DE2456432C3

DE2456432C3 - Verfahren zur Herstellung eines Toners für elektrostatographische Entwickler

Info

Publication number: DE2456432C3
Application number: DE19742456432
Authority: DE
Inventors: Bruno 6301 Leihgestern Hertrich
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2456432B2; DE2456432A1

Description

zugesetzt werden,

d) der im Verfahrensschritt c) entstandenen wäßrigen Suspension von mit einer duroplastischen Schicht überzogenen Mikrokapseln organische Verbindungen mit mindestens einer Dimethylamine»-, Ν/ethyla..iino- und/oder Aminogruppe zugesetzt werden und

e) das Wasser aus der wäßrigen Suspension entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt a) den Paraffinen oder Wachsen die Farbstoffe und/oder Pigmente und außerdem ein Fixativ sowie gegebenenfalls Benetzungs- und Treibmittel zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt a) die Paraffine oder Wachse mit Gelatine, Polyvinylalkohol, Gummi arabicum, Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren und/oder Äthylen-Maleinsäure-Copolymeren verkapselt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Lösungen von Natriumsulfat, Polyphosphat, Natriumwolframat oder Natriumsilikat zugesetzt warden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt c) zuerst Resorcin zugesetzt wird und später dann Harnstoff und Formaldehyd zugesetzt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchführung des Verfahrensschrittes c) das Wasser aus der Suspension entfernt wird und der Verfahrensschritt d) zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt c) weggelassen wird und in direkter Folge die Verfahrensschritte b) und d) durchgeführt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt d) Harnstoff, Melamin oder dessen (Misch-)Polymerisate, Aniline, Mono- oder Dimethylharnstoff, Di- oder Triamine oder Aminosilane, gegebenenfalls in Verbindimg mit Formaldehyd als Kuppler, zugesetzt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der

ίο Verfahrensschritt b) bei Temperaturen zwischen 10 und 80° C durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensscbritt a) solche Paraffine und Wachse verkapselt werden, die bis mindestens 40° C fest sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wachse mit hohem Kristallisationsgrad verkapselt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mikrokristalline Polymere mit einer Volumenausdehnung von 8 bis 20% innerhalb des Schmelztemperaturbereiches verkapselt werden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit Gelatine verkapselt wird

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Natriumsulfat zuge setzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus Mikrokapseln bestehenden Toners für elektrostatographische Entwickler, bei dem

a) Paraffine oder Wachse mit wasserlöslichen PoIymeren durch Koazervation ic einem wäßrigen Trägermedium verkapselt werden, wobei den Paraffinen oder Wachsen und/oder den wasserlöslichen Polymeren Farbstoffe und/oder Pigmente zugesetzt werden.

Elektrostatographische Entwickler sind feinteilige triboelektrisch aufgeladene, gefärbte Pulver. Die Pulver sind homogene Gemische aus Trägerteilchen und Tonerteilchen, wobei die spezifisch leichteren und kleineren Tonerteilchen (Korngröße 5 bis 30 μηι) sich

triboelektrisch gegen die Trägerteilchen (Korngröße bis 400 μπι) aufladen und an den Trägerteilchen durch elektrostatische Anziehungskräfte haften.

Bei der Trockenentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder wird ein Ladungsbild auf einem Träger

dadurch sichtbar gemacht, daß zunächst der Entwickler auf das Ladungsbild aufgebracht wird. Das Ladungsbild hat eine Aufladung, die der Aufladung der Tonerteilchen entgegengesetzt ist, so daß beim eigentlichen Entwicklungsvorgang, bei dem das Entwicklergemisch an den Ladungsbildträger herangeführt wird, die Tonerteilchen von den Trigerteilchen auf die geladene Bildfläche übergehen und dort haften bleiben. Die hierbei gebräuchlichen Trockenentwicklungsverfahren sind als Kaskaden-Wirbel- und Magnetbürstenverfahren be kannt. Das entstandene Tonerbild wird dann in der Regel durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck dauerhaft fixiert. Aus der US-PS 30 80 318 ist ein Toner bekannt.

dessen Teilchen aus flüssigen Tröpfchen (allgemein als Innere Phase oder Interne Phase, abgekürzt IP, bezeichnet) bestehen, die von einer hydrophilen Wand umgeben sind, die ihrerseits mit einem hydrophoben Harz überzogen ist Bei der Herstellung dieses Toners wird das Verfahren der Mtkroverkapselung durch Koazervation angewendet, wie es z. B. aus den US-PS 28 00 457 und 28 00 458 bekannt ist. Die Mikrokapseln, d.h. die von der hydrophilen Wand umgebenen Tröpfchen, werden von der zur Koazervation verwendeten wäßrigen Phase abgetrennt und in eine Lösung eines hydrophoben Harzes in einem organischen Lösungsmittel getaucht. Als hydrophobe Harze werden Thermoplaste, nämlich Polystyrol und Homologe sowie Polyacrylate, verwendet Aus der DE-OS 22 61 969 ist es jedoch bekannt, daß derart hergestellte Toner sehr schlechte elektrostatographische Eigenschaften haben. Neben den dort aufgeführten Gründen für diese schlechten Eigenschaften könnte eine mögliche Erklärung hierfür darin liegen, daß das in der hydrophilen Wand enthaltene Restwasser die triboelektrisch erzeugte Oberflächenaufladung verhindert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Mikroverkapselung durch Koa^Krvation, wie z. B. enge Korngrößenverteilung, einfacher apparativer Aufwand und Arbeiten in wäßrigem Medium, für die Herstellung von Tonern nutzbar zu machen und zugleich einen Toner mit gezielt einstellbaren triboelektrischen Eigenschaften und guter Fixierbarkeit zu schaffen, der sauber zu handhaben ist Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Toner zu schaffen, der allein durch Wärme bei Temperaturen <100°C fixiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art gelöst, bei dem

b) der im Verfahrensschritt a) entstandenen wäßrigen Suspension von Mikrokapseln Formaldehyd und/oder Glutaraldehyd, Aluminiumchromat oder Zinkchromat zugesetzt werden,

c) der im Verfahrensschritt b) entstandenen wäßrigen Suspension von Mikrokapseln mit ausgehärteten bzw. vernetzten Wänden

Harnstoff, Resorcin und Formaldehyd oder Harnstoff und Formaldehyd oder Harnstoff, Formaldehyd und Melamin oder Harnstoff, Formaldehyd und rtwthyüertes Methylo'mclatnin zugesetzt werden,

d) der im Verfahrensschritt c) entstandenen wäßrigen Suspension von mit einer duroplastischen Schicht überzogenen Mikrokapseln organische Verbindungen mw mindestens einer Dimethylamine-, Mcthylamino- und/oder Aminogruppe zugesetzt werden und

e) das Wasser aus der wäßrigen Suspension entfernt wird.

