DE3215838C2 - Elektrostatographisches Tonermaterial - Google Patents

Elektrostatographisches Tonermaterial

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Description

Die Erfindung betrifft ein elektrostatographisches Tonerma­ terial, insbesondere ein durch Druck fixierbares elektrosta­ tographisches Tonermaterial, welches eingekapselte Toner­ teilchen enthält.
Bei der bekannten Elektrostatographie wird ein elektrostati­ sches latentes Tonbild, welches auf einer photoleitenden oder dielektrischen Oberfläche vorhanden ist, mit einem ei­ nen Farbstoff und ein Fixiermittel enthaltenden Tonermate­ rial unter Bildung eines sichtbaren Tonerbilds entwickelt. Das sichtbare Tonerbild wird auf die Oberfläche eines Trä­ germediums, wie auf ein Papierblatt, übertragen und dort fi­ xiert.
Die Entwicklung des latenten Bildes unter Bildung des sicht­ baren Tonerbilds wird mittels eines Entwicklungsmittels durchgeführt, das ein Gemisch aus einem Tonermaterial mit Trägerteilchen enthält, oder unter Verwendung eines Entwick­ lungsmittels, welches nur das Tonermaterial enthält. Das Ent­ wicklungsverfahren, in dem das Gemisch aus Tonermaterial mit Trägermaterial verwendet wird, wird als "Zweikomponentenent­ wicklungsverfahren" bezeichnet. Das Entwicklungsverfahren, bei dem nur das Tonermaterial verwendet wird, wird als "Ein­ komponentenentwicklungsverfahren" bezeichnet.
Das auf dem latenten Bild gebildete Tonerbild wird dann auf die Oberfläche eines Trägermediums übertragen und darauf fi­ xiert. Das Verfahren zum Fixieren des Tonerbilds auf dem Trägermediums kann gemäß einem von drei Fixierverfahren durchgeführt werden, d. h. einem Hitzefixierverfahren (Schmelz­ verfahren) einem Lösungsmittelfixierverfahren und einem Druckfixierverfahren.
Bei dem Druckfixierverfahren erfolgt das Fixieren des Toner­ materials auf der Oberfläche des Trägermediums unter Anwen­ dung eines Druckes, und es wird beispielsweise in der US-PS 3 269 626 beschrieben. Bei dem Druckfixierverfahren wird we­ der ein Heizverfahren noch werden Lösungsmittel verwendet, und es treten somit die Schwierigkeiten nicht auf, die dem Fixierverfahren in der Hitze und dem Lösungsmittelfixierver­ fahren inhärent sind. Weiterhin kann das Druckfixierverfah­ ren bei Hochgeschwindigkeitskopier- und Vervielfältigungs­ verfahren durchgeführt werden, und die Anlaufzeit ist bei dem Druckfixierverfahren verkürzt. Dementsprechend ist das Druckfixierverfahren ein bevorzugtes Fixierverfahren, da ihm eine Anzahl bevorzugter Merkmale inhärent sind.
Das Druckfixierverfahren besitzt jedoch auch einige uner­ wünschte Merkmale. Beispielsweise erhält man bei dem Druck­ fixierverfahren im allgemeinen eine schlechtere Fixierung als bei dem Wärmefixierverfahren, wodurch das Tonerbild, wel­ ches auf einem Papier fixiert wird, leicht abgerieben werden kann. Das Druckfixierverfahren erfordert einen sehr hohen Druck für die Fixierung, und ein solcher hoher Druck bewirkt, daß die Cellulosefasern des Trägermediums, wie Papier, bre­ chen. Weiterhin wird auf der Oberfläche des Trägermediums ein Glanz erzeugt. Außerdem müssen die Druckwalzen eine relativ große Größe aufweisen, da die Walzen dem Tonerbild auf dem Trägermedium einen sehr hohen Druck verleihen. Dementspre­ chend kann die Verringerung der Größe der Kopier- und Ver­ vielfältigungsvorrichtung eine bestimmte Grenze nicht über­ schreiten, die durch die Größe der Druckwalzen bestimmt wird.
Man hat in der Vergangenheit bereits ein eingekapseltes To­ nermaterial vorgeschlagen, welches Tonerteilchen enthält, die in Mikrokapseln eingeschlossen sind. Dadurch sollen die oben beschriebenen Nachteile des Druckfixierverfahrens besei­ tigt werden. Das eingekapselte Tonermaterial wird hergestellt, indem man Kernteilchen (welche den Farbstoff, wie Ruß, ent­ halten) mit Umhüllungen, welche bei der Anwendung von Druck brechen, umhüllt. Das so hergestellte eingekapselte Tonerma­ terial besitzt verschiedene bevorzugte Merkmale. Beispiels­ weise erfordert das Fixieren des eingekapselten Tonermate­ rials keinen hohen Druck, und die Fixierung ist ausgezeich­ net. Dementsprechend wird das eingekapselte Tonermaterial als geeignet für die Verwendung in einem Druckfixierverfah­ ren angesehen. Das bis heute vorgeschlagene eingekapselte Tonermaterial erscheint jedoch bei der praktischen Verwen­ dung nicht geeignet, da es nicht alle Eigenschaften, die für einen glatten Kopier- und Vervielfältigungsvorgang erforder­ lich sind, erfüllt und da es keine sehr gute Tonerbildfixie­ rung und Qualität ergibt.
Genauer gesagt ist es bei einem Tonermaterial, welches als Trockenentwicklungsmittel in der Elektrostatographie verwen­ det werden soll, erforderlich, daß es ausgezeichnete Pul­ vereigenschaften (oder Pulverfließeigenschaften) aufweist, so daß eine hohe Entwicklungsqualität erhalten wird, und daß die Oberfläche des photoempfindlichen Materials, auf der das latente Bild gebildet wird, nicht verfleckt. Der Ausdruck "Pulvereigenschaften" bedeutet insbesondere die Beständigkeit gegenüber der Agglomeration und dem Blockieren der Tonerteil­ chen. Bei dem Verfahren für die Herstellung des eingekapsel­ ten Tonermaterials wird das Tonermaterial im allgemeinen von der Tonerdispersion abgetrennt und gemäß einem Sprühtrock­ nungsverfahren getrocknet. Das bis heute bekannte eingekap­ selte Tonermaterial agglomeriert entweder beim Sprühtrocknen oder beim Lagern nach dem Sprühtrocknen. Das so agglomerier­ te Tonermaterial verschlechtert die Resolution des auf dem elektrostatographischen latent Bild gebildeten sichtbaren Tonerbilds merklich, wodurch die Schärfe des sichtbaren To­ nerbilds, das auf das Trägermedium fixiert wird, wesentlich verschlechtert wird.
Es ist weiterhin erforderlich, daß das Tonermaterial, wel­ ches für das Zweikomponentenentwicklungsverfahren verwendet wird, die Oberflächen der Trägerteilchen nicht verfleckt. Das Tonermaterial, das als Entwicklungsmittel bei einem Druckfixierverfahren verwendet wird, soll weiterhin zufrie­ denstellend bei der Fixierung unter Druck sein und soll sich von der Oberfläche der Druckwalze nicht ablösen, d. h. die Erscheinung zeigen, bei der der Toner an der Walzenoberflä­ che haftet und sie verfleckt.
