Elektrostatographischer Toner und dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrostatographische Toner sowie deren Verwendung.
Die Elektrostatographie wird vielleicht am besten am Beispiel des Verfahrens der Xerographie erläutert, wie dies in der US-Patentschrift 2 297 691 erstmals von C. F. Carlson klar gelegt wurde. Bei diesem Verfahren wird ein lichtelektrischer Widerstand zuerst über seine gesamte Oberfläche mit einer einheitlichen elektrostatischen Ladung versehen und er wird dann einem Bild aktivierender elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, wobei die Ladung an den belichteten Stellen des lichtelektrischen Widerstands selektiv verschwindet, während die Ladung an den nicht belichteten Stellen zurück gehalten wird, so dass sich ein latentes elektrostatisches Bild ausbildet. Dieses latente Bild wird dann entwickelt oder durch die Abscheidung von fein verteilten elektroskopischen Markierungsmaterialien sichtbar gemacht die in der Technik als Toner bezeichnet werden.
Diese Markierungsmaterialien scheiden sich an der Oberfläche des lichtelektrischen Widerstands ab, so dass das Markierungsmaterial ein Muster bildet, das dem latenten elektrostatischen Bild entspricht. Dieses sichtbare Bild kann dann auf verschiedene Arten verwendet werden. Beispielsweise kann das Bild direkt auf der photoelektrischen Sperrschicht in situ betrachtet werden, auf der photoelektrischen Sperrschicht fest gehalten werden oder auf eine zweite Oberfläche, beispielsweise ein Papierblatt übertragen und auf dieser Bahn wie gewünscht fixiert werden.
Im allgemeinen ist die Auswahl der Ma terialien dadurch vorherbestimmt, ob das Material der lichtelektrischen Sperrschicht wieder verwendet werden kann, wie dies bei amorphem Selen der Fall ist, oder nicht wieder verwendet werden kann, wie dies bei fein verteiltem Zinkoxyd in Kombination mit Bindemittelfilmen oder Bindemittelplatten der Fall ist.
Da die Fixierung im allgemeinen durch Hitzeschmelzung der einzelnen Teilchen oder durch Zusammenbringen dieser Teilchen mit einer Flüssigkeit oder einem Dampf eines Materials erreicht wird, das mindestens teilweise ein Lösungsmittel für eine Komponente der Partikeln darstellt, enthalten die Partikeln im allgemeinen eine harzartige Komponente, beispielsweise ein Polymeres in Kombination mit einem Färbemittel, beispielsweise einem Farbstoff, einem Pigment, oder einer Kombination aus Farbstoff und Pigment.
Obwohl in dem ursprünglichen Carlson-Patent die Entwicklung eines elektrostatischen Bildes durch blosses Bestäuben mit verschiedenen Pudern, beispielsweise Bärlappsporn, Kopal-Gummen, gepulverten Farben und ähnlichem erreicht wird, wurden andere Entwicklungsverfahren bisher vorgeschlagen, um eine effektivere und raschere Entwicklung zu gewährleisten. Einige dieser Verfahrens arten umfassen die Bürstenentwicklung, wie sie in der USA-Patentschrift 3 015 305 von Hall beschrieben wird, das Puderwolkenverfahren, wie es in der USA-Patentschrift 2 918 900 von Carlson erläutert wird, die Schleifenentwicklung (loop development) wie sie in der USA-Patentschrift 2 761 416 von Carlson beschrieben wird und die Geberentwicklung (donor development), wie sie in der USA-Patentschrift 2 895 847 von Mayo erläutert wird.
Jedoch ist wahrscheinlich die wirtschaftlich am meisten angewandte Xerngraphieent wicklungstechnik das als Cascadenentwicklung bekannte Verfahren, das in der USA-Patentschrift 2 618 552 von Wise beschrieben ist. Eine für allgemeine Bürozwecke geeignete Kopiermaschine, die dieses Entwicklungsverfahren aufweist, ist in der USA-Patentschrift 3 099 943 beschrieben. Da das Cascadenverfahren im allgemeinen in einer käuflichen Vorrichtung durchgeführt wird, ist in einem Trog oder in einem Sammelbehälter eine Entwicklermischung vorgesehen, die aus relativ grossen Trägerkörnern zusammengesetzt ist, von welchen jedes eine Vielzahl von viel kleineren Tonerteilchen aus einer Oberfläche elektrostatisch haftend trägt.
Kleine Becher auf einem endlosen Förderband befördern diese Ent wicklemlischung aus dem Vorratsbehälter und verdrängen diese an eine Stelle über dem latenten elektrostatischen Bild auf der xerographischen Platte und lassen sie über die Platte so hinunterfallen, dass sich Cascaden ausbilden oder dass die Mischung durch die Schwerkraft über die bildtragende Oberfläche hinunterrieselt. Bei diesem Vorgang nimmt das latente elektrostatische Bild Tonerteilchen von den Trägerkörnern auf und diese haften an dem latenten Bild, so dass dieses entwickelt wird.
Die Trägerkörner kommen dann zusammen mit den ungebrauchten Tonerteilchen in den Vorratsbehälter zurück und sie werden so in das Entwicklungssystem zurückgeführt. Geringe Mengen des Toners werden in gewissen Abständen zu der Mischung zugeführt, um den durch die Entwicklung entfernten Toner wieder zu ersetzen. Dieses Verfahren wird dann bei jeder Kopie, die der Apparat liefert, wiederholt und es wird gewöhnlich mehrere 1000 Male während der Verwendbarkeit des Entwicklers wiederholt.
Bei diesem Entwicklungsverfahren wird, wie aus dem oben Beschriebenen ersichtlich ist und wie es auch bei anderen Entwicklungsverfahren der Fall ist, der Toner einer mechanischen Abnutzung unterworfen, die dazu neigt, die Teilchen zu staubfeinen Teilchen zu zerbrechen oder Filme auf der xerographischen Trommel oder den Trägerteilchen auszubilden oder die Partikeln zusammenhaften lässt. Dies tritt natürlich auf Grund der Scherungskräfte und Stosskräfte auf, die beim Fallen des Entwicklers auf die xerographische Platte und bei der Bewegung des Becherverteilers durch den Sammelbehälter, der das Entwicklermaterial enthält, auf.
Auf Grund der mechanischen Abnützung, der der Toner ausgesetzt ist, wenn er bei den verschiedenen Entwicklungsvorgängen verwendet wird, ist es wünschenswert, ein zähes Material mit hohem Molekulargewicht zu haben, das diesen auftretenden Kräften widerstehen kann. Andererseits ist es wünschenswert, ein Material niederen Molekulargewichts zu haben, so dass es durch Wärme leichter bei tieferen Temperaturen gesintert werden kann als dies bei einem Material mit höherem Molekulargewicht erreicht werden kann. Die gleichen Widersprüche bezüglich der benötigten Materialeigenschaften bestehen auch bei dem Herstellungsverfahren für den Toner.
