DE1597887C3

DE1597887C3 - Trägerteilchen für einen elektrostatographischen Trockenentwickler

Info

Publication number: DE1597887C3
Application number: DE1597887A
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph Rochester Hagenbach; Robert William Macedon Madrid
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1966-10-11
Filing date: 1967-10-11
Publication date: 1978-08-17
Also published as: GB1211865A; NL6713689A; SE323583B; DE1597887B2; DE1597887A1; BE704918A; US3533835A; US3752666A

Description

Die Erfindung betrifft Trägerteilchen für einen elektrostatographischen Trockenentwickler, die aus einem elektrisch nichtleitenden Kern bestehen, der ggf. mit einer ebenfalls elektrisch nichtleitenden Kunststoffschicht überzogen ist.

Ein derartiger Trockenwickler ist aus der US-PS 19 247 bekannt und betrifft einen Dreikomponentenentwickler für elektrostatische Bilder. Der Entwickler enthält einen Toner sowie körnige Trägerteilchen. Als dritte Komponente ist in dem Entwickler noch ein Zusatz in Form eines elektrisch leitenden Pulvers enthalten. Dieses elektrisch leitende Pulver hat in erster Linie den Zweck, ein Anhaften von Trägerteilchen am elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial zu verhindern.

Der bekannte Dreikomponentenentwickler gestattet jedoch keine Beeinflussung seiner reibungselektrischen Eigenschaften, was einer vielseitigen Verwendung des bekannten Entwicklers entgegensteht.

Aus der DE-PS 9 26 587 sind elektrisch isolierende Trägerteilchen bekannt, die aus einem beispielsweise aus Glas bestehenden Kern und einem Überzug bestehen, welcher in Abhängigkeit von den geforderten reibungselektrischen Eigenschaften aus einem geeigneten Material besteht. Durch Verwendung von Kernen mit möglichst hohem spezifischen Gewicht wird ein unerwünschtes Anhaften der Teilchen an dem elektrostatisch aufgeladenen Aufzeichnungsmaterial verhindert. Diese bekannten Trägerteilchen sind jedoch insofern nachteilig, als es sich herausgestellt hat, daß auf dem spezifischen Gewicht des Kernes beruhende Auswahlkriterien nicht ausreichend sind, um ein

ίο Anhaften von Trägerteilchen wirksam zu verhindern.

Auch diesen bekannten Trägerteilchen ist der Nachteil zu eigen, daß ihr Aufbau keine Beeinflussung ihrer reibungselektrischen Eigenschaften gestattet.

Aus der US-PS 28 74 063 sind Trägerteilchen für elektrostatographische Trockenentwickler bekannt, welche aus Eisenteilchen bestehen, die frei von Fett und anderen in Alkohol löslichen Verunreinigungen sind. Ferner sind aus der genannten Patentschrift Trägerteilchen bekannt, die mit einer organischen nichtleitenden Schicht oder mit einer leitenden Kupferschicht versehen sind. Diese bekannten Trägerteilchen sind jedoch nicht für ein Kaskadenverfahren, sondern lediglich für ein Magnetbürstenverfahren bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Trägerteilchen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren Aufbau es gestattet, ihre triboelektrischen Eigenschaften in gewünschter und gezielter Weise zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest der Oberflächenbereich der Trägerteilchen ein feinzerteiltes elektrisch leitendes Material enthält

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material bei 23° C einen spezifischen Widerstand von weniger als etwa 10^t0Ohm · cm und eine mittlere Teilchengröße von weniger als 15 μπι besitzt. Derartige Trägerteilchen haben sich als besonders günstig erwiesen, um einen triboelektrischen Spannungswert zu erzielen, der von dem Wert des Trägerteilchen-Grundmaterials verschieden ist

Wenngleich die am Zustandekommen der vorteilhaften Wirkung beteiligten Einflußgrößen noch nicht vollständig geklärt sind, kann doch bereits davon ausgegangen werden, daß durch Anordnung elektrisch leitender Teilchen in der Oberfläche eines nichtleitenden Grundmaterials die triboelektrischen Kennwerte dieses Grundmaterials verändert werden.
Ferner hat es sich herausgestellt, daß besonders gute

so Ergebnisse dann erzielt werden, wenn ein feinzerteiltes elektrisch leitendes Material in den Oberflächenbereich der Trägerteilchen eingebracht wird, welches bei 23° C einen spezifischen Widerstand von weniger als etwa 1 Ohm · cm besitzt. Ein solches elektrisch leitendes Material zeichnet sich durch eine maximale Verminderung des triboelektrischen Spannungswertes bei gleichzeitig minimaler Änderung der Eigenschaften des Grundwerkstoffes aus.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß nunmehr Trägerteilchen zur Verfügung gestellt sind, deren reibungselektrische Eigenschaften an das jeweilige Aufgabengebiet angepaßt werden können. Durch den Einbau eines elektrisch leitenden Materials in den Oberflächenbereich der Trägerteilchen wird eine Herabsetzung der elektrostatischen Ladungsdifferenz zwischen den reibungselektrischen Ladungswerten des Toners einerseits und der Trägerteilchen andererseits

hervorgerufen, was sich dahingehend auswirkt, daß das erfindungsgemäße Trägermaterial scheinbar einen für den angestrebten Zweck günstigeren Platz in der reibungselektrischen Spannungsreihe einnimmt. Dabei wird es die Fachwelt besonders begrüßen, daß nunmehr Trägerteilchen herstellbar sind, die mit ihren reibungselektrischen Eigenschaften an das jeweilige Aufgabengebiet angepaßt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher ι ο beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 ein Schaubild, welches die Verminderung der statischen triboelektrischen Werte der Trägerüberzüge durch Einlagerung einer relativ geringen Menge Ruß in die betreffenden Überzüge darstellt, und

Fig.2 ein Schaubild, welches die dynamischen triboelektrischen Werte von Trägerteilchen unterschiedlichen Aufbaus veranschaulicht.

Für das feinzerteilte elektrisch leitende Material kommen insbesondere Werkstoffe in Frage, deren Leitfähigkeit in weiten Grenzen unabhängig von der jeweiligen Umgebungsluftfeuchtigkeit ist. An geeigneten Werkstoffen mit einem spezifischen Widerstand bei 23°C von weniger als 10¹⁰ Ohm · cm seien genannt:

Bor, Aluminiumbronze, Antimon, Arsen, Wismuth, Bronze, Beryllium, Lithium, Mangan, Cadmium, Osmium, Thallium, Caesium, Molybdän, Rhodium, Titan, Wolfram, Chrom, Tantal, Stahl, Cobalt, Calzium, Rubidium, Thorium, Calciumchlorid, Thalliumbromid, Silbernitrat, Natriumchlorid, Lithiumchlorid, Silberjodid, Lithiumbromid, Caesiumbromid, Natriumjodid, Nickeloxid, Eisen(III)-oxid,

Aurintricarboxylsäure-ammoniumsalze, Isoviolanthron, Indanthren-schwarz, Cyananthron, Perylen-Jodkomplexe,