Der erfindungsgemäß hergestellte Toner zeichnet sich durch einen besonderen Strukiuraufbau der einzelnen Tonerteilchen aus. Jedes einzelne Teilchen ist eine isoliert vorliegende Mikrokapsel. Die vielfältigen Anforderungen an die Eigenschaften eines aus einem Pulver bestehenden Toners werden beim erfindungsgemäß hergestellten Toner auf mehrere Materialphasen verteilt, die, wenn es sich nicht durch die Mikroverkapselungstechnologie verbietet, eine größere Freiheit in der Wahl, zumindest ein? andersartige Auswahl als bei bekannten Tonern zulassen. Die sphärische Gestalt der Tonerteilchen sowie die durch die Mikroverkapselungstechnologje erreichbare enge Korngrößenverteilung (±2μηι) — insbesondere in flüssiger Phase durch Dispersion und Emulsion — erhöhen wesentlich die Tonerqualität hinsichtlich Teilchenstabilität im Entwicklergemisch, Übertragbarkeit beim Kopierprozeß und Vermeidung von Untergrundentwicklung.

Vorzugsweise werden beim Verfahrensschritt a) den Paraffinen oder Wachsen die Farbstoffe und/oder

ίο Pigmente und außerdem ein Fixativ sowie gegebenenfalls Benetzungs- und Treibmittel zugesetzt Die IP ist nämlich vorzugsweise Träger der Wirkstoffe, wie Farbstoffe, Farbpigmente, Fixative und andere Zusätze, die die optische Kopienqualität verbessern und die Fixierreaktion (Ausfließen der IP, rasche Benetzung des dielektrischen Trägers, Anlösen desselben) fördern. Zusätze von Benetzungs- und Treibmitteln können das Ausfließen der IP beim Fixieren verbessern und den eigentlichen Fixiervergang beschleunigen oder unter stützen. Insbesondere^ das Treibmittel soll in den Mikrokapseln einen Überdruck cv.eugen, um einen ausreichenden Ausfluß der IP aus der zum Teil nur kapillargroßen Rirsen in den Wänden der Mikrokapseln zu garantieren. Als Benetzungsmittel sind (in geringen Mengen) nichtionisierende Fettsäureester geeignet z. B. solche, die zur Gruppe der Sorbitanfettsäureester gehören. Als Treibmittel können alle mit Wasser nicht mischbaren niedrigsiedenden Flüssigkeiten bzw. Lösungsmittel dienen. Bevorzugt werden inerte Fluorkoh- lenwasserstoffe wie z.B. 1,1,2-Trichlortrifluoräthan, 1,1,2^-Tetrachlordifiuoräthan und 1,2-Dibromtetrafluoräthan. Es kann ferner vorteilhaft sein, ein Treibmittel beizumengen, das imstande ist die dielektrischen Überzüge anzulösen, die sich auf elektrographi- sehen Spezialpapieren zur direkten elektrostatischen Aufzeichnung befinden.

Die Wand der Mikrokapseln ist Träger der mechanischen Eigenschaften. Sie gibt dsn Tonerteilchen Gestalt mechanische Stabilität gegen Drude und Scherkräfte und Härte gegen Abrieb. Sie ist zugleich bei entsprechender chemischer Nachbehandlung Träger der triboelektrischen Eigenschaften, die einen Toner kennzeichnen. Die Wand einer Mikrokapsel ist je nach Mikroverkapselungsverfahren aus 2 bis 3 Wandschich ten aufgebaut.

Die erste Wandschicht, im folgenden als »Primärwand« bezeichnet, wird vorzugsweise dadurch gebildet, daß beim Verfahrensschritt a) die Paraffine oder Wachse mit Gelatine, Polyvinylalkohol, Gummi arabi cum, Methylvinyläther-Maleinsäureanhydrid-Copoly- meren und/oder Äthylen-Maleinsäure-Copolymeren verkapselt werden. Diesen Stoffen können zwecks Komplexbildung und/otier Ausphasung Lösungen von Natriumsulfat, Polyphosphat Natriumwolframat oder

Natriumsilikat zugesetzt werden.

Die hydrophile Primärwand wird durch den Verfahrensschritt b) ausgehärtet bzw. vernetzt Durch den Verfahrensschritt c) wird eine zweite hydrophobe Wandschicht aus "ernetztem Harnstoff-Formaldehyd-

Harz bzw. Phenolharz gebildet

Beim Veffährensschfitt c) wird vorzugsweise zuerst Resorcin zugesetzt, so daß die hydrophil» Primärwand mit Resorcin imprägniert wird, und dann Harnstoff und Formaldehyd zugesetzt. Die Modifizierung der Primär wand macht die Mikrokapseln feuchtigkeitsunempfind lich und verhindert die Agglomeration beim Filtrieren und Trocknen der Suspension.

Die so hergestellten Mikrokapseln können

terial für die weitere chemische Nachbehandlung zum Zweck der Erreichung der erwünschten triboelektrischen Eigenschaften der Kapselwand sein. Dies bedeutet, daß es in manchen Fällen zweckmäßig sein kann, das Wasser bereits nach Durchführung des Verfahrensschrittes c) aus der Suspension zu entfernen und den Verfahrensschritt d) erst zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen.

Die zuvor genannte Reihenfolge in der Durchführung der chemischen Nachbehandlungen schließt ferner nicht i/us, daß die oben geschilderten Verfahrensschritte für die Stabilisierung der Primärwand durch die im folgenden angegebenen Verfahrensschritte ersetzt werden, da die damit erhältlichen, gegen Metall positiven triboelektrischen Polymerschichten zugleich die Primärwand stabilisieren und ebenfalls hydrophob sind. Mit anderen Worten: Es ist in manchen Fällen möglich, den Verfahrensschritt c) wegzulassen und die Verfahrensschritte b) und d) direkt nacheinander durchzuführen.

Die triboelektrische Eigenschaft eines Tonerteilchens ist nur im Zusammenhang mit den Trägerteilchen interessant. Sie ist keine isoliert zu betrachtende Eigenschaft des Toners, sondern wird durch die triboelektrische Wechselwirkung zwischen Tonerteilchen und Trägerteilchen bestimmt. Bei den Untersuchungen, die zur Erfindung geführt haben, galt das Interesse vorwiegend der positiven triboelektrischen Aufladung der Tonerteilchen gegenüber Metall. Da der Mechanismus der triboelektrischen Aufladung unzureichend geklärt ist. kann der Ladungssinn eines Toners nur aufgrund empirisch ermittelter, nicht allgemeingültiger »triboelektrischer Ladungsreihen« vage vorhergesagt werden. Die Ladungsreihe kann mit den verschiedenen Endgruppen organischer Substanzen gekennzeichnet werden. Für eine positive triboelektrische Aufladung gegenüber Metall zeichnen sich organische Verbindungen mit den Restgruppen -N(CHj)₂, - NHCHj und - NH₂ aus. Hierunter sind insbesondere lineare, verzweigte oder ringförmige organische Aminoverbindungen bzw. solche Ausgangsverbindungen zu verstehen, welche durch geeignete Prozeßführung der Pfropf-. Verneizungs- und Poiymerisationsreaktion (Fällungs- und Kondensationspolymerisation) zu polymeren Aminoverbindungen (Aminoharze) in wäßrigem Medium auf der Primärwand mit obigen Charakteristika führen.

