WO2005015319A1 - Toner - Google Patents

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WO2005015319A1
WO2005015319A1 PCT/EP2004/007963 EP2004007963W WO2005015319A1 WO 2005015319 A1 WO2005015319 A1 WO 2005015319A1 EP 2004007963 W EP2004007963 W EP 2004007963W WO 2005015319 A1 WO2005015319 A1 WO 2005015319A1
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glass
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toner according
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Bernd Schultheis
Holger Köbrich
Harry Engelmann
Jose Zimmer
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Schott AG
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    • G03G9/09733—Organic compounds

Definitions

  • the invention relates to a toner which can be transferred to a metal, glass, glass ceramic or ceramic substrate or the like substrate of high temperature resistance and / or burned in a subsequent temperature process by means of electrophotographic printing processes or electrostatic coating processes and the ceramic and / or glassy particles contains a mixture of glass frits and a plastic toner matrix.
  • the invention further relates to a toner which can be transferred to a plastic substrate or similar substrate of low temperature resistance by means of electrophotographic printing processes or electrostatic coating processes and which contains organic ingredients and a toner matrix made of plastic, which in turn can contain ceramic and / or glassy particles.
  • the invention relates to a toner which can be transferred to a substrate by means of a screen printing process and which contains organic ingredients and a screen printing paste as a toner matrix.
  • DE 44 13 168 A1 shows ceramic, i.e. non-metallic, inorganic color compositions for decorating ceramic and glass products, which are applied to a paper support as a transfer agent in the electrophotographic reproduction process.
  • the paper backing is coated with gum arabic, polyvinyl acetate or wax.
  • the coloring substances copied onto the paper support are burned into the glassy or ceramic surface after being applied to the object to be printed.
  • the paper carrier burns. This indirect printing process is cumbersome and a completely residue-free burning of the paper carrier is not always guaranteed. These residues often lead to rejects.
  • the ceramic colors specified in these publications are specially designed for the decoration of ceramic articles. The colors cannot be used on special glass, glass ceramics and glasses with low thermal expansion.
  • toners with colored pigmentations are always used in order to enable color transfer to a substrate.
  • Substrates coated or printed in this way can be used in areas, for example in the kitchen or in the sanitary area, which are exposed to increased microbial attack.
  • the conventional toners offer no protection against this.
  • glass substrates are known from the prior art which can have an antimicrobial effect.
  • antimicrobial glasses have a biocidal effect and can also have a bacteriocidal and / or fungicidal and / or alkicidal effect.
  • Glasses of this type are also used in powder or fiber form or in the form of fine particles in order to kill unwanted microorganisms. In this capacity, they can be added to products such as paints, varnishes or polymer materials. They can also have anti-inflammatory, wound healing and light absorbing and light scattering properties.
  • glass is understood to mean non-metallic organic glasses and glass ceramics
  • ceramic materials are understood to mean non-metallic inorganic materials such as glasses, glass ceramics, ceramics and corresponding composites. This definition should also apply in particular in connection with the toner according to the invention.
  • the glass frits or the glass portion of the toner have been transferred to a metal, glass, glass ceramic or ceramic substrate or similar substrate of high temperature resistance and / or burned in a subsequent temperature process by means of electrophotographic printing processes or electrostatic coating processes can, biocidal or antimicrobial effect.
  • a coating or a print can be applied in the electrophotographic printing process that is largely protected against microbial attack.
  • the glass portion can have an antimicrobial glass that contains one or more components made of AgO, ZnO, CuO, SnO, I.
  • the usual concentration, for example of AgO is 0 to 10% by weight, preferably between 0 to 5% by weight, and particularly preferably between 0 to 2% by weight, whereas the usual concentration, for example of ZnO, is 0 to 40% by weight, preferably between 0 to 20 wt%, and particularly preferably between 0 to 10 wt%.
  • the antimicrobial glass can comprise a silicate glass with the network former Si0 2 , a phosphate glass with the network former P 2 O ⁇ or a borate glass with the network former B 2 O 3 , each of which has at least one of the components Na 2 0, Li 2 O, K 2 0 , P 2 O 5 , B 2 0 5 , CaO, BaO, SO 3 , MgO, Al 2 0 3 contain.
