikote 1009 (EEV = 3500) och blandningen omrördes vid 200° under ytterligare 90 minuter.

Efter kylning maldes satsen och siktades för erhållande av partiklar med en storlek av från ca 8 till 25 Fm. Tg-värdet var 630 och EEV-värdet var 5400, vilket innebar att ca 79% av de i utgångsmaterialet ursprungligen närvarande epoxigrup- perna hade blockerats.

Ett framkallarpulver innefattande 4 vikt% avdetpå så sätt framställda tonarpulvret i blandning med 96 vikt% av ett järn- pulver gav goda kopior och uppvisade hög permanens vid lång- varigt bruk. Tonarpulvret kunde fixeras vid relativt låga temperaturer och hade en hög pulverstabilitet.

Exempel 7 Exempel l upprepades men under uteslutning av blockeringsmed- let 4-0¿,°¿ -dimetylbensylfenoL Efter blandning 2 timmar er- hölls en gummiartad blandning, som icke kunde malas och som icke längre var fixerbar.

Exempel 8 Ett tonarpulver framställdes genom att man under 90 minuter 7908527-0 17 vid en temperatur mellan 970 och 1000 blandade: 16,6 g Epikote 828 (EEV = l85) 14,4 g 4- dßct-dimetylbensylfenol 8,0 g kol 6,0 g nigrosin (såsom laddningskontrollerande medel).

Därefter sattes till den på så sätt erhållna blandningen 50,8 g Epikote 1004 (EEV = 887) 4,2 g av en Epikote-bryggbildare (tillhandahålls av firma Anchor Chemical under varunamnet E.D.A.- 870) .

Blandningen fortsattes därefter under ytterligare 120 minuter vid en temperatur av ca 90° och slutligen kyldes blandningen, maldes och siktade.s för erhållande av partiklar inom inter- vallet 10-25 pm. Tg-värdet var 590 och EEV-värdet var 3440. 4 delar av tonarpartiklarna blandades med 96 delar oxiderat järnpulver. Den (positiva) laddningen var ca 17 pC/g och per- manensen översteg 150 000 kopior. Tonaren uppvisade synnerli- gen gynnsamma fixeringsegenskaper vid användning i en kontakt- fixeringsanordning av rullbandstyp och liade ett fixeringsin- tervall av 9s-16o° (intervallbreda ss°).

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 'rsnsszv-o ' 12/ Patentkrav

1. I värme fixerbart tonarpulver för framkallning av latenta elektrostatiska bilder, vilket pulver i huvudsak innefattar finfördelade tonarpartiklar, som innehåller färgande bestånds- delar, eventuellt en laddningsregulator och termoplastiskt material, som i huvudsak består av epoxiharts, vars ursprung- liga epoxigrupper har blockerats delvis genom kemisk omsätt- ning med en enfunktionell organisk_förening och delvis genom koppling och/eller bindning, k ä n n e t e c k n a t därav, att epoxihartset har en epoxiekvivalentvikt mellan ca 2000 och 7500 och innefattar ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxigrupperna i ett epoxi- harts med en molvikt av högst ca 1000 och med en epoxiekvi- valentvikt av högst ca 700, varvid blockeringen till ca 25- 95% har skett genom kemisk omsättning med en enfunktionell karboxylsyra, fenol eller diarylsulfonamid och till ca 5-75%_ genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion med hydroxylgrupperna i själva hartset och/eller medelst en epoxihärdare, eller består av en blandning av minst 20 viktdelar av ett dylikt modifierat epoxiharts och högst 80 viktdelar av ett fenoxiharts och/eller ett modifie- rat epoxiharts, som har erhållits genom minst 5% blockering av epoxigrupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 1500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 900 genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion eller en epoxihärdare.

2. Tonarpulver enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t .där- av, att minst 20 vikt% av det modifierade epoxihartset har er- hållits genom blockering av epoxigrupperna i ett flytande epoxiharts med en molvikt av högst ca 500 och en epoxiekvi- valentvikt av högst ca 300, varvid blockeringen till ca 50- 95% har skett genom kemisk omsättning med en enfunktionell karboxylsyra, fenol eller diarylsulfonamid och till ca 5-50% genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion och/eller en epoxihärdare. 10 15 20 25 30 35 '7908527-0 f?

3. Tonarpulver enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t där- av, att högst 80 vikt% av det modifierade epoxihartset består av ett fenoxiharts och/eller ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av minst 5% av epoxigrupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 2500 och en epoxi- ekvivalentvikt av minst ca 2000 genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion och/eller en epoxi- hårdare.

4. Tonarpulver enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att 4-fX,0<-metylbensylfenol används vid blockeringsprocessen.

5. Tonarpulver enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en substituerad eller osubstitue- rad bensensulfonanilid används vid blockeringsprocessen.

6. Tonarpulver enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det såsom laddningsregulator inne- håller en epoxiamin, som är reaktionsprodukten av ett epoxi- harts med en basisk amin.

7. Tonarpulver enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t där- av, att epoxiaminen är reaktionsprodukten av en basisk amin och ett epoxiharts med en molvikt av högst 1500 och en epoxi- ekvivalentvikt av 150-1000.