Bei der im Verfahrensschritt d) erfolgenden zweiten chemischen Nachbehandlung der Mikrokapselwand werden vorzugsweise folgende Ausgangsverbindungen zugesetzt:

Harnstoff

!Melamin oder dessen (Misch-)Polymerisate, z. B.

Hexamethylolmelamin sowie methyliertes Methy-

lolmelamin mit unterschiedlichem Methylierungs- und Polymerisationsgrad,

Aniline (zu Aminophenolen) für die Kondensation

von räumlich vernetzten Aminoharzen.

Mono- oder Dimethylharnstoff. Di- oder Triamine und Aminosiiane,

gegebenenfalls in Verbindung mit Formaldehyd als Kuppler.

Die Verwendung von methyliertem Methylolmelamin zeichnet sich besonders dadurch aus. daß neben der erwünschten stabilen Triboeiekirizität gegenüber Metal! auch eine merkbar höhere Dichtigkeit der Kapselwand erreicht wird — im Vergleich zur Wirkung auf die Permeabilität der Kapselwand durch Kondensationsreaktion mit Formaldehyd und Harnstoff allein. Die Porosität der hydrophoben, dünnen zweiten Wandschicht ist bei einem Anteil an methyliertem Methylol melamin merklich geringer. Außerdem haben sich als besonders wirksam erwiesen: Mono- und Dimethylharnstoff, Diamine wie Hexamethylendiamin und Diaminfarbstoffe, z.B. Cl. Direct Blue 214, sowie

to Diäthylentriamin und alkyliertes Diäthylentriamin. Als Kupplungsmittel zur Bildung der Primärwand wie auch der zweiten Wandschicht werden mit Erfolg auch Aminosiiane, insbesondere polyaminofunktionelle Silane, die primäre, sekundäre und tertiäre funktioneile

ii Aminogruppen aufweisen, verwendet. Als dreidimensionales Polymeres mit primären Aminogruppen an den Seitenketten vermittelt ein derartiges Silan eine ausgezeichnete Kupplungsfähigkeit aufgrund des Herausragens dieser Gruppen.

Der Verfahrensschritt b) wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 10 und 80^cC durchgeführt. Dabei richtet sich die Temperatur, bei der die Kupplungs- und Vernetzungsreaktionen mit und an der Primärwand in wäßrigem Medium durchgeführt wer den, nach der Temperaturempfindlichkeit bzw. den thermomechanischen Verhalten der IP. Entsprechend den niedrigen Reaktionstemperaturen müssen relativ lange Reaktionszeiten in Kauf genommen werden. Dies gilt auch bei Verwendung positiver Katalysatoren wie

jo Magnesiumchlorid und spezifischen organometallischen Verbindungen.

Die IP kann dünnflüssig, dickflüssig oder fest sein. Die Art und Weise der Fixierung bestimmt wesentlich den Aggregatzustand der IP. Die Fixierung kann durch Wärme, Druck oder eine Kombination von beidem eingeleitet werden. Die Erfindung hat den Vorteil, daß es möglich ist, einen ausschließlich durch Wärmezufuhr selbstfixierenden Toner herzustellen. Wird diese Bedingung erfüllt, so ist auch eine Fixierung durch Druck oder

4(i durch eine Kombination von Druck und Wärme möglich.

Ein durch Wärme selbstfixierender Toner aus Mikrokapseln soii aufgrund seiner speiiMSLMeii Eigenschaften, insbesondere der Struktur seiner Teilchen,

■15 folgende Forderungen erfüllen:

1. Mechanische Stabilität gegen Druck-, Scher- und Reibkräfte, d. h. Teilchenstabilität und Beständigkeit der Pulverstruktur bis 45°C. Dies wird durch die Materialeigenschaften der Wandschichten

gewährleistet.

2. Selbstfixierung bei Zuführung von Wärm«, für Fixiertemperaturen ί 100⁰C, um die Verdampfung von Wasser aus dem meist aus Papier bestehenden Ladungsbildträger und die damit verbundenen Nachteile für die Apparatur zu vermeiden.

Die Zuführung der Wärme bewirkt das Aufbrechen oder Bersten der Kapselwand und damit das Ausfließen der IP mit dem Fixativ. Der Berstmechanismus der

so Kapselwand ist durch die volumenmäßig relativ stärkere Ausdehnung der IP bei Temperaturerhöhung gegenüber der umhüllenden Wand charakterisiert. Der mit zunehmender Temperatur steigende innere Druck der Kapsel führt zur kritischen Zerreißspannung in der

Wand. Die Wand reißt auf, die IP fließt aus und Fixiert

Diese Materialeigenschaft der Wand wird mit vernetzten, nichtschmelzbaren Polymeren, nicht aber

mit thcrmoclastischcn Polymeren erreicht. Durch Variation der Wandstärke und des spezifischen Vernetzungsgrades ist für eine Mikrokapsel ein erwünschtes Reißfr.stigiingsverhalten in Korrelation zur Fixiertemperatur einstellbar. ί

Zuvor wurde erläutert, daß Treibmittel das Ausfließen der IP fördern. Demgegenüber ist die Erzeugung des Beptdnickes durch Treibmittel (niedrigsiedende Lösungsmittel, gasabspaltende Verbindungen) nur bedingt möglich. Der notwendige Berstdruck für eine als Tonerteilchen brauchbare Mikrokapsel lxgt in der Regel höher als die erreichbaren Dampfdrücke der IP bei Temperaturen bis zu 100"C. Der notwendige Berstdruck bzw. die notwendige Zerreißspannung in der Wand werden hingegen bei Ausdehnung eines Feststof- ί fes mit Erhöhung der Temperatur, insbesondere auch bei Übergang zur flüssigen Phase, immer erreicht, wenn eine hinreichend höhere Volumenausdehnung der IP gegenüber dem durch die Kapselwand bestimmten Ktigflvolumen gegeben ist.

Als IP sind Paraffine und Wachse geeignet. Für einen durch Wärme selbstfixierenden Toner werden solche Paraffine und Wachse bevorzugt, die bis mindestens 40'C fest sind. Insbesondere werden Wachse mit hohem Kristallisationsgrad (mikrokristalline Wachse, Dehn- :ϊ wachse) verwendet. Diese Stoffgruppe, die man am h als »mikrokristalline Polymere« bezeichnen kann, erfüllt mehrere Bedingungen:

1. Als Polymer besitzt sie fixierende Eigenschaften.

2. Sie hat bei Übergang von der festen zur flüssigen ⁱⁿ P'.idse eine relativ hohe Volumenausdehnung, z. B. zwischen 8 und 20%.