Tetracyanchinondimethan-Komplexe, Isoviolanthron-jod-chlorid-Komplex, Isoviolanthron-aluminiumchlorid-Komplex, Isoviolanthron-titanchlorid-Komplex, Isoviolanthron-Jod-Komplex,

Isoviolanthron-kalium-Komplex, Isoviolanthron-natrium-Komplex, Natrium-anthrazen-Komplex,

Chloranil-N.N.N'.N'-tetramethyl-p-phenylen-Diamin-Komplex,

Bromanil-N,N,N',N'-tetramethyI-p-phenylen-Diamin-Komplex,

Jodanil-N.N.N'.N'-tetramethyl-p-phenylen-Diamin-Komplex, Chloranil-S.e-diaminopyren-Komplex, Chloranil-S.lO-diaminopyren-Komplex, Bromanil-3,8-diaminopyren-Komplex, Jodanil-3,8-diaminopyren-Komplex, Tetracyanchinondimethan-N.N'-dimethylp-phenylendiamin-Komplex,

Tetracyanchinon-dimethan-2-methylp-phenylendiamin-Komplex,

Tetracyanchinon-dimethan-N.N.N'.N'-tetramethyl-p-phenylendiamin-Komplex, Lithium-tetracyanchinon-dimethan-Komplexsalz, Cäsium-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz, Natrium-tetracyanchinon-dimethan- Komplexsalz, Kalium-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz, Kupfer-tetracyanchinondimethan-KompIexsalz, Barium-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz,

Silber-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz, Ammonium-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz,

N-Methylchinolin-tetracyanchinondimethan-Komplexsalz.

4-Hydroxy-N-benzylanilin-Komplexsalz, 4-Amino-N,N-diäthylanilin, 4-Amino-2,3,5,6-tetramethylanilin-pyridin-Komplexsalz,

Chinolin-Komplexsalz, N-(N-Propyl)chinolin-Komplexsalz, 2,2'-Bipyridin-Komplexsalz, Aluminium-phthalocyanin, Aluminium-polychlorophthalocyanin, Antimon-phthalocyanin, Barium-phthalocyanin, Beryllium-phthalocyanin, Cadmium-hexadecachlorophthalocyanin, Cadmium-phthalocyanin.Calcium-phthalocyanin, Cer-phthalocyanin.Chrom-phthalocyanin, Cobait-phthalocyanin, Cobalt-chlorphthalocyanin, Kupfer-4-aminophthalocyanin, Kupfer-bromchlorphthalocyanin, Kupfer-4-chlorphthalocyanin, Kupfer-4-nitrophthalocyanin, Kupfer-phthalocyanin, Kupfer-phthalocyaninsulfonat, Kupfer-polychlorphthalocyanin, Deuteriophthalocyanin, Dysprosium-phthalocyanin, Erbium-phthalocyanin, Europium-phthalocyanin, Gadolinium-phthalocyanin, Gallium-phthalocyanin, Germanium-phthalocyanin, Hafnium-phthalocyanin, Halogen substituiertes Phthalocyanin, Holmium-phthalocyanin, Indium-phthalocyanin, Eisen-phthalocyanin, Eisen-polyhalo-phthalocyanin, Lanthan-phthalocyanin, Blei-phthalocyanin, Blei-polychlorphthalocyanin, Cobalt-hexaphenylphthalocyanin, Kupfer-pentaphenylphthalocyanin, Lithium-phthalocyanin, Lutecium-phthalocyanin, Magnesium-phthalocyanin, Manganphthalocyanin, Quecksilber-phthalocyanin, Molybdän-phthalocyanin, Naphthalocyanin, Neodym-phthalocyanin, Nickel-phthalocyanin, Nickel-polyhalophthalocyanin, Osmium-phthalocyanin, Palladium-phthalocyanin, Palladium-chlorphthalocyanin, Alkoxy-phthalocyanin, Alkylaminophthalocyanin, Alkylmercaptophthalocyanin, Aralkylaminophthalocyanin, Aryloxyphthalocyanin, Arylmercaptophthalocyanin, Kupfer-phthalocyanin, Piperidin, Cycloalkylaminophthalocyanin, Dialkylaminophthalocyanin, Diaralkylaminophthalocyanin, Dicycloalkylaminophthalocyanin, Hexadecahydrophthalocyanin, Imidomethylphthalocyanin, 1,2-Naphthalocyanin, 2,3-Naphthalocyanin,Octaazaphthalocyanin, Schwefel-phthalocyanin.Tetraazaphthalocyanin, Tetra-4-acetylaminophthalocyanin, Tetra-4-aminobenzoylphthalocyanin, Tetra-4-aminophthalocyanin, Tetrachlormethylphthalocyanin, Tetradiazophthalocyanin, Tetra-4,4-dimethyloctaazaphthalocyanin, Tetra^S-diphenylendioxydphthalocyanin, Tetra^.S-diphenyloctaazaphthalocyanin,

Tetra-(6-methyl-benzothiazoyl)phthalocyanin, Tetra-p-methylphenylaminophthalocyanin, Tetra-methylphthalocyanin,
Tetra-naphthotriazolylphthalocyanin, Tetra-4-naphthylphthalocyanin, Tetra-4-nitrophthalocyanin,
Tetra-peri-naphthylen-^S-octaazaphthalocyanin, Tetra-2,3-phenylenoxydphthalocyanin, Tetra-4-phenyloctaazaphthalocyanin, Tetraphenylphthalocyanin,
Tetraphenylphthalocyanin-tetracarboxylsäure, Tetraphenylphthalocyanin-tetrabariumcarboxylat, Tetraphenylphthalocyanin-tetracalciumcarboxylat, Tetrapyridyphthalocyanin,
Tetra-4-trifluor-methylmercaptophthalocyanin,

