EP0895131A2 - Use of inner-polyelectrolyte complexes as charge controlling agent - Google Patents

Use of inner-polyelectrolyte complexes as charge controlling agent Download PDF

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EP0895131A2
EP0895131A2 EP98113654A EP98113654A EP0895131A2 EP 0895131 A2 EP0895131 A2 EP 0895131A2 EP 98113654 A EP98113654 A EP 98113654A EP 98113654 A EP98113654 A EP 98113654A EP 0895131 A2 EP0895131 A2 EP 0895131A2
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EP
European Patent Office
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poly
acid
sulfate
vinyl
alkyl
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EP98113654A
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Eduard Dr. Michel
Rüdiger Dr. Baur
Hans-Tobias Dr. Macholdt
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Clariant Produkte Deutschland GmbH
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Clariant GmbH
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Publication date
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Publication of EP0895131A2 publication Critical patent/EP0895131A2/en
Publication of EP0895131A3 publication Critical patent/EP0895131A3/en
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Definitions

  • the present invention is in the technical field of charge control agents in toners and developers for electrophotographic recording processes, in Powders and powder coatings for surface coating, in electret materials, especially in electret fibers, as well as in separation processes.
  • a photoconductor is used "latent charge image” generated.
  • This "latent charge pattern” is created by application developed an electrostatically charged toner, which then, for example, on Transfer paper, textiles, foils or plastic and for example by means of Pressure, radiation, heat or exposure to solvents.
  • Typical toners are one or two component powder toners (also one or Two-component developer), there are also special toners, such as e.g. B. magnetic toner, liquid toner or polymerization toner in use.
  • Under Polymerization toners are to be understood as those toners which, for. B. by Suspension polymerization (condensation) or emulsion polymerization arise and lead to improved particle properties of the toner.
  • such toners are also meant, which are basically in non-aqueous Dispersions are generated.
  • a measure of the toner quality is its specific charge q / m (charge per Unit of mass). In addition to the sign and the amount of the electrostatic charge all the fast reaching of the desired load height and consistency this charge over a longer activation period is crucial Quality criterion. In addition, the toner is insensitive to climate influences, such as temperature and humidity, are another important factor Eligibility criterion.
  • Both positively and negatively chargeable toners are used in copiers and laser printers depending on the type of process and device.
  • To electrophotographic toners or developers with either positive or To maintain negative charge charge control agents are often added.
  • Toner binders usually have a strong dependency on the charge Having activation time, it is the task of a charge control agent, on the one hand Set the sign and amount of the toner charge and secondly the To counteract the drift of the toner binder and for the constancy of the To ensure toner charging.
  • Charge control agents that cannot prevent the toner or developer from prolonged use shows a high charge drift (aging) that even can cause the toner or developer to undergo charge reversal therefore unsuitable for practice.
  • black, blue or dark charge control agents can be used for color toners because of the coloristic Charge control agent without own color required.
  • the three toners yellow, cyan and magenta must be next to the precisely defined color requirements also with regard to their triboelectric Properties must be precisely matched to each other, since they are in the same one after the other Device.
  • Colorants are known to be the triboelectric charge of toners can partially influence sustainably. Because of the different triboelectric effects of colorants and the resulting partial very pronounced influence on the toner chargeability, it is not possible Almost add colorants to a toner base formulation once created. Rather, it may be necessary to have a separate formulation for each colorant create the type and quantity of the cargo control agent required be tailored.
  • the charge control means a have sufficient thermal stability and good dispersibility.
  • Typical Incorporation temperatures for charge control agents into the toner resins are included Use of kneaders or extruders between 100 ° C and 200 ° C. Accordingly, a thermal stability of 200 ° C is of great advantage. Important is also that the thermal stability over a longer period (approx. 30 minutes) and is guaranteed in various binder systems. This is significant because recurring matrix effects for early decomposition of the Charge control agent in the toner resin, causing a dark yellow or dark brown coloring of the toner resin takes place and the charge control effect entirely or partially lost.
  • Typical toner binders are polymerization, Polyaddition and polycondensation resins such as styrene, styrene acrylate, Styrene butadiene, acrylate, polyester, phenol epoxy resins, and Cycloolefin copolymers, individually or in combination, which contain further ingredients, e.g. B. colorants such as dyes and pigments, waxes or flow aids, can contain or get added afterwards, like finely divided silicas.
  • charge control agents can also be used to improve the electrostatic charging of powders and lacquers, in particular in triboelectrically or electrokinetically sprayed powder lacquers, such as those used for the surface coating of objects made of, for example, metal, wood, plastic, glass, ceramic, concrete, textile material, paper or rubber are used.
  • Powder coating technology is used, for example, when painting objects such as garden furniture, camping articles, household appliances, vehicle parts, refrigerators and shelves, as well as when painting complicated-shaped workpieces.
  • the powder coating or powder is generally electrostatically charged by one of the following two methods: In the corona process, the powder coating or the powder is guided past a charged corona and thereby charged, in the triboelectric or electrokinetic process the principle of frictional electricity is used.
  • the powder coating or powder is electrostatically sprayed Charge that is the charge of the friction partner, generally a hose or Spray tube, for example made of polytetrafluoroethylene, is opposite.
  • powder coating resins are typically epoxy resins containing carboxyl and hydroxyl groups Polyester resins, polyurethane and acrylic resins together with the usual hardeners used. Combinations of resins are also used. So be for example, often epoxy resins in combination with carboxyl and hydroxyl-containing polyester resins used.
  • Typical hardener components for epoxy resins are, for example, acid anhydrides, Imidazoles and dicyandiamide and their derivatives.
  • Polyester resins are typical hardener components, for example acid anhydrides, masked isocyanates, bisacyl urethanes, phenolic resins and melamine resins.
  • polyester resins containing carboxyl groups are typical hardener components for example triglycidyl isocyanurates or epoxy resins.
  • acrylic resins as typical hardener components, for example oxazolines, isocyanates, Triglycidyl isocyanurates or dicarboxylic acids are used.
  • the disadvantage of insufficient charging is especially with triboelectric or electrokinetically sprayed powders and powder coatings based on Polyester resins, especially carboxyl-containing polyesters, or on the Basis of so-called mixed powders, also called hybrid powders have been watching.
  • Mixed powders are powder coatings whose Resin base made from a combination of epoxy resin and carboxyl-containing Polyester resin is made.
  • the mixed powders form the basis for the in practice most commonly represented powder coatings.
  • Insufficient charging of the above Powder and powder coatings leads to a separation rate and wrap around coating workpiece are insufficient.
  • the term "wrap around” is a measure to what extent there is a powder or powder coating on the workpiece to be coated also on the back, cavities, gaps and especially on the inner edges and -cuts corners.
  • charge control agents are the charge as well the charge stability behavior of electret materials, in particular Electret fibers can significantly improve (DE-A-43 21 289).
  • Electret fibers So far mainly in connection with the problem of fine dust filtration have been described.
  • the filter materials described differ both regarding the materials from which the fibers are made as well as regarding the How the electrostatic charge is applied to the fibers.
  • Typical electret materials are based on polyolefins, halogenated polyolefins, Polyacrylates, polyacrylonitriles, polystyrenes or fluoropolymers, such as for example polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene and perfluorinated Ethylene and propylene, or on polyesters, polycarbonates, polyamides, Polyimides, polyether ketones, on polyarylene sulfides, in particular Polyphenylene sulfides, on polyacetals, cellulose esters, polyalkylene terephthalates as well as mixtures thereof.
  • Electret materials, especially electret fibers can for example for (ultra-fine) dust filtration.
  • the electret materials can get their charge in different ways, namely by corona or Tribo charging.
  • charge control agents in electrostatic Separation processes can be.
  • Y. Higashiyama et al. J. Electrostatics 30, pp 203 - 212 (1993)
  • Charge control agent of trimethyl-phenyl-ammonium-tetraphenylborate, such as polymers can be separated from each other for recycling purposes.
  • Charge control agents load "Low Density Polyethylene (LDPE)” and "High Density Polyethylene "(HDPE) is largely similar to frictional electrical Charge control agent addition charge LDPE strongly positive and HDPE strongly negative and can be separated so well.
  • LDPE Low Density Polyethylene
  • HDPE High Density Polyethylene
  • Polymers can be thought of, for example, a polymer within the shift triboelectric voltage series and a corresponding Maintain separation effect.
  • Other polymers can also be used in this way such as B. polypropylene (PP) and / or polyethylene terephthalate (PET) and / or Separate polyvinyl chloride (PVC).
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVC Separate polyvinyl chloride
  • charge control agents are used as "electroconductivity providing agents” (ECPA) (JP 05 163 449-A) used in inks for inkjet printers.
  • Charge control agents are well known in the literature. However, the previously known charge control agents have a number of disadvantages that the Restrict use in practice or make it impossible, e.g. B. Own color, photo or thermolability, low stability in the toner binder, insufficient effectiveness with regard to the desired sign of the cargo (positive or negative charge), charge height or charge constancy, Dispersibility.
  • the object of the present invention was therefore to improve, especially to find effective colorless charge control agents.
  • the connections are said to have high thermal stability exhibit.
  • they should be in various practical toner binders such as polyesters, polystyrene acrylates or polystyrene butadienes / epoxy resins and Cycloolefin copolymers are good and dispersible without decomposition.
  • they should they be ecologically / toxicologically safe, d. H. be non-toxic and free of heavy metals.
  • their effect should be largely independent of the resin / carrier combination to open up a wide application.
  • they should be in common powder coating binders and electret materials such.
  • B. polyester (PES), Epoxy, PES-epoxy hybrid, polyurethane, acrylic systems and polypropylenes are good and be dispersible without decomposition and do not cause discoloration of the resins.
  • IPEC inter-polyelectrolyte complexes
  • these compounds are preferably without their own color and can be easily mixed in disperse conventional toner, powder coating and electret binders.
  • IPEC IPEC
  • anionic Macromolecule polyanion
  • cationic macromolecule polycation
  • the former consist of one from 0.9: 1.1 to 1.1: 0.9, for example approximately 1: 1 molar ratio of cationic to anionic groups in the sense of polymer salt formation, while only some of the ionic ones in the non-stoichiometric polyelectrolyte complexes Groups of a polyelectrolyte component by oppositely charged Groups of the second component is saturated, the rest is through low molecular weight ions, for example metal cations or inorganic anions, neutralized.
  • the non-stoichiometric IPEC arise when the deficit is too low submitted solution of a polymer component (host polyelectrolyte) added second component (guest polyelectrolyte), d. H.
  • IPEC IPEC are water soluble especially if the added second component compared to the presented first has a significantly lower degree of polymerization and thus a such macromolecule of the second component only part of the polymer chain saturate other component in terms of charge.
  • IPEC are used e.g. B. as a protein carrier, synthetic viruses, for cleaning or for the separation of proteins, as membrane materials, for influencing Enzyme activities by means of complexation as well as for encapsulation of active substances complex coacervation.
  • the present invention relates to the use of inter-polyelectrolyte complexes as a charge control agent and charge enhancer in electrophotographic toners and developers, in triboelectric or electrokinetically sprayable powders and powder coatings and in electret materials.
  • both stoichiometric and non-stoichiometric polyelectrolyte complexes are used.
  • the non-stoichiometric Complexes it is advantageous if the excess of longer-chain host polyelectrolytes is at least 20%, based on the Total number of IPEC loads.
  • IPEC used according to the invention can be produced in accordance with the Information can be made in the literature mentioned above.
  • IPEC can be diluted, e.g. B. 0.01 to 1 molar, aqueous solutions of a polybase and a polyacid, or by Combining dilute aqueous solutions of the salts of a polyacid and Polybase with its low molecular counterions or the free polybase, or by addition of an ionic monomer as a low molecular counterion an oppositely charged macro ion and subsequent radical one Polymerization of the monomer (matrix polymerization) can be produced. It is advantageous if the polyanionic and polycationic component in aqueous Medium can be dissolved or suspended.
  • the IPEC is isolated for example by precipitation from an aqueous medium, spray drying or Evaporation, preferably by precipitation.
  • IPEC used according to the invention can essentially consist of synthetic and / or natural polyanions and synthetic and / or natural polycations.
  • the polyanions or polycations can also be derivatives of natural products.
  • polyanion-forming compounds are poly (styrene sulfonic acid), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), poly (maleic acid), poly (itaconic acid), poly (vinyl sulfate), poly (vinyl sulfonic acid), poly (vinyl phosphate), poly ( acrylic acid-co-maleic acid), poly (styrene sulfonic acid-co-maleic acid), poly (ethylene-co-acrylic acid), poly (phosphoric acid), poly (silicic acid), hectorite, bentonite, alginic acid, pectic acid, kappa, lambda, iota -Carrageenans, xanthan, gum arabic, dextran sulfate, carboxymethyl dextran, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, cellulose xanthate, starch sulfate and phosphate, lignosulfonates, gum karaya; Polygalactu
  • These derivatives can also contain nonionic functional groups in various degrees of substitution, such as. B. methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl groups and esters with aliphatic carboxylic acids (C 2 to C 18 ).
  • chitosan which is usually produced by treating chitin with concentrated sodium hydroxide solution with cleavage of the N-acetyl bond. Chitosan with free amino groups is not soluble in water. Salt formation with acids gives chitosonium salts, which are water-soluble cationic polyelectrolytes.
  • IPEC used according to the invention can be tailored to the respective Resin / toner system can be matched.
  • Compounds used are colorless and free-flowing and high and special constant charge control properties, good thermal stability and good Have dispersibility.
  • Another technical advantage of these connections lies in the fact that they are inert towards the different binder systems behave and can therefore be used in a variety of ways.
  • Dispersion means the distribution of one substance in another, in the sense of Invention the distribution of a charge control agent in the toner binder, Powder coating binder or electret material.
  • the charge control agent particles that after the Dispersion in the binder should be less than 1 micron, preferably less than 0.5 ⁇ m, with a narrow particle size distribution is advantageous.
  • the particle size defined by the d 50 value
  • coarse particles ⁇ 1 mm
  • the particle size and shape is determined either by synthesis and / or Post-treatment adjusted and modified. Often the required property only possible through targeted post-treatment such as grinding and / or drying. Various grinding techniques are available for this. For example, are advantageous Air jet mills, cutting mills, hammer mills, bead mills and impact mills.
  • Binder systems around hydrophobic materials Binder systems around hydrophobic materials.
  • High water content of the Charge control agents can either prevent wetting or else favor dispersion (flushing). Hence the practicable moisture content substance-specific.
  • the compounds of the invention are chemical / physical by the following Characteristics marked:
  • the water content determined by the Karl Fischer method, is between 0.1% and 30%, preferably between 1 and 25% and particularly preferably between 1 and 20%, and the water can be adsorbed and / or bound, and so on Percentage can be adjusted by exposure to temperature up to 200 ° C and vacuum to 10 -8 Torr or by adding water.
  • the particle size determined by means of light microscopic evaluation or laser light diffraction and defined by the d 50 value, is between 0.01 ⁇ m and 1000 ⁇ m, preferably between 0.1 and 500 ⁇ m and very particularly preferably between 0.5 and 400 ⁇ m.
  • IPEC used according to the invention are particularly suitable as colorless, easily dispersible charge control agents for colored toners in combination with colorants.
  • inorganic pigments, organic dyes, organic colored pigments, but also white colorants, such as TiO 2 or BaSO 4 , pearlescent pigments and black pigments based on carbon black or iron oxides, are suitable as colorants.
  • the compounds used according to the invention are used individually or in combination with one another in a concentration of 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5.0% by weight , based on the total mixture, incorporated in the binder of the respective toner, developer, lacquer, powder coating, electret material or the electrostatically separable polymer, for example by extrusion or kneading.
  • the compounds used according to the invention can be used as dried and ground powders, dispersions or solutions, press cakes, masterbatches, preparations, pastes, as suitable carriers, such as.
  • silica gel TiO 2 , Al 2 O 3 , compounds drawn up from aqueous or non-aqueous solution or in any other form are added.
  • the compounds used according to the invention can in principle also be added during the preparation of the respective binders, ie in the course of their polymerization, polyaddition or polycondensation.
  • the present invention also relates to an electrophotographic toner, Powder or powder coating containing a conventional binder, for example a Styrene, styrene acrylate, styrene butadiene, acrylate, urethane, acrylic, polyester or Epoxy resin or a combination of the last two, and 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, in each case based on the total weight of the electrophotographic toner, powder or Powder coating, at least one inter-polyelectrolyte complex.
  • a conventional binder for example a Styrene, styrene acrylate, styrene butadiene, acrylate, urethane, acrylic, polyester or Epoxy resin or a combination of the last two, and 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, in each case based on the total weight of the electrophotographic toner, powder
  • IPEC electrostatic separation processes of polymers and especially of (Salt) minerals can also be used externally by IPEC in the amounts specified above, d. H. on the surface of the material to be separated.
  • the * mole data relate to average charge units, i.e. H. as "Monomer unit” is considered to be those sections that are just one charge carry. Percentages are percentages by weight.
  • Table 2 below shows various analytical data using four of these compounds as examples of the IPEC used according to the invention.
  • toner binders are used in the following application examples and carrier for use:
  • IPEC 1 part of the respective IPEC is kneaded in 99 within 45 minutes Parts of a toner binder (styrene-methacrylate copolymer 60:40, resin 1, ®Dialec S 309) incorporated homogeneously. Then it is on a laboratory universal mill ground and then classified on a centrifugal sifter. The desired particle fraction (4 to 25 ⁇ m) is carried out with a carrier (Carrier 1) activated.
  • Carrier 1 carrier activated.
  • IPEC 1 part of the respective IPEC is mixed in within 45 minutes using a kneader 99 parts of a toner binder (biphenyl-based polyester, resin 2, ®Almacrylic resin) incorporated homogeneously. Then it is on a laboratory universal mill ground and then classified on a centrifugal sifter. The desired Particle fraction (4 to 25 ⁇ m) is activated with Carrier 2.
  • a toner binder biphenyl-based polyester, resin 2, ®Almacrylic resin
  • the measurement is carried out on a standard q / m measuring stand.
  • the use of a sieve with a mesh size of 50 ⁇ m ensures that no carrier is entrained when the toner is blown out.
  • the measurements are carried out at 50% relative air humidity.
  • the q / m values ( ⁇ C / g] are measured as a function of the activation time.
  • the q / m values are given in Table 3.
  • the amounts of IPEC are each 1% by weight.
  • 1 part of the compound from preparation example 6 was homogeneously incorporated into 99 parts of a powder coating binder (resin 1), as described for application examples 1 to 3.
  • the tribo-spraying of the powders (varnishes) was carried out with a spray device, for example ®Tribo Star from Intec (Dortmund), with a standard spray tube and a star inner rod with maximum powder throughput with a spray pressure of 3 and 5 bar.
  • the object to be sprayed was suspended in a spray booth and sprayed from a distance of about 20 cm directly from the front without further movement of the spraying device.
  • the respective charge of the sprayed powder was then measured using a "measuring device for measuring triboelectric charge of powders" from Intec (Dortmund).
  • the measuring antenna of the measuring device was held directly in the powder cloud emerging from the spraying device.
  • the current strength resulting from the electrostatic charge of powder coating or powder was displayed in ⁇ A.
  • the deposition rate was then determined in% by means of a differential weighing from sprayed and deposited powder coating.