3. Der Schmelztemperaturbereich ist durch geeignete Wahl des Paraffin- oder Wachsmaterials auswählbar. "

4. Farbpigmente. Farbstoffe, Treib- und Lösungsmittel sind in dieser Stoffgruppe leicht emulgier- bzw. dispergierbar.

Sehr vorteilhaft hinsichtlich ihrer Volumenausdehnung sind die sogenannten Dehnwachse, bei denen während des Schmelzens der prozentuale Volumenzuwachs sehr stark ansteigt. Dehnwachse sind durch Fischer-Tropsch-Synthese gewonnene, strukturell sehr einheitliche, homologe Paraffine. ^

Das die Primärwand formende filmbildende hydrophile Polymer bestimmt überwiegend das thermische Ausdehnungsverhalten, d. h. im vorliegenden Fall die erwünschte Reißfestigkeit der Kapselwand. Unter den im Rahmen der Erfindung erarbeiteten Mikroverkapselungsrezepturen zeichnen sich Primärwände auf Basis von Gelatine für eine Fixierung durch Wärme besonders aus. Primärwände aus chemisch modifizierter Gelatine unterscheiden sich von den aus Polyvinylalkohol gebildeten Primärwänden durch das Fehlen merkbaren thermoelastischen Verhaltens. Die Primärwand aus Gelatine wird durch den chemischen Aushärtungsprozeß hinreichend unelastisch, so daß bei den erreichbaren endlichen Volumenausdehnungen der IP bei Übergang zur Schmelzphase ein hinreichend «ι hoher Eerstdruck bzw. eine hinreichend hohe ZerreiB-spannung in der Wand aufgebaut wird und es somit zu einem Aufreißen der Wand kommt Bei der Bildung der Primärwand aus Gelatine kann z. B. durch Zusatz von Na2SO< zur Dispersionslösung (Trägermedium) eine verstärkte Schrumpfung der Primärwand erreicht werden, so daß die Wand sozusagen eine Vorspannung erhält und somit eine geringe Volumenausdehnung der IP bereits zur notwendigen Zerreißspannung führt.

Der durch eine Kombination von geringem Druck und Wärme, z. B. mit einer erwärmten Druckwalze, fixierbare Toner nach der Erfindung kann eine feste IP besitzen; unter der Bedingung, daß sich die IP bei einer gewählten Temperatur oberhalb 40°C verflüssigt, um beim Öffnen der Kapsel ausfließen zu können. Diese Fixiermethode bietet in vielerlei Hinsicht Vorteile, insbesondere führt sie zu geringeren Einschränkungen bei der Wahl des Tonermaterials. Zum Beispiel sind an die elastischen Eigenschaften des Wandmaterials keine Bedingungen geknüpft.

Weitere Vorteile eines auf Wärme-Drtick-Fixierung ausgerichteten Toners aus Mikrokapseln sind die verbesserten Lager- und Handhabungseigenschaften gegenüber Mikrokapseln mit flüssiger IP.

Eine flüssige IP bedingt ein Wandmaterial mit verschwindender Permeabilität gegenüber der IP. Die Haltbarkeit (I.agerfähigkeit) wird durch die Permeabilität bestimmt. Bei Verwendung von Gelatine als Material für die Primärwand wird mit hochbloomiger Gelatine ein besseres Rückhaltevermögen erreicht als mit niedrigbloomiger Gelatine. In der Praxis muß mit Halbwertzeiten der Mikrokapseln bezüglich des IP-Verlustes von einigen Monaten bis etwa 2 Jahren gerechnet werden. Ist jedoch die IP eine feste oder quasi feste Phase, wird Diffusion und damit ein Verlust von IP bei Lager- und Betriebstemperaturen bis 45°C verhindert, mögliche negative Einflüsse auf den triboelektrischen Effekt unterbleiben. Eine mögliche Zerstörung der Kapsel im Entwicklergemisch ist mit fester IP unwahrscheinlicher als mit flüssiger IP.

Es wurde bereits zuvor bemerkt, daß Toner aus Mikrokapseln sich durch eine saubere Handhabung auszeichnen. Da die Farbstoffe verkapselt sind und die Mikrokapseln selbst keine Adhäsiveigenschaften besitzen, ist eine Verschmutzung oder Einfärbung von Geräteteilen oder z. B. der Hände des Bedienungspersonals durch Stäuben des Toners stark vermindert. Zumindest kann ein solcher Toner leichter entfernt oder abgewaschen werden als Toner aus Harzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung und mehrerer Austührungsbeispieie naher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau einer Toner-Mikrokapsel. Darin ist 1 die IP, 2 die formbildende hydrophile Primärwand, die durch Koazervation gebildet ist und z. B. aus Gelatine oder Polyvinylalkohol besteht, und 3 die hydrophobe zweite Wandschicht, die durch ausgewählte Kondensations- und Pfropfreaktion mit der Primärwand gebildet isi. Mit 4 ist die mögliche Modifizierung der triboelektrischen Eigenschaften durch weiterführende Kondensations- und Pfropfreaktionen angedeutet.

Beispiel 1

10 g einer sauer aufgeschlossenen Gelatine von etwa 200 Bloom werden in 190 g deionisiertem Wasser und 40 g Polymetaphosphat von mittlerer Kettenlänge in 120 g deionisiertem Wasser gelöst Ais Material für die IP werden 180 g Paraffin und 20 g blauer Farbstoff (CJ. Solvent Blue 79, ein handelsüblicher Aminoanthrachionon-Farbstoff) verwendet

Die IP wird bei einer Temperatur von etwa 60^eC in der Gelatinelösung auf die gewünschte Tropfengröße von i0 bis 40 μηι dispergiert, das Foiyphosphat wird zugegeben und der pH-Wert mit 20%iger Natronlauge auf 7,4 eingestellt Innerhalb 90 Minuten wird auf 10° C

