DE10041621A1 - Universal-Carrier, Verfahren zu seiner Herstellung und Zwei-Komponenten-Entwickler für elektrophotographische Drucksysteme - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Universal-Carrier für einen 2-Komponenten-Entwickler, aufweisend eine Carrier-Basiskomponente und eine Carrier-Voralterungskomponente, die mindestens ein Tonerharz und/oder mindestens ein Oberflächenadditiv aufweist, wobei die Carrier-Basiskomponente in Form zumindest teilweise egalisierter Partikel vorliegt und ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente an den Außenoberflächen der Partikel der Carrier-Basiskomponente haftet und ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente in Oberflächen-Vertiefungen der Partikel der Carrier-Basiskomponente enthalten ist. Zusammensetzungen aus dem erfindungsgemäßen Universal-Carrier und üblichen Tonern ergeben einen 2-Komponenten-Entwickler, der keiner tonerspezifischen Voralterung bedarf, sondern unmittelbar im Drucker verwendet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft Universal-Carrier für Zwei-Komponenten-Ent­ wickler, die eine Carrier-Basiskomponente und eine Carrier-Voralte­ rungskomponente aufweisen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, bei dem die Carrier-Basiskomponente mit der Carrier-Voralterungskomponente beschichtet wird, und Zwei-Komponenten-Entwickler auf der Basis des Universal-Carriers. Die Zwei-Komponenten-Entwickler sind unmittelbar, das heißt ohne Voralterungsprozeß, in elektrophotographischen Druck­ verfahren einsetzbar.

Die Zwei-Komponenten-Entwicklung ist eines der am häufigsten ange­ wendeten Entwicklungsverfahren beim elektrophotographischen Drucken. In den dafür benötigten Zwei-Komponenten-Entwicklern wird das magne­ tische Trägermaterial, der Carrier, nicht verbraucht, sondern dient unter anderem dazu, den Toner durch Reibung aufzuladen.

Zwei-Komponenten-Entwickler für elektrophotographische Drucksysteme enthalten einen Carrier und einen Toner. Der Toner seinerseits besteht aus Farbmitteln und Tonerharz als Bindemittel. Außerdem können ver­ schiedene Additive enthalten sein, wie Ladungssteuerstoffe (Charge Controlling Agents; CCA), Wachse, magnetische Pulver und Oberflä­ chen-Additive wie z. B. Silica, diverse Polymere und sogenannte Scum-Preventer. Bei dem Toner kann es sich um einen einheitlichen Toner oder um eine Mischung verschiedener Toner, die sich in Wechselwir­ kung mit dem verwendeten Carrier physikalisch wie ein einheitlicher Toner verhalten (Farbmischtoner), handeln.

Der Carrier wird häufig einer Vorbehandlung unterworfen. Eine solche Vorbehandlung kann beispielsweise in einem Oxidieren oder Nitrieren der Oberfläche bestehen, um die triboelektrischen Eigenschaften zu verändern oder die elektrische Leitfähigkeit und Feuchtigkeitsempfind­ lichkeit zu verringern. Eine ähnliche Wirkung wird auch durch Beschich­ tungen mit Polymeren erzielt. Außerdem erhöht die Beschichtung mit Polymeren die Langzeitstabilität des Carriers und verbessert die Rieselfä­ higkeit.

Wird reiner Carrier mit Toner vermischt, so zeigt sich beim Drucken ein deutliches "Einlaufverhalten": das Gemisch zeigt zu Beginn noch kein stabiles Druckbild, da sich die physikalischen Eigenschaften des Gemi­ sches verändern. Bei diesem Einlaufprozeß wird Toner auf der Ober­ fläche des Carriers "verschmiert" und in Vertiefungen an der Oberfläche des Carriers abgelagert. Außerdem wird der Carrier an der Oberfläche etwas abgeschmirgelt, d. h. egalisiert. Erst nach diesem Einlaufprozeß kann mit gleichmäßig guter Qualität gedruckt werden.