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Abstract

Inter-polyelectrolyte complexes (I) are used as charge regulators and enhancers in electrophotographic toners and developers, in powders and powder lacquers suitable for triboelectric or electrokinetic spraying and in electret materials. Also claimed are electrophotographic toners, powders and powder lacquers containing (I), a styrene, styrene-acrylate, styrene-butadiene, acrylate, urethane or acrylic resin or a polyester and/or epoxide resin and 0.01-50, preferably 0.5-20 wt.% complex(es) (I).

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Ladungssteuermittel in Tonern und Entwicklern für elektrophotographische Aufzeichnungsverfahren, in Pulvern und Pulverlacken zur Oberflächenbeschichtung, in Elektretmaterialien, insbesondere in Elektretfasern, sowie in Trennvorgängen.The present invention is in the technical field of charge control agents in toners and developers for electrophotographic recording processes, in Powders and powder coatings for surface coating, in electret materials, especially in electret fibers, as well as in separation processes.

Bei elektrophotographischen Aufzeichnungsverfahren wird auf einem Photoleiter ein "latentes Ladungsbild" erzeugt. Dieses "latente Ladungsbild" wird durch Aufbringen eines elektrostatisch geladenen Toners entwickelt, der dann beispielsweise auf Papier, Textilien, Folien oder Kunststoff übertragen und beispielsweise mittels Druck, Strahlung, Hitze oder Lösungsmitteleinwirkung fixiert wird. Typische Toner sind Ein- oder Zweikomponentenpulvertoner (auch Ein- oder Zweikomponentenentwickler genannt), darüberhinaus sind noch Spezialtoner, wie z. B. Magnettoner, Flüssigtoner oder Polymerisationstoner im Einsatz. Unter Polymerisationstonern sind solche Toner zu verstehen, die z. B. durch Suspensionspolymerisation (Kondensation) oder Emulsionspolymerisation entstehen und zu verbesserten Teilcheneigenschaften des Toners führen. Weiterhin sind auch solche Toner gemeint, die grundsätzlich in nicht-wäßrigen Dispersionen erzeugt werden.In electrophotographic recording processes, a photoconductor is used "latent charge image" generated. This "latent charge pattern" is created by application developed an electrostatically charged toner, which then, for example, on Transfer paper, textiles, foils or plastic and for example by means of Pressure, radiation, heat or exposure to solvents. Typical toners are one or two component powder toners (also one or Two-component developer), there are also special toners, such as e.g. B. magnetic toner, liquid toner or polymerization toner in use. Under Polymerization toners are to be understood as those toners which, for. B. by Suspension polymerization (condensation) or emulsion polymerization arise and lead to improved particle properties of the toner. Furthermore, such toners are also meant, which are basically in non-aqueous Dispersions are generated.

Ein Maß für die Tonerqualität ist seine spezifische Aufladung q/m (Ladung pro Masseeinheit). Neben Vorzeichen und Höhe der elektrostatischen Aufladung ist vor allem das schnelle Erreichen der gewünschten Ladungshöhe und die Konstanz dieser Ladung über einen längeren Aktivierzeitraum hinweg ein entscheidendes Qualitätskriterium. Darüberhinaus ist die Unempfindlichkeit des Toners gegen Klimaeinflüsse, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, ein weiteres wichtiges Eignungskriterium.A measure of the toner quality is its specific charge q / m (charge per Unit of mass). In addition to the sign and the amount of the electrostatic charge all the fast reaching of the desired load height and consistency this charge over a longer activation period is crucial Quality criterion. In addition, the toner is insensitive to Climate influences, such as temperature and humidity, are another important factor Eligibility criterion.

Sowohl positiv als auch negativ aufladbare Toner finden Verwendung in Kopierern und Laserdruckern in Abhängigkeit vom Verfahrens- und Gerätetyp.Both positively and negatively chargeable toners are used in copiers and laser printers depending on the type of process and device.

Um elektrophotographische Toner oder Entwickler mit entweder positiver oder negativer Aufladung zu erhalten, werden häufig Ladungssteuermittel zugesetzt. Da Tonerbindemittel in der Regel eine starke Abhängigkeit der Aufladung von der Aktivierzeit aufweisen, ist es Aufgabe eines Ladungssteuermittels, zum einen Vorzeichen und Höhe der Toneraufladung einzustellen und zum anderen der Aufladungsdrift des Tonerbindemittels entgegenzuwirken und für Konstanz der Toneraufladung zu sorgen.To electrophotographic toners or developers with either positive or To maintain negative charge, charge control agents are often added. There Toner binders usually have a strong dependency on the charge Having activation time, it is the task of a charge control agent, on the one hand Set the sign and amount of the toner charge and secondly the To counteract the drift of the toner binder and for the constancy of the To ensure toner charging.

Ladungssteuermittel, die nicht verhindern können, daß der Toner oder Entwickler bei längerer Gebrauchsdauer eine hohe Ladungsdrift zeigt (Alterung), die sogar bewirken kann, daß der Toner oder Entwickler eine Ladungsumkehr erfährt, sind daher für die Praxis ungeeignet.Charge control agents that cannot prevent the toner or developer from prolonged use shows a high charge drift (aging) that even can cause the toner or developer to undergo charge reversal therefore unsuitable for practice.

Während für Schwarztoner schwarze, blaue oder dunkle Ladungssteuermittel eingesetzt werden können, sind für Farbtoner wegen der Coloristik Ladungssteuermittel ohne Eigenfarbe erforderlich.While for black toners, black, blue or dark charge control agents can be used for color toners because of the coloristic Charge control agent without own color required.

Bei Vollfarbtonern müssen die drei Toner Gelb, Cyan und Magenta neben den genau definierten farblichen Anforderungen auch hinsichtlich ihrer triboelektrischen Eigenschaften exakt aufeinander abgestimmt sein, da sie nacheinander im gleichen Gerät übertragen werden.For full color toners, the three toners yellow, cyan and magenta must be next to the precisely defined color requirements also with regard to their triboelectric Properties must be precisely matched to each other, since they are in the same one after the other Device.

Von Farbmitteln ist bekannt, daß sie die triboelektrische Aufladung von Tonern teilweise nachhaltig beeinflussen können. Wegen der unterschiedlichen triboelektrischen Effekte von Farbmitteln und des daraus resultierenden teilweise sehr ausgeprägten Einflusses auf die Toneraufladbarkeit ist es nicht möglich, die Farbmittel in eine einmal erstellte Tonerbasisrezeptur einfach hinzuzufügen. Vielmehr kann es notwendig werden, für jedes Farbmittel eine eigene Rezeptur zu erstellen, für welche Art und Menge des benötigten Ladungssteuermittels speziell zugeschnitten werden.Colorants are known to be the triboelectric charge of toners can partially influence sustainably. Because of the different triboelectric effects of colorants and the resulting partial very pronounced influence on the toner chargeability, it is not possible Easily add colorants to a toner base formulation once created. Rather, it may be necessary to have a separate formulation for each colorant create the type and quantity of the cargo control agent required be tailored.

Da dieses Vorgehen sehr aufwendig ist, sind hochwirksame farblose Ladungssteuermittel erforderlich, die imstande sind, das unterschiedliche triboelektrische Verhalten verschiedener Farbmittel zu kompensieren und dem Toner die gewünschte Aufladung zu verleihen. Auf diese Art und Weise können triboelektrisch sehr unterschiedliche Farbmittel anhand einer einmal erstellten Tonerbasisrezeptur mit ein und demselben Ladungssteuermittel in den verschiedenen erforderlichen Tonern (Gelb, Cyan, Magenta und gegebenenfalls Schwarz) eingesetzt werden.Since this procedure is very complex, highly effective are colorless Charge control agents needed that are able to do the different to compensate for the triboelectric behavior of different colorants and the To give toner the desired charge. That way you can Triboelectrically very different colorants based on a once created Base toner formulation with one and the same charge control agent in the various required toners (yellow, cyan, magenta and possibly Black) can be used.

