EP0668542A2 - Metaloxide- and metalcoated carrier for electrophotography - Google Patents

Metaloxide- and metalcoated carrier for electrophotography Download PDF

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EP0668542A2
EP0668542A2 EP95101122A EP95101122A EP0668542A2 EP 0668542 A2 EP0668542 A2 EP 0668542A2 EP 95101122 A EP95101122 A EP 95101122A EP 95101122 A EP95101122 A EP 95101122A EP 0668542 A2 EP0668542 A2 EP 0668542A2
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EP
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carrier
molybdenum
tungsten
oxide
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EP95101122A
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Rainer Dr. Dyllick-Brenzinger
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Original Assignee
BASF SE
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    • GPHYSICS
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    • Y10T428/2995Silane, siloxane or silicone coating

Definitions

  • the present invention relates to new carriers for electrophotography based on magnetic cores coated with metal oxide and with metal or magnetite.
  • the carrier particles used have to meet a number of requirements: They should be magnetizable and thus enable the magnetic brush to be assembled quickly.
  • their surface should have a conductivity that is low enough on the one hand to prevent a short circuit between the sector magnet and the photoconductor roller, but on the other hand should be high enough especially for fast-working systems such as high-performance laser printers in order to build up a so-called conductive magnetic brush and thus also to enable sufficient large blackening (or other coloring; "solid area development”) in the finished image.
  • Favorable resistance values are usually in the range of 103 to 108 Ohm for this purpose.
  • the carrier particles should also be flowable and not clump in the developer reservoir.
  • the cores of the carriers according to the invention can consist of the usual soft magnetic materials such as iron, steel, magnetite, ferrites (for example nickel / zinc, manganese / zinc and barium / zinc ferrites), cobalt and nickel or of hard magnetic materials such as BaFe12O19 or SrFe12O19 and as spherical or irregularly shaped particles or in sponge form.
  • soft magnetic materials such as iron, steel, magnetite, ferrites (for example nickel / zinc, manganese / zinc and barium / zinc ferrites), cobalt and nickel or of hard magnetic materials such as BaFe12O19 or SrFe12O19 and as spherical or irregularly shaped particles or in sponge form.
  • composite carriers i.e. particles of these metals or metal compounds embedded in polymer resin, are also suitable.
  • metal oxide coating of the carriers according to the invention preference is given to those metal oxides which can be deposited on the substrate to be coated from the gas phase by decomposing suitable volatile metal compounds.
  • Carriers in which the metal oxide layer is present as the inner layer and the metal or magnetite layer as the outer layer will be preferred for most applications.
  • the coatings are molybdenum and tungsten and their oxides
  • the reverse layer sequence is also possible.
  • These carriers can be produced very simply by oxidizing the applied metal layer to the desired extent on the surface by targeted heating (generally 100 to 800 ° C.) in an oxidizing atmosphere, preferably with oxygen, in particular in the form of air.
  • chromium carbonyls in particular chromium hexacarbonyl, also chromaryls such as dibenzene chromium, molybdenum carbonyls, in particular molybdenum hexacarbonyl, also molybdenum aryls such as dibenzene molybdenum, also tungsten aryls such as zibenzene halotrimide, Iron carbonyls, especially iron pentacarbonyl, cobalt carbonyls, especially dicobalt octacarbonyl, nickel carbonyls, especially nickel tetracarbonyl, zinc dialkyls, especially zinc diethyl, and manganese carbonyls, especially dimanganecacarbonyl.
  • Particularly suitable are especially compounds of the formula SnR4 in which the radicals R are identical or different and are alkyl, alkenyl or aryl, e.g. Tin tetraalkyls, tin tetraalkenyls and tin tetraaryls as well as mixed binary binary alkyls and tin alkylalkenyls.
  • organotin compounds are tin diallyldibutyl, tin tetraazyl, tin tetra-n-propyl, bis (tri-n-butyltin) oxide and especially tin tetra-n-butyl and tin tetramethyl.
  • the decomposition temperatures for the tin organyls are generally 200 to 1000 ° C., preferably 300 to 500 ° C.
  • the evaporator gas stream containing the tin organyl should expediently be set so that the gaseous tin organyl does not make up more than about 10% by volume of the total amount of gas in the reactor in order to avoid the formation of finely divided, particulate tin dioxide.
  • tin organyl concentrations in the carrier stream itself are usually ⁇ 5% by volume.
  • the oxidative decomposition of the metal carbonyls to the corresponding metal oxides preferably also takes place with oxygen or air or other oxygen / inert gas mixtures, reaction temperatures of generally 100 to 400 ° C. being suitable.
  • Magnetite-containing layers are usually applied by decomposing iron carbonyls in the presence of water vapor.
  • the cooling process after the coating has ended should also be carried out under inert gas. Nevertheless, a passivation of the surface of the metal layer, whereby a passivation film of usually ⁇ 2 nm thickness is formed, cannot usually be ruled out. In the case In order to increase stability, an outer iron layer is even desired to be passivated, which is why air is preferably blown into the reactor even during cooling.
  • the carriers according to the invention have homogeneous, abrasion-resistant metal oxide and metal layers and a surface conductivity in the desired range (about 103 to 108 ohm resistance). In addition, they have long lifetimes and can therefore be used overall advantageously with the commercially available toners for the production of electrophotographic two-component developers, the carriers which are distinguished by high positive toner charges and are coated with molybdenum, tungsten and / or tin oxide being particularly emphasized.
  • the resistance R is usually specified in logarithmic values (log R [log ohms]).
  • the carriers were mixed with a polyester resin toner suitable for commercial laser printers (crosslinked fumaric acid / propoxylated bisphenol A resin with an average particle size of 11 ⁇ m and a particle size distribution of 6 to 17 ⁇ m) in a weight ratio of 97: 3 and for activation in a 30 ml glass jar for 10 min in a tumble mixer at 200 rpm.
  • a polyester resin toner suitable for commercial laser printers crosslinked fumaric acid / propoxylated bisphenol A resin with an average particle size of 11 ⁇ m and a particle size distribution of 6 to 17 ⁇ m
  • the tin dioxide-coated carrier obtained was then cooled to 200 ° C. in the reactor with fluidization with nitrogen.
  • the carrier was cooled to 80 ° C. with further fluidization. An air flow of 200 l / h was then introduced into the reactor for passivation of the iron surface for 30 minutes.
  • a tin content of the carrier of 0.7% by weight was determined by means of atomic absorption spectroscopy.
  • the molybdenum oxide-coated carrier obtained was then additionally coated with metallic molybdenum by supplying a further 5 g of molybdenum hexacarbonyl in 400 l / h of nitrogen from the evaporator vessel now heated to 50 ° C. and its inert decomposition at 220 ° C. in 1 h.
  • the carrier cooled and removed under nitrogen to room temperature, had a molybdenum content of 0.2% by weight (AAS).

Abstract

Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Metalloxid und mit Metall oder Magnetit beschichteten magnetischen Kernen sowie deren Herstellung und Verwendung für elektrophotographische Zweikomponenten-Entwickler.Carriers for electrophotography based on magnetic cores coated with metal oxide and with metal or magnetite, and the production and use thereof for two-component electrophotographic developers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Metalloxid und mit Metall oder Magnetit beschichteten magnetischen Kernen.The present invention relates to new carriers for electrophotography based on magnetic cores coated with metal oxide and with metal or magnetite.

