DE1233266B - Elektrophotographischer Pulverentwickler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G03g

Deutsche Kl.: 57 e -4/18=. <?/c;

Nummer: 1233 266

Aktenzeichen: K 52051IX a/57 e

Anmeldetag: 7. Februar 1964

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Pulverentwickler aus einem anorganischen und/oder organischen, sich positiv aufladenden und einem organischen, sich negativ aufladenden Toner.

Es ist bekannt, elektrophotographische Pulverentwickler aus einem sich negativ aufladenden organischen Toner und einem Träger herzustellen. Die Trägerteilchen rieseln während des Entwickeins wieder ab. Beschädigungen des Tonerbildes sind daher unvermeidlich. Die Herstellung des Trägers ist relativ schwierig. Eine teilweise Umkehrung des Ladungssinnes der Tonerteilchen ist durch Abnutzung oder Herstellungsfehler der Trägerteilchen möglich.

Es ist vorgeschlagen worden, elektrophotographische Pulverentwickler aus einem organischen und einem anorganischen Toner herzustellen. Danach besteht der organische Toner aus einem Polyvinylchlorid-Mischpolymerisat. Diese besitzen den Nachteil, daß sie einen relativ hohen Schmelzpunkt haben und sich daher nur sehr schlecht thermisch fixieren lassen. Darüber hinaus ist die Haftfestigkeit auf Unterlagen, namentlich auf metallischen Druckplatten, sehr schlecht.

Aufgabe der Erfindung ist, einen sich sehr stark negativ aufladenden organischen Toner mit guter thermischer Fixierbarkeit und guter Haftung anzugeben.

Der Gegenstand der Erfindung geht von einem elektrophotographischen Pulverentwickler aus einem anorganischen und/oder organischen, sich positiv aufladenden und einem organischen, sich negativ aufladenden Toner aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß der organische, sich negativ aufladende Toner ganz oder teilweise aus einem Mischpolymerisat aus Vinylestern und carboxylgruppenhaltigen mischpolymerisierbaren Verbindungen besteht. Durch den erfmdungsgemäßen elektrophotographischen Pulverentwickler wird erreicht, daß das Tonerbild thermisch leicht, d.h. zwischen 80 und IOO^cC fixiert werden kann, ohne daß dabei selbst empfindliche Papiere thermisch angegriffen werden. Die hohe Aufladung des negativen Toners läßt praktisch schleierfreie Bilder entstehen. Eine Tendenz zur Umkehrung des Ladungssinnes bei Pulverentwicklern, die die verschiedenen anorganischen Toner enthalten, besteht nicht. Besondere Vorzüge besitzt der Pulverentwickler gemäß der Erfindung bei seiner Anwendung auf dem Druckgebiet. Hierbei haften die geschmolzenen Tonerteilchen sehr fest auf der Unterlage, so daß sich die nicht mit Toner bedeckten Bildteile in einwandfreier Weise hydrophil machen lassen. Es ergeben sich praktisch schleierfreie Druckbilder, die auf Grund Elektrophotographischer Pulverentwickler

Anmelder:
Kalle Aktiengesellschaft,

Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Als Erfinder benannt:
ίο Dr. Heinz Herrmann, Wiesbaden-Biebrich;

Otmar Enderich, Kaltenholzhausen über Diez - -

der guten Haftung der mit Toner bedeckten Bildteile der Druckform in sehr hohen Auflagen hergestellt werden können. Der erfindungsgemäße Pulverentwickler hat ferner den Vorteil, daß sein sich negativ aufladender Toner infolge seiner mechanischen und

zo chemischen Stabilität auch bei längerem Gebrauch bei niedrigen oder hohen Luftfeuchtigkeiten eindeutig negativ aufgeladen bleibt.

Vorzugsweise besteht der organische, sich negativ aufladende Toner aus einem Mischpolymerisat aus 95 Molprozent Vinylacetat und 5 Molprozent Crotonsäure.

Als anorganische, sich positiv aufladende Toner werden anorganische Salze, z. B. Kaliumsulfat, Calciumsulfat, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumbromid, Kupfersulfat, Aluminium-Kaliumsulfat, Natriumsulfat; Oxyde, z. B. Aluminiumoxyd, Eisenoxyd, Bleioxyd, Titandioxyd, Zinkoxyd, Kupferoxyd; Silikate, z. B. Kieselgur, Silikagel, Talkum, Glaspulver; Borate, z. B. Natriummetaborat, Kaliumborat oder Carbonate, z. B. Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, jeweils fein pulverisiert, verstanden. '

Als organische, sich positiv aufladende Toner werden Pulver aus Stärke, Zellstoff, Lignin oder Kleie genannt. Auch Mischungen der erwähnten Substanzen sind mit gutem Erfolg anzuwenden. Die Substanzen werden fein gemahlen und gesiebt.

