DE1472990C3 - Elektrophotographischer Pulverentwickler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrophotographischen Pulverentwickler aus einem sich positiv aufladenden an-, organischen und einem sich negativ aufladenden organischen Töner. ·.' ■:'; /. ■■■■·;.·■·■■■■■ ^:'i:■■■'.■"

Es ist bekannt, durch Mischen von organischen, sich negativ aufladenden Teilchen, sogenannten Tonern, mit Trägerteilchen von relativ großem Durchmesser, die meist mit Kunstharzen überzogen sind, Entwickler herzustellen. Die Trägerteilchen rieseln während des Entwicklungsvorganges wieder ab. Beschädigungen des Pulverbildes sind daher unvermeidlich." Ferner zeigt das als Pulverbild verbleibende Harz meist die Tendenz, beirnjthermischen· Fixieren..mehr oder minder zu verfließen, wodurch unscharfe'Bilder erhalten werden.

Ferner sind Entwicklermischungen bekannt, welche aus einer organischen und einer anorganischen Komponente bestehen, dieetwa gleiche .Teilchengrößen aufweisen. Es gelang jedoch bisher nicht, eine sich negativ aufladende harzartige Komponente, die den geforderten Bedingungen der Sichtbarmachung eines elektrostatischen Feldes, vor allem- füF^Reprbid^;üktiön^: und Druckzwecke, entsprechen, herzustellen.; W: V ν ;',·-. <:

Negativ geladene organische Toner besitzen insofern großes Interesse für technische Zwecke, als .-sich"beispielsweise alle organischen Photoleiterschichten leicht positiv aufladen lassen. Diese elektrostatischen Felder, besonders nach ihrer bildmäßigen Belichtung, können direkt durch einen; ^organischen^ sichnegativ^ auf laden*: den Toner sichtbar gemacht werden. Dies ist wünschenswert, da hierbei die Bildstellen homogen und durchgehend bedeckt werden. Sich negativ aufladende "Toner besitzen "ferner· für die Rückvergrößerung· von Filmnegativen Bedeutung. ,Hierbei weisen., die. Bildstellen keine Ladung auf, während die bildfreien Stellen bei Verwendung z/ B; von elektrophotographischem Zinkoxydpapier eine negative Ladung zeigen;'Durch Verwendung "eines sich negativ aufladenden Toners tritt, ohne eine aufwendige Zwischenstufe einschalten zu müssen, eine Umkehr zur Positivkopie ein. *

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Pulverentwickler vorzuschlagen,; mit dem positiv geladene latente elektrostatische Bilder zu Negativkopien und negativ geladene latente elektrostatische . Bilder zu Positivkopien mit guten Ergebnissen entwickelt werden können.

Der Gegenstand der Erfindung geht aus von einem elektrophotographischen Pulverentwickler aus einem sich positiv aufladenden anorganischen und einem sich negativ aufladenden organischen Toner und ist dadurch gekennzeichnet, daß der organische Toner ein carboxylgruppenhaltiges Vinylchlorid-Mischpolymerisat enthält.

Als anorganische, sich positiv aufladende Toner-Partikeln werden z. B. anorganische Salze in feiner Aufteilung verstanden, z. B. Kaliumsulfat, Calciumsulfat, Ammoniumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumbromid, Kupfersulfat, Aluminium-Kaliumsulfat, Na-

_: triumsulfat; weiterhin Oxyde, z. B. Aluminiumoxyd, Eisenoxyd, Titandioxyd, Zinkoxyd, Kupferoxyd oder Silikate, z. B. Kieselgur, Silikagel, Talkum, Glaspulver oder Borate, z, B. Natriummetaborat, Kaliumborat oder Carbonate, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat. Auch Mischungen der erwähnten Substanzen sind mit gutem

. " ■ Erfolg anzuwenden. Die genannten Verbindungen werden fein gemahlen und gesiebt. Man verwendet durchschnittlich Korngrößen von etwa 0,2 bis etwa 20 μηι, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 10 ^m.

