DE69818587T2

DE69818587T2 - Hochdispersion und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69818587T2
Application number: DE69818587T
Authority: DE
Inventors: Yasuharu 4-chome Suda
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-08-01
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2018-08-02
Also published as: JP3364117B2; JPH1149861A; EP0896016A3; EP0896016B1; EP0896016A2; DE69818587D1; US6420469B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion, insbesondere einer Feinpartikeldispersion, deren Viskosität sich bei Einwirkung eines elektrischen Feldes sofort erhöht, wobei es eine elektrorheologische Wirkung zeigt, d. h. den Effekt, dass verschiedene Farben durch färbende Stoffe hervorgebracht werden, und die als ein elektrorheologisches Fluid (ER) wirkt, damit die Dispersion als ein Betriebsfluid in z. B. einem Motorträger, einem Dämpfer und einem Ventil verwendet werden kann. Da mit der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Feinpartikeldispersion verschiedene Farben entwickelt werden können, kann die Dispersion ebenfalls als ein färbender Stoff, wie z. B. ein Flüssig-Toner und eine Tinte für eine Tintenstrahlvorrichtung, verwendet werden.
Bei dem herkömmlichen ER-Fluid des Typs einer Feinpartikeldispersion haben die verteilten Feinpartikel eine Dichte, die größer als die der Trägerflüssigkeit ist, was zu einer ungenügenden Verteilung der Feinpartikel führt. Wenn also ein schwarzes Material, wie z. B. Kohleschwarz, in der Trägerflüssigkeit verteilt ist, kann das herkömmliche ER-Fluid nicht als ein färbender Stoff verwendet werden.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wird ein elektrorheologisches (ER) Fluid vorgeschlagen, bei dem Harzpartikel mit einer Dichte, die nah an der Dichte der Trägerflüssigkeit liegt, verwendet werden. Die Harzpartikel haben jedoch einen großen Partikeldurchmesser, z. B. circa 15 μm. Da es also schwierig ist, dass sowohl ein färbender Stoff als auch ein ER-Material (Material, das verwendet wird, um dem Harzpartikel eine elektrorheologische Wirkung zu verleihen) in dem Harzpartikel eingebracht sind, wurde noch kein ER-Fluid unter Verwendung von Harzpartikeln in der Praxis eingesetzt.
In der EP 562 978 A1 ist ein elektrorheologisches Fluid offenbart, in dem anorganische/organische Komposit-Partikel, die einen ein anorganisches Polymer-Gemisch enthaltenden Kern und eine Umhüllung mit einem anorganischen stoffli chen Partikel und elektrorheologische Eigenschaften aufweisen, in einem elektrisch isolierendem Medium verteilt sind. Der Partikeldurchmesser der anorganischen/organischen Komposit-Partikel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 500 μm und der Partikel-Durchmesser der ER-anorganischen-Mikropartikel liegt in einem Bereich von vorzugsweise 0,005 bis 100 μm. Elektrorheologische Fluide dieser Art sind ebenfalls in der EP 0 634 473 A2 und EP 0 540 315 A2 offenbart.
In der EP 0 824 227 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssig-Toner-Gemisches offenbart, wobei anorganische Feinpartikel unmittelbar, spätestens vor Initiierung der Toner-Partikel-Abscheidung, hinzugefügt werden. Der Toner-Partikel-Durchmesser liegt in dem Bereich zwischen 2,4 und 2,9 μm.
In der EP 0 823 450 A1 ist ein Verbundstoff offenbart, der das Agglomerieren von Kolloid-Silica-Partikeln nicht zulässt. Dieser Verbundstoff dient zur Herstellung von Formkörpern, in denen Feinpartikel aus Kolloid-Silica in einem Harz verteilt sind, während sie in der Form von Primärteilchen bleiben.
In den bekannten Verfahren zur Vorbereitung von Feinpartikeldispersionen werden das Polymer und die anorganischen Partikel gleichzeitig abgeschieden.
