DE1472912A1

DE1472912A1 - Fluessiger Entwickler fuer elektrostatische Bilder

Info

Publication number: DE1472912A1
Application number: DE19631472912
Authority: DE
Inventors: Metcalfe Kenneth Archibald; Lowe William Hector
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1962-07-12
Filing date: 1963-07-05
Publication date: 1969-03-27
Also published as: BE634860A; GB1054554A; NL295272A; US3516934A; DE1472912B2

Description

Μ * Juli «63

ό Frankfurt a. M., den Neue Mainzer Str. -40-42 fernsprecher 2 3? 27, 2 75 23

DIPL-ING. E. RATHMANN - P 63 209 - DIPL-ING. R. MERTENS PATENTANWÄLTE

THB COMMONWEALTH OF AUSTRALIA

339, Swanston Street Melbourne, Australien

^M Flüssiger Entwickler für elektrostatische Bilder¹¹

Es ist bekannt, für die Flüssigentwicklung elektrostati scher Bilder eine Trägerflüesigkeit hohen elektrischen Widerstandes zu benutzen, in dem die Tonerpartikel suspendiert sind, die dann bei der Entwicklung durch die elektrostatische Kraft aus der Trägerflüssigkeit angezo*· gen und bildgemäß abgelagert werden.

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Eb ist auch bekannt, für solche Tonerteilchen ein Fixiermittel Torzuaehen, beispielsweise als ein Harz oder ein ähnliches Material, das sich in gelöstem oder erweichtem Zustand befindet und sich zusammen mit den Tonerteilchen oder als Überzug auf den Tonerteilchen so ablagert_ydaß das Bild beim Abdampfen der Trägerflüssigkeit fixiert wird.

Ferner ist es bekannt, für die Tonerteilchen steuernde Stoffe zu benutzen, die die Tonerteilchen überziehen und eine Änderung der elektrischen Eigenschaft der Teilchen rerurSachen·

Damit elektrostatische Bilder überhaupt entwickelt werden können, müssen die Teilchen eine Ladung haben, und in dem Zusammenhang ist es gut bekannt, daß die in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen eine natürliche ladung haben, die von sich aus dazu benutzt werden kann, die Teilchen in einem elektrischen Feld in Bewegung zu setzen,oder die, wie gesagt, dadurih modifiziert werden kann, daß ein zweiter Stoff Torgesehen wird, der die Tonerteilchen rorzugsweiee überzieht und der die elektrische Ladung der Teilchen Yeränedert. Eine der Schwierigkeiten, die in der flüssigen Entwicklung auftreten, ist das Finden von Stoffen, die bei Lagerung nicht rerfallen oder zerstörend wirken und die außerdem nicht die Ladung ron den Bildflächenteilen zu schnell abfließen lassen und so eine wirksame Entwicklung der elektrostatischen Bilder rerhihdern* lin weiteres Problem ist das Fixieren der Tonerteilchen in Flächenteilen, in denen sie abgelagert sind.

Eines der größten Probleme in der flüssigen Entwicklung

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besteht möglicherweise in ,pier Schwierigkeit zu gewährleisten, daß die Entwicklereigenschaften immer in der richtigen Güte erhalten bleiben. Es ist klar, daß die Entwickler sich rerhältnismäßig lange aufbewahren lassen können sollen, so daß sie in ihrer endgültigen Form gespeichert oder in Druckmaschinen, wp sie gleich rerwendet werden können, pbne daß sie ständig umgerührt oder in Umlauf gehalten oder gar ausgewechselt werden müssen.

Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Angabe eines rerbesserten flüssigen Entwicklers für elektrostatische Bilder, in dem die Suspension der Teilchen des Pigmentmaterials gewährleistet ist und in dem eine Zusammenballung τοη Teilchen zur Bildung größerer Stücke oder Klumpen rerhindert wird, denn dies würde zu einer Sedimentation und zu gröberem Druck führen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines stabilen Entwicklers, der die Teilchen leicht an dem Bild zu fixieren rermag, so daß sie nicht ein zerfressenes Aussehen annehmen.

Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Pigmentteilchen in der Entwicklerträgerflüssigkeit suspendiert werden und daß außerdem in diese Entwick— lerflüssigkeit ein Harz eingegeben wird , das so ausgewählt ist, daß nur eine sehr kleine Anziehung zwischen den Entwicklerteilchen und dem Harz bestehen, so daß an den Ent— wicklerteilchen niir ein dünner Harzüberzug anhaften kann, während der· überwiegende Teil des Harzes in der Trägerg löst bleibt und als ein Mittel wirkt, das

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dafür sorgt, daß die Tonerteilchen isoliert bleiben und nicht eine unzulässige Neigung zur Sedimentation oder Agglomeration zeigen·

Demnach hat die Erfindung auch einen flüssigen Entwickler sum Gegenstand, indem Sedimentteilchen in einer elektrisch verhältnismäßig gut leitenden Trägerflüssigkeit suspendiert sind, wobei die Trägerflüssigkeit auch ein Hare aufnimmt) dieser Entwickler zeichnet sich dadurch aus, daß die Teilchen einen Durchmesser von nicht mehr als einem Mikron haben und in der Trägerflüssigkeit unlöslich sind, und daß das Harz in der Trägerflüssigkeit löslich und so ausgewählt ist, daß es für die Teilchen ein Hetzmittel ist, das die Teilchen jedoch nur so dünn überzieht, daß die normale Teilchenladung in der Trägerflüssigkeit ungeändert ist, und ferner dadurch, daß das Harz in einer solchen Menge im Verhältnis zu den Teilchen vorhanden ist, daß etwa 6 Gewichtsteile Harz auf ein Gewichtsteil der Pigment teilchen kommen, worin jedoch nur etwa 2 % des Harzes in Bezug auf den Gewichtsteil des Pigmentes in der Lage ist, auf dem Pigment gehalten zu werden. Xn einem solchen Entwickler werden die Teilchen voneinander weggetrieben, so daß sie sich unabhängig voneinander ablagern können,wenn sie einem elektrostatischen Feld unterworfen werden.

Wenn die vorgenannten Bedingungen beachtet werden, findet, wie sich gezeigt hat, das selbsttätige Fixieren des Bildes statt, und zwar teilweise zufolge der Größe der Pigmentteilchen, jedoch hauptsächlich wegen der gegenseitigen Isolation der Pigmentteilchen, so daß Zusammenballungen und die Bildung von Klumpen verhindert werden, die andernfalls für eine wirksame Fixierung zu groß sein würden.

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Sa« Hart wirkt al· divergierender Stoff, der den Pigmentteilohen die Möglichkeit gibt, lange Zeit in Suspension zu bleiben, ohne daß sie sich ablagern oder ihre physikalischen Eigenschaften ändern·

Mit einer solchen flüssigkeit ist das Entwickeln leicht, und es hat sieh geseigt, daß die Teilchen sich so auf der Oberfläche ablagern, daß sie, wie oben festgestellt, an der Oberfläche sum Teil automatisch fixiert werden, weil sie außerordentlich fein sind, und weil ein Harz vorhanden ist, das sich beim Abdampfen der Trägerflüssigkeit, in der das Ha*s gelöst ist, gemeinsam mit den Teilchen niederschlägt; der Widerstand des so entwickelten Bildes gegen . Abnutsung, die dem Bild ein zerfressenes Aussehen geben würde, beruht hauptsächlich auf der Verwendung von Teilchen, die unabhängig voneinander Abgelagert werden und su klein sind, um abgelöst zu werden, wenn das Bild einer Abnutzungebeanspruohung unterworfen ist· Die Teilchen bleiben also in ihrer ursprünglichen Foxmund LaGe. Ss sei hervorgehoben, daß die kleinen Teilchen, die unabhängig voneinander abgelagert werden, wegen iher Kleinheit viel leichter auf der Oberfläche gehalten werden können· Auch können kleine Einzelteilchen mittels Harz besser angeklebt oder, allgemein, befestigt werden·