Als organische, sich negativ aufladende Toner-_

Partikeln werden Carboxylgruppen enthaltende Vinyl-

. chlorid-Mischpolymerisate vorgeschlagen, beispielsweise solche, die; durch Polymerisation von Vinylchlorid mit Vinylestern vpri Fettsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, ButtersäureV erhalten; werden' und die noch kleinere Anteile an ungesättigten Monocarbonsäuren, wie Crotonsäure, Zimtsäure oder ungesättigte Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, einpolymerisiert' erithäfteni Solcher Podukte sind

■"■'■. bekannt und im;Handel erhältlich. - ·.

.;,;,.,: Zur, Herstellung der ,Pulverentwickler misc.ht.man ^; einen oder mehrere'der anorganischen, siclf positiv aufladenden und einen oder mehrere organische, harzartige, sich negativ aufladende Toner miteinander, vorteilhafterweise im Verhältnis 1:1 bis 20:1; vorzuziehen sind-Mengenverhältnisse yori'etwa 2:1 bis 4^:;ijL
Der Entwickler wird in bekannter Weise auf das zu entwickelnde läte'rite'"elektrostatische Bild aufgebracht _ und ,kann anschließend durch Einwirkung von Lo-

^; "/'sühgsmitteldämpfen und/oder-durch Erwärrn|h fixiert ■- werden. . _: ; ;_:.

Verwendet man positiv aufgeladene elektrophoto-.

graphische· Schichten,· Sp-. werden· Kopien erhalten, bei denen der organische Toner an den Stellen festgehalten

. wird, die beim Belichtungsvorgang nicht vom Licht getroffen wurden: und daher noch eine elektrostatische '

l,:_y,Ladung tragenv_:ßs eritstehea dabei'Bilder, didder be-

nutzten Vorlage entsprecheh; Bevorzugt wird¹' der Ent-

,· wickler gemäß der yorliegehden Erfindung bei negativ aufgeladenen Schichten angewandt. Dabei bleibt der.

«ι -Toner beim'Entwicklungsyorgang; an den vom Licht

::;,.;getrgffenen;Stelleiides e.lektrpphptographischen Mate-..

55'rials liängeii^ und^:έί^;bildet sibh^!eine, sichtbare'hegative

^v vKöpie der^^ ursprünglichen Vorläge aus. . ·

: ■·... Der erfindungsgemäße;:Pulverentwickler hat den Vorteil, daß seine; organische i Komponente infolge

:. ihrer mechanischen und chemischen Stabilität auch bei längerem Gebrauch bei niedrigen oder hohen Luftfeuchtigkeiten eindeutig negativ aufgeladen bleibt. Der Entwickler kann besonders bei der Herstellung von Mikrofilmrückvergrößerungen nach dem elektrophotographischen Verfahren, ausgehend von negativen Mikrofilmen, verwendet werden.

Da der anorganische Toner sich verstärkt an den Bildrändern absetzt, werden dadurch sehr randscharfe Bilder erzeugt. Dieser für die Bildwiedergabe wichtige

Effekt kommt dadurch zustande, daß beim Fixieren, d. h. beim Erwärmen des Bildes, der organische Toner schmilzt.. Da er aber von dem anorganischen Toner umrandet ist, kann er beim Schmelzen nicht zerfließen, so daß dadurch randscharfe Kopien erhalten werden. Es können dadurch feinere Linien bzw. Raster wiedergegeben werden als bei der Anwendung eines bekannten Toner-Träger-Gemisches, bei dem der Träger abrollt und hur der Toner auf dem Bild verbleibt.·