Dieser Einlaufprozeß kann dadurch vermieden oder zumindest verkürzt werden, daß die Entwickler "vorgealtert" werden. Bei dieser Voralterung werden Carrier und Toner gemeinsam in speziellen Apparaturen einem intensiven Durchmischungsverfahren unterzogen, bei dem das ansonsten im Drucker stattfindende Einlaufen quasi im Zeitraffertempo durchge­ führt wird. Wenn Entwickler einer bestimmten Zusammensetzung benö­ tigt wird, muß also jeweils für die benötigte Entwicklermenge ein Vor­ alterungsprozeß mit dem entsprechenden Toner durchgeführt werden.

Häufig wird ein und derselbe Carrier in Verbindung mit verschiedenen Tonern für unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt (Druckauflö­ sung, Farben). Nachteilig an der bisherigen Vorgehensweise ist, daß für jeden Entwickler gesondert ein Voralterungsprozeß durchgeführt werden muß, jeweils mit dem speziellen Toner, der im Entwickler eingesetzt wird. Der vorgealterte Entwickler muß gesondert verpackt und gelagert werden, was verfahrenstechnischen und organisatorischen Aufwand bedeutet. Besonders gravierend tritt der Nachteil des erforderlichen Voralterungsprozesses dann zu Tage, wenn nur kleine Mengen eines bestimmten Entwicklers benötigt werden. Beispielsweise wählen viele Firmen für ihre Firmenlogos einen speziellen Farbton aus, und zum Drucken dieser Logos werden dann die entsprechenden kundenspezifi­ schen Farbtoner und Entwickler benötigt. Bei Nachbestellungen müssen dann jeweils kleine Mengen Entwickler neu angemischt und der Vor­ alterungsbehandlung unterzogen werden, was aufwendig und kostentrei­ bend ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wäre es wünschenswert, über einen Universal-Carrier zu verfügen, der die tonerspezifische Voralterung überflüssig macht, das heißt, einen Universal-Carrier, der mit einem gewünschten Toner unmittelbar zu einem gebrauchsfertigen Entwickler kombiniert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen derartigen Uni­ versal-Carrier und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, einen Zwei-Kom­ ponenten-Entwickler bereitzustellen, der keiner Voralterung bedarf, sondern durch einfaches Zusammengeben von Carrier und Toner herge­ stellt werden kann und ohne gemeinsame Voralterung von Carrier und Toner gebrauchsfertig ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch den erfindungsgemäßen Universal-Carrier für Zwei-Komponenten-Entwickler, aufweisend:

• - eine Carrier-Basiskomponente und
• - eine Carrier-Voralterungskomponente, die mindestens einen Toner­ bestandteil, und gewünschtenfalls mehrere Tonerbestandteile, ent­ hält,

wobei

• - die Carrier-Basiskomponente in Form zumindest teilweise egalisier­ ter Partikel vorliegt und/oder
• - ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente an den Außenober­ flächen der Partikel der Carrier-Basiskomponente haftet und/oder ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente in Oberflächen-Vertiefun­ gen der Partikel der Carrier-Basiskomponente enthalten ist,
• - der mindestens eine Tonerbestandteil ein Tonerharz und/oder minde­ stens ein Oberflächenadditiv ist, und
• - wenn die gewünschtenfalls mehreren Tonerbestandteile ein Farb­ mittel aufweisen, das Farbmittel in einer für einen Druckprozeß nicht störend farbgebenden Menge anwesend ist.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Herstellung eines Universal-Carriers für Zwei-Komponenten-Entwickler, aufweisend

• - Bereitstellen einer Carrier-Basiskomponente und einer Carrier-Vor­ alterungskomponente, die mindestens einen Tonerbestandteil, und gewünschtenfalls mehrere Tonerbestandteile enthält, wobei der mindestens eine Tonerbestandteil ein Tonerharz und/oder mindestens ein Oberflächenadditiv ist,
• - innig In-Berührung-Bringen und Durchmischen der Carrier-Basis­ komponente mit der Carrier-Voralterungskomponente mit einer Intensität, daß ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente in Vertiefungen an der Oberfläche von Partikeln der Carrier-Basiskom­ ponente eindringt und/oder ein Teil der Carrier-Voralterungskom­ ponente an den Außenoberflächen von Partikeln der Carrier-Basis­ komponente haftet, und/oder die Partikel der Carrier-Basiskompo­ nente zumindest teilweise egalisiert werden, und
• - wenn die gewünschtenfalls mehreren Tonerbestandteile ein Farb­ mittel aufweisen, Entfernen von nicht druckfest an die Carrier-Ba­ siskomponente gebundenen Farbmittel zumindest bis auf eine für einen Druckprozeß nicht ausreichende Menge.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch den erfindungsgemäßen Zwei- Komponenten-Entwickler für elektrophotographische Drucksysteme, der einen erfindungsgemäßen Universal-Carrier und einen konventionellen Toner enthält.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Herstellung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, bei dem der erfindungsgemäße Universal-Carrier und ein konventioneller Toner zusammengegeben und ggf. leicht vermischt werden.