Die bis heute bekannten eingekapselten Tonermaterialien sind mindestens hinsichtlich einer dieser Forderungen, die für Entwicklungsmittel aufgestellt wurden und die beim Druck­ fixierverfahren verwendet werden, nicht zufriedenstellend.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein elektrostatographisches Tonermaterial zur Verfügung zu stellen, das die oben erwähnten Nachteile nicht besitzt.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur Verfügung gestellt werden, welches bei einem Druckfixierver­ fahren verwendet werden kann und die oben beschriebenen Nach­ teile nicht besitzt.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur Verfügung gestellt werden, das bei einem Druckfixierverfah­ ren verwendet werden kann und dessen Pulvereigenschaften we­ sentlich verbessert sind.
Erfindungsgemäß soll bin eingekapseltes Tonermaterial mit verbesserter Druckfixierfähigkeit zusätzlich zu den verbes­ serten Pulvereigenschaften zur Verfügung gestellt werden.
Erfindungsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur Verfügung gestellt werden, welches einen verbesserten Wider­ stand gegenüber Absetzen zusätzlich zu verbesserten Pulver­ eigenschaften und verbesserter Druckfixierbarkeit aufweist.
Erfindunsgemäß soll ein eingekapseltes Tonermaterial zur Verfügung gestellt werden, welches gegenüber dem Zerbrechen vor der Druckanwendung in dem Druckfixierverfahren bestän­ dig ist, während es bei dem Druckfixierverfahren leicht ge­ brochen wird.
Erfindungsgemäß soll weiterhin ein Verfahren für die Herstel­ lung des elektrostatographischen Tonermaterials, welches die zuvor beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften aufweist, zur Verfügung gestellt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrostatographisches To­ nermaterial, welches eingekapselte Tonerteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1000 µm enthält, wobei die Tonerteilchen ein druckfixier­ bares klebendes Kernmaterial, welches einen Farbstoff ent­ hält, und eine durch Druck zerstörbare Umhüllung, die das Kernmaterial umhüllt, enthalten und wobei die Hülle aus Polyurethan, Polyharnstoff und Polythiourethan hergestellt ist.
In der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck "Poly­ urethan, Polyharnstoff und Polythiourethan" ein durch Poly­ kondensationsreaktion zwischen einem Polyisocyanat und/oder Polythioisocyanat und einem oder mehreren der Gegenverbindun­ gen, wie einem Polyol, Polythiol, Wasser, Polyamin und Pipe­ razin, gebildetes Polyerisat. Dementsprechend bedeutet der Ausdruck "Polyurethan" entweder ein einfaches Polyurethan, welches im wesentlichen nur Urethanbindungen aufweist, oder ein Polymerisat, welches Urethanbindungen und eine relativ geringe Zahl von Harnstoff- und/oder Thiourethanbindungen aufweist. Der Ausdruck "Polyharnstoff" bedeutet entweder ei­ nen einfachen Polyharnstoff, der nur im wesentlichen Harn­ stoffbindungen aufweist, oder er bedeutet ein Polymerisat, das Harnstoffbindungen und eine relativ geringe Zahl an Ure­ than- und/oder Thiourethanbindungen aufweist. Auf gleiche Weise bedeutet der Ausdruck "Polythiourethan" entweder ein einfaches Polythiourethan, welches im wesentlichen nur Thio­ urethanverbindungen besitzt, oder ein Polymerisat, welches Thiourethanbindungen und eine relativ geringe Zahl von Ure­ than- und/oder Harnstoffbindungen aufweist.
Das für die Herstellung der Umhüllung bei der vorliegenden Erfindung verwendete Material ist ein Polyadditionspro­ dukt aus einem Polyisocyanat, einem Polyol und Wasser oder ein Polyadditionsprodukt aus einem Polyisocyanat, einem Polyol und einem Polyamin.
Das erfindungsgemäße elektrostatographische Tonermaterial wird bevorzugt gemäß einem Verfahren hergestellt, bei dem sehr kleine Tröpfchen aus dem druckfixierbaren Klebstoffkern­ material, welches einen in einem wäßrigen Medium dispergier­ ten Farbstoff enthält, mit dem druckzerstörbaren Umhüllungs­ material umhüllt werden, wobei dieses Material aus Polyurethan, Polyharnstoff und Polythio­ urethan und wobei die eingekapselten Teilchen gebil­ det werden. Die eingekapselten Teilchen werden aus dem wäßri­ gen Medium abgetrennt, und man erhält so trockene eingekap­ selte Tonermaterialien.
Die Einkapselung der Tröpfchen aus dem Kernmaterial mit dem Umhüllungsmaterial kann nach irgendeinem an sich bekannten Verfahren zur Herstellung der sogenannten Mikrokapseln, wel­ che eine hydrophobe Flüssigkeit enthalten, erfolgen, wie nach dem Phasentrennungsverfahren, wie es in den US-Patentschrif­ ten 2 800 457 und 2 80 458 beschrieben wird, dem Grenzflä­ chenpolymerisationsverfahren, wie es in den japanischen Patent­ veröffentlichungen 38(1963)-19 574, 42(1967)-446 und 42(1967)-771, den britischen Patenten 989 264, 950 443, 867 797, 1 069 140 und 1 046 409 beschrieben wird, dem Ver­ fahren, bei dem die Polymerisation eines Monomeren in Öl­ tröpfchen stattfindet, wie es in der japanischen Patentver­ veröffentlichung 36(1961)-9 168 beschrieben wird, dem Ver­ fahren, bei dem ein Schmelzen, Dispergieren und Kühlen statt­ findet, wie es in den britischen Patenten 952 807 und 965 074 beschrieben wird, und dem Sprühtrocknungsverfahren, wie es in der US-Patentschrift 3 111 407 und in der briti­ schen Patentschrift 930 422 beschrieben wird.
Von diesen Einkapselungsverfahren ist das Grenzflächenpoly­ merisationsverfahren, welches im folgenden näher erläutert wird, für die Herstellung des erfindungsgemäßen Tonermate­ rials bevorzugt.
Zuerst werden die beiden folgenden Substanzen ausgewählt:
Substanz (A), die als solche eine hydrophobe Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophoben Flüssigkeit lös­ lich, damit mischbar oder gut dispergierbar ist, und Substanz (B), die als solche eine hydrophile Flüssigkeit ist oder eine Substanz, die in einer hydrophilen Flüssigkeit lös­ lich, damit mischbar oder darin gut dispergierbar ist, worin die Substanz (A) mit der Substanz (B) unter Bildung von Poly­ urethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan, der entweder in der hydrophoben Flüssigkeit oder in der hydrophilen Flüssig­ keit unlöslich ist, reagieren kann.
Zweitens werden sehr kleine Tröpfchen aus einer hydrophoben Flüssigkeit einschließlich der Substanz (A) und dem Kernmate­ rial, welches einen Farbstoff enthält und einen durchschnitt­ lichen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis 1000 µm auf­ weist, in der hydrophilen Flüssigkeit, wie Wasser, welches die Substanz (B) enthält, dispergiert.
