RU2100836C1 - Copying toner - Google Patents

Abstract

FIELD: copy machines, in particular, dry toners which are used together with magnetic and stage carrier for positive-charge development of electrostatic image on copies. SUBSTANCE: toner binder consists of 80-99 % of cyclic alkanoformaldehyde resin which is made from waste of caprolactam production. EFFECT: decreased cost, reliable technical characteristics. 1 tbl

Description

Изобретение относится к электрографии, а именно к электрографическим сухим тонерам, используемым совместно с магнитным и каскадным носителем для проявления на положительно заряженных электрографических слоях открытого электрографического изображения и термическим термосиловым закреплением изображения на копиях. The invention relates to electrography, in particular to electrographic dry toners, used in conjunction with a magnetic and cascade carrier for developing open electrographic images on thermally charged electrographic layers and thermo-force fixing the image on copies.

Известен электрографический тонер, содержащий низкоплавкий полимер - полистирол, технический углерод и пластификатор из по крайней мере одного эфира фталевой кислоты (заявка Великобритании N 1419504, кл. G 03 G 98/08, 1975). Known electrographic toner containing a low melting polymer - polystyrene, carbon black and a plasticizer of at least one phthalic acid ester (UK application N 1419504, CL G 03 G 98/08, 1975).

Недостатком известного электрографического тонера является офсет-эффект, который наблюдается при закреплении копий термосиловым способом, а также налипание тонера на закрепляющие валы, что ограничивает его использование в электрографических аппаратах, в которых закрепление осуществляется термосиловым способом. A disadvantage of the known electrographic toner is the offset effect, which is observed when the copies are fixed by the thermal power method, as well as the adhesion of the toner to the fixing shafts, which limits its use in electrographic devices in which the fixing is carried out by the thermal power method.

Известен электрографический тонер, содержащий в качестве основы низкоплавкие полимеры, такие как полистирол, сополимер стирола с бутилакрилатом, и технический углерод сажу в качестве пигмента. Для повышения пластичности указанных полимеров состав содержит пластификатор - диоктилфталат. Кроме того, указанный состав содержит краситель ацетонорастворимый, являющийся синтетическим полярным органическим ненасыщенным соединением, для создания поверхностной электропроводности тонера. Соотношение компонентов в известном тонере следующие, мас. Known electrographic toner containing as a base low melting polymers such as polystyrene, a copolymer of styrene with butyl acrylate, and carbon black soot as a pigment. To increase the ductility of these polymers, the composition contains a plasticizer - dioctyl phthalate. In addition, the composition contains an acetone-soluble dye, which is a synthetic polar organic unsaturated compound, to create surface conductivity of the toner. The ratio of components in the known toner is as follows, wt.

Сополимер стирола с бутилакрилатом 5 30,
Краситель ацетонорастворимый 0,5 4,
Углерод технический 6 10,
Диоктилфталат 3 10,
Полистирол Остальное
(авт. св. СССР N 1769183, кл. G 03 G 9/08, 9/087, 9/09, 9/097, опубл. 1992).The styrene copolymer with butyl acrylate 5 30,
The dye is acetone-soluble 0.5 4,
Technical carbon 6 10,
Dioctyl phthalate 3 10,
Polystyrene Else
(ed. St. USSR N 1769183, class G 03 G 9/08, 9/087, 9/09, 9/097, publ. 1992).

Данный электрографический тонер с улучшенными отмарывающими свойствами обладает низкой энергоемкостью процесса закрепления ввиду того, что в качестве основы (связующего) использованы низкоплавкие полимеры сополимер стирола с бутилакрилатом и полистирол, не содержащий полярные группы в полимерных цепях, но с дополнительно введенным красителем, содержащим сильно поляризованные сопряженные двойные связи, совместимым с указанными полимерами и служащим для создания поверхностной электропроводности тонера (Каррер П. Курс органической химии, Л. Госиздатхим, 1960, с. 596 598; Воробьев В.А. и др. Технология полимеров, М. Высшая школа, 1980, с. 108, 112, 131). This electrographic toner with improved coating properties has a low energy consumption of the fixing process because low-melting polymers styrene-butyl acrylate copolymer and polystyrene are used as the base (binder), which does not contain polar groups in polymer chains, but with an additional dye containing highly polarized conjugated double bonds, compatible with the specified polymers and used to create surface conductivity of the toner (Carrer P. Organic x Imii, L. Gosizdatkhim, 1960, p. 596 598; Vorobev V.A. et al. Technology of Polymers, M. Higher School, 1980, p. 108, 112, 131).