Tetra-4-trifluormethylphthalocyanin, 4,5-Thionaphthen-octaazaphthalocyanin, Platin-phthalocyanin, Kalium-phthalocyanin, Rhodium-phthalocyanin, Samarium-phthalocyanin, Silber-phthalocyanin und Mischungen davon. Von Bedeutung für die Menge des zumindest in die Oberfläche der Trägerteilchen einzulagernden, feinzerteilten Materials sind: Der Abstand in der triboelektrischen Spannungsreihe zwischen den Tonern und den Trägerteilchen; die mittlere Teilchengröße des elektrisch leitenden, feinzerteilten Materials; die Konzentration des betreffenden elektrisch leitenden, feinzerteilten Materials in der Oberfläche der Trägerteilchen; der mittlere Durchmesser der Trägerteilchen; die elektrische Leitfähigkeit des feinzerteilten leitenden Materials. Das feinzer'eilte, elektrisch leitende Material kann entweder nur in der Oberfläche eines überzogenen oder nicht überzogenen Trägerteilchens verteilt oder durch ein nicht überzogenes Trägerteilchen oder durch den Außenüberzug eines überzogenen Trägerteilchens hindurch gleichmäßig verteilt werden. Wenn die feinzerteilten, elektrisch leitenden Teilchen nicht nur auf der Oberfläche des jeweiligen Trägerteilchens haften bleiben, sondern durch das jeweilige Trägerteilchen oder durch den Trägerteilchenüberzug hindurch verteilt sind, müssen notwendigerweise mehr feinzerteilte, elektrisch leitende Teilchen verwendet werden, um eine genügende Menge an in ihrer Oberfläche mit elektrisch leitendem Material versehene Trägerteilchen zu erhalten. Die zusätzlich erforderliche Menge an feinzerteiltem, elektrisch leitendem' Material hängt zum großen Teil von der Oberflächengröße der Trägerteilchen und damit von dem gewählten Teilchendurchmesser ab. Wenn die Menge an in der Oberfläche der Trägerteilchen zur Verfügung stehendem elektrisch leitendem Material zu einem vernachlässigbar geringen Wert vermindert wird, sind die triboelektrischen Eigenschaften der Trägeroberfläche nahezu die selben wie die des jeweiligen Trägers, der solche elektrisch leitenden Partikeln nicht enthält. Es dürfte einzusehen sein, daß bei einer von dem Gewicht der Träger abhängigen Menge an elektrisch leitendem Material ein größeres Volumen an elektrisch leitendem Material auf der Oberfläche der betreffenden Trägerteilchen erhältlich ist, wenn die betreffenden elektrisch leitenden Materialien nur auf der Oberfläche der Trägerteiichen abgelagert werden, als wenn sie durch jedes Trägerteilchen hindurch dispergiert würden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das feinzerteilte, elektrisch leitende Material in zumindest die Außenfläche von überzogenen oder nicht überzogenen Trägerteilchen dadurch eingelagert, daß das betreffende, feinzerteilte, elektrisch leitende Material mit der weichen, aushärtbaren Außenfläche der überzogenen oder nicht überzogenen Teilchen in Berührung gebracht und in die betreffenden Flächen durch Schlagbehandlung eingelagert wird, indem die betreffenden Trägerteilchen mit anderen Trägerteilchen einer Schlag- und Roll-Behandlung unterzogen werden.

Wie im folgenden noch beschrieben werden wird,

ίο wird jedes Trägerteilchen während der Einlagerungs-Einschlagbehandlung einer viele tausendmal erfolgenden !Collisions- und Abwälzberührung mit anderen Trägerteilchen ausgesetzt. Diese Einlagerungs-Einschlag-Behandlung wird in geeigneter Weise ausgeführt, wie z. B. Trommeln einer aus das feinzerteilte, elektrisch leitende Material und aus den eine weiche Oberfläche besitzenden Trägerteilchen bestehenden Mischung in umlaufenden Hohlzylindern, durch Erschüttern einer solchen Mischung in mit hoher Frequenz hin- und herschwingenden Kammern und durch Berührung des feinzerteilten leitenden Materials mit den weichen Außenflächen von Trägerteilchen in einer eine Schwingung in einer oszillierenden Richtung ausführenden kreisförmigen Kammer.

In dem Fall, daß das feinzerteilte, elektrisch leitende Material in Trägerteilchen einzulagern ist, die eine vorgeformte weiche Außenfläche besitzen, die nachfolgend ausgehärtet werden kann, sollten für das Material des Trägers oder des Überzugs ein weiches, aushärtbares Vorpolymerharz, ein geliertes Plastisol oder gewisse erweichte Materialien verwendet werden. Die erweichten Materialien können Materialien enthalten, die durch Wärme- oder Lösungsmitteleinwirkung erweicht werden. Die durch Lösungsmittel oder durch Wärme erweichbaren Materialien können natürliche Harze, thermoplastische Harze und weiche, zum Teil ausgehärtete wärmehärtbare Harze enthalten. Die weichen, aushärtbaren Vorpolymere können irgendein geeignetes polymerisiertes thermoplastisches oder aushärtbares Harz enthalten. Typische natürliche Harze enthalten: Kautschuk, Kolophonium, Kopalharz, Dammarharz, Drachenblut, Jalapenharz, Storax u. dgl. Typische thermoplastische Harze sind: Polyolefine, wie Polyäthylen, Polypropylen, chloriertes Polyäthylen und chlorsulfoniertes Polyäthylen, Polyvinyle und Polyvinylidene, wie Polystyrol, Polymethylstyrol, Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polyvinylazetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Polyvinylchlorid, Polyvinylcarbazol, Polyvinyläther und Polyvinylketone; Fluorkohlenwasserstoffe, wie Polytetrafluoräthylen, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid; Polychlortrifluoräthylen; Polyamide, wie Polycaprolactam und Polyhexamethylendiamid; Polyester, wie Polyäthylenterephthalat; Polyurethane; Polysulfide; Polycarbonate u. dgl. Typische aushärtbare Harze sind: Phenolharze, wie Phenolformaldehyd, Phenol-furfural und Resorzinolformaldehyd; Aminoharze, wie Harnstofformaldehyd und Melaminformaldehyd; Polyesterharze, Epoxyharze u. dgl.

In dem Fall, daß feinzerteilte, elektrisch leitende Materialien in eine erweichte Oberfläche eines Trägerteilchens oder eines Überzuges einzulagern sind, wird die betreffende Trägeroberfläche vorzugsweise durch ein Material gebildet, das durch Wärme oder Lösungsmittel erweichbar ist. Die zur Erweichung der

e>-> betreffenden Trägeroberfläche aufgewandte Wärmemenge oder Lösungsmittelmenge sollte jedoch nicht den Wert übersteigen, der zur Erweichung des Trägerüberzugs in einen klebrigen oder stark viskosen

Zustand erforderlich ist. Wenn dem Trägerüberzug übermäßige Wärmemengen oder Lösungsmittelmengen zugeführt werden, neigt das betreffende Überzugsmaterial dazu, zu fließen und sich in den Behandlungskammerwänden anzusammeln. In einigen Fällen wird sogar eine Anhäufung von Trägerteilchen auftreten. Deshalb ist eine übermäßig starke Erweichung des Überzugs während des Einlagerungsvorganges zu verhindern. Die Trägerteilchen können vor, während und/oder nach dem Einführen in die Behandlungskammer erwärmt oder mit einem Lösungsmittel behandelt werden. Die Erwärmung der Trägerteilchen kann durch Wärmekonvektion, Wärmeleitung und/oder durch Bestrahlung erfolgen. Im allgemeinen wird eine Erwärmung durch Konvektion oder Bestrahlung bevorzugt für die Erweichung von Trägerüberzügen angewandt, da dadurch die Gefahr beseitigt ist, daß sich die Überzüge infolge zu heißer Übertragungsflächen lösen. Zum Zwecke der Erwärmung der Trägerteilchen können herkömmliche Warmluftgebläse und/oder Infrarotstrahler verwendet werden. Zur Erweichung der Außenfläche der Teilchen können auch Lösungsmittel oder eine teilweise Lösung bewirkende Lösungsmittel verwendet werden. Eine umfassendere Steuerung des Erweichungsprozesses wird im allgemeinen dadurch erzielt, wenn Lösungsmitteldämpfe oder eine teilweise Lösung bewirkende Lösungsmittel für das jeweilige Überzugsmaterial verwendet werden. Die Anwendung von Lösungsmitteln, die die Überzugsmaterialien schnell auflösen, ist weniger wünschenswert, da dadurch eine gleichmäßige Oberflächenerweichung sämtlicher Träger schwierig zu erreichen ist, da bei den betreffenden Temperaturen die Lösungsmittel höchst wirksam sind. Da die in die jeweilige Trägeroberfläche einzulagernden Materialien aus Feststoffen bestehen, muß bei der Auswahl eines Lösungsmittels darauf geachtet werden, daß durch dieses Lösungsmittel die betreffenden Zusatzmaterialien nicht vollständig gelöst werden. Jede geeignete Trägerteilchen-Lösungsmittel-Kombination kann angewendet werden. Lösungsmittel, wie sie für die durch Lösungsmittel lösbaren Trägerteilchen oder Trägerteilchenüberzüge verwendet werden können, sind den meisten einschlägigen Chemiebüchern entnehmbar. Typische Trägerteilchen-Lösungsmittel-Kombinationen enthalten: Styrol/Methyl-methacrylat/ Vinyl-triäthoxysilan-Terpolymer und Toluol; Polycarbonat und Methylenchlorid: Phenolharz und Tetrahydrofuran; Nitrocellulose und Methyläthylketon.