Unter diesen Umständen stellten die Erfinder vorher ein Flüssig-Toner-Gemisch vor, das einen färbenden Stoff und Harzpartikel mit einem kleinen Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μm eines auf ein Volumen basierenden mittleren Durchmessers enthält, wobei das Gemisch die Eigenschaften eines ER-Fluids aufweist, und stellten ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung des bestimmten Flüssig-Toner-Gemisches vor. Als ein Ergebnis von fortdauernden Anstrengungen, die Eigenschaften des ER-Fluids weiter zu verbessern, gelangen die gegenwärtigen Erfinder zu der vorliegenden Erfindung.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion vorgesehen, das die Schritte umfasst:

– Heißschmelzen und Dispergieren eines thermoplastischen Harzes, das einen färbenden Stoff enthalten kann oder nicht, in einer Lösung mit einer hohen Temperaturabhängigkeit hinsichtlich der Löslichkeit des thermoplastischen Harzes, und das einen Löslichkeitsparameter hat, der zur Regulierung der Partikeldurchmesser der abzuscheidenden Partikel gesteuert ist;
– Abkühlen des harzhaltigen Systems zum Abscheiden der Harzpartikel, die färbende Stoffe enthalten können oder nicht;
– Hinzufügen von anorganischen Feinpartikeln zu dem System gefolgt durch nochmaliges Erhitzen des Systems, um eine ausreichende Durchmischung zu erzielen; und
– Abkühlen des Systems, damit die anorganischen Feinpartikel größtenteils an der Oberflächenschicht der Harzpartikel, die färbende Stoffe enthalten können oder nicht, anhaften können oder darin eingebunden werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung ist anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlicher, wobei
die einzige Figur eine Vorrichtung zur Auswertung der elektrorheologischen (ER) Eigenschaften einer Feinpartikeldispersion zeigt, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
Die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Feinpartikeldispersion enthält anorganische Feinpartikel, die dazu dienen, dass die Dispersion eine elektrorheologische Wirkung (ER) hervorbringen kann. Um zu ermöglichen, dass die Dispersion eine ER-Wirkung erzeugt, können die anorganischen Feinpartikel tief im Inneren des Partikels, das aus Harz oder aus Harz und einem färbenden Material (nachstehend als gefärbtes Harzpartikel bezeichnet) besteht, vorhanden sein. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn sich die anorganischen Feinpartikel in der Nähe einer Oberflächenschicht des Harzpartikels oder des gefärbten Harzpartikels befinden. Die anorganischen Feinpartikel sollten naturgemäß vorzugsweise selektiv in der Nähe der Oberflächenschicht des Harzpartikels oder des gefärbten Harzpartikels hinzugefügt werden, damit die Dispersion der vorliegenden Erfindung höhere ER-Eigenschaften hervorbringen kann.
Die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten anorganischen Feinpartikel umfassen z. B. auf Titan basierende Partikel wie Titanoxyd-Partikel und hydrierte Titanoxyd-Partikel; auf Silica basierende Partikel wie Silica-Partikel, Kolloid-Silica und Silicagel; synthetische Mica-Partikel; und Aluminiumborat-Partikel. Die Partikel-Durchmesser und der spezifische Oberflächenbereich dieser Partikel können, wie gewünscht, zweckmäßig bestimmt werden. Vorteilhafterweise sollten die anorganischen Feinpartikel einen Partikeldurchmesser haben, der in einen Bereich von 0.01% bis 25% des Durchmessers des Harzpartikels oder des gefärbten Harzpartikels fällt. Die Oberfläche der anorganischen Feinpartikel kann ebenfalls mit einem organischen Stoff, einem Hydroxid oder Ähnlichem, behandelt werden, um die Dispersionsfähigkeit oder Verbindungsfähigkeit mit dem Harz der anorganischen Feinpartikel zu verbessern.
Die auf Titanium basierenden Partikel, die als anorganische Feinpartikel in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind zum Beispiel anorganische Feinpartikel, die von Ishihara Sangyo Kaisha Co. unter den Handelsnamen C-11, TTO-55(A), TTO-55(B), TTO-55(C), TTO-55(S), TTO-51(A), TTO-51(N), von Teika Co. unter dem Handelsnamen MT-100SA, MT-100SAS, MT- 150W, X-039, X-040, X-041, und von Sakai Kagaku Co. unter den Handelsnamen STR-40, STR-60, STR-65 und STR-80 erhältlich sind.