Недостатком известной композиции является усложненный состав компонентов. Ввиду того, что используемые низкоплавкие полимеры неполярны и являются источником статической электризации, понижающей качество тонера из-за появления эффекта отмарывания, то для улучшения этого свойства в состав тонера введен краситель, который содержит сильно поляризованные группы, создающие поверхностную электропроводность. Кроме того, полистирол для повышения пластичности требует введения пластификатора диоктилфталата. Поэтому стоимость тонера из-за повышенной трудоемкости изготовления, высокой стоимости отдельных компонентов повышенная. A disadvantage of the known composition is the complicated composition of the components. Due to the fact that the low-melting polymers used are non-polar and are a source of static electrification, which lowers the quality of the toner due to the appearance of the fading effect, a dye has been added to the composition of the toner, which contains highly polarized groups that create surface electrical conductivity. In addition, polystyrene to increase the ductility requires the introduction of a plasticizer dioctyl phthalate. Therefore, the cost of toner due to the increased complexity of manufacturing, the high cost of individual components is increased.

Известна композиция тонизирующего средства и проявителя с добавками, повышающими зарядность, котороая используется для электрографического копирования бумаг, содержащая синтетические смолы и добавки, которые представляют собой полисоли гексаметилентетрамина с ароматическими сульфокислотами (патент США N 5194358, кл. G 03 G 9/097, опубл. 1993). A known composition of tonic and developer with additives that increase the charge, which is used for electrographic copying of papers, containing synthetic resins and additives that are polysalt hexamethylenetetramine with aromatic sulfonic acids (US patent N 5194358, CL G 03 G 9/097, publ. 1993).

Недостатком данной композиции является использование неполярных синтетических смол, требущих для повышения их зарядности (создания поверхностной электропроводности) введения дополнительных компонентов - полисолей гексаметилентетрамина с ароматическими сульфокислотами. The disadvantage of this composition is the use of non-polar synthetic resins, requiring to increase their charge (create surface conductivity) the introduction of additional components polysalt hexamethylenetetramine with aromatic sulfonic acids.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электрографический тонер, содержащий фенилфенолформальдегидную смолу, EP-смолу, представляющую собой продукт экстракции из природного углеводородного минерала горячим гексаном, и технический углерод (ЕП N 0632335 A 1, кл. G 03 G 9/087, опубл. 04.01.95). The closest in technical essence to the present invention is an electrographic toner containing phenylphenol formaldehyde resin, an EP resin representing the product of extraction from a natural hydrocarbon mineral with hot hexane, and carbon black (EP N 0632335 A 1, class G 03 G 9/087, publ. 04.01.95).

Недостатком данного тонера является необходимость добавления к термической смоле EP смолы для создания положительного трибоэлектрического заряда на поверхности частиц тонера. The disadvantage of this toner is the need to add resin to the thermal resin to create a positive triboelectric charge on the surface of the toner particles.

Задача, на решение которой направлено изобретение, достигается тем, что электрографический тонер, содержащий низкоплавкий полимер и технический углерод в качестве низкоплавкого полимера, содержит циклоалканонформальдегидную солу общей формулы

где m 3 и/или 2; w 10 15, в количестве 80 99 мас.The problem to which the invention is directed is achieved by the fact that the electrographic toner containing a low melting polymer and carbon black as a low melting polymer contains a cycloalkane-formaldehyde salt of the general formula

