DD208248A1

DD208248A1 - MAGNETIC ONE-COMPONENT DEVELOPER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Info

Publication number: DD208248A1
Application number: DD23626981A
Authority: DD
Inventors: Horst Brachwitz; Walter Tonk
Original assignee: Robotron Bueromasch
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1984-03-28

Abstract

Ziel ist, einen Entwickler basierend auf Rohstoffen auf Dispersionsbasis zu schaffen, wobei die technische Aufgabe darin besteht, mit dem Entwickler verschiedene Varianten der Entwicklungskinetik betrieben zu koennen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass Stearate zur Verbesserung der Fixierbarkeit und Rieselfaehigkeit des Entwicklers in dem Entwicklers in dem Entwicklerteilchen bis zu 5 Gewichts-% vorgesehen sind, d. d. Harz zunaechst i. einer Spiritusloesung vorliegt u. danach d. Dispersion i. d. waessrigen Anteile vorgesehen i., d. durch Verwendung einer waessrigen Dispersion, i. d. sich leitfaehige Zusatzpartikel befinden, nach d. Trocknungsprozess i. d. Bereichen zwischen d. Feinteilchen u. an d. Oberflaeche d. Entwicklerteilchens leitfaehige Straenge entstehen u. d. die leitfaehigen Zusatzpartikel an d. Oberflaeche u. im Innern des Entwicklerteichens gleichmaessig verteilt sind, d. ueber d. Feinheitsgrad d. dispergierten Teilchen i. d. Dispersion die Teilchengroesse u. die Rieselfaehigkeit des Entwicklers bei der Herstellung durch Spruehtrocknung reguliert werden kann.The aim is to create a developer based on dispersible raw materials, the technical task is to be able to operate with the developer various variants of the development kinetics. The object is achieved by providing stearates for improving the fixability and flowability of the developer in the developer in the developer particle up to 5% by weight, i. d. Resin first i. a spirit solution is present u. afterwards d. Dispersion i. d. aqueous fractions i., d. by use of an aqueous dispersion, i. d. there are conductive additional particles, according to d. Drying process i. d. Areas between d. Fine particles u. on d. Surface d. Developer particles Leitfaehige Straenge u. d. the conductive additive particles on d. Surface u. are distributed evenly inside the developer pond, d. over d. Degree of fineness d. dispersed particles i. d. Dispersion the particle size u. the flowability of the developer during production can be regulated by spray drying.

Description

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Titel der Erfindung Title of the invention

Magnetischer Einkomponentenentwickler und Verfahren zu dessen Herstellung 5Magnetic one-component developer and method for its production 5

Anwendungs gebiet^ der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Einkomponentenentwickler, der zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder in Druck- und Kopiergeräten Verwendung finden und mittels Magnetbürste übertragen werden kann. Durch die Anwendung von Dispersionen als Grundstoff für den Entwickler können die physikalischen Eigenschaften gezielt beeinflußt werden, so daß verschiedene Ent-Wicklungskinetiken wirksam werden können.The invention relates to a one-component developer , which find use for the development of latent electrostatic images in printing and copying machines and can be transmitted by magnetic brush. The use of dispersions as a base material for the developer, the physical properties can be specifically influenced so that different Ent-Wicklungskinetiken can be effective.

Charakteristik der bekannten^ technischen LösungenCharacteristic of the known technical solution

In der Druck- bzw. Kopiertechnik öiHd feereits viele Varianten von Entwicklern (häufig* auch Toner genannt) belohnt *In the printing or copying technique, many variants of developers (often * also called toner) rewarded *

Die Herstellung dieser Entwickler beruht in der Regel auf vielen aufeinanderfolgenden komplizierten zeitaufwendigen und teilweise mit umfangeriehen arbeitsschutztechnischen Maßnahmen verbundenen Verfahren., ζ·Β« beim Mischen einer Schmelze mit einem Pigment bzw. Farbstoff und beim Mahlen der erkalteten Schmelze.The preparation of these developers is usually based on many successive complicated time-consuming and partially with extensive health and safety measures associated procedures., When mixing a melt with a pigment or dye and the grinding of the cooled melt.

