SE429760B - Forfarande for framstellning av monodispersa sferiska partiklar - Google Patents
Forfarande for framstellning av monodispersa sferiska partiklarInfo
- Publication number
- SE429760B SE429760B SE8201739A SE8201739A SE429760B SE 429760 B SE429760 B SE 429760B SE 8201739 A SE8201739 A SE 8201739A SE 8201739 A SE8201739 A SE 8201739A SE 429760 B SE429760 B SE 429760B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- particles
- polymer
- monomer
- shell
- polymerization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0827—Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0819—Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0825—Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
8201739-3
10.
15;
20.
25.
30.
35.
2
satser-för laddningsmodifiering etc. och därefter mala och
sikta produkten möjliggör visserligen ett relativt fritt
val av material och tillsatser men de erhållna partiklarna
har en mycket oregelbunden form och en mycket ojämn stor-
leksfördelning vilket leder till dålig nötningsbeständighet,
dålig upplösning och svårigheter att avlägsna särskilt de
mindre partiklarna från icke önskade platser på ytan. Alter-
nativa sätt att tillverka tonerpartiklar har föreslagits
vilka givit partiklar med en mer rund form men dessa kända
metoder har inte givit den önskvärda snäva storleksfördel-
ningen, minskat valfriheten i fråga om materialvalet och för-
svårat tillförseln av tillsatsmaterial.
Genom den europeiska patentansökan 3 905, vilken här-
med genom referens införlivas i föreliggande beskrivning,
är ett förfarande förut känt genom vilket sfäriska polymer-
partiklar av utomordentligt jämn storleksfördelning kan
framställas genom ett svällningsförfarande till storlekar
lämpliga för tonerpartiklar. Betingelserna vid svällningen
är emellertid sådana att vanliga metoder för infärgning och
anpassning av egenskaperna i övrigt till tonertillämpningen
inte utan vidare låter sig användas.
Uppfinningen allmänt
Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbju-
da ett förfarande för framställning av en toner, vilken
bättre än hittills kända uppfyller de ovannämnda kraven och
inte är behäftad med samma nackdelar. Särskilt har uppfin-
ningen till ändamål att nfijliggöra en toner som uppfyller ae
uppställda fordringarna men har avsevärt förbättrade egen-
skaper i avseende på rundhet och monodispers partikelför-
-delning. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att möj-
liggöra användningen av partiklar erhållna med förfarandet
enligt den ovannämnda patentansökan i tonersammanhangn
Dessa ändamål uppnås med hjälp av de kännetecken som
framgår av bifogade patentkrav.
Genom att vid tillverkningen av tonerpartiklar utgå
från mycket monodispersa, dvs. jämnstora, men små polymerpar-
tiklar erhållna genom emulsionspolymerisation och sedan sväl-
la dessa till storlekar lämpade för tonertillämpning på nedan
närmare beskrivet sätt erhålles mycket sfäriska partiklar
10.
15.
20.
25.
30.
35.
8201739-3
3
med utomordentligt snäv storleksfördelning. Genom att till-
föra partiklarna ett färgat ämne efter svällning och poly-
merisation kan partiklarna färgas utan att svällnings- och
polymerisationsstegen negativt påverkas av tillsatsen. Vidare
sker på detta sätt en koncentration av tillsatsen till ytan
av partiklarna vilket dels innebär, att en förhållandevis
stor mängd ämne kan tillföras på en liten radieökning hos
partiklarna så att jämnheten och sfäriciteten hos dessa kan
bibehållas och dels innebär att en ur ljusabsorptionspunkt -
fördelaktig fördelning erhålles, vilket ytterligare minskar
den nödvändiga mängden tillsats så att verkan på partiklar-
nas form och storleksfördelning minimeras. Genom att inbaka
det färgade ämnet i ett skal eller genom att applicera ett
skal som täckskikt ovenpå lagret av färgat ämne erhålles
en möjlighet att påverka en rad egenskaper av betydelse
för tonertillämpningen utan att svällnings- och polymerisa-
tionsstegen vid tillverkningen av partiklarna negativt på-
verkas. Partikelnsytegenskaper kan således genom val av
skalmateríal eller genom tillsatser till detta påverkas i
fråga om exempelvis hydrofilitet, laddningsegenskaper, led-
ningsförmåga och smältbarhet eller klibb. Dessutom bildar
skalet ett skydd mot avnötning av det färgade ämnet. Även
för skalet och eventuella tillsatser i detta gäller att ett
tunt skikt är tillräckligt för att tillföra väsentliga mäng-
der modifierade medel. Färg- och täckskikt anordnade på ytan
av partiklarna innebär också stora möjligheter att anpassa
samma monodispersa grundpartiklar till olika tonertillämp-
ningar vilket är en särskild fördel i sammanhanget då det är
förenat med avsevärda kostnader att väsenligt förändra till-
verkningssättet för dessa grundpartiklar.
Ytterligare ändamål och fördelar med uppfinningen kom-
mer att framgå av den närmare beskrivningen nedan.
Definition av Variationskoefficient
Partiklarnas monodispersitet anges i föreliggande be-
skrivning med variationskoefficienten (C V). För att erhålla
C V beräknas först provets standardavvikelse.
Standardavvikelse (S) =
8201739-3
10.
l5f
20.
25.
30.
35-
H
Detta innebär att S är kvadratroten ur det aritmetis-
ka medelvärdet av kvadraterna på de olika värdenas avvikel-
ser från det aritmetiska medelvärdet för alla värdena. Om
partiklarnas diametrar mätes i mikrometer, blir även dimen-
. sionen på S mikrometer
S X 100 : %
medelvärdet
Om partiklarnas diametrar varierar enligt standardi-
serad normalfördelning, kommer 68 procent av alla partik-
lar att ha diametrar mellan 3 l C V av medelvärdet.
C V =
Framställning av grundpartiklarna
Uppfinningen är inte begränsad till något särskilt
förfarande för framställning av grundpartiklarna utan varje
metod är användbar som kan ge polymerpartiklar med lämplig
monodipsersitet och sfäricitet. Metoder baserade.på sväll-
ning av mindre polymerpartiklar har dock visat sig lämpliga
och särskilt sådana där man vid svällningen utgår från par-
tiklar med snäv storleksfördelning.
Ett särskilt lämpligt förfarande för framställning av
monodispersa sfäriska termoplastiska grundpartiklar innefat-
tar framställning av en vattenhaltig dispersion av monodis-
persa ymppartiklar med en medeldiameter understigande ca
3_pm, som utöver polymer innehåller ett relativt lågmoleky-
lärt,i vatten svårlösligt,men i polymeren absorberbart äm-
ne, tillsats av en monomer mindre svårlöslig i vatten än det
svårlösliga ämnet men med förmåga att absorberas i ymppartik-
larna innehållande det svårlösliga ämnet under betingelser
som medger molekylär vandring av monomeren till och absorp-
tion i partiklarna och polymerisation av monomerpartiklar-
na, De så erhållna partiklarna lämpar sig som grundpartík~
glar för tonern enligt föreliggande uppfinning.
Införandet av det relativt lâgmolekylära, i vatten
psvärlösliga, ämnet kan ske genom att ämnet närvarar vid
framställning av polymeren i ymppartikeln. En bättre stor-
leksfördelning erhålles om det svårlösliga ämnet utgöres
av en oligomer som bildas i samband med polymerisationen
av polymeren i ymppartiklarna genom val av lämpliga beting-
elser på känt sätt. Mängden oligomer till polymer i partik-
10.
15.
20.
30.
35.
8201739-3
5
larna bör då vara större än 0,5:l. Ett ytterligare och före-
draget sätt att införa det svårlösliga ämnet är att tillföra
detta till den vattenhaltiga dispersionen av ymppartiklarna
av polymer under sådana betingelser att det svårlösliga äm-
. net kan molekylärt vandra till och absorberas i ymppartiklar-
na och svälla dessa och att betingelserna i vattenfasen se-
dan ändras så att den molekylära vandringen av det svårlös-
liga ämnet försvåras före tillsatsen av monomeren.