Die auf Silica basierenden Partikel, die als anorganische Feinpartikel in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen zum Beispiel von Japan Aerosil Co. unter den Handelsnamen 130, 200, 200SV, 2000F, 300, 3000F, 380, R972, R974, R202, R805, R812, OX50, TT600, MOX80, MOX170, und COK84 erhältliche Aerosile (hochdisperse Kieselsäure); von Nissan Kagaku Kogyo K. K. unter den Handelsnamen IPA-ST und IPA-ST-Z1 erhältliche Partikel; von Shokubai Kasai Kogyo K. K. unter dem Handelsnamen OSCAL-1235 erhältliche Partikel; von Fuji Silica Kagaku K. K. unter den Handelsnamen CARIACT-15, CARIACT-30 und CARIACT-50 erhältliche Partikel.
Weiterhin schließt das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung als anorganische Feinpartikel verwendete synthetische Mica die von Corp. Chemical K. K. unter den Handelsnamen MK-100 erhältlichen Mica-Partikel ein. Außerdem sind in den Aluminiumborat-Feinpartikeln, die als anorganische Feinpartikel in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zum Beispiel solche eingeschlossen, die von Shikoku Kasei Kogyo K. K. unter dem Handelsnamen PF Serien und PC Serien erhältlich sind.
Selbstverständlich sind die anorganischen Feinpartikel, die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nicht auf die vorstehend exemplarisch Genannten beschränkt.
Da die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Feinpartikeldispersion als färbender Stoff verwendet wird, sollten vorteilhafterweise weiße anorganische Feinpartikel, insbesondere Feinpartikel aus Titanoxyd, hydriertem Titanoxyd, Silica, synthetischem Mica und Aluminiumborat verwendet werden. Es ist anzumerken, dass die ER-Eigenschaften der Dispersion weiter verbessert werden können, indem diese weißen anorganischen Feinpartikel einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden.
Vorzugsweise sollte ein thermoplastisches Harz für die Feinpartikeldispersion, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hervorgebracht wird, benutzt werden. Die thermoplastischen Harze sind zum Beispiel Vinylchlorid-Harz, Vinylidenchlorid-Harz, Vinylacetat-Harz, Polyvinylacetal-Harz, Harz der Styrolserien, Harz der Methacrylsäureserien, Polyethylen-Harz, Polypropylen-Harz, Fluorkohlenstoffharz, Harz der Polyamidserien, Polyacetal-Harz und gesättigtes Polyester-Harz.
Insbesondere sollten vorzugsweise olefinische Harze mit einer Carboxylgruppe oder einer Esterbindung verwendet werden, einschließlich zum Beispiel Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, teilweise verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer, Ethylen-Acrylester-Copolymer, Ehtylen-Methacrylsäureester-Copolymer, Acrylester-Harz, Methacrylester-Harz, Styrolacrylsäure-Copolymer, Styrolmethacrylsäure-Copolymer, Styrolacrylester-Copolymer und Styrolmethacrylester-Copolymer. Diese Harze können einzeln oder in Form einer Mischung aus wenigstens zwei dieser Harze verwendet werden. Falls ein Pigment als ein färbender Stoff dem Harz hinzugefügt wird, sollte das Pigment mit einer Menge von 50 bis 1 Gew.-% relativ zu 50 bis 99 Gew.-% des Harzes hinzugefügt werden.
Ein in einem Tintengemisch oder Toner allgemein verwendetes Pigment kann als färbender Stoff in der Feinpartikeldispersion verwendet werden. Es können verschiedene Arten von Kohleschwarz, z. B. durch das Brennofenverfahren, Kontaktverfahren, Acetylen-Verfahren, etc. erzeugte und auf dem Markt zur Verwendung als Additiv zu Gummi, zur Farbentwicklung und zur Fortleitung von Elektrizität erhältliche Arten, als ein schwarzes Pigment verwendet werden.
