DE1597861A1

DE1597861A1 - Entwickler fuer Elektrophotographie

Info

Publication number: DE1597861A1
Application number: DE19671597861
Authority: DE
Inventors: Hazime Machida; Zenjiro Okuno
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1966-11-21
Filing date: 1967-11-21
Publication date: 1970-08-13
Also published as: US3639243A; DE1597861B2; BE706742A

Description

Kabuohllcl Ka is ha.' Ricoh, ." ■ ■ ■

Tokio, Japan \ . . 2,1 HOV. 1567 Entwickler für Elektrophotographie

Die Erfindung betrifft einen flüssigen Entwickler für die Nassentwicklung in der Elektrophotographie.

Es gibt bereits 'verschiedene bekannte flüssige Entwickler für die Elektrophotographie ο Sie bestehen irn allgemeinen aus einem Pigment-Dispergiermittel, einem Regelmittel für die elektrische Ladungspolarität in Form von >;..Β. Harz, Alkydharz oder Asphalt und einem flüssigen Träger in Form eines Paraffinkohlenwasser- ■· stoffs oder dergleichen, womit sowohl isoparaffinische als -auch O-araffinische Kohlenwasserstoffe und dergleichen gemeint sind.

. · /polarität-

Da die hierbei benutzten Dispergier- und LadungsRegelmittel Naturstoffe, wie Harz und Asphalt enthalten, die von Natur aus in ihren Eigenschaften nicht konstant sind, kann man mit ihnen nur unter Schwierigkeiten Entwickler mit gleichförmigem- Entwicklungsvermögen und sonstigen Eigenschaften herstellen. Ausserdem besitzen dfie .Mkannten Entwickler die Unzulänglichkeit, dass die Dispergierfähigkeit der Entwicklerteilchen bereits nach kurzer Zeit sehr nachlässt und die wiederholte Benutzung des Entwick-,1¹BrS zu einer ausgeprägten Schwächung der ursprünglich hohen, elektrischen Ladung führt und eine ausgeprägte, böstirnmte Polaritätsregelwirkung auf die feinen Pigmentteilchen ausübt, wodurch eine der Teilchenpolarität entsprechende, kleine Ladung entsteht. Auriserdeni führt die Verminderung der Dispergierfähigkeit der Teilchen zu deren Zusaminenballung und Absetzung und damit zu einer äusserst starken' Herabsetzung des Entwicklungsvermögens des Entwicklers. Diese vielen Fehler der bekannten Entwickler

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lassen sich damit erklären, dass*äie feinen Pigiaßritteilchen nach dem Ansetzen desEntwicklers eine Zeit lang ihre Dispergierfähigkeit und ausgeprägte Polarität.behalten, ^f.;eil sowohl Dispergier- als auch Polaritätsregelmittel während dieser ersten Zeit noch vergleichsweise fest an ihnen haften bleiben, sich jedoch im Laufe der Zeit allmählich von ihnen abzulösen beginnen.- ■ ν

Diese Nachteile der bekannten Entwickler v/erden durch die Erfindung beseitigt, die einen Entwickler von ausgezeichneter Entwicklungsfähigkeit und Haltbarkeit anstrebt. UIe Erfindung erreicht dieses Ziel dadurch;, -dass nan zunächst öle beiden, durch die nachstehenden Formeln a) und b) gekennxeichneten Arten ungesättigter Kohlenviasserstoffe der Pfropfcopolyeierlsation mit feinen Pigrnentteilctien unterwirft und das so entstehende Um--- .-■■"

Setzungsprodukt-entweder allein-oder zusarmaen mit einein Netage eigneten

mittel in einer/Trägerflüssigkeit dispergiert,—α:α s^ -öen er- ^:

strebten flüssigen Elektropho'tographieentviiekler zu schaffen. ■·

(a)

Y .