Wie bereits erwähnt, wird der konventionelle Voralterungsprozeß mit der kompletten Entwicklerzusammensetzung durchgeführt. Die Voralterung nimmt die Vorgänge, die ansonsten beim "Einlaufen" im Drucker ge­ schehen, ganz oder zumindest weitgehend vorweg. Außerdem ist be­ kannt, daß Entwicklerzusammensetzungen sehr sensibel auf Veränderun­ gen einer Komponente reagieren. Die Veränderung nur einer Kompo­ nente kann drastische Auswirkungen auf das Druckverhalten haben.

Die Komponenten eines Entwicklers sind nicht additiv, sondern sie befin­ den sich in Wechselwirkung miteinander. Die Eigenschaften eines Ent­ wicklers, insbesondere seine triboelektrischen Eigenschaften, elektrisches Laden und Transportieren des Toners, und die Fähigkeit zum sauberen Übertragen des Toners hängen davon ab, daß die Komponenten sorgfäl­ tig aufeinander abgestimmt werden und der Entwickler in passender Weise vorgealtert wird.

Daher ist es naheliegend und unmittelbar einsichtig, den Entwickler, wie es bisher tatsächlich der Fall ist, als eine komplexe, in jedem Stadium untrennbare Einheit zu betrachten. Es wurde allgemein davon ausgegan­ gen, daß diese untrennbare Einheit auch und gerade auf der Stufe der Voralterung, bei der Carrier und Tonerkomponenten sich zu einem ein­ wandfrei funktionsfähigen, den Anforderungen an die Druckqualität entsprechenden, Gemisch verbinden, eine wesentliche Eigenschaft von Entwicklern ist.

Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß es nicht erforderlich ist, den Voralterungsprozeß eines Zwei-Komponenten-Entwicklers mit der kompletten Entwicklerzusammensetzung aus Carrier und Toner (Ent­ wicklertoner) durchzuführen. Vielmehr kann ein vergleichbares Ergebnis erzielt werden, wenn eine oder mehrere der Entwickler-Tonerkomponen­ ten bei dem Voralterungsprozeß weggelassen werden, oder wenn ein anderer Toner (Voralterungstoner), ggf. mit gewisser Ähnlichkeit zum Entwicklertoner, oder Bestandteile dieses anderen Toners (Voralterungs­ toners) für die Voralterung genutzt werden.

Es kann ausreichend sein, wenn die Voralterung mit dem Bindemittelharz und/oder mindestens einem Oberflächenadditiv durchgeführt wird. Die Carrier-Voralterungskomponente wird dabei in einer Menge von wenigen Gewichtsprozenten der Gesamtzusammensetzung auf den Carrier aufge­ bracht. Sie kann, neben Tonerharz und Oberflächenadditiven, weitere übliche Tonerbestandteile enthalten. Die genaue Menge der aufzubrin­ genden Voralterungskomponente ist abhängig von ihrer Zusammenset­ zung. Besteht sie lediglich aus Oberflächenadditiven, sind 0,01 bis 1 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, bevorzugt 0,05 bis zu 0,5 Gew.-%, ausreichend. Besteht sie aus dem Bindemittelharz, ggf. mit weiteren üblichen Tonerbestandteilen, sind größere Mengen günstiger, bevorzugt 0,1 bis 7 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, der Gesamt­ zusammensetzung Carrier plus Voralterungskomponente.

Alternativ kann die Voralterung auch mit einem Wachs durchgeführt werden.