Beispielsweise werden bei einer üblichen Herstellungsweise für den Toner das Harz und die Färbebestandteile in geeigneten Anteilen ausgemessen und dann zu einer zusammenhängenden Masse mastifiziert und erhitzt und dann auf einer Gummimühle (rubber mill) weiter gemischt und sodann gekühlt, zerstossen oder durch Nassmahlen oder ähnliches zu noch geringerer Teilchengrösse zerkleinert. Natürlich ist es sehr wichtig, dass Homogenität bei den Komponenten der Mischung erreicht wird, so dass die kleinen Tonerteilchen, die schliesslich erhalten werden, im wesentlichen gleichartig sind und nicht einige Teilchen im wesentlichen das gesamte Färbemittel oder alle eines oder das andere der Harze enthalten.
Das Ausmass der Homogenität des bei einer Mischung erreicht werden kann, ist abhängig von den Arbeitsbedingungen und den Scherkräften, die auf das System während der Mischung einwirken und diese sind wieder in erster Linie von dem Molekulargewicht der Polymerkomponenten der Mischung abhängig. Je höher das Molekulargewicht dieser Komponenten ist, umso grösser ist das Ausmass der Scherkräfte der Verformung, die bei diesem System auftreten kann. Aus diesem Grund sind vom Gesichtspunkt des Mischens her Polymere mit hohem Molekulargewicht besonders wünschenswert.
Andererseits hat es sich herausgestellt, dass bei dem endgültigen Nassmahlverfahren Polymere mit niederem Molekulargewicht besonders wünschenswert sind, da diese das grösste Ausmass an Brüchigkeit aufweisen, so dass die Verringerung der Teilchengrösse billig und schnell durchgeführt werden kann, während es sich bei einigen Extremfällen herausgestellt hat, dass bei den Polymeren hohen Molekulargewichts in manchen Mahivorrichtungen oder bei anderen Umständen überhaupt keine Verringerung der Teilchengrösse auftritt oder dass diese nur sehr langsam und mit grossem Kraftaufwand zu erreichen ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, elektrostatische Entwickler hoher Qualität herzustellen, die scharfe und hoch aufgelöste Bilder liefern.
Ziel der Erfindung war es ferner, elektrostatographische Toner zu entwickeln, die ausserordentliche Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Abnützung während des Entwicklungsvorganges besitzen.
Ausserdem sollen diese elektrostatographischen Toner auf Papier oder anderen Substraten rasch und bei niedriger Temperatur gesintert werden können. Ferner soll ein elektrostatographischer Toner hergestellt werden, dessen Komponenten leicht und sehr homogen gemischt werden können.
Es wurde ferner angestrebt, einen elektrostatographischen Toner herzustellen, der ausreichend brüchig ist, so dass er leicht und rasch bei relativ geringem Kraftaufwand während des Herstellungsverfahrens zerkleinert werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein neues Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen elektrostatographischen Toner.
Ausserdem betrifft die Erfindung eine neue und verbesserte Verwendungsweise für diese elektrostatischen Toner, bei welcher die Kraftlinien des elektrostatischen Feldes zur Einstellung und Abscheidung der fein verteilten Markierungsmaterialien an der Oberfläche herangezogen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein elelitrostatogra- phischer Toner, der sich dadurch auszeichnet, dass er ein Harz enthält, wobei das Harz entweder eine molekular disperse Mischung aus mindestens 2 harzartigen Materialien oder eine Mischung von mindestens zwei harzartigen Materialien, bei welcher Polymereinheiten der verschiedenen harzartigen Materialien chemisch miteinander verbunden sind, ist und wobei die beiden harzartigen Materialien in der Mischung ihre Glastemperatur unverändert beibehalten und das eine harzartige Material eine Glastemperatur aufweist, die über 20 C liegt und das andere Harz eine Glastemperatur besitzt, die mindestens 50 C unter der Glastemperatur des ersten Materials liegt.
Vorzugsweise enthält der erfindungsgemässe elektrostatographische Toner ausserdem einen Farbstoff in einer Menge von bis zu 25 Gew.-O/o, bezogen auf das Gewicht des Toners. Ferner ist jedes der harzartigen Materialien mit Vorteil in einer Menge von mindestens 10 Gew.-O/o bezogen auf das Gewicht der Harzmischung, anwesend.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die erfindungsgemässe Verwendung des elektrostatographi schen Toners zur Durchführung eines Bildreproduktionsverfahrens.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen elektrostatischen Toners ist, dass seine harzartigen Bestandteile entweder aus einer molekular dispersen Mischung mindestens zweier Harze oder aus einer Mischung mindestens zweier Harze, bei der chemische Bindungen zwischen den verschiedenen harzartigen Ma terialien vorliegen, ist, wobei jedoch die Forderung erfüllt sein muss, dass sowohl im Falle der bisherigen Mischung als auch im Falle des vorliegend von chemischen Bindungen zwischen den beiden Harzkomponenten diese Harzkomponenten nicht eine neue mittlere Glastemperatur aufweisen, sondern die Glastemperatur des ungemischten bzw. ungebundenen Zustandes beibehalten. Vorteilhafterweise besitzen die beiden Harze deutlich verschiedene chemische Eigenschaften, und sie werden in der Folge als miteinander unverträgliche Harze bezeichnet.
Unter dem Ausdruck molekulare Mischung wird verstanden, dass die Mischung dieser Harze so ist, dass sogar, wenn sie vom molekularen Standpunkt aus betrachtet wird, sie als gut gemischt beurteilt werden würde, wobei keine grossen Massen eines der harzartigen Bestandteile getrennt von dem anderen auftreten. Diese molekulare Mischung kann durch irgendeine geeignete Arbeitsweise erreicht werden, bei der die gewünschte Mischung hervorgerufen wird. Beispielsweise können beide harzartigen Materialien in einem üblichen Lösungsmittel aufgelöst werden, in welchem beide in gleicher Weise löslich sind und sie können darin heftig gerührt werden, worauf dann das Lösungsmittel entfernt wird.
Eine andere Arbeitsweise, bei der synthetische Polymere angewandt werden, besteht darin, dass eines der Polymeren gut in dem monomeren Ausgangsmaterial des anderen Polymeren gelöst werden kann, wodurch es sich auf diese Weise in diesem Monomeren gleichmässig verteilt, ehe die Polymerisation des zweiten Polymeren durchgeführt wird. Sodann kann die Polymerisation nach üblichen Verfahrensweisen ausgeführt werden, wobei sich der endgültige harzartige Bestandteil bildet. Ein übliches Polymeris ationsverfah- ren ist z. B. die Blockpolymerisation, Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Lösungspolymerisation.