Darüberhinaus ist für die Praxis wichtig, daß die Ladungssteuermittel eine ausreichende Thermostabilität und eine gute Dispergierbarkeit besitzen. Typische Einarbeitungstemperaturen für Ladungssteuermittel in die Tonerharze liegen bei Verwendung von Knetern oder Extrudern zwischen 100°C und 200°C. Dementsprechend ist eine Thermostabilität von 200°C von großem Vorteil. Wichtig ist auch, daß die Thermostabilität über einen längeren Zeitraum (ca. 30 Minuten) und in verschiedenen Bindemittelsystemen gewährleistet ist. Dies ist bedeutsam, da immer wieder auftretende Matrixeffekte zum frühzeitigen Zersetzen des Ladungssteuermittels im Tonerharz führen, wodurch eine dunkelgelbe oder dunkelbraune Färbung des Tonerharzes erfolgt und der Ladungssteuereffekt ganz oder teilweise verloren geht. Typische Tonerbindemittel sind Polymerisations-, Polyadditions- und Polykondensationsharze wie Styrol-, Styrolacrylat-, Styrolbutadien-, Acrylat-, Polyester-, Phenol-Epoxidharze, sowie Cycloolefincopolymere, einzeln oder in Kombination, die noch weitere Inhaltsstoffe, z. B. Farbmittel, wie Farbstoffe und Pigmente, Wachse oder Fließhilfsmittel, enthalten können oder im Nachhinein zugesetzt bekommen können, wie hochdisperse Kieselsäuren.In addition, it is important in practice that the charge control means a have sufficient thermal stability and good dispersibility. Typical Incorporation temperatures for charge control agents into the toner resins are included Use of kneaders or extruders between 100 ° C and 200 ° C. Accordingly, a thermal stability of 200 ° C is of great advantage. Important is also that the thermal stability over a longer period (approx. 30 minutes) and is guaranteed in various binder systems. This is significant because recurring matrix effects for early decomposition of the Charge control agent in the toner resin, causing a dark yellow or dark brown coloring of the toner resin takes place and the charge control effect entirely or partially lost. Typical toner binders are polymerization, Polyaddition and polycondensation resins such as styrene, styrene acrylate, Styrene butadiene, acrylate, polyester, phenol epoxy resins, and Cycloolefin copolymers, individually or in combination, which contain further ingredients, e.g. B. colorants such as dyes and pigments, waxes or flow aids, can contain or get added afterwards, like finely divided silicas.

Für eine gute Dispergierbarkeit ist es von großem Vorteil, wenn das Ladungssteuermittel möglichst keine wachsartigen Eigenschaften, keine Klebrigkeit und einen Schmelz- oder Erweichungspunkt von > 150 °C, besser > 200 °C, aufweist. Eine Klebrigkeit führt häufig zu Problemen beim Zudosieren in die Tonerformulierung, und niedrige Schmelz- oder Erweichungspunkte können dazu führen, daß beim Eindispergieren keine homogene Verteilung erreicht wird, da sich das Material tröpfchenförmig im Trägermaterial zusammenschließt.For good dispersibility, it is a great advantage if that Charge control agents if possible no wax-like properties, no stickiness and a melting or softening point of> 150 ° C, better> 200 ° C, having. Stickiness often leads to problems when dosing into the Toner formulation, and low melting or softening points can do this cause that no homogeneous distribution is achieved when dispersing, because the material joins together in droplet form in the carrier material.

Außer in elektrophotographischen Tonern und Entwicklern können Ladungssteuermittel auch zur Verbesserung der elektrostatischen Aufladung von Pulvern und Lacken, insbesondere in triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühten Pulverlacken, wie sie zur Oberflächenbeschichtung von Gegenständen aus beispielsweise Metall, Holz, Kunststoff, Glas, Keramik, Beton, Textilmaterial, Papier oder Kautschuk zur Anwendung kommen, eingesetzt werden. Die Pulverlacktechnologie kommt beispielsweise beim Lackieren von Gegenständen, wie Gartenmöbeln, Campingartikeln, Haushaltsgeräten, Fahrzeugteilen, Kühlschränken und Regalen, sowie beim Lackieren von kompliziert geformten Werkstücken zur Anwendung. Der Pulverlack oder das Pulver erhält seine elektrostatische Aufladung im allgemeinen nach einem der beiden folgenden Verfahren:
Beim Corona-Verfahren wird der Pulverlack oder das Pulver an einer geladenen Corona vorbeigeführt und hierbei aufgeladen, beim triboelektrischen oder elektrokinetischen Verfahren wird vom Prinzip der Reibungselektrizität Gebrauch gemacht.In addition to electrophotographic toners and developers, charge control agents can also be used to improve the electrostatic charging of powders and lacquers, in particular in triboelectrically or electrokinetically sprayed powder lacquers, such as those used for the surface coating of objects made of, for example, metal, wood, plastic, glass, ceramic, concrete, textile material, paper or rubber are used. Powder coating technology is used, for example, when painting objects such as garden furniture, camping articles, household appliances, vehicle parts, refrigerators and shelves, as well as when painting complicated-shaped workpieces. The powder coating or powder is generally electrostatically charged by one of the following two methods:
In the corona process, the powder coating or the powder is guided past a charged corona and thereby charged, in the triboelectric or electrokinetic process the principle of frictional electricity is used.

Der Pulverlack oder das Pulver erhalten im Sprühgerät eine elektrostatische Aufladung, die der Ladung des Reibungspartners, im allgemeinen ein Schlauch oder Sprührohr, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen, entgegengesetzt ist. The powder coating or powder is electrostatically sprayed Charge that is the charge of the friction partner, generally a hose or Spray tube, for example made of polytetrafluoroethylene, is opposite.

Auch eine Kombination von beiden Verfahren ist möglich. Als Pulverlackharze werden typischerweise Epoxidharze, carboxyl- und hydroxylgruppenhaltige Polyesterharze, Polyurethan- und Acrylharze zusammen mit den üblichen Härtern eingesetzt. Auch Kombinationen von Harzen finden Verwendung. So werden beispielsweise häufig Epoxidharze in Kombination mit carboxyl- und hydroxylgruppenhaltigen Polyesterharzen eingesetzt.A combination of both methods is also possible. As powder coating resins are typically epoxy resins containing carboxyl and hydroxyl groups Polyester resins, polyurethane and acrylic resins together with the usual hardeners used. Combinations of resins are also used. So be for example, often epoxy resins in combination with carboxyl and hydroxyl-containing polyester resins used.

Typische Härterkomponenten für Epoxidharze sind beispielsweise Säureanhydride, Imidazole sowie Dicyandiamid und deren Abkömmlinge. Für hydroxylgruppenhaltige Polyesterharze sind typische Härterkomponenten beispielsweise Säureanhydride, verkappte Isocyanate, Bisacylurethane, Phenolharze und Melaminharze. Für carboxylgruppenhaltige Polyesterharze sind typische Härterkomponenten beispielsweise Triglycidylisocyanurate oder Epoxidharze. In Acrylharzen kommen als typische Härterkomponenten beispielsweise Oxazoline, Isocyanate, Triglycidylisocyanurate oder Dicarbonsäuren zur Anwendung.Typical hardener components for epoxy resins are, for example, acid anhydrides, Imidazoles and dicyandiamide and their derivatives. For those containing hydroxyl groups Polyester resins are typical hardener components, for example acid anhydrides, masked isocyanates, bisacyl urethanes, phenolic resins and melamine resins. For polyester resins containing carboxyl groups are typical hardener components for example triglycidyl isocyanurates or epoxy resins. Come in acrylic resins as typical hardener components, for example oxazolines, isocyanates, Triglycidyl isocyanurates or dicarboxylic acids are used.

Der Nachteil einer ungenügenden Aufladung ist vor allem bei triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühten Pulvern und Pulverlacken, die auf Basis von Polyesterharzen, insbesondere carboxylgruppenhaltigen Polyestern, oder auf der Basis von sogenannten Mischpulvern, auch Hybridpulver genannt, hergestellt worden sind, zu beobachten. Unter Mischpulvern versteht man Pulverlacke, deren Harzbasis aus einer Kombination von Epoxidharz und carboxylgruppenhaltigem Polyesterharz besteht. Die Mischpulver bilden die Basis für die in der Praxis am häufigsten vertretenen Pulverlacke. Ungenügende Aufladung der oben genannten Pulver und Pulverlacke führt dazu, daß Abscheidequote und Umgriff am zu beschichtenden Werkstück ungenügend sind. Der Ausdruck "Umgriff" ist ein Maß dafür, inwieweit sich ein Pulver oder Pulverlack am zu beschichtenden Werkstück auch an Rückseiten, Hohlräumen, Spalten und vor allem an Innenkanten und -ecken abscheidet. The disadvantage of insufficient charging is especially with triboelectric or electrokinetically sprayed powders and powder coatings based on Polyester resins, especially carboxyl-containing polyesters, or on the Basis of so-called mixed powders, also called hybrid powders have been watching. Mixed powders are powder coatings whose Resin base made from a combination of epoxy resin and carboxyl-containing Polyester resin is made. The mixed powders form the basis for the in practice most commonly represented powder coatings. Insufficient charging of the above Powder and powder coatings leads to a separation rate and wrap around coating workpiece are insufficient. The term "wrap around" is a measure to what extent there is a powder or powder coating on the workpiece to be coated also on the back, cavities, gaps and especially on the inner edges and -cuts corners.

Darüber hinaus ist gefunden worden, daß Ladungssteuermittel das Aufladungs- sowie das Ladungsstabilitätsverhalten von Elektretmaterialien, insbesondere Elektretfasern, erheblich verbessern können (DE-A-43 21 289). Elektretfasern sind bisher hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Problem der Feinststaubfiltration beschrieben worden. Die beschriebenen Filtermaterialien unterscheiden sich sowohl hinsichtlich der Materialien, aus denen die Fasern bestehen als auch bezüglich der Art und Weise, wie die elektrostatische Ladung auf die Fasern aufgebracht wird. Typische Elektretmaterialien basieren auf Polyolefinen, halogenierten Polyolefinen, Polyacrylaten, Polyacrylnitrilen, Polystyrolen oder Fluorpolymeren, wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen und perfluoriertes Ethylen und Propylen, oder auf Polyestern, Polycarbonaten, Polyamiden, Polyimiden, Polyetherketonen, auf Polyarylensulfiden, insbesondere Polyphenylensulfiden, auf Polyacetalen, Celluloseestern, Polyalkylenterephthalaten sowie Mischungen daraus. Elektretmaterialien, insbesondere Elektretfasern, können beispielsweise zur (Feinst-)Staubfiltration eingesetzt werden. Die Elektretmaterialien können ihre Ladung auf unterschiedliche Weise erhalten, nämlich durch Corona- oder Triboaufladung.In addition, it has been found that charge control agents are the charge as well the charge stability behavior of electret materials, in particular Electret fibers can significantly improve (DE-A-43 21 289). Are electret fibers So far mainly in connection with the problem of fine dust filtration have been described. The filter materials described differ both regarding the materials from which the fibers are made as well as regarding the How the electrostatic charge is applied to the fibers. Typical electret materials are based on polyolefins, halogenated polyolefins, Polyacrylates, polyacrylonitriles, polystyrenes or fluoropolymers, such as for example polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene and perfluorinated Ethylene and propylene, or on polyesters, polycarbonates, polyamides, Polyimides, polyether ketones, on polyarylene sulfides, in particular Polyphenylene sulfides, on polyacetals, cellulose esters, polyalkylene terephthalates as well as mixtures thereof. Electret materials, especially electret fibers, can for example for (ultra-fine) dust filtration. The electret materials can get their charge in different ways, namely by corona or Tribo charging.

Weiterhin ist bekannt, daß Ladungssteuermittel in elektrostatischen Trennvorgängen, insbesondere in Trennvorgängen von Polymeren verwendet werden können. So beschreiben Y. Higashiyama et al. (J. Electrostatics 30, pp 203 - 212 (1993)) am Beispiel des äußerlich aufgebrachten Ladungssteuermittels Trimethyl-phenyl-ammonium-tetraphenylborat, wie Polymere für Recyclingzwecke voneinander getrennt werden können. Ohne Ladungssteuermittel laden sich "Low Density Polyethylen (LDPE)" und "High Density Polyethylen" (HDPE) reibungselektrisch weitestgehend ähnlich auf. Nach Ladungssteuermittelzugabe laden sich LDPE stark positiv und HDPE stark negativ auf und lassen sich so gut trennen. Neben der äußerlichen Aufbringung der Ladungssteuermittel kann auch grundsätzlich an eine Einarbeitung derselben in das Polymer gedacht werden, um beispielsweise ein Polymer innerhalb der triboelektrischen Spannungsreihe zu verschieben und eine entsprechende Trennwirkung zu erhalten. Ebenso lassen sich auf diese Weise andere Polymere wie z. B. Polypropylen (PP) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) voneinander trennen.It is also known that charge control agents in electrostatic Separation processes, especially used in polymer separation processes can be. For example, Y. Higashiyama et al. (J. Electrostatics 30, pp 203 - 212 (1993)) using the example of the externally applied Charge control agent of trimethyl-phenyl-ammonium-tetraphenylborate, such as polymers can be separated from each other for recycling purposes. Without Charge control agents load "Low Density Polyethylene (LDPE)" and "High Density Polyethylene "(HDPE) is largely similar to frictional electrical Charge control agent addition charge LDPE strongly positive and HDPE strongly negative and can be separated so well. In addition to the external application of the Charge control agents can also fundamentally be incorporated into the same Polymer can be thought of, for example, a polymer within the shift triboelectric voltage series and a corresponding Maintain separation effect. Other polymers can also be used in this way such as B. polypropylene (PP) and / or polyethylene terephthalate (PET) and / or Separate polyvinyl chloride (PVC).