Erfindungswesentlich ist, daß der Voralterungsprozeß von Carrier-Ba­ siskomponente und Carrier-Voralterungskomponente eine intensive Ober­ flächen-Wechselwirkung der Komponenten garantiert. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Voralterung in vergleichbarer oder identischer Weise durchgeführt wie die übliche tonerspezifische Voralterung. Car­ rier-Basiskomponente und Carrier-Voralterungskomponente werden also für eine ausreichende Zeitdauer, typischerweise etwa 1 Minute bis 1 Stunde, in der Regel etwa 20 Minuten, in geeigneten Mischvorrichtungen in Kontakt gebracht. Dabei werden die Carrier-Partikel in ähnlicher Weise verändert wie bei der tonerspezifischen Voralterung, das heißt, ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente dringt in Vertiefungen an der Oberfläche von Partikeln der Carrier-Basiskomponente ein und/oder ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente haftet an der Außenoberfläche von Partikeln der Carrier-Basiskomponente an. Typischerweise geschieht beides gleichzeitig. Außerdem werden die Partikel der Carrier-Basis­ komponente an der Oberfläche mehr oder weniger stark abgeschliffen (egalisiert).

Wird einem dergestalt vorbehandelten Carrier ein konventioneller Toner zugegeben, so ist nahezu kein Einlaufverhalten festzustellen, und das Entwickler-Gemisch zeigt sofort ein stabiles Druckverhalten.

Wie erwähnt, ist es nicht erforderlich, die Voralterung mit einem voll­ ständigen Toner durchzuführen. Übliche Tonerbestandteile können jedoch in üblichen Mengenverhältnissen und Partikelgrößen mitverwendet wer­ den.

Die erfindungsgemäße Carrier-Voralterungskomponente enthält ein To­ nerharz, d. h. ein Bindemittelharz, und/oder ein oder mehrere Oberflä­ chenadditive, bevorzugt Tonerharz und Oberflächenadditive oder nur Tonerharz.

Das Tonerharz kann grundsätzlich ein beliebiges Bindemittel-Harz sein, wie es in handelsüblichen Tonern verwendet wird. Auch Tonerharz-Gemische können mit Vorteil verwendet werden. Gut geeignete Toner­ harze sind Polyester, Epoxidharze, Acrylharze, Polyamide, Polyethylen, Polystyrol, Styrol-Acrylat-Copolymere, Butadien-Styrol und deren Gemi­ sche.

Als Oberflächenadditive kommen Additive in Frage, welche z. B. die Rieselfähigkeit, die triboelektrischen Eigenschaften oder die Verfil­ mungsneigung verbessern. Beispiele für Oberflächenadditive sind Silica, z. B. kolloidales Silica wie Aerosil (Nippon Aerosil Co., Ltd.) oder HDK (Wacker-Chemie GmbH), Metalloxide wie Titanoxid, Aluminiumoxid oder Ceroxid, Metallsalze von Fettsäuren wie Zinkstearat, Siliciumcarbid wie HSC 059/200 (Superior Graphite Co.), diverse Polymere, soge­ nannte Scum-Preventer und Ladungssteuerstoffe.

Zusätzlich können weitere interne Additive, d. h. Additive, die im Toner­ harz dispergiert sind, enthalten sein. Dazu gehören z. B. Wachse als Trennmittel und zur Verbesserung des Fixierverhaltens.

Bevorzugt sind Wachse mit geringem Molekulargewicht wie Polyolefine. Unter den im Handel erhältlichen Polyolefinen sind Polyethylen und Polypropylen bevorzugt, wie sie kommerziell z. B. unter den Handels­ namen Viscol (Sanyo Chemical Industries) oder Epolene (Eastman Che­ mical Products Inc.) erhältlich sind. Wachse werden bevorzugt in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% auf der Basis der Carrier-Voralterungskom­ ponente verwendet.

Manche Toner, wie MICR-Toner, die beispielsweise zum Drucken von magnetisch lesbaren Zeichen verwendet werden, enthalten magnetisier­ bare Pulver. Auch diese können in der Carrier-Voralterungskomponente als interne Additive dispergiert werden.

Zusätzlich können Ladungssteuerstoffe als interne Additive verwendet werden.

Die Auswahl der Ladungssteuerstoffe hängt zuerst einmal davon ab, ob der Toner elektrisch positiv oder negativ aufladbar sein soll. Geeignete Ladungssteuerstoffe sowie positiv aufladbare und negativ aufladbare Toner sind im Handel erhältlich. Beispiele für positiv aufladbare Toner sind quartäre Ammoniumsalz-Verbindungen wie "TP-415" (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), "Bontron P-51" (Orient Chemical Co., Ltd.), Polyamin-Harze wie "AFP-B" (Orient Chemical Co., Ltd.) und mit quaternären Ammoniumsalzen funktionalisierte Polymere wie "FCA-201-PF" (Fujikura Kasei Co., Ltd.).