Ein Katalysator kann in die hydrophobe Flüssigkeit oder die hydrophile Flüssigkeit oder in beide eingearbeitet werden.
Die Substanz (A) geht mit der Substanz (B) eine Grenzflä­ chenpolymerisation in der Dispersion gemäß einem geeigneten Verfahren ein, beispielsweise indem man die Dispersion er­ hitzt. Die Hüllen aus dem Polyurethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan werden um die hydrophoben Tröpfchen ein­ schließlich des Kernmaterials und des Farbstoffs gebildet, und dementsprechend wird die Einkapselung des Kernmaterials und des Farbstoffs mit der Umhüllung erreicht, und es ent­ stehen in der wäßrigen Flüssigkeit eingekapselte Tonerteil­ chen.
Beispiele für die Substanz (A), die bevorzugt für die Her­ stellung der erfindungsgemäßen Hülle verwendet werden, sind Verbindungen, die Isocyanat- oder Thioisocyanatgruppen ent­ halten, die im folgenden beschrieben werden:
1) Diisocyanate
m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 2,6-Tolylendi­ isocyanat, 2,4-Tolylendiisocyanat, Naphthalin- 1,4-diisocya­ nat, Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat, 3,3′-Dimethoxy-4,4′- biphenyldiisocyanat, 3,3′-Dimethyldiphenylmethan-4,4′-diiso­ canat, Xylylen-1,4-diisocyanat, Xylylen-1,3-diisocyanat, 4,4′- Diphenylpropandiisocyanat, Trimethylendiisocyanat, Hexamethy­ lendiisocyanat, Propylen-1,2-diisocyanat, Butylen-1,2-diiso­ cyanat, Äthylidyndiisocyanat, Cyclohexylen-1,2-diisocyanat, Cyclohexylen-1,4-diisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, Triphe­ nylmethandiisocyanat.
2) Triisocyanate
4,4′,4′′-Triphenylmethantriisocyanat, Polymethylenpolyphenyl­ triisocyanat, Toluol-2,4,6-triisocyanat.
3) Tetraisocyanate
4,4′-Dimethyldiphenylmethan-2,2′,5,5′-Tetraisocyanat.
4) Polyisocyanatpräpolymerisate
das Additionsprodukt von Hexamethylendiisocyanat und Hexan­ triol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiisocyanat und Katechol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiisocyanat und Hexantriol, das Additionsprodukt von 2,4-Tolylendiiso­ cyanat und Trimethylolpropan, das Additionsprodukt von Xyly­ lendiisocyanat und Trimethylolpropan; und
5) Diisothiocyanate
Tetramethylendiisothiocyanat, Hexamethylendiisothiocyanat, p-Phenylendiisothiocyanat, Xylylen-1,4-diisothiocyanat, Äthy­ lidyndiisothiocyanat.
Beispiele für die Substanz (B), die bevorzugt für die Her­ stellung der erfindungsgemäßen Umhüllung verwendet werden, sind die im folgenden beschriebenen Verbindungen:
1) Wasser 2) Polyol und Polythiol
Äthylenglykol, 1,4-Butandiol, Kathechol, Resorcinol, Hydro­ chinon, 1,2-Dihydroxy-4-methylbenzol, 1,3-Dihydroxy-5-methyl­ benzol, 3,4-Dihydroxy-1-methylbenzol, 3,5-Dihydroxy-1-methyl­ benzol, 2, 4-Dihydroxy-1-äthylbenzol, 1,3-Naphthalindiol, 1,5- Naphthalindiol, 2,3-Naphthalindiol, 2,7-Napthalindiol, o,o′- Biphenol, p,p′-Biphenol, 1,1′-Bi-2-naphthol, Bisphenol A, 2, 2′-Bis (4-hydroxyphenyl)butan, 2,2′-Bis(4-hydroxyphenyl)-iso­ pentan, 1,1′-Bis(4-hydroxyphenyl)-cyclopentan, 1,1′-Bis(4- hydroxyphenyl)-cyclohexan, 2,2′-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)­ propan, Bis-(2-hydroxyphenyl)-methan, Xylylendiol, Äthylen­ glykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Heptandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, Trimethyiol­ propan, Hexantriol, Pentaerythritol, Glycerol, Sorbitol.
3) Polyamine
Äthylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexa­ methylendiainin, p-Phenylendiamin, m-Phenylendiamln, 2-Hydroxy­ trimethylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetraainin, Diäthylaminopropylamin, Tetraäthylenpentaamin, das Additions­ produkt einer Epoxyverbindung und einer Aminverbindung; und
4) Piperazine
Piperazin, 2-Methylpiperazin, 2,5-Dimethylpiperazin.
Bei der Herstellung der Dispersion aus sehr kleinen hydro­ phoben Tröpfchen, die die Substanz (A) und das Kernmaterial enthalten, enthält die hydrophobe Flüssigkeit, die dispergiert wird, bevorzugt ein niedrig siedendes Lösungsmittel oder ein polares Lösungsmittel. Diese Lösungsmittel dienen dazu, die Bildung der Hülle, welche das Reaktionsprodukt zwischen der Substanz (A) und der Substanz (B) ist, zu beschleunigen. Bei­ spiele für diese Lösungsmittel sind Methylalkohol, Äthylal­ kohol, Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylacetat, Äthylacetat, Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, n-Pentan, n-Hexan, Benzol, Petrolether, Chloro­ form, Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid, Äthylenchlorid, Schwefelkohlenstoff und Dimethylforinamld.
Andere Merkmale des Grenzflächenpolymerisationsverfahrens und andere Verfahren für die Herstellung von Mikrokapseln, die eine ölige Flüssigkeit enthalten, werden in der US-Patent­ schrift 2 726 804 beschrieben, auf die expressis verbis Be­ zug genommen wird.
Das erfindungsgemäße Kernmaterial enthält einen Farbstoff für die Erzeugung eines sichtbaren Bilds auf dem latenten Bild. Der Farbstoff ist im allgemeinen ein Farbstoff oder ein Pigment, es kann jedoch auch ein anderes Mittel, welches kein direktes sichtbares Bild ergibt, wie eine fluoreszie­ rende Substanz, gegebenenfalls als Farbstoff verwendet werden.
Der Farbstoff wird im allgemeinen aus einer Vielzahl von Farbstoffen, Pigmenten und ähnlichen Verbindungen ausgewählt, die im allgemeinen elektrostatographischen Kopier- und Ver­ vielfältigungsverfahren verwendet werden. Im allgemeinen ist der Farbstoff ein Kohlenstofftoner oder ein chromatischer Toner. Beispiele für Kohlenstofftoner umfassen Ruß (carbon black). Beispiele für chromatische Toner sind blaue Farb­ stoffe, wie Kupferphthalocyanin und Farbstoffe des Sulfona­ midtyps, gelbe Farbstoffe, wie Benzidinderivatfarbstoffe, d. h. beispielsweise Diazo-Gelb, und rote Farbstoffe, wie Rhodamin B Lake, das ein Doppelsalz eines Xanthinfarbstoffs mit Phosphorwolframat und -molybdat ist, Carmine 6B, welches zu den Azopigmenten gehört, und ein Chinacridonderivat.