2UEZ. 19.21 *ίί8ί2UEZ. 19.21 * ίί8ί

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Die bekannten Verfahren sind energie- und zeitaufwendig«, Weiterhin sind sie nur für bestimmte Produkte mit entsprechenden physikalischen Parametern (Sprödigkeit, Härte) verwendbar,The known processes are energy-consuming and time-consuming. "Furthermore, they are only usable for certain products with corresponding physical parameters (brittleness, hardness),

Bei der Anwendung der Sprühtrocknung auf organischer Lösungsmittelbasis werden umfangreiche kostenintensive arbeitsschutztechnische Maßnahmen durch die bestehende Explosionsgefahr notwendig« Bei der Anwendung von Produkten aus Suspensionspolymerisationsverfahren wird zusätzlich die Lösung derselben in organischen Lösungsmitteln notwendig«.In the application of spray drying on an organic solvent basis, extensive cost-intensive occupational health and safety measures become necessary due to the existing risk of explosion. "When using products from suspension polymerization processes, their solution in organic solvents is also necessary."

Weiterhin erreicht man durch die Sprühtrocknung thermoplastischer Produkte auf Lösungsmittelbasis in der Regel nur Volumenwiderstände größer 10 Su cm, da die vorhandenen leitfähigen Partikel vollkommen eingeschlossen sind und so nicht widerstandserniedrigend wirksam werden können.Furthermore, the volume-controlled resistances of solvent-based thermoplastic products are generally only greater than 10 Su cm, since the conductive particles present are completely enclosed and thus can not be effective in reducing resistance.

Erst durch bestimmte Zusätze neben den magnetischen Partikeln,, wie leitfähige Pigmente, halbleitende Stoffe, bestimmte andere chemische Verbindungen oder durch aufwendige Verfahrensführung (Mehrfachprozesse) gelangt man zu einem Entwickler mit global oder lokal geringeren Widerständen, z.B* also auch zu leitfähigen Inseln oder Strängen. Zum anderen sind viele Stoffe auf Dispersionsbasis nicht verwendbar, da sie einen zu hohen Erweichungspunkt und schlechte fliiiibilderide eigenschaften besitzen und somit schlecht wärmefixierbar sind·Only through certain additives in addition to the magnetic particles, such as conductive pigments, semiconducting substances, certain other chemical compounds or by complex process control (multiple processes) to reach a developer with global or local lower resistances, for example * also to conductive islands or strands. On the other hand, many substances based on dispersion are not usable because they have too high a softening point and poor image-forming properties and thus are poorly heat-fixable.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist, einen Entwickler vorwiegend basierend au-f Rohstoffen auf Dispersionsbasis mit relativ geringem elektrischen Widerstand bzw. hoher elektrischer Leitfähigkeit und guter Wärmefixierbarkeit zu schaffen« Dieses Ziel soll unmittelbar ohne komplizierte Verfahrens schritte, nur durch Verwendung von Dispersionen als Rohstoff, erreicht werden.The aim of the invention is to provide a developer predominantly based on dispersible-based raw materials having relatively low electrical resistance or high electrical conductivity and good heat fixability. "This goal is to be achieved immediately without complicated process steps, only by using dispersions as raw material ,

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Wesen der Erfindung Technische AufgabeNature of the invention Technical task