Weiterhin betrifft die Erfindung neue mit Molybdän und/oder Wolfram beschichtete Carrier.The invention further relates to new carriers coated with molybdenum and / or tungsten.

Außerdem betrifft die Erfindung die Herstellung dieser Carrier sowie ihre Verwendung zur Herstellung von elektrophotographischen Zweikomponenten-Entwicklern.The invention also relates to the production of these carriers and their use for the production of two-component electrophotographic developers.

Zweikomponenten-Entwickler werden in elektrophotographischen Kopiergeräten und Laserdruckern zur Entwicklung eines elektro-photographisch erzeugten, latenten Bildes eingesetzt und bestehen üblicherweise aus Carrierteilchen und Tonerteilchen. Bei den Carrierteilchen handelt es sich um magnetisierbare Teilchen mit Größen von in der Regel 20 bis 1 000 µm. Die Tonerteilchen bestehen im wesentlichen aus einer farbgebenden Komponente und Bindemittel und sind etwa 5 bis 30 µm groß.Two-component developers are used in electrophotographic copiers and laser printers for developing an electrophotographically generated latent image and usually consist of carrier particles and toner particles. The carrier particles are magnetizable particles with sizes of generally 20 to 1000 μm. The toner particles consist essentially of a coloring component and binder and are about 5 to 30 microns in size.

Das elektrostatische, latente Bild wird beim Kopierprozeß durch selektive Belichtung einer elektrostatisch aufgeladenen Photoleiterwalze mit vom Original reflektiertem Licht erzeugt. Beim Laserdrucker geschieht dies durch einen Laserstrahl.The electrostatic, latent image is generated in the copying process by selective exposure of an electrostatically charged photoconductor roller with light reflected from the original. In the laser printer, this is done by a laser beam.

Zur Entwicklung des elektrostatischen Bildes werden Tonerteilchen über eine "Magnetbürste", das sind entlang der Feldlinien eines Sektormagneten ausgerichtete Carrierteilchen, zur Photoleiterwalze transportiert. Die Tonerteilchen haften dabei elektrostatisch an den Carrierteilchen und erhalten beim Transport im Magnetfeld durch Reibung eine den Carrierteilchen entgegengesetzte elektrostatische Aufladung. Die so von der Magnetbürste auf die Photoleiterwalze übertragenen Tonerteilchen ergeben ein "Tonerbild", das anschließend auf elektrostatisch aufgeladenes Papier übertragen und fixiert wird.To develop the electrostatic image, toner particles are transported to the photoconductor roller via a "magnetic brush", that is carrier particles aligned along the field lines of a sector magnet. The toner particles adhere electrostatically to the carrier particles and receive an electrostatic charge opposite to the carrier particles when they are transported in the magnetic field by friction. The toner particles thus transferred from the magnetic brush to the photoconductor roller form a "toner image" which is then transferred to electrostatically charged paper and fixed.

An die verwendeten Carrierteilchen sind dabei eine Reihe von Anforderungen zu stellen: Sie sollen magnetisierbar sein und so einen schnellen Aufbau der Magnetbürste ermöglichen.The carrier particles used have to meet a number of requirements: They should be magnetizable and thus enable the magnetic brush to be assembled quickly.

Weiterhin soll ihre Oberfläche eine Leitfähigkeit aufweisen, die einerseits gering genug ist, um einen Kurzschluß zwischen Sektormagnet und Photoleiterwalze zu verhindern, andererseits aber insbesondere für schnell arbeitende Systeme wie Hochleistungs-Laserdrucker hoch genug sein soll, um den Aufbau einer sog. leitfähigen Magnetbürste und damit auch ausreichende großflächige Schwärzungen (bzw. andere Färbungen; "solid area development") beim fertigen Bild zu ermöglichen. Günstige Widerstandswerte liegen für diesen Zweck in der Regel im Bereich von 10³ bis 10⁸ Ohm.Furthermore, their surface should have a conductivity that is low enough on the one hand to prevent a short circuit between the sector magnet and the photoconductor roller, but on the other hand should be high enough especially for fast-working systems such as high-performance laser printers in order to build up a so-called conductive magnetic brush and thus also to enable sufficient large blackening (or other coloring; "solid area development") in the finished image. Favorable resistance values are usually in the range of 10³ to 10⁸ Ohm for this purpose.

Die Leitfähigkeit soll über lange Betriebszeiten des Carriers konstant bleiben, um den optimalen Arbeitsbereich der Magnetbürste aufrechtzuerhalten.The conductivity should remain constant over long operating times of the carrier in order to maintain the optimal working area of the magnetic brush.

Nicht zuletzt sollen die Carrierteilchen auch fließfähig sein und nicht im Entwicklervorratsgefäß verklumpen.Last but not least, the carrier particles should also be flowable and not clump in the developer reservoir.

Um diesen Anforderungen zu genügen, müssen die aus magnetischem Material bestehenden Carrierteilchen in der Regel beschichtet werden.In order to meet these requirements, the carrier particles consisting of magnetic material generally have to be coated.

In der EP-A-303 918 und der DE-A-41 40 900 sind metalloxidbeschichtete Carrier beschrieben, mit denen beliebige, vor allem auch hohe positive, Toneraufladungen ermöglicht werden. Jedoch weisen diese Carrier in Abhängigkeit von der für ausreichende Toneraufladung erforderlichen Dicke der jeweils aufgebrachten Metalloxidschicht insbesondere für schnelle Systeme häufig zu niedrige Leitfähigkeiten auf (Widerstandswerte von üblicherweise > 10⁸ Ohm).In EP-A-303 918 and DE-A-41 40 900 metal oxide coated carriers are described with which any, especially high, positive toner charges are made possible. However, depending on the thickness of the metal oxide layer applied in each case for sufficient toner charging, in particular for fast systems, the conductivities often have conductivities which are too low (resistance values of typically> 10⁸ ohms).

Aus den US-A-3 632 512 und 3 736 257 sind metallbeschichtete Carrier bekannt, die extrem hohe Leitfähigkeiten haben, mit denen aber die gewünschten Toneraufladungen nicht eingestellt werden können.Metal-coated carriers are known from US Pat. Nos. 3,632,512 and 3,736,257 which have extremely high conductivities, but with which the desired toner charges cannot be set.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Carrier für die Elektrophotographie bereitzustellen, die ein zufriedenstellendes Eigenschaftsprofil aufweisen.The object of the invention was therefore to provide carriers for electrophotography which have a satisfactory property profile.

Demgemäß wurden Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Metalloxid und mit Metall oder Magnetit beschichteten magnetischen Kernen gefunden.Accordingly, carriers for electrophotography have been found based on magnetic cores coated with metal oxide and with metal or magnetite.

Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung dieser Carrier durch Gasphasenbeschichtung bewegter Kernteilchen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Metalloxidschichten durch Hydrolyse flüchtiger Metallalkoholate oder -halogenide oder durch Oxidation von Metallcarbonylen oder -organylen und die Metallschichten durch inerte Gasphasenzersetzung von Metallcarbonylen oder -organylen aufbringt.In addition, a process for the production of these carriers by means of gas phase coating of moving core particles was found, which is characterized in that the metal oxide layers are passed through Hydrolysis of volatile metal alcoholates or halides or by oxidation of metal carbonyls or organyls and the metal layers by inert gas phase decomposition of metal carbonyls or organyls.