Das erfindungsgemäße Kernmaterial enthält weiterhin ein Bin­ demittel, um den Farbstoff innerhalb des Kerns zu halten und das Fixieren des Farbstoffs auf der Oberfläche des Trägerme­ diums, wie Papier, zu erleichtern. Das Bindemittel wird im allgemeinen aus hochsiedenden Flüssigkeiten ausgewählt, die üblicherweise für die Feindispergierung öllöslicher photo­ graphischer Zusatzstoffe innerhalb eines wäßrigen Mediums vorgeschlagen werden und dafür bekannt sind, daß sie den Zu­ satzstoff in das photoempfindliche Silberhalogenidfarbmate­ rial einarbeiten und/oder aus Polyermisaten ausgewählt, die dafür vorgeschlagen werden, daß sie als Bindemittel für druckfixierbare eingekapselte Tonermaterialien verwendet werden können.
Beispiele für hochsiedende Flüssigkeiten sind die folgenden Verbindungen, die einen Siedepunkt über 180°C aufweisen:
1) Phthalsäureester
Dibutylphthalat, Dihexylphthalat, Diheptylphthalat, Dioctyl­ phthalat, Dinonylphthalat, Dodecylphthalat, Butylphthalylbu­ tylglykolat, Dibutylmonofluorophthalat.
2) Phosphorsäureester
Tricresylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)­ phosphat, Tributylphosphat, Trihexylphosphat, Trioctylphos­ phat, Trinonylphosphat, Tridecylphosphat, Trioleylphosphat, Tris(butoxyäthyl)phosphat, Tris(chloräthyl)phosphat, Tris- (dichlorpropyl)phosphat.
3) Zitronensäureester
O-Acetyltriäthylcitrat, O-Acetyltributylcitrat, O-Acetyltri­ hexylcitrat, O-Acetyltrioctylcitrat, O-Acetyltrinonylcitrat, O-Acetyltridecylcitrat, Triäthylcitrat, Tributylcitrat, Tri­ hexylcitrat, Trioctylcitrat, Trinonylcitrat, Tridecylcitrat.
4) Benzoesäureester
Butylbenzoat, Hexylbenzoat, Heptylbenzoat, Octylbenzoat, No­ nylbenzoat, Decylbenzoat, Dodecylbenzoat, Tridecylbenzoat, Tetradecylbenzoat, Hexadecylbenzoat, Octadecylbenzoat, Oleyl­ benzoat, Pentyl-o-inethylbenzoat, Decyl-p-methylbenzoat, Oc­ tyl-o-chlorbenzoat, Lauryl-p-chlorbenzoat, Propyl-2,4-di­ chlorbenzoat, Octyl-2,4-dichlorbenzoat, Stearyl-2,4-dichlor­ benzoat, Oleyl-2,4-dichlorbenzoat, Octyl-p-methoxybenzoat.
5) aliphatische Säureester
Hexadecylmyristat, Dibutoxyäthylsuccinat, Dioctyladipat, Di­ octylazelat, Decamethylen-1,10-dioldiacetat, Triacetin, Tri­ butin, Benzylcaprat, Pentaerythritoltetracaproat, Isosorbi­ toldicaprilat.
6) Alkylnaphthaline
Methylnaphthalin, Dimethylnaphthalin, Trimethylnaphthalin, Tetramethylnaphthalin, Äthylnaphthalin, Diäthylnaphthalin, Triäthylnaphthalin, Monoisopropylnaphthalin, Diisopropylnaph­ thalin, Tetraisopropylnaphthalin, Monomethyläthylnaphthalin, Isooctylnaphthalin.
7) Dialkylphenyläther
Di-o-methylphenyläther, Di-m-methyldiphenyläther, Di-p-methyl­ phenyläther;
8) Fettsäure- und aromatische Sulfonsäureamide
N,N-Dimethyllauroamid, N,N-Diäthylcaprylamid, N-Butylbenzol­ sulfonamid.
9) Trimellitsäureester
Trioctyltrimellitat; und
10) Diarylalkane
Diarylmethane, z. B. Dimethylphenylphenylmethan, Diaryläthane, z. B. 1-Methylphenol-1-phenyläthan, 1-Dimethylphenyl-1-phenyl­ äthan, 1-Äthylphenyl-1-phenyläthan.
Die oben angegebenen hochsiedenden Flüssigkeiten und Beispie­ le-für andere hochsiedende Flüssigkeiten, die bei der vorlie­ genden Erfindung verwendet werden können, werden im einzel­ nen in den folgenden Publikationen beschrieben:
Japanische Patentveröffentlichungen 46 (1971)-23 233 und 49(1974)-29 461, japanische Offenlegungsschriften 47(1972)- 1 031, 50(1975)-62 632, 50(1975)-82 078, 51(1976)-26 035, 51(1976)-26 036, 51(1976)-26 037, 51(1976)-27 921 und 51(1976)-27 922, US-Patentschriften 2 322 027, 2 353 262, 2 533 514, 2 835 579, 2 852 383, 3 287 134, 3 554 755, 3 676 137, 3 676 142, 3 700 454, 3 748 141, 3 837 863 und 3 936 303, britische Patentschriften 958 441, 1 222 753, 1 346 364 und 1 389 674 und deutsche Offenlegungsschrift 2 538 889.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die hochsie­ dende Flüssigkeit bevorzugt unter Phthalsäureestern, Phos­ phorsäureestern und Alkylnaphthalinen ausgewählt.
Beispiele für Polymerisate umfassen die folgenden Polymerisate:
Polyolefine, Olefincopolymerisate, Polystyrol, Styrolbuta­ diencopolymerisate, Epoxyharze, Polyester, natürliche und synthetische Kautschuke, Polyvinylpyrolidon, Polyamide, Cu­ maronindencopolymerisate, Methylvinyläthermaleinsäureanhy­ dridcopolymerisat, maleinsäuremodifiziertes Phenolharz, phe­ nolmodifiziertes Terpenharz, Siliconharze, epoxymodifizier­ tes Phenolharz, Aminoharze, Polyurethanelastomeren, Poly­ harnstoffelastomeren, Homopolymerisate und Copolymerisate von Acrylsäureester, Homopolymerisate und Copolymerisate von Methacrylsäureester, Acrylsäure-langkettige-Alkylmethacrylat­ copolymerisatoligomeren, Poly(vinylacetat) und Poly(vinyl­ chlorid).
Die oben aufgeführten Polymerisate und Beispiele für andere Polymerisate, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden im einzelnen in den folgenden Publika­ tionen beschrieben:
Japanische Patentveröffentlichungen 48(1973)-30 499, 49(1974)-1 588 und 54(1979)-8 104, japanische Offenlegungs­ schriften 48(1973)-75 032, 48(1973)-78 931, 49(1973)-17 739, 51(1976)-132 838, 52(1977)-98 531, 52(1977)-108 134, 52(1977)-119 937, 53(1978)-1 028, 53(1978)-36 243, 53(1978)- 118 049, 55(1980)-89 854 und 55(1980)-166 655 und US-Patent­ schriften 3 788 994 und 3 893 933.