-- Il

In diesen J^orrneln,bedeuten

R- einen ( -C₁₁Hg_n+1 )-Älkylrest mit η = 1-3, Phenyl- oder Tosylrest odet» ein, Wassers to ff a torn,

Y einen (-COOR₂)-Rest mit R₂ gleich einem (-C_n ¹^h+1 ^* Alkylrest mit 4 4 η 4 20 oder einen t-°^G°C_nH_2n+1ν Rest mit 1 in 4 20 oder einen (-C_n

)■

rest mit 1 4· η 4 20 sowie

■ ' ■ ■ , >-^R^i

X einen 1-COO(GH₀J N ^ V-ReSt mit η = 2-4 und R^ gleich 1 * 2*n s. _o ■ \ ■ ρ

Wasserstoffatom, Alkyl-, Phenyl- oder Tosylresten mit 1 bis 4 C-Atomen, öder -GOOH, -OH, -CN, -NH_g,

η h \\ ,R

¹¹* oder -C00</ ^λΗ3Η₅₎< ' mit R₂, gleich

Se \ _/ c- >p ^

a^ ν=/ "if Wasserstoffatom oder einem (-CHg_n+i) -Alkylrest mit

Die erfindungsgemäß benutzten Pigmente bestehen vorzugsweise aus Substanzen, die, wie z.B. Oasruss oder Anilinschwarz, in ihrem StrukturgefÜge einen benzolischen Ring enthalten. PUr die in Formel (a) mit Y bezeichneten funktioneilen Reste wählt man solche* die die DispergierfShigkeit des Pfropfcopolymertoners in seinem Kohlenwasserstoff-Dispergiermedium wirk sam erhöhen und diesem Medium gegenüber eine starke chemische Affinität aufweisen.

Pur die in Formel (b) mit X bezeichneten Rest andererseits wählt man solche, die die Polarität der von den Entwicklerteißhen getragenen Ladung wirksam zu regeln vermögen. Dispersionsfähigkeit und Stabilität der Entwicklerteilchen kann man weiterhin dadurch verbessern, daß man sie als Pfropfcopolymerisat aus Pigmentteilchen und einem Gemisch der beiden Formel

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BAD WAL

(a) und (b)-Verbindungen im Molverhältnis von 6 Mol a) zu nicht mehr als 4 Mol b) ausbildet. Beide Teilcheneigenschaften werden dabei ganz besonders stark durch Verwendung eines Formel a)-Kohlenwasserstoffs erhöht, bei dem der .funktioneile Rest Y aus -COORp besteht.

Wenn man die erfindungsgemäss zusammengesetzten Tonerteilchen für sich allein im Dispersionsmedium dispergiert, wird ihnen in vielen Fällen eine negative Ladung aufgedrückt. Die Erfindung schafft aber auch noch eine Entwicklerflüssigkeit, bei der die den Tonerteilchen aufgedrückte Ladung ausgeprägt positiv ist. - .

Die erfindungsgemäss benutzten Netzmittel bestehen aus höheren aliphatischen Säuren, wie Stearin-, Palmitin- oder Naphthensäuren oder deren Salzen bzw, Metallseifen mit Aluminium, Cadmium, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom oder Kupfer. Diese Netzmittel vermögen bei Zugabe zur Entwicklerflüssigkeit die Polarität der den Entviicklerteilchen aufgedrückten, hohen Ladung in eine äusserst ausgeprägte positive umzuwandeln und gleichzeitig das Ladungspolaritäts-Regelvermögen der Entwicklerteilchen über lange Zeiten hinweg stabil zu halten.

Die Erfindung schafft also, wie beschrieben, einen flüssigen Entwickler für Elektrophotographie von gleichförmiger Qualität und Leistung vorgegebenen Ausmasses, bei dem beide Pigmentbeeinflussungsmittel, nämlich sowohl Ladungsregler als auch Netz-

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mittel, aus synthetischen Substanzen und nicht, wie es bei den bekannten flüssigen Entwicklern der Fall ist, aus irgendwelchen geringen Mengen von Naturharz oder Asphalt bestehen. Da überdies diese feinen Pigment teilchen mit diesen beiden Zusatzsubstanzen durch Pfropfcopolymerisation vereinigt sind, wird zwischen allen drei eine äußerst feste Bindung geschaffen, so daß selbst bei über lange Zeit hinweg ständig wiederholtem Gebrauch des Entwicklers weder das Dispergier- noch das Entwicklungsvermögen der Entwicklungssubstanz nennenswert nachlassen· Außerdem läßt der erfindungsgemäße Entwickler seinen Pigmentteilchen unter."Wirkung des in ihm enthaltenen Netzmittels eine sehr ausgeprägte Ladüngspolarität aufdrücken und liefert auf den mit ihm behandelten Kopiermaterialien klare und kontrastreiche Bilder, - ·