Beispiele für negativ aufladbare Toner sind Kalium-borobisbenzylat wie "LR-147" (Japan Carlit Co., Ltd.), Metallkomplexe von Alkyl-Derivaten der Salicylsäure wie "Bontron E-81" und "Bontron E-84" (Orient Chemi­ cal Co., Ltd.), mit Sulfonsäure funktionalisierte Polymere wie "FCA-1001-NS" (Fujikura Kasei Co., Ltd.) und quaternäre Ammoniumsalz-Verbindungen wie "Copy Charge NXVP434" (Clariant GmbH).

Diese Ladungssteuerstoffe werden in Toner bevorzugt in einer Menge von etwa 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,5 bis 2 Gew.-%, auf der Basis des jeweiligen Toners verwendet. Die entsprechenden Mengen sind auch für die Carrier-Voralterungskomponente geeignet.

Als Carrier-Basiskomponente für den erfindungsgemäßen Universal- Carrier sind grundsätzlich die für Zwei-Komponenten-Entwickler übli­ chen Carrier geeignet. Beispiele sind Carrier-Pulver aus Quarzsand, Glas, Stahl, Aluminium, Eisen, Ferrite, Magnetite und Komposit-Pulver aus Polymer/magnetischem Pigment. Bevorzugte Carrier-Materialien sind unregelmäßig geformte Eisenpulver, Magnetite und Ferrite, z. B. Lithium-Ferrit, MgMn-Ferrit, Mn-Ferrit, Sr-Ferrit. Die mittlere Partikel­ größe liegt typischerweise bei 10 bis 200 µm.

Bevorzugt sind Carrier mit einem spezifischen Widerstand von 10⁷ bis 10¹² Ωcm.

Enthält die Carrier-Voralterungskomponente ein Tonerharz, so liegt der mittlere Partikeldurchmesser bevorzugt zwischen 3 µm und 20 µm.

Der Anteil der Carrier-Voralterungskomponente an dem Universal-Car­ rier beträgt vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.- %, je nachdem, aus welchem Tonerbestandteil bzw. welchen Tonerbestandteilen die Voralterungskom­ ponente besteht.

Bevorzugt ist die Carrier-Voralterungskomponente frei von Farbmitteln. Besonders bevorzugt ist der für die Vorbehandlung verwendete Toner ein vollständiger, farbmittelfreier, d. h. transparenter, Toner.

Die Carrier-Voralterungskomponente kann jedoch, wie übliche Toner, auch Farbmittel beliebiger Farbe enthalten. Geeignet sind beispielsweise auch UV- und IR-aktive, beispielsweise fluoreszierende Farbmittel, metallische Partikel oder Partikel mit metallischem Effekt, wie sie z. B. unter dem Handelsnamen Iriodine erhältlich sind (Merck GmbH).

Übliche Toner enthalten das Farbmittel bevorzugt in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts des Toners. Die Car­ rier-Voralterungskomponente ist bevorzugt frei von Farbmitteln, und wenn doch Farbmittel enthalten sind, müssen die nicht druckfest gebun­ denen Farbmittel nach Beendigung des Voralterungsvorgangs der Car­ rier-Basiskomponente mit der Carrier-Voralterungskomponente weitge­ hend entfernt werden, gegebenenfalls zusammen mit anderen überschüs­ sigen Bestandteilen, zum Beispiel durch Abblasen.

Die Vorbehandlung des Carriers mit einer Farbmittel enthaltenden Vor­ alterungskomponente ist deshalb möglich, da ein gewisser Teil der Car­ rier-Voralterungskomponente druckfest an die Carrier-Basiskomponente gebunden wird, das heißt, er ist so fest gebunden, daß er beim Druck­ vorgang nicht mehr entfernt werden kann. Insofern sind druckfest gebun­ dene Farbmittel einer anderen Farbe als der Druckfarbe beim Drucken nicht störend. Nicht druckfest gebundene Farbmittel dürfen die bei einem Druckprozeß störende Menge nicht erreichen oder überschreiten.