Das Kernmaterial kann zusätzlich andere Mittel, wie Entfor­ mungsmittel, und magnetisierbare Teilchen enthalten.
Die Entformungs- oder Schmiermittel dienen dazu, daß vermie­ den wird, daß die gebrochene Hülle und das freigesetzte Kern­ material an der Oberfläche der Druckwalze haften. Das Entfor­ mungs- bzw. Schmiermittel kann unter solchen ausgewählt wer­ den, die für die bekannten eingekapselten Toner in der Ver­ gangenheit vorgeschlagen wurden. Beispiele für Entformungs- bzw. Schmiermittel sind Fluor-enthaltende Harze, die in den JA-OS′sen 55(1980)-142 360 und 55(1980)-142 362 beschrieben werden.
Die magnetisierbaren Teilchen sind in dem Kernmaterial ent­ halten, wenn ein magnetisierbares Tonermaterial für das Ein­ komponentenentwicklungsverfahren hergestellt werden soll. Als magnetisierbare Teilchen kann man beispielsweise die ver­ wenden, die in den JA-OS′sen 53(1978)-118 053, 53(1978)- 1 028 und 55(1980)-166 655 beschrieben sind. Beispiele für Materialien für magnetisierbare Teilchen, die bevorzugt bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen Metal­ le, wie Kobalt, Eisen und Nickel, Metallegierungen oder Me­ tallzusammensetzungen, die Aluminium, Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink, Gold, Silber, Antimon, Beryllium, Wismuth, Kadmium, Calcium, Mangan, Titan, Wolf­ ram, Vanadium und/oder Zirkonium enthalten. Beispiele für Me­ tallverbindungen sind Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Eisen- (III)-oxid, Kupfer-(II)-oxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Zirkon­ oxid, Titanoxid und Magnesiumoxid, feuerfeste Metallnitride, wie Chromnitrid, Metallcarbide, wie Wolfraincarbid und Sili­ ciumcarbid, ferromagnetische Ferrite, und ihre Gemische.
Wie oben erwähnt, umfaßt das Verfahren für die Herstellung eingekapselter Tonerteilchen die Stufe, bei der sehr kleine Tröpfchen aus hydrophober Flüssigkeit, die die Substanz (A) enthält, und das Kernmaterial in dem wäßrigen Medium disper­ giert oder emulgiert werden. Für die Herstellung einer homo­ genen Dispersion (oder Emulsion) aus den sehr kleinen Tröpf­ chen der hydrophoben Flüssigkeit ist es bevorzugt, in die Reaktionsflüssigkeit ein hydrophiles Schutzkolloid und/oder ein oberflächenaktives Emulgiermittel einzuarbeiten, die die Bildung der homogenen Dispersion (oder Emulsion) aus den hy­ drophoben Tröpfchen erleichtern und die Agglomeration der so gebildeten hydrophoben Tröpfchen verhindern. Das hydrophile Schutzkolloid und das oberflächenaktive Mittel können allein oder zusammen verwendet werden.
Beispiele für bevorzugte hydrophile Schutzkolloide sind Pro­ teine, wie Gelatine, Pfropfpolymerisate der Gelatine und an­ derer Polymerisate, Albumin und Kasein; Cellulosederivate, wie Hydroxyäthylcellulose, Carboxymethylcellulose und Cel­ luloseschwefelsäureester; Saccharidderivate, wie Natrium­ alginat und Stärkederivate; und eine Vielzahl von syntheti­ schen hydrophilen Homopolymerisaten und Copolymerisaten, wie Polyvinylalkohol, teilweise acetalisierter Polyvinylal­ kohol, Poly-N-vinylpyrolidon, Polyacrylsäure, Polyacrylamid, Polyvinylimidazol und Polyvinylpyrazol.
Bei den oben aufgeführten Beispielen kann die Gelatine eine mit Kalk behandelte Gelatine, eine mit Säure behandelte Ge­ latine, eine hydrolisierte Gelatine und eine enzymatisch zer­ setzte Gelatine sein. Die Pfropfpolymerisate aus Gelatine und anderen Polymerisaten können Gelatine sein, die aufgepfropfte Ketten trägt, welche aus Homopolymerisaten oder Copolymerisa­ ten von Vinylmonomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, ihren Derivaten, beispielsweise Estern und Amiden, Acrylnitril und Styrol besteht. Beispiele für Gelatinepfropfpolymerisate sind solche, die mit Gelatine mischbar sind, wie Gelatine, die Pfropfketten, welche aus Polymerisaten von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid und Hydroxyalkyl­ methacrylat bestehen, trägt.
Einzelheiten dieser bevorzugten Gelatinepfropfpolymerisate werden in den US-PS′en 2 763 625, 2 831 767 und 2 956 884 beschrieben.
Repräsentative Beispiele für synthetische hydrophile Polyme­ risate werden beispielsweise in der DE-OS 23 12 708, den US- PS′en 3 620 751 und 3 879 205 und der JA-PS 43(1978)-7 561 beschrieben.
Die oberflächenaktiven Mittel für die Dispersion oder Emul­ gierung der hydrophoben Flüssigkeit in dem hydrophilen flüssi­ gen Medium können entweder in die hydrophobe Flüssigkeit oder in das hydrophile flüssige Medium oder in beide eingearbeitet werden.
Beispiele für oberflächenaktive Mittel sind nichtionische oberflächenaktive Mittel, beispielsweise Saponin (Steroid­ typ), Alkylenoxidderivate, wie Polyäthylenglykol, Polyäthy­ lenglykol/Polypropylenglykol-Kondensationsprodukte, Alkyl- oder Alkylaryläther von Polyäthylenglykol Polyäthylenglykol­ ester, Polyäthylenglykolsorbitolester, Alkylamine oder Amide von Polyalkylenglykol, Polyäthylenoxidaddukte von Siliconpo­ lymerisaten, Glycidolderivate, wie Polyglyceridalkenylsucci­ nat und Alkylphenolpolyglycerid, Fettsäureester von mehrwer­ tigen Alkoholen, Alkylester von Saccharid, Urethane und Äther; und anionische oberflächenaktive Mittel mit Säuregrup­ pen, wie Carboxy-, Sulfo-, Phospho-, Sulfatester- und Phos­ phatestergruppen, beispielsweise Saponin des Triterpenoid­ typs, Alkylcarbonsäuresalze, Alkylsulfonsäuresalze, Alkylben­ zolsulfonsäuresalz, Alkylnaphthalinsulfonsäuresalze, Alkylsulfatester, Alkylphosphatester, N-Acyl-N-alkyltaurine, Sulfobernsteinsäureester, Sul­ foalkylpolyoxyäthylenalkylphenyläther und Polyoxyäthylenalkylphosphatester.
Besonders bevorzugte oberflächenaktive Mittel sind anionische oberflächenaktive Mittel, die zu dem Sulfonsäuretyp und zum Sulfatestertyp gehören, nämlich Verbindungen, die in ihrer Molekülstruktur sowohl hydrophobe Gruppen, die 8 bis 30 Koh­ lenstoffatome enthalten, als auch hydrophile Gruppen von -SO₃M oder -OSO₃M (worin M Na oder K bedeutet) enthalten. Die bevorzugten anionischen oberflächenaktiven Mittel gehören zu den oben erwähnten Arten und werden im einzelnen in "Surface Active Agents" (A.W. Perry, Interscience Publication Inc., New York) beschrieben.