Ebenso lassen sich auch z. B. Salzmineralien besonders gut selektiv trennen, wenn ihnen zuvor ein Oberflächenzusatz zugegeben wurde (Oberflächenkonditionierung), der die substratspezifische elektrostatische Aufladung verbessert (A. Singewald, L. Ernst, Zeitschrift für Physikal. Chem. Neue Folge, Bd. 124, S. 223 - 248 (1981).Likewise, z. B. Separate salt minerals particularly well if a surface additive has been added to them beforehand (surface conditioning), which improves the substrate-specific electrostatic charge (A. Singewald, L. Ernst, Journal for Physikal. Chem. Neue Episode, Vol. 124, pp. 223-248 (1981).

Weiterhin werden Ladungssteuermittel als "Electroconductivity Providing Agents" (ECPA) (JP 05 163 449-A) in Tinten für Tintenstrahldrucker eingesetzt.Furthermore, charge control agents are used as "electroconductivity providing agents" (ECPA) (JP 05 163 449-A) used in inks for inkjet printers.

Ladungssteuermittel sind in der Literatur zahlreich bekannt. Allerdings weisen die bisher bekannten Ladungssteuermittel eine Reihe von Nachteilen auf, die den Einsatz in der Praxis stark einschränken oder gar unmöglich machen, wie z. B. Eigenfarbe, Photo- oder Thermolabilität, geringe Stabilität im Tonerbindemittel, ungenügende Wirksamkeit hinsichtlich des gewünschten Vorzeichens der Ladung (positive oder negative Aufladung), Ladungshöhe oder Ladungskonstanz, Dispergierbarkeit.Charge control agents are well known in the literature. However, the previously known charge control agents have a number of disadvantages that the Restrict use in practice or make it impossible, e.g. B. Own color, photo or thermolability, low stability in the toner binder, insufficient effectiveness with regard to the desired sign of the cargo (positive or negative charge), charge height or charge constancy, Dispersibility.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, verbesserte, besonders wirksame farblose Ladungssteuermittel zu finden. Neben dem schnellen Erreichen und der Konstanz der Aufladung sollen die Verbindungen eine hohe Thermostabilität aufweisen. Weiterhin sollten sie in verschiedenen praxisnahen Tonerbindemitteln wie Polyestern, Polystyrolacrylaten oder Polystyrolbutadienen/Epoxidharzen sowie Cycloolefincopolymeren gut und unzersetzt dispergierbar sein. Darüberhinaus sollten sie öko/toxikologisch unbedenklich, d. h. ungiftig sowie schwermetallfrei sein. Weiterhin sollte ihre Wirkung weitgehend unabhängig von der Harz/Carrier-Kombination sein, um eine breite Anwendung zu erschließen. Ebenso sollten sie in gängigen Pulverlack-Bindemitteln und Elektretmaterialien wie z. B. Polyester (PES), Epoxid, PES-Epoxyhybrid, Polyurethan, Acrylsystemen sowie Polypropylenen gut und unzersetzt dispergierbar sein und zu keiner Verfärbung der Harze führen.The object of the present invention was therefore to improve, especially to find effective colorless charge control agents. In addition to reaching quickly and the constancy of the charge, the connections are said to have high thermal stability exhibit. Furthermore, they should be in various practical toner binders such as polyesters, polystyrene acrylates or polystyrene butadienes / epoxy resins and Cycloolefin copolymers are good and dispersible without decomposition. Furthermore should they be ecologically / toxicologically safe, d. H. be non-toxic and free of heavy metals. Furthermore, their effect should be largely independent of the resin / carrier combination to open up a wide application. Likewise, they should be in common powder coating binders and electret materials such. B. polyester (PES), Epoxy, PES-epoxy hybrid, polyurethane, acrylic systems and polypropylenes are good and be dispersible without decomposition and do not cause discoloration of the resins.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß Inter-Polyelektrolyt-Komplexe (abgekürzt: IPEC), häufig auch nur Polyelektrolyt-Komplexe genannt, gute Ladungssteuereigenschaften und hohe Thermostabilität besitzen. Darüberhinaus sind diese Verbindungen vorzugsweise ohne Eigenfarbe und lassen sich gut in üblichen Toner-, Pulverlack- und Elektretbindemitteln dispergieren.Surprisingly, it has now been shown that inter-polyelectrolyte complexes (abbreviated: IPEC), often only called polyelectrolyte complexes, good ones Have charge control properties and high thermal stability. Furthermore these compounds are preferably without their own color and can be easily mixed in disperse conventional toner, powder coating and electret binders.

Unter IPEC werden im wesentlichen von ionischen Wechselwirkungen zusammengehaltene (salzartige) Verbindungen aus einem anionischen Makromolekül (Polyanion) und einem kationischen Makromolekül (Polykation) verstanden. Man kann zwischen stöchiometrischen und nicht-stöchiometrischen Polyelektrolyt-Komplexen unterscheiden. Die erstgenannten bestehen aus einem von 0,9 : 1,1 bis 1,1 : 0,9, beispielsweise bei etwa 1 : 1, liegenden Molverhältnis von kationischen zu anionischen Gruppen im Sinne einer Polymersalz-Bildung, während in den nicht-stöchiometrischen Polyelektrolyt-Komplexen nur ein Teil der ionischen Gruppen der einen Polyelektrolyt-Komponente durch entgegengesetzt geladene Gruppen der zweiten Komponente abgesättigt wird, der Rest wird durch niedermolekulare Ionen, beispielsweise Metallkationen oder anorganische Anionen, neutralisiert. Die nicht-stöchiometrischen IPEC entstehen bei Unterschuß der zur vorgelegten Lösung der einen Polymerkomponente (Host-Polyelektrolyt) zugesetzten zweiten Komponente (Guest-Polyelektrolyt), d. h. unter Bedingungen, bei denen ein Teil der ionischen Gruppen am Host-Makromolekül noch durch niedermolekulare Gegenionen neutralisiert ist. Wasserlöslich sind solche IPEC vor allem dann, wenn die zugesetzte zweite Komponente gegenüber der vorgelegten ersten einen wesentlich niedrigeren Polymerisationsgrad aufweist und somit ein solches Makromolekül der Zweitkomponente nur einen Teil der Polymerkette der anderen Komponente ladungsmäßig absättigen kann.Under IPEC there are essentially ionic interactions held together (salt-like) compounds from an anionic Macromolecule (polyanion) and a cationic macromolecule (polycation) Understood. One can choose between stoichiometric and non-stoichiometric Distinguish polyelectrolyte complexes. The former consist of one from 0.9: 1.1 to 1.1: 0.9, for example approximately 1: 1 molar ratio of cationic to anionic groups in the sense of polymer salt formation, while only some of the ionic ones in the non-stoichiometric polyelectrolyte complexes Groups of a polyelectrolyte component by oppositely charged Groups of the second component is saturated, the rest is through low molecular weight ions, for example metal cations or inorganic anions, neutralized. The non-stoichiometric IPEC arise when the deficit is too low submitted solution of a polymer component (host polyelectrolyte) added second component (guest polyelectrolyte), d. H. under conditions, where some of the ionic groups on the host macromolecule still pass through low molecular counterions is neutralized. Such IPEC are water soluble especially if the added second component compared to the presented first has a significantly lower degree of polymerization and thus a such macromolecule of the second component only part of the polymer chain saturate other component in terms of charge.

IPEC sind an sich bekannt und beispielsweise beschrieben in:

  • V. A. Kabanov, "Basic Properties of Soluble Interpolyelectrolyte Complexes Applied to Bioengineering and Cell Transformations", in: "Macromolecular Complexes in Chemistry and Biology" ed. by P. Dubin, J. Bock, R. M. Davies, D. N. Schulz and C. Thies, Springer Verlag, Berlin 1994; S. 152 ff.;
  • B. Philipp et al., "Polyelektrolyt-Komplexe - Bildungsweise, Struktur und Anwendungsmöglichkeiten" Zeitschrift für Chemie, (22) 1982, Heft 1, S. 1 - 13.
    • IPEC are known per se and described, for example, in:
  • VA Kabanov, "Basic Properties of Soluble Interpolyelectrolyte Complexes Applied to Bioengineering and Cell Transformations", in: "Macromolecular Complexes in Chemistry and Biology" ed. By P. Dubin, J. Bock, RM Davies, DN Schulz and C. Thies, Springer Verlag, Berlin 1994; P. 152 ff .;
  • B. Philipp et al., "Polyelectrolyte Complexes - Formation, Structure and Applications" Zeitschrift für Chemie, (22) 1982, Issue 1, pp. 1-13.

    • IPEC finden Anwendung z. B. als Proteincarrier, synthetische Viren, zur Reinigung oder zur Abtrennung von Proteinen, als Membranmaterialien, zur Beeinflussung von Enzymaktivitäten mittels Komplexierung sowie zur Wirkstoffeinkapselung über komplexe Koazervation.IPEC are used e.g. B. as a protein carrier, synthetic viruses, for cleaning or for the separation of proteins, as membrane materials, for influencing Enzyme activities by means of complexation as well as for encapsulation of active substances complex coacervation.

    Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Inter-Polyelektrolyt-Komplexen als Ladungssteuermittel und Aufladungsverbesserer in elektrophotographischen Tonern und Entwicklern, in triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühbaren Pulvern und Pulverlacken und in Elektretmaterialien.The present invention relates to the use of inter-polyelectrolyte complexes as a charge control agent and charge enhancer in electrophotographic toners and developers, in triboelectric or electrokinetically sprayable powders and powder coatings and in electret materials.

    Im Sinne der vorliegenden Erfindung können sowohl stöchiometrische als auch nicht-stöchiometrische Polyelektrolyt-Komplexe eingesetzt werden. Bei den nicht-stöchiometrischen Komplexen ist es vorteilhaft, wenn der Überschuß des längerkettigen Host-Polyelektrolyten mindestens 20 % beträgt, bezogen auf die Gesamtzahl der Ladungen des IPEC.For the purposes of the present invention, both stoichiometric and non-stoichiometric polyelectrolyte complexes are used. With the non-stoichiometric Complexes, it is advantageous if the excess of longer-chain host polyelectrolytes is at least 20%, based on the Total number of IPEC loads.

    Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten IPEC kann entsprechend den Angaben in der vorstehend genannten Literatur vorgenommen werden. IPEC können beispielsweise durch Zusammengeben verdünnter, z. B. 0,01 bis 1 molarer, wäßriger Lösungen einer Polybase und eine Polysäure, oder durch Zusammengeben verdünnter wäßriger Lösungen der Salze einer Polysäure und Polybase mit ihren niedermolekularen Gegenionen bzw. der freien Polybase, oder durch Anlagerung eines ionischen Monomers als niedermolekulares Gegenion an ein entgegengesetzt geladenes Makroion und anschließende radikalische Polymerisation des Monomers (Matrizenpolymerisation) hergestellt werden. Es ist vorteilhaft, wenn die polyanionische und polykationische Komponente in wäßrigem Medium gelöst oder suspendiert werden kann. Die Isolierung des IPEC erfolgt beispielsweise durch Ausfällen aus wäßrigem Medium, Sprühtrocknung oder Eindampfen, bevorzugt durch Ausfällen.The IPEC used according to the invention can be produced in accordance with the Information can be made in the literature mentioned above. IPEC can be diluted, e.g. B. 0.01 to 1 molar, aqueous solutions of a polybase and a polyacid, or by Combining dilute aqueous solutions of the salts of a polyacid and Polybase with its low molecular counterions or the free polybase, or by addition of an ionic monomer as a low molecular counterion an oppositely charged macro ion and subsequent radical one Polymerization of the monomer (matrix polymerization) can be produced. It is advantageous if the polyanionic and polycationic component in aqueous Medium can be dissolved or suspended. The IPEC is isolated for example by precipitation from an aqueous medium, spray drying or Evaporation, preferably by precipitation.

    Im Falle von aminogruppenhaltigen Polymeren kann es erforderlich sein, zur Erzeugung des Polykations das Medium anzusäuern, beispielsweise im Falle von Chitosan.
    Im Falle von carboxyl- oder sulfogruppenhaltigen Polymeren kann es erforderlich sein, zur Erzeugung des Polyanions das Medium alkalisch zu stellen. Die erfindungsgemäß eingesetzten IPEC können im wesentlichen aus synthetischen und/oder natürlichen Polyanionen und aus synthetischen und/oder natürlichen Polykationen bestehen. Die Polyanionen oder Polykationen können auch Derivate von Naturstoffen sein.    In the case of polymers containing amino groups, it may be necessary to acidify the medium to generate the polycation, for example in the case of chitosan.
    In the case of polymers containing carboxyl or sulfo groups, it may be necessary to make the medium alkaline in order to generate the polyanion. The IPEC used according to the invention can essentially consist of synthetic and / or natural polyanions and synthetic and / or natural polycations. The polyanions or polycations can also be derivatives of natural products.