Framställningsmetoden enligt ovan förutsätter tillsats
av små monodispersa partiklar som ett slags ympmaterial för
det fortsatta förfarandet. Höggradigt monodispersa polymer-
partiklar kan framställas genom exempelvis emulsionspolyme-
risation under speciella betingelser men endast i storlekar
understigande ca 3_pm. För uppfinnningen lämpar sig ymppar-
tiklar i storleksintervallet 0,01 till l pm och särskilt
storlekar mellan 0,05 och 0,5 pm. Variationskoefficienten
bör understiga 30 procent, företrädesvis understiga 10 pro-
cent och helst understigande 5 procent. Polymermaterialet
i ymppartiklarna är inte så kritiskt för föreliggande till-
lämpning eftersom andelen polymer härstammande från ymppoly~
meren blir mycket liten i den färdiga partikeln. Polymeren
bör dock vara vattenolöslig. Lämpliga polymerer är exempel-
vis polyvinylklorid, polyvinylacetat, polybutylakrylat och
särskilt polystyren. Ett sätt att framställa monodispersa
. partiklar lämpliga som utgångsmaterial framgår av exempel-
vis Woods, M.E., Dodge, J.S. and Krieger, I.M., J. Paint
Techn. EQ, Sül (1968), vilken artikel genom referens här-
med införlivas i föreliggande beskrivning.
De monodispersa partiklarna skall föreligga disperge-
rade i vatten i samband med svällningen. Lämplig torrhalt
för en sådan dispersion kan vara ca 10 till 15 viktprocent.
Som nämnts skall ett i vatten svårlösligt ämne inför-
livas i ymppolymeren. Ämnets löslighet i vatten skall vara
större än ymppolymerens men bör understiga l0_2, företrä-
desvis understiga l0_ och helst understiga 10-5 g/l. Mole-
kylvikten bör understiga 5000 och helst också understiga
500. Ämnet är företrädesvis organiskt för bästa kompatibi-
litet med övriga komponenter och bör vara non-joniskt av
löslighetsskäl. Kolväten och substituerade kolväten kan
8201739-3
10.
pls.
ao,
25.
30.
35.
6
användas. Exempel på ämnen är klorododecan, dioktyladipat,
stearylmetakrylat eller en svårlöslig initíator.såsom di-
oktanoylperoxid. Det är också möjligt att använda en oligo-
mer som svårlösligt ämne, särskilt då ämnet skall införlivas
i ymppartikeln direkt i samband med dess framställning en-
ligt ovan. Ämnet bör vara vätskeformigt vid betingelserna
under svällning och monomertillsats.
Då det svårlösliga ämnet skall tillföras ymppartikeln
genom att vandra molekylärt genom vattenfasen till ymppoly-
meren mâste,till följd av den i vatten svårlösliga karaktä-
ïren; åtgärder vidtagas för att underlätta denna vandring.
Detta kan ske genom finfördelning av ämnet tillsammans medi
emulgator för att öka kontaktytan mot vattnet eller genom
en tillsats av lösningsmedel såsom lägre alkanoler eller
aceton for att öka lösligheten i den så behandlade vat-
tenfasen. Metoderna kan med fördel användas i kombination.
Mängden tillsatt och absorberat svårlösligt ämne begränsas
uppåt av absorptionsförmågan för ämnet i ymppolymeren och
av den svällda partikelns stabilitet. Normalt hålles mäng-
den under lO gånger vikten av ymppolymeren, företrädesvis
mellan l och 4 gånger vikten av ymppolymeren. Svällningen
sker under omrörning. e D '
Under tillsats av monomer till dispersionen av poly-
mer- eller polymer/oligomer-partiklarna skall förhållandet
i vattenfasen vara sådant att tillbakavandring av det svår-
lösliga ämnet från partiklarna ut i vattenfasen och till
monomerdropparna inte skall äga rum. Då ett lösningsmedel
använts för att införa det svårlösliga ämnet sker en för-
ändring av betingelserna lämpligen före monomertillsatsen
genom avdunstning av lösningsmedlet och/eller utspädning
av vattenfasen. Det svårlösliga ämnet bör vara absorberat
så fullständigt som möjligt i ymppartiklarna: innan mono-
meren.tillföres.
Den-senare tillsatta monomeren skall vara mer vatten-
löslig än det svârlösliga ämnet, företrädesvis minst 10
gånger så vattenlösligt och helst minst 100 gånger så vat-
tenlösligt. Många olika monomertyper kan användas för ända-
målet enligt uppfinningen och bland lämpliga i vatten poly-
meriserbara monomerer kan nämnas stvren, vinylklorid, vi-
10.
15.
20.
25.
50.
35.
8201739-3
7
nylidenklorid, akrylnitril och akrylater, såsom metylakry-
lat och etylakrylat. Även blandningar av olika moncmerer
kan användas. Särskilt lämpliga monomerer är styren, sty-
ren-akryl, styren-akrylnitril-akryl eller vinylidenklorid-
-akrylnitril. Monomervalet bör göras bl.a. med hänsyn till
önskade mjukningsegenskaper. Då tonerpartiklarna skall an-
vändas i sammanhang där vidhäftningen sker genom uppvärm-
ning är det önskvärt med en glasningstemperatur (Tg) för
åtminstone en del av den färdiga partikelns polymerinne-
håll under l00°C, företrädesvis under 80°C. Helst ligger
glasningstemperaturen över 3000. Lämpliga egenskaper på
hårdheten kan också influeras genom polymerisationsgraden.
Mängden tillförd monomer är större än mängden svårlösligt
ämne i partiklarna och kan vara upp till mer än 1000 gånger
vikten av de svällda partiklarna, företrädesvis upp till
.80Ö gånger och särskilt mellan 20 och 300 gånger partiklar-
nas vikt före monomertillsatsen. Det är önskvärt att den
tillsatta monomerblandningen så fullständigt som möjligt
absorberas i partiklarna före polymerisationen för att
undvika nybildning av polymerpartiklar i vattenfasen, vil-
ket allvarligt försämrar den önskade jämna storleksfördel-
ningen. Också svällningen med monomer sker under omrörning.
Det föredrages att hela monomermängden direkt tillsättes
men vid större monomermängder är det också möjligt att
tillföra monomeren satsvis.
Efter monomertillsatsen kan polymerisation företagas.
Initiator, särskilt i vatten svårlösliga sådana, kan lämp-
ligen tillföras som svårlösligt ämne eller tillsammans med
ett annat sådant före monomertillsatsen men det kan också
tillföras i samband med tillförseln av monomeren eller
'efter monomertillsatsen. Företrädesvis användes en monomer-
löslig initiator med låg vattenlöslighet såsom den nämnda
dioktanoylperoxiden för att undvika polymerisation i vat-
tenfasen.
Efter polymerisationen kan en förnyad tillsats av
svårlösligt ämne och/eller monomer företagas för ytterli-
gare storleksökning och förnyad polymerisation. Eventuellt
tillföres endast monomer för en begränsad ytterligare sväll-
ning. Antalet svällningssteg är godtyckligt men det före-
8201739-3
10.
l5.
20;
25.
30.
35-
8
drages att den önskade storleksökningen åstadkommes i så få
steg som möjligt, vilket ger bästa egenskaper hos produkten.
Normalt användes därför ett eller två steg.
En lämplig storlek på tonerpartiklar enligt uppfinning-
en ligger mellan 2 och 50_pm, särskilt mellan 5 och 25 pm och
helst mellan 8 och 15 pm. Grundpartiklarna bör således sväl-
las till en sådan storlek att de efter den nedan beskrivna
skalpåföringen får en storlek inom dessa gränser.