Die feinzerteilten, elektrisch leitenden Materialien können jedoch auch erfindungsgemäß in den Trägerteilchen oder in der jeweiligen Trägerteilchen-Überzugsschicht vor der Teilchenbildung oder Überzugsbildung in dem jeweiligen Material dispergiert oder verteilt werden. Die Dispersion oder Suspension kann durch Anwendung herkömmlicher Verfahren erfolgen. Es dürfte einzusehen sein, daß das Material, das zur Herstellung des Gefüges der Trägerteilchen oder des Trägerteilchenüberzugs verwendet wird, in irgendeiner geeigneten Form vorhanden sein kann, wie z. B. in Form einer heißen Schmelze, einer Lösung, einer Emulsion, eines flüssigen Monomeren oder einer Dispersion. Wenn das Endprodukt ein überzogenes Trägerteilchen ist, können die Trägerüberzugsschichten mit oder ohne das feinzerteilte, leitende Material auf einen Trägerkern durch Anwendung herkömmlicher Verfahren, wie durch ein Sprühverfahren, Tauchverfahren, Wirbelsinterverfahren, Trommelverfahren, Bürstenverfahren u. dgl., aufgebracht werden. Die Überzugsschichten können als Pulver, Dispersion, Lösung, Emulsion oder heiße Schmelze aufgebracht werden. Wenn die betreffenden Überzugsschichten als Lösung aufgebracht werden, kann jedes geeignete Lösungsmittel verwendet werden. Lösungsmittel mit bei relativ niedrigen Temperaturen liegenden Siedepunkten werden bevorzugt, da sie weniger Energie und Zeit erfordern, um anschließend bei der Aufbringung des betreffenden Überzugs auf den Trägerkern beseitigt zu werden. Sofern erwünscht, kann

der jeweilige Überzug Harzmonomere, die unmittelbar auf der Oberfläche des jeweiligen Trägerkernes polymerisieren, oder Plastisole enthalten, die unmittelbar auf der Oberläche des jeweiligen Trägerkernes in einen nicht fließfähigen Zustand gelieren. Dabei kann jede geeignete Überzugsdicke angewendet werden. Der Trägerüberzug sollte jedoch hinreichend dick sein, um einem Abplatzen und Abblättern zu widerstehen.

Als Kern für erfindungsgemäße Trägerteilchen kann jedes geeignete, bekannte, überzogene oder nicht überzogene elektrisch nichtleitende Trägermaterial verwendet werden. Typische Trägerkernmaterialien enthalten Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Aluminiumkaliumchlorid, Rochellesalz, Natriumnitrat, KaIiumchlorat, Zircongranulat, Siliziumgranulat, Methylmethacrylat, Glas, Siliziumdioxyd und Mischungen daraus. Viele der vorstehend aufgeführten und weitere typische Träger sind in den US-Patentschriften 26 18 551, 26 38 416 und 26 18 552 angegeben. Für eine elektrostatographische Anwendyng wird ein homogener oder überzogener Trägerkern mit einem Durchmesser zwischen etwa 30 μΐη und etwa 1000 μΐη bevorzugt verwendet, da derartige Trägerteilchen eine genügende Dichte und Trägheit besitzen, um ein Anhaften der Teilchen an den latenten elektrostatischen Bildern während des Kaskadierungsverfahrens oder Magnetbürsten-Entwicklungsverfahrens zu verhindern. Obwohl in den US-Patentschriften 26 18 552 und 26 38 416 leitende Träger vorgeschlagen sind, wird kein Vorschlag dahingehend gemacht, daß aus Trägerteilchen und Tonern bestehende Kombinationen, die für elektrostatographische Entwicklungsverfahren aufgrund des großen Abstandes der betreffenden Bestandteile in der triboelektrischen Spannungsreihe nicht verwendbar sind, dadurch für ein Entwicklungsverfahren geeignet gemacht werden können, daß zumindest in die Oberfläche der Trägerteilchen feinzerteilte leitende Materialien eingelagert werden.

Im allgemeinen wird für das leitende Material ein mittlerer Teilchendurchmesser von weniger als etwa

so 15 μηι bevorzugt, da die glatte Oberfläche der letztlich behandelten Trägerteilchen weitgehend nicht durch Abschnitte von einen relativ großen Durchmesser besitzenden Teilchen aus leitendem Material unterbrochen wird, die sich über die äußere Trägerteilchenfläche erheben. Optimale Oberflächeneigenschaften und maximale Herabsetzung des triboelektrischen Spannungswertes werden mit leitenden Materialien erzielt, die eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 100 Millimicron besitzen. Obwohl von den Außenflächen der Trägerteilchen entfernte, nicht freigelegte leitende Materialien in einigen Fällen die Dichte des Trägers beeinflussen, haben sie jedoch keine meßbare Auswirkung auf die triboelektrischen Trägereigenschaften zur Folge. Wird ein Trägerteilchen mit hoher Dichte verwendet, so wird eine an der Außenfläche des Teilchens anliegende monomolekulare leitende Schicht bevorzugt, da dadurch wenig leitendes Material verbraucht wird. Werden überzogene Trägerteilchen

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verwendet, so wird eine maximale Haftfähigkeit zwischen dem Teilchenkern und der Überzugsschicht mit Hilfe der an der Außenfläche des jeweiligen Überzugs anliegenden monomolekularen Schichten erhalten.