Zu Erreichung weiterer Variationen der Eigenschaften des endgültigen harzartigen Produktes können auch dreikomponentige harzartige Materialien angewandt werden und diese können in der für die zweikomponentigen Mischungen oben beschriebenen Weise gemischt werden. So kann beispielsweise ein Polymeres des ersten Materials in einer Mischung der Monomeren der beiden anderen Ausgangsmaterialien aufgelöst werden. Es ist klar, dass die gemischten harzartigen Bestandteile aneinander chemisch gebunden sein können, so lange dieses in einer solchen Menge vorkommt, dass die einzelnen Polymeren ihre eigenen spezifischen Eigenschaften beibehalten.
So können beispielsweise die beiden Komponenten miteinander copolymerisiert werden, falls das gebildete Copolymere ein Blockcopolymeres oder ein Pfropfcopolymeres ist oder ein Copolymeres mit Seitenketten, bei dem relativ lange Ketten des gleichen Monomeren wiederkehren, ohne dass das andere Monomere in diese Kette eindringt, oder dass ein langkettiges Polymeres oder ein Mischpolymeres an einem Block eines zweiten Polymeren gebunden ist.
Wenn die beiden Harze als miteinander unverträglich bezeichnet werden, so bedeutet dies, dass sie zumindestens ein nur geringes Ausmass an Löslichkeit ineinander aufweisen, so dass jedes der Polymeren seine eigenen spezifischen Eigenschaften in dem Endprodukt aufweisen. Wenn verträgliche Harze, die zu einem grossen Ausmass ineinander löslich sind, angewandt werden, dann lösen sie sich ineinander und das erhaltene Endprodukt weist Eigenschaften auf, die dem Mittelwert der Eigenschaften der beiden Ausgangsmaterialien entsprechen.
Unverträgliche Materialpaare geben andererseits auch wenn sie bis zu einer molekularen Mischung gemischt werden, nicht diesen Mittelungsprozess und sogar sehr kleine Toner-Teilchen, die schliesslich erhalten werden, weisen zwei verschiedene und voneinander deutlich unterschiedene Arten von Harzeigenschaften auf, die im Gegensatz zum Mittelwert stehen, der bei miteinander verträglichen Harzen auftritt.
Pfropf- und Blockcopolymerisation und die Polymerisation mit der zweiten Polymerkomponente, wenn die erste Polymerkomponente in dem zweiten Monomeren oder der zweiten Monomermischung gelöst ist, sind besonders bevorzugte Arbeitsweisen um eine molekulare Mischung dieser Harzkomponenten bei der Herstellung des erfindungsgemässen Toners zu erreichen, da diese Arbeitsweisen die Mischung der Harzkomponenten beim Herstellungsverfahren überflüssig machen und das Mischungsverfahren dann nur dazu dient, das Pigment in dem Harz gut zu dispergieren, ehe die sehr kleinen Tonerpartikeln hergestellt werden.
Die zur Herstellung des erfindungsgemässen Toners angewandten Harze können natürliches oder modifiziertes natürliches Polymermaterial oder Harze oder synthetische Harze sein, die durch Polyaddition, Polykondensation oder andere geeignete Verfahrensweisen hergestellt werden können. Die molekulare Mischung selbst kann nicht nur Pfropf- und Blockcopolymere umfassen, sondern sie kann auch Mischungen beliebiger dieser Polymeren mit natürlichen oder synthetischen Ma terialien anderer Arten enthalten oder aus ihnen bestehen, beispielsweise andere Polyadditions- oder Polykondensationsprodukte.
Die Mischung kann auch zwei getrennte Polyadditionsprodukte, zwei getrennte Polykondensationsprodukte, ein Polyadditionsprodukt zusammen mit einem Polykondensationsprodukt oder eines der oben erwähnten Materialien zusammen mit einem natürlichen oder modifizierten natürlichen Poly mennaterial oder Mischungen davon enthalten. Kurz gesagt kann eine molekular unverträgliche Mischung mindestens zweier geeigneter hochpolymerer Materialien verwendet werden.
Typische derartige Polymermaterialien sind natürliche oder modifizierte natürliche Polymerprodukte, beispielsweise Athylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, nitrierte Gummen, Sandarakgummen, Kolophonium, oxydierte Naturharze, Athylengly- kol und Pentaerythritester von Naturharz und hydrierte und partiell hydrierte Formen dieser Ester, Wachse, Fossilharze, beispielsweise Asphalt, Proteinpolymere, beispielsweise Zein, andere pflanzliche Polymerprodukte, beispielsweise Peche, Drachenblut und ähnliches. Typische synthetische Harze sind Polymere, Copolymere, Terpolymere und andere polymere Strukturen und modifizierte polymere Strukturen beispielsweise Polymere, die aus irgendeinem der folgenden beispielsweise angeführten Vinylpolymeren aufgebaut sind, wie z. B.
Acrylund Methacrylsäure, Alkylacrylate und Methacrylate, halogenierte Acrylate, Diäthylmaleinsäureester und Mischungen davon, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlo rid, Vinylidenfluorid, Tetrafluoräthylen, Chlortrifluor äthylen und Mischungen davon, Vinylester, beispielsweise Vinylacetat, Vinylbutyrat, vinylaromatische Verbindungen, beispielsweise Styrol, a-Methylstyrol, p Chlorstyrol, p-Bromstyrol, 2,4-Dichlorstyrol, Vinylnaphthalin, p-Methoxystyrol, Vinylcarbazol und Mischungen davon; ungesättigte Amide, beispielsweise Acrylamid, Methacrylamid, Mischungen davon; ungesättigte Nitrile, beispielsweise Acrylnitril, Methacrylnitril, halogenierte Acrylnitrile, Vinylacrylnitril, Vinylidencyanid und Mischungen davon;
Stickstoff substituierte ungesättigte Amide, beispielsweise N,N-Dimethylacrylamid, N-Methylacrylamid und Mischungen davon; konjugierte Butadiene, beispielsweise Butadien, Isopren und Mischungen davon; ungesättigte Äther, beispielsweise Divinyläther, Diallyläther, Vinylalkyläther- und Mischungen davon; ungesättigte Ketone, beispielsweise Divinylketon, Vinylalkylketon und Mischungen davon; ungesättigte Aldehyde und Acetale, beispielsweise Acrolein und dessen Acetale, Methacrolein und dessen Acetale, Mischungen davon; ungesättigte heterocyclische Verbindungen, beispielsweise Phenylpyridin, Vinylfuran, Vinylcumaron und Mischungen davon; ungesättigte alicyclische Verbindungen, beispielsweise Vinylcyclopentan, Vinylcyclohexan und Mischungen davon; ungesättigte Thioverbindungen, beispielsweise Vinylthioäther;
ungesättigte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Äthylen, Propylen, Cumaron, Inden, Terpen polymerisierbare Kohlenwasserstofffraktionen, beispielsweise Isobutylen und Mischungen davon; Allylverbindungen, beispielsweise Allylalkohol, Allylester, Diallylphthalate, Triallylcyanursäureester und Mischungen davon; sowie ferner Kondensationspolymere, beispielsweise Polyester, wie z. B. lineare, ungesättigte und solche des Alkydtyps, z. B.