De enligt ovan förstorade partiklarna har en storleks-
fördelning som praktiskt taget motsvarar den ursprungligen
använda ymppolymerens. De är således monodispersa med samma
föredragna värden på variationskoefficienten som ovan angi-
vits för ymppolymeren. Detta sammanhänger med att svällnings-
stegen sker på ett balanserat och för alla partiklar likfor-
migt sätt och med ett upptagningen av de tillförda ämnena
i hög grad bestämmes av jämviktsvillkor och inte endast av
diffusionshastigheter. Den vätskeformiga karaktären hos de
tillförda ämnena leder också till en mycket sfärisk form på
partiklarna. Dessa egenskaper är mycket värdefulla för toner-
tillämpningar men för att erhålla en praktiskt användbar to-
ner måste vissa tillsatser göras av vilka den viktigaste är
ett färgat ämne. Som inledningsvis nämndes är det emellertid
svårt att införa tillsatser före polymerisationen utan att
störa dessa processer och utan-att förstöra den jämna stor-
leksfördelningen. Om man indelar tillsatserna i sådana vil-
ka är molekylärt lösliga i partikelmaterialet och sådana
vilka inte är molekylärt lösliga utan bildar en egen fas,
vanligen fast, om de införes i partiklarna, erfares problem
med båda dessa grupper om man försöker införliva materialen
tidigt i tillverkningsprocessen. De lösliga ämnena är i re-
gel organiska och färgämnen innehåller reaktiva funktionel-
la grupper som tenderar att reagera med initiatorn och för-
svåra polymerisationen, förändra den bildade polymeren eller
själva förändras på ett icke önskat sätt. Fasta tillsatser,
som inte är lösliga i partikeln, kan inte lätt tillföras
partikelns inre före polymerisationen på ett reglerat sätt
eftersom upptagningsförmågan hos partikeln inte styrs av
löslighets- eller jämviktsvillkor, varför en olikformig
upptagning lätt äger rum med en breddning av storleksför-
10.
15.
20.
25.
30.
35.
8201739-3
9
delningen som följd. Det föreligger också svårigheter att
välja ett kolloid- eller emulgatorsystem, som både effek-
tivt stabiliserar de svållda partiklarna mot koalescens
och samtidigt medger passage av pigmentpartiklarna genom
fasgränsytan.
Av ovanstående skäl har det befunnits vara lämpligt
att tillföra nödvändiga tillsatsämnen efter polymerisations-
reaktionen. Efter polymerisationen kan emellertid det fär-
gade ämnet svårligen införas homogent i partiklarnas inre
utan åtminstone en koncentration till ytan tenderar att
äga rum, vilket av skäl som ovan angivits är i och för sig
fördelaktigt. Detta ställer emellertid stora krav på att
vidhäftningen till partiklarna är god eftersom färgat stoft
som lossnat från partiklarna förstör storleksfördelningen
hos tonern och vållar problem med missfärgning av färdiga
kopior. Dessa problem ökar med mängden färgat ämne som
skall tillföras och det är följaktligen svårt att både
förse partiklarna med tillräckligt mycket färgat ämne och
att samtidigt få en tillfredsställande vidhäftning av det-
ta på den polymeriserade partikeln då ju denna är fast och
föga genomtränglig för tillsatser av olika slag. Ytterli-
gare problem som måste lösas då tillsatser göres efter
partiklarnas polymerisation är att den slutliga ytan mås-
te ha alla de inledningsvis nämnda för tonertillämpningen
nödvändiga egenskaperna, såsom lämpliga elektriska egenska-
per, måttlig hydrofilitet och lämplig mjukhet och andra me-
kaniska egenskaper. Det färgade ämnet själv har sällan lämp-
liga egenskaper i dessa avseenden. Oftast är ledningsförmå-
gan för hög och laddningsegenskaperna för dåliga samtidigt
som vidhäftningsegenskaperna är olämpliga. Slutligen måste
tillförseln kunna ske på ett sådant sätt att den sfäriska
och monodispersa karaktären hos grundpartíklarna inte går
förlorad eftersom de eftersträvade egenskaperna då inte
erhålles. Ett särskilt problem i detta sammanhang är att
risk för agglomerering av partiklarna föreligger vid till-
förseln.
Framställning av ett skal
Enligt uppfinningen möjliggöres en tillförsel av fär-
gat ämne efter grundpartiklarnas polymerisation samtidigt
8201739-5
10.
15.
20.
25.
30.
35.
10
som de ovannämnda villkoren för ytans beskaffenhet kan
tillgodoses genom att ytan på grundpartiklarna belägges
med ett skal av en polymer innefattande eller täckande
ett färgat ämne. Med hjälp av polymerskalet kan en till-
fredsställande vidhäftning säkerställas därigenom att kra-
vet på vidhäftning mellan grundpartikeln och det tillsat-
ta färgade ämnet reduceras. Eftersom skalet i princip kan
göras godtyckligt tjockt eller i varje fall betydligt
tjockare än exempelvis ett pigmentskikt kan en tillräck-
lig mängd färgat ämne på detta sätt tillföras grundpartik-
larna. Polymermaterialet i skalet kan väljas så att det
uppfyller de erforderliga kraven på ytan. Som inlednings-
vis nämndes erhålles också med skalstrukturen en ur ljus-
absorptionssynpunkt lämplig fördelning av det färgade äm-
net och en i
tion av egenskaperna hos grundpartiklarna.
Polymermaterialet för skalet skall väljas med beak-
tande av ovan nämnda villkor, med hänsyn till lämplig
mjukhet hos materialet och med hänsyn till att det använ-
da färgade ämnet bör vara vätbart av polymeren och kunna
föreligga dispergerbart i polymermatrisen som bygger upp
sammanhanget lämplig möjlighet till varia-
rskalet. Lämpliga monomerer för polymermaterialet i skalet
är desamma som tidigare uppräknats som lämpliga för grund-
partiklarna. Olika material kan emellertid bland dessa väl-
jas för kärna respektive skal. En hårdare polymer för kär-
nan kan exempelvis användas för att ge en matt yta på ko-
pian efter smältning av väsentligen endast skalet. I prak-
tiken blir också materialen i kärna och skal för det mesta
något olika eftersom framställningssättet för grundpartik-
larna innebär en närvaro av för denna framställning speci-
fika ämnen såsom det svârlösliga svällningsmedlet. Starkt
hydrofila polymerer bör inte användas i skalet och inte
heller bör emulgatorer i större mängd ingå eftersom dessa
kan göra den färdiga partikelns yta hydrofil. Alternativt
kan emulgatorrester borttvättas efter beläggningen. Sär-
skilt lämpliga har sampolymerisat mellan styren och butyl-
metakrylat visat sig vara. I polymeren kan som nämnts ingå
tillsatser för olika ändamål, såsom laddningsreglerande
tillsatser. Även i fråga om mekaniska egenskaper kan skalet
10.
15.
8201739-3
ll
med fördel skilja sig från kärnan.
Mängden polymer i skalet skall vara så stor att den
önskade mängden färgat ämne kan stabilt täckas eller inne-
hållas i skalet. Mängden skall dock inte vara så stor att
tillförseln av den menligt påverkar den avsedda storleks-
fördelníngen hos partikelblandningen. Lämpligen hålles vo-
lymförhållandet mellan skal och kärna i de fall färgämnet
är fördelat i skalet mellan 0,1 och 10, motsvarande en ök-
ning med mellan cirka 5,2 och 122 procent av kärnans radie,
men företrädesvis hålles volymförhållandet mellan 0,2 och
l (6,3 till 26 procents radieökning). I de fall då endast
en täckning av det färgade ämnet skall ske med hjälp av
skalet kan volymförhållandet minskas ned till 0,01 men fö-
reträdesvis hålles förhållandet över 0,05.