Zusammen mit den erfindungsgemäßen Trägerteilchen können alle geeigneten pigmentierten oder gefärbten Tonermaterialien verwendet werden. Typische Tonermaterialien sind: Gummicopal, Sandarak, Kumaronindenharz, Asphalt, Gilsonit, Phenol-formaldehydharze, mit Kolophonium modifizierte Phenolformaldehydharze, Methacrylharze, Polystyrolharze, Polypropylenharze, Epoxyharze, Polyäthylenharze und Mischungen daraus. Das vorzugsweise verwendete Tonermaterial hängt davon ab, welchen Abstand die betreffenden Tonerteilchen von den behandelten Trägerteilchen in der triboelektrischen Spannungsreihe besitzen. Toner sind in den US-Patentschriften 26 59 670, 27 53 308, 30 79 342, 27 88 288 und dem US-Änderungs-Patent 25 136 angegeben. Diese Toner besitzen im allgemeinen einen mittleren Teilchendurchmesser zwischen etwa 1 und etwa 30 Mikron.

In den Zeichnungen ist veranschaulicht, wie sich die triboelektrischen Werte von verschiedenen, mit leitenden Materialien behandelten Trägerteilchen unter statischen und dynamischen Bedingungen ändern.

In F i g. 1 sind die Änderungen der statischen triboelektrischen Werte für verschiedene Mengen von zwei verschiedenen Arten leitender Materialien mit Ruß in zwei verschiedenen Organo-Silizium-Trägerüberzügen durch die Kurven A und B veranschaulicht Das zur Erzielung vergleichbarer Daten angewandte Verfahren wird im einzelnen in weiter unten gegebenen Beispielen II und VII erläutert. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, vermindern sich die statischen triboelektrischen Werte der Trägerüberzüge schnell durch Einlagerung einer relativ geringen Menge Ruß in die betreffenden Trägerüberzüge. Es sei angenommen, daß der triboelektrische Wert des der Kurve B zugehörigen Trägers bei einer bestimmten Zunahme des Rußgehaltes schneller abnimmt als der entsprechende triboelektrische Wert des der Kurve A zugehörigen Trägers. Der Grund hierfür besteht darin, daß der mittlere Durchmesser der in dem der Kurve B zugehörigen Träger verwendeten Materialien etwa fünfeinhalbmal kleiner ist als der mittlere Durchmesser der in dem der Kurve A zugehörigen Träger verwendeten Materialien.

Nunmehr sei F i g. 2 näher betrachtet In F i g. 2 sind die dynamischen triboelektrischen Werte von erfindungsgemäß behandelten Trägerteilchen durch die Kurven D, F, G und H dargestellt; die betreffenden Werte werden mit den entsprechenden dynamischen triboelektrischen Werten von nicht behandelten Trägerteilchen verglichen, denen die Kurven C und E zugehörig sind. Die dynamischen triboelektrischen Eigenschaften eines nicht behandelten Trägers, der mit einem Organosilizium-Terpolymer überzogen ist, sind durch die Kurve C veranschaulicht. Die Kurve D ist einem Träger zugehörig, der mit demselben Organosilizium-Terpolymer überzogen ist, wie der der Kurve C zugehörige Träger. Im vorliegenden Fall werden jedoch bezogen auf das Gewicht des Terpolymers zusätzlich 10% Aurintricarboxylsäureammoniumsalz verwendet. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind sowohl der triboelektrische Wert zu einem gegebenen Zeitpunkt als auch die Gesamtänderung des dynamischen triboelektrischen Wertes des behandelten Trägers gemäß Kurve D niedriger als die triboelektrischen Werte des Trägers gemäß Kurve C während einer entsprechenden Zeitspanne. Die dynamischen triboelektrischen Eigenschaften eines nicht behandelten Trägers, der mit einer Mischung Vinylchlorid-vinylazetat-Copolymer und mit 25% (bezogen auf das Gewicht des Copolymers) Farbstoff überzogen ist, sind durch Kurve E verdeutlicht. Die Kurven F und G sind Trägern zugehörig, die mit derselben Überzugsmischung überzogen sind, wie der der Kurve E zugehörige Träger; zusätzlich werden

ίο 15 bis 20% (bezogen auf das Gewicht der Überzugsmischung) Aurintricarboxylsäure-Ammoniumsalz verwendet. Die Kurve H ist einem Träger zugehörig, der mit derselben Überzugsmischung überzogen ist, wie der der Kurve E zugehörige Träger; zusätzlich werden hier jedoch 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Überzugsmischung) Ruß verwendet. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind der triboelektrische Wert zu einem gegebenen Zeitpunkt und die Gesamtänderung des dynamischen triboelektrischen Wertes der den Kurven F, G und H zugehörigen Träger niedriger als die triboelektrischen Werte des der Kurve E zugehörigen Trägers während einer entsprechenden Zeitspanne.

Anhand nachstehender Beispiele werden Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Trägerteilchen m beschrieben und verglichen; ferner wird die Verwendung der Trägerteilchen zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder betrachtet. Die jeweils angegebenen Anteile und Prozentsätze beziehen sich auf Gewichtsangaben, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die durch Berührung von Trägerteilchen mit Tonerteilchen erzielten relativen triboelektrischen Werte werden im folgenden unter Verwendung eines Faradayschen Käfigs gemessen. Die betreffende Einrichtung enthält einen Messingzylinder mit einem Durchmesser und einer Länge von jeweils 25,4 mm. An jedem Ende des Zylinders wird ein Sieb mit einer Siebweite von 149 μηι angeordnet. Der Zylinder wird gewogen, mit 0,5 g einer aus Träger- und Tonerteilchen bestehenden Mischung gefüllt und über einen Kondensator mit parallelgeschaltetem Elektrometer geerdet. Sodann wird trockene Druckluft durch den Messingzylinder geleitet, um den gesamten Toner von dem Träger wegzuführen. Sodann wird die auf dem Kondensator befindliche Ladung auf dem Elektrometer abgelesen.

Anschließend wird die Kammer wieder gewogen, um den Gewichtsverlust zu bestimmen. Die erzielten Daten werden dazu verwendet, die Tonerkonzentration und die Ladung in \iCh pro Gramm Toner zu berechnen. Da triboelektrische Messungen relative Messungen sind, sollten die Messungen für Vergleichszwecke unter nahezu identischen Bedingungen ausgeführt werden. Deshalb wird in allen folgenden Beispielen ein nach dem aus Beispiel I der US-Patentschrift 30 79 342 bekannten Verfahren hergestellter Toner aus einem Styrol/n-Butyl-methacrylat -Copolymer, Polyvinylbutyral und Ruß als triboelektrisches Kontaktnormal verwendet. Es dürfte einzusehen sein, daß auch andere geeignete Toner als die oben aufgeführten als Toner in den nachfolgenden Beispielen verwendet werden können.

Beispiel I

Eine Kontrollprobe wird durch Vermischen eines Teils gefärbter StyroUCopolymer-Tonerteilchen, die jeweils eine mittlere Partikelgröße zwischen etwa 10 und 20 μπι besitzen, mit etwa 100 Teilen überzogener Trägerteilchen, die jeweils eine mittlere Partikelgröße von etwa 600 μΐη besitzen, hergestellt. Der Träger enthält einen Glaskern, der mit einer Kunststoffschicht,

bestehend aus 15 Teilen Styrol, 85 Teilen Methylmethacrylat und 5 Teilen Vinyltriäthoxysilan, überzogen ist. 0,45 kg Trägerüberzugsmaterial wird zu 45 kg Trägerkernmaterial hinzugesetzt. Der unter Verwendung eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 29 μθ> pro Gramm Toner.

