DE1497197B2

DE1497197B2 - Fluessiger entwickler zur umkehrentwicklung

Info

Publication number: DE1497197B2
Application number: DE1965R0040042
Authority: DE
Inventors: Josef Malvern; Lowe William Hector Beaumont; Südaustralien Matkan (Australien)
Original assignee: Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Current assignee: Research Laboratories of Australia Pty Ltd
Priority date: 1964-03-06
Filing date: 1965-03-05
Publication date: 1977-06-30
Also published as: GB1095504A; FR1431978A; DE1497197C3; US3362907A; DE1497197A1; BE660711A

Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigen Entwickler zur Umkehrentwicklung negativ geladener elektrostatischer latenter Bilder, der in einer Trägerflüssigkeit Tonerteilchen suspendiert und ein öl als Steuerstoff enthält.

Aus der DT-AS 1047 616 ist ein flüssiger Entwickler zur Entwicklung negativ geladener, elektrostatischer latenter Bilder bekannt, der in einer Trägerflüssigkeit mit hohem Volumenwiderstand und niedriger Dielektrizitätskonstante einen Toner und ein öl als Steuerstoff enthält Die Tonerteilchen werden dabei mit einem öl oder Harz benetzt und in der isolierenden Trägerflüssigkeit suspendiert Die Polarität der Tonerteilchen in Bezug auf das zu entwickelnde latente Bild wird durch die Art des ausgewählten Tonermaterials und/oder den Steuerstoff elektrisch selektiv bestimmt (US-PS 07 674 und 30 76 722).

Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf die Schaffung eines Entwicklers zur Umkehrentwicklung. Bei der Umkehrentwicklung insbesondere unter Verwendung elektrofotografischer Zinkoxydschichten, die nur negativ aufgeladen werden können, enthält der sogenannte »negative Entwickler« Tonerteilchen, die von positiven Ladungen angezogen oder von negativen Ladungen abgestoßen werden. Wenn der negative Entwickler auf einer ein negatives latentes Bild tragenden Zinkoxydschicht aufgetragen wird, lagern sich die Tonerteilchen auf den belichteten Flächenbereichen ab; in denen die negative Ladung abgeflossen ist. Die Ablagerung erfolgt in Übereinstimmung mit der Höhe der Ladungsdifferenzen, die auf der Oberfläche vorhanden sind. Das Maß der Ablagerung der negativen Teilchen ist umgekehrt proportional der Größe der negativen Oberflächenladungen, die auf der Oberfläche vorhanden sind.

ίο Eines der Probleme bei der Umkehrentwicklung besteht darin, daß das Tonermaterial üblicherweise so empfindlich ist, daß es auf geringste Restladungen oder Ladungsdifferenzen auf der belichteten Oberfläche anspricht. Dabei entsteht eine unerwünschte Schleierbildung und eine Kontrastverminderung. Die störenden geringen Ladungen und Ladungsdifferenzen sind insbesondere bei Zinkoxydschichten vorhanden und treten durch ungleichmäßige Aufladung, ungenaue Belichtung, Kurzschlüsse im Flächenbereich der Ober-

fläche. Fehlern in der Auftrags- oder Überzugsschicht und dergleichen auf. Mit den bekannten Verfahren ist es daher nicht möglich, positive Reproduktionen eines Originallichtbildes mit Linien hoher Dichte, z. B. gedruckter Vorlagen, herzustellen, ohne daß der Hintergrund unerwünschte Tonerablagerungen aufweist, da bei der Projektionsbelichtung unvermeidbar auch die Hintergrundflächen der fotoleitenden Schicht durch Streulicht teilweise belichtet werden. Die Hintergrundflächen der Negative sind häufig nicht vollständig undurchlässig, während die Bildflächen nicht vollständig durchsichtig sind. Dies führt zu einem erheblichen Kotrastverlust.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines flüssigen Entwicklers für die Umkehrentwicklung, mit dem schleierfreie Kopien hoher Dichte und großem Kontrast hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Entwickler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß 0,1 bis 10 Gewichtsteile Tonerteilchen in 100 Gewichtsteilen Trägerflüssigkeit, die ohne Steuerstoff im wesentlichen keine elektrostatischen Ladungen tragen, suspendiert sind, daß der Steuerstoff ein Mineralöl ist, welches zwischen 0,5 und 2,0 Volumenprozent eines Antioxydans und zwischen 1,0 und 20,0 Volumenprozent eines Dispergiermittels enthält, daß wenigstens 0,01 Gewichtsteile des Steuerstoffes in 100 Gewichtsteilen Trägerflüssigkeit gelöst sind, und daß der Steuerstoff dem Entwickler in einer solchen Menge zugegeben ist, daß die Tonerteilchen nur auf solchen Bereichen des latenten Bildes abgelagert werden, an denen die elektrostatische Ladung um wenigstens 70% ihres ursprünglichen Betrages verringert ist.