Die Mengen der übrigen Bestandteile der Carrier-Voralterungskompo­ nente sind nicht kritisch. Sie können in dem fertigen Universal-Carrier ausschließlich in druckfest gebundener oder in druckfest gebundener und freier Form vorliegen. Daher liegt für diese Bestandteile die Mengen- Obergrenze in dem Bereich der Mengen-Obergrenzen der jeweiligen Bestandteile in einem fertigen Entwickler.

Der erfindungsgemäße Universal-Carrier unterscheidet sich damit, selbst bei Vorbehandlung mit einem kompletten konventionellen Toner, von einem konventionellen Entwickler aus Carrier und Toner, nämlich da­ durch, daß er kein Farbmittel oder nur druckfest gebundenes Farbmittel oder druckfest gebundenes Farbmittel und zusätzlich nicht druckfest gebundenes Farbmittel in einer für einen Druckprozeß nicht ausreichen­ den oder zumindest nicht störenden Menge enthält. Bevorzugt enthält der erfindungsgemäße Universal-Carrier auch die übrigen Bestandteile der Carrier-Voralterungskomponente in einer geringeren Menge, als die jeweiligen Bestandteile in einem Entwickler enthalten sind. Besonders bevorzugt sind im wesentlichen alle Bestandteile der Carrier-Voralte­ rungskomponente druckfest am Carrier gebunden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, einen gängigen Carrier mit einem praktisch beliebigen Toner als Carrier-Voralterungskompo­ nente vorzubehandeln, und aus dem Carrier zusammen mit demselben oder einem anderen Toner einen Entwickler herzustellen, der dann sofort ohne Voralterungsbehandlung gebrauchsfertig ist.

Es ist üblich, Carrier vor der Vermischung mit einem Toner zusätzlich einer separaten Vorbehandlung, dem Coaten, zu unterziehen. Das Coaten dient im wesentlichen dazu, das Triboniveau einzustellen, eine Langzeit­ stabilität zu erreichen, den Widerstand anzupassen und eine ausreichende Rieselfähigkeit zu gewährleisten. Zum Coaten werden häufig Polymere eingesetzt.

Diese Polymere unterscheiden sich grundlegend vom Tonerharz. Es sind verschleißfeste, hochschmelzende Produkte mit Antihaft-Eigenschaften, die den Carrier versiegeln und gleichzeitig ein leichtes Ablösen des Toners beim Drucken und eine schnelle und stabile Aufladung des To­ ners ermöglichen müssen. Typische Coating-Polymere sind Acryl-Styrol-Copolymere, Silicone und Fluorkohlenstoffe wie Teflon. Im Gegensatz dazu müssen Tonerharze über eine gute Mischbarkeit mit den übrigen Tonerbestandteilen verfügen und sich bei den Temperaturen der Fixie­ rung, d. h. bei ca. 100 bis 200°C, mit diesen und dem zu bedruckenden Papier verbinden. Sie besitzen daher einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und gute Hafteigenschaften.

Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, die Beschichtung der Carrier-Basiskomponente mit der Carrier-Voralterungskomponente in das Coa­ ting-Verfahren einzubauen, das heißt, statt des Coatens direkt die Vor­ alterung durchzuführen.

Der erfindungsgemäße Universal-Carrier ergibt mit einem konventionel­ len Toner einen Zwei-Komponenten-Entwickler, der hervorragend für elektrophotographische Drucksysteme geeignet ist. Dem Universal-Car­ rier wird etwas weniger Toner zugesetzt, als üblicherweise für derartige Entwickler verwendet wird. Einem nicht erfindungsgemäß vorbehandel­ ten Carrier werden circa 2 bis 12 Gew.-%, bevorzugt circa 5 Gew.-% Toner zugegeben, so daß der Zwei-Komponenten-Entwickler aus circa 88 bis 98 Gew.-%, bevorzugt circa 95 Gew.-%, Carrier und circa 2 bis 12 Gew.-%, bevorzugt circa 5 Gew.-%, Toner besteht. Der erfindungs­ gemäß vorbehandelte Universal-Carrier enthält jedoch bereits eine Vor­ alterungskomponente, so daß die neu zugesetzte Tonermenge entspre­ chend, bevorzugt um 0,1 bis zu 7 Gew.-%, besonders bevorzugt um 0,5 bis 2 Gew.-% verringert werden kann.