Die technische Aufgabe besteht darin, einen Entwickler zu schaffen, der einen spezifischen elektrischen Widerstand zwischen 10 „ . „ 10 u& cm besitzen kann und somit mit ihm in entsprechenden Geräten verschiedene Varianten der Entwicklungskinetik betrieben werden können« Gleichzeitig soll er ein hohes Fixiervermögen besitzen, um besonders in schnellen Druck- und Kopiergeräten Anwendung finden zu können.The technical task is to provide a developer having a resistivity of between 10 ". "10 u & cm may have and thus with him in various devices different variants of the development kinetics can be operated" At the same time he should have a high fixing ability to find especially in fast printing and copying application.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Stearate SUr Verbesserung der Fixierbarkeit und Rieselfähigkeit des Entwicklers in dem Entwicklerteilchen bis zu 5 Gewichts-% vorgesehen sind, daß das Harz zunächst in einer Spirituslösung vorliegt und danach diö Dispersion in die wässrigen Anteile vorgesehen ist* daß durch Verwendung einer wässrigen Dispersion! in der sich leitfähige Zusatzpartikel befinden, nach dem Trocknungsprozeß in dön Bereichen zwischen den Feihteilchen und an der Oberfläche d$s EhtWicUlsrtöilehsns leitfähige Stränge entstehen und daß die leitfähigen Zusatzpartikel an der Oberfläche und im Innern des Entwicklerteilchens gleichmäßig verteilt sind, daß über den Feinheitsgrad der dispergierten Teilchen in der Dispersion die Teilchengröße und die Rieselfähigkeit des Entwicklers bei der. Herstellung durch Sprühtrocknung reguliert werden kann.According to the invention the object is achieved in that stearates are provided for improving the fixability and flowability of the developer in the developer particles up to 5% by weight, that the resin is initially present in a spirit solution and then diö dispersion is provided in the aqueous portions * that by Use of an aqueous dispersion! in which conductive additive particles are present, after the drying process in the areas between the Feihteilchen and on the surface of Dds sWirdsöldehilehs conductive strands arise and that the conductive additive particles are evenly distributed on the surface and in the interior of the developer that the fineness of the dispersed Particles in the dispersion, the particle size and the flowability of the developer in the. Production can be regulated by spray drying.

AusführungsbeispielAusfüh ing game

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen;The invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show;

Fig. 1; Aufbau des erfindungsgemäßen Entwicklers vor der SprühtrocknungFig. 1; Construction of the developer according to the invention before spray-drying

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Fig· 2: Aufbau des erfindungsgemäßen Entwicklers nach der Sprühtrocknung,FIG. 2: Structure of the developer according to the invention after spray-drying, FIG.

Der erfindungsgemäße Entwickler besteht aus einem Thermoplast, einem Wachs und einem Harz« Dazu kommen magnetische Bestandteile» Pigmente und/oder Farbstoffe und Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit (Fig« I)« Alle Bestandteile sind im Wasser dispergierbar« Das Harz befindet sich zunächst in einer organischen Phase, die mit Wasser verträglich ist*The developer of the invention consists of a thermoplastic, a wax and a resin "There are also magnetic components» pigments and / or dyes and means of improving the flowability (Fig "I)" All the ingredients are in the water dispersible "First, the resin is in a organic phase that is compatible with water *

Der Thermoplast wird gebildet durch eine wässrige Dispersion von Polyvinylacetaten, Polyvinylacrylaten, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymerisate oder Ethylenvinylalkohol mit einem Erweichungspunkt bei 70 . ., 10O⁰C.The thermoplastic is formed by an aqueous dispersion of polyvinyl acetates, polyvinyl acrylates, methacrylic acid ester / styrene copolymers or ethylene vinyl alcohol having a softening point at 70. ., 10O ⁰ C.

Sein Gehalt am Gesamt feststoffanteil beträgt 5 *.» 10%, Er bildet das tragende Gerüst des Entwicklerkorns und verbessert die Dispergierbarkeit der anderen Bestandteile, Die verwendeten Wachse sind synthetischen Ursprungs, wie Derivate des Polyethylens bzw. nätüf-lichdn Ursprungs, wie Ester von Fettsäuren* Ihr Schmelzpunkt soll bei 40 ... 100 ⁰C liegeh» Sie realisieren mit 20 ,.* 40 % am Gesamtfeststoffanteil die Schmelzbarkeit des Entwickle rsIts content in the total solids content is 5 *. »10%, It forms the supporting skeleton of the developer grain and improves the dispersibility of the other ingredients, The waxes used are of synthetic origin, such as derivatives of polyethylene or of nätüf-lichd origin, such as esters of fatty acids * Their melting point should be 40 ... 100 ⁰ C »They realize the meltability of the developer with 20, * 40% of the total solids content