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Man gab 0,9 Mol Laurylmethacrylat und 0,1 Mol /£· Dimethylaminoäthylmethacrylat zusammen, fügte diesem Gemisch - auf Gesamtgemischgewicht bezogen - 25$ Gasruss und 0,8$ Azobisisobutylonitril als Polymerisationsinitiator sowie - auf Gesamtmonomergewicht bezogen - ebensoviel Toluol zu und ließ das Gesamtgemisch 10 Stunden lang bei 100° bis 110° zu einem Gasruss-PfrQpfeopolymer ausreagieren« Dieses Produkt wurde 20 Stunden lang in einer Kugelmühle durchgearbeitet. Durch Dis·- pergieren von Ig dieses durchgearbeiteten PropfcopoXymers in 500 ml eines Isoparaffinkohlenwasserstoffs, wie er von der

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Esso Standard Oil Inc. unter der Bezeichnung "Isopar-W" geliefert wird, erhielt man einen flüssigen Entwickler für Electrophotographic.

Die zuvor durch Coronaentladung negativ aufgeladene photo-' leitende Schicht eines elektrophotographischen Kopiermaterials wurde unter einem Positivoifeinal belichtet und danach mit dem vorstehend beschriebenen Entwickler behandelt. Man erhielt auf diese Weise eine sehr klare Negativkopie. Der Entwickler zeigte selbst nach über lange Zeit hinweg wiederholtem Gebrauch keine merkliche Abnahme im Entwioklungsvermögen.

Beispiel 2

0,9 Mol Laurylmethacrylat und 0,1 Mol Acrylnitril wurden zusammengegeben, - auf Gesamtgewicht bezogen - mit 25 % Gasruss und 0,6 % Azobisisobutylonitril sowie mit der halben Toluolmenge wie in Beispiel 1 versetzt, das Gemisch 15 Stunden lang bei 110° umgesetzt und das entstandene Pfropfeopolymer unter Zugabe von etwas Isopar~H~Kohlenwasserstoff 20 Stunden lang in der Kugelmühle durchgearbeitet.

Der damit wie in Beispiel 1 angesetzte und geprüfte Entwickler lieferte sehr klare Positivkopien von einem Positivoriginal und war ebenso haltbar wie der Entwickler gemäß Beispiel 1.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde mit den Abwandlungen wiederholt, daß man als zweite Komponente 0,05 Gew.~# Acrylsäure verwendete, anstelle des GagFUSses 33 Gew,~# Anilinschwarz zugab, die Reaktion 10 Stunden lang bei 120° durchführte und das Pfropfcopolymer 16 Stunden lang in der Kugelmühle durcharbeitete»

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Der damit angesetzte Entwickler lieferte sehr klare Positivkopien von einem Positiv original und war ebenso haltbar wie der Entwickler gemäss Beispiel 1.

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde mit den Abwandlungen wiederholt, dass man 0,95 Mol Laurylmethacrylat und 0,05 Mol Acrylsäure zusammengab, 0,7-0,8 Gew.-?!> AzobisisobutjÄcnitril verwendete, die Reaktion 8 Stunden lang bei 70° durchführte und dem 500 ml Entwickieransatz noch 2 ml einer 0,5$lgen Mangannaphthenatlösung zugab.

per so angesetzte Entwickler lieferte sehr klare Positivkopien von einem Positivoriginal und zeigte selbst nach über lange Zeit hinweg wiederholtem Gebrauch weder geschwächtes Teilchendispergiervermögen noch Eiribusse an Entwieklerleistung.

Beispiel 5

Beispiel 4 wurde mit den Abwandlungen wiederholt, dass man 0,9 Mol Laurylmethacrylat und 0,1 Mol HydroxyfBethacrylat zusammengab, 53 Gew.-^ Gasruss verwendete und dem 500 ml Entwickleransat^ 0,5 ml einer 0,5^igen Kobaltnaphthenatlösung zugab.

Der so angesetzte Entwickler lieferte sehr klare Positivkopien von einem Positivoriginal und war ebenso haltbar wie der Entwickler gemäss Beispiel 4.