Der nach der Erfindung verwendete Steuerstoff haftet also nicht, wie bei den bekannten Anwendungen, an den Tonerteilchen, sondern befindet sich in Lösung in der Trägerflüssigkeit; er wird daher auch nicht mit den Tonerteilchen niedergeschlagen. Seine Wirkung besteht nicht, wie bei den bekannten Steuerstoffen darin, den Tonerteilchen eine bestimmte Polarität an sich zu verleihen, sondern darin, die Abscheidung der suspendierten Tonerteilchen für einen bestimmten Differenzwert der auf der zu entwickelnden Oberfläche vorhandenen Ladungen empfindlich zu machen.
Auf diese Weise wird vermieden, daß in denjenigen Bereichen, in denen ein unerwünschter geringfügiger Ladungsabfluß stattgefunden hat, kein Tonermaterial abgelagert wird. Die Tonerteilchen haben ohne den Steuerstoff in der Trägerflüssigkeit eine unzureichende

Empfindlichkeit, um negative Restladungen enthaltende unbelichtete Flächen merklich zu entwickeln. Erst aufgrund des Vorhandenseins des Steuerstoffes wird den Tonerteilchen eine scheinbare negative elektrische Ladung gegeben, indem der in der Trägerflüssigkeit gelöste Steuerstoff um die Tonerteilchen herum eine Umgebung positiver Polarität bestimmter Größe schafft. Je nach der Art und Menge des Steuerstoffes wird erreicht, daß sich die scheinbar negativen Tonerteilchen nur an Bildbereichen ablagern, an denen ein bestimmtes Maß der Ladungsreduktion durch Belichtung stattgefunden hat

Als Antioxydans bzw. Dispergiermittel eignen sich insbesondere Zinkalkyl-dithiophosphat, Phenyl-j3-naphthylamin oder 2,6-Di-tert-Butyl-a-dimethylamino-pcresol bzw. Natriumnaphthalinsulfonat oder Natriumalkylbenzolsulfonat.

Die Tonerteilchen können aus Pigmentpartikeln bestehen, an die eine Schicht eines Harzesters oder Alkydharzes als Netzmittel angelagert ist Mit Hilfe des Netzmittels kann erreicht werden, daß den Pigmentteilchen mit an sich unerwünscht hoher Empfindlichkeit eine begrenzte Empfindlichkeit gegeben wird, so daß sie sich nur unter dem Einfluß des Steuerstoffes wirksam ablagern.

Das Netzmittel ist vorzugsweise mit dem Steuerstoff unverträglich, um die Anlagerung des Steuerstoffes an der Oberfläche der Tonerteilchen zu verhindern, da sie sonst eine unerwünschte Ladung erhalten würden.

Zur weiteren Erläuterung der Wirkungsweise des flüssigen Entwicklers nach der Erfindung wird letztere nachstehend anhand der Zeichnung eingehender beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 und 2 Oberflächenrestladungen und die entsprechenden Ladungsunterschiede, d. h. Prozentanteile der Ladungsreduktion auf der Oberfläche einer belichteten, elektrofotografischen Schicht,

Fig.3 und 4 eine Tonerablagerung nach der Erfindung auf den in den F i g. 1 und 2 gezeigten Oberflächen und

F i g. 5 ein Diagramm mit Tonerkennlinien nach dem Stande der Technik und der vorliegenden Erfindung.

Nach F i g. 1 ist die Oberfläche 1 eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, wie etwa eines mit Zinkoxyd beschichteten Papiers, auf ein negatives Potential 2 aufgeladen und danach einem Lichtmuster unterschiedlicher Intensität ausgesetzt worden, wodurch die Anfangsladung 2 auf verschiedene Stufen 3 vermindert worden ist die sich bis zu einem voll belichteten Flächenteil 4 mit vollständiger Ladungswegnähme erstrecken. Positives Tonermaterial der bekannten Art würde sich proportional zu den Ladungspegeln Vablagern.

In Fig.2 sind die verschiedenen Ladungspegel der F i g. 1 als Ladungspegeldifferenzen dargestellt also als Prozentsätze der Ladungsreduktion in bezug auf die anfängliche höchste Ladung 2 nach Fig. 1. Die prozentual größte Ladungsverminderung 7 befindet sich in dem Flächenteil 4 der Fig. 1, der voll belichtet worden ist Keine Ladungsverminderung zeigt Teil 6, der derjenigen Fläche der F i g. 1 entspricht in der die Anfangsladung 2 vollständig erhalten geblieben ist weil dort keine Belichtung stattgefunden hat Die Zwischenstufe 5 entspricht der teilweise belichteten Stufe 3 der Fig. 1. Die Tonerablagerung aus einem negativen flüssigen Entwickler ist dem Prozentsatz der Ladungsreduktion proportional.