Genauer gesagt ist es möglich, Kohleschwarz, das durch das Brennofenverfahren einschließlich HCF, MCF, RCF, LCF und LFF erzeugt wird, Kohleschwarz, das durch das Channel-Verfahren erzeugt wird einschließlich HCC, MCC, RCC und LCC, die auf den Seiten 290 bis 291 des „Carbon Black Binran (Handbuch)", veröffentlicht im April 1995, klassifiziert sind, und verschiedene auf der Seite 294 des vorstehend genannten „Carbon Black Binran" beschriebene Acetylenschwarzsorten zu verwenden.
Die nicht-schwarzen Pigmente sind zum Beispiel Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Himmelblau, Rhodaminrot, Malachitseegrün, Hansagelb, Benzidingelb und Brilliantkarmin 6B.
Die vorstehend genannten Pigmente können zusammen mit Farbstoffen, wie zum Beispiel öllösliche Azofarbstoffe wie Ölschwarz und Ölrot; basische Azofarbstoffe wie Bismarckbraun; saure Azofarbstoffe wie Schwarzblau HF; und Chinoniminfarbstoffe, wie Nigrosinfarbstoffe, verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, die Oberfläche mit Harz zu beschichten.
Der färbende Stoff kann der Feinpartikeldispersion der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden, indem er vorab unter Wärmeeinwirkung mit dem thermoplastischen Harz verknetet wird. Als Alternative kann der färbende Stoff vor Abscheidung der Partikel bei dem Herstellungsverfahren der Feinpartikeldispersion hinzugefügt werden, so dass der färbende Stoff in der Lösung und dem Harz ausreichend vermischt und verteilt werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte vorzugsweise ein Flüssigmaterial mit hohen elektrischen Isoliereigenschaften als Trägerflüssigkeit verwendet werden. Die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Trägerflüssigkeit enthält zum Beispiel geradkettige oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, alicyclische Kohlenwasserstoffe, Halogenderivate davon und Siliconöle. Wenn die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Feinpartikeldispersion als ein Flüssig-Toner verwendet wird, sollte der aliphatische Kohlenwasserstoff als Trägerflüssigkeit verwendet werden. Genauer gesagt sind die Trägerflüssigkeit zum Beispiel ein Siliconöl, das von Toshiba Silicone Ltd. unter der Handelsbezeichnung TSF451 erhältlich ist, von Exxon Chemical Ltd. unter den Handelsnamen Isopar G, Isopar H, Isopar K, Isopar L, Isopar M und Isopar V erhältliche Flüssigmaterialien; ein unter dem Handelsnamen Shellzole 71 von Shell Petroleum Ltd. erhältliches Flüssigmaterial; und Flüssigmaterialien, die von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd unter den Handelsnamen IP1620, IP2028 und IP2835 erhältlich sind.
Die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Lösung ist erforderlich, um das Harz in dem Aufheizschritt aufzuschmelzen und das Harz erschwert bei Raumtemperatur aufzuschmelzen. Weiterhin wird der Löslichkeitsparameter (SP-Wert) der Lösung derart gesteuert, dass der Durchmesser der abgeschiedenen Harzpartikel oder abgeschiedenen gefärbten Harzpartikel reguliert wird. Es ist anzumerken, dass der Differenzwert ΔSP zwischen dem SP-Wert des eigentlichen Harzes und dem SP-Wert der Lösung so klein wie möglich sein sollte, um den Durchmesser der abgeschiedenen Harzpartikel oder der abgeschiedenen gefärbten Harzpartikel zu verringern. Es kann auch ein einzelnes Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Lösungsmittel beinhalten zum Beispiel geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoff, Halogenderivate von Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Alkohole und Äther. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Form eines Gemisches aus wenigstens zwei dieser Lösungsmittel verwendet werden.
Weiterhin können, wenn die Feinpartikeldispersion als Farbstoff verwendet wird, Additive nach Bedarf hinzugefügt werden.