Repräsentative Beispiele für bevorzugte anionische oberflä­ chenaktive Mittel sind die folgenden: Natriumdodecylsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Türkisch-Rotöl, Natriumdodecylcarboxyamidoäthylsulfat, Natriumdodecylsulfo­ nat, Natriumtetradecylsulfonat, Natriumpolyoxyäthylenoctyl­ phenyläthersulfonat, Natriumsalz von Sulfobernsteinsäuredi­ octylester, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecyl­ amidophenylsulfonat und Natriumtriisopropylnaphthalinsulfonat.
Die Dispersion oder Emulgierung der Reaktionsflüssigkeit kann mittels einer bekannten Homogenisierungsvorrichtung, wie ei­ ner solchen, die dem Rührtyp, dem Hochdruckinjektionstyp, dem Ultraschallvibrationstyp und dem Knettyp angehört, erfolgen. Besonders bevorzugte Homogenisierungsvorrichtungen sind eine Kolloidmühle, eine an sich bekannte und übliche Homogenisie­ rungsvorrichtung, und eine Ultraschallhomogenisierungsvor­ richtung der elektromagnetischen Verzerrungsart.
Der eingekapselte Toner wird dann beispielsweise gebildet, indem man die emulgierte Reaktionsflüssigkeit in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, wie zuvor beschrieben, unter Bildung von Hüllen um die Kerntröpfchen erhitzt. Danach wird der eingekapselte. Toner von dem wäßrigen Reaktionsmedium ab­ getrennt und unter Bildung eines trockenen eingekapselten Toners getrocknet. Der eingekapselte Toner wird bevorzugt mit Wasser nach der Abtrennung aus dem wäßrigen Reaktionsme­ dium und vor dem Trocknen gewaschen. Das Trocknungsverfahren kann nach einem an sich bekannten Verfahren, die dem Sprüh­ trocknungsverfahren oder dem Gefriertrocknungsverfahren, durchgeführt werden. Das Sprühtrocknungsverfahren ist bevor­ zugt.
Der so gebildete trockene eingekapselte Toner kann mit einem Isoliermaterial und/oder einem Ladungskontrollmittel, wie ei­ nem Metall enthaltenden Farbstoff oder einem Nigrosin-Farb­ stoff, vermischt werden.
Der trockene eingekapselte Toner kann mit einem Fließschmier­ mittel, wie einem hydrophoben Siliciumdioxidpulver, vermischt werden, so daß sich das Fließschmiermittel auf der Oberfläche des eingekapselten Toners verteilt. Der eingekapselte Toner mit dem Fließschmiermittel, wie einem hydrophoben Siliciumdi­ oxidpulver, auf der Toneroberfläche zeigt eine besonders ver­ besserte Pulverqualität und Eigenschaft und ist somit bei der praktischen Verwendung sehr geeignet.
Der eingekapselte Toner, der wie oben beschrieben erhalten wurde, kann in ,die elektrostatographischen Kopier- und Ver­ vielfältigungsvorrichtungen gegeben werden, um elektrostato­ graphisch gebildete latente Bilder zu entwickeln, so daß ein sichtbares Tonerbild auf der Oberfläche des photolei­ tenden Materials gebildet wird. Das sichtbare mild wird dann auf ein Trägermedium, wie Papier, mittels einer geeig­ neten Druckfixiervorrichtung fixiert. Hinsichtlich der Druck­ fixiervorrichtung zum Fixieren des eingekapselten Toners ge­ mäß der Erfindung gibt es keine besondere Beschränkung, und irgendeine bekannte Vorrichtung kann beim Fixieren des er­ findungsgemäßen eingekapselten Toners verwendet werden. Bei­ spiele für Druckfixiervorrichtungen werden beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichungen 44 (1969)-9 880, 44(1969)-12 797 und 46(1971)-15 876 und den JA-OS′en 49(1974)-62 143, 49(1974)-77 641, 50(1975)-51 333, 51(1976)- 31 235, 51(1976)-40 351, 52(1977)-15 335, 52(1977)-102 743, 54(1979)-28 636, 54(1979)-32 326, 54(1979)-41 444 und 54(1979)-48 251 beschrieben.
Das elektrostatographische Tonermaterial, welches die erfin­ dungsgemäßen eingekapselten Tonerteilchen enthält, besitzt verbesserte Pulvereigenschaften und ist gegenüber mechani­ schem Schock und Abrieb in der Entwicklungsvorrichtung der elektrostatographischen Kopier- und Vervielfältigungsvorrich­ tung resistent. Das erfindungsgemäße elektrostatographische Tonermaterial kann leicht in der Druckfixiervorrichtung un­ ter Bildung eines sichtbaren Tonerbilds, welches gut auf dem Trägermedium, wie Papier, fixiert ist, gebrochen werden. Das erfindungsgemäße Tonermaterial setzt sich weiterhin kaum an den Druckwalzen fest und bildet kaum einen Film auf den Ober­ flächen der Trägerteilchen, den Entwicklungsschlaufen und dem photoleitfähigen Material.
Bei der Verwendung in dem Zweikomponentenentwicklungsverfah­ ren kann das erfindungsgemäße Tonermaterial auf geeignete Weise geladen werden, so daß es eine Elektronenladung im Be­ reich von 10 bis 20/ µc/g (plus oder minus) zusammen mit einem geeigneten Träger oder mit einem passenden Ladungskontroll­ mittel trägt, so daß ein sichtbares Bild auf dem Trägerme­ dium mit hoher Qualität, wie hoher Auflösung und großer Schärfe, und im wesentlichen keinem Schleier gebildet wird. Die Entwicklungseigenschaften und die Druckfixierbarkeit des erfindungsgemäßen Tonermaterials werden bei einem ausgezeich­ neten Wert gehalten, selbst wenn das Kopier- und Vervielfäl­ tigungsverfahren in gewissem Ausmaß wiederholt wird.
Selbst bei der Verwendung in dem Einkomponentenentwicklungs­ verfahren ist das erfindungsgemäße Tonermaterial hinsicht­ lich seiner Entwicklungseigenschaften, den Druckfixiereigen­ schaften und der Beständigkeit gegenüber dem Absetzen sehr gut. Auf der Oberfläche der Entwicklungsschlaufe und dem photoempfindlichen Material bildet sich weiterhin kein Film.
Das erfindungsgemäße eingekapselte Tonermaterial kann bei allen elektrostatographischen Kopier- und Vervielfältigungs­ verfahren verwendet werden, beispielsweise gelten alle in der US-PS 3 788 994 gemachten Ausführungen, auf die hier expressis verbis Bezug genommen wird, auch für das erfindungsgemäße Ma­ terial.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
In eine Dispersion aus 3 g Carbon Black (Kohlenstoff) in 27 g Dibutylphthalat gibt man 10 g eines Gemisches aus Aceton und Methylenchlorid (1 : 3, Volumenverhältnis), und das Gemisch wird so lange vermischt, bis es homogen wird. Primäre Flüs­ sigkeit.