  • the toner can in particular have a thermoplastic plastic matrix that melts homogeneously on the substrate in the temperature range from 100 ° C. to 400 ° C. and evaporates and / or burns out almost without residue in the temperature range from 300 ° C. to 500 ° C. With such a matrix, the toner is suitable for processing in the electrophotographic printing process.
  • At least some of the organic constituents of the toner which is to be transferred to a plastic substrate or similar substrate of low temperature resistance by means of electrophotographic printing processes or electrostatic coating processes, can have a biocidal or antimicrobial effect.
  • At least some of the organic ingredients in the toner that are to be transferred to a substrate by means of a screen printing process can have a biocidal or antimicrobial effect.
  • the part of the organic ingredients with biocidal activity can be Triclosan® from Ciby Geigy or a similar antimicrobial ingredient.
  • Silver-filled zeolites can also be included as a filler for plastic. The effective Ag + ions are released and released relatively slowly, so that the biocidal effect of the plastics and plastic products they contain is retained for a long time.
  • the toner matrix can have a thermosetting or thermoplastic plastic matrix that can be fixed on the surface of the substrate at temperatures ⁇ 200 ° C. Melting or even fusing with the substrate material is not necessary here.
  • thermosetting plastic matrix can be fixed on the surface of a substrate preheated in the temperature range ⁇ 200 ° C. in a hot transfer process and simultaneously cured. Additional heating for post-curing is not necessary.
  • thermosetting plastic matrix which was fixed on the substrate surface in a previous method step, can also be post-cured in the temperature range from 100 ° C. to 200 ° C. on the substrate surface.
  • the plastic matrix has toner resins based on acrylate, in particular styrene acrylate, polymethyl methacrylate. These substances are easy to process during toner production and have good adhesion to the substrate. In addition, these substances burn without residue.
  • the influence of the depolymerization, the melting, the evaporation and / or decomposition temperature can be selected by choosing different polymers for the plastic matrix can be achieved.
  • Suitable materials have proven to be polyvinyl alcohol, polyoxymethylene, styrene copolymers, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butyral, polyesters (unsaturated and / or saturated or mixtures thereof), polycarbonate, polyvinyl pyrrolidone, vinyl imidazole copolymers and polyethers.
  • the toner can additionally contain charge control substances and / or oxidizing agents in a known manner to improve the image 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 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.
  • the toner particles can have an irregular shape and can only be partially enveloped by the plastic matrix.
  • the toner also contains coloring pigments. This means that a print or a coating is achieved not only with anti-microbial but also with decorative properties.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a toner particle with ceramic, antimicrobial particles
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a toner particle with organic, antimicrobial ingredients
  • Fig. 3 is a schematic side view and in section of a glass substrate with baked ceramic toner
  • Fig. 4 in a schematic side view and in section a plastic substrate with organic toner fixed thereon.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a toner particle with ceramic, biocidally active or antimicrobial particles 10, which are contained in a toner plastic matrix 12 are embedded by the toner manufacturing process.
  • the toner matrix 12 consists, for example, of a styrene-acrylate compound or of a polyester compound.
  • the toner particle shown can be transferred to a (not shown) metal, glass, glass ceramic or ceramic substrate or similar substrate of high temperature resistance by means of electrophotographic printing or electrostatic coating and / or baked in a subsequent temperature process.
  • the ceramic particles 10 consist of a mixture of glass frits, in which at least one component has a biocidal effect.
  • biocidal glass components can be contained in the toner particle.
  • the glass portions can be mixed, melted and ground again in a preparatory state, or can be contained in the toner matrix 12 in a mixture with biologically inactive glass frits.
  • the glass portion can contain an antimicrobial ceramic material.
  • 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 O 3 platelets, fluorescent pigments, magnetic pigments, anticorrosive pigments, transparent pigments, sintered pigments and / or mixtures of pigments with glass frits, pigments for four-color types, etc. or mixtures of the abovementioned variants which have already been adequately described in the literature (for example "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", Vol. A20, 1992, VCH Publishers , Inc.).