Beispiel II

Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerpartikeln von der im Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Partikelgröße von etwa 600 μπι besitzen. Der Trägerüberzug weist die gleiche chemische Zusammen-Setzung auf, wie es im Beispiel I beschrieben worden ist; dieser Kunststoff wird in einer Dreiwalzenmühle mit 5% (bezogen auf das Gewicht des Kunststoffs) Ruß vermischt, der eine mittlere Teilchengröße von etwa 70/1000 μπι besitzt. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird zu 45 kg Glas-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 19 μθ> pro Gramm Toner.

Beispiel III ^M

Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μΐη besitzen. Der Trägerüberzug enthält den im Beispiel I angegebenen Kunststoff, der in einer Dreiwalzenmühle mit 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Kunststoffs) Ruß vermischt ist, wobei die einzelnen Rußteilchen eine mittlere Teilchengröße von etwa 70/100 μπι besitzen. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird 45 kg Glaskorn-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 17 μθ) pro Gramm Toner.

Beispiel IV

Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Der Trägerüberzug enthält den im Beispiel I angegebenen Kunststoff, der in einer Dreiwalzenmühle mit 15 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Kunststoffs) Ruß vermischt ist; die Rußteilchen besitzen eine mittlere Teilchengröße von etwa 70/1000 μπι. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird zu 45 kg Glas-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradaysehen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 10 μθ3 pro Gramm Toner.

Beispiel V

Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Der Trägerüberzug enthält den im Beispiel I angegebenen Kunststoff, der in einer Dreiwalzenmühle mit 20 Gewichtsprozent (bezogen auf den Kunststoff) Ruß vermischt ist. Die Rußteilchen besitzen eine mittlere Teilchengröße von etwa 70/1000 μπι. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird zu 45 kg Glas-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 5 μ^ pro Gramm Toner.

Beispiel VI

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Der Trägerüberzug enthält den im Beispiel I angegebenen Kunststoff, der in einer Dreiwalzenmühle mit 5 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffs) Ruß vermischt ist; die Rußteilchen besitzen eine mittlere Teilchengröße von etwa 13/1000 μιτι. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird zu 45 kg Glas-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene triboelektrische Wert des Trägers beträgt 18 μθ) pro Gramm Toner.

Beispiel VII

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Der Trägerüberzug enthält den im Beispiel I angegebenen Kunststoff, der in einer Dreiwalzenmühle mit 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffs) Ruß vermischt ist; die Rußteilchen besitzen eine mittlere Teilchengröße von etwa 13/1000 μπι. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird zu 45 kg Glas-Kernmaterial hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 11 μθ> pro Gramm Toner.

Beispiel VIII

Eine Entwicklermischung wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I beschriebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 250 μπι besitzen. Der Träger enthält einen Glaskern, der mit einem Kunststoff überzogen ist, der aus 15 Teilen Styrol, 85 Teilen Methylmethacrylat und 5 Teilen Vinyltriäthoxysilan besteht. 200 g des Überzugsmaterials werden zu 4 kg Glaskernen hinzugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des überzogenen Trägers beträgt 29 μθ> pro Gramm Toner. Die so hergestellte Entwicklermischung wird über eine Selenfläche, die ein positiv geladenes elektrostatisches Bild trägt, kaskadiert. Das erzeugte entwickelte Bild wird mit Hilfe elektrostatischer Einrichtungen auf ein Blatt Papier übertragen, auf dem es durch Wärmeeinwirkung fixiert wird. Das so erzielte, fixierte Bild besitzt ein fahles, verwaschenes Aussehen.

Beispiel IX

Eine Entwicklermischung wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerpartikeln der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 250 μπι besitzen. Der Träger enthält jeweils einen Glaskern, der mit einem aus 15 Teilen Styrol, 85 Teilen Methylmethacrylat und 5 Teilen Vinyltriäthoxysilan bestehenden Kunststoff, der in einer

v> \mit 10 Gewichtsprozent Kohlenstoff

\ überzogen ist. Der unter Zuhilfenahme sehen Käfigs gemessene relative triboert des überzogenen Trägers beträgt imm Toner. Die so erzeugte Entwickler-..„ über eine Selenfläche kaskadiert, die ein positiv geladenes elektrostatisches Bild trägt. Das erzielte entwickelte Bild wird mit Hilfe elektrostatischer Einrichtungen auf ein Blatt Papier übertragen, auf dem es durch Wärmeeinwirkung fixiert wird. Das fixierte Bild ist dicht und nahezu frei von Hintergrund-Tonerablagerungen.

Beispiel X

Eine Entwicklermischung wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerpartikeln der in Beispiel I beschriebenen Art in 100 Teilen überzogener Trägerpartikeln hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 250 μπι besitzen. Der Träger enthält einen Glaskern, der mit einem aus 15 Teilen Styrol, 85 Teilen Butylmethacrylat und 5 Teilen Vinyltriäthoxysilan bestehenden Kunststoff, der mit 50 Gewichtsprozent Ruß vermählen ist, überzogen ist. Die mittlere Teilchengröße der Rußteilchen beträgt etwa 13μΐη. 200 g des Überzugsmaterials werden 4 kg Glaskernmaterial hinzugesetzt. Der unter Verwendung eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des überzogenen Trägers beträgt 4 μ(^ pro Gramm Toner. Die so hergestellte Entwicklermischung wird über eine Selenoberfläche kaskadiert, die ein positiv geladenes elektrostatisches Bild trägt. Das entstehende entwickelte Bild wird mit Hilfe elektrostatischer Einrichtungen auf ein Blatt Papier übertragen, auf welchem es durch Anwendung von Wärme fixiert wird. Das sich ergebende fixierte Bild ist dicht, besitzt jedoch starke Hintergrund-Tonerablagerungen.

Beispiel XI

Eine Kontrollprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerpartikeln der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μΐη besitzen. Der Trägerüberzug enthält eine aus Vinylchlorid-vinylazetat-copolymer und 25 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Copolymers) Farbstoff bestehende Mischung. 0,135 kg des Überzugsmaterials werden 45 kg Stahlkernen zugesetzt. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrisehe Wert beträgt —12 μθ> pro Gramm Toner.

Beispiel XII

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen eines Teils der überzogenen Trägerteilchen gemäß Beispiel XI hergestellt. In den Trägerüberzug werden 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Trägerüberzugsmaterials) Hydrazinsulfat-Teilchen eingelagert, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,001 μπι besitzen. Die Hydrazinsulfat-Teilchen werden in die Trägerüberzüge in einer Vibrationskammer eingelagert. Der Einlagerungsvorgang umfaßt das Erweichen des Trägerüberzugs und das Schütteln der überzogenen Trägerteilchen und der Hydrazinsulfat-Teilchen mit einer Schwingfrequenz von etwa 2000 Schwingungen pro Minute. Die Vibration wird so lange ausgeführt, bis in der betreffenden Kammer keine Teilchen mehr enthalten sind, die ein Hydrazinsulfat enthalten. Der mit Hilfe eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert der dem erwähnten Einlagerungsvorgang unterzogenen Trägerpartikeln beträgt — 7 μ^ pro Gramm Toner.