Anschließend werden 4 g eines Addukts aus Hexamethylendiiso­ cyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) und 0,05 g Dibutylzinnlaurat (Katalysator) zu der primären Flüssigkeit bei Zimmertemperatur zugegeben. Sekundäre Flüssigkeit.
Unabhängig werden 3 g Gummiarabikum bei 20°C in 57 g Wasser gelöst, und in diese Lösung gießt man unter starkem Rühren nach und nach die sekundäre Flüssigkeit. Man erhält eine Öl- in-Wasser-Emulsion, welche Öltröpfchen mit einem durch­ schnittlichen Durchmesser von 10 bis 15 µm aufweist. Das Ver­ fahren zur Herstellung der Emulsion erfolgt unter Kühlen des Reak­ tionsbehälters, so daß die Temperatur der Emulsion unter 20°C gehalten wird.
Zu der Emulsion gibt man weiter unter Rühren 100 g auf 40°C erhitztes Wasser. Nach Beendigung der Zugabe des Wassers wird die Emulsion allmählich im Verlauf von 30 min auf 90°C er­ hitzt. Die Emulsion wird unter Rühren während 20 min bei die­ ser Temperatur gehalten, so daß die Einkapselungsreaktion be­ endigt wird.
Die Dispersion, die die eingekapselten Ölteilchen enthält, wird einer Zentrifugaltrennung bei 5000 r.p.m. unterworfen, um die eingekapselten Teilchen von der wäßrigen Gummiarabi­ kumlösung abzutrennen. Die so abgetrennten eingekapselten Teilchen werden erneut in 100 ml Wasser dispergiert, und die Dispersion wird in einer Sprühtrocknungsvorrichtung getrock­ net, so daß man ein pulverförmiges eingekapseltes Tonermate­ rial erhält.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus einem Kern, welcher Kohlenstoff und Dibutylphthalat enthält, und einer Hülle, die im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt des Addukts aus Hexainethylendiisocyanat mit Hexantriol und Wasser besteht. Eine mikroskopische Untersuchung des einge­ kapselten Toners zeigt, daß die Hauptmenge der Tonerteilchen unabhängig voneinander vorliegen und daß keine massigen ag­ glomerierten Teilchen gebildet wurden.
Die Prüfung und Bewertung des eingekapselten Toners erfolgt wie folgt.
Der eingekapselte Toner wird mit 0,5 Gew.-% hydrophobem Si­ liciumdioxidpulver in feiner Form gut vermischt, so daß sich das Siliciumdioxidpulver auf der Toneroberfläche verteilt. 5 Gew.-Teile des so behandelten Toners werden mit 95 Gew.- Teilen pulverförmigem Eisenträger in einer Schüttelvorrich­ tung unter Bildung des Entwicklers vermischt. Durch mikro­ skopische Untersuchung stellt man fest, daß das Entwicklungs­ mittel keine zerbrochenen Tonerteilchen aufweist.
Ein an sich bekanntes elektrostatographisches Kopier- und Vervielfältigungsverfahren wird unter Verwendung des obigen Entwicklungsmittels durchgeführt. Das sichtbare auf einem latenten Bild gebildete Tonerbild wird dann auf Papier über­ tragen. Das das Tonerbild tragende Papier wird mit einer Druckwalze bei einem Druck von 350 kg/cm behandelt. Man er­ hält ein Tonerbild mit hoher Schärfe, welches fest auf dem Papier fixiert ist. Weiterhin war das Absetzen des Toners sehr gering.
Vergleichsbeispiel 1
Ein eingekapseltes Tonermaterial wird unter Verwendung des gleichen Kernmaterials, wie es in Beispiel 1 beschrieben wur­ de, unter Verwendung von Gelatine als Hülle hergestellt. Die Einkapselung mit der Gelatineumhüllung erfolgt nach dem Pha­ sentrennverfahren, wie es in den US-Patentschriften 2 900 457 und 2 800 458 beschrieben ist.
Eine mikroskopische Beobachtung zeigt, daß viele Tonerteilchen, die mit Gelatine eingekapselt sind, agglome­ rieren und relativ massige Teilchen bilden.
Beispiel 2
In einer Dispersion aus 1 g Kohlenstoff (Carbon Black) in 13 cm³ Tricresylphosphat löst man 1 g eines Addukts aus Tolylen­ diisocyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) unter Bildung einer primären Flüssigkeit.
Unabhängig werden 7 g Polyvinylalkohol in 100 cm³ Wasser un­ ter Bildung einer sekundären Flüssigkeit gelöst.
Die primäre Flüssigkeit wird in die sekundäre Flüssigkeit unter Rühren eingetropft, so daß sehr kleine Tröpfchen aus der primären öligen Flüssigkeit in der sekundären Flüssig­ keit dispergieren. Das Gemisch wird weiter unter Rühren bei Zimmertemperatur während ungefähr 2 Stunden und dann unter Rühren bei 80°C während ungefähr einer Stunde emulgiert. Wäh­ rend des Rührens reagiert das Diisocyanataddukt mit Wasser unter Bildung von unlöslichen Umhüllungen, die die öligen Tröpfchen umhüllen, wobei die eingekapselten Tonerteilchen gebildet werden.
Die Dispersion, die die eingekapselten Öltröpfchen enthält, wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt wobei man ein pulverförmiges eingekapseltes Tonermaterial erhält.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus einem Kernmaterial, welches Kohlenstoff (Carbon Black) und Tricresylphosphat enthält, und einem Hüllenmaterial, welchem im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt des Addukts aus Tolylendiisocyanat mit Hexantriol und Wasser besteht. Eine mikroskopische Untersuchung des eingekapselten Tonermate­ rials zeigt, daß die Hauptmenge der Tonerteilchen unabhängig voneinander vorhanden sind und daß keine massigen agglome­ rierten Teilchen gebildet worden sind.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit­ tel erfolgt auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben. Es wurde bestätigt, daß im wesentlichen keine zerstörten To­ nerteilchen beim Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger auftreten. Es wurde weiterhin festgestellt, daß das auf dem Papier gut fixierte Tonerbild sehr scharf ist. Das Absetzen des Toners wurde bei einem sehr geringen Wert gehalten.
Beispiel 3
Eine Lösung von 4 g Polythiolpolysulfidharz (Thiokol LP-2, Warenzeichen der Thiokol Corporation) in 10 g Methylenchlo­ rid wird mit einer Dispersion, welche 14 g Magnetitpulver, 1 g Kohlenstoff (Carbon Black) und 14 g Dibutylphthalat ent­ hält, unter Bildung einer primären Flüssigkeit vermischt. Zu der primären Flüssigkeit gibt man 6 g Diphenylmethan-4,4′- diisocyanat und 0,05 g N,N-Dimethylbenzylamin (Katalysator) unter Herstellung einer sekundären Flüssigkeit.