Det färgade ämnet kan vara ett molekylärt lösligt
i ämne, t.ex. ett organiskt färgämne, men det föredrages
20.
25.
50.
55.
att pigment, särskilt oorganiska sådana, användes för bäs-
ta arkivbeständighet och då särskilt kolpulver eller magne-
tit för de sammanhang då magnetiska partiklar är av bety-
delse. För pigment bör volymmängden räknat på hela parti-
kelns volym ligga mellan 0,5 och 50 procent, särskilt mel-
lan l och 25 procent. Då färgämnet ingår huvudsakligen i
skalet bör mängden räknat på skalets volym ligga mellan 2
och 60 procent och företrädesvis mellan 5 och 40 procent.
Använda pigment bör ha en partikelstorlek klart understi-
gande grundpartiklarnas, exempelvis understigande 3 pm,
och helst understigande l pm. Mycket små partiklar kan ge
upphov till ökad agglomereringstendens och det föredrages
därför att storleken överstiger 0,0].fm1och helst även över-
stiger 0,1 fam.
Det är givetvis möjligt att anordna flera skalstruktu-
rer på grundpartiklarna. Exempelvis kan det vara lämpligt
att anordna ett inre skal med färgämne och ett yttre skal
utan färgämne för att maximalt skydda färgämnet mot avnöt-
ning. I dessa fall är.det naturligtvis endast nödvändigt
att anpassa det yttre skiktets ytegenskaper på ovan disku-
terat sätt medan materialet i det inre skalet kan väljas
friare.
Enligt uppfinningen förses grundpartiklarna med ett
8201739-3
10.
_15.
20.
25.
BO.
35.
12
färgat ämne och ett skal efter grundpartiklarnas polymeri-
sation enligt ovan genom att under omröring tillföras en
pulverformig skalpolymer och ett färgat ämne vid en till-
räckligt hög temperatur för att medge vidhäftning av vä-
sentligen hela den tillförda mängden skalpolymer till
grundpartiklarnas yta och vid en tillräckligt låg tempera-
tur för att förhindra väsentlig agglomerering mellan grund-
partiklarna inbördes.
I Genom att påföra skalpolymeren direkt i pulverform
vid en temperatur som medger direkt vidhäftning av pulv-
ret på grundpartiklarna erhålles flera fördelar. Ett en-
kelt processtekniskt förfarande erhålles genom att inga
lösnings- eller dispersionsmedel behöver användas. Det
tillförda pulvret uppsamlas mycket väl på grundpartikel-
ytorna utan att kvarlämna fritt obundet pulver i bland-
ningen. Eventuella fria pulverformiga föroreningar upp-
fångas lättare än i lösnings- eller dispersionsmedelsba-
serade
fastsintringen av de små pulverkornen sker vid lägre tem-
peratur och därmed vid lägre adhesion än vad som fordras
system. Agglomereringstendensen är låg genom att
för sammanhållning av de större grundpartiklarna. Någon
mycket klibbande fas behöver inte passeras. Även lätt agg-
lomererad skalpolymer sönderdelas och häftar väl mot grund-
partiklarna.
Det färgade ämnet kan tillföras grundpartiklarna fö-
re tillsatsen av polymerpartiklarna, exempelvis genom att
ett vätskeformigt färgämne tillåts väta eller penetrera
grundpartiklarna, eventuellt i närvaro av ett lösningsme-
del som diffusionshjälpmedel. Alternativt kan ett fast
färgat ämne som pigment fördelas på grundpartikelytan,
exempelvis genom att mekansikt bearbetas tillsammans med
grundpartiklarna. Eventuellt kan även här ett lösningsme-
del eller ett dispergeringsmedel användas för att under-
lätta vidhäftningen av pigmentpartiklarna mot grundpartik-
larna och/eller för att luckra upp grundpartiklarnas yta
för att förbättra fasthållningen av partiklarna. Metanol
har med framgång använts som lösningsmedel i detta samman-
hang. Eventuellt lösningsmedel avdrives sedan. Alternativt
kan ytan på grundpartiklarna förbehandlas med en klibbgi-
lO.
15.
20.
25.
BO.
35.
8201739-3
15
vande tillsats såsom dioktyladipat. Efter tillsatsen av
färgat ämne tillföres polymerpartiklarna för utbildning
av skalet. Detta sätt ger bästa skydd för det tillförda
färgämnet.
Det föredrages emellertid att det färgade ämnet blan-
das med polymerpartíklarna och tillföres grundpartikelytan
samtidigt med dessa. Detta är ett enkelt sätt som dessutom
i allmänhet ger den bästa fördelningen av färgat ämne och
den bästa vidhäftningen mellan grundpartikel, färgat ämne
och skal. Det ger även den minsta påverkan på storleksför-
delningen. Det färgade ämnet kan föreligga antingen i poly-
merpartiklarna eller skilt från dessa. I det senare fallet
måste det färgade ämnet vara väl blandat med och fördelat
i polymerpartikelmassan. Ett pigment bör således helst va-
ra fördelat över polymerpartiklarnas yta,vi1ket kan åstad-
kommas genom intim omblandning och rivning av komponenter-
na tillsammans.
Sättet att tillföra skalpolymerpulvret har stor be-
tydelse för partiklarnas slutliga egenskaper. Om partik-
larna tillåts agglomerera under dessa faser av tillverk-
ningen försämras den slutliga sfäriciteten hos partiklar-
na samtidigt som den monodispersa fördelningen ödelägges.
Även utan agglomerering kan storleksfördelningen försäm-
ras om olika stor mängd skalpolymer upptages på de olika
partiklarna och det är därför önskvärt att denna upptag-
ning kan i viss mäns styras.
Generellt sett skall lämpliga förfaranden för påfö-
ring av polymerskalet därför innefatta ett steg i vilket
polymerpartiklarna tillföres ytan av grundpartiklarna i
ett så väldefinierat och jämntjockt skikt som möjligt och
ett andra steg i vilket partiklarna häftas till ytan un-
der betingelser som så långt som möjligt förhindrar agglo-
merering av de bildade partiklarna. I föreliggande metod
hålles partiklarna separerade från varandra med hjälp av
en gasfas utan närvaro av en särskild vätskefas. Användning
av gasfas för separation av partiklarna enligt uppfinningen
medför i allmänhet god kontroll över skalskiktets tjock-
lekstillväxt och möjliggör en apparativt enkel utformning
av processutrustningen för framställningen.
8201739-3
10.
1.1
kïl
.
20.
30.
55.
14
I föreliggande metod tillföres skalpolymeren direkt
till en bädd av grundpartiklarna och fördelas över dessas
yta genom de upprepade kontakterna som erhålles genom om-
röring av bädden. Skalpolymeren tillföres i pulverform
och för att säkerställa pulvrets vidhäftning till grund-
partiklarna och undvika fritt pulver i den färdiga produk-
ten bör pulvret tillföras kontinuerligt och inte snabbare
än det upptages på grundpartikelytorna. Temperaturen an-
vändes härvid som den viktigaste styrparametern för att
kontrollera vidhäftning och skaluppbyggnad.
Temperaturen skall väljas så hög att en tillräcklig
adhesion erhålles mellan pulverpartiklarna och grundpar-
tiklarna för att kvarhålla de små pulverpartiklarna vid
grundpartikelytan och inbördes under skaluppbyggnaden.