In F i g. 3 ist eine Tonerablagerung entsprechend den Ladungsreduktionen nach F i g. 2 gezeigt wie sie unter Verwendung eines negativen flüssigen Entwicklers nach der Erfindung entsteht Es ist zu beachten, daß sich eine Ansprechgrenze Δ V^ zeigt, und zwar derart daß keine Tonerablagerung auf Flächenteilen stattfindet in denen die Ladungsreduktion unter dem kritischen Prozentsatz von Δ V2 liegt, eine gleichmäßige Tonerablagerung 8 aber in allen Flächenteilen erfolgt in denen der Ladungsreduktionsprozentsatz gleich dem kritischen Prozentsatz von 2IV2 oder höher ist Ein solches Abschneiden oder Begrenzen der Empfindlichkeit bei einem gewünschten Maß der Ladungsreduktion wird erfindungsgemäß dadurch erzielbar, daß ein Steuerstoff benutzt wird, der in einem Entwicklersystem, das Tonermaterial begrenzter Empfindlichkeit enthält ein solches Tonermaterial sensibilisieren und dem Entwicklersystem eine Ansprechgrenze bei jedem gewünschten Ladungsreduktionsprozentsatz erteilen kann, und zwar je nach Menge und Art des verwendeten Steuerstoffes.

In Fig.4 ist eine Tonerablagerung ähnlich Fig.3 gezeigt, doch war hier weniger Steuerstoff benutzt worden. Demzufolge war die Empfindlichkeit des Tonermaterials, die anfänglich begrenzt war, auf ein niedrigeres Maß als im Falle der Fig.3 eingestellt worden. Das Abschneiden der Tonerablagerung nach F i g. 4, d. h. die Tonergrenze bei einem höheren Prozentsatz der Ladungsreduktion AV\ tritt auf. Die Tonerablagerung ist gleichmäßig und findet nur in den Flächenbereichen 8 statt in denen die Ladungsreduktion gleich dem entsprechenden kritischen Prozentsatz von Δ V\ oder größer ist.

Die Wirkungsweise des Steuerstoffes kann nun wie folgt erklärt werden: wie oben dargelegt, enthält der flüssige Entwickler nach der Erfindung Tonerteilchen begrenzter Empfindlichkeit, die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind; sie können zu Anfang die eine oder andere Polarität ohne Rücksicht auf ihre geforderte endgültige negative Polarität haben, weil ihre Empfindlichkeit so begrenzt ist, daß ihre Fähigkeit zur Ablagerung bei Abwesenheit des Steuerstoffes vernachlässigbar ist Der Steuerstoff besteht aus einer Substanz, die vollständig in der Trägerflüssigkeit in Form von Makromolekülen oder Molekularketten oder -gruppen lösbar ist. Bei Auflösung in der Trägerflüssigkeit trägt jedes Makromolekül oder jede Molekularkette oder -gruppe eine kleine positive Ladung, deren Größe zur Erzeugung einer Umgebung positiver Polarität um die suspendierten Tonerteilchen herum ausreicht, jedoch nicht so groß ist daß die Teilchen von den negativ geladenen Flächen auf der das Bild tragenden Oberfläche angezogen und dort abgelagert werden. Die Tonerteilchen in der durch den Steuerstoff erzeugten positiven Umgebung nehmen eine ihr gegenüber negative Polarität an, so daß sie durch den Steuerstoff dazu gezwungen werden, sich als scheinbar negativ geladene Teilchen auf der das Bild tragenden Oberfläche in denjenigen Flächenbereichen abzulagern, in denen die negative Oberflächenladung um wenigstens einen gewissen Prozentsatz reduziert worden ist

Die Größe der scheinbar negativen Ladung, die von den Tonerteilchen angenommen ist, hängt für ein bestimmtes System von der Art des Steuerstoffes ab und ist der Konzentration desselben in bezug auf die Tonerteilchenkonzentration proportional. Demnach ist die Fähigkeit der so beeinflußten Tonerteilchen, sich abzulagern, proportional der vorgenannten Größe ihrer scheinbaren negativen Ladung, die in Bezug auf den Steuerstoff gewonnen worden ist Diese Ladungsgröße

bestimmt den Prozentsatz der negativen Ladungsreduktion, die auf der Oberfläche gefordert wird, unterhalb deren keine Tonerablagerung stattfindet. Die scheinbar negative Ladung der Tonerteilchen in bezug auf die positive Umgebung bestimmt also die Grenze der Ablagerung.

Die Proportionierung des Steuerstoffes zum Erzielen der bestimmten Schwelle oder Grenze oder eines bestimmten Abschneidens kann sich von System zu System ändern, und zwar je nach der Beweglichkeit der Tonerteilchen in der Trägerflüssigkeit und nach der Art des Steuerstoffes in der Trägerflüssigkeit, sowie vom Typ des verwendeten Steuerstoffes.