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a toner particle with biocidally active organic substances 18 which are embedded or dissolved in a toner matrix 12 made of plastic by the toner manufacturing process.
  • the toner matrix 12 consists, for example, of a styrene-acrylate compound or of a polyester compound.
  • the toner matrix 12 can exhibit both thermoplastic and thermosetting material behavior.
  • the toner particle shown is suitable for an electrophotographic printing process or for an electrostatic coating process on a plastic substrate or the like substrate of low temperature resistance.
  • the biocidal substances can be both inorganic glasses or organic ingredients 18 which are at least partially fused or dissolved in an extrusion process during the toner production.
  • An example of this is Triclosan®, which Ciba Geigy offers as an antimicrobial additive.
  • FIG. 3 shows a schematic side view and in section of a coated glass substrate 20 onto which the ceramic toner has been burned in by means of a firing process at high temperature. All that remains essentially are the ceramic particles 10, which are at least partially fused to the substrate, here glass.
  • the toner matrix of the toner used here has a thermoplastic plastic matrix which melts homogeneously on the substrate 20 in the temperature range from 100 ° C. to 400 ° C. and in the temperature range from 300 ° C. to 500 ° C evaporates and / or burns out almost completely.
  • the ceramic particles 10 melt in a further temperature step at typically 500 to 700 ° C. and thereby bond to the substrate.
  • FIG. 4 shows a schematic side view and in section of a plastic substrate 30 with organic toner fixed thereon, as has already been described with reference to FIG. 2.
  • the organic toner was only melted by a thermal fixing process at a low temperature. Remaining essentially all components of the organic toner, namely the flow aid 16, the internal charge control agents 14, the toner matrix 12 and the organic, antimicrobial ingredients 18.
  • the substrates 30 can also be coated preheated, a subsequent temperature treatment being unnecessary.
  • An antimicrobial toner can be used for the following purposes: antimicrobial glasses / glass ceramics, for example for domestic appliance applications, refrigerator shelves, glass surfaces in food display applications, vending machines, disinfection devices, glass cutting boards, sink covers. Oven front panes, control panels, glass ceramic cooktops, glass hobtops, fitness equipment, medical devices, display surfaces, touch screens, furniture glass, glass tiles in the sanitary area, doors etc. antimicrobially effective plastic surfaces, for example additionally for worktops, etc. antimicrobially effective ceramic surfaces or enamel surfaces, for example for floor and / or wall tiles, sanitary objects, etc.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Toner, der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Metall-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen Substrat hoher Temperaturbeständigkeit übertragbar und/oder in einem anschliessenden Temperaturprozess einbrennbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Toner, der mittels elektrostatischem Beschichtungsverfahren oder eines Siebdruckverfahrens auf ein Kunststoff-Substrat oder dergleichen Substrat geringer Temperaturbeständigkeit übertragbar ist und der organische Inhaltsstoffe (18) und eine Tonermatrix (12) aus Kunststoff enthält. Zumindest ein Teil der Glasfritten bzw. ein Teil der organischen Inhaltsstoffe (18) soll eine biozide Wirkung aufweisen.