    Beispiele für Polyanionen-bildende Verbindungen sind Poly(styrolsulfonsäure), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), Poly(maleinsäure), Poly(itaconsäure), Poly(vinylsulfat), Poly(vinylsulfonsäure), Poly(vinylphosphat), Poly-(acrylsäure-co-maleinsäure), Poly(styrolsulfonsäure-co-maleinsäure), Poly(ethylen-co-acrylsäure), Poly(phosphorsäure), Poly(kieselsäure), Hectorit, Bentonit, Alginsäure, Pektinsäure, kappa-, lambda-, iota-Carrageenane, Xanthan, Gummi arabicum, Dextransulfat, Carboxymethyldextran, Carboxymethyl-cellulose, Cellulosesulfat, Cellulosexanthogenat, Stärkesulfat und -phosphat, Lignosulfonate, Gummi Karaya; Polygalakturonsäure, Polyglucuronsäure, Polyguluronsäure, Polymannuronsäure und Mischpolymere hiervon; Chondroitin-Sulfat, Heparin, Heparansulfat, Hyaluronsäure, Dermatansulfat, Keratansulfat;
    Poly-(L)-Glutaminsäure, Poly-(L)-Asparaginsäure, saure Gelatine (A-Gelatine); Stärke-, Amylose-, Amylopektin-, Cellulose-, Guaran-, Gummi arabicum-, Gummi Karaya-, Gummi Guar-, Pullulan-, Xanthan-, Dextran-, Curdlan-, Gellan-, Carubin-, Agarose-, Chitin-, Chitosan-Derivate mit folgenden funktionellen Gruppen in verschiedenen Substitutionsgraden:
    Carboxymethyl- und Carboxyethyl-, Carboxypropyl-, 2-Carboxyvinyl-, 2-Hydroxy-3-carboxypropyl-, 1,3-Dicarboxy-isopropyl-, Sulfomethyl-, 2-Sulfoethyl-, 3-Sulfopropyl-, 4-Sulfobutyl-, 5-Sulfopentyl-, 2-Hydroxy-3-sulfopropyl-, 2,2-Disulfoethyl-, 2-Carboxy-2-sulfo-ethyl-, Maleat-, Succinat-, Phthalat-, Glutarat-, aromatische und aliphatische Dicarboxylate-, Xanthogenat-, Sulfat-, Phosphat-, 2,3-Dicarboxy-, N,N-Di-(phosphatomethyl)-aminoethyl-, N-Alkyl-N-phosphatomethyl-aminoethyl-. Diese Derivate können daneben auch nichtionische funktionelle Gruppen in verschiedenen Substitutionsgraden enthalten, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 2-Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 2-Hydroxybutyl-Gruppen sowie Ester mit aliphatischen Carbonsäuren (C2 bis C18).    Examples of polyanion-forming compounds are poly (styrene sulfonic acid), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), poly (maleic acid), poly (itaconic acid), poly (vinyl sulfate), poly (vinyl sulfonic acid), poly (vinyl phosphate), poly ( acrylic acid-co-maleic acid), poly (styrene sulfonic acid-co-maleic acid), poly (ethylene-co-acrylic acid), poly (phosphoric acid), poly (silicic acid), hectorite, bentonite, alginic acid, pectic acid, kappa, lambda, iota -Carrageenans, xanthan, gum arabic, dextran sulfate, carboxymethyl dextran, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, cellulose xanthate, starch sulfate and phosphate, lignosulfonates, gum karaya; Polygalacturonic acid, polyglucuronic acid, polyguluronic acid, polymannuronic acid and copolymers thereof; Chondroitin sulfate, heparin, heparan sulfate, hyaluronic acid, dermatan sulfate, keratin sulfate;
    Poly (L) glutamic acid, poly (L) aspartic acid, acidic gelatin (A gelatin); Starch, amylose, amylopectin, cellulose, guarane, gum arabic, gum karaya, gum guar, pullulan, xanthan, dextran, curdlan, gellan, carubin, agarose, chitin , Chitosan derivatives with the following functional groups in different degrees of substitution:
    Carboxymethyl and carboxyethyl, carboxypropyl, 2-carboxyvinyl, 2-hydroxy-3-carboxypropyl, 1,3-dicarboxy-isopropyl, sulfomethyl, 2-sulfoethyl, 3-sulfopropyl, 4-sulfobutyl, 5-sulfopentyl, 2-hydroxy-3-sulfopropyl, 2,2-disulfoethyl, 2-carboxy-2-sulfo-ethyl, maleate, succinate, phthalate, glutarate, aromatic and aliphatic dicarboxylates, Xanthate, sulfate, phosphate, 2,3-dicarboxy, N, N-di (phosphatomethyl) aminoethyl, N-alkyl-N-phosphatomethylaminoethyl. These derivatives can also contain nonionic functional groups in various degrees of substitution, such as. B. methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl groups and esters with aliphatic carboxylic acids (C 2 to C 18 ).

    Die Molmasse der Polyanionen-bildenden Verbindungen kann in weiten Grenzen schwanken, beispielsweise von Mw = 1000 g/mol bis Mw = 100 000 000 g/mol.The molecular weight of the compounds forming polyanions can vary within wide limits, for example from M w = 1000 g / mol to M w = 100,000,000 g / mol.

    Beispiele für Polykationen-bildende Verbindungen sind Poly(alkylenimine), insbesondere Poly(ethylenimin), Poly-(4-vinyl-pyridin), Poly(2-vinyl-pyridin), Poly(2-methyl-5-vinyl-pyridin), Poly(4-vinyl-N-C1-C18-alkyl-pyridiniumsalz), Poly(2-vinyl-N-C1-C18-alkyl-pyridiniumsalz), Polyallylamin, Polyvinylamin, aminoacetylierter Polyvinylalkohol; die in US-A-5,401,809 beschriebenen polymeren Ammoniumsalze, erhältlich durch Homopolymerisation von Monomeren der Formel (I)

    Figure 00110001
    worin die Reste R1 bis R12 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, Hydroxyl, einen primären, sekundären oder tertiären Aminorest, einen Cyano- oder Nitrorest oder einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten C1-C18-Alkyl- oder C1-C18-Alkoxy-Rest bedeuten, und A- ein Anion bedeutet;
    die in US-A-5,500, 323 beschriebenen Polysulfondialkylammoniumsalze, erhältlich durch Copolymerisation von Salzen vorstehend genannten Dialkylammonium-Komponenten der Formel (I) mit Schwefeldioxid;
    Poly-(L)-Lysin, Poly-(L)-Arginin, Poly(ornithin), basische Gelatine (B-Gelatine); Chitosan; Chitosan mit verschiedenen Acetylierungsgraden;
    Stärke-, Amylose-, Amylopektin-, Cellulose-, Guaran-, Gummi arabicum-, Gummi Karaya-, Gummi Guar-, Dextran-, Pullulan-, Xanthan-, Curdlan-, Gellan-, Carubin-, Agarose-, Chitin-, Chitosan-Derivate mit folgenden funktionellen Gruppen in verschiedenen Substitutionsgraden:

  • 2-Aminoethyl-, 3-Aminopropyl-, 2-Dimethylaminoethyl-, 2-Diethylaminoethyl-, 2-Diisopropylaminoethyl-, 2-Dibutylaminoethyl-, 3-Diethylamino-2-hydroxypropyl-, N-Ethyl-N-methylaminoethyl-, N-Ethyl-N-methylaminopropyl-, 2-Di-ethylhexyl-aminoethyl-, 2-Hydroxy-2-diethylaminoethyl-, 2-Hydroxy-3-trimethylammoniono-propyl-, 2-Hydroxy-3-triethyl-ammoniono-propyl-, 3-Trimethylammoniono-propyl-, 2-Hydroxy-3-pyridinium-propyl- sowie S,S-Dialkyl-thionium-alkyl; diese Derivate können daneben auch nichtionische funktionelle Gruppen in verschiedenen Substitutionsgraden enthalten, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 2-Hydroxymethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 2-Hydroxybutyl-Gruppe sowie Ester mit aliphatischen Carbonsäuren (C2 bis C18);
    • weiterhin n,m-Ionene der Formel
    Figure 00120001
    Poly(anilin); Poly(pyrrol); Poly(viologene) der Formel
    Figure 00130001
    sowie Poly(amidoamine) auf Basis von Piperazin.Examples of polycation-forming compounds are poly (alkyleneimines), in particular poly (ethyleneimine), poly (4-vinyl-pyridine), poly (2-vinyl-pyridine), poly (2-methyl-5-vinyl-pyridine), Poly (4-vinyl-NC 1 -C 18 alkyl pyridinium salt), poly (2-vinyl-NC 1 -C 18 alkyl pyridinium salt), polyallylamine, polyvinylamine, aminoacetylated polyvinyl alcohol; the polymeric ammonium salts described in US Pat. No. 5,401,809, obtainable by homopolymerizing monomers of the formula (I)
    Figure 00110001
    wherein the radicals R 1 to R 12 independently of one another are a hydrogen atom, hydroxyl, a primary, secondary or tertiary amino radical, a cyano or nitro radical or a straight-chain or branched, saturated or unsaturated C 1 -C 18 -alkyl or C 1 -C 18 alkoxy radical, and a - represents an anion;
    the polysulfone dialkylammonium salts described in US Pat. No. 5,500,323, obtainable by copolymerizing salts of the dialkylammonium components of the formula (I) mentioned above with sulfur dioxide;
    Poly (L) lysine, poly (L) arginine, poly (ornithine), basic gelatin (B gelatin); Chitosan; Chitosan with various degrees of acetylation;
    Starch, amylose, amylopectin, cellulose, guarane, gum arabic, gum karaya, gum guar, dextran, pullulan, xanthan, curdlan, gellan, carubin, agarose, chitin , Chitosan derivatives with the following functional groups in different degrees of substitution:
  • 2-aminoethyl, 3-aminopropyl, 2-dimethylaminoethyl, 2-diethylaminoethyl, 2-diisopropylaminoethyl, 2-dibutylaminoethyl, 3-diethylamino-2-hydroxypropyl, N-ethyl-N-methylaminoethyl, N- Ethyl-N-methylaminopropyl, 2-di-ethylhexylaminoethyl, 2-hydroxy-2-diethylaminoethyl, 2-hydroxy-3-trimethylammonionopropyl, 2-hydroxy-3-triethylammonionopropyl, 3 Trimethylammonionopropyl, 2-hydroxy-3-pyridinium propyl and S, S-dialkylthionium alkyl; these derivatives can also contain nonionic functional groups in various degrees of substitution, such as. B. methyl, ethyl, propyl, isopropyl, 2-hydroxymethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl group and esters with aliphatic carboxylic acids (C 2 to C 18 );
    • furthermore n, m-ions of the formula
    Figure 00120001
    Poly (aniline); Poly (pyrrole); Poly (viologene) of the formula
    Figure 00130001
    and poly (amidoamine) based on piperazine.

    Die Molmasse der Polykationen-bildenden Verbindungen kann in weiten Grenzen schwanken, beispielsweise von Mw = 500 g/mol bis 108 g/mol.The molar mass of the polycation-forming compounds can vary within wide limits, for example from M w = 500 g / mol to 10 8 g / mol.

    Weitere Beispiele für Polyelektrolyte (anionische oder kationische) sind Verbindungen der allgemeinen Formel

    Figure 00130002
    mit

    n =
    5 bis 5x105;
    R1 =
    H oder CH3;
    X =
    O oder NH;
    A =
    verzweigte oder lineare Alkylene (C1 bis C18) oder Arylene, z. B. Phenylen oder Naphthylen;
    Y =
    NR2 2, N⊕R2 3 mit R2 = C1-C8-Alkyl; SO3 ⊖, COO⊖, Phosphat; N⊕R3 2-A-COO⊖, N⊕R3 2-A-SO3 ⊖, N⊕R3 2-A-PO(OH)O⊖ mit R3 = C1-C8-Alkyl;
    Z =
    Anion, z. B. Halogenid, Methylsulfat, Sulfat, Phosphat; oder Kation, z. B. Metall-Kation wie Na+ oder K+, oder quartäre Ammoniumverbindung;
    sowie Copolymere, bestehend aus Monomeren der vorstehend genannten Verbindungen und einem der nachfolgenden Monomere in unterschiedlicher Zusammensetzung: Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäurealkyl(C1-C18)ester, Methacrylsäurealkyl(C1-C18)ester, Acrylsäureamid, Acrylnitril, Ethylen, Styrol, Butadien, Isopren, Vinylchlorid, Propylen, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäuremonoalkyl(C1-C18)- oder -dialkyl(C1-C18)ester, Alkyl(C1-C18)-vinylether, Vinylalkohol, Vinylacetat, Vinylimidazol, N-Vinyl-2-Caprolactam, N-Vinylpyrrolidon, mono- oder di-alkyliertes (C1-C30)-N-Vinylpyrrolidon.Further examples of polyelectrolytes (anionic or cationic) are compounds of the general formula
    Figure 00130002
    With
    n =
    5 to 5x10 5 ;
    R 1 =
    H or CH 3 ;
    X =
    O or NH;
    A =
    branched or linear alkylenes (C 1 to C 18 ) or arylenes, e.g. B. phenylene or naphthylene;
    Y =
    NR 2 2 , N ⊕ R 2 3 with R 2 = C 1 -C 8 alkyl; SO 3 ⊖ , COO ⊖ , phosphate; N ⊕ R 3 2 -A-COO ⊖ , N ⊕ R 3 2 -A-SO 3 ⊖ , N ⊕ R 3 2 -A-PO (OH) O ⊖ with R 3 = C 1 -C 8 alkyl;
    Z =
    Anion, e.g. B. halide, methyl sulfate, sulfate, phosphate; or cation, e.g. B. metal cation such as Na + or K + , or quaternary ammonium compound;
    and copolymers consisting of monomers of the above-mentioned compounds and one of the following monomers in different compositions: acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid alkyl (C 1 -C 18 ) ester, methacrylic acid alkyl (C 1 -C 18 ) ester, acrylic acid amide, acrylonitrile, ethylene, styrene , butadiene, isoprene, vinyl chloride, propylene, maleic anhydride, Maleinsäuremonoalkyl (C 1 -C 18) - or dialkyl (C 1 -C 18) ester, alkyl (C 1 -C 18) vinyl ethers, vinyl alcohol, vinyl acetate, vinyl imidazole, N -Vinyl-2-caprolactam, N-vinylpyrrolidone, mono- or di-alkylated (C 1 -C 30 ) -N-vinylpyrrolidone.