Zusätzlich wurde ein Verfahren zur Herstellung von eine innere Molybdän- und/oder Wolframschicht und eine äußere Molybdänoxid- und/oder Wolframoxidschicht aufweisenden Carriern gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die bewegten Kernteilchen zunächst durch inerte Gasphasenzersetzung von Molybdän- und/oder Wolframcarbonylen oder -arylen mit einer Metallschicht belegt und diese dann durch Erhitzen in einer oxidierenden Atmosphäre an der Oberfläche oxidiert.In addition, a process for the production of carriers having an inner molybdenum and / or tungsten layer and an outer molybdenum oxide and / or tungsten oxide layer has been found, which is characterized in that the moving core particles are initially reacted by inert gas phase decomposition of molybdenum and / or tungsten carbonyls or -arylene coated with a metal layer and then oxidized on the surface by heating in an oxidizing atmosphere.

Weiterhin wurden Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Molybdän und/oder Wolfram beschichteten magnetischen Kernen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die bewegten Kernteilchen durch inerte Gasphasenzersetzung von Molybdän- und/oder Wolframcarbonylen oder -arylen mit Molybdän und/oder Wolfram beschichtet.Furthermore, carriers for electrophotography on the basis of magnetic cores coated with molybdenum and / or tungsten and a process for their production were found, which is characterized in that the moving core particles by inert gas phase decomposition of molybdenum and / or tungsten carbonyls or -arylene coated with molybdenum and / or tungsten.

Nicht zuletzt wurde die Verwendung der genannten Carrier zur Herstellung von elektrophotographischen Zweikomponenten-Entwicklern gefunden.Last but not least, the use of the carriers mentioned was found for the production of two-component electrophotographic developers.

Die Kerne der erfindungsgemäßen Carrier können aus den üblichen weichmagnetischen Materialien wie Eisen, Stahl, Magnetit, Ferriten (beispielsweise Nickel/Zink-, Mangan/Zink- und Barium/Zinkferriten), Kobalt und Nickel oder aus hartmagnetischen Materialien wie BaFe₁₂O₁₉ oder SrFe₁₂O₁₉ bestehen und als kugelförmige oder unregelmäßig geformte Teilchen oder in Schwammform vorliegen. Weiterhin geeignet sind auch sog. Kompositcarrier, d.h., in Polymerharz eingebettete Teilchen dieser Metalle oder Metallverbindungen.The cores of the carriers according to the invention can consist of the usual soft magnetic materials such as iron, steel, magnetite, ferrites (for example nickel / zinc, manganese / zinc and barium / zinc ferrites), cobalt and nickel or of hard magnetic materials such as BaFe₁₂O₁₉ or SrFe₁₂O₁₉ and as spherical or irregularly shaped particles or in sponge form. So-called composite carriers, i.e. particles of these metals or metal compounds embedded in polymer resin, are also suitable.

Für die Metalloxidbeschichtung der erfindungsgemäßen Carrier sind solche Metalloxide bevorzugt, die sich aus der Gasphase durch Zersetzung geeigneter fluchtiger Metallverbindungen auf dem zu beschichtenden Substrat abscheiden lassen.For the metal oxide coating of the carriers according to the invention, preference is given to those metal oxides which can be deposited on the substrate to be coated from the gas phase by decomposing suitable volatile metal compounds.

Unter diesen sind Molybdanoxid (MoO₃), Wolframoxid (WO₃) und Zinnoxid (SnO₂) sowie deren Mischungen besonders bevorzugt, da sie hohe positive Aufladungen, wie sie für die meisten Laserdrucker erforderlich sind, auch von zu negativer Aufladung neigenden Polyesterharztonern ermöglichen, die aufgrund ihrer guten Fixiereigenschaften für hohe Kopiergeschwindigkeiten besonders geeignet sind.Among these, molybdenum oxide (MoO₃), tungsten oxide (WO₃) and tin oxide (SnO₂) and mixtures thereof are particularly preferred, since they enable high positive charges, as are required for most laser printers, also of negative-charging polyester resin toners, which due to their good fixing properties are particularly suitable for high copying speeds.

Die Dicke der Metalloxid enthaltenden Schicht beträgt je nach den gewünschten Anwendungseigenschaften (mehr oder weniger hohe Toneraufladung) im allgemeinen 1 bis 500 nm, vorzugsweise 5 bis 200 nm.The thickness of the layer containing metal oxide is generally 1 to 500 nm, preferably 5 to 200 nm, depending on the desired application properties (more or less high toner charge).

Auch für die erfindungsgemäße Metallbeschichtung sind insbesondere solche Metalle geeignet, die sich durch Gasphasenzersetzung entsprechender Ausgangsverbindungen abscheiden lassen.Also suitable for the metal coating according to the invention are in particular those metals which can be deposited by gas phase decomposition of corresponding starting compounds.

Als bevorzugte Beispiele seien Chrom, Mangan, Cobalt, Nickel, Zink, besonders Wolfram und Eisen und ganz besonders Molybdän genannt.Chromium, manganese, cobalt, nickel, zinc, especially tungsten and iron and very particularly molybdenum may be mentioned as preferred examples.

Die Dicke der Metall enthaltenden Schicht beträgt in Abhängigkeit von der gewünschten Leitfähigkeit der Carrier in der Regel 1 bis 500 nm, vorzugsweise 2 bis 50 nm.Depending on the desired conductivity of the carriers, the thickness of the metal-containing layer is generally 1 to 500 nm, preferably 2 to 50 nm.

Anstelle der Metalle können selbstverständlich auch leitfähigere Metalloxide wie Magnetit aufgebracht werden.Instead of the metals, more conductive metal oxides such as magnetite can of course also be applied.

Für die meisten Anwendungszwecke werden Carrier vorzuziehen sein, bei denen die Metalloxidschicht als innere Schicht und die Metall- oder Magnetitschicht als äußere Schicht vorliegt.Carriers in which the metal oxide layer is present as the inner layer and the metal or magnetite layer as the outer layer will be preferred for most applications.

Handelt es sich bei den Beschichtungen um Molybdän und Wolfram sowie ihre Oxide, so ist auch die umgekehrte Schichtabfolge möglich. Diese Carrier können sehr einfach hergestellt werden, indem man die aufgebrachte Metallschicht durch gezieltes Erhitzen (in der Regel 100 bis 800°C) in oxidierender Atmosphäre, vorzugsweise mit Sauerstoff, insbesondere in Form von Luft, in gewünschtem Ausmaß an der Oberfläche oxidiert.If the coatings are molybdenum and tungsten and their oxides, the reverse layer sequence is also possible. These carriers can be produced very simply by oxidizing the applied metal layer to the desired extent on the surface by targeted heating (generally 100 to 800 ° C.) in an oxidizing atmosphere, preferably with oxygen, in particular in the form of air.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der beschichteten Carrier werden die Metalloxidschichten und die Metallschichten (mit Ausnahme der oben genannten Variante) durch hydrolytische oder oxidative bzw. inerte Zersetzung flüchtiger Verbindungen der entsprechenden Metalle in der Gasphase auf die bewegten (fluidisierten) Carrierkerne aufgebracht ("chemical vapor deposition", CVD).In the production of the coated carriers according to the invention, the metal oxide layers and the metal layers (with the exception of the above-mentioned variant) are applied to the moving (fluidized) carrier cores by hydrolytic or oxidative or inert decomposition of volatile compounds of the corresponding metals ("chemical vapor deposition" ", CVD).