ίο

gekühlt. Mit 10%iger Salzsäure wird der pH-Wert auf 4,7 bis 4,8 eingestellt. Jetzt gibt man 5 g 37%ige Formaldehydlösung zu und rührt etwa 3 Stunden bei 10°C, dann erwärmt man auf 20°C und halt die Kapseln weitere 10 Stunden in Bewegung, um Agglomerationen zu verhüten. Durch Dekantieren trennt man die Kapseln von der Flotte und eventuell vorhandenem freiem Wandmaterial, man wäscht sie noch dreimal mit je I Liter Wasser, 'rliriert mit einem Büchnertrichter und dispergiert sie in einer Lösung von 12 g Resorcin in I Liter deionisiertem Wasser. Dtiu gibt man 0,05 g Cl. Direct Blue 214 und behandeil mit dieser Lösung die Kapseln etwa I Stunde bei Zimmertemperatur. Dann gibt man 12 g Harnstoff und 12 g 35°/oige Formaldehyd lösung zu und kühlt auf 10" C. Bei dieser Temperatur gibt man 63,5 g 10%ige Schwefelsäure zu und erwärmt in 14 Stunden auf 40°C ±3. Nach etwa 4 Stunden filtriert man die Kapseln durch einen Büchnertrichter, wascht sie dreimal mit je 1 Liter Wasser, filtriert wieder und dispergiert den feuchten Filterkuchen in 1 Liter gesättigter Natriumsulfatlösung (250 g Natriumsulfat mit Wasser auf I Liter aufgefüllt). Zu dieser Kapselsus pension gibt man 0,05 g Cl. Direct Blue 214 und 0,7 g Harnstoff und mischt 1 Stunde bei Zimmertemperatur. Man mischt 7,5 g methyliertes Methylolmelamin mit 15 g Wasser, gibt es zur Kapselsuspension, 5 ml 37%ige Formaldehydlösung gibt man ebenfalls zu und stellt den pH-Wert mit Schwefelsäure oder Natronlauge auf 4,0 ein. Die Mischung wird auf 30^sC erhitzt, bei dieser Temperatur gibt man 50 g wasserfreies Natriumsulfat zu, erhitzt weiter auf 40°C und hält diese Temperatur 4 Stunden aufrecht. Ohne weitere Wärmezufuhr rührt man noch etwa 5 Stunden. Nachdem das System wieder Zimmertemperatur (22 bis 25°C) erreicht hat, ergänzt man den Wasserverlust und gibt I g eines polyaminofunktionellen Silans und 0,05 g CI. Direct Blue 214 zu. Den pH-Wert stell*, man mit 20%iger Natronlauge auf etwa 7 ein und erhitzt 4 Stunden lang auf 40⁰C. Ohne weitere Wärmezufuhr rührt man noch etwa 5 Stunden. Die Kapseln werden von der Salzlösung dekantiert, das noch vorhandene Salz wird mit Wasser von den Kapseln gewaschen, die Kapseln werden auf einem

r» l: U «"ι

OUtMIiVi Ii IViIiVI IMIl ICl I UIIU all UCl L.UI 1 gCIΓLtvRIlCI.

Man erhält freifließende Kapseln mit einem Durchmesser von 10 bis 40μπι, positiver Ladung und guten mechanischen Eigenschaften. Das Fixieren ist durch Druck und/oder Wärme möglich.

Beispiel 2

Man löst 20 g einer sauer aufgeschlossenen Gelatine von etwa 280 Bloom in 500 g deionisiertem Wasser und 20 g Gummi arabicum in 450 g deionisiertem Wasser.

Als Material für die IP verwendet man 135 g Wachs auf der Basis von Montanwachs (Tropfpunkt 78 bis 83"C Säurezahl 115 bis 130,Verseifungszahl 135 bis 155, Dichte bei 20⁰C 1,00 bis 0,2), 7 g Farbstoff (CI. Solvent Blue 35, CI. Constitution No. 61 554 [SJ und 12 g U^-Trichlortrifluormethan. Man erwärmt das Wachs auf 83° C fTropfpunkt), löst den Farbstoff darin und gibt langsam das Trichlortrifluormethan zu, die Temperatur läßt man bis auf 72° C sinken.

Die Gelatinelösung erwärmt man auf 73° C, die Gummi-arabicum-Lösung kühlt man auf 20" C dann dispergiert man die IP in der Gelatinelösung auf die gewünschte Tropfengröße (10 bis 40 μιη) und gibt die kalte Gununi-ar-abicum-Lösung zu. Den pH-Wert stellt man auf 4,05 ein und kühlt bis auf 10° C Jetzt gibt man 5 g 25%ige Glutardialdehydlösung zu und rührt etwa 3 Stunden bei 10⁰C, dann erwärmt man auf 20"C und hält die Kapseln wc'tere 10 Stunden in Bewegung, um Agglomerationen zu verhüten. Durch Dekantieren trennt man die Kapseln von der Flotte und eventuell vorhandenem freiem Wandmaterial, man wäscht sie noch dreimal mit je I Liter Wasser, filtriert mit einem Büchnertrichter und dispergiert sie in einer Lösung von 12 g Resorcin in 1 Liter deionisiertem Wasser. In dieser Lösung behandelt man die Kapseln etwa I Stunde bei

ίο Zimmertemperatur. Dann gibt man 12 g Harnstoff und 12 g 35%ige Formaldehydlösung zu und kühlt auf 10⁰C. Bei dieser Temperatur gibt man 63,5 g IO%ige Schwefelsäure /u und erwärmt in 14 Stunden auf 40°(± 3. Nach etwa 4 Stunden filtriert man die Kapseln

ι-', durch einen Biichnertrichter, wäscht sie dreimal mit je einem Liter Wasser, filtriert wieder und dispergiert den feuchten Filterkuchen in 1 Liter gesättigter Natriunisuifatlösung. Das weitere Verfahren ist das gleiche wie be· Beispiel I nach dem Dispergieren in der Natriumsulfatlösung.

Das Resultat ist beim Druckfixieren dasselbe wie bei Beispiel 1, beim Wärmefixieren besser als bei Beispiel I.

Beispiel 3

?-> Man löst 20 g einer sauer aufgeschlossenen Gelatine von etwa 280 Bloom und 20 g Gummi arabicum jeweils getrennt in 450 ml deionisiertem Wasser und erwärmt die Lösung auf 42X.

Als Material für die IP verwendet man 150 g

v> Reinst-Dehnwachs mit einem Ausdehnungskoeffizienten \= 1400 10 "¹C- ' und 2 g blauen Farbstoff (Cl. Solvent Blue 35, CI. Constitution No. 61 554 [S]).

Die wäßrigen Lösungen werden bei 85°C zusammengegeben und die flüssige IP darin auf die gewünschte

ü Tropfengröße (10 bis 30 um) dispergiert. Den pH-Wert stellt man mit lO°/oiger Salzsäure auf 3,9 bis 4,1 ein und kühlt bis auf 1O=C.

0,5 Liter gesättigte Natriumsulfatlösung gibt man langsam zum System (gesättigt = 250 g Natriumsulfat wasserfrei ad 1000 ml HjO). Innerhalb einer Stunde erwärmt man auf 20^cC und gibt dem System weitere 200 g wasserfreies Natriumsulfat zu. Man trhitzt in 2 Stunden auf 55 C uuii küiiii sviiiici! wicucr auf 22 C, gibt lOgGlutardialdehydzuund rührt 10Stunden.