Besonders bevorzugt sind Toner auf der Basis von Polyester als Toner­ harz, insbesondere Toner mit einer Säurezahl von 0,1 bis 30 mg KOH/g. Das Tonerharz weist bevorzugt eine Säurezahl von 0,1 bis zu 45 mg KOH/g auf, da diese Toner eine besonders gute Mischbarkeit mit ande­ ren Tonern aufweisen.

Grundsätzlich ist jeder gängige Toner zusammen mit dem erfindungs­ gemäßen Universal-Carrier verwendbar. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn Carrier-Voralterungskomponente und Toner einander chemisch ähnlich sind und ähnliche physikalische Eigen­ schaften besitzen. Bei Voralterung mittels Tonerharz ist es insbesondere günstig, wenn das verwendete Tonerharz in Carrier-Voralterungskom­ ponente und Toner ähnlich oder, besonders bevorzugt, identisch ist.

Auch die Oberflächenadditive, soweit sie in der Carrier-Voralterungs­ komponente enthalten sind, sind bevorzugt in Carrier-Voralterungskom­ ponente und Toner chemisch ähnlich. Ladungssteuerstoffe müssen selbst­ verständlich elektrisch gleichsinnige Aufladung erzeugen.

Der erfindungsgemäße Zwei-Komponenten-Entwickler kann den Uni­ versal-Carrier und den Toner in vermischter Form enthalten, d. h. Toner und Universal-Carrier können extern, d. h. außerhalb des Druckers, vermischt werden, aber Universal-Carrier und Toner können auch ge­ trennt voneinander vorliegen. Der Universal-Carrier kann dann unver­ mischt im Drucker eingesetzt werden. Der Toner wird in diesem Fall im Drucker zudosiert. Zur Herstellung des Zwei-Komponenten-Entwicklers ist kein intensives Mischen erforderlich.

Der erfindungsgemäße Universal-Carrier ist somit ein tatsächlich univer­ sell einsetzbarer Carrier, der zum Beispiel für verschiedene Farbtoner, insbesondere in geringen Mengen spezifisch für Kundenanwendungen hergestellte Farbtoner, auch metallische, Metalleffekt- und UV- oder IR-aktive Toner, Toner für Sicherheitsanwendungen, verschiedene Schwarz­ toner in unterschiedlichen Korngrößen und für MICR-Toner für Belegle­ ser verwendbar ist.

Die erfindungsgemäße Carrier-Vorbehandlung mit einer Komponente oder mehreren Komponenten üblicher Toner bietet insbesondere folgende Vorteile:
Es besteht die Möglichkeit, Entwickler für kundenspezifische Farbtoner ad hoc bereitzustellen, ohne den jeweiligen Entwickler vorrätig zu hal­ ten. Bei Nachbestellungen von Entwickler für kundenspezifische Farb­ toner muß keine neue Fertigung kleiner Mengen vorgenommen werden.

Es ist keine spezielle Vorrichtung für die individuelle Voralterung der Entwickler nötig.

Das Entwicklervorprodukt läßt sich kostengünstig und zentral in großen Mengen herstellen.

Der Entwicklungsaufwand für Entwickler, sowie der Logistik- und Ver­ waltungsaufwand ist erheblich reduziert.

Aufwendige Herstell-, Umfüll- und Reinigungsarbeiten können entfallen.

Claims (21)

1. Universal-Carrier für Zwei-Komponenten-Entwickler, aufweisend:
eine Carrier-Basiskomponente und
eine Carrier-Voralterungskomponente, die mindestens einen Toner­ bestandteil, und gewünschtenfalls mehrere Tonerbestandteile, ent­ hält,
wobei
die Carrier-Basiskomponente in Form zumindest teilweise egalisier­ ter Partikel vorliegt und/oder
ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente an den Außenober­ flächen der Partikel der Carrier-Basiskomponente haftet und/oder ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente in Oberflächen-Vertiefun­ gen der Partikel der Carrier-Basiskomponente enthalten ist,
der mindestens eine Tonerbestandteil ein Tonerharz und/oder minde­ stens ein Oberflächenadditiv ist, und
wenn die gewünschtenfalls mehreren Tonerbestandteile ein Farb­ mittel aufweisen, das Farbmittel in einer für einen Druckprozeß nicht störend farbgebenden Menge anwesend ist.