Wie sich aus den Beispielen dieser Beschreibung ergibt, ist der eine Typ des Steuerstoffes wirksamer als der andere Typ in einem vorgegebenen Entwicklersystem. In jedem Falle ist jedoch die Menge des Steuerstoffes, die in dem System vorhanden ist, verhältnismäßig klein. Es genügt schon eine sehr kleine Menge des Stoffes, eine positive Umgebung rundum die Tonerteilchen zu erzeugen, und Veränderungen und Abwandlungen dieser kleinen Menge können dazu benutzt werden, die Tonerempfindlichkeit auf die gewünschte Schwelle, nämlich Empfindlichkeits- oder Ansprechschwelle, einzustellen. Auf keinen Fall darf die Menge des Steuerstoffes so groß sein, daß der Volumenwiderstand der Trägerflüssigkeit verringert wird, damit das auf der zu entwickelnden Oberfläche vorhandene elektrostatische Bild nicht zerstört wird.

Der Steuerstoff darf nicht das Bestreben haben, sich vorzugsweise an den die absorbierte Schicht vom Benetzungssubstanz enthaltenden Tonerteilchen anzulagern. Ein Tonerteilchen, das den Steuerstoff in irgendeinem nennenswerten Maße adsorbiert trägt, würde nämlich dessen positive Polarität annehmen und demnach als positiver Entwickler, und nicht wie gewünscht, als negativer Entwickler wirken.

Der Steuerstoff kann dadurch eingebracht oder eingelagert werden, daß er zuerst in der Trägerflüssigkeit aufgelöst und daß dann die Tonerteilchen in der Lösung suspendiert werden, oder daß er in der die Tonerteilchen in Suspension enthaltenden Trägerflüssigkeit aufgelöst wird, oder daß er mit Tonerteilchen oder Tonermaterial, das Pigmentpartikel enthält, zusammen mit einem Netzmittel gemischt wird, und daß dann eine solche Mischung in der Trägerflüssigkeit suspendiert wird.

Es wurde gefunden, daß als Steuerstoff Mineralöle verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie in der gewünschten Trägerflüssigkeit voll in Form von Makromolekülen oder Molekularketten oder -gruppen löslich sind, die eine positive Umgebung um die Tonerteilchen herum zu schaffen vermögen. Insbesondere erwiesen sich Mineralöle als mit Vorteil als Steuerstoff verwendbar, wie sie in der Schmierung von Fahrzeugen, Kraftmaschinen, Verbrennungskraftmaschinen, hydraulischen Anlagen und dergleichen benutzt werden. Am wirksamsten von diesen sind Mineralöle, die sowohl die üblichen Antioxydantien als auch Dispergiermittel enthalten. Wie aus den Beispielen hervorgeht,, ist der Prozentsatz solcher Additive in dem Mineralöl auf den Grad der Wirksamkeit des Öls als Steuerstoff bezogen. Das Mineralöl als der Träger der genannten Additive ist jedoch in dem Steuerstoff für sich wesentlich, wenn das Mineralöl sich in der Trägerflüssigkeit in Form von Makromolekülen oder Molekularketten oder -gruppen löst, und jedes dieser Makromoleküle oder Molekularketten oder -gruppen mit einem oder mehreren der polaren/nichtpolaren Moleküle der Additive beladen ist. Es ergibt sich dadurch in der Trägerflüssigkeit eine gleichmäßige Verteilung der Molekülketten oder -gruppen, die die positive Umgebung um die suspendierten Tonerteilchen herum bilden.

Die Bildung der positiven Umgebung beruht vermutlich auf der Orientierung der polaren/nichtpolaren Moleküle der Additive, die an den Makromolekülen oder Molekularketten oder -gruppen des in der Trägerflüssigkeit hohen Volumenwiderstandes gelösten Mineralöls haften.

Die Abhängigkeit der Tonerempfindlichkeit von dem Steuerstoff wird nachfolgend anhand der Fig.5 erläutert. Die Kurven 9 und 10 stellen die Bilddichte dar, die durch Ablagerung bekannter negativer Toner erhalten wird. Die Dichte ist proportional dem Prozentsatz der Ladungsreduktion. Die Kurve 9 stellt einen Toner dar, dessen Ablagerungsrate größer als diejenige des durch die Kurven 10 dargestellten Toners ist. Die Kurven 13 und 14 geben die Dichte wieder, die durch Ablagerung aus dem flüssigen Entwickler nach der Erfindung erzielt wird, der eine Trägerflüssigkeit enthält, in der Tonerpartikeln begrenzter Empfindlichkeit bei Fehlen ües Steuerstoffes suspendiert sind. Die durch die Kurve 13 wiedergegebene Tonerablagerung beginnt nur bei einem sehr hohen Prozentsatz der Ladungsreduktion und die Dichte ist vernachlässigbar. Die Ablagerungsdichte, die durch Kurve 14 wiedergegeben ist, ist etwas höher. Sie gilt für einen Toner, der noch weniger empfindlich als der Toner gemäß Kurve 13 ist. Kurve 12 gibt die Kennlinie eines Entwicklers wieder, der durch Zugabe eines Anteils des Steuerstoffes zu der Tonersuspension nach Kurve 13 hergestellt worden ist. Die Empfindlichkeit des Toners nach Kurve 12 ist gegenüber demjenigen nach Kurve 13 erhöht, d. h., daß die Ablagerung bei einem viel niedrigeren Prozentsatz der Ladungsreduktion stattfindet, und daß die Ablagerungsdichte jetzt groß ist. Nach weiterer Zugabe von Steuerstoff wird der Entwickler nach Kurve 11 erhalten, dessen Empfindlichkeit noch größer geworden ist. Die Punkte Δ V\ und Δ V2 auf den Kurven 11 bzw. 12 entsprechen den Abschneide- oder Grenz- oder Schwellenpunkten in den F i g. 2,3 und 4. Die Dichte der Tonerniederschläge nach den Kurven 11 und 12 ist nicht in demjenigen Maße proportional zu Δ V wie in den Fällen der Kurven 9 und 10, denn die Tonerablagerung nach den Kurven 11 und 12 ist für alle Δ V-Werte oberhalb des Grenz- oder Schwellenpunktes, also oberhalb des Punktes des kritischen Minimalprozentsatzes der Ladungsreduktion, verhältnismäßig gleichmäßig.