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Beispiel 6

Beispiel 4 wurde mit den Abwandlungen wiederholt daß man 0,97 Mol Isooctylmethacrylat und 0,03 Mol /5 -Dirnethylaminoäthylmethacrylat zusammengab, 5.0 Gew.-^ Gasruss und 0,8 Gew. -% Azobisisobutylonitril verwendete und dem 500 ml Entwickleransatz 3 ml einer 1#igen Aluminiumstearatlösung zugab.

Der so angesetzte Entwickler lieferte sehr klare Positivkopien von einem Positivoriginal und war ebenso haltbar wie der Entwickler gemäß Beispiel 4.

Zusammenfassend ergibt sich also, daß man gemäß Erfindung einen flüssigen Entwickler für Elektrophotographie in der Weise schaffte, daß man mit oder ohne Zugabe eines Netzmittels in einer geeigneten Trägerflüssigkeit einen Toner dispergiert, den man auf dem Wege der sogenannten Pfropfcopolymerisation erhält, indem man zwischen einer Pigmentoberfläche und ungesättigten Kohlenwasserstoffen eine direkte chemische Bindung herstellt, wobei diese Kohlenwasserstoffe dispergierende Wirkung besitzen und die Fähigkeit aufweisen, die Polarität einer großen elektrischen Ladung zu reglen oder - speziell ausgedrückt - sich an Pigment chemisch zu binden und dadurch dem Toner in der Trägerflüssigkeit eine große und ausgeprägte elektrische Ladungspolarität zu erteilen und außerdem die Dispersion der Teilchen in der Trägerflüssigkeit zu erleichtern vermögen, wobei letztere aus einem Paraffinkohlenwasserstoff (einschließlich Isoparaffinen) von vergleichsweise hohem elektrischem Widerstand und niedriger Dielektrizitätskonstante besteht.

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Claims

Kabushiki Kaisha Ricoh, Tokio, Japan

Patentansprüche

1« Flüssiger Entwickler für Elektrophotographie, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Dispersion eines Toners in einem Paraffinkohlenwasserstoff als flüssigem Träger besteht, wobei der Toner aus dem Pfropfcopolymerisationsprodukt zwischen einem ungesättigten Kohlenwasserstoff gemäß Formel a), einem ungesättigten Kohlenwasserstoff gema.fi Formel b) und einem Pigment besteht

(b)

C X

und wobei in diesen Formeln

einen (-

g ^

)-Alkylrest mit n= 1-3, Phenyl- oder

Tosylrest oder ein Wasserstoffatom, Y einen (.-.COORg)«Rest mit R_g gleich einem ("

-Alkylrest mit 4^ η ^. 20 oder einon (-mit--I₄fen 5 2.0 oder einen {-G Hp ,, )-a-Alkylrest mit

1 < η Z2Q sowie

. « 10 -

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X einen j-COO(CHg)_nN '. ^V-Rest mit η = 2-4 und R_ gleich

Wasserstoffatom, Alkyl-, Phenyl- oder Tosylresten mit 1 bis 4 C-Atomen, oder -COOH, -OH, -CN, -NH₂, -CON ^ ^

oder -COOT ^CH₂N . mit R₄ gleich Wasserstoff-

^R4

atom oder einem (-G H₂ ,)-Alkylrest mit Un^) bedeutet.

f 2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er auch noch eine geringe Menge eines Netzmittels enthält.

3. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aus einer Substanz mit einem benzolischen Ring in seinem Strukturgefüge besteht.

4. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner die beiden ungesättigten Kohlenwasserstoffe a) und b) in einem Verhältnis von 6 Mol a) zu nicht mehr als 4 Mol b) enthält.

5· Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pigmentgehalt im Toner - auf Gesamtgewicht der ungesättigten Kohlenwasserstoffe a) und b) im Copolymerisationsansatz bezogen 25 bis 50 % beträgt. ·

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6. Entwickler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel aus mindestens einer höheren aliphatischen Säure in Form von Stearin-, Palmitin- oder Naphtheneäure besteht.

7.Entwickler, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel aus mindestens einer Metallseife in Form eines Aluminium-, Cadmium-, Kobalt-, Nickel-, Mangan-, Chrom- oder Kupfersalzes einer höheren aliphatischen Säure in Form von Stearin-, Palmitin- oder Naphtheneäure besteht.

8. Entwickler nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aus Gasruß oder Anilinschwarz besteht.

ORIGINAL INSPSCTEO

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