Wie oben erwähnt, muß die Harzmmnge groß genug sein, um die Oberfläche der Tonerteilchen absättigen zu können,doch muß sie außexLem so groß sein, daß ihr größer Teil in Lösung in der Trägerflüssigkeit bleibt· Die Harzmenge, die bezogen auf die Trägerflüssigkeit im Überschuß vorhanden ist, dient zum Teil dazu, eine günstigere Fixierung zu bewirken, und zum anderen Teil, die Sqpf i hdLichkeit und die

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Geschwindigkeit des Entwicklers zu steuern, demn normaler Weise hat das Han einen kleineren Volumenwiderstand als die Trägerflüssigkeit, so daß der Gesamtwiderstand der flüssigen Komponente des Entwicklers bei Anwesenheit von mehr freiem Harz ±1 der Lösung gesenkt wird, so daß das elektrostatische Bild schneller zerfallen kann und sieh so der Kontrast des gerade entwickelten Bilde* ändert.

Es ist vorteilhaft, das Harz auszuhärten, um so sein Säuerst off verlangen zu verringern· Wenn dies gemacht wird, ist, wie sich gezeigt hat, ein überdrucken möglich, das andernfalls Schwierigkeiten bereiten könnte ·

Wenn der Sauerstoffbedarf der Teilchen durch Aushärten reduziert ist, kann, wie sich gezeigt hat, auf einer zuvor entwickelten Oberfläche ein zweites elektrostatisches Bild aufgebaut und entwickelt werden «Si es es Merkmal hat wesentliche Bedeutung, wenn im Mehrfarbendruck mehrere Farben übereinander gedruckt werden müssen·

Beispiel 1

10 g "Irgalite" FAST BRILLIANT BLAU G.L.S.-Pigment wurde mit 60 g eines leiifiL-modlfizierten Alkydharzes mit der Ollänge 7%% gemischt und in Anwesenheit von 20 g Xylol in einer Stapelwalzenmühle vermählen· Bas genannte Alkydharz wird von der POLYMlH OOHPOHATION PTY «Ltd, unter der Bezeichnung PO2/70 in den Handel gebracht.

BAD ORIGINAL

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"Irgalite" ist das Warenzeichen der Fa. GEIGrE für ein Phthalocyanin-blaues Pigment·

Ton den so hergestellten Konzentrat wurden dann 2 g in 230 g "Shellite" durch Rühren dispergiert. ßhellite ist ein Warenzeichen der SHELL COMPANY für ein Kohlenwasserstoff lösungsmittel mit verhältnismäßig hohem elektrischem Widerstand.

Der so gewonnene Entwickler war dann gebrauchsfertig und zeigt* eine positive Polarität.

Seine Fixiereigenschaften und die Stabilität erwiesen sich als ausgezeichnet und sein Deckvermögen war ebenfalls sehr gut· Er hatte einen Ionisationsstrom von 1,9 Mikroampere bei 10 Kv₉ was einer Stromdichte von 0,076 Mikroampare/cm bei 4 Kv/c entspricht.

Beispiel 2

10 gr Irgalite FAST BBLLIANO? Blau wurden mit 60 g "PARALAC 10" in Anwesenheit von 40 g Xylol,gemischt und das Konzentrat wurde in einer Stangenmühle gemahlen und dann in der Weise dispergiert, daß 2 g des Konzentrates in 250 g Mineralterpentin gebracht wurden·

"PABALAG 10" 1st die Warenbezeichnung der IMPERIAL GHSMIOAL INDUSTRIES für ein lein⁰¹—modifiziertee Alkydharz mit großer Ollänge.

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Dieser Entwickler hatte wiederum eine positive Polarität mit guter Stabilität und guten Fixiereigenschaften, sowie ausgezeichneter Deckkraft»

Der Ionisationsstrom betrug 0,51 Mikroampere bei 10 Kv und die Ionisationsstromdichte war demnach 0,0204 Mikro-

empöre / cm bei einer Feldstärke von 4 Kv/cm·

Beispiel 3

10 g eines Kohlenstoff pigmentes wurden mit 24 g "SUPER BBGKOSOL 1352^Μ-ΉβΓζ in der oben angegebenen Weise bei Anwesenheit von 50 g Perchloroäthylen vermählen. "SUPER BEOKODOL 1352" ist ein isophthalisches Alkyd großer öllänge und wird von der HEICHOLD CHEMIOAL IND.LTD, Vereinigte Staaten von Amerika, in den Handel gebracht·