Eine solche gleichmäßige Tonerablagerung nach dieser Erfindung ist auch in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Sie läßt sich durch die Natur dieser Entwickler erklären, in denen die Tonerteilchen nur in einem beschränkten Ausmaße durch den Steuerstoff sensibilisiert worden sind, um eine Ablagerung unter einem bestimmten Prozentsatz der Ladungsreduktion zu vermeiden. Die durch das Feld in den in Betracht kommenden Flächenbereichen hervorgerufene Anziehungskraft ist ebenfalls so weit vermindert bzw. beschränkt worden, daß ohne Rücksicht auf die Größe der Ladungsreduktion oberhalb des kritischen Wertes nur eine Tonerablagerung einer bestimmten Dicke an ihrem Platz gehalten werden kann. Weitere Tonerteilchen, die sich zu Flächenbereichen bewegen, in denen die Ladungen weitergehend reduziert worden sind, können dort nicht

mehr gehalten werden. Dies ist auf die obenerwähnte beschränkte Anziehungskraft zurückzuführen, und zwar insbesondere wegen ihrer verhältnismäßig größeren Entfernung von der Oberfläche im Vergleich zu jenen Tonerteilchen, die schon abgelagert oder niedergeschlagen worden sind.

Bei Anwendung der heute im Handel verfügbaren, Zinkoxyd enthaltenden elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien ist es für das Verfahren der Umkehrentwicklung mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Entwickler nötig, die Tonerpartikel in der Weise zu beeinflussen mittels des Steuerstoffs, daß sie sich nicht auf Flächenteilen absetzen, in denen die anfängliche negative Ladung nicht um wenigstens 70% reduziert worden ist, um die sichtbare Reproduktion von Verfahrensfehlern oder Herstellungsfehlern zu verhindern. Bei der Projektionsreproduktion von Mikrofilmnegativen geringer Dichte oder geringen Kontrastes können dagegen Kopien mit höherem Kontrast gewonnen werden, wenn die Tonerteilchen so beeinflußt werden, daß keine Ablagerung auf solchen Flächenteilen stattfindet, in denen die anfängliche ► negative Ladung nicht um etwa 85% reduziert worden ist.

In einem der Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Entwicklers nach der Erfindung wird Pigmentteilchen hoher Empfindlichkeit für eine Oberflächenladung der einen Polarität eine begrenzte Empfindlichkeit dadurch erteilt, daß an sie ein Netzmittel angelagert wird, das eine hohe Empfindlichkeit für eine Oberflächenladung der entgegengesetzten Polarität hat, wobei die Menge so gewählt ist, daß die sich ergebende Ansprechempfindlichkeit der so überzogenen Partikel für eine negative oder positive Flächenladung in der gewünschten Masse begrenzt ist bzw. wird. In einem anderen Verfahren bestehen die Tonerteilchen aus zwei oder mehr Typen von Pigmenten, worin jede Pigmentpartikel eine adsorbierte Schicht von einem Typ oder mehreren Typen benetzender Substanzen oder die Polarität steuernder Stoffe bekannter Art enthält, und worin solche Partikeln in Form von Aggregaten angeordnet sind, und zwar in der Art und dem Verhältnis, in bezug auf die Empfindlichekti der , einzelnen Partikeltypen, Benetzungssubstanzen und Steuerstoffen, daß die sich ergebende Gesamtempfindlichkeit des Aggregates als Ganzes für eine negative oder positive Oberflächenladung auf das gewünschte Maß begrenzt wird.