Temperaturen får dock inte vara så hög att grundpartiklar-
na inbördes agglomereras. Temperaturen får därför inte va-
ra så hög att grundpartiklarna förlorar sin struktur under
denna fas och inte heller skalpulvret bör vara smält. Det
är alltså önskvärt att egenskaperna hos grundpartiklarna
och skalpolymeren väljas så i förhållande till varandra
att vid låg temperatur ingen väsentlig adhesion dem emel-
lan förefinns, att vid höjning av temperaturen ett till-
stånd inträder då adhesionen är tillräcklig för att skal-
polymerpartiklarna tillfredsställande skall häfta mot grund-
partiklarna men där adhesionen är otillräcklig för att sam-
manhålla grundpartiklarna inbördes i bädden och att vid en
ytterligare höjning av temperaturen ett tillstånd inträder
då skalpolymeren sintrar varvid vanligen agglomererings-
risken ökar. För att erhålla detta uppträdande kan mjuk-
ningstemperaturerna för polymeren i grundpartikeln och
i skalpulvret anpassas i förhållande till varandra, exem-
pelvis så att de mjuknar vid något olika temperaturer. Ett
ytterligare medel att påverka uppträdandet är att tillföra
en klibbgivande substans såsom dioktyladipat. Det lämpliga
temperaturintervallet för skalpåläggningen blir emellertid
alltid relativt snävt och måste utprovas för varje enskilt
system. Exempelvis har det för skalpolymerer med uttalad
glastemperatur visat sig lämpligt att utföra skalpålägg-
ningen mellan Ca 0 O0h 1000 under glastemperaturen medan
10.
15.
20.
25.
30.
35.
8201739-3
15
sintring erhålles mellan ca 5 och 2000 över glastempera-
turen.
Efter skalpåläggningen bör temperaturen kortvarigt
höjas till de ovan diskuterade sintringstemperaturerna för
att sintra fast skalpolymeren och för att förbättra sfäri-
citeten hos de slutliga partiklarna. Under denna operation
bör ingen ytterligare skalpolymer tillföras. Temperatur-
gränsen är emellertid mycket kritisk. Om temperaturen till-
låtes bli för hög erhålles okontrollerad sammanbakning av
partiklarna i bädden. Sintringen kan ske i samma omrörda
bädd som skaluppbyggnaden men separationen mellan partik-
larna kan också med fördel ökas under denna operation. Kän-
da fördelningsmetoder kan användas och särskilt lämpligt
är att fluidisera partiklarna med en gasström. Även om en
ideal separation utan någon inbördes kontakt mellan par-
tiklarna i princip är eftersträvansvärd är detta tillstånd
i praktiken inte nödvändigt. Minimivillkoret är emellertid
att partiklarna hålls i ständig rörelse i förhållande till
varandra, vilket enklast kan uppnås genom kraftig omrörning
av en partikelbädd. Ändamålet med separationen är att för-
hindra att partiklarna agglomererar eller på annat sätt in-
verkar på varandra så att den sfäriska formen försämras
eller att den snäva storleksfördelningen breddas.
De ovan beskrivna operationerna för skalpåläggning-
en kan om så önskas upprepas en eller flera gånger. Då det
är lättare att erhålla en mellan de olika partiklarna
jämnt fördelad skaltjocklek då den pålagda mängden är li-
ten kan det vara lämpligt att utnyttja en upprepad behand-
ling då tjockare skal skall utbildas. Även i de fall man
önskar ett yttre skal med andra egenskaper än ett inre
skal enligt vad som ovan sagts kan tillvägagångssättet upp-
repas.
Då uppbyggnaden av skalet sker under förhållanden
som medger kontakt mellan partiklarna kan viss agglomere-
ring inte helt undvikas. Problemen ökar ju mindre partik-
lar som framställes. Eventuella bildade bryggor kan emel-
lertid om så önskas brytas genom försiktig malning i exem-
pelvis en pinnkvarn eller genom en temporärt ökad ombland-
ning i bädden.
8201739-3
10.
15.
20.
25.
30.
35-
16
Ett sätt att undvika agglomerering och öka fririn-
ningen, som är användbart under hela framställningsförfa-
randet och som särskilt lämpar sig vid små partikelstor-
lekar under ca lOJum, är att utblanda grundpartiklarna
med betydligt större, företrädesvis sfäriska, partiklar
av exempelvis polymer som hjälpmaterial under processen
för senare avskiljning. För att förbättra pulvermassans
fririnning skall dessa hjälppartiklar vara betydligt stör-
re än grundpartiklarna, lämpligen mellan 10 och 100 gånger
större eller exempelvis ca 0,5 till 2 mm. Ju mer hjälppar-
tiklar som tillsättes desto bättre fririnning erhålles men
samtidigt sjunker produktionskapaciteten varför en lämplig
halt ligger mellan ca 20 och 90 viktprocent hjälppartiklar
i pulvermassan. Då hjälppartíklarna är närvarande vid be-
läggningsoperationen kommer även dessa att beläggas med _
ett skikt av den tillförda polymeren. Skiktet på hjälppar-
tiklarna blir emellertid inte tjockare än på grundpartík-
-larna och eftersom skillnaden i storlek är markant repre-
senterar hjälppartiklarnas yta endast en bråkdel av pul-
verblandningens totala yta och polymerförlusten blir där-
för obetydlig. Även den procentuella radieökningen hos
hjälppartiklarna blir ringa varför dessa utan olägenhet
kan återanvändas flera hundra gånger utan oacceptabel för-
storing. Efter beläggningsförfarandet kan hjälppartíklar-
na avskiljas, vilket kan ske med enkla metoder, exempelvis
siktning, på grund av den avsevärda skillnaden i storlek
mellan dessa och tonerpartiklarna.
En typisk storlek på grundpartiklar som användes i
uppfinningen är l0)nn. Dessa belägges sedan med polymer-
partiklar i ett skal med 1-2_pm.tjocklek. På grund av skar
lets ringa tjocklek måste polymerpartiklarna för fram-
ställning av skalet vara mycket finkorniga, helst bör alla
partiklar vara mindre än 1/10 av grundpartiklarnas storlek
eller mindre än lÄum. Normalt är det inte möjligt att fram-
ställa så finkorniga polymerpulver. Om man exempelvis under
smältning blandar pigment och en för toner lämplig polymer
och sedan underkastar den nedkylda polymeren en malning,
erhålles polymerpartiklar som är väsentligt grövre än ljnn.
Inte heller med hjälp av kända vindsiktningsmetoder är det
10.
15.
20.
25.
30.
35
8201739-3
17
möjligt att på ett rationellt sätt från ett på så sätt
malt pulver avskilja alla korn över l;um. Vid oorganiska
material ligger undre storleksområdet för vindsiktning
vid ca Sjnn, vid polymerer högre (ref.: Chemie Technik,
8 Jahrgang (1979) nr 5). Pigment kan i regel utan svå-
righeter erhållas med tillräckligt fin partikelstorlek.
Framställning av det polymerpulver som skall bil-
da skal kan göras på olika sätt. Gemensamt för föredragna
metoder är dock att man först framställer en findispers
polymerdispersion i vatten. Kornen i denna polymerdisper-
sion är i allmänhet mindre än 1 pm.
Uppfinningen avser således också ett förfarande för
framställning av en pulverformig skalpolymer, vilket för-
farande innefattar att en vattenhaltig dispersion fram-
ställes, vilken dispersion innehåller findispersa poly-
merpartiklar och finfördelat färgat ämne, att dispersio-
nen torkas vid låg temperatur och att den torkade disper-
síonen därefter vid behov males.
Det föredrages att polymerpartiklarna göres findis-
persa genom afizdispergeras under betingelser då de är
vätskeformiga eftersom detta underlättar en finfördelning
till små storlekar. Särskilt lämpligt är att fördela mono-
meren på detta sätt före polymerisationen. Polymerisatio-
nen kan sedan ske som emulsionspolymerisation med vatten-
löslig initiator eller som suspensionspolymerisation med
monomerlöslig initiator. Det färgade ämnet som företrädes-
vis är ett pigment, kan antingen föreligga i polymerpar-
tiklarna eller fritt i dispersionen.