Geeignete Ausgangsverbindungen hierfür sind die Metallalkoholate, Metallhalogenide, Metallcarbonyle und Metallorganyle.Suitable starting compounds for this are the metal alcoholates, metal halides, metal carbonyls and metal organyls.

Als bevorzugte Verbindungen seien im einzelnen beispielhaft genannt: Chromcarbonyle, insbesondere Chromhexacarbonyl, auch Chromaryle wie Dibenzolchrom, Molybdäncarbonyle, insbesondere Molybdänhexacarbonyl, auch Molybdänaryle wie Dibenzolmolybdän, Wolframcarbonyle, insbesondere Wolframhexacarbonyl, auch Wolframaryle wie Dibenzolwolfram, Zinnhalogenide, insbesondere Zinntetrachlorid, vor allem Zinnorganyle wie Zinntetrabutyl, Eisencarbonyle, insbesondere Eisenpentacarbonyl, Cobaltcarbonyle, insbesondere Dicobaltoctacarbonyl, Nickelcarbonyle, insbesondere Nickeltetracarbonyl, Zinkdialkyle, insbesondere Zinkdiethyl, und Mangancarbonyle, insbesondere Dimangandecacarbonyl.The following are examples of preferred compounds: chromium carbonyls, in particular chromium hexacarbonyl, also chromaryls such as dibenzene chromium, molybdenum carbonyls, in particular molybdenum hexacarbonyl, also molybdenum aryls such as dibenzene molybdenum, also tungsten aryls such as zibenzene halotrimide, Iron carbonyls, especially iron pentacarbonyl, cobalt carbonyls, especially dicobalt octacarbonyl, nickel carbonyls, especially nickel tetracarbonyl, zinc dialkyls, especially zinc diethyl, and manganese carbonyls, especially dimanganecacarbonyl.

Als geeignete Zinnverbindungen sind vor allem auch Zinnorganyle zu nennen, die unter inerten Bedingungen im wesentlichen unzersetzt verdampfbar sind und sich in der Gasphase oxidativ, z.B. durch Reaktion mit Sauerstoff bzw. Luft oder anderen Sauerstoff/Inertgas-Gemischen, zu Zinndioxid zersetzen lassen, da sie eine besonders schonende Beschichtung der Carrierkerne ermöglichen.Suitable tin compounds include above all tin organyls, which are essentially non-decomposable under inert conditions and are oxidative in the gas phase, e.g. can be decomposed to tin dioxide by reaction with oxygen or air or other oxygen / inert gas mixtures, since they enable a particularly gentle coating of the carrier cores.

Besonders geeignet sind vor allem Verbindungen der Formel SnR₄, in der die Reste R gleich oder verschieden sind und Alkyl, Alkenyl oder Aryl bedeuten, also z.B. Zinntetraalkyle, Zinntetraalkenyle und Zinntetraaryle sowie gemischte Zinarylalkyle und Zinnalkylalkenyle.Particularly suitable are especially compounds of the formula SnR₄ in which the radicals R are identical or different and are alkyl, alkenyl or aryl, e.g. Tin tetraalkyls, tin tetraalkenyls and tin tetraaryls as well as mixed binary binary alkyls and tin alkylalkenyls.

Auf die Zahl der Kohlenstoffatome in den Alkyl-, Alkenyl- und Arylresten kommt es im Prinzip nicht an, bevorzugt sind jedoch solche Verbindungen, die bei Temperaturen bis zu etwa 200°C einen ausreichend hohen Dampfdruck aufweisen, um eine einfache Verdampfung zu gewährleisten.In principle, the number of carbon atoms in the alkyl, alkenyl and aryl radicals is irrelevant, but preference is given to those compounds which have a sufficiently high vapor pressure at temperatures up to about 200 ° C. to ensure easy evaporation.

Dementsprechend sind bei Zinnorganylen mit 4 gleichen Resten R insbesondere C₁-C₆-, vor allem C₁-C₄-Alkylreste, C₂-C₆-Alkenyl-, vor allem Allylreste, und Phenylreste bevorzugt.Accordingly, in the case of tin organyls with 4 identical radicals R, in particular C₁-C₆, especially C₁-C₄ alkyl, C₂-C₆ alkenyl, especially allyl, and phenyl are preferred.

Schließlich können auch zwei- oder mehrkernige Zinnorganyle, die beispielsweise über Sauerstoffatome verbrückt sein können, eingesetzt werden.Finally, bi- or polynuclear tin organyls, which can be bridged, for example, via oxygen atoms, can also be used.

Als Beispiele für geeignete zinnorganische Verbindungen seien Zinndiallyldibutyl, Zinntetraazyl, Zinntetra-n-propyl, Bis(tri-n-butylzinn)oxid und vor allem Zinntetra-n-butyl und Zinntetramethyl genannt.Examples of suitable organotin compounds are tin diallyldibutyl, tin tetraazyl, tin tetra-n-propyl, bis (tri-n-butyltin) oxide and especially tin tetra-n-butyl and tin tetramethyl.

Die Zersetzungtemperaturen betragen für die Zinnorganyle in der Regel 200 bis 1 000°C, bevorzugt 300 bis 500°C.The decomposition temperatures for the tin organyls are generally 200 to 1000 ° C., preferably 300 to 500 ° C.

Die Temperatur und auch die Sauerstoffmenge werden zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Oxidation der organischen Reste zu Kohlendioxid und Wasser vollständig ist und kein Kohlenstoff in die Zinndioxidschicht eingebaut wird. Wird nämlich weniger Sauerstoff eingeleitet als stöchiometrisch erforderlich ist, so wird in Abhängigkeit von der gewählten Temperatur entweder das Zinnorganyl nur teilweise zersetzt und kondensiert dann im Abgasbereich, oder es kommt zur Bildung von Ruß und anderen Zersetzungsprodukten.The temperature and also the amount of oxygen are expediently chosen so that the oxidation of the organic residues to carbon dioxide and water is complete and no carbon is incorporated into the tin dioxide layer. If less oxygen is introduced than is stoichiometrically required, depending on the temperature selected, either the tin organyl is only partially decomposed and then condenses in the exhaust gas area, or soot and other decomposition products are formed.

Weiterhin sollte der das Zinnorganyl enthaltende Verdampfergasstrom zweckmäßigerweise so eingestellt werden, daß das gasförmige Zinnorganyl nicht mehr als etwa 10 Vol.-% der Gesamtgasmenge im Reaktor ausmacht, um die Bildung von feinteiligem, partikulärem Zinndioxid zu vermeiden. Günstige Zinnorganylkonzentrationen im Trägerstrom selbst betragen üblicherweise ≦ 5 Vol.-%.Furthermore, the evaporator gas stream containing the tin organyl should expediently be set so that the gaseous tin organyl does not make up more than about 10% by volume of the total amount of gas in the reactor in order to avoid the formation of finely divided, particulate tin dioxide. Favorable tin organyl concentrations in the carrier stream itself are usually ≦ 5% by volume.