2. Universal-Carrier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente frei von Farbmitteln ist.

3. Universal-Carrier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente ein vollständiger, farbmittel­ freier Toner ist.

4. Universal-Carrier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gewünschtenfalls anwesende Farbmittel im wesentlichen ausschließ­ lich in druckfest an die Carrier-Basiskomponente gebundener Form vorliegt.

5. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente zum Teil druck­ fest an die Carrier-Basiskomponente gebunden ist und zum Teil in unge­ bundener Form vorliegt.

6. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente 0,1 bis 7 Gew.-% beträgt.

7. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Säurezahl der Carrier-Voralterungskomponente 0,1 bis 30 mg KOH/g beträgt.

8. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Tonerharz ein Polyester, bevorzugt mit einer Säurezahl von 0,1 bis zu 45 mg KOH/g, ist.

9. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Säurezahl der Carrier-Voralterungskomponente 0,1 bis 30 mg KOH/g beträgt und das Tonerharz ein Polyester, bevor­ zugt mit einer Säurezahl von 0,1 bis 45 mg KOH/g, ist.

10. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente ein vollständi­ ger, bevorzugt farbmittelfreier, Toner ist und daß die Säurezahl der Carrier-Voralterungskomponente 0,1 bis 30 mg KOH/g beträgt und das Tonerharz ein Polyester, bevorzugt mit einer Säurezahl von 0,1 bis 45 mg KOH/g, ist.

11. Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Carrier-Basiskomponente kein Coating aufweist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Universal-Carriers für Zwei-Kom­ ponenten-Entwickler, aufweisend:
Bereitstellen einer Carrier-Beschichtungskomponente und einer Carrier-Voralterungskomponente, die mindestens einen Tonerbe­ standteil, und gewünschtenfalls mehrere Tonerbestandteile, enthält, wobei der mindestens eine Tonerbestandteil ein Tonerharz und/oder mindestens ein Oberflächenadditiv ist,
innig In-Berührung-Bringen und Durchmischen der Carrier-Basis­ komponente mit der Carrier-Voralterungskomponente mit einer Intensität, daß ein Teil der Carrier-Voralterungskomponente in Vertiefungen an der Oberfläche von Partikeln der Carrier-Basiskom­ ponente eindringt und/oder ein Teil der Carrier-Voralterungskom­ ponente an den Außenoberflächen von Partikeln der Carrier-Basis­ komponente haftet, und/oder die Partikel der Carrier-Basiskompo­ nente zumindest teilweise egalisiert werden, und
wenn die gewünschtenfalls mehreren Tonerbestandteile ein Farb­ mittel aufweisen, Entfernen von nicht druckfest an die Carrier-Ba­ siskomponente gebundenen Farbmittel zumindest bis auf eine für einen Druckprozeß nicht störend farbgebende Menge.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Car­ rier-Voralterungskomponente ein vollständiger farbmittelfreier Toner verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Car­ rier-Voralterungskomponente ein vollständiger farbmittelhaltiger Toner verwendet wird und Farbmittel und gegebenenfalls weitere Tonerbestand­ teile, die nicht druckfest am Carrier gebunden sind, entfernt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Carrier-Voralterungskomponente in einer Menge von 0,1 bis 7 Gew.-% verwendet wird.

16. Zwei-Komponenten-Entwickler für elektrophotographische Drucksy­ steme, aufweisend einen Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einen Toner.

17. Zwei-Komponenten-Entwickler nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Toner 2 bis 12 Gew.-% des Entwicklers beträgt.

18. Zwei-Komponenten-Entwickler nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner denselben Tonerharztyp und/oder densel­ ben Typ Ladungssteuerstoff, bevorzugt identisches Tonerharz und/oder identischen Ladungssteuerstoff, enthält wie die Carrier-Voralterungskom­ ponente.

19. Verwendung von Tonerharz und/oder Oberflächenadditiven bei der Herstellung eines Universal-Carriers nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

20. Verfahren zur Herstellung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und ein Toner zusammengegeben werden.

21. Elektrophotographisches Druckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner dem Carrier erst im Drucker zudosiert wird, wobei ein Universal-Carrier nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet wird.