Mit den Harzen, wie kolöföniummodifizierte Phenolharze oder modifizierte Kolöfoniumharze _Λ welche zu 10 ... 20 % in organischer Phase dazugegeben werden, wird die Haftfestigkeit zum Papier verbessert. Die Harze schmelzen zwischen 60 „.„ 100 °C· Die magnetischen Anteile (^Fe2°3^{a Fe}3ⁱ³4 °^^er andere) zwischen 40 ,.. 70 % werden in die Gesamtdispersion intensiv eingerührt und bestimmen neben der Rieselfähigkeit im Gerat die Ausbildung der Magnetbürste und das Übertragungsverhalten des Entwicklers., Dabei sind 60 % magnetischer Anteil optimal»With the resins such as phenolic resins or modified kolöföniummodifizierte Kolöfoniumharze _Λ which are added to 10 ... 20% in the organic phase, the adhesive strength is improved to the paper. The resins melt between 60 "." 100 ° C · The magnetic components ( ^Fe 2 ° 3 ^{a Fe} 3 ⁱ 3 4 ° ^ ^he other) between 40, ... 70 % are stirred into the total dispersion intensively and determine besides the flowability in the device the formation of the magnetic brush and the transfer behavior of the developer., 60 % magnetic portion are optimal »

Wasserlösliche j aber auch in organischer Phase (Spiritus, Aceton) vorliegende Farbstoffe (Neozapen) bzw» Pigmente (Ruße) können der zusätzlichen Schwarzfärbung dienen.Water-soluble dyes (neozapen) or "pigments" (carbon blacks) which are also present in the organic phase (alcohol, acetone) can serve for additional blackening.

-β--β-

Der Anteil liegt bei 2 ·.. 10 %.The proportion is 2 · .. 10%.

Zusatzstoffe wie Aerosil und Zn-Stearat verbessern die Fließfähigkeit. Ihr Anteil sollte 5 % nicht überschreiten. Es wurde festgestellt, daß Zn-Stearat zu günstigen Schmelzverhalten führt« Bei gegebenem Entwickler werden die Eigenschaften von Emulsionen 1 genutzt, viele, sehr feine Teilchen 2 0,1 /um <0 <3/um gleichmäßig in der Emulsionsflüssigkeit verteilt zu haben und beim Trocknungsprozeß zu einem einheitlichen Film verlaufen,, Beim Vorbereiten der Dispersionen zum Sprühtrocknen werden diese mit Magnetit 3 und anderen Zusatzstoffen (Pigmente 4, Fließmittel usw.) intensiv vermischt. Dadurch können sich an die vielen Feinteilchen 2 der Dispersion, die den eigentlichen Thermoplast darstellen, die leitfähigen Teilchen (Ruß, Magnetit 3 usw.) lagern, die beim nachfolgenden Sprühprozeß zu einem geschlossenen Teilchen (Gesamtpartikel) verfließen (Fig. 2). Ein Teil der Zusatzpartikel befindet sich deshalb in der Oberflächenzone dieser Feinteilchen 2 bzw. auf dieser und somit im geschlossenen Entwicklerkorn zwischen den Feinteilchen 2«Additives such as Aerosil and Zn stearate improve the flowability. Their share should not exceed 5 % . For a given developer, the properties of Emulsions 1 are used to have many, very fine particles 2 0.1 / μm <0 <3 / to have evenly distributed in the emulsion liquid and in the case of Zn-Stearate Drying process to a uniform film "When preparing the dispersions for spray drying these are mixed intensively with magnetite 3 and other additives (pigments 4, flow agents, etc.). As a result, the conductive particles (carbon black, magnetite, etc.), which flow into a closed particle (total particles) in the subsequent spraying process, can be deposited on the many fine particles 2 of the dispersion which constitute the actual thermoplastic (FIG. 2). A part of the additional particles is therefore in the surface zone of these fine particles 2 or on this and thus in the closed developer grain between the fine particles 2 «