Die oxidative Zersetzung der Metallcarbonyle zu den entsprechenden Metalloxiden erfolgt vorzugsweise ebenfalls mit Sauerstoff bzw. Luft oder anderen Sauerstoff/Inertgas-Gemischen, wobei Reaktionstemperaturen von im allgemeinen 100 bis 400°C geeignet sind. Magnetithaltige Schichten werden in der Regel durch Zersetzung von Eisencarbonylen in Gegenwart von Wasserdampf aufgebracht.The oxidative decomposition of the metal carbonyls to the corresponding metal oxides preferably also takes place with oxygen or air or other oxygen / inert gas mixtures, reaction temperatures of generally 100 to 400 ° C. being suitable. Magnetite-containing layers are usually applied by decomposing iron carbonyls in the presence of water vapor.

Die Hydrolyse der Metallhalogenide oder -alkoholate mit Wasserdampf zur Bildung der Metalloxide wird üblicherweise bei 100 bis 600°C vorgenommen, wobei die Halogenide in der Regel die höheren Temperaturen erfordern.The hydrolysis of the metal halides or alcoholates with steam to form the metal oxides is usually carried out at 100 to 600 ° C., the halides generally requiring the higher temperatures.

Die Zersetzung der Metallcarbonyle und -organyle zur Abscheidung von Metallschichten wird unter einem Inertgas, wie vor allem Stickstoff, durchgeführt. Geeignete Zersetzungstemperaturen betragen im allgemeinen 100 bis 400°C für die Carbonyle und 150 bis 400°C für die Organyle.The decomposition of the metal carbonyls and organyls for the deposition of metal layers is carried out under an inert gas, such as especially nitrogen. Suitable decomposition temperatures are generally 100 to 400 ° C for the carbonyls and 150 to 400 ° C for the organyls.

Bei den hierfür geeigneten Zinkalkylen der Formel ZnR₂ kommt es auf die Zahl der Kohlenstoffatome in den Alkylresten im Prinzip nicht an, bevorzugt sind jedoch wieder solche Verbindungen, die bei Temperaturen bis zu 200°C einen ausreichend hohen Dampfdruck aufweisen. Dementsprechend sind insbesondere C₁-C₄-Alkylreste geeignet.In the case of the suitable zinc alkylenes of the formula ZnR₂, the number of carbon atoms in the alkyl radicals is in principle not important, but preference is again given to those compounds which have a sufficiently high vapor pressure at temperatures up to 200.degree. Accordingly, C₁-C₄ alkyl radicals are particularly suitable.

Auch der Abkühlvorgang nach beendeter Beschichtung sollte unter Inertgas erfolgen. Dennoch ist eine Passivierung der Oberfläche der Metallschicht, wobei ein Passivierungsfilm von üblicherweise < 2 nm Dicke gebildet wird, meist nicht auszuschließen. Im Fall einer äußeren Eisenschicht ist deren Passivierung zur Erhöhung der Stabilität sogar erwünscht, weshalb auch während des Abkühlens vorzugsweise Luft in den Reaktor eingeblasen wird.The cooling process after the coating has ended should also be carried out under inert gas. Nevertheless, a passivation of the surface of the metal layer, whereby a passivation film of usually <2 nm thickness is formed, cannot usually be ruled out. In the case In order to increase stability, an outer iron layer is even desired to be passivated, which is why air is preferably blown into the reactor even during cooling.

Als Reaktoren eignen sich für die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren feststehende oder sich drehende Rohre oder bewegte Mischaggregate, in denen sich ein bewegtes Festbett oder eine Wirbelschicht der zu beschichtenden Carrierkerne befindet. Die Bewegung der Carrierkerne kann durch Fluidisierung mit einem Gasstrom, durch Freifallmischung, durch Schwerkrafteinwirkung oder mit Hilfe von Rührorganen im Reaktor erfolgen.Suitable reactors for the production processes according to the invention are fixed or rotating tubes or moving mixing units in which there is a moving fixed bed or a fluidized bed of the carrier cores to be coated. The movement of the carrier cores can take place by fluidization with a gas stream, by free-fall mixing, by the action of gravity or with the aid of stirring elements in the reactor.

Verfahrenstechnisch geht man zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Die flüchtigen Metallverbindungen werden mit Hilfe eines inerten Trägergasstroms, z.B. Stickstoff oder Argon, aus einem Verdampfergefäß über eine Düse in den Reaktor überführt, in dem sich die auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhitzten und mit Inertgas fluidisierten Carrierkerne befinden. Die Metallverbindung wird im allgemeinen als Reinstoff im Verdampfergefäß vorgelegt, kann jedoch auch in Form einer Lösung in einem inerten, hochsiedenden (Siedepunkt etwa 180 bis 200°C) Lösungsmittel vorgelegt werden (z.B. 30 bis 50 gew.-%ige Zinkdiethyllösung in Petroleum).
In terms of process engineering, it is expedient to proceed as follows:
The volatile metal compounds are transferred with the aid of an inert carrier gas stream, for example nitrogen or argon, from an evaporator vessel through a nozzle into the reactor in which the carrier cores, which have been heated to the desired reaction temperature and are fluidized with inert gas, are located. The metal compound is generally introduced as a pure substance in the evaporator vessel, but can also be introduced in the form of a solution in an inert, high-boiling (boiling point about 180 to 200 ° C.) solvent (for example 30 to 50% by weight zinc diethyl solution in petroleum).

Soll eine Metalloxidschicht abgeschieden werden, dann wird das entsprechende Reaktionsgas - entweder Sauerstoff oder Wasserstoff - vorzugsweise ebenfalls mit Hilfe eines inerten Trägergases wie Stickstoff, über eine getrennte Zuleitung zugeführt.If a metal oxide layer is to be deposited, then the corresponding reaction gas - either oxygen or hydrogen - is preferably also supplied with the aid of an inert carrier gas such as nitrogen via a separate feed line.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen, eine innere Metalloxid enthaltende Schicht und eine äußere Metall enthaltende Schicht aufweisenden Carrier kann die Metallabscheidung direkt an die Metalloxidabscheidung angeschlossen werden, wobei selbstverständlich zuerst die Zufuhr des Reaktionsgases abzustellen ist und gegebenenfalls die Verdampfervorlage auszutauschen ist und die Temperatur zu regeln ist.In the production of the carrier according to the invention, which has an inner metal oxide layer and an outer metal layer, the metal deposition can be connected directly to the metal oxide deposition, of course first the supply of the reaction gas has to be switched off and, if necessary, the evaporator template has to be replaced and the temperature has to be regulated .