Description

Toner
Die Erfindung betrifft einen Toner, der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Metall-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen Substrat hoher Temperaturbeständigkeit übertragbar und/oder in einem anschließenden Temperaturprozess einbrennbar ist und der keramische und/oder glasige Partikel aus einer Mischung von Glasfritten und eine Tonermatrix aus Kunststoff enthält.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Toner, der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Kunststoff-Substrat oder dergleichen Substrat geringer Temperaturbeständigkeit übertragbar ist und der organische Inhaltsstoffe und eine Tonermatrix aus Kunststoff enthält, die ihrerseits keramische und/oder glasige Partikel enthalten kann.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Toner, der mittels eines Siebdruckverfahrens auf ein Substrat übertragbar ist und der organische Inhaltsstoffe und eine Siebdruckpaste als Tonermatrix enthält.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, keramische oder organische Farbzusammensetzungen mittels elektrofotographischem Druck- oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf eine Substratoberfläche aufzubringen. Auch Siebdruckverfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise die DE 44 13 168 A1 zeigt, werden keramische, d.h. nicht metallisch anorganische Farbzusammensetzungen zum Dekorieren von Keramik- und Glaserzeugnissen verwendet, die im elektrofotographischen Reproduktionsverfahren auf einen Papierträger als Transfermittel aufgetragen werden. Der Papierträger ist mit Gummi-Arabicum, Polyvinylacetat oder Wachs beschichtet. Die auf den Papierträger kopierten, färbenden Substanzen werden nach dem Aufbringen auf dem zu bedruckenden Gegenstand in die glasige oder keramische Oberfläche eingebrannt. Dabei verbrennt der Papierträger. Dieses indirekte Druckverfahren ist umständlich und ein vollständig rückstandloses Verbrennen des Papierträgers ist nicht immer gewährleistet. Diese Rückstände führen oft zu Ausschussware. Die in diesen Druckschriften angegebenen keramischen Farben sind speziell für die Dekoration von keramischen Artikeln konzipiert. Auf Spezialglas, Glaskeramiken und Gläsern mit niedrigen thermischen Ausdehnungen lassen sich die Farben nicht verwenden.
Bei den bekannten Druck- bzw. Beschichtungsverfahren werden stets Toner mit farbigen Pigmentierungen verwendet, um einen Farbübertrag auf ein Substrat zu ermöglichen. Derart beschichtete oder bedruckte Substrate können in Bereichen, beispielsweise in der Küche oder im Sanitärbereich, eingesetzt werden, die einem erhöhten mikrobiellen Befall ausgesetzt sind. Hiervor bieten die herkömmlichen Toner keinen Schutz. Aus dem Stand der Technik sind jedoch Glassubstrate bekannt, die antimikro- biell wirken können. Derartige antimikrobielle Gläser wirken biozid, und können auch bakteriozid und/oder fungizid und/oder alkizid wirken.
Gläser dieser Art werden auch in Pulverform oder Faserförm oder in Form feiner Partikel angewandt, um unerwünschte Mikroorganismen abzutöten. In dieser Eigenschaft können sie Produkten wie Farben, Lacken oder Polymerwerkstoffen zugesetzt werden. Auch können sie entzündungshemmende, wundheilende und lichtabsorbierende sowie lichtstreuende Eigenschaften haben.
Gläser mit bioaktiver und teilweise auch antimikrobieller Wirkung werden bei L.L. Hensch, J. Wilson, An Introduction to Bioceramics, World Scientific Publ., 1993, als Bioglas beschrieben. Derartiges Bioglas zeichnet sich durch Bildung von Hydroxyclappatitschichten in wässrigen Medien aus.
Schwermetallfreie Alkali-Erdalkali-Siiicat-Gläser mit antimikrobiellen Eigenschaften sind in der DE-A-199 32 238 und der DE-A-199 32 239 beschrieben.
Allgemein werden unter dem Begriff „Glas" nicht metallisch organische Gläser und Glaskeramiken verstanden, wohingegen unter „keramischen Materialien" nicht metallisch anorganische Materialien wie Gläser, Glaskeramik, Keramiken und entsprechende Komposite verstanden werden. Diese Definition soll insbesondere auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Toner gelten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Toner anzugeben, der zum einen anti- mikrobielle Eigenschaften aufweist und durch ein elektrofotographischem Druckverfahren, ein elektrostatisches Beschichtungsverfahren und/oder Siebdruckverfahren auf unterschiedliche Substrate aufgebracht werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 , 6 oder 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Demgemäss weist zumindest ein Teil der Glasfritten bzw. der Glasanteil des Toners, der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Metall-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen Substrat hoher Temperaturbeständigkeit übertragen und/oder in einem anschließenden Temperaturprozess eingebrannte werden kann, biozide bzw. antimikrobielle Wirkung auf.