Diese Partikel an den Feinteilchen 2 beeinflussen maßgeblich den Widerstand der Entwicklerteilchen zwischen 10⁸ ... 10¹³ uiljcm· Ihre spezifische L#Qe biltJöt ;;d(,iö . j^h Grundlage für das Auftraten leitfähig!- StrÖrige.6* Somit ist auch die Möglichkeit gegeben, diesen Entwickler auf Grund von Irifluenz oder Aufladung zu übertragen und die Zeitkonstanten der Ladungsverschiebung und -übertragung, die für die Schnelligkeit des Entwicklungsprozesses von Bedeutung sind, entwicklungsseitig zu beeinflussen. Über die verschiedenen Dispersionen und deren Eigenschaften läßt sich auch die Rieselfähigkeit über die Korngröße und Korngrößenverteilung positiv beeinflussen.These particles on the fine particles 2 significantly influence the resistance of the developer particles between 10 ⁸ ... 10 ¹³ uiljcm · Their specific L # Qe biltJöt ;; d (, io. J ^ h basis for the appearance conductive! - Strörige.6 * Thus the possibility also exists to transfer this developer due to irifluence or charge and to influence the time constants of the charge transfer and transfer, which are important for the speed of the development process, on the development side Flowability on the particle size and particle size distribution positively influence.

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example

In ein Becherglas gibt man 120 ml einer 25%-igen Polyethylenwachsdispersion (Marvelan) und rührt 70 g Magnetit (FeoO.) ein. Nach genügender Durchmischung gibt man 20 ml einer 50%-igen Polyvinylacetatdispersion (DP 50) hinzu und homogenisiert die entstandene Mischung erneut (I).In a beaker, 120 ml of a 25% polyethylene wax dispersion (Marvelan) and stirred 70 g of magnetite (FeoO.). After thorough mixing, 20 ml of a 50% polyvinyl acetate dispersion (DP 50) are added and the resulting mixture is homogenized again (I).

Getrennt davon wird das kolofonium-modifizierte Phenolharz (Plastaresin) zu 10 g in Alkohol (Spiritus) gelöst und mit 5 ml Ammoniak versetzt. Diese alkalische Lösung kann nun zu (I) unter Rühren gegeben werden (II)«Separately, the rosin-modified phenolic resin (Plastaresin) is dissolved to 10 g in alcohol (alcohol) and treated with 5 ml of ammonia. This alkaline solution can now be added to (I) with stirring (II) «

3g Zn-Stearat gibt man in Alkohol gelöst zur Mischung (II)3g Zn stearate is dissolved in alcohol to give the mixture (II)

Die fertige Dispersion (III) wird nun auf 1 1 mit Wasser · aufgefüllt und sprühgetrocknet. Die Eintrittstemperatur soll 150 ««« 170 ⁰C Und die AüStrittstemperatur 70 ⁰C nicht Überschreiten* bei* somit gewönnehe fcntwicskler braucht nicht nachbehandelt zu werden und liefert unmittelbar gute Kopien*The finished dispersion (III) is then made up to 1 liter with water and spray-dried. The inlet temperature to 150 «« «170 ⁰ C and the AüStrittstemperatur 70 ⁰ C is not exceeded at * * thus fcntwicskler gewönnehe does not need to be treated immediately and provides good copies *

Der elektrische Widerstand liegt bsi ID^¹ S3clflThe electrical resistance is bsi ID ^ ¹ S3clfl

Er läßt sich bei 90 ⁰C durch Hitze fixieren* Die Teilchen haben einen Durchmesser von 2 bis 45,Um.It can be fixed by heat at 90 ^° C. The particles have a diameter of 2 to 45 μm.

Claims

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invention claim

1, magnetic one-component developer, which consists of a thermoplastic material, resin, magnetite and color pigment, characterized in that stearates are provided for improving the fixability and flowability of the developer in the developer particle up to 5% by weight.

2. A process for the preparation of the developer according to item I _1, characterized in that the resin is initially present in a spirit solution and then the dispersion is provided in the aqueous fractions, that by using an aqueous dispersion in which are conductive additive particles, after the drying process conductive strands (5) are formed in the regions between the fine particles (2) and on the surface of the developer part, and that the conductive additive particles are evenly distributed on the surface and in the iriner of the developer particle SiHd *

3. Method according to item 2 *, characterized in that the fineness of the dispersed particles in the dispersion can be used to regulate the particle size and the fertility of the developer in the preparation by spray-drying.

For this 1 sheet drawings