In eine Lösung aus 4 g Gummiarabikum und 0,5 g Türkischrot­ öl in 20 g Wasser gibt man bei 15°C unter heftigem Rühren nach und nach die sekundäre Flüssigkeit. Man erhält eine öl­ in-Wasser-Emulsion, welche ölige Tröpfchen mit einem durch­ schnittlichen Durchmesser von 10 bis 15 µm enthält. Das Ver­ fahren für die Herstellung der Emulsion erfolgt unter Kühlen des Reaktionsbehälters, so daß die Temperatur der Emulsion unter 15°C gehalten wird.
Zu der Emulsion gibt man weiter unter Rühren 100 g Wasser, welches auf 60°C erhitzt ist. Nach Beendigung der Wasserzu­ gabe wird die Emulsion allmählich im Verlauf von 30 min auf 95°C erhitzt. Die Emulsion wird dann während 60 min bei die­ ser Temperatur gerührt, so daß die Einkapselungsreaktion be­ endigt wird.
Die Dispersion, die die eingekapselten Ölteilchen enthält, wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt, wobei man ein pulverförmiges eingekapseltes Toner­ material erhält.
Das eingekapselte Tonermaterial, das oben erhalten wurde, besteht aus einem Kern, der Kohlenstoff (Carbon Black) und Dibutylphthalat enthält, und einer Umhüllung, die im wesent­ lichen aus dem Reaktionsprodukt von Diphenylmethan-4,4′-di­ isocyanat mit dem Polysulfidharz und Wasser besteht. Eine mikroskopische Prüfung des eingekapselten Toners zeigt, daß die Hauptmenge der Tonerteilchen unabhängig vorhanden sind und daß keine massigen agglomerierten Teilchen gebildet wur­ den.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit­ tel erfolgt in an sich bekannter Weise für das Einkomponen­ tenentwicklungssystem und im wesentlichen beobachtet man nach dem Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger keine zerstörten Tonerteilchen. Es wurde weiterhin bestätigt, daß ein scharfes Tonerbild auf Papier erzeugt wird, welches sehr gut fixiert ist. Das Absetzen des Toners ist sehr gering.
Beispiel 4
In einer Dispersion aus 1,5 g Kohlenstoff (Carbon Black) in 15 cm³ Triäthylcitrat löst man 1 g eines Addukts aus Tolylen­ diisocyanat mit Hexantriol (3 : 1 Molverhältnis Addukt) unter Bildung einer primären Flüssigkeit.
Unabhängig werden 1,5 g einer wäßrigen Hexamethylendiaminlö­ sung (10%) zu einer Lösung von 7 g Gummiarabikum in 100 cm³ Wasser unter Bildung einer sekundären Flüssigkeit gegeben.
Die primäre Flüssigkeit wird in die sekundäre Flüssigkeit unter Rühren gegeben, um sehr kleine Tröpfchen der primären Flüssigkeit in der sekundären Flüssigkeit zu dispergieren. Die Dispersion wird weiter unter Rühren bei Zimmertempera­ tur während ungefähr zwei Stunden und anschließend unter Rüh­ ren bei 75°C während ungefähr einer Stunde emulgiert. Während das Rühren durchgeführt wurde, reagiert das Diisocyanatad­ dukt mit Hexamethylendiamin unter Bildung unlöslicher Umhül­ lungen, die die Öltröpfchen umschließen, und man erhält ein­ gekapselte Tonerteilchen.
Die Dispersion, die die eingekapselten öligen Teilchen ent­ hält, wird dann auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrie­ ben, behandelt, und man erhält ein pulverförmiges eingekapsel­ tes Tonermaterial.
Das oben erhaltene eingekapselte Tonermaterial besteht aus einem Kern, welcher Kohlenstoff (Carbon Black) und Triäthyl­ citrat enthält, und einer Hülle, die im wesentlichen aus dem Reaktionsprodukt des Addukts aus Tolylendiisocyanat mit He­ xantriol und Hexamethylendiainin besteht. Eine mikroskopi­ sche Prüfung des eingekapselten Toners zeigt, daß die Haupt­ menge der Tonerteilchen unabhängig vorliegen und daß keine massigen agglomerierten Teilchen gebildet worden sind.
Die Bewertung des eingekapselten Toners als Entwicklungsmit­ tel erfolgt auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben. Es wurde bestätigt, daß im wesentlichen keine zerstörten To­ nerteilchen beim Mischen mit dem pulverförmigen Eisenträger festgestellt werden konnten. Es wurde weiterhin bestätigt, daß ein scharfes Tonerbild, welches auf dem Papier gut fi­ xiert ist, erhalten werden kann. Das Absetzen des Toners ist sehr gering.

Claims (11)

1. Elektrostatographisches Tonermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es eingekapselte Tonerteil­ chen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von 0,5 bis 1000 µm enthält, wobei die Tonerteil­ chen ein druckfixierbares klebendes Kernmaterial, welches einen Farbstoff enthält, und eine durch Druck zerstörbare Umhüllung, die das Kernmaterial umhüllt, umfassen und wobei die Umhüllung aus Polyure­ than, Polyharnstoff oder Polythiourethan hergestellt worden ist.
2. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle des Polymeren gemäß einem Grenzflächen-Polymerisationsverfahren hergestellt wird.
3. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerma­ terial bei einem elektrostatographischen Verfahren verwen­ det wird, bei dem ein Druckfixierungsverfahren verwendet wird.
4. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle im wesentlichen aus einem Polyadditionsprodukt eines Poly­ isocyanats, eines Polyols und Wasser hergestellt worden ist.
5. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle im wesentlichen aus einem Polyadditionsprodukt eines Poly­ isocyanats, eines Polyols und eines Polyamins hergestellt worden ist.
6. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernmaterial weiter magnetisierbare Teilchen enthält.
7. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckfixier­ bare klebende Kernmaterial eine Flüssigkeit enthält, die einen Siedepunkt über 180°C besitzt.
8. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckfixier­ bare klebende Kernmaterial ein flüssiges Medium mit einem Siedepunkt über 180°C und ein Polymeres enthält.
9. Elektrostatographisches Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober­ fläche der Hülle ein Fließschmiermittel vorhanden ist.
10. Verfahren zur Herstellung des elektrostatographischen Tonermaterials, welches eingekapselte Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1000 µm um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß man Tröpf­ chen mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1000 µm aus einem druckfixierbaren klebenden Kernmaterial, welches einen in einem wäßrigen Medium dispergierten Farbstoff enthält, mit einem durch Druck zerstörbaren Umhüllungsmaterial aus Poly­ urethan, Polyharnstoff oder Polythiourethan unter Bildung eingekapselter Teilchen einkapselt und die eingekapselten Teilchen von dem wäßrigen Medium abtrennt, um trockenes Tonermaterial herzustellen.
11. Verwendung des Tonermaterials nach Anspruch 1 in einem elektrostatographischen Verfahren, welches folgende Stufen umfaßt:
Entwicklung eines elektrostatischen latenten Toner­ bilds mit einem Tonermaterial unter Bildung eines sichtbaren Tonerbildes auf dem latenten Bild; und
Fixieren des Tonerbildes auf eine Oberfläche aus einem Trägermedium unter Druckanwendung durch Brechen der Toner­ teilchen.
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