Beispiel XIII

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen eines Teils der überzogenen Trägerteilchen gemäß Beispiel X hergestellt. In den Trägerüberzug werden 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffs) Aminoguanidinsulfat-Teilchen mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 2 μπι eingelagert. Die Aminoguanidinsulfat-Teilchen werden in die betreffenden Trägerüberzüge in einer Vibrationskammer eingelagert. Der Einlagerungsvorgang umfaßt die Erweichung des Trägerüberzugs mit Hilfe von Wärme und das Durchschütteln der überzogenen Trägerteilchen und der Aminoguanidinsulfat-Teilchen mit einer Schwingfrequenz von etwa 2000 Schwingungen pro Minute. Die Schwingung wird so lange fortgesetzt, bis in der betreffenden Kammer keine Trägerteilchen mehr enthalten sind, die frei von Aminoguanidinsulfat sind. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert der dem Einlagerungsvorgang unterzogenen Trägerteilchen beträgt — 6 μ^ pro Gramm Toner.

Beispiel XIV

Eine Kontrollprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der im Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 Micron besitzen. Die Trägerteilchen bestehen aus homogenen Nitrocellulose-Harzkörnern. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt — 17 μθ) pro Gramm Toner.

Beispiel XV

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 Micron besitzen. Die Trägerteilchen bestehen aus einem Nitrocellulosegefüge, das 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers) Aluminiumteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 75 Millimicron enthält; die betreffenden Aluminiumteilchen sind in dem Gefüge gleichmäßig dispergiert. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt —12 μ^ pro Gramm Toner.

Beispiel XVI

Eine Entwicklerprobe wird durch Mischen eines Teils gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen Trägerteilchen hergestellt, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Die Trägerteilchen bestehen aus einem Nitrocellulosegefüge, das 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers) Bleidioxyd-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,003 μπι enthält; die betreffenden Bleidioxyd-Teilchen sind in dem Gefüge gleichmäßig dispergiert. Der

unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt — 8 μθ> pro Gramm Toner.

Beispiel XVlI

Überzogene Trägerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 600 μίτι werden mit dem in Beispiel I angegebenen Kunststoff überzogen. 450 g des Kunststoffs wird zu 45 kg Glaskernmaterial hinzugesetzt. ,0

Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen von 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 300 g überzogener Trägerteilchen hergestellt. Der Entwickler wird dann in einem normalen, elektrisch geerdeten Trog eingegeben. In diesem Trog wird der Entwickler mit etwa 20 Schwingungen pro Minute hin- und herbewegt. Der Trog wird während jedes Zyklus in jede Richtung um etwa 45°, bezogen auf die Horizontale, geneigt. Aus der so bewegten Mischung werden periodisch Proben entnommen, um unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs die jeweiligen triboelektrischen Messungen vorzunehmen. Die Meßergebnisse sind in Form der Kurve Cin F i g. 2 dargestellt.

Beispiel XVIII

25

Trägerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 600 μΐη werden mit einem Überzug aus dem in Beispiel I angegebenen Kunststoff überzogen, wobei jedoch zusätzlich 10 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Kunststoffes) Aurintricarboxylsäure-ammoniumsalz in dem Kunststoff dispergiert sind. Das Aurinsalz wird in dem Kunststoff dadurch dispergiert, daß eine Methylalkohollösung aus Aurintricarboxylsäure-ammoniumsalz zu einer Toluolazetonlösung des Kunststoffes gemäß Beispiel I hinzugesetzt wird. Das Aurinsalz ist mit der Azeton-Toluol-Lösung unverträglich; es fällt als feine Dispersion aus der Lösung aus und verteilt sich in der betreffenden Lösung. 0,45 kg des Kunststoffs und Aurinsalzes wird auf 45 kg Glas-Kernmaterial aufgebracht. Eine Entwicklerprobe wird durch Vermischen von 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Teilchen, von der im Beispiel I angegebenen Art mit 300 g der überzogenen Trägerteilchen hergestellt. Die erhaltene Mischung wird Bedingungen ausgesetzt, die den im Beispiel XVII angegebenen Bedingungen entsprechen; die erzielten Meßergebnisse sind in Form der Kurve D in Fig.2 dargestellt. Der dynamische triboelektrische Wert des der Kurve D zugehörigen behandelten Trägers liegt zu jedem entsprechenden Zeitpunkt wenigstens 6,5 μθ> unter dem dynamischen triboelektrischen Wert des der Kurve E zugehörigen unbehandelten Trägers. Die maximale Änderung in dem triboelektrischen Wert der einem unbehandelten Träger zugehörigen Kurve C während einer fünfstündigen Dauer liegt etwa um 25% höher als die Änderung des triboelektrischen Wertes des der Kurve D zugehörigen behandelten Trägers.

Beispiel XIX _W)

Trägerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 600 μιη werden mit einem Überzug überzogen, der ein Vinylchlorid-Vinylazetat-Copolymer mit 25 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht des Copolymers) Farbstoff enthält. 450 g des Kunststoffs wird auf ^ 45 kg Glas-Kernmaterial aufgebracht. Eine Entwicklerprobe wird dadurch hergestellt, daß 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 300 g der überzogenen Trägerteilchen vermischt werden. Die erhaltene Mischung wird im wesentlichen den gleichen Bedingungen ausgesetzt, wie sie in Beispiel XVIII angegeben sind; die gewonnenen Meßergebnisse sind in Form der Kurve E in F i g. 2 dargestellt.

Beispiel XX

Trägerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 600 μιτι werden mit einem Überzug überzogen, der von derselben Art ist, wie die in Beispiel XIX angegebene Vinylchlorid- Vinylazetat-Copolymer-Mischung. Zusätzlich sind in diese Mischung jedoch 15 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Copolymermischung) Aurintricarboxylsäure-ammoniumsalz dispergiert. Das Aurinsalz wird in dem betreffenden Überzugsmaterial dadurch dispergiert, daß eine Methyläthylketon-Lösung der Copolymer-Mischung einer Methylalkohollösung des Aurintricarboxylsäureammoniumsalzes hinzugesetzt wird. Das Aurinsalz ist mit der Methyläthylketon-Mischung nicht mischbar; es fällt als feine Dispersion aus der Lösung aus und verteilt sich in dieser gleichmäßig. 0,45 kg der Überzugsfeststoffe werden auf 45 kg Glas-Kernmaterial aufgebracht. Eine Entwicklerprobe wird dadurch hergestellt, daß 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 300 g überzogenen Trägerteilchen vermischt werden. Die so gewonnene Mischung wird den gleichen Bedingungen ausgesetzt, wie sie in Beispiel XVII angegeben sind; die gewonnenen Meßergebnisse sind in Form der Kurve F in F i g. 2 dargestellt. Der dynamische triboelektrische Wert der der Kurve Fzugehörigen behandelten Träger ist zu jedem entsprechenden Zeitpunkt wenigstens 8,5 μθ> kleiner als der entsprechende dynamische triboelektrische Wert der der Kurve E zugehörigen, nicht behandelten Träger. Darüber hinaus ist die maximale Änderung in dem triboelektrischen Wert der der Kurve E zugehörigen, nicht behandelten Träger während einer fünfstündigen Dauer um etwa 300% größer als die entsprechende Änderung des triboelektrischen Wertes der der Kurve Fzugehörigen behandelten Träger.