solche, die durch Umsetzung von bifunktionellen Säuren oder Säureanhydriden, beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Apfelsäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Weinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Acelainsäure, Sebacinsäure und Kampfersäure mit Polyolen wie beispielsweise Glycerin, Äthylenglykol, Propylenglykol, Sorbit, Manit, Pentaerythrit, Diäthylenglykol und Poly äthylenglykol; Polycarbonate wie Bisphenolester der Kohlensäure, Polyamide, beispielsweise diejenigen, die durch Umsetzung von Diaminen mit zweibasischen Säuren erhalten werden, wobei die Diamine zwischen 2 und 10 Kohlenstoffatomen enthalten und die Säuren zwischen 2 und 18 Kohlenstoffatomen;
Polyäthyer, beispielsweise solche des Epoxytyps, beispielsweise diejenigen, die durch Kondensation von Epichlorhydrin mit Bisphenol A., Resocin, Hydrochinon, Äthylenglykol, Glycerin oder anderen Hydroxyl enthaltenden Verbindungen erhalten werden, andere Polyäther, beispielsweise solche, die durch Umsetzung von Formaldehyd mit bifunktionellen Glykolen erhalten werden; Polyurethane, beispielsweise solche, die durch Umsetzung von Diisocyanaten, beispielsweise Toluol-2,4-dusocyanat, Methylen-bis(4-phenylisocyanat), Bitolylendiisocyanat, 1 ,5-Naphthalindüsocyanat, Hexamethylendiisocyanat mit einer Dihydroxyverbindung, erhalten werden;
Phenolaldehydharze, beispielsweise solche, die durch Kondensation von Resorcin, Phenol oder Kresolen mit Formaldehyd, Furfurol oder Hexamethylentetramin erhalten werden, Harnstoff-formaldehydharze, Melaminformaldehydharze, Polythioäther, Polysulfonamide, Alkyl-, Aryl- und Aralkylpolysiloxane usw. zusammen mit irgendwelchen geeigneten Mischungen, Copolymeren und Terpolymeren der oben erwähnten Verbindungen.
Wie oben angegeben, weisen die beiden Bestandteile der molekularen Harzmischung deutlich verschiedene Eigenschaften auf und diese werden auch dann beibehalten, wenn die Mischung bereits hergestellt ist. Die reologischen Eigenschaften der einzelnen Materialien werden angewandt, um die Harzpaare zu identifizieren, die miteinander in der Mischung verwendet werden können.
Insbesondere enthält die Mischung ein erstes Harz, das eine Glas-Obergangstemperatur (Tg) zweiter Ordnung aufweist, die mindestens 20 C beträgt und das zweite in der Mischung verwendete Harz weist eine Glasübergangstemperatur auf, die mindestens 50 tiefer liegt, als die des ersten Harzes. Die besten Resultate werden erhalten, wenn eines der beiden Harze eine Tg von über etwa 55" C aufweist und das andere Harz eine Tg von unter etwa 38 C und aus diesem Grund werden Harzpaare dieser Eigenschaften besonders bevorzugt, da die aus den Harzpaaren hergestellten Toner gewöhnlich in der im Betrieb befindlichen Kopiermaschine keinen Temperaturen ausserhalb des Bereiches von 38 bis 55" C unterworfen werden, ehe sie die Sinterzone erreichten.
Bei dem Pulverisierschritt des Herstellungsverfahrens wird dann auch eines der Harze im glasigen Zustand vorliegen, während das andere Harz im gummiartigen Zustand zurückbleibt.
Diese Temperaturen werden natürlich dadurch bestimmt, dass man den dynamischen Modul jedes Harzes gegen dessen Temperatur misst und diese Werte aufträgt. Da die meisten Polymeren erhitzt werden, liegen sie zuerst in einem glasartigen Zustand vor und der dynamische Modul bleibt ziemlich konstant, wenn die Temperatur ansteigt, bis sie die Glas-Obergangstempe- ratur (Tg) der zweiten Ordnung ereicht hat, wo ein scharfes Ansteigen und ein Peak im dynamischen Modul auftritt.
Nach dem Durchschreiten dieser Temperatur liegt das Polymere in einem gummiartigen Zustand mit einem niedrigeren dynamischen Modul vor, als der des Peaks und der dynamische Modul bleibt, wenn die Temperatur über einen ziemlich weiten Bereich angestiegen ist, in dieser Höhe stehen, bis der Schmelzpunkt oder die Übergangstemperatur der ersten Ordnung (Tm) erreicht ist, bei der ein zweiter und übli chor reise viel grösserer Peak im dynamischen Modul auftritt. Nach diesem Peak liegt das Harz in flüssiger viskoser Form vor. Das Harz mit der höheren Tg bleibt glasig und ist für das leichte Brechen bei der Herstellung des Harzes verantwortlich, wenn dieses den starken und kurzdauernden Stosskräften in einem Düsen-Pulverisator (jet-pulverizer) unterworfen ist.
Die Harzkomponente mit der geringeren Tg bleibt andererseits gummiartig und sie macht die Mischung zäh und widerstandsfähig gegenüber lang dauernden Scherkräften geringer Energie, denen die Mischung während des Entwicklungsverfahrens in der Maschine unterworfen ist und gleichzeitig gewährleistet diese Widerstandsfähigkeit gegenüber Stössen eine Herabsetzung der Harzfilmbildung auf der Trommel und auf den Trägerkörnern. Dadurch wird auch verhindert, dass die Toner-Teilchen bei der langen Einwirkung geringer Stosskräfte in der Kopiermaschine zu Staubfeinheit zerbrechen.
Obwohl ein Harzpaar, das irgendwelche geeigneten Tm-Werte (Übergangstemperaturen erster Ordnung) aufweist, bei den erfindungsgemässen Tonern verwendet werden kann, werden bei bevorzugten Tonern Harze angewandt, deren Tg-Werte in dem oben beschriebenen Bereich liegen und deren Tm-Werte gut getrennt sind. Der höhere der beiden Tm-Werte kann sehr hoch liegen und er soll im allgemeinen über 70" C liegen, während der andere Tm-Wert so tief wie möglich sein soll und vorzugsweise unter etwa 500 C liegen soll. Dadurch wird eine Filmbildung des Harztoners bei den dazwischenliegenden Temperaturen verhindert, aber dennoch eine wirksame Hitzesinterung gewährleistet.