Bei der Herstellung der ebenfalls erfindungsgemäßen, eine innere Molybdän- und/oder Wolframschicht und eine äußere, im wesentlichen aus den Oxiden dieser Metalle bestehende Schicht aufweisenden Carrier kann die Oxidschicht ebenfalls direkt an die Metallabscheidung unter Zuführung von Sauerstoff/Inertgas-Gemischen, gegebenenfalls nach Regulierung der Temperatur, gebildet werden.In the production of the carriers, which also have an inner molybdenum and / or tungsten layer and an outer layer which essentially consists of the oxides of these metals, the oxide layer can also be passed directly to the metal deposition with addition of oxygen / inert gas mixtures, if necessary after regulation the temperature.

Bei der CVD-Beschichtung sollte die Konzentration der verdampften Metallverbindung (sowie der Reaktionsgase) im Trägergas vorzugsweise ≦ 5 Vol.-% betragen, um eine gleichmäßige Beschichtung des Carriers zu gewährleisten. Die Verdampfungsraten und die Reaktionstemperaturen sollten, wie bereits oben für die Zinnorganyle beschrieben, ebenfalls so gewahlt werden, daß eine möglichst vollständige Umsetzung stattfindet und kein feinteiliges Metalloxid oder Metall gebildet wird, das mit dem Abgasstrom ausgetragen würde.With the CVD coating, the concentration of the vaporized metal compound (as well as the reaction gases) in the carrier gas should preferably be ≦ 5% by volume in order to ensure a uniform coating of the carrier. The evaporation rates and the reaction temperatures should, as already described above for the tin organyls, also be chosen in such a way that the most complete possible conversion takes place and no finely divided metal oxide or metal is formed which would be discharged with the exhaust gas stream.

Die Dicke der gebildeten Schichten hängt naturgemäß von der zugeführten Menge an Metallverbindung ab und kann damit über die Beschichtungsdauer gesteuert werden. Es können sowohl sehr dünne als auch sehr dicke Schichten aufgebracht werden.The thickness of the layers formed naturally depends on the amount of metal compound supplied and can thus be controlled over the duration of the coating. Both very thin and very thick layers can be applied.

Die Beschichtung der Carrier über die Gasphasenzersetzung entsprechender Metallverbindungen ist die bevorzugte Vorgehensweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Carrier. Prinzipiell können die Metalloxidschichten aber auch durch Auffällen des Metalloxids oder -hydroxids aus einer wäßrigen Metallsalzlösung oder aus einem organischen Lösungsmittel und anschließende Temperaturbehandlung und die Metallschichten durch stromlose, chemische Metallabscheidung aufgebracht werden.The coating of the carriers via the gas phase decomposition of corresponding metal compounds is the preferred procedure for producing the carriers according to the invention. In principle, however, the metal oxide layers can also be applied by precipitation of the metal oxide or hydroxide from an aqueous metal salt solution or from an organic solvent and subsequent heat treatment, and the metal layers can be applied by electroless chemical metal deposition.

Die erfindungsgemäßen Carrier weisen homogene, abrasionsfeste Metalloxid- und Metallschichten und eine Oberflächenleitfähigkeit im gewünschten Bereich (etwa 10³ bis 10⁸ Ohm Widerstand) auf. Außerdem haben sie hohe Lebensdauern und können daher insgesamt vorteilhaft mit den handelsüblichen Tonern zur Herstellung von elektrophotographischen Zweikomponenten-Entwicklern eingesetzt werden, wobei die sich durch hohe positive Toneraufladungen auszeichnenden, mit Molybdän-, Wolfram- und/oder Zinnoxid beschichteten Carrier besonders hervorgehoben werden sollen.The carriers according to the invention have homogeneous, abrasion-resistant metal oxide and metal layers and a surface conductivity in the desired range (about 10³ to 10⁸ ohm resistance). In addition, they have long lifetimes and can therefore be used overall advantageously with the commercially available toners for the production of electrophotographic two-component developers, the carriers which are distinguished by high positive toner charges and are coated with molybdenum, tungsten and / or tin oxide being particularly emphasized.

BeispieleExamples Herstellung und Prüfung von erfindungsgemäßen CarriernProduction and testing of carriers according to the invention

Die erfindungsgemäße Beschichtung der Carrierkerne wurde in einem elektrisch beheizten Wirbelschichtreaktor von 150 mm Innendurchmesser und 130 cm Höhe mit Zyklon und Carrierrückführung vorgenommen.The coating of the carrier cores according to the invention was carried out in an electrically heated fluidized bed reactor with an inner diameter of 150 mm and a height of 130 cm with cyclone and carrier return.

Zur Untersuchung der beschichteten Carrier wurde deren elektrischer Widerstand sowie die elektrostatische Aufladbarkeit eines Toners bestimmt.To examine the coated carriers, their electrical resistance and the electrostatic chargeability of a toner were determined.

Der elektrische Widerstand der Carrier wurde mit dem C-Meter von PES-Laboratorium (Dr. R. Epping, Neufahrn) gemessen. Dazu wurden die Carrierteilchen 30 s in einem Magnetfeld von 600 Gauß bei einer Spannung Uo von 10 V bewegt. Die Kapazität C betrug dabei standardmäßig 1 nF, bei Widerständen < 10⁷ Ohm wurden Kondensatoren mit Kapazitäten von 10 oder 100 nF eingeschaltet.The electrical resistance of the carriers was measured using the C-meter from the PES laboratory (Dr. R. Epping, Neufahrn). For this purpose, the carrier particles were moved in a magnetic field of 600 Gauss at a voltage U o of 10 V for 30 s. The capacitance C was 1 nF as standard, capacitors with capacitances of 10 or 100 nF were switched on with resistors <10⁷ Ohm.

Der Widerstand R kann nach der folgenden Formel aus dem zeitlichen Spannungsabfall nach dem Abstellen des angelegten elektrischen Feldes berechnet werden: R = t/[C(ln(U o /U)]

Figure imgb0001
Dabei bedeuten:

R:
Widerstand [Ohm];
t:
Zeit der Messung [s];
C:
Kapazität [F];
Uo:
Spannung zu Beginn der Messung [V];
U:
Spannung am Ende der Messung [V].
The resistance R can be calculated according to the following formula from the voltage drop over time after the applied electrical field has been switched off: R = t / [C (ln (U O / U)]
Figure imgb0001
Here mean:
R:
Resistance [ohm];
t:
Time of measurement [s];
C:
Capacity [F];
U o :
Voltage at the beginning of the measurement [V];
U:
Voltage at the end of the measurement [V].

Der Widerstand R wird dabei normalerweise in logarithmierten Werten angegeben (log R [log Ohm]).The resistance R is usually specified in logarithmic values (log R [log ohms]).

Zur Bestimmung der elektrostatischen Aufladbarkeit wurden die Carrier mit einem für kommerzielle Laserdrucker geeigneten Polyesterharztoner (vernetztes Furmarsäure/propoxyliertes Bisphenol A-Harz mit einer mittleren Teilchengröße von 11 µm und einer Teilchengrößenverteilung von 6 bis 17 µm) jeweils im Gewichtsverhältnis 97 : 3 gemischt und zur Aktivierung in einem 30 ml Glasgefäß 10 min in einem Taumelmischer bei 200 U/min durchmischt.To determine the electrostatic chargeability, the carriers were mixed with a polyester resin toner suitable for commercial laser printers (crosslinked fumaric acid / propoxylated bisphenol A resin with an average particle size of 11 μm and a particle size distribution of 6 to 17 μm) in a weight ratio of 97: 3 and for activation in a 30 ml glass jar for 10 min in a tumble mixer at 200 rpm.