Das vorstehend erwähnte Netzmittel, das in dem ersten Verfahren vorwiegend als Dispergierhilfe wirkt, während es in dem zweiten Verfahren auch noch die Polarität der Tonerteilchen beeinflußt, kann ein öl, ein Harz, ein Firnis oder ein Wachs sein, das bzw. der von den Partikeln adsorbiert wird, was durch Vermählen oder andere Dispergierverfahren veranlaßt werden kann. Ein solches Netzmittel erleichtert auch die Suspension der Tonerteilchen in der Trägerflüssigkeit. Das Netzmittel kann daher in der Trägerflüssigkeit löslich, zum Teil löslich oder unlöslich sein, doch muß wenigstens ein Teil davon als dünner Überzug auf den in der Trägerflüssigkeit suspendierten Teilchen zurückbleiben, damit überzogene oder umhüllte Tonerteilchen gebildet werden, auf denen der Überzug durch den Steuerstoff ersetzt werden kann, der aus der Lösung in der Trägerflüssigkeit auf die Teilchen durch Adsorption gelangt. Deshalb kann das Netzmittel auch unverträglich mit dem Steuerstoff sein, um die Anlagerung an der Oberfläche der Tonerteilchen in einer Menge zu verhindern, die ausreichte, die Polaritätseigenschaften des Steuerstoffes zu bestimmen. Der Anteil des zu verwendenden Netzmittels in bezug auf das Pigment zur Bildung der Tonerteilchen bestimmt sich nach den Benetzungseigenschaften der Teilchen und dem Benetzungsvermögen des Netzmittels, doch können im obengenannten zweiten Verfahren die Polaritätseigenschaften sowohl der Teilchen als auch der Netzmittel den nötigen Anteil bestimmen, um Tonerteilchen begrenzter Empfindlichkeit zu gewinnen.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß im Gegensatz zu den bekannten flüssigen Entwicklern, in denen die Ansprechempfindlichkeit der Tonerteilchen von einem Überzug aus einem die Polarität steuernden Stoff bekannter Art bestimmt wird, der die Größe und Polarität der Ladung der Teilchen festlegt, und der sich als Überzug an dem Teilchen zusammen mit diesem auf der fotoleitenden Oberfläche ablagert, bei flüssigen Entwicklern gemäß der Erfindung derjenige Stoff, welcher die Ansprechempfindlichkeit der Tonerteilchen hinsichtlich Polarität und Ausmaß der Empfindlichkeit bestimmt, ein Steuerstoff ist, der nicht in Form eines Überzuges auf den Tonerteilchen vorhanden ist, sondern sich in gelöstem Zustand in der Trägerflüssigkeit befindet, ohne indes den Volumenwiderstand der Flüssigkeit zu senken. Der Steuerstoff hat eine Polarität, die derjenigen entgegengesetzt ist, die er den Tonerteilchen erteilen soll. Der Steuerstoff lagert sich auch nicht gleichzeitig mit den Tonerteilchen in den zu entwickelnden Flächenteilen ab, noch bildet er eine Ablagerung auf den bildfreien Flächenteilen.

Die folgenden Beispiele für Tonerrezepte beleuchten die Art und Weise, in der flüssige Entwickler mit unterschiedlicher Grenzempfindlichkeit gemäß der Erfindung hergestellt werden können.

In den Beispielen sind die der Grenzempfindlichkeit zugeordneten Eigenschaften in Prozentsätzen der Verminderung der negativen Ladung in bezug auf die maximale Größe, wie sie auf der ein Bild tragenden Oberfläche nach Belichtung mit elektromagnetischer Strahlung zurückgehalten bleiben, ausgedrückt. Eine Ladungsreduktion von 100% entspricht voll belichteten und entladenen Flächenteilen.

Beispiel 1

Die Ansprechgrenze dieses Entwicklers liegt bei 80% Ladungsreduktion, d. h., daß wenigstens 80% der größtmöglichen negativen Ladung, die in irgendeinem Bereich der Oberfläche gehalten ist, durch Belichtung vor der Ablagerung von Toner weggenommen sein muß, um einen Niederschlag zu erzielen.

Die Tonerteilchen begrenzter negativer Ladung sind hier dadurch geschaffen, daß ein stark positives Pigmentteilchen mit einem stark negativen Harz als Netzmittel überzogen wird. Das Tonerkonzentrat wird durch Benetzen eines Phthalocyanin-Blau-Pigments 10 g mit einem Pentacrythritolharz (30% Lösung in Toluol) 30 g durch Vermählen oder anderer Verfahren hergestellt. Der Pigmentdispersion wird dann durch Verrühren als Steuerstoff ein Radlagerfett 10 g zugesetzt Dieses Fett enthält etwa 20% Natriumstearatseife.

Das vorgenannte Tonerkonzentrat kann in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent einer Trägerflüssigkeit, wie beispielsweise einem aliphatischen Lösungsmittel (spez. Gew. 0,72; Siedebereich 58—140⁰C, KB-Wert 40), n^Heptan, η-Hexan, einem aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel (spez. Gew. 0,76; Siede-

709 526/135

bereich 180—207⁰C, KB-Wert 26), einem aliphatischen Lösungsmittel (spez. Gew. 0,67; Siedebereich 58—70⁰C, KB-Wert 30), Trichlortrifluoräthan u.dgl. suspendiert werden. Das Radlagerfett ist vollständig löslich, wogegen das Pentacrythritolharz im wesentlichen in diesen Trägerflüssigkeiten unlöslich ist. Die Tonerkonzentration kann von dem bevorzugten oder vorgesehenen Entwicklungsverfahren abhängen.