Nach dem Vermählen wurde 1 g des Konzentrates in 500 g Perchloroäthylen dispergiert· Dadurch entstand ein Entwickler, der eine negative Polarität, gute Stabilität und gute Fixiereigenschaften hatte, jednh in größeren Bildflächen weniger gut deckte« Der Entwickler hat sich jedoch als wirksamer beim Entwickeln von Bildern erwiesen, die mittels Verfahren hergestellt waren, in denen ein Aufladen des Fotoleiters vor oder nach der Vollendung des elektrostatischen Musters mittels eines Licht» oder Röntgenstrahlbildes nicht stattfindet·

Der Ionisationsstroa betrug 2,1 Mikroampere bei 10 Kv, was einer Ionisationsstromdichte von 0,084 Mi kcoampSre/cm

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bei einer Feldstärke von 4- Kv/cm entspricht·

Patentansprüche :

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Claims

- ίο -

Fat entansprüche :

θ)Flüssiger Entwickler zum Entwickeln elektrostatischer Bilder, in dem Pigmentpartikel in einer Trägerflüssigkeit hohen elektrischen Wideretandes suspendiert sind und wobei die Trägerflüssigkeit außerdem ein Harz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel einen Durchmesser von nicht mehr als einem Mikron haben und in der Trägerflüssigkeit unlöslich sind, daß das Harz so ausgewählt ist, daß es in der Trägerflüssigkeit lösbar ist, wobei etwa 6 Gew. Teile Harz auf 1 Gew. Teil Pigment anwesend sind, und wobei ferner das Harz so ausgewählt ist,daß es als Netzmittel für die Pigmentpartikel wirkt, jedoch so, daß nur etwa 2 % des Harzes in Bezug auf das Gewicht des Pigmentes vom Pigment gehalten zu werden vermag, so daß die Pigmentpartikel voneinander weggetrieben werden und sich unabhängig voneinander absetzen können, wenn sie einem elektrostatischen Feld unterworfen werden·
2) Flüssiger Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Harz ein Alkydharz großer öllänge ist·
3) Entwickler nach Anspruch 1, dadurch geke nnzeichnet, daß das Harz zur Verringerung des SauerstoffVerlangens gebacken oder ausgehärtet ist, so daß die Fähigkeit, eine elektrische Ladung zu halten, vergrößert wird.

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4) Entwickler nach. Anspruch. 1, dadurch, gekennz eichn et , daß das Harz im Entwickler so ausgewählt ist, daß sich eine Ionisationsstromdüite etwa zwischen 0,02 und 0,09 Mikroampere/cm bei 4 Kv/cm Feldstärke ergibt·
5) Entwickler nach Anspruch 1 in Verbindung mit wenigstens einem der Ansprüche 2 -4·
6) Verfahren zur Herstellung eines Entwicklers nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß etwa 10 g Pigment mit etwa 40-6Og eines öl-modifizierten Alkydharzes mit großer Ollänge gemischt wird, und daß wenigstens so viel Lösungsmittel für das Harz zugegeben wird, daß sich das Ganze zu einem Konzentrat vermählen laßt, wonach 2 Teile des so gebildeten Konzentrates in etwa 100 Teilen einer elektrisch-isolierenden Kohlenwasserstoff-Trägerflüssigkeit, die ebenfalls ein Lösungsmittel für das Harz ist, suspendiert werden·
7) Verfahren na h Anspruch 6, dadurch geke nnzeichnet, daß das Alkydharz mit Leinöl modifiziert und in Terpentin löslich ist, und daß als isolierende Kohlenwasserstoffträgerflüssigkeit Terpentin benutzt wird.
8) Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7j dadurch gekennzeichnet, daß als Alkydharz ein isophtalisches Alkydharz benutzt wird, das in

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Perchl or oäthyl en lösbar let ,lind dass nach dem Zusatz von Lösungsmittel und dem Texmahlen zu einem Konsentrat zwei Teile des Konzentrates in etwa 100 Teilen Perchloroäthylen suspendiert werden.

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