Als organische, sich stark negativ aufladende Toner werden Mischpolymerisate aus Vinylestern und carboxylgruppenhaltigen mischpolymerisierbaren Verbindungen verwendet. Geeignete Vinylester sind Vinylester von Fettsäuren, z. B. Propionsäure, Buttersäure, vorzugsweise Essigsäure. Geeignete carboxylgruppenhaltige mischpolymerisierbare Verbindungen sind ungesättigte Monocarbonsäuren, z. B. Crotonsäure, Zimtsäure oder ungesättigte Dicarbonsäuren, z. B. Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure.

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Die an sich bekannten Mischpolymerisate sind mit Hilfe der üblichen Methoden herzustellen. Der Anteil des Vinylesters soli mindestens 80 Molprozent, vorzugsweise 93 bis 97 Molprozent, betragen. Diesen Verhältnissen entspricht ein Mischpolymerisat aus 95 Molprozent Vinylacetat und 5 Molprozent Crotonsäure.

Die Mischpolymerisate können zusätzlich gefärbt werden. Hierzu können Dispersionsfarbstoffe (Colour Index Vol.l, S.1655 bis 1742) verwendet werden, die auch allgemein zum Färben von Polyvinylverbindungen dienen, z. B. Cellitonfarbstoffe, Cibacet-, SetacylfarbstofFe. Außerdem können auch solche organischen Pigmente zum Färben des Mischpolymerisates verwendet werden, die den Dispersionsfarbstoffen physikalisch ähnlich sind, z. B. Fettfarbstoffe, wie Sudanfarbstoffe; auch Entwicklungsfarbstoffe der Naphthol-AS-Reihe eignen sich für diese Zwecke.

Besonders brauchbar erwiesen sich z. B. die Farbstoffe Azo Oil Black (C. I. Solvent Black 12) und ein Gemisch aus wasserunlöslichen Azo- und Anthrachinonfarbstoffen und das Pigment Kupferphthalocyanin (C. I. Nr. 74160). Die Farbstoffe und Pigmente können einzeln oder im Gemisch miteinander verwendet werden.

Die Herstellung der Toner kann nach bekannten Methoden, z. B. durch Trockenzerstäubung einer Tonerlösung oder -dispersion erfolgen. Auch das Zusammenschmelzen der einzelnen Komponenten und anschließendes Mahlen z. B. in Kugelmühlen ergibt gute Erfolge. Für beide organische Toner verwendet man Fraktionen mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,2 bis 20μηι, vorzugsweise 1 bis ΙΟμπι.

Zur Erzielung bestimmter Effekte, z. B. Steigerung der Zähigkeit und Abriebfestigkeit oder zur Erhöhung des Schmelzbereiches, können die Toner neben dem Mischpolymerisat auch andere Kunststoffe in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent enthalten. Geeignete Kunststoffe sind Polystyrol, Styrol-Mischpolymerisate, Vinylchlorid-Mischpolymerisate, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Maleinat- und Phthalatharze. Auch Zusätze bis zu 5 Gewichtsprozent von Netzmitteln, Weichmachern usw. sind möglich.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pulverentwickler mischt man einen oder mehrere der anorganischen und/oder organischen, sich positiv aufladenden und einen oder mehrere organische, sich negativ aufladende Toner im Gewichtsverhältnis 1:1 bis 20:1, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis 2:1 bis 4:1.

Der erfindungsgemäße Pulverentwickler kann auch im Gemisch mit Eisenpulver unter Benutzung eines Magnetstabes oder einer Magnetwalze für die Entwicklung von Ladungsbildern benutzt werden. Er kann besonders bei der Herstellung von Mikrofilmrückvergrößerungen nach dem elektrophotographischen Verfahren, ausgehend von negativen Mikrofilmen, gewerblich verwertet werden.

Beispiel 1

Man löst 100 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus 95 Molprozent Vinylacetat und 5 Molprozent Crotonsäure in 1200 Gewichtsteilen Trichloräthylen und vermischt das Ganze mit einer Lösung aus 3 Gewichtsteilen in 150 Gewichtsteilen Methylenchlorid. Die Mischung wird mit einem Druck von

30 kp/cm² durch eine »Kreisl«-Nebeldüse von 0,35mm Durchmesser gepreßt und in ein Infrarotstrahlungsfeld gesprüht, welches von neun Strahlern mit etwa 5 kW Gesamtleistung erzeugt wird. Die verdunstenden Lösungsmittel werden oben am Sprühtrocknungsapparat abgesaugt, die gebildeten Tonerkügelchen in einem Luftstrom unten aus dem Apparat ausgeführt und in einem Zyklon abgeschieden.

Der schwarze Toner schmilzt bei 83 bis 93 ⁰C (Koflerheizbank) und besitzt eine Korngröße von 3 bis 30μηι. Er wird dann mit Kieselgur einer Korngröße von 3 bis 35μηι im Verhältnis 1:4 gemischt. Der so erhaltene Pulverentwickler eignet sich zur Herstellung von Umkehrbildern. Zu diesem Zweck wird ein elektrophotographisches Zinkoxydpapier durch eine Coronaentladung von 6000 Volt negativ aufgeladen und unter einer positiven Kopiervorlage belichtet. Man überschüttet nun das Ladungsbild mit dem Entwickler. Dabei bleibt der schwarze Toner an den belichteten Bildteilen haften. Das Tonerbild wird durch Erwärmen fixiert.