Beispiel 2

Die Ansprechgrenze des Entwicklers nach Beispiel 1 wurde auf 90% dadurch angehoben, daß die Menge des als Steuerstoff verwendeten Radlagerfettes auf 5 g gesenkt wurde. In diesem Falle wurde das Fett zuerst in der Trägerflüssigkeit im Verhältnis von 1 g Fett zu 100 g Trägerflüssigkeit aufgelöst und dann wurden 8 g der Pigmentdispersion in der Lösung suspendiert

Beispiel 3

Die Ansprechgrenze dieses Entwicklers liegt bei 90%. Die Tonerteilchen haben eine begrenzte negative Empfindlichkeit und bestehen aus Anhäufungen überzogener Teilchen und wurden wie folgt hergestellt: Mit Harz überzogenes Bordeaux-Pigment 90 g, mit Harz überzogenes Phthalocyanin-Grün-Pigment 20 g werden mit dem einen ölmodifizierten isophthalischen Alkydharz 20 g durch Vermählen oder durch andere Verfahren benetzt, damit eine Pigmentdispersion entsteht

Sowohl das Bordeaux-Pigment als auch das Grün-Pigment enthält auf den Partikeln einen Überzug aus einem Ester eines hydrierten Harzes. Ohne einen solchen Überzug sind die Pigmente negativ.

Das stark positive Harz verwandelt jedoch das Bordeaux-Pigment zu einem Toner begrenzter positiver Empfindlichkeit und vermindert auch die negative Polarität des Grün-Pigments.

Wenn die beiden überzogenen Pigmente ein Aggregat in dem obigen Verhältnis bilden, hat ein solches Aggregat eine begrenzte negative Ansprechempfindlichkeit. Um eine angemessene Dispersion zu erzielen, wurde als Netzmittel das Alkydharz verwendet, das die Ansprechempfindlichkeit der überzogenen Partikel nicht beeinträchtigt Dieses Netzmittel verhindert auch zufolge der Unverträglichkeit die Adsorption des Steuerstoffes an den überzogenen Partikelaggregaten.

Der obengenannten Pigmentdispersion wird durch Verrühren einem mit Kraftfahrzeugöl 5 g als Steuerstoff zur Bildung des Tonerkonzentrates zugesetzt und damit vermischt Dieses Mineralöl enthält 0,5 bis 1 Volumenprozent von die Oxydation hindernden Zusätzen und 1,0 bis 2,0% Dispergiermittel.

Gemäß dem bevorzugten Entwicklungsverfahren kann das obige Tonerkonzentrat mit einem Anteil im Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent in einer Trägerflüssigkeit wie in Beispiel 1 dargelegt, dispergiert werden, und zusätzlich in einem isoparaffinischen Kohlenwasserstofflösungsmittel (spez. Gew. 0,757; Siedebereich 340-380⁰F, KB-Wert 26), Mineralspiritus, Cyclohexan, Perchloräthylen und Tetrachlorkohlenstoff.

Beispiel 4

Die Ansprechgrenze des Entwicklers nach Beispiel 3 wurde auf 70% dadurch gesenkt, daß die Menge des Steuerstoffes Kraftfahrzeugöl in dem Tonerkonzentrat von 5 g auf 15 g erhöht wurde.

Beispiel 5

Das Kraftfahrzeugöl nach Beispiel 4 wurde ersetzt durch ein anderes Kraftfahrzeugöl, das ähnliche Anteile von Additiven hat.

Beispiel 6

Die 15 g des Öls nach Beispiel 4 wurden ersetzt durch ίο 7,5 g eines anderen Kraftfahrzeugöls mit 0,5 bis 1,5% die Oxydation hindernden Zusätzen und 3,0 bis 5,0% Dispergiermittel.

Die Ansprechgrenze wurde auf 70% gehalten, obgleich die Menge des Steuerstoffes halbiert war, denn die Konzentration der Zusätze (Additive) war höher.

Beispiel 7

Die 15 g des Öls nach Beispiel 4 wurden ersetzt durch 2 g eines Dieselmaschinenöls. Dieses Mineralöl enthielt 0,5—2,0% die Oxydation hindernde Zusätze und 10—20% Dispergiermittel. ^j

Die Ansprechgrenze lag bei 75%. ' ι

Beispiel 8

Tonerteilchen begrenzter positiver Empfindlichkeit werden hier hergestellt durch Überziehen eines negativen Pigments mit einem positiven Harz in folgender Weise:

Druckerschwärze
Ester eines hydrierten Harzes
(30% ige Lösung in Toluol)

10g
15g

werden zur Bildung von Tonerteilchen begrenzter positiver Polarität zusammen vermählen. Diese Dispersion wird dann weitergemahlen mit eingedicktem Leinöl 10 g, um ein Konzentrat zu erhalten, in dem das den endgültigen Überzug auf den Tonerteilchen bildende, deren Empfindlichkeit jedoch nicht beeinträchtigende Leinöl die Teilchen dagegen schützt, daß der Steuerstoff aus der Trägerflüssigkeit adsorbiert wird.