Der erfindungsgemäße Pulverentwickler hat ferner ίο besondere Vorteile bei der: Herstellung von Druckplatten.' Wenn die Photoleiterschicht auf einem für elektrophotographische/ Zwecke geeigneten Trägermaterial aufgebracht ist, das auch deri Anforderungen des. Flachdrucks /''genügt, 'so können; in. einem' anschließenden.'Arbeitsgang durch Behandlung mit Lösungsmitteln mit. Zusätzen von Säuren^: oder Alkalien, die bildfreien. Stellen weggeiöst und hydrophil gemacht vv^den, währendI die den hydrophoben Toner trägerid'en.jBiliisteilen⁵ mit. futter· Färbe eihgefärbt werden.¹ • Eine /sa'.'hergestellte;'^ruckform^: ist/geeignet "'füri^den' I) ' Flachdruck^CH^'^' '''''^i>::'' '" '^!'^:'' ''''' ^:"^:'V

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wischt; dadurch werden "anSchließenid^; DruckbllderWit vollkommen reinem Untergrund erhalten.

Gemäß einer Ausgestaltung der. Erfindung enthält der organische Toner vorzugsweise ein Vinylchlorid-Mischpolymerisat aus 85 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 14 Gewichtsprozent Vinylacetat und 1 Gewichtsprozent Maleinsäure. Als anorganischer Toner wird bevorzugt Kieselgur verwendet.

Die Carboxylgruppen enthaltenden Vinylchlorid-Mischpolymerisate können zusätzlich gefärbt werden. Hierzu können Dispersionsfarbstoffe (Colour Index, Vol. 1, S. 1655 bis 1742) verwendet werden, die auch zum Färben vonPolyvinylchlorid dienen, beispiels-■"' / weise Cellitonf arbstof fe, Cibacet-, Setacylf arbstof fe. Außerdem körinen auch solche organische Pigmente zum Färben des genannten Mischpolymerisates, verwendet werden, die den Dispersionsfarbstoffen physikalisch ähnlich sind, z. B. Fettfarbstoffe, wie Sudan— farbstoffe^ auch Entwicklungsfarbstoffe der Naphthol-/: AS-Reihe eignen sich für diese Zwecke.

Das Färben des erfindungsgemäßen Mischpolymerisats wird in bekannter Weise wie bei Polyvinyl- ; chlorid durchgeführt. ■

Beispielsweise werden 5 bis 20% der genannten Farbstoffe (bezogen auf das Gewicht des zu färbenden Mischpolymerisats) in einem Temperaturbereich von 40 bis 70°C in Wasser mit dem pulverförmigen Mischpolymerisat suspendiert und 2 bis 3 Stunden gerührt. Um das Färben zu erleichtern und um eine tiefere Färbung zu erzielen, können 2 bis 15% eines Hilfsmittels, eines sogenannten Carriers, wie Phenyl-äthylurethan oder Chlortoluol, hinzugegeben werden. Vorteilhaft verwendet man 4 bis 6% Hilfsmittel, bezogen auf das Gewicht des Pulvers. Nach beendeter Färbung wird das Pulver abgesaugt und mit Wasser mit oder ohne ZusatzS von/natürlichen oder synthetischen Waschmittein/gewaschen und getrocknet. Gegebenenfalls kann/ das Material auch noch in Kugelmühlen vermählen und gesiebt werden. Für den organischen Toner verwendet man Siebfraktionen mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 0,2 bis 20 μιτι, vorzugsweise etwa 1 bis 10 μιτι oder in speziellen Fällen etwa 10 bis 20 μΐη.