Jeweils 2,5 g des so hergestellten Entwicklers wurden in eine mit einem Elektrometer gekoppelte Hard-blow-off-Zelle (Q/M-Meter von PES-Laboratorium, Dr. R. Epping, Neufahrn), in die Siebe der Maschenweite 32 µm eingesetzt waren, eingewogen. Durch Ausblasen mit einem kräftigen Luftstrom (ca. 3000 cm³/min) und gleichzeitiges Absaugen wurde das Tonerpulver nahezu vollständig entfernt, während die Carrierteilchen durch die Siebe in der Meßzelle zurückgehalten wurden.2.5 g of the developer produced in this way were placed in a hard blow-off cell coupled to an electrometer (Q / M meter from the PES laboratory, Dr. R. Epping, Neufahrn), into the sieves with a mesh size of 32 μm were inserted, weighed. The toner powder was almost completely removed by blowing out with a strong air flow (approx. 3000 cm³ / min) and simultaneously sucking off, while the carrier particles were retained in the measuring cell by the sieves.

Dann wurde die durch Ladungstrennung entstandene Spannung am Elektrometer abgelesen und daraus die Aufladung des Carriers ermittelt (Q = C·U, C = 1 nF), die der Aufladung des Toners mit umgekehrtem Vorzeichen entspricht, und durch Zurückwägung der Meßzelle auf das Gewicht des ausgeblasenen Toners bezogen und so dessen elektrostatische Aufladung Q/m [µC/g] bestimmt.Then the voltage generated by charge separation was read on the electrometer and from this the charge of the carrier was determined (Q = C · U, C = 1 nF), which corresponds to the charge of the toner with the opposite sign, and by weighing the measuring cell back to the weight of the blown out Toner obtained and thus its electrostatic charge Q / m [µC / g] determined.

Beispiel 1example 1

4 kg eines schwammförmigen Stahlcarriers der mittleren Teilchengröße 40 bis 120 µm (Typ XCS 40-120 NOD der Fa. Höganäs, Schweden) wurden im Wirbelschichtreaktor unter Fluidisierung mit 1 800 l/h Stickstoff auf 350°C aufgeheizt.4 kg of a sponge-shaped steel carrier with an average particle size of 40 to 120 μm (type XCS 40-120 NOD from Höganäs, Sweden) were heated to 350 ° C. in a fluidized bed reactor with fluidization using 1,800 l / h nitrogen.

148 g (100 ml) Zinntetrabutyl wurden mit Hilfe eines Stickstoffstroms von 400 l/h aus einem auf 125°C erhitzten, vorgeschalteten Verdampfergefäß in 11 h in den Reaktor überführt.148 g (100 ml) of tin tetrabutyl were transferred into the reactor in 11 h using a 400 l / h nitrogen stream from an upstream evaporator vessel heated to 125 ° C.

Gleichzeitig wurden 400 l/h Luft zur Oxidation über das Wirbelgas in den Reaktor geleitet.At the same time, 400 l / h of air were passed into the reactor for oxidation via the fluidizing gas.

Der erhaltene zinndioxidbeschichtete Carrier wurde anschließend unter Fluidisierung mit Stickstoff im Reaktor auf 200°C abgekühlt.The tin dioxide-coated carrier obtained was then cooled to 200 ° C. in the reactor with fluidization with nitrogen.

Dann wurden 30 ml Eisenpentacarbonyl mit Hilfe eines Stickstoffstroms von 100 l/h aus einem auf 22°C temperierten Verdampfergefäß in 4 h in den Reaktor überführt.Then 30 ml of iron pentacarbonyl were transferred into the reactor in 4 h with the aid of a nitrogen stream of 100 l / h from an evaporator vessel at a temperature of 22 ° C.

Nach Abschluß der Eisenbeschichtung wurde der Carrier unter weiterem Fluidisieren auf 80°C abgekühlt. Dann wurde 30 min ein Luftstrom von 200 l/h zur Passivierung der Eisenoberfläche in den Reaktor eingeführt.After the iron coating had been completed, the carrier was cooled to 80 ° C. with further fluidization. An air flow of 200 l / h was then introduced into the reactor for passivation of the iron surface for 30 minutes.

Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der beschichtete Carrier entnommen.After cooling to room temperature, the coated carrier was removed.

Mittels Atomabsorptionsspektroskopie wurde ein Zinngehalt des Carriers von 0,7 Gew.-% ermittelt.A tin content of the carrier of 0.7% by weight was determined by means of atomic absorption spectroscopy.

Bei der weiteren Untersuchung des Carriers wurden folgende Widerstands- und Aufladungswerte ermittelt: log R[log Ohm] Q/m [µC/g] Rohcarrier/SnO₂/Fe 6,0 + 4,0 Rohcarrier/SnO₂ (z.Vgl.) 9,53 + 5,0 Rohcarrier (z.Vgl.) < 3,0 (außerhalb des Meßbereichs) - 2,5 During the further investigation of the carrier, the following resistance and charge values were determined: log R [log ohm] Q / m [µC / g] Raw carrier / SnO₂ / Fe 6.0 + 4.0 Rohcarrier / SnO₂ (compare) 9.53 + 5.0 Raw carrier (see comparison) <3.0 (outside the measuring range) - 2.5

Beispiel 2Example 2

4 kg eines irregulär geformten Eisenpulvers mit mittleren Teilchengrößen von 60 bis 150 µm (Steel Powder, Fa. Höganäs, Schweden) wurden im Wirbelschichtreaktor unter Fluidisierung mit 1 800 l/h Stickstoff auf 220°C aufgeheizt.4 kg of an irregularly shaped iron powder with average particle sizes of 60 to 150 μm (Steel Powder, Höganäs, Sweden) were heated to 220 ° C. in a fluidized bed reactor with fluidization using 1,800 l / h nitrogen.

30 g Molybdänhexacarbonyl wurden mit Hilfe eines Stickstoffstroms von 400 l/h aus einem auf 60°C erhitzten Verdampfergefäß in 3 h in den Reaktor überführt.30 g of molybdenum hexacarbonyl were transferred into the reactor in 3 hours with the aid of a nitrogen flow of 400 l / h from an evaporator vessel heated to 60 ° C.

Gleichzeitig wurden 400 l/h Luft zur Oxidation über das Wirbelgas in den Reaktor geleitet.At the same time, 400 l / h of air were passed into the reactor for oxidation via the fluidizing gas.

Der erhaltene molybdänoxidbeschichtete Carrier wurde anschließend durch Zufuhr von weiteren 5 g Molybdänhexacarbonyl in 400 l/h Stickstoff aus dem jetzt auf 50°C temperierten Verdampfergefäß und dessen inerte Zersetzung bei 220°C in 1 h zusätzlich mit metallischem Molybdän beschichtet.The molybdenum oxide-coated carrier obtained was then additionally coated with metallic molybdenum by supplying a further 5 g of molybdenum hexacarbonyl in 400 l / h of nitrogen from the evaporator vessel now heated to 50 ° C. and its inert decomposition at 220 ° C. in 1 h.