Nedan skall några framställningsförfaranden närma-
re beskrivas. _
Ett sätt att framställa polymerpulver för uppbyggnad
av skal är att först emulsionspolymerísera monomerer med
en vattenlöslig initiator så att ett polymerlatex med par-
tiklar genomgående under l_pm erhålles. Latexen kan sedan
kontaktas med kol- eller magnetitpigment. Därefter under-
kastas blandningen skjuvkrafter genom rivning så att en
intim blandning mellan latex och pigment erhålles. Som
nästa steg torkas latexpigmentblandningen vid så låg tem-
peratur_att primärkornen i latex endast agglomereras utan
10.
15.
20.
25.
30.
35~
8201739-3
18
att smälta samman. Efter torkning males produkten med lämp-
lig utrustning till finast möjlig kornstorlek. Tack vare den
låga torkningstemperaturen och den intima blandningen mellan
latex och pigment är produkten mycket lättmald men innehåller
ändock efter malning partiklar med en storlek avsevärt över
ljum. Vid de betingelser som råder i blandaren vid skalpåför-
ingen sönderdelas emellertid dessa korn tack vare förekoms-
ten av primärpartiklar med en relativt svag sammanhållning
mellan primärpartiklarna. Därigenom är det möjligt att fram-
ställa ett jämntjockt skal med slät ytteryta. Med emulsions-
polymerisation kan också mycket jämnstora latexpartiklar er-
hållas vilket bidrar till jämn skalstruktur.
Ett alternativt sätt att framställa ett finkornigt pul-
ver för skaluppbyggnad är att först dispergera pigment i mo-
š
nomerblandning. I monomeren löses även en initiator och där-
efter emulgeras monomeren i vatten med lämpliga ytaktiva äm-
nen. Denna emulsion finfördelas sedan med hjälp av exempel-
vis högtryckshomogenisering. Emulsionen underkastas därefter
en polymerisation och man erhåller en finkornig polymerdis- I
persion med väl inneslutet pigment. Polymerdispersionen tor-
kas slutligen vid låg temperatur och produkten finmales se-
dan. Det erhållna pulvret användes för uppbyggnad av skal på
liknande sätt som pulver framställt enligt den ovan angivna
metoden.
Ytterligare ett sätt att framställa ett finkornigt pul-
ver för skaluppbyggnad är att lösa en polymer, exempelvis I
styrenbutylmetakrylat-sampolymerisat i ett lösningsmedel.
Lösningen emulgeras och homogeniseras«sedan i närvaro av
plämpliga emulgatorer. Därefter avdrives lösningsmedlet från
den finfördelade emulsionen. Den så erhållna mikrosuspen-
sionen blandas därefter med pigment och torkas för att sedan
malas och användas som material för tillverkning av skal på
grundpartiklarna. Pigmentet kan också inblandas i lösningen
före finfördelningen. Denna metod gör det lätt att införliva
olika tillsatser i skalet men användningen av lösningsmedel
utgör en förfarandeteknisk komplikation.
Ännu ett tänkbart sätt att framställa pulver för skal-
uppbyggnad är att i en plastsmälta blanda in höga halter av
ett pigment, exempelvis magnetit. Efter nedkylning och mal-
10.
15.
20.
25.
30.
35.
8201739-3
19
ning erhålles då ett finkornigt pulver, som kan tjäna som
utgângsmaterial för skaluppbyggnad. I detta fall blir den
inre kohesionen i pulverpartiklarna låg på grund av den hö-
ga halten pigment. Därigenom kan de, under påverkan av de
skjuvkrafter som föreligger i den fluidiserade bädden, sön-
derdelas till den mycket fina storlek som behövs för upp-
byggnad av skalet. En nackdel med denna metod är emellertid
att hållfastheten i skalet på grund av det höga pigmentinne-
hållet blir sämre, varför de skalförsedda partiklarna kan
släppa ifrån sig ett finkornigt pigmentdamm under använd-
ning i kopieringsmaskiner.
De beskrivna partiklarna kan användas på för toner-
partiklar känt sätt. De kan blandas med sedvanliga fram-
kallnings- och bärarpartiklar av t.ex. glas eller stål eller
kan användas som enkomponenttoner. De kan användas för våta
metoder men är särskilt lämpliga för torra metoder.
Exempel 1
Detta exempel beskriver framställning av monodispersa
grundpartiklar.
77 ml vatten, 11,7 ml klordodekan, 1,8 g benzoylper-
oxid, 9,3 ml dikloretan och 0,2 g natriumlaurylsulfat homo-
geniserades i en tvåstegs Manton Gaulin homogenisator, modell
15 M med 200 kg/cm2 i första steget och 80 kg/cm2 i sista
steget under ca l till 1,5 minuter, vilket gav en emulsion
med partiklar i storleksordningen 0,1 till 0,2)mL Till den-
na emulsion sattes en ymplatex av monodispersa polystyrenpar-
tiklar med en diameter av 0,65 pm (bestämd genom elektron-
mikroskopi). Mängden ymplatex var 83,8 ml, innehållande 77
ml vatten och 6,8 ml styrenpartiklar. Vidare tillsattes 6 ml
vatten och 8,5 ml aceton under omrörning vid 35 till HOOC.
Efter omrörning i 12 timmar vid HOOC avlägsnades aceton ge-
nom avdunstning under vakuum. Efter avdunstning av aceton
och dikloretan tillsattes 1,0 g natriumlaurylsulfat och 8H0 ml
vatten så att mängden vatten blev 1000 ml. Vidare tillsattes
275 ml destíllerad styren under omrörning vid 3000. Efter om-
rörning i 2 timmar vid 50°C höjdes temperaturen till 60°C
och polymerisationen startades. Efter 25 timmars polymerisa-
tion erhölls en monodispers latex med partikeldiametern 2 pm.
Denna latex användes som utgångsmaterial för ett andra
8201759-3
20*
' svällnings- och polymerisationssteg. 28,5 ml av denna latex,
innehållande 25 ml vatten och 3,5 ml polystyreHPePfiíkleF,
-blandades med en emulsion av 35 ml vatten, H ml Perkadox
10.
SE-8 (dioktanoylperoxid), 3 ml klordodekan och 0,2 g nat-
riumlaurylsulfat, som homogeniserats med samma utrustning
och vid samma betingelser som ovan angivits för det tidigare
svällningssteget. Vidare tillsattes 10 ml vatten och 7 ml
aceton under omrörning vid 25-30°C. Efter lfl timmar avlägs-
nades acetonen under vakuum. Därefter tillsattes 1,2 g nat-
riumlaurylsulfat, l,0 g Berol 267 och 930 ml vatten till en
totalmängd vatten av 1000 ml. 175 ml destillerad styren till-
sattes under omrörning vid 25-30OC Och efter 3 timmer höjdes
temperaturen till 7000 för fullständig polymerisatíon. Den
slutliga latexen var monodispers med partikeldiametern ca 7
l5.)nn.
20.
25.
30.
35-
Exempel 2
Detta exempel avser framställning av latex för bildande
av pulver för skalpåläggning. Vattenlöslig initiator användes.
I ett kärl satsades:
70
30 "
10,5 "
0,002 “
l il
14 v .II
0,6 I 5'
2ü0 " vatten
pH inställdes med hjälp av ammoniak till 8,5. Emulsionen fin-
.delar styren
butylmetakrylat
väteperoxid
järn i form av järnklorid
citronsyra
laurinsyra
merkaptoetanol
fördelades med hjälp av snabbgående omrörare och satsades där-
efter i en polymerisationsautoklav. Efter evakuering inställ-
des temperaturen på 6500. Efter Å timmars polymerisering sat-
sas ytterligare 0,75 delar väteperoxid. Efter 12 timmar av-
bröts polymerisationen. En vit latex med partiklar under l/mn
erhölls.