Beispiel XXI

Das in Beispiel XX angegebene Überzugsverfahren wird mit genügendem zusätzlichem Aurintricarboxylsäure-ammoniumsalz ausgeführt, um einen Trägerüberzug mit 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Copolymermischung) Aurinsalz zu erhalten. Eine Entwicklerprobe wird dann dadurch hergestellt, daß 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 300 g der überzogenen Trägerteilchen gemischt werden. Die so erzielte Mischung wird den gleichen Bedingungen ausgesetzt, wie sie in Beispiel XVII angegeben sind; die gewonnenen Meßergebnisse sind in Form der Kurve G in F i g. 2 dargestellt. Der dynamische triboelektrische Wert der der Kurve G zugehörigen behandelten Träger ist zu jeweils entsprechenden Zeitpunkten wenigstens um 9 μ^ geringer als der dynamische triboelektrische Wert der der Kurve E zugehörigen, nicht behandelten Träger. Darüber hinaus ist die maximale Änderung des triboelektrischen Wertes der der Kurve E zugehörigen nicht behandelten Träger während einer Dauer von fünf Stunden etwa 600% größer als die Änderung des triboelektrischen Wertes der der Kurve G zugehörigen behandelten Träger.

809 633/16

Beispiel XXII

Trägerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 600 μίτι werden mit einem Überzug überzogen, der aus der in Beispiel XIX beschriebenen Vinylchlorid-Vinylazetat-Copolymermischung besteht; zusätzlich sind hier jedoch in die betreffende Mischung 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gewicht der Copolymermischung) Ruß einer mittleren Teilchengröße von etwa 70 Millimicron gleichmäßig dispergiert. Die Rußteilchen sind in dem Überzugsmaterial durch eine Kugelmühlenbehandlung dispergiert. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird auf 45 kg Glas-Kernmaterial aufgebracht. Eine Entwicklerprobe wird dadurch hergestellt, daß 3 g gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 300 g überzogener Trägerteilchen vermischt werden. Die so gewonnene Mischung wird den gleichen Bedingungen ausgesetzt, wie sie in Beispiel XVII angegeben sind; die erzielten Meßergebnisse sind in Form der Kurve Hm F i g. 2 dargestellt. Der dynamische triboelektrische Wert der der Kurve H zugehörigen behandelten Träger ist mindestens 7,5 μθ) niedriger als der entsprechende dynamische triboelektrische Wert der der Kurve E zugehörigen, nicht behandelten Träger. Darüber hinaus ist die maximale Änderung des triboelektrischen Wertes der der Kurve E zugehörigen nicht behandelten Träger während einer Dauer von fünf Stunden etwa 200% größer als die entsprechende Änderung des triboelektrischen Wertes der der Kurve H zugehörigen behandelten Träger.

Beispiel XXIII

Ein Trägerüberzug wird dadurch hergestellt, daß 25 Teile des in Beispiel I angegebenen Kunststoffes mit 75 Teilen Polyvinylenoxydharz in einer Kady-Mühle gemischt werden. 0,45 kg des Überzugsmaterials wird auf 45 kg Glaskerne aufgebracht, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μΐη besitzen.

Eine Entwicklerprobe wird dadurch hergestellt, daß ein Teil gefärbter Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen gemischt wird, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μίτι besitzen. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 14 μθ) pro Gramm Toner. Da eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzenden Glasträger mit 0,45 kg Polyvinylenoxydharz auf 45 kg Glaskerne überzogen werden, beträgt der triboelektrische Wert 4 μθ) pro Gramm Toner. Daraus ist ersichtlich, daß ein höherer Prozentsatz an elektrisch nichtleitendem Polyvinylenoxydharz erforderlich ist, um den triboelektrischen Wert des Organosilizium-Überzugsmaterials gemäß Beispiel I um etwa ^xli herabzusetzen. Der geänderte Überzug besitzt darüber hinaus mehr die physikalischen Eigenschaften des nichtleitenden Kunststoffes als die des Originalüberzugsmaterials.

Beispiel XXIV

Ein Trägerüberzug wird dadurch hergestellt, daß 20 Teile Vinylazetatharz mit 80 Teilen Vinylchloridharz in einer Kady-Mühle gemischt werden. 0,45 kg der Harzmischung wird auf 45 kg Glaskerne aufgebracht, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μΐη besitzen. Eine Entwicklerprobe wird dadurch hergestellt, daß ein Teil farbiger Styrol-Copolymer-Tonerteilchen der in Beispiel I angegebenen Art mit 100 Teilen überzogener Trägerteilchen gemischt werden, die jeweils eine mittlere Teilchengröße von etwa 600 μπι besitzen. Der unter Zuhilfenahme eines Faradayschen Käfigs gemessene relative triboelektrische Wert des Trägers beträgt 27,5 μθ? pro Gramm Toner. Da gesonderte Mengen an 600-Micron-Glasträgerkörnern, die mit den oben angegebenen Vinylazetat- und Vinylchloridharzen überzogen sind, triboelektrische Werte von 28,5 und -5 μθ3 besitzen, ergibt sich, daß ein ungleichmäßiger Prozentsatz an elektrisch nichtleitendem Vinylchloridharz erforderlich ist, um den triboelektrischen Wert des Vinylazetatüberzugsmaterials herabzusetzen. Der Vinylazetatüberzug besitzt darüber hinaus seine meisten physikalischen Originaleigenschaften nach einer Mischung mit dem nichtleitenden Zusatzstoff.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trägerteilchen für einen elektrostatographischen Trockenentwickler, die aus einem elektrisch nichtleitenden Kern bestehen, der ggf. mit einer ebenfalls elektrisch nichtleitenden Kunststoffschicht überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Oberflächenbereich der Trägerteilchen ein feinzerteiltes elektrisch leitendes Material enthält.

2. Trägerteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material im Oberflächenbereich der nichtleitenden Kunststoffschicht enthalten ist.

3. Trägerteilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material gleichmäßig in der elektrisch nichtleitenden Außenschicht dispergiert ist.

4. Trägerteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material in einem durch Wärme erweichbaren Material dispergiert ist.

5. Trägerteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material in einem durch ein Lösungsmittel erweichbaren Material dispergiert ist.

6. Trägerteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch einen mittleren Teilchendurchmesser von 30 bis 1000 μηι und einem mittleren Durchmesser des feinzerteilten elektrisch leitenden Materials von weniger als 15 μΐη.

7. Trägerteilchen nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das feinzerteilte elektrisch leitende Material bei 23° C einen spezifischen Widerstand von weniger als 10¹⁰ Ohm · cm besitzt

8. Trägerteilchen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das. leitende Material bei 23° C einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 Ohm · cm besitzt.