Mit einem derartigen Toner kann im elektrofotographischen Druckverfahren eine Beschichtung bzw. ein Druck aufgebracht werden, der gegen mikrobiellen Befall weitgehend geschützt ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Glasanteil ein antimikrobiell wirkendes Glas aufweisen, das eine oder mehrere Komponenten aus AgO, ZnO, CuO, SnO, I enthält. Die übliche Konzentration beispielsweise von AgO liegt bei 0 bis 10 Gew%, bevorzugt zwischen 0 bis 5 Gew%, und besonders bevorzugt zwischen 0 bis 2 Gew%, wohingegen die übliche Konzentration beispielsweise von ZnO bei 0 bis 40 Gew%, bevorzugt zwischen 0 bis 20 Gew%, und besonders bevorzugt zwischen 0 bis 10 Gew% liegt. Das antimikrobiell wirkende Glas kann ein Silikatglas mit dem Netzwerkbildner Si02 , ein Phosphatglas mit dem Netzwerkbildner P2Oβ oder ein Boratglas mit dem Netzwerkbildner B2O3 umfassen, die jeweils mindestens eine der Komponenten Na20, Li2O, K20, P2O5, B205, CaO, BaO, SO3, MgO, Al203 enthalten.
Der Toner kann insbesondere eine thermoplastische Kunststoff-Matrix aufweisen, die im Temperaturbereich von 100° C bis 400° C homogen auf das Substrat aufschmilzt und im Temperaturbereich ab 300° C bis 500° C nahezu rückstandslos verdampft und/oder ausbrennt. Mit einer derartigen Matrix ist der Toner für eine Verarbeitung im elektrofotographischem Druckverfahren geeignet.
Gemäß einem weiteren Grundgedenken der Erfindung kann zumindest ein Teil der organischen Inhaltsstoffe des Toners, der mittels der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Kunststoff-Substrat oder dergleichen Substrat geringer Temperaturbeständigkeit übertragen werden soll, eine biozide bzw. antimikrobielle Wirkung aufweisen.
Ebenso kann zumindest ein Teil der organischen Inhaltsstoffe des Toners, der mittels eines Siebdruckverfahrens auf ein Substrat übertragen werden soll, eine biozide bzw. antimikrobielle Wirkung aufweisen.
Zu diesem Zweck kann der Teil der organischen Inhaltsstoffe mit biozider Wirkung Triclosan® von Ciby Geigy oder einen dergleichen antimikrobieller Inhaltsstoff sein. Auch können silbergefüllte Zeolite als Füllstoff für Kunststoff enthalten sein. Die wirksamen Ag+-lonen werden relativ langsam abgegeben und freigesetzt, so dass die biozide Wirkung der damit ausgerüsteten Kunststoffe und Kunststoffprodukte lange erhalten bleibt.
Insbesondere bei einer eingeschränkten Temperaturbeständigkeit des Substrats kann die Tonermatrix eine duroplastische oder thermoplastische Kunststoff-Matrix aufweisen, die sich bei Temperaturen < 200°C auf der Oberfläche des Substrats fixieren lässt. Ein Aufschmelzen oder gar Verschmelzen mit dem Substratmaterial ist hierbei nicht notwendig.
Vielmehr kann die duroplastische Kunststoff-Matrix auf der Oberfläche eines im Temperaturbereich < 200°C vorgewärmten Substrats im Heißtransferverfahren fixiert und gleichzeitig nachgehärtet werden. Ein zusätzliches Erwärmen zum Zwecke der Nachhärtung ist nicht notwendig.
Auch kann die duroplastische Kunststoff-Matrix, die in einem vorangegangenen Verfahrensschritt auf der Substratoberfläche fixiert worden ist, im Temperaturbereich von 100° C bis 200°C auf der Substratoberfläche nachhärten.
Die Kunststoff-Matrix weist nach einer Ausgestaltung Tonerharze auf Acrylat- Basis, insbesondere Styrolacrylat, Polymethylmetacrylat auf. Diese Stoffe sind bei der Tonerherstellung einfach zu verarbeiten und weisen eine gute Haftung auf dem Substrat auf. Außerdem verbrennen diese Stoffe rückstandsfrei.