8. Tonarpulver enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k - n a t därav, att epoxiaminen är reaktionsprodukten av ett epoxiharts och en basisk amin med ett pKa-värde mellan 8.och 11.

9. Tonarpulver enligt något av kraven 6-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att epoxiaminen är reaktionsprodukten av ett epoxiharts och en substituerad eller osubstituerad alifatisk amin, i synnerhet en hydroxialkylamin.

10. Tonarpulver enligt något av föregående krav, k ä n n e - I _ få: -f-IÄ' 10 15 20 25 30 35 79085127 - 0 QQ t e c k n a t därav, att det innehåller finfördelat magneti- serbart material såsom färgande beståndsdel.

11. 'Förfarande för framställning av ett tonarpulver enligt krav 1, vilket pulver i huvudsak innefattar finfördelade tonarpartiklar, som innehåller färgande beståndsdelar, even- tuellt en laddningsregulator och termoplastiskt material, som i huvudsak består av epoxiharts, vars ursprungliga epoxigrup- per har blockerats delvis genom kemisk omsättning med en en- funktionell organisk förening-och delvis genom koppling och/eller bindning, varvid epoxihartset har en epoxiekviva- lentvikt mellan ca 2000 och 7500 och innefattar ett modifie- rat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxi- grupperna i ett epoxiharts med en molvikt av högst ca 1000 och med en epoxiekvivalentvikt av högst ca 700, varvid blockeringen till ca 25-95% har skett genom kemisk omsättning med en enfunktionell karboxylsyra, fenol eller diarylsulfon- amid och till ca 5-75% genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion med hydroxylgrupperna i själva hartset och/eller medelst en epoxihärdare, eller består av en blandning av minst 20 viktdelar av ett dylikt modifierat epoxiharts och högst 80 viktdelar av ett fenoxiharts och/eller ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom minst 5% blockering av epoxigrupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 1500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 900 genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion eller en epoxihärdare, .k ä.n n e t e c k n a t därav, att det epoxiharts eller de epoxihartser som har valts såsom utgângsmaterial blandas i flytande tillstånd vid tem- peraturer mellan 150 och 250°C med de övriga önskade bestånds- delarna, varvid blockeringsreaktionen äger rum under bland- ningsprocessen.

12. Förfarande enligt krav 11 för framställning av ett tonar- pulver enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t där- av, att de epoxigrupper som ursprungligen är närvarande i det såsom utgångsmatenial valda flytande epoxihartset blocke- ras i en viss procentuell andel av den slutligen önskade blockeringsgraden men företrädesvis i en andel av minst 70- 'raesiszv-n .U 80% därav, varefter det fasta harts eller den fasta blandning av epoxihartserna som har valts såsom utgângsmaterial till- sätts och blockering till den slutligen önskade blockerings- graden äger rum.

13. Användning av tonarpulvret enligt något av kraven 1-10 i tvâkomponentframkallare tillsammans med en bärare, med avseende på vilken tonarpulvret kan laddas triboelektriskt. 'f908527-0 i SAMMANDRAG Uppfinningen avser ett i värme fiüflflïfirt tonarpulver för fram- kallning av latenta elektrostatiska bilder, vilket pulver i hnvudsak innefattar finfördelade tonarpartiklar, som innehål- ler färgande beståndsdelar, eventuellt en laddningsregulator och termoplastiskt material, som i huvudsak består av epoxi- harts, vars ursprungliga epoxigrupper har blockerats delvis genom kemisk omsättning med en enfunktionell organisk före- ning och delvis genom koppling och/eller bindning, varvid tonarpulvret utmärks av att epoxihartset har en epoxiekviva-, lentvikt mellan ca 2000 och 7500 och innefattar ett modifierat epoxiharts, som har erhållits genom blockering av epoxigruper- na i ett epoxiharts med en molvikt av högst ca 1000 och med en epoxiekvivalentvikt av högst ca 700, varvid blockeringen till ca 25-95% har skett genom kemisk omsättning med en enfunktio- nell karboxylsyra, fenol eller diarylsulfonamid och till ca 5-75% genom koppling och/eller bindning medelst intramolekylär reaktion med hydroxylgrupperna i själva hartset och/eller me- delst en epoxihärdare, eller består av en blandning av minst 20 viktdelar av ett dylikt modifierat epoxiharts och högst 80 viktdelar av ett fenoxiharts och/eller ett modifierat epoxi- harts, som har erhållits genom minst 5% blockering av epoxi- grupperna i ett epoxiharts med en molvikt av minst ca 1500 och en epoxiekvivalentvikt av minst ca 900 genom koppling och/el- ler bindning medelst intramolekylär reaktion eller en epoxi- hårdare. w ann» 79085274) Pulvret är speciellt lämpligt för användning 1 en höghastig- hetskopieringsapparat med en kontaktfixeringsanordning och kan utmärkt väl fixeras vid en ytterst låg temperatur på några hundradels sekunder. Uppfinningen avser även ett förfarande för framställning av tonarpulvret och användningen därav.