    Besonders bevorzugt ist Chitosan, welches üblicherweise durch Behandlung von Chitin mit konzentrierter Natronlauge unter Spaltung der N-Acetylbindung entsteht. Chitosan mit freien Aminogruppen ist in Wasser nicht löslich. Durch Salzbildung mit Säuren erhält man Chitosoniumsalze, die wasserlösliche kationische Polyelektrolyte darstellen.

    Figure 00140001
    Particularly preferred is chitosan, which is usually produced by treating chitin with concentrated sodium hydroxide solution with cleavage of the N-acetyl bond. Chitosan with free amino groups is not soluble in water. Salt formation with acids gives chitosonium salts, which are water-soluble cationic polyelectrolytes.
    Figure 00140001

    Die erfindungsgemäß verwendeten IPEC können genau auf das jeweilige Harz/Toner-System abgestimmt werden. Hinzu kommt, daß die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen farblos und rieselfähig sind und hohe und besonders konstante Ladungssteuereigenschaften, gute Thermostabilitäten und gute Dispergierbarkeiten besitzen. Ein weiterer technischer Vorteil dieser Verbindungen liegt darin, daß sie sich gegenüber den unterschiedlichen Bindemittelsystemen inert verhalten und somit vielfältig einsetzbar sind.The IPEC used according to the invention can be tailored to the respective Resin / toner system can be matched. In addition, the invention Compounds used are colorless and free-flowing and high and special constant charge control properties, good thermal stability and good Have dispersibility. Another technical advantage of these connections lies in the fact that they are inert towards the different binder systems behave and can therefore be used in a variety of ways.

    Dispergierung bedeutet die Verteilung eines Stoffes in einem anderen, im Sinne der Erfindung die Verteilung eines Ladungssteuermittels im Tonerbindemittel, Pulverlackbindemittel oder Elektretmaterial.Dispersion means the distribution of one substance in another, in the sense of Invention the distribution of a charge control agent in the toner binder, Powder coating binder or electret material.

    Es ist bekannt, daß kristalline Stoffe in ihrer gröbsten Form als Agglomerate vorliegen. Um eine homogene Verteilung im Bindemittel zu erreichen, müssen diese durch den Dispergiervorgang in kleinere Aggregate oder idealerweise in Primärteilchen zerteilt werden. Die Ladungssteuermittel-Partikel, die nach der Dispergierung im Bindemittel vorliegen, sollten kleiner als 1 µm, vorzugsweise kleiner als 0,5 µm, sein, wobei eine enge Teilchengrößen-Verteilung von Vorteil ist.It is known that crystalline substances in their coarsest form as agglomerates available. In order to achieve a homogeneous distribution in the binder, these must be through the dispersing process into smaller aggregates or ideally in Primary particles are divided. The charge control agent particles that after the Dispersion in the binder should be less than 1 micron, preferably less than 0.5 µm, with a narrow particle size distribution is advantageous.

    Für die Teilchengröße, definiert durch den d50-Wert, finden sich stoffabhängig optimale Wirkbereiche. So sind beispielsweise grobe Teilchen (∼ 1 mm) zum Teil gar nicht oder nur mit einem erheblichen Zeit- und Energieaufwand dispergierbar, während sehr feine Teilchen im Submicron-Bereich ein erhöhtes sicherheitstechnisches Risiko, wie die Möglichkeit der Staubexplosion, bergen.For the particle size, defined by the d 50 value, there are optimal effective ranges depending on the substance. For example, coarse particles (∼ 1 mm) can sometimes not be dispersed at all or only with considerable expenditure of time and energy, while very fine particles in the submicron range pose an increased safety-related risk, such as the possibility of a dust explosion.

    Die Teilchengröße und Form wird entweder durch die Synthese und/oder Nachbehandlung eingestellt und modifiziert. Häufig wird die geforderte Eigenschaft erst durch gezielte Nachbehandlung wie Mahlung und/oder Trocknung möglich. Hierzu bieten sich verschiedene Mahltechniken an. Vorteilhaft sind beispielsweise Luftstrahlmühlen, Schneidmühlen, Hammermühlen, Perlmühlen sowie Prallmühlen.The particle size and shape is determined either by synthesis and / or Post-treatment adjusted and modified. Often the required property only possible through targeted post-treatment such as grinding and / or drying. Various grinding techniques are available for this. For example, are advantageous Air jet mills, cutting mills, hammer mills, bead mills and impact mills.

    Typischerweise handelt es sich bei den in der vorliegenden Erfindung erwähnten Bindemittelsystemen um hydrophobe Materialien. Hohe Wassergehalte des Ladungssteuermittels können entweder einer Benetzung entgegenstehen oder aber eine Dispergierung begünstigen (Flushen). Daher ist der praktikable Feuchtegehalt stoffspezifisch.Typically, those mentioned in the present invention Binder systems around hydrophobic materials. High water content of the Charge control agents can either prevent wetting or else favor dispersion (flushing). Hence the practicable moisture content substance-specific.

    Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind durch folgende chemisch/physikalische Eigenschaften gekennzeichnet: The compounds of the invention are chemical / physical by the following Characteristics marked:

    Der Wassergehalt, nach der Karl-Fischer Methode bestimmt, liegt zwischen 0,1 % und 30 %, bevorzugt zwischen 1 und 25 % und besonders bevorzugt zwischen 1 und 20 %, wobei das Wasser adsorbiert und/oder gebunden sein kann, und sich dessen Anteil durch Temperatureinwirkung bis 200°C und Vakuum bis 10-8 Torr oder durch Wasserzugabe einstellen läßt.The water content, determined by the Karl Fischer method, is between 0.1% and 30%, preferably between 1 and 25% and particularly preferably between 1 and 20%, and the water can be adsorbed and / or bound, and so on Percentage can be adjusted by exposure to temperature up to 200 ° C and vacuum to 10 -8 Torr or by adding water.

    Die Teilchengröße, mittels lichtmikroskopischer Auswertung oder Laserlichtbeugung bestimmt und definiert durch den d50-Wert, liegt zwischen 0,01 µm und 1000 µm, bevorzugt zwischen 0,1 und 500 µm und ganz besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 400 µm.The particle size, determined by means of light microscopic evaluation or laser light diffraction and defined by the d 50 value, is between 0.01 μm and 1000 μm, preferably between 0.1 and 500 μm and very particularly preferably between 0.5 and 400 μm.

    Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch die Mahlung eine enge Teilchengröße resultiert. Bevorzugt ist ein Bereich Δ (d95-d50) von kleiner als 500 µm, insbesondere kleiner als 200 µm.It is particularly advantageous if the grinding results in a narrow particle size. A range Δ (d 95 -d 50 ) of less than 500 μm, in particular less than 200 μm, is preferred.

    Die erfindungsgemäß verwendeten IPEC sind als farblose, gut dispergierbare Ladungssteuermittel besonders für Bunttoner in Kombination mit Farbmitteln geeignet. Als Farbmittel kommen in diesem Zusammenhang anorganische Pigmente, organische Farbstoffe, organische Buntpigmente, aber auch weiße Farbmittel, wie TiO2 oder BaSO4, Perlglanzpigmente sowie Schwarzpigmente, basierend auf Ruß oder Eisenoxiden, in Betracht.The IPEC used according to the invention are particularly suitable as colorless, easily dispersible charge control agents for colored toners in combination with colorants. In this context, inorganic pigments, organic dyes, organic colored pigments, but also white colorants, such as TiO 2 or BaSO 4 , pearlescent pigments and black pigments based on carbon black or iron oxides, are suitable as colorants.

    Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen werden einzeln oder in Kombination miteinander in einer Konzentration von 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, in das Bindemittel des jeweiligen Toners, Entwicklers, Lacks, Pulverlacks, Elektretmaterials oder des elektrostatisch zu trennenden Polymers, beispielsweise durch Extrudieren oder Einkneten, eingearbeitet. Dabei können die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen als getrocknete und gemahlene Pulver, Dispersionen oder Lösungen, Preßkuchen, Masterbatches, Präparationen, angeteigte Pasten, als auf geeignete Träger, wie z. B. Kieselgel, TiO2, Al2O3, aus wäßriger oder nicht-wäßriger Lösung aufgezogene Verbindungen oder in sonstiger Form zugegeben werden. Ebenso können die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen grundsätzlich auch schon bei der Herstellung der jeweiligen Bindemittel zugegeben werden, d. h. im Verlauf von deren Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation.The compounds used according to the invention are used individually or in combination with one another in a concentration of 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5.0% by weight , based on the total mixture, incorporated in the binder of the respective toner, developer, lacquer, powder coating, electret material or the electrostatically separable polymer, for example by extrusion or kneading. The compounds used according to the invention can be used as dried and ground powders, dispersions or solutions, press cakes, masterbatches, preparations, pastes, as suitable carriers, such as. As silica gel, TiO 2 , Al 2 O 3 , compounds drawn up from aqueous or non-aqueous solution or in any other form are added. Likewise, the compounds used according to the invention can in principle also be added during the preparation of the respective binders, ie in the course of their polymerization, polyaddition or polycondensation.

    Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein elektrophotographischer Toner, Pulver oder Pulverlack, enthaltend ein übliches Bindemittel, beispielsweise ein Styrol-, Styrolacrylat-, Styrolbutadien-, Acrylat-, Urethan-, Acryl-, Polyester- oder Epoxidharz oder eine Kombination der letzten beiden, und 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des elektrophotographischen Toners, Pulvers oder Pulverlacks, mindestens eines Inter-Polyelektrolyt-Komplexes.The present invention also relates to an electrophotographic toner, Powder or powder coating containing a conventional binder, for example a Styrene, styrene acrylate, styrene butadiene, acrylate, urethane, acrylic, polyester or Epoxy resin or a combination of the last two, and 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5% by weight, in each case based on the total weight of the electrophotographic toner, powder or Powder coating, at least one inter-polyelectrolyte complex.

    Bei elektrostatischen Trennvorgängen von Polymeren und insbesondere von (Salz-)Mineralien können die IPEC auch in den oben angegebenen Mengen extern, d. h. auf die Oberfläche des zu trennenden Gutes, aufgegeben werden.In electrostatic separation processes of polymers and especially of (Salt) minerals can also be used externally by IPEC in the amounts specified above, d. H. on the surface of the material to be separated.

    HerstellungsbeispieleManufacturing examples

    Die * Mol-Angaben beziehen sich auf mittlere Ladungseinheiten, d. h. als "Monomereinheit" werden solche Abschnitte betrachtet, die gerade eine Ladung tragen. Prozentangaben sind Gewichtsprozente. The * mole data relate to average charge units, i.e. H. as "Monomer unit" is considered to be those sections that are just one charge carry. Percentages are percentages by weight.

    Herstellungsbeispiel 1Production Example 1

    20 g einer 25 %igen wässrigen Lösung von Poly(vinylsulfonsäure)Na-Salz (0.038 mol*, mittlere Molmasse ca 100 000 g/mol) wurden mit 250 ml deionisiertem Wasser unter Rühren verdünnt. Dann wurden bei Raumtemperatur ebenfalls unter Rühren 15.5 g einer 40 %igen wässrigen Poly(diallyldimethylammoniumchlorid)-Lösung (0.038 mol*, mittlere Molmasse ca. 70 000 g/mol) in 100 ml deionisiertem Wasser innerhalb von 10 Minuten zugetropft. Es entstand ein leicht bräunlicher Niederschlag. Dieser wurde 1 Stunde nachgerührt, abfiltriert, mehrmals mit deionisiertem Wasser nachgewaschen und anschließend 24 Stunden bei 60 °C und 100 mbar getrocknet.

  • Ausbeute: 8.9 g (79 % der Theorie)
    • 20 g of a 25% aqueous solution of poly (vinylsulfonic acid) Na salt (0.038 mol *, average molecular weight about 100,000 g / mol) were diluted with 250 ml of deionized water with stirring. Then 15.5 g of a 40% aqueous poly (diallyldimethylammonium chloride) solution (0.038 mol *, average molar mass approx. 70,000 g / mol) in 100 ml of deionized water were also added dropwise at room temperature over the course of 10 minutes with stirring. There was a slightly brownish precipitation. This was stirred for 1 hour, filtered off, washed several times with deionized water and then dried at 60 ° C. and 100 mbar for 24 hours.
  • Yield: 8.9 g (79% of theory)

    • Herstellungsbeispiel 2:Production example 2:

    5 g (0.012 mol*) Diethylaminoethyl-Dextran (DEAE-Dextran) (DS = 0.63, mittlere Molmasse ca. 500,000 g/mol) wurden bei Raumtemperatur in 250 ml deionisiertem Wasser gelöst. Dann wurden unter Rühren 3.8 g (0.012 mol*) Carboxymethyl-cellulose (DS = 0.78, mittlere Molmasse ca. 400 000 g/mol) innerhalb von 10 Minuten zugetropft. Der entstandene weiße Niederschlag wurde 1 Stunde nachgerührt, dann abfiltriert, mit 500 ml deionisiertem Wasser nachgewaschen und anschließend 24 Stunden bei 60 °C und 100 mbar getrocknet.