Bei einem ER-Fluid, das Feinharzpartikel als Basismaterial enthält, ist es wichtig, dass das ER-Material und die Harzpartikel vollständig zu einem komplexen Gemisch zusammengebracht werden können. Um eine hohe ER-Wirkung zu erzielen, sollte das ER-Material vorzugsweise selektiv in der Nähe der Oberflächenschicht des Harzpartikels angelagert werden. Wenn andererseits die die ER-Eigenschaften aufweisende Feinpartikeldispersion als ein Farbstoff verwendet wird, ist ein färbender Stoff wie zum Beispiel ein Pigment in dem Harzpartikel erforderlich. Hinsichtlich Farbentwicklungseigenschaften sollten die Pigmentpartikel vorzugsweise so gleichmässig wie möglich in den Harzpartikeln verteilt sein. Daraus folgt, dass, wenn es sich um ER-Eigenschaften aufweisende gefärbte Harzpartikel handelt, die ebenfalls als ein färbender Stoff eingesetzt werden können, die farbgebenden Partikel gleichmässig innerhalb der Harzpartikel verteilt und das ER-Material gleichzeitig in der Nähe der Oberflächenschicht der Harzpartikel angelagert werden müssen.
Einige Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben. Die in den folgenden Beispielen genannten Ausdrücke „Teil" und „%" bedeuten jeweils „Gewichtsteil" und „Gewichtsprozent".
Beispiel 1:
Eine anorganische Feinpartikeldispersion wurde vorbereitet, indem 900 Gewichtsteile von C-11 (Handelsbezeichnung für hydratisierte Titanoxid-Partikel, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd. mit einem Partikeldurchmesser von 5 bis 10 nm) in 300 Gewichtsteilen eines gemischten Lösungsmittels mit einem SP-Wert von 9,18 und bestehend aus 48 Gew.-% Isopar L, hergestellt von Exxon Chemincal Ltd., 32 Gew.-% Toluen, hergestellt von Katayama Kagaku K. K. und 20 Gew.-% Ethanol, hergestellt von Katayama Kagaku K. K. unter Verwendung einer „Dinomill des Typs KDL-Pilot", die eine von Sinmal Enterprises Inc. vertriebene Nassmühle ist, verteilt wurden.
Auf der anderen Seite wurden in einen mit einer Rührvorrichtung, einem Thermometer und einem Rückflusskühler ausgestatteten Behälter 1200 g des oben aufgeführten gemischten Lösungsmittels, 50 g „Dumiran C-2280" (Handelsname eines teilweise verseiften Ehtylenvinylacetats Copolymer, hergestellt von Takeda Pharmaceutical Co., Ltd. und mit einem SP-Wert von 8,93) und 10 g Phthalocyaninblau (C. I. Pigmentblau 15 : 3, hergestellt von Dai-nichi Kogyo K. K.) gefüllt, die vorher in einem gemischten Lösungsmittel unter Einsatz der Dinomill verteilt wurden. Das Gemisch wurde 30 Minuten lang bei 70°C verrührt, so dass das vorstehend genannte „Dumiran C-2280" vollständig aufgelöst war, und anschlie ßend wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt, um die gefärbte Harzpartikel abzuscheiden.
Dann wurden 13 g der vorstehend genannten anorganischen Feinpartikeldispersion in den Behälter gegeben, das Gemisch wiederum 30 Minuten lang bei 50°C verrührt und dann wurde das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt. Das gemischte Lösungsmittel der Feinpartikeldispersion wurde durch Isopar L ersetzt, um so eine Feinpartikeldispersion vorzubereiten, die eine ER (elektrorheologische) Wirkung zeigt. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Feinpartikeldispersion.
Tabelle 1
Der in der Tabelle 1 genannte Partikeldurchmesser ist ein auf ein Volumen basierender mittlerer Durchmesser, der mittels „LA-700", was ein Handelsname für eine von Horiba Seisakusho K. K. hergestellte Partikelgrößenverteilungsmessvorrichtung des Typs Laserlicht-Brechung/Streuung ist, gemessen wurde. Die in der Tabelle 1 angegebene kinematische Viskosität (cSt) wurde mit einem in der Figur gezeigten Ostwald Viskositätsmessgerät gemessen. Insbesondere wurde eine Elektrode (Kupferplatte) 2 innerhalb des Ostwald Viskositätsmessgerätes 1 montiert. Eine Feinpartikeldispersion 3 mit einer Partikelkonzentration von 10% befand sich in dem Ostwald Viskositätsmessgerät 1. Weiterhin war ein blanker Kupferdraht 4 von 0,2 mm Durchmesser innerhalb des Ostwald Viskositätsmessgerätes 1 angeordnet und an eine Hochspannungsquelle 5 angeschlossen.