Der unter Stickstoff auf Raumtemperatur abgekühlte und entnommene Carrier hatte einen Molybdängehalt von 0,2 Gew.-% (AAS).The carrier, cooled and removed under nitrogen to room temperature, had a molybdenum content of 0.2% by weight (AAS).

Widerstands- und Aufladungswerte: log R[log Ohm] Q/m [µC/g] Rohcarrier/MoO₃/Mo 5,69 + 16,6 Rohcarrier/MoO₃ (z.Vgl.) 9,10 + 22,6 Rohcarrier (z.Vgl.) 8,50 + 3,8 Resistance and charge values: log R [log ohm] Q / m [µC / g] Rohcarrier / MoO₃ / Mo 5.69 + 16.6 Rohcarrier / MoO₃ (see comparison) 9.10 + 22.6 Raw carrier (see comparison) 8.50 + 3.8

Beispiel 3Example 3

  • a) 3 kg des Rohcarriers aus Beispiel 2 wurden im Wirbelschichtreaktor unter Fluidisierung mit 1 800 l/h Stickstoff auf 230°C aufgeheizt.
    75 g Molybdänhexacarbonyl wurden mit Hilfe eines Stickstoffstroms von 400 l/h aus einem auf 60°C erhitzten Verdampfergefäß in 5 h in den Reaktor überführt und dort inert zersetzt.
    Der erhaltene molybdänbeschichtete Carrier wurde nach Abkühlen unter Stickstoff entnommen.
    a) 3 kg of the raw carrier from Example 2 were heated to 230 ° C. in a fluidized bed reactor with fluidization using 1,800 l / h of nitrogen.
    75 g of molybdenum hexacarbonyl were transferred with the aid of a nitrogen stream of 400 l / h from an evaporator vessel heated to 60 ° C. into the reactor in 5 h and were inertly decomposed there.
    The molybdenum-coated carrier obtained was removed after cooling under nitrogen.
  • b) Jeweils 500 g des molybdänbeschichteten Carriers wurden in einem Drehkugelofen unter Bewegung und einem Luftzutritt von 100 l/h je 1 h bei 1) 100°C, 2) 200°C oder 3) 300°C getempert.b) 500 g of the molybdenum-coated carrier were annealed in a rotary ball oven with movement and an air inlet of 100 l / h for 1 hour at 1) 100 ° C., 2) 200 ° C. or 3) 300 ° C.

Die nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur entnommenen, molybdän- und molybdänoxidbeschichteten Carrier b₁) - b₃) hatten wie der nur molybdänbeschichtete Carrier a) einen Molybdängehalt von 0,7 Gew.-%.The removed after cooling to room temperature, molybdenum and molybdenum oxide-coated carriers b₁) - b₃), like the only molybdenum-coated carrier a), had a molybdenum content of 0.7% by weight.

Widerstands- und Aufladungswerte: log R[log Ohm] Q/m [µC/g] a) Rohcarrier/Mo < 3,00 + 24,0 b₁) Rohcarrier/Mo/MoO₃ 4,73 + 21,1 b₂) Rohcarrier/Mo/MoO₃ 6,92 + 23,1 b₃) Rohcarrier/Mo/MoO₃ 9,02 + 20,6 Rohcarrier 8,50 + 3,8 Resistance and charge values: log R [log ohm] Q / m [µC / g] a) Rohcarrier / Mo <3.00 + 24.0 b₁) Rohcarrier / Mo / MoO₃ 4.73 + 21.1 b₂) Rohcarrier / Mo / MoO₃ 6.92 + 23.1 b₃) Rohcarrier / Mo / MoO₃ 9.02 + 20.6 Raw carrier 8.50 + 3.8

Claims (10)

Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Metalloxid und mit Metall oder Magnetit beschichteten magnetischen Kernen.Carrier for electrophotography based on magnetic cores coated with metal oxide and with metal or magnetite. Carrier nach Anspruch 1, bei denen die Carrierkerne mit A) einer ersten, Metalloxid enthaltenden Schicht und B) einer zweiten, Metall oder Magnetit enthaltenden Schicht belegt sind. Carrier according to claim 1, wherein the carrier cores with A) a first layer containing metal oxide and B) a second layer containing metal or magnetite is covered. Carrier nach Anspruch 1 oder 2, bei denen die Metalloxidschicht Molybdänoxid, Wolframoxid und/oder Zinnoxid enthält.Carrier according to claim 1 or 2, wherein the metal oxide layer contains molybdenum oxide, tungsten oxide and / or tin oxide. Carrier nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei denen die Metallschicht Eisen, Cobalt, Nickel, Chrom, Molybdän, Wolfram, Zink und/oder Mangan enthält.Carrier according to claims 1 to 3, in which the metal layer contains iron, cobalt, nickel, chromium, molybdenum, tungsten, zinc and / or manganese. Carrier nach Anspruch 1, bei denen die Carrierkerne mit einer inneren, Molybdän und/oder Wolfram enthaltenden Schicht und einer äußeren, Molybdänoxid und/oder Wolframoxid enthaltenden Schicht belegt sind.The carrier of claim 1, wherein the carrier cores are coated with an inner layer containing molybdenum and / or tungsten and an outer layer containing molybdenum oxide and / or tungsten oxide. Carrier für die Elektrophotographie auf der Basis von mit Molybdän und/oder Wolfram beschichteten magnetischen Kernen.Carrier for electrophotography based on magnetic cores coated with molybdenum and / or tungsten. Verfahren zur Herstellung von Carriern gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 durch Gasphasenbeschichtung bewegter Kernteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloxidschichten durch Hydrolyse flüchtiger Metallalkoholate oder -halogenide oder durch Oxidation von Metallcarbonylen oder -organylen und die Metallschichten durch inerte Gasphasenzersetzung von Metallcarbonylen oder -organylen aufbringt.Process for the production of carriers according to Claims 1 to 5 of core particles moved by gas phase coating, characterized in that the metal oxide layers are applied by hydrolysis of volatile metal alcoholates or halides or by oxidation of metal carbonyls or organyls and the metal layers by inert gas phase decomposition of metal carbonyls or organyls . Verfahren zur Herstellung von Carriern gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die bewegten Kernteilchen zunächst durch inerte Gasphasenzersetzung von Molybdän- und/oder Wolframcarbonylen oder -arylen mit einer Metallschicht belegt und diese dann durch Erhitzen in einer oxidierenden Atmosphäre an der Oberfläche oxidiert.Process for the production of carriers according to claim 5, characterized in that the moving core particles are first coated with a metal layer by inert gas phase decomposition of molybdenum and / or tungsten carbonyls or aryls and then oxidized on the surface by heating in an oxidizing atmosphere. Verfahren zur Herstellung von Carriern gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die bewegten Kernteilchen durch inerte Gasphasenzersetzung von Molybdän- und/oder Wolframcarbonylen oder -arylen mit Molybdän und/oder Wolfram beschichtet.Process for the production of carriers according to claim 6, characterized in that the moving core particles are coated with molybdenum and / or tungsten by inert gas phase decomposition of molybdenum and / or tungsten carbonyls or -arylene. Verwendung von Carriern gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von elektrophotographischen Zweikomponenten-Entwicklern.Use of carriers according to claims 1 to 6 for the production of electrophotographic two-component developers.
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