  • DTA: 204 °C (Zersetzungspunkt)
    Figure 00180001
    • 5 g (0.012 mol *) of diethylaminoethyl dextran (DEAE dextran) (DS = 0.63, average molar mass approx. 500,000 g / mol) were dissolved in 250 ml of deionized water at room temperature. Then 3.8 g (0.012 mol *) of carboxymethyl cellulose (DS = 0.78, average molar mass approx. 400,000 g / mol) were added dropwise with stirring over the course of 10 minutes. The resulting white precipitate was stirred for 1 hour, then filtered off, washed with 500 ml of deionized water and then dried at 60 ° C. and 100 mbar for 24 hours.
  • DTA: 204 ° C (decomposition point)
    Figure 00180001
    •

    Herstellungsbeispiel 3: (Beispiel eines nichtstöchiometrischen IPECs)Production Example 3: (Example of a non-stoichiometric IPEC)

    7,5 g (0.047 mol*) Chitosan (mittlere Molmasse ca. 400,000 g/mol) wurden in 500 ml 1 %iger Essigsäure gelöst und anschließend mit 1000 ml deionisiertem Wasser versetzt. Danach wurden unter Rühren bei Raumtemperatur 4,4 g (0.047 mol*) Poly(acrylsäure), Na-Salz (mittlere Molmasse ca. 30 000 g/mol) gelöst in 100 ml deionisiertem Wasser, innerhalb von 10 Minuten zugetropft. Der entstandene weiße Niederschlag wurde eine Stunde nachgerührt und anschließend über ein 250 µm-Sieb abfiltriert, nachgewaschen und danach 24 Stunden bei 60 °C und 100 mbar getrocknet. Das Verhältnis von Chitosan zu Poly(acrylsäure) wurde auf etwa 1 : 4 bestimmt.7.5 g (0.047 mol *) of chitosan (average molar mass approx.400,000 g / mol) were in 500 ml 1% acetic acid dissolved and then with 1000 ml of deionized water transferred. Thereafter, 4.4 g (0.047 mol *) were stirred at room temperature Poly (acrylic acid), Na salt (average molecular weight approx. 30,000 g / mol) dissolved in 100 ml deionized water, added dropwise within 10 minutes. The resulting white The precipitate was stirred for an hour and then through a 250 μm sieve filtered off, washed and then 24 hours at 60 ° C and 100 mbar dried. The ratio of chitosan to poly (acrylic acid) was about 1: 4 certainly.

    Herstellungsbeispiel 4:Production example 4:

    5.0 g (0.116 mol*) Poly(ethylenimin), mittlere Molmasse ca. 750 000 g/mol, wurden in 300 ml deionisiertem Wasser unter Zugabe von 20 ml 90 %iger Essigsäure unter Rühren bei Raumtemperatur gelöst. Dann wurde ebenfalls unter Rühren eine Lösung von 21.1 g (0.116 mol*) Poly(styrolsulfonsäure)-Na-Salz, mittlere Molmasse ca. 70 000 g/mol, in 250 ml deionisiertem Wasser innerhalb von 10 Minuten zugetropft. Gegen Ende des Zutropfens wurden zur entstandenen weißen Suspension 200 ml deionisiertes Wasser zugegeben, um diese zu verdünnen. Die Suspension wurde anschließend 1 Stunde nachgerührt, abfiltriert, der weiße Niederschlag mit 500 ml deionisiertem Wasser nachgewaschen und danach 24 Stunden bei 60 °C und
    100 mbar getrocknet.

  • Ausbeute: 21.9 g (76 % der Theorie)
    • 5.0 g (0.116 mol *) poly (ethyleneimine), average molecular weight approx. 750,000 g / mol, were dissolved in 300 ml deionized water with the addition of 20 ml 90% acetic acid with stirring at room temperature. Then a solution of 21.1 g (0.116 mol *) of poly (styrene sulfonic acid) Na salt, average molar mass approx. 70,000 g / mol, in 250 ml of deionized water was also added dropwise with stirring over the course of 10 minutes. Towards the end of the dropping, 200 ml of deionized water were added to the resulting white suspension in order to dilute it. The suspension was then stirred for 1 hour, filtered off, the white precipitate was washed with 500 ml of deionized water and then at 60 ° C. for 24 hours
    100 mbar dried.
  • Yield: 21.9 g (76% of theory)

    • Herstellungsbeispiele 5 - 18:Production Examples 5 - 18:

    Die folgenden Herstellungsbeispiele wurden analog zu einem der oben beschriebenen Herstellungsbeispiele, allerdings in anderen Mengenverhältnissen, hergestellt. Die Mengen der zugegebenen Komponenten sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

    Figure 00200001
    Figure 00210001
    The following production examples were produced analogously to one of the production examples described above, but in different proportions. The amounts of the components added are summarized in Table 1.
    Figure 00200001
    Figure 00210001

    In der nachfolgenden Tabelle 2 sind exemplarisch für die erfindungsgemäß eingesetzten IPEC verschiedene analytische Daten anhand von vier dieser Verbindungen wiedergegeben.

    Figure 00210002
    Figure 00220001
    Table 2 below shows various analytical data using four of these compounds as examples of the IPEC used according to the invention.
    Figure 00210002
    Figure 00220001

    AnwendungsbeispieleExamples of use

    In den nachfolgenden Anwendungsbeispielen kommen folgende Tonerbindemittel und Carrier zum Einsatz:The following toner binders are used in the following application examples and carrier for use:

    Tonerbindemittel:Toner binder:

    Harz 1:Resin 1:
    Styrol-Methacrylat-Copolymer 60:40Styrene-methacrylate copolymer 60:40
    Harz 2:Resin 2:
    Polyester auf Bisphenol-Basis (®Almacryl-Harz)Bisphenol-based polyester (®Almacrylic resin)
    Carrier:Carrier:

    Carrier 1:Carrier 1:
    Mit Styrol-Methacrylat-Copolymer beschichtete Magnetit-Teilchen der Größe 50 bis 200 µm (Schüttdichte 2,62 g/cm3) (FBM 100 A; Fa. Powder Techn.).Magnetite particles with a size of 50 to 200 μm (bulk density 2.62 g / cm 3 ) coated with styrene-methacrylate copolymer (FBM 100 A; Powder Techn.).
    Carrier 2:Carrier 2:
    Mit Silikon beschichtete Ferrit-Teilchen der Größe 50 bis 100 µm (Schüttdichte 2,75 g/cm3) (FBM 96-110; Fa. Powder Techn.)Silicon-coated ferrite particles with a size of 50 to 100 µm (bulk density 2.75 g / cm 3 ) (FBM 96-110; Powder Techn.)
    Anwendungsbeispiel 1 - 3 und 5 - 17Application example 1 - 3 and 5 - 17

    1 Teil des jeweiligen IPEC wird mittels eines Kneters innerhalb von 45 Minuten in 99 Teile eines Tonerbindemittels (Styrol-Methacrylat-Copolymer 60 : 40, Harz 1, ®Dialec S 309) homogen eingearbeitet. Anschließend wird auf einer Labor-Universalmühle gemahlen und dann auf einem Zentrifugalsichter klassifiziert. Die gewünschte Teilchenfraktion (4 bis 25 µm) wird mit einem Carrier (Carrier 1) aktiviert.1 part of the respective IPEC is kneaded in 99 within 45 minutes Parts of a toner binder (styrene-methacrylate copolymer 60:40, resin 1, ®Dialec S 309) incorporated homogeneously. Then it is on a laboratory universal mill ground and then classified on a centrifugal sifter. The desired particle fraction (4 to 25 µm) is carried out with a carrier (Carrier 1) activated.

    Anwendungsbeispiele 4 und 18Application examples 4 and 18

    1 Teil des jeweiligen IPEC wird mittels eines Kneters innerhalb von 45 Minuten in 99 Teile eines Tonerbindemittels (Polyester auf Biphenyl-Basis, Harz 2, ®Almacryl-Harz) homogen eingearbeitet. Anschließend wird auf einer Labor-Universalmühle gemahlen und dann auf einem Zentrifugalsichter klassifiziert. Die gewünschte Teilchenfraktion (4 bis 25 µm) wird mit Carrier 2 aktiviert.1 part of the respective IPEC is mixed in within 45 minutes using a kneader 99 parts of a toner binder (biphenyl-based polyester, resin 2, ®Almacrylic resin) incorporated homogeneously. Then it is on a laboratory universal mill ground and then classified on a centrifugal sifter. The desired Particle fraction (4 to 25 µm) is activated with Carrier 2.

    Elektrostatische Prüfung:Electrostatic test:

    Die Messung erfolgt an einem üblichen q/m-Meßstand. Durch Verwendung eines Siebes mit einer Maschenweite von 50 µm wird sichergestellt, daß bei den Tonerausblasungen kein Carrier mitgerissen wird. Die Messungen erfolgen bei 50 % relativer Luftfeuchte. In Abhängigkeit von der Aktivierdauer werden die q/m-Werte (µC/g] gemessen. Die q/m-Werte sind in Tabelle 3 angegeben. Die Mengen an IPEC betragen jeweils 1 Gew.-%.

    Figure 00230001
    Figure 00240001
    The measurement is carried out on a standard q / m measuring stand. The use of a sieve with a mesh size of 50 µm ensures that no carrier is entrained when the toner is blown out. The measurements are carried out at 50% relative air humidity. The q / m values (μC / g] are measured as a function of the activation time. The q / m values are given in Table 3. The amounts of IPEC are each 1% by weight.
    Figure 00230001
    Figure 00240001

    Anwendungsbeispiele für triboelektrische Pulverlackversprühung:Application examples for triboelectric powder coating spraying: Anwendungsbeispiel 19Example of use 19

    1 Teil der Verbindung aus dem Herstellungsbeispiel 6 wurde in 99 Teile eines Pulverlackbindemittels (Harz 1) homogen eingearbeitet, wie für die Anwendungsbeispiele 1 bis 3 beschrieben. Die Triboversprühung der Pulver(lacke) wurde mit einem Sprühgerät, beispielsweise ®Tribo Star der Firma Intec (Dortmund), mit einem Normsprührohr und einer Sterninnenstange bei maximalem Pulverdurchsatz mit einem Sprühdruck von 3 und 5 bar durchgeführt. Der zu besprühende Gegenstand wurde hierzu in einer Spritzkabine aufgehängt und aus ca. 20 cm Abstand direkt von vorne ohne weitere Bewegung des Sprühgerätes besprüht. Die jeweilige Aufladung des versprühten Pulvers wurde anschließend mit einem "Meßgerät zur Messung von triboelektrischer Ladung von Pulvern" der Firma Intec (Dortmund) gemessen. Zur Messung wurde die Meßantenne des Meßgerätes direkt in die aus dem Sprühgerät austretende Pulverwolke gehalten. Die aus der elektrostatischen Ladung von Pulverlack oder Pulver sich ergebende Stromstärke wurde in µA angezeigt. Die Abscheidequote wurde anschließend in % durch eine Differenzwiegung aus versprühtem und abgeschiedenem Pulverlack bestimmt.

    Figure 00250001
    1 part of the compound from preparation example 6 was homogeneously incorporated into 99 parts of a powder coating binder (resin 1), as described for application examples 1 to 3. The tribo-spraying of the powders (varnishes) was carried out with a spray device, for example ®Tribo Star from Intec (Dortmund), with a standard spray tube and a star inner rod with maximum powder throughput with a spray pressure of 3 and 5 bar. The object to be sprayed was suspended in a spray booth and sprayed from a distance of about 20 cm directly from the front without further movement of the spraying device. The respective charge of the sprayed powder was then measured using a "measuring device for measuring triboelectric charge of powders" from Intec (Dortmund). For the measurement, the measuring antenna of the measuring device was held directly in the powder cloud emerging from the spraying device. The current strength resulting from the electrostatic charge of powder coating or powder was displayed in µA. The deposition rate was then determined in% by means of a differential weighing from sprayed and deposited powder coating.
    Figure 00250001

    Anwendungsbeispiel 20Example of use 20

    Es wurde analog zum Anwendungsbeispiel 19 verfahren, wobei jedoch der IPEC aus dem Herstellungsbeispiel 4 und Harz 2 verwendet wurden.