Die Beeinflussung der Depolymerisation, der Schmelz-, der Verdampfungsund/ oder Zersetzungstemperatur kann durch Wahl verschiedener Polymere für die Kunststoff-Matrix erreicht werden. Als geeignete Materialien haben sich Polyvinylalkohol, Polyoxymethylen, Styrolcopolymere, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylbutyral, Polyester (ungesättigte und/oder gesättigte oder Mischungen davon), Polycarbonat.Polyvinylpyrrolidon, Vinylimidazol-Copolymere sowie Polyether erwiesen.
Dabei kann der Toner in bekannter Weise zur Verbesserung der Bildübertragung bzw. zum rückstandsfreien Zersetzen der Organik zusätzlich Ladungssteuerstoffe und/oder Oxidationsmittel enthalten. Die beigefügten Oxidations- mittel 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 Übertragungshilfsmittel 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. Die Tonerteilchen können eine unregelmäßige Form aufweisen und nur teilweise von der Kunststoff-Matrix eingehüllt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Toner auch farbgeben- de Pigmente. Damit wird ein Druck bzw, eine Beschichtung nicht nur mit ant- mikrobiellen sondern auch mit dekorativen Eigenschaften erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht ein Tonerteilchen mit keramischen, an- timikrobiellen Partikeln;
Fig. 2 in schematischer Seitenansicht ein Tonerteilchen mit organischen, anti- mikrobiellen Inhaltsstoffen;
Fig. 3 in schematischer Seitenansicht und im Schnitt ein Glassubstrat mit eingebranntem keramischen Toner, und
Fig. 4 in schematischer Seitenansicht und im Schnitt ein Kunststoffsubstrat mit darauf fixiertem organischen Toner.
Figur 1 zeigt in schematischer Seitenansicht ein Tonerteilchen mit keramischen, biozid wirksamen bzw. antimikrobiellen Partikeln 10, die in einer Toner- matrix 12 aus Kunststoff durch den Tonerherstellprozess eingebettet sind. In der Tonermatrix 12 besteht beispielsweise aus einer Styrolacrylat-Verbindung oder aus einer Polyester-Verbindung. Das gezeigte Tonerteilchen kann mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein (nicht gezeigtes) Metall-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramik- Substrat oder dergleichen Substrat hoher Temperaturbeständigkeit übertragen und/oder in einem anschließenden Temperaturprozess eingebrannt werden.
Die keramischen Partikel 10 bestehen aus einer Mischung von Glasfritten, bei der zumindest eine Komponente eine biozide Wirkung besitzt.
Je nach der gewünschten antimikrobiellen Wirksamkeit können mehr oder weniger biozide Glasanteile in dem Tonerpartikel enthalten sein. Die Glasanteile können in einem vorbereitenden Zustand gemischt, aufgeschmolzen und wieder gemahlen vorliegen, oder in einem Gemenge mit biologisch inaktiven Glasfritten in der Tonermatrix 12 enthalten sein. Der Glasanteil kann ein anti- mikrobielles keramisches Material enthalten.
Als Zusatzadditive sind Ladungssteuerstoffe 14 zugesetzt, und das Tonerteilchen mit einem Fließhilfsstoff 16, beispielsweise Aerosil, beschichtet. Zusätzlich können Farbpigmente zugesetzt sein. 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 Glimmer- oder glasigen oder SiO2- oder AI2O3-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 Che- mistry", Vol. A20, 1992, VCH Publishers, Inc.) beschrieben sind.
Figur 2 zeigt in schematischer Seitenansicht ein Tonerteilchen mit biozid wirksamen organischen Stoffen 18, die in einer Tonermatrix 12 aus Kunststoff durch den Tonerherstellprozess eingebettet bzw. gelöst sind. In der Tonermatrix 12 besteht beispielsweise aus einer Styrolacrylat-Verbindung oder aus einer Polyester-Verbindung. Die Tonermatrix 12 kann sowohl thermoplastisches als auch duroplastischen Materialverhalten zeigen.