. Beispiel i,

5 Gewichtsteile eines schwarzen Dispersionsfarbstoffes Cellitonechtschwarz BTNU (Disperse dye CI. Part: I, No. 1742) werden bei 55⁰C in 1500 Gewichtsr teilen Wasser suspendiert und 5 Gewichtsteile Phertyläthyl-urethan hinzugegeben; und unter · Rühren auf 4O⁰C abgekühlt.; Zu der auf 40°C abgekühlten Suspension werden darin in kleinen'Portionen 50 Gewichtsteile eines pulyerförmigen/ Mischpolymerisates aus 85% Vinylchlorid^ 14%'Vinylacetat urtd 1 <% Maleiiv säure hinzugegeben und dann Y₂ Sturide bei 40⁰C gerührt und allmählich im Laufe von 1Y₂ Stunden auf 65⁰C erwärmt und noch 1 Sturide bei dieser Temperatur riäch'gerührt. Näch^:dem^;Absaüge'n des gefärbten Pulvers wird dieses mit Wasser riäfchgewaschen, an der Luft getrocknet' und ' anschließend im" Kugelmühlen gemahlen und gesiebti'Siebfräktionen-von etwa 3 bis" 5 μηΊ'Werden mit^ Kieselgur von einer Korngröße von et<yä-3''-bjs'5'^:'^m im: Verhältnis" 1:4 gemischt. ■' ' 'J- Der" so"erhaltene· Entwickler- eignet sich'zur Herstellung/ v/on' UmkehrbiiderWZu diesem Zweck wird ein'■;elektrophotögraphisches'' Material mit Zinkoxyd als Phötoreiter, durch· eine Coronäe'ntladung von 6000 yoit"riegativ'^!aufgeladen^;'ürid^;üriter'einer Positiv-Vorläge¹ belichtet: Mäh.^;;übbfsehüttet 'nun cias- elektrostatische Bild mitjdern Entwickler. Dabei bleibt das' gefärbte Tonerpulver" an den vom Licht getroffenen Stellen haften, und ein Negativ wird sichtbar, das durch Erwärmen auf dem Trägermaterial fixiert wird. Es zeigt sehr gute Kontrastwirkung und völlig homdgene Bedeckung der. Bildstellen. V-¹/

·■"". /Beispiel 2 ;;

Eine mit Selen .bedampfte; Aluminiumplatte wird durch eine Coronaentlädung; vöri 6000 Volt positiv aufgeladen und unter einer positiven Vorlage belichtet. Das entstandene latente elektrostatische Bild wird mit einem Magnetstab in" Berührung gebracht, der in ein Entwicklergemisch eingetaucht war, bestehend aus 100 Gewichtsteiien Eisenpulver und 40 Gewichtsteilen Aluminiumoxid,; und 10 Gewichtsteilen eines Mischpolymerisates aus 85% Vinylchlorid und etwa 15% Vinylacetat mit einem kleinen Anteil einer einpolymerisiertea Dicärbönsäüre, das mit 0,4 Gewichtsteilen eines gelben Dispersiorisfarbstöffes Setacylgelb 4 RL, (Disperse Yellow 34^ Cl. Part I;-No. 1672) und 0,5 Gewichtsteilen · Phenyl-äthyl-urethan gefärbt wurde. Der negativ aufgeladene, gelbe Toner wird von den nicht belichteten Stellen, die positiv aufgeladen sind, angezogen. Ein positives Bild wird sichtbar. Das sichtbar gemachte BiJd .kann auf einen beliebigen Träger« stoff, wie Papier, Aluminium oder Kunststoff, im elektrischen Feld übertragen und dann fixiert werden.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus 86 % Vinylchlorid, 13% Vinylacetat und 1% einer einen geringen Anteil, einer Dicarbonsäure enthaltenden Verbindung, werden bei 40⁰C in etwa 2000 Gewichtsteiien Wasser, in denen 12 Gewichtsteile eines schwarzen Dispersionsfarbstoffes Cibacetdiazoschwarz B (CJ. 11255) suspendiert sind, eingetragen und dann

bei 65°C 3 Stunden gerührt. Nach dem Trocknen erhält man ein schwarzgefärbtes Pulver. Dieser Toner wird im Verhältnis 1:2 mit Borax gemischt. Die beiden Toner besitzen eine Teilchengröße von etwa 6 μηι. Das Tonergemisch wird über ein latentes elektrostatisches Bild, das nach der Arbeitsweise, wie sie in Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt wurde, geschüttet.