    Figure 00250002
    The procedure was analogous to application example 19, but using the IPEC from preparation example 4 and resin 2.
    Figure 00250002

    Claims (9)

    Verwendung von Inter-Polyelektrolyt-Komplexen als Ladungssteuermittel und Aufladungsverbesserer in elektrophotographischen Tonern und Entwicklern, in triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühbaren Pulvern und Pulverlacken und in Elektretmaterialien.Use of inter-polyelectrolyte complexes as charge control agents and Charge enhancer in electrophotographic toners and developers, in triboelectrically or electrokinetically sprayable powders and Powder coatings and in electret materials. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inter-Polyelektrolyt-Komplex im wesentlichen aus einer oder mehreren Polyanionen-bildenden Verbindung(en) und aus einer oder mehreren Polykationen-bildenden Verbindung(en) besteht.Use according to claim 1, characterized in that the inter-polyelectrolyte complex essentially one or more Polyanion-forming compound (s) and one or more Polycation-forming compound (s) exist. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von polymeren kationischen zu polymeren anionischen Gruppen im Inter-Polyelektrolyt-Komplex 0,9 : 1,1 bis 1,1 : 0,9 ist.Use according to claim 2, characterized in that the Molar ratio of polymeric cationic to polymeric anionic Groups in the inter-polyelectrolyte complex is 0.9: 1.1 to 1.1: 0.9. Verwendung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyanionen-bildende(n) Verbindung(en) Poly(styrolsulfonsäure), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), Poly(maleinsäure), Poly(itaconsäure), sulfatierter Poly(vinylalkohol), Poly(vinylsulfonsäure), Poly-(acrylsäure-co-maleinsäure), Poly(styrolsulfonsäure-co-maleinsäure), Poly(ethylen-co-acrylsäure), Poly(phosphorsäure), Poly(kieselsäure), Hectorit, Bentonit, Alginsäure, Pektinsäure, Carrageenan, Xanthan, Gummi arabicum, Dextransulfat, Carboxymethyldextran, Carboxymethyl-cellulose, Cellulosesulfat, Cellulosexanthogenat, Stärkesulfat, Stärkephosphat, Lignosulfonat, Gummi Karaya; Polygalakturonsäure, Polyglucuronsäure, Polyguluronsäure, Polymannuronsaure, Chondroitin-Sulfat, Heparin, Heparansulfat, Hyaluronsäure, Dermatansulfat, Keratansulfat, Poly-(L)-Glutaminsäure, Poly-(L)-Asparaginsäure, saure Gelatine (A-Gelatine); Stärke-Amylose-, Amylopektin-, Cellulose-, Guaran-, Gummi arabicum-, Gummi Karaya-, Gummi Guar-, Pullulan-, Xanthan-, Dextran-, Curdlan-, Gellan-, Carubin-, Agarose-, Chitin- oder Chitosan-Derivate mit folgenden funktionellen Gruppen: Carboxymethyl-, Carboxyethyl-, Carboxypropyl-, 2-Carboxyvinyl-, 2-Hydroxy-3-carboxypropyl-, 1,3-Dicarboxy-isopropyl-, Sulfomethyl-, 2-Sulfoethyl-, 3-Sulfopropyl-, 4-Sulfobutyl-, 5-Sulfopentyl-, 2-Hydroxy- 3-sulfopropyl-, 2,2-Disulfoethyl-, 2-Carboxy- 2-sulfo-ethyl-, Maleat-, Succinat-, Phthalat-, Glutarat-, aromatische und aliphatische Dicarboxylate-, Xanthogenat-, Sulfat-, Phosphat-, 2,3-Dicarboxy-, N,N-Di-(phosphatomethyl)-aminoethyl- und N-Alkyl-N-phosphatomethyl-aminoethyl, sind.Use according to claim 2 or 3, characterized in that the polyanion-forming compound (s) poly (styrene sulfonic acid), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), poly (maleic acid), poly (itaconic acid), sulfated poly ( vinyl alcohol), poly (vinyl sulfonic acid), poly (acrylic acid-co-maleic acid), poly (styrene sulfonic acid-co-maleic acid), poly (ethylene-co-acrylic acid), poly (phosphoric acid), poly (silicic acid), hectorite, bentonite, Alginic acid, pectic acid, carrageenan, xanthan, gum arabic, dextran sulfate, carboxymethyl dextran, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, cellulose xanthate, starch sulfate, starch phosphate, lignosulfonate, gum karaya; Polygalacturonic acid, polyglucuronic acid, polyguluronic acid, polymannuronic acid, chondroitin sulfate, heparin, heparan sulfate, hyaluronic acid, dermatan sulfate, keratin sulfate, poly (L) glutamic acid, poly (L) aspartic acid, acid gelatin (A gelatin); Starch amylose, amylopectin, cellulose, guarane, gum arabic, gum karaya, gum guar, pullulan, xanthan, dextran, curdlan, gellan, carubin, agarose, chitin or Chitosan derivatives with the following functional groups: Carboxymethyl, carboxyethyl, carboxypropyl, 2-carboxyvinyl, 2-hydroxy-3-carboxypropyl, 1,3-dicarboxy-isopropyl, sulfomethyl, 2-sulfoethyl, 3-sulfopropyl, 4-sulfobutyl, 5-sulfopentyl, 2-hydroxy-3-sulfopropyl, 2,2-disulfoethyl, 2-carboxy-2-sulfo-ethyl, maleate, succinate, phthalate, glutarate, aromatic and aliphatic dicarboxylates, Xanthate, sulfate, phosphate, 2,3-dicarboxy, N, N-di (phosphatomethyl) aminoethyl and N-alkyl-N-phosphatomethylaminoethyl, are. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polykationen-bildende(n) Verbindung(en) aus der Gruppe der Poly(alkylenimine); Poly-(4-vinyl-pyridin); Poly(vinylamin); Poly(2-vinyl-pyridin), Poly(2-methyl-5-vinyl-pyridin), Poly(4-vinyl-N-C1-C18-alkyl-pyridiniumsalz), Poly(2-vinyl-N-C1-C18-alkyl-pyridiniumsalz), Polyallylamin, aminoacetylierter Polyvinylalkohol; der polymeren Ammoniumsalze, erhältlich durch Homopolymerisation von Monomeren der Formel (I)
    Figure 00270001
    worin die Reste R1 bis R12 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, Hydroxyl, einen primären, sekundären oder tertiären Aminorest, einen Cyano- oder Nitrorest oder einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten C1-C18-Alkyl- oder C1-C18-Alkoxy-Rest bedeuten, und A- ein Anion bedeutet;
    der Polysulfondialkylammoniumsalze, erhältich durch Copolymerisation von Monomeren der Formel (I) mit Schwefeldioxid;
    Poly-(L)-Lysin, Poly-(L)-Arginin, Poly(ornithin), basische Gelatine (B-Gelatine); Chitosan; Chitosan mit verschiedenen Acetylierungsgraden; Stärke-, Amylose-, Amylopektin-, Cellulose-, Guaran-, Gummi arabicum-, Gummi Karaya-, Gummi Guar-, Dextran-, Pullulan-, Xanthan-, Curdlan-, Gellan-, Carubin-, Agarose-, Chitin- oder Chitosan-Derivate mit folgenden funktionellen Gruppen: 2-Aminoethyl-, 3-Aminopropyl-, 2-Dimethylaminoethyl-, 2-Diethyl-aminoethyl-, 2-Diisopropylaminoethyl-, 2-Dibutylaminoethyl-, 3-Diethylamino-2-hydroxypropyl-, N-Ethyl-N-methylaminoethyl-, 2-Di-ethylhexyl-aminoethyl-, 2-Hydroxy-2-Diethylaminoethyl-, 2-Hydroxy-3-trimethylammoniono-propyl-, 2-Hydroxy-3-trimethyl-ammoniono-propyl-, 3-Trimethylammoniono-propyl-, 2-Hydroxy-3-pyridinium-propyl-, S,S-Dialkyl-thionium-alkyl; n,m-Ionene der Formel
    Figure 00280001
    Poly(anilin); Poly(pyrrol); Poly(viologene) der Formel
    Figure 00280002
    sowie Poly(amidoamine) auf Basis von Piperazin ausgewählt sind.    Use according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the polycation-forming compound (s) from the group of the poly (alkyleneimines); Poly (4-vinyl pyridine); Poly (vinylamine); Poly (2-vinyl-pyridine), poly (2-methyl-5-vinyl-pyridine), poly (4-vinyl-NC 1 -C 18 alkyl pyridinium salt), poly (2-vinyl-NC 1 -C 18 -alkyl-pyridinium salt), polyallylamine, aminoacetylated polyvinyl alcohol; the polymeric ammonium salts obtainable by homopolymerizing monomers of the formula (I)
    Figure 00270001
    wherein the radicals R 1 to R 12 independently of one another are a hydrogen atom, hydroxyl, a primary, secondary or tertiary amino radical, a cyano or nitro radical or a straight-chain or branched, saturated or unsaturated C 1 -C 18 -alkyl or C 1 -C 18 alkoxy radical, and a - represents an anion;
    the polysulfone dialkylammonium salts, obtainable by copolymerization of monomers of the formula (I) with sulfur dioxide;
    Poly (L) lysine, poly (L) arginine, poly (ornithine), basic gelatin (B gelatin); Chitosan; Chitosan with various degrees of acetylation; Starch, amylose, amylopectin, cellulose, guarane, gum arabic, gum karaya, gum guar, dextran, pullulan, xanthan, curdlan, gellan, carubin, agarose, chitin or chitosan derivatives with the following functional groups: 2-aminoethyl, 3-aminopropyl, 2-dimethylaminoethyl, 2-diethylaminoethyl, 2-diisopropylaminoethyl, 2-dibutylaminoethyl, 3-diethylamino-2-hydroxypropyl, N-ethyl-N-methylaminoethyl, 2-di-ethylhexylaminoethyl, 2-hydroxy-2-diethylaminoethyl, 2-hydroxy-3-trimethylammonionopropyl, 2-hydroxy-3-trimethylammonionopropyl, 3-trimethylammonionopropyl, 2 -Hydroxy-3-pyridinium-propyl-, S, S-dialkyl-thionium-alkyl; n, m-ions of the formula
    Figure 00280001
    Poly (aniline); Poly (pyrrole); Poly (viologene) of the formula
    Figure 00280002
    and poly (amidoamines) based on piperazine are selected.         Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Inter-Polyelektrolyt-Komplex eine anionische und/oder kationische polymere Verbindung der Formel
    Figure 00290001
    mit
    n =
    5 bis 5x105;
    R1 =
    H oder CH3;
    X =
    O oder NA;
    A =
    verzweigte oder lineare Alkylene (C1 bis C18) oder Arylene, vorzugsweise Phenylen oder Naphthylen;
    Y =
    NR2 2, N⊕R2 3 mit R2 = C1-C8-Alkyl; SO3 ⊖, COO⊖, Phosphat; N⊕R3 2-A-COO⊖, N⊕R3 2-A-SO3 ⊖, N⊕R3 2-A-PO(OH)O⊖ mit R3 = C1-C8-Alkyl;
    Z =
    Anion, vorzugsweise Halogenid, Methylsulfat, Sulfat, Phosphat; oder Kation, vorzugsweise Metall-Kation wie Na+ oder K+, oder quartäre Ammoniumverbindung;
    enthält.    Use according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the inter-polyelectrolyte complex is an anionic and / or cationic polymeric compound of the formula
    Figure 00290001
    With
    n =
    5 to 5x10 5 ;
    R 1 =
    H or CH 3 ;
    X =
    O or NA;
    A =
    branched or linear alkylenes (C 1 to C 18 ) or arylenes, preferably phenylene or naphthylene;
    Y =
    NR 2 2 , N ⊕ R 2 3 with R 2 = C 1 -C 8 alkyl; SO 3 ⊖ , COO ⊖ , phosphate; N ⊕ R 3 2 -A-COO ⊖ , N ⊕ R 3 2 -A-SO 3 ⊖ , N ⊕ R 3 2 -A-PO (OH) O ⊖ with R 3 = C 1 -C 8 alkyl;
    Z =
    Anion, preferably halide, methyl sulfate, sulfate, phosphate; or cation, preferably metal cation such as Na + or K + , or quaternary ammonium compound;
    contains.         Verwendung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolyelektrolyt-Komplex im wesentlichen aus einer Polyanionen-bildenden Verbindung aus der Gruppe Poly(styrolsulfonsäure), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), Poly(vinylsulfonsäure), Poly(acrylsäure-co-maleinsäure), Polyphosphorsäure, Hectorit, Poly(styrolsulfonsäure-co-maleinsäure), Gummi arabicum, Carboxymethylcellulose, Xanthan, Carrageenan und Dextransulfat; und aus einer Polykationen-bildenden Verbindung aus der Gruppe Poly(diallyldimethylammonium), Chitosan, Diethylaminoethyldextran und Poly(ethylenimin) zusammengesetzt ist. Use according to at least one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the interpolyelectrolyte complex consists essentially of a polyanion-forming compound from the group Poly (styrene sulfonic acid), poly (acrylic acid), poly (methacrylic acid), Poly (vinyl sulfonic acid), poly (acrylic acid-co-maleic acid), polyphosphoric acid, Hectorite, poly (styrenesulfonic acid-co-maleic acid), gum arabic, Carboxymethyl cellulose, xanthan, carrageenan and dextran sulfate; and a polycation-forming compound from the group Poly (diallyldimethylammonium), chitosan, diethylaminoethyldextran and Poly (ethyleneimine) is composed. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Inter-Polyelektrolyt-Komplex in einer Konzentration von 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, in das Bindemittel des jeweiligen Toners, Entwicklers, Lacks, Pulverlacks oder Elektretmaterials eingearbeitet wird.Use according to one or more of claims 1 to 7, characterized characterized in that the inter-polyelectrolyte complex in a concentration from 0.01 to 50% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight, based on the Total mixture, in the binder of the respective toner, developer, Lacquer, powder coating or electret material is incorporated. Elektrophotographischer Toner, Pulver oder Pulverlack, enthaltend ein Styrol-, Styrolacrylat-, Styrolbutadien-, Acrylat-, Urethan-, Acryl-, Polyester- oder Epoxid-Harz oder eine Kombination der beiden letztgenannten, und 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des elektrophotographischen Toners, Pulvers oder Pulverlacks, mindestens eines Inter-Polyelektrolyt-Komplexes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.Electrophotographic toner, powder or powder coating containing one Styrene, styrene acrylate, styrene butadiene, acrylate, urethane, acrylic, polyester or Epoxy resin or a combination of the latter two, and 0.01 to 50 wt .-%, preferably 0.5 to 20 wt .-%, each based on the Total weight of the electrophotographic toner, powder or Powder coating, at least one inter-polyelectrolyte complex according to one of claims 1 to 7.
    EP98113654A 1997-07-31 1998-07-22 Use of inner-polyelectrolyte complexes as charge controlling agent Withdrawn EP0895131A3 (en)

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