Dieses Tonerkonzentrat wurde in den Trägerflüssigkeiten des Beispiels 3 im Verhältnis von 3,5 g Tonerkonzentrat zu 100 g Trägerflüssigkeit suspendiert In den Trägerflüssigkeiten, die die Tonersuspension enthielten, wurde dann als Steuerstoff Paraffinöl in verschiedenen Mengen bis zu 10 g Paraffinöl auf 100 g Trägerflüssigkeit aufgelöst. Bei dieser hohen Konzentration wurde eine Tonerempfindlichkeit mit einer Ansprechgrenze bei etwa 95% festgehalten, doch war die Ablagerungsmenge bzw. Geschwindigkeit im Hinblick auf den verminderten Volumenwiderstand der Trägerflüssigkeit und die verringerte Beweglichkeit der Teilchen zufolge der hohen ölkonzentration unzureichend.

Der Steuerstoff wurde dann wirksamer dadurch gemacht, daß in Paraffinöl 100 g der eine Oxydation hindernde oder hemmende Zusatz Zinkalkyl-dithiophosphat 1 g und das Dispergiermittel Natrkimnaphthalinsulfonat 4 g eingelagert oder eingebracht wurden. 4 g dieses Steuerstoffes wurden dann in den Trägerflüssigkeiten mit einem Gehalt von 3,5 g des Tonerkonzentrates dispergiert und es wurde ein Entwickler erhalten, dessen Ansprechgrenze bei einer Ladungsreduktion von 80% lag.

12

Beispiel 9

Das Paraffinöl des Beispiels 8 wurde durch den Steuerstoff Kristall-Schmieröl (ein reines Mineralöl) ersetzt, das eine Mischung aus Paraffin- und Naphtha-Mineralölen ist und keine Additive aufweist. Die Ansprechgrenze lag bei 70% bei Verwendung derselben Additive in demselben Verhältnis wie in Beispiel 8.

Beispiel 10

Der die Oxydation hindernde Zusatz des Beispiels 8 wurde ersetzt durch Phenyl-ß-naphthylamin. Die Ansprechgrenze lag bei 60%.

Beispiel 11

Der Oxydationen verhindernde Zusatz des Beispiels 9 wurde ersetzt durch Phenyl-jS-Naphthylamin. Die Ansprechgrenze lag bei 55%. Beispiel 12

Der die Oxydation verhindernde oder hemmende Zusatz in Beispiel 8 wurde ersetzt durch 2,6-Di-tert-butyl-a-dimethylamino-p-cresol. Die Ansprechgrenze lag bei 75%.

Beispiel 13

ίο Das Dispergiermittel des Beispiels 8 wurde ersetzt durch Natriumalkylbenzolsulfonat. Die Ansprechgrenze lag bei 75%.

Beispiel 14

Das Dispergiermittel des Beispiels 9 wurde ersetzt durch Natriumalkylbenzolsulfonat. Die Ansprechgrenze lag bei 70%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssiger Entwickler zur Umkehrentwicklung negativ geladener elektrostatischer latenter Bilder, der in einer Trägerflüssigkeit Tonerteilchen suspendiert und ein öl als Steuerstoff enthält, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß 0,1 bis 10 Gewichtsteile Tonerteilchen in 100 Gewichtsteilen Trägerflüssigkeit, die ohne Steuerstoff im wesentlichen keine elektrostatischen Ladungen tragen, suspendiert sind, daß der Steuerstoff ein Mineralöl ist, welches zwischen 0,5 und 2,0 Volumenprozent eines Antioxydans und zwischen 1,0 und 20,0 Volumenprozent eines Dispergiermittels enthält, daß wenigstens 0,01 Gewichtsteile des Steuerstoffes in 100 Gewichtsteilen Trägerflüssigkeit gelöst sind und daß der Steuerstoff dem Entwickler in einer solchen Menge zugegeben ist, daß die Tonerteilchen nur auf solchen Bereichen des latenten Bildes abgelagert werden, an denen die elektrostatische Ladung um wenigstens 70% ihres ursprünglichen Betrages verringert ist

2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antioxydan Zinkalkyl-dithiophosphat, Phenyl-jS-naphthylamin oder 2,6-Di-tert-Butyl-a-dimethylamino-p-cresolist.

3. Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel Natriumnaphthalinsulfonat oder Natriumalkylbenzolsulfonat ist.

4. Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen aus Pigmentpartikeln bestehen, an die eine Schicht eines Harzesters oder Alkydharzes als Netzmittel angelagert ist.

5. Entwickler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel mit dem Steuerstoff unverträglich ist.