Das gezeigte Tonerteilchen ist für ein elektrofotographisches Druckverfahren oder für ein elektrostatisches Beschichtungsverfahren auf ein Kunststoff- Substrat oder dergleichen Substrat geringer Temperaturbeständigkeit geeignet.
Die biozid wirkenden Substanzen können sowohl anorganische Gläser oder organische Inhaltsstoffe 18 sein, die in einem Extrusionsprozess während der Tonerherstellung zumindest teilweise verschmolzen oder gelöst sind. Ein Beispiel dafür ist Triclosan®, welches von Ciba Geigy als antimikrobieller Zusatzstoff angeboten wird.
Weiterhin sind interne Ladungssteuerstoffe 14 und externe Fließhilfemittel 16 eingebracht. Zusätzlich, können auch (nicht gezeigte) farbgebende Pigmente für dekorative Zwecke eingebracht sein. Diese sind in dieser Ausführungsform vorzugsweise organischer Natur. Fig. 3 zeigt in schematischer Seitenansicht und im Schnitt ein beschichtetes Glassubstrat 20, auf das der keramische Toner mittels eines Brennvorgangs bei hoher Temperatur eingebrannt wurde. Übrig bleiben im wesentlichen nur noch die keramischen Partikel 10, die zumindest teilweise mit dem Substrat, hier Glas, verschmolzen sind.
Die Tonermatrix des hier verwendeten Toners, wie er beispielsweise anhand der Figur 1 beschriebe wurde, weist eine thermoplastische Kunststoff-Matrix auf, die im Temperaturbereich von 100° C bis 400° C homogen auf das Substrat 20 aufschmilzt und im Temperaturbereich ab 300° C bis 500° C nahezu rückstandslos verdampft und/oder ausbrennt. Die keramischen Partikel 10 schmelzen in einem weiteren Temperaturschritt bei typischerweise 500 bis 700°C auf und verbinden sich dabei mit dem Substrat.
Fig. 4 zeigt in schematischer Seitenansicht und im Schnitt ein Kunststoffsub- strat 30 mit darauf fixiertem organischen Toner, wie er bereits anhand von Figur 2 beschrieben worden ist. Der organische Toner wurde mittels eines thermischen Fixierprozesses bei niedriger Temperatur lediglich aufgeschmolzen. Übrig bleiben im wesentlichen alle Bestandteile des organischen Toners, nämlich die Fließhilfsmittel 16, die internen Ladungssteuerstoffe 14, die Tonermatrix 12 und die organischen, antimikrobiellen Inhaltsstoffe 18.
Toner mit thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoffmatrix 12 für Substrate 30 mit niedrigerer Temperaturbeständigkeit, wie beispielsweise Kunststoffe, werden lediglich auf der Oberfläche des Substrats 30 fixiert und im Falle einer duroplastischen Kunststoffmatrix 12 gegebenenfalls nachgehärtet. Dies geschieht bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 200°C, typischerweise im Bereich von 130 bis 180°C. Die Substrate 30 können auch bereits vorgewärmt beschichtet werden, wobei eine anschließende Temperaturbehandlung entfallen kann.
Ein antimikrobieller Toner kommt für folgende Anwendungszwecke in Betracht: antimikrobiell wirksame Gläser/Glaskeramiken, beispielsweise für Hausgeräteanwendungen, Kühlschrankeinlegeböden, Glasoberflächen bei Food-Display-Anwendungen, Verkaufsmaschinen, Desinfektionsgeräten, Glasschneidebretter, Spülenabdeckungen. Backofen- Frontscheiben, Bedienpanels, Glaskeramik-Kochflächen, Glas- Hobtops, Fitnessgeräte, Medizinische Geräte, Display-Oberflächen, Touchscreens, Möbelglas, Glasfliesen im Sanitärbereich, Türen etc. antimikrobiell wirksame Kunststoffoberflächen, beispielsweise zusätzlich für Arbeitsplatten, etc. antimikrobiell wirksame Keramik-Oberflächen oder Email-Oberflächen, beispielsweise für Boden- und/oder Wandfliesen, Sanitärobjekte, etc.