Beispiel 2:
Eine Feinpartikeldispersion mit einer ER-Wirkung wurde, wie in Beispiel 1, vorbereitet, ausser dass STR-60 (Handelsname von Titanoxid-Feinpartikeln, die von Sakai Kagaku Kogyo K. K. hergestellt werden und einen Partikeldurchmesser von 0,02 bis 0,05 μm haben) anstatt des in Beispiel 1 verwendeten hydrierten Titanoxid C-11 verwendet wurde. Dann wurde Zirkoniumnaphtenat als ein Füllmedium zu der Feinpartikeldispersion in einer Menge von 10% basierend auf die feste Komponente der Dispersion hinzugefügt, um einen positiv geladenen Flüssig-Toner aufzubereiten. Die Eigenschaften des Flüssig-Toners und das Ergebnis der Auswertung der Abbildungsgüte sind in der Tabelle 1 gezeigt. Zur Auswertung der Abbildungsgüte wurden Abbildungen auf einem beschichteten Papierblatt unter Einsatz des „Mitsubishi Electronic Printing Systems" gedruckt und die Abbildungsgüte wurde durch Sichtprüfung bewertet. Weiterhin wurde die Druckkonzentration durch den Einsatz eines Macbeth Densographen gemessen.
Vergleichsbeispiel 1:
Eine Feinpartikeldispersion wurde wie in Beispiel 1 vorbereitet, ausser, dass die anorganische Feinpartikeldispersion in dem Schritt des Hinzufügens des Harzes und Pigmentes hinzugefügt wurde, anstatt die anorganische Feinpartikeldispersion nach der Abscheidung der gefärbten Harzpartikel hinzuzufügen. Die Eigen schaften der Feinpartikeldispersion sind in Tabelle 1 dargestellt. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, wären die ER-Eigenschaften geringer als die in Beispiel 1, weil das ER-Material der anorganischen Feinpartikel innerhalb des Harzpartikels zusammen mit dem Pigment verteilt ist.
Vergleichsbeispiel 2:
Ein Flüssig-Toner wurde wie in Beispiel 2 vorbereitet, ausser dass die anorganische Feinpartikeldispersion in dem Schritt des Hinzufügens des Harzes und Pigmentes hinzugefügt wurde, anstatt die anorganische Feinpartikeldispersion nach Abscheidung des gefärbten Harzpartikels hinzuzufügen. Die Eigenschaften des Flüssig-Toners und das Ergebnis der Auswertung der Abbildungsgüte sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, wäre die Abbildungsgüte geringer als die des Beispiels 2, weil die ER-Eigenschaften beim Vergleichsbeispiel 2 beeinträchtigt wären.
Beispiel 3:
Ein Flüssig-Toner wurde wie in Beispiel 2 vorbereitet, ausser dass die anorganischen Feinpartikel, die von Saki Kagaku K. K. hergestellt werden und einen Partikeldurchmesser von 0,02 bis 0,05 μm haben, und die aufbereitet wurden, in dem die Oberfläche von STR-60 (die in Beispiel 2 verwendeten Titanoxyd-Feinpartikel) mit Titanhydroxid in einer Menge von 10% basierend auf dem Gewicht von STR-60 behandelt wurde, anstelle des in dem Beispiel 2 verwendeten STR-60 verwendet wurde. Die Eigenschaften des Flüssig-Toners und das Ergebnis der Auswertung der Abbildungsgüte sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 4:
Eine anorganische Feinpartikeldispersion wurde durch Verteilung von 900 Gewichtsteilen von STR-60 (Titanoxyd-Feinpartikel) in 300 Gewichtsteilen eines gemischten Lösungsmittels bestehend aus 50% Isopar L, 33% Toluen, und 17 % Ethanol durch Dinomill-Einsatz vorbereitet. Auf der anderen Seite wurden in einen mit einer Rührvorrichtung, einem Thermometer und einem Rückflusskühler ausgestatteten Behälter 1.200 g eines vorstehend genannten gemischten Lö sungsmittels und 50 g Dumiran C-2280 gegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten lang bei 70°C verrührt, um das Dumiran C-2280 vollständig aufzulösen, und anschließend wurde die Lösung bis auf Raumtemperatur gekühlt, um die Harzpartikel abzuscheiden. Dann wurden 8,3 g der vorstehend genannten anorganischen Feinpartikeldispersion in den Behälter gegeben, diese Mischung wiederum 30 Minuten lang bei 50°C verrührt und anschließend gekühlt. Das gemischte Lösungsmittel der Feinpartikeldispersion wurde durch „TSF451-1 ", was der Handelsname einer Lösung ist, die von Toshiba Silicone K. K. hergestellt wird, ersetzt, um so eine Feinpartikeldispersion vorzubereiten, die eine ER-Wirkung aufweist. Die Eigenschaften der Feinpartikeldispersion sind in Tabelle 1 dargestellt.