4·, Das verdampfende Wasser wird ersetzt und der Mischung eine Lösung von 12 g Resorcin und 12 g Wasser zugegeben. In dieser Lösung behandelt man die Kapseln etwa 1 Stunde bei Zimmertemperatur. Dann gibt man 12 g Harnstoff und 12 g 35%ige Formaldehydlösung zu und kühlt auf 10°C Bei dieser Temperatur gibt man 63.5 g 10%ige Schwefelsäure zu und erwärmt in 14 Stunden auf 40'C±3. Nach etwa 4 Stunden filtriert man die Kapseln durch einen Büchnertrichter, wäscht sie dreimal mit je 1 Liter Wasser, filtriert wieder und dispergiert den feuchten Filterkuchen in 1 Liter gesättigter Natriumsulfatlösung. Zu dieser Kapselsuspension gibt man 0,05 g CI. Direct Blue 214 und 0,7 g Harnstoff und mischt 1 Stunde bei Zimmertemperatur. Man mischt 7J g methyliertes Methylolmelamin mit 15 g Wasser, gibt es zur Kapselsuspension. 5 ml 37%ige Formaldehydlösung gibt man ebenfalls zu und stellt den pH-Wert mit Schwefelsäure oder Natronlauge auf 4,0 ein. Die Mischung wird auf 30⁰C erhitzt, bei dieser Temperatur gibt man 50 g Natriumsulfat wasserfrei zu, prfiitzt weiter auf 50⁰C und hält diese Temperatur während 4 Stunden. Ohne wettere Wärmezufuhr rührt man noch etwa 5 Stunden.
Nachdem das System wieder Zimmertemperatur (22

bis 25' C) erreicht hat. ergänzt man den Wasserverlust und gibt I g eines polyaminofunkiionellen Silans und 0,05 g Cl. Direct Blue 214 zu. Den pH-Wert stellt man mit 20%iger Natronlauge etwa auf 7 ein und erhitzt während 4 Stunden auf 60°C. Ohne weitere Wärmezufuhr rührt man noch 5 Stunden.

Die Kapseln werden von der Salzlösung dekantiert, das noch vorhandene Salz wird mit Wasser von den Kapseln gewaschen, die Kapseln werden auf einem Büchnertrichter filtriert und an der Luft getrocknet.

Man erhält freifließende Kapseln mit einem Durchmesser von K) bis 40 μηι. positiver Ladung und gutem Riickhalteverniogen für die IP. Das Fixieren ist durch Druck und/oder Wärme möglich.

Beispiel 4

Man löst 20 g einer sauer aufgeschlossenen Gelatine von etwa 200 Bloom in 380 g deionisiertem Wasser und 80 g Polyphcphat von mittlerer Kettenlärge in 24Og deionisiertem Wasser. Als Kernmaterial verwendet man Polyvinyläther mit folgenden Eigenschaften:

Beispiel 5

Farbe	weiß
Lieferform	Schuppen
Schmelzpunkt im Monoskop	45bis48X
Tropfpunkt nach Ubbelohde
(DGFM-III 3)	48" C
Höppler-Härtebei20^pC
(DGF M-III 9a)	etwa WOkg/cm-
Penetrometer-Härte bei 20°C
(DGF M-III 9b)	I bis 2dmm
Dichte bei 20 C
(DGFM-III 2a)	0.93 bis 0.94 g/cm¹
Schmel/.viskosität nach
Ubbelohde bei 70"C	etwa 400 CS
(DGFM-IIIS)IOo-C	etwa 200 CS
Säurezahl (DGF M-IV 2)	0
Verseifungszahl
(DGF M-IV 2)	0
Asche	0%
Unverseifbares (DGF M-V 5)	!00%

2(X) g eines solchen Polyvinyläthers (auch als V-Wachs bezeichnet) mischt man 4 g Cl. Solvent Blue 35 (Cl. Constitution No. 61 554 [S]) bei. Man erwärmt den Polyvinyläther und die Gelatinelösung auf 60^!C. dispergiert den Polyvinyläther in der Gelatinelösung auf die gewünschte Tropfengröße (20 bis 100 μπι), gibt das Polyphosphat zu und stellt den pH-Wert mit 2Ö°/oiger Natronlauge auf 7,4 ein.

Innerhalb von etwa 2 Stunden kühlt man auf 10^c C und gibt langsam 500 ml gesättigte Natriumsulfatlösung (gesättigt = 250 g Natriumsulfat wasserfrei ad 1000 ml Wasser) zum System. Innerhalb einer Stunde erwärmt man auf 20⁰C und gibt weitere 200 g wasserfreies Natriumsulfat zu. Man erhitzt in 2 Stunden auf 38° C und kühlt schnell wieder auf 22° C, gibt 10 g Glutardialdehyd zu und rührt 10 Stunden. Durch Dekantieren tremit man die Kapseln von der Flotte und vom größten Teil des Natriumsulfats. Man löst 12 g Resorcin in 1 Liter Wasser; in dieser Lösung behandelt man die Kapseln etwa 1 Stunde.

Im folgenden wird die gleiche Prozedur durchgeführt wie in Beispiel 3 nach der Resorcinbehandlung.

Man erhält freifiieBende Kapseln mit gutem Rückhaltevermögen für die IP; sie lassen sich durch Druck und/oder Hitze fixieren.

10 g Polyvinylalkohol (PVAL) mit einer Viskosität von 35 bis 45 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 99

s bis 100 Mol-%, bezogen auf Trockenbasis, sowie 2,5 g PVAL mit einer Viskosität von 40 bis 46.ηPd · s und einem Hydrolysegrad von f>7 bis 89% werden in deionisiertem Wasser gelöst und auf 250 r>il ergänzt. 15 g Gummi arabicum werden in 135 g deionisierterp

ίο Wasser gelöst. Die PVAL- und Gummi-arabicum-Lösungen werden auf 44°C gebracht.

Als Material für die IP erhitzt man 180 g(ctwa 200 ml) Paraffin (nach DAB 6, Erstarrungspunkt 42 bis 44C). In dem geschmolzenen Paraffin löst man 20 g blauen

r, Farbstoff (Cl. Solvent Blue 79). Die IP wird mit einem Rührer in der wäßrigen PVAL-Lösung auf die gewünschte Tropfengröße (10 bis 30 μπι) dispergiert. dann wird die Gummi-arabicum-Lösung zugefügt und die ganze Dispersion auf etwa 10⁵C gekühlt.

>ii 15 g Resorcin werden 235 g Wasser gelöst, und diese Dispersion wird mit Hilfe eines Tropftrichters innerhalb von etwa 5 Minuten zu dem System gegeben. In einem Abstand von etwa 15 Minuten gibt man nachstehende Lösungen zu:

^;i 10 g Harnstoff in 90 g Wasser gelöst

3 g Natriumsulfat in 53 g Wasser gelöst
30 g etwa 37%ige Fcrmaldehydlösung
250 g etwa I0°/oige Scnwefelsäure

in Der pH-Wert ist jetzt <1,5, die Kapselsuspension wird bei etwa 20~C in Bewegung gehalten, um Agglomerationen zu verhüten, bis nach etwa 15 Stunden die Härtungsreaktion beendet ist.