where m 3 and / or 2; w 10 15, in an amount of 80 99 wt.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав тонера отличается от известного тем, что в качестве формальдегидной смолы содержит циклоалканонформальдегидную смолу в количестве 80 -99 мас. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "технический уровень". Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the proposed composition of the toner differs from the known one in that it contains cycloalkane-formaldehyde resin in the amount of 80 -99 wt. Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "technical level".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области и смежных областях показало, что содержащаяся в составе тонера циклогексанонформальдегидная смола известна в составе композиции лаков для печатной продукции на бумаге. Это лак ЦГ-595 по ТУ-6-10-1182-76 и лак ЦГ-593 по ТУ-6-10-1023-76, предназначенные для лакирования печатной продукции, а также для НЦ-269 для художественно-декоративных изделий. В составе указанных лаков циклогексанонформальдегидная смола из-за своей пространственной полимерной конфигурации обеспечивает сцепление со структурой бумаги. Однако в объекте, к которому относится предлагаемое решение, смола проявляет новые свойства за счет функции ее как побудителя ликвидации офсет-эффекта, наблюдаемого при закреплении копий термосиловым способом, и стабильного поддержания удельного заряда на поверхности носителя в процессе проявления. Поскольку названный результат в сравнении с известными решениями не известен для сухих тонеров и не применялся для термосилового закрепления, то предлагаемый электрографический тонер соответствует критерию "изобретательский уровень". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this field and related fields showed that the cyclohexanone formaldehyde resin contained in the toner is known in the composition of varnishes for printed products on paper. This is TsG-595 varnish according to TU-6-10-1182-76 and TsG-593 varnish according to TU-6-10-1023-76, intended for varnishing of printed materials, as well as for NTs-269 for artistic and decorative products. Due to its spatial polymer configuration, cyclohexanone-formaldehyde resin in the composition of these varnishes provides adhesion to the paper structure. However, in the object to which the proposed solution relates, the resin exhibits new properties due to its function as an inducer of elimination of the offset effect observed when the copies are fixed by the thermo-force method and stable maintenance of the specific charge on the surface of the carrier during the development process. Since the above result, in comparison with the known solutions, is not known for dry toners and was not used for thermo-force fixing, the proposed electrographic toner meets the criterion of "inventive step".

Пример. Исходные порошкообразные материалы: циклоалканоформальдегидная смола, полученная из циклогексанона или из циклогексанона или из циклогексанон и циклопентанонсодержащего сырья (спиртовой фракции производства капролактама окислительным методом) реакцией поликонденсации с формальдегидом, и технический углерод перемешивают при нагревании и плавлении смолы, после чего охлаждают и дробят в струйной мельнице, где и получают на выходе готовый тонер. Example. Raw powder materials: cycloalkane-formaldehyde resin obtained from cyclohexanone or from cyclohexanone or from cyclohexanone and a cyclopentane-containing raw material (alcohol fraction of caprolactam production by the oxidative method) by polycondensation with formaldehyde, and the carbon black is stirred while heating and the resin is melted, and then melted, after which the mixture is melted and then where they get the finished toner.

В таблице приведены примеры изготовления образцов товара. The table shows examples of the manufacture of product samples.

Уменьшение содержания циклоалканонформальдегидной смолы ниже 80% ведет в перерасходу пигмента технического углерода и вызывает пыление тонера. Увеличение содержания циклоалканонформальдегидной смолы свыше 99% приводит к снижению оптической плотности копий. При содержании циклоалканонформальдегидной смолы в тонере в диапазоне 80 99 мас. оптическая плотность копий и количество качественных копий до израсходования тонера не уступают известным. A decrease in the content of cycloalkane-formaldehyde resin below 80% leads to an overspending of the carbon black pigment and causes dusting of the toner. An increase in the content of cycloalkane-formaldehyde resin over 99% leads to a decrease in the optical density of copies. When the content of cycloalkane-formaldehyde resin in the toner in the range of 80 to 99 wt. the optical density of copies and the number of quality copies before the toner is used up are not inferior to the known ones.

Таким образом, тонер, полученный с использованием в качестве связующего циклоалканонформальдегидной смолы, обладает улучшенными характеристиками по сравнению с известными и может быть применен для электрографического копирования. Thus, the toner obtained using cycloalkane-formaldehyde resin as a binder has improved characteristics compared to known ones and can be used for electrographic copying.

Claims (1)

Электрографический тонер, содержащий формальдегидную смолу и технический углерод, отличающийся тем, что в качестве формальдегидной смолы содержит циклоалканонформальдегидную смолу общей формулы

где m 3 и/или 2;
n 10 15,
в количестве 80 99 мас.An electrographic toner containing a formaldehyde resin and carbon black, characterized in that the formaldehyde resin contains a cycloalkane-formaldehyde resin of the general formula

where m 3 and / or 2;
n 10 15,
in the amount of 80 99 wt.

Images