Durch die folgenden Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Falls nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentsätze Gewichtsteile und Gewichtsprozente.
Beispiel 1
200 g eines Polycarbonatharzes, das durch Phosgenbehandlung von Bisphenol A hergestellt wurde, werden in 7178 g Trichloräthylen gelöst und 22,2 g Molocco H Russpartikeln werden in dieser Lösung dispergiert.
Die Dispersion wird dann mit Hilfe eines Sektorenscheiben-Versprühers (spinning disc atomizer) bei einer Zugabegeschwindigkeit von 110 ml/Min. und einem Sprühdüsendruck von etwa 2,46 Atm. und einer Trocknungstemperatur von etwa 45" C sprühgetrocknet, wobei sich ein feines schwarzes Pulver bildet. Dieses Herstellungsverfahren wird angewandt, weil Versuche zur Herstellung eines Toners aus einem Polycarbonatharz in üblichen Pulverisiervorrichtungen auf Grund der ausserordentlichen Zähigkeit fehlgeschlagen haben.
Der nach dem Sprühtrocknungsverfahren hergestellte Toner wird in einem 813 Bürokopierapparat geprüft und es stellte sich heraus, dass er sehr zäh und widerstandsfähig gegenüber der Bildung von staubfeinen Teilchen und/ oder der Bildung von Filmen, entweder auf der in der Xerokopiervorrichtung befindlichen Trommel oder auf den Trägerkörnern in der Entwicklermischung, ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die in diesen Xerogaphen vorgesehene Sintereinrichtung, die Sintertemperaturen im Bereich von 135 bis 149 C liefert, nicht geeignet ist, um eine Hitzesinterung auf dem Papier hervorzurufen, auf das das Tonerbild übertragen wird. Da das Polycarbonat nicht schmilzt, bis eine Temperatur von 230 C erreicht ist, kann der Toner ohne Entzündung des Papiers nicht gesintert werden.
Beispiel 2
150 g des Polyamids 1060, ein Polyamidharz, das von der Krumphaar Harzabteilung der Lawter Chemicals Inc. vertrieben wird, wird erhitzt und in einer Gummimühle mit 16,7 g Molocco H Russ der in Beispiel 1 verwendeten Art gemischt. Nach der Beendigung der Mischung lässt man das Harz abkühlen, zerkleinert es in einer Fitzmühle und es wird dann schliesslich in einer Düsen-Pniverisiervorrichtung auf sehr kleine Teilchengrösse pulverisiert. Der Toner lässt sich leicht pulverisieren- auch dann, wenn er der Pulverisiervorrich- tung mit einer ziemlich hohen Zugabegeschwindigkeit zugeführt wird. Der so hergestellte Entwickler wird dann in einer 813 Bürokopiervorrichtung nach der in Beispiel 1 angewandten Testmethode geprüft.
Obwohl die Kopien gut gesintert sind, ist eine gewisse Körnigkeit und eine Abnahme des Auflösungsvermögens sichtbar, nachdem etwa 200 Kopien gemacht wurden, was offensichtlich auf ein Anwachsen der Teilchengrösse durch Agglomerieren in der Maschine zurückzuführen ist, und bei einer Betrachtung der Trommel und der Trägerkörner, nachdem 200 Kopien ohne Unterbrechung hergestellt worden waren, zeigte sich eine Bildung eines Filmes auf der Trommel und es wurden angeschlagene Tonerteilchen auf den Trägerkörnern gefunden.
Beispiel 3
133,2 g des Polycarbonatharzes des Beispiels 1 und 66,6 g des Polyamidharzes des Beispiels 2 werden beide zusammen in 1000 g Cyclohexanon gelöst, und die Lösung wird heftig gerührt. Nachdem das Lösungsmittel abgedampft war, wird die molekulare mehrkomponentige Mischung erhitzt und in einer Gummimühle mit 22,2 g Molocco H Russ gemischt. Nach dem Kühlen wird das Polymere in einer Fitzmühle zerkleinert und zur Herstellung feiner Tonerteilchen einer Düsenpulverisierung unterworfen. Eine gute Pulverisierung wird bei einer üblichen Ausstattung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit erreicht. Das Polycarbonatharz weist einen Tg-Wert von 1500 C und einen Trn-Wert von 230 C auf, während das Polyamidharz einen Tg-Wert von 550 C und einen Tm-Wert von 1050 C besitzt.
Bei der Prüfung in einer 813 Kopiervorrichtung werden gut gesinterte Kopien erhalten und keine Filmbildung ist auf der Trommel des Xerographen oder auf den Trägerkörnern festzustellen und auch weder eine Staubbildung noch ein Agglomerieren konnte festgestellt werden, sogar dann, wenn 2000 Kopien bereits hergestellt worden waren.
Beispiele 4-8
Bei den Beispielen 4-8 werden Toner hergestellt, die die folgenden Harze enthielten. Bei Beispiel 4 wird ein wachsartiges Polyhexamethylen-Sebacinsäureharz (Molekulargewicht etwa 3000), das einen Tg-Wert von 350 C und einen Trn-Wert von 690 C aufweist, angewandt. Bei Beispiel 5 wird ein besonders zähes und unschmelzbares Phenoxyharz verwendet, das einen Tg Wert von 50 C und einen Trn-Wert von 90" C aufweist, und in den Beispielen 6-8 werden Mischungen dieser Harze mit einem Gewichtsverhältnis von 80:20: 40 sowie 35:65 Gew.-O/o des Phenoxyharzes des Beispiels 5 zu dem Sebacinsäureharz des Beispiels 4 angewandt.
Das verwendete Phenoxyharz ist eines der Sorte .PKDA 8500, das von der Union Carbide and Carbon Corporation vertrieben wird. Ein Versuch, den Polyhexamethylen-Sebacinsäure-Toner durch vermahlen des erhitzten Harzes mit einem Gew.-Teil Russ je 9 Gew.-Teile Harz sowie durch Kühlen und Pulverisieren nach den in Beispiel 2 angewandten Arbeitsweisen schlug auf Grund des sehr scharfen Schmelzpunktes des Harzes fehl. Es wird daher sprühgetrocknet. Versuche dieses Verfahrens bei den Phenoxyharztonern des Beispiels 5 anzuwenden, führten auf Grund der extremen Zähigkeit dieses Materials ebenfalls nicht zum Erfolg und es wird daher durch Sprühtrocknung einer Suspension von 20 g Molocco H Russ in einer Lösung von 194,4 g des Phenoxyharzes in einem gemischten Lösungsmittel aus 800 g Butanol, 9100 Toluol und 600 g Methyläthylketon hergestellt.