Claims

Patentansprüche
1. Toner, der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Metall-, Glas-, Glaskeramik- oder Keramik-Substrat oder dergleichen Substrat (20) hoher Temperaturbeständigkeit übertragbar und/oder in einem anschließenden Temperaturprozess einbrennbar ist und der keramische und/oder glasige Partikel (10) aus einer Mischung von Glasfritten und eine Tonermatrix (12) aus Kunststoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Glasfritten bzw. der Glasanteil biozide bzw. antimikrobielle Wirkung aufweist.
2. Toner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Glasanteil ein antimikrobiell wirkendes Glas aufweist, das eine oder mehrere Komponenten aus AgO, ZnO, CuO, SnO, I enthält
3. Toner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Glasanteil ein antimikrobielles Glas aufweist, das eine oder mehrere der Komponenten SiO2, Na20, K2O, P2O5) B2O3, CaO, AgO, ZnO, CuO, MgO, AI2O3, CeO2) Fe2O3 aufweist.
4. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonermatrix (12) eine thermoplastische Kunststoff-Matrix aufweist, die im Temperaturbereich von 100° C bis 400° C homogen auf das Substrat (20) aufschmilzt und im Temperaturbereich ab 300° C bis 500° C nahezu rückstandslos verdampft und/oder ausbrennt.
5. Toner, der mittels der mittels elektrofotographischem Druckverfahren oder elektrostatischem Beschichtungsverfahren auf ein Kunststoff- Substrat oder dergleichen Substrat (30) geringer Temperaturbeständigkeit übertragbar ist und der organische Inhaltsstoffe (18) und eine Tonermatrix (12) aus Kunststoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der organischen Inhaltsstoffe (18) biozide bzw. antimikrobielle Wirkung aufweist.
6. Toner nach Anspruch 5 , gekennzeichnet durch einen Zusatz von antmikrobiellen Glas- und/oder Keramikpartikeln.
7. Toner, der mittels eines Siebdruckverfahrens auf ein Substrat übertragbar ist und der organische Inhaltsstoffe und eine Siebdruckpaste als Tonermatrix enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der organischen Inhaltsstoffe biozide bzw. antimikrobielle Wirkung aufweist.
8. Toner nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der organischen Inhaltsstoffe (18) mit biozider Wirkung Triclo- san® von Ciby Geigy oder ein dergleichen antimikrobieller Inhaltsstoff ist.
9. Toner nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass silbergefüllte Zeolite als Füllstoff für Kunststoff enthalten sind.
10. Toner nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonermatrix eine duroplastische oder thermoplastische Kunststoff- Matrix aufweist, die bei Temperaturen < 200°C auf der Oberfläche des Substrats fixierbar ist.
11. Toner nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonermatrix (12) eine duroplastische Kunststoff-Matrix aufweist, die auf der Oberfläche eines im Temperaturbereich < 200°C vorgewärmten Substrats (30) im Heißtransferverfahren fixierbar und/oder nachhärtbar ist.
12. Toner nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Tonermatrix (12) eine duroplastische Kunststoff-Matrix aufweist, die im Temperaturbereich von 100° C bis 200°C auf der Substratoberfläche nachhärtet.
13. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Matrix Tonerharze auf Acrylat-Basis, insbesondere Styro- lacrylat, Polymethylmethacelat enthält.
14. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Matrix Polymere, beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyo- xymethylen, Styrolcopolymere, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylbutyral, Polyester (ungesättigte und/oder gesättigte oder Mischungen davon). Poly- carbonat, Polyvinylpyrrolidon, Vinylimidazol-Copolymere und/oder Poly- ether enthält.
15. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass er 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 er als Zusatzadditive Ladungssteuerstoffe (14) und/oder Oxidationsmittel enthält.
17. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich mit einem Fließhilfsstoff (16), wie Aerosile, beschichtet ist.
18. Toner nach Anspruch 16 oder 17, 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.
19. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerteilchen eine unregelmäßige Form aufweisen und nur teilweise von der Kunststoff-Matrix (12) eingehüllt sind.
20. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass er farbgebende Pigmente enthält.
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