Exempel 5
Detta exempel beskriver framställning av en svart mikro-
suspension. En pastaliknande koldispersion tillverkades av
butylmetakrylat, pigmentvätmedlet Paraloid DM-5H från Rohm &
Haas, Philadelphia, USA (ett akrylatpolymerisat) och Spezial-
10.
15.
20.
25.
30.
35-
8201739-3
21
schwarz Ä från Degussa, Frankfurt, Västtyskland. För tillverk-
ning av denna dispersion satsades:
Butylmetakrylat 251 g
Paraloid DM-5H 157 E
Spezialschwarz 4 l§1_g
565 s
Blandníngen revs på ett rivvalsverk tills en jämn struktur
erhölls. Den rivna dispersionen späddes sedan med:
Styren 1098 g
Butylmetakrylat 220 g
Oljesyra H7 g
Porofor N (Bayer, Västtyskland)
azobisisobutyronitril 23 g
1388 s
En vattenlösning bereddes av:
Vatten 5830 g
Ammoniak, 2~procentig 170 g
6000 g
Under långsam dosering och under omblandning med en
'snabbgående Ultra-Turrax-blandare tilllfördes kol-monomer-
dispersionen till vattenfasen. Därvid bildades en fin svart
emulsion med en droppstorlek av ca 3}mL Denna emulsion för-
delades sedan ytterligare genom att 2 gånger pumpas genom en
2-stegs homogenisator, Gaulin modell l5M-8TA med ett tryck-
fall av H75 kp/cm2. Därvid erhölls en fin emulsion med medel-
droppstorlek under ljum. Denna emulsion satsades i en 14 li-
ters autoklav med omrörare. Efter evakuering polymeriserades
vid 7500 under 8 timmar. En svart dispersion erhölls.
Exempel H
100 delar latex från exempel 2 blandades med 3 g kol,
Spezialschwarz H från Degussa, Frankfurt, Västtyskland. Vis-
kositeten på blandningen ökade successivt. När ett pasta-
tillstånd nåtts överfördes blandningen till ett rivvalsverk,
där den revs 2 gånger. Pastan utbreddes sedan till ett tunt
skikt och fick lufttorka. Produkten maldes därefter. Vid
mikroskopering av det malda pulvret visade det sig bestå av
en hel del svartfärgade små partiklar mindre än l_pm, men
också större korn upp till 20-30)um. Såväl de mindre som de
stora kornen antas vara uppbyggda av små latexprimärkorn i
10.
15.
20.
25.
35-
8201759-3
22
blandning.med kol.
A Det malda pulvret doserades under 2 timmar till en
blandare som innehöll monodispersa grundpartiklar i bland-
ning med 1 mm stora polystyrenkorn. Blandningen bestod av:
Grundpartiklar 500 å
l mm korn 500 S
Därtill satsades pulver malt
enligt ovan 500 g
Tempearturen vid satsningen var 55°C. Efter avslutad
tillförsel av pulver för skaluppbyggnad höjdes temperaturen
under fortšatt Qmblananing till 6o°c. På detta sätt erhölls
ett svart fririnnande pulver. Under míkroskop visade sig
pulvret bestå av grundpartiklar belagda med ett svart skal.
För utvinning av pulvret frånsiktades slutligen de grova
kornen. I
Exempel 5
100 delar latex från exempel 3 blandades enligt exem-
pel 4 och användes sedan för påläggning av skal.
Exempel 6
Latex framställt enligt exempel 2 torkades vid låg
temperatur utan tillsats av kol eller magnetitpulver.
I en blandare satsades belagda grundpartiklar enligt
exempel Ä. Temperaturen inställdes på 55°C. Under en tid av
l timme doserades pulver framställt från latex i exempel 2.
Blandningen bestod av:
Belagda'grundpartiklar 500 g
l-mm korn 500 g
Därtill satsades pulver från
latex i exempel 2 100 g
Temperaturen vid satsningen var 5500. Efter avslutad
tillförsel av pulver höjdes temperaturen till 58°C. Man er-
höll ett svart pulver belagt med ett opigmenterat ytterskal.
Exempel 7
En latex framställdes av ingredienserna:
Metylmetakrylat 0 70 delar
Butylmetakrylat 30 "
Merkaptoetanol 0,57 "
Laurinsyra U “
Metyletylketonhydroperoxid 0,3 "
a2o1739-3
23
Koppar i form av kopparkloríd 0,0002 delar
Vatten 2H0 "
Ammoniak (till pH 8,5) 0,22 "
Polymerisationen genomfördes vid 6000. En vit latex
5. erhölls. Denna användes sedan för att tillverka ett svart-
10.
15.
20.
25.
30.
pigmenterat pulver enligt metoden i exempel U. Detta pulver
användes sedan för att belägga grundpartiklarna med ett
Skal.
Exempel 8
l00 delar latex från exempel 2 blandades med 30 g magne-
tit. Viskositeten på blandningen ökade successivt. När ett
pastatillstånd nåtts överfördes blandningen till ett rivvals-
verk, där den revs 2 gånger. Pastan utbreddes sedan till ett
tunt skikt och fick lufttorka. Produkten maldes därefter.
Vid mikroskopering av det malda pulvret visade det sig bestå
av en hel del svartfärgade små partiklar mindre än l pm, men
också större korn upp till 20-U0)nn. Såväl de mindre som de
stora kornen antas vara uppbyggda av små latexprimärkorn i
blandning med magnetit.
Det malda pulvret doserades under 2 timmar till en
blandare som innehöll monodispersa grundpartiklar i bland-
ning med l mm stora polystyrenkorn. Blandningen bestod av:
Grundpartíklar 500 g
l mm korn 500 g
Därtill-satsades pulver en-
ligt ovan ' 1000 g
Temperaturen vid satsningen var 5500. Efter avslutad
tillförsel av pulver för skaluppbyggnad höjdes temperaturen
under fortsatt omblandníng till 6500. På detta sätt erhölls
ett svart fririnnande pulver. Under mikroskop visade sig
pulvret bestå av grundpartiklar belagda med ett svart skal.
För utvinning av pulvret frånsiktades slutligen de grova
kornen.
Claims (10)
- l. Förfarande för framställning av monodispersa sfä- riska partiklar med en Variationskoefficient understigande 30 procent och med en medeldiameter mellan 2 och 50 pm, innefattande monodispersa grundpartiklar framställda från en vattenhaltig dispersion av monodispersa polymerpartik- lar med en medeldiameter understigande l;nn, genom till- sats av en monomer till dispersionen, vilken monomer har förmåga att absorberas i polymerpartiklarna, under beting- elser som medger molekylär vandring av monomeren till och absorption i partiklarna samt polymerisation av monomer i partiklarna, k ä n n e t e c k n a t därav, att grundpar- tiklarna efter polymerisationen under omrörning i gasfas tillföres ett färgat ämne och en pulverformig skalpolymer vid en tillräckligt hög temperatur för att medge vidhäft- ning av väsentligen hela den tillförda mängden skalpolymer till grundpartiklarnas yta och vid tillräckligt låg tempe- ratur för att förhindra väsentlig agglomerering mellan grundpartiklarna inbördes.
- 2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c kön a t därav, att efter tíllförseln av skalpolymeren temperaturen höjes för sintring av skalpolymeren.
- 3. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att grundpartiklarnas yta före eller under tillför- seln av skalpolymeren behandlas med ett lösningsmedel el- ler en klibbgivare.
- H. Förfarande för framställning av en pulverformig skalpolymer, k ä n n e t e c k n a t tenhaltig dispersion framställes, vilken dispersion inne- häller findispersa polymerpartiklar och finfördelat färgat därav, att en vat- ämne, att dispersionen torkas vid låg temperatur och att den torkade dispersionen därefter vid behov males.