Man kann jetzt ohne weitere Hilfsmittel die Kapseln

j-, mit einem Büch'iertrichier trockensaugen und mit einem Wirbelschichttrockner oder durch einfaches Auslegen an der Luft ein freifließendes Pulver aus Mikrokapseln gewinnen. Die triboelektrischen Eigenschaften dieses Toners sind aber ungenügend, deshalb unterzieht man die Kapseln, solange sie noch in Suspension sind, folgender Behandlung:

Der Suspension wird 0.07 g Cl. Direct Blue 214 zugesetzt und wahrend etwa j Stunden auf oirC ernuzt. Werden diese Kapseln nun filtriert und getroci.:.et wie oben beschrieben, so zeigen sie eine positive Aufladung gegen Eisen. Bei dem Wirbelkammer-Entwicklungsverfahren ergibt sich ein befriedigendes Bild, eine Fixierung ist durch Druck und/oder Hitze möglich, Kapselgröße 10 bis 30 μπι.

Beispiel 6

10 g PVAL mit einer Viskosität von 35 bis 43 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 99 bis 100 ΜοΙ·%, bezogen auf Trockenbasis, sowie 23 g PVAL mit einer Viskosität von 40 bis 46 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 87 bis 89% werden in deionisiertem Wasser gelöst und auf 250 ml ergänzt 15 g Gummi arabicum werden in 135 g deionisiertem Wasser gelöst. Die PVAL- und Gummi-arabicum-Lösungen werden auf 75° C gebracht.

Als Material für die IP erhitzt man 180 g(etwa 200 ml) Paraffin (nach DAB 6, Erstarrungspunkt 69 bis 73⁰C). In dem geschmolzenen Paraffin löst man 20 g blauen Farbstoff (CI. Solvent Blue 79). Die IP wird mit einem Rührer in der wäßrigen PVAL-Lösung auf die gewünschte Tropfengröße (10 bis 30 μπι) dispergiert, dann wird die Gummi-arabicum-Lösung hinzugefügt und die eanze Disoersion auf etwa 10° C gekühlt.

15 g Resorcin werden η 235 g Wasser gelöst, und diese Lösung wird mit Hilfe eines Tropftrichters innerhalb etwa 5 Minuten zu dem System gegeben. In einem Abstand von etwa 15 Minuten gibt man nachstehende Lösungen zu:

10 g Harnstoff in 90 g Wasser gelöst 3 g Natriumsulfat in 53 g Wasser gelöst 30 g etwa 37%ige Formaldehydlösung 250 g etwa 10%ige Schwefelsäure

Der pH-Wert ist jetzt <1,5, die Kapselsuspension wird bei etwa 20° C in Bewegung gehalten, um Agglomerationen zu verhüten, bis nach etwa 15 Stunden die Härtungsreaktion beendet ist

Der Suspension wird nach dem Härten 0,07 g Cl. Direct Bluu 214 zugesetzt und während etwa 3 Stunden auf etwa 60° C erhitzt Nach dem Abkühlen werden die Kapseln filtriert und dreimal mit 1 Liter deionisiertem Wasser gewaschen, dann wird der feuchte Filterkuchen in 1 Liter einer l%igen Lösung von methyüertem Methylolmelamin in Wasser dispergiert Der pH-Wert wird auf 4,0 bis 4,5 eingestellt und die Suspension etwa 3 Stunden lang auf 50°C±3 erhitzt Ohne weiteres Erhitzen werden die Kapseln noch etwa 10 Stunden gerührt Nun wird der Kapselbrei dekantiert und dreimal mit einem Liter Wasser gewaschen, filtriert und ohne weitere Trocknungshilfen an der Luft getrocknet Man erhält freifließende Kapseln von 10 bis 30 μπι Durchmesser mit eindeutigen triboelektrischen Eigenschaften und ausreichender Haltbarkeit beim Dauertest in einer Entwicklungskammer.

Beispiel 7

10 g PVAL mit einer Viskosität von 35 bis 43 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 99 bis 100 Mol-%, bezogen auf Trockenbasis, sowie 2J5 g PVAL mit einer Viskosität von 40 bis 46 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 87 bis 89% werden in deionisiertem Wasser gelöst und auf 250 ml ergänzt 15 g Gummi arabicum werden in 135 g deionisiertem Wasser gelöst Die PVAL- und Gummi-arabicum-Lösungen werden auf 75° C gebracht

Als Material für die IP erhitzt man 180 g (etwa 200 ml) Paraffin (nach DAB 6, Erstarrungspunkt 69 bis 73° C). In dem geschmolzenen Paraffin löst man 20 g blauen Farbstoff (Cl. Solvent Blue 79). Die IP wird mit einem Rührer in der wäßrigen PVA?,-Lösung auf die gewünschte Tropfengröße (10 bis 30 μπι) dispergiert dann wird die Gummi-arabicum-Lösung zugefügt und die ganze Dispersion auf etwa 10° C gekühlt

15 g Resorcin werden in 235 g Wasser gelöst, und diese Lösung wird mit Hilfe eines Tropftrichters innerhalb etwa 5 Minuten zu dem System gegeben. In einem Abstand von etwa 15 Minuten gibt man nachstehende Lösungen zu:

Der pH-Wert ist jetzt <1,5, die Kapselsuspension wird bei etwa 20°C in Bewegung gehalten, um Agglomerationen zu verhüten, bis nach etwa 15 Stunden die Härtungsreaktion beendet ist.

Der Suspension wird nach dem Härten 0,07 g CI. Direct Blue 214 zugesetzt und etwa 3 Stunden lang auf etwa 60⁰C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden die Kapseln filtriert und dreimal mit 1 Liter deionisiertem Wasser gewaschen, dann wird der feuchte Filterkuchen in 1 Liter einer l%igen Lösung von polyaminofunktionellem Silar, dispergiert Der pH-Wert wird auf etwa 7 eingestellt und die Suspension etwa 4 Stunden lang auf 60°C±3 erhitzt Ohne weiteres Erhitzen wird gerührt, bis der Kapselbrei etwa Zimmertemperatur (22° C) hat Nun wird der Kapselbrei abfiltriert und mit dreimal 1 Liter Wasser gewaschen, wieder filtriert und ohne weitere Trocknungshilfen an der Luft getrocknet Man

ίο erhält freifließende Kapseln von 10 bis 30 μπι Durchmesser, die gegenüber den Trägerteilchen (Eisen) eine starke positive (triboelektrische) Ladung annehmen.