Der gefärbte Toner bleibt dabei an den vom Licht getroffenen Stellen haften, und man erhält ein umgekehrtes Bild der Vorlage, z. B. von einem Negativ ein Positiv. Man kann auch mit Hilfe eines Projektionsapparates eine Vergrößerung von einem negativen Mikrofilm auf das negativ aufgeladene elektrophotographische Material projizieren und das entstandene, vergrößerte latente Bild mit dem Entwickler behandeln. Man erhält.eine positive Vergrößerung mit sehr gutem Kontrast.

B e i s ρ i e 1 4

In eine Farbstoffsuspension aus 1 Gewichtsteil eines schwarzen Dispersionsfarbstoffes Setacylschwarz GSP (Disperse dye C.I. Part. I, No. 1742) und 1 Gewichtsteil eines schwarzen Fettfarbstoffes Sudanschwarz (CI. 26 150) in 570 Gewichtsteilen Wasser mit einem Zusatz von 4 Gewichtsteilen Chlor-toluol werden 30 Gewichtsteile eines Mischpolymerisates aus Vinylchlorid, Vinylacetat und Maleinsäure bei etwa 5O⁰C eingetragen und.2 Stunden bei 7O⁰C gerührt. Nach dem Trocknen erhält man einen Toner, der im Verhältnis 1:1 mit einer gereinigten Kieselgur gemischt wird. Der so erhaltene Entwickler eignet sich zur Herstellung von direkten Bildern bei positiv aufgeladenen Schichten.

Das Reinigen der Kieselgur wird so ausgeführt, daß 20 Gewichtsteile eines technischen Produktes zuerst mit 300 Gewichtsteilen 15%iger Salzsäure eine Stunde gekocht werden, dann nach dem Abkühlen filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet werden. Anschließend wird das Produkt bei 600 bis 800⁰C geglüht. Für diese Zwecke kann auch eine mit Trichlorsilan vorbehandelte Kieselgur angewandt werden.

Benutzt man für die elektrophotographische Bildherstellung als Trägermaterial eine Aluminiumfolie, die mit einem Gemisch aus 30 Volumteilen Äthylenglykolmonomethyläther und 1 Gewichtsteil 2,5-Bis-[4-diäthylamino-phenyl-(l')]-l,3,4-oxdiazol nud 0,8 Gewichtsteilen eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisates mit dem spezifischen Gewicht 1*26 bis 1,28 und dem Zersetzungsbereich 200 bis 240⁰C beschichtet ist, so kann das entwickelte Bild nach dem Fixieren durch Einwirkung von Trichloräthylendämpfen und danach durch Erwärmen auf 180⁰C auch in eine Druckform umgewandelt werden. Zu diesem Zweck wird das fixierte Bild mit einer Lösung überwischt, die aus 10% Monoathanolamin, 5% Natriummetasilikat, 20% Glycerin, 10% Triglykol und 55% Methanol besteht. Die sich an den bildfreien Stellen befindende Schicht und die darauf befindliche Kieselgur wird von der Lösung entfernt. Nach kurzem Spülen mit Wasser kann mit fetter Farbe eingefärbt und in einer Offsetmaschine gedruckt werden. Es ergeben sich grundfreie Druckbilder.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographischer Pulverentwickler aus einem sich positiv aufladenden anorganischen und einem sich negativ aufladenden organischen Toner, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Toner ein carboxylgruppenhaltiges Vinylchlorid-Mischpolymerisat enthält.

2. Pulverentwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß das; Vinylchlorid-Mischpqlymerisat aus 85 Gewichtsprozent Vinylchlorid, 14 Gewichtsprozent Vinylacetat und 1 Gewichtsprozent Maleinsäure besteht. '■ . ' '■"'.''

3. Pulverentwickler nach Anspruch, 1,: dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Toner aus Kieselgur besteht. ;■;'■■■'■';■ · ■" '<: -_Λ ' .; r - -_;;