Die gemischten Harztoner des Beispiels 6 bis 8 werden durch Lösung geeigneter Verhältnisse jedes Harzes in einem gemischten Lösungsmittel in Mengen von 10 Teilen Lösungsmittel pro Teil ge mischtem Harz hergestellt. Das verwendete Lösungsmittel ist eine Mischung aus Toluol zu Butanol zu Methyläthylketon von 10:1:1. Wenn diese Lösungen hergestellt werden, dann werden sie 2 Stunden lang heftig gerührt und das Lösungsmittel wird abgedampft, wobei sich ein gemischtes festes Harz ergibt, das dann erhitzt und in einer Gummimühle mit einem Teil Malocco H Russ je 9 Teilen Harz gemischt wird. Nach dem Kühlen wird die Russ-Harzmischung in einer Fitzmühle zerkleinert und dann Düsen-pulverisiert, wobei sich die endgültigen Tonerteilchen bilden.
Obwohl das Material des Beispiels 4 durch den Düsen-Pulverisator mit jeder gewünschten sehr hohen Geschwindigkeit geleitet werden kann, um die Teilchengrösse noch mehr zu verringern, können auch die Materialien der Beispiele 6 bis 8 durch den Pulverisator bei durchschnittlichen Pulverisiergeschwindigkeiten geleitet werden, wobei die Materialien des Beispiels 6 bei einer etwas geringeren Geschwindigkeit, als der Durchschnittsgeschwindigkeit geleitet werden und die Materialien des Beispiels 8 bei einer etwas rascheren Geschwindigkeit, als der Durchschnittsgeschwindigkeit, geleitet werden. Sobald alle Materialien fertig hergestellt waren, wurden sie in dem bei den Beispielen 1 bis 3 angewandten xerographischen Kopierapparat getestet.
Das Material des Beispiels 4 liefert Kopien guter Qualität, die sehr gut auf dem Kopierpapier aufgesintert zu sein scheinen, jedoch nach 50 Kopien macht sich eine gewisse Körnigkeit auf den Kopien bemerkbar, und bei einer Prüfung der Trommel und der Trägerkörner zeigt sich, dass beide stark mit Film bedeckt sind. Der Toner des Beispiels 5 wird in gleicher Weise geprüft, jedoch auf Grund seines hohen Schmelzpunktes kann er in der Kopiervorrichtung nicht gesintert werden. Auch die Toner der Beispiele 6 bis 8 werden nach dem gleichen Verfahren geprüft und es hat sich herausgestellt, dass jeder scharfe, gut gesinterte Kopien liefert. Bei einer Prüfung der Trägerkörner und der Trommel in verschiedenen Intervallen während eines langdauernden Kopiervorganges zeigen sich keine Zeichen für eine Filmbildung, weder auf den Trägerkörnern noch auf der Trommel.
Beispiele 9-11
Ein Styrol-Acrylnitrilcopolymeres wird in Methyl äthylketon in einem Verhältnis von 90 g Harz zu 1900 g Lösungsmittel gelöst. Nachdem 10 g Molocco H Russ in dieser Lösung gelöst wurden wird diese Dispersion unter Bildung sehr feiner Tonerteilchen sprühgetrocknet. Bei einem früheren Versuch, bei dem das Pigment mit dem Copolymeren verrieben wurde, zeigte es sich, dass das Harz zu zäh ist und einen zu hohen Schmelzpunkt für die Behandlung in einer Gummimühle der erhältlichen üblichen Ausführungsformen ist. Der Toner für Beispiel 10 wird durch Vermahlen von 90 Gew.-O/o erhitztem Ayas-Harz (ein Polyvinylacetatharz, das von der Union Carbide vertrieben wird) mit 10 Gew.-Teilen Molocco H Russ in einer Gunununühle hergestellt.
Diese Mischung wird dann nach dem Verfahren gemäss Beispiel 2 leicht pulverisiert. Die Tonerteilchen des Beispiels 11 werden hergestellt, indem man 90 g Styrolacrylnitril-Copolymeres (Tg 520 C, Tm 110 C) des Beispiels 9 und 10 g des Polyvinylacetatharzes des Beispiels 10 in 575 g eines Lösungsmittels aus 50 O/o Toluol und 50 O/o Methyläthylketon aurlöst und die Mischung 2 Stunden lang heftig rührt. Nachdem die Harzmischung vollständig ist, wird das Lösungsmittel abgedampft und das trockene Harz wird erhitzt und in einer Gummimühle mit 10 Gew.-Teilen Russ auf 90 Gew. Teile Harz vermahlen.
Nach dem Kühlen werden das gemischte Harz und der Russ in einer Fitzmühle zerkleinert und dann in einem Düsenpulverisator, dem das Material mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird, fein pulverisiert, wobei sich einheitliche feine Tonerteilchen bilden. Alle drei Toner werden in der Xerokopievorrichtung der Beispiele 1 bis 3 getestet. Der Toner des Beispiels 9 sintert in der Vorrichtung nicht. Der Toner des Beispiels 10 sintert zwar sehr gut, ist jedoch ausserordentlich weich und bildet starke Filmabscheidungen sowohl auf den Trägerkörnern als auch auf der Trommel, während der Toner des Beispiels 11 leicht geschmolzen werden kann und keine Filmbildung, weder auf den Trägerkörnern noch auf der Trommel zeigt, auch dann, wenn bereits 2000 Kopien in einem Cyclus angefertigt wurden.
Beispiele 12-20
Bei diesen Beispielen werden die in der Folge angegebenen Harze zusammen mit 10 Gew.-O/o Russ zur Herstellung der Toner verwendet.
Beispiel Harz Tg (Glas-Obergangstemperatur) Tm (Schmelz
Nr. temperatur)
12 Polyvinyl-butyral 630 C 990 C
13 10 O/o Polyvinyl-butyral Mischung der Beispiele 12 und 2
90 O/o Polyamid
14 Polymethyl-methacrylat 1000 C 1550 C
15 Pentalyn H Harz 660 C 82" C
16 90 o/o Polymethyl-methacrylat Mischung der Beispiele 14 und 15
10 O/o Pentalyn H
17 80 O/o Polymethyl-methacrylat Mischung der Beispiele 10 und 14
20 /o Polyvinyl-acetat
18 80 O/o Polymethyl-methacrylat Mischung der Beispiele 10 und 14
20 O/o Polyvinyl-acetat
19 Phenolformaldehyd 95 C <RTI
ID=6.24> 1280 C 20 67 O/o Phenolformaldehyd Mischung der Beispiele 19 und 4
33 o/o Hexamethylensebacinat
Die Harzmischung des Beispiels 13 wird hergestellt, indem man die beiden Harze in einem Toluol-Isopropylalkohol Lösungsmittel (Mischungsverhältnis 2:1) mischt und 2 Stunden lang rührt und dann das Lösungsmittel entfernt. Die gleiche Verfahrensweise wird bei den Mischharzen der Beispiele 17 und 20 angewandt.