_Iä Beispiel 8

6 g PVAL mit einer Viskosität von 35 bis 43 mPa ■ s und einem Hydrolysegrad von 99 bis 100 Mol-%, bezogen auf Trockenbasis, sowie 1,5 g PVAL mit einer Viskosität von 40 bis 46 mPa · s und einem Hydrolyse grad von 87 bis 89% werden in deionisiertem Wasser gelöst und auf 150 ml ergänzt 25 g Gummi arabicum werden in 225 g deionisiertem Wasser gelöst Die PVAL- und Gummi-arabicum-Lösungen werden auf 80° C ±3 gebracht

Als Material für die IP erhitzt man 90 g (etwa 100 ml) Paraffin (nach DAB 6, Erstarrungspunkt 69 bis 73° C). In dem geschmolzenen Paraffin löst man 10 g blauen Farbstoff (CI. Solvent Blue 79). Die IP wird mit einem Rührer in der wäßrigen PVAL-Lösung auf die gewünschte Tropfengröße (15 bis 25 μπι) dispergiert, dann wird die Gummi-arabicum-Lösung zugefügt und die ganze Dispersion auf etwa 10° C gekühlt

15 g Resorcin werden in 235 g Wasser gelöst, und diese Lösung wird mit Hilfe eines Tropftrichters innerhalb etwa 5 Minuten zu dem System gegeben. In einem Abstand von etwa 15 Minuten gibt man nachstehende Lösungen zu:

10 g Harnstoff in 90 g Wasser gelöst 2,5 g Polyphosphat (von mittlerer Kettenlänge) in

45 g Wasser gelöst 30 g etwa 37%ige Formaldehydlösung 125 g etwa 10%ige Schwefelsäure

Der pH-Wert ist jetzt <1,5, die Kapselsuspension

wird bei etwa 20" C in Bewegung gehalten, um Agglomerationen zu verhüten, bis nach etwa 15 Stunden die Härtungsreaktion beendet ist

Der Suspension wird nach dem Härten 0,07 g CI. Direct Blue 214 zugesetzt und etwa 3 Stunden lang auf etwa 60° C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden die Kapseln filtriert und dreimal mit 1 Liter deionisiertem Wasser gewaschen, dann wird der feuchte Filterkuchen in einer 1 %igen Lösung von methyliertem Methylolmelamin in Wasser dispergiert. Der pH-Wert wird auf 4,0 bis 43 eingestellt und die Suspension etwa 3 Stunden lang auf 50°C±3 erhitzt. Ohne weiteres Erhitzen werden die Kapseln noch etwa 10 Stunden gerührt. Nun wird der Kapselbrei filtriert und mit dreimal 1 Liter Wasser gewaschen, filtriert und ohne weitere Trock nungshilfen an der Luft getrocknet. Man erhält freifließende Kapseln von 10 bis 30μηι Durchmesser mit eindeutigen triboelektrischen Eigenschaften und ausreichender Haltbarkeit beim Dauertest in einer Entwicklungskammer.

Beispiel 9

10,75 g PVAL mit einer Viskosität von 35 bis 45 mPa · s und einem Hydrolysegrad von 87 bis 89

MoI-⁰A sowie 0,7 g PVAL mit einer Viskosität von 28 bis 32mPa · s und einem Hydrolysegrad von 99 bis 100 Mol-% werden in deionisiertem Wasser gelöst und auf 250 ml aufgefüllt.

15 g Gummi arabicum werden in 135 g deionisiertem Wasser gelöst. Diese beiden wäßrigen Lösungen werden auf eine Temperatur von etwa 85°C gebracht Als Material für die IP erwärmt man 180 g Wachs (siehe Beispiel 2) und 10 g Farbstoff (CI. Solvent Blue 35, CI. Sonstitution No. 61 554[S]).

Die IP wird mit einem Rührer in der wäßrigen PVAL-Lösung auf die gewünschte Tropfengröße (10 bis 30 μπι) dispergiert, dann wird die Gummi-arabicum-Lösung zugefügt und die ganze Dispersion auf etwa 10⁰C gekühlt.

15 g Resorcin werden in 235 g Wasser gelöst, und diese Lösung wird mit Hilfe eines Tropftrichters innerhalb etwa 5 Minuten zu dem System gegeben. In einem Abstand von etwa !5 Minuten gibt man nachstehende Lösungen zu:

10 g Harnstoff in 90 g Wasser gelöst
3 g Natriumsulfat in 53 g Wasser gelöst
30 g etwa 37°/oige Formaldehydlösung
250 g etwa 10%ige Schwefelsäure

Der pH-Wert ist jetzt 1,5, die Kapselsuspension wird bei etwa 20° C in Bewegung gehalten, um Agglomerationen zu verhüten, bis nach etwa 15 Stunden die Härtungsreaktion beendet ist

Der Suspension wird nach dem Härten 0,07 g CI. Direct Blue 214 zugesetzt und während etwa 3 Stunden auf etwa BQ" C erhitzt

Nach dem Abkühlen werden die Kapseln filtriert und dreimal mit 1 Liter deionisiertem Wasser gewaschen,

ίο dann wird der feuchte Filterkuchen in 1 Liter einer l°/oigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin in Wasser dispergiert Der pH-Wert wird auf 4,0 bis 4,5 eingestellt und die Suspension etwa 3 Stunden lang auf 50°C±3 erhitzt Ohne weitere Wärmezufuhr werden die Kapseln noch 5 Stunden gerührt Dann werden 5 g eines polyfunktionellen Silans zugesetzt, der pH-Wert wird auf etwa 7 eingestellt und die Dispersion 3 Stunden lang auf 50⁰C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden die Kapseln nitriert, dreimal mit je 1 Liter Wasser gewaschen und filtriert. Der Filterkuchen wird in einem Wirbelschichitrockner 15 Minuten bei etwa 20⁰C getrocknet Die entstandenen Mikrokapseln haben gute Eigenschaften als positiver Toner (Kapseldurchmesser 10 bis 30 μπι).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Verfahren zur Herstellung eines aus Mikrokapseln bestehenden Toners für elektrostatographische Entwickler, bei dem

a) Paraffine oder Wachse mit wasserlöslichen Polymeren durch Koazervation in einem wäßrigen Trägermedium verkapselt werden, wobei den Paraffinen oder Wachsen und/oder den wasserlöslichen Polymeren Farbstoffe und/oder Pigmente zugesetzt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

b) der im Verfahrensschritt a) entstandenen wäßrigen Suspension von Mikrokapseln Formaldehyd und/oder Glutaraldehyd, Aluminiumchromat oder Zinkchromat zugesetzt werden,

c) der im Verfahrensschritt b) entstandenen wäßrig£T Suspension von Mikrokapseln mit ausgehärteten bzw. vernetzten Wänden Harnstoff, Resorcin und Formaldehyd oder Harnstoff und Formaldehyd oder Harnstoff, Formaldehyd und Melamin oder Harnstoff, Formaldehyd und methyliertes Methylolmelamin