- 5. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att polymerpartiklarna dispergeras i monomer form och därefter underkastas polymerisation.
- 6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att polymerisatíonen sker med vattenlöslig initiator.
- 7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att det färgade ämnet, företrädesvis ett pigment, 10. 8201-739-3 25 tillföres dispersionen efter polymerisation.
- 8. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att polymerisationen sker med monomerlöslig initia- tor.
- 9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att det färgade ämnet, företrädesvis ett pigment, tillföree monomeren före polymerisationen.
- 10. Förfarande enligt krav N, k ä n n e t e c k n a t därav, att polymerpartiklarna dispergeras i form av poly- merlösning. s2o17z9-3 Sammandrag* Förfarande för framställning av tonerpartiklar för an- vändning i elektrofotografiska förfaranden, väsentligen be- stående av monodispersa sfäriska termoplastíska partiklar med en variationskoefficient understigande 30 procent och med en medeldiameter mellan 2 och 50)mn varvid partiklarna har ett skal av polymert material i vilket ett färgat ämne är förde- lat. Partiklarna framställes genom att monodispersa ymppartik- lar svälles med monomer och polymeriseras, varefter partiklar- na kontaktas med en pulverformig skalpolymer vid en tillräck- ligt hög temperatur för att medge vidhäftning av pulvret di- rekt på partiklarna.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR8207120A BR8207120A (pt) | 1981-12-10 | 1982-12-08 | Pigmentador para processos eletrofotograficos e um processo para a preparacao do pigmentador |
GB08234977A GB2112538B (en) | 1981-12-10 | 1982-12-08 | Encapsulated electrophotographic toner |
IT49646/82A IT1149143B (it) | 1981-12-10 | 1982-12-09 | Particelle per viraggio elettrofotografico e procedimento per ottenere detto prodotto |
FR8220628A FR2518274B1 (fr) | 1981-12-10 | 1982-12-09 | Toner utilisable dans les procedes d'electrophotographie et procede de fabrication d'un tel toner |
DE19823245804 DE3245804A1 (de) | 1981-12-10 | 1982-12-10 | Toner fuer elektrophotographische verfahren und verfahren zu deren herstellung |
US07/173,631 US4837107A (en) | 1981-12-10 | 1988-03-25 | Toner for electrophotographic methods and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8107421A SE447032B (sv) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | Tonarepartiklar samt forfarande for framstellning av tonarpartiklarna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8201739L SE8201739L (sv) | 1983-06-11 |
SE429760B true SE429760B (sv) | 1983-09-26 |
Family
ID=20345248
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8107421A SE447032B (sv) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | Tonarepartiklar samt forfarande for framstellning av tonarpartiklarna |
SE8201739A SE429760B (sv) | 1981-12-10 | 1982-03-18 | Forfarande for framstellning av monodispersa sferiska partiklar |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8107421A SE447032B (sv) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | Tonarepartiklar samt forfarande for framstellning av tonarpartiklarna |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58106554A (sv) |
SE (2) | SE447032B (sv) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986003208A1 (en) * | 1984-11-22 | 1986-06-05 | Casco Nobel Ab | A method for the production of toner particles for reprographic applications |
WO1988007225A1 (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Casco Nobel Ab | Toner particles for electrophotographic copying and processes for their preparation |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE456119B (sv) * | 1985-09-20 | 1988-09-05 | Casco Nobel Ab | Knottrig toner for elektrofotografisk kopiering eller elektrostatisk tryckning samt sett for dess framstellning |
JP2751210B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1998-05-18 | ミノルタ株式会社 | 現像装置 |
US5215854A (en) * | 1988-10-05 | 1993-06-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing microcapsule toner |
JPH0786697B2 (ja) * | 1989-12-12 | 1995-09-20 | キヤノン株式会社 | 負荷電性磁性トナー及び現像方法 |
JP4178872B2 (ja) | 2002-08-15 | 2008-11-12 | 富士ゼロックス株式会社 | 架橋重合体粒子の製造方法 |
JP4218281B2 (ja) | 2002-08-21 | 2009-02-04 | 富士ゼロックス株式会社 | 機能性重合体粒子の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE793247A (fr) * | 1971-12-30 | 1973-06-22 | Xerox Corp | Revelateur electrostatographique pouvant etre fixe par pression |
JPS51104829A (sv) * | 1975-03-13 | 1976-09-17 | Ricoh Kk | |
JPS5911102B2 (ja) * | 1975-04-22 | 1984-03-13 | 株式会社リコー | 加圧定着性磁性マイクロカプセルトナ− |
JPS5857104B2 (ja) * | 1976-03-09 | 1983-12-19 | 株式会社リコー | 加圧定着性トナ−の製造法 |
JPS56154737A (en) * | 1980-05-02 | 1981-11-30 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Toner for developing electrostatic charge image and its manufacture |
-
1981
- 1981-12-10 SE SE8107421A patent/SE447032B/sv not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-03-18 SE SE8201739A patent/SE429760B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-12-10 JP JP57215661A patent/JPS58106554A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986003208A1 (en) * | 1984-11-22 | 1986-06-05 | Casco Nobel Ab | A method for the production of toner particles for reprographic applications |
WO1988007225A1 (en) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Casco Nobel Ab | Toner particles for electrophotographic copying and processes for their preparation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58106554A (ja) | 1983-06-24 |
JPH0339309B2 (sv) | 1991-06-13 |
SE8107421L (sv) | 1983-06-11 |
SE8201739L (sv) | 1983-06-11 |
SE447032B (sv) | 1986-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4191672A (en) | Polymer aggregates | |
US3449291A (en) | Colored polymer powders | |
JP3312952B2 (ja) | 水不溶性重合体粒子の水性分散液の製造方法 | |
US4013615A (en) | Electrostatic spray coating powder pigment composition and process for producing the same | |
US4837107A (en) | Toner for electrophotographic methods and process for preparing the same | |
US6177525B1 (en) | Process for preparing microemulsion polymer particles using high shear forces | |
SE429760B (sv) | Forfarande for framstellning av monodispersa sferiska partiklar | |
DE60114115T2 (de) | Bimodale Polymeradditivzusammensetzungen mit hohem Feststoffanteil, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung | |
DE19713054A1 (de) | Verfahren zur Herstellung wärmehärtbarer Harzpartikel zur Verwendung als Pulverbeschichtung | |
US3586247A (en) | Dispersion of pigments in normally solid carrier media | |
EP0305378B1 (en) | Toner particles for electrophotographic copying and processes for their preparation | |
JPH07113045B2 (ja) | 粉末状乳化重合体の製法 | |
US6399701B1 (en) | Surfactant-free semi-continuous emulsion polymerization process for making submicron sized particles for carrier coatings | |
EP0658255B1 (en) | Method for manufacturing spherical particles | |
EP0586541A1 (en) | Process for drying microspheres | |
GB1579233A (en) | Process for the production of powder-form hydrolysed ethylene/vinyl acetate copolymers | |
JPH03119030A (ja) | 熱可塑性重合体の粉末状混合物の製造方法 | |
EP0232275B1 (en) | A method for the production of toner particles for reprographic applications | |
Tyagi | Polyester-Based Chemically Prepared Toner for High-Speed Digital Production Printing | |
JP3206067B2 (ja) | 顆粒レジンの製造方法 | |
JPH0260902A (ja) | 真球状重合体紛末の製造方法 | |
JP3203726B2 (ja) | 顆粒状ペースト用塩化ビニル系樹脂 | |
WO1984004975A1 (en) | Method for preparing an electrophotographic toner | |
JPH01268723A (ja) | 棒状ポリマー粒子およびその製造方法 | |
JPH05214053A (ja) | 樹脂粒子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8201739-3 Effective date: 19880126 Format of ref document f/p: F |