Pentalyn H ist ein modifiziertes natürliches Harz, das durch Veresterung von 50 O/o hydriertem Naturharz mit Pentaerythrit hergestellt wird. Das CKM Phenolformaldehyd-Harz des Beispiels 19 ist ein sehr zähes wärmehärtendes Harz im Zustand B. Die zäheren Harze der Beispiele 12, 14 und 19 werden in Tonerteilchen umgewandelt, indem man sie mit Russ in einer Lösung des Harzes mischt und die erhaltene Dispersion sprühtrocknet. Alle Toner werden hergestellt, indem man sie einer Behandlung in einer Gummimühle unterwirft, um den Russ mit dem erhitzten Harz zu mischen und dann eine rohe Pulverisierung in einer Fitzmühle herstellt und das erhaltene Produkt zur Herstellung der endgültigen Tonerteilchen einer Düsenpulverisierung unterwirft.
Das Harz des Beispiels 18 stellt eine Ausnahme dieser Vefahrensweise dar, da in diesem Fall die beiden Harze ziemlich stark über ihre einzelnen Glas -Üb ergangstem- peraturen erhitzt werden und zusammen mit 10 o/o Russ 1t/2 Stunden lang in einer Gummimühle behandelt werden, so dass sowohl der Russ als auch die beiden Harze zu der endgültigen Zusammensetzung gemischt werden.
Dann folgt auch hier eine Behandlung in der Fitzmühle und eine Düsenpulverisierung. Versuche, die mit Hilfe der Harze der Beispiele 12, 14 und 19 hergestellten Toner in einer Gummimühle zu behandeln und einer Düsen-Pulverisierung zu unterwerfen, sind auf sehr grosse Schwierigkeiten gestossen oder sie haben auf Grund des hohen Schmelzpunktes und der ausserordentlichen Zähigkeit dieser Materialien überhaupt fehlgeschlagen. Nach der Herstellung wurde jeder der Toner der Beispiele 12-20 in der in den Beispielen 1-3 beschriebenen Xerokopiervorrichtung geprüft.
Die Toner der Beispiele 12, 14 und 19 erwiesen sich als sehr widerstandsfähig in dieser Vorrichtung und sie zerbrachen nicht zu kleinen Teilchen und bildeten auch keine Filme, weder auf den Trägerkörnern, noch auf der Trommel der Xerokopievorrichtung, auch dann nicht, wenn diese sehr intensiv verwendet wurde. Jedoch sind die entwickelten Tonerbilder nicht gut auf dem Papier durch Hitzesinterung fixiert. Die Toner der Beispiele 13, 16, 17 und 20 sind zwar bei der Verwendung in der Vorrichtung sehr widerstandsfähig und sie zerbrechen nicht zu staubfeinen Teilchen in dieser Vorrichtung und bilden auch keine Filme auf den Trägerkörnern oder der Trommeloberfläche und sie liefern dennoch gut gesinterte Kopien einer sehr guten Qualität.
Der Toner des Beispiels 15 ist unter Verwendung eines weichen niedrig schmelzenden natürlichen Harzes eines relativ niederen Molekulargewichts hergestellt worden und er lässt sich leicht pulverisieren und sintert sehr gut auf dem endgültigen Kopierpapier, wenn er in der Xerokopiervorrichtung geprüft wird. Dieser Toner führt jedoch zu starker Filmbildung auf der Trommel der Xerokopiervorrichtung und auf den Trägerkörnern, und wenn dieses Material angewandt wird, tritt offensichtlich auch eine gewisse Agglomerierung in der Vorrichtung auf, wie dies aus grossen schwarzen Flecken auf den Kopien zu ersehen ist, nachdem einige hundert Kopien hergestellt worden waren.
Der Toner des Beispiels 18 ist identisch mit demjenigen des Beispiels 17, mit Ausnahme dessen, dass die Harze in einer Gummimühle gemischt werden und nicht in Lösung, so dass eine echte molekulare Mischung der Harze nicht erreicht wird.
Auf Grund dessen ist es schwierig, ein durch und durch einheitliches Harz zu erhalten, weil eine der Komponenten zäher ist, als die andere und daher bei der Pulverisierung widerstandsfähiger ist als die andere, so dass die Variation in der Teilchengrösse viel breiter ist als diejenige, die erhalten wird, wenn eine molekulare Mischung der gleichen beiden Harze pulverisiert wird, wie dies in Beispiel 17 der Fall ist. Ausserdem tritt bei der Prüfung dieses Toners in der Xerokopiervorrichtung eine Filmbildung auf der Trommel und den Trägerkörnern auf und die Agglomerierung der Partikel des Toners ist offensichtlich darauf zurückzuführen, dass einige der Partikel im wesentlichen lediglich aus dem weicheren Harz bestehen.
Beispiele 21-23
Drei verschiedene Toner, die die gleichen Gewichtsprozentsätze an den gleichen Monomerbestandteilen aufweisen, werden nach dem folgenden Verfahren hergestellt und mit 10 Gew.-Teilen Russ zu 90 Gew.-Teilen des jeweiligen Harzes gemischt. Der Toner des Beispiels 21 wird hergestellt, indem man 65 Gew.-Teile eines harten, zähen Polystyrolharzes mit 35 Gew.-Teilen eines weichen Poly-n-butyl Methacrylats in einer Gummimühle nach der Erhitzung der Harze mischt.
Die beiden Harze werden zusammen eine halbe Stunde lang gut vermahlen, worauf dann Russ in diese Harzmischung eingemahlen wird.
Bei Beispiel 22 wird der Russ in einer Gummimühle mit einem unregelmässig aufgebauten Copolymeren vermischt, das nach dem folgenden Verfahren hergestellt wurde: Eine wässrige Phase wird hergestellt, indem man 3,6 g einer Arylnatriumsulfonat-Seife und 454 g Tricalciumphosphat zu 36,3 kg enthärtetem Wasser gibt. Diese Phase wird auf 950 C erhitzt und die Monomerphase, die 5,9 kg Styrol, 3,18 gk n-Butylmethacrylat und 144 g Benzoylperoxyd enthält wird unter Rühren zugegeben. Nach 8-stündigem Rühren bei 95" C wird das erhaltene Polymere abfiltriert, gewaschen und getrocknet.
In Beispiel 23 wird der Russ in einer Gummimühle mit einem erhitzten Polymeren, das durch Auflösung von 20 Gew.-Teilen Poly-n-butyl-methacrylat und 65 Gew.-Teilen Styrolmonomeren in 15 Teilen n-Butylmethacrylat und nach folgende Polymerisation unter Bildung eines Pfropfpolymeren in einer wässerigen Phase entsprechend dem in Beispiel 22 angegebenen Verfahren hergestellt wurde, vermahlen.