Beispiel 2

Aus 100 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 genannten Mischpolymerisates, 3 Gewichtsteilen Azo Oil Black (C. I. Solvent Black 12) und 3 Gewichtsteilen eines Gemisches aus wasserunlöslichen Azo- und Anthrachinonfarbstoffen erhält man nach den Angaben in Beispiel 1 einen Toner, der bei 85 bis 95°C schmilzt (Kofierheizbank).

Gemäß Beispiell wird er mit Kieselgur gemischt. Es entsteht ein Entwickler, bei dem das Mischpolymerisat sehr hoch aufgeladen ist.

Beispiel 3

Man löst 80 Gewichtsteile des im Beispiel 1 genannten Mischpolymerisates und 20 Gewichtsteile Polystyrol in 1200 Gewichtsteilen Trichloräthylen und vermischt mit einer feinvermahlenen Suspension von 6 Gewichtsteilen Heliogenblau LBGN (C. I. Nr. 74 160) in 100 Gewichtsteilen Trichloräthylen. Die Mischung wird nach Angaben im Beispiel 1 verdüst. Der gebildete blaue Toner schmilzt bei 95 bis 115° C (Koflerheizbank). Dieser Toner wird im Verhältnis 1:2 mit Borax gemischt. Die beiden Toner besitzen eine Teilchengröße von 6 bis 20μπι.

Der gefärbte Toner bleibt dabei an den belichteten Bildteilen haften. Man erhält von einer negativen Kopiervorlage ein positives Bild.

Beispiel 4

In einem heizbaren Laborkneter verschmilzt man 480 Gewichtsteile des im Beispiel 1 genannten Mischpolymerisates mit 40 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisates aus Styrol und Acrylsäureester. Wenn die Schmelze homogen geworden ist, knetet man 18 Gewichtsteile Azo Oil Black (C. I. Solvent Black 12) und 12 Gewichtsteile eines Gemisches aus wasserunlöslichen Azo- und Anthrachinonfarbstoffen ein und gießt nach wenigen Minuten auf ein Metallblech aus. Nach Erkalten der Schmelze wird sie auf Erbsengröße gebrochen und dann in einer Kugelmühle gemahlen, bis die Hauptmenge des Toners eine Korngröße von 1 bis 20 μπι besitzt.

Der Toner schmilzt sehr tief.

Nach der im Beispiel 1 genannten Arbeitsweise wird ein Entwickler hergestellt.

Claims (2)

Beispiel 5 Nach den Angaben im Beispiel 4 stellt man einen Toner her aus 90 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 genannten Mischpolymerisates, 10 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisates aus Vinylchlorid, Vinylacetat und Maleinsäure, 3 Gewichtsteilen eines Gemisches aus wasserunlöslichen Azo- und Anthrachinonfarbstoffen. Der zähe Toner schmilzt sehr tief. Man vermischt miteinander gleiche Gewichtsteile des eben genannten Toners und einer feinvermahlenen Haferstärke. Mit dem Entwickler erhält man sehr randscharfe, saubere, kontrastreiche Umkehrbilder von negativen Ladungsbildern. In dem Entwickler kann Haferstärke auch durch Kieselgur, Aluminiumoxyd, Bleioxyd oder Fullererde ersetzt werden. Beispiel 6 Eine Zinkoxydpapierdruckfolie wird negativ aufgeladen und mit Hilfe eines Vergrößerungsgerätes durch ein Mikrofilmnegativ belichtet. Das entstehende Ladungsbild wird zu einem positiven Tonerbild entwickelt durch Uberstreichen mit einem magnetisch geführten Entwicklergemisch aus 85 Gewichtsteilen Eisenpulver, 10 Gewichtsteilen Haferstärke und Gewichtsteilen eines Toners aus 90 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 genannten Vinylacetat-Mischpolymerisates, 10 Gewichtsteilen Polystyrol und 3 Gewichtsteilen Azo Oil Black (C. I. Solvent Black 12). Nach thermischer Fixierung des Toners spannt man die Druckform in eine Klein-Offset-Druckmaschine ein, behandelt sie mit einer Hydrophilierungslösung und kann dann sofort drucken. Man erhält randscharfe, völlig schleierfreie Druckbilder in ungewöhnlich hoher Auflage. Patentansprüche:

1. Elektrophotographischer Pulverentwickler aus einem anorganischen und/oder organischen, sich positiv aufladenden und einem organischen, sich negativ aufladenden Toner, dadurch gekennzeichnet, daß der organische, sich negativ aufladende Toner ganz oder teilweise aus einem Mischpolymerisat aus Vinylestern und carboxylgruppenhaltigen mischpolymerisierbaren Verbindungen besteht.

2. Pulverentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der organische, sich negativ aufladende Toner aus einem Mischpolymerisat aus 95 Molprozent Vinylacetat und 5 Molprozent Crotonsäure besteht.