Beispiel 5:
Eine anorganische Feinpartikeldispersion wurde vorbereitet, indem 900 Gewichtsteile von MK-100, was ein Handelsname für synthetische Mica-Partikel mit einem Partikel-Durchmesser von 1 bis 5 μm ist, zu 300 Gewichtsteilen einer gemischten Lösung mit einem SP-Wert von 9,89 und bestehend aus 40% Isopar L, 27% Toluen und 33% Ethanol hinzugefügt. Die dem gemischten Lösungsmittel hinzugefügten Mica-Partikel wurden mittels „Dinomill" pulverisiert, um eine Dispersion zu ermöglichen, die Mica-Partikel mit einem Durchmesser von 0,5 bis 2 μm enthält. Auf der anderen Seite wurden in einen mit einem Rührwerk, einem Thermometer und einem Rückflusskühler ausgestatteten Behälter 1.200 g des vorstehend genannten gemischten Lösungsmittels, 50 g Dumiran C-2280 und 10 g Brilliantkarmin 6B (C. I. Pigmentblau 57 : 1, hergestellt von Dai-nichi Seika Kogyo K. K.), das vorher in das gemischte Lösungsmittel unter Einsatz von Dinomill verteilt wurde, gegeben. Die Mischung wurde 30 Minuten lang bei 70°C verrührt, um das Dumiran C-2280 vollständig aufzulösen, um dann die resultierende Lösung auf Raumtemperatur abzukühlen, so dass die gefärbten Harzpartikel abgeschieden wurden. Dann wurden 10 g der vorstehend genannten anorganischen Feinpartikeldispersion dem System hinzugefügt und das System wurde bei 50°C wiederum verrührt und danach wurde das System auf Raumtemperatur abgekühlt. Das gemischte Lösungsmittel der Feinpartikeldisperson wurde durch Isopar L ersetzt, so dass eine Feinpartikeldispersion zubereitet wurde, die eine ER- Wirkung aufweist. Die Eigenschaften der Feinpartikeldispersion sind ebenfalls in der Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 6:
Eine Feinpartikeldispersin, die eine ER-Wirkung aufweist, wurde, wie in Beispiel 5, zubereitet, außer dass PF-03, das ein Handelsname für ein von Shikoku Kasei Kogyo K. K. hergestelltes Aluminiumborat ist und einen Partikeldurchmesser von 3 μm hat, anstelle des in Beispiel 5 verwendeten synthetischen Mica MK-100 zur Vorbereitung einer anorganischen Feinpartikeldispersion, die anorganische Feinpartikel mit einem Partikel-Durchmesser von 1 μm enthält, verwendet wurde. Die Eigenschaften der Feinpartikeldispersion sind in der Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 7:
Ein Flüssig-Toner wurde wie in Beispiel 2 vorbereitet, nur dass 10 g OSCAL-1235, was der Handelsname für von Shokubai Kasei Kogyo K. K. hergestellte Silicasol ist, anstelle der im Beispiel 2 verwendeten anorganischen Feinpartikeldispersion verwendet wurden. Die Eigenschaften des Flüssig-Toners und das Ergebnis der Auswertung der Abbildungsgüte sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Wie aus den vorstehend genannten Beispielen ersichtlich ist, wird ein Gemisch aus Pigmenten und Harz verknetet, oder ein Dispergiermittel wird bei der vorliegenden Erfindung hinzugefügt, damit das Pigment ausreichend in dem Lösungsmittel verteilt werden kann. Daraus resultiert, dass das Pigment gleichmäßig in dem Harzpartikel beim Abscheiden der gefärbten Harzpartikel enthalten ist. Dann werden anorganische Feinpartikel hinzugefügt, die als ein ER-Material agieren, anschließend wird das ER-Material mit den gefärbten Harzpartikeln unter Wärmeeinwirkung vermischt. Bei diesem Aufwärmschritt ist die Harzoberflächenschicht des gefärbten Harzpartikels aufgequollen. Durch die Wechselwirkung mit der