Nachdem der Russ zu den drei Harzansätzen zugegeben wurde, wird jeder gekühlt und in einer Fitzmühle grob pulverisiert, worauf dann eine Düsen-Pulverisierung zur endgültigen Partikelgrösse folgt. Obwohl alle Toner relativ leicht pulverisiert werden können, sind die Toner der Beispiele 21 und 22 bedeutend schwerer zu pulverisieren als der des Beispiels 23 und ausserdem zeigte es sich, dass die Streuung der Partikelgrössen bei dem Toner des Beispiels 21 viel grösser ist als bei den beiden anderen Tonern. Bei einer Prüfung in der Bürokopiermaschine 813, entsprechend dem Verfahren der Beispiele 1-3 stellt es sich heraus, dass der Toner des Beispiels 21 wesentlich stärkere Filme auf den Trägerkörnern und der Trommel bildet, und dass eine gewisse Teilchen-Agglomerierung nach der Herstellung von 2000 Kopien auftritt.
Der Toner des Beispiels 22 ist in dieser Beziehung besser, da er eine gewisse Beschichtung auf den Trägerkörnern und eine Kornbildung erst nach der Herstellung von 20 000 Kopien aufweist, wobei zu diesem Zeitpunkt keine Filmbildung auf der Trommel auftritt. Der Toner des Beispiels 23 kann andererseits zur Herstellung von bis zu 150 000 Kopien verwendet werden, wobei dann zu diesem Zeitpunkt der Toner vollständig aufgebraucht ist, ohne dass eine sichtbare Kornbildung, Filmbildung oder irgendein Agglomerieren auftritt. Die Qualität der Hitzesinterung auf den Kopierblättern wird ebenfalls sehr sorgsam geprüft, um zu bestimmen, wie gut die Sintervorrichtung des Kopierapparates den Toner auf dem Kopierpapier sintert. Die Qualität der Fixierung wird in jedem Fall sowohl visuell als auch mit einer Tabor-Abriebmaschine geprüft.
Die Qualität der Fixierung des Toners des Beispiels 21 auf den Kopierblättern wird als gut begutachtet, da nichts von dem gesinterten Toner durch Reibung mit der Hand entfernt werden kann und da er visuell fest zu haften scheint, obwohl die Abriebmaschine den Toner bereits bei einem relativ geringen Abrieb entfernt. Die Fixierung mit dem Toner des Beispiels 22 ist andererseits nur gering, da die Oberflächenschicht des Toners durch Reiben mit der Hand teilweise entfernt werden kann und durch leichtes Reiben mit der Abriebvorrichtung vollständig entfernt werden kann.
Die Fixierung des Toners des Beispiels 23 kann andererseits als ausser ordentlich gut bezeichnet werden, da durch Handreiben kein Toner entfernt werden kann und dieser durch sehr starkes Abreiben in der Tabor-Vorrichtung nur teilweise entfernt werden kann.
Die vorher angeführten Beispiele sollen das erfin dungsgemässe Verfahren lediglich etwas näher erläutern, jedoch können auch andere geeignete Materialien und Herstellungstechniken zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angewandt werden. Auch beim Herstellungsverfahren können verschiedene Varianten eingeschlagen werden und Zusätze oder andere Materialien können angewandt werden, um die elektrischen Eigenschaften zu verbessern oder mit diesen zusammenzuwirken, um ferner die Sintereigenschaften und die gewünschten Eigenschaften der erhaltenen Toner weiter zu verbessern. Die erfindungsgemässen Toner können bei jedem elektrostatographischen Verfahren, für das sie geeignet sind, angewandt werden.
Sie können nicht nur für das oben beschriebene Xerographieverfahren verwendet werden, sondern sie können auch bei anderen elektrostatographischen Verfahren, bei denen die Kraftlinien des elektrischen Feldes zur Einstellung der Abscheidung feinverteilter Markierungsmaterialien oder Toner auf der Bildoberfläche angewandt werden, herangezogen werden. Einige als Beispiel dienende elektrostatographische Verfahren dieser Art sind z. B. in den US-Patentschriften 2 576 047 (Schaffert), 3 064 259 (Schwertz) und 3 081 698 (Childress) beschrieben, und ebenso in den US-Patentschriften Nr.
3220 831 und 3 220 833.
PATENTANSPRUCH 1
Elektrostatographischer Toner, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Harz enthält, wobei das Harz entweder eine molekular disperse Mischung aus mindestens zwei harzartigen Materialien oder eine Mischung von mindestens zwei harzartigen Materialien, bei welcher Polymereinheiten der verschiedenen harzartigen Materialien miteinander chemisch verbunden sind, ist, und wobei die beiden harzartigen Materialien in der Mischung ihre Glastemperatur unverändert beibehalten und das eine harzartige Material eine Glastemperatur aufweist, die über 20 C liegt und das andere Harz eine Glastemperatur besitzt, die mindestens 5 C unter der Glastemperatur des ersten Materials liegt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Elektrostatischer Toner nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem einen Farbstoff in einer Menge von bis zu 25 Gew.-O/o, bezogen auf das Gewicht des Toners, enthält.
2. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der harzartigen Materialien in einer Menge von mindestens 10 Gew.-O/o, bezogen auf das Gewicht des Harzes, anwesend ist.
3. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eines der harzartigen Materialien eine Glastemperatur von über 55" C aufweist und das andere harzartige Material eine Glastemperatur von unter 38 C besitzt.
4. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass er lediglich 2 harzartige Materialien enthält.
5. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden harzartigen Materialien in Form einer chemisch getrennten, physikalisch gut gemischten Mischung vorliegen.
6. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden harzartigen Ma terialien miteinander in Form eines Pfropfcopolymeren chemisch verbunden sind.
7. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden harzartigen Ma terialien in Form eines Blockcopolymeren aneinander chemisch gebunden sind.
8. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Harze eine Temperatur für die Umwandlung erster Art von über 70" C und das andere der Harze eine Temperatur für die Umwandlung erster Art von unter 500 C aufweist.
9. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I, oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das harzartige Material mit der höheren Glastemperatur ein Polycarbonat, Polyvinylbutyral, eine Phenoxyverbindung, ein Styrolpolymeres, ein Acrylnitrilpolymeres, ein Phenolformaldehydpolymeres, ein Methacrylatpolymeres, ein Urethanpolymeres oder eine Mischung der obigen Polymeren oder ein Copolymeres aus den obigen Polymeren ist.
10. Elektrostatographischer Toner nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das harzartige Material mit der tieferen Glastemperatur ein Vinylacetatpolymeres, ein Acrylatpolymeres, ein Methacrylatpolymeres, ein Polyamid, ein Polyester, ein Derivat eines polymeren Naturstoffes oder eine Mischung dieser Polymeren oder ein Copolymeres aus diesen Polymeren ist.
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