aufgequollenen Harzoberflächenschicht werden die Pigment Partikel selektiv an der Oberfläche des gefärbten Harzpartikels angelagert. Dann wird das System gekühlt, mit dem Ergebnis, dass die Feinpartikel an der Oberfläche des gefärbten Harzpartikels haften. Die anorganischen Feinpartikel, die an der Oberflächen schicht des gefärbten Harzpartikels haften, sind schwer aus dem gefärbten Harzpartikel loszulösen, sogar wenn die Feinpartikeldispersion verschiedenen Behandlungen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Verwendungen der Feinpartikeldispersion unterzogen wird.
Es sollte ebenfalls noch angemerkt werden, dass, da das ER-Material selektiv an der Oberflächenschicht des gefärbten Harzpartikels angelagert wird, die Feinpartikeldispersion der vorliegenden Erfindung hohe ER-Eigenschaften aufweisen kann. Außerdem kann die Feinpartikeldispersion der vorliegenden Erfindung ebenfalls als ein färbender Stoff verwendet werden, da das Farbmittel außerdem gleichmäßig in dem Harzpartikel enthalten ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3), gekennzeichnet durch die Schritte von: – Heißschmelzen und Dispergieren eines thermoplastischen Harzes, das ein färbendes Material enthalten kann oder nicht, in einer Lösung mit einer hohen Temperaturabhängigkeit hinsichtlich der Löslichkeit des thermoplastischen Harzes, und das einen Löslichkeitsparameter hat, der zur Regulierung der Partikeldurchmesser der abzuscheidenden Partikel gesteuert ist; – Abkühlen des Harz enthaltenden Systems zur Zubereitung der Harzpartikel, die färbendes Material enthalten können oder nicht; – Hinzufügen von anorganischen Feinpartikeln zu dem System gefolgt durch nochmaliges Erhitzen des Systems, um eine ausreichende Durchmischung zu erzielen; – Abkühlen des Systems, damit die anorganischen Feinpartikel größtenteils an der Oberflächenschicht der Harzpartikel, die färbendes Material enthalten können oder nicht, anhaften können oder darin eingebunden werden.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Feinpartikel aus der Gruppe bestehend aus Feinpartikeln auf Titanbasis, auf Silicabasis, aus synthetischen Mica-Feinpartikeln, Aluminiumborat-Feinpartikeln und oberflächenbehandelten Feinpartikeln davon ausgewählt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der anorganischen Feinpartikel mit einem organischen Material oder Hydroxid behandelt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der anorganischen Feinpartikel 0,01 bis 25% des Durchmessers der Harzpartikel oder der Partikel des färbenden Materials ist.
Verfahren zur Herstellung einer Dispersion (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinpartikel auf Titanbasis aus der Gruppe bestehend aus Titanoxyd-Feinpartikeln und hydrierten Titanoxyd-Feinpartikeln ausgewählt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinpartikel auf Silicabasis aus der Gruppe bestehend aus Silica-Feinpartikeln, Kolloid-Silica-Feinpartikeln und Silicagel-Feinpartikel ausgewählt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das färbende Material aus Pigmenten besteht, die in einer Tintenmischung oder Toner verwendet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Feinpartikeldispersion (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das färbende Material in einer Menge von 50 bis 1 Gew.-% relativ zu 50 bis 99 Gew